CN112153806A

CN112153806A - 可挠电路板

Info

Publication number: CN112153806A
Application number: CN202010541212.6A
Authority: CN
Inventors: 简敏隆; 蒙大德; 陈茂胜; 王文郁
Original assignee: Advanced Connectek Shenzhen Ltd
Current assignee: Advanced Connectek Shenzhen Ltd
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2020-12-29
Also published as: US20200413527A1; TWI711349B; US11044803B2; TW202102069A

Abstract

本发明为一种可挠电路板，包括至少二电导体层、至少二非电导体层以及至少一接着层。非电导体层配置于电导体层之间。非电导体层藉由接着层而贴附在一起，其中非电导体层的厚度和大于4mil，且所述至少二电导体层之间不存在电导体层。

Description

可挠电路板

技术领域

本发明是有关于一种电路板，且特别是一种可挠电路板。

背景技术

以往具有多层结构的可挠电路板，大多是以比1GHz低的运作频率来使用。但是，近年来随着利用电子机械处理的资料量增加，藉由***的小型化与集积化而使得资料处理能力提升，进而发展出能进行高速化资料处理的电子产品。然而，因材料、结构的限制，以及电磁波干扰（EMI）、射频干扰（RFI）与阻抗要求等限制，都会影响可挠电路板的线路布局与其传输效能。

举例来说，因应高速讯号的传输需求，需对应地增加绝缘层（或介质层）的厚度，以利于减少讯号传输时的损耗。但，受限于现有产品的材质特性，并无法不受限制地随意增加。

换句话说，随着应用产品的不同，关于阻抗及讯号特性也会因此而改变，如何受限于现有材料及结构的条件下而达到上述需求，实为相关技术人员所需思考并解决的课题。

发明内容

本发明提供一种可挠电路板，其藉由可选择的至少两层非电导体层以接着层而贴附在一起，且使其厚度和大于4mil，以使可挠电路板能符合讯号传输时的讯号完整性（signal integrity, SI）。

本发明的可挠电路板，包括至少二电导体层、至少二非电导体层以及至少一接着层。非电导体层配置于电导体层之间。非电导体层藉由接着层而贴附在一起，其中非电导体层的厚度和大于4mil，且所述至少二非电导体层之间不存在电导体层。

在本发明的一实施例中，上述的非电导体层包括至少一种材质。

在本发明的一实施例中，上述的非电导体层包括聚酰亚胺（PI）、改质聚酰亚胺（modified PI）、聚酰亚胺补强板（PI stiffener）与液晶聚合物（liquid crystalpolymer, LCP）的至少其中之一。

在本发明的一实施例中，上述位在接着层同一侧的电导体层与非电导体层是一可挠覆铜积层板（flexible copper clad laminate, FCCL）。

在本发明的一实施例中，其中一电导体层是讯号传输层，另一电导体层是电磁屏蔽（EMI shielding）层。

在本发明的一实施例中，上述的可挠电路板包括多个电导体层，电导体层区分为多个讯号传输层与多个接地层，而可挠电路板还包括至少一导电孔，电性连接在接地层之间。

在本发明的一实施例中，同一层的讯号传输层与接地层形成至少一讯号传输线与多个接地线，且讯号传输线的旁侧或相对两侧配置有接地线或导电孔。

在本发明的一实施例中，上述的可挠电路板包括多个导电孔，且彼此相邻的导电孔的间距小于或等于2mm。

在本发明的一实施例中，上述的电导体层包括多个讯号传输层、多个接地层与电磁屏蔽层，电磁屏蔽层电性连接接地层的至少部分，且电磁屏蔽层覆盖非电导体层的至少部分。

在本发明的一实施例中，上述的电磁屏蔽层完全包覆非电导体层。

基于上述，可挠电路板以至少二非电导体层藉由接着层而相互贴附，其构成主要结构并用以分隔至少二电导体层，同时所述至少二非电导体层的总厚度大于4mil，且所述至少二非电导体层之间不存在任何电导体层。如此一来，利用叠置的非电导体层而据以提高可挠电路板的厚度，以减少讯号传输时的损耗，而具备足以因应高频、高速讯号的传输需求，同时也毋须改变现有叠层组成的个别厚度，因而能有效避免制造成本的增加。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1A是依据本发明一实施例的可挠电路板的剖面图。

