KR20180125669A - 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판 및 이를 갖는 케이블 조립체 - Google Patents

케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판 및 이를 갖는 케이블 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회로 기판 몸체부와; 상기 회로 기판 몸체부 상에 쌍을 이루어 형성되는 다수의 회로 패턴부; 및 상기 다수의 회로 패턴부 사이에 이웃하고, 상기 회로 기판 몸체부의 내부에 서로 다른 층을 이루어 형성되는 그라운드 부를 포함하는 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판을 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판을 갖는 케이블 조립체도 제공한다.

Description

케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판 및 이를 갖는 케이블 조립체{PCB AND CABLE ASSEMBLY}
본 발명은 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판 및 이를 갖는 케이블 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인쇄회로기판의 그라운드 영역을 구획하여 디퍼런셜 페어(Differential pair)끼리 그라운드를 공유하도록 함으로써, 노이즈 커플링을 효율적으로 줄일 수 있는 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판 및 이를 갖는 케이블 조립체에 관한 것이다.
일반적으로, 고선명 멀티미디어 인터페이스(HDMI)는 소비재 가전제품의 새로운 인터페이스 표준으로 각광받는 기술이다.
상기 기술은 고선명 비디오와 다중채널 오디오를 5기가 bps 이상의 대역폭을 가진 단일 디지털 인터페이스로 결합하는 것으로, 연결시 일반적으로 HDMI 커넥터가 사용된다.
한편, 통상 케이블 조립체는 케이블 및 상기 HDMI 커넥터 등의 구성을 포함한다.
종래에는, 전기적 신호를 전송하는 상기 케이블을 커넥터에 연결하도록 케이블들의 단부를 커넥터에 납땜을 통해 납땜을 하는 경우, 커넥터 자체의 연결 공간에 있어서 구조적인 문제가 발생될 수 있다.
이에, 종래에는, 케이블들의 와이어 단부를 커넥터에 연결하는 경우 공간 확보를 위해 패들 피씨비를 사용한다.
이러한 패들 피씨비는 케이블들의 와이어를 통해 신호를 전송하는 역할을 하기 때문에 전기적인 특성이 매칭되어야 한다.
도 1은 종래의 케이블에 적용되는 패들 피씨비인 인쇄회로기판(10)의 평면을 보여준다.
도 1을 참조하면, 각각의 회로 패턴부(20)는 서로 그라운드(30)를 공유하도록 구성된다.
이에 따라, 그라운드의 임피던스가 크게 형성되는 경우, 그라운드 공유로 인해 신호 사이에 노이즈가 커플링되는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 특성을 갖는 인쇄회로기판에서, HDMI 2.1 의 경우 12 Gbps에 이르면서 목적하고자 하는 ACR(attenuation to crosstalk ratio)을 만족하기 어려워지는 문제점이 있다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허 공개번호 제 10-2004-0046195호(2004.06.05)가 있으며, 상기 선행문헌에는 회로기판의 고주파 노이즈 제거구조에 대한 기술이 개시된다.
본 발명의 목적은, 인쇄회로기판의 그라운드 영역을 구획하여 디퍼런셜 페어(Differential pair)간 그라운드를 분리되도록 함으로써, 노이즈 커플링을 효율적으로 줄여 기판 자체의 성능을 향상시킬 수 있는 노이즈 커플링 저감이 가능한 ＨＤＭＩ커넥터를 제공함에 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 본 발명은 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판을 제공한다.
상기 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판은 회로 기판 몸체부와; 상기 회로 기판 몸체부 상에 쌍을 이루어 형성되는 다수의 회로 패턴부; 및 상기 다수의 회로 패턴부 사이에 이웃하고, 상기 회로 기판 몸체부의 내부에 서로 다른 층을 이루어 형성되는 그라운드 부를 포함한다.
