TWI607603B - 軟性排線結構和軟性排線電連接器固定結構 - Google Patents

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Description

軟性排線結構和軟性排線電連接器固定結構
本發明涉及一種軟性排線結構，尤指一種降低電磁干擾的軟性排線結構。
柔性扁平排線(Flex Flat Cable,FFC)，是一種新型的數據線纜。它利用絕緣材料和極薄的鍍錫扁平銅線，經過自動化設備壓合所製成。由於具有線芯排列整齊、傳輸量大、結構扁平、體積小巧、拆卸方便、具可撓性等特點，能簡單並且靈活地應用於各類電子產品，作為數據傳輸線纜之用。柔性扁平排線尤其適用於各種高頻率彎曲的場合，例如移動部件的連接。在連接上，其不僅可以採用連接器插接，也可以直接焊接於印刷電路板上。
電子產品的體積朝向輕薄小巧(compactness)的設計，因此應用於電子產品的線纜尺寸也必須跟著縮小。此外電子產品的資料傳輸速度朝向高速化，對傳輸線的高速訊號傳輸品質要求也越來越高，為了提高傳輸線的品質，必須降低訊號線間的干擾與改善訊號傳輸時產生的電磁干擾(Electromagnetic Disturbance，EMI)問題。傳統扁平線纜的訊號線之間並沒有金屬屏蔽，在高速訊號傳輸過程中會對相鄰的訊號線產生干擾，影響訊 號的傳輸品質。傳統的扁平線纜通過將訊號線的外側包覆金屬箔，可以減少在高速訊號傳輸過程中對相鄰訊號線產生的干擾。但是傳統扁平線纜的所有訊號線的金屬屏蔽只有包覆單層金屬箔，而且金屬箔只有與單一接地導體接觸。但是傳統扁平線纜容易因彎折導致金屬箔與單一接地導體接觸不穩定。
鑒於此，有必要提供一種軟性排線結構以及軟性排線電連接器固定結構，以解決傳統扁平線纜因彎折導致金屬箔與單一接地導體接觸不穩定的技術問題。
本發明實施例公開一種軟性排線結構，其包括複數個傳輸線組和一第二絕緣外套。複數個該傳輸線組彼此平行排列，每一傳輸線組與相鄰的傳輸線組之間維持一間隔。每一傳輸線組包含至少二訊號線、一第一屏蔽層、一第一接地導體和一第二屏蔽層。每一訊號線包含一訊號導體以及一第一絕緣外套。該訊號導體用來傳輸資料訊號或電源。該第一絕緣外套包覆該訊號導體。該第一屏蔽層環繞該訊號線，並接觸每一訊號線的該第一絕緣外套。該第一接地導體位於該訊號線的一側並接觸該第一屏蔽層，用來傳輸接地電壓。該第二屏蔽層環繞並接觸該第一接地導體以及該第一屏蔽層。該第二絕緣外套包覆複數個該傳輸線組的第二屏蔽層。
依據本發明之實施例，部分傳輸線組中，至少有兩個該訊號線的相鄰訊號線的第一絕緣外套是相互接觸。
依據本發明之實施例，部分傳輸線組的至少有兩個該訊號線與該第一屏蔽層之間具有緩衝空間。
依據本發明之實施例，部分傳輸線組另包含一第二接地導體，該第一接地導體和該第二接地導體分別位於兩個該訊號線的兩側並接觸該第一屏蔽層，用來傳輸接地電壓。
依據本發明之實施例，部分傳輸線組的該第二接地導體、該第一屏蔽層和該第二屏蔽層之間具有緩衝空間。
依據本發明之實施例，每一傳輸線組的該第一接地導體、該第一屏蔽層和該第二屏蔽層之間具有緩衝空間。
依據本發明之實施例，該第一屏蔽層包含一第一導電層和一隔離層。該第一導電層接觸該第二屏蔽層。該隔離層包覆該第一絕緣外套。
依據本發明之實施例，該第二屏蔽層包含一第二導電層和一第三導電層。該第二導電層接觸該第一接地導體和該第一導電層。該第三導電層接觸該第二絕緣外套。
依據本發明之實施例，該第一絕緣外套和該第二絕緣外套是由聚乙烯(polyethylene，PE)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)、熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer，TPE)、熱塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)、熱塑性橡膠(thermoplastic rubber，TPR)、熱塑性聚烯烴(Thermoplastic Polyolefin，TPO)、聚氨酯(Polyurethane，PUR)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚烯烴(Polyolefins，PO)、PVDF(PolyVinyliDene