CN102013582A - 防高频讯号干扰的插头连接器 - Google Patents

Abstract

一种防高频讯号干扰的插头连接器，包含：一绝缘本体；一端子固定座，系组合设置在绝缘本体上；复数第一端子，设置在绝缘本体上，分别具有一固定段、一焊接段以及一电性接触段；复数第二端子，设置在端子固定座上，分别具有一固定段、一焊接段以及一电性接触段；一屏蔽外壳，系包覆绝缘本体；其中，所有第一端子与第二端子的焊接段排列为一横列，并且改变焊接段的排列方式；藉此，可降低端子传输讯号时的交互干扰。

Description

防高频讯号干扰的插头连接器

【技术领域】

本发明属于一种连接器，尤其指一种防高频讯号干扰的插头连接器，其透过部分端子之间相互交错，令焊接脚以特定方式排列，进而增进高频讯号传输的稳定性。

【先前技术】

通用序列总线(Universal Serial Bus，USB)连接器具有随插随用以及高传输速度的便利特性，已普及于各式各样电子装置多年，亦可说是目前各类电子装置上的基本零件。

目前由USB协会(USB Implementer Forum Inc.，USB-IF)所制定的USB 2.0传输协议是USB连接器的基本规格，而USB协会即将完成具有更高传输速度的USB3.0传输协议以便应付日益庞大的数据传输需求。USB3.0连接器除了可向下兼容USB2.0连接器之外，更能提供高达5Gbps的高速传输作业，在此传输规格之下，能够允许更多原本须内建于计算机的装置或是适配卡成为外接式外围装置。

然而，由于USB3.0连接器具有两列端子来执行USB2.0以及3.0的传输协议，其不仅结构复杂而导致模具开发成本高、组装困难等问题，更容易因高频讯号传输端子之间的互相干扰而导致讯号传输失败。

因此USB3.0连接器的设计难度均高于目前现有的各类连接器。

【发明内容】

本发明人有鉴于目前USB3.0连接器具有两列端子而造成结构复杂与高频干扰等难题，改良其不足与缺失，进而创作出一种防高频讯号干扰的插头连接器。

本发明主要目的是提供一种防高频讯号干扰的插头连接器，其透过部分端子之间相互交错，令焊接脚以特定方式排列，进而增进高频讯号传输的稳定性。

为达上述目的，是令前述防高频讯号干扰的插头连接器包含有：

一绝缘本体；

一端子固定座，是与绝缘本体相互独立，且组合设置在绝缘本体上；

复数第一端子，贯穿设置在绝缘本体上，各第一端子具有一固定段、一焊接段以及一电性接触段，该固定段是固定在绝缘本体内，该焊接段是自固定段向下突伸出绝缘本体后端之外，该电性接触段是自固定段向前突伸出；

复数第二端子，贯穿设置在端子固定座上，各第二端子具有一固定段、一焊接段以及一电性接触段，该固定段是固定在端子固定座内，该焊接段是自固定段向下突伸出端子固定座后端之外，该电性接触段是自固定段向前突伸出；以及

一屏蔽外壳，包覆绝缘本体、端子固定座、第一端子以及第二端子，在屏蔽外壳上形成有一容置空间以作为插接口；

其中，第一端子至少具有一对USB2.0讯号端子；第二端子至少具有一对讯号接收端子以及一对讯号传送端子；所有第一端子与第二端子的焊接段排列为一横列；该对讯号传送端子的焊接段与该对USB2.0讯号端子的焊接段之间安插有至少一非为讯号传输用途的第一端子的焊接段；该对讯号接收端子的焊接段与该对USB2.0讯号端子的焊接段之间安插有至少一非为讯号传输用途的第一或第二端子的焊接段。

藉由上述技术手段，第一与第二端子的各对讯号传输(含传送或是接收)端子的焊接段之间均安插有非讯号传输用途的接地或是电源端子的焊接段，藉此可降低不同对讯号传输端子之间高频讯号交互干扰(Cross-talk)的问题。此外，绝缘本体与端子固定座是互为独立的两个零件，因各自零件以各自的模具配合射出成型方法来分别与第一端子以及第二端子结合，最后再将两零件组合；相较于传统只用单一模具制造出单一绝缘本体来组合所有端子的连接器，本发明能够降低模具开发的难度，减少射出成型时因为模具过度复杂而导致熔融塑料原料无法顺利填满模具，最后导致成品失败等问题。