图1B、图1C与图1D分别是本发明不同实施例的可挠电路板的剖面图。

图2A与图2B是本发明不同实施例可挠电路板的剖面图。

图3A与图3B是本发明不同实施例可挠电路板的剖面图。

图4A是现有技术的可挠电路板的示意图。

图4B是图4A的可挠电路板沿平面C1的剖面图。

图4C至图4G是针对图4A的可挠电路板的讯号完整性的相关特性图。

图5A是本发明一实施例的可挠电路板的示意图。

图5B是图5A的可挠电路板沿平面C2的剖面图。

图5C至图5G是针对图5A的可挠电路板的讯号完整性的相关特性图。

符号说明

100A、100B、100C、100D、100E、100F：可挠电路板

100G、100H、100I、100J：可挠电路板

110A、120A、110B、120B、110C、120C：非电导体层

110D、120D、160D、110E、120E：非电导体层

110F、120F、110G、120G、160G：非电导体层

110H、120H、160H、110I、120I：非电导体层

110J、120J、160J、180J：非电导体层

130A、140A、130B、140B、130C、140C：电导体层

130D、140D、130E、140E、130F、140F：电导体层

130G、140G、131G、130H、140H、131H、132H：电导体层

130I、140I、150I、130J、140J：电导体层

150：接着层

170：导电孔

171：贯孔

172：电导体层

AH：接着层

d1、d2：间距

G1、G2：接地线

R1、R2：凹陷结构

S1、S2、S3：讯号传输线

t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8：厚。

具体实施方式

图1A是依据本发明一实施例的可挠电路板的剖面图。请参考图1A，在本实施例中，可挠电路板100A包括电导体层130A、140A、非电导体层110A、120A，以及接着层150，其中非电导体层110A、120A藉由接着层150而相互贴附在一起，电导体层130A、140A以非电导体层110A、120A配置其间，而受非电导体层110A、120A的间隔而相互远离。值得注意的是，非电导体层110A、120A分属不同材质，其中非电导体层120A是聚酰亚胺（PI），而非电导体层110A是液晶聚合物（liquid crystal polymer, LCP），且非电导体层110A、120A的厚度和大于4mil。在另一实施例中，非电导体层也可采用相同材质分别制作为两层。

换句话说，在本实施例中位于接着层150同一侧的的非电导体层110A与电导体层130A是一可挠覆铜积层板（flexible copper clad laminate, FCCL），而位在接着层150另一同侧的非电导体层120A与电导体层140A是另一可挠覆铜积层板，且非电导体层110A的厚度t1大于非电导体层120A的厚度t2。也就是说，使用者是藉由接着层150而将这两组可挠覆铜积层板贴合在一起，据以提高电导体层130A、140A的相对距离，而提高可挠电路板100A的阻抗，以减少讯号传输时的损耗。

进一步地说，由于被非电导体层的材料特性所限制，也就是当非电导体层达到特定厚度以上，将会造成制作时不易控制其均匀度的问题，同时也会降低整体结构的可挠性（柔软度）。故，对于现有技术的单一非电导体层，其厚度大多不大于4mil。换句话说，在现有技术下无法轻易地以单一材质及单一层即取得所需厚度的前提下，本实施例藉由将不同的非电导体层110A、120A仅通过接着层150而进行组合，而让非电导体层110A、120A之间不存在任何电导体层，实能解决上述问题。在本实施例中，非电导体层110A、120A是不同材质，而在制作上可先各自完成可挠覆铜积层板后，在藉由接着层150而完成组合。

图1B、图1C与图1D分别是本发明不同实施例的可挠电路板的剖面图。请先参考图1B，本实施例的可挠电路板100B包括非电导体层110B、120B、电导体层130B、140B以及接着层150，其中电导体层130B、140B、接着层150是与前述高电导体层130A、140A、接着层150相同，而不同的是本实施例的非电导体层110B、120B是同以液晶聚合物制成。也就是说，可挠电路板100B是各自在非电导体层110B、120B形成电导体层130B、140B之后，再藉由接着层150而组合在一起。同样地，本实施例非电导体层110B、120B的厚度和也是大于4mil。

