TWI772342B - 電路板組合及其製造方法 - Google Patents

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保羅 於
克勞斯 杰斯勒
歐密德 蒙塔汗
约翰‧布洛斯南 麥克
大衛 梅多克羅夫特
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Abstract

一種電路板組合，包括設置表面之印刷電路板，印刷電路板之表面設置兩排導電片，兩排導電片在長度方向上相互間隔且均於橫向方向上延伸，電路板組合還包括高速線路模組，高速線路模組包括一組導電線路，每一導電線路均包括分別電性連接於相應之導電片之兩端，每一導電線路均包括設置於兩端之間之中間連接部，中間連接部在一垂直所述長度方向和橫向方向之垂直方向上設置於所述印刷電路板之表面之頂側且與所述印刷電路板所在平面之間保持一定空間。與先前技術相比，本發明電路板組合具有獨立線路式之高速線路模組，此種高速線路模組具有設置於空氣中之中間連接部，可以提高訊號傳輸完整性之同時降低成本。

Description

電路板組合及其製造方法
本發明係關於一種電路板組合及其製造方法，尤其涉及一種具有高速傳輸線路之電路板組合及其製造方法。
先前之光通訊模組之電路板，高速線路從設置有光纖之電路板前端延伸至設置於電路板前端之邊緣連接器，長度至少超過30mm。沿著高速線路之延伸方向，該高速線路之三面均被電介質包圍，此種設置方式會造成訊號失真。而且，電路板上之其他零組件或者線路走線均需要圍繞和遠離這些高速傳輸線路，從而增加了電路板之複雜性。
在光纖接收模組之設計中，隨著資料速率之增加，提高訊號完整性之需求也在增長，因此，電路板組合之設計也需要提高介質成本以將高速訊號線路與其他干擾線路進行隔絕。為了節約成本，盡可能採用相對廉價之介質材料進行替代也變得越來越必要。
美國於2013年10月10日公開之公開號為US20130264107之專利申請揭露一種電路板，所述電路板包括自安裝端延伸至相對端之基板，所述基板包括一個或者複數電路，所述電路電性連接於複數安裝導電片和相應之對接導電片之間。所述電路設置複數延伸於基板上之導電路徑，所述導電路徑連接安裝導電片和對接導電片。所述電路延伸於所述基板之頂側。所述一個或者複數電路可以為設置於所述基板之頂面和底面之間之厚度空間內。此種設置之電路 板，其電路三面被複數電介質包圍，影響高頻訊號的傳輸性能，容易造成訊號失真。
美國於2016年10月11日公告授權之專利號為US9466929之專利揭示一種插頭連接器，所述插頭連接器包括殼體、收容於所述殼體內之電路板、及複數電性連接所述電路板之端子。所述電路板包括頂面、相對之底面、及複數分別位於頂面及底面之成行排列之前導電片和後導電片。所述端子被焊接於所述前導電片和所述後導電片之間。此種設置之電路板，高頻訊號從導電片中段進入時，會產生電性殘留，影響高頻訊號的傳輸性能，容易造成訊號失真。
是以，需要一種改進之電路板組合來克服先前技術之不足。
本發明之主要目的在於提供一種改進訊號完整性之電路板組合。
為解決上述技術問題，本發明可以採用如下技術方案：一種電路板組合，包括印刷電路板，所述印刷電路板設置一表面，所述印刷電路板之表面設置一排第一導電片及與所述第一導電片於一長度方向上相互間隔之一排第二導電片，所述一排第一導電片和第二導電片均於一垂直所述長度方向之橫向方向上延伸，所述電路板組合還包括高速線路模組，所述高速線路模組包括一組導電線路，所述每一導電線路均於長度方向上延伸並且均有分別電性連接於相應之第一導電片和第二導電片之兩端，所述每一導電線路均包括設置於兩端之間之中間連接部，所述中間連接部在一垂直所述長度方向和橫向方向之垂直方向上設置於所述印刷電路板之表面之頂側且與所述印刷電路板所在平面之間保持一定空間。
為解決上述技術問題，本發明可以採用如下製作方法：
一種製造電路板組合之方法包括如下步驟：
