CN2807617Y

CN2807617Y - 一种改善手机天线性能的手机电路板

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Publication number: CN2807617Y
Application number: CNU2005201122708U
Authority: CN
Inventors: 于江宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2015-07-04

Abstract

一种改善手机天线性能的手机电路板，包括电路板本体和设于电路板本体上并与之电连接的天线、扬声器和芯片，芯片上至少具有音频单元；电路板本体为多层结构，其最顶层具有两个用于连接扬声器的第一、第二焊盘，扬声器的两极通过软导线或金属弹片分别与第一、第二焊盘电连接，第一、第二焊盘分别通过第一导线和第二导线与音频单元电连接；第一导线和第二导线中的至少一根上串联有电感或者感性EMI滤波器。这种手机电路板能有效减小，甚至消除手机扬声器对手机天线性能的不良影响，使手机天线的性能得到大大改善，并且适合内置天线的手机。

Description

一种改善手机天线性能的手机电路板

技术领域：

本实用新型涉及一种通讯设备的部件，尤其涉及一种具有内置天线的手机的电路板。

背景技术：

手机天线和手机上的其他诸多部件，如LCD、FPC、扬声器、震动马达、金属结构件、电镀装饰件等偶合很紧密，天线的性能往往由于受到这些部件的影响而恶化。因此无论是对手机厂商、手机设计公司还是手机天线公司而言，设计高性能的天线都极具挑战性。除了天线本身的设计是否合理以外，手机上的很多其它零部件还会使天线的性能变坏。对于内置式天线更是如此，如图1a、图1b中所示，内置天线一般直接设于手机的PCB板上，而扬声器(也称受话器，以下皆称扬声器)就设于天线下面(图1a)或侧边(图1b)。扬声器的存在对天线性能的影响非常大，而天线性能的恶化会带来手机的通话质量下降、有效覆盖区的缩小、电池的通话和待机时间缩短等，直接影响手机整机的性能和质量。

因此，手机厂商、设计公司都试图通过选用较小的扬声器，或者移走扬声器使其远离天线来减小其对天线性能的影响，事实上收效甚微，即使扬声器远离天线，仍然有可能影响天线性能；而且在很多情况下，狭小的手机内部没有其他合适的地方可以放置扬声器，还是不得不把扬声器放在天线的下面或旁边。

与外置天线相比，内置天线由于具有手机外形美观、携带方便、天线防摔不易损坏等优点，在手机上得到越来越广泛的采用。因此如何解决上述问题已迫在眉睫。

国家知识产权局2005年2月9日授权公告的CN2678291号中国实用新型专利，公开了一种手机线路板、手机及手机外壳，其手机线路板包括主板天线电路部分和主板其它电路部分，其中主板天线电路部分包括天线与电路板连接部分和天线匹配电路部分；天线与线路板连接部分和天线匹配电路部分的发射接收有效部分位于手机主体的外侧。该方案尽管能一定程度地改善手机天线的性能，但其仅适合于外置天线的手机，无法应用在内置天线的手机上，此外这种方案还会带来其它诸如手机外壳必须采用金属壳等缺点。本发明所解决的问题与CN2678291号专利不同。

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是克服上述现有技术之不足，提供一种能有效减小，甚至消除手机扬声器对手机天线性能的不良影响，使手机天线的性能得到大大改善、并且适合内置天线的手机的电路板。

按照本实用新型提供的改善手机天线性能的手机电路板，包括电路板本体和设于所述电路板本体上并与之电连接的天线、扬声器和芯片，所述芯片上至少具有音频单元；所述电路板本体为多层结构，其最顶层具有两个用于连接所述扬声器的第一、第二焊盘，所述扬声器的两极通过软导线或金属弹片分别与所述第一、第二焊盘电连接，所述第一、第二焊盘分别通过第一导线和第二导线与所述音频单元电连接；所述第一导线和第二导线中的至少一根上串联有电感或者感性EMI滤波器。

