CN104466474B - 具有接地带和插入成型的接触部组装件的插头连接器 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及具有接地带和插入成型的接触部组装件的插头连接器。一种双重取向插头连接器具有插片部分，所述插片部分具有基本上彼此相同、平行且相对的相对第一外表面和第二外表面。每个外表面可以具有多个电接触部。大致U形的金属带围绕插头连接器的外缘的一部分。具有上接触部载体、中间导电板和下接触部载体的接触部组装件可以设置在插头连接器的插片部分内。电路组装件可以设置在插头连接器的主体部分内并且电耦合至所述多个电接触部。

Description

具有接地带和插入成型的接触部组装件的插头连接器
技术领域
本发明大体上涉及电连接器，并且尤其涉及用于电子设备的电连接器。
背景技术
当今存在多种多样的适用于消费者的电子设备。许多这些设备具有便于与相应设备通信和/或为相应设备充电的连接器。这些连接器通常通过用于将设备彼此连接的线缆来与其他连接器相接口。有时，连接器被用来不通过线缆而将设备直接连接至另一个设备，诸如充电站或音响系统。
随着智能手机、媒体播放器和其他电子设备变得更加紧凑，特定设备的尺寸的限制因素可以是并入到设备中的连接器中的一个或多个。作为一个示例，插座连接器有时放置在便携式媒体设备的侧表面中的一个或多个上。这样的便携式媒体设备的厚度可以由并入到设备中的一个或多个插座连接器的厚度来限制。更小且更薄的插座连接器可以使得便携式媒体设备能够设计得更为小巧。由于这样的插座连接器通常包括放置在插入腔内的接触部，该插入腔尺寸被设计为保持相应的插头连接器，因此也期望使配对的插头连接器更小并且更薄。一些插头连接器(诸如标准USB 2.0连接器)包括围绕插头连接器接触部的金属屏蔽，形成在其中放置接触部的腔。该屏蔽可以提供一定水平的保护以免受电干扰但却增加了插头连接器的插入到插座中的部分的整体厚度。
新的连接器(诸如外部接触部连接器连同其他连接器)可能对于普遍使用的连接器组件需要新的特征和/或变型，从而被制造为具有与更小尺寸相关联的更加精确的容差，并且承受几千次使用循环的日常使用的严格性。
发明内容
本发明的实施例关于电子插头连接器，用于与多种多样的电子设备一起使用。在一些实施例中，电子插头连接器配置为提供减小的尺寸与成本。
本发明的一些实施例涉及改进的插头连接器，其具有减小的插头长度和厚度、直观的插入取向、以及当插入其相应的插座连接器和从中拨出时平滑、一致的感觉。另外，根据本发明的插头连接器的一些实施例仅包括外部接触部，而不包括放置在易于收集和捕获碎片的内部腔内的接触部。
本发明的一个特定实施例关于具有由连接器插片承载的外部接触部的非极性多重取向插头连接器。连接器插片可以在至少两个不同的插入取向上插入到相应插座连接器中。接触部形成在插片的第一和第二外表面上并且布置在对称的布局中，使得接触部在至少两个插入取向的任一个上对准插座连接器的接触部。连接器插片本身可以具有对称的横截面形状，以促进该实施例的多重取向方面。
另一个实施例关于双重取向插头连接器，其包括插片部分和主体部分。插片部分可以具有180度的对称性并且连接至主体部分且纵向远离主体部分延伸。大致U形的金属带围绕插头连接器的外缘的一部分。金属带可以具有形成在相对的第一和第二侧表面上的保持特征件。插片部分可以具有基本上彼此相同、平行且相对的第一和第二外表面。具有上接触部载体、中间导电板和下接触部载体的接触部组装件可以设置在插头连接器的插片部分内。接触部组装件可以配置为具有设置在插片部分的第一和第二外表面上的多个外部伸长的电接触部。电路组装件可以设置在插头连接器的主体部分内并且电耦合至电接触部。电路组装件可以在U形金属带内包覆成型(overmolded)。一些实施例可以特别适合于低成本、高度自动化的制造。
为了更好地理解本发明的特性和优点，应当参考下面的描述和所附附图。但是，应当理解，每幅附图仅供说明的目的并且不旨在作为对本发明的范围限制的限定。而且，作为一般的准则，在不同附图中的元件使用相同的附图标记时，元件通常要么相同要么至少在功能或目的上相近，除非根据描述明显与此相反。
附图说明
图1为连接至媒体播放器的线缆的前透视图；
图2A为双重取向插头连接器的前透视图；
图2B为接触部组装件的前分解透视图；
图2C为上引线框架的前透视图；
图2D为下引线框架的前透视图；
图2E为部分组装的双重取向插头连接器的前透视图；
图2F为部分组装的双重取向插头连接器的前透视图；
图2G为部分组装的双重取向插头连接器的插入成型操作的横截面图示；
图2H为部分组装的双重取向插头连接器的插入成型操作的横截面图示；
图2I为部分组装的双重取向插头连接器的前透视图；
图2J为部分组装的双重取向插头连接器的横截面图示；
图2K为部分组装的双重取向插头连接器的前透视图；
图2L为部分组装的双重取向插头连接器和线缆的前透视图；
图2M为部分组装的双重取向插头连接器、线缆和外壳的后透视图；