提供具有一表面之印刷電路板，所述印刷電路板之表面設置橫向延伸之第一導電片和第二導電片，所述第一導電片和第二導電片沿著垂直所述橫向方向之長度方向相互間隔，所述每排導電片包括一對在橫向方向上設置於外側之一對接地訊號導電片及設置於內側之一對差分訊號導電片；提供一組導電線路，所述導電線路在所述長度方向延伸並位於所述兩排導電端子之間，所述每一導電線路具有兩相對端，所述兩相對端分別置於相應之第一導電片和第二導電片上且機械地並且電性地與相應之第一導電片和第二導電片連接，所述導電線路包括在橫向方向上設置於外側之一對接地導電線及設置於內側之一對訊號導電線，所述接地導電線和所述訊號導電線在橫向方向上與所述第一導電片和第二導電片之接地訊號導電片及差分訊號導電片相對應；所述每一導電線路於所述兩相對端之間設置中間連接部，所述中間連接部沿長度方向延伸；所述中間連接部在垂直於所述橫向方向和長度方向之垂直方向上設置於所述印刷電路板表面之頂側並且與所述印刷電路板之頂面保持一定空間。
與先前技術相比，本發明電路板組合具有獨立線路式之高速線路模組，此種高速線路模組具有設置於空氣中之中間連接部，可以提高訊號傳輸完整性之同時降低成本。
10:印刷電路板
100:電路板組合
11:安裝端
12:接觸端
13:高速線路模組
131:支撐框架
1311:第一端側
1312:第二端側
1313:第一支撐部
1314:第二支撐部
1315:拱形部
1316:延伸部
1317:頂部
132、134:導電線路
1321:第一連接部
1322:第一過渡部
1323:第二連接部
1324:第二過渡部
1325:中間連接部
133:絕緣本體
1331:本體
1332:定位部
1333:收容槽
1341:第一接觸部
1342:第三過渡部
1343:第二接觸部
1344:第四過渡部
1345:中間連接部
1346:插入部
14:第一導電片
141:差分訊號導電片
142:接地訊號導電片
15:第二導電片
第一圖係本發明電路板組合之立體組裝圖。
第二圖係第一圖所示之電路板組合之部分分解圖。
第三圖係第二圖所示之電路板組合之另一部分分解圖。
第四圖係本發明電路板組合之第二實施方式之部分立體組裝圖。
第五圖係第四圖所示之電路板組合之部分分解圖。
第六圖係第四圖所示之電路板組合之另一部分分解圖。
如下具體實施方式將結合上述圖式進一步說明本發明。
如下將詳述本發明之優選之實施方式。
請一併參閱第一圖至第三圖，本發明電路板組合100之第一較佳實施方式包括一印刷電路板10及一設置於所述印刷電路板10之頂側之高速線路模組13，所述印刷電路板10包括一安裝端11及一與所述安裝端11相對之接觸端12。所述安裝端11設置複數光學組件(未顯示)。所述接觸端12設置一邊緣連接器(未顯示)，所述邊緣連接器具有用以與一對接連接器(未顯示)電性接觸之複數接觸導電片(未顯示)。
所述印刷電路板10之安裝端11設置一排用以電性連接所述光學組件之第一導電片14。所述印刷電路板10之接觸端12設置一排用以電性連接所述邊緣連接器之對應接觸導電片之第二導電片15。所述電性連接所述第二導電片15之接觸導電片用以傳輸高速訊號。所述第一導電片14和所述第二導電片15在所述印刷電路板10之一橫向方向上一一對應。在本實施方式中，所述第一導電片14和所述第二導電片15均分別包括兩組，且每組均包括四個導電片。每一組第一導電片14和第二導電片15均包括一對在橫向方向上位於內側之差分訊號導電片141和位於外側之一對接地訊號導電片142，且所述一對差分訊號導電片141設置於所述兩接地訊號導電片142之間。
所述高速線路模組13包括一個概呈矩形環狀之支撐框架131和兩組連接於所述支撐框架131之兩相對側之間之導電線路132。每一組導電線路132均包括四條分別於四個垂直平面內延伸之導電線路132，所述四條導電線路132相互平行。顯然，每一組導電線路132為了與相應之差分訊號導電片141和接地訊號導電片142相互匹配，四條導電線路132包括一對接地導電線路(外側)和一對訊號導電線路(內側)。
所述支撐框架131沿著所述導電線路132延伸並被用於支撐橫向方向相互間隔之導電線路132並使所述導電線路132相對所述印刷電路板10固定。所述支撐框架131包括兩相對之第一端側1311及兩相對之第二端側1312，所述第一端側1311沿著橫向方向延伸，所述第二端側1312長度方向延伸。每一個第二端側1312包括自其中之一所述第一端側1311向後並向下延伸形成之圓弧狀之第一支撐部1313，自另一個第一端側1311向前並向下延伸形成之圓弧狀之第二支撐部1314及一個向上延伸形成並連接於所述第一支撐部1313和所述第二支撐部1314之間之拱形部1315。