CN210579426U - 一种抗长距离信号串扰的柔性电路板及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抗长距离信号串扰的柔性电路板及电子设备，该柔性电路板包括若干柔性电路板单元，相邻的柔性电路板单元之间通过多根屏蔽线相连；柔性电路板单元的两端均设有多个用于传输信号的导电触片，且柔性电路板单元与屏蔽线相连的一端还铺设有铜箔层；屏蔽线包括中心导线以及套设于中心导线表面的信号屏蔽层；每个中心导线的两端分别与相邻的两个柔性电路板单元端部的导电触片电连接；每个信号屏蔽层的两端分别与相邻的两个柔性电路板单元端部的铜箔层电连接；本实用新型通过的信号屏蔽层有效隔绝长距离平行走线的信号串扰，解决了柔性电路板上的信号在长距离传输过程中产生的信号间串扰问题，提高了数据通信的可靠性。

Description

一种抗长距离信号串扰的柔性电路板及电子设备

技术领域

本实用新型属于印制电路板技术领域，更具体地，涉及一种抗长距离信号串扰的柔性电路板及电子设备。

背景技术

柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板，具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。随着电子产品向轻便化、薄型化、短小化和多功能集成化发展，印制电路板也面临着高精度、高密度、细线化发展的挑战，超薄化的应用越来越广泛，需要在有限的空间内实现信号的通信互联，随之而来的对柔性电路板的需求场景也原来越多。

按照常规的厚度和信号流向直接在柔性线路板上走线，即可实现信号的互联，满足功能需求。但是在实际应用中，为了实现远距离的板卡之间的信号连接，一般需要制作尺寸较长的柔性电路板以将距离较远的两个板卡连接起来；此时，柔性电路板上的多根并行的信号线之间极易因长距离传输发生信号串扰，从而大大影响数据通信的可靠性；无法适用于一些信号传输速率高、对信号质量要求高的特殊场景。

实用新型内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种抗长距离信号串扰的柔性电路板及电子设备，将大尺寸的柔性电路板划分为若干柔性电路板单元，相邻的柔性电路板单元之间通过多根屏蔽线相连；屏蔽线的中心导线的两端分别与相邻的两个柔性电路板单元端部的导电触片相连，实现相连若干柔性电路板单元之间的信号传输；套设于中心导线表面的信号屏蔽层的两端分别与相邻的两个柔性电路板单元端部的铜箔区相连，通过该信号屏蔽层有效隔绝长距离平行走线的信号串扰，其目的在于解决柔性电路板上的信号在长距离传输过程中极易产生信号间串扰的问题。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种抗长距离信号串扰的柔性电路板，包括若干柔性电路板单元，相邻的所述柔性电路板单元之间通过多根屏蔽线相连；

所述柔性电路板单元的两端均设有多个用于传输信号的导电触片，且所述柔性电路板单元与所述屏蔽线相连的一端还铺设有铜箔层；

所述屏蔽线包括中心导线以及套设于所述中心导线表面的信号屏蔽层；

每个所述中心导线的两端分别与相邻的两个柔性电路板单元端部的导电触片电连接；每个所述信号屏蔽层的两端分别与相邻的两个柔性电路板单元端部的铜箔层电连接。

优选的，上述抗长距离信号串扰的柔性电路板中，其屏蔽线的线号为30～50AWG，每个柔性电路板单元的厚度为1.8～0.25mm。

优选的，上述抗长距离信号串扰的柔性电路板中，全部或部分柔性电路板单元的底层铺设有网格铜，所述网格铜的网格间距为75～90mil。

优选的，上述抗长距离信号串扰的柔性电路板中，柔性电路板单元的长度为20mm～50mm，所述屏蔽线的长度为20cm～100cm。

优选的，上述抗长距离信号串扰的柔性电路板中，多根屏蔽线的表面套设有绝缘护套，所述绝缘护套为聚醋酸布。

优选的，上述抗长距离信号串扰的柔性电路板中，屏蔽线为同轴线缆。

按照本实用新型的第二个方面，还提供了另一种抗长距离信号串扰的柔性电路板，包括若干柔性电路板单元，相邻的所述柔性电路板单元之间通过多根屏蔽线相连；

所述柔性电路板单元的两端均设有多个用于传输信号的导电触片且该柔性电路板单元的底层铺设有网格铜；

所述屏蔽线包括中心导线以及套设于所述中心导线表面的信号屏蔽层；

每个所述中心导线的两端分别与相邻的两个柔性电路板单元端部的导电触片电连接；每个所述信号屏蔽层的两端分别与相邻的两个柔性电路板单元上的网格铜电连接。

优选的，上述抗长距离信号串扰的柔性电路板中，屏蔽线的线号为30～50AWG，每个柔性电路板单元的厚度为1.8～0.25mm。

优选的，上述抗长距离信号串扰的柔性电路板中，网格铜的网格间距为75～90mil。

优选的，上述抗长距离信号串扰的柔性电路板中，柔性电路板单元的长度为20mm～50mm，所述屏蔽线的长度为20cm～100cm。

优选的，上述抗长距离信号串扰的柔性电路板中，多根屏蔽线的表面套设有绝缘护套，所述绝缘护套为聚醋酸布。

优选的，上述抗长距离信号串扰的柔性电路板中，屏蔽线为同轴线缆。

按照本实用新型的第三个方面，还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述抗长距离信号串扰的柔性电路板。

