TWI537990B - A soft circuit cable with two or more groups of clusters - Google Patents

Description

具有二組以上群組集束之軟性電路排線

本發明係本發明係關於一種信號傳輸排線之結構設計，特別是關於一種具有二組以上群組集束之軟性電路排線。

在現今使用的各種電子裝置中，由於信號線傳輸資料量越來越大，因此所需要的信號傳輸線數量不但越來越多，傳輸信號的頻率也越來越高，以致於高頻傳輸中的差動模式(differential Mode)經常被設計使用以降低電磁干擾(EMI)，例如USB或LVDS信號就大量使用這種傳輸技術來降低電磁干擾。然而，在完成這些信號傳輸線的組配之後，一般都需要將各個信號傳輸線捆束匯集，一方面作為定位，另一方面作為保護之用。在現今的信號傳輸線捲束技術中，大都直接將所有的信號傳輸線全部予以捲束，使用的捲束材料為絕緣膠帶或導電布之類的材料作為機構上對線材的防護以增強耐彎折或對高頻傳輸線材的電磁屏蔽以防電磁干擾(EMI)，雖然降低了外界環境對信號傳輸線的電磁干擾，但因為各信號傳輸線所載送的信號頻率不同，因此各信號傳輸線之間也存在電磁干擾的問題，若將所有的信號傳輸線捲束在同一集束內，可能導致各信號傳輸線之間產生電磁干擾的問題。

而傳統的排線結構一般是將數條外覆有絕緣層之導線並列形成一排線之結構，可應用在許多種電器設備、電子設備、電腦設備及通訊設備中作為信號之傳送之用。此種傳統的排線應用在固定連接構件之間時，並不會有任何問題，但若應用在需要配合轉軸結構之應用場合時，即無法符合其需求。然而，在目前許多電子設備或通訊設備中，卻經常會使用到轉軸結構。例如在目前廣受使用之通訊手機之結構設計 中，其蓋板或螢幕即經常是以轉軸結構結合在手機主體上。為了要使電信號由手機主體傳送至該蓋板或螢幕，目前已發展出集束排線的技術解決傳統的排線結構無法通過轉軸結構的問題。但集束排線的技術係將所有線體捲束後通過轉軸結構，採用此技術時轉軸結構需要有足夠大的空間讓所有線體通過窄孔，因此轉軸結構在設計上受到極大的限制。

此外，現今的電子產品為配合空間及使用上的需求，在產品設計上以輕薄及不佔空間為主要目的。但集束排線的技術會使得電路板設計在佈局上受到許多限制。因為集束排線中各信號傳輸線在連接至電路板之信號接點位置時，各信號接點需以一定間隔佈設在電路板上，而非都在同一區塊，但因所有線體皆共同捲撓在一起的緣故，故各信號傳輸線的延伸長度較長，以致線材成本的增加。而所有信號傳輸線皆以單一捲束結構捲撓在一起的方式會形成一個很大的捲束體，以致在電路板上會佔據極大的空間，使得電子產品無法達到更輕薄的需求，且電路板在空間配置的設計上也會因此無法有效地利用而受到限制，增加設計上的困難度。

緣此，本發明之目的即是提供一種具有二組以上群組集束之軟性電路排線，用以改善電路排線在實際應用上之缺點。

本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係將電路排線內之複數條叢集線以沿著該電路排線之延伸方向 以一預定的切割寬度切割後形成一叢集區段，而叢集區段包括有至少二個獨立集束，該獨立集束係依據該電路排線的各叢集線所載送之該電路信號區分出不同的信號群組，如電源線群組與信號線群組，且可分別以捲撓構件將該獨立集束中的複數條叢集線依一預定的捲撓模式捲束。

經由本發明所採用之技術手段區隔電源線群組、接地線群組與信號線群組，可達到有效降低電源線群組所產生之電磁干擾影響信號線群組之信號傳輸效率，且在捲撓構件的選用上可依信號群組分別採用絕緣材料、導電布、電磁屏蔽材料之一，如電源線群組之捲撓構件可採用電磁屏蔽材料以阻隔電磁干擾，而信號線群組之捲撓構件則可使用絕緣材料、導電布、電磁屏蔽材料之一。此外，因為各叢集線之間也容易因傳輸不同頻率的信號而產生相互干擾問題而影響信號傳輸的效率，因此可進一步將信號線群組區分為高頻信號線群組與低頻信號線群組，以降低叢集線在傳輸不同頻率之信號時各信號之間產生相互干擾的問題。此外，因排線經過轉軸容易因磨擦而產生靜電，此時亦可能經由獨立之接地線群組而適當的將靜電導接至適當的地方。

