CN114520441A - 导电元件、电连接器的端子元件装置以及电连接器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电连接器装置，包括：绝缘壳体、至少一端子元件以及至少一导电元件。端子元件设置在绝缘壳体之中。导电元件设置在端子元件的一侧并跨越端子元件的部分区域。导电元件包括至少一金属件以及至少一含塑料的导电元件，含塑料的导电元件用以将金属件电性连接。金属件包括至少一弹臂，弹臂与端子元件中的接地端子电性连接。另外，本发明还公开了一种导电元件与电连接器的端子元件装置。

Description

导电元件、电连接器的端子元件装置以及电连接器装置
技术领域
本发明是有关于一种具有导电元件、端子元件的电连接器装置。
背景技术
各式电子装置内的信号主要是通过多个电子连接器相互传输。一般来说，电子连接器的组成主要为绝缘壳体与多个金属端子，随着科技发展，电子装置所要传输的信息量越来越大，因此势必要提高信号的传输频率或速率。
然而传输高速信号时，将导致金属端子之间的串音干扰(crosstalk)变大，串音干扰主要是电容性耦合的问题，当金属端子过于密集或遮蔽不良时，将严重影响信号的传递质量。
因此，如何改良现有电连接器并降低串音干扰来改善上述所遇到的问题，将是本领域技术人员所要解决的。
发明内容
本发明提供一种具有导电元件、端子元件结构的电连接器装置，能改善传输高速信号时所产生的串音干扰现象，并进而提升电连接器的传输带宽。
本发明的一实施例提供一种电连接器装置，包括一绝缘壳体、至少一端子元件以及至少一导电元件。端子元件设置在绝缘壳体之中，端子元件包括一绝缘本体、多个信号端子与多个接地端子，信号端子与接地端子分别排列与固定在绝缘本体，相邻接地端子之间排列有信号端子。导电元件设置在端子元件的一侧并跨越端子元件的部分区域。导电元件可以包括至少一个金属件以及至少一含塑料的导电元件，含塑料的导电元件用于将这些金属件电性连接并与这些信号端子之间相隔一距离。金属件包括至少一个弹臂，弹臂与接地端子电性连接。
本发明的另一实施例提供一种电连接器的端子元件装置，包括一端子元件以及至少一导电元件。端子元件包括一绝缘本体、多个信号端子与多个接地端子，信号端子与接地端子分别排列与固定在绝缘本体，相邻接地端子之间排列有信号端子。导电元件设置在端子元件的一侧并跨越端子元件的部分区域。导电元件包括多个金属件以及至少一含塑料的导电元件，含塑料的导电元件用于将这些金属件电性连接并与这些信号端子之间相隔一距离。金属件包括至少一弹臂，弹臂与最接近的接地端子电性连接。
本发明的又一实施例提供一种导电元件，适于连接于一电连接器的一端子元件，端子元件包括一绝缘本体、多个信号端子与多个接地端子，信号端子与接地端子分别排列与固定于绝缘本体，相邻接地端子之间排列有信号端子。导电元件包括多个金属件以及至少一导电元件，含塑料的导电元件用于将这些金属件电性连接并与这些信号端子之间相隔一距离。金属件包括多个弹臂，弹臂与接地端子电性连接。
基于上述，在本发明的导电元件、电连接器的端子元件装置以及电连接器装置中，多个金属件将所有的接地端子搭接并形成电性连接，再用含塑料的导电元件将这些金属件串接在一起，形成一个等电位连接的大的接地范围，通过金属件与含塑料的导电元件构成的复合式的导电元件，形成屏蔽结构来涵盖端子元件，来达到改善串音干扰的问题，进而提升电连接器的传输带宽与速率。
附图说明
图1为本发明的导电元件连接于端子元件一实施例的立体图。
图2为图1的俯视图。
图3为本发明的电连接器的端子元件装置的示意图。
图4为图3的电连接器的端子元件装置的A-A截面的剖面图。
图5为本发明的导电元件一实施例的示意图。
图6为本发明的导电元件另一实施例的示意图。
图7为本发明的电连接器装置一实施例的示意图。
图8为本发明实施例的模拟增益比较图。
【附图标记说明】
1:电连接器结构
10:绝缘壳体
50:端子
70:绝缘本体
80,81,82,83:端子元件
100,200,300,10A:导电元件
110,210,310,110A,110B:含塑料的导电元件
112:导电塑料本体
112A:第一区段
112B:第二区段
112C:第三区段
114:连接件
116:短路板
