CN203339380U - 通用串行总线母口和通用串行总线公口 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种通用串行总线母口和通用串行总线公口。该通用串行总线母口包括胶芯部分以及导电层。该胶芯部分具有位于该胶芯部分的第一面之上的多个信号接垫。该导电层设置于该胶芯部分的第二面上，其中该胶芯部分的第二面位于该胶芯部分的第一面的反面。该通用串行总线公口包括胶芯部分以及导电层。该胶芯部分具有位于该胶芯部分的第一面上的多个信号接垫。该导电层设置于该胶芯部分的第二面上，其中该胶芯部分的第二面位于该胶芯部分的第一面的反面。本实用新型提供的通用串行总线母口和通用串行总线公口的导电层可提供有效的回归路径，可大幅减少辐射噪声。

Description

通用串行总线母口和通用串行总线公口

技术领域

本实用新型有关于通用串行总线（universal serial bus，USB）的设计，尤指一种基于具备完整结构的带状传输线（strip-line）的通用串行总线母口与通用串行总线公口。

背景技术

通用串行总线（universal serial bus，USB）3.0或是高速通用串行总线具有5G比特/秒（bits/s）的数据传输率并且要求数据必须被加扰然后展频在频率上，这代表USB3.0数据的频谱可以从直流展开到5GHz，也就是说，USB3.0的接线（cable）或连接器（connector）在2.4–2.5GHz的工业、科学与医用（industrial,scientific and medical，ISM）频段（ISM为无需许可证的射频段，广泛地被标准通信协议（例如IEEE802.11b/g/n，蓝牙（Bluetooth））与专有通信协议（proprietary protocol）所使用）中辐射出很高的噪声。从通用串行总线3.0接口（interface）所发出的宽带干扰信号会影响信号的信噪比（signal-to-noise ratio，SNR）并且限制了ISM频段附近的射频波的灵敏度（sensitivity）。

为了兼容于USB2.0的规范，USB3.0连接器的电气特性将会产生一个较长的回归电流环路（return-current loop）。然而，分布于USB3.0连接器外壳的共模电流极易因此较长的回归电流环路成为主要的辐射来源。传统上，这个问题可以通过在USB3.0的周边装置或是连接器的母口上加装一个屏蔽物来解决，然而，采用屏蔽的方法仅可以带来些微的改善，且很难实现于小巧轻便的装置上。

因此，有需要提出一种创新的解决方案来减少干扰噪声从高速USB装置的接线或是连接器辐射出来。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种基于具备完整结构的带状传输线的通用串行总线母口与通用串行总线公口，以解决上述问题。

本实用新型提供一种通用串行总线母口，其包括胶芯部分以及导电层。该胶芯部分具有位于该胶芯部分的第一面之上的多个信号接垫。该导电层设置位于该胶芯部分的第二面上，其中该胶芯部分的第二面位于该胶芯部分的第一面的反面。

本实用新型另提供一种通用串行总线公口，其包括胶芯部分以及导电层。该胶芯部分具有位于该胶芯部分的第一面之上的多个信号接垫。该第二导电层设置于该胶芯部分的第二面上，其中该胶芯部分的第二面位于该胶芯部分的第一面的反面。

本实用新型提供的通用串行总线母口和通用串行总线公口上的导电层可提供有效的回归路径，可大幅减少辐射噪声。

附图说明

图1为本实用新型通用串行总线母口的实施例的示意图；

图2A及图2B为本实用新型通用串行总线母口的实施例的另一视角的示意图；

图3为本实用新型通用串行总线公口的实施例的示意图；

图4A及图4B为本实用新型通用串行总线公口的实施例的另一视角的示意图；

图5为本实用新型通用串行总线母口与通用串行总线公口相结合的实施例的截面示意图。

具体实施方式

在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。所属技术领域的技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分准则。在通篇说明书及权利要求中所提及的“包含”为开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。通过以下的较佳实施例的叙述并配合全文的图1至图5说明本实用新型，但以下叙述中的装置、组件与方法、步骤乃用以解释本实用新型，而不应当用来限制本实用新型。

本实用新型提出一个基于具备完整结构的带状传输线的通用串行总线（universal serial bus，USB）连接器，可用来减少高速通用串行总线接口所辐射出的干扰噪声。本实用新型的精神在于将额外的导电材料施加在通用串行总线信号路径的反面，以作为形成于通用串行总线连接器的母口端与/或公口端的通用串行总线信号的回归路径（return path）。施加于通用串行总线连接器的母口端与公口端的导电材料将会一同针对通用串行总线信号路径来形成具备完整结构的带状传输线的架构，因此可以减少由共模电流所引起的辐射。详细的说明将叙述如下。

