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柔性电路及与其相关的电连通组件制造技术

技术编号:38682036 阅读:14 留言:0更新日期:2023-09-02 22:54
提供具有较高信号导体密度及较高信号完整性的柔性电路实施例。被设置为与柔性电路电连通的电连通系统被描述。包括电连接器的电连通系统被描述,该电连接器可选择性地与安装于柔性电路的电连接器以及安装于例如印刷电路板(PCB)的基板的电连接器相互对接。板(PCB)的基板的电连接器相互对接。板(PCB)的基板的电连接器相互对接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柔性电路及与其相关的电连通组件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年11月2日提交的美国专利申请序列号63/108,871及于2021年9月28日提交的美国专利申请序列号63/249,423的优先权,每份申请的公开内容均通过引用并入本文,如同在此完整阐述一般。

技术介绍

[0003]高数据速率连通与处理正在彻底改变人类社会的许多方面。连通与处理革新由集成电路(integrated circuits,ICs)实现,其可以生成和处理每秒太字节(Tbps)的信息。在集成电路内,信息通过较窄的(<10nm)导电迹线传输,并由数千个或数百万个晶体管处理。IC通常以IC管芯的形式封装,IC管芯安装于管芯封装基板上,以形成管芯封装或IC封装。依次地,IC封装安装于主基板。主基板具有电迹线,并且这些电迹线可以产生不利的寄生插入损耗(parasitic insertion loss)及其他不希望出现的信号传输质量。
[0004]在美国专利号6,971,887中,公开一种减少主基板或电路板基板中的、不利的且不希望出现的信号传输损失的、较早的方法,该专利的全部内容通过引用并入本文。该专利公开使用外基板来耦合第一插槽元件及第二插槽元件。外基板具有电介质,该电介质具有低于构成电路板基板的电介质的电损耗角正切值(electrical loss tangent value)。信号可以在约六英寸的距离处,以12GT/s+的速率经外基板传输。通常,美国专利号6,971,887教导将中间处理单元(CPU)插槽与外基板连接,以使得高速率信号绕过主基板或电路板基板。
[0005]在由约瑟夫
·
菲耶尔斯塔德(Joseph Fjelstad)所著、BR出版公司(BR Publishing,Inc.)发行的第三版“柔性电路技术”(2006年)一书,第26页和第27页描述另一种减少主基板中不利的且不希望出现的信号传输损失的方法。Fjelstad先生写道:“虽然柔性电路的历史角色通常是作为线束(wire harness)的替代品,但该技术已经远远超出了这种普通的应用范围。如今,柔性电路不断扩大其应用范围。世界各地的电子封装工程师正在设计使用柔性电路的更新的方法,并通过开发更加奇特但实用的电子互连结构来扩展该技术的基本前景。值得简要探讨一下在正在使用或正在开发的许多新应用中的一些应用中,柔性电路技术提高电子电路封装密度及性能的一些独特能力。柔性电路技术的一些新应用及使用方法进一步证明了,该技术以不同寻常的方式增加电路密度的能力,例如在IC封装中,新的封装结构通常占据较多常规设计方案的体积的一小部分。对于最大75毫米(30英寸)的板到板距离、在最高10Gbps的数据速率下、柔性电路直接集成于连接器中的高速应用而言,高速柔性电路组件已经证明是可行替代方案。图2至图14中示出一示例(高速柔性缆线可以直接从封装连接于连接器,以避开寄生效应,并避免与传统互连设计相关的串扰问题。)对于差分对及单端设置而言,常用的高速柔性电路产品的间距可低至0.5毫米(0.020英寸)或更小。随着数据传输速度越来越高,这些类型的柔性电路应用将变得越来越重要。稍后将更详细地讨论由高速缆线实现的高速结构。”[0006]概括而言,菲耶尔斯塔德先生公开使用柔性电路材料来绕过主基板,并在直角背板连接器的差分信号对与管芯封装基板之间,设定用于高达10Gbps的信令(signaling)的
柔性缆线连接,而不是在至少两个CPU或至少两个CPU插槽之间提供跳线(jumper)。
[0007]题为“促进用于CPU与柔性印刷缆线二者的互连的独立加载机构(Independent Loading Mechanism Facilitating Interconnections for Both CPU and Flexible Printed Cables)”的美国专利号8,353,708总体上公开将CPU与印刷电路板电连接,并通过缆线实现CPU之间的高速信号传输。
[0008]再往前约五年,申请人提交的、题为“用于高频信号的混合电连接器(Hybrid Electrical Connector For High