优选的，上述电子设备中，柔性电路板单元的数量为两个。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型提供的一种抗长距离信号串扰的柔性电路板及电子设备，将大尺寸的柔性电路板划分为若干柔性电路板单元，相邻的柔性电路板单元之间通过多根屏蔽线相连；屏蔽线的中心导线的两端分别与相邻的两个柔性电路板单元端部的导电触片相连，实现相连若干柔性电路板单元之间的信号传输；套设于中心导线表面的信号屏蔽层的两端分别与相邻的两个柔性电路板单元端部的铜箔区相连，通过该信号屏蔽层有效隔绝长距离平行走线的信号串扰，解决了柔性电路板上的信号在长距离传输过程中产生的信号间串扰问题，提高了数据通信的可靠性；

(2)本实用新型提供的一种抗长距离信号串扰的柔性电路板及电子设备，在柔性电路板单元的底层铺设网格铜，该网格铜不仅可以代替铜箔层与屏蔽线中的信号屏蔽层相连，还能够有效减小柔性电路板单元的面积，从而减小布线间的寄生电容，并且网格铜层不会显著增加柔性电路板的机械强度，不会影响柔性电路板的柔韧性；

(3)本实用新型提供的一种抗长距离信号串扰的柔性电路板及电子设备，柔性电路板单元的的厚度也会影响信号的传输质量，将柔性电路板单元的厚度控制在1.8～0.25mm之间，从而减少布线间的寄生电容，降低传输损耗；

(4)本实用新型提供的一种抗长距离信号串扰的柔性电路板及电子设备，在不影响柔性电路板单元正常布线的前提下，尽可能减小柔性电路板单元的长度，增加同轴线缆3的长度，可进一步提高防信号串扰的效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的抗长距离信号串扰的柔性电路板的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的同轴线缆的结构示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-第一柔性电路板单元；2-第二柔性电路板单元；3-同轴线缆；31-中心铜线；32-绝缘层；33-网状屏蔽层；34-塑料封套；4-金手指；5-绝缘护套。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例一

图1是本实施例提供的柔性电路板的结构示意图，如图1所示，该柔性电路板包括第一柔性电路板单元1、第二柔性电路板单元2和多根同轴线缆3，第一柔性电路板单元1和第二柔性电路板单元2之间通过多根同轴线缆3相连；第一柔性电路板单元1和第二柔性电路板单元2的两端均为铺设了导电触片的金手指4，第一柔性电路板单元1、第二柔性电路板单元2与同轴线缆3相连的一端还铺设有铜箔层；第一柔性电路板单元1、第二柔性电路板单元2未与同轴线缆3相连的一端的金手指4分别与对应的板卡相连，实现两个板卡之间的信号联通。其中，同轴线缆3的根数取决于第一柔性电路板单元1和第二柔性电路板单元2一端端部的金手指4中的导电触片的数量；

如图2所示，每一根同轴线缆3包括中心铜线31、包裹在该中心铜线31表面的绝缘层32、包裹在该绝缘层32表面的网状屏蔽层33以及包裹在该网状屏蔽层33表面的塑料封套34；每一根同轴线缆3与柔性电路板的连接关系为：同轴线缆3的中心铜线31的第一端与第一柔性电路板单元1的第一端端部的金手指4中的一个导电触片通过焊接工艺连接，套设于该中心铜线31表面的网状屏蔽层33的第一端与第一柔性电路板单元1的第一端端部的金手指4处的铜箔层通过焊接工艺连接；该同轴线缆3的中心铜线31的第二端与第二柔性电路板单元2的第一端端部的金手指4中的一个导电触片通过焊接工艺连接，实现第一柔性电路板单元1和第二柔性电路板单元2上对应的一组导电触片之间的信号传输；套设于该中心铜线31表面的网状屏蔽层33的第二端与第二柔性电路板单元2的第一端端部的金手指4处的铜箔层通过焊接工艺连接；每根中心铜线31外围的网状屏蔽保护层能够有效避免长距离平行走线的信号串扰。当信号通过中心导线进行传输时，由于同轴线缆3的网状屏蔽层33中有噪声电流流过，该噪声电流与网状屏蔽层33的电阻的乘积将转变为噪声电压成为信号通路的一部分，因此需要将网状屏蔽层33与铜箔层相连构成地环路电路，通过该环路电路对噪声电压进行卸载，避免对中心导线中传输的正常信号造成干扰。

