CN112421315A - 采用无孔PCB板的Type-C公端连接器 - Google Patents

采用无孔PCB板的Type-C公端连接器 Download PDF

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Abstract

采用无孔PCB板的Type‑C公端连接器，用于实现电源GND电气连接和电源VBUS电气连接的端子皆采用共模制作而成的双端双脚PIN针，双端双脚PIN针的前端具有两个上下并排成叉状的叉状端子，后端具有两个分别对应于叉状端子且同样上下并排成叉状的叉状焊脚，还具有在叉状端子和叉状焊脚之间一体成型的连接部；在双端双脚PIN针中，其两个叉状端子分别嵌于插接口顶壁和底壁上，其两个叉状焊脚分别焊接在PCB板的正反面，以相应的构建电源GND电气连接或电源VBUS电气连接；PCB板的正反两面皆设有对应电源GND电气连接和电源VBUS电气连接的GND焊盘和VBUS焊盘；PCB板的正反两面皆设有GND连接线和VBUS连接线，GND连接线将位于同一面上的GND焊盘导通，VBUS连接线将位于同一面上的VBUS焊盘导通。

Description

采用无孔PCB板的Type-C公端连接器
技术领域
本发明涉及USB连接器技术领域，具体的是指一种采用无孔PCB板的Type-C公端连接器。
背景技术
Type-C是一种USB接口规范，由Type-C母端插座和Type-C公端连接器组成。在Type-C接口标准中，对其母端插座和公端连接器分别采用了如图1到图2所示端子定义方式，这就为Type-C带来了最直观的优势：具有正反皆可插接口设计，不会再出现正反方向错插或者失误之后导致的部件受损。
如图2所示，Type-C公端连接器包括A组和B组两组端子，A组端子具有依序并排的端子A1-A12，B组端子具有依序并排的端子B1-B12，并且端子A1-A12与端子B12-B1逐次对应的对称分布。其中，{端子A1，端子B12}、{端子A12，端子B1}分别对称分布，并且被定义为电源GND的电气连接；{端子A4，端子B9}、{端子A9，端子B4}分别对称分布，并且被定义为电源VBUS的电气连接；
在现有技术中， Type-C的公端连接器的结构如图3所示，由金属外壳1’、胶芯套2’、卡钩3’、端子4’、PCB板5’组成，端子参照图2所示的端子定义方式进行配置，并且金属外壳和卡钩也为电源GND的电气连接。如图3所示的Type-C的公端连接器中，为了使端子A1、端子B12、端子A12、端子B1四个端子电气GND相连通，还为了使端子A4、端子B9、端子A9、端子B4四个端子电气VBUS相连通，无论Type-C的公端连接器采用双层PCB板还是多层PCB板，都必须要在PCB板上使用过孔绕开其它电气定义PIN才能实现Type-C的电气连接标准。
申请人研究发现，上述现有技术中，不可避免的存在以下缺陷：
（1）Type-C公端连接器中的PCB板面积有限制，导致过孔很小，电流通过能力差；
（2）PCB板上的过孔不通，使不良品增多；
（3）PCB板需要经过钻孔、沉铜和塞油等多道工艺，使得PCB板的成本激增；
（4）因为PCB板有过孔导致印刷线路布线复杂，甚至PCB板需要采用多层电路板，不仅增加成本外还会造成信号之间的抗干扰能力差。
发明内容
本发明旨在提供一种采用无孔PCB板的Type-C公端连接器，以弥补上述现有技术中存在的缺陷。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案。
采用无孔PCB板的Type-C公端连接器，具有前后贯通的金属外壳、填充于金属外壳内的胶芯套，胶芯套的前端成型有向后凹进的插接口；还具有从胶芯套的后端插入插接口的多个端子和一对卡钩，端子按Type-C接口标准对称的嵌设在插接口的顶壁和底壁上，卡钩则对称的分列于插接口的侧壁间；胶芯套的后端还装配有PCB板，端子和卡钩的后端皆伸出胶芯套与PCB板构成电连接；
用于实现电源GND电气连接和电源VBUS电气连接的端子皆采用共模制作而成的双端双脚PIN针，双端双脚PIN针的前端具有两个上下并排成叉状的叉状端子，后端具有两个分别对应于叉状端子且同样上下并排成叉状的叉状焊脚，还具有在叉状端子和叉状焊脚之间一体成型的连接部；在双端双脚PIN针中，其两个叉状端子分别嵌于插接口顶壁和底壁上，其两个叉状焊脚分别焊接在PCB板的正反面，以相应的构建电源GND电气连接或电源VBUS电气连接；
