CN102904115A - 具有esd防护功能的连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连接器，包括：包括：绝缘基体；信号端子，所述信号端子设在所述绝缘基体上；接地端子，所述接地端子设在所述绝缘基体上；和静电放电机构，所述静电放电机构设在所述绝缘基体上并连接在所述信号端子与所述接地端子之间。根据本发明实施例的连接器，通过采用静电放电机构，使得所述连接器除了可实现电气连接的功能外，还具有静电防护功能，可有效防止静电到达与信号端子相连的电子元件从而造成对电子元件的伤害。另外，相较于传统的连接器，省略了电路设计上的静电防护元件，降低了成本，且节省了这些元件占用的面积，结构简单。

Description

具有ESD防护功能的连接器

技术领域

本发明涉及一种连接器，尤其是涉及一种具有ESD防护功能的连接器。

背景技术

连接器广泛应用于各种电子产品机械或者机械电子部件互连，也常用于电子产品整机和外部器件的连接。连接器作为产品整机和外部器件连接时，很容易成为静电进入整机的端口。为了保护整机免受ESD（Electro-Static discharge，即静电释放）的破坏，传统的解决方案是在整机内部增加ESD防护元件。以手机为例，耳机插座用于连接外部的耳机，耳机插座上有左声道、右声道、麦克风，检测端子和GND（地线）几个接触点，这几个触点连接到手机内部芯片的相应管脚，静电很容易从这几个接触点到达管脚，从而对芯片造成破坏，为了保护芯片，通常在电路板上在耳机插座到芯片管脚之间加设ESD防护元件。

在电路板上增加ESD防护元件存在的问题是：首先，增加的ESD防护元件会增加成本，也会增加采购、物流、焊接的工作，制造复杂。其次，增加的ESD防护元件会占用电路板（PCB）的面积，在整机小型化的要求下，电路板的面积尤为珍贵，在手机设计中非常明显。第三、如果采用ESD防护二极管作为防护元件，由于ESD二极管的射频性能不稳定，可能会造成电子产品其他方面性能的下降。

发明内容

本发明的旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种连接器，该连接器具有ESD（静电释放）防护功能，且无需在电路设计中增加单独的ESD防护元件，简化了设计和加工，节省了安装所需的空间和面积，降低了成本。

根据本发明实施例的连接器包括：绝缘基体；信号端子，所述信号端子设在所述绝缘基体上；接地端子，所述接地端子设在所述绝缘基体上；和静电放电机构，所述静电放电机构设在所述绝缘基体上且连接在所述信号端子与所述接地端子之间。

根据本发明实施例的连接器，通过在信号端子和接地端子之间设置静电放电机构，使得所述连接器具有电气连接的功能外，还具有静电防护功能，可以有效防止静电到达与信号端子相连的电子元件从而造成对电子元件的伤害。另外，相较于传统的连接器，省略了电路设计上的静电防护元件，降低了成本，且节省了这些元件占用的面积，结构简单。此外，由于采用具有ESD防护功能连接器，无需在电路板上设置单独的ESD防护元件，节省了电路板上的空间。进而，与在电路板上设置静电防护元件相比，由于静电在连接器上被释放到地，静电不会进入电路板内，进一步提高了静电防护效果，减小了静电对电路板上的电子元件的损坏。

优选地，所述绝缘基体上设有与所述信号端子相连的信号金属层和与所述接地端子相连的接地金属层，所述静电放电机构连接在所述信号金属层与所述接地金属层之间。

具体地，所述静电放电机构包括第一和第二放电件，所述第一放电件与所述第二放电件相对且间隔开预定间隙，所述第一放电件与所述信号金属层相连且所述第二放电件与所述接地金属层相连。

在本发明的一个实施例中，所述第一和第二放电件均由形成在所述绝缘基体的放电金属层形成，形成所述第一放电件的放电金属层与所述信号金属层一体形成，且形成所述第二放电件的放电金属层与所述接地金属层一体形成。

在本发明的另一个实施例中，所述信号金属层和所述接地金属层在所述绝缘基体上彼此并行地以曲线方式延伸且间隔开预定距离以便所述第一放电件由所述信号金属层构成且所述第二放电件由所述接地金属层构成。