Frequency Signals)”的美国专利公开号2016/0218455公开主基板中的电迹线具有比光缆或屏蔽缆线高得多的损耗,并且更易于受到干扰(interference)及串扰(crosstalk)。美国公开号2016/0218455提出将主基板中的电迹线缩短至距IC约5毫米或10毫米,并将双轴缆线连接于主基板中的电迹线。
[0009]由申请人提交并通过引用整体并入本文的、题为“缆线连接器系统(Cable Connector System)的美国专利公布2021/0265785公开,“总体而言,在管芯封装的第一表面及第二表面二者上,在约140毫米
×
140毫米至约280毫米
×
280毫米范围内的管芯封装可以承载至少1024个双轴对或2048个单个的缆线导体,该缆线导体被路由至相应的第一电面板连接器
……”
[0010]最后,题为“用于长主机路由的替代电路装置(Alternative Circuit Apparatus For Long Host Routing)”且其全部内容通过引用并入本文的、美国专利公开号2021/0289617公开一电路组件。该电路组件包括一封装,该封装包括多层BGA/芯片载体及封装到板的柔性电路(package to board flex circuit)。BGA/芯片载体包括一IC,该IC包括安装于芯片载体/转接板的第一BGA,该芯片载体/转接板包括转接于第一BGA与第二BGA之间的PCB或基板,第一BGA与第二BGA通过图案成型于多层PCB的上层上的第一组BGA片,安装于多层PCB。柔性电路的左端通过BGA装置,安装于芯片载体的顶面,而柔性电路的右端通过图案成型于PCB上层上的第二组BGA片,安装于多层PCB。第二组片通过一层布线,电连接于连接器。高速数据通道可以具有至少50Gbps的带宽。