120,220,120A,120B:金属件
122,222:固定段
124A,124B,224:弹臂
320A:第一金属件
320B:第二金属件
320C:第三金属件
D:距离
DL:排列方向
G1,G2,G3,G4,G5,GN:接地端子
L:长度距离
L1,L2:线条
PL1,PL2,PL3,PL4:谐振点
S:信号端子
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此限制本发明的保护范围。
需说明的是，在各个实施例的说明中，所谓的“第一”、“第二”是用于描述不同的元件，这些元件并不因为此类说法而受到限制。此外，为了说明上的便利和明确，附图中各元件的厚度或尺寸，是以夸张或省略或概略的方式表示，以供本领域技术人员来了解与阅读，且各元件的尺寸并非完全是其实际尺寸，并非用于限定本发明可实施的限定条件，因此不具有技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应包含在本发明的保护范围之内。在本说明书中，对两对象的连接的描述中，“连接”一词有机械性连接及电连接或电性连接两种含义，其中两对象若具机械性连接关系，则两对象必有电连接或电性连接关系。说明书中，“连接”一词若无特别指明，则指两对象间具机械性连接关系或搭接的意思，即该两对象接触的表面间具有摩擦力；然而，当两对象间不具机械性接触关系而具有足以形成相互感应(例如电容耦合)的微小间距，此时该两对象的关系属于本说明书中的电连接或电性连接关系。
请参照附图1至附图4，本实施例的导电元件100适于连接于端子元件80，形成一电连接器的端子元件装置，导电元件100作为一屏蔽结构。端子元件80包括绝缘本体70与端子50，端子50例如可包含信号端子、电源端子、接地端子等，以附图1与附图2为例，端子50包含多个信号端子S与多个接地端子G1、G2、G3、G4、G5、GN，信号端子S与接地端子G1、G2、G3、G4、G5、GN分别排列与固定于绝缘本体70，且部分信号端子S与部分接地端子G1、G2、G3、G4、G5、GN分别设置在绝缘本体70之中，其中相邻接地端子G1、G2、G3、G4、G5、GN之间排列有两个信号端子S，以上各端子的配置为例示的常规安排，并非用以限制本发明的实施，在其他实施例中，可考虑视实际情况来调整上述接地端子与信号端子的排列情况。
在本实施例中，导电元件100设置在端子元件80的一侧并跨越(cross over)端子元件80的部分区域，导电元件100包括一含塑料的导电元件(polymer includedconductive component)110与多个金属件120，用含塑料的导电元件110将这些金属件120电性连接，金属件120被电性连接至含塑料的导电元件110。金属件120包含一固定段122与连接固定段122的至少一个弹臂124A、124B，固定段122连接在含塑料的导电元件110，并露出这些弹臂124A、124B。含塑料的导电元件110为采用导电塑料(一种在绝缘材料中至少添加金属或石墨等导电微粒的材料，使材料整体呈弱导电性)制成的一具有厚度的有形体，含塑料的导电元件110的电导率范围为0.1至100西门子/公尺(S/m)之间。含塑料的导电元件110的型态可根据配合的端子元件型态来调整，例如附图2含塑料的导电元件110包括一导电塑料本体112以及连接相邻导电塑料本体112两侧的连接件114，其中连接件114是在导电塑料本体112的两侧垂直延伸形成的一扣合件。相较于前述导电元件100具有一塑料的导电元件及多个金属件，在一实施例中，导电元件具有多个含塑料的导电元件及多个金属件，各该金属件被电性连接至各该含塑料的导电元件，且含塑料的导电元件具有电性连接关系。
