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CN103579857A - 高频信号双层排线转接卡 - Google Patents

高频信号双层排线转接卡 Download PDF

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CN103579857A CN201210254688.7A CN201210254688A CN103579857A CN 103579857 A CN103579857 A CN 103579857A CN 201210254688 A CN201210254688 A CN 201210254688A CN 103579857 A CN103579857 A CN 103579857A
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Abstract

一种高频信号双层排线转接卡，尤指一种解决双层线因高频信号与直流供电回路的并排及重叠而产生传输障碍的双层排线转接卡，包括：一第一连接端，其具备一第一基板及一连接器；一第二连接端，其具备一第二基板；至少二条排线所构成的排线组，呈上、下双层连接于第一及第二连接端之间；排线组的上、下双层排线之间设有一导电的金属箔片，金属箔片的宽度须至少能覆盖超过排线组作为供电回路线的区域，以将上、下双层排线有供电回路线区域的磁场效应予以隔开化解；以一具有高频遮蔽作用的导电胶布，将整个双层排线予以包覆。本发明数据传输频宽可突破8Gb/s瓶颈，具高频信号不失真的传输特性，实现优良的可挠性及耐弯曲性，具有成本低的功效。

Description

高频信号双层排线转接卡
技术领域
本发明是有关一种排线，尤指一种解决双层线因高频信号与直流供电回路线的并排及重叠而产生传输障碍的双层排线转接卡。
背景技术
在电脑、电视等各种电子产品中，大多使用排线作为主机板与各扩充组件讯号往返的连接线路，只是一连串的进步，主机板与各扩充组件讯号往返的传输容量要求也就越来越高，终而导致了用一般绝缘材各别所包覆的排线制成的线路连接产品，讯号的传输能力，每到传输容量的要求被提升时，传输技术上就会出现一个新的瓶颈。即使排线的种类，有以软性印刷电路基板(F1exible Print Circuit)类型所制作而成，其虽然传输上有较稳定的优点，但其成本高，且其弯折性不如一般由绝缘材各别包覆的线材，致使其使用范围受到限制。
因此，解决一般由绝缘材各别包覆排线所制成的线路连接产品，使高频讯号的传输能力突破技术上的瓶颈而倍增；此种排线材所制的成品具有极佳的可挠性，且价格上要比软性印刷电路基板类型便宜甚多，因此可适用的领域更为宽广。
图1A所示，是现有软性排线10A的结构示意图，其将数条导线11利用接着层12及绝缘薄膜13予以压着成型。此种软性排线10A作为一般传输的电性连接，尚能满足其须求。但随着电子产品不断推陈出新，出现对信号传送的高速化要求，因此，传统的软性排线10A已不符要求。
于是，如图1B所示，现有一种软性排线，是使用上、下双层的软性排线10A、10B，其优点是可以减少连接器(图未示)的长度，利用连接器的电路基板双面可以电性连接的特性，以增加传输电路，且其于特殊需求时，可上面两条而下面两条双层并列的四条排线所形成的一种高频传输排线10。
但查，这种现有高频传输排线10，为达信号传输的高速化，特性阻抗及磁损的控制为必要。然而，目前现有技术中，大都以遮蔽、接地以及磁环作用和连接器制作技术为主要解决方式；亦有在电路板的回路上增设具有高频信号处理效能的电容、电感或电抗等电子零件，作为解决上述问题的方法。
而上述各种解决方法，对于先前各种不同电子产品或许有其功能性，但随着传输速度不断地要求，传输规格也正由原来的PCIe 2.0转换到PCIe 3.0。
