CN107710513A - 高速插头 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种通信插头，其包括：具有顶表面、底表面、相对的侧表面和相对的端表面的基板，所述基板中的接地平面，所述基板的侧表面上的与所述接地平面电连通的接地条，其中所述接地条电连接到所述基板中的接地平面。

Description

高速插头
对相关申请的交叉引用
本申请是非临时专利申请，其要求于2015年7月21日提交的题为“HIGH SPEEDPLUG”的美国临时专利申请No.62/195,027和于2015年11月25日提交的题为“HIGH SPEEDPLUG”的美国非临时专利申请No.14/952,458的权益和优先权。
背景技术
当前的网络插头技术限制了可以从连接到插头的一部分的线缆传输到连接到插头的第二部分的设备的数据量。随着数据通信速度的提高，对于在两点之间提供适当接地连接的需求变得至关重要。
目前，网络连接的接地需要手动操纵接地线到插头。通常，这种手动操纵导致不适当的接地连接，这可能导致由瞬态信号引起的数据传输的丢失。此外，手动操纵插头需要额外的工时来终止和测试每个连接，从而增加了网络连接点的安装成本。
需要一种在无需手动操纵插头的情况下创建适当接地连接的插头。
发明内容
本公开的一个实施例包括一种通信插头，其可以包括具有顶表面、底表面、相对的侧表面和相对的端表面的基板，所述基板中的接地平面，所述基板的侧表面上的与所述接地平面电连通的接地条，其中所述接地条电连接到所述基板中的接地平面。
在另一个实施例中，所述插头可以包括在所述基板的各侧中的多个开口。
在另一个实施例中，所述插头可以包括在所述基板之一中的多个引脚通孔。
在另一个实施例中，所述插头可以包括所述基板中的多个导线通孔，所述导线通孔与每个开口相邻地放置。
在另一个实施例中，所述插头可以包括围绕每个导线通孔在所述基板的表面上形成的连接焊盘。
在另一个实施例中，所述连接焊盘可以包括围绕所述导线通孔的外围延伸的圆形部分和从所述圆形部分朝向所述基板中的开口延伸的三角形部分。
在另一个实施例中，所述插头可以包括在所述基板的顶表面上的多条迹线，每条迹线从引脚通孔延伸到连接焊盘。
在另一个实施例中，所述插头可以包括在所述基板的底部上的所述多条迹线中的至少两条迹线。
在另一个实施例中，所述插头可以包括固定单元，所述固定单元具有插入所述导线通孔中的部分和覆盖所述连接焊盘的部分。
在另一个实施例中，所述插头可以包括与所述基板中的接地平面相邻的第二接地。
本公开的另一个实施例可以包括一种形成通信插头的方法，其包括以下步骤：形成基板的底层，在所述底层上形成子层，所述子层包括第一接地平面，在所述接地层上形成中间层，所述中间层具有接地平面，在所述基板上形成顶层，在所述基板中形成引脚通孔，在所述基板的相对侧中形成开口，形成与所述基板中的每个开口相邻的导线通孔，在所述基板的所述顶层和底层上在所述基板的相对侧上形成接地表面，所述接地表面与第一接地层和第二接地层电连通，以及在所述导线通孔和引脚通孔之间在所述顶层和所述底层上形成迹线。
在另一个实施例中，所述方法可以包括步骤：将引脚插入每个引脚通孔中。
在另一个实施例中，所述方法可以包括步骤：围绕每个导线通孔形成连接焊盘。
在另一个实施例中，所述方法可以包括形成所述连接焊盘的步骤包括以下步骤：形成围绕所述导线通孔的外围延伸的圆形部分，并且形成从所述圆形部分朝向所述基板中的开口延伸的三角形部分。
在另一个实施例中，所述方法可以包括形成所述迹线的步骤包括：形成从每个引脚通孔到对应的连接焊盘的迹线。
在另一个实施例中，所述方法可以包括步骤：将所述基板插入到插头壳体中，所述插头壳体在所述壳体的侧表面中具有开口，所述开口对应于形成在所述基板中的开口。
在另一个实施例中，所述方法可以包括在所述基板的顶表面上形成第一组迹线以及在所述基板的底表面上形成第二组迹线。
