信号传输单元

技术领域

本发明有关于一种传输单元，尤指一种用来传输一组高频差动信号(highfrequency differential mode signals)的信号传输单元。

背景技术

一般来说，高频电子信号通常是以两条导体传输一组电子信号，其中，若两条导体所传的信号是没有相位差者，称为共模电子信号(common mode signals)，若两导体上的信号具有180度相位差者，称为差模电子信号(differential mode signals)。

一条用来传输高频信号的线缆通常同时传输多组电子信号，此时每一组电子信号的传输路径通常称为一个通道，因此一个通道是用来传输高频电子信号的一个单元。

以一条符合QSFP DD(Quad Small Form Factor Pluggable-Double Density)800G标准规范的线缆而言，一条线缆包含八个可以传输差动模式(differential mode)的通道，使每个通道可以传输频率高达100G的信号。

为了使单一通道的两导体保持稳定的间距，通常会以绝缘材料或绝缘体间隔开该两导体。业界所称“单芯线”(single core wire)指的是每一导体各自被绝缘体包覆，再通过适当手段固定该两单芯线相对位置，借以形成单一信号通道。然而，另一种“多芯线”(dual core wire)指的是同一通道内的多数导体被同一绝缘体包覆，通过该绝缘体使该多数导体保持稳定间距。如前述，通常每一通道是以两导体作为传递电子信号的媒介，因此“多芯线”又称为“双芯线”。

上述“芯线”一词指的是披覆有绝缘材料的导线。此处主要是针对双芯线举例，因此如未特别说明，“芯线”一词指的是披覆有绝缘材料且属于同一电子信号传输通道的一对导线。

由于高频电子信号对电磁波干扰非常敏感，因此在芯线外通常会在绝缘材料表面再披覆金属薄膜作为屏蔽层，借此隔离绝缘材料内、外的电磁波交互干扰。该金属薄膜披覆于芯线外有两种方式，一种是将金属薄膜螺旋缠绕于该芯线外表，称为雪茄式包法或绕包法；另一种是沿芯线纵长方向一次性环绕包覆，称为香烟式包法或纵包法。不论是雪茄式包法或香烟式包法，为避免线缆在弯折时迫使金属薄膜移位导致电磁波屏蔽出现破损，在金属薄膜缠绕或环绕的过程中都使金属薄膜层叠。

另外，由于金属薄膜在极低厚度的情况下，例如0.002毫米厚的铝箔或铜箔自身的机械强度非常脆弱，难以应用在实际生产或收纳，因此实务上的铝箔或铜箔是贴附在一层具可挠性的高分子聚合物薄膜上，例如0.015毫米厚的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，才能收纳或生产可供工业应用的金属薄膜。

然而，即便环绕或缠绕包覆芯线的屏蔽层产生部分层叠时，两相层叠的金属薄膜间隔有高分子聚合物薄膜，高分子聚合物薄膜自身不能阻隔电磁波的传递，则电磁波能量即可沿高分子聚合物而穿透屏蔽层的保护，仍会从屏蔽层的层叠缝隙处所外溢或侵入，从而导致屏蔽层内、外电磁波相互干扰的现象发生。

由此可见，上述技术显然仍存在不便与缺陷，而有待加以进一步改良。因此，如何能有效地解决上述不便与缺陷，实属当前重要研发课题之一，也成为当前相关领域亟需改进的目标。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种信号传输单元，用以解决以上先前技术所提到的困难，意即，本发明所揭露的技术方案是为了克服先前技术中层叠的金属箔膜所形成的电磁波屏蔽泄漏。

依据本发明的一实施例中，一种信号传输单元包含芯线、金属屏蔽层、至少一遮蔽导体与绝缘束带。芯线包含一对导线及绝缘体。这一对导线彼此分离并沿纵向延伸，绝缘体至少位于这一对导线之间。金属屏蔽层包含彼此完全分离的第一屏蔽部及第二屏蔽部，第一屏蔽部与第二屏蔽部分别披覆于芯线的绝缘体的表面上，且第一屏蔽部与第二屏蔽部之间相隔出二狭缝部。些二狭缝部分别配置于芯线相互远离的两侧。遮蔽导体紧密覆盖些二狭缝部。绝缘束带环绕地包覆金属屏蔽层与遮蔽导体。