前述第一端子分别编列为5、6、7、8、9号端子，并分别依序定义为超高速负讯号接收端子、超高速正讯号接收端子、讯号接地端子、超高速负讯号传送端子、超高速正讯号传送端子；第二端子分别编列为4、3、2、1号端子，并分别依序定义为电源接地端子、正讯号端子、负讯号端子、电源端子；第一端子与第二端子的所有焊接段排列为一横列，且所有焊接段由左到右所分别对应5、6、4、7、3、2、1、8、9号端子。

前述插头连接器为一A型USB3.0插头连接器，第一端子可依据USB2.0传输协议而传输讯号，第二端子可配合第一端子并依据USB3.0传输协议而传输讯号。

前述第一端子中的1、3、4号端子的各固定段上分别形成有一弯曲段；第二端子中的6、7、8号端子的各固定段上分别有一弯曲段；1号端子与8号端子透过彼此的弯曲段而呈X形交错状态；3号端子与7号端子透过彼此的弯曲段而呈X形交错状态；4号端子与6号端子透过彼此的弯曲段而呈X形交错状态。

前述绝缘本体具有一基座以及一舌片，该舌片自基座上向前突伸出；该端子固定座具有一固定块以及一延伸片，该延伸片自固定块上向后突伸出；各第一端子的焊接段自绝缘本体的基座后端穿出，且其电性接触段固定在舌片上；各第二端子的焊接段自端子固定座的延伸片后端穿出，且其电性接触段位于绝缘本体舌片上。

前述绝缘本体基座上形成有一组装槽；端子固定座固定块设置在组装槽内。

前述绝缘本体基座上形成有一定位槽；端子固定座延伸片设置在定位槽内。

前述基座定位槽内壁上形成复数第一啮合组件；该延伸片底面形成有复数第二啮合组件以与定位槽内的啮合组件相结合。

前述第一啮合组件为复数凹槽与突块；前述第二啮合组件为复数缺槽与凸部而与分别相对应突块与凹槽相结合。

前述端子固定座延伸片上方向上突伸有一定位突块；屏蔽外壳具有一顶板、二侧板以及一底板，在顶板靠后端处形成有一定位开槽以收容该定位突块。

前述所有焊接段为表面黏着技术型焊接段而呈L形。

前述所有焊接段为穿孔型焊接段而呈直线形。

前述绝缘本体基座向下突伸有复数固定柱。

前述复数第一端子透过射出成型方式设置在绝缘本体上。

前述复数第二端子透过射出成型方式设置在端子固定座上。

【图式说明】

图1是本发明立体外观图。

图2是本发明省略屏蔽外壳的立体外观图。

图3是本发明立体外观分解图。

图4是本发明另一立体外观分解图。

图5是本发明省略外壳的立体局部分解图。

图6A是本发明的SMT型端子立体外观图。

图6B是本发明的THE型端子立体外观图。

图7是本发明接续第六A图的俯视图。

图8是本发明SMT型插头连接器实施例进行传输讯号时的阻抗-时间曲线图。

图9是本发明THE型插头连接器实施例进行传输讯号时的阻抗-时间曲线图。

【实施方式】

请参照图1到图4，本发明防高频讯号干扰的插头连接器可为A型USB3.0插头连接器，并且包含有：一绝缘本体(10)、一端子固定座(20)、复数第一端子(30)、复数第二端子(40)以及一屏蔽外壳(50)。

请进一步参照图5，该绝缘本体(10)具有一基座(11)以及一舌片(12)，该舌片(12)自基座(11)上向前突伸出。

该端子固定座(20)与绝缘本体(10)相互独立，且组合设置在绝缘本体(10)上。该端子固定座(20)具有一固定块(21)以及一延伸片(22)，该延伸片(22)自固定块(21)上向后突伸出。

该复数第一端子(30)可透过射出成型方式贯穿设置在绝缘本体(10)上，各第一端子(30)具有一固定段(31)、一焊接段(32)以及一电性接触段(33)。该固定段(31)系固定在绝缘本体(10)内。该焊接段(32)系自固定段(31)向下突伸出绝缘本体(10)基座(11)后端之外。该电性接触段(33)系自固定段(31)向前突伸出而固定在舌片(12)上。此外，第一端子(30)可依据USB2.0传输协议而传输讯号。