请参考图1C，本实施例的可挠电路板100C包括非电导体层110C、120C、电导体层130C、140C以及接着层150，其中电导体层130C、140C、接着层150是与前述实施例相同，非电导体层120C也是以液晶聚合物制成，而不同的是，本实施例的非电导体层110C是以聚酰亚胺补强板（PI stiffener）制成。在此非电导体层110C可以是单层的聚酰亚胺补强板，也可以是多层聚酰亚胺补强板堆叠而成。还需提及的是，电导体层140C是可挠电路板100C的讯号传输层或接地层，而电导体层130C则是可挠电路板100C的电磁屏蔽（EMI shielding）层，以避免讯号传输时造成干扰。

请参考图1D，本实施例的可挠电路板100D包括非电导体层110D、120D、160D、电导体层130D、140D以及接着层150，其中电导体层130D、140D、接着层150以及非电导体层110D、140D如同图1C之实施例所示。不同的是，本实施例的可挠电路板100D还进一步地通过非电导体层160D及接着层150而将非电导体层110D与电导体层140D结合起来，亦即，本实施例是先行完成两组可挠覆铜积层板（非电导体层110D与电导体层130D、非电导体层120D与电导体层140D），而后再以非电导体层160D及接着层150接着其间，进而据以叠层手段提高可挠电路板100D的厚度，如前所述，藉由提高非电导体层的总厚度，而得以提高可挠电路板100A的阻抗，以减少讯号传输时的损耗。由上述实施例的可挠电路板100A～100D还能进一步得知，非电导体层的厚度和能藉由堆叠手段而增加以达到所需的阻抗，甚至，使非电导体层的数量大于或等于电导体层的数量。

另一方面，由上述实施例还能得知，本案所需进行叠置的非电导体层包括聚酰亚胺、改质聚酰亚胺、聚酰亚胺补强板与液晶聚合物的至少其中二者，其主要藉由不同材质的电性特性，进而予以适当地搭配出符合所需电性条件的可挠电路板。

图2A与图2B是本发明不同实施例可挠电路板的剖面图。请先参考图2A，在本实施例的可挠电路板100E，其包括非电导体层110E、120E、电导体层130E、140E以及接着层150，其中非电导体层110E、120E与前述非电导体层相同，可依据所需电性特性而从相关材质中选择，在此便不再赘述。值得注意的是，电导体层130E包括两部分，其中一部分是讯号传输层，而另一部分是接地层，而电导体层140E则是接地层。换句话说，本实施例在同一层电导体层130E是可进一步地形成讯号传输线S1与多个接地线G1、G2。再者，可挠电路板100E还包括导电孔170，其是在结构上以雷射或机械加工方式形成贯孔171，并在其孔壁上形成电导体层172，据以电性连接在电导体层130E的接地线G1、G2以及作为接地的电导体层140E之间。

此外，这些导电孔170分布在讯号传输线S1旁或其相对两侧，以提供遮蔽效果而能有效减少串音干扰。

请参考图2B，可挠电路板100F包括非电导体层110F、120F、电导体层130F、140F以及接着层150、导电孔170，其结构组成如同图2A所示的实施例，不再赘述。与上述不同的是，本实施例在同一层电导体层130F中，是形成一对差动讯号传输线S1、S2在一对接地线G1、G2之间，而使该对讯号传输线S1、S2是被设置于导电孔170之间。此举即是当讯号传输线S1、S2是用以传输差动高速讯号时，其更能藉由两侧的导电孔170对其形成屏蔽，且这些导电孔170的间距小于或等于2mm，以提高屏蔽效果。尤其当导电孔170是沿出、入图面方向而配置多个时，还能进一步地形成栅状屏蔽，而有效减少串音干扰。

