CN101866715A

CN101866715A - 用于lvds的降低emi的柔性平面电缆

Info

Publication number: CN101866715A
Application number: CN201010165268A
Authority: CN
Inventors: 韩大熙; 表正锡; 李钟荣
Original assignee: EMPKO Co Ltd
Current assignee: EMPKO Co Ltd
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2010-10-20
Also published as: KR101123762B1; KR20100113939A

Abstract

本发明涉及在各种数字家用电器中使用的用于电压差分信令(LVDS)的柔性平面电缆(FFC)，其适用于在窄空间内传输大量数据，并且更特别地本发明涉及能够有效降低在信号传输期间发生的电磁干扰的低压差分信令的柔性平面电缆(FFC)。本发明提供的用于LVDS的降低EMI的该柔性平面电缆通过嵌入复合磁性层来制造，其中复合磁性层施加有磁性粉体，其通过在采用平面形状的承载体上均匀分散并且固定用于屏蔽噪声的金属屏蔽材料以及采用粉体形式的磁性体而形成，从而有效地抑制EMI以及具有优良的信号传输性能。

Description

用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆

技术领域

本发明涉及用于低压差分信令(LVDS)的柔性平面电缆(flexibleflat cable)。该LVDS用于传输来自各种数字家用电器的信号。更加具体地，本发明涉及能够有效减少电磁干扰(EMI)的低压差分信令的柔性平面电缆。在使用适合于在窄空间内传输大量数据的低压差分信令的柔性平面电缆进行信号传输期间，该EMI会发生。

背景技术

在数字家用电器中，所有数据作为电信号来传输。特别是，在高性能数字家用电器的情况中，存在需要一种系统，能够在各种部件或者各种设备之间有效传输大量数据而不会丢失信息。如上所述，在数字家用电器中，由于信号传输性能直接跟数字家用电器的性能相关联，因此尝试提高数据传输系统的性能已经变得十分强烈。为了改进数字家用电器，已经越来越多地需要新的接口技术伴随将使用频率成为高频的技术以便根据数据传输量的增加而增加信号传输速度。

为此，已经大范围地使用低压差分信令(下文指代为LVDS)方案，其可以通过使用低压来降低功耗并且执行高速传输并且具有长距离传输。

LVDS指的是一种高速传输数据的通用接口标准，并且是可应用于各种领域的技术，包括应用于数字设备中的数据传输系统。

特别地，为了在数字设备中的系统内部以高速来传输高容量数据，LVDS方案已经被主要地采用。在例如显示装置等数字设备中，具有等价于柔性印刷电路(FPC)的传输特性和可挠性的便宜的柔性平面电缆(FFC)已经主要作为传输介质用于传输数据以实施LVDS方案。

然而，根据信号传输速度的增加而使信号成为高频易于产生不必要的辐射噪声、信号，使得发生伴随信号传输丢失的电磁干扰(下文指代为EMI)的问题(引起相邻电缆失灵等)。

为了解决上述问题，KR专利注册No.0866497(注册日：2008.10.28，下文指代为引用参考文件1)和KR专利公开公布No.2007-0038025(Laid-open公布日：2007.04.09，下文指代为引用参考文件2)公开了具有能够降低EMI的结构的一种柔性平面电缆。

引用参考文件1公开了该柔性平面电缆具有一种屏蔽电磁干扰的结构，其为了实现低EMI特性而通过将铝箔接合在该柔性平面电缆的与接地端子一起经受接地处理的下表面上来屏蔽电磁干扰。然而，如在引用参考文件1中所述的那样，在该配置中，屏蔽材料采用膜的形式贴合在柔性平面电缆的外侧上，例如铝箔等金属施加在该屏蔽材料上，该外侧连接至接地线，对于辐射噪声仅执行的作用是屏蔽辐射噪声漏泄到外面而不是控制电特性，使得电缆中没有进行阻抗匹配，因此由于电缆内部反射而引起噪声问题。

为了解决该问题，引用参考文件2公开了一种柔性平面电缆，其具有能够降低EMI的结构，其通过使用预定树脂将导电微粒(碳)分散在现有屏蔽层中并且使用聚合物基屏蔽材料来控制电容从而控制差分阻抗来降低EMI。然而，在引用参考文件2中描述的柔性平面电缆的结构的情况下，由于被电阻(R)电感(L)和电容(C)组合影响的阻抗在电容方面被简单地控制，因此存在的问题是与例如电感等磁场特性有关的因素没有被考虑。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于LVDS的柔性平面电缆，其通过控制阻抗的电感分量且同时确保金属屏蔽材料的作用而能够有效降低EMI并且提高传输信号质量。