图2N为双重取向插头连接器的外壳的横截面图示；
图2O为附接至线缆的组装的双重取向插头连接器的后透视图；
图3为用于制造附接至线缆的双重取向插头连接器的工艺。
具体实施方式
本发明的某些实施例涉及电连接器。虽然本发明能够用于生产多种多样的电连接器，但是本发明的一些实施例尤其用于生产如下更详细描述的特别小的连接器。
许多电子设备(诸如智能手机、媒体播放器和平板电脑)具有便利于电池充电和/或与其他设备通信的连接器。连接器包括多个电接触部，通过该电接触部使得连接器电连接至另一个兼容的连接器从而通过连接器传递电力和/或数据信号。图1示出了两个这样的连接器的示例，包括外部接触部插头连接器110和内部接触部连接器115。这些连接器110、115中的每一个可以遵从众所周知的标准(诸如通用串行总线(USB)2.0、火线(Firewire)或雷电(Thunderbolt)等)，或者可以为专用连接器(诸如在专用连接器的其他类型之中的用于许多苹果产品的30-脚连接器)。
如图1中进一步所示，外部接触部插头连接器110插入到电子设备105中并且通过线缆120耦合至内部接触部连接器115。当外部接触部插头连接器110与电子设备105配对时，插头连接器内的接触部(图1中未示出)与电子设备中的接触部物理接触以及电接触，从而允许在电子设备和外围设备之间传递电信号。内部接触部连接器115可以与外围设备耦合，该外围设备可以是与电子设备105操作的各种各样电子设备或配件中的任何一个。
作为一个示例，参考图2A和图2B，其描绘了可以用作图1中所示的外部接触部插头连接器110的轴对称双重取向插头连接器200的简化视图。连接器200包括连接器插片240，其尺寸设计为插入到对应的插座连接器(未示出)的腔中。在一些实施例中，插片240的宽度在5-10mm之间，厚度在1-3mm之间，并且具有5-15mm之间的插入深度(从插片240的顶端到终止端233的距离)。同样在一些实施例中，插片240具有大于其宽度的长度，该宽度大于其厚度。在其他实施例中，插片240的长度和宽度在彼此的0.2mm之内。在一个特定实施例中，插片240的宽度为6.7mm、厚度为1.5mm，并且具有6.6mm的插入深度(从插片240的顶端到终止端233的距离)。在其他实施例中，插片240具有同样6.7mm的宽度和1.5mm的厚度，但是具有更长的长度。
插片240包括大致U形的金属带260，金属带260围绕连接器200的外缘的部分。金属带260沿着插片部分248的整个长度延伸，并且包括在主体部分249内向内弯曲的相对的第一和第二延伸部282、283。在一些实施例中，连接器200在该区域中减少的宽度可以用于容纳在下文中更详细描述的外壳和/或屏蔽。在一些实施例中，金属带260可以为连接器200提供机械强度和耐久性以经受很多的配对循环(mating cycle)。金属带260可以具有形成在相对的第一侧表面225和第二侧表面226中的保持特征件265a和265b(图2A中仅在第一侧表面225上示出)。保持特征件265a和265b可以为保持系统的一部分，该保持系统包括在插头连接器200上的一个或多个特征件，这些特征件适于与相应的插座连接器上的一个或多个特征件接合，从而当插头连接器插入到插座连接器中时将连接器紧固在一起。在一些实施例中，保持特征件265a和265b还可以用作为从插座连接器接收地信号的地接触部。在进一步的实施例中，金属带260可以用于在连接器200中改善信号完整性并且减少信号干扰。在所示的实施例中，保持特征件265a和265b可以是插片240的第一和第二侧表面225、226中的半圆形凹口。保持特征件265a、265b可以是广泛多样的并且可以包括成角度的凹口或凹槽、仅形成在金属带260内的袋状物。保持系统包括保持特征件265a、265b以及在插座连接器上的相应保持机构，可以设计为提供特定的插入力和拔出力，使得将插头连接器插入到插座连接器中所需要的保持力高于从插座连接器移除插头连接器所需要的拔出力。
接触部组装件232(参见图2B)设置在金属带260内并且用密封剂进行包覆成型。接触部组装件232包括上引线框架组201和下引线框架组202，它们用电介质塑性材料包覆成型，形成上接触部载体243和下接触部载体245。中间导电板244设置在上接触部载体243和下接触部载体245之间。在一些实施例中，中间导电板244提供上引线框架组201和下引线框架组202之间的屏蔽。特别是在一些实施例中，其中，引线框架组201、202间距小并且敏感信号需要与电源引线隔离和/或存在需要与外部噪声源隔离的敏感信号和/或信号需要特定的对地阻抗。上屏蔽218和下屏蔽231设置在上接触部载体243和下接触部载体245周围，在接触部组装件232周围形成外部屏蔽，使得敏感信号与外部噪声源隔离和/或使得嘈杂的内部信号与敏感的外部设备隔离。接触部组装件232可以尤其适用于针对高容量应用需要低成本组装方法的应用。