在另一个实施例中，所述方法可以包括以下步骤：将固定单元的出自部分上的引脚插入到每个导线通孔中，并且将所述固定单元的下部部分定位在与接纳所述引脚的所述导线通孔对应的连接焊盘上方。
在另一个实施例中，所述壳体可以包括在所述引脚通孔上方的多个开口，每个开口的尺寸适于容纳引脚。
在另一个实施例中，每个固定单元可以固定与连接焊盘电连通的一根导线。
附图说明
在阅读以下详细描述和附图之后，本发明的细节(包括非限制性益处和优点)对于相关领域的普通技术人员将变得更加明显，其中：
图1A描绘了符合本公开的高速通信插头；
图1B描绘了去除了IDC的通孔和焊料焊盘的近视图；
图1C描绘了包括安装在通孔中的IDC的插头的侧视图；
图2描绘了多层高速插头的底层的顶视图；
图3描绘了多层高速插头的第二层的顶视图；
图4描绘了多层高速插头的第三层的顶视图；
图5描绘了多层高速插头的上层的顶视图；
图6描绘了多层高速插头的顶层；
图7公开了多层插头的下层的顶视图；
图8描绘了插头的一个实施例；
图9描绘了插入插座中的图8的插头；
图10描绘了接合插座的图8的插头的正视图；
图11描绘了图8的插头的基板上的接地带；
图12描绘了图8的基板和接地条的侧视图；
图13描绘了插入插座中的图8的插头的侧视图；及
图14描绘了具有插入通孔中的连接片(connection tab)的图8的基板的顶视图。
图15描绘了高速通信插头的一个实施例；
图16A描绘了图15的高速通信插头的基板的顶层；
图16B描绘了被定位成与顶层相邻的基板的子层；
图16C描绘了基板的底层；
图17描绘了插入到插头壳体中的基板；
图18描绘了插入到插头壳体中的基板的视图；
图19描绘了高速通信插头的断开视图。
具体实施方式
图1A描绘了符合本公开的高速通信插头100。插头100包括具有穿过基板102的第一组通孔104的基板102，其中每个通孔104通过迹线106连接到第二通孔108。迹线106被形成在基板102的顶表面上并且由诸如铜之类的导电材料制成。多个绝缘位移接触(Insulation Displacement Contact，“IDC”)112被放置在通孔108中。IDC 112可以由包括但不限于铜的金属制成。每个IDC 112被放置在基板102中的开口110上方。每个IDC 112和开口110被配置为接纳导线或线缆。在一个实施例中，导线是24号标准线缆。在另一个实施例中，导线是26号标准导线。在另一个实施例中，导线是螺纹导线。在另一个实施例中，导线是实心导线。
开口110可以相对于水平面偏移一角度，或者可以垂直于基板102的侧表面。在一个实施例中，一组开口110偏移并且一组开口110不偏移。在另一个实施例中，每个开口110都偏移。在另一个实施例中，开口110是隐蔽的并且不会离开基板102。在另一个实施例中，每个开口垂直于基板102的侧面。在另一个实施例中，IDC 112包括导线引导件(未示出)。
图1B描绘了去除了IDC 112的通孔108和焊料焊盘114的近视图。焊料焊盘114形成在基板102的顶表面上，并被配置成当IDC112被插入到相应的通孔108中时将IDC 112固定到基板102。焊料焊盘114的位于开口110和通孔108之间的部分的形状大致为三角形。在开口110和焊料焊盘114之间的基板102上的区域116是空的以便在导线插入IDC 112中时允许移动。图1C描绘了包括安装在通孔108中的IDC 112的插头100的侧视图。IDC 112位于焊料焊盘114上且在通孔108中，使得IDC 112与基板的顶表面平行。通过将IDC 112插入到通孔中并且在焊料焊盘114之上，IDC 112的电容被减小。
图2描绘了多层高速插头的底层的顶视图。底层200包括第一组通孔202和第二组通孔204，其中第一组通孔的一半通过迹线206连接到对应的第二通孔204以及接地平面208和多个接地通孔210。图3描绘了多层高速插头的第二层的顶视图。第二层包括第一通孔202和第二通孔204以及接地平面302。图4描绘了多层高速插头的第三层的顶视图。第三层包括第一通孔202和第二通孔204以及接地平面402。
