CN104168707A - 电磁干扰阻挡装置及包含其的电路组合件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电磁干扰阻挡装置及包含其的电路组合件。本发明提供一种用于阻挡形成于电路板的表面上的传输线之间的电磁干扰的电磁干扰阻挡装置。所述电磁干扰阻挡装置包含主体，所述主体经配置以插入到形成于所述电路板的所述表面中在所述传输线之间的狭槽中，所述主体包含可插入于所述狭槽内的具有梳形状的底部部分。

Description

电磁干扰阻挡装置及包含其的电路组合件

技术领域

本发明涉及一种电磁干扰阻挡装置及包含其的组合件。更特定来说，本发明涉及一种用于阻挡形成于电路板上的传输线当中的电磁干扰的电磁干扰阻挡装置及一种具有安装于电路板上的所述装置的组合件。

背景技术

当电流流动穿过信号线时，可产生电磁场。所述电磁场又可在相邻信号线中产生感应电流／电压，此使所述相邻信号线的性能降级。由于所述相邻信号线中的感应电流／电压的强度与在所述信号线中施加的电流／电压的频率成比例，因此在DC电路中的信号线当中几乎不发生由于感应电流／电压所致的性能降级。然而，在使用高频信号(例如射频(RF)信号)的电路中，感应电流／电压对相邻信号线的性能的影响可变得显著。

称为电磁耦合的上述现象包含电感耦合及电容耦合。可根据方程式(1)及(2)确定感应电压(V_noise)及感应电流(I_noise)，其中L_m及C_m分别表示互电感及互电容：

$V_{\mathrm{noise}}=L_m\frac{\mathrm{dI}}{\mathrm{dt}}---\left(1\right)$

$I_{\mathrm{noise}}=C_m\frac{\mathrm{dV}}{\mathrm{dt}}---\left(2\right)$

如从方程式(1)及(2)可见，电流／电压越频繁地发生改变(即，电流／电压的频率越高)，感应电压／电流变得越强。然而，无法通过简单地改变电压／电流的频率来控制感应电压／电流的强度。在通信装置电路中尤其如此，因为频率范围是基于待使用的带宽及／或整个电路的使用而确定的。举例来说，大多数蜂窝式电话在介于从300MHz到3GHz的范围内的超高频(UHF)带中操作，这是无法改变的。因此，可仅通过减小互电感L_m及互电容C_m来减小感应电压／电流。

举例来说，可通过增加信号线与相邻信号线之间的距离来减小互电感及／或互电容。然而，此导致增加电路的大小且因此通常并非所要的方法。

为了在不增加电路的大小的情况下减小电磁耦合，已提出在印刷电路板(PCB)上的相邻信号线之间安装电磁屏蔽物以用于隔离所述信号线。然而，此电磁屏蔽物具有关于电路的大量生产的缺点，因为必需例如软焊或焊接的额外工艺来将电磁屏蔽物安装于PCB上。此外，从PCB拆卸所安装的电磁屏蔽物(举例来说)以便重新布置电磁屏蔽物及／或电路的定位将为困难的。

发明内容

根据一实施例，提供一种用于阻挡形成于电路板的表面上的传输线之间的电磁干扰的电磁干扰阻挡装置。所述电磁干扰阻挡装置包含主体，所述主体经配置以插入到穿过所述电路板的所述表面在所述传输线之间形成的狭槽中。所述主体包含可插入于所述狭槽内的具有梳形状的底部部分。

根据另一实施例，提供一种包含电路板及电磁干扰阻挡装置的电路组合件。所述电路板具有顶部表面，其中多个传输线形成于所述顶部表面上，且狭槽形成于所述顶部表面中在所述多个传输线中的两个邻近传输线之间。所述电磁干扰阻挡装置经配置以插入到所述狭槽中以用于阻挡所述两个邻近传输线之间的电磁干扰。

