TWI574590B - 通孔佈局結構、線路板及電子總成 - Google Patents

Description

通孔佈局結構、線路板及電子總成

本發明是有關於一種線路板，且特別是有關於一種通孔佈局結構，適用於線路板，用以降低訊號干擾，以及採用此通孔佈局結構的線路板及電子總成。

在現今USB 3.0的應用相當大眾化，但在大約2.5GHz的頻率可能會出現電磁干擾(EMI)/射頻干擾(RFI)的問題。這是由於USB 3.0具有5Gbps的資料速率(data rate)，其時脈頻率落在2.5GHz。因此，操作頻率大約在2.5GHz的裝置(例如無線滑鼠的無線模組)可能會被USB 3.0的訊號所干擾而失效。

舉例而言，USB 3.0的集線器(hub)具有線路板及安裝在線路板上的USB 3.0晶片及USB 3.0電連接器。當USB 3.0的集線器(hub)的外殼採用塑膠材質且不具有適當的金屬屏蔽時，線路板傳輸的USB 3.0訊號(時脈頻率為2.5GHz)所發出的射頻干擾大約落在2.5GHz。這樣的電磁干擾/射頻干擾可能影響操作 頻率在2.4GHz的無線滑鼠的無線模組。

USB 3.0的架構採用差動訊號的方式來傳輸訊號。差動傳輸路徑必須有良好的對稱性，以確保差動訊號的平衡。當差動傳輸路徑出現不對稱時，差動訊號可能轉換成不需要的共模(common mode)雜訊，因而導致射頻干擾(RFI)的問題。

本發明提供一種通孔佈局結構，適用於線路板，用以降低傳輸訊號時所產生對外的干擾。

本發明提供一種線路板，用以降低傳輸訊號時所產生對外的干擾。

本發明提供一種電子總成，用以降低傳輸訊號時所產生對外的干擾。

本發明的一種通孔佈局結構，適用於一線路板。通孔佈局結構包括一對第一差動通孔、一對第二差動通孔、一第一接地通孔、一第二接地通孔及一第三接地通孔，其均排列於一第一直線上。第一接地通孔位於這對第一差動通孔與這對第二差動通孔之間。這對第一差動通孔位於第一接地通孔與第二接地通孔之間。這對第二差動通孔位於第一接地通孔與第三接地通孔之間。

本發明的一種線路板，適用於安裝一電連接器。線路板包括多個圖案化導電層、與這些圖案化導電層交替疊合的多個介電層及上述的通孔佈局結構。

本發明的一種電子總成，包括上述的線路板及安裝在線路板上的一電連接器。電連接器包括一對第一差動接腳、一對第二差動接腳及一第一接地接腳。這對第一差動接腳分別插接這對第一差動通孔。這對第二差動接腳分別插接這對第二差動通孔。第一接地接腳插接接地通孔。

基於上述，在本發明中，在每對差動通孔的一端有一接地通孔的情況下，藉由增加一接地通孔在每對的差動通孔的另一端，使得每對差動通孔在可電性上可參考其兩端的兩接地通孔。因此，增加的接地通孔有助於維持差動傳輸路徑的對稱性，以降低每對差動通孔所轉換出的共模雜訊。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧電子總成

