CN104619116A - 通孔布局结构、线路板及电子总成 - Google Patents

通孔布局结构、线路板及电子总成 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种通孔布局结构、线路板及电子总成。该通孔布局结构适用于一线路板。通孔布局结构包括一对第一差动通孔、一对第二差动通孔、一第一接地通孔、一第二接地通孔及一第三接地通孔，其均排列于一第一直线上。第一接地通孔位于这对第一差动通孔与这对第二差动通孔之间。这对第一差动通孔位于第一接地通孔与第二接地通孔之间。这对第二差动通孔位于第一接地通孔与第三接地通孔之间。

Description

通孔布局结构、线路板及电子总成
技术领域
本发明涉及一种线路板，且特别是涉及一种通孔布局结构，适用于线路板，用以降低信号干扰，以及采用此通孔布局结构的线路板及电子总成。
背景技术
在现今USB 3.0的应用相当大众化，但在大约2.5GHz的频率可能会出现电磁干扰(EMI)/射频干扰(RFI)的问题。这是由于USB 3.0具有5Gbps的数据速率(data rate)，其时钟脉冲频率落在2.5GHz。因此，操作频率大约在2.5GHz的装置(例如无线鼠标的无线模块)可能会被USB 3.0的信号所干扰而失效。
举例而言，USB 3.0的集线器(hub)具有线路板及安装在线路板上的USB 3.0芯片及USB 3.0电连接器。当USB 3.0的集线器(hub)的外壳采用塑胶材质且不具有适当的金属屏蔽时，线路板传输的USB 3.0信号(时钟脉冲频率为2.5GHz)所发出的射频干扰大约落在2.5GHz。这样的电磁干扰/射频干扰可能影响操作频率在2.4GHz的无线鼠标的无线模块。
USB 3.0的架构采用差动信号的方式来传输信号。差动传输路径必须有良好的对称性，以确保差动信号的平衡。当差动传输路径出现不对称时，差动信号可能转换成不需要的共模(common mode)噪声，因而导致射频干扰(RFI)的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通孔布局结构，适用于线路板，用以降低传输信号时所产生对外的干扰。
本发明的再一目的在于提供一种线路板，用以降低传输信号时所产生对外的干扰。
本发明又一目的在于提供一种电子总成，用以降低传输信号时所产生对外的干扰。
为达上述目的，本发明的一种通孔布局结构，适用于一线路板。通孔布局结构包括一对第一差动通孔、一对第二差动通孔、一第一接地通孔、一第二接地通孔及一第三接地通孔，其均排列于一第一直线上。第一接地通孔位于这对第一差动通孔与这对第二差动通孔之间。这对第一差动通孔位于第一接地通孔与第二接地通孔之间。这对第二差动通孔位于第一接地通孔与第三接地通孔之间。
本发明的一种线路板，适用于安装一电连接器。线路板包括多个图案化导电层、与这些图案化导电层交替叠合的多个介电层及上述的通孔布局结构。
本发明的一种电子总成，包括上述的线路板及安装在线路板上的一电连接器。电连接器包括一对第一差动接脚、一对第二差动接脚及一第一接地接脚。这对第一差动接脚分别插接这对第一差动通孔。这对第二差动接脚分别插接这对第二差动通孔。第一接地接脚插接接地通孔。
基于上述，在本发明中，在每对差动通孔的一端有一接地通孔的情况下，通过增加一接地通孔在每对的差动通孔的另一端，使得每对差动通孔在可电性上可参考其两端的两接地通孔。因此，增加的接地通孔有助于维持差动传输路径的对称性，以降低每对差动通孔所转换出的共模噪声。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。
附图说明
图1A是本发明的一实施例的一种电子总成的示意图；
图1B是图1A的电子总成沿I-I线的局部剖面示意图；
图2A是本发明的另一实施例的一种电子总成的示意图；
图2B是图2A的电子总成沿II-II线的局部剖面示意图。
符号说明
10：电子总成
12：线路板
12a：图案化导电层
12b：介电层
14A、14B：电连接器
20：无线模块
30：无线鼠标
100：通孔布局结构
111：第一差动通孔
112：第二差动通孔
113：第三差动通孔
121：第一接地通孔
122：第二接地通孔
123：第三接地通孔
124：第四接地通孔
130：电源通孔
211：第一差动接脚
212：第二差动接脚
213：第三差动接脚
221：第一接地接脚
224：第二接地接脚
230：电源接脚
L1：第一直线
L2：第二直线
L3：第三直线
具体实施方式