在本实施例中，含塑料的导电元件110的导电塑料本体112与信号端子S之间相隔一距离D，其中距离D的范围为0.05至0.5毫米之间。含塑料的导电元件110的长度距离L至少涵盖端子元件80，以附图2为例，接地端子G1、G2、G3、G4、G5、GN之间相隔一段距离排列，而各个接地端子G1、G2、G3、G4、G5、GN之间排列有两个信号端子S，沿着端子元件80中各个接地端子G1、G2、G3、G4、G5、GN排列方向DL上，含塑料的导电元件110的长度距离L至少涵盖接地端子G1至接地端子GN的距离，得以导电元件100的屏蔽结构涵盖到每一的端子50。当然，在其他未绘示实施例中，也可设计多个尺寸相同或不同的含塑料的导电元件设置覆盖在端子50的不同位置的上面。举例而言，以附图2为例，导电塑料本体112包括一第一区段112A、一第二区段112B与一第三区段112C，其中第三区段112C连接于第一区段112A与第二区段112B之间，且相邻两区段112A、112B、112C间是透过一短路板116相互连接，使各个区段112A、112B、112C具有等电位。此外，附图中每一金属件120包含一对弹臂124A、124B，各该弹臂124A、124B共同接触同一接地端子G1、G2、G3、G4、G5、GN，且各该金属件120是被固定于导电塑料本体112的各个区段112A、112B、112C，因此各个接地端子G1、G2、G3、G4、G5、GN是等电位。在一实施例中，金属件包含一个弹臂，弹臂接触接地端子，即可让金属件与接地端子电性连接。在另一实施例中，导电元件是具有多个弹臂，且各该弹臂是分别接触不同的接地端子。
此外，上述每对弹臂124A、124B分别与最接近的接地端子G1、G2、G3、G4、G5、GN电性连接，所述“最接近”可为若有诸多个接地端子，弹臂选择其与接地端子二者距离最短作电性连接。
由于上述使各个接地端子G1、G2、G3、G4、G5、GN具有电位的手段是通过将该导电塑料本体112的各个区段112A、112B、112C通过短路板116连接所形成；然而，使该导电塑料本体112的各个区段112A、112B、112C的手段也可以通过电容耦合的手段形成电性连接，只要该导电塑料本体112相邻的各个区段112A、112B、112C彼此间距够小。
在此配置之下，多个金属件120将所有的接地端子G1、G2、G3、G4、G5、GN搭接，再用含塑料的导电元件110将这些金属件120串接在一起，使这些相邻接地端子G1、G2、G3、G4、G5、GN电性连接，形成一个等电位连接的大的接地范围，这些金属件120的目的，确保与接地端子G1、G2、G3、G4、G5、GN的接触，且也具备抑制谐振的效果，而含塑料的导电元件110可做到的目的是屏蔽效果，抑制谐振的效果(比仅用金属件120的效果好)，达到吸收噪声的功能。由此可知，本发明通过金属件120与含塑料的导电元件110构成的复合式的导电元件，形成屏蔽结构来涵盖端子元件80，来达到改善串音干扰的问题，进而提升电连接器的传输带宽与速率。
本发明不限制导电元件的形成方式，只要使含塑料的导电元件与金属件接触表面之间形成适当摩擦力即可。如附图5的导电元件200，其包括一含塑料的导电元件210与多个金属件220，金属件220包括一固定段222与该固定段222连接的弹臂224。这些金属件220直接埋入导电塑料内，通过埋入射出成型(insert-molding)方式设置在对应的含塑料的导电元件210，此时这些金属件220因摩擦力而被定位于含塑料的导电元件210的预定位置。在其他实施例中，如附图6的导电元件300，其包括一含塑料的导电元件310、第一金属件320A、第二金属件320B与第三金属件320C等多个金属件。第一金属件320A、第二金属件320B与第三金属件320C的尺寸与形状不尽相同，其分别组装于含塑料的导电元件310的不同位置，此时这些金属件320A、320B因摩擦力而被定位于含塑料的导电元件310的预定位置。
如上述附图5及附图6所示，金属件220、第一金属件320A及第二金属件320B都可以是由一金属薄板(sheet metal)加工成形。其中，附图6第一金属件320A及第二金属件320B是属于由板金的裁切边与接地端子接触的下料或切料(blanking)加工成形件；附图5金属件220则是属于非裁切边与接地端子接触的弯折(forming)加工成形件。依附图5及附图6的公开可知，如果使用一般板金加工法成形金属件220、第一金属件320A或第二金属件320B，则不论金属件属于切料成形件或弯折成形件都是可行的方法。