在本實施方式中，所述拱形部1315包括兩個 分別自第一支撐部1313之一端和第二支撐部1314之一端向上傾斜延伸形成之相互對稱之兩延伸部1316及一個連接與所述兩延伸部1316之頂端之間之頂部1317。所述第一端側1311之長度大於所述印刷電路板10之橫向方向之寬度。所述兩第二端側1312之兩第一支撐部1313支撐所述印刷電路板10之前端之橫向方向之兩相對側。所述兩第二端側1312之第二支撐部1314支撐所述印刷電路板10之後端之橫向方向之兩相對側，如此將所述印刷電路板10固定於所述兩第二端側1312之間，進而所述拱形部1315之頂部1317在一高於所述印刷電路板10之平行平面內延伸。在其他實施方式中，所述拱形部1315可以設計為其他形狀，其包括一個在高於所述印刷電路板10之一個平行平面內延伸之部分。
每一導電線路132包括自其中之一所述第一端側1311向後延伸形成之第一連接部1321，自所述第一連接部1321之後端向上傾斜延伸形成之第一過渡部1322，自另一第一端側1311向前延伸形成之第二連接部1323，自所述第二連接部1323之前端向上傾斜延伸形成且與所述第一過渡部1322對稱設置之第二過渡部1324及連接於所述第一過渡部1322和所述第二過渡部1324之間之中間連接部1325。所述中間連接部1325在一高於所述印刷電路板10所在平面之水準平面內延伸。
在第一較佳實施方式中，當本發明電路板組合100進行組裝時，所述支撐框架131之第一支撐部1313和第二支撐部1314干涉地固定於所述印刷電路板10之兩側；同時將所述導電線路132之第一連接部1321和第二連接部1323與所述對應之第一導電片14和第二導電片15對齊，進而使所述第一導電片14通過對應之導電線路132與相應之第二導電片15實現電性連接；將所述第一連接部1321和所述第二連接部1323焊接於對應之第一導電片14和第二導電片15；最後，切割所述第一連接部1321和第二連接部1323以將所述支撐框架131自所述印刷電路板10去除。所述第一連接部1321和第二連接部1323可以於切割動作之前預先形成一個切痕，以便於後續之切割動作，進而方便所述支撐框架131之移除。
請一併參閱第四圖至第六圖，在本發明電路板組合100之第二較佳實施方式中，所述高速線路模組13包括絕緣本體133及兩組安裝於所述絕緣本體133之底部之導電線路134。所述導電線路134與本發明電路板組合100之第一較佳實施方式之導電線路132相似。所述導電線路134包括在垂直平面內延 伸之四條導電線路134，所述四條導電線路134相互間隔且平行。與導電線路132相類似，所述導電線路134也包括一對接地訊號線和一對訊號線。
每一導電線路134均包括沿長度方向向後延伸形成之第一接觸部1341，自所述第一接觸部1341之後端傾斜向上延伸形成之第三過渡部1342，沿長度方向向前延伸形成之第二接觸部1343，自所述第二接觸部1343之前端傾斜向上延伸形成之且與所述第三過渡部1342對稱設置之第四過渡部1344及連接於所述第三過渡部1342和第四過渡部1344之頂端之間之中間連接部1345。所述中間連接部1345在一高於所述印刷電路板10所在平面之水準平面內延伸。所述導電線路134之每一中間連接部1345均設置向上延伸形成之插入部1346。
所述絕緣本體133包括矩形塊狀之本體1331及自所述本體1331之兩相對端分別向下延伸形成之兩相對設置之定位部1332。所述定位部1332概呈條狀，且所述定位部1332之寬度大於所述每組導電線路134之寬度。所述定位部1332之內側壁之間之距離適應所述插入部1346之長度。
在本實施方式中，所述絕緣本體133可為由片狀之塑膠材質注塑成型於所述導電線路134並堆疊壓合而成。所述本體1331之位於所述定位部1332之間之部分在所述絕緣本體133注塑成型後固定地收容所述插入部1346。在其他實施方式中，所述絕緣本體133與所述印刷電路板10可為一體式結構，同時所述導電線路134被所述絕緣本體133保持於相對固定之位置，且所述導電線路134被製成彈性條狀結構。當本發明電路板組合100之第二較佳實施方式在組裝時，所述導電線路134之第一接觸部1341和第二接觸部1343與相應之第一導電片14和第二導電片15對齊並電性接觸，並且通過絕緣本體133或其他結構之固定而不是通過與電路板組合100之固定而保持所述導電線路134之相互之間之電性接觸。焊接程式之省略有效之降低了電路板組合100之成本，即使絕緣本體133之造價可能會高於支撐框架131之造價。本發明印刷電路板10還具有其他方面之優勢，所述絕緣本體133可以被一體成型於一包覆本發明電路板組合100之殼體(未顯示)內，用以固定被製成彈性條狀之導電線路134，導致所述導電線路134僅通過彈性抵靠即可保持與第一導電片14和第二導電片15電性接觸而無需將導電線路134焊接於印刷電路板10，因此可以有效節約製造成本。