Fluoride)、乙烯一三氟氯乙烯共聚物(Ethylene-chlorotrifluororthylene copolymer，ECTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ethylene-tetra-fluoro-ethylene，ETFE)、鐵氟龍聚全氟乙丙烯樹脂(Teflon Fluorinated ethylene propylene，Teflon FEP)、聚四氟乙烯 (Polytetrafluoroethene，PTFE)、鐵氟龍(Teflon)或是尼龍(Nylon)之一組成。
本發明實施例又公開了一種軟性排線電連接器固定結構，其包含：一電連接器以及軟性排線結構。該電連接器包含一基座、一電路板、複數個端子和一外殼。該間隔件組接於該基座上，該間隔件具有複數個收容槽。該電路板具有複數個導電部以及複數個連接部，複數個導電部電性連接對應的連接部。複數個該端子的一端穿過對應的收容槽並連接於複數個連接部。該外殼組接於該基座。該軟性排線結構係包含前述之軟性排線結構。
相較於習知技術，本發明實施例的軟性排線結構和軟性排線電連接器固定結構將全部訊號線分為數個傳輸線組，而且每一傳輸線組包含第一屏蔽層、第二屏蔽層和接地導體。該第一屏蔽層和該第二屏蔽層具有反射與吸收電磁波的能力。該接地導體設置在該第一屏蔽層和該第二屏蔽層之間，使得該第一屏蔽層和該第二屏蔽層皆可以與該接地導體形成接觸，因此該接地導體與該第一屏蔽層和該第二屏蔽層的雙側接觸會使軟性排線屏蔽接地結構比較穩定。每一傳輸線組的訊號線分別包覆該第一屏蔽層和該第二屏蔽層也使得軟性排線結構具有比傳統扁平線纜更好的抗EMI能力，因此本發明的軟性排線結構可以改善傳統扁平線纜在訊號傳輸時產生的EMI問題。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
1‧‧‧軟性排線電連接器固定結構
10‧‧‧電連接器
12‧‧‧基座
14‧‧‧電路板
15‧‧‧間隔件
16‧‧‧端子
18‧‧‧外殼
20‧‧‧軟性排線結構
21a、21b‧‧‧傳輸線組
22‧‧‧訊號線
221‧‧‧訊號導體
241‧‧‧第一絕緣外套
242‧‧‧第二絕緣外套
251‧‧‧第一屏蔽層
252‧‧‧第二屏蔽層
261‧‧‧第一接地導體
262‧‧‧第二接地導體
2511‧‧‧第一導電層
2512‧‧‧隔離層
2522‧‧‧第二導電層
2523‧‧‧第三導電層
2524‧‧‧連結層
152‧‧‧收容槽
142‧‧‧導電部
144‧‧‧連接部
R1、R2‧‧‧緩衝空間
D1、D2、D3‧‧‧間距
第1圖為本發明之軟性排線電連接器固定結構的分解圖。
第2圖和第3圖分別是第1圖軟性排線電連接器固定結構不同視角的組合圖。
第4圖是第1圖軟性排線電連接器固定結構的俯視圖。
第5圖是第4圖的軟性排線結構沿A-A’線的剖面圖。
第6圖繪示本發明實施例的第一屏蔽層、第一屏蔽層和訊號線的結構示意圖。
本發明實施例目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
為能進一步瞭解本發明的特徵、技術手段以及所達成的具體功能、目的，列舉較具體的實施例，繼以圖式、圖號詳細說明如後。
以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施之特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「頂」、「底」、「水平」、「垂直」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。
請一併參考第1圖至第4圖，第1圖為本發明之軟性排線電連接器固定結構1的分解圖，第2圖和第3圖分別是第1圖軟性排線電連接器固定結構1不同視角的組合圖。第4圖是第1圖軟性排線電連接器固定結構1的俯視圖。軟性排線電連接器固定結構1包含電連接器10以及軟性排線結構20。軟性排線結構20係插設於電連接器10。電 連接器10可以是符合HDMI/USB3.0/USB3.1/Display Port/SATA等資料率(data rate)大於1Gb/s規格之連接器。