请参考图1A及图1B，在本实施例中，电子总成10包括一线路板12及安装在线路板12上的一电连接器14A。线路板12还可安装一USB 3.0或USB 3.1芯片(未绘示)，其经由线路板12电连接至电连接器14A。线路板12包括多个图案化导电层12a及多个介电层12b，而这些图案化导电层12a及这些介电层12b交替叠合，如图1B所示。为了将电连接器14A安装在线路板12上，线路板12包括多个通孔，其分别让电连接器14A的多个接脚插接其中。
在本实施例中，电连接器14A是USB 3.0或USB 3.1标准A型的插座连接器。因此，电连接器14A包括一对第一差动接脚211、一对第二差动接脚212及一第一接地接脚221。对应地，线路板12包括一通孔布局结构100，其包括一对第一差动通孔111、一对第二差动通孔112及一第一接地通孔121。这对第一差动接脚211分别插接这对第一差动通孔111。这对第二差动接脚212分别插接这对第二差动通孔112。第一接地接脚121插接接地通孔221。
依照电连接器14A的上述接脚的排列，这对第一差动通孔111、这对第二差动通孔112及第一接地通孔121排列于一第一直线L1上。第一接地通孔121位于这对第一差动通孔111与这对第二差动通孔112之间。此外，这对第一差动通孔111传输USB 3.0或USB 3.1的一对传送差动信号Tx+及Tx-，且这对第二差动通孔传输USB 3.0或USB 3.1的一对传送差动信号Rx+及Rx-。
为了确保差动传输路径的对称性，通孔布局结构100还包括一第二接地通孔122及一第三接地通孔123。第二接地通孔122及第三接地通孔123亦排列于第一直线L1上。这对第一差动通孔111位于第一接地通孔121与第二接地通孔122之间。这对第二差动通孔112位于第一接地通孔121与第三接地通孔123之间。因此，这对第一差动通孔111在电性上除参考第一接地通孔121外，还参考第二接地通孔122。同样地，这对第二差动通孔112在电性上除参考第一接地通孔121外，还参考第三接地通孔123。因此，第二接地通孔122及第三接地通孔123有助于维持差动传输路径的对称性，而不提供电连接器14A的任一接脚的插接。而上述第二接地通孔122、第三接地通孔123的额外配置不同于现有技术仅配置第一接地通孔121作为单一的电性参考。
此外，由于USB 3.0或USB 3.1标准A型的插座连接器相容于USB 1.0或2.0的信号传输，所以电连接器14A还包括一对第三差动接脚213、一电源接脚230及一第二接地接脚224。对应地，线路板12的通孔布局结构100还包括一对第三差动通孔113、一电源通孔130及一第四接地通孔124。这对第三差动接脚213分别插接这对第三差动通孔113。电源接脚230插接电源通孔130。第二接地接脚224插接第四接地通孔124。
依照电连接器14A的接脚排列，这对第三差动通孔113排列于实质上平行于第一直线L2的一第二直线L2上。电源通孔130排列于第二直线L2上。第四接地通孔124排列于第二直线L2上。这对第三差动通孔113排列于电源通孔130与第四接地通孔124之间。此外，这对第三差动通孔传输USB 1.0或USB 2.0的一对传送/接收差动信号D+及D-。
一般来说，传送/接收差动信号端(D+及D-)为一半双功传输模式，亦即信号的传送或接收只能择一进行。亦即，当进行数据传送时，就无法进行数据接收，而当进行数据接收时，就无法进行数据传送。此外，在USB 3.0或USB 3.1的架构中，传送差动信号端(Tx+及Tx-)与接收差动信号端(Rx+及Rx-)为一全双功传输模式，亦即信号的传送或接收可以直接进行。
请再参考图1A，在本实施例中，电连接器14A可插接对应于无线鼠标30的一无线模块20。无线模块20与无线鼠标30之间以无线方式来传输信号。因此，当图1A的这对第一差动通孔111及这对第二差动通孔112所传输信号的时钟脉冲频率(2.5GHz)实质上等于或接近无线模块20的操作频率(2.4GHz)时，这对第一差动通孔111可在电性上参考第一接地通孔121及第二接地通孔122，而这对第二差动通孔112可在电性上参考第一接地通孔121及第三接地通孔123。因此，第二接地通孔122及第三接地通孔123有助于维持差动传输路径的对称性，以降低这对第一差动通孔111及这对第二差动通孔112所转换出的共模噪声，进而降低对无线模块20的射频干扰，使得无线鼠标30能正常运作。
