TWI558031B - 具有一接地帶及一嵌入模鑄接觸總成之插塞連接器 - Google Patents

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Description

具有一接地帶及一嵌入模鑄接觸總成之插塞連接器
本發明大體上係關於電連接器，且特定言之係關於用於電子裝置之電連接器。現今消費者可用廣泛多種電子裝置。此等裝置中之許多具有促進與對應裝置之通信及/或促進對應裝置之充電的連接器。此等連接器常常經由用於將裝置彼此連接之纜線與其他連接器介面連接。有時，在用纜線的情況下使用連接器直接將裝置連接至另一裝置，諸如，充電站或聲音系統。
隨著智慧型手機、媒體播放器及其他電子裝置變得更緊湊，關於特定裝置之大小的限制因素可為併入裝置中之連接器中的一或多者。作為一實例，有時將插座連接器定位於攜帶型媒體裝置之側表面中的一或多者上。此等攜帶型媒體裝置之厚度可受限於併入裝置中之插座連接器或連接器的厚度。更小且更薄之插座連接器可允許將攜帶型媒體裝置設計得更小。由於此等插座連接器通常包括定位於經定大小以固持對應插塞連接器之嵌入空腔內的接點，因此亦希望使配合插塞連接器更小且更薄。一些插塞連接器(諸如，標準USB 2.0連接器)包括環繞插塞連接器接點之金屬屏蔽件，其形成該等接點定位於其中之空腔。屏蔽件可提供一定程度之保護以免於電干擾，但增加嵌入至插座中的插塞連接器之部分的總厚度。
諸如外部接點連接器以及其他連接器之新連接器可需要將新特徵及/或對常用連接器組件之改變製造成具有與較小大小相關聯之較精確容限，並承受歷時成千上萬個使用循環的日常嚴格使用。
本發明之實施例係關於用於供多種電子裝置使用之電子插塞連接器。在一些實施例中，該等電子插塞連接器經組態以提供減小之大小及成本。
本發明之一些實施例係關於具有一減小之插塞長度及厚度的改良之插塞連接器，且當自其對應插座連接器嵌入及提取時，該等插塞連接器具有直觀之嵌入定向及光滑一致感覺。另外，根據本發明之插塞連接器的一些實施例僅包括外部接點，且並不包括定位於易於收集及截留碎片之一內腔內的接點。
本發明之一特定實施例係關於一種未極化多定向插塞連接器，其具有由一連接器突片攜載之外部接點。該連接器突片可在至少兩個不同嵌入定向上嵌入至一對應插座連接器中。接點形成於該突片之第一外部表面及第二外部表面上，並以一對稱佈局而配置，使得該等接點在至少兩個嵌入定向中之任一者上與該插座連接器之接點對準。該連接器突片自身可具有一對稱橫截面形狀，以促進此實施例該多定向態樣。
另一實施例係關於一種雙定向插塞連接器，其包括一突片部分及一主體部分。該突片部分可具有180度對稱性，並連接至該主體部分且縱向延伸遠離該主體部分。一實質上u形金屬帶環繞該插塞連接器之周邊的一部分。該金屬帶可具有形成於對置之第一側表面及第二側表面中的滯留特徵。該突片部分可具有實質上彼此相同、平行且相對之第一外部表面及第二外部表面。具有一上部接點載體、中間導電板及下部接點載體之一接觸總成可安置於該插塞連接器之該突片部分 內。該接觸總成可經組態以具有安置於該突片部分之該第一外部表面及該第二外部表面上的複數個外部細長式電接點。一電路總成可安置於該插塞連接器之該主體部分內，並電耦接至該等電接點。該電路總成可經包覆模鑄於該u形金屬帶內。一些實施例可特別適於低成本高度自動化製造。
為更好地理解本發明之本質及優勢，應參考以下描述及隨附圖式。然而，應理解，僅出於說明之目的而提供圖中之每一者，且圖中之每一者並不意欲作為對本發明之範疇之限制的定義。又，作為一般規則，且除非與該描述(其中不同圖式中之元件使用相同參考編號)顯然相反，否則元件大體上相同或至少在功能或目的上類似。
105‧‧‧電子裝置
110‧‧‧外部接點插塞連接器
115‧‧‧內部接點連接器
120‧‧‧纜線
200‧‧‧軸對稱雙定向插塞連接器
201‧‧‧上部引線框組
202‧‧‧下部引線框組
203‧‧‧上部引線框區段
204‧‧‧下部引線框區段
205‧‧‧電路總成
206‧‧‧PCB
207‧‧‧電子組件
