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CN106100662A - 印刷电路板以及具有印刷电路板的无线通信装置 - Google Patents

印刷电路板以及具有印刷电路板的无线通信装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线通信装置，包括印刷电路板，其具有多个导电层和分别设置于所述多个导电层之间的多个绝缘层；设于所述印刷电路板上的音频元件和音频电路，其中所述音频元件设置于顶层导电层上且具有与所述音频电路直接相连的电性接脚；以及寄生电容减小结构，设置于所述印刷电路板以减小所述音频元件与所述印刷电路板的导电层之间的寄生电容力。本发明通过寄生电容减小结构的设置，提高了音频元件的工作频段使其工作于无线通信装置天线所需的工作频率之外，解决了音频元件对天线干扰的问题。

Description

印刷电路板以及具有印刷电路板的无线通信装置
技术领域
本发明涉及无线通信装置，特别涉及一种无线通信装置印刷电路板结构的改良。
背景技术
随着无线通信技术的蓬勃发展及移动通信装置的日趋小型化，无线通信装置内各种元器件的排布也越发紧密。其中，音频元件(包括音频电路、扬声器、麦克风等)的位置常常是与内置天线相邻设置，然而这些音频元件往往会对天线产生干扰进而影响无线信号传输。
为解决上述问题，目前业界的主流技术方案是减小天线的走线面积，避开音频元件，然而牺牲天线的面积必然会导致其性能的下降。另一种现有技术是在音频元件的一个或两个引脚上串联一高感值的电感，对手机射频频段辐射影响呈开路，从而改变天线能量的耦合方向，使天线能量不会耦合到音频元件。但这种方法也存在一定缺陷，其一在于为了使所串接的电感对音频电路不造成影响，需要经过不断的测试和实验来确定合适的电感值，其二在于由于电感电流限值的关系，串接电感会不同程度地对音频元件的音量大小产生影响。
有鉴于此，如何从根本上解决音频元件对天线的干扰同时又不会对音频元件或天线本身产生影响成为无线通信装置设计者需要突破的困难点。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种提升改善音频元件对天线影响的无线通信装置及无线通信装置的印刷电路板。
为达成上述目的，本发明提供一种无线通信装置，包括：印刷电路板，其具有多个导电层和分别设置于所述多个导电层之间的多个绝缘层；设于所述印刷电路板上的音频元件和音频电路，其中所述音频元件设置于顶层导电层上且具有与所述音频电路直接相连的电性接脚；以及寄生电容减小结构，设置于所述印刷电路板以减小所述音频元件与所述印刷电路板的导电层之间的寄生电容。
优选地，所述寄生电容减小结构包括设置于所述印刷电路板的至少次顶层导电层上且位于所述电性接脚下方的至少一个净空区域，所述电性接脚至少部分位于所述净空区域内。
优选地，所述净空区域为多个，分别设置于每一所述导电层上。
优选地，所述电性接脚包括第一电性接脚和第二电性接脚，同一所述导电层上所述净空区域的数量为一个或两个。
优选地，同一所述导电层上所述净空区域的数量为一个，所述第一电性接脚和第二电性接脚完全位于每一所述导电层的所述净空区域内。
优选地，同一所述导电层上的所述净空区域包括第一净空区域和第二净空区域，所述第一电性接脚和第二电性接脚分别完全位于每一所述导电层的所述第一净空区域和第二净空区域内。
优选地，每一所述净空区域的几何中心与其内的所述电性接脚的几何中心相重合。
优选地，每一所述净空区域的面积至少为其内的所述电性接脚的面积的1.3倍。