12‧‧‧線路板

12a‧‧‧圖案化導電層

12b‧‧‧介電層

14A、14B‧‧‧電連接器

20‧‧‧無線模組

30‧‧‧無線滑鼠

100‧‧‧通孔佈局結構

111‧‧‧第一差動通孔

112‧‧‧第二差動通孔

113‧‧‧第三差動通孔

121‧‧‧第一接地通孔

122‧‧‧第二接地通孔

123‧‧‧第三接地通孔

124‧‧‧第四接地通孔

130‧‧‧電源通孔

211‧‧‧第一差動接腳

212‧‧‧第二差動接腳

213‧‧‧第三差動接腳

221‧‧‧第一接地接腳

224‧‧‧第二接地接腳

230‧‧‧電源接腳

L1‧‧‧第一直線

L2‧‧‧第二直線

L3‧‧‧第三直線

圖1A是本發明的一實施例的一種電子總成的示意圖。

圖1B是圖1A的電子總成沿I-I線的局部剖面示意圖。

圖2A是本發明的另一實施例的一種電子總成的示意圖。

圖2B是圖2A的電子總成沿II-II線的局部剖面示意圖。

請參考圖1A及圖1B，在本實施例中，電子總成10包括 一線路板12及安裝在線路板12上的一電連接器14A。線路板12還可安裝一USB 3.0或USB 3.1晶片(未繪示)，其經由線路板12電性連接至電連接器14A。線路板12包括多個圖案化導電層12a及多個介電層12b，而這些圖案化導電層12a及這些介電層12b交替疊合，如圖1B所示。為了將電連接器14A安裝在線路板12上，線路板12包括多個通孔，其分別讓電連接器14A的多個接腳插接其中。

在本實施例中，電連接器14A是USB 3.0或USB 3.1標準A型的插座連接器。因此，電連接器14A包括一對第一差動接腳211、一對第二差動接腳212及一第一接地接腳221。對應地，線路板12包括一通孔佈局結構100，其包括一對第一差動通孔111、一對第二差動通孔112及一第一接地通孔121。這對第一差動接腳211分別插接這對第一差動通孔111。這對第二差動接腳212分別插接這對第二差動通孔112。第一接地接腳121插接接地通孔221。

依照電連接器14A的上述接腳的排列，這對第一差動通孔111、這對第二差動通孔112及第一接地通孔121排列於一第一直線L1上。第一接地通孔121位於這對第一差動通孔111與這對第二差動通孔112之間。此外，這對第一差動通孔111傳輸USB 3.0或USB 3.1的一對傳送差動訊號Tx+及Tx-，且這對第二差動通孔傳輸USB 3.0或USB 3.1的一對傳送差動訊號Rx+及Rx-。

為了確保差動傳輸路徑的對稱性，通孔佈局結構100更 包括一第二接地通孔122及一第三接地通孔123。第二接地通孔122及第三接地通孔123亦排列於第一直線L1上。這對第一差動通孔111位於第一接地通孔121與第二接地通孔122之間。這對第二差動通孔112位於第一接地通孔121與第三接地通孔123之間。因此，這對第一差動通孔111在電性上除參考第一接地通孔121外，更參考第二接地通孔122。同樣地，這對第二差動通孔112在電性上除參考第一接地通孔121外，更參考第三接地通孔123。因此，第二接地通孔122及第三接地通孔123有助於維持差動傳輸路徑的對稱性，而不提供電連接器14A的任一接腳的插接。而上述第二接地通孔122、第三接地通孔123的額外配置不同於現有技術僅配置第一接地通孔121作為單一的電性參考。

此外，由於USB 3.0或USB 3.1標準A型的插座連接器相容於USB 1.0或2.0的訊號傳輸，所以電連接器14A更包括一對第三差動接腳213、一電源接腳230及一第二接地接腳224。對應地，線路板12的通孔佈局結構100更包括一對第三差動通孔113、一電源通孔130及一第四接地通孔124。這對第三差動接腳213分別插接這對第三差動通孔113。電源接腳230插接電源通孔130。第二接地接腳224插接第四接地通孔124。

依照電連接器14A的接腳排列，這對第三差動通孔113排列於實質上平行於第一直線L2的一第二直線L2上。電源通孔130排列於第二直線L2上。第四接地通孔124排列於第二直線L2上。這對第三差動通孔113排列於電源通孔130與第四接地通孔 124之間。此外，這對第三差動通孔傳輸USB 1.0或USB 2.0的一對傳送/接收差動訊號D+及D-。

一般來說，傳送/接收差動訊號端(D+及D-)為一半雙功傳輸模式，亦即訊號的傳送或接收只能擇一進行。意即，當進行資料傳送時，就無法進行資料接收，而當進行資料接收時，就無法進行資料傳送。此外，在USB 3.0或USB 3.1的架構中，傳送差動訊號端(Tx+及Tx-)與接收差動訊號端(Rx+及Rx-)為一全雙功傳輸模式，亦即訊號的傳送或接收可以直接進行。