本發明之另一功效係可提供設計者在電路設計的佈局及空間安排上有更多的方式，經由本發明將信號傳輸線區分為不同信號群組的獨立集束，可使得各信號群組的獨立集束在穿過轉軸結構時所需空間變小。且使用者可依需求設計將所有群組的獨立集束皆同時通過同一窄孔，也可將各獨立集束分開通過窄孔，使轉軸結構在設計上更為靈活。

而在電路設計之佈局方面，各獨立集束之信號群組可分別連接至所對應的接點位置，相較於集束排線的技術之下，可減少延伸長度，降低線材成本，在空間配置上也有更高的靈活度。而各信號群組的獨立集束在電路板上所佔空間也相較於集束排線技術較小許多，且可依設計者需求佈局於電路板上，降低電路板厚度，使得電子產品在設計上可更趨向輕薄的需求。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

請參閱第1圖，係本發明之具有二組以上群組集束之軟性電路排線之構造示意圖，本發明之軟性電路排線係包括一第一連接區段1、一第二連接區段2、一電路排線33、及至少二個以上的捲撓構件4A、4B。

第一連接區段1與第二連接區段2係可依實際應用的不同需求而分別設計成插接端、插槽、焊接端、開放端或元件置放區等不同型態。如第2圖所示，第一連接區段1係元件配置區段，其表面設有一元件插接區11，可供設置一連接器，元件配置區段可依圖式所示之方向配置，亦可旋轉九十度角配置，而第二連接區段2即可為一連接器21。第3圖所示之第一連接區段1可為一連接器12，第二連接區段2可為一連接器22。第4圖所示之第一連接區段1可為一插接端13，第二連接區段2可為一插接端23，插接端可為具 有複數個插接腳位之習知金手指(Gordon Finger)之插接結構或是浮雕(Sculpture)插接結構。

電路排線3具有第一端31及第二端32，其中第一端31係連接至第一連接區段1，第二端32係連接至第二連接區段2。電路排線3之線材可選用一般商品化的薄膜印刷電子排線、軟性扁平排線(Flexible Flat Cable,FFC)、軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit,FPC)、電子線、鐵氟龍線、同軸電纜線、混合型線材、或其中兩種以上之組合線材之一，且電路排線3至少一表面具有屏蔽導電層，用以防電磁波干擾並控制電路排線內部信號之阻抗匹配。

電路排線3的第一端31及第二端32具有一叢集區段33，且叢集區33段係由複數條沿著電路排線3之延伸方向I之平行切割線35以一預定切割寬度切割形成之複數條叢集線331所組成，每一條叢集線331係可獨立自由彎折。

各叢集線331內部具有用以傳送信號的導線，可用以載送電信號，依電路排線3的各叢集線331載送之電信號區分出不同的信號群組，信號群組至少可區分為電源線群組、接地線群組、信號線群組、高頻信號線群組、低頻信號線群組等。這些信號群組可選自其中二組或二組以上。

在本發明的設計中，係將複數條叢集線331依一預定的捲撓模式以及依據信號群組分別捲束匯集成之獨立集束34A、34B予以捲束，再以捲撓構件4A、4B將獨立集束34A、34B予以捲束，其中一獨立集束34A係通過一轉軸構件5之一窄孔51或一單一獨立的窄孔，而所述捲撓構件係絕緣 材料、導電布、電磁屏蔽材料之一。

此外，除上述所提出之獨立集束34A、34B分別以捲撓構件4A、4B予以捲束，設計者依需求亦可選擇僅將其中一獨立集束34A或獨立集束34B以捲撓構件4A、4B予以捲束。

請參閱第5圖，係本發明之具有二組以上群組集束之軟性電路排線之第一實施例。如圖所示，信號群組區分為一電源線群組L以及一信號線群組S，其中該電源線群組L中包括有電源線L1、L2，而該信號線群組S包括有信號線S1、S2、S3、S4。本實施例係將電路排線區分為電源線群組與信號線群組二群組，由於電源線群組與信號線群組之間易產生電磁干擾而影響信號傳輸效率，將此兩群組以不同獨立集束34A、34B分開可有效降低電磁干擾問題，此外，在選擇捲撓構件時，設計者也可自由選用不同材料捲撓各信號群組，如選擇電磁屏蔽材料捲撓電源線信號群組之獨立集束34A，信號線群組之獨立集束34B則選用一般絕緣材料、導電布或電磁屏蔽材料捲撓，以隔絕電源信號線所產生之電磁干擾影響信號傳輸效率。