依据本发明一或复数个实施例，在上述的信号传输单元中，第一屏蔽部与绝缘体之间以及第二屏蔽部与绝缘体之间的适当位置处分别具有中空气隙。

依据本发明一或复数个实施例，在上述的信号传输单元中，此一对导线分别用以传输一组差动电子信号。

依据本发明一或复数个实施例，在上述的信号传输单元中，遮蔽导体包含二遮蔽导体。二遮蔽导体彼此分离，且分别位于芯线的两相对侧。每个遮蔽导体覆盖其中一狭缝部。

依据本发明一或复数个实施例，在上述的信号传输单元中，每个遮蔽导体为金属箔贴带、导电线材及接地端子其中之一。

依据本发明一或复数个实施例，在上述的信号传输单元中，芯线的绝缘体还包含二沟槽。二沟槽分别位于芯线的绝缘体的两相对长侧。其中一狭缝部及其中一遮蔽导体皆位于其中一沟槽内。

依据本发明一或复数个实施例，在上述的信号传输单元中，第一屏蔽部为粘着于芯线的绝缘体的表面的上部分的金属箔贴带，且第二屏蔽部为粘着于芯线的绝缘体的表面的下部分的金属箔贴带。

依据本发明一或复数个实施例，在上述的信号传输单元中，第一屏蔽部一体成型于芯线的绝缘体的表面的上部分，第二屏蔽部一体成型于芯线的绝缘体的表面的下部分。

依据本发明的一实施例中，一种信号传输单元包含芯线、金属屏蔽层、至少一遮蔽导体与绝缘束带。芯线包含绝缘体及二导线。些二导线分别沿纵向延伸，绝缘体至少位于这二导线之间。金属屏蔽层围绕绝缘体，包含彼此完全分离的二狭缝部。些二狭缝部分别配置于芯线相互远离的两侧。每个狭缝部的长轴方向平行绝缘体的长轴方向。绝缘束带环绕金属屏蔽层及遮蔽导体，并将遮蔽导体盖合于二狭缝部上。

依据本发明一或复数个实施例，在上述的信号传输单元中，二导线分别用以传输一组差动电子信号。

依据本发明一或复数个实施例，在上述的信号传输单元中，金属屏蔽层包含第一屏蔽部及第二屏蔽部。第一屏蔽部与第二屏蔽部相对地披覆于绝缘体的表面上，且每个狭缝部为由绝缘体、第一屏蔽部、第二屏蔽部及遮蔽导体所共同定义出的气隙空间。

依据本发明一或复数个实施例，在上述的信号传输单元中，第一屏蔽部与绝缘体之间以及第二屏蔽部与绝缘体之间的适当位置处分别留有中空气隙。

依据本发明一或复数个实施例，在上述的信号传输单元中，遮蔽导体包含二遮蔽导体。二遮蔽导体彼此分离，且分别位于绝缘体的两相对侧。每个遮蔽导体覆盖其中一狭缝部。

依据本发明一或复数个实施例，在上述的信号传输单元中，每个遮蔽导体为金属箔贴带、导电线材及接地端子其中之一。

依据本发明一或复数个实施例，在上述的信号传输单元中，绝缘体还包含二沟槽，此些沟槽分别位于绝缘体的两相对长侧。其中一狭缝部及其中一遮蔽导体皆位于其中一沟槽内。

依据本发明一或复数个实施例，在上述的信号传输单元中，第一屏蔽部为粘着于绝缘体的表面的上部分的金属箔贴带，且第二屏蔽部为粘着于绝缘体的表面的下部分的金属箔贴带。

依据本发明一或复数个实施例，在上述的信号传输单元中，第一屏蔽部一体成型于绝缘体的表面的上部分，第二屏蔽部一体成型于绝缘体的表面的下部分。

如此，通过以上实施例的所述架构，本发明的信号传输单元能够阻挡高频电磁波能量从屏蔽层的层叠缝隙所外溢或侵入，借此抑制或至少降低信号传输单元内外的电磁波相互干扰的现象发生。

