CN102369581A - 柔性线缆和传输系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种柔性线缆，其中可以确保高频段中的传输特征，并且可以抑制电磁噪声。柔性线缆(11)包括片状基底构件(电介质)(1)；将基底构件(1)粘合到覆盖构件(电介质)(3)的粘合剂(电介质)2；屏蔽构件(4)，其对覆盖部件(3)进行覆盖并且被粘合或者印刷到覆盖部件(3)用于抑制电磁噪声被辐射；以及顶部涂层构件(5)，其覆盖屏蔽构件(4)以保护屏蔽构件(4)。粘合剂(2)包含：差分信号线组(7)，其包括差分信号通过的差分信号线(6)以及防止其他差分信号的干扰的保护接地线(9a)；低速信号通过的低速信号线(8)：用作地线的接地线(9)；以及屏蔽接地线(10)，其控制屏蔽构件(4)的电势与地线的电势相同。差分信号线(6)未被覆盖屏蔽构件(4)。

Description

柔性线缆和传输系统
技术领域
本发明涉及一种其传输特征和电磁噪声特征被考虑的柔性线缆，以及一种传输系统。
背景技术
图14是传统柔性线缆的截面视图。在本说明书中，使用词“柔性线缆”表示FPC(柔性印刷电路)和FFC(柔性扁平线缆)的含义。
图14中所示的柔性线缆36为FPC(柔性印刷电路)。柔性线缆36包括柔性片状的基底构件(电介质)1，将基底构件1粘合(bond)到覆盖构件(电介质)3的粘合剂(adhesive)(电介质)2，屏蔽构件4，其覆盖所述覆盖部件3并且被粘合或者印刷在覆盖部件3上用于抑制电磁噪声被辐射，以及顶部涂层(coating)构件5，其覆盖屏蔽构件4以保护屏蔽构件4。粘合剂(电介质)2中被提供了以下：差分信号通过的差分信号线6，低速信号通过的低速信号线8，用作地线的接地线9以及使得屏蔽构件4的电势与地线的电势相同的屏蔽接地线10。
这里，在整个柔性线缆36上提供屏蔽构件4，以便有效地抑制电磁噪声被辐射(见专利文件1)。
现有技术文件
专利文件
专利文件1：JP-A-2002-117726
发明内容
本发明要解决的问题
然而，在传统柔性线缆中，可能出现这样的问题：覆盖有屏蔽构件的信号线的传输特征在高频段被显著恶化。
此外，虽然在印刷板等中，包含电磁噪声源的整体有时被覆盖屏蔽构件(诸如屏蔽壳等)以便抑制电磁噪声被辐射，但屏蔽构件和信号线彼此分离，从而信号线的传输特征没有显著恶化。然而，由于在薄片中形成柔性线缆，所以屏蔽构件和信号线之间的距离较短，从而覆盖了屏蔽构件的信号线在高频段中存在显著的传输特征的恶化。
本发明旨在解决上述问题，并且本发明的目的在于提供一种柔性线缆，其被构造为：通过需要确保高频段中的传输特征的信号的信号线不被覆盖屏蔽构件，但通过将成为电磁噪声(诸如时钟信号等)的信号的信号线被覆盖屏蔽构件，以便可以同时满足确保高频段中的传输特征以及抑制电磁噪声被辐射。
另外，在以上柔性线缆中，在覆盖了屏蔽构件的信号线和没有覆盖屏蔽构件的信号线之间，信号的传输速度存在差别，从而信号到达作为信号接收单元的IC的时刻彼此不同。因此，存在作为信号接收单元的IC不准确地接收信号的可能性。本发明的另一目的在于提供一种传输系统，其具有调节信号到达作为信号接收单元的IC的时刻的单元，以便作为信号接收单元的IC可以准确地接收信号。
解决问题的方法
本发明的柔性线缆包括：片状电介质、在该片状电介质(dielectricsubstance)中提供的第一和第二导线组、以及层叠(laminate)在片状电介质上的片状屏蔽构件，使得覆盖第一导线组并且使得不覆盖第二导线组。