請參閱第6圖，係第5圖中電源線群組L之剖面示意圖。如圖所示，電源線群組L中包括有電源線L1、L2，在電源線L1、L上覆蓋一絕緣層36，而電源線群組L之上表面具有一屏蔽導電層37與開口結構371，下表面具有一屏蔽導電層38與開口結構381，其屏蔽導電層係用以防電磁波干擾並控制電路排線內部信號之阻抗匹配。

請參閱第7圖，係本發明之具有二組以上群組集束之軟性電路排線之第二實施例。如圖所示，信號群組區分為一接地線群組G以及一信號線群組S，其中該接地線群組G中包括有電源線G1、G2，而該信號線群組S包括有信號線S1、S2、S3、S4。本實施例係將電路排線區分為接地線群組與信號線群組二群組，因排線經過轉軸時容易因磨擦而產生靜電，此時亦可能經由獨立之接地線群組而適當的將靜電導接至適當的地方。

請參閱第8圖，係本發明之具有二組以上群組集束之軟性電路排線之第三實施例。如圖所示，信號群組區分為一電源線群組L、一高頻信號線群組SH及一低頻信號線群組SL，其中該電源線群組L中包括有電源線L1、L2，高頻信號線群組SH包括有高頻信號線SH1、SH2、SH3，低頻信號線群組包括有低頻信號線SL1、SL2、SL3。本實施例係進一步將信號群組區分為高頻信號線群組以及低頻信號線群組，除了電源線群組與信號線群組之間易產生電磁干擾而影響信號傳輸效率之外，各叢集線331之間也容易因傳輸不同頻率之信號而產生相互干擾問題以致影響信號傳輸效率，將信號線群組區分為高頻信號線群組之獨立集束34B與低頻信號線群組之獨立集束34C，除了可減低電源線群組對信號線群組產生電磁干擾之外，也可避免高頻信號線群組與低頻信號線群組之間因傳輸不同頻率之電信號而產生相互干擾的問題影響信號傳輸效率。此外，設計者在選用捲撓構件時同樣也依各信號群組所傳輸不同電信號而選擇不同 材料，以達到避免產生電磁干擾問題，如選擇電磁屏蔽材料捲撓電源線信號群組之獨立集束34A，選用一般絕緣材料、導電布或電磁屏蔽材料捲撓高頻信號線群組之獨立集束34B，選用一般絕緣材料、導電布或電磁屏蔽材料捲撓低頻信號線群組之獨立集束34C。

如第8圖，各信號群組之獨立集束34A、34B、34C之切割寬度可依設計者不同需求設計為相同寬度或不相同寬度。設計者在設計切割寬度時可選擇以1條叢集線為單位作切割，將所有叢集線切割為各獨立線體，亦可選擇2條以上叢集線為單位作切割，可增加設計者在設計電路時空間配置之靈活運用度。

如第9圖及第10圖所示，捲撓構件4將複數條叢集線331捲束時，其捲撓模式可依設計者不同需求以及電路設計方式選擇以整齊疊置(如第9圖所示)或隨機排列(如第10圖所示)之一。