本说明书附图虽未直接公开其他加工法成形的金属件，然而，只要能使一对象的导电表面与接地端子间形成机械性接触都可以是本说明书所指金属件。这些未公开的加工法包括以镀膜方法在该对象表面形成一导电薄膜，此时通过电镀、溅镀、化学镀、氧化还原或激光加工金属直接成形(Laser Direct Structuring,LDS)等镀膜方法在该对象表面形成导电金属薄膜的对象也属于本说明书所称“金属件”。然而，本说明书前述具弱导电性的导电塑料或含塑料的导电元件则不属于“金属件”。
附图7为本发明的电连接器装置一实施例的示意图。请参照附图7，本实施例的电连接器结构50包括一绝缘壳体10、多个端子元件80、81、82、83以及导电元件100、100A，其中这些端子元件80、81、82、83层叠排列并设置在绝缘壳体10之中，且这些端子元件80、81、82、83彼此间可为相同或不同，根据实际配合电连接器型态而可调整。导电元件100、100A包括含塑料的导电元件110、110A、110B以及金属片120、120A、120B。这些含塑料的导电元件110、110A、110B与金属片120、120A、120B的尺寸与型态可依据端子元件80、81、82、83的配置来调整。在此以四个端子元件80、81、82、83举例，来作为高频电连接器使用。然而，连接器使用的端子元件的型态与数量是视实际需求而定，本案说明书的公开仅是为简化公开的复杂程度所为的简化例示。
如附图8所示，由模拟计算的插入损耗分析而言，样品一为现有技术的电连接器，即没有如附图1的本发明的导电元件100，样品二则为具备本发明的导电元件100的一电连接器，其中横坐标单位为千兆赫兹(GHz)，纵坐标单位为分贝(dB)，线条L1为样品一的插入损耗的仿真曲线，线条L2则为样品二的插入损耗的仿真曲线。由此图可看出，在高于6千兆赫兹(GHz)以上各频段中，线条L1在接近9、17、26、34千兆赫兹(GHz)分别具有较高的谐振点PL1、PL2、PL3、PL4，为该线条L1中呈现较为极端的现象。举例而言，这些谐振点PL1、PL2、PL3、PL4的分贝已超过-30dB，甚至在谐振点PL3的分贝已达到-20Db，显示残段效应造成端子所传输的高频信号有较高的信号衰减；反观本发明，线条L2在6千兆赫兹(GHz)至36千兆赫兹(GHz)之间的分贝大致呈现由-52db到-36db之稳定的线性成长关系，由此可知，在相同的6千兆赫兹(GHz)至36千兆赫兹(GHz)时，解决残段效应的本发明对信号完整性传输是有益的，即端子所传输的高频信号有较少的信号衰减，因此本发明至少在高于6千兆赫兹(GHz)以上各频段的信号传递皆有明显抑制，达到改善之效果，例如接近9千兆赫兹(GHz)时，线条L2对应的分贝约-50db、接近17千兆赫兹(GHz)时，线条L2对应的分贝约-45db、接近26千兆赫兹(GHz)时，线条L2对应的分贝约-40db、接近34千兆赫兹(GHz)时，线条L2对应的分贝约-38db。上述举例说明的线条L2的分贝数大于线条L1相对应谐振点PL1、PL2、PL3、PL4的分贝数，代表本案线条L2端子所传输的高频信号衰减较少，因此确实能利用本发明有效改善高频信号传输路径上能量损耗问题，进而提升电连接器的传输带宽与速率。
综上所述，在本发明的导电元件、电连接器的端子元件装置以及电连接器装置中，多个金属件将所有的接地端子搭接并形成电性连接，再用含塑料的导电元件将这些金属件串接在一起，形成一个等电位连接的大的接地范围，通过金属件与含塑料的导电元件构成的复合式的导电元件，形成屏蔽结构来涵盖端子元件，来达到改善串音干扰的问题，进而提升电连接器的传输带宽与速率。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (26)

1.一种电连接器装置，包括：
一绝缘壳体；
至少一端子元件，各该端子元件设置在该绝缘壳体之中，各该端子元件包括一绝缘本体、多个信号端子与多个接地端子，各该信号端子与各该接地端子分别排列并固定在该绝缘本体，相邻该接地端子之间排列有该些信号端子；以及
至少一导电元件，设置在该端子元件的一侧并跨越该端子元件的部分区域，其中各该导电元件包括至少一金属件以及至少一含塑料的导电元件，该至少一含塑料的导电元件用于将该金属件电性连接并与该些信号端子之间相隔一距离，该金属件包括至少一个弹臂，该弹臂与相对应的该接地端子电性连接。
2.根据权利要求1所述的电连接器装置，其中，部分该些信号端子与部分该些接地端子分别设置在该绝缘本体之中。