该复数第二端子(40)可透过射出成型方式贯穿设置在端子固定座(20)上，各第二端子(40)具有一固定段(41)、一焊接段(42)以及一电性接触段(43)。该固定段(41)系固定在端子固定座(20)内。该焊接段(42)系自固定段(41)向下突伸出端子固定座(20)的延伸片(22)后端之外。该电性接触段(43)系自固定段(41)向前突伸出且位于绝缘本体(10)舌片(12)上。此外，第二端子(40)可配合第一端子(30)并依据USB3.0传输协议而传输讯号。

该屏蔽外壳(50)包覆绝缘本体(10)、端子固定座(20)、第一端子(30)以及第二端子(40)，在屏蔽外壳(50)上形成有一容置空间(500)以作为插接口而与相对应的插座连接器相互插接。此外，屏蔽外壳(50)具有一顶板(51)、二侧板(52)以及一底板(53)。

其中，第一端子(30)至少具有一对USB2.0讯号端子；第二端子(40)至少具有一对讯号接收端子以及一对讯号传送端子；所有第一端子(30)与第二端子(40)的焊接段(32)(42)排列为一横列；该对讯号传送端子的焊接段(42)与该对USB2.0讯号端子的焊接段(32)之间安插有至少一非为讯号传输用途的第一端子(40)(例如接地端子或是电源端子)的焊接段(42)；该对讯号接收端子的焊接段(42)与该对USB2.0讯号端子的焊接段(42)之间安插有至少一非为讯号传输用途的第一或第二端子(30)(40)(例如接地端子或是电源端子)的焊接段(32)(42)。

于较佳实施例之中，前述第一端子(30)分别编列为5、6、7、8、9号端子(5)(6)(7)(8)(9)，并分别依序定义为超高速负讯号接收端子(即为前述的讯号接收端子)、超高速正讯号接收端子(即为前述的讯号接收端子)、讯号接地端子(非讯号传输用途)、超高速负讯号传送端子(即为前述的讯号传送端子)、超高速正讯号传送端子(即为前述的讯号传送端子)。第二端子(40)分别编列为4、3、2、1号端子(4)(3)(2)(1)，并分别依序定义为电源接地端子(非讯号传输用途)、正讯号端子(即为前述的USB2.0讯号端子)、负讯号端子(即为前述的USB2.0讯号端子)、电源端子(非讯号传输用途)。第一端子(30)与第二端子(40)的所有焊接段(32)(42)排列为一横列，且所有焊接段(32)(42)由左到右所分别对应5、6、4、7、3、2、1、8、9号端子(5)(6)(4)(7)(3)(2)(1)(8)(9)。

以下表A为根据USB协会所制定的「USB3.0规格书修订版1.0」(USB3.0Specification，Revision 1.0)的5.3.1.2节内容的A型USB3.0连接器端子定义(规格书可参见USB协会官方网站http://www.usb.org/home)。藉此能突显本发明的特点。其中表A中由上而下所列的端子顺序乃实际上本发明独创的由左到右的「端子焊接段(32)(42)」排列顺序。因此，上述第一端子(30)与第二端子(40)的定义可参照此表。

请进一步参照图6A与图7，于较佳实施例中，第一端子(30)中的1、3、4号端子(1)(3)(4)的各固定段(31)上分别形成有一呈Z形的弯曲段(310)；第二端子(40)中的6、7、8号端子(6)(7)(8)的各固定段(41)上分别有一呈Z形的弯曲段(410)；1号端子与8号端子(1)(8)透过彼此的弯曲段(310)(410)而呈X形相互交错状态；3号端子与7号端子(3)(7)透过彼此的弯曲段(310)(410)而呈X形相互交错状态；4号端子与6号端子(4)(6)透过彼此的弯曲段(310)(410)而呈形相互交错状态。透过上述弯曲段(310)(410)的结构可令端子(30)(40)焊接段(32)(42)位置改变而达到本发明的焊接段(32)(42)配置状态。

请参照图6A，于一实施例之中，所有焊接段(32)(42)为表面黏着技术型(Surface Mount Technology，SMT)焊接段而呈L形。

请参照图6B，于另一实施例之中，所有第一与第二端子(30a)(40a)的焊接段(32a)(42a)为穿孔型(Through Hole Technology，THE)焊接段而呈直线形。

于较佳实施例之中，绝缘本体(10)基座(11)上形成有一组装槽(111)；端子固定座(20)固定块(21)设置在组装槽(111)内。

于较佳实施例之中，绝缘本体(10)基座(11)上形成有一定位槽(113)；端子固定座(20)延伸片(22)设置在定位槽(113)内。

于较佳实施例之中，绝缘本体(10)基座(11)定位槽(113)内壁上形成复数第一啮合组件；端子固定座(20)延伸片(22)底面形成有复数第二啮合组件以与定位槽(113)内的第一啮合组件相结合。