請再參考圖1A，在本實施例中，電連接器14A可插接對應於無線滑鼠30的一無線模組20。無線模組20與無線滑鼠30之間以無線方式來傳輸訊號。因此，當圖1A之這對第一差動通孔111及這對第二差動通孔112所傳輸訊號的時脈頻率(2.5GHz)實質上等於或接近無線模組20的操作頻率(2.4GHz)時，這對第一差動通孔111可在電性上參考第一接地通孔121及第二接地通孔122，而這對第二差動通孔112可在電性上參考第一接地通孔121及第三接地通孔123。因此，第二接地通孔122及第三接地通孔123有助於維持差動傳輸路徑的對稱性，以降低這對第一差動通孔111及這對第二差動通孔112所轉換出的共模雜訊，進而降低對無線模組20的射頻干擾，使得無線滑鼠30能正常運作。

請參考圖2A及圖2B，圖2A及圖2B的電子總成10類似於圖1A及圖1B的電子總成10。兩者之間的差異如下文所述。首先，圖1A及圖1B的電連接器14A是USB 3.0或USB 3.1標準 A型的插座連接器，而圖2A及圖2B的電連接器14B是USB 3.0或USB 3.1標準B型的插座連接器。因此，在圖1A及圖1B中，第二接地通孔122及第三接地通孔123重疊於電連接器14A在線路板12上的正投影。然而，在圖2A及圖2B中，第二接地通孔122及第三接地通孔123不重疊於電連接器14B在線路板12上的正投影。值得一提的是，上述的第二接地通孔122及第三接地通孔123有助於維持差動傳輸路徑的對稱性，而不提供電連接器14A的任一接腳的插接。而上述第二接地通孔122、第三接地通孔123的額外配置不同於現有技術僅配置第一接地通孔121作為單一的電性參考。

此外，依照電連接器14B(即USB 3.0或USB 3.1標準B型的插座連接器)的接腳排列，電源通孔130與這對第三差動通孔113之一排列於實質上平行於第一直線L1的一第二直線L2上。第四接地通孔124與這對第三差動通孔113之另一排列於實質上平行於第一直線L2的一第三直線L3上。

綜上所述，在本發明中，在每對差動通孔的一端有一接地通孔的情況下，藉由增加一接地通孔在每對的差動通孔的另一端，使得每對差動通孔在可電性上可參考其兩端的兩接地通孔。因此，增加的接地通孔有助於維持差動傳輸路徑的對稱性，以降低每對差動通孔所轉換出的共模雜訊。對於採用USB 3.0(時脈頻率在2.5GHz)作為傳輸協定的裝置(例如集線器)及現行操作頻率在2.5GHz的裝置而言，本發明可降低裝置本身所產生對外的 干擾，以降低對操作頻率在2.4GHz(接近2.5GHz)的無線裝置(例如無線滑鼠的無線模組)的射頻干擾。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧電子總成

12‧‧‧線路板

14A‧‧‧電連接器

20‧‧‧無線模組

30‧‧‧無線滑鼠

100‧‧‧通孔佈局結構

111‧‧‧第一差動通孔

112‧‧‧第二差動通孔

113‧‧‧第三差動通孔

121‧‧‧第一接地通孔

122‧‧‧第二接地通孔

123‧‧‧第三接地通孔

124‧‧‧第四接地通孔

130‧‧‧電源通孔

211‧‧‧第一差動接腳

212‧‧‧第二差動接腳

213‧‧‧第三差動接腳

221‧‧‧第一接地接腳

224‧‧‧第二接地接腳

230‧‧‧電源接腳

L1‧‧‧第一直線

L2‧‧‧第二直線

Claims (21)