中言之，PCIe总线将成为一个新的标准，且是处理器与外部设备的一条信号信道，虽然谈到PCIe多半想到都是显示卡，但其实诸如USB设备、音效、网络，这些数据数据都必须通过PCIe或类似的讯号信道来传输。是以，这条信道传输速度越快，频宽越大，所能传输的数据当然也更快更多。
承上，所谓的PCI Express，简称PCIe，是电脑总线PCI的一种，它沿用了现有的编程概念及通讯标准，但建立于更快的串行通信系统。PCIe具有更快的速率，以取代现有内部总线(包括AGP和PCI)，且新的PCIe并不须外接电源，可直接由插槽中取电，其具有直流供电回路，可支持+3.3V，3.3Vaux及+12V三种电压，这也给使用者带来方便性。
图1C所示即为一种PCI Express 3.0总线的示意图，其中Z所指的区域(1～18引脚)是其最重要的地方，而图1D是说明Z区域中1～18引脚的功能，由图1C及图1D显示得知，PCIe 3.0可直接由Z区域的插槽中取电(12V)，其具有直流供电回路的特性，且其具有多个重要接地。另，图1E显示PCIe 3.0第19～32引脚的功能说明。
然查，目前的PCIe 3.0总线仅能在主机板上供显示卡等扩充设备插上连接使用，尚无PCIe 3.0规格的排线转接器(卡)可供支持使用。
例如，发明人的第099123744号「直立式电脑主机」发明申请案，原使用一PCIe x16的转接装置，使电路板与扩充组件达成并排连接使用，但在商品化之际，必须面对该扩充组件最为普遍的显示卡，传输规格正由原来PCIe2.0的规格转换到PCIe3.0，使得好不容易完成PCIe2.0规格的转接装置，完全无法启动新一代PCIe3.0规格显示卡的严重问题。究其原因，发现目前的PCI_Express转接装置的传输结构，只专注在I/O信号以高频速度往返交换的区域，如何搭配设置具有足够隔离干扰作用，几乎与之成两两配对相隔的接地线路脚位(如图1E所示)，而忽略了同样是I/O高频信号负责侦测并且给予启动的传输回路，接地线路脚位不但没有两两成对的配置，还有并排在一旁的直流回路线所带来的连续性磁场效应，当使用者有了类似发明人的第099123744号「直立式电脑主机」发明申请案的转接需求时，为了能顺利的连接两端电路板的上下两接触面，进而使用并排在一起的两层线排，于是使得速度越来越快的I/O信号交换频率，受到直流线路固定强度的磁场干扰，导致同样是高频I/O信号的传输，负责侦测并且给予启动的信号回路，再转换成线材的传输时，却因为原脚位没有配置到足够发挥隔离干扰作用的接地线路，又过于接近直流线路遭到磁力区的阻拦，而无法启动信号传输往返频率几近于倍增的PCI_Express3.0新一代显示卡。
所以，至今尚未有针对PCIe 3.0显示卡所设计的双层排线转接器材，此外，即使软性印刷电路基板(Flexib1e Print Circuit)类型所制成的转接卡可供使用，但此种转接卡仍然有成本高及不耐弯折的缺失，因此使用范围将受到限制，其使用上不若双层排线来得便利及实用；是以，本发明将不列入考虑。
是以，本发明人有鉴于前述现有软性双层排线，因高速传输要求所衍生的障碍，思及解决的方法，为本发明的主要课题。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种高频信号双层排线转接卡，其数据传输频宽可突破8Gb/s瓶颈，具高频信号不失真的传输特性，且可实现优良的可挠性及耐弯曲性，并具有成本低的功效。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高频信号双层排线转接卡，尤指一种解决双层线因高频信号与直流供电回路的并排及重叠而产生传输障碍的双层排线转接卡，包括：