返回参考图2A，插片240可以具有基本上彼此相同、平行且相对的第一外表面230和第二外表面235。外表面230、235可以每个都具有多个外部伸长的电接触部220(1)…220(8)(图2A中仅在第一外表面230上示出)。其他实施例可以具有更多或更少的电接触部。接触部220(1)…220(8)可以凸起、凹进或者与插片240的第一和第二外表面230、235齐平，并且放置在接触部区域内，使得当插片被插入到相应的插座连接器中时接触部可以电耦合至插座连接器中的相应接触部。在一些实施例中，接触部220(1)…220(8)为自动清洁擦拭接触部，在配对事件期间，其在最初与插座连接器接触部接触之后，在到达最终期望的接触位置之前用擦拭运动进一步滑过插座连接器接触部。在一些实施例中，各个接触部的尺寸可能会不同。这可能特别有用，例如，在一个或多个接触部专门来携带高功率或高电流的情况下。虽然图2A示出了单个行的接触部220(1)…220(8)，但是本发明的一些实施例可以包括两行、三行或更多行的接触部。接触部220(1)…220(8)可以由铜、镍、黄铜、不锈钢、金属合金或任何其他适当的导电材料或者导电材料的组合制成。接触部220(1)…220(8)还可以镀有金属层，以改善耐磨性、改善接触电阻和/或改善抗腐蚀性。
虽然在图2A中所示的插片240具有大致矩形和大致平面的形状，但是在本发明的一些实施例中，第一和第二外表面230、235可以具有对于它们匹配的凸或凹的曲率或者可以具有居中定位于插片240的侧面之间的匹配的凹陷区域。接触部区域可以形成在凹陷区域中，并且凹陷区域例如可以从插片240的远侧顶端一直延伸到终止端233，或者可以仅沿着插片240的长度的一部分(例如，在插片的长度的1/2至3/4之间)延伸终止于未到终止端233的一点处。第一和第二侧表面225、226也可以具有匹配的凸或凹的曲率。
通常而言，根据如下所描述的连接器200的双重取向设计，第一和第二外表面230、235的形状和曲率彼此反射(mirror)，如同第一和第二侧表面225和226的形状和曲率一样。另外，虽然图2A将第一和第二侧表面225、226示出为具有的宽度显著小于第一和第二外表面230、235的宽度(例如，小于或等于第一和第二外表面230、235的宽度的四分之一或二分之一)，但是在本发明的一些实施例中，第一和第二侧表面225、226具有的宽度相当地接近于或者甚至等于或宽于第一和第二外表面230、235的宽度。
连接器200的这个特定实施例可以关于纵轴280对称，使得其具有两个可以与匹配的插座连接器进行配对的取向，包括第一取向和第二取向，第二取向相对于第一取向关于纵轴280旋转180度。为了考虑到连接器200的取向无关特征，连接器可以不被极性化。也即，连接器200可以不包括配置为与相应插座连接器中的匹配键配对并且确保这两个连接器之间的配对仅发生于单个取向上的物理键。连接器200可以具有在第一和第二外表面230、235上的接触部的对称布置，允许插头连接器的接触部220(1)…220(8)与插座连接器中的接触部适当地对准，而不用考虑取向。在其他的双重取向实施例中，插片240的横截面形状不需要完全对称，只要连接器不包括防止连接器在两个不同的取向上被插入到相应插座连接器中的键，并且接触部在任一取向上适当地对准在相应插座连接器中的接触部。
除了180度对称、双重取向的设计之外，根据本发明的一些实施例的插头连接器还将在连接器的第一外表面230处形成的每个接触部与在连接器的相对侧的第二外表面235上的相应接触部电连接。也即，在本发明的一些实施例中，第一外表面230中的每一个接触部电连接至第二外表面235中的相应接触部。因此，通过插头连接器携带的任何给定信号经由第一外表面230内的接触部以及第二外表面235内的接触部发送。本发明的一些实施例的这个方面的效果在于，与形成在第一和第二外表面230、235中的接触部彼此电隔离并且被指定给不同信号的情况相比，可由给定数目的接触部携带的不同信号的数目减少一半。然而，这种特征所提供的益处在于相应的插座连接器仅需要具有在其腔内一个表面(例如顶表面或底表面)上的接触部。插座连接器因而可以被制造得比在腔的顶表面和底表面上均具有接触部的插座连接器更薄，这又使得在其中容纳插座连接器的电子设备也可以更薄。
在一些实施例中，插头连接器200的取向可以基于物理取向键(与极性键不同之处在于取向键不阻止插头连接器在多重取向上被插入到插座连接器中)而得以检测，取决于插头连接器的取向，该物理取向键与插座连接器中相应的取向接触部接合或不接合。连接至取向接触部的电路系统接着可以确定插头连接器200以两个可能取向中的哪一个被插入到插座连接器中。在其他实施例中，插头连接器200的取向可以通过检测接触部中的一个或多个处的特性(例如电压或电流水平)或者通过使用握手算法经由接触部中的一个或多个发送和接收信号来确定。主机设备内的可操作地耦合至插座连接器的电路系统可以接着设置软件和/或硬件开关，以将插座连接器的接触部适当地匹配至插头连接器的接触部。
