TWM514125U - 柔性扁平排線 - Google Patents

Description

柔性扁平排線

本創作是有關於一種柔性扁平排線，特別是指一種可以用以傳輸高頻信號與高電流的柔性扁平排線。

由於人們對於電子通訊的需求愈來愈大，電子裝置的信號傳輸速度要求也愈來愈高，電子技術的發展趨向高頻信號與高電流傳輸。因此傳輸線也相對地愈難以製造。為著快速傳輸高頻的信號，一般是以光纖作為纜線。然而，光纖的成本高。此外，若同時需要傳輸電力，則需要再結合另一條電源纜線，傳輸線的結構更為複雜。

再者，配合電子裝置需求的電流量愈來愈高，電連接器的電流傳輸規格也愈來愈高，以USB Type-C連接器舉例而言，依線組立的應用而有不同電流的規範，關於電力傳輸規格，線材及連接器有的要求會達到5A，而信號的傳輸最高達到10G bit每秒的傳送速率。現有USB Type-C僅有一些相關應用於電子裝置外部的纜線。但由於電子產品的輕薄化，例如手機，有些狀況使得無法利用電路板的線路佈局走線方式來達成輸出入(IO)連接器與內部電子元件的信號傳輸，例如需要傳輸線避過電池以使信號傳輸至位於外部的輸出入連接器，或稱外部連接器。因此如何以一種成本較低廉的傳輸線，以達成高頻及高電流傳輸的要求，是本創作所欲解決的。

本創作實施例在於提供一種柔性扁平排線，以一種成本較低廉的傳輸線，以達成高頻及高電流傳輸的要求。此外，將電源導線整合，而具有較少數量的電源導線，以達成高電流的傳輸要求，並且可以減少柔性扁平排線的整體寬度。

為達上面所描述的，本創作其中一實施例所提供的一種柔性扁平排線，其具有一端藉由一轉接卡電性連接於一輸出入連接器，該輸出入連接器包含數個端子。該柔性扁平排線包括數個平行排列的導線、以及一包覆該些導線的絕緣層。其中該些導線包括至少一第一整合型電源線、及多個信號線；其中二個相鄰的該些信號線之間具有一間距，該些信號線具有相同的寬度，該第一整合型電源線的寬度等於至少該信號線的兩倍寬度加上至少一個該間距；其中該第一整合型電源線的厚度大於該信號線的厚度；其中該柔性扁平排線還包括一屏蔽層係包覆於該絕緣層的外圍，該些導線包括至少一接地線、以及一轉接導體，該轉接導體連接該至少一接地線於該屏蔽層。

本創作的有益效果可以在於，至少在於將電源導線整合，而具有較少數量的電源導線，可以達成高電流的傳輸要求，並且可以減少柔性扁平排線的整體寬度。

為使能更進一步瞭解本創作之特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

10、10a‧‧‧柔性扁平排線

12‧‧‧導線

1201、1204、1207、1216、1219、1222‧‧‧接地線

1202、1203、1205、1206、1211、1212、1217、1218、1220、1221‧‧‧信號線

1210、1213‧‧‧備用導線

1209、1214‧‧‧非整合型電源線

1208‧‧‧第一整合型電源線

1215‧‧‧第二整合型電源線

12g‧‧‧轉接導體

13‧‧‧導線

1301、1323‧‧‧接地線

1302、1311、1312、1322‧‧‧信號線

1308、1315‧‧‧第一整合型電源線

1316‧‧‧非整合型電源線

14‧‧‧絕緣層

16‧‧‧屏蔽層

20‧‧‧輸出入連接器

21‧‧‧端子

21A‧‧‧上層端子

21B‧‧‧下層端子

210‧‧‧舌板

24‧‧‧遮蔽殼體

26‧‧‧固定架

30、30a‧‧‧轉接卡

32‧‧‧基板

34‧‧‧轉接電路

34a‧‧‧第一接腳

342、343、345‧‧‧整合型電源接腳

341‧‧‧信號接腳

34b‧‧‧第二接腳

s‧‧‧間距

C‧‧‧中央線

D1、D2、d‧‧‧寬度

圖1為本創作之柔性扁平排線的正面立體圖。

圖2為本創作之柔性扁平排線的背面立體圖。

圖3為本創作之柔性扁平排線應用於一輸出入連接器的立體圖。

圖4為本創作之柔性扁平排線沿著圖3的VI-VI線的剖視圖。

圖5為本創作之柔性扁平排線與輸出入連接器、轉接卡的立體組合圖。

圖5A為本創作之柔性扁平排線與輸出入連接器、轉接卡組合後的前視圖。

圖6為本創作之柔性扁平排線與輸出入連接器、轉接卡組合後的俯視圖。

圖7為本創作之柔性扁平排線及輸出入連接器的參考腳位定義的配置圖。

圖8為本創作之柔性扁平排線另一實施例的局部立體圖。

圖9為本創作之柔性扁平排線及輸出入連接器的另一參考腳位定義的配置圖。

[第一實施例]