本实用新型还具有如下附属技术特征：

所述电路板本体上至少与所述顶层相邻的次顶层对应所述第一、第二焊盘的区域为非GND金属区。

所述电感或感性EMI滤波器离与之相连的所述第一焊盘或第二焊盘的最远距离小于10毫米。

在本实用新型给出的一种方案中，所述第一导线和第二导线上各串联有一电感L1、L2，所述电感L1、L2的电感值为5nH～60nH。

在本实用新型给出的另一种方案中，所述第一导线上串联有一电感L1，所述电感L1的电感值为5nH～60nH；所述第二导线上串联有一感性EMI滤波器L2，所述感性EMI滤波器L2的阻抗在1GHz频率以上大于或等于10欧姆。

在本实用新型给出的再一种方案中，所述第一导线和第二导线上各串联有一个感性EMI滤波器L1、L2，所述感性EMI滤波器L1、L2的在1GHz频率以上阻抗大于或等于10欧姆。

在本实用新型给出的又一种方案中，所述第一导线上串联两个电感L1，所述两电感L1的总电感值为5nH～60nH；所述第二导线上串联一所述感性EMI滤波器，所述感性EMI滤波器在1GHz频率以上的阻抗大于或等于10欧姆。

作为上述各方案的一种优选实施方式，所述电路板本体上除顶层以外的其它各层对应所述第一、第二焊盘的区域为非GND金属区。

作为上述各方案的另一种优选实施方式，所述电路板本体共包括6层或8层，除顶层和底层以外的其它各层对应所述第一、第二焊盘的区域均为非GND金属区；所述底层为接地层，其对应所述第一、第二焊盘的区域为GND金属区。

所述电路板本体上还设有与之电连接的键盘、LCD、麦克风和震动马达。所述扬声器位于所述天线的下部或侧边。

按照本实用新型提供的改善手机天线性能的手机电路板，相对现有技术具有如下优点：

一方面由于在连接扬声器焊盘与音频单元的导线上串联有电感或者感性EMI滤波器，因此能有效增大该路径上的高频阻抗，从而抑制高频电流在该路径上的流动，减小扬声器对天线性能的影响，同时该路径低频阻抗很小，不会因此而影响音频信号；

另一方面，为了更好的减小扬声器对天线的影响，在本实用新型的优选实施例中，PCB板上的其它层(至少是次顶层)对应扬声器焊盘的区域为非GND金属区，此设计方案具有隔离作用，因此能有效抑制高频电流通过扬声器，从而减小扬声器对天线性能的影响，使手机天线的性能得到大大改善；另外这种方案也结构简单，容易实施，成本低廉。

附图说明：

下面结合附图给出的优选实施例，对本实用新型进一步的特征和优点进行详细说明，其中：

图1a为一种手机PCB板的结构示意图，图中扬声器位于天线的下面；

图1b为另一种手机PCB板的结构示意图，图中扬声器位于天线的侧边；

图2a仍为手机PCB板的结构示意图，图中示出扬声器与PCB通过软导线焊接连接；

图2b也为手机PCB板的结构示意图，图中示出扬声器通过金属弹片与PCB板电连接；

图3a为本实用新型的一种优选实施例的部分结构示意图，图中示出连接扬声器焊盘与芯片音频单元的两导线上各串联有一电感或感性EMI元件的结构；

图3b为本实用新型的另一种优选实施例的部分结构示意图，图中示出连接扬声器焊盘与芯片音频单元的两导线的第一导线上串联有两电感，第二导线上串联有一电感或感性EMI元件的结构；

图4a为图3a、3b所示优选实施例的一种优选实施方式，图中示出PCB板除顶层以外的其它各层对应第一、第二焊盘的区域均为非GND金属区的结构；

图4b为图3a、3b所示优选实施例的另一种优选实施方式，图中示出PCB板除顶层和底层以外的其它各层对应第一、第二焊盘的区域均为非GND金属区的结构。

具体实施方式：

在详细说明本实用新型之前，先解释或定义相关术语：

所谓“PCB板”：即印刷电路板，简称电路板，其中PCB的英文原文为“Print Circuit Board”；

所述“EMI”，是指电磁干扰，其英文原文为“Electro MagneticInterference”；

所谓“GND”，即为电路板的“地”，最终连接到电源的负极；“GND层”即为电路板中的地层，最终连接到电源的“地”；

所谓电路板本体的“顶层”，是指电路板上最上面这层，也即本实用新型中设置焊盘的层；紧贴于该层的层称为次顶层；与之相对位于最底面的层称为底层。

参见图1a、1b，按照本实用新型提供的改善手机天线性能的手机电路板，包括电路板本体10和设于所述电路板本体10上并与之电连接的天线20、扬声器30和芯片(图中未示)，所述芯片上至少具有音频单元；根据需要芯片还可设置其它功能单元，也可以将各功能单元分别设于不同的芯片上，这时电路板10就会设有多片芯片。

