TWI674819B - Ｕｓｂ ｃ電路板 - Google Patents

Abstract

本發明為有關一種USB C電路板，主要結構為一多層電路板型態之電路基板，並依序包含有第一蓋地層、內導線層、電源隔離層及第二蓋地層，其中該內導線層上設有低頻訊號線組及高頻導線群，該第一蓋地層內設有複數高頻蓋地部，且高頻蓋地部間則具有第一隔離空間，而該電源隔離層內設有複數隔離電源組，且隔離電源阻間具有第二隔離空間。藉上述結構，由第一蓋地層、電源隔離層及第二蓋地層完全覆蓋內導線層所產生的磁場，以將雜訊封閉在內，同時利用第一隔離空間及第二隔離空間，避免雜訊在高頻蓋地部間或隔離電源阻間傳遞，造成內導線層間的相互干擾。

Description

USB C電路板

本發明為提供一種USB C電路板，尤指一種在多層電路板中加入蓋地層及電源層，以封閉內導線層的雜訊，並可利用隔離空間確實隔離訊號線間的干擾之USB C電路板。

按，為了使USB能夠應用於更高速率的訊號傳輸，全新的通用序列匯流排Type C便因應而生。USB國際制定標準協會(USB-IF)於日前宣布了這項名為USB Type C介面的標準規範，由於同步傳輸的資料量大幅增加，在使用過程中可能產生相對應的電磁輻射，以致干擾其它電子元件的正常運作，有鑑於此，業界普遍都會以接地方式來降低電磁干擾(EMI)的產生。

目前業界針對電磁干擾問題的因應作法，大多於連接器本體上琢磨，例如利用金屬殼體的包覆效果，以將外界訊號與內部訊號進行隔離，及利用傳輸導體的排列、或接地端子的環繞效果，避免高頻傳輸導體與高頻傳輸導體產生的電磁波相互干擾。然而，當高頻訊號傳遞至電路基板端時，則無法再透過上述結構功效進行雜訊屏蔽，使得在連接器端針對雜訊屏蔽所做的努力，到了電路基板端就前功盡棄，甚至當連接器附近有其他電子元件時，連接器的高頻雜訊便會對其造成影響，更有將連接器與其他電子元件的電源線或接地線混接的情形。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本發明之發明人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種在多層電路板中加入蓋地層及電源層，以封閉內導線層的雜訊，並可利用隔離空間確實隔離訊號線間的干擾之USB C電路板的發明專利者。

本發明之主要目的在於：提供一種本身具有抗干擾、隔離雜訊功能之多層電路板，以將連接器對訊號之隔離效果延續之電路基板。

為達成上述目的，本發明之主要結構包括：一電路基板，係為多層電路板，且包含有一內導線層、一設於該內導線層上之第一蓋地層、一設於該內導線層背離該第一蓋地層一側之電源隔離層、及一設於該電源隔離層背離該內導線層一側之第二蓋地層，且該內導線層上設有一低頻訊號線組、及複數相互平行且位於該低頻訊號線組兩側之高頻導線群，並於該第一蓋地層內間隔設置有複數高頻蓋地部，各該高頻蓋地部之長度係大於各該高頻導線群，以覆蓋該些高頻導線群，而該些高頻蓋地部之各間隙處則分別界定有一第一隔離空間，係供隔離該些高頻蓋地部間的訊號傳遞，另於該電源隔離層內間隔設置有複數隔離電源組，各該隔離電源組之長度係大於各該高頻導線群，以覆蓋該些高頻導線群，而該些隔離電源組之各間隙處則分別界定有一第二隔離空間，係供隔離該些隔離電源組間的訊號傳遞。本發明之電路基板的主要層次依序為第一蓋地層、內導線層、電源隔離層、第二蓋地層，故可將內導線層的磁場完全封閉於電路基板內，且高頻蓋地部及隔離電源組分別由上方及下方覆蓋高頻導線群時，更利用第一隔離空間及第二隔離空間，隔離高頻蓋地部間或隔離電源阻間的雜訊傳遞，而確實防範高頻導線群間的雜訊干擾。