如图2A中进一步所示，在一个实施例中，在连接器200的主体241内是电路组装件205，电路组装件205设置在金属带260内并且通过终止部分211(1)…211(8)耦合至接触部220(1)…220(8)。一个或多个电子组件207可以可操作地耦合至PCB 206，以提供与连接器200和连接器200为其一部分的任何配件或设备有关的信息和/或以执行特定功能，诸如认证、识别、接触部配置以及电流或功率调节。电子器件207可以包括任何其他类型的有源或无源电子设备，诸如但不限于专用集成电路、存储器、晶体管、电容、电感和/或电阻。
同样，在图2A中所示的实施例包括作为线缆连接器的一部分的连接器200。在其他实施例中，根据本发明的插头连接器用于诸如扩展坞、定时收音机和其他配件或电子设备的设备中。在这样的实施例中，插片240可以直接从与扩展坞、定时收音机和其他配件或电子设备相关联的壳体伸出。与配件或设备相关联的壳体则可以被视为连接器的主体，其形状可以与主体241十分不同。
组装步骤
现在参考图2A－2O和图3，关于与连接器200的制造和组装相关联的步骤。图3为示出与根据本发明的一个实施例的连接器200的制造和组装相关联的一般步骤的流程图。图2A-2O描绘了在图3中所阐述的制造的各个阶段处的连接器200。
现在参考图2C和图2D，连接器200的制造可以开始于上引线框架组201和下引线框架组202的加工。上引线框架组201和下引线框架组202可以使用卷到卷或本领域中已知的其他制造工艺进行制造。在一个实施例中，去缠绕卷(de-spooling reel)可以包含原始引线框架材料的长度。原始引线框架材料可以为任何类型的金属，包括合金。在一些实施例中，上引线框架组201和下引线框架组202由铜或铜合金(例如像磷青铜)制成。在一个实施例中，原始引线框架材料为磷青铜的合金并且厚度小于一毫米。去缠绕卷可以以逆时针方向旋转，并且允许原始引线框架材料进入一组或多组的模具，这些模具由原始材料琢刻(blank)和/或形成上引线框架组201和下引线框架组202。该循环可以每分钟重复多次。经处理的引线框架材料可以离开模具组并且在重缠绕卷上绕线。由于模具组的循环性质，被琢刻的和/或形成的特征件可以是由节距(pitch)分开的重复模式(pattern)。因此，可以通过在图2C和图2D中所示的代表性的上引线框架部段203和下引线框架部段204来说明经处理的引线框架材料。
上引线框架部段203可以包括保持上引线框架组201的一个或多个支架208a、208b。上引线框架组201可以包括多个引线210(1)…210(8)，其中每个引线具有接触部部分220(1)…220(8)以及终止部分211(1)…211(8)。类似地，下引线框架部段204可以包括保持下引线框架组202的一个或多个支架212a、212b。下引线框架组202可以包括多个引线213(1)…213(8)，其中每个引线具有接触部部分215(1)…215(8)以及终止部分214(1)…214(8)。
在形成上引线框架组201和下引线框架组202之后，它们可以用类似于上面所讨论的卷到卷工艺被清洁和电镀同时还被附接至支架208a、208b、212a和212b。去缠绕卷可以包含被琢刻和形成的引线框架材料的长度。去缠绕卷可以以逆时针方向旋转，并且允许被琢刻和形成的引线框架材料进入一个或多个清洁和电镀浴。经清洁和电镀的引线框架材料可以离开该清洗和电镀浴并且在重缠绕卷上绕线。在一个实施例中，被琢刻和形成的引线框架材料可以经历三个清洗工艺、镍电镀工艺和金电镀工艺。在不偏离本发明的情况下，可以使用各种各样的清洁和电镀工艺，包括选择性电镀。上引线框架组201和下引线框架组202可以用相同或不同的工艺进行电镀。
组装的下一个步骤可以包括制造上屏蔽218、中间导电板244和下屏蔽231(参见图3的步骤307；图2B)。屏蔽218、244、231可以用类似于如上所描述的卷到卷方法制造，或者可以用另一工艺，诸如但不限于，单级处理(single stage processing)或者化学蚀刻。屏蔽218、244、231可以由任何金属或金属合金形成。在一个实施例中，屏蔽218、244、231由不锈钢形成307，并且可以用镍电镀。
上屏蔽218可以具有一个或多个窗口219以便利于插入成型，如下文中所更详细地描述的。上屏蔽218还可以具有一个或多个闩扣216a、216b以及可以耦合至电路组装件205(参见图2A)的一个或多个引线217。中间导电板244可以具有一个或多个对准特征件222a、222b以及可以耦合至电路组装件205(参见图2A)的一个或多个引线242。下屏蔽231可以具有一个或多个窗口236以便利于插入成型，如下文中所更详细地描述的。下屏蔽231还可以具有一个或多个闩扣234a、234b以及可以耦合至电路组装件205(参见图2A)的一个或多个引线237。