请参考图1，图1为本实用新型通用串行总线母口100的一实施例的示意图。通用串行总线母口100包括金属外壳（也称作外部金属外壳）110、导电层120以及胶芯部分（core part）130。在一实施例中，胶芯部分130由塑胶制成，也可称作塑胶部分130。由图1可知，金属外壳110包覆一个空间，用来容纳导电层120与胶芯部分130。金属外壳110连接于承载通用串行总线母口100的印刷电路板（未绘示）的多个接地垫（ground pad）。此外，由金属外壳110所包覆的空间也用来接收对应工件（例如，通用串行总线公口）。胶芯部分130包括绝缘主体（insulating body）132、多个金属簧片（metallicspring leaf）134_1～134_4、多个接脚（pin）136_1～136_N以及多个金属触点（metallic contact）138_1～138_5。绝缘主体132包括多个沟槽（slot）1322_1～1322_4（未绘示）位于第一面A，并且金属簧片134_1～134_4分别设置于沟槽1322_1～1322_4中。金属簧片134_1～134_4用来接触该对应工件（例如，通用串行总线公口）的多个信号接垫（signal pad）。接脚136_1～136_N嵌入于绝缘主体132中，并且在绝缘主体132内电性连接于金属簧片134_1～134_4。接脚136_1～136_N用来连接承载有通用串行总线母口100的印刷电路板（未绘示）。金属触点138_1～138_5嵌入于绝缘主体132中，并位于金属簧片134_1～134_4的前方以用来接触该对应工件（例如，USB3.0公口）的多个信号接垫，此外，接脚136_1～136_N电性连接于金属触点138_1～138_5。导电层120可以是金属箔或是电镀的导电材料，并设置于胶芯部分130的第二面B。胶芯部分130的第二面B位于胶芯部分130的第一面A的反面。

请参考图2A及图2B，图2A及图2B为本实用新型通用串行总线母口100的一实施例的另一视角的示意图。在图2A及图2B中，图2B中的金属外壳110与图2A中的胶芯部分130彼此分离，以对导电层120提供较好的视角。由图2A及图2B可知，导电层120覆盖于胶芯部分130的第二面B与第三面C。第三面C为胶芯部分130的背面，且位于通用串行总线母口100的接收面（即，通用串行总线母口100与其对应工件相遇的接面）的对面。既然第二面B与第三面C不共面，导电层120会弯折于胶芯部分130的第二面B与第三面C的接合处。此外，位于胶芯部分130的第三面C上的导电层120将会与金属外壳110接触，因此导电层120与金属外壳110将会电性连接。如此一来，位于金属簧片134_1～134_4与金属触点138_1～138_5（即，通用串行总线母口100的信号路径）对面的导电层120便可提供回归路径给金属簧片134_1～134_4与金属触点138_1～138_5上的通用串行总线信号，也就是说，导电层120的覆盖范围越大，则将会提供更低的回归路径阻抗，其可对共模电流所引发的辐射带来更佳的抑制。

请注意，导电层120的覆盖范围不应该超过金属外壳110的周长（perimeter）所包含的范围。然而，此仅作为范例说明之用，并非作为本实用新型的限制条件。由于导电层120与金属簧片134_1～134_4、金属触点138_1～138_5（即，通用串行总线母口100的信号路径）之间的距离远小于金属外壳110与金属簧片134_1～134_4、金属触点138_1～138_5之间的距离，因此与金属外壳110相比，导电层120确实可以提供一个较佳的回归路径。此外，由于回归路径由导电层120所提供，可以通过改变导电层120的性质（例如长、宽及/或所采用的导电材料）来进行阻抗控制。然而，此仅作为范例说明之用，并非作为本实用新型的限制条件。

请参考图3，图3为本实用新型通用串行总线公口300的一实施例的示意图。通用串行总线公口300包括金属外壳（也称作外部金属外壳）310、导电层320以及胶芯部分330。由图3可知，金属外壳310包覆一个空间，其用来容纳导电层320与胶芯部分330。金属外壳310连接于承载有通用串行总线公口300的印刷电路板（未绘示）的多个接地垫。由金属外壳110所包覆的空间用来与对应工件（例如，通用串行总线母口）进行连接。胶芯部分330包括绝缘主体332、多个信号接垫334_1～334_4、多个接脚336_1～336_N以及多个金属簧片338_1～338_5。信号接垫334_1～334_4与金属簧片338_1～338_5设置于胶芯部分330的第一面A’。信号接垫334_1～334_4与金属簧片338_1～338_5用来连接该对应工件（例如，通用串行总线母口）的多个金属簧片。接脚336_1～336_N嵌入于绝缘主体332中并且在绝缘主体332内电性连接于信号接垫334_1～334_4与金属簧片338_1～338_5。接脚336_1～336_N用来连接承载有通用串行总线公口300的印刷电路板（未绘示）。信号接垫334_1～334_4与金属簧片338_1～338_5用来接触该对应工件（例如，通用串行总线3.0母口）的多个金属触点。导电层320可以是金属箔或是电镀的导电材料，并设置于胶芯部分330的第二面B’上，其中胶芯部分330的第二面B’位于胶芯部分330的第一面A’的反面。