一第一连接端，其具备一第一基板及一连接器，且该第一基板的正面及反面分别设有一第一接线脚位及第二接线脚位；
一第二连接端，其具备一第二基板，且该第二基板的正面及反面分别设有一第三接线脚位及第四接线脚位；
至少二条排线所构成的排线组，呈上、下双层并排连接于该第一及第二连接端之间，其中上层的第一排线前、后二端分别电性连接于该第一基板的第一接线脚位及该第二基板的第三接线脚位，且该下层的第二排线前、后二端分别电性连接于该第一基板的第二接线脚位及该第二基板的第四接线脚位；其特征在于：
该排线组的上、下双层之间设有一导电的金属箔片，且该金属箔片的宽度须至少能覆盖超过该排线组作为供电回路线区域，以将上、下两层排线有供电回路线区域的磁场效应予以隔开化解；
以一具有高频遮蔽作用的导电胶布，将整个双层排线予以包覆，使高频信号的损失减到最少。
依据前述特征，该金属箔片可为铜箔，且该铜箔其中一表面可设有黏胶。
依据前述特征，该排线组除可由二条排线所构成外，更包括可设有四条排线，其于该第一排线及第二排在线、下双层排线的侧边并排设有一上层的第三排线及一下层的第四排线，以形成四条排线两两重叠并排的高频信号转接装置。
承上，该第三排线与第四排线之间可依需求设有金属箔片。
依据前述特征，该导电胶布的内缘面相对该第一及第二连接端的接线脚位位置，可分别设有绝缘层；且该绝缘层可由一绝缘胶带所构成。
本发明借助上述技术特征，以该金属箔片将直流电路所产生的磁场，分散导入接地回路线，而将影响I/O信号的最大因素排除，并以具有高频遮蔽效用的导电胶布将双层排线包覆，使高频信号因向外发射而衰减的损失减到最少；使其在两者相辅相乘的作用下，具体且有效地解决传输容量不断提高的高频信号双层排线转接卡，因高频信号在穿越与的排列过于紧密的供电回路磁场区时所产生的传输障碍。
本发明的有益效果是，其数据传输频宽可突破8Gb/s瓶颈，具高频信号不失真的传输特性，且可实现优良的可挠性及耐弯曲性，并具有成本低的功效。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1A是现有软性排线的结构示意图。
图1B是现有双层软性排线的结构示意图。
图1C是PCIe总线的示意图。
图1D是图1C中Z区域的1～18引脚示意图。
图1E是图1C中19～32引脚示意图。
图2是本发明较佳实施例的金属箔片分解立体图。
图3是图2中的金属箔片置入排线组之间的立体图。
图4A是图3中4A-4A方向的示意图。
图4B是本发明的金属箔片设置区域另一实施例图。
图4C是本发明的金属箔片设置区域又一实施例图。
图5是本发明的排线组包覆导电胶布的示意图(一)。
图6是本发明的排线组包覆导电胶布的示意图(二)。
图7是本发明的排线组包覆导电胶布完成的立体图。
图8是图7中部分结构放大剖视图。
图中标号说明：
20双层排线转接卡
30第一连接端
31第一基板
32第一接线脚位
33第二接线脚位
34连接器
40第二连接端
41第二基板
42第三接线脚位
43第四接线脚位
50排线组
51第一排线
52第二排线
53第三排线
54第四排线
60金属箔片
61黏胶
70导电胶布
71绝缘层
具体实施方式
首先，请配合图2至图7所示，本发明的高频信号双层排线转接卡20，是使用以绝缘材各别包覆所制造的软性排线，来作为传输线，取其可挠性及耐弯曲性，并具有成本低的特性，而本发明一较佳实施例包括：
一第一连接端30，其具备一第一基板31及一连接器34，且该第一基板31的正面及反面分别设有一第一接线脚位32及第二接线脚位33。
一第二连接端40，其具备一第二基板41，且该第二基板41的正面及反面分别发有一第三接线脚位42及第四接线脚位43。
