TWM553485U - 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
本創作涉及一種軟性排線結構，尤指一種可改善EMI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。
傳統的柔性扁平排線包括用於傳導電訊號的複數個訊號線和接地導體。為了避免電磁干擾(Electromagnetic Interference，EMI)的問題，會將金屬隔離層環繞複數個訊號線以形成金屬屏蔽，並在金屬隔離層的外側設置接地導體以提高抗電磁干擾的能 力。然而，設置於金屬隔離層外側的接地導體無法與金屬隔離層形成穩定的電性接觸，而且金屬隔離層無法包覆接地導體，因此接地導體與金屬隔離層容易在線纜加工時形成縫隙，造成電磁波的外洩產生EMI問題。
同時，金屬隔離層的內側通常沒有包覆導線的材料，使得金屬隔離層內的訊號線與地線無法保持在固定的位置，造成焊接電路板時無法順利對位，不利於自動化的導入，同時也容易因為導線的晃動使得焊接脫線或接觸不良，影響訊號傳輸的品質。
此外，目前的軟性排線結構，利用外殼及軟性排線結構中的金屬隔離層來形成屏蔽，以避免EMI。然而，在外殼與軟性排線之間並沒有屏蔽，使得電磁波從外殼與軟性排線之間洩露，造成EMI進而影響訊號傳輸品質。
因此，如何設計出新的軟性排線結構，改善接地導體與金屬隔離層容易在線纜加工時形成縫隙的技術問題，如何讓金屬隔離層中的導線固定位置，並同時形成良好的連續金屬屏蔽層以避免EMI，便成為十分重要的課題。
鑒於此，有必要提供一種軟性排線結構，以解決傳統軟性排線結構接地導體與金屬隔離層間的縫隙問題，以及改善傳統軟性排線結構固定性及屏蔽效果不佳的問題。
本創作實施例公開了一種軟性排線結構包括複數個第一訊號傳輸線、第一絕緣外套、第一接地導體、金屬隔離層以及第二絕緣外套。每一第一訊號傳輸線包含第一傳輸導體、第一絕緣層及、第二絕緣層，該第一絕緣層包覆該第一傳輸導體，該第二絕緣層包覆該第一絕緣層。該第一絕緣外套包覆該複數個訊號傳輸線。該第一接地導體位於該第一絕緣外套的一側，用來接地。該金屬隔離層包圍該第一絕緣外套和該第一接地導體，其中該第一接地導體接觸該金屬隔離層。該第二絕緣外套環繞該金屬隔離層。
依據本創作之實施例，該軟性排線結構另包含複數個第二訊號傳輸線，與複數個該第一訊號傳輸線彼此平行設置，每一第二訊號傳輸線包含第二傳輸導體以及第三絕緣層。該第二傳輸導體，來傳輸訊號。該第三絕緣層包覆該第二傳輸導體。
依據本創作之實施例，該軟性排線結構另包含複數個接地線，其中每一接地線包含第二接地導體以及第四絕緣層。該第二接地導體用來接地。該第四絕緣層包覆該第二接地導體
依據本創作之實施例，該第一絕緣外套、該第二絕緣外套、該第一絕緣層、該第二絕緣層、該第三絕緣層以及該第四絕緣層分別是由聚乙烯(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)至少其中之一組成。
依據本創作之實施例，該第二絕緣外套之介電常數大於第一絕緣外套之介電常數。
依據本創作之實施例，該第二接地導體的橫截面面積大於該第一傳輸導體的橫截面面積。
依據本創作之實施例，該第一絕緣層、該第二絕緣層以及該第三絕緣層具有不同介電常數值。
依據本創作之實施例，該第一絕緣層、該第二絕緣層以及該第四絕緣層具有不同介電常數值。
本創作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、複數個端子以及一外殼。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。
依據本創作之實施例，該電連接器包含一間隔件，該間隔件組接於該基座上，該間隔件具有容置空間。該複數個端子的一端穿過對應 的容置空間並連接於複數個該連接部。
依據本創作之實施例，該電連接器包含一內模以及一遮蔽層。該內模該設置於該外殼與該軟性排線結構之間，環繞並固定於該電路板。該遮蔽層環繞並貼合於該內模，與該外殼以及該軟性排線結構電性連接，使該遮蔽層、該外殼以及該軟性排線結構形成一連續金屬屏蔽。
相較於習知技術，本創作實施例提供了一種軟性排線結構，在金屬隔離層與第一訊號傳輸線、第二訊號傳輸線以及接地線之間以絕緣材質填充，以固定第一訊號傳輸線、第二訊號傳輸線以及接地線的位置，使其利於自動化焊接。在第一絕緣外套與金屬隔離層之間設置一收容槽與以部分包覆接地導體形成電性接觸，可以固定接地導體避免在線纜加工時會另外形成縫隙的技術問題，可以改善屏蔽效果。同時在外殼以及軟性排線結構之間設置一金屬遮蔽層，使得金屬遮蔽層、外殼以及軟性排線結構之間形成一連續金屬屏蔽，改善電磁波外洩造成的EMI問題。