可选地，所述信号金属层和所述接地金属层中的每一个均为条带状且沿其长度方向设有多个间隔开的凸出部。

优选地，所述静电放电机构还包括连接在所述第一放电件与所述第二放电件之间的预定材料件，所述预定材料件在被施加预定电压时被击穿。具体地，所述预定材料件为聚酯体件或半导体件。这样，当静电通过信号端子时时，放电电流更容易沿着静电放电机构通过预定材料件如聚酯体件或半导体件到达接地端子，避免静电放电电流顺着与信号端子相连接的信号线到达相应的电子元件，从而增强静电防护的能力。

可选地，所述聚酯体件由聚酯体元件或涂覆在所述绝缘座体上的聚酯体层构成，所述半导体件由半导体元件或涂覆在所述绝缘座体上的半导体材料层构成，所述聚酯体层或半导体材料层覆盖所述第一放电件的一部分和所述第二放电件的一部分以及所述间隙。

可选地，所述第一放电件与所述第一放电件位于同一平面内。

可选地，所述第一放电件与所述第一放电件位于不同的平面内且部分重合。

可选地，所述绝缘基体由塑料注塑形成，所述信号金属层和所述接地金属层均为铜层。

在本发明的一个实施例中，所述信号金属层和接地金属层分别由设在所述绝缘基体上的金属片形成、或通过将所述绝缘基体的表面金属化形成、或由在所述绝缘基体的表面上通过涂覆工艺或电镀工艺形成的金属层形成。

可选地，所述信号金属层与所述信号端子直接相连或通过电容相连，且所述接地金属层与所述接地端子直接相连或通过电容相连。

可选地，所述接地金属层为一个，所述信号端子、所述信号金属层和所述静电放电机构均为多个，所述多个信号端子分别与所述多个信号金属层一一对应地相连，且所述多个静电放电机构分别一一对应地连接在所述接地金属层与所述多个信号金属层之间。

可选地，所述静电放电机构为尖端放电机构或圆弧放电机构。由此，当静电通过信号端子时时，由于相对的尖端或圆弧更容易形成放电路径，静电电流就会通过这些放电路径到达接地端子，而不会顺着信号线达到电子元件而对电子元件造成伤害，从而达到静电防护的目的。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的连接器的示意图；

图2是图1中的连接器的仰视图；

图3是图2中的连接器的静电放电机构的一个示例的示意图，其中静电放电机构为尖端放电机构；

图4是图2中连接器的静电放电机构的另一个示例的示意图，其中静电放电机构为圆弧放电机构；

图5-图7是根据本发明的多个实施例的连接器中的静电放电机构中采用聚酯体件或半导体件的示意图；

图8是根据本发明另一个实施例的连接器的示意图；和

图9是根据本发明再一个实施例的连接器的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的连接器100，根据本发明实施例的连接器100可以用于实现电子产品中各个部件、子系统之间的电气连接。根据本发明实施例的连接器100例如可以为手机的耳机插座，或手机用电池连接器和手机用SIM卡插座等。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的连接器100包括绝缘基体3、信号端子1、接地端子2和静电放电机构4。可选地，绝缘基体3可由塑料、电木等绝缘材料制成。

信号端子1和接地端子2分别设在绝缘基体3上，可选地，信号端子1可为一个或多个，接地端子2也可为一个或多个。

静电放电机构4设在绝缘基体3上并连接在信号端子1与接地端子2之间。由此，静电可以从信号端子1通过静电放电机构4到达接地端子2，而不会沿着与信号端子1相连的信号线到达相应的电子元件处而对该电子元件造成伤害，从而达到了静电防护的目的。

根据本发明实施例的连接器100，通过设置静电放电机构4，使得连接器100具有电气连接的功能外，还具有静电防护功能，可以有效防止静电到达与信号端子1相连的电子元件而造成对电子元件的伤害。另外，相较于传统的连接器100，省略了电路设计上的单独的静电防护元件（即ESD防护元件），降低了成本，且节省了这些元件在电路板上占用的面积，结构简单。进而，与在电路板上设置静电防护元件相比，由于静电在连接器100上被释放到地，静电不会进入使用连接器100的电子产品的电路板内，即更早地将静电释放到地，进一步提高了静电防护效果，减小了静电对电路板上的电子元件的损坏。

