CN101651266B - 接脚配置、电连接器及电子组装件 - Google Patents

接脚配置、电连接器及电子组装件 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种接脚配置，适用于一电连接器。接脚配置包括一接脚列，其包括一对第一差动信号接脚、一对第二差动信号接脚及一位于这两对差动信号接脚之间的接地接脚。这些第一及第二差动信号接脚分别具有一表面安置段，其适于焊接至一电路板的一表面接垫。接地接脚具有一导孔穿置段，其适于焊接至电路板的一贯通导孔。

Description

接脚配置、电连接器及电子组装件
技术领域
本发明涉及一种电连接器，且特别是涉及一种电连接器的接脚配置及其电连接器与电子组装件。
背景技术
通用串行总线3.0(Universal Serial Bus 3.0；USB 3.0)是一种从USB 2.0所发展出来的信号传输规格，其传输速率可达到5G bps，而传统USB 2.0的传输速率则仅有480M bps。目前USB 3.0电连接器已确定可相容于USB 2.0电连接器，意即USB 3.0采用了与USB 2.0相同的电连接器结构，并增加了数根用来提供USB 3.0功能的接脚。因此，在基于USB 2.0的电连接器结构下，需要提出USB 3.0电连接器结构，以符合需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种接脚配置，适用于一电连接器。接脚配置包括一接脚列，其包括一对第一差动信号接脚、一对第二差动信号接脚及一位于这两对差动信号接脚之间的接地接脚。这些第一差动信号接脚及这些第二差动信号接脚分别具有一表面安置段，其适于焊接至一电路板的一表面接垫。接地接脚具有一导孔穿置段，其适于焊接至电路板的一贯通导孔。
本发明还提出一种电连接器，其包括一金属壳体、一连接该金属壳体的绝缘座体及一设于该绝缘座体上的接脚配置。接脚配置包括一接脚列，其包括一对第一差动信号接脚、一对第二差动信号接脚及一位于这两对差动信号接脚之间的接地接脚。这些第一差动信号接脚及这些第二差动信号接脚分别具有一表面安置段，其适于焊接至一电路板的一表面接垫。接地接脚具有一导孔穿置段，其适于焊接至电路板的一贯通导孔。
本发明还提出一种电子组装件，其包括一电路板及一电连接器。电路板具有多个表面接垫及多个贯通导孔。电连接器包括一金属壳体、一连接该金属壳体的绝缘座体及一设于该绝缘座体上的接脚配置。接脚配置包括一接脚列，其包括一对第一差动信号接脚、一对第二差动信号接脚及一位于这两对差动信号接脚之间的接地接脚。这些第一差动信号接脚及这些第二差动信号接脚分别具有一表面安置段，其焊接至表面接垫。接地接脚具有一导孔穿置段，其焊接至贯通导孔。
基于上述，本发明将电连接器的某些对关键的差动信号引脚，以表面安置的方式焊接至电路板的表面接垫，故可避免影响关键信号的传输，并维持高速信号通道的品质。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1及图2分别绘示本发明一实施例的一种USB 3.0电连接器组装至电路板的前后；
图3及图4分别绘示本发明另一实施例的一种USB 3.0电连接器组装至电路板的前后；
图5绘示图2及图4的安装至电路板的电连接器其USB 3.0差动模式的效能比较。
主要元件符号说明
7：电路板                    7b：贯通导孔
8：电路板                    8a1：表面接垫
8a2：表面接垫                8b1：贯通导孔
8b2：贯通导孔                8b3：贯通导孔
8b4：贯通导孔                70：电连接器
72：金属壳体                 74：绝缘座体
80：电连接器                 82：金属壳体
84：绝缘座体                 700：接脚配置
710：接脚列                  720：接脚列
712：差动信号接脚            714：差动信号接脚
716：接地接脚                720：接脚列
722：接地接脚                724：电源接脚
726：差动信号接脚            800：接脚配置
810：接脚列                  820：接脚列
812：差动信号接脚            812a：表面安置段
814：差动信号接脚            814a：表面安置段
816：接地接脚                816a：导孔穿置段
820：接脚列                  822：接地接脚