為讓本創作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
22‧‧‧接地線
24‧‧‧第一訊號傳輸線
25‧‧‧第二訊號傳輸線
26‧‧‧金屬隔離層
40‧‧‧內模
60‧‧‧遮蔽層
202‧‧‧第一絕緣外套
204‧‧‧第二絕緣外套
221‧‧‧第一接地導體
222‧‧‧第二接地導體
224‧‧‧第四絕緣層
240‧‧‧第一傳輸導體
242‧‧‧第一絕緣層
244‧‧‧第二絕緣層
250‧‧‧第二傳輸導體
254‧‧‧第三絕緣層
228‧‧‧收容槽
152‧‧‧容置空間
142‧‧‧導電部
144‧‧‧連接部
第1圖為本創作第一實施例之軟性排線電連接器固定結構的分解圖。
第2圖為本創作第一實施例之軟性排線電連接器固定結構的立體圖。
第3圖是本創作第一實施例之軟性排線結構的立體圖。
第4圖是從第3圖中沿切線AB所得之軟性排線結構剖面圖。
第5圖為本創作第二實施例的軟性排線電連接器固定結構分解圖。
第6-7圖是本創作第二實施例之軟性排線結構立體圖。
本創作實施例目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
為能進一步瞭解本新型的特徵、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，用以例示本創作可用以實施之特定實施例。本創作所提到的方向用語，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創作，而非用以限制本創作。
請一併參考第1圖，第1圖為本創作第一實施例之軟性排線電連接器固定結構1的分解圖。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 複數個容置空間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的一端穿過對應的容置空間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2圖，第2圖是將基座12、電路板14、間隔件15、複數個端子16及外殼18組裝後的立體圖。軟性排線結構20與電路板14上的導電部142電性連接，端子16與電路板14上的連接部144電性連接，因此軟性排線結構20可以與端子16所連接的裝置雙向傳送或接收資料。
請參閱第3圖和第4圖，第3圖繪示本創作的軟性排線結構20。第4圖是本創作軟性排線結構20之剖面圖。軟性排線結構20包括接地線22、第一訊號傳輸線24、第二訊號傳輸線25、金屬隔離層26、第一絕緣外套202、第二絕緣外套204以及第一接地導體221。接地線22、第一訊號傳輸線24以及第二訊號傳輸線25的剖面呈圓形且彼此平行設置。第一絕緣外套202包覆接地線22、第一訊號傳輸線24以及第二訊號傳輸線25，使得軟性排線結構20的接地線22、第一訊號傳輸線24以及第二訊號傳輸線25之間沒有空隙，以減少晃動所造成的摩擦，也可以使軟性排線結構20的各元件位置固定，便於用自動化設備來將軟性排線結構20的導體焊接於電板14上的導電部142。第二絕緣外套204包覆第一絕緣外套202，金屬隔離層26設置於第一絕緣外套202與第二絕緣外套204之間，金屬隔離層26可以是金屬網或是金屬薄片。第一接地導體221設置於第一絕緣外套202與金屬隔離層26之間，並與金屬隔離層26電性接觸，金屬隔離層26接地，因而對接地線22、第一訊號傳輸線24以及第二訊號 傳輸線25形成金屬屏蔽。
第一訊號傳輸線24包含第一傳輸導體240、第一絕緣層242以及第二絕緣層244。第一絕緣層242包覆第一訊號線24，第二絕緣層244包覆第一絕緣層242，如此一來，第一訊號傳輸線24便是由第一絕緣層242及第二絕緣層244兩個絕緣層包覆。
本創作尚包含第二訊號傳輸線25以及接地線22。第二訊號傳輸線25包含第二傳輸導體250以及第三絕緣層254，第三絕緣層254包覆第二傳輸導體250。接地線22包含第二接地導體222以及第四絕緣層224，第四絕緣層224包覆第二接地導體222。在此實施例中，第一傳輸導體240與第二接地導體222的橫截面面積不同，較佳地，第二接地導體222的橫截面面積大於第一傳輸導體240的橫截面面積。