至少二条排线51，52所构成的排线组50，呈上、下双层连接于该第一连接端30及第二连接端40之间，其中该上层的第一排线51的前、后二端，分别电性连接于该第一基板31的第一接线脚位32及该第二基板41的第三接线脚位42，且该下层的第二排线52的前、后二端，分别电性连接于该第一基板31的第二接线脚位33及该第二基板41的第四接线脚位43，但不限定于此，亦既，本发明的双层排线转接卡20，包括可为两条上、下双层排线，亦可包括设有四条排线，本实施例中，其于该第一排线51及第二排线52上、下双层排线的侧边，并排设有一上层的第三排线53及一下层的第四排线54，以形成四条排线两两重叠并排的排线组50。但，上述构成为先前技术(prior art)，非本发明的专利目的，容不赘述。
而本发明的主要特征在于：
该排线组50的上、下双层排线51/52之间设有一导电的金属箔片60，且该金属箔片60的宽度W，须至少能覆盖超过该排线组50作为供电回路线区域Z(第1～18引脚)，以将有供电回路线区域Z的上下两层排线51/52予以隔绝；本实施例中，该第一连接端30及第二连接端40之间，该排线组50包括设有四条排线，其于该第一排线51及第二排线52上、下双层排线的侧边，并排设有一上层的第三排线53及一下层的第四排线54，以形成四条排线两两重叠并排的高频信号用的双层排线转接卡20。至于金属箔片60的设置可依需求来决定其宽度W。
图4A及图2，图3所示，其一较佳实施例揭示二片金属箔片60，分别设置在上下两层排线51/52，53/54之间；且该二片金属箔片60的宽度W，几乎相当于该上下两层排线的宽度，但不限定于此；亦即其可如图4B所示，仅在其中两层排线51/52之间，设置一片金属箔片60，如此亦可实施。此外，其亦可如图4C所示，该金属箔片60仅有一片，且其宽度W大约能覆盖超过该排线组50作为供电回路线区域Z，以将有供电回路的区域Z的上下两层排线51/52予以隔开；如此就能以该金属箔片60将供电回路线区域Z的直流电路所产生的磁场，导入接地线，而将影响I/O信号的最大因素排除。本实施例中，该金属箔片60为铜箔为最佳。且该铜箔60可于其中一表面设有黏胶61，如此方便该金属箔片60定位在上下两层排线51/52，53/54之间；上述黏胶61能以喷涂或黏贴方式形成于该金属箔片60的全部表面或一部分表面。
请续参考图5至图8所示，本发明进一步以一具有高频遮蔽作用的导电胶布70，将整个双层排线组50予以包覆，使高频信号不外泄。且在一较佳实施例中，该导电胶布70的内缘面相对于该接线脚位32/33，42/43的位置，分别设有绝缘层71，该绝缘层可由一绝缘胶带所构成。如此当该导电胶布70包覆该排线组50时，不会影响其电性关系；当然，该绝缘层71不限于预先设在该导电胶布70的内缘面，其亦可直接以绝缘胶带包覆在该接线脚位表面，使其可与该导电胶布70绝缘。
本发明借助上述技术特征，以该金属箔片60将直流电路所产生的磁场，导入接地线，而将影响I/O信号的最大因素排除，并以具有高频遮蔽效用的导电胶布70将双层排线包覆，使高频信号的损失减到最少；使其在两者相辅相乘的作用下，具体且有效地解决高频信号与供电回路，因并排及重叠所产生的传输障碍。
更重要的是，本发明上述所采用的金属箔片60及导电胶布70的厚度都很薄，几乎不超过0.1mm～0.3mm，所以不会影响到软性排线的可挠性及可弯曲的特性，这是现有软性印刷电路基板(Flexible PrintCircuit)类型所制成的排线所无法达成；再者，本发明具有成本低的优势，且其主要是使用在个人电脑或服务器的内部空间，因此25cm的长度已经足够，所以本发明是以25cm的排线作实验，与现有软性排线用于PCIExpress各种版本的规格上使用，其测试结果如后：√代表可使用，×代表无法使用
Figure BDA00001918045300081