根据另一实施例，提供一种用于阻挡形成于电路板的表面上的传输线之间的电磁干扰的电磁干扰阻挡装置。所述电磁干扰阻挡装置包含：第一主体，其经配置以插入到形成于所述电路板的所述表面中在第一传输线与邻近于所述第一传输线的第二传输线之间的第一狭槽中，所述第一主体包含可插入于所述第一狭槽内的具有梳形状的底部部分；第二主体，其经配置以插入到形成于所述电路板的所述表面中在所述第二传输线与邻近于所述第二传输线的第三传输线之间的第二狭槽中，所述第二主体包含可插入于所述第二狭槽内的具有梳形状的底部部分；及上部导引件，其耦合到所述第一及第二主体以用于维持所述第一及第二主体的位置。

附图说明

当结合附图阅读以下详细描述时最佳地理解实例性实施例。各种特征未必按比例绘制。事实上，为清晰地论述，可任意地增加或减小尺寸。在适用且实用时，相似参考编号指代相似元件。

图1是现有技术及具有传输线的常规电路板的横截面图。

图2是现有技术及相对于图1的传输线之间的距离绘制耦合系数值的曲线图。

图3是根据第一代表性实施例的印刷电路板及电磁干扰阻挡装置的横截面图。

图4是根据第一代表性实施例的电磁干扰阻挡装置的横截面图。

图5是根据第二代表性实施例的电磁干扰阻挡装置的横截面图。

图6是根据第三代表性实施例的印刷电路板及电磁干扰阻挡装置的透视图。

图7是根据代表性实施例相对于信号频率展示耦合系数值的曲线图。

具体实施方式

在以下详细描述中，出于解释而非限制的目的，陈述了揭示特定细节的代表性实施例以便提供对本发明教示的透彻理解。然而，受益于本发明的所属领域的一般技术人员将明了，根据本发明教示的不背离本文中所揭示的特定细节的其它实施例保持在所附权利要求书的范围内。此外，可省略众所周知的设备及方法的描述以便不使代表性实施例的描述模糊。明显地，此些方法及设备在本发明教示的范围内。

应理解，本文中所描绘的图式及各种元件未必按比例绘制。此外，例如“在…上方”、“在…下方”、“顶部”、“底部”、“上部”及“下部”的相对性术语用于描述各种元件相对于彼此的关系，如附图中所图解说明。应理解，这些相对性术语除图式中所描绘的定向之外还既定包含装置及／或元件的不同定向。举例来说，如果相对于图式中的视图将装置倒置，那么(例如)描述为“在另一元件上方”的元件现在将在所述元件下方。如本文中所使用的术语“电磁干扰”意指在一传输线中由另一传输线中的电压或电流感应的电压或电流或由此感应电压或电流导致的噪声。

图1是包含具有传输线的电路板的常规电路组合件的横截面图。电路板100在其表面上具有由导电材料制成且通过蚀刻或印刷工艺形成的传输线112及114。电路板100可为印刷电路板(PCB)，且传输线112及114可为(例如)形成于PCB的顶部表面上的微带线。信号垫116及118分别提供于传输线112及114上以用作传输线112及114的输入／输出端子。可将传输线112及114称为相邻或邻近传输线。

举例来说，当将电流施加到传输线112时，通过电磁耦合在传输线114中感应出电压或电流，从而导致传输线112与114之间的干扰。同样地，当将电流施加到传输线114时，通过电磁耦合在传输线112中感应出电压或电流，从而导致传输线112与114之间的干扰。

图2是相对于图1的传输线112与114之间的距离绘制耦合系数值的值的曲线图。图2的绘图指示将具有1GHz的频率的信号施加到传输线112及114中的一者的结果。针对所施加的信号界定频率重要性能参数，例如用于PCB的电介质材料的有效介电常数及损耗正切d。耦合系数表示两个传输线之间的干扰程度。耦合系数的较小值(较大绝对值)意味着经历干扰的传输线的性能的较大降级。如图1及2中所展示，传输线112与114之间的距离S越大，耦合系数的值就变得越大(指示较小干扰)。然而，如上文所提及，传输线112与114之间的增加的距离S导致电路的不合意的增加的大小。