根据本发明的另一方面，提供了一种应用于无线通信装置的印刷电路板，其包括：多个导电层和分别设置于所述多个导电层之间的多个绝缘层；音频元件和音频电路，其中所述音频元件设置于顶层导电层上且具有与所述音频电路直接相连的电性接脚；以及寄生电容减小结构，用于减小所述音频元件与所述印刷电路板的导电层之间的寄生电容。
优选地，所述寄生电容减小结构包括设置于所述印刷电路板的至少次顶层导电层上且位于所述电性接脚下方的至少一个净空区域，所述电性接脚至少部分位于所述净空区域内。
优选地，所述净空区域为多个，分别设置于每一所述导电层上。
优选地，所述电性接脚包括第一电性接脚和第二电性接脚，同一所述导电层上所述净空区域的数量为一个或两个。
优选地，同一所述导电层上所述净空区域的数量为一个，所述第一电性接脚和第二电性接脚完全位于每一所述导电层的所述净空区域内。
优选地，同一所述导电层上的所述净空区域包括第一净空区域和第二净空区域，所述第一电性接脚和第二电性接脚分别完全位于每一所述导电层的所述第一净空区域和第二净空区域内。
优选地，每一所述净空区域的几何中心与其内的所述电性接脚的几何中心相重合。
优选地，每一所述净空区域的面积至少为其内的所述电性接脚的面积的1.3倍。
本发明的有益效果在于：通过寄生电容减小结构将音频元件电性接脚的寄生电容大幅减小，从而使得音频元件的谐振频率位于无线通信装置天线所需的工作频率之外，解决了音频元件对天线干扰的问题。进一步地，由于本发明不需要在音频元件和音频电路之间增加电感等元件，可以提高电路板的利用率，同时也不会对音频元件的音量造成影响。
附图说明
图1所示为本发明的无线通讯装置的印刷电路板上音频元件的等效电路图；
图2所示为本发明一实施例的无线通讯装置的印刷电路板的俯视图；
图3所示为本发明一实施例的无线通讯装置的印刷电路板的剖视图；
图4所示为本发明一实施例的无线通讯装置的印刷电路板的剖视图；
图5所示为本发明另一实施例的无线通讯装置的印刷电路板的俯视图；
图6所示为本发明另一实施例的无线通讯装置的印刷电路板的剖视图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
本发明的印刷电路板可广泛地应用于无线通信装置，例如手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant；PDA)、笔记本电脑、平板电脑等这些通过天线实现无线通讯功能的电子装置。以下叙述将以手机为例对本发明所提出的无线通信装置及其印刷电路板的具体实施方式、结构、特征及其功效加以详细说明。
一般而言，无线通信装置包括印刷电路板，印刷电路板上设有音频元件、与音频元件通过电性接脚连接的音频电路、天线等。此外，根据实际应用还设有运作时必要的软硬件元件，如输入单元、显示单元、信号处理单元、存储单元、电源供应单元等，这些软硬件元件的功能、结构为本领域技术人员熟知并加以运用，在此不再加以赘述。请参考图1，其所示为音频元件的等效电路图，其中音频元件的内线圈可以等效为电感L1，其自身寄生电容为C，音频元件的引线分别等效为电感L2和L3，音频元件用于与音频电路连接的两个电性接脚(PAD)与印刷电路板之间产生两个并联寄生电容Cd。根据谐振频率公式可以知道，上述这些等效电感值和等效电容值都会影响音频元件的工作频段，如果产生了天线工作频段的谐振，那么会影响到天线的性能。因此在本发明中，通过在印刷电路板设置寄生电容减小结构，来大幅减小音频元件与印刷电路板之间的寄生电容，而由于音频元件本身的寄生电容较小，由此音频元件的谐振工作频率远远高于天线的工作频率，从而解决了音频元件对天线干扰的问题。
接下来将结合具体实施例对本发明的无线通讯装置特别是无线通讯装置的印刷线路板进行说明。
实施例1
