CN102509957B - 一种通用串行总线usb公头 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种通用串行总线USB公头，解决了USB公头的接地问题。该USB公头包括：USB印刷电路板支架、金属外壳；所述USB印刷电路板支架设置于所述金属外壳的空腔内；所述USB印刷电路板支架的一面与金属外壳通过导电粘合材料实现面接触并直接贴合，之间没有任何辅助结构件；USB印刷电路板支架中的印刷电路板上设置有接地点，所述接地点连接到金属外壳上，使所述USB印刷电路板支架与金属外壳相贴合的表面实现接地。

Description

一种通用串行总线USB公头

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其是一种通用串行总线(USB，Universal SerialBUS)公头。

背景技术

随着通信技术的不断发展，USB产品在各个领域都得到广泛应用，同时，USB公头随着USB协议的广泛应用也在不同产品上得到应用与推广。

目前的USB公头是使用塑胶、金属为材料、经过多道工序组合而成，工艺成熟。其中，最常用的USB公头是标准的A型公头接口，这种A型的USB公头有两个接地点，一个接地点是外部金属件的两个结构固定脚，另一个接地点是USB信号触点金属条的地管脚，这两个接地点都是通过焊接的方式和USB公头的印刷电路板(PCB，Print Circuit Board)直接相连。

对于普通的USB公头而言，A型的USB公头接地性能已经足够，实践发现，对于无线设备来说，此类USB公头会影响无线发射功率和天线发射的信号的频率范围，出现信号电位不稳定等，难以确保天线性能。

发明内容

鉴于以上不足，本发明实施例提供了一种通用串行总线USB公头，包括USB印刷电路板支架和金属外壳，其USB印刷电路板支架的一面与金属外壳通过导电粘合材料实现面接触并直接贴合，从而解决了USB公头的接地问题。

一种通用串行总线USB公头，包括USB印刷电路板支架、金属外壳；USB印刷电路板支架设置于金属外壳的空腔内；USB印刷电路板支架的一面与金属外壳通过导电粘合材料实现面接触并直接贴合，之间没有任何辅助结构件；USB印刷电路板支架中的印刷电路板上设置有接地点，接地点连接到金属外壳上，使USB印刷电路板支架与金属外壳相贴合的表面实现接地。

从以上技术方案可以看出，由于USB印刷电路板支架的一面与金属外壳通过导电粘合材料实现面接触并直接贴合，使得USB印刷电路板支架与金属外壳相贴合的表面实现了接地，从而增大了接地的面积，保证了无线发射功率与天线带宽满足无线设备的要求，确保了天线性能。

附图说明

图1为现有技术的一种USB公头结构示意图；

图2a为本发明实施例提供的一种桶型金属件形式的USB公头的金属外壳的结构示意图；

图2b为图2提供的USB公头的支架的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种半头金属件形式的USB公头结构示意图；

图4为图3提供的USB公头的剖视图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种通用串行总线USB公头，其USB支架上提供了大面积的接地区域，更能确保天线性能。

以下对本发明实施例提供的USB公头进行详细介绍：

本发明提供的一种通用串行总线USB公头，包括：

USB印刷电路板支架、金属外壳，其中，USB印刷电路板支架设置于金属外壳的空腔内；USB印刷电路板支架的一表面为印刷电路板接地平面；印刷电路板接地平面与金属外壳贴合。

相比于传统的A型USB公头，请先参考图1，为现有技术的一种USB公头结构示意图，其采用的是A型USB连接件的结构，其中，该USB公头的外部金属件11是完整的桶型金属件；USB公头内部固定USB信号触点的USB支架12是一个一体成型的塑胶件；USB信号触点金属条13通过模内注塑或插装等方法固定到USB支架12上；最后USB支架12会通过卡扣、挤压等方式装入到外部金属件11中；这种A型的USB公头有两个接地点，一个接地点14是外部金属件11的两个结构固定脚，另一个接地点15是信号触点金属条13的地管脚，这两个接地点都是通过焊接的方式和USB公头的印刷电路板直接相连。

需要提出的是，对于普通的USB公头而言，上述的USB公头的接地性能已经足够，但对于无线设备来说，必须满足接地面积足够大的条件才能确保天线性能。天线性能主要是指无线发射功率，还有天线带宽，即可通过天线发射的信号的频率范围，如果接地面积不够，会导致天线效率低和带宽不足等。该A型公头的USB公头虽然有两个接地点，但是由于接地面积不够大导致无线发射功率低，影响了无线接口的连接性。