1. 一種通孔佈局結構，適用於一線路板，該通孔佈局結構包括：一對第一差動通孔，排列於一第一直線上；一對第二差動通孔，排列於該第一直線上；一第一接地通孔，排列於該第一直線上，其中該第一接地通孔位於該對第一差動通孔與該對第二差動通孔之間；一第二接地通孔，排列於該第一直線上，其中該對第一差動通孔位於該第一接地通孔與該第二接地通孔之間；以及一第三接地通孔，排列於該第一直線上，其中該對第二差動通孔位於該第一接地通孔與該第三接地通孔之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述的通孔佈局結構，其中該對第一差動通孔在電性上參考該第一接地通孔及該第二接地通孔，該對第二差動通孔在電性上參考該第一接地通孔及該第三接地通孔，且該第二接地通孔及該第三接地通孔不提供一接腳的插接。
3. 如申請專利範圍第1項所述的通孔佈局結構，更包括：一對第三差動通孔，排列於實質上平行於該第一直線的一第二直線上；一電源通孔，排列於該第二直線上；以及一第四接地通孔，排列於該第二直線上，其中該對第三差動通孔排列於該電源通孔與該第四接地通孔之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述的通孔佈局結構，其中該對第 一差動通孔傳輸USB 3.0或USB 3.1的一對傳送差動訊號Tx+及Tx-，該對第二差動通孔傳輸USB 3.0或USB 3.1的一對傳送差動訊號Rx+及Rx-，且該對第三差動通孔傳輸USB 1.0或USB 2.0的一對傳送/接收差動訊號D+及D-。
5. 如申請專利範圍第1項所述的通孔佈局結構，更包括：一對第三差動通孔；一電源通孔，與該對第三差動通孔之一排列於實質上平行於該第一直線的一第二直線上；以及一第四接地通孔，與該對第三差動通孔之另一排列於實質上平行於該第一直線的一第三直線上。
6. 如申請專利範圍第5項所述的通孔佈局結構，其中該對第一差動通孔傳輸USB 3.0或USB 3.1的一對傳送差動訊號Tx+及Tx-，該對第二差動通孔傳輸USB 3.0或USB 3.1的一對傳送差動訊號Rx+及Rx-，且該對第三差動通孔傳輸USB 1.0或USB 2.0的一對傳送/接收差動訊號D+及D-。
7. 一種線路板，適用於安裝一電連接器，該線路板包括：多個圖案化導電層；多個介電層，與該些圖案化導電層交替疊合；以及一通孔佈局結構，包括：一對第一差動通孔，排列於一第一直線上；一對第二差動通孔，排列於該第一直線上；一第一接地通孔，排列於該第一直線上，其中該第一接 地通孔位於該對第一差動通孔與該對第二差動通孔之間；一第二接地通孔，排列於該第一直線上，其中該對第一差動通孔位於該第一接地通孔與該第二接地通孔之間；以及一第三接地通孔，排列於該第一直線上，其中該對第二差動通孔位於該第一接地通孔與該第三接地通孔之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述的線路板，其中該對第一差動通孔在電性上參考該第一接地通孔及該第二接地通孔，該對第二差動通孔在電性上參考該第一接地通孔及該第三接地通孔，且該第二接地通孔及該第三接地通孔不提供一接腳的插接。
9. 如申請專利範圍第7項所述的線路板，其中該通孔佈局結構更包括：一對第三差動通孔，排列於實質上平行於該第一直線的一第二直線上；一電源通孔，排列於該第二直線上；以及一第四接地通孔，排列於該第二直線上，其中該對第三差動通孔排列於該電源通孔與該第四接地通孔之間。
10. 如申請專利範圍第9項所述的線路板，其中該對第一差動通孔傳輸USB 3.0或USB 3.1的一對傳送差動訊號Tx+及Tx-，該對第二差動通孔傳輸USB 3.0或USB 3.1的一對傳送差動訊號Rx+及Rx-，且該對第三差動通孔傳輸USB 1.0或USB 2.0的一對傳送/接收差動訊號D+及D-。