상기 그라운드 부는, 상기 다수의 회로 패턴부 사이에 이웃하도록 기설정된 형상의 다수의 그라운드 패턴을 이루도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 다수의 그라운드 패턴 중, 적어도 하나 이상은, 상기 다수의 회로 패턴부의 형상에 상응하는 패턴으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 회로 기판 몸체부의 내부에는, 설정된 두께의 그라운드 층이 형성된다.
상기 다수의 그라운드 패턴은, 상기 회로 기판 몸체부의 내부에 서로 다른 층을 이루어 형성된다.
상기 다수의 회로 패턴부 각각에 대응되도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 다수의 그라운드 패턴 각각에는, 상기 다수의 회로 패턴부 각각의 영역의 경계를 이루도록 슬릿홀이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 다수의 그라운드 패턴은, 중앙을 경계로, 좌우측을 따라 서로 대칭을 이루는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 다수의 그라운드 패턴의 폭은, 상기 다수의 회로 패턴부의 폭보다 좁게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 다수의 그라운드 패턴는, 상기 다수의 회로 패턴부의 폭 보다 좁게 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은, 인쇄회로기판의 그라운드 영역을 구획하여 디퍼런셜 페어(Differential pair)끼리 그라운드를 공유하도록 함으로써, 노이즈 커플링을 효율적으로 줄여 기판 자체의 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은, Ground 공유시 pin #1 의 동작으로 인해 ground 부분에 noise가 끼는 것을 방지하여 pin #2로의 영향을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은, 10GHz 까지의 성능을 기준으로 신호의 전송 특성이 변함이 없고, 잡음 전달을 줄어들도록 하는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 케이블 조립체에 포함되는 패들 피씨비인 인쇄회로기판을 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판 의 인쇄회로기판을 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 1의 A-A를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따르는 그라운드 패턴 및 종래의 그라운드 패턴이 적용된 경우의 신호 특성을 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따르는 그라운드 패턴 및 종래의 그라운드 패턴이 적용된 경우의 크로스톡을 보여주는 그래프이다.
도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
이하에서 기재의 "상부 (또는 하부)" 또는 기재의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 구비 또는 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 구비 또는 배치되는 것을 의미한다.
또한, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 구비 또는 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판 및 케이블 조립체를 설명한다.
도 2는 본 발명의 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판 을 보여주는 평면도이고, 도 3은 도 1의 A-A를 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조 하면, 본 발명의 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판은 크게 회로 기판 몸체부(100)와, 다수의 회로 패턴부(200)와, 그라운드 부(300)로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 패들 피씨비인 인쇄회로기판은 케이블 조립체의 구성에 포함될 수 있다.
본 발명에 따르는 회로 기판 몸체부(100)는 케이블 조립체의 구성에 포함될 수 있다.
상기 다수의 회로 패턴부(200)는 상기 회로 기판 몸체부(100) 상에 쌍을 이루어 형성된다.
그리고, 쌍을 이루어 형성되는 각각의 회로 패턴부(200)는 설정된 간격을 이루어 형성된다.
더하여, 상기와 같은 다수의 회로 패턴부(200)는 회로 기판 몸체부(100)의 상면 및 하면에 배치되되, 서로 상하를 따라 영역이 중첩되지 않는 영역에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 회로 기판 몸체부(100)는 설정된 두께를 갖는다.
상기 회로 기판 몸체부(100)의 내부에는 본 발명에 따르는 다수의 그라운드 부(300)가 층을 이루어 형성된다.
또한, 상기와 같은, 다수의 그라운드 부(300)는 도 2의 평면 상에서, 상기 다수의 회로 패턴부(200) 사이에 이웃하도록 위치될 수 있다.
본 발명에 따르는 상기 다수의 그라운드 패턴(310,320)은, 상기 다수의 회로 패턴부(200) 사이에 이웃하도록 기설정된 형상의 다수의 그라운드 패턴(310,320)을 이루도록 형성될 수 있다.