由于传统的USB公头的接地面积和接地质量对无线设备而言并不能尽如人意，因此本发明实施例提供了一种USB公头，解决USB公头的接地问题。

请一并参阅图2a和图2b，分别是本发明实施例提供的USB公头的金属外壳和支架的结构示意图，其中，该USB公头采用桶型金属件形式的USB公头设计，USB公头包括USB印刷电路板支架22、金属外壳21；USB印刷电路板支架22设置于金属外壳21的空腔内；USB印刷电路板支架22的一面与金属外壳21通过导电粘合材料实现面接触并直接贴合，之间没有任何辅助结构件；USB印刷电路板支架22中的印刷电路板上设置有接地点，接地点连接到金属外壳21上，使USB印刷电路板支架22与金属外壳21相贴合的表面实现接地。为了便于说明，以下将这个相贴合的表面称为接地平面24。

需要说明的是，USB公头上的金属外壳21是一种采用桶型形式设计的金属件。

在一种实施方式中，USB印刷电路板支架22可和印刷电路板一体式设计，也就是说，USB印刷电路板支架22作为印刷电路板的一部分，两者之间没有任何外部的接口和焊点；这也就说明，USB印刷电路板支架22的材质为PCB基材，PCB基材也称为基板，基板为制造PCB的基本材料。基板包括内层的绝缘层和覆盖在绝缘层外面的金属导电层，所说的绝缘层可以是环氧树脂、玻璃布、陶瓷基等，所说的金属导电层可以是铜箔。通常，所说的基板可为覆铜板。

另外，由于USB印刷电路板支架22的材质可为PCB基材，USB印刷电路板支架通过焊接的方式固定到USB公头的印刷电路板上，同时可以借助成熟的印刷电路板工艺很方便地实现信号走线以及各种焊盘的焊接。

进一步地，USB印刷电路板支架22在其与金属外壳21相贴合的的表面相对的一面设置有USB信号触点，即在与接地平面24相对的一面设置有USB信号触点；本实施例采用的是USB信号触点金属条23，其可以直接作为电路设计和加工而成，本实施例中通过金手指的工艺，实现USB信号触点金属条23与USB印刷电路板支架22中的印刷电路板相连，金手指的作用是为了分离器件与其他硬件的接触提供低接触电阻，增强其耐磨以及抗腐蚀能力。本实施例中，USB信号触点金属条23与印刷电路板相连，其通过印刷电路板走线直接和电子器件相连，用于与该USB装置相插接的母座内的信号触点电性接触。

可以理解的是，可以使用金属片作为信号触点，并通过焊接的工艺焊接到USB印刷电路板支架22上，与印刷电路板相连，同样是实现与该USB装置相插接的母座内的信号触点电性接触，此处不作限定。

更进一步地，本实施例中，USB印刷电路板支架22设置于金属外壳21的空腔内，两者直接接触，加上该USB公头采用了PCB基材作为USB支架，所以同样可以使用焊接的工艺把金属外壳21和USB印刷电路板支架22焊接起来。

USB印刷电路板支架22的一面与金属外壳21通过导电粘合材料实现面接触并直接贴合，之间没有任何辅助结构件，具体地，该USB印刷电路板支架22与金属外壳21相贴合的表面为接地平面24，接地平面24与金属外壳21通过焊锡，或其他导电粘合材料焊接直接贴合，接地平面24和金属外壳21之间没有间隙，即相贴合处没有任何辅助的结构件。

可以理解的是，USB印刷电路板支架22的接地方式可以利用大面积的接地焊盘实现，金属外壳21与USB印刷电路板支架22上的大面积接地焊盘贴合，可以增强金属外壳21的接地效果；当然，也可根据需要，通过过孔的方式来增强接地焊盘与印刷电路板接地平面之间的连接。

金属外壳21，其空腔内设置有USB印刷电路板支架22；并与USB印刷电路板支架的一面通过焊锡，或其他导电粘合材料焊接实现面接触直接贴合，之间没有任何辅助结构件。

进一步地，根据USB公头标准要求，该金属外壳21上开设有第一凹槽25，如图2a所示，该第一凹槽25用于与该USB公头相插接的母座上的接地弹片配合。由于金属外壳21和USB印刷电路板支架22是直接贴合的，因此USB印刷电路板支架22对应金属外壳21开设第一凹槽25的部位需要局部避让；具体地说，USB印刷电路板支架22上，在与金属外壳21开设第一凹槽25相对的一面，对应金属外壳21开设第一凹槽25的位置上设置有第二凹槽(图中没有标注)，该第二凹槽容纳金属外壳21上的第一凹槽25。

可以理解的是，对于USB印刷电路板支架22，可以采用局部可控深度铣削的工艺，或通过蚀刻和激光烧蚀的方式，在对应的部位开设出第二凹槽，该第二凹槽只要能容纳金属外壳21上的开设的第一凹槽25即可，在本实施例中，该第二凹槽深度为0.3毫米mm。