藉由上述技術，可針對習用針對電磁干擾之處理方式所存在之僅設計於連接器本體上、及連接器附近之電子元件易受其雜訊干擾的問題點加以突破，達到上述優點之實用進步性。

1、1a、1d‧‧‧電路基板

11、11b、11d‧‧‧第一絕緣層

12‧‧‧第二絕緣層

2、2b、2c、2d‧‧‧內導線層

21、21a、21b‧‧‧低頻訊號線組

22、22a、22b‧‧‧高頻導線群

221a‧‧‧第一高頻導線組

2211a‧‧‧第一接地導線

2212a‧‧‧第一高頻導線

2213a‧‧‧第一電源導線

222a‧‧‧第二高頻導線組

2221a‧‧‧第二接地導線

2222a‧‧‧第二高頻導線

2223a‧‧‧第二電源導線

223a‧‧‧第三高頻導線組

2231a‧‧‧第三接地導線

2232a‧‧‧第三高頻導線

2233a‧‧‧第三電源導線

224a‧‧‧第四高頻導線組

2241a‧‧‧第四接地導線

2242a‧‧‧第四高頻導線

2243a‧‧‧第四電源導線

3‧‧‧第一蓋地層

31‧‧‧高頻蓋地部

311‧‧‧第一隔離空間

32‧‧‧低頻蓋地部

4‧‧‧電源隔離層

41、41a‧‧‧隔離電源組

411‧‧‧第二隔離空間

5、5a‧‧‧第二蓋地層

51a‧‧‧其他訊號線

6d‧‧‧隔層部

61d‧‧‧阻抗調節部

71b‧‧‧低頻焊接部組

72b‧‧‧高頻焊接群

721b‧‧‧接地焊接部

722b、722c、722d‧‧‧高頻焊接部

723b‧‧‧電源焊接部

724b‧‧‧開孔部

725c‧‧‧導圓部

7251c‧‧‧貫孔部

7252c‧‧‧延伸切圓部

D‧‧‧距離

第一圖 係為本發明第一較佳實施例之立體透視圖。

第二圖 係為本發明第一較佳實施例之分解圖。

第三圖 係為本發明第一較佳實施例之實施示意圖(一)。

第四圖 係為本發明第一較佳實施例之實施示意圖(二)。

第五圖 係為本發明第二較佳實施例之高頻導線群之結構示意圖。

第六圖 係為本發明第二較佳實施例之其他訊號線之結構示意圖。

第七圖 係為本發明第三較佳實施例之立體透視圖。

第八圖 係為本發明第四較佳實施例之高頻焊接部之結構示意圖。

第九圖 係為本發明第四較佳實施例之立體透視圖。

第十圖 係為本發明第五較佳實施例之立體透視圖。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第一圖及第二圖所示，係為本發明第一較佳實施例之立體透視圖及分解圖，由圖中可清楚看出本發明係包括：一電路基板1，係為多層電路板，且包含有一內導線層2、一設於該內導線層2上之第一蓋地層3、一設於該內導線層2上且包覆該第一蓋地層3之第一絕緣層11、一設於該內導線層2背離該第一蓋地層3一側之電源隔離層4、一設於該電源隔離層4背離該內導線層2一側之第二蓋地層5、及一設於該電源隔離層4背離該內導線層2一側且包覆該第二蓋地層5之第二絕緣層12；一設於該內導線層2上之低頻訊號線組21；一設於該第一蓋地層3內且與該低頻訊號線組21位置對應之低頻蓋地部32，該低頻蓋地部32之長度係大於該低頻訊號線組21，以覆蓋該低頻訊號線組21；複數平行設置於該內導線層2上且位於該低頻訊號線組21兩側之高頻導線群22；複數間隔設置於該第一蓋地層3內之高頻蓋地部31，各該高頻蓋地部31之長度係大於各該高頻導線群22，以覆蓋該些高頻導線群22；複數分別界定於該些高頻蓋地部31之間隙處的第一隔離空間311，係供隔離該些高頻蓋地部31間的訊號傳遞；複數間隔設置於該電源隔離層4內之隔離電源組41，各該隔離電源組41之長度係大於各該高頻導線群22，以覆蓋該些高頻導線群22；及複數分別界定於該些隔離電源組41之間隙處的第二隔離空間411，係供隔離該些隔離電源組41間的訊號傳遞。