此外，本发明的传输系统包括：发送差分信号的信号发送单元、接收差分信号的信号接收单元、以及将信号发送单元和信号接收单元相连接的柔性线缆，并且该柔性线缆包括：片状电介质、在片状电介质中提供的第一和第二导线组，以及层叠在片状电介质上的片状屏蔽构件，使得覆盖第一导线组并且使得不覆盖第二导线组。
本发明的优点
在根据本发明的柔性线缆和传输系统的每一个中，通过需要确保高频段中的传输特征的信号的信号线没有被覆盖屏蔽构件，而通过将成为电磁噪声源的信号的信号线被覆盖了屏蔽构件。因此，可以确保高频段中的传输特征并且可以抑制电磁噪声的辐射。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的柔性线缆的截面视图。
图2是示出根据本发明第一实施例的柔性线缆的顶视图。
图3是示出屏蔽构件和传输特征之间的关系的曲线图。
图4是示出根据本发明第二实施例的柔性线缆的截面视图。
图5是示出根据本发明第二实施例的柔性线缆的顶视图
图6是示出LVDS中时钟和数据的时序的图。
图7是示出根据本发明第二实施例的传输系统的结构视图。
图8是示出通过根据本发明第二实施例的的信号的延迟的波形的图。
图9是示出阻抗网络的结构视图。
图10是示出信号发送单元中IC的LVDS输出单元的示意图。
图11是示出移位的时序的图。
图12是示出PLL的结构视图。
图13是出VCO的结构视图。
图14是示出传统柔性线缆的截面视图。
具体实施方式
以下将参照附图对根据本发明的实施例的柔性线缆进行描述。
第一实施例
在图1中示意性地表示截面视图以及在图2中示意性地表示顶视图的同时，对根据本发明的实施例的柔性线缆进行描述。
图1中，作为FPC(柔性印刷电路)的柔性线缆11包括：由柔性材料制成的片状基底构件(电介质)1；将基底构件1粘合到覆盖构件(电介质)3的粘合剂(电介质)2；屏蔽构件4，其覆盖所述覆盖部件3并且被粘合或者印刷到覆盖部件3，以抑制电磁噪声被辐射；以及顶部涂层构件5，其覆盖屏蔽构件4以保护屏蔽构件4。
此外，柔性线缆11具有：差分信号线组7，包括差分信号通过的差分信号线6以及防止来自其他差分信号的干扰的保护接地线9a；低速信号通过的低速信号线8；用作地线的接地线9；以及屏蔽接地线10，其被适配为使得屏蔽构件4的电势可以与地线的电势相同，这些全部被提供在粘合剂2中。
屏蔽接地线10被适配为屏蔽构件4和接地线10的电势可以彼此相同，并且使用导电粘合剂、导电通孔、焊接等将屏蔽构件4和接地线10彼此连接。
参照图3来描述具有以上结构的柔性线缆11的特征。
首先，在本实施例中，差分信号线6未被覆盖屏蔽构件4。这是因为柔性线缆11的布线的传输特征随着屏蔽部件4的存在或不存在而显著地改变。
图3示意性地示出没有屏蔽构件的布线的传输特征12以及具有屏蔽构件的布线的传输特征13。
与没有屏蔽构件的布线的传输特征12相比，具有屏蔽构件的布线的传输特征13在高频段显著地恶化。
这是因为在柔性线缆中使用的屏蔽构件和信号线之间的距离短，并且作为地线的屏蔽构件的有效性低。
在使用柔性线缆的传统传输系统中，由于要被传输的频段是较低的频段(例如，标清画面数据(SD数据))，所以即使在传输特征恶化时传输系统的工作也没有问题。
然而，在本实施例中，要被传输的频段是更高的频段(例如，高清画面数据(HD数据))。因此，当传输特征恶化时，传输的信号的形状变形，因此传输系统不准确地操作。
因此，本实施例的柔性线缆被构造为使得差分信号线组7不被覆盖屏蔽构件4。因此，差分信号线组7即使在通过信号线的信号的高频段中也可以确保足够的传输特征。
此外，作为未包含在差分信号线组7中的其他信号线的低速信号线8、电源线或接地线9被构造为覆盖了屏蔽构件4。这是因为在低速通信(诸如12C)中使用的通过低速信号线8的信号、用于控制的信号、或向IC提供的电源可能变成电磁噪声源。使用这种结构，可以抑制电磁噪声被辐射。
