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Die vorliegende Erfindung betrifft Erdungsstrukturen für gedruckte Leiterplatten zur Verwendung mit Kommunikationsvorrichtungen und insbesondere eine Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatten, wobei eine in einer Kommunikationsvorrichtung angeordnete gedruckte Leiterplatte elektromagnetische Wellen abschirmen kann.
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Gemäß dem Stand der Technik ist eine Schaltung auf einer gedruckten Leiterplatte entsprechend dem Schaltungs-Layout konfiguriert. Mit der Entwicklung der Hochgeschwindigkeits-Kommunikationstechnologie erzeugen die auf der gedruckten Leiterplatte konfigurierten elektronischen Komponenten elektromagnetische Wellen bei Vorhandensein einer Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung bzw. eines Hochgeschwindigkeits-Datenempfangs, was zur Entstehung der intrinsischen elektromagnetischen Interferenz (EMI) zwischen elektronischen Komponenten führt. Beim Auftreten von dieser kann die vorstehend erwähnte EMI durch Verringern des Effekts elektromagnetischer Wellen durch ein speziell ausgelegtes Schaltungs-Layout und durch das Befreien elektronischer Komponenten von EMI, welche andernfalls dazwischen auftreten könnte, abgeschwächt werden. Die durch elektronische Komponenten auf der gedruckten Leiterplatte bei Vorhandensein der Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung bzw. des Hochgeschwindigkeits-Datenempfangs erzeugte elektromagnetische Welle entweicht jedoch aus der gedruckten Leiterplatte und beeinträchtigt daher den Betrieb einer äußeren Kommunikationsvorrichtung.
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Um den vorstehend erwähnten Nachteil des Stands der Technik zu überwinden, sieht eine herkömmliche Lösung eine elektromagnetische Wellen abschirmende Wand vor, die elektromagnetische Wellen erzeugende elektronische Komponenten auf einer gedruckten Leiterplatte umgibt und dadurch die von den elektronischen Komponenten erzeugte elektromagnetische Welle blockiert, so dass externe Kommunikationsvorrichtungen weniger an EMI von elektronischen Komponenten leiden. Beispielsweise ist in der
taiwanschen Patentanmeldung Nr. 200841812 mit dem Titel „Method of Electromagnetic Protection For Circuit board and Components of the Circuit Board” eine metallische Schutzvorrichtung offenbart, die auf einer Leiterplatte angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie elektromagnetische Wellen ab schirmt.
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Gemäß dem Stand der Technik ist es erforderlich, eine zusätzliche metallische Schutzvorrichtung zur Verwendung als eine elektromagnetische Schutzwand bereitzustellen. Die zusätzliche metallische Schutzvorrichtung erhöht jedoch unvermeidlich die Kosten der gesamten Kommunikationsvorrichtung. Zusätzlich ist eine Untersuchung bzw. Überholung von elektronischen Komponenten innerhalb der metallischen Schutzvorrichtung mühsam und kostspielig, geschweige denn, dass die metallische Schutzvorrichtung entfernt werden muss, bevor die elektronischen Komponenten in dieser untersucht bzw. überholt werden können.
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Dementsprechend ist es unbedingt erforderlich, eine Erdungsstruktur der gedruckten Leiterplatte zur Verwendung mit einer Kommunikationsvorrichtung bereitzustellen, um die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatte zur Verwendung mit einer Kommunikationsvorrichtung bereitzustellen, um eine Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen für eine gedruckte Leiterplatte bereitzustellen.
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Um die vorstehende und andere Aufgaben zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung eine Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatte zur Verwendung mit einer Kommunikationsvorrichtung vor. Die Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatte ist zur Verwendung mit einer gedruckten Leiterplatte konfiguriert, damit diese Struktur ein geerdetes Gehäuse kontaktiert und dadurch eine geerdete Schaltung bildet, die elektromagnetische Wellen abschirmen kann. Die Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatte weist eine leitende Kupferschicht und mehrere Lötkontakte auf. Die leitende Kupferschicht ist über dem ganzen Randbereich der gedruckten Leiterplatte aufgebracht. Die mehreren Lötkontakte sind auf der leitenden Kupferschicht angeordnet und werden für das elektrische Kontaktieren mit dem Gehäuse verwendet.