822a：导孔穿置段             824：电源接脚
824a：导孔穿置段             826：差动信号接脚
826a：导孔穿置段
具体实施方式
图1及图2分别绘示本发明一实施例的一种USB 3.0电连接器组装至电路板的前后。本实施例的一种电连接器70适于焊接至一电路板7，并与电路板7构成了一电子组装体(electric assembly)。
电连接器70包括一金属壳体72、一连接金属壳体72的绝缘座体74及一设于绝缘座体74上的接脚配置700，而接脚配置700包括一接脚列710及另一与接脚列710相并排的接脚列720。
接脚列710包括一对差动信号接脚712、另一对差动信号接脚714及一位于这两对差动信号接脚712及714之间的接地接脚716。在本实施例中，这对差动信号接脚712为USB 3.0架构中的一对传送差动信号接脚Tx +及Tx -，而另一对差动信号接脚714为USB 3.0架构中的一对接收差动信号接脚Rx +及Rx -。
接脚列720包括一接地接脚722、一电源接脚724及一对位于接地接脚722及电源接脚724之间的差动信号接脚726。在本实施例中，这对差动信号接脚726为USB 3.0架构中支援USB 1.0架构或USB 2.0架构的一对传送/接收差动信号接脚D+及D-。
在USB 3.0架构中，传送差动信号接脚(Tx +及Tx -)与接收差动信号接脚(Rx +及Rx -)为一全双功传输模式，亦即信号的传送或接收可以直接进行。另外，传送/接收差动信号接脚(D+及D-)为一半双功传输模式，亦即信号的传送或接收只能择一进行。意即，当进行数据传送时，就无法进行数据接收，而当进行数据接收时，就无法进行数据传送。
为了确保电连接器70能稳固地安装在电路板7上，前述所有的接脚都以导孔穿置的方式焊接至电路板7的贯通导孔7b。此外，为了预防连接于两不同金属层之间的贯通导孔(through via)引起寄生特性(the parasitics)而影响信号传播(signal propagation)的效能，USB 3.0的高速信号(Tx +及Tx -和Rx +及Rx -)通常分布在电路板7的表面金属层。
图3及图4分别绘示本发明另一实施例的一种USB 3.0电连接器组装至电路板的前后。请参考图3及图4，本实施例的一种电连接器80适于焊接至一电路板8，并与电路板8构成了一电子组装体。
电连接器80包括一金属壳体82、一连接金属壳体82内的绝缘座体84及一设于绝缘座体84上的接脚配置800，而接脚配置800包括一接脚列810及另一与接脚列810相并排的接脚列820。
接脚列810包括一对差动信号接脚812、另一对差动信号接脚814及一位于这两对差动信号接脚812及814之间的接地接脚816。在本实施例中，这对差动信号接脚812为USB 3.0架构中的一对传送差动信号接脚Tx +及Tx -，而另一对差动信号接脚814为USB 3.0架构中的一对接收差动信号接脚Rx +及Rx -。
这对差动信号接脚812分别具有一表面安置段812a，其适于焊接至电路板8的表面接垫8a1，这对差动信号接脚814分别具有一表面安置段814a，其也适于焊接至电路板8的表面接垫8a2。接地接脚816具有一导孔穿置段816a，其适于焊接至电路板8的一贯通导孔8b1。
接脚列820包括一接地接脚822、一电源接脚824(例如：Vcc)及一对位于接地接脚822及电源接脚824之间的差动信号接脚826。在本实施例中，这对差动信号接脚826为USB 3.0架构中支援USB 1.0架构或USB 2.0架构的一对传送/接收差动信号接脚D+及D-。此外，接地接脚822靠近另一对差动信号接脚814(例如：接收差动信号接脚Rx +及Rx -)并排配置，而电源接脚824靠近另一对差动信号接脚812(例如：传送差动信号接脚Tx +及Tx -)并排配置。
接地接脚822具有一导孔穿置段822a，其适于焊接至电路板8的一贯通导孔8b2，电源接脚824具有一导孔穿置段824a，其适于焊接至电路板8的一贯通导孔8b3，而这对第三差动信号接脚826分别具有一导孔穿置段826a，其适于焊接至电路板8的一贯通导孔8b4。
图5绘示图2及图4的安装至电路板的电连接器其USB 3.0差动模式的效能比较。请参考图5，由于USB 3.0的信号速度达到5Gbps，所以对应的时钟脉冲为2.5GHz。最好考虑将通道效能提升到三倍频率范围，即7.5GHz。
从USB 3.0差动模式的响应比较来看，图4的以表面安置方式焊接至电路板的差动信号接脚的差动返回耗损(differential return loss)Sdd11_smd具有较大的频宽，而图2的以导孔穿置方式焊接至电路板的差动信号接脚的差动返回耗损Sdd11_org具有较小的频宽。