208a‧‧‧載體/引線框載體
208b‧‧‧載體/引線框載體
210(1)...210(8)‧‧‧引線
211(1)......211(8)‧‧‧終端部分
212a‧‧‧載體
212b‧‧‧載體
213(1)......213(8)‧‧‧引線
214(1)......214(8)‧‧‧終端部分
215(1)......215(8)‧‧‧接點部分
216a‧‧‧鎖存器
216b‧‧‧鎖存器
217‧‧‧引線
218‧‧‧上部屏蔽件
219‧‧‧窗
220(1)......220(8)‧‧‧外部細長式電接點/接點部分
222a‧‧‧對準特徵
222b‧‧‧對準特徵
224‧‧‧對準突起
225‧‧‧第一側表面
226‧‧‧第二側表面
228‧‧‧對準插口
229‧‧‧可壓碎突起
230‧‧‧第一外部表面
231‧‧‧下部屏蔽件
232‧‧‧接觸總成
233‧‧‧終止部/第一罩殼終止部
234a‧‧‧鎖存器
234b‧‧‧鎖存器
235‧‧‧第二外部表面
236‧‧‧窗
237‧‧‧引線
240‧‧‧連接器突片
241‧‧‧主體
242‧‧‧引線
243‧‧‧上部接點載體/上部接觸總成
244‧‧‧中間導電板/屏蔽件
245‧‧‧下部接點載體/下部接觸總成
246a‧‧‧接觸總成滯留特徵
246b‧‧‧接觸總成滯留特徵
247a‧‧‧對準特徵
247b‧‧‧對準特徵
248‧‧‧突片部分/突片區
249‧‧‧主體部分/主體區
250‧‧‧經部分組裝之連接器
251‧‧‧上部嵌入模鑄工具
252‧‧‧下部嵌入模鑄工具
253‧‧‧嵌入模鑄工具/背部模具工具
254‧‧‧上部嵌入模鑄工具軸瓦
255‧‧‧下部嵌入模鑄工具軸瓦
256‧‧‧介電囊封材料
257‧‧‧配合表面
258‧‧‧遠端
259‧‧‧第二罩殼終止部
260‧‧‧實質上u形金屬帶
261(1)......262(8)‧‧‧導體接合墊
262(1)......262(8)‧‧‧終端接合墊
263‧‧‧纜線束
264‧‧‧個別導體
265a‧‧‧滯留特徵
265b‧‧‧滯留特徵
266‧‧‧連接器主體
267a‧‧‧兩片件式導電金屬屏蔽件
267b‧‧‧兩片件式導電金屬屏蔽件
268‧‧‧應變緩解套管
269‧‧‧罩殼
270‧‧‧接合材料
272‧‧‧注射器及針總成
274‧‧‧端表面
275‧‧‧第一表面
276‧‧‧第二表面
277‧‧‧第三對置側表面
278‧‧‧第四對置側表面
280‧‧‧縱向軸線
282‧‧‧第一對置延伸部
283‧‧‧第二對置延伸部
圖1為連接至媒體播放器之纜線之正面透視圖；圖2A為雙定向插塞連接器之正面透視圖；圖2B為接觸總成之正面分解透視圖；圖2C為上部引線框之正面透視圖；圖2D為下部引線框之正面透視圖；圖2E為經部分組裝雙定向插塞連接器之正面透視圖；圖2F為經部分組裝雙定向插塞連接器之正面透視圖；圖2G為經部分組裝雙定向插塞連接器之嵌入模鑄操作之橫截面說明；圖2H為經部分組裝雙定向插塞連接器之嵌入模鑄操作之橫截面說明；圖2I為經部分組裝雙定向插塞連接器之正面透視圖；圖2J為經部分組裝雙定向插塞連接器之橫截面之說明；圖2K為經部分組裝雙定向插塞連接器之正面透視圖；圖2L為經部分組裝雙定向插塞連接器及纜線之正面透視圖； 圖2M為經部分組裝雙定向插塞連接器、纜線及罩殼之背面透視圖；圖2N為用於雙定向插塞連接器的罩殼之橫截面之說明；圖2O為附接至纜線的經組裝雙定向插塞連接器之背面透視圖；圖3為用於製造附接至纜線之雙定向插塞連接器的製程。
本發明之某些實施例係關於電連接器。雖然本發明可用於產生廣泛多種電連接器，但本發明之一些實施例尤其用於產生尤其較小之連接器，如下文所較詳細地描述。
許多電子裝置(諸如，智慧型手機、媒體播放器及平板電腦)具有促進與其他裝置之電池充電及/或通信的連接器。連接器包括經由其而進行至另一相容連接器之電連接的複數個電接點，以經由連接器傳送電力及/或資料信號。圖1說明包括外部接點插塞連接器110及內部接點連接器115之兩個此等連接器的實例。此等連接器110、115中之每一者可遵守熟知標準，諸如，通用串列匯流排(USB)2.0、Firewire、Thunderbolt或類似者，或可為專屬連接器，諸如用於許多Apple產品上之30接腳連接器，以及其他類型之專屬連接器。
