KR100709164B1 - 누화 소거를 위한 프린트 기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신용의 초고속 신호 전송을 위한 고성능 커넥터에 적용되는 프린트 기판에 관한 것으로, 종래의 통신용 커넥터는 다수의 신호 페어가 케이블로부터 나란히 인입되면서 페어의 도체간의 불균일한 전자기적 커플링에 의해 심각한 누화가 발생하게 되어 고속의 데이터 전송이 어려운 단점이 있었다.

본 발명은 플러그와 접속되는 스프링 와이어와 케이블을 접속하는 IDC 블록간을 전기적으로 연결시키는 복수의 도선으로 이루어진 프린트 기판의 회로 패턴에 있어서, 도선(11, 21)의 경로상에 프린트 기판(30)을 상하로 관통하는 쓰루 홀(31, 32)이 형성되고, 이 쓰루 홀(31, 32)을 통해 프린트 기판(30)의 양면으로 도선(11, 21)이 분기되어 인접한 타 도선(12, 22)과 프린트 기판(30)의 양면에서 동시에 커플되면서 보상회로(C1, C2, C3, C4)를 갖게 하였다.

따라서, 본 발명에 의하면 같은 면적에서 종래에 비해 2배 이상의 커패시턴스의 증가를 가져오게 되어 페어간의 누화를 효과적으로 억제시킬 수 있게 됨으로써, 전송 성능이 향상되고 소형화된 고성능 커넥터의 제작이 가능하다.

Description

누화 소거를 위한 프린트 기판{PCB FOR CANCELLING CROSSTALK}

도 1은 일반적인 모듈러 잭 타입의 커넥터,

도 2는 일반적 규정에 따른 페어의 구성도,

도 3a, 도 3b, 도 3c는 종래에 구현되어 있는 누화 소거 패턴,

도 3d는 도 3c의 선 A-A에 의한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 누화 소거 패턴,

도 5는 도 4의 선 A-A에 의한 단면도,

도 6은 본 발명의 누화 소거 패턴을 적용한 프린트 기판의 회로도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11, 21, L3, L4, L5, L6; 전기회로상의 도선

12, 22 ; 분기된 도선

30 ; PCB(Printed circuit board) 31, 32 ; 쓰루 홀(Through holl)

C1, C2, C3, C4, C', C" ; 보상회로 P1-P4 ; 페어1, 페어2, 페어3, 페어4

본 발명은 모듈러 잭(Modular jack) 타입의 커넥터(Connector)에 적용되는 PCB(Printed circuit board)에 관한 것으로, 더 상세하게는 유선 데이터 통신용 모듈러 잭에서 플러그와 전기적 접속이 일어나는 스프링 와이어와, 케이블을 접속하는 IDC(Insulation Displacement Connection; 이하, "IDC"라고도 함) 블록간을 전기적으로 연결시키는 프린트 기판의 회로 구조에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 통신용 케이블의 접속에 사용되는 모듈러 잭 타입의 커넥터는 플러그와 전기적으로 접속되는 스프링 와이어(3)와, 케이블을 접속하는 IDC 블록(4)을 각각 구비하며, 양측은 프린트 기판(1) 위에 구현된 회로 패턴(2)에 의해 전기적으로 연결된다.

도 2는 일반적 규정에 따른 페어(Pair)의 구성도로서, 8핀 스프링 와이어의 리드들은 중앙에 위치된 한 쌍이 페어1(p1)이 되고, 페어1(p1)의 양측에 인접한 각각의 리드가 페어3(p3)이 되고, 페어3(p3)의 양측 외곽에 위치되는 두 쌍의 리드가 각각 페어2(p2)와 페어4(p4)로 규정된다.

커넥터에서 페어간의 누화는 페어들의 꼬임풀림과 커넥터 내 리드들의 근접성에 의해 발생하게 된다. 즉, 각각의 리드들은 전기적 간섭원으로 작용하는 부분과 전기적 간섭을 받는 부분들로 구분되는데, 간섭을 받는 리드들은 간섭 에너지 양이 서로 다름으로써 간섭원 리드에 가깝게 위치한 리드는 보다 떨어져 위치한 리드에 비해 상대적으로 간섭 에너지 양이 많아진다. 이러한 간섭 에너지의 차이는 도선들에 그대로 전파되어 전기회로 상에서 페어간 누화로 작용하게 된다.