随着返回耗损的显著改善，相比较于图2的既有结构的差动介入耗损(differential insertion loss)Sdd12_org，图4的本实施例的差动介入耗损Sdd12_smd也有所提升，特别是在较高频的范围。此外，改善后的介入耗损Sdd12_smd的响应跳动效应(response ringing effect)更小于原有的差动介入耗损Sdd12_org。
由上可知，对于信号传播而言，图4相比较于图2提供了一个较好的信号通道。这个原因可能在于，图2的电连接器结构其两对差动信号接脚712及714(参照图1)的位于电路板7内及突出于电路板7下方的部分会引起较大的寄生电容(parasitic capacitance)，并在较高频率引起响应，如此会对信号通道的品质造成影响，并衰减所传播的信号。
综上所述，本发明将电连接器的某些对关键的差动信号引脚，以表面安置的方式焊接至电路板的表面接垫，故可避免影响关键信号的传输，并维持高速信号通道的品质。
除此之外，本发明改变了电连接器的某些对关键的差动信号接脚的形状，以使其可焊接至电路板的表面接垫，因此电连接器的其他元件仍可沿用既有的USB 3.0电连接器，因而节省了电连接器的开发成本。
虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种接脚配置，适用于电连接器，该接脚配置包括：第一接脚列，该第一接脚列包括：
一对第一差动信号接脚；
一对第二差动信号接脚；以及
第一接地接脚，位于该两对差动信号接脚之间，
其中该对第一差动信号接脚及该对第二差动信号接脚分别具有表面安置段，其适于焊接至一电路板的表面接垫，而该第一接地接脚具有一导孔穿置段，其适于焊接至该电路板的一贯通导孔。
2.如权利要求1所述的接脚配置，其中该对第一差动信号接脚为通用串行总线3.0架构中的一对传送差动信号接脚Tx +及Tx -，而该对第二差动信号接脚为USB 3.0架构中的一对接收差动信号接脚Rx +及Rx -。
3.如权利要求1所述的接脚配置，还包括：第二接脚列，其与该第一接脚列并排，该第二接脚列包括：
第二接地接脚；
电源接脚；以及
一对第三差动信号接脚，位于该第二接地接脚及该电源接脚之间，
其中该第二接地接脚、该电源接脚及该对第三差动信号接脚分别具有另一导孔穿置段，其适于焊接至该电路板的另一贯通导孔。
4.如权利要求3所述的接脚配置，其中该对第三差动信号接脚为USB3.0架构中支援USB 1.0架构或USB 2.0架构的一对传送/接收差动信号接脚D+及D-。
5.如权利要求3所述的接脚配置，其中该对第一差动信号接脚为USB3.0架构中的一对传送差动信号接脚Tx +及Tx -，而该电源接脚靠近该对传送差动信号接脚Tx +及Tx -并排配置。
6.如权利要求3所述的接脚配置，其中该对第二差动信号接脚为USB3.0架构中的一对接收差动信号接脚Rx +及Rx -，且该第二接地接脚靠近该对接收差动信号接脚Rx +及Rx -并排配置。
7.一种电连接器，包括：
金属壳体；
绝缘座体，连接该金属壳体；以及
接脚配置，设于该绝缘座体上，该接脚配置包括：
第一接脚列，包括：
一对第一差动信号接脚；
一对第二差动信号接脚；以及
第一接地接脚，位于该两对差动信号接脚之间，
其中该些第一差动信号接脚及该些第二差动信号接脚分别具有表面安置段，其适于焊接至一电路板的表面接垫，而该第一接地接脚具有一导孔穿置段，其适于焊接至该电路板的一贯通导孔。
8.如权利要求7所述的电连接器，其中该接脚配置还包括：
第二接脚列，与该第一接脚列并排，该第二接脚列包括：
第二接地接脚；
电源接脚；以及
一对第三差动信号接脚，位于该第二接地接脚及该电源接脚之间，
其中该第二接地接脚、该电源接脚及该对第三差动信号接脚分别具有另一导孔穿置段，其适于焊接至该电路板的另一贯通导孔。
9.一种电子组装件，包括：
电路板，具有多个表面接垫及多个贯通导孔；以及
电连接器，包括：
金属壳体；
绝缘座体，连接该金属壳体；以及
接脚配置，设于该绝缘座体上，该接脚配置包括：
第一接脚列，包括：
一对第一差动信号接脚；
一对第二差动信号接脚；以及
第一接地接脚，位于该两对差动信号接脚之间，
其中该些第一差动信号接脚及该些第二差动信号接脚分别具有表面安置段，其焊接至该表面接垫，而该第一接地接脚具有一导孔穿置段，其焊接至该贯通导孔。
10.如权利要求9所述的电子组装件，其中该接脚配置还包括：
第二接脚列，与该第一接脚列并排，该第二接脚列包括：
第二接地接脚；
电源接脚；以及
一对第三差动信号接脚，位于该第二接地接脚及该电源接脚之间，
其中该第二接地接脚、该电源接脚及该对第三差动信号接脚分别具有另一导孔穿置段，其适于焊接至该电路板的另一贯通导孔。
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