藉由上述之說明，已可了解本技術之結構，而依據這個結構之對應配合，更可在多層電路板中加入蓋地層及電源層，以封閉內導線層2的雜訊，並可利用隔離空間確實隔離訊號線間的干擾等優勢，而詳細之解說將於下述說明。

請同時配合參閱第一圖至第四圖所示，係為本發明第一較佳實施例之立體 透視圖至實施示意圖(二)，藉由上述構件組構時，由圖中可清楚看出，本發明之電路基板1為多層電路板(Multi Layer PCB)，且包含絕緣漆在內由上而下依序為第一絕緣層11、第一蓋地層3、內導線層2、電源隔離層4、第二蓋地層5及第二絕緣層12，其中第一絕緣層11係包覆該第一蓋地層3的頂面及側面，第二絕緣層12則包覆該第二蓋地層5的底面及側面，整體而言，內導線層2的上下兩側，乃分別受第一蓋地層3與電源隔離層4所遮蔽，如第三圖所示，當訊號通過內導線層2的高頻導線群22與低頻訊號線組21時，其產生之磁場便會被第一蓋地層3及電源隔離層4所阻隔，以降低電路基板1對外的雜訊干擾。

具體而言，內導線層2上設有低頻訊號線組21及平行設置於其兩側的高頻導線群22，本實施例中高頻導線群22係於低頻訊號線組21兩側分別有兩組，並第一蓋地層3內具有位置對應該低頻訊號線組21的低頻蓋地部32，其中該低頻蓋地部32的長度係大於該低頻訊號線組21，故可完全覆蓋該低頻訊號線組21，同理，電源隔離層4內則具有位置對應該些高頻導線群22的高頻蓋地部31，其中該高頻蓋地部31的長度亦大於該些高頻導線群22，同樣可完全覆蓋該高頻導線群22，藉此確實將內導線層2產生的磁場封閉在內。此外，如第四圖所示，因高頻蓋地部31間界定有第一隔離空間311，故各個高頻導線群22的雜訊頂多傳遞至其上方的高頻蓋地部31後，即被第一隔離空間311所隔離，而無法進一步傳遞或影響相鄰的高頻蓋地部31，同理，因為第二隔離空間411的效果，各個高頻導線群22的雜訊頂多傳遞至其下方的隔離電源組41後，即被第二隔離空間411所隔離，而無法進一步傳遞或影響相鄰的隔離電源組41，藉此，避免高頻導線群22間的雜訊彼此干擾。

再請同時配合參閱第五圖及第六圖所示，係為本發明第二較佳實施例之高頻導線群之結構示意圖及其他訊號線之結構示意圖，由圖中可清楚看出，本實施例與上述實施例為大同小異，惟更細部定義高頻導線群22a之各端子，使其符合USB C Type之規範，以將符合USB Type C規範的端子定義應用於電路基板1a的內部導線，並將連接器高頻訊號的抗干擾效果延伸至電路基板1a上，故該高頻導線群22a包含有一第一高頻導線組221a、一平行設置於該第一高頻導線組221a一側之第二高頻導線組222a、一設於該低頻訊號線 組21a背離該第二高頻導線組222a一側之第三高頻導線組223a、及一平行設置於該第三高頻導線組223a背離該低頻訊號線組21a一側之第四高頻導線組224a，其中該第一高頻導線組221a係包含一第一接地導線2211a、一對平行設置於該第一接地導線2211a一側之第一高頻導線2212a、及一平行設置於該第一高頻導線2212a背離該第一接地導線2211a一側之第一電源導線2213a，且該第二高頻導線組222a係包含一平行設置於該第一電源導線2213a一側之第二接地導線2221a、一對平行設置於該第二接地導線2221a背離該第一電源導線2213a一側之第二高頻導線2222a、及一平行設置於該第二高頻導線2222a背離該第二接地導線2221a一側之第二電源導線2223a，又該第三高頻導線組223a係包含一第三電源導線2233a、一對平行設置於該第三電源導線2233a一側之第三高頻導線2232a、及一平行設置於該第三高頻導線2232a背離該第三電源導線2233a一側之第三接地導線2231a，並該第四高頻導線組224a包含有一平行設置於該第三接地導線2231a一側之第四電源導線2243a、一對平行設置於該第四電源導線2243a背離該第三接地導線2231a一側之第四高頻導線2242a、及一平行設置於該第四高頻導線2242a背離該第四電源導線2243a一側之第四接地導線2241a，另該第二蓋地層5a內設置有複數位置對應於該些隔離電源組41a間之間隙處的其他訊號線51a。由此可知，第一至第四高頻導線組221a、222a、223a、224a之端子排列皆設計為，由外而內乃接地導線、高頻導線、電源導線，以第一高頻導線組221a為例即為第一接地導線2211a、第一高頻導線2212a、第一電源導線2213a，且第一接地導線2211a、第一高頻導線2212a、第一電源導線2213a彼此為平行設置，以利用彼此平行且獨立設置於電路基板1a上的第一至第四接地導線、2211a、2221a、2231a、2241a及第一至第四電源導線2213a、2223a、2233a、2243a，兩兩一組分別將第一至第四高頻導線2212a、2222a、2232a、2242a進行隔離，減少高頻訊號間的干擾，同時避免與電路基板1a上的其他電子元件共用導線，而大幅提高電路基板1a端的抗干擾功能。並可利用其他訊號線51a完成低頻訊號的傳遞，且其他訊號線51a係設置於第二 蓋地層5a內，同樣可防止高、低頻訊號的相互干擾。