图5描绘了多层高速插头的上层的顶视图。上层包括第一通孔202和第二通孔204。未连接到下层中的第二通孔204的第一通孔202经由迹线506连接。接地平面500跨越上层的表面在接地通孔210的区域内延伸。图6描绘了多层高速插头的顶层。顶层包括第一通孔202和第二通孔206以及接地平面600。图7描绘了多层插头的下层的顶视图。顶层包括第一通孔202和第二通孔204以及接地通孔208。
在被组装时，第一通孔202和第二通孔204延伸穿过多层插头的每一层。接地通孔208延伸穿过多层插头的每一层，从而电连接每一层中的接地平面。
图8描绘了插头800的一个实施例。第一组通孔804穿过基板802形成，每个第一通孔804通过迹线(未示出)连接到第二通孔(未示出)。接地条806形成在第一组通孔804和第二组通孔(未示出)之间的基板802的侧面上。接地条806电连接至基板802中的至少一个接地平面。接地条806形成于基板802的侧表面上，且该侧表面垂直于基板802的顶表面。接地条806可以由包括但不限于金或铜的任何导电材料形成。
图9描绘了插入插座900中的插头800。插座900包括接地平面902。在一个实施例中，插座900是RJ-45插座，插头800是RJ-45插头。接地平面902位于插座900中，使得每个接地平面导电地接合插头800上的相应接地条806。当插头800插入插座900中时，接地条806和接地平面902在插座900、插头800和连接到插座900的电路板(未示出)之间创建接地连接。
图10描绘了与插座900接合的插头800的正视图。当插头插入插座中时，接地平面902与接地条806接触。通过在插头上形成接地条806以使得当插头800与插座900接合时接地条806与插座900的接地平面902接触，不需要手动操纵接地导线，从而降低了安装插头800的成本。此外，因为插头800被正确地接地到插座900，所以插头800的性能得到改善。
图11描绘了插头800的基板802上的接地条806。连接片1100插入到通孔804中以允许连接导线。接地条806可以是由导电材料制成的薄箔，其被缠绕在基板802的一侧以及基板的顶表面和底表面的一部分周围。图12描绘了基板802和接地条806的侧视图。图13描绘了插入插座900中的插头800的侧视图。图14描绘了具有插入到通孔804中的连接片1100的基板802的顶视图。
图15描绘了高速通信插头的一个实施例。插头1500包括具有形成在基板中的开口或槽1504的多层基板1502。将固定单元1506置于基板1502的底表面顶上的每个开口1504中。多个引脚1508被置于基板1502的一端上，并且两个开口1510形成在基板1502的与引脚1508相对的一端上。接地条1512形成在基板1502的靠近引脚1508的相对各侧上。
图16A描绘了图15的高速通信插头1500的基板的顶层。基板1502的顶层包括通孔1600，通孔1600的大小适于容纳引脚1508。迹线1602将每个通孔1600和置于相关联的开口1504附近的连接焊盘1604连接到基板1502的相对端上的对应引脚1508。连接焊盘1604与图1B中的连接焊盘相同。顶表面包括将连接焊盘1614的一部分连接到相应引脚1508的迹线1602，并且底表面包括用于通过迹线将其他连接焊盘1614连接到对应引脚1508的迹线(未示出)。接地表面1614位于基板1502的接近通孔1600的相对各侧上。接地表面1614在组装插头时接合接地条1512。
图16B描绘了邻近顶层放置的基板的子层。子层包括接地平面1606，接地平面1606从与通孔1600相邻的区域延伸到邻近基板1502的与通孔1600相对的一侧的区域。接地平面1606可以由包括铜和铜合金的任何导电材料形成。通孔1608被置于每个开口1504附近以将连接焊盘1604连接到基板1600的背表面。图16C描绘了具有与子层相同的配置的基板的中间层。子层和中间层中的接地平面1606都包括与接地表面1614电接触的部分。通孔1600和1608每一个在每层中同中心地(concentrically)对准以提供从基板1502的顶表面到底表面的通路。