在本发明的一个实施例中，绝缘基体3上设有信号金属层31和接地金属层32，信号金属层31与信号端子1相连，接地金属层32与接地端子2相连，静电放电机构4连接在信号金属层31与接地金属层32之间。其中信号金属层31与信号端子1直接相连或通过电容相连导通，且接地金属层32与接地端子2直接相连或通过电容相连导通。可选地，信号金属层31和接地金属层32均为铜层。

可选地，接地端子2和接地金属层32均为一个，信号端子1、信号金属层31和静电放电机构4均为多个，如图2所示，其中多个信号端子1分别与多个信号金属层31一一对应地相连，且多个静电放电结构4分别一一对应地连接在接地金属层32与多个信号金属层31之间。

如图2所示，绝缘基体3可选地由塑胶绝缘材料制成，接地端子2与接地金属层32直接相连，信号端子1可以有五个每个信号端子1均与和其对应的信号金属层31直接相连。另外，可以理解的是，其中与一个信号端子1对应的信号金属层31与接地金属层32之间可以设置一个或者多个静电放电机构4。

在本发明的一个示例中，信号金属层31和接地金属层32可以分别由设在绝缘基体3上的金属片形成。优选地，在本发明的另一个示例中，信号金属层31和接地金属层32通过将绝缘基体3的表面金属化形成。在本发明的再一个示例中，信号金属层31和接地金属层32由在绝缘基体3的表面上通过涂覆工艺或电镀工艺形成的金属层形成，本领域内普通技术人员可以理解，图2中信号金属层31和接地金属层32设在连接器100的底面仅为示例，信号金属层31和接地金属层32不必须设在连接器100的底面或顶面。

在本发明的一些实施例中，如图3和图4所示，静电放电机构4包括第一放电件41和第二放电件42，第一放电件41与第二放电件42相对且间隔开预定间隙。第一放电件41与信号金属层31相连，第二放电件42与接地金属层32相连。

这里，第一放电件41与第二放电件42彼此相对且间隔开预定间隙应做广义理解，例如，在图2所示的实施例中，第一放电件41与第二放电件42在同一平面内，且他们的自由端彼此间隔开预定距离。可选地，第一放电件41与第二放电件42也可以在空间上位于不同的平面内且部分重合。例如，第一放电件41与第二放电件42可以位于两个彼此间隔开的平行的平面内，且从垂直于所述彼此平行的平面内观看时，第一放电件41与第二放电件42的自由端彼此重合。

第一放电件41和第二放电件42可以由形成在绝缘基体3的放电金属层形成，所述放电金属层与信号金属层31和接地金属层32可以由相同或不同的金属材料制成。优选地，构成第一放电件41的放电金属层与信号金属层31一体形成，构成第二放电件42的放电金属层与接地金属层32一体形成。由此，结构简单，易于制造。

在本发明的另一个示例中，信号金属层31和接地金属层32在绝缘基体3上彼此并行地以曲线方式延伸且间隔开预定距离，从而静电放电机构4的第一放电件41由信号金属层31构成，静电放电机构4的第二放电件42由接地金属层32构成。也就是说，信号金属层31和接地金属层32被构造成可以并行地延伸，并可以有多个如图2-7所示的静电放电结构，由此彼此并行延伸且外加做静电放电结构的信号金属层31和接地金属层32就形成了总的静电放电机构4。例如，信号金属层31的一部分和接地金属层32的一部分共同形成静电放电机构4。

可选地，信号金属层31和接地金属层32中的每一个均为条带状且沿其长度方向设有多个间隔开的凸出部。具体地，信号金属层31沿其长度方向设有多个间隔开的第一凸出部，而接地金属层32沿其长度方向设有多个间隔开的第二凸出部。多个第一凸出部和多个第二凸出部一一对应地形成多个静电放电机构4，也就是说，第一凸出部作为第一放电件41，而第二凸出部321作为第二放电件42，这样，更好地实现静电防护功能。例如，当第一凸出部和第二凸出部均具有尖端且它们的尖端彼此相对，就构成了尖端放电机构4，当第一凸出部和第二凸出部均具有圆弧部且它们的圆弧部彼此相对，就构成了圆弧放电机构4。如图5-图7所示，在本发明进一步的实施例中，静电放电机构4还包括连接在第一放电件41与第二放电件42之间的预定材料件5，预定材料件5在被施加预定电压时被击穿，例如当静电施加在该预定材料件5上时，该预定材料件5导通。预定材料件5例如为聚酯体件或半导体件。通过在第一放电件41与第二放电件42之间设置诸如聚酯体件或半导体件的预定材料件5，当静电通过信号端子1时，放电电流更容易沿着静电放电机构4通过诸如聚酯体件或半导体件的预定材料件5到达接地端子2，避免静电放电电流沿着与信号端子1相连接的信号线到达相应的电子元件，从而更好地增强了静电防护能力。所述静电放电机构还包括连接在所述第一放电件与所述第二放电件之间。