PCB板的正反两面皆设有对应电源GND电气连接和电源VBUS电气连接的GND焊盘和VBUS焊盘，实现电源GND电气连接的双端双脚PIN针中的叉状焊脚分别焊接在GND焊盘上，实现电源VBUS电气连接的双端双脚PIN针中的叉状焊脚分别焊接在VBUS焊盘上；PCB板的正反两面皆设有GND连接线和VBUS连接线，GND连接线将位于同一面上的GND焊盘导通，VBUS连接线将位于同一面上的VBUS焊盘导通。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
（1）Type-C公端连接器中的PCB板无需配合端子的电气连接制作过孔，制作成本更低，且良品率更高；
（2）Type-C公端连接器中的PCB板无需配合端子的电气连接制作过孔，使得PCB板能够缩小设计尺寸，进而使得Type-C公端连接器更加小型化；
（3）通过端子中的双端双脚PIN针使PCB板的上下两层电路导通，电气连接更加稳定，并且提升了PCB板的电流负载能力。
下面，结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
附图说明
图1是Type-C接口标准中母端插座的端子定义方式。
图2是Type-C接口标准中公端连接器的端子定义方式。
图3是现有技术中Type-C的公端连接器的结构示意图。
图4是本发明的结构示意图。
图5是本发明的剖视结构示意图。
图6是本发明的结构分解示意图。
图7是本发明中双端双脚PIN针的结构示意图。
图8是本发明中金属外壳的结构示意图。
图9是本发明中PCB板的结构示意图。
图10是本发明中卡钩的结构示意图。
图11是本发明的实施例一的结构示意图。
图12是实施例一中双端双脚PIN针的连接部被断开后的结构示意图。
图13是本发明的实施例二的结构示意图。
图14是实施例二中单端双脚PIN针的结构示意图。
具体实施方式
如图4到图10所示，采用无孔PCB板的Type-C公端连接器，具有前后贯通的金属外壳1、填充于金属外壳1内的胶芯套2，胶芯套2的前端成型有向后凹进的插接口21；还具有从胶芯套2的后端插入插接口21的多个端子3和一对卡钩4，端子3按Type-C接口标准对称的嵌设在插接口21的顶壁和底壁上，卡钩4则对称的分列于插接口21的侧壁间；胶芯套2的后端还装配有PCB板5，端子3和卡钩4的后端皆伸出胶芯套2与PCB板5构成电连接；
用于实现电源GND电气连接和电源VBUS电气连接的端子3皆采用共模制作而成的双端双脚PIN针31，如图7所示，双端双脚PIN针31的前端具有两个上下并排成叉状的叉状端子311，后端具有两个分别对应于叉状端子311且同样上下并排成叉状的叉状焊脚312，还具有在叉状端子311和叉状焊脚312之间一体成型的连接部313；在双端双脚PIN针31中，其两个叉状端子311分别嵌于插接口21顶壁和底壁上，其两个叉状焊脚312分别焊接在PCB板5的正反面，以相应的构建电源GND电气连接或电源VBUS电气连接；
PCB板5的正反两面皆设有对应电源GND电气连接和电源VBUS电气连接的GND焊盘51和VBUS焊盘52，实现电源GND电气连接的双端双脚PIN针31中的叉状焊脚312分别焊接在GND焊盘51上，实现电源VBUS电气连接的双端双脚PIN针31中的叉状焊脚312分别焊接在VBUS焊盘52上；PCB板5的正反两面皆设有GND连接线53和VBUS连接线54，GND连接线53将位于同一面上的GND焊盘51导通，VBUS连接线54将位于同一面上的VBUS焊盘52导通。GND连接线53和VBUS连接线54，既可以是外接的导线，也可以是PCB板上预制的铜箔线路。
在上述技术方案中，采用无孔PCB板的Type-C公端连接器中的PCB板5无需配合端子3的电气连接制作过孔，制作成本更低，且良品率更高；同时，鉴于PCB板5无需配合端子3的电气连接制作过孔，使得PCB板5能够缩小设计尺寸，进而使得Type-C公端连接器更加小型化；作为替代过孔的电气连接手段，通过端子3中的双端双脚PIN针31使PCB板5的上下两层电路导通，配合GND连接线53和VBUS连接线54为电源GND电气连接和电源VBUS电气连接分别构成双回路连接，使得电气连接更加稳定，并且提升了PCB板5的电流负载能力。
如图8和图10所示，在较佳的实施方式中，金属外壳1的后端在两侧对称的成型有向后伸出的延长部11，PCB板5的前端装入金属外壳1的延长部11之间，PCB板5的前端两侧分别设有供延长部11焊接的GND焊点51’，通过GND焊点51’使金属外壳1获得电源GND电气连接；卡钩4的外侧成型有穿出胶芯套2的侧壁并与金属外壳1的内壁紧配的凸点41，以使卡钩4通过金属外壳1也获得电源GND电气连接。鉴于金属外壳1的后端在两侧对称的成型有向后伸出的延长部11，并且延长部11与 PCB板相接触，而PCB板上的GND焊盘51可供延长部11焊接，因此在回流炉焊接端子时，金属外壳1的延长部11也同时焊在PCB板上，并且利用延长部11的刚性很好地保护了端子与PCB板的连接结构。与此同时，鉴于卡钩4的外侧成型有穿出胶芯套2的侧壁并与金属外壳1的内壁紧配的凸点41，以使卡钩4通过金属外壳1获得电源GND电气连接，因此不需要对卡钩进行额外的焊接，也不需要再为卡钩设计焊脚并对其焊脚进行电镀处理，从而降低卡钩生产的难度和成本。