图16C描绘了基板的底层。底层包括将顶层或基板1502连接到基板1502的底层的通孔1608，使得插入通孔1600中的引脚1508将顶表面电连接到底表面。多条迹线1612将通孔1600连接到背层表面上的连接焊盘1604。基板1502的顶层和底层上的每个连接焊盘1604被置于对应的通孔1608上方，使得每个通孔1608将顶层连接到底层。基板1502的顶层和底层包括接地表面1614，接地表面1614被置于基板1602的接近通孔1600的一端上。接地表面1614电连接到基板1502的子层和中间层中的接地平面1606以提供接地带1614与接地平面1606之间的连接。在一个实施例中，在底表面上形成迹线1612用于没有连接到基板1502的顶层上的迹线1602的通孔1600和连接焊盘1604。
图17描绘了插入到插头壳体中的基板。插头壳体1700可以由用于制造通信插头的、包括塑料或金属的任何已知材料制成。插头壳体1700的每一侧包括导线开口1702，每个导线开口1704与基板上的开口1504对准。每个导线开口1702的尺寸适于容纳实芯线或绞合线。在一个实施例中，导线是#24导线。在另一个实施例中，导线是#22导线。该插头可以根据基板的尺寸和密度接纳任意数量的导线。在一个实施例中，基板接纳单对导线。在另一个实施例中，基板接纳12对导线。当导线(未示出)插入导线开口1702中时，导线由导线开口1702引导进入被置于对应于导线开口1702的开口1502中的固定单元1506中，使得导线接合固定单元1506以固定开口1502中的导线并且经由固定单元1506提供导线和连接焊盘604之间的电连接。
插头壳体1700包括在插头的每一侧上的接地开口1704，其中接地开口1704与接地条1512对准，使得当基板1502插入到插头壳体1700中时，接地条1512延伸穿过开口。通过暴露穿过插头壳体1700的接地条1512，插头可以接地到高速通信插座，而不需要任何额外的压接(crimping)或布线(wiring)，从而增加了接地连接的可靠性，并减少了安装插头和使其接地所需的劳动。插头壳体1700包括多个引脚开口1706，插头壳体1700的一端与基板1502相对，当基板1502插入插头壳体1700中时，每个引脚壳体与基板1502上的引脚1508对准。
图18描绘了插入到插头壳体中的基板的视图。固定单元1506被插入到每个开口1504中，使得固定单元1506的一端上的引脚1800被插入到通孔1608中。固定单元1506被置于连接焊盘1604上方，连接焊盘1604围绕通孔1608的外围延伸。固定单元1506被插入到基板1502的顶表面和底表面上的开口1504中。固定单元1504可以由包括铜和铜合金的任何导电材料制成。迹线1602将每个连接焊盘1604连接到引脚1508。迹线1602可以将固定单元1506的引脚1800连接到引脚1508。
图19描绘了高速通信插头的断开视图。插头包括具有多个通孔1608的基板1502，每个通孔1608具有连接焊盘1614，连接焊盘1614围绕通孔1608的外围延伸并且在通孔1608的最靠近开口1502的一侧形成三角形形状。固定单元1506包括在固定单元1506的一端上的引脚1800，每个引脚1800的尺寸适于与对应的通孔1608接合。通过将引脚1800插入到通孔1608中并且将固定单元1506的背部部分平行于基板1502的表面放置，使得固定单元1506覆盖连接焊盘1614，来将每个固定单元1506插入到相应的开口1502中。迹线1602和1612从每个连接焊盘1614延伸到基板1502的相对端处的对应的引脚1508。通过在基板1502的顶表面和底表面二者上放置迹线1602和1612上，迹线上传送的信号被更好地隔离，从而减少了干扰。接地表面1614被置于接近引脚1508的基板1502的相对各侧上，并在连接插座和插头之间提供接地连接。