图3是根据第一代表性实施例包含印刷电路板及电磁干扰阻挡装置的电路组合件的横截面图。根据所描绘的实施例，传输线212及214形成于电路板200的顶部表面上，且信号垫216及218分别提供于传输线212及214上。狭槽220穿过电路板200的顶部表面在传输线212与214之间形成，且电磁干扰阻挡装置230的一部分插入于狭槽220中，使得电磁干扰阻挡装置230安装于电路板200上。在一实施例中，电磁干扰阻挡装置230可紧密地装配于狭槽220中，使得其可在无软焊、焊接、粘合剂或其它接合材料的情况下被安装。电磁干扰阻挡装置230因此为可容易拆卸的，从而使得能够对电路板200及各种组件进行容易的检查及修理。当然，在替代实施例中，可使用接合材料来进一步紧固电磁干扰阻挡装置230的附接，此并不背离本发明教示的范围。

在一实施例中，电磁干扰阻挡装置230可由导电材料形成且可在电路板200的底部表面处连接到接地。举例来说，狭槽220可穿过电路板200而形成，在此情况中，电磁干扰阻挡装置230穿透板200且(例如)通过形成于电路板200的底部表面上的导体连接到接地。或者，狭槽220可部分地穿过电路板200而形成及／或经由替代构件连接到接地，此并不背离本发明教示的范围。通过将电磁干扰阻挡装置230放置于传输线212与214之间，阻挡由(举例来说)传输线212产生的电磁场，因此其不影响传输线214的性能且反之亦然。此外，在板200中使用狭槽220促进将电磁干扰阻挡装置230安装于板200上及从板200拆卸。

图4是根据第一代表性实施例的电磁干扰阻挡装置230的横截面侧视图。根据所描绘的实施例，图3的电磁干扰阻挡装置230的底部部分232(其将插入到狭槽220中)包含梳形状。也就是说，三个底部部分232具有一系列交替的延伸及回缩部分，其可具有相同或不同的对应宽度。底部部分232的梳形状减少用于制造装置230的材料量，从而降低制造成本。此外，所述梳形状减小狭槽220的内表面与底部部分232的外表面之间的摩擦，从而减小在将装置230插入到狭槽220中时对准误差的可能性。举例来说，装置230原本可能由于与狭槽220的内表面的摩擦而被不一致或不对准地插入。这在电路的大量生产中尤其成问题。然而，借助梳形底部部分232，可减小摩擦且因此减小在插入期间的误差的可能性。

图5是根据第二代表性实施例的电磁干扰阻挡装置的横截面侧视图。在所描绘的实施例中，电磁干扰阻挡装置420包含主体430，主体430具有梳形底部部分，且如上文所论述被插入到电路板(未展示)的狭槽中以用于将电磁干扰阻挡装置420安装于所述电路板上。主体430可耦合到上部导引件460、稳定器450及固定部分440中的一者或一者以上。虽然将主体430插入到穿过电路板的表面而形成的狭槽中，但其并不充分固定使得主体430在电路及包含所述电路的电子装置的整个制造过程中维持其位置。举例来说，将主体430耦合到上部导引件460促进在整个制造过程中维持主体430的位置。

主体430到上部导引件460的耦合可借助一个或一个以上可插入连接装置(例如螺栓B)来进行。具体来说，可在上部导引件460中形成通孔461及463且可在主体430的两个横向端处形成通孔431及433。可将螺栓B穿过通孔461、463及431、433向下插入到电路板以借助上部导引件460将主体430固定到电路板。

如上文所提及，电磁干扰阻挡装置420可进一步包含用于固定主体430的固定部分440。可将固定部分440放置并固定于主体430与上部导引件460之间。特定来说，固定部分440可具有通孔441及443，穿过通孔441及443插入螺栓B以将上部导引件460、固定部分440及主体430耦合在一起。固定到主体430的固定部分440可由刚性材料制成以促进维持主体430在电路板上的位置。

可经由放置并固定于固定部分440与上部导引件460之间的稳定器450将固定部分440固定到上部导引件460。举例来说，可在稳定器450中形成通孔451及453，且螺栓B可插入到通孔451及453中经由固定部分440的通孔441及443以及主体430的通孔431及433而向下到达电路板。稳定器450用作上部导引件460与固定部分440之间的缓冲器。