以上所述仅用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段及产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1为本发明一实施例的信号传输单元的立体剖视图。

图2为图1的信号传输单元的局部侧视图。

图3为本发明一实施例的信号传输单元的立体剖视图。

图4为本发明一实施例的信号传输单元的立体剖视图。

图5为本发明一实施例的信号传输单元的横向剖视图。

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的复数个实施例，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明各实施例中，实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。

图1为本发明一实施例的信号传输单元10的立体剖视图。图2为图1的信号传输单元10的局部侧视图，其中图2为朝Y轴方向观察图1的信号传输单元10且透视其绝缘束带400所显示的内部特征。

如图1与图2所述，在本实施例中，信号传输单元10包含芯线100、金属屏蔽层200、二遮蔽导体300与绝缘束带400。芯线100沿纵向(例如信号传输单元10的延伸方向，如X轴方向)延伸。金属屏蔽层200包含第一屏蔽部210及第二屏蔽部220。第一屏蔽部210披覆于芯线100的表面101的上部分，且于芯线100上沿所述纵向(如X轴方向)延伸。第二屏蔽部220披覆于芯线100的表面101的下部分，且于芯线100上沿所述纵向(如X轴方向)延伸。第一屏蔽部210及第二屏蔽部220彼此不相重叠且完全分离，使得第一屏蔽部210与第二屏蔽部220之间分别相隔出二狭缝部500。这些遮蔽导体300彼此分离且分别位于芯线100的两相对长侧边。每个遮蔽导体300位于对应的狭缝部500之外，且同时紧密覆盖第一屏蔽部210、第二屏蔽部220及此狭缝部500。绝缘束带400环绕地包覆金属屏蔽层200与遮蔽导体300。如此，芯线100、金属屏蔽层200、遮蔽导体300与绝缘束带400沿正交纵向(如X轴方向)的横向(如Y轴方向)依序排列。

更详细地，第一屏蔽部210的一长侧与第二屏蔽部220的一长侧相互面对，且此些长侧之间定义出其中一狭缝部500，且第一屏蔽部210的另一长侧与第二屏蔽部220的另一长侧相互面对，且此些另一长侧之间定义出另一狭缝部500。这些狭缝部500相对配置，例如这些狭缝部500分别配置于芯线100的两相对侧。每个狭缝部500沿所述纵向(如X轴方向)延伸。此些狭缝部500分别位于芯线100的两相对长侧边，并且每个狭缝部500的长轴方向(如X轴方向)平行芯线100的长轴方向(如X轴方向)。每个狭缝部500直接连接芯线100，换句话说，每个狭缝部500直接外露出芯线100的部分表面101。

更具体地，在本实施例中，芯线100包含一对(即二个)导线(或导体)110及至少位于此二导线110之间的绝缘体120。此二导线110彼此分离，分别沿所述纵向(如X轴方向)延伸，并且被绝缘体120所包覆其中。须了解到，在本实施例中，上述芯线100的表面101即为绝缘体120围绕此二导线110所完成的表面。每个狭缝部500直接外露出芯线100的绝缘体120的一部分。绝缘体120的横截面呈8字形，且第一屏蔽部210与绝缘体120之间(即8字形一侧的凹陷部)以及第二屏蔽部220与绝缘体120(即8字形另侧的凹陷部)之间的适当位置处皆为中空气隙140。须了解到，由于空气的介电系数是1，为具相当经济效益的低介电系数材料，上述元件之间保持有中空气隙140不仅可降低整体的介电系数，更为了避免信号传输单元10的线缆硬度过大，提高线缆的可挠性特性。

举例来说，此二导线110是共同传输一组差动电子信号；导线110的横截面呈圆形或椭圆形；导线110例如由包含铜或银材质等高导电率材料制成；或/及绝缘体120例如由聚烯烃之类的绝缘聚合物材料制成，然而，本发明不限于上述描述。须了解到，本实施例所述的导线(或导体)指的是单一个传输电子信号的导线(或导体)，然而，其他实施例中，由多个独立的导线(或导体)不隔离地紧密依靠并缠绞在一起，也整体视为一个导体。