于较佳实施例之中，第一啮合组件为复数凹槽(115a)与突块(115)；前述第二啮合组件为复数缺槽(225)与凸部(225a)而与分别相对应突块(115)与凹槽(115a)相结合。

于较佳实施例之中，端子固定座(20)延伸片(22)上方向上突伸有一定位突块(23)；屏蔽外壳(50)顶板(51)靠后端处形成有一定位开槽(513)以收容该定位突块(23)，藉此达成屏蔽外壳(50)与端子固定座(20)的定位。

于较佳实施例之中，绝缘本体(10)基座(11)上形成有复数定位缺口(112)以分别容纳第二端子(40)。

于较佳实施例之中，绝缘本体(10)基座(11)向下突伸有复数固定柱(116)以便与相对应的电路板或者是固定板相互组装。

请参照图8，是本发明SMT型插头连接器实施例进行传输讯号时的阻抗-时间曲线图，其中，纵轴为阻抗，其单位为奥姆(ohm)，横轴为时间，其单位为10-12秒(Pico-second，PS)。由第八图可知，本发明最高阻抗与最低阻抗分别为101.4奥姆以及80.55奥姆。而根据前述规格书所规定的阻抗上、下限分别为105奥姆与75奥姆。由上述可知，本发明插头连接器在运作时阻抗能稳定地维持在规格书所规范的阻抗波动范围内，藉此可有效维持稳定的讯号传输。

请参照图9，系本发明THE型插头连接器实施例进行传输讯号时的阻抗-时间曲线图。由图9可知，本发明最高阻抗与最低阻抗分别为98奥姆以及82.5奥姆。因此本发明插头连接器在运作时阻抗能稳定地维持在规格书所规范的阻抗波动范围内，藉此可有效维持稳定的讯号传输。

藉由上述技术手段，本发明具有下列优点：

1.第一与第二端子(30)(30a)(40)(40a)的各对讯号传输(含传送或是接收)端子(2)(3)(5)(6)(8)(9)的焊接段(32)(42)之间均安插有非讯号传输用途的接地或是电源端子(1)(4)(7)的焊接段(32)(42)，藉此可降低不同对讯号传输端子之间高频讯号交互干扰(Cross-talk)的问题。

2.绝缘本体(10)与端子固定座(20)系互为独立的两个零件，因各自零件以各自的模具配合射出成型方法来分别与第一端子(30)(30a)以及第二端子(40)(40a)结合，最后再将两零件组合；相较于传统只用单一模具制造出单一绝缘本体(10)来组合所有端子的连接器，本发明能够降低模具开发的难度，减少射出成型时因为模具过度复杂而导致熔融塑料原料无法顺利填满模具，最后导致成品失败等问题。

3.绝缘本体(10)与端子固定座(20)之间以凹凸的啮合组件相互定位，能达到准确的对位，提高组装精度。

【主要组件符号说明】

(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)1、2、3、4、5、6、7、8、9号端子

(10)绝缘本体    (11)基座

(111)组装槽     (112)定位缺口

(113)定位槽          (115)突块

(115a)凹槽           (116)固定柱

(12)舌片

(20)端子固定座       (21)固定块

(22)延伸片           (225)缺槽

(225a)凸部           (23)定位突块

(30)(30a)第一端子    (31)固定段

(310)弯曲段          (32)(32a)焊接段

(33)电性接触段

(40)(40a)第二端子    (41)固定段

(410)弯曲段          (42)(42a)焊接段

(43)电性接触段

(50)屏蔽外壳         (500)容置空间

(51)顶板             (513)定位开槽

(52)侧板             (53)底板

Claims (15)

1.一种防高频讯号干扰的插头连接器，其特征是该防高频讯号干扰的插头连接器包含有：

一绝缘本体；

一端子固定座，与绝缘本体相互独立，且组合设置在绝缘本体上；

复数第一端子，贯穿设置在绝缘本体上，各第一端子具有一固定段、一焊接段以及一电性接触段，该固定段固定在绝缘本体内，该焊接段自固定段向下突伸出绝缘本体后端之外，该电性接触段自固定段向前突伸出；