電連接器10包含一基座12、一電路板14、一間隔件15、複數個端子16和一外殼18。間隔件15組接於基座12上，間隔件15具有複數個收容槽152。電路板14具有複數個導電部142以及複數個連接部144，複數個導電部142電性連接對應的連接部144。複數個端子16的一端穿過對應的收容槽152並連接於複數個連接部144。外殼18組接於基座12。
請參閱第5圖，第5圖是第4圖的軟性排線結構20沿A-A’線的剖面圖。軟性排線結構20包括複數個傳輸線組21a、21b和一第二絕緣外套242。複數個傳輸線組21a、21b彼此平行排列，兩相鄰傳輸線組21a維持間隔D1，兩相鄰傳輸線組21b維持間隔D2，相鄰傳輸線組21a、21b維持一間隔D3。間隔D1-D3可以視需要設定為全部相等或是其中任兩個間距相等或是全部不相等。傳輸線組21a可以包含一個或兩個訊號線22、一第一屏蔽層251、一第一接地導體261和一第二屏蔽層252。傳輸線組21b包含兩個訊號線22、一第一屏蔽層251、一第一接地導體261、一第二接地導體262和一第二屏蔽層252。在其它實施例中，傳輸線組21a、21b可包含三個以上的訊號線22。每一訊號線22包含一訊號導體221以及一第一絕緣外套241。數個傳輸線組21a、21b的複數個訊號導體221彼此平行設置，複數個訊號導體221可依需要用來傳輸電源或是資料訊號，訊號導體221可以是單芯圓形導體或是多芯圓形導體對絞。第一絕緣外套241包覆訊號導體221。第一屏蔽層251環繞訊號線22，並接觸每一訊號線22的第一絕緣外套241。在傳輸線組21a中，第一接地導體261位於訊號線 22的一側並接觸第一屏蔽層251，用來傳輸接地電壓。在傳輸線組21b中，第一接地導體261和第二接地導體262分別位於兩個訊號線22的兩側並接觸第一屏蔽層251，用來傳輸接地電壓。第二屏蔽層252環繞並接觸第一接地導體261以及第一屏蔽層251。第二絕緣外套242包覆複數個傳輸線組21a、21b的第二屏蔽層252。
在部分傳輸線組21a、21b中，相鄰訊號線22的第一絕緣外套241是相互接觸。此外部分傳輸線組21a、21b的訊號線22與第一屏蔽層251之間具有緩衝空間R1。當軟性排線結構20彎曲或是受到擠壓時，緩衝空間R1可以增加排線的柔軟度。
在每一傳輸線組21a、21b中，第一接地導體261、第一屏蔽層251和第二屏蔽層252之間具有緩衝空間R2。第二接地導體262、第一屏蔽層251和第二屏蔽層252之間也具有緩衝空間R2。當軟性排線結構20彎曲或是受到擠壓時，緩衝空間R2可以增加排線的柔軟度。
在此實施例中，部分傳輸線組21包含兩條訊號線22以及一條接地線261。接地線261被第二絕緣外套242包覆。金屬遮蔽層26用於隔離第一絕緣外套241和第二絕緣外套242，且金屬遮蔽層26對複數個訊號線22形成金屬屏蔽。金屬遮蔽層26可以是金屬網或是金屬薄片。部分傳輸線組21亦可以包含三條以上的訊號線22和一條接地線261。且每一傳輸線組21的訊號導體221皆被第一絕緣外套241包覆，而每一組傳輸線組21的第一絕緣外套241又被金屬遮蔽層26環繞。
軟性排線結構20的複數個訊號導體221係突出於第二絕緣外套242和第一絕緣外套241，第一接地導體261和第二接地導體262突 出於第二絕緣外套242。當軟性排線結構20插設於電連接器10時，突出的訊號導體221、第一接地導體261和第二接地導體262可電性接觸於電路板14的對應導電部142。
請參閱第6圖，第6圖繪示本發明實施例的第一屏蔽層251、第一屏蔽層251和訊號線22的結構示意圖。第一屏蔽層251包含第一導電層2511和隔離層2512。第二屏蔽層252包含第二導電層2522和第三導電層2523。較佳地，第二屏蔽層252另包含連結層(bonding layer)2524。當第二導電層2522和第三導電層2523採用不同導電特性的材料時，連結層2524可用於隔離第二導電層2522和第三導電層2523，也便於第二導電層2522和第三導電層2523分別設置於連結層2524的相反兩面之上。第三導電層2523接觸第二絕緣外套242。第一導電層2511接觸第二屏蔽層252，隔離層2512包覆第一絕緣外套241。隔離層2512由不導電的材料組成，用來隔離訊號線22和第一導電層2511。第二導電層2522接觸第一接地導體261和第一導電層2511。第三導電層2523接觸第二絕緣外套242。第一導電層2511、第二導電層2522和第三導電層2523可以是導電的金屬(例如鋁、銅、銀)形成的薄膜或是網格，用來反射與吸收電磁波。