如图9和图10所示，在较佳的实施方式中，PCB板5的前端居中的成型有一个向前凸出的舌片50；卡钩4之间具有一体成型的横梁42，横梁42与卡钩4的后端配合构成一个恰供舌片50插入的向前凹进的凹口40；舌片50恰能从后向前插入凹口40内，以使卡钩4相对于PCB板5得到定位限制。
为了更为具体的理解本发明的技术方案，下面给出了将本发明所提供的采用无孔PCB板的Type-C公端连接器应用在Type-C普通电缆、封装有E-Marker芯片的Type-C有源电缆之中的具体实施例。
【实施例一】
本实施例用于阐明将本发明所提供的采用无孔PCB板的Type-C公端连接器应用在Type-C普通电缆之中。
其中，PCB板将被连接在电缆的端部使端子和电缆的芯线对应连接，并且会在金属外壳的后段进行注塑以将Type-C公端连接器和电缆封装在一起，此部分设置与现有技术相同，因此不予图示和赘述。
在本实施例中，如图11所示，用于实现电源GND电气连接和电源VBUS电气连接的端子皆采用共模制作而成的双端双脚PIN针31，其结构如图7所示。双端双脚PIN针31的前端具有两个上下并排成叉状的叉状端子311，后端具有两个分别对应于叉状端子311且同样上下并排成叉状的叉状焊脚312，还具有在叉状端子311和叉状焊脚312之间一体成型的连接部313；在双端双脚PIN针31中，其两个叉状端子311分别嵌于插接口21顶壁和底壁上，其两个叉状焊脚312分别焊接在PCB板5的正反面，以相应的构建电源GND电气连接或电源VBUS电气连接。
在本实施例中，全部端子皆采用共模制作而成的双端双脚PIN针31。如图12所示，对于非用于实现电源GND电气连接和电源VBUS电气连接的端子，其所采用的双端双脚PIN针31中的连接部313被断开。鉴于全部端子皆采用共模制作而成，降低了端子的模具制作成本。
【实施例二】
本实施例用于阐明将本发明所提供的采用无孔PCB板的Type-C公端连接器应用在封装有E-Marker芯片的Type-C有源电缆之中。
其中，PCB板将被连接在电缆的端部使端子和电缆的芯线对应连接，并且会在金属外壳的后段进行注塑以将Type-C公端连接器和电缆封装在一起，此部分设置与现有技术相同，因此不予图示和赘述。
如图13所示，端子中还配置有至少一个单端双脚PIN针31’，用于实现对PCB板5上封装有E-MARK芯片6时的芯片连接；单端双脚PIN针31’的后端具有两个上下并排成叉状的叉状连接脚312’，前端具有对应于其中一个叉状连接脚312’的直型连接脚311’，还具有在叉状连接脚312’之间一体成型的连通部313’；在单端双脚PIN针31’中，其两个叉状连接脚312’分别焊接在PCB板5的正反面，其直型连接脚311’嵌于插接口21顶壁或底壁上；PCB板5的正反两面皆设有为芯片构建电路连接的芯片电路焊盘53，实现芯片连接的单端双脚PIN针31’中的叉状连接脚312’分别焊接在芯片电路焊盘53上。
在惯用的电路配置中，E-MARK芯片时同时要用到Type-C公端连接器中的端子A5（CC）、端子B5（VCONN）；在USB3.1以下，Type-C公端连接器中的端子A8（RFU1）不需要和TYPE-C 母座的PIN相连，所以就可以使用单端双脚PIN针31’来进行电气连接，从而无需在PCB板开设过孔来配合芯片连接。
本实施例中仅以PCB板上封装有E-MARK芯片为例，而非局限于支持PCB板上封装有E-MARK芯片的情形。显然的，根据本实施例中提出的单端双脚PIN针，本领域技术人员可以在Type-C公端连接器中用于实现对PCB板上封装有包括但不限于E-MARK芯片时的芯片连接。
如图14所示，在本实施例中，单端双脚PIN针31’系采用实施例一中的双端双脚PIN针31去除其中一个叉状端子311而成，直型连接脚311’由双端双脚PIN针31剩余的一个叉状端子311构成，叉状连接脚312’则由双端双脚PIN针31中的叉状焊脚312构成，连通部313’则由双端双脚PIN针31中的连接部313构成。鉴于单端双脚PIN针31’系采用双端双脚PIN针31去除其中一个叉状端子311而成，即两者采用共模制作而成，降低了端子的模具制作成本。
对于本领域技术人员而言，本发明的保护范围并不限于上述示范性实施例的细节，在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，本领域技术人员基于本发明的要件所做出的等同含义和保护范围内的所有变化的实施方式均应囊括在本发明之内。