因此，依据根据本发明的第一实施例的柔性线缆11，柔性线缆11被构造为使得差分信号线组7未被覆盖屏蔽构件4，并且除以上之外的信号线(诸如低速信号线8等)被覆盖了屏蔽构件4，使得同时满足确保高频段中的传输特征以及抑制电磁噪声被辐射。
同时，关于柔性线缆11中的布线，在具有附图中所示的条数的线路之外外，在没有覆盖屏蔽构件4的区域上还提供差分信号线或保护接地线，并且在被覆盖了屏蔽构件4的区域上还提供低速信号线、电源线、接地线等。然而，在以上的描述中，图中未表示该结构，而仅表示了作为对本发明的优点的、与线路的分配有关的东西。差分信号线组7中可以不必包括保护接地线9a。
第二实施例
下面，在图4中示意性地表示截面视图以及在图5中示意性地表示顶视图的同时，对根据本发明的第二实施例的柔性线缆进行描述。
图4中，柔性线缆14的覆盖了屏蔽构件4和涂层构件5的每个信号线的种类与根据第一实施例的柔性线缆不同。
在第一实施例中，整个差分信号线7都未被覆盖屏蔽构件4和顶部涂层5。与以上相反，在本实施例中，将差分信号线组7划分为数据信号通过的差分数据信号线6a和时钟信号通过的差分时钟信号线6b，并且除包括数据信号通过的差分数据信号线6a和保护接地线9a的差分信号线组7a之外的线路被覆盖屏蔽构件4和顶部涂层构件5。
以下参照图6来描述具有以上结构的柔性线缆14的特征。
通过假定使用LVDS(低电压差分信号)作为本实施例的柔性线缆14的传输方法而进行描述。
由于具有相同波形和彼此偏移180度的相位的信号通过数据信号通过的差分数据信号线6a以及时钟信号通过的差分时钟信号线6b，所以两个信号线被彼此相邻地布置。
此外，如图6所示，LVDS例如在时钟信号15的一个周期内传输七个数据信号16。因此，在将时钟信号设定为例如75MHz的情况下，每个数据信号最大变成525Mbps(最大262.5MHz)，从而与时钟信号相比，数据信号变成高速信号。
此外，由于周期性重复高(High)和低(Low)状态的信号变为电磁噪声源，所以时钟信号变成电磁噪声源的信号。
因此，通过将数据信号通过的差分数据信号线6a构造为不被覆盖屏蔽构件4，可以在高频段中确保足够的传输特征，并且通过将时钟信号通过的差分时钟信号线6b构造为被覆盖屏蔽构件4，可以更加有效地抑制电磁噪声被辐射。
因此，依据根据本发明第二实施例的柔性线缆14，柔性线缆14被构造为使得时钟信号通过的差分时钟信号线6b被覆盖屏蔽构件4并且数据信号通过的差分数据信号线6a不被覆盖屏蔽构件4。因此，可以同时满足有效地抑制电磁噪声被辐射以及确保高频段中的足够传输特征。
同时，关于本实施例的柔性线缆14中的布线，在具有附图所示的条数的线路之外，在未被覆盖屏蔽构件4的区域上还提供差分信号线或保护接地线，并且在覆盖了屏蔽构件4的区域上还提供低速信号线、电源线、接地线等。然而，在以上描述中，图中没有表示该结构，并且仅表示了作为本发明的优势的、与线路分派有关的东西。在差分信号线组7中可以不必包括保护接地线9a。
同时，基于具有通过使用LVDS作为传输方法来执行传输的结构的示例，进行了对根据本实施例的柔性线缆14的描述。然而，除此以外，可以同样地地实施通过诸如miniLVDS、BusLVDS、RSDS、TMSD等差分传输方法来执行传输的结构。
下面，参照图7来描述具有时序调节单元的传输系统。
图7中，传输系统24包括：发送侧印刷板23a，其具有作为信号发送单元的IC 18、作为调节单元的阻抗网络20、差分信号线22a以及连接器17a；以及接收侧印刷板23b，其具有连接器17b、差分信号线22b、阻抗网络20、终端(terminating)电阻21以及作为信号接收单元的IC 19。传输系统24被构造为使得使用柔性线缆14将发送侧印刷板23a和接收侧印刷板23b彼此耦接(couple)。