组装的下一个步骤可以包括围绕上引线框架组201(参见图2C)和上屏蔽218的电介质塑性材料的同时插入成型，以形成上接触部载体243(参见图3的步骤310；图2B)。在其他实施例中，只有引线框架组可以被插入成型，而屏蔽可以随后安装。插入成型可以用外形和功能与上述的卷到卷琢刻和形成机器相似的系统来完成。在一个实施例中，一组模具围拢上引线框架组201(参见图2C)和上屏蔽218，当在它们周围注入电介质材料的同时将它们在模具中保持在合适的位置。窗口219可以由模具使用以在成型操作期间将上引线210(1)…210(8)固定在合适的位置。上接触部载体243则可以基本上为单体式结构，因此引线框架支架208a、208b(参见图2C)可以被移除。模具打开并且新的上引线框架组201(参见图2C)可以前移至模具中。该循环可以每分钟重复若干次。在一些实施例中，上屏蔽218可以不被插入成型，而是可以在随后的步骤中安装。在其他实施例中，上引线框架组201(参见图2C)可以不被插入成型，并且可以被卡住或安装在预成型电介质结构中。在不脱离本发明的情况下可以采用本领域技术人员已知的其他制造工艺。下引线框架载体245可以以相似的方式被制造，其中，下引线框架组202(参见图2D)和下屏蔽231用电介质材料同时插入成型，成为单体式结构。一些实施例可以采用热塑性材料作为电介质材料，而其他实施例可以采用热固性材料。在一个实施例中，液晶聚合物被用作电介质塑料。
组装的下一个步骤可以包括上接触部载体243、中间导电板244和下接触部载体245的组装，形成接触部组装件232(参见图3的步骤320；图2B、2E)。在一些实施例中，上接触部载体243可以具有一个或多个对准凸出部224，对准凸出部224与中间导电板244对准特征件222a、222b以及下接触部载体245对准凹穴(socket)228相接口。这样的特征可以使得组件在组装操作期间能够适当地对准和取向。另外，上屏蔽218闩扣216a、216b可以与下屏蔽231闩扣234a、234b配对以保持上接触部组装件243与下接触部组装件245配对。在进一步的实施例中，下接触部组装件245可以具有一个或多个可压扁凸出部229，可压扁凸出部229创建了在上接触部组装件243和下接触部组装件245之间的限定空间，如在下文中将更详细讨论的。在一些实施例中，可以不使用中间导电板244，尤其是当在上引线框架组201和下引线框架组202之间不需要信号隔离时。然而，当在上引线框架组201和下引线框架组202之间可能需要隔离时，中间导电板244可以连接至地。在进一步的实施例中，中间导电板244、上屏蔽218、下屏蔽231和金属带260可以都连接至地以改善连接器200的隔离和/或屏蔽性能。接触部组装件232具有端表面274、相对的第一和第二表面275、276以及在第一和第二表面之间延伸的相对的第三和第四侧表面277、278。
组装的下一个步骤可以包括金属带260的制造(参见图3的步骤330；图2E)。金属带260可以使用多种多样的技术制造，这些技术诸如例如冲压、线材成形、锻造、金属注射成型(MIM)、冷锻或钢坯加工工艺。在一些实施例中，诸如注塑成型和后(post)金属电镀的另选工艺可以用于形成金属带260。金属带260可以为大致U形，并且具有间隙比主体区域249更大的插片区域248。如上面所讨论的，金属带260可以具有保持特征件265a、265b。金属带260还可以具有一个或多个对准特征件247a、247b以及接触部组装件保持特征件246a、246b，用于在金属带260中对准和保持接触部组装件232和/或电路组装件205。在一些实施例中，金属带260可以由金属或金属合金形成。在一个实施例中，金属带260由不锈钢形成。在进一步的实施例中，金属带260可以被以金属(诸如但不限于镍或金)电镀。
组装的下一个步骤可以包括在金属带260中安装接触部组装件232，创建部分组装的连接器250(参见图3的步骤325；图2E、图2F)。接触部组装件232可以与对准特征件247a、247b对准，并且与接触部组装件保持特征件246a、246b接合。一旦接合，接触部组装件232可以物理地保持在金属带260内。
组装的下一个步骤可以包括将部分组装的连接器250放置在插入成型工具251、252、253中，并且在接触部组装件232周围形成电介质密封剂256(参见图3的步骤335；图2G-2I)。这个工艺可以在插头200的接触部区域中提供光滑且基本上平坦的配对表面。图2G和图2H示出了一个实施例的插入成型工艺。上插入成型工具251和下插入成型工具252可以配置为抵靠金属带260的外表面密封。上插入成型工具251上的上插入成型工具阶梯(step)254可以同时抵靠接触部220(1)…220(8)的顶表面密封。下插入成型工具252上的下插入成型工具阶梯255可以同时抵靠接触部215(1)…215(8)的顶表面密封。阶梯254、255可以对着下接触部组装件245压缩上接触部组装件243(参见图2D)，其中可压扁的凸出部229变形，使得接触部220(1)…220(8)可以与接触部215(1)…215(8)相距精确且可控的距离。后部成型工具253可以用于完全包围成型系统。第一外壳终止端233可以形成在第一外表面230上，第二外壳终止端259可以形成在第二外表面235上。