技术实现思路

[0011]本公开内容总体上单独地或以任意组合方式旨在:改进的柔性电路及相关的互连;从IC管芯封装的单个表面、管芯封装基板的单个表面或连通模块的信号表面路由至少512个或至少1024个差分信号对;将柔性电路附连于管芯封装基板的至少两个管芯封装面、至少三个管芯封装面或至少四个管芯封装面;以及混合缆线组件,该混合缆线组件单独地包括一个或多个柔性电路与缆线的组合,或该组合与端一电连接器及/或端二电连接器的组合。
[0012]附图简要说明
[0013]当结合附图阅读时,将更好地理解前述
技术实现思路
以及本公开的电连通系统的说明性实施例的以下详细描述。为了本公开的示例的目的,在附图中示出示例性实施例。然而,应当理解,本公开不限于所示的精确布置及手段。在附图中:
[0014]图1A是三层柔性电路的一部分的立体图,其包括本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.柔性电路,所述柔性电路包括:第一电路端、相对的第二电路端、第一柔性电路面及相对的第二柔性电路面;第一导电层,所述第一导电层邻近所述第一柔性电路面定位;第二导电层,所述第二导电层与所述第一导电层相对且邻近所述第二柔性电路面;多个柔性信号导体,所述多个柔性信号导体设置于所述第一导电层与所述第二导电层之间;以及第一多个柔性信号片以及第二多个柔性信号片,所述第一多个柔性信号片定位于所述第一电路端处,所述第二多个柔性信号片定位于所述第二电路端处,其中所述第一多个柔性信号片全部定位于所述第一柔性电路面上,并且所述第二多个柔性信号片全部定位于所述第二柔性电路面上。2.根据权利要求1所述的柔性电路,还包括第三多个柔性信号片,所述第三多个柔性信号片全部定位于所述第一电路端处,并且全部定位于所述第二柔性电路面上。3.根据权利要求2所述的柔性电路,其中所述第一多个柔性信号片包括第一差分柔性信号对片,所述第三多个柔性信号片包括第三差分柔性信号对片,并且所述第一多个柔性信号对片中的第一差分柔性信号对片从所述第三多个柔性信号片中的第三差分柔性信号对片偏移,以使得垂直于所述第一柔性电路面及所述第二柔性电路面二者的线,穿过所述第一柔性信号对片中的一个的柔性信号片中的一个,但不穿过所述第三差分柔性信号对片的柔性信号片中的任一个。4.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性电路,其中所述第一多个柔性信号片包括相互间隔开的差分柔性信号对片,以使得至少两百五十六个所述差分柔性信号对片容纳于约500平方毫米的面积中。5.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性电路,其中所述第一多个柔性信号片包括相互间隔开的差分柔性信号对片,以使得至少两百五十六个所述差分柔性信号对片容纳于约550平方毫米的面积中。6.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性电路,其中所述第一多个柔性信号片包括相互间隔开的差分柔性信号对片,以使得至少两百五十六个所述差分柔性信号对片容纳于约600平方毫米的面积中。7.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性电路,其中所述第一多个柔性信号片包括相互间隔开的差分柔性信号对片,以使得至少两百五十六个所述差分柔性信号对片容纳于约650平方毫米的面积中。8.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性电路,其中所述第一多个柔性信号片包括相互间隔开的差分柔性信号对片,以使得至少两百五十六个所述差分柔性信号对片容纳于约700平方毫米的面积中。9.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性电路,其中所述第一多个柔性信号片包括相互间隔开的差分柔性信号对片,以使得至少两百五十六个所述差分柔性信号对片容纳于约750平方毫米的面积中。10.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性电路,其中所述第一多个柔性信号片包括相互间隔开的差分柔性信号对片,以使得至少两百五十六个所述差分柔性信号对片容纳于约800平方毫米的面积中。
11.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性电路,其中所述第一多个柔性信号片设定相互间隔开的差分柔性信号对片,以使得一排至少六十四个差分柔性信号对片容纳于第一管芯封装面中,所述第一管芯封装面具有大于50毫米但不超过约75毫米的长度。12.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性电路,其中所述第一多个柔性信号片设定相互间隔开的差分柔性信号对片,以使得一排至少六十四个差分柔性信号对片容纳于第一管芯封装面中,所述第一管芯封装面具有大于55毫米但不超过约80毫米的长度。13.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性电路,其中所述第一多个柔性信号片设定相互间隔开的差分柔性信号对片,以使得一排至少六十四个差分柔性信号对片容纳于第一管芯封装面中,所述第一管芯封装面具有大于60毫米但不超过约85毫米的长度。14.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性电路,其中所述第一多个柔性信号片设定相互间隔开的差分柔性信号对片,以使得一排至少六十四个差分柔性信号对片容纳于第一管芯封装面中,所述第一管芯封装面具有大于65毫米但不超过约90毫米的长度。15.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性电路,其中所述第一多个柔性信号片设定相互间隔开的差分柔性信号对片,以使得一排至少六十四个差分柔性信号对片容纳于第一管芯封装面中,所述第一管芯封装面具有大于70毫米但不超过约95毫米的长度。16.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性电路,其中所述第一多个柔性信号片设定相互间隔开的差分柔性信号对片,以使得一排至少六十四个差分柔性信号对片容纳于第一管芯封装面中,所述第一管芯封装面具有大于75毫米但不超过约100毫米的长度。17.根据权利要求1至3中任一项所述的柔性电路,还包括第四多个信号片,所述第四多个信号片全部定位于所述第二电路端处,并且全部定位于所述第一柔性电路面上。18.根据权利要求17所述的柔性电路,其中所述第二多个柔性信号片包括第二差分柔性信号对片,所述第四多个柔性信号片包括第四差分柔性信号对片,并且所述第二差分柔性信号对片从所述第四差分柔性信号对片偏移,以使得垂直于所述第一柔性电路面及所述第二柔性电路面二者的线穿过所述第二差分柔性信号对片的一个柔性信号片,但不穿过所述第四差分柔性信号对片的柔性信号片中的任一个。19.根据权利要求17和18中任一项所述的柔性电路,其中柔性电连接器附连于所述第二电路端,并且被设置为接收对接缆线连接器。20.根据权利要求17和18中任一项所述的柔性电路,其中相应的同轴缆线及/或双轴缆线直接附连于所述第三差分柔性信号对片、所述第四差分柔性信号对片或二者。21.根据前述权利要求中任一项所述的柔性电路,还包括在所述第一柔性电路面上定位于所述第一电路端处的柔性接地片。22.根据前述权利要求中任一项所述的柔性电路,还包括在所述第二柔性电路面上定位于所述第二电路端处的柔性接地片。23.根据权利要求2

22中任一项所述的柔性电路,还包括在所述第二柔性电路面上定位于所述第一电路端处的柔性接地片。24.根据权利要求17至23中任一项所述的柔性电路,还包括在所述第一柔性电路面上定位于所述第二电路端处的柔性接地片。25.根据前述权利要求中任一项所述的柔性电路,其中所述柔性信号片在使用之前与使用期间,都没有可熔元件。
26.根据前述权利要求中任一项所述的柔性电路,其中所述柔性电路由液晶聚合物材料制成。27.根据前述权利要求中任一项所述的柔性电路,其中所述柔性电路被设置为以高达55GHz的频率传输数据,同时产生不超过