由上述表列得知，现有软性排线的转接方式被启用于PCIe1.0的版本，但对于传输规格被提升至PCIe3.0的版本时，则完全无法启动被转接的显示卡而不能使用。而本发明的高频信号双层排线连接卡20，则对于PCIe1.0～PCIe3.0的所有版本，皆可使用，既使有以软性印刷电路基板(Flexible Print Circuit)类型所制成PCIe3.0连接器(卡)，但本发明除具有高频信号传输不迟滞或磁损的电气特性外，更具有成本低，且可实现优良的可挠性及耐弯曲性。而此为软性印刷电路基板(FlexiblePrint Circuit)类型连接器所无法达成的功效。
本发明借助上述技术特征，以实验法将该金属箔片置入直流电路所产生的磁场，分散导入接地回路线，而将影响I/O信号的最大因素排除，之后并以具有高频遮蔽效用的导电胶布将双层排线包覆，使高频信号因向外发射而衰减的损失减到最少；使其在两者相辅相乘的作用下，不但顺利的启动了新一代PCI_Express3.0的显示卡，并且也通过了发明人所能进行包含多款电脑效能测试软件的种种使用测试，从而证实了此办法确实能够具体且有效地解决高频信号在线材上所产生的传输障碍及讯号衰减等的许多问题，让数据传输频宽从原来PCI_Express2.0的4Gb/s，一口气倍增至PCI_Express3.0的8Gb/s，由于PCI_Express3.0已是目前电脑器材中数据传输频宽要求的最高规范，而本发明经实际测试确实足堪使用，而能解决当前最新规格显示卡的转接问题最新规格点。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
综上所述，本发明在结构设计、使用实用性及成本效益上，完全符合产业发展所需，且所揭示的结构亦是具有前所未有的创新构造，具有新颖性、创造性、实用性，符合有关发明专利要件的规定，故依法提起申请。

Claims (7)

1.一种高频信号双层排线转接卡，尤指一种解决双层线因高频信号与直流供电回路的并排及重叠而产生传输障碍的双层排线转接卡，包括：
一第一连接端，其具备一第一基板及一连接器，且该第一基板的正面及反面分别设有一第一接线脚位及第二接线脚位；
一第二连接端，其具备一第二基板，且该第二基板的正面及反面分别设有一第三接线脚位及第四接线脚位；
至少二条排线所构成的排线组，呈上、下双层连接于该第一及第二连接端之间，其中该上层的第一排线前、后二端分别电性连接于该第一基板的第一接线脚位及该第二基板的第三接线脚位，且该下层的第二排线前、后二端分别电性连接于该第一基板的第二接线脚位及该第二基板的第四接线脚位；其特征在于：
该排线组的上、下双层排线之间设有一导电的金属箔片，且该金属箔片的宽度须至少能覆盖超过该排线组作为供电回路线的区域，以将上、下双层排线有供电回路线区域的磁场效应予以隔开化解；
以一具有高频遮蔽作用的导电胶布，将整个双层排线予以包覆，而使高频信号的损失减到最少。
2.根据权利要求1所述的高频信号双层排线转接卡，其特征在于，所述金属箔片为铜箔。
3.根据权利要求2所述的高频信号双层排线转接卡，其特征在于，所述排线组设有四条排线，其于该第一排线及第二排在线、下双层排线的侧边并排设有一上层的第三排线及一下层的第四排线，以形成四条排线两两重叠并排的高频信号转接装置。
4.根据权利要求3所述的高频信号双层排线转接卡，其特征在于，更于所述第三及第四排线双层排线之间设有一金属箔片，该金属箔片由铜箔所构成。
5.根据权利要求4所述的高频信号双层排线转接卡，其特征在于，所述金属箔片其中一表面设有黏胶。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的高频信号双层排线转接卡，其特征在于，所述导电胶布的内缘面相对于该接线脚位的位置，分别设有绝缘层。
7.根据权利要求6所述的高频信号双层排线转接卡，其特征在于，所述绝缘层由一绝缘胶带所构成。
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