此外，所述电路板本体10上还设有与之电连接的键盘、LCD、麦克风、听筒和震动马达，这些结构可采用为公知技术，因此图中未示，此处也不赘述。具备这些结构的电路板即可作为手机的主板。

如图1a、1b中所示，所述扬声器30一般位于所述天线20的下部或侧边，这两种情况下扬声器对天线的性能均会严重影响。

所述电路板本体10为多层结构，如一般包括电源层Vcc、地层GND、信号层等，电源层、地层、信号层都可能具有多层。本实用新型中，其最顶层具有两个用于连接所述扬声器30的第一、第二焊盘4、5。如图2a所述扬声器30的两极可通过软导线2、3分别与所述第一、第二焊盘4、5电连接，也可如图2b中所示，所述扬声器器30的两极通过金属弹片2、3分别与所述第一、第二焊盘4、5电连接，如图3中所示，所述第一、第二焊盘4、5分别通过第一导线41和第二导线51与所述芯片的音频单元电连接，以接收音频单元输出的音频信号。

本实用新型的改进之处在于：所述第一导线41和第二导线51中的至少一根上串联有电感或者感性EMI滤波器，因此通过增大该路径上的高频阻抗，来抑制高频电流在该路径上的流动，从而减小扬声器对天线性能的影响，同时低频阻抗几乎不改变，从而不影响音频的性能。

作为对本实新型的进一步改进，所述电路板本体10上至少与所述顶层相邻的次顶层对应所述第一、第二焊盘4、5的区域为非GND金属区。实际上离顶层最近的GND金属所在层越远离顶层，效果就越好。

所述电感或感性EMI滤波器离与之连接的所述第一、第二焊盘4、5的最远距离为小于10毫米，此处所说的最远距离，是指离所述第一、第二焊盘4、5最远的所述电感或感性EMI滤波器的远端离所述第一、第二焊盘4、5的物理距离。位于该距离范围内的电感或感性EMI滤波器，能有效抑制高频电流，从而有效减小扬声器30对天线20的干扰；实践中所述电感或感性EMI滤波器离与所述第一、第二焊盘4、5的距离越近，效果越佳。

参见图3a，图中横线L以上的A部分表示扬声器与所述第一、第二焊盘4、5的连线部分，横线L以下的B部分表示是PCB板上的线路部分。作为本实用新型的一种优选实施例，所述第一导线41和第二导线51上各串联有一电感L1、L2，所述电感L1、L2的电感值为5nH～60nH；一般选用20nH左右效果最佳。这种方案结构简单，容易实施，成本低廉。

作为上述优选实施例的一种替换型式，所述第一导线41上串联有一电感L1，所述电感L1的电感值为5nH～60nH；所述第二导线51上串联有一感性EMI滤波器L2，所述感性EMI滤波器L2的阻抗在1GHz频率以上大于或等于10欧姆。

作为上述优选实施例的另一种替换型式，所述第一导线41和第二导线51上各串联有一个感性EMI滤波器L1、L2，所述感性EMI滤波器L1、L2的阻抗在1GHz频率以上大于或等于10欧姆。

参见图3b，作为本实用新型的另一种优选实施例，所述第一导线41串联两个电感L1，所述两电感L1的总电感值为5nH～60nH；所述第二导线51串联一所述感性EMI滤波器，所述感性EMI滤波器的阻抗在1GHz频率以上大于或等于10欧姆。

作为本实用新型的一种优选实施方式，如图4a中所示，所述电路板本体1共包括6层(当然也可以包括8层或更多层)，除顶层以外的其它各层对应所述第一、第二焊盘4、5的区域均为非GND金属区。因此这种方案能起到非常好的隔离作用，有效抑制高频电流通过扬声器，从而减小扬声器对天线性能的影响，使手机天线的性能得到大大改善。