이는 다수의 신호 페어가 케이블로부터 모듈러 커넥터로 인입되면서 페어간의 도체 꼬임이 풀려 나란히 인입됨으로써 도체간의 불균일한 전자기적 커플링에 의한 차동 모드(differential mode)의 신호 누화가 발생하게 된다. 따라서, 종래의 통신용 커넥터는 신호 페어(signal pair: UTP 케이블의 경우 4페어 단위)간의 누화로 인해 고속의 데이터 전송이 어려워지는 단점이 있다.

한편, 도 3a 내지 도 3d는 종래 여러 가지 방식으로 구현되어 있는 누화 소거 패턴의 예를 도시한 것이다.

여기서, 도 3a와 도 3b는 페어간의 배치를 바꾸는 방법을 적용한 것으로, 도 3a는 AT&T에서 제안된 방식을, 도 3b는 Superior에서 제안된 방식을 각각 나타내고 있다.

한편, 도 3c와 도 3d는 소정의 길이로 보상회로(C)를 형성하여 이웃한 도선과 커플되도록 함으로써 커패시턴스(Capacitance)의 증가를 가져올 수 있게 한 것이다. 이러한 방식은 일반적으로 사용되는 방법이지만 보상회로가 단일 평면에 구현됨으로써 한정된 면적의 기판 위에서 여러 가지 공간상의 제약이 뒤따르는 문제점이 있다. 즉, 원하는 양의 커패시턴스를 얻기 위해서는 충분한 길이로써 보상회로를 형성할 수 있는 일정 면적 이상의 기판 면적을 필요로 하게 됨으로써 커넥터의 소형화에 불리한 단점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 보상회로를 통한 누화 소거 방법에 있어 한정된 기판 면적으로 인한 공간상의 제약을 해결할 수 있는 누화 소거 패턴을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 플러그와 접속되는 스프링 와이어와 케이블을 접속하는 IDC(Insulation Displacement Connection) 블록간을 전기적으로 연결시키는 복수의 도선으로 이루어진 프린트 기판에 있어서, 상기 프린트 기판의 회로 패턴은, 도선의 경로상에 프린트 기판을 상하로 관통하는 쓰루 홀이 형성되고, 이 쓰루 홀을 통해 프린트 기판의 양면으로 도선이 분기되어 인접한 타 도선과 프린트 기판의 양면에서 동시에 커플되면서 보상회로를 형성하게 한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 서로 인접한 2개의 도선이 기판의 양면에서 동시에 커플되면서 다중의 보상회로를 갖게 됨으로써 단일면을 사용하는 것에 비해 적어도 2배 이상의 커패시턴스의 증가를 가져올 수 있게 된다. 따라서, 공간 활용성을 높일 수 있게 되므로 커넥터의 소형화를 실현할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 특징적인 구성 및 이에 따른 작용효과는 첨부된 도면을 참조한 실시예의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해 질 것이다.

커넥터는 각 페어에 대한 누화 성능의 향상이 필요하며, 이러한 설계는 PCB상에서 페어를 이루는 도선들에 커플된 길이가 긴 보상회로를 만들어 줌으로써 구현 가능하다.

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 누화 소거 패턴을 나타낸 것으로, 도 4를 보면 페어를 이루는 한 쌍의 도선1(11)과 도선2(21)는 PCB(30)상에서 일정 구간 서로 커플되는 보상회로(C1)를 갖는다.

본 발명에 따른 누화 소거 패턴에 의하면, 먼저 각 도선(11, 21)의 경로상에 위치하도록 PCB(30)상에 쓰루 홀(31, 32)이 각각 형성되고, 이를 통해 도선1(11)에 서 도선1'(12)이, 도선2(21)에서 도선2'(22)가 각각 분기되어 PCB(30)를 사이에 두고 반대면에서 제1 보상회로(C1)와 평행하게 진행하면서 도선1'(12)은 도선2'(22)과 커플됨과 동시에 PCB(30)를 사이로 도선2(21)와 커플되고, 도선2'(22)는 도선1'(12)과 커플됨과 동시에 PCB(30)를 사이로 도선1(11)과 커플된다.