须了解到，在本实施例中，上述绝缘体120是通过一种使绝缘材料在高温(相对于室温)熔融状态下强迫液态绝缘材料通过一组模具并对其冷却至室温成形制法(例如押出成形法，extrusion或共押出成形法，co-extrusion)而成形于此二导线110上，绝缘体120不仅包裹此二导线110之外，还同时成形于此二导线110之间，从而确保此二导线110保持相对位置而不互相接触，然而，本发明不限于所述成型方式。这个绝缘材料可以是PP、PE、PVC或PTFE等含氟高分子材料，另外此绝缘材料可以具有类似海绵般的细孔，这些细孔可通过物理手段(如灌入高压气体)注入气体或化学手段(如因高温使绝缘材料部分内含成分发生化学反应)释放气体。

此外，在本实施例中，金属屏蔽层200是由两片彼此分离的金属箔贴带不重叠地贴附于芯线100的表面101(如绝缘体120的外表面)。更进一步地，第一屏蔽部210为粘着于芯线100的表面101的上部分的金属箔贴带，且第二屏蔽部220为粘着于芯线100的表面101的下部分的另一金属箔贴带。即，第一屏蔽部210与第二屏蔽部220贴附于绝缘体120的表面，只露出所述二个狭缝部500。举例来说，上述金属箔贴带例如为铜箔或铝箔贴带，然而，本发明不限于所述种类。

更具体地，第一屏蔽部210包含第一金属薄膜211(如铜箔或铝箔)与第一粘着层212(如粘着胶)。第一粘着层212位于第一金属薄膜211的一面，且粘着于芯线100的表面(例如外表面)101的上部分。第二屏蔽部220包含第二金属薄膜221(如铜箔或铝箔)与第二粘着层222(如粘着胶)。第二粘着层222位于第二金属薄膜221的一面，且粘着于芯线100的表面101的下部分。须了解到，在本实施例中，第一粘着层212位于第一金属薄膜211与芯线100之间，以及第二粘着层222位于第二金属薄膜221与芯线100之间；然而，在其他实施例中，也可反置为由第一金属薄膜211位于第一粘着层212与芯线100之间，以及第二金属薄膜221位于第二粘着层222与芯线100之间，且第一粘着层212、第二粘着层222分别粘合至绝缘束带400上。

然而，本发明不限于此。在其他实施例中，第一屏蔽部210也可能改为一体成型于芯线100的表面101的上部分，第二屏蔽部220也可能改为一体成型于芯线100的表面101的下部分。

再者，在本实施例中，每个遮蔽导体300例如为金属箔贴带310，且覆盖狭缝部500的金属箔贴带310仅局部地覆盖于第一屏蔽部210及第二屏蔽部220上，并未全面地包覆第一屏蔽部210及第二屏蔽部220。金属箔贴带310包含第三金属薄膜311(如铜箔或铝箔)及第三粘着层312(如粘着胶)。第三粘着层312直接依附于第三金属薄膜311的一面，且粘着于绝缘束带400的内表面401。实务上，第三粘着层312为具可挠性的高分子聚合物薄膜，例如为0.015毫米厚的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚丙烯(PP)。第三金属薄膜311的另面直接接触第一屏蔽部210的一部分及第二屏蔽部220的一部分，并紧密覆盖对应的狭缝部500，换句话说，每个狭缝部500为由芯线100、第一屏蔽部210、第二屏蔽部220及其中一遮蔽导体300所共同定义出的气隙空间。

须了解到，每个遮蔽导体300的一端电连接地源(ground，图中未示)，使得信号传输单元10的金属箔贴带310表面的电磁波能够随着遮蔽导体300被传导接地。

此外，在本实施例中，绝缘束带400为此实施例中的信号传输单元10最外层的束带，其作用主要是拘束信号传输单元10内各部机械性的相对位置，特别是金属箔贴带310完整披覆于芯线100的绝缘体120的外表面。本实施例的绝缘束带400为信号传输单元10外表所披覆的外绝缘层。绝缘束带400是一种工业用高分子聚合物材料做成的绝缘薄膜(例如：商品名为Kapton或Mylar等含聚对苯二甲酸乙二酯PET或聚丙烯、PP等高分子聚合物成分的胶带)或带有金属膜的绝缘层。再者，在本实施例中，绝缘束带400已与信号传输单元10的电气特性无冲击性影响，因此可以是以绕包或纵包的手段包覆其外，或双层包覆(即一层绕包一层纵包，或两层绕包或两层纵包)。由于绝缘束带400具有弹性，绝缘束带400将金属箔贴带310压迫至第一屏蔽部210及第二屏蔽部220上，从而紧密覆盖对应的狭缝部500，更有助缩小其间的层叠缝隙。然而，在其他实施例中，信号传输单元10也可能只采用单一遮蔽导体。