图3A与图3B是本发明不同实施例可挠电路板的剖面图。请先参考图3A，可挠电路板100G包括电导体层130G、140G、非电导体层110G、120G、160G以及接着层150，在图式中，关于接着层150及其下方的结构配置一如前述实施例，在此不再赘述，且类似的是，同一层电导体层130G形成多条讯号传输线S1、S2与S3以及接地线G1、G2，且以交错方式排列。不同的是，本实施例还包括用以作为电磁屏蔽层的电导体层131G，其配置于非电导体层160G上且沿着其两侧的凹陷结构R1、R2而电性连接至电导体层130G，亦即在结构上，所述电磁屏蔽层遮蔽了非电导体层的局部，据以提供所需的电磁屏蔽效果。在此并未限制所述凹陷结构R1、R2的细部轮廓，在其他未绘示的实施例中，其也可以是口径较大的开孔结构。

请参考图3B，可挠电路板100H包括电导体层130H、140H、非电导体层110H、120H、160H以及接着层150，与图3A对照之下，本实施例改以将电导体层131H、132H作为电磁屏蔽层，而完全披覆在结构外，也就是使非导电体层被完全包覆在电导体层131H、132H之内，以隔绝电磁干扰的可能性，其余未叙述者已如前述实施例便不再赘述。

图4A是现有技术的可挠电路板的示意图。图4B是图4A的可挠电路板沿平面C1的剖面图。图4C至图4G是针对图4A的可挠电路板的讯号完整性的相关特性图。请参考图4A、图4B并分别对应图4C至图4G，在图4A与图4B中，可挠电路板100I是以单一介质的最大叠层状态而制成，非电导体层110I、120I各自配置有电导体层130I、150I，且以接着层AH将非电导体层110I、120I结合在一起，并在接着层AH中形成有电导体层140I，以作为传输讯号线S1、S2、S3与接地线G1、G2，且依据现有技术，非电导体层110I、120I的厚度t3、t4各不超过4mil。再者，贯孔间距d1为3mm。据此，对可挠电路板100I进行讯号完整性（signal integrity, SI）模拟分析而产生对应结果如图4C至图4G所示。

在图4C中，其显示可挠电路板100I讯号传输过程中的馈入损失（insertionloss），从中取得的测试结果，在频率6GHz处存在-0.54dB，而在10GHz存在-0.69dB。在图4D中，其显示可挠电路板100I的阻抗，从中取得的测试结果，最低处（图中圈起处）为36.4Ω。在图4E中，其显示讯号传输时的反射损失（return loss），也就是在讯号发送端所观测到的讯号反射情形，从中取得的测试结果，在频率6GHz处存在-12dB，在频率10GHz处存在-16dB。在图4F中，其显示可挠电路板100I的电压驻波比（voltage standing wave ratio, VSWR），用以显示所形成驻波的电压峰值与电压谷值之比，据以得知阻抗匹配状态，从中取得的模拟分析结果，在频率6GHz处存在比值1.7，在频率10GHz处存在比值1.4。在图4G中，其显示可挠电路板100I的关于讯号传输线的近端串音状态（near-end crosstalk, NEXT），从中取得的测试结果，在频率6GHz处存在-39dB，在频率10GHz处存在-33dB。

图5A是本发明一实施例的可挠电路板的示意图。图5B是图5A的可挠电路板沿平面C2的剖面图。图5C至图5G是针对图5A的可挠电路板的讯号完整性的相关特性图。请先参考图5A，本实施例的可挠电路板100J包括电导体层130J、140J、非电导体层180J、160J、110J与120J以及接着层150，其中非电导体层180J、160J、110J与120J中，厚度t7、t5之和超过4mil、厚度t6与t8之和超过4mil，同时导电孔170的间距d2为1mm。据此，对其进行讯号完整性（signal integrity, SI）模拟分析而产生对应结果如图5C至图5G所示。