为了获得上述目的，本发明提供以下配置：

根据本发明，提供有一种用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆，其包括通过在承载体上分散并且固定软磁性粉体而形成的复合磁性层。

另外，在整个电缆区域之上的该柔性平面电缆内部，该复合磁性层内置在本体内并且与该电缆层叠。

用于LVDS的降低EMI的该柔性平面电缆的最下部由连接至接地端子的金属屏蔽材料形成。

在该情况下，该复合磁性层厚度为20μm至500μm。

另外，该软磁性粉体为烧结软磁性体或者金属软磁性粉体。

另外，该软磁性粉体为软磁性铁硅铝磁合金(Sendust)。

该承载体由以下构成的组中选择的任意一种制成：非织布、纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、泡沫聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、泡沫聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、泡沫聚乙烯(PE)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、泡沫聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。

如上所述，根据本发明的用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆可在考虑了电特性及磁特性下提高传输信号质量并且显著地降低EMI，其中仅通过工艺以及简单向电缆中引入施加有磁性粉体的复合磁性层的配置来实现此。

附图说明

图1是根据相关技术的用于LVDS的柔性平面电缆的横截面视图。

图2是根据相关技术的用于LVDS的柔性平面电缆的横截面视图。

图3是根据相关技术的在500MHz测量的柔性平面电缆(长500mm)的输出波形的图表。

图4是根据本发明的在500MHz测量的柔性平面电缆(长500mm)的输出波形的图表。

具体实施方式

为了实现上述目的，本发明提供一种用于LVDS的柔性平面电缆，其通过在电缆内侧形成由磁性粉体制成的复合磁性电阻器的层而能够提高传输信号的可传输性以及降低EMI。

下文中，将参照附图来详细说明根据本发明的用于LVDS的柔性平面电缆的示例实施例。

图1是相关技术中普遍使用的柔性平面电缆的结构的横截面视图。如图1所示，根据相关技术的用于LVDS的柔性平面电缆通过将具有耐热性的聚酯基绝缘膜接合在导体1的上部和下部来制造。导体1是用于传输电信号的介质并且通过将下绝缘体3的下部贴合至连接至接地端子6的例如铝箔等的金属屏蔽材料5并且在其上进行接地处理来制造，而作为降低电缆EMI的措施，其中小片4采用聚酯膜形式贴合于下绝缘体3。

图2是根据本发明的用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆的横截面视图。与图1的相关技术不同，用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆包括其中施加了磁性粉体18的复合磁性层。

与相关技术类似，该用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆可配置成包括导体11、接合于该导体上部和下部的上绝缘体12和下绝缘体13，以及连接至接地端子16的金属屏蔽材料15。其配置成形成复合磁性层，其中磁性粉体18施加于该金属屏蔽材料15内侧。

磁性粉体18可由例如铁磁性或者金属软磁性粉体(例如铁硅铝磁合金、坡莫合金(Permalloy))等的烧结软磁性体制成，并且控制阻抗中电感分量并且可以去除在信号传输期间发生的噪声(作为电场和磁场屏蔽材料)。然而，由于金属磁性粉体是由微粒制成的粉体相，优选地它包括可以在平面电缆上分散并且固定该金属磁性粉体的承载体17使得它层叠并且内置在电缆本体内。

因此，如上所述，在制造用于LVDS的柔性平面电缆中，对其施加了磁性粉体的复合磁性粉体层可通过将承载体17形成为平面形状、然后在该承载体上均匀地分散并且固定粉体形状的磁性体来形成。优选地，该承载体17由从以下构成的组中选择任意一种来制成：非织布、纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、泡沫聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、泡沫聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、泡沫聚乙烯(PE)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、泡沫聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。该承载体可通过在由上述提及的材料制成的承载体上层压该磁性粉体8并且将其以嵌入形式层叠在电缆中的方法来制造。在该情况下，对于接合，可以采用聚酯基树脂来使用热压方法(热熔方法)。

另外，该复合磁性材料层应该采用薄膜形式制造而同时充分地确保用于LVDS的该柔性平面电缆的可挠性。优选地在20-500μm厚度来制造。

在本发明示例实施例中，为了形成复合磁性层，金属磁性粉体8在平面形状中使用碾磨机(attrition mill)来加工并且与聚氨酯树脂(urethane resin)以预定量进行混合以制造液态类型的墨水，其中包括金属磁性粉体，并且所制造的墨水通过使用层压设备而层压在承载体17的上部上以形成复合磁性电阻器，承载体17由聚酯基非织布制成。