本发明实施例中提供的一种USB公头，由于采用了PCB基材取代塑胶作为USB支架，从而而形成USB印刷电路板支架，加上该USB印刷电路板支架的一面与金属外壳通过导电粘合材料实现面接触并直接贴合；USB印刷电路板支架中的印刷电路板上设置有接地点，该接地点连接到金属外壳上，使USB印刷电路板支架与金属外壳相贴合的表面实现接地，由于使用焊接的工艺取代胶粘工艺组装金属外壳和USB印刷电路板支架，解决了USB装置金属外壳的接地可靠性问题。

针对USB公头的外观设计，本发明还提供一种采用USB半头形式的USB公头，即该USB公头金属外壳采用半头形式设计，从而降低了USB公头与母座相插接的部分的厚度，降低了整机尺寸，同时便于携带。如图3所示，为半头金属件形式的USB公头示意图；

本发明实施例提供的半头金属件形式的USB公头，包括USB印刷电路板支架32、金属外壳31，但是区别于实施例中提供的桶型金属件形式的USB公头，还设置了用于防止反插的防呆结构36，该防呆结构36成型于USB公头的金属外壳31上。

需要说明的是，USB公头上的金属外壳31就是采用半头形式设计的金属件。

进一步地，USB印刷电路板支架32设置于金属外壳31的空腔内；USB印刷电路板支架32的一面与金属外壳31通过导电粘合材料实现面接触并直接贴合，之间没有任何辅助结构件；USB印刷电路板支架32中的印刷电路板上设置有接地点，接地点连接到金属外壳31上，使USB印刷电路板支架与金属外壳相贴合的表面实现接地，因此该贴合的表面可称为接地平面34。

更进一步地，请结合图4，为提供的半头金属件形式的USB公头的剖视图，其中，接地平面34与金属外壳31通过一导电粘合材料完全贴合，该实施例中采用的导电粘合材料为焊锡37；另外，USB印刷电路板支架32上设置有USB信号触点金属条33，金属外壳31上开设有第一凹槽35，并容纳开设在USB印刷电路板支架32上的第二凹槽38。

可以理解的是，该实施例提供的半头金属件形式的USB公头与桶型金属件的USB公头相比，除金属外壳的外观设计不一样，半头金属件形式的USB公头还设置了用于防止反插的防呆结构36之外，其余跟桶型金属件的USB公头设置完全一样，此处不再具体阐述。

本发明实施例提供的USB公头，由于采用了PCB基材取代塑胶作为USB支架，从而形成USB印刷电路板支架，加上该USB印刷电路板支架的一面与金属外壳通过焊锡或其他导电粘合材料实现面接触并直接贴合；USB印刷电路板支架中的印刷电路板上设置有接地点，该接地点连接到金属外壳上，使USB印刷电路板支架与金属外壳相贴合的表面实现接地，由于使用焊接的工艺取代胶粘工艺组装金属外壳和USB印刷电路板支架，解决了USB装置金属外壳的接地可靠性问题；同时，采用USB半头形式的USB公头，即该USB公头金属外壳采用半头形式设计，降低了USB公头与母座相插接的部分的厚度，占用空间小，便于携带，又满足了现代生活中人们对电子产品精致和简约的要求，提高了USB装置的实用性和美观性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种USB公头进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种通用串行总线USB公头，其特征在于，该USB公头包括：

USB印刷电路板支架、金属外壳；

所述USB印刷电路板支架设置于所述金属外壳的空腔内；

所述USB印刷电路板支架与所述金属外壳相贴合的表面为接地平面，接地平面与金属外壳通过焊锡焊接直接贴合，之间没有任何辅助结构件；USB印刷电路板支架上的印刷电路板上设置有接地点，所述接地点连接到金属外壳上，使所述USB印刷电路板支架与金属外壳相贴合的表面实现接地。

2.根据权利要求1所述的公头，其特征在于：

所述USB印刷电路板支架在其与金属外壳相贴合的表面相对的一面设置有USB信号触点。

3.根据权利要求2所述的公头，其特征在于：

所述USB信号触点用于与该USB公头相插接的母座内的信号触点电性连接。

4.根据权利要求1所述的公头，其特征在于：

所述金属外壳上开设有第一凹槽，该第一凹槽用于与该USB公头相插接的母座上的接地弹片配合。

5.根据权利要求4所述的公头，其特征在于：

所述USB印刷电路板支架上，在与金属外壳开设的第一凹槽相对的一面，对应金属外壳开设第一凹槽的位置上设置有第二凹槽，该第二凹槽容纳金属外壳上的第一凹槽。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的公头，其特征在于：

所述USB公头上还设置了用于防止反插的防呆结构，该防呆结构成型于该USB公头的金属外壳上。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的公头，其特征在于：

所述USB印刷电路板支架的材质为PCB基材。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的公头，其特征在于：

所述USB印刷电路板支架通过焊接的方式固定到所述USB公头的印刷电路板上，或所述USB印刷电路板支架和所述USB公头的印刷电路板一体化成型。

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