请参考图2A及图2B，图2A及图2B的电子总成10类似于图1A及图1B的电子总成10。两者之间的差异如下文所述。首先，图1A及图1B的电连接器14A是USB 3.0或USB 3.1标准A型的插座连接器，而图2A及图2B的电连接器14B是USB 3.0或USB 3.1标准B型的插座连接器。因此，在图1A及图1B中，第二接地通孔122及第三接地通孔123重叠于电连接器14A在线路板12上的正投影。然而，在图2A及图2B中，第二接地通孔122及第三接地通孔123不重叠于电连接器14B在线路板12上的正投影。值得一提的是，上述的第二接地通孔122及第三接地通孔123有助于维持差动传输路径的对称性，而不提供电连接器14A的任一接脚的插接。而上述第二接地通孔122、第三接地通孔123的额外配置不同于现有技术仅配置第一接地通孔121作为单一的电性参考。
此外，依照电连接器14B(即USB 3.0或USB 3.1标准B型的插座连接器)的接脚排列，电源通孔130与这对第三差动通孔113的一排列于实质上平行于第一直线L1的一第二直线L2上。第四接地通孔124与这对第三差动通孔113的另一排列于实质上平行于第一直线L2的一第三直线L3上。
综上所述，在本发明中，在每对差动通孔的一端有一接地通孔的情况下，通过增加一接地通孔在每对的差动通孔的另一端，使得每对差动通孔在可电性上可参考其两端的两接地通孔。因此，增加的接地通孔有助于维持差动传输路径的对称性，以降低每对差动通孔所转换出的共模噪声。对于采用USB3.0(时钟脉冲频率在2.5GHz)作为传输协定的装置(例如集线器)及现行操作频率在2.5GHz的装置而言，本发明可降低装置本身所产生对外的干扰，以降低对操作频率在2.4GHz(接近2.5GHz)的无线装置(例如无线鼠标的无线模块)的射频干扰。
虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (21)

1.一种通孔布局结构，适用于一线路板，该通孔布局结构包括：
一对第一差动通孔，排列于一第一直线上；
一对第二差动通孔，排列于该第一直线上；
第一接地通孔，排列于该第一直线上，其中该第一接地通孔位于该对第一差动通孔与该对第二差动通孔之间；
第二接地通孔，排列于该第一直线上，其中该对第一差动通孔位于该第一接地通孔与该第二接地通孔之间；以及
第三接地通孔，排列于该第一直线上，其中该对第二差动通孔位于该第一接地通孔与该第三接地通孔之间。
2.如权利要求1所述的通孔布局结构，其中该对第一差动通孔在电性上参考该第一接地通孔及该第二接地通孔，该对第二差动通孔在电性上参考该第一接地通孔及该第三接地通孔，且该第二接地通孔及该第三接地通孔不提供一接脚的插接。
3.如权利要求1所述的通孔布局结构，还包括：
一对第三差动通孔，排列于实质上平行于该第一直线的一第二直线上；
电源通孔，排列于该第二直线上；以及
第四接地通孔，排列于该第二直线上，其中该对第三差动通孔排列于该电源通孔与该第四接地通孔之间。
4.如权利要求3所述的通孔布局结构，其中该对第一差动通孔传输USB3.0或USB 3.1的一对传送差动信号Tx+及Tx-，该对第二差动通孔传输USB3.0或USB 3.1的一对传送差动信号Rx+及Rx-，且该对第三差动通孔传输USB 1.0或USB 2.0的一对传送/接收差动信号D+及D-。
5.如权利要求1所述的通孔布局结构，还包括：
一对第三差动通孔；
电源通孔，与该对第三差动通孔的一排列于实质上平行于该第一直线的一第二直线上；以及
第四接地通孔，与该对第三差动通孔的另一排列于实质上平行于该第一直线的一第三直线上。
6.如权利要求5所述的通孔布局结构，其中该对第一差动通孔传输USB3.0或USB 3.1的一对传送差动信号Tx+及Tx-，该对第二差动通孔传输USB3.0或USB 3.1的一对传送差动信号Rx+及Rx-，且该对第三差动通孔传输USB 1.0或USB 2.0的一对传送/接收差动信号D+及D-。
7.一种线路板，适用于安装一电连接器，该线路板包括：
多个图案化导电层；
多个介电层，与该些图案化导电层交替叠合；以及
通孔布局结构，包括：
一对第一差动通孔，排列于一第一直线上；
一对第二差动通孔，排列于该第一直线上；
第一接地通孔，排列于该第一直线上，其中该第一接地通孔位于该对第一差动通孔与该对第二差动通孔之间；
第二接地通孔，排列于该第一直线上，其中该对第一差动通孔位于该第一接地通孔与该第二接地通孔之间；以及
第三接地通孔，排列于该第一直线上，其中该对第二差动通孔位于该第一接地通孔与该第三接地通孔之间。
8.如权利要求7所述的线路板，其中该对第一差动通孔在电性上参考该第一接地通孔及该第二接地通孔，该对第二差动通孔在电性上参考该第一接地通孔及该第三接地通孔，且该第二接地通孔及该第三接地通孔不提供一接脚的插接。