在其他實施方式中，所述絕緣本體133可以被預先注塑成型，所述絕緣本體133之本體1331之位於所述兩定位部1332之間之部分設置兩組沿著前後方向延伸之收容槽1333，所述插入部1346被插入對應之收容槽1333內並固定其中，以使所述導電線路134彼此之間及與所述印刷電路板10之間保持相對固定之位置。在本實施方式中，本發明電路板組合100在組裝時，所述導電線路134之插入部1346被插入對應之收容槽1333，所述導電線路134之第一接觸部1341和第二接觸部1343與所述對應之第一導電片14和第二導電片15對齊並電性接觸，所述絕緣本體133可以在將所述第一接觸部1341和第二接觸部1343焊接於對應之第一導電片14和第二導電片15後被自所述導電線路134移除。在本實施方式中，絕緣本體133被移除可以降低電路板組合100之一體高度。
相對先前技術，所述電路板組合100之高速線路模組13具有兩組設置於印刷電路板10之頂側之導電線路132或者導電線路134，所述導電線路132或134為獨立地設置於所述印刷電路板10，所述導電線路132或134之兩相對端均被焊接於對應之第一導電片14和第二導電片15以電性導通所述第一導電片14和第二導電片15。所述導電線路132或134通過使用更低之介電損耗(和更便宜)之材料來降低成本。所述導電線路132或134被設置於所述印刷電路板10之頂側，通過利用頂層上之導電線132或134下方之區域來減少印刷電路板10之處理成本，減少印刷電路板10之處理層數及更利於簡化印刷電路板10之SMT(表面加工處理)程式。所述導電線路132或134之一體訊號失真被改善，因為空氣相較於印刷電路板10之材料而言為更好之電介質。所述第一導電片14和第二導電片15之表面區域與邊緣連接器之接觸導電片高於空氣介質中之阻抗，進而可以減少焊盤損耗以及介質損耗。所述印刷電路板10因而具有更多之用以佈置其它IC或零組件之空間，進而更利於使用未來之技術發展。
總而言之，如第二圖所示，本發明電路板組合100主要係通過提供在長度方向(Y方向)上佈置之兩組相對且間隔設置之沿著橫向方向(X方向)排布之導電片，且每一組導電片包括至少沿著橫向方向設置於外側之一對接地訊號導電片和設置於內側之一對差分訊號導電片。一組導電線路沿著長度方向(Y方向)定位於所述兩組導電片之間，且所述導電線路均具有相對之兩端，所述相對之兩端分別為機械地並且電性地連接於所述兩組導電片之第一連接部 1321和第二連接部1323。所述導電線路也包括一對沿著橫向方向(X方向)佈置於外側之一對接地導電線路和位於內側之一對訊號導電線路，所述接地導電線路和所述訊號導電線路與所述接地訊號導電片和差分訊號導電片相互對應。所述導電線路之中間連接部1325在垂直方向(Z方向)上設置於空氣中，進而有效之控制導電線路通過空氣之阻抗，同時也為其他之安裝於印刷電路板上之電器組件節約了印刷電路板與導電線路之間之空間。值得注意的是，為了實現這種被置於空氣中之結構，與傳統之在印刷電路板表面延伸之導電線路相比，需要/優選地在位於內部之訊號導電線路之兩側提供兩條額外之外部接地導電線作為護送。
10:印刷電路板
1311:第一端側
1312:第二端側
1313:第一支撐部
1314:第二支撐部
1315:拱形部
1316:延伸部
1317:頂部
1321:第一連接部
1322:第一過渡部
1323:第二連接部
1324:第二過渡部
1325:中間連接部
14:第一導電片
15:第二導電片

Claims (10)