상기 다수의 그라운드 패턴(310,320) 중, 적어도 하나 이상은, 상기 다수의 회로 패턴부(200)의 형상에 상응하는 패턴으로 형성될 수 있다.
특히, 도 3을 참조 하면, 본 발명에서의 다수의 그라운드 패턴(310,320)은 각각의 그라운드 층을 이루면서, 상하를 따라 간격을 이루어 서로 다른 수준의 층을 이루어 형성된다.
또한, 각 층을 이루는 그라운드 패턴(310,320) 각각에는 그라운드 슬릿(311,321)이 형성된다.
여기서, 상기 그라운드 슬릿(311,321)은 그라운드 영역을 구분하기 위해 형성되며, 바람직하게 각각의 회로 패턴부(300)의 경계를 이루는 위치에 형성되는 것이 좋다.
이를 도 3을 참조 하여 설명하면, 제 1디퍼런셜 페어(201)와 제 2디퍼런셜 페어(202)는 회로 기판 몸체부(100)의 상면부에 설정된 간격을 이루어 형성된다.
그리고, 본 발명에 따르는 그라운드 부(300)은, 상하를 따라 간격을 이루어 별도의 층을 이루는 제 1그라운드 패턴(310)과, 제 2그라운드 패턴(320)을 포함할 수 있다.
상기 제 1그라운드 패턴(310)에는 제 1디퍼런셜 페어(201)와 제 2디퍼런셜 페어(202)의 경계에 해당되는 위치에 그라운드 슬릿(311)이 형성된다.
따라서, 상기 제 1,2 디퍼런셜 페어(201,202)는 상기 그라운드 슬릿(311)이 형성됨에 따라, 그라운드 영역을 공유하지 않고, 하나의 제 1그라운드 패턴(310)에서 그라운드를 독립적으로 영위할 수 있다.
상기의 구성을 통해, 본 발명에서는, 하나의 층을 이루는 제 1그라운드 패턴(310)에서 제 1,2 디퍼런셜 페어(201,202)에 대한 그라운드가 분리될 수 있다.
따라서, 이를 통해 제 1그라운드 패턴(310)으로 흐르는 제 1디퍼런셜 페어(201)의 귀로 전류는 제 2디퍼런셜 페어(202)의 제 1그라운드 패턴(310)에 흐르면서 노이즈 커플링이 발생되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.
한편, 회로 기판 몸체부(100)의 하면부에는 제 3디퍼런셜 페어(203)가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 회로 기판 몸체부(100)의 내부에는 제 2그라운드 패턴(320)이 상기 제 1그라운드 패턴(310)과 상하로 간격을 이루는 층으로 형성된다.
또한, 상기 제 2그라운드 패턴(320)에도 역시, 상기 제 3디퍼런셜 페어(203)와 다른 디퍼런셜 페어와의 경계에 상응하는 위치에 그라운드 슬릿(321)이 형성된다.
이에 따라, 상기 제 3디퍼턴셜 페어(203) 역시, 제 2그라운드 패턴(320)에서 독립적으로 그라운드를 영위할 수 있다.
이 역시, 상술한 바와 같이, 제 2그라운드 패턴(320)으로 흐르는 제 3디퍼런셜 페어(203)의 귀로 전류는 다른 디퍼런셜 페어의 제 2그라운드 패턴(320)에 흐르면서 노이즈 커플링이 발생되는 것을 효율적으로 방지할 수도 있다.
또 한편, 상술한 바와 같은 상기 다수의 그라운드 패턴(310,320)은, 중앙을 경계로, 좌우측을 따라 서로 대칭을 이루는 형상으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 다수의 그라운드 패턴(310,320)의 폭은, 상기 다수의 회로 패턴부(300)의 폭보다 좁게 형성될 수도 있다.
다음은, 상기의 구조를 갖는 본 발명에 따르는 그라운드 부의 구성을 통한, 효과를 설명한다.