本实施例中，所采用的同轴线缆3的阻抗与第一柔性电路板单元1和第二柔性电路板单元2端部的金手指4的阻抗相匹配，从而尽可能地减小信号在同轴线缆3与导电触片的连接节点处的衰减；通过仿真计算和实测验证，本实施例优选采用30 AWG～50AWG的铜轴线缆，以实现与第一柔性电路板单元1、第二柔性电路板单元2之间最好的阻抗匹配，降低信号的传输损耗。

当相邻两个板卡之间的信号传输距离超过20cm，由于长距离走线导致的信号串扰现象就比较严重，采用本实施例提供的抗长距离信号串扰的柔性电路板来替代传统的柔性电路板可以起到较好的解决信号串扰问题；为了进一步提高防信号串扰的效果，优选在不影响柔性电路板单元正常布线的前提下，尽可能减小柔性电路板单元的长度，增加同轴线缆3的长度；本实施例优选柔性电路板单元的长度为20mm～50mm，用于连接相邻柔性电路板单元的同轴线缆3的长度为20cm～100cm。

另外，柔性电路板的厚度也会影响信号的传输质量，根据寄生电容和FPC板厚的关系公式：

C＝ε*ε0*S/d，

其中，C是寄生电容值，ε是板材介质常数，ε0真空介电常数，S是面积，d是柔性电路板的厚度；

在面积和板材介质常数一定的条件下，寄生电容和柔性电路板的厚度成反比，经过仿真测试实验，本实施例优选将第一柔性电路板单元1和第二柔性电路板单元2的厚度控制在1.8～0.25mm之间，以减少布线间的寄生电容，降低传输损耗。

作为本实施例的一个优选，第一柔性电路板单元1和第二柔性电路板单元2的底层均铺设有网格铜；在柔性电路板的底层进行网格式铺铜，可减小布线间的寄生电容，并且网格铜层不会显著增加柔性电路板的机械强度，影响柔性电路板的柔韧性；本实施例中，铺设的网格铜的网格间距优选为75～90mil。

作为本实施例的一个优选，多根同轴线缆3的表面套设有绝缘护套5，通过绝缘护套5使多根同轴线缆3形成一个整体，防止多根同轴线缆3杂乱布置被人为损坏，该绝缘护套5为聚醋酸布。

实施例二

本实施例提供的柔性电路板包括第一柔性电路板单元1、第二柔性电路板单元2和多根同轴线缆3，第一柔性电路板单元1和第二柔性电路板单元2之间通过多根同轴线缆3相连；第一柔性电路板单元1和第二柔性电路板单元2的两端均为铺设了导电触片的金手指4，第一柔性电路板单元1、第二柔性电路板单元2未与同轴线缆3相连的一端的金手指4分别与对应的板卡相连，实现两个板卡之间的信号联通。其中，同轴线缆3的根数取决于第一柔性电路板单元1和第二柔性电路板单元2一端端部的金手指4中的导电触片的数量；第一柔性电路板单元1和第二柔性电路板单元2的底层均铺设有网格铜。

同轴线缆3的中心铜线31的第一端与第一柔性电路板单元1的第一端端部的金手指4中的一个导电触片通过焊接工艺连接，套设于该中心铜线31表面的网状屏蔽层33的第一端与第一柔性电路板单元1底层的网格铜通过焊接工艺连接；该同轴线缆3的中心铜线31的第二端与第二柔性电路板单元2的第一端端部的金手指4中的一个导电触片通过焊接工艺连接，实现第一柔性电路板单元1和第二柔性电路板单元2上对应的一组导电触片之间的信号传输；套设于该中心铜线31表面的网状屏蔽层33的第二端与第二柔性电路板单元2底层的网格铜通过焊接工艺连接；每根中心铜线31外围的网状屏蔽保护层能够有效避免长距离平行走线的信号串扰。网格铜的主要作用之一是替代实施例一中的铜箔层与网状屏蔽层33形成地环路电路，对网状屏蔽层33中的噪声电流进行卸载，避免对中心导线中传输的正常信号造成干扰。

本实施例中，所采用的同轴线缆3的阻抗与第一柔性电路板单元1和第二柔性电路板单元2端部的金手指4的阻抗相匹配，从而尽可能地减小信号在同轴线缆3与导电触片的连接节点处的衰减；通过仿真计算和实测验证，本实施例优选采用30 AWG～50AWG的铜轴线缆，以实现与第一柔性电路板单元1、第二柔性电路板单元2之间最好的阻抗匹配，降低信号的传输损耗。