由于主体430经由固定部分440及／或稳定器450耦合到上部导引件460，因此可通过配合各种对应高度使用主体430、固定部分440及／或稳定器450的各种组合改变上部导引件460与电路板之间的距离。固定部分440及／或稳定器450的使用还允许通过控制电磁干扰阻挡装置420的位置及／或高度来控制阻挡电磁干扰的程度及因此电路的性能。

图6是根据第三代表性实施例包含印刷电路板及电磁干扰阻挡装置的电路组合件的透视图。在所描绘的实施例中，三个传输线512、514及516形成于电路板500上，且电磁干扰阻挡装置530放置于线512与514之间及线514与516之间。特定来说，狭槽522形成于电路板500中在线512与514之间，且狭槽524形成于电路板500中在线514与516之间。电磁干扰阻挡装置530包含插入到狭槽522中的第一主体532及插入到狭槽524中的第二主体534。电磁干扰阻挡装置530进一步包含分别放置于主体532及534上的固定部分542及544、放置于固定部分542及544上的稳定器550以及上部导引件560。通孔561及563经形成以经由固定部分542将主体532附接到电路板500，且通孔562及564经形成以经由固定部分544将主体534附接到电路板500，例如，借助螺栓或其它紧固件。在所描绘的实施例中，电磁干扰阻挡装置530的上部导引件560及稳定器550可用作附接到主体532及534以覆盖传输线514的盖。然而，在另一实例中，电磁干扰阻挡装置可具有分别耦合到两个主体的两个稳定器，同时具有固定到两个主体的上部导引件560。在又一些实例中，上部导引件560及／或稳定器550可耦合到安装于电路板上的三个或三个以上主体或所有主体。

图7是根据本发明的实施例相对于信号频率展示耦合系数值的曲线图，其中邻近传输线之间的距离为500μm。参考图7，在具有根据各种实施例的电磁干扰阻挡装置的情况下传输线之间的耦合系数由三角形指示，且在传输线之间不具有电磁干扰阻挡装置的情况下所述传输线之间的耦合系数由圆圈指示。如从图7可见，在使用电磁干扰阻挡装置时的耦合系数的值大于-5.0dB(即，其绝对值小于5.0dB)，且一致地大于在不使用电磁干扰阻挡装置时在对应频率下的耦合系数的值，此意味着电磁干扰显著减小。而且，值得注意的是，针对1GHz信号，在图7中所展示的传输线之间的距离为500μm的情况下获得大于约-5.0dB的耦合系数，而在不使用电磁干扰阻挡装置时在约700μm的距离的情况下获得大于-5.0dB的耦合系数，如图2中所展示。

借助根据各种实施例的电磁干扰阻挡装置，可在不增加电路(其为极小的)的大小的情况下减小电磁干扰且在电路及包含所述电路的设备的制造过程中导致很少阻碍。此外，采用例如固定部分、稳定器及／或上部导引件的额外装置使得能够对电磁干扰阻挡装置进行牢固安装及容易的高度调整。而且，由于电磁干扰阻挡装置可在无软焊、焊接或施加粘合剂的情况下安装于PCB的狭槽中，因此其可容易地拆卸且因此可容易地检查并修理所述PCB。

虽然本文中已描述某些特定示范性装置，但其既定使所属领域的技术人员能够理解本发明，而不将本发明的范围限制于此。举例来说，在各种实施例中，固定部分、稳定器及／或上部导引件不需要包含于电磁干扰阻挡装置中。可将本文中所提及的组件或元件中的每一者实施为单个组件或实施为两个或两个以上组件的组合。

仅以图解说明及实例的方式且并非在任何限制性意义上包含各种组件、材料、结构及参数。鉴于本发明，所属领域的技术人员可实施本发明教示来确定其自身的应用及实施这些应用所需要的组件、材料、结构及设备，同时仍保持于所附权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种用于阻挡形成于电路板的表面上的传输线之间的电磁干扰的电磁干扰阻挡装置，所述电磁干扰阻挡装置包括：