Claims (6)

1.采用无孔PCB板的Type-C公端连接器，具有前后贯通的金属外壳、填充于金属外壳内的胶芯套，胶芯套的前端成型有向后凹进的插接口；还具有从胶芯套的后端插入插接口的多个端子和一对卡钩，端子按Type-C接口标准对称的嵌设在插接口的顶壁和底壁上，卡钩则对称的分列于插接口的侧壁间；胶芯套的后端还装配有PCB板，端子和卡钩的后端皆伸出胶芯套与PCB板构成电连接；
其特征在于：
用于实现电源GND电气连接和电源VBUS电气连接的端子皆采用共模制作而成的双端双脚PIN针，双端双脚PIN针的前端具有两个上下并排成叉状的叉状端子，后端具有两个分别对应于叉状端子且同样上下并排成叉状的叉状焊脚，还具有在叉状端子和叉状焊脚之间一体成型的连接部；在双端双脚PIN针中，其两个叉状端子分别嵌于插接口顶壁和底壁上，其两个叉状焊脚分别焊接在PCB板的正反面，以相应的构建电源GND电气连接或电源VBUS电气连接；
PCB板的正反两面皆设有对应电源GND电气连接和电源VBUS电气连接的GND焊盘和VBUS焊盘，实现电源GND电气连接的双端双脚PIN针中的叉状焊脚分别焊接在GND焊盘上，实现电源VBUS电气连接的双端双脚PIN针中的叉状焊脚分别焊接在VBUS焊盘上；PCB板的正反两面皆设有GND连接线和VBUS连接线，GND连接线将位于同一面上的GND焊盘导通，VBUS连接线将位于同一面上的VBUS焊盘导通。
2.如权利要求1所述的采用无孔PCB板的Type-C公端连接器，其特征在于：全部端子皆采用共模制作而成的双端双脚PIN针，对于非用于实现电源GND电气连接和电源VBUS电气连接的端子，其所采用的双端双脚PIN针中的连接部被断开。
3.如权利要求1所述的采用无孔PCB板的Type-C公端连接器，其特征在于：端子中还配置有至少一个单端双脚PIN针，用于实现对PCB板上封装有包括但不限于E-MARK芯片时的芯片连接；单端双脚PIN针的后端具有两个上下并排成叉状的叉状连接脚，前端具有对应于其中一个叉状连接脚的直型连接脚，还具有在叉状连接脚之间一体成型的连通部；在单端双脚PIN针中，其两个叉状连接脚分别焊接在PCB板的正反面，其直型连接脚嵌于插接口顶壁或底壁上；PCB板的正反两面皆设有为芯片构建电路连接的芯片电路焊盘，实现芯片连接的单端双脚PIN针中的叉状连接脚分别焊接在芯片电路焊盘上。
4.如权利要求3所述的采用无孔PCB板的Type-C公端连接器，其特征在于：单端双脚PIN针系采用双端双脚PIN针去除其中一个叉状端子而成，直型连接脚由双端双脚PIN针剩余的一个叉状端子构成，叉状连接脚则由双端双脚PIN针中的叉状焊脚构成，连通部则由双端双脚PIN针中的连接部构成。
5.如权利要求1所述的采用无孔PCB板的Type-C公端连接器，其特征在于：金属外壳的后端在两侧对称的成型有向后伸出的延长部，PCB板的前端装入金属外壳的延长部之间，PCB板的前端两侧分别设有供延长部焊接的GND焊点，通过GND焊点使金属外壳获得电源GND电气连接；卡钩的外侧成型有穿出胶芯套的侧壁并与金属外壳的内壁紧配的凸点，以使卡钩通过金属外壳也获得电源GND电气连接。
6.如权利要求5所述的采用无孔PCB板的Type-C公端连接器，其特征在于：PCB板的前端居中的成型有一个向前凸出的舌片；卡钩之间具有一体成型的横梁，横梁与卡钩的后端配合构成一个恰供舌片插入的向前凹进的凹口；舌片恰能从后向前插入凹口内，以使卡钩相对于PCB板得到定位限制。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114824874A (zh) * 2022-04-27 2022-07-29 深圳市长盈精密技术股份有限公司 插头、插座及连接器组件

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