11. 如申請專利範圍第7項所述的線路板，其中該通孔佈局 結構更包括：一對第三差動通孔；一電源通孔，與該對第三差動通孔之一排列於實質上平行於該第一直線的一第二直線上；以及一第四接地通孔，與該對第三差動通孔之另一排列於實質上平行於該第一直線的一第三直線上。
12. 如申請專利範圍第11項所述的線路板，其中該對第一差動通孔傳輸USB 3.0或USB 3.1的一對傳送差動訊號Tx+及Tx-，該對第二差動通孔傳輸USB 3.0或USB 3.1的一對傳送差動訊號Rx+及Rx-，且該對第三差動通孔傳輸USB 1.0或USB 2.0的一對傳送/接收差動訊號D+及D-。
13. 一種電子總成，包括：一線路板，包括：多個圖案化導電層；多個介電層，與該些圖案化導電層交替疊合；以及一通孔佈局結構，包括：一對第一差動通孔，排列於一第一直線上；一對第二差動通孔，排列於該第一直線上；一第一接地通孔，排列於該第一直線上，其中該第一接地通孔位於該對第一差動通孔與該對第二差動通孔之間；一第二接地通孔，排列於該第一直線上，其中該對第一差動通孔位於該第一接地通孔與該第二接地通孔之間；以及 一第三接地通孔，排列於該第一直線上，其中該對第二差動通孔位於該第一接地通孔與該第三接地通孔之間；以及一電連接器，安裝在該電路板上，該電連接器包括：一對第一差動接腳，分別插接該對第一差動通孔；一對第二差動接腳，分別插接該對第二差動通孔；以及一第一接地接腳，插接該第一接地通孔。
14. 如申請專利範圍第13項所述的電子總成，其中該對第一差動通孔在電性上參考該第一接地通孔及該第二接地通孔，該對第二差動通孔在電性上參考該第一接地通孔及該第三接地通孔，且該第二接地通孔及該第三接地通孔不提供一接腳的插接。
15. 如申請專利範圍第13項所述的電子總成，其中該通孔佈局結構更包括：一對第三差動通孔，排列於實質上平行於該第一直線的一第二直線上；一電源通孔，排列於該第二直線上；以及一第四接地通孔，排列於該第二直線上，其中該對第三差動通孔排列於該電源通孔與該第四接地通孔之間，並且該電連接器更包括：一對第三差動接腳，分別插接該對第三差動通孔；一電源接腳，插接該電源通孔；以及一第二接地接腳，插接該第四接地通孔。
16. 如申請專利範圍第15項所述的電子總成，其中該對第一 差動通孔傳輸USB 3.0或USB 3.1的一對傳送差動訊號Tx+及Tx-，該對第二差動通孔傳輸USB 3.0或USB 3.1的一對傳送差動訊號Rx+及Rx-，且該對第三差動通孔傳輸USB 1.0或USB 2.0的一對傳送/接收差動訊號D+及D-。
17. 如申請專利範圍第15項所述的電子總成，其中該第二接地通孔及該第三接地通孔重疊於該電連接器在該線路板上的正投影。
18. 如申請專利範圍第13項所述的電子總成，其中該通孔佈局結構更包括：一對第三差動通孔；一電源通孔，與該對第三差動通孔之一排列於實質上平行於該第一直線的一第二直線上；以及一第四接地通孔，與該對第三差動通孔之另一排列於實質上平行於該第一直線的一第三直線上，並且該電連接器更包括：一對第三差動接腳，分別插接該對第三差動通孔；一電源接腳，插接該電源通孔；以及一第二接地接腳，插接該第四接地通孔。
19. 如申請專利範圍第18項所述的電子總成，其中該對第一差動通孔傳輸USB 3.0或USB 3.1的一對傳送差動訊號Tx+及Tx-，該對第二差動通孔傳輸USB 3.0或USB 3.1的一對傳送差動訊號Rx+及Rx-，且該對第三差動通孔傳輸USB 1.0或USB 2.0的一對傳送/接收差動訊號D+及D-。
20. 如申請專利範圍第18項所述的電子總成，其中該第二接地通孔及該第三接地通孔不重疊於該電連接器在該線路板上的正投影。
21. 如申請專利範圍第13項所述的電子總成，其中該電連接器適於插接一無線模組，且該無線模組的操作頻率實質上相同於該對第一差動通孔或該對第二差動通孔所傳輸訊號的時脈頻率。