60dB的最差情况多有源异步串扰。28.根据前述权利要求中任一项所述的柔性电路,其中所述柔性电路被设置为以高达55GHz的频率传输数据,同时产生不超过

65dB的最差情况多有源异步近端串扰。29.根据前述权利要求中任一项所述的柔性电路,其中所述柔性电路被设置为以高达55GHz的频率传输数据,同时产生不超过

68dB的最差情况多有源异步远端串扰。30.根据前述权利要求中任一项所述的柔性电路,其中所述柔性电路被设置为以高达100GHz的频率传输数据,同时产生不超过

50dB的最差情况多有源异步串扰。31.缆线组件,所述缆线组件包括:柔性电路,所述柔性电路包括第一电路端及第二电路端,所述第一电路端包括第一多个柔性信号片,并且所述第二电路端包括第二多个柔性信号片,其中所述第一多个柔性信号片处于第一节距,所述第二多个柔性信号片处于第二节距,并且所述第二节距在数值上大于所述第一节距;以及多根缆线,所述多根缆线邻近所述柔性电路的第二端定位。32.根据权利要求31所述的缆线组件,还包括邻近所述第二电路端定位的至少一个柔性电连接器,其中所述至少一个柔性电连接器被设置为与缆线连接器对接,并且所述缆线连接器承载所述多根缆线。33.根据权利要求31和32中任一项所述的缆线组件,其中所述多根缆线各自物理附连于所述柔性电路。34.根据权利要求31至33中任一项所述的缆线组件,其中所述多根缆线是具有同轴缆线导体的同轴缆线。35.根据权利要求31至34所述的缆线组件,其中所述多根缆线是具有一对缆线导体的双轴缆线。36.根据权利要求31至35中任一项所述的缆线组件,其中所述柔性电路具有比所述多根缆线中的一根的端到端长度短的端到端长度。37.根据权利要求31至35中任一项所述的缆线组件,其中所述柔性电路的端到端长度比所述多根缆线中的一根的端到端缆线长度短至少两倍。38.根据权利要求31至35中任一项所述的缆线组件,其中所述柔性电路的端到端长度比所述多根缆线中的一根的端到端缆线长度短至少三倍。39.根据权利要求31至35中任一项所述的缆线组件,其中所述柔性电路的端到端长度比所述多根缆线中的一根的端到端缆线长度短至少四倍。40.根据权利要求31至35中任一项所述的缆线组件,其中所述柔性电路的端到端长度比所述多根缆线中的一根的端到端缆线长度短至少五倍。41.根据权利要求31至35中任一项所述的缆线组件,其中所述柔性电路的端到端长度比所述多根缆线中的一根的端到端缆线长度短至少六倍。42.根据权利要求31至35中任一项所述的缆线组件,其中所述柔性电路的端到端长度比所述多根缆线中的一根的端到端缆线长度短至少七倍。
43.根据权利要求31至35中任一项所述的缆线组件,其中所述柔性电路的端到端长度比所述多根缆线中的一根的端到端缆线长度短至少八倍。44.根据权利要求31至35中任一项所述的缆线组件,其中所述柔性电路的端到端长度比所述多根缆线中的一根的端到端缆线长度短至少九倍。45.根据权利要求31至35中任一项所述的缆线组件,其中所述柔性电路的端到端长度比所述多根缆线中的一根的端到端缆线长度短至少十倍。46.根据权利要求31至45中任一项所述的缆线组件,其中所述柔性电路的所述第一电路端被设置为物理附连、电附连或既物理附连又电附连于IC管芯或管芯封装基板。47.根据权利要求31至46中任一项所述的缆线组件,其中所述柔性电路的所述第一电路端被设置为物理附连、电附连或既物理附连又电附连于管芯封装表面上相应的封装片。48.缆线组件,所述缆线组件包括附连于双轴缆线的柔性电路。49.根据权利要求48所述的缆线组件,其中所述柔性电路具有第一电路端及第二电路端,并且所述双轴缆线直接附连于所述第二电路端,或通过连接器或耦合器或桥接器,间接附连于所述第二电路端。50.根据权利要求48至49中任一项所述的缆线组件,还包括第一多个柔性信号片及第三多个柔性信号片,所述第一柔性信号片各自在所述第一柔性电路面上定位于所述第一电路端处,并且包括第一差分柔性信号对片,所述第三多个差分柔性信号片各自在所述第二柔性电路面上定位于所述第一电路端处,...

【专利技术属性】
技术研发人员:乔纳森
申请(专利权)人:申泰公司
类型:发明
国别省市:

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