可选地，聚酯体件由聚酯体（polymer）元件或涂覆在绝缘基体3上的聚酯体层构成，半导体件由半导体元件或涂覆在绝缘基体3上的半导体材料层构成，其中聚酯体层或半导体材料层覆盖第一放电件41的一部分和第二放电件42的一部分以及它们之间的间隙，如图5-图7所示。

可以理解的是，根据本发明的实施例，预定材料件5并不限于聚酯体件或半导体件，可以是任何合适的材料件，例如碳件，当然，聚酯体件或半导体件是优选的。

更具体地，例如，用作本发明实施例的聚酯体件可以通过在绝缘的聚酯体元件内掺杂离散的金属颗粒形成。

在本发明的一些示例中，如图3和图6所示，静电放电机构4可以为尖端放电机构，第一放电件41形成有第一尖端410a，第二放电件42形成有第二尖端420a，第二尖端420a与第一尖端410相对并通过间隙间隔开。由此，当静电通过信号端子1时，由于相对的第二尖端420a与第一尖端410a容易形成放电路径，放电电流就会通过相对的第二尖端420a与第一尖端410a之间的放电路径到达接地端子2，而不会从信号端子沿着信号线达到电子元件而对电子元件造成伤害，从而达到静电防护的目的。可选地，第一放电件41和第二放电件42可以均为三角形。当然，本发明并不限于此，第一放电件41和第二放电件42可以为具有相对的尖端的扇形。

在本发明的另一些示例中，如图4和图7所示，静电放电机构4可以为圆弧放电机构，第一放电件41具有第一圆弧部410b，第二放电件42具有第二圆弧部420b，第二圆弧部420b与第一圆弧部410b相对并通过间隙间隔开。由此，当静电通过信号端子1时，由于相对的第二圆弧部420b与第一圆弧部410b容易形成放电路径，放电电流就会通过相对的第二圆弧部420b与第一圆弧部410b之间的放电路径到达接地端子2，而不会从信号端子沿着信号线达到电子元件而对电子元件造成伤害，从而达到静电防护的目的。可选地，第一放电件41和第二放电件42为圆形或椭圆形。当然，本发明并不限于此，第一放电件41和第二放电件42还可以为具有相对的弧形面的扇形。

在上面的实施例中，静电放电机构可以为尖端放电机构或圆弧放电机构。本领域内普通技术人员可以理解，当静电放电结构4为多个时，可以都为尖端放电机构，也可均为圆弧放电机构，还可以部分为尖端放电机构而其余部分为圆弧放电机构。而且，静电放电机构4并不限于尖端放电机构，圆弧放电机构，或有彼此并行延伸的信号金属层和接地金属层构成的放电机构，根据本发明的实施例，静电放电机构4可以为任何有利于将流经信号端子的静电接地的放电机构，上述具体示例为静电机构4的优选示例，而不能理解为限制本发明。

下面参考图8简单描述根据本发明实施例的连接器100用作手机电池连接器时的构造。

如图8所示，根据本发明的连接器100用作手机电池连接器时，具有一个接地端子2，2个信号端子1（一个是电源端子，另一个是检测端子）。接地端子2与相应的接地金属层32直接连接并导通，2个信号端子2和各自的信号金属层31相连并导通。

在接地端子2的接地金属层32和每个信号端子1的信号金属层31之间，具有形成为尖端放电机构的静电放电机构4。为了增强静电防护的能力，在静电放电机构4上面增加了聚酯体件或半导体件。当静电通过信号端子1时，放电电流更容易沿着尖端放电机构的第二尖端420a与第一尖端410之间的放电路径通过聚酯体件或半导体件到达接地端子2，避免静电放电电流沿着与信号端子1相连的信号线到达相应的电子元件，从而起到静电防护的目的。

下面参考图9简单描述根据本发明实施例的连接器100用作手机SIM卡插座时的构造。

如图11所示，根据本发明实施例的连接器100用作手机SIM卡插座时，可以具有一个接地端子2，五个信号端子1。接地端子2与相应的接地金属层32直接连接，五个信号端子2和各自的信号金属层31相连。