图3为本发明一实施例的信号传输单元11的立体剖视图。如图3所示，本实施例的信号传输单元11与上述图2的信号传输单元10大致相同，其差异在于，每个遮蔽导体为厚度D较大的狭长导体320(例如接地端子)而非金属箔贴带，狭长导体320位于金属屏蔽层200(即第一屏蔽部210及第二屏蔽部220)及绝缘束带400之间，且狭长导体320受到绝缘束带400的压力而让狭长导体320的长侧边压迫至第一屏蔽部210及第二屏蔽部220上，从而紧密覆盖对应的狭缝部500。

在本实施例中，举例来说，狭长导体320例如为导电金属材质或者至少外镀有导电金属膜，然而，本发明不限于此。

图4为本发明一实施例的信号传输单元12的立体剖视图。如图4所示，本实施例的信号传输单元12与上述图3的信号传输单元11大致相同，其差异在于，每个遮蔽导体为导电线材330(例如铜金属导线或铜合金导线)而非接地端子。导电线材330位于金属屏蔽层200(即第一屏蔽部210及第二屏蔽部220)及绝缘束带400之间，且导电线材330受到绝缘束带400的压力而压迫至第一屏蔽部210及第二屏蔽部220上，从而紧密覆盖对应的狭缝部500。须了解到，导电线材330有可能部分伸入狭缝部500内。举例来说，导电线材330例如为导电金属材质或者至少外镀有导电金属膜，然而，本发明不限于此。

图5为本发明一实施例的信号传输单元13的横向剖视图。如图5所示，本实施例的信号传输单元13与上述图4的信号传输单元12大致相同，其差异在于，芯线100还包含二沟槽130。这些沟槽130分别位于芯线100的两相对长侧，且朝其内部凹陷，且每个沟槽130的长轴方向(如X轴方向)平行狭缝部500的长轴方向(如X轴方向)。

更具体地，这些沟槽130分别形成于芯线100的绝缘体120的两相对长侧。第一屏蔽部210的两侧分别沿绝缘体120的表面轮廓而伸入对应的沟槽130内，第二屏蔽部220的两侧分别沿绝缘体120的表面轮廓而伸入对应的沟槽130内，使得其所隔出的每个狭缝部500位于其中一沟槽130内，或者位于沟槽130底面接通沟槽130的槽内空间。遮蔽导体300(如导电线材330)的一部分被容纳于此沟槽130内，从而恰好紧密覆盖对应的狭缝部500。

此外，遮蔽导体300(如导电线材330)受到绝缘束带400的压力而被压入对应的沟槽130内，从而有助将遮蔽导体300(如导电线材330)定位于沟槽130，不致产生非预期的位移。

如此，通过以上实施例的所述架构，本发明的信号传输单元能够阻挡高频电磁波能量从屏蔽层的层叠缝隙所外溢或侵入，借此抑制或至少降低信号传输单元内外的电磁波相互干扰的现象发生。

最后，上述所揭露的各实施例中，并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，皆可被保护于本发明中。因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

【符号说明】

10,11,12,13:信号传输单元

100:芯线

101:表面

110:导线

120:绝缘体

130:沟槽

140:中空气隙

200:金属屏蔽层

210:第一屏蔽部

211:第一金属薄膜

212:第一粘着层

220:第二屏蔽部

221:第二金属薄膜

222:第二粘着层

300:遮蔽导体

310:金属箔贴带

311:第三金属薄膜

312:第三粘着层

320:狭长导体

330:导电线材

400:绝缘束带

401:内表面

500:狭缝部

D:厚度

X,Y,Z:轴。