따라서, 도 5에 도시한 바와 같이, 도선1(11)과 도선2(21)가 커플되면서 제1 보상회로(C1)가 형성되고, PCB(30)를 사이로 도선1(11)과 도선2'(22), 도선2(21)와 도선1'(12)이 커플되면서 각각 제2 보상회로(C2) 및 제3 보상회로(C3)가 형성되며, 도선1'(12)와 도선2'(22)에 의해 제4 보상회로(C4)가 형성된다.

이와 같이 배치되는 경우, 도선1(11)과 도선2(21)가 갖는 보상회로는 모두 4개가됨으로써, 기존의 방법이 프린트 기판의 단일면만을 이용하여 하나의 보상회로만을 갖는 것에 비해 제안된 구조에서는 동일한 기판 면적에서 보상치를 증가시킬 수 있다. 즉, 쓰루 홀(31, 32)을 이용하여 동일 신호선이 PCB기판(30)의 양면에 배치되고, 인접한 신호선과 커플되어서 윗면과 아랫면에서 각각 형성되는 제1 보상회로(C1) 및 제4 보상회로(C4)에서 적어도 2배의 커패시턴스, 그리고 위 아래로 이루어진 제2 보상회로(C2) 및 제3 보상회로(C3)에서 소량의 커패시턴스를 각각 제공한다. 따라서, 같은 면적에서 종래에 비해 2배 이상의 커패시턴스의 증가를 가져오게 됨으로써 페어간의 누화를 효과적으로 억제시킬 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 누화 소거 패턴을 적용한 프린트 기판의 회로도로서, 누화 억제를 위한 보상회로의 구성을 나타내고 있다.

여기서, 페어1(P1)을 이루는 도선L4와, 페어3(P3)을 이루는 도선L6은 앞서 설명한 바와 같이 쓰루 홀(H1, H2)을 통해 프린트 기판(30)의 윗면과 아랫면으로 각각 분기되어 보상회로(C')를 형성하고, 이와 동일한 방법으로 도선L3와 도선L5에 의해 보상회로(C")가 형성된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 커넥터 내부의 전기회로상에서 페어를 이루는 각 도선들은 전송이론을 이용하여 원하는 값의 특성 임피던스와 감쇄, 전파지연, 누화 등을 갖도록 쉽게 구현할 수 있으며, 페어를 이루는 각 도선들 사이에 보상회로를 이용하여 누화를 억제함으로써 전송 성능이 향상되고 보다 소형화된 고성능의 모듈라 잭 타입 커넥터의 제작이 가능하다.

Claims (2)

1. 플러그와 접속되는 스프링 와이어와 케이블을 접속하는 IDC(Insulation Displacement Connection)블록간을 전기적으로 연결시키는 복수의 도선으로 이루어진 프린트 기판에 있어서,

   상기 프린트 기판의 회로 패턴은,

   상기 도선(11, 21)의 경로상에 상기 프린트 기판(30)을 상하로 관통하는 쓰루 홀(31, 32)이 형성되고,

   상기 도선(11, 21)은 상기 쓰루 홀(31, 32)을 통해 상기 프린트 기판(30)의 양면으로 분기되어, 기판 상,하 각 면에 인접한 타 도선(12, 22)과 상기 프린트 기판(30)의 양면에서 동시에 커플되면서 보상회로(C1, C2, C3, C4)를 형성하여 좌, 우, 상, 하에서 동시에 커플링이 형성되어 누화소거가 이루어지게 한 것을 특징으로 하는 누화 소거를 위한 프린트 기판.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 분기된 도선(12, 22)은 프린트 기판(30)을 사이로 인접한 타 도선(21, 11)과 각각 최단 거리에 위치되는 것을 특징으로 하는 누화 소거를 위한 프린트 기판.

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