9.如权利要求7所述的线路板，其中该通孔布局结构还包括：
一对第三差动通孔，排列于实质上平行于该第一直线的一第二直线上；
电源通孔，排列于该第二直线上；以及
第四接地通孔，排列于该第二直线上，其中该对第三差动通孔排列于该电源通孔与该第四接地通孔之间。
10.如权利要求9所述的线路板，其中该对第一差动通孔传输USB 3.0或USB 3.1的一对传送差动信号Tx+及Tx-，该对第二差动通孔传输USB 3.0或USB 3.1的一对传送差动信号Rx+及Rx-，且该对第三差动通孔传输USB1.0或USB 2.0的一对传送/接收差动信号D+及D-。
11.如权利要求7所述的线路板，其中该通孔布局结构还包括：
一对第三差动通孔；
电源通孔，与该对第三差动通孔的一排列于实质上平行于该第一直线的一第二直线上；以及
第四接地通孔，与该对第三差动通孔的另一排列于实质上平行于该第一直线的一第三直线上。
12.如权利要求11所述的线路板，其中该对第一差动通孔传输USB 3.0或USB 3.1的一对传送差动信号Tx+及Tx-，该对第二差动通孔传输USB 3.0或USB 3.1的一对传送差动信号Rx+及Rx-，且该对第三差动通孔传输USB1.0或USB 2.0的一对传送/接收差动信号D+及D-。
13.一种电子总成，包括：
线路板，包括：
多个图案化导电层；
多个介电层，与该些图案化导电层交替叠合；以及
通孔布局结构，包括：
一对第一差动通孔，排列于一第一直线上；
一对第二差动通孔，排列于该第一直线上；
第一接地通孔，排列于该第一直线上，其中该第一接地通孔位于该对第一差动通孔与该对第二差动通孔之间；
第二接地通孔，排列于该第一直线上，其中该对第一差动通孔位于该第一接地通孔与该第二接地通孔之间；以及
第三接地通孔，排列于该第一直线上，其中该对第二差动通孔位于该第一接地通孔与该第三接地通孔之间；以及
电连接器，安装在该电路板上，该电连接器包括：
一对第一差动接脚，分别插接该对第一差动通孔；
一对第二差动接脚，分别插接该对第二差动通孔；以及
第一接地接脚，插接该第一接地通孔。
14.如权利要求13所述的电子总成，其中该对第一差动通孔在电性上参考该第一接地通孔及该第二接地通孔，该对第二差动通孔在电性上参考该第一接地通孔及该第三接地通孔，且该第二接地通孔及该第三接地通孔不提供一接脚的插接。
15.如权利要求13所述的电子总成，其中该通孔布局结构还包括：
一对第三差动通孔，排列于实质上平行于该第一直线的一第二直线上；
电源通孔，排列于该第二直线上；以及
第四接地通孔，排列于该第二直线上，其中该对第三差动通孔排列于该电源通孔与该第四接地通孔之间，并且该电连接器还包括：
一对第三差动接脚，分别插接该对第三差动通孔；
电源接脚，插接该电源通孔；以及
第二接地接脚，插接该第四接地通孔。
16.如权利要求15所述的电子总成，其中该对第一差动通孔传输USB3.0或USB 3.1的一对传送差动信号Tx+及Tx-，该对第二差动通孔传输USB3.0或USB 3.1的一对传送差动信号Rx+及Rx-，且该对第三差动通孔传输USB 1.0或USB 2.0的一对传送/接收差动信号D+及D-。
17.如权利要求15所述的电子总成，其中该第二接地通孔及该第三接地通孔重叠于该电连接器在该线路板上的正投影。
18.如权利要求13所述的电子总成，其中该通孔布局结构还包括：
一对第三差动通孔；
电源通孔，与该对第三差动通孔的一排列于实质上平行于该第一直线的一第二直线上；以及
第四接地通孔，与该对第三差动通孔的另一排列于实质上平行于该第一直线的一第三直线上，并且该电连接器还包括：
一对第三差动接脚，分别插接该对第三差动通孔；
电源接脚，插接该电源通孔；以及
第二接地接脚，插接该第四接地通孔。
19.如权利要求18所述的电子总成，其中该对第一差动通孔传输USB3.0或USB 3.1的一对传送差动信号Tx+及Tx-，该对第二差动通孔传输USB3.0或USB 3.1的一对传送差动信号Rx+及Rx-，且该对第三差动通孔传输USB 1.0或USB 2.0的一对传送/接收差动信号D+及D-。
20.如权利要求18所述的电子总成，其中该第二接地通孔及该第三接地通孔不重叠于该电连接器在该线路板上的正投影。
21.如权利要求13所述的电子总成，其中该电连接器适于插接一无线模块，且该无线模块的操作频率实质上相同于该对第一差动通孔或该对第二差动通孔所传输信号的时钟脉冲频率。
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