因此，可以制造该用于LVDS的柔性平面电缆，其通过将复合磁性层与柔性平面电缆耦合而包括复合磁性层，该耦合采用方法是：将复合磁性层嵌入并且压入如上所述柔性平面电缆中，该复合磁性层配置成如上所述制造的复合磁性电阻器。下面的实验示例示出了比较根据本发明示例实施例的用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆与根据相关技术的用于LVDS的柔性平面电缆的结果。

示例实施例

在根据本发明的用于LVDS的EMI的柔性平面电缆的示例实施例中，制造具有0.5mm厚且分别300mm、500mm以及1000mm长的51针脚的柔性平面电缆，并且在250MHz和500MHz的频率测量电缆的传输特性以及EMI措施效果。这时，在本发明中提出的复合磁性电阻器的厚度是0.3±0.03mm。

使用数字采样示波器(型号TDA8200，从Tektronix Co.可获得)和采样模块(型号80E04，从Tektronix Co.可获得)来测量差分阻抗，然后在表1中表示其平均值。通过这些结果，可以确定根据本发明实施例的关于特性阻抗值的差分阻抗值的差别比根据相关技术的柔性平面电缆的要低。

表1

测量差分阻抗特性的结果

使用从Tektronix Co.可获得的网络分析器(型号TDA8200)从100MHz到3GHz测量插入丢失(S21)和返回丢失(S11)，其然后表示在表2和3中。在插入丢失的情况下，可以确定根据本发明的实施例中的测量结果示出了与根据相关技术的柔性平面电缆相比在频率上的更低值以陡然地降低了传输信号的丢失。甚至在返回丢失的情况下，可以确定根据本发明的实施例示出了比根据相关技术的柔性平面电缆的极其更大的值，而使得传输信号的反射很小，使得阻抗可以很好地匹配。

表2

测量插入丢失的结果

表3

测量返回丢失的结果

作为符号间干扰或者附加噪声的评估参考的眼睛模式使用数字采样示波器(型号TDA8200，从Tektronix Co.可获得)和脉冲模式发生器(型号D3186，从Tektronix Co.可获得)来测量，并且平均值表示在表4中。在图3和4中，作为示波器输出波形的结果，代表性地呈现了具有长500mm并且测量频率是500MHz的柔性平面电缆的情况。如图3和4所示，眼睛模式的眼睛高度和眼睛宽度在本发明实施例中呈现比根据相关技术的柔性平面电缆的更高的值。比较输出波形，可以确定在根据相关技术的柔性平面电缆情况中，电压波形因为许多噪声而变形，但是在根据本发明实施例中的波形具有清楚的形状并且因此不存在噪声，从而提高了接收信号的质量。

表4

测量眼睛模式的结果

因此，查阅根据本发明的用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆和根据相关技术的柔性平面电缆的比较实验示例，可以确定在根据本发明的用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆的情况中，传输信号的质量通过控制阻抗可以提高，并且用于LVDS的柔性平面电缆通过电磁部件而具有优良的EMI降低效果。

尽管本发明特定实施例联系示例实施例来描述，应该理解，本发明的部件可以被本领域技术人员采用各种方法来修改而不偏离本发明范围。另外，可以对特别情况以及材料在该范围内进行许多改变而不偏离本发明必要范围。

因此本发明不限于本发明示例实施例的详细说明，并且所有实施例将包含在附上权利要求书中。

Claims

1.一种用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆，其包括：复合磁性层，所述复合磁性层通过在承载体上分散并且固定软磁性粉体而形成。

2.如权利要求1所述的用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆，其中所述复合磁性层在电缆区域上面的所述柔性平面电缆内部的本体中内置在所述电缆中并且与所述电缆层叠。

3.如权利要求1所述的用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆，其中所述用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆的最下部采用与接地端子连接的金属屏蔽材料形成。

4.如权利要求1-3中任一项所述的用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆，其中所述复合磁性层的厚度为20μm至500μm。

5.如权利要求1-3中任一项所述的用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆，其中所述软磁性粉体是烧结软磁性体或者金属软磁性粉体。

6.如权利要求5所述的用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆，其中所述软磁性粉体是软磁性铁硅铝磁合金。

7.如权利要求1所述的用于LVDS的降低EMI的柔性平面电缆，其中所述承载体由以下组成的组中选择的任一种制成：非织布、纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、泡沫聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、泡沫聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、泡沫聚乙烯(PE)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、泡沫聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。