在本創作中，用於接地的接地導體221平行於接地線22、第一訊號傳輸線24及第二訊號傳輸線25，且接地導體221、接地線22、第一訊號傳輸線24及第二訊號傳輸線25皆被金屬隔離層26環繞。在本實例中，為了改善接地導體221與金屬隔離層26電性接觸的穩定性，並消除接地導體221與金屬隔離層26在線纜加工時形成的縫隙，必須以金屬隔離層26包覆接地導體221。在包覆金屬隔離層26的過程中必須固定接地導體221，因此需要在第一絕緣外套202與金屬隔離層26之間設置一收容槽228以部分包覆接地導體221，收容槽228可以固定接地導體221避免在線纜加工時會另外形成縫隙的技術問題，使接地導體221與金屬隔離層26形成電性接觸，改善完工後的軟性排線結構因電磁波的外洩導致產生EMI之缺點。軟性排線結構20的第一傳輸導體240、第二傳輸導體250 及第二接地導體222係突出於第一絕緣外套202、第二絕緣外套204、第一絕緣層242、第二絕緣層244、三絕緣層254以及第四絕緣層224。當軟性排線結構20插設於電連接器10時，突出的第一傳輸導體240、第二傳輸導體250及第二接地導體222可接觸於電路板14的對應導電部142。
在本創作中，第一絕緣層242及第二絕緣層244分別由兩種介電常數值不同的材質組成，包覆第二接地導體222的第四絕緣層224及包覆第二傳輸導體250的第三絕緣層254也分別由介電常數值不同的材質組成。較佳地，第二絕緣層244的介電常數值高於第一絕緣層242。然而這僅是範例而非用以限定並創作。通過調整接地線22、第一訊號傳輸線24及第二訊號傳輸線25的排列或直徑，或是調整第一絕緣層242、第二絕緣層244、第三絕緣層254及第四絕緣層224的介電常數值或結構，便可以改變本創作之軟性排線電連接器固定結構1的阻抗值。
第一絕緣外套202、第二絕緣外套204、第一絕緣層242、第二絕緣層244、第三絕緣層254及第四絕緣層224的材質可以是聚乙烯(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。而第一傳輸導體240、第二傳輸導體250、第一接地體221及第二接地導體222可以是極薄的鍍錫扁平銅線。
在本創作中，地線22與兩種訊號傳輸線(第一訊號傳輸線24及第二訊號傳輸線25)的排列方式可以分成兩種，請參考第4圖：一種為地線與訊號傳輸線交替排列，即地線22-第二訊號傳輸線25-地線22-第二訊號傳輸線25-地線22的次序。另一種為兩條地線之間夾著兩條訊號傳輸線，即地線25-第一訊號傳輸線24-第一訊號傳輸線24-地線25。如此一來，便可依據訊號傳輸線所傳送的訊號速度或種類，來選擇適合的地線配置，來確保訊號傳輸的品質。
請參閱第5圖，第5圖所示是本創作第二實施例之軟性排線電連接器固定結構1，在第一實施例的基礎上，軟性排線電連接器固定結構1還可包含一內模40以及一遮蔽層60。內模40設置在外殼18與軟性排線結構20之間，環繞並固定於電路板14，該內模40由一絕緣或導電性差之材料構成。遮蔽層60是一雙面導電材料，環繞並貼合於內模40，並且遮蔽層60一端於外殼18連接，另一端連接軟性排線結構20之金屬隔離層26，內模40則位於遮蔽層60與電路板14之間以避免短路。因此外殼18、金屬隔離層26以及遮蔽層60相互電性連接並形成一連續的遮蔽效果。如此，便可更進一步地改善軟性排線結構，避免EMI影響訊號品質。
請參閱第6圖以及第7圖。第6圖是將本創作之外殼18、內模40以及軟性排線結構20組裝後之立體圖，也就是將第2圖中的軟性排線電連 接器固定結構1加上內模40後的立體圖。第7圖則是第6圖中的軟性排線電連接器固定結構1加上遮蔽層60後的立體圖。本創作的第二實施例，通過遮蔽層60在外殼18以及軟性排線結構20之間形成一連續屏蔽，如此便可改善習知技術中外殼18及軟性排線結構20之間因缺少金屬屏蔽所造成的電磁波外洩。