又請同時配合參閱第七圖所示，係為本發明第三較佳實施例之立體透視圖，由圖中可清楚看出，本實施例與上述實施例為大同小異，僅於該第一絕緣層11b上設有一電性連結該低頻訊號線組21b之低頻焊接部組71b、及複數併排排列於該第一絕緣層11b上且位於該低頻焊接部組71b兩側，並電性連結各該高頻導線群22b之高頻焊接群72b，且各該高頻焊接群72b包含有一設於該低頻焊接部組71b一側之電源焊接部723b、二設於該電源焊接部723b背離該低頻焊接部組71b一側之高頻焊接部722b、及一設於該些高頻焊接部722b背離該電源焊接部723b一側之接地焊接部721b，而該電源焊接部723b及該接地焊接部721b上分別形成有複數開孔部724b，係供電性連結該內導線層2b並供大電流通過。藉此，讓USB C Type的連接器可利用低頻焊接部組71b及高頻焊接群72b，以表面黏著技術(SMT)快速焊接於電路基板上，並利用該些開口部724b加大截面面積，以提供大電流的通過。

另請同時配合參閱第八圖及第九圖所示，係為本發明第四較佳實施例之高頻焊接部之結構示意圖及立體透視圖，由圖中可清楚看出，本實施例與上述實施例為大同小異，僅於該各該高頻焊接部722c係包含一設於端處之導圓部725c、複數分別形成於各該導圓部725c上供電性連結該內導線層2c之貫孔部7251c、及複數分別由各該高頻焊接部722c一側延伸形成至各該導圓部725c相鄰之側處，且呈相互平行等距間隔之延伸切圓部7252c。具體而言，高頻焊接部722c後端係透過貫孔部7251c與內導線層2c電性連結，而貫孔部7251c係形成於導圓部725c中，故一般高頻焊接部722c的端處均為圓形，惟，本發明係於各對高頻焊接部722c的導圓部725c上形成有延伸切圓部7252c，使該對高頻焊接部722c在訊號傳遞的路徑上，皆為等距間隔的態樣(如標示距離D)，藉此達到平衡阻抗之目的。

並請同時配合參閱第十圖所示，係為本發明第五較佳實施例之立體透視圖，由圖中可清楚看出，本實施例與上述實施例為大同小異，僅令該電路基板1d更包含至少一設於該內導線層2d背離該第一絕緣層11d一側之隔層部6d，且該隔層部6d上具有複數分別與該些高頻焊接部722d位置對應之阻 抗調節部61d。由圖中可看出，該些高頻焊接部722d的下方無設置其他端子結構，而形成一類似鏤空之態樣，因高頻焊接部722d的下方若有其他端子結構，甚至其他負載，便會造成阻抗的增加，使得串音抑制的效果不易優化，故設置一隔層部6d，使高頻焊接部722d下方形成類似鏤空之態樣，以阻抗降低，而該類似鏤空之部分即為所述之阻抗調節部61d。

惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本發明之USB C電路板於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本發明，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。

Claims (9)