复数第二端子，贯穿设置在端子固定座上，各第二端子具有一固定段、一焊接段以及一电性接触段，该固定段固定在端子固定座内，该焊接段自固定段向下突伸出端子固定座后端之外，该电性接触段自固定段向前突伸出；以及

一屏蔽外壳，包覆绝缘本体、端子固定座、第一端子以及第二端子，在屏蔽外壳上形成有一容置空间以作为插接口；

其中，第一端子至少具有一对USB2.0讯号端子；第二端子至少具有一对讯号接收端子以及一对讯号传送端子；所有第一端子与第二端子的焊接段排列为一横列；该对讯号传送端子的焊接段与该对USB2.0讯号端子的焊接段之间安插有至少一非为讯号传输用途的第一端子的焊接段；该对讯号接收端子的焊接段与该对USB2.0讯号端子的焊接段之间安插有至少一非为讯号传输用途的第一或第二端子的焊接段。

2.如权利要求1所述防高频讯号干扰的插头连接器，其特征是第一端子分别编列为5、6、7、8、9号端子，并分别依序定义为超高速负讯号接收端子、超高速正讯号接收端子、讯号接地端子、超高速负讯号传送端子、超高速正讯号传送端子；第二端子分别编列为4、3、2、1号端子，并分别依序定义为电源接地端子、正讯号端子、负讯号端子、电源端子；第一端子与第二端子的所有焊接段排列为一横列，且所有焊接段由左到右所分别对应5、6、4、7、3、2、1、8、9号端子。

3.如权利要求2所述防高频讯号干扰的插头连接器，其特征是第一端子中的1、3、4号端子的各固定段上分别形成有一弯曲段；第二端子中的6、7、8号端子的各固定段上分别有一弯曲段；1号端子与8号端子透过彼此的弯曲段而呈X形交错状态；3号端子与7号端子透过彼此的弯曲段相互交错而呈X形交错状态；4号端子与6号端子透过彼此的弯曲段相互交错而呈X形交错状态。

4.如权利要求1到3项中任一项所述防高频讯号干扰的插头连接器，其为一A型USB3.0插头连接器，第一端子可依据USB2.0传输协议而传输讯号，第二端子可配合第一端子并依据USB3.0传输协议而传输讯号。

5.如权利要求1到3项中任一项所述防高频讯号干扰的插头连接器，其特征是绝缘本体具有一基座以及一舌片，该舌片自基座上向前突伸出；该端子固定座具有一固定块以及一延伸片，该延伸片自固定块上向后突伸出；各第一端子的焊接段自绝缘本体的基座后端穿出，且其电性接触段固定在舌片上；各第二端子的焊接段自端子固定座的延伸片后端穿出，且其电性接触段位于绝缘本体舌片上。

6.如权利要求5所述防高频讯号干扰的插头连接器，其特征是绝缘本体基座上形成有一组装槽；端子固定座固定块设置在组装槽内。

7.如权利要求5所述防高频讯号干扰的插头连接器，其特征是绝缘本体基座上形成有一定位槽；端子固定座延伸片设置在定位槽内。

8.如权利要求7所述防高频讯号干扰的插头连接器，其特征是基座定位槽内壁上形成复数第一啮合组件；该延伸片底面形成有复数第二啮合组件以与定位槽内的第一啮合组件相结合。

9.如权利要求8所述防高频讯号干扰的插头连接器，其特征是第一啮合组件为复数凹槽与突块；前述第二啮合组件为复数缺槽与凸部而与分别相对应突块与凹槽相结合。

10.如权利要求5所述防高频讯号干扰的插头连接器，其特征是端子固定座延伸片上方向上突伸有一定位突块；屏蔽外壳具有一顶板、二侧板以及一底板，在顶板靠后端处形成有一定位开槽以收容该定位突块。

11.如权利要求1到3项中任一项所述防高频讯号干扰的插头连接器，其特征是所有焊接段为表面黏着技术型焊接段而呈L形。

12.如权利要求1到3项中任一项所述防高频讯号干扰的插头连接器，其特征是所有焊接段为穿孔型焊接段而呈直线形。

13.如权利要求5所述防高频讯号干扰的插头连接器，其特征是绝缘本体基座向下突伸有复数固定柱。

14.如权利要求5所述防高频讯号干扰的插头连接器，其特征是该复数第一端子透过射出成型方式设置在绝缘本体上。

15.如权利要求5所述防高频讯号干扰的插头连接器，其特征是该复数第二端子透过射出成型方式设置在端子固定座上。

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