具有多折叠柔性电路的高密度光纤模块制造技术

一种用于光纤模块的柔性印刷电路板（ＦＰＣＢ），其包括具有多个弯曲的一电路板，以形成具有多个侧面和一底面的结构。该ＦＰＣＢ中的迹线从光电子芯片横越该ＦＰＣＢ的侧面，到该底面的模块互连层。该多折结构允许该ＦＰＣＢ支撑高于传统的信号折ＦＰＣＢ迹线的迹线，并允许来自光纤模块前面的光电子芯片的信号迹线和电子芯片的信号迹线在外扇形编组，因此减少迹线之间的串扰。这种较高数目的迹线设有一单层绝缘层的ＦＰＣＢ且不需要相互交叉的迹线，以致于改善的信号完整性超过了传统的多层ＦＰＣＢ的信号完整性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有印刷电路板的光纤模块，尤其是具有软印刷电路板的光纤模块。
技术介绍
在该技术中，在光纤模块中软印刷电路板(FPCB)的使用是已知的。FPCB基本上由单层柔性绝缘材料组成，比如聚酰亚胺，在该绝缘层的至少一侧上基本上用铜来制造电迹线。柔性层同时作为电迹线的绝缘体和支撑载体。FPCB可包括超过一个的绝缘层，该绝缘层具有出现在任意层之间以及任意层外表面上的电迹线。为了从嵌入层发射信号以及向嵌入层发射信号，FPCB可包含导电贯通孔，其在现有技术中也称为通孔。FPCB超过刚性印刷电路板的优点是能够弯曲FPCB以适合各种小型的电子产品。图1说明了利用具有单个弯曲的FPCB的传统光纤模块。FPCB100上的电迹线用来携带往复于光电子芯片102和电子芯片104的电子信号到光纤模块底部上的电互连层108。光电子芯片102包括激光器或检波器，或者激光器和检波器；而电子芯片104包括激光驱动电路或接收电路，或者激光驱动电路和接收电路。电互连层108耦合光纤模块到大型的主机印刷电路板(未示出)。或者，到主机印刷电路板的电互连层108可以出现在该模块的后部114。主机板将基本上容纳任何数量的光纤模块。刚性块材料106能安装到靠近光电子芯片102和电子芯片104的FPCB100，以及另一刚性块材料110能安装到靠近电互连层108的FPCB以提供结构支撑。更多的电子接通电路或者光电接通电路110同样能够设置在刚性材料110上。这里有三种功能组群的光纤模块发射器、接收器和收发器。在发射器中，携带信息的电子信号经互连层108进入，其使用激光驱动电路放大，并且使用激光芯片以光信号的形式发射。在接收器中，携带信息的光信号通过光电二极管接收，并通过电子电路放大，以经过互连层108输送到主机板。光纤收发器在相同的模块(外壳)中实现发射和接收功能。因为发射芯片和接收芯片之间的电串扰，在收发器上预定的要求比在发射模块和接收模块上预定的要求更严格。即，如果他们机械接近，那么在小尺寸的环境中，比如光纤模块，驱动激光器要求的大信号振幅和FPCB上电传输线容易与接收器的传感输出耦合。在光纤模块中电磁串扰是一困难的设计问题。该模块中信道间串扰和发射器与接收器间串扰能严重的降低光纤元件的性能。在传统的FPCB中穿过弯曲的迹线密度受迹线的宽度、柔性电路板的厚度和层的数量限制。迹线和FPCB的机械特性与电特性对互连层到主机板的高速电特性有强烈影响。在高速设备中，已经研究过多种方法企图最大化迹线密度。在极高速系统中，必须控制(和固定)传输线阻抗以防止降低信号波形的信号反射，同时在两个迹线上基本上携带信息具有两个相反极性的信号，这两个迹线也称为差分信号迹线。基本上，高速信号迹线阻抗通过使用邻近带有信号迹线的层的至少一个导电层控制。在差分信号迹线上额外的限制是上述两个迹线上的信号传播延迟必须相等以防止引入跳动。而且，在大多数的应用中，携带差分信号的迹线不能相互电耦合，在这种情况下额外的接地迹线不得不引入到两个信号迹线之间。所有这些要求结果是设计中带有紧密控制传输线的阻抗和增加接地迹线和接地层的传播常数。为了减小这种系统的尺寸，设计人员有几个观点减少迹线宽度提高迹线的电阻和电抗来改变线的阻抗特性，该特性反过来能通过减少柔性电路的绝缘层厚度或者提高柔性电路材料的介点常数或者应用以上两者的结合来校正。减少迹线宽度增加了迹线损耗，其反过来降低了信号的整体性。因为每个新的高速信号层需要一接地面，所以提高高速信号层会成倍的增加FPCB的厚度。这样反过来提高了柔性印刷电路板的硬度并减少了弯曲率。因此具有更多层的FPCB更难弯曲和更难适合许多目前的光纤模块形状因数。增加更多的层也提高了使用通孔的需要。维持经过通孔的传输线阻抗和传播常数是非常困难和不容易校正的。而且，提高迹线密度会提高迹线间电串扰的可能性。因此，FPCB运行的条件和机械硬度集体地限制了能横越弯曲的迹线数量。因此，需要利用柔性印刷电路板提高光纤模块的设计。改善FPCB应该不利用多迹线层在光电子芯片和电子芯片之间提供互连层和同时应该提供全部迹线组，该迹线组超出传统信号层柔性印刷电路板光纤模块设计仍能达到光纤模块的高速所要求的迹线传播必须的性能。本专利技术满足这一需要。
技术实现思路