第一主体，其经配置以插入到形成于所述电路板的所述表面中在所述传输线之间的狭槽中，所述第一主体包括可插入于所述狭槽内的具有梳形状的底部部分。

2.根据权利要求1所述的电磁干扰阻挡装置，其进一步包括：

固定部分，其耦合到所述第一主体以用于维持所述第一主体在所述电路板上的位置。

3.根据权利要求2所述的电磁干扰阻挡装置，其进一步包括：

稳定器，其经由所述固定部分耦合到所述第一主体。

4.根据权利要求3所述的电磁干扰阻挡装置，其进一步包括：

上部导引件，其经由所述稳定器及所述固定部分耦合到所述第一主体。

5.根据权利要求4所述的电磁干扰阻挡装置，其中所述上部导引件、所述稳定器、所述固定部分及所述第一主体通过穿透所述上部导引件的可插入连接装置按次序耦合在一起。

6.根据权利要求5所述的电磁干扰阻挡装置，其中所述可插入连接装置包括螺栓。

7.根据权利要求5所述的电磁干扰阻挡装置，其进一步包括：

第二主体，其经配置以插入到形成于所述电路板的所述表面中的另一狭槽中，其中所述上部导引件与所述第一主体及所述第二主体耦合。

8.一种电路组合件，其包括：

电路板，其具有顶部表面，多个传输线形成于所述顶部表面上，且狭槽形成于所述顶部表面中在所述多个传输线中的两个邻近传输线之间；及

电磁干扰阻挡装置，其经配置以插入到所述狭槽中以用于阻挡所述两个邻近传输线之间的电磁干扰。

9.根据权利要求8所述的电路组合件，其中所述电磁干扰阻挡装置包括具有可插入于所述狭槽内的梳形底部部分的主体。

10.根据权利要求9所述的电路组合件，其中所述电磁干扰阻挡装置进一步包括耦合到所述主体以用于维持所述主体在所述电路板上的位置的固定部分。

11.根据权利要求10所述的电路组合件，其中所述电磁干扰阻挡装置进一步包括经由所述固定部分耦合到所述主体以用于调整所述电磁干扰阻挡装置的高度的稳定器。

12.根据权利要求11所述的电路组合件，其中所述电磁干扰阻挡装置进一步包括用于将所述稳定器、所述固定部分及所述主体耦合到所述电路板的上部导引件。

13.根据权利要求12所述的电路组合件，其中所述上部导引件、所述稳定器、所述固定部分及所述主体通过螺栓耦合在一起，所述螺栓经由对应通孔穿透所述上部导引件、所述稳定器、所述固定部分及所述主体中的每一者。

14.根据权利要求12所述的电路组合件，其中所述稳定器(450)用作所述上部导引件与所述固定部分之间的缓冲器。

15.根据权利要求12所述的电路组合件，其中另一狭槽形成于所述电路板的所述顶部表面中在所述多个传输线中的所述两个邻近传输线之间，其中所述电磁干扰阻挡装置进一步包含待插入到所述另一狭槽中的另一主体。

16.根据权利要求15所述的电路组合件，其中所述另一主体包括可插入于所述另一狭槽内的梳形底部部分。

17.根据权利要求15所述的电路组合件，其中除所述主体以外，所述上部导引件还与所述另一主体耦合。

18.根据权利要求9所述的电路组合件，其中所述电磁干扰阻挡装置包括导电材料且延伸穿过所述电路板以经由所述电路板的底部表面上的导体连接到接地。

19.根据权利要求9所述的电路组合件，其中所述电磁干扰阻挡装置的所述梳形底部部分紧密地装配于所述狭槽内以使得能够在不使用接合材料的情况下进行安装。

20.一种用于阻挡形成于电路板的表面上的传输线之间的电磁干扰的电磁干扰阻挡装置，所述电磁干扰阻挡装置包括：

第一主体，其经配置以插入到形成于所述电路板的所述表面中在第一传输线与邻近于所述第一传输线的第二传输线之间的第一狭槽中，所述第一主体包括可插入于所述第一狭槽内的具有梳形状的底部部分；

第二主体，其经配置以插入到形成于所述电路板的所述表面中在所述第二传输线与邻近于所述第二传输线的第三传输线之间的第二狭槽中，所述第二主体包括可插入于所述第二狭槽内的具有梳形状的底部部分；及

上部导引件，其耦合到所述第一及第二主体以用于维持所述第一及第二主体的位置。