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Verglichen mit dem Stand der Technik sieht die vorliegende Erfindung eine Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatten zur Verwendung mit einer Kommunikationsvorrichtung vor. Die Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatten ist konfiguriert, um ein geerdetes Gehäuse, insbesondere ein Gehäuse der Kommunikationsvorrichtung, zu kontaktieren. Die Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatten weist eine leitende Kupferschicht, die über dem gesamten Randbereich der gedruckten Leiterplatte aufgebracht ist, sowie mehrere auf der leitenden Kupferschicht angeordnete Lötkontakte auf. Die leitende Kupferschicht, die Lötkontakte und das in Kontakt damit stehende Gehäuse bilden zusammen eine geerdete Schaltung. Auf diese Weise ist die gedruckte Leiterplatte in der Lage, elektromagnetische Wellen abzuschirmen. Daher beseitigt die zum Lösen der Probleme aus dem Stand der Technik ausgelegte Erdungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur die im Inneren der gedruckten Leiterplatte entstehende elektromagnetische Interferenz, sondern verhindert auch, dass die in der gedruckten Leiterplatte entstehende elektromagnetische Interferenz mit der äußeren Kommunikationsvorrichtung interferiert. Ferner verringert die vorliegende Erfindung die Beeinträchtigung der Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen, welche andernfalls durch Oxidation der leitenden Kupferschicht hervorgerufen werden könnte.
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Um es Fachleuten zu ermöglichen, Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung vollständig zu verstehen, wird die vorliegende Erfindung anhand spezifischer Ausführungsformen in Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1a eine schematische perspektivische Ansicht einer Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatten zur Verwendung mit einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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1b eine Schnittansicht der Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatten entlang der Linie A–A' aus 1a,
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2 eine Schnittansicht einer Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatten zur Verwendung mit einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
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3 eine schematische perspektivische Ansicht einer mit einer Kommunikationsvorrichtung gekoppelten Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatten gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In den 1a und 1b sind eine schematische perspektivische Ansicht bzw. eine Schnittansicht einer Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatten zur Verwendung mit einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.
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In Bezug auf 1a sei bemerkt, dass die Erdungsstruktur 2 für gedruckte Leiterplatten zur Verwendung mit einer gedruckten Leiterplatte 4 konfiguriert ist, damit diese ein geerdetes Gehäuse 6 kontaktiert und dabei eine geerdete Schaltung bildet, die elektromagnetische Wellen abschirmen kann. Die Erdungsstruktur 2 für gedruckte Leiterplatten weist eine leitende Kupferschicht 8 und mehrere Lötkontakte 10 auf. Die leitende Kupferschicht 8 ist über dem gesamten Randbereich der gedruckten Leiterplatte 4 aufgebracht. Eine Öffnung 42 ist in der Nähe des Randbereichs der gedruckten Leiterplatte 4 angeordnet und so konfiguriert, dass sie die gedruckte Leiterplatte 4 an dem Gehäuse 6 befestigt. Ebenso ist die Öffnung 42 über dem Randbereich der leitenden Kupferschicht 8 aufgebracht. Die über dem gesamten Randbereich der gedruckten Leiterplatte 4 aufgebrachte leitende Kupferschicht 8 bildet einen magnetischen Flusspfad niedriger Reduktanz entlang dem Randbereich der gedruckten Leiterplatte 4. Daher wirkt der magnetische Flusspfad niedriger Reduktanz als ein Nebenschlusswiderstand für die innerhalb der gedruckten Leiterplatte 4 erzeugte elektromagnetische Welle, so dass die elektromagnetische Welle oder die statische Elektrizität zur leitenden Kupferschicht 8 geleitet wird.