如圖1中所進一步展示，外部接點插塞連接器110嵌入至電子裝置105中，並由纜線120耦接至內部接點連接器115。當外部接點插塞連接器110與電子裝置105配合時，插塞連接器內之接點(圖1中未展示)與電子裝置中之接點實體且電接觸，以允許在電子裝置與周邊裝置之間傳送電信號。內部接點連接器115可與可為與電子裝置105一起操作之無數電子裝置或附件中之任一者的周邊裝置耦接。
作為一實例，參看圖2A及圖2B，該等圖描繪可用作圖1中所展示之外部接點插塞連接器110的軸對稱雙定向插塞連接器200之簡化圖。連接器200包括經定大小以嵌入至對應插座連接器(未圖示)中之空腔 中的連接器突片240。在一些實施例中，突片240介於5mm與10mm寬之間，1mm與3mm厚之間，且具有介於5mm與15mm之間的嵌入深度(自突片240之尖端至終止部233(close out)之距離)。亦在一些實施例中，突片240具有大於其寬度之長度，其寬度大於其厚度。在其他實施例中，突片240之長度及寬度彼此處於0.2mm內。在一特定實施例中，突片240為6.7mm寬、1.5mm厚，且具有6.6mm之嵌入深度(自突片240之尖端至終止部233之距離)。在其他實施例中，突片240具有相同之6.7mm寬度，及1.5mm高度，但具有較長長度。
突片240包括環繞連接器200之周邊之一部分的實質上U形金屬帶260。金屬帶260沿著突片部分248之整個長度延伸，且包括在主體部分249內向內彎曲之第一對置延伸部282及第二對置延伸部283。在一些實施例中，連接器200在此區域中之減小之寬度可用以容下如下文更詳細地描述之罩殼及/或屏蔽件。在一些實施例中，金屬帶260可為連接器200提供機械強度及耐久性，以經受住許多配合循環。金屬帶260可具有形成於對置第一側表面225及第二側表面226中之滯留特徵265a、265b(在圖2A中僅在第一側表面225上展示)。滯留特徵265a、265b可為包括插塞連接器200上之一或多個特徵的滯留系統之部分，當將插塞連接器嵌入至插座連接器中時，該等特徵經調適以與對應插座連接器上之一或多個特徵嚙合，以將連接器緊固在一起。在一些實施例中，滯留特徵265a、265b亦可用作自插座連接器接收接地信號之接地接點。在另外實施例中，金屬帶260可用以改良連接器200中之信號完整性並減少信號干擾。在所說明之實施例中，滯留特徵265a、265b可為突片240之第一側表面225及第二側表面226中的半圓形壓痕。滯留特徵265a、265b可廣泛變化，且可包括僅形成於金屬帶260內之成角壓痕或凹口、凹穴。滯留系統(包括滯留特徵265a、265b及插座連接器上之對應滯留機構)可經設計以提供特定嵌入及提取力， 使得將插塞連接器嵌入至插座連接器中所需要之滯留力高於自插座連接器移除插塞連接器所需要之提取力。
接觸總成232(參見圖2B)安置於金屬帶260內，且藉由囊封材料包覆成型。接觸總成232包括藉由介電塑膠材料包覆成型之上部引線框組201及下部引線框組202，其形成上部接點載體243及下部接點載體245。中間導電板244安置於上部接點載體243與下部接點載體245之間。在一些實施例中，中間導電板244提供介於上部引線框組201與下部引線框組202之間之屏蔽。特別在引線框組201、202緊密地間隔開且需要將敏感信號與電力引線隔離及/或存在需要與外部雜訊源隔離之敏感信號及/或信號需要至接地之特定阻抗的實施例中。將上部屏蔽件218及下部屏蔽件231圍繞上部接點載體243及下部接點載體245安置，從而圍繞接觸總成232形成將敏感信號與外部雜訊源隔離及/或將嘈雜內部信號與敏感外部裝置隔離之外部屏蔽件。接觸總成232可特別適用於需要用於高容量應用之低成本組裝方法的應用。