首先，请参照图2至图4，本实施例的无线通讯装置包括印刷电路板10、天线11、音频元件12、音频电路13和寄生电容减小结构14，为方便说明，其它元件未示。其中，印刷电路板10具有垂直方向堆叠的多个导电层101和多个绝缘层102，各绝缘层102分别设置于各导电层101之间，藉以隔绝各导电层101的线路。音频元件12设置于顶层导电层上、与天线相邻设置，其具有与音频电路13直接相连的两个电性接脚121、122。电性接脚121、122位于顶层导电层上，分别与次顶层导电层形成两个平行板电容器。寄生电容减小结构14包括设置于次顶层导电层上且位于电性接脚121、122下方的至少一个净空区域14a和14b，电性接脚至少部分位于净空区域内。这里的“净空区域”，指的是其内部无任何走线的非导电区域，也即是说，导电层中的金属走线均需避开该净空区域14a，14b。根据平行板电容器的公式C＝ε*ε0*S/d，电容值与极板的面积S呈正比，也即是电性接脚121、122的寄生电容(即其与下方导电层之间所形成的平行板电容器的电容值)与其正下方导电层的有效面积成正比，通过使电性接脚至少部分位于净空区域内，相当于减小了电性接脚与次顶层导电层所形成的平行板电容器的下极板的有效面积S，也就能够减小电性接脚的寄生电容，最终达到提高音频元件的工作频率的目的。在本实施例中，位于次顶层导电层的净空区域为2个，分别部分覆盖两个电性接脚121、122，但在其他实施例中，次顶层导电层中的净空区域也可以是1个。在这种情况下，该净空区域可以只覆盖一个电性接脚的至少一部分，也可以同时覆盖两个电性接脚的至少一部分(如图3所示)。
实施例2
本实施例的无线通讯装置包括印刷电路板10、天线11、音频元件12、音频电路13和寄生电容减小结构14。其中，印刷电路板10具有垂直方向堆叠的多个导电层101和多个绝缘层102。音频元件12位于顶层导电层上且与天线相邻设置，其具有与音频电路13直接相连的两个电性接脚121、122。电性接脚121、122位于顶层导电层上。寄生电容减小结构14包括设置于次顶层导电层上且位于电性接脚121、122下方的两个净空区域14a和14b，两个电性接脚121和122分别完全位于这两个净空区域内。这样做的好处是，电性接脚与次顶层导电层不再形成平行板电容器，而与第三层导电层之间才形成平行板电容器，也即是增加了平行板电容器上下极板之间的距离d。由于平行板电容器的电容值与极板之间的距离d呈反比，因此本实施例相比第1实施例更进一步地减小了电性接脚的寄生电容。
作为更优选的方式，如图6所示，在次顶层导电层下方的每一层导电层的相同位置，都可以形成完全覆盖电性接脚的净空区域，那么电性接脚与其下方的各导电层均未形成平行板电容器，相当于电性接脚的寄生电容近似为0，从而可以大幅提高音频元件的工作频率，使其远远大于天线的工作频段。当然，本实施例中也可以根据需求在每一导电层分别进行净空区域的排布。例如，当两个电性接脚距离较近时，可在每个导电层的相同位置都只设置一个完全覆盖两个电性接脚的净空区域，以降低工艺难度。
请继续参照图5，进一步地，每一个净空区域的几何中心都与其内部的电性接脚的几何中心相重合，使得净空区域位于电性接脚的正下方而与电性接脚之间不发生偏移，以保证电性接脚完全落入净空区域的范围内同时也不会造成导电层多余面积的浪费。更为优选地，每一个净空区域的面积至少为其内部的电性接脚面积的1.3倍，如此可充分确保电性接脚无法与下方导电层形成平行板电容器，电性接脚的寄生电容被基本消除。
此外，当至少一层导电层未设置净空区域时，寄生电容减小结构还可以包括形成于该导电层与电性接脚之间的绝缘层中的空气隙或孔隙结构，用于降低绝缘层的介电常数，从而结合其它净空区域的设置进一步减小电性接脚的寄生电容、提高音频元件的工作频率。