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Wegen ihrer physikalischen Eigenschaften, nämlich der elektrischen Leitfähigkeit, werden die Lötkontakte 10 mit der leitenden Kupferschicht 8 elektrisch verbunden, wenn sie darauf gelötet werden. Die Lötkontakte 10 sind auf der leitenden Kupferschicht 8 angeordnet. Alternativ sind die Lötkontakte 10 abwechselnd auf der leitenden Kupferschicht 8 angeordnet. Die Lötkontakte 10 können jede beliebige Form aufweisen. Beispielsweise sind die Lötkontakte 10 jeweils halbkugelförmig und stehen daher aus der leitenden Kupferschicht 8 vor. Fachleute sollen verstehen, dass bei der vorstehend erwähnten Ausführungsform die Lötkontakte 10 über die leitende Kupferschicht 8 dicht verteilt sind, so dass die Lötkontakte 10 zusammen eine Lötkontaktschicht auf der leitenden Kupferschicht 8 bilden. Die Lötkontakte 10 sind, im Vergleich zu der leitenden Kupferschicht 8, weniger für Oxidation anfällig, was allerdings zu Lasten der physikalischen Eigenschaften (d. h. der elektrischen Leitfähigkeit) geht. Daher zeigt sich die elektrische Leitfähigkeit der mit der leitenden Kupferschicht 8 elektrisch verbundenen Lötkontakte 10 und bleibt aufrechterhalten, selbst wenn die leitende Kupferschicht 8 oxidiert und dadurch ihre elektrische Leitfähigkeit verliert.
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Das Gehäuse 6 und die Lötkontakte 10 sind miteinander gekoppelt, so dass die leitende Kupferschicht 8 infolge des Kontakts mit dem Gehäuse 6 durch die Lötkontakte 10 geerdet werden kann, um eine geerdete Schaltung zu bilden, die elektromagnetische Wellen abschirmen kann.
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Die Erdungsstruktur 2 für gedruckte Leiterplatten weist ferner eine weiche leitende Schicht 12, die zwischen dem Gehäuse 6, der leitenden Kupferschicht 8 und den Lötkontakten 10 angeordnet ist. Die weiche leitende Schicht 12 ermöglicht es, dass die Lötkontakte 10 und die leitende Kupferschicht 8 in engem Kontakt mit dem Gehäuse 6 stehen. Folglich vergrößert die weiche leitende Schicht 12 die elektrische Kontaktfläche und daher die elektrische Leitfähigkeit der Lötkontakte 10 und der leitenden Kupferschicht 8. In 1b, welche eine Schnittansicht der Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatten entlang der Linie A–A' aus 1a ist, ist dargestellt, wie das Gehäuse 6, die leitende Kupferschicht 8, die Lötkontakte 10 und die weiche leitende Schicht 12 miteinander gekoppelt sind.
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Bei einer anderen Ausführungsform ist es möglich, dass die gedruckte Leiterplatte 4 (durch die Öffnung 42) an dem Gehäuse 6 durch eine elektrisch leitende Verriegelungseinheit, z. B. eine Schraube, befestigt wird. Die Verriegelungseinheit ermöglicht es auch, dass ein an die Öffnung angrenzender Abschnitt der leitenden Kupferschicht 8 in Kontakt mit dem geerdeten Gehäuse 6 kommt. Daher kommt nicht nur die an das Gehäuse 6 durch die Verriegelungseinheit befestigte gedruckte Leiterplatte 4, sondern auch die leitende Kupferschicht 8 durch die Verriegelungseinheit in elektrischen Kontakt mit dem geerdeten Gehäuse 6.
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2 ist eine Schnittansicht einer Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatten zur Verwendung mit einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 dargestellt ist, ist die Erdungsstruktur 2' für gedruckte Leiterplatten zur Verwendung mit der gedruckten Leiterplatte 4 konfiguriert, um das geerdete Gehäuse 6 zu kontaktieren und dadurch eine geerdete Schaltung zu bilden, die elektromagnetische Wellen abschirmen kann, und sie weist die leitende Kupferschicht 8 und die Lötkontakte 10 auf. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der vorhergehenden Ausführungsform dadurch, dass die Erdungsstruktur 2' für gedruckte Leiterplatten bei dieser Ausführungsform ferner eine organische Lötschutzschicht 14 aufweist. Ein Abschnitt der leitenden Kupferschicht 8 ist nicht mit den Lötkontakten 10 versehen, sondern ist mit der organischen Lötschutzschicht 14 beschichtet. Daher liegen die Lötkontakte 10 frei von der leitenden Kupferschicht 8.
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Die Erdungsstruktur 2' für gedruckte Leiterplatten weist ferner die weiche leitende Schicht 12 auf Die weiche leitende Schicht 12 ist zwischen den Lötkontakten 10 und der organischen Lötschutzschicht 14 angeordnet. Dank der weichen leitenden Schicht 12 sind die Lötkontakte 10 und die organische Lötschutzschicht 14 in engem Kontakt mit dem Gehäuse 6, so dass die elektrische Kontaktfläche und die elektrische Leitfähigkeit von diesem erhöht werden.