接着，分别参考图5C至图5G并同时对应图4C至图4G，从图5C取得模拟分析结果，在频率6GHz处存在-0.23dB，在频率10GHz处存在-0.32dB，明显优于图4C所示。从图5D取得测试结果，最低处为47.2Ω，相较于图4D所示已明显提高阻抗。从图5E取得测试结果，在频率6GHz处存在-22dB，在频率10GHz处存在-21dB，代表其反射损失相较于图4E已进一步降低。从图5F取得测试结果，在频率6GHz处存在比值1.17，在频率10GHz处存在比值1.21，其相较于图4F已进一步降低。从图5G取得测试结果，在频率6GHz处存在-43dB，在频率10GHz处存在-37dB，此即可挠电路板100J的导电孔170的间距d2缩小，而能顺利地改善近端串音，明显优于图4G所示。

基于上述，初步结果已显示图5A、图5B所示可挠电路板100J的结构配置已较图4A、图4B所示可挠电路板100I的结构配置改善了其讯号传输特性。

综上所述，在本发明的上述实施例中，可挠电路板以至少二非电导体层仅藉由接着层而相互贴附，其构成主要结构并用以分隔至少二电导体层，也就是让非电导体层之间不存在电导体层，同时所述至少二非电导体层的总厚度大于4mil。再者，所述非电导体层可依据不同材质的电气特性而予以选择，例如是从聚酰亚胺、改质聚酰亚胺、聚酰亚胺补强板与液晶聚合物进行选择搭配，而使其能符合所应用产品的讯号传输条件。再者，电导体层除作为讯号传输线与接地线之外，还能进一步地额外设置以提供电磁屏蔽效果，且能依据所需效果而采局部包覆或完全包覆非电导体层。此外，在讯号传输线的旁侧或相对两侧配置有接地线以及与其电性连接的导电孔，据以提供避免串音干扰的情形。

如此一来，利用叠置的非电导体层而据以提高可挠电路板的厚度，搭配以上述各式结构，即能减少讯号传输时的损耗，而具备足以因应高频、高速讯号的传输需求，同时也毋须改变现有叠层组成的个别厚度，而有效避免制造成本的增加。

Claims

1.一种可挠电路板，其特徵在於：

至少二电导体层；

至少二非电导体层，配置于所述至少二电导体层之间；以及

至少一接着层，所述至少二非电导体层藉由所述至少一接着层而贴附在一起，其中所述至少二非电导体层的厚度和大于4mil，且所述至少二非电导体层之间不存在电导体层。

2.如权利要求1所述的可挠电路板，其特征在于：所述至少二非电导体层包括至少一种材质。

3.如权利要求1所述的可挠电路板，其特征在于：所述至少二非电导体层包括聚酰亚胺（PI）、改质聚酰亚胺（modified PI）、聚酰亚胺补强板（PI stiffener）与液晶聚合物（liquid crystal polymer, LCP）的至少其中之一。

4.如权利要求1所述的可挠电路板，其特征在于：位在所述接着层同一侧的所述电导体层与所述非电导体层是一可挠覆铜积层板（flexible copper clad laminate, FCCL）。

5.如权利要求1所述的可挠电路板，其特征在于：所述至少二非电导体层的数量大于或等于所述至少二电导体层的数量。

6.如权利要求1所述的可挠电路板，其特征在于：其中之一所述电导体层是讯号传输层，另一电导体层是电磁屏蔽（EMI shielding）层。

7.如权利要求1所述的可挠电路板，其特征在于：更包括多个电导体层，各所述电导体层区分为多个讯号传输层与多个接地层，而所述可挠电路板还包括至少一导电孔，电性连接在各所述接地层之间。

8.如权利要求7所述的可挠电路板，其特征在于：其中同一层的所述讯号传输层与各所述接地层形成至少一讯号传输线与多个接地线，且所述至少一讯号传输线的旁侧或相对两侧配置有各所述接地线或所述至少一导电孔。

9.如权利要求1所述的可挠电路板，其特征在于：更包括多个导电孔，且彼此相邻的各所述导电孔的间距小于或等于2mm。

10.如权利要求1所述的可挠电路板，其特征在于：所述至少二电导体层包括多个讯号传输层、多个接地层与一电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层电性连接各所述接地层的至少部分，且所述电磁屏蔽层覆盖所述至少二非电导体层的至少部分。

11.如权利要求10所述的可挠电路板，其特征在于：所述电磁屏蔽层完全包覆所述至少二非电导体层。