  1. 一種電路板組合，包括：印刷電路板，設置一表面，所述印刷電路板之表面設置一排第一導電片及與所述第一導電片於一長度方向上相互間隔之一排第二導電片，所述一排第一導電片和第二導電片均於一垂直所述長度方向之橫向方向上延伸；以及高速線路模組；其中，所述高速線路模組包括一組導電線路，所述每一導電線路均於長度方向上延伸並且均有分別電性連接於相應之第一導電片和第二導電片之兩端，所述每一導電線路均包括設置於兩端之間之中間連接部，所述中間連接部在一垂直所述長度方向和橫向方向之垂直方向上設置於所述印刷電路板之表面之頂側且與所述印刷電路板所在平面之間保持一定空間，所述第一導電片通過對應的導電線路與相應的第二導電片實現電性連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電路板組合，其中所述第一導電片和第二導電片均包括在橫向方向上設置於外側之一對接地訊號導電片和設置於內側之一對差分訊號導電片，所述一組導電線路包括在橫向方向上設置於外側之一對接地導電線路及設置於內側之一對訊號導電線路，所述接地導電線路及訊號導電線路分別與接地訊號導電片和差分訊號導電片對應。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電路板組合，其中所述導電線路之兩端分別焊接或者可拆卸地按壓於所述對應之第一導電片和第二導電片上。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電路板組合，其中所述電路板組合還包括絕緣本體，所述絕緣本體可拆卸地或永久地固定於中間連接部。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之電路板組合，其中所述電路板組合包括預先一體連接於所述導電線路之載體，以便於所述導電線路之兩端與對應之第一和第二導電片之焊接，所述載體在所述導電線路與所述第一和第二導電片完成焊接後被移除。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電路板組合，其中所述載體與所述導電線路之間設置切痕，所述切痕便於切除操作以使所述載體自導電線路移除。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之電路板組合，其中所述絕緣本體注塑成型於所述導電線路之中間連接部，以將導電線路永久地固定於所述絕緣本體。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之電路板組合，其中所述中間連接部在垂直方向上向上延伸形成之插入部，所述插入部被干涉地插入所述絕緣本體以可拆卸地將導電線路固定於所述絕緣本體。
  9. 一種製造電路板組合之方法，包括如下步驟：提供具有一表面之印刷電路板，所述印刷電路板之表面設置橫向延伸之第一導電片和第二導電片，所述第一導電片和第二導電片沿著垂直所述橫向方向之長度方向相互間隔，所述每排導電片包括一對在橫向方向上設置於外側之一對接地訊號導電片及設置於內側之一對差分訊號導電片；提供一組導電線路，所述導電線路在所述長度方向延伸並位於所述兩排導電端子之間，所述每一導電線路具有兩相對端，所述兩相對 端分別置於相應之第一導電片和第二導電片上且機械地並且電性地與相應之第一導電片和第二導電片連接，所述導電線路包括在橫向方向上設置於外側之一對接地導電線及設置於內側之一對訊號導電線，所述接地導電線和所述訊號導電線在橫向方向上與所述第一導電片和第二導電片之接地訊號導電片及差分訊號導電片相對應；所述每一導電線路於所述兩相對端之間設置中間連接部，所述中間連接部沿長度方向延伸；所述中間連接部在垂直於所述橫向方向和長度方向之垂直方向上設置於所述印刷電路板表面之頂側並且與所述印刷電路板之頂面保持一定空間，所述第一導電片通過對應的導電線路與相應的第二導電片實現電性連接。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之製造電路板組合之方法，其中所述步驟還包括提供預先一體連接於所述導電線路之載體或者絕緣本體，以分別暫時地或者永久地保持所述導電線路之中間連接部分，並分別為了永久地焊接或可拆卸地將所述導電線路之兩相對端壓在相應之第一導電片和第二導電片上，其中所述載體需要在導電線路組裝於印刷電路板上之後自所述導電線路移開，而所述絕緣本體則在導電線路組裝於印刷電路板後自所述導電線路移除或者保持與所述導電線路之連接。
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