請參考圖1及圖2，分別為本創作之柔性扁平排線的正面與背面的立體圖。本實施例提供一種柔性扁平排線(Flex Flat Cable,FFC)10，其具有數個平行排列的導線12、一絕緣層14包覆該些導線12。該柔性扁平排線10還包括一屏蔽層16包覆於該絕緣層14的外圍。柔性扁平排線或可簡稱為軟排線，具有柔軟、隨意彎曲折疊、厚度薄、體積小、連接簡單、拆卸方便、易解決電磁屏蔽(EMI)等優點。此外，柔性扁平排線的價格成本優於柔性印刷電路纜線(FPC)、及光纖。

如圖2所示，該些導線12包括至少一第一整合型電源線1208、接地線(如標號1201、1204、1207、1222)及多個信號線(如標號1202、1221)。本創作的特點之一在於，該第一整合型電源線1208的寬度大於該信號線(如標號1202)的兩倍寬度。

由於電流負載能力原則上取決於導線(trace，例如銅箔)的剖面 截面積與溫升，截面積又與線路的寬度及厚度正相關。相較於習知的柔性扁平排線常用的一盎司導線規格而言，前述一盎司(oz)為業界慣用的銅箔厚度單位，銅箔規格是以每平方英呎有多少盎司(oz)來定義，1盎司=0.0014英吋(inch)=1.4mils=0.035毫米(mm)。上述習知的導線通常只能傳輸0.8安培左右的電流，若要傳輸較高的電流，例如為著符合USB Type-C型連接器的5安培傳輸標準，需要七條以上的導線方能足夠分攤傳輸5安培的電流。此種情況將導致柔性扁平排線的導線數量偏多，柔性扁平排線整體寬度過寬。本創作藉由上述安排，在一條的第一整合型電源線1208即可傳輸二倍以上的0.8安培，亦即可以超過1.6安培。

更具體的說，第一整合型電源線1208的寬度可以視為二個相鄰的導線12的總寬度。其中二個相鄰的該信號線(如1202)之間具有一間距s，換言之，該第一整合型電源線1208的寬度D1等於該信號線(如標號1202)的兩倍寬度(d)加上一個該間距(s)。較佳的，本創作的所有信號線可以具有相同的寬度(d)、相同的間距(s)，但不限於此。藉此，若以相同於習知柔性扁平排線的導線厚度而言，假設在間距s等於或略大於一般未加寬之導線12(如信號線1202、或接地線1201)的一半寬度的情況下，第一整合型電源線1208傳輸的電流可以達到2至2.25安培。

此外，本實施例的導線12還包括一第二整合型電源線1215，該第二整合型電源線1215的寬度D2更大於該第一整合型電源線1208的寬度D1。其中該第二整合型電源線1215的寬度D2等於該信號線(如標號1202)的三倍寬度(d)加上兩倍的該間距(s)。依此，第二整合型電源線1215傳輸的電流可以達到3.2安培以上。依上述的結構設計，本實施例藉由第一整合型電源線1208及第二整合型電源線1215即可傳輸5.2安培的電流以上。本實施例之柔性扁平排線整體用以傳輸電流的導線所佔用的寬度，僅佔用五條一般未加寬的導線12(如信號線1202、或接地線1201)的寬度。相 較於習知的柔性扁平排線需要七條以上的導線方能足夠分攤傳輸5安培的電流，本實施例可以減少柔性扁平排線的導線數量至少二條，並且減少柔性扁平排線的整體寬度。上述設計是基於正常厚度的狀況，若本實施例再加厚第一整合型電源線1208及第二整合型電源線1215，更是可以傳輸更大的電流。

請繼續參閱圖2，其中該些導線12包括至少一接地線(1201、1222)、以及一轉接導體12g，該轉接導體12g連接該至少一接地線(1201、1222)於該屏蔽層16。

如圖3所示，為本創作之柔性扁平排線應用於一輸出入連接器的立體圖。本實施例的柔性扁平排10適合應用於高頻信號及高電流的傳輸需求，以此實施例為例，柔性扁平排線10可以藉由一轉接卡(paddle card)30以電性連接於一輸出入連接器20，組合成為一種排線及連接器組合件。

輸出入連接器20具有一遮蔽殼體24、一固定架26、及數個端子21(參圖6)置於該遮蔽殼體24內且向後延伸。固定架26連接於遮蔽殼體24的外圍以供固定該輸出入連接器20於一電子裝置。