1. 一種USB C電路板，其主要包括：一電路基板，係為多層電路板，且包含有一內導線層、一設於該內導線層上之第一蓋地層、一設於該內導線層背離該第一蓋地層一側之電源隔離層、及一設於該電源隔離層背離該內導線層一側之第二蓋地層；一設於該內導線層上之低頻訊號線組；複數平行設置於該內導線層上且位於該低頻訊號線組兩側之高頻導線群；複數間隔設置於該第一蓋地層內之高頻蓋地部，各該高頻蓋地部之長度係大於各該高頻導線群，以覆蓋該些高頻導線群；複數分別界定於該些高頻蓋地部之間隙處的第一隔離空間，係供隔離該些高頻蓋地部間的訊號傳遞；複數間隔設置於該電源隔離層內之隔離電源組，各該隔離電源組之長度係大於各該高頻導線群，以覆蓋該些高頻導線群；及複數分別界定於該些隔離電源組之間隙處的第二隔離空間，係供隔離該些隔離電源組間的訊號傳遞。
2. 如申請專利範圍第1項所述之USB C電路板，其中該些高頻導線群包含有一第一高頻導線組、一平行設置於該第一高頻導線組一側之第二高頻導線組、一設於該低頻訊號線組背離該第二高頻導線組一側之第三高頻導線組、及一平行設置於該第三高頻導線組背離該低頻訊號線組一側之第四高頻導線組，其中該第一高頻導線組係包含一第一接地導線、一對平行設置於該第一接地導線一側之第一高頻導線、及一平行設置於該第一高頻導線背離該第一接地導線一側之第一電源導線，且該第二高頻導線組係包含一平行設置於該第一電源導線一側之第二接地導線、一對平行設置於該第二接地導線背離該第一電源導線一側之第二高頻導線、及一平行設置於該第二高頻導線背離該第二接地導線一側之第二電源導線，又該第三高頻導線組係包含一第三電源導線、一對平行設置於該第三電源導線一側之第三高頻導線、及一平行設置於該第三高頻導線背離該第三電源導線一側之第三接地導線，並該第 四高頻導線組包含有一平行設置於該第三接地導線一側之第四電源導線、一對平行設置於該第四電源導線背離該第三接地導線一側之第四高頻導線、及一平行設置於該第四高頻導線背離該第四電源導線一側之第四接地導線。
3. 如申請專利範圍第1項所述之USB C電路板，其中該第一蓋地層內具有一與該低頻訊號線組位置對應之低頻蓋地部，該低頻蓋地部之長度係大於該低頻訊號線組，以覆蓋該低頻訊號線組。
4. 如申請專利範圍第1項所述之USB C電路板，其中該第二蓋地層內設置有複數位置對應於該些隔離電源組間之間隙處的其他訊號線。
5. 如申請專利範圍第1項所述之USB C電路板，其中該電路基板更包含一設於該內導線層上之第一絕緣層、及一設於該電源隔離層背離該內導線層一側之第二絕緣層，且該第一絕緣層係包覆該第一蓋地層，而該第二絕緣層係包覆該第二蓋地層。
6. 如申請專利範圍第5項所述之USB C電路板，其中該第一絕緣層上設有一電性連結該低頻訊號線組之低頻焊接部組、及複數併排排列於該第一絕緣層上且位於該低頻焊接部組兩側，並電性連結各該高頻導線群之高頻焊接群，且各該高頻焊接群包含有一設於該低頻焊接部組一側之電源焊接部、二設於該電源焊接部背離該低頻焊接部組一側之高頻焊接部、及一設於該些高頻焊接部背離該電源焊接部一側之接地焊接部。
7. 如申請專利範圍第6項所述之USB C電路板，其中該電源焊接部及該接地焊接部上分別形成有複數開孔部，係供電性連結該內導線層並供大電流通過。
8. 如申請專利範圍第7項所述之USB C電路板，其中各該高頻焊接部係包含一設於端處之導圓部、複數分別形成於各該導圓部上供電性連結該內導線層之貫孔部、及複數分別由各該高頻焊接部一側延伸形成至各該導圓部相鄰之側處，且呈相互平行等距間隔之延伸切圓部。
9. 如申請專利範圍第6項所述之USB C電路板，其中該電路基板更包含至少一設於該內導線層背離該第一絕緣層一側之隔層部，且該隔層部上具有複數分別與該些高頻焊接部位置對應之阻抗調節部。