由於第一接地導體261和第二接地導體262同時接觸第一屏蔽層251的第一導電層2511和第二屏蔽層252的第二導電層2522，使得第一接地導體261和第二接地導體262比較穩固。此外第一屏蔽層251的第一導電層2511對所環繞的訊號線22形成金屬屏蔽，避免訊號線22傳輸的訊號會被干擾。另外，第二屏蔽層252對所環繞的訊號線22形成金屬屏蔽，可以再增加訊號線22的抗干擾能力。
第一絕緣外套241和第二絕緣外套242的材質可以不相同。較佳地，第一絕緣外套241和第二絕緣外套242可以是聚乙烯(polyethylene，PE)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)、熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer，TPE)、熱塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)、熱塑性橡膠(thermoplastic rubber，TPR)、熱塑性聚烯烴(Thermoplastic Polyolefin，TPO)、聚氨酯(Polyurethane，PUR)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚烯烴(Polyolefins，PO)、PVDF(PolyVinyliDene Fluoride)、乙烯一三氟氯乙烯共聚物(Ethylene-chlorotrifluororthylene copolymer，ECTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ethylene-tetra-fluoro-ethylene，ETFE)、鐵氟龍聚全氟乙丙烯樹脂(Teflon Fluorinated ethylene propylene，Teflon FEP)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene，PTFE)、鐵氟龍(Teflon)或是尼龍(Nylon)等耐熱絕緣材料。而訊號導體221、第一接地導體261和第二接地導體262可以是極薄的鍍錫扁平銅線。
本發明實施例的軟性排線結構和軟性排線電連接器固定結構將全部訊號線分為數個傳輸線組，而且每一傳輸線組包含第一屏蔽層、第二屏蔽層和接地導體。該第一屏蔽層和該第二屏蔽層具有反射與吸收電磁波的能力。該接地導體設置在該第一屏蔽層和該第二屏蔽層之間，使得該第一屏蔽層和該第二屏蔽層皆與該接地導體形成接觸，因此該接地導體與該第一屏蔽層和該第二屏蔽層的雙側接觸會使軟性排線屏蔽接地結構比較穩定。每一傳輸線組的訊號線分別包覆該第一屏蔽層和該第二屏蔽層也使得軟性排線結構具有比傳統扁平線纜更好的抗EMI能力，因此本發明的 軟性排線結構可以改善傳統扁平線纜在訊號傳輸時產生的EMI問題。
雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為准。
20‧‧‧軟性排線結構
21a、21b‧‧‧傳輸線組
22‧‧‧訊號線
221‧‧‧訊號導體
241‧‧‧第一絕緣外套
242‧‧‧第二絕緣外套
251‧‧‧第一屏蔽層
252‧‧‧第二屏蔽層
261‧‧‧第一接地導體
262‧‧‧第二接地導體
R1、R2‧‧‧緩衝空間
D1、D2、D3‧‧‧間距

Claims (10)