本創作之軟性排線結構和軟性排線電連接器固定結構，藉由調整第一傳輸導體、第二傳輸導體以及第二接地導體的導體尺寸，以及調整包覆第一傳輸導體、第二傳輸導體以及第二接地導體的絕緣材料的介電常數，可以調整軟性排線結構的阻抗。並由一金屬隔離層來包覆第一訊號傳輸線、第二訊號傳輸線以及接地線以避免EMI，同時透過收容槽讓接地導體與金屬隔離層具有良好的電性接觸，來改善金屬屏蔽的效果。金屬隔離層與第一訊號傳輸線、第二訊號傳輸線以及接地線以絕緣材料填充，以此來固定第一訊號傳輸線、第二訊號傳輸線以及接地線的位置，以利於自動化生產的電路板焊接對位。此外，在外殼於軟性排線結構之間設置一雙面導電材料，使雙面導電材料、外殼及軟性排線結構形成一連續的遮蔽層，改善現有的排線結構中，外殼與排線之間電磁外洩的問題。
雖然本創作已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為准。
26‧‧‧金屬隔離層
202‧‧‧第一絕緣外套
204‧‧‧第二絕緣外套
221‧‧‧第一接地導體
222‧‧‧第二接地導體
224‧‧‧第四絕緣層
240‧‧‧第一傳輸導體
242‧‧‧第一絕緣層
244‧‧‧第二絕緣層
250‧‧‧第二傳輸導體
254‧‧‧第三絕緣層
228‧‧‧收容槽

Claims (11)

  1. 一種軟性排線結構，其包括：複數個第一訊號傳輸線，彼此平行設置，每一第一訊號傳輸線包含：一第一傳輸導體，用來傳輸訊號；一第一絕緣層，包覆該第一傳輸導體；以及一第二絕緣層，包覆該第一絕緣層；一第一絕緣外套，包覆該複數個訊號傳輸線；一第一接地導體，位於該第一絕緣外套的一側，用來接地；一金屬隔離層，包圍該第一絕緣外套和該第一接地導體，其中該第一接地導體接觸該金屬隔離層；以及一第二絕緣外套，環繞該金屬隔離層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之軟性排線結構，其另包含複數個第二訊號傳輸線，與複數個該第一訊號傳輸線彼此平行設置，每一第二訊號傳輸線包含：一第二傳輸導體，用來傳輸訊號；以及一第三絕緣層，包覆該第二傳輸導體。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之軟性排線結構，其另包含複數個接地線，其中每一接地線包含：一第二接地導體，用來接地；以及一第四絕緣層，包覆該第二接地導體。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之軟性排線結構，其中該第一絕緣外套、該第二絕緣外套、該第一絕緣層、該第二絕緣層、該第三絕緣層以及該第四絕緣層分別是由聚乙烯(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)至少其中之一組成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之軟性排線結構，其中該第二絕緣外套之介電常數值大於第一絕緣外套之介電常數值。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之軟性排線結構，其中該第二接地導體的橫截面面積大於該第一傳輸導體的橫截面面積。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之軟性排線結構，其中該第一絕緣層、該第二絕緣層以及該第三絕緣層具有不同介電常數值。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之軟性排線結構，其中該第一絕緣層、該第二絕緣層以及該第四絕緣層具有不同介電常數值。
  9. 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1-8項之任一項所述之軟性排線結構，其中該第一傳輸導體、或該第一接地導體、或該第二傳輸導體、或該第二接地導體連接於複數個該導電部。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之軟性排線電連接器固定結構，其中該電連接器包含一間隔件，該間隔件組接於該基座上，該間隔件具有容置空間；該複數個端子的一端穿過對應的容置空間並連接於複數個該連接部。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之軟性排線電連接器固定結構，其尚包含：一內模，該設置於該外殼與該軟性排線結構之間，環繞並固定於該電路板；以及一遮蔽層，環繞並貼合於該內模，與該外殼以及該軟性排線結構電性連接，使該遮蔽層、該外殼以及該軟性排線結構形成一連續金屬屏蔽。
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