在接地端子2的信号金属层31和每个信号端子1的信号金属层31之间，具有形成为尖端放电机构的静电放电机构4。为了增强静电防护的能力，在静电放电机构4上面增加了聚酯体件或半导体件。当静电通过信号端子1时，放电电流更容易沿着尖端放电机构的第二尖端420a与第一尖端410之间的放电路径通过聚酯体件或半导体件到达接地端子，避免静电放电电流沿着与信号端子1相连的信号线到达相应的电子元件，从而起到静电防护的目的。

而且，由于静电在连接器上接地而被释放掉，因此与传统在电路板上增加防静电元件相比，静电不会进入电路板，更早地释放，因此静电防护效果更好。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (16)

1.一种连接器，其特征在于，包括：

绝缘基体；

信号端子，所述信号端子设在所述绝缘基体上；

接地端子，所述接地端子设在所述绝缘基体上；和

静电放电机构，所述静电放电机构设在所述绝缘基体上且连接在所述信号端子与所述接地端子之间。

2.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述绝缘基体上设有与所述信号端子相连的信号金属层和与所述接地端子相连的接地金属层，所述静电放电机构连接在所述信号金属层与所述接地金属层之间。

3.根据权利要求2所述的连接器，其特征在于，所述静电放电机构包括第一和第二放电件，所述第一放电件与所述第二放电件相对且间隔开预定间隙，所述第一放电件与所述信号金属层相连且所述第二放电件与所述接地金属层相连。

4.根据权利要求3所述的连接器，其特征在于，所述第一和第二放电件均由形成在所述绝缘基体的放电金属层形成，形成所述第一放电件的放电金属层与所述信号金属层一体形成，且形成所述第二放电件的放电金属层与所述接地金属层一体形成。

5.根据权利要求3所述的连接器，其特征在于，所述信号金属层和所述接地金属层在所述绝缘基体上彼此并行地以曲线方式延伸且间隔开预定距离以便所述第一放电件由所述信号金属层构成且所述第二放电件由所述接地金属层构成。

6.根据权利要求5所述的连接器，其特征在于，所述信号金属层和所述接地金属层中的每一个均为条带状且沿其长度方向设有多个间隔开的凸出部。

7.根据权利要求3所述的连接器，其特征在于，所述静电放电机构还包括连接在所述第一放电件与所述第二放电件之间的预定材料件，所述预定材料件在被施加预定电压时被击穿。

8.根据权利要求7所述的连接器，其特征在于，所述预定材料件为聚酯体件或半导体件。

9.根据权利要求7所述的连接器，其特征在于，所述聚酯体件由聚酯体元件或涂覆在所述绝缘座体上的聚酯体层构成，所述半导体件由半导体元件或涂覆在所述绝缘座体上的半导体材料层构成，所述聚酯体层或半导体材料层覆盖所述第一放电件的一部分和所述第二放电件的一部分以及所述间隙。

10.根据权利要求3所述的连接器，其特征在于，所述第一放电件与所述第一放电件位于同一平面内。

11.根据权利要求3所述的连接器，其特征在于，所述第一放电件与所述第一放电件位于不同的平面内且部分重合。

12.根据权利要求2所述的连接器，其特征在于，所述绝缘基体由塑料注塑形成，所述信号金属层和所述接地金属层均为铜层。

13.根据权利要求2所述的连接器，其特征在于，所述信号金属层和接地金属层分别由设在所述绝缘基体上的金属片形成、或通过将所述绝缘基体的表面金属化形成、或由在所述绝缘基体的表面上通过涂覆工艺或电镀工艺形成的金属层形成。

14.根据权利要求2-13中任一项所述的连接器，其特征在于，所述信号金属层与所述信号端子直接相连或通过电容相连，且所述接地金属层与所述接地端子直接相连或通过电容相连。

15.根据权利要求2所述的连接器，其特征在于，所述接地金属层为一个，所述信号端子、所述信号金属层和所述静电放电机构均为多个，所述多个信号端子分别与所述多个信号金属层一一对应地相连，且所述多个静电放电机构分别一一对应地连接在所述接地金属层与所述多个信号金属层之间。

16.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述静电放电机构为尖端放电机构或圆弧放电机构。

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