为了同时密封全部这些表面并且保护电介质密封剂256以免流出，插入成型工具251、252、253可以配备有受载弹簧插入物(spring loaded insert)以适应连接器组件的维度改变。插入成型工具251、252、253还可以配置为从连接器的后部注入电介质密封剂256，或者在其他实施例中电介质密封剂256可以在其他位置中被注入。在一个实施例中，插入成型工具具有凹槽栅，用于注入电介质密封剂256。电介质密封剂256在金属带260内形成在接触部组装件232的第一和第二表面275、277(参见图2E)之上，使得上引线框架组201的每个引线210(1)…210(8)的接触部220(1)…220(8)在插头连接器200的第一外表面230上露出，下引线框架组202的每个引线213(1)…213(8)的接触部215(1)…215(8)在插头连接器的第二外表面235上露出。
在一些实施例中，电介质密封剂256可以为聚甲醛(POM)。在其他实施例中，电介质密封剂256可以为基于尼龙的聚合物(nylon-based polymer)，其可以填充有玻璃纤维。进一步的实施例可以采用其他材料。
图2I描绘了在插入成型工艺之后的一个实施例。在一些实施例中，配对表面257可以设置在连接器200的第一外表面230之下并且基本上与接触部220(1)…220(8)的顶表面共面。图2J示出了图2I在配对表面257的区域中的简化横截面A-A。从这个说明可以看出，配对表面257可以存在于第一外表面230之下的凹部中。在一些实施例中，该凹部可以在金属带260的顶表面之下的0.01至0.1mm之间。该凹部可以保护接触部220(1)…220(8)以免接触表面(诸如配对设备的表面)而潜在地造成对接触部的顶表面的损害。在进一步的实施例中，凹部可以在一些区域中更深而在其他区域中更浅。在其他实施例中，凹部可以朝向连接器的后部而更深，并且向着连接器200的远侧端部258而基本上与金属带260的顶表面共面。在更进一步的实施例中，电介质密封剂256的配对表面257可以基本上与金属带260共面。如本文所限定的，电接触部设置在外表面上是指一般地在连接器的外表面上，包括其中接触部与金属带260的外表面共面的实施例以及其中接触部存在于金属带260的外表面之下的凹部中的实施例。
组装的下一个步骤可以包括构造电路组装件205(参见图3的步骤345；图2K)。PCB206可以为传统的环氧树脂和玻璃组合，或者可以为任何能够路由电信号的等同结构。例如，一些实施例可以使用由聚酰亚胺和导电迹线的交替层构成的柔性结构，而其他实施例可以使用具有导电迹线的陶瓷材料或用激光直接成型处理以创建导电迹线的塑性材料。PCB 206可以形成有设置在一端处的一组导体焊盘261(1)…262(8)以及设置在相对端处的一组终止焊盘262(1)…262(8)。另外，一组组件焊盘(未示出)可以形成在PCB 206上以电连接一个或多个有源或无源电子组件207，诸如例如集成电路(IC)、电感或电容。本文所描绘的实施例仅用于示例性的目的，其他实施例可以具有焊盘261(1)…261(8)、262(1)…262(8)的不同布置，更多或更少的焊盘，形成在PCB 206的相对侧面的一个或两个上的焊盘，以及更少、更多或不同的电子组件207。
示例性电子组件207被描绘为在PCB 206的一侧上(参见图2K)，但是在其他实施例中，电子组件207可以位于PCB 206的任一侧或两侧上。在一些实施例中，导电环氧树脂可以用于将电子组件207电附接至PCB 206。在其他实施例中，焊料合金可以通过使用各种各样的技术(诸如例如通孔安装、模板印刷(stencil print)以及回流、板载芯片(chip-on-board)、倒装芯片或其他适合的连接方法)被采用。在一个实施例中，模版印刷工艺用于将焊料膏设置在组件焊盘(未示出)上。电子组件207然后可以设置在焊料膏上，并且对流加热工艺可以用于回流焊料膏，将电子组件附接至PCB 206。焊料合金可以为铅锡合金、锡银铜合金或者其他适合的金属或金属合金。
在一些实施例中，在电子组件207附接工艺期间，焊料膏可以沉积在终止焊盘262(1)...262(8)上和/或导体焊盘261(1)...261(8)上并且回流。在一些实施例中，在电子组件207附接至PCB 206之后，电路组装件205可以被清洗和干燥。但是，在其他实施例中，电路组装件205可以不被清洗直到随后的处理。在其他实施例中，免清洁焊剂用于帮助焊接工艺，并且不存在清洗过程。在进一步的实施例中，免清洁或可清洁焊剂用于帮助焊接工艺，并且组装件被清洗。最后，一些或全部的电子组件207可以用保护性材料(诸如例如基于硅、环氧树脂或聚氨酯(urethane)的材料)封装。在一些实施例中，保护性密封剂可以提供机械强度以改进可靠性和/或提供环境保护以便敏感电子组件免受水分影响。在进一步的实施例中，保护性密封剂可以改善连接器200的电介质击穿电压性能。密封剂可以用自动化机器或手动分配器来施加。