轉接卡30具有一基板32、及多個分佈於該基板32上的轉接電路34，該多個轉接電路34具有多個第一接腳34a分佈於該基板32的一側、以及多個第二接腳34b分佈於該基板32的另一側，該些第一接腳34a對應地連接該柔性扁平排線10的該些導線12；該些第二接腳34b對應地連接該輸出入連接器20的該些端子21。

請參閱圖4，為本創作之柔性扁平排線的剖視圖。本實施例更佳的，甚至還可以使得第一整合型電源線1208以及第二整合型電源線1215的厚度大於信號線(如標號1202)的厚度，藉此可以傳輸大於2.25安培的電流。

請參閱圖5、圖5A及圖6，分別為本創作之柔性扁平排線與輸出入連接器、轉接卡的立體組合圖、前視圖以及俯視圖。本實 施例的輸出入連接器20以USB Type-C連接器為例，較佳是符合USB3.1介面的標準規範。

如圖5A所示，遮蔽殼體24內具有一舌板210，該些端子21設置於該舌板210的表面並延伸至該輸出入連接器20的後端。該些端子21包括多個上層端子21A與多個下層端子21B分別分佈於舌板210的二個表面。此實施例的輸出入連接器20共包括二十四根的端子21，分為十二根的上層端子21A以及十二下層端子21B。電力傳輸規格，線材及連接器的電流傳輸容量標準為5A。最高達到10G bit每秒的傳送速率。藉此，本創作藉由上述整合型電源線的設計可以達到該些端子21的數量大於該些導線12的數量的優點。更具體的說，以本實施例而言，柔性扁平排線10的導線12數量二十二根，少於輸出入連接器20的端子21的數量二十四根。換言之，可以使得柔性扁平排線10的寬度減小，有利於節省的電子裝置內部的空間。

請再配合參閱圖3，該轉接卡30因應上述安排也可以有特別的配置。其中該轉接卡30的該些第一接腳34a的數量少於該些第二接腳34b的數量。其中該些第一接腳34a的數目相同等於該些導線12的數目，該些第二接腳34b的數目相同於該些端子21的數目，其中該些導線12的數量小於該些端子21的數量。其中該些第一接腳34a包括至少一整合型電源接腳342、343與至少一信號接腳341，該整合型電源接腳342、343的寬度大於該信號接腳341的寬度，上述整合型電源接腳342對應連接於上述第一整合型電源線1208。

請參閱圖7，為本創作之柔性扁平排線及輸出入連接器的參考腳位定義的配置圖。其中該些端子21的數量為24根，本創作的柔性扁平排線10的該些導線12的數量為22根，還少於輸出入連接器20的端子21的數量。本實施例的柔性扁平排線腳位配置的特徵之一在於，腳位配置以該些導線12的中間(參圖7的中央線 C)分為二半邊，呈對稱的分佈。假設由二個D+及D-的信號線1211、1212中間分為二半邊，二半邊的腳位配置呈對稱的分佈，藉此有利於信號的傳輸。舉例而言，所有的接地線平均分佈於二半邊，例如左邊有三條接地線1201、1204、1207；右邊有三條接地線1216、1219、1222。再舉例，所有信號線中非關於差分信號的信號線都集中置於最靠近中間的二個接地線(1207、1216)之間，且左右相對稱排列。從另一角度描述，所述多個信號線中關於差分信號的信號線位於最靠近中間的兩個所述接地線的外側。其中，所述多個信號線中關於差分信號的信號線包括(RX1+、RX1-；RX2+、RX2-)1220、1221；1206、1205；以及(TX1+、TX1-；TX2+、TX2-)1217、1218；1203、1202。如圖7所示，最靠近中間的二個接地線(1207、1216)之間，包括配置通道(CC，configuration channel)的備用導線1210、1213，傳輸電源的(SBU1、SBU2)的非整合型電源線1209、1214，第一、第二整合型電源線1208、1215，及電位的信號線1211、1212。此外，在本案的每對信號線的兩側各設有一接地線，例如二對高頻接收的差分信號線(RX1+、RX1-；RX2+、RX2-)1220、1221；1206、1205；以及二對高頻傳輸的差分信號線(TX1+、TX1-；TX2+、TX2-)1217、1218；1203、1202，各對信號線兩側各設有一接地線(1201、1222、1204、1219、1207、1216)。上述僅為本實施例的一種較佳腳位配置，本創作並不限制於此。

[第二實施例]