도 4는 본 발명에 따르는 그라운드 패턴 및 종래의 그라운드 패턴이 적용된 경우의 신호 특성을 보여주는 그래프이고, 도 5는 본 발명에 따르는 그라운드 패턴 및 종래의 그라운드 패턴이 적용된 경우의 크로스톡을 보여주는 그래프이다.
도 4 및 도 5에는, 본 발명에 따르는 그라운드 패턴이 적용되는 경우와 종래의 예컨대 도 1에 도시되는 그라운드 패턴이 적용되는 경우를 서로 비교한 결과를 보여주고 있다.
전자의 경우, 실시예라하고, 후자의 경우 비교예라 한다.
도 4의 경우, 상기 실시예와 비교예에서의 실제 신호 특성을 보여주는 결과 로서, 10 GHz 까지는 실시예와 비교예와의 특성이 서로 유사한 경향을 보이고, 10 GHz 이상을 이루면서, 실시예가 비교예의 경우 보다 신호 특성이 더 안정적으로 이루어지는 것을 알 수 있다.
또한, 도 5의 경우, 상기의 결과와 함께, 그라운드를 분리시키는 경우 실제 신호 특성은 10 GHz 까지 서로 유사하고, 실시예의 경우 비교예에 배해 크로스톡을 효율적으로 저감시킬 수 있음을 알 수 있다.
본 발명에 따르는 실시예는 상기와 같은 구성 및 작용을 통해, 인쇄회로기판의 그라운드 영역을 구획하여 디퍼런셜 페어(Differential pair)끼리 그라운드를 공유하도록 함으로써, 노이즈 커플링을 효율적으로 줄여 전기적인 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 Ground 공유시 pin #1 의 동작으로 인해 ground 부분에 noise가 끼는 것을 방지하여 pin #2로의 영향을 줄일 수 있음과 아울러, 10 GHz 까지의 성능을 기준으로 신호의 전송 특성이 변함이 없고, 잡음 전달을 줄어들도록 하는 효과를 갖는다.
이상, 본 발명의 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판 및 이를 갖는 케이블 조립체에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그라므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 회로 기판 몸체부
200 : 회로 패턴부
300 : 그라운드 부
310 : 제 1그라운드 패턴
311 : 그라운드 슬릿
320 : 제 2그라운드 패턴
321 : 그라운드 슬릿

Claims (9)

  1. 회로 기판 몸체부;
    상기 회로 기판 몸체부 상에 쌍을 이루어 형성되는 다수의 회로 패턴부; 및
    상기 다수의 회로 패턴부 사이에 이웃하고, 상기 회로 기판 몸체부의 내부에 서로 다른 층을 이루어 형성되는 그라운드 부를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 그라운드 부는,
    상기 다수의 회로 패턴부 사이에 이웃하도록 기설정된 형상의 다수의 그라운드 패턴을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 다수의 그라운드 패턴 중, 적어도 하나 이상은,
    상기 다수의 회로 패턴부의 형상에 상응하는 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 회로 기판 몸체부의 내부에는, 설정된 두께의 그라운드 층이 형성되고,
    상기 다수의 그라운드 패턴은,
    상기 회로 기판 몸체부의 내부에 서로 다른 층을 이루어 형성되되,
    상기 다수의 회로 패턴부 각각에 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 다수의 그라운드 패턴 각각에는,
    상기 다수의 회로 패턴부 각각의 영역의 경계를 이루도록 슬릿홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 다수의 그라운드 패턴은,
    중앙을 경계로, 좌우측을 따라 서로 대칭을 이루는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 다수의 그라운드 패턴의 폭은,
    상기 다수의 회로 패턴부의 폭보다 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 다수의 그라운드 패턴는, 상기 다수의 회로 패턴부의 폭 보다 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판.
  9. 상기 제 1항의 케이블용 노이즈 커플링 저감이 가능한 인쇄회로기판을 포함하는 케이블 조립체.
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