组装的下一个步骤可以包括在部分组装的连接器中安装电路组装件205(参见图3的步骤340；图2K，图2L)。图2K描绘了正被插入到金属带260中、使得终止盘262(1)…262(8)与引线210(1)…210(8)(参见图2C)的终止部分211(1)…211(8)配对的电路组装件205。引线210(1)…210(8)的终止部分211(1)…211(8)然后通过焊料、导电环氧树脂或其他方法电连接至终止焊盘262(1)…262(8)。
当连接器200为线缆的一部分时，组装的下一个步骤可以包括将线缆束263附接至部分组装的连接器(参见图3的步骤350；图2L)。线缆束263可以具有单独导体(例如导线)264，用于附接至PCB 206的导体焊盘261(1)…261(8)。单独导体264可以被切割和剥离，并且线缆束263的外罩也可以被切割和剥离。每个导体264可以使用自动化、半自动化或手动工艺被焊接至其各自的导体焊盘261(1)…261(8)。在一个实施例中，导体264对准在固定装置中，并且每个导体自动地被焊接至每个导体焊盘261(1)…261(8)。在另一个实施例中，每个导体264熔焊到其各自的导体焊盘261(1)…261(8)。在一些实施例中，其中连接器200为不附接线缆至连接器的电子设备或配件(例如扩展坞)的一部分，单独导线或柔性电路等可以将导体焊盘261(1)…261(8)电连接至设备中的电路系统。可以使用各种各样的导体附接工艺而不脱离本发明。
当连接器200为线缆的一部分时，组装的下一个步骤可以包括将线缆束263包覆成型至部分组装的连接器(参见图3的步骤355；图2M)。在这样的实例中，组装的下一个步骤可以包含包覆成型连接器的一部分，该部分包括附接至PCB 206的电子组件207(参见图2K)。第一插入成型操作可以被执行，在塑性材料中封装电路组装件205(参见图2K)，以及形成连接器200的主体266。第二插入成型工艺然后可以被执行，创建附接至连接器主体266的后面并且在线缆263上延伸一小段距离的应力消除套管268。在一些实施例中，连接器主体266可以部分地由插入成型塑料制成且部分地由其他材料制成。第一和第二插入成型材料可以为任何类型的塑料或者其他非导电材料。在一个实施例中，两种材料都是热塑性弹性体，其中第二插入成型材料具有比第一插入成型材料更低的硬度计(durometer)。图2M描绘了具有两片导电金属屏蔽267a、267b的实施例，它们可以安装在连接器主体266的一部分之上并且电耦合至金属带260。在一些实施例中，屏蔽267a、267b可以首先被安装，连接器主体266可以在随后的操作中成型。在一些实施例中，屏蔽267a、267b可以熔焊至金属带260。在一些实施例中，屏蔽267a、267b可以由钢制成，而在其他实施例中可以使用铜或锡合金。
组装的下一个步骤可以包括将外壳269附接至主体266(参见图3的步骤365；图2M－2O)。在图2M中，外壳269示出为在位于线缆束263上的预组装位置上。外壳269的尺寸可以被适当地设计以在连接器主体266之上滑动，基本上将连接器主体包围在外壳内。外壳269可以由任何类型的塑料或者其他非导电材料制造，并且在一个实施例中由ABS制造。
图2N中示出了外壳269的横截面视图。该图进一步描绘了在外壳269的内表面上的两个位置上沉积的粘接材料270。粘接材料270可以如所示地用注射器和针头组装件272沉积，或者其可以用各种各样的其他技术沉积而不脱离本发明。最终组装步骤示出在图2O中，并且包括在连接器主体266之上滑动外壳269直到外壳基本上将连接器主体包围。
粘接材料270可以被固化，将外壳269的内表面粘附到连接器主体266的外表面。在一些实施例中，粘接材料270可以是在水分存在时固化的氰基丙烯酸酯(cyanoacrylate)。在其他实施例中，粘接材料270可以为热固化的环氧树脂或聚氨酯。其他粘接材料在本领域中众所周知，并且可以被采用而不脱离本发明。
在上述说明中，已经参考很多可以因不同实施例而改变的特定细节描述了本发明的实施例。相应地，说明书和附图被视为是说明性的而非限制性的。本发明的范围的唯一且排他的指示以及申请人旨在作为本发明范围的内容是产生于该申请的特定形式的权利要求的字面和等同范围，并且包括任何随后的更正。

Claims (20)

1.一种轴对称的双重取向插头连接器，包括：
接触部组装件，包括在第一接触部载体内插入成型的第一多个引线、在第二接触部载体内插入成型的第二多个引线以及夹在所述第一接触部载体和所述第二接触部载体之间的中间导电板，所述接触部组装件具有端表面、相对的第一表面和第二表面、以及在所述第一表面和所述第二表面之间延伸的相对的第三侧表面和第四侧表面；