用于光纤模块的柔性印刷电路板包括具有多弯曲的板，以形成带有多个侧面和一个底面的结构。FPCB中的迹线从光电子芯片，通过该FPCB的侧面横越到底部的模块互连层。多弯曲结构允许该FPCB支持比传统的单弯曲FPCB迹线更多的迹线，并且在光纤模块的前部其允许扇形编组超出从光电子芯片和电子芯片的信号迹线，从而减少两迹线之间的串扰。这种较高的数量的迹线提供带有单绝缘层FPCB和不需要交叉的路线，结果是改善的信号完整性超过传统的多层FPCB的信号完整性。附图说明图1说明了具有单弯曲的传统柔性印刷电路板(FPCB)。图2是利用根据本专利技术最佳实施例的FPCB的光纤模块的实施例放大图。图3A和3B更详细地说明了本专利技术最佳实施例的FPCB204。图3C说明了一没有弯曲的FPCB。图4更详细地说明了FPCB、嵌片和外部罩壳。图5说明了外部罩壳中的槽。具体实施例方式本专利技术提供用于光纤模块的一改善的柔性印刷电路板。介绍的以下描述能使所属领域的一般技术人员制造和使用本专利技术，并提供在专利申请和其要求的范围中。相对与最佳实施例的各种变化和其中的一般原理可以应用到其他实施例显然对所属领域的技术人员来说容易的。因此，本专利技术不是打算局限在所示的实施例，而是限定到与其中描述的原理和特征相关的最宽范围一致。根据本专利技术，光纤模块包括一柔性印刷电路板(FPCB)，该电路板包括多个弯曲，以形成带有多个侧面和一底面的结构。FPCB中的迹线横越光电子芯片，通过FPCB的侧面，并到达底部的互连层。多弯曲结构允许FPCB支撑比传统地弯曲FPCB的迹线数量更高的迹线。通过仅有的一绝缘层、该绝缘层至少一侧面上的迹线的FPCB和不需要的交叉迹线提供这种高数量，以导致减少串扰和改善信号的整体性。多层的使用还将增加此数量。减少串扰对于收发器模块是尤其重要的。根据本专利技术的FPCB允许发射迹线横越该FPCB的一侧面和接收迹横越线该FPCB的另一侧面。发射迹线和接收迹线之间的机械间隔比带有传统信号弯曲的FPCB的机械间隔更大，反过来减少了发射器与接收器之间的串扰。为了更加详细地描述本专利技术的特征，请结合下面的描述并参考图2-5。图2是利用根据本专利技术最佳实施例的FPCB的光纤模块的实施例放大图。光纤模块200包括一外部罩壳202、FPCB204和与该FPCB204相耦合的一嵌片208。光电子芯片和电子芯片210通过FPCB204中的开口与嵌片耦合。开口304在图3A中描述的更清楚。嵌片208接着与外部罩壳202耦合，这些还在下面描述。模块200还包括与FPCB204的互连层耦合的连接器206和电连接到与FPCB204的互连层耦合的光电子芯片和电子芯片210。模块200还包括与FPCB204耦合的垫片212、带有多个透镜与垫片212耦合的一光学平板214，和在光学平板214一面的一电磁辐射护罩216。模块200还包括与垫片耦合的转接器218。一喷嘴220与外部罩壳202耦合。垫片212、光学平板214本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性印刷电路板，其包括：多个导电迹线；上述电路板中的第一组弯曲，该第一组弯曲确定一前面；和上述电路板中的第二组弯曲，该第二组弯曲确定多个侧面和一底面，其中多个迹线从上述前面横越上述侧面到上述底面。

【技术特征摘要】
US 2002-10-2 10/263,9421.一种柔性印刷电路板，其包括多个导电迹线；上述电路板中的第一组弯曲，该第一组弯曲确定一前面；和上述电路板中的第二组弯曲，该第二组弯曲确定多个侧面和一底面，其中多个迹线从上述前面横越上述侧面到上述底面。2.权利要求1中的电路板，其中上述前面成形用于耦合光与光电子芯片。3.权利要求1中的电路板，其中上述底面包括多个互连层。4.权利要求1中的电路板，其中多个导电迹线存在于单层电路板上。5.权利要求1中的电路板，其中多个发射迹线横越第一侧面，多个接收迹线横越第二侧面。6.一种光纤模块，其包括一柔性电路板，其包括多个导电迹线；上述电路板中的第一组弯曲，该第一组弯曲确定一前面；和上述电路板中的第二组弯曲，该第二组弯曲确定多个侧面和一底面，其中多个迹线从上述前面横越上述侧面到上述底面。7.权利要求6中的模块，还包括电耦合到上述柔性印刷电路板前面的多个光电子芯片。8.权利要求6中的模块，其中上述柔性印刷电路板的底面包括多个互连层。9.权利要求6中的模块，其中上述柔性印刷电路板由一绝缘层组成，其中多个导电迹线设置在该绝缘层的至少一个侧面上。10.权利要求6中的模块，其中多个发射迹线横越上述柔性印刷电路板的第一侧面，多个接收迹线横越上述柔性印刷电路板的第二侧面。11.权利要求7中的模块，还包括一嵌片，其耦合到上述柔性印刷电路板的前面；以及一外部罩壳，其耦合到该嵌片耦合。12.权利要求11中的模块，其中上述外部罩壳用做散热片，其中来自上述光电子芯片的热通过上述嵌片传递到上述外部罩壳。13.权利要求11中的模块，其中上述外部罩壳包括多个槽，其中上述柔性印刷电路板的侧面设置在该槽内。...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉克诗曼拉斯南，刘伟明，皮埃尔莫茨，云天祐，黄孝徽，
申请(专利权)人：昂科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]