在使用根据本发明的柔性线缆14的情况下，在时钟信号通过的被覆盖了屏蔽构件4的差分时钟信号线6b与数据信号通过的没有被覆盖屏蔽构件4的差分数据信号线6a之间产生传输速度的差。因此，如图8所示，时钟信号15和数据信号16的时序关系在通过柔性线缆14之前和之后发生改变。
这是因为与通过没有被覆盖屏蔽构件4的信号线的数据信号16相比，通过被覆盖了屏蔽构件4的信号线的时钟信号15的阻抗增加并且传输速度降低，从而延迟量增加。以下描述用语调节时序关系的三个单元。
第一单元被构造为使得阻抗网络20与差分信号线22相连接，并且阻抗网络20被适配为执行到达作为信号接收单元的IC 19的信号的时序的调节。
如图9所示，在该单元中，在刚好在作为信号发送单元的IC 18之前或作为信号接收单元的IC 19之后的部分处，阻抗器件27以串联或并联形式与每个差分信号线22相连接。因此，当改变每条线路的阻抗并调节传输速度时，每个信号的时序被调节。
在这个实施例中，与数据信号16的延迟量相比，时钟信号15的延迟量增加。因此，阻抗器件27(本实施例中的电阻)以分别串联地连接到数据信号16通过的差分信号线6a，使得每个数据信号16的时序被延迟时钟信号15与数据信号16之间的延迟量的差。
同时，在本实施例的描述中，阻抗网络指代电阻。然而，可以使用包括阻抗分量的另一器件来代替电阻。
第二单元被适配为调节从作为信号发送单元的IC 18输出每个信号的时序。
图10示意性地示出了作为信号发送单元的IC 18的LVDS的输出单元。通过并行-串行变换器28将数据信号16从并行信号变换成串行信号以便输出，并且经由PLL(锁相环)30和分频器(divider)29输出时钟信号15。
当数据信号被并行-串行变换器28变换时，数据信号16被移位(bit-shift)时钟信号15和数据信号16之间的延迟量的差的程度。因此，可以通过预先偏移信号的时序来输出信号，如图11所示的移位之前的数据信号31和移位之后数据信号32。
接着，下面描述PLL。如图12所示，PLL 30被构造为具有作为基准的振荡器33、两个分频器29、相位比较器34以及VCO(压控振荡器)35。
如图13所示，VCO 35被构造为具有若干反相器。通过反向器的信号在输入单元和输出单元之间具有短延迟。
利用延迟以及选择延迟量来输出时钟信号，使得可以通过预先延迟时钟信号的时序来输出时钟信号。
在本实施例中，因为与数据信号16的延迟量相比，时钟信号15的延迟量增加，所以执行移位到增加的延迟量的程度，以便调节从作为信号发送单元的IC 18输出数据信号的时序。此外，通过使用VCO 35来调节从作为信号发送单元的IC 18输出时钟信号的时序。因此，从作为信号发送单元的IC 18输出时钟信号15和数据信号16的时序被调节。
虽然在本实施例中描述了通过组合移位和VCO 35来调节时序的单元，但可以仅通过移位或VCO 35来调节时序。
同时，可以用另一缓冲器来代替通过组合多个反相器而形成的VCO 35。
第三单元被适配为依据连接作为信号发送单元的IC 18与作为信号接收单元的IC 19的信号线的长度来调节信号到达作为信号接收单元的IC 19的时序。
可以通过进行具有大延迟量的信号线的长度缩短，进行具有小延迟量的信号线的长度延长，或者进行缩短和延长两者来调节时序。
即，通过缩短具有大延迟量的信号线的长度，延长具有小延迟量的信号线的长度，或者缩短具有大延迟量的信号线的长度并且延长具有小延迟量的信号线的长度，可以调节每个信号到达作为信号接收单元的IC 19的到达时间。因此，可以调节每个信号的时序。