大致U形的金属带，设置在所述接触部组装件的外缘的周围，使得所述金属带围绕所述接触部组装件的所述端表面以及相对的所述第三侧表面和所述第四侧表面；以及
电介质密封剂，在所述金属带内形成在所述接触部组装件的所述第一表面和所述第二表面之上，使得所述第一多个引线中的每个引线的接触部部分在所述插头连接器的第一外表面上露出，并且所述第二多个引线中的每个引线的接触部部分在所述插头连接器的第二外表面上露出；
其中，所述插头连接器的所述第一外表面和所述第二外表面为基本上彼此相同、平行且相对的。
2.根据权利要求1所述的双重取向插头连接器，其中，所述接触部组装件至少部分地由金属屏蔽包围，并且所述电介质密封剂完全覆盖所述金属屏蔽。
3.根据权利要求2所述的双重取向插头连接器，其中，所述金属屏蔽电连接至所述中间导电板。
4.根据权利要求2所述的双重取向插头连接器，进一步具有主体部分和从所述主体部分延伸的插片，其中，所述金属带沿着所述插片的整个长度延伸并且包括在所述主体部分内向内弯曲的相对的第一延伸部和第二延伸部。
5.根据权利要求1-4中任何一项所述的双重取向插头连接器，其中，所述第一多个引线和所述第二多个引线中的每个引线具有终止部分，所述终止部分延伸超出其各自的接触部载体并且连接至电路组装件。
6.根据权利要求1-4中任何一项所述的双重取向插头连接器，其中，所述插头连接器能在第一取向上与匹配的插座连接器配对，并且所述插头连接器必须沿着纵轴旋转180度以在第二取向上与所述插座连接器配对。
7.根据权利要求1-4中任何一项所述的双重取向插头连接器，其中，所述金属带包括形成在相对的侧表面中的凹陷。
8.根据权利要求1-4中任何一项所述的双重取向插头连接器，其中，所述第一多个引线和所述第二多个引线电连接到至少部分地设置在所述金属带内的电路组装件。
9.根据权利要求8所述的双重取向插头连接器，其中，所述电路组装件进一步连接至电缆线。
10.一种连接器插头，包括：
大致U形的导电接地带，限定所述连接器插头的远侧端部和相对的侧表面；
至少部分地设置在所述接地带内的包覆成型的引线框架组装件，限定所述连接器插头的第一外表面和第二外表面；
所述包覆成型的引线框架组装件进一步包括在第一引线框架载体中插入成型并且设置在所述第一外表面上的第一组电引线框架以及在第二引线框架载体中插入成型并且设置在所述第二外表面上的第二组电引线框架，其中第一组电引线框架和第二组电引线框架中的每一个各自具有耦合到终止部分的远侧接触部分；以及
中间导电板，设置在所述第一引线框架载体和所述第二引线框架载体之间。
11.根据权利要求10所述的连接器插头，其中，第一组电引线框架和第二组电引线框架的远侧接触部分邻近所述连接器插头的远侧端部定位。
12.根据权利要求11所述的连接器插头，其中，所述第一组电引线框架和所述第二组电引线框架的终止部分电连接到至少部分地设置在所述导电接地带内的电路板。
13.根据权利要求12所述的连接器插头，其中，所述电路板连接至电缆线。
14.根据权利要求10-13中任何一项所述的连接器插头，其中，所述导电接地带进一步包括形成在相对的侧表面内的凹陷。
15.根据权利要求10-13中任何一项所述的连接器插头，其中，第一屏蔽设置在所述第一外表面之下，并且第二屏蔽设置在所述第二外表面之下。
16.根据权利要求15所述的连接器插头，其中，第一屏蔽和第二屏蔽电连接至所述中间导电板。
17.一种连接器插头的制造方法，包括：
提供第一接触部组装件，所述第一接触部组装件包括设置在第一接触部载体内的第一多个引线；
提供第二接触部组装件，所述第二接触部组装件包括设置在第二接触部载体内的第二多个引线；
提供大致U形带，并且在所述U形带内将所述第一接触部组装件在所述第二接触部组装件的顶部上与设置在所述第一接触部组装件和所述第二接触部组装件之间的中间导电板对准；
基本上封装所述第一接触部组装件和所述第二接触部组装件，使得所述第一多个引线中的每个引线的接触部部分在所述连接器插头的第一外表面上露出，并且所述第二多个引线中的每个引线的接触部部分在所述连接器插头的第二外表面上露出；以及
其中，所述连接器插头的所述第一外表面和所述第二外表面为基本上彼此相同、平行和相对的。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，在所述第一接触部载体的外表面上设置第一屏蔽，在所述第二接触部载体的外表面上设置第二屏蔽。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，在封装期间，在所述第一外表面上形成第一外壳终止端，在所述第二外表面上形成第二外壳终止端。
20.根据权利要求17-19中任何一项所述的方法，进一步包括将电路组装件至少部分地设置在所述U形带内，并且将所述电路组装件电连接至所述第一多个引线和所述第二多个引线。
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