返回參看圖2A，突片240可具有實質上彼此相同、平行且相對之第一外部表面230及第二外部表面235。外部表面230、235可各自具有複數個外部細長式電接點220(1)......220(8)(圖2A中僅在第一外部表面230上展示)。其他實施例可具有或多或少電接點。接點220(1)......220(8)可凸起、凹陷或與突片240之第一外部表面230及第二外部表面235齊平並定位於接點區內，使得當將突片嵌入至對應插座連接器中時，接點可電耦接至插座連接器中之對應接點。在一些實施例中，接點220(1)......220(8)為自清潔滑動接點(self-cleaning wiping contact)，在於配合事件期間一開始與插座連接器接點接觸之後，該等自清潔滑動接點在到達最後所要接點位置之前藉由滑動運動進一步滑行通過插座連接器接點。在一些實施例中，個別接點可經不同定大小。舉例而言，在一或多個接點專用於載運高功率或高電流之情況 下，此可特別有用。雖然圖2A展示單一列之接點220(1)......220(8)，但本發明之一些實施例可包括兩列、三列或三列以上接點。接點220(1)......220(8)可由銅、鎳、黃銅、不鏽鋼、金屬合金或任何其他適當導電材料或導電材料之組合製成。接點220(1)......220(8)亦可電鍍有金屬層，以改良耐磨性、改良接觸抗性及/或改良耐腐蝕性。
雖然圖2A中將突片240展示為具有實質上矩形且實質上平坦形狀，但在本發明的一些實施例中，第一外部表面230及第二外部表面235可具有與之匹配之凸或凹曲率，或可具有位於突片240之側之間的中心處的匹配之凹陷區。接點區可形成於凹陷區中，且凹陷區可(例如)自突片240之遠端尖端一直延伸至終止部233，或可僅沿著突片240之長度的一部分延伸(例如，在突片之長度的½與¾之間)，在短於終止部233之點處結束。第一側表面225及第二側表面226亦可具有匹配之凸或凹曲率。
大體而言，根據如下文所描述的連接器200之雙定向設計，第一外部表面230及第二外部表面235之形狀及曲率彼此鏡射，第一側表面225及第二側表面226之形狀及曲率亦如此。另外，雖然圖2A將第一側表面225及第二側表面226展示為具有顯著小於第一外部表面230及第二外部表面235之寬度的寬度(例如，小於或等於第一外部表面230及第二外部表面235之寬度的四分之一或一半)，但在本發明之一些實施例中，第一側表面225及第二側表面226具有相對靠近或甚至等於或寬於第一外部表面230及第二外部表面235之寬度的寬度。
連接器200之此特定實施例可關於縱向軸線280對稱，使得其具有兩個定向，使得其可與包括第一定向及第二定向之匹配插座連接器配合，該第二定向圍繞縱向軸線280相對於第一定向旋轉180度。為允許連接器200之定向未知特徵，可不極化連接器。亦即，連接器200可不包括經組態以與對應插座連接器中之匹配鍵嚙合且確保兩個連接器 之間的配合僅發生於單一定向上之實體鍵。連接器200可具有在第一外部表面230及第二外部表面235上之對稱接點配置，從而不論定向如何，允許插塞連接器之接點220(1)......220(8)與插座連接器中之接點適當地對準。在其他雙定向實施例中，只要連接器並不包括防止連接器在兩個不同定向上嵌入至對應插座連接器中的鍵，且接點與對應插座連接器中之接點在任一定向上適當地對準，則突片240之橫截面形狀無需充分對稱。
除180度對稱雙定向設計之外，根據本發明之一些實施例的插塞連接器將形成於連接器之第一外部表面230處的每一接點與連接器之相對側上的第二外部表面235上之對應接點電連接。亦即，在本發明之一些實施例中，第一外部表面230中之每一接點電連接至第二外部表面235中之對應接點。因此，經由第一外部表面230內之接點以及第二外部表面235內之接點發送待由插塞連接器載運之任何給定信號。本發明之一些實施例的此態樣之效果為，相比於第一外部表面230及第二外部表面235中所形成之接點彼此電隔離且指明為用於不同信號之情況，可由給定數目之接點載運的不同信號之數目減少一半。然而，此特徵提供益處，其在於，對應插座連接器僅需要具有其空腔內之一表面(例如，頂表面或底表面)上的接點。因此，可比其空腔之頂表面及底表面兩者上皆具有接點之插座連接器薄得製造該插座連接器，此又使容納插座連接器之電子裝置亦能夠較薄。