  1. 一種軟性排線結構，其包括：複數個傳輸線組，彼此平行排列，每一傳輸線組與相鄰的傳輸線組之間維持一間隔，每一傳輸線組包含：至少一訊號線，每一訊號線包含：一訊號導體，用來傳輸資料訊號或電源；及一第一絕緣外套，包覆該訊號導體；一第一屏蔽層，環繞該訊號線，並接觸每一訊號線的該第一絕緣外套；一第一接地導體，位於該訊號線的一側並接觸該第一屏蔽層，用來傳輸接地電壓；及一第二屏蔽層，環繞並接觸該第一接地導體以及該第一屏蔽層；及一第二絕緣外套，包覆複數個該傳輸線組的第二屏蔽層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之軟性排線結構，其中，部分傳輸線組中，至少兩個該訊號線的相鄰訊號線的第一絕緣外套是相互接觸。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之軟性排線結構，其中部分傳輸線組的至少兩個該訊號線與該第一屏蔽層之間具有緩衝空間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之軟性排線結構，其中部分傳輸線組另包含一第二接地導體，該第一接地導體和該第二接地導體分別位於兩個該訊號線的兩側並接觸該第一屏蔽層，用來傳輸接地電壓。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之軟性排線結構，其中每一傳輸線組的該第二接地導體、該第一屏蔽層和該第二屏蔽層之間具有緩衝空間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之軟性排線結構，其中每一傳輸線組的該第一接地導體、該第一屏蔽層和該第二屏蔽層之間具有緩衝空間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之軟性排線結構，其中該第一屏蔽層包含：一第一導電層，接觸該第二屏蔽層；及一隔離層，包覆該第一絕緣外套。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之軟性排線結構，其中該第二屏蔽層包含：一第二導電層，接觸該第一接地導體和該第一導電層；及一第三導電層，接觸該第二絕緣外套。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之軟性排線結構，其中該第一絕緣外套和該第二絕緣外套是由聚乙烯(polyethylene，PE)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)、熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer，TPE)、熱塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)、熱塑性橡膠(thermoplastic rubber，TPR)、熱塑性聚烯烴(Thermoplastic Polyolefin，TPO)、聚氨酯(Polyurethane，PUR)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚烯烴(Polyolefins，PO)、PVDF(PolyVinyliDene Fluoride)、乙烯一三氟氯乙烯共聚物(Ethylene-chlorotrifluororthylene copolymer，ECTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ethylene-tetra-tluoro-ethylene，ETFE)、鐵氟龍聚全氟乙丙烯樹脂(Teflon Fluorinated ethylene propylene，Teflon FEP)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene，PTFE)、鐵氟龍(Teflon)或是尼龍(Nylon)之一組成。
  10. 一種軟性排線電連接器固定結構，其包含：一電連接器，其包含：一基座；一間隔件，組接於該基座上，該間隔件具有複數個收容槽；一電路板，具有複數個導電部以及複數個連接部，複數個該導電部電性連接對應的連接部；複數個端子，該複數個端子的一端穿過對應的收容槽並連接於複數個該連接部；以及一外殼，組接於該基座；以及一軟性排線結構，該軟性排線結構係包含如申請專利範圍第1-9項之任一項所述之軟性排線結構，其中該第一接地導體或第二接地導體和該訊號導體連接於複數個該導電部。
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