請參閱圖8及圖9，圖8為本創作之柔性扁平排線另一實施例的局部立體圖，圖9為本創作之柔性扁平排線及輸出入連接器的另一參考腳位定義的配置圖。與上述實施例的差異在於，此實施例柔性扁平排線10a的該些導線13還包括至少一第一整合型電源線1308、及一非整合型電源線1316係位於第一整合型電源線1308的一側。本實施例具有二條第一整合型電源線1308、1315。假設在不增加導線厚度的情況下，非整合型電源線1316可傳輸約0.8 安培，二條第一整合型電源線1308、1315，共可傳輸的電流為4至4.5安培，本實施例可傳輸的電流量為4.8至5.3安培。若再增加電源線的厚度，可輕易達到5安培以上。非整合型電源線1316的寬度相同於一般未加寬的導線12的寬度，例如信號線(如圖9的標號1302、1322)或接地線1301、1323。此實施例的優點在於，柔性扁平排線用以傳輸電流的導線同樣地僅佔用五條一般未加寬的導線12的寬度，可減少柔性扁平排線的導線數量至少二條，並且減少柔性扁平排線的整體寬度(相同於上述實施例)；此外，二條第一整合型電源線1308、1315的寬度相同，其餘的導線寬度相同，因此沖壓切割導線的刀具可更為簡化，僅需二套的刀具。更節省製造成本。

如圖9所示，為本創作之排線及連接器組合件另一種參考的腳位定義的配置圖。此種安排，柔性扁平排線10a具有二十三根導線13，其總數量仍少於輸出入連接器20的端子的數量(二十四根)。假設由二個D+及D-的信號線1311、1312中間分為二半邊，右邊的第一整合型電源線1315、與非整合型電源線1316對稱於左邊的第一整合型電源線1308。二半邊的腳位配置大致仍呈對稱的分佈。

本實施例為著配合電流由整合型電源線轉回到接地線時，接地線可以配置有多條，或增加厚度，亦即比信號線具有較大的厚度，藉此能負荷相同的高電流。

〔實施例的可能功效〕

本創作藉由設計一種柔性扁平排線用以轉接USB Type-C連接器，以較低的製造成本達到高頻及高電流的傳輸功能。

本創作之特點及功能至少在於，本創作可以透過柔性扁平排線達成高頻及高電流傳輸的要求，以較低的製造成本達到高頻及高電流的傳輸功能。此外，具有較少數量的電源導線，而可以達成高電流的傳輸要求，並且更減少柔性扁平排線的整體寬度。

本創作之方式，可避免一般纜線在電子裝置的內部走線困難，而相較於習知的柔性扁平排線，又可縮減排線寬度。進一步比較，一般輸出入在電子裝置的內部應用，通常是使用一轉接卡，並在轉接卡上設置一排線連接器，再由一排線連接器連接柔性扁平排線，但此應用無法達到高頻需求。

以上所述僅為本創作的較佳可行實施例，非因此侷限本創作的專利範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的保護範圍內。

10‧‧‧柔性扁平排線

12‧‧‧導線

1201、1222‧‧‧接地線

1202、1221‧‧‧信號線

1208‧‧‧第一整合型電源線

1215‧‧‧第二整合型電源線

14‧‧‧絕緣層

16‧‧‧屏蔽層

s‧‧‧間距

Claims (9)

1. 一種柔性扁平排線，具有一端藉由一轉接卡電性連接於一輸出入連接器，該輸出入連接器包含數個端子，包括：數個平行排列的導線，其中該些導線包括至少一第一整合型電源線、及多個信號線；其中二個相鄰的該些信號線之間具有一間距，該些信號線具有相同的寬度，該第一整合型電源線的寬度等於至少該信號線的兩倍寬度加上至少一個該間距；及一絕緣層，包覆該些導線；其中該第一整合型電源線的厚度大於該信號線的厚度；其中該柔性扁平排線還包括一屏蔽層包覆於該絕緣層的外圍，該些導線包括至少一接地線、以及一轉接導體，該轉接導體連接該至少一接地線於該屏蔽層。
2. 如請求項1所述之柔性扁平排線，其中該些導線還包括一非整合型電源線，位於該第一整合型電源線的一側。
3. 如請求項1所述之柔性扁平排線，其中該導線包括一第二整合型電源線，該第二整合型電源線的寬度大於該第一整合型電源線的寬度。
4. 如請求項3所述之柔性扁平排線，其中二個相鄰的該信號線之間具有一間距，其中該第二整合型電源線的寬度等於該信號線的三倍寬度加上兩倍的該間距。
5. 如請求項1所述之柔性扁平排線，其中該輸出入連接器的該些端子的數量大於該些導線的數量。
6. 如請求項1所述之柔性扁平排線，其中該柔性扁平排線的腳位配置以該些導線的中間分為二半邊，上述二半邊的腳位配置呈對稱的分佈。
7. 如請求項1所述之柔性扁平排線，其中所有的該接地線平均分佈於二半邊。
8. 如請求項1所述之柔性扁平排線，其中所有的所述多個信號線中關於差分信號的信號線位於最靠近中間的兩個所述接地線的外側。
9. 如請求項1所述之柔性扁平排線，其中每對該信號線的兩側各設有一個該接地線。