请参考图4A及图4B，图4A及图4B为本实用新型通用串行总线公口300的一实施例的另一视角的示意图。在图4A及图4B中，图4B中的金属外壳310与图4A中的胶芯部分330彼此分离，以对导电层320提供较好的视角。由图4A及图4B可知，导电层320覆盖于胶芯部分330的第二面B’。此外，位于胶芯部分330的第二面B’的导电层320将会与金属外壳310接触，因此导电层320与金属外壳310将会电性连接。请注意，金属外壳310与导电层320面对面的距离可以被调整来进行阻抗的控制，因此，位于信号接垫334_1～334_4与金属簧片338_1～338_5（即，通用串行总线公口300的信号路径）的对面（即，第二面B’）的导电层320可以为信号接垫334_1～334_4与金属簧片338_1～338_5上的通用串行总线信号提供回归路径，也就是说，导电层320的覆盖范围越大，则将会提供给回归路径更低的阻抗，其可对共模电流所引发的辐射带来更佳的抑制。既然胶芯部分330的第二面B’与接脚336_1～336_N不共面，导电层320便弯折于第二外观面B’靠近接脚336_1～336_N的一端，以于靠近接脚336_1～336_N的一端形成一个斜面C’。此外，金属外壳310包括延伸部分312，其为金属所构成，其连接金属外壳310的位置位于导电层320在靠近接脚336_1～336_N的那一端接触金属外壳310的接触面的对面，也就是说，延伸部分312于通用串行总线公口300的接收端（接脚336_1～336_N）的对面端上连接于金属外壳310，且延伸部分312朝着承载通用串行总线公口300的印刷电路板的方向弯折。延伸部分312覆盖一个区域，其为导电层320延伸而覆盖接脚336_1～336_N的区域，也就是说，导电层320的覆盖范围不应该超过金属外壳310的周长所涵盖的范围。请注意，因为回归路径由导电层320所提供，可以通过改变导电层320的性质（例如长、宽及/或所采用的导电材料）来进行阻抗控制。然而，此仅作为范例说明之用，并非作为本实用新型的限制条件。

请参考图5，图5为本实用新型通用串行总线母口100与通用串行总线公口300相结合的实施例的截面示意图。由图5可知，导电层120与导电层320共同形成“基于具备完整结构的带状传输线的架构”而用于通用串行总线连接器（即，通用串行总线母口100与通用串行总线公口300）的信号路径（即，箭头所标注的线）。基于具备完整结构的带状传输线的架构可提供更有效的（较低阻抗）回归路径，因此可以大幅减少辐射的噪声。此外，由于导电层120与导电层320提供回归路径，金属外壳110与金属外壳310可作为屏蔽物来包围信号传输线，因此可以提供某一程度的屏蔽效应，其可进一步帮助减少噪声的辐射。

本实用新型提供低阻抗的回归路径，因此，本实用新型可以有效减少无射频系统附近的干扰噪声，而不会提高太多的成本或是变动太多硬件设置/结构。

Claims (8)

1.一种通用串行总线母口，其特征在于，包含：

胶芯部分，具有位于该胶芯部分的第一面之上的多个信号接垫；以及

导电层，设置于该胶芯部分的第二面之上，其中该第二面位于该第一面的反面。

2.如权利要求1所述的通用串行总线母口，其特征在于，该导电层覆盖该胶芯部分的该第二面的全部，并且延伸而覆盖该胶芯部分的第三面；该第三面位于该通用串行总线母口的接收面的对面；以及该导电层弯折于该第一面与该第三面的接合处。

3.如权利要求2所述的通用串行总线母口，其特征在于，另包含：

外部金属外壳，连接于承载该通用串行总线母口的印刷电路板；

其中于该第三面上的该导电层位于该外部金属外壳的周长所包含的范围内。

4.如权利要求3所述的通用串行总线母口，其特征在于，该导电层于该胶芯部分的该第三面上电性连接于该外部金属外壳。

5.一种通用串行总线公口，其特征在于，包含：

胶芯部分，具有位于该胶芯部分的第一面之上的多个信号接垫；以及

导电层，设置于该胶芯部分的第二面之上，其中该第二面位于该第一面的反面。

6.如权利要求5所述的通用串行总线公口，其特征在于，另包含：

外部金属外壳，该外部金属外壳包括延伸部分，该延伸部分于该通用串行总线公口的接收端的对面端连接于该外部金属外壳；

其中该延伸部分覆盖一个区域,于该区域中该导电层延伸覆盖该多个接脚。

7.如权利要求6所述的通用串行总线公口，其特征在于，该延伸部分朝承载该通用串行总线公口的印刷电路板的方向弯折。

8.如权利要求6所述的通用串行总线公口，其特征在于，该延伸部分为金属所构成。

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