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3 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer mit einer Kommunikationsvorrichtung gekoppelten Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatten gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 dargestellt ist, kommt die mit den Erdungsstrukturen 2, 2' für gedruckte Leiterplatten ausgestattete gedruckte Leiterplatte 4 in Kontakt mit einem geerdeten Gehäuse 6' der Kommunikationsvorrichtung. Das Gehäuse 6' der Kommunikationsvorrichtung weist eine Leistungsversorgungseinheit 16 und eine optische Sende-Empfangs-Einheit 18 auf. Mehrere Rippen 20 sind auf der inneren Oberfläche des Gehäuses 6' der Kommunikationsvorrichtung angeordnet und mit der weichen leitenden Schicht 12 bedeckt. Die innere Oberfläche der Rippen 20 ist einer Seite der gedruckten Leiterplatte 4 zugewandt, so dass sich die leitende Kupferschicht 8, die Lötkontakte 10 und/oder die organische Lötschutzschicht 14 auf der einen Seite der gedruckten Leiterplatte 4 befinden. Dadurch stehen die leitende Kupferschicht 8, die Lötkontakte 10 und/oder die organische Lötschutzschicht 14 in Kontakt mit der weichen leitenden Schicht 12, so dass die leitende Kupferschicht 8 durch die Lötkontakte 10 und die weiche leitende Schicht 12 elektrisch mit dem Gehäuse 6' der Kommunikationsvorrichtung verbunden wird, um eine geerdete Schaltung bereitzustellen, die elektromagnetische Wellen abschirmen kann, um die innerhalb der gedruckten Leiterplatte 4 oder außerhalb der gedruckten Leiterplatte 4 entstehende elektromagnetische Interferenz zu blockieren. Demzufolge ist die gedruckte Leiterplatte 4 im Gehäuse 6' der Kommunikationsvorrichtung angeordnet, und die Lötkontakte stehen in elektrischem Kontakt mit der inneren Oberfläche des Gehäuses 6' der Kommunikationsvorrichtung, um elektromagnetische Wellen abzuschirmen.
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Verglichen mit dem Stand der Technik sieht die vorliegende Erfindung eine Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatten zur Verwendung mit einer Kommunikationsvorrichtung vor. Die Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatten ist zur Verwendung mit einer gedruckten Leiterplatte konfiguriert, um ein geerdetes Gehäuse, insbesondere ein Gehäuse einer Kommunikationsvorrichtung, zu kontaktieren. Die Erdungsstruktur für gedruckte Leiterplatten weist eine über dem gesamten Randbereich der gedruckten Leiterplatte aufgebrachte leitende Kupferschicht und mehrere auf der leitenden Kupferschicht angeordnete Lötkontakte auf Die leitende Kupferschicht, die Lötkontakte und das in Kontakt mit den Lötkontakten stehende Gehäuse bilden eine geerdete Schaltung, so dass die gedruckte Leiterplatte elektromagnetische Wellen abschirmen kann. Daher beseitigt die zum Lösen der Probleme aus dem Stand der Technik ausgelegte Erdungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur die innerhalb der gedruckten Leiterplatte erzeugte elektromagnetische Interferenz, sondern verhindert auch, dass die in der gedruckten Leiterplatte entstehende elektromagnetische Interferenz mit der äußeren Kommunikationsvorrichtung interferiert. Ferner verringert die vorliegende Erfindung die Beeinträchtigung der Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen, welche andernfalls durch Oxidation der leitenden Kupferschicht hervorgerufen werden könnte.
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Die vorstehenden Ausführungsformen sollen die technischen Merkmale der vorliegenden Erfindung darstellen und offenbaren, um es Fachleuten zu ermöglichen, die Offenbarung der vorliegenden Erfindung zu verstehen und diese dementsprechend zu implementieren, und sie sollen den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken. Daher sollen alle an den vorstehenden Ausführungsformen gemachten gleichwertigen Modifikationen und Ersetzungen, ohne vom Gedanken der Offenbarung der vorliegenden Erfindung abzuweichen, innerhalb den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen, wie in den anliegenden Ansprüchen dargelegt ist. Die vorliegende Erfindung soll daher durch die anhängigen Ansprüche definiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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