通过使用具有分别调节时序的三个单元中的一个或更多的传输系统24，信号接收单元的IC 19可以准确地接收每个信号。
虽然以上关于调节由于柔性线缆14而导致的时序偏移的示例进行了描述，但本发明还适用于由于除柔性线缆14之外的作为信号发送单元的IC、作为信号接收单元的IC、板上的线路、连接器等导致的时序偏移。
虽然通过参照具体实施例具体描述了本发明，但本领域技术人员将了解在不背离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种修改和改变。
本发明基于在2009年3月30日提交的日本专利申请(JP-2009-080964)，通过引用将其内容合并于此。
工业实用性
因此，根据本发明的柔性线缆使得可以同时满足确保高频段中的足够传输特征以及抑制电磁噪声被辐射，并且本发明对于使用其中传输特征和电磁噪声特征被考虑的柔性线缆的传输和传输系统有用。
附图标记说明
1    基底构件(电介质)
2    粘合剂(电介质)
3    覆盖构件(电介质)
4    屏蔽构件
5    顶部涂层构件
6    差分信号线
6a   差分数据信号线
6b  差分时钟信号线
7   差分信号线组
8   低速信号线
9   接地线
9a  保护接地线
10  屏蔽接地线
11  柔性线缆
12  没有屏蔽构件的布线的传输特征
13  具有屏蔽构件的布线的传输特征
14  柔性线缆
15  时钟信号
16  数据信号
17a、17b  连接器
18  作为发送单元的IC
19  作为接收单元的IC
20  阻抗网络
21  终端电阻
22、22a、22b  差分信号线
23a 发送侧印刷板
23b 接收侧印刷板
24  传输系统
25  通过柔性线缆前的时序
26  通过柔性线缆后的时序
27  阻抗器件
28  并行-串行变换器
29  分频器
30  PLL
31  移位前的数据信号
32  移位后的数据信号
33  振荡器
34  相位比较器
35  VCO
36  柔性线缆

Claims (8)

1.一种柔性线缆，包括：
片状电介质；
第一和第二导线组，其被提供在所述片状电介质中，以及
片状屏蔽构件，其被层叠在所述片状电介质上，以便覆盖所述第一导线组并且不覆盖所述第二导线组。
2.如权利要求1所述的柔性线缆，其中所述第二导线组具有差分信号线。
3.如权利要求1或2所述的柔性线缆，其中所述第一导线组具有差分时钟信号线；以及
其中所述第二导线组具有差分数据信号线。
4.一种传输系统，包括：
信号发送单元，发送差分信号；
信号接收单元，接收差分信号；以及
柔性线缆，将所述信号发送单元连接到所述信号接收单元，
其中所述柔性线缆包括：
片状电介质；
第一和第二导线组，其被提供在所述片状电介质中；以及
片状屏蔽构件，其被层叠在所述片状电介质上，以便覆盖所述第一导线组并且不覆盖所述第二导线组。
5.如权利要求4所述的传输系统，其中所述第二导线组具有差分信号线。
6.如权利要求4或5所述的传输系统，其中所述第一导线组具有差分时钟信号线；以及
其中所述第二导线组具有差分数据信号线。
7.如权利要求6所述的传输系统，其中所述信号发送单元或所述信号接收单元具有时序调节单元，所述时序调节单元通过与其连接的电阻延迟所述差分数据信号，以便调节所述差分数据信号和所述差分时钟信号的时序。
8.如权利要求6所述的传输系统，其中所述信号发送单元具有时序调节单元，所述时序调节单元位移所述差分数据信号的比特，以便调节所述差分数据信号和所述差分时钟信号的时序。
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