在本公开中，词语“一”或“一个”应被理解为包括单数和复数。相反，对于复数项的任何提及在适当情况下应包括单数。
应该理解，对本文公开的当前优选实施例的各种改变和修改对本领域技术人员将是显而易见的。可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下且在不会削弱其预期的优点的情况下做出这样的改变和修改。因此，期望所附权利要求涵盖这样的改变和修改。

Claims (20)

1.一种通信插头，包括：
具有顶表面、底表面、相对的侧表面和相对的端表面的基板；
所述基板中的接地平面；
所述基板的侧表面上的接地条，其与所述接地平面电连通，
其中所述接地条电连接到所述基板中的接地平面。
2.根据权利要求1所述的通信插头，包括在所述基板的各侧中的多个开口。
3.根据权利要求1所述的通信插头，包括在所述基板之一中的多个引脚通孔。
4.根据权利要求1所述的通信插头，包括所述基板中的多个导线通孔，所述导线通孔与每个开口相邻地放置。
5.根据权利要求1所述的通信插头，包括围绕每个导线通孔在所述基板的表面上形成的连接焊盘。
6.根据权利要求5所述的通信插头，其中所述连接焊盘包括围绕所述导线通孔的外围延伸的圆形部分和从所述圆形部分朝向所述基板中的开口延伸的三角形部分。
7.根据权利要求5所述的通信插头，包括在所述基板的顶表面上的多条迹线，每条迹线从引脚通孔延伸到连接焊盘。
8.根据权利要求7所述的通信插头，其中所述多条迹线中的至少两条迹线在所述基板的底部上。
9.根据权利要求5所述的通信插头，包括固定单元，所述固定单元具有插入所述导线通孔中的部分和覆盖所述连接焊盘的部分。
10.根据权利要求1所述的通信插头，包括与所述基板中的接地平面相邻的第二接地。
11.一种形成通信插头的方法，包括以下步骤：
形成基板的底层；
在所述底层上形成子层，所述子层包括第一接地平面；
在所述接地层上形成中间层，所述中间层具有接地平面；
在所述基板上形成顶层；
在所述基板中形成引脚通孔；
在所述基板的相对侧中形成开口；
形成与所述基板中的每个开口相邻的导线通孔；
在所述基板的所述顶层和底层上在所述基板的相对侧上形成接地表面，所述接地表面与第一接地层和第二接地层电连通；
在所述导线通孔和引脚通孔之间在所述顶层和所述底层上形成迹线。
12.如权利要求11所述的方法，包括步骤：
将引脚插入每个引脚通孔中。
13.根据权利要求11所述的方法，包括步骤：
围绕每个导线通孔形成连接焊盘。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，形成所述连接焊盘的步骤包括以下步骤：
形成围绕所述导线通孔的外围延伸的圆形部分，并且形成从所述圆形部分朝向所述基板中的开口延伸的三角形部分。
15.根据权利要求14所述的方法，其中形成所述迹线的步骤包括：
形成从每个引脚通孔到对应的连接焊盘的迹线。
16.如权利要求11所述的方法，包括步骤：
将所述基板插入到插头壳体中，所述插头壳体在所述壳体的侧表面中具有开口，所述开口对应于形成在所述基板中的开口。
17.根据权利要求11所述的方法，其中形成所述迹线的方法包括在所述基板的顶表面上形成第一组迹线以及在所述基板的底表面上形成第二组迹线。
18.如权利要求11所述的方法，包括以下步骤：
将固定单元的出自部分上的引脚插入到每个导线通孔中，并且将所述固定单元的下部部分定位在与接纳所述引脚的所述导线通孔对应的连接焊盘上方。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述壳体包括在所述引脚通孔上方的多个开口，每个开口的尺寸适于容纳引脚。
20.如权利要求17所述的方法，其中每个固定单元固定与连接焊盘电连通的一根导线。
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