以上所舉實施例僅係用以說明本發明，並非用以限制本發明之範圍，凡其他未脫離本發明所揭示之精神下而完成的等效修飾或置換，均應包含於後述申請專利範圍內。

1‧‧‧第一連接區段

11‧‧‧元件插接區

12‧‧‧連接器

13‧‧‧插接端

2‧‧‧第二連接區段

21‧‧‧連接器

22‧‧‧連接器

23‧‧‧插接端

3‧‧‧電路排線

31‧‧‧第一端

32‧‧‧第二端

33‧‧‧叢集區段

331‧‧‧叢集線

34A、34B、34C‧‧‧獨立集束

35‧‧‧切割線

36‧‧‧絕緣層

37、38‧‧‧屏蔽導電層

371、381‧‧‧開口結構

4A、4B‧‧‧捲撓構件

5‧‧‧轉軸

51‧‧‧窄孔

I‧‧‧延伸方向

L‧‧‧電源線群組

G‧‧‧接地線群組

L1、L2‧‧‧電源線

S‧‧‧信號線群組

S1、S2、S3、S4‧‧‧信號線

SH‧‧‧高頻信號線群組

SH1、SH2、SH3‧‧‧高頻信號線

SL‧‧‧低頻信號線群組

SL1、SL2、SL3‧‧‧低頻信號線

第1圖係顯示本發明具有二組以上群組集束之軟性電路排線之結構示意圖；第2圖係顯示第1圖中第一連接區段與第二連接區段可配置一元件插接區與連接器；第3圖係顯示第1圖中第一連接區 段與第二連接區段可配置一連接器；第4圖係顯示第1圖中第一連接區段與第二連接區段可配置一插接端；第5圖係顯示本發明具有二組以上群組集束之軟性電路排線之第一實施例；第6圖係顯示第5圖中電源線群組之剖面示意圖；第7圖係顯示本發明具有二組以上群組集束之軟性電路排線之第二實施例；第8圖係顯示本發明具有二組以上群組集束之軟性電路排線之第三實施例；第9圖係顯示以獨立集束34B為例之捲撓模式為整齊疊置；第10圖係顯示以獨立集束34B為例之捲撓模式為隨機排列。

1‧‧‧第一連接區段

2‧‧‧第二連接區段

3‧‧‧電路排線

31‧‧‧第一端

32‧‧‧第二端

33‧‧‧叢集區段

331‧‧‧叢集線

34A、34B‧‧‧獨立集束

35‧‧‧切割線

4A、4B‧‧‧捲撓構件

5‧‧‧轉軸

51‧‧‧窄孔

I‧‧‧延伸方向

Claims (12)

1. 一種具有二組以上群組集束之軟性電路排線，包括：一第一連接區段；一第二連接區段；一電路排線，具有第一端及第二端，其中該第一端係連接至該第一連接區段，該第二端係連接至該第二連接區段，該電路排線係為軟性扁平排線(FFC)、軟性印刷電路板(FPC)之一，且該電路排線的該第一端及該第二端之間具有一叢集區段，且該叢集區段係由複數條沿著該電路排線之延伸方向以一預定的切割寬度切割形成之複數條叢集線所組成，該每一條叢集線係可獨立自由彎折，且各叢集線載送複數電信號；該電路排線之該叢集區段包括有至少一第一獨立集束及至少一第二獨立集束，該獨立集束係依據該電路排線的各叢集線載送之該電信號區分出不同的信號群組予以區分，並以各別的捲撓構件將該第一獨立集束及該第二獨立集束中的該複數條叢集線依一預定的捲撓模式以及依據該信號群組分別捲束，且該第一獨立集束及該第二獨立集束中之一為高頻信號線群組，且該第一獨立集束及第二獨立集束中之一包括有一接地線群組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有二組以上群組集束之軟性電路排線，其中該捲撓模式包括以隨機排列、整齊疊置之一捲束該獨立集束中的該叢集線。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有二組以上群組集束之軟性電路排線，其中該第一獨立集束及該第二獨立集束之切割寬度係相同。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具有二組以上群組集束之軟性電路排線，其中該第一獨立集束及第二獨立集束之切割寬度係不相同。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具有二組以上群組集束之軟性電路排線，其中所述捲撓構件係絕緣材料、導電布、電磁屏蔽材料之一。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有二組以上群組集束之軟性電路排線，其中所述第一連接區段係插接端、插槽、焊接端、開放端、元件置放區之一。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具有二組以上群組集束之軟性電路排線，其中所述第二連接區段係插接端、插槽、焊接端、開放端、元件置放區之一。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具有二組以上群組集束之軟性電路排線，其中所述電路排線至少一表面具有屏蔽導電層。
9. 如申請專利範圍第8項所述之具有二組以上群組集束之軟性電路排線，其中所述屏蔽導電層包括有至少一開口結構。
10. 如申請專利範圍第1項所述之具有二組以上群組集束之軟性電路排線，其中所述第一獨立集束及第二獨立集束中之一為電源線群組。
11. 如申請專利範圍第1項所述之具有二組以上群組集束之軟性電路排線，其中該第一獨立集束及該第二獨立集束係同時通過一窄孔。
12. 如申請專利範圍第1項所述之具有二組以上群組集束之軟性電路排線，其中該第一獨立集束及該第二獨立集束之一係單獨通過一窄孔。