3.根据权利要求1所述的电连接器结构，其中，该导电元件具有多个弹臂时，各该弹臂分别接触不同的接地端子。
4.根据权利要求1所述的电连接器装置，其中，该距离的范围为0.05至0.5毫米之间。
5.根据权利要求1所述的电连接器装置，其中，该导电元件具有多个含塑料的导电元件及多个金属件时，各该些金属件被电性连接至各该含塑料的导电元件，且该些含塑料的导电元件之间具有电性连接关系。
6.根据权利要求1所述的电连接器装置，其中，沿着该端子元件中各该接地端子排列方向上，该含塑料的导电元件的长度距离至少涵盖对应的该端子元件。
7.根据权利要求1所述的电连接器装置，其中，该含塑料的导电元件的电导率范围为0.1至100西门子/公尺之间。
8.根据权利要求1所述的电连接器结构，其中，该金属件是通过埋入射出成型方式设置在对应的该含塑料的导电元件。
9.根据权利要求1所述的电连接器装置，其中，该金属件组装于对应的该含塑料的导电元件。
10.一种电连接器的端子元件装置，包括：
一端子元件，包括：
一绝缘本体；
多个信号端子与多个接地端子，其中，各该信号端子与各该接地端子分别排列与固定在该绝缘本体，相邻该接地端子之间排列有该些信号端子；以及
至少一导电元件，设置于该端子元件的一侧并跨越该端子元件的部分区域，其中各该导电元件包括至少一金属件以及至少一含塑料的导电元件，该至少一含塑料的导电元件用于将该金属件电性连接并与该些信号端子之间相隔一距离，该金属件包括至少一弹臂，该弹臂与最接近的该接地端子电性连接。
11.根据权利要求10所述的电连接器的端子元件装置，其中，部分该些信号端子与部分该些接地端子分别设置在该绝缘本体之中。
12.根据权利要求10所述的电连接器的端子元件结构，其中，该距离的范围为0.05至0.5毫米之间。
13.根据权利要求10所述的电连接器的端子元件装置，其中，该导电元件具有多个弹臂时，各该些弹臂分别接触不同的接地端子。
14.根据权利要求10所述的电连接器的端子元件装置，其中，该导电元件具有多个含塑料的导电元件及多个金属件时，各该些金属件被电性连接至各该含塑料的导电元件，且这些含塑料的导电元件之间具有电性连接关系。
15.根据权利要求10所述的电连接器的端子元件装置，其中，沿着该端子元件中各该接地端子排列方向上，该含塑料的导电元件的长度距离至少涵盖对应的该端子元件。
16.根据权利要求10所述的电连接器的端子元件装置，其中，该含塑料的导电元件的电导率范围为0.1至100西门子/公尺之间。
17.根据权利要求10所述的电连接器的端子元件装置，其中，该金属件是通过埋入射出成型方式设置在对应的该含塑料的导电元件。
18.根据权利要求10所述的电连接器的端子元件装置，其中，该金属件组装于对应的该含塑料的导电元件。
19.一种导电元件，适于连接于一电连接器的一端子元件，该端子元件包括一绝缘本体、多个信号端子与多个接地端子，各该信号端子与各该接地端子分别排列与固定在该绝缘本体，相邻该接地端子之间排列有该些信号端子，该导电元件包括：
多个金属件；以及
至少一含塑料的导电元件，用于将这些金属件电性连接并与该些信号端子之间相隔一距离，该些金属件包括至少一弹臂，该弹臂与相对应之该接地端子电性连接。
20.根据权利要求19所述的导电元件，其中，该距离的范围为0.05至0.5毫米之间。
21.根据权利要求19所述的导电元件，其中，该导电元件具有多个弹臂时，各这些弹臂是分别接触不同的接地端子。
22.根据权利要求19所述的导电元件，其中，该导电元件具有多个含塑料的导电元件及多个金属件时，各该些金属件被电性连接至各该含塑料的导电元件，且该些含塑料的导电元件之间具有电性连接关系。
23.根据权利要求19所述的导电元件，其中，沿着该端子元件中各该接地端子排列方向上，该含塑料的导电元件的长度距离至少涵盖对应的该端子元件。
24.根据权利要求19所述的导电元件，其中，该含塑料的导电元件的电导率范围为0.1至100西门子/公尺之间。
25.根据权利要求19所述的导电元件，其中，该些金属件是通过埋入射出成型方式设置在对应的该含塑料的导电元件。
26.根据权利要求19所述的导电元件，其中，该些金属件组装于对应的该含塑料的导电元件。
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