为清楚起见，图4a分别示出PCB顶层的正视图(图中的T部分)和PCB截面的层结构(图中的S部分)，两个椭圆区域9表示第一、第二焊盘4、5下面对应的部分为非GND金属区。

作为本实用新型的一种优选实施方式，如图4b中所示，所述电路板本体1共包括6层(也可为8层或更多层)，除顶层和底层(图中的最下层)以外的其它各层对应所述第一、第二焊盘4、5的区域为非GND金属区；所述底层为接地层，其对应所述第一、第二焊盘41、51的区域为GND金属区。这种方案便于手机电路板接地层的设计，同时也具有较好的隔离效果，能有效减小扬声器对天线性能的不良影响。

上述优选实施例仅供说明本实用新型之用，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的指引下，还可作出各种变形和变换，因此所有等同技术方案都属本实用新型的保护范围。

Claims

1、一种改善手机天线性能的手机电路板，包括电路板本体(10)和设于所述电路板本体(10)上并与之电连接的天线(20)、扬声器(30)和芯片，所述芯片至少具有音频单元；所述电路板本体(10)为多层结构，其最顶层具有两个用于连接所述扬声器(30)的第一、第二焊盘(4、5)，所述扬声器(30)的两极通过软导线或金属弹片分别与所述第一、第二焊盘(4、5)电连接，所述第一、第二焊盘(4、5)分别通过第一导线(41)和第二导线(51)与所述芯片的音频单元电连接；其特征在于：所述第一导线(41)和第二导线(51)中的至少一根上串联有电感或者感性EMI滤波器。

2、根据权利要求1所述的改善手机天线性能的手机电路板，其特征在于：所述电路板本体(10)上至少与所述顶层相邻的次顶层对应所述第一、第二焊盘(4、5)的区域为非GND金属区。

3、根据权利要求1或2所述的改善手机天线性能的手机电路板，其特征在于：所述电感或感性EMI滤波器离与之相连的所述第一焊盘(4)或第二焊盘(5)的最远距离小于10毫米。

4、根据权利要求3所述的改善手机天线性能的手机电路板，其特征在于：所述第一导线(41)和第二导线(51)上各串联有一电感L1、L2，所述电感L1、L2的电感值为5nH～60nH。

5、根据权利要求3所述的改善手机天线性能的手机电路板，其特征在于：所述第一导线(41)上串联有一电感L1，所述电感L1的电感值为5nH～60nH；所述第二导线(51)上串联有一感性EMI滤波器L2，所述感性EMI滤波器L2的阻抗在1GHz频率以上大于或等于10欧姆。

6、根据权利要求3所述的改善手机天线性能的手机电路板，其特征在于：所述第一导线(41)和第二导线(51)上各串联有一个感性EMI滤波器L1、L2，所述感性EMI滤波器L1、L2的阻抗在1GHz频率以上大于或等于10欧姆。

7、根据权利要求3所述的改善手机天线性能的手机电路板，其特征在于：所述第一导线(41)上串联两个电感L1，所述两电感L1的总电感值为5nH～60nH；所述第二导线(51)上串联一所述感性EMI滤波器，所述感性EMI滤波器的阻抗在1GHz频率以上大于或等于10欧姆。

8、根据权利要求1或2所述的改善手机天线性能的手机电路板，其特征在于：所述电路板本体(1)上除顶层以外的其它各层对应所述第一、第二焊盘(4、5)的区域均为非GND金属区。

9、根据权利要求1或2所述的改善手机天线性能的手机电路板，其特征在于：所述电路板本体(1)共包括6层或8层，除顶层和底层以外的其它各层对应所述第一、第二焊盘(4、5)的区域为非GND金属区；所述底层对应所述第一、第二焊盘(41、51)的区域为GND金属区。

10、根据权利要求1或2所述的改善手机天线性能的手机电路板，其特征在于：所述电路板本体(10)上还设有与之电连接的键盘、LCD、麦克风和震动马达；所述扬声器(30)位于所述天线(20)的下部或侧边。