综上所述，本发明通过寄生电容减小结构的设置大幅减小音频元件的电性接脚的寄生电容，使得音频元件的谐振频率远远高于无线通信装置的天线的工作频率，避免了音频元件对天线的干扰，同时音频元件可直接连接音频电路，两者间无需增加电感等元件，提高了印刷电路板的利用率，也不会对音频元件的音量造成影响。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (16)

1.一种无线通信装置，其特征在于，包括：
印刷电路板，其具有多个导电层和分别设置于所述多个导电层之间的多个绝缘层；
设于所述印刷电路板上的音频元件和音频电路，其中所述音频元件设置于顶层导电层上且具有与所述音频电路直接相连的电性接脚；以及
寄生电容减小结构，设置于所述印刷电路板以减小所述音频元件与所述印刷电路板的导电层之间的寄生电容。
2.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述寄生电容减小结构包括设置于所述印刷电路板的至少次顶层导电层上且位于所述电性接脚下方的至少一个净空区域，所述电性接脚至少部分位于所述净空区域内。
3.根据权利要求2所述的无线通信装置，其特征在于，所述净空区域为多个，分别设置于每一所述导电层上。
4.根据权利要求2所述的无线通信装置，其特征在于，所述电性接脚包括第一电性接脚和第二电性接脚，同一所述导电层上所述净空区域的数量为一个或两个。
5.根据权利要求4所述的无线通信装置，其特征在于，同一所述导电层上所述净空区域的数量为一个，所述第一电性接脚和第二电性接脚完全位于每一所述导电层的所述净空区域内。
6.根据权利要求4所述的无线通信装置，其特征在于，同一所述导电层上的所述净空区域包括第一净空区域和第二净空区域，所述第一电性接脚和第二电性接脚分别完全位于每一所述导电层的所述第一净空区域和第二净空区域内。
7.根据权利要求5或6所述的无线通信装置，其特征在于，每一所述净空区域的几何中心与其内的所述电性接脚的几何中心相重合。
8.根据权利要求7所述的无线通信装置，其特征在于，每一所述净空区域的面积至少为其内的所述电性接脚的面积的1.3倍。
9.一种应用于无线通信装置的印刷电路板，其特征在于，包括：
多个导电层和分别设置于所述多个导电层之间的多个绝缘层；
音频元件和音频电路，其中所述音频元件设置于顶层导电层上且具有与所述音频电路直接相连的电性接脚；以及
寄生电容减小结构，用于减小所述音频元件与所述印刷电路板的导电层之间的寄生电容。
10.根据权利要求9所述的印刷电路板，其特征在于，所述寄生电容减小结构包括设置于所述印刷电路板的至少次顶层导电层上且位于所述电性接脚下方的至少一个净空区域，所述电性接脚至少部分位于所述净空区域内。
11.根据权利要求10所述的印刷电路板，其特征在于，所述净空区域为多个，分别设置于每一所述导电层上。
12.根据权利要求10所述的印刷电路板，其特征在于，所述电性接脚包括第一电性接脚和第二电性接脚，同一所述导电层上所述净空区域的数量为一个或两个。
13.根据权利要求12所述的印刷电路板，其特征在于，同一所述导电层上所述净空区域的数量为一个，所述第一电性接脚和第二电性接脚完全位于每一所述导电层的所述净空区域内。
14.根据权利要求12所述的印刷电路板，其特征在于，同一所述导电层上的所述净空区域包括第一净空区域和第二净空区域，所述第一电性接脚和第二电性接脚分别完全位于每一所述导电层的所述第一净空区域和第二净空区域内。
15.根据权利要求13或14所述的印刷电路板，其特征在于，每一所述净空区域的几何中心与其内的所述电性接脚的几何中心相重合。
16.根据权利要求15所述的印刷电路板，其特征在于，每一所述净空区域的面积至少为其内的所述电性接脚的面积的1.3倍。
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