当相邻两个板卡之间的信号传输距离超过20cm，由于长距离走线导致的信号串扰现象就比较严重，采用本实施例提供的抗长距离信号串扰的柔性电路板来替代传统的柔性电路板可以起到较好的解决信号串扰问题；为了进一步提高防信号串扰的效果，优选在不影响柔性电路板单元正常布线的前提下，尽可能减小柔性电路板单元的长度，增加同轴线缆3的长度；本实施例优选柔性电路板单元的长度为20mm～50mm，用于连接相邻柔性电路板单元的同轴线缆3的长度为20cm～100cm。

另外，第一柔性电路板单元1和第二柔性电路板单元2的底层铺设的网格铜除了起到与同轴线缆3的网状屏蔽层33相连的作用之外，还有一个重要作用是：可减小柔性电路板单元的面积，从而减小布线间的寄生电容，并且网格铜层不会显著增加柔性电路板的机械强度，影响柔性电路板的柔韧性；本实施例中，铺设的网格铜的网格间距优选为75～90mil。

另外，柔性电路板的厚度也会影响信号的传输质量，根据寄生电容和FPC板厚的关系公式：

C＝ε*ε0*S/d，

其中，C是寄生电容值，ε是板材介质常数，ε0真空介电常数，S是面积，d是柔性电路板的厚度；

在面积和板材介质常数一定的条件下，寄生电容和柔性电路板的厚度成反比，经过仿真测试实验，本实施例优选将第一柔性电路板单元1和第二柔性电路板单元2的厚度控制在1.8～0.25mm之间，以减少布线间的寄生电容，降低传输损耗。

作为本实施例的一个优选，多根同轴线缆3的表面套设有绝缘护套5，通过绝缘护套5使多根同轴线缆3形成一个整体，防止多根同轴线缆3杂乱布置被人为损坏，该绝缘护套5为聚醋酸布。

最后需要说明的是，任何采用本实施例一或实施例二提供的抗长距离信号串扰的柔性电路板的电子设备同样在本方案的保护范围之内。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗长距离信号串扰的柔性电路板，其特征在于，包括若干柔性电路板单元，相邻的所述柔性电路板单元之间通过多根屏蔽线相连；

所述柔性电路板单元的两端均设有多个用于传输信号的导电触片，且所述柔性电路板单元与所述屏蔽线相连的一端还铺设有铜箔层；

所述屏蔽线包括中心导线以及套设于所述中心导线表面的信号屏蔽层；

每个所述中心导线的两端分别与相邻的两个柔性电路板单元端部的导电触片电连接；每个所述信号屏蔽层的两端分别与相邻的两个柔性电路板单元端部的铜箔层电连接。

2.如权利要求1所述的抗长距离信号串扰的柔性电路板，其特征在于，所述屏蔽线的线号为30～50AWG，每个柔性电路板单元的厚度为1.8～0.25mm。

3.如权利要求1或2所述的抗长距离信号串扰的柔性电路板，其特征在于，全部或部分柔性电路板单元的底层铺设有网格铜，所述网格铜的网格间距为75～90mil。

4.如权利要求3所述的抗长距离信号串扰的柔性电路板，其特征在于，所述柔性电路板单元的长度为20mm～50mm，所述屏蔽线的长度为20cm～100cm。

5.一种抗长距离信号串扰的柔性电路板，其特征在于，包括若干柔性电路板单元，相邻的所述柔性电路板单元之间通过多根屏蔽线相连；

所述柔性电路板单元的两端均设有多个用于传输信号的导电触片且该柔性电路板单元的底层铺设有网格铜；

所述屏蔽线包括中心导线以及套设于所述中心导线表面的信号屏蔽层；

每个所述中心导线的两端分别与相邻的两个柔性电路板单元端部的导电触片电连接；每个所述信号屏蔽层的两端分别与相邻的两个柔性电路板单元上的网格铜电连接。

6.如权利要求5所述的抗长距离信号串扰的柔性电路板，其特征在于，所述屏蔽线的线号为30～50AWG，每个柔性电路板单元的厚度为1.8～0.25mm。

7.如权利要求5所述的抗长距离信号串扰的柔性电路板，其特征在于，所述网格铜的网格间距为75～90mil。

8.如权利要求5～7任一项所述的抗长距离信号串扰的柔性电路板，其特征在于，所述柔性电路板单元的长度为20mm～50mm，所述屏蔽线的长度为20cm～100cm。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1～8任一项所述的柔性电路板。

10.如权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述柔性电路板单元的数量为两个。

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