在一些實施例中，可基於實體定向鍵(與極化鍵不同，不同之處在於，定向鍵並不防止插塞連接器在多個定向上嵌入至插座連接器中)而偵測插塞連接器200之定向，該實體定向鍵取決於插塞連接器之定向而與插座連接器中之對應定向接點嚙合或不嚙合。連接至定向接點之電路可接著判定插塞連接器200在兩個可能定向中之哪一者上嵌入至插座連接器中。在其他實施例中，可藉由偵測接點中之一或多者 處的特性(例如，電壓或電流位準)或藉由使用交握算法而經由該等接點中之一或多者發送及接收信號而判定插塞連接器200之定向。操作性耦接至插座連接器之主機裝置內的電路可接著設定軟體及/或硬體切換器，以將插座連接器之接點適當地匹配至插塞連接器之接點。
如圖2A中所進一步說明，在一實施例中，在連接器200之主體241內的為安置於金屬帶260內且經由終端部分211(1)......211(8)耦接至接點220(1)......220(8)之電路總成205。一或多個電子組件207可操作性耦接至PCB 206，以提供關於連接器200及連接器200為其部分之任何附件或裝置的資訊，及/或執行特定功能，諸如，鑑認、識別、接點組態及電流或功率調節。電子組件207可包括任何其他類型之主動或被動電子裝置，諸如(但不限於)特殊應用積體電路、記憶體、電晶體、電容器、電感器及/或電阻器。
又，圖2A中所展示之實施例包括作為纜線連接器之部分的連接器200。在其他實施例中，根據本發明之插塞連接器用於諸如銜接台、收音機鬧鐘及其他附件或電子裝置之裝置中。在此等實施例中，突片240可直接延伸出與銜接台、時鐘收音機或其他附件或電子裝置相關聯之外殼。接著，可將與附件或裝置相關聯之外殼(其可與主體241極其不同地塑形)視為連接器之主體。
組裝步驟
現對關於與連接器200之製造及組裝相關聯之步驟的圖2A至圖2O及圖3進行參看。圖3為說明根據本發明之一實施例的與連接器200之製造及組裝相關聯的一般步驟之流程圖。圖2A至圖2O描繪處於圖3中所闡述之各種製造階段處的連接器200。
現參看圖2C及圖2D，可藉由製造上部引線框組201及下部引線框組202而起始連接器200之製造。可使用卷軸至卷軸或如此項技術中已知之其他製造製程來製造上部引線框組201及下部引線框組202。在一 實施例中，去纏繞卷軸可含有原始引線框材料之長度。原始引線框材料可為任何類型之金屬，包括合金。在一些實施例中，上部引線框組201及下部引線框組202自銅或(例如)似磷青銅之銅合金製造。在一實施例中，原始引線框材料為磷青銅之合金，且小於1mm厚。去纏繞卷軸可在逆時針方向上旋轉，並允許原始引線框材料進入自原始材料以坯料製作及/或形成上部引線框組201及下部引線框組202之一或多組模子。此循環可每分鐘重複許多次。經處理引線框材料可離開模組，並捲繞於重新纏繞卷軸上。由於模組之環狀本質，因此所以坯料製作及/或形成之特徵可為由間距分離之重複圖案。因此，可由圖2B及圖2C中所展示之代表性上部引線框區段203及下部引線框區段204說明經處理引線框材料。
上部引線框203可包括保留上部引線框組201之一或多個載體208a、208b。上部引線框組201可包括複數個引線210(1)......210(8)，其中每一引線具有接點部分220(1)......220(8)及終端部分211(1)......211(8)。類似地，下部引線框區段204可包括保留下部引線框組202之一或多個載體212a、212b。下部引線框組202可包括複數個引線213(1)......213(8)，其中每一引線具有接點部分215(1)......215(8)及終端部分214(1)......214(8)。
在形成上部引線框組201及下部引線框組202之後，可在該等引線框組仍附接至載體208a、208b、212a、212b時，藉由類似於上文所論述之卷軸至卷軸製程的卷軸至卷軸製程對其進行清潔及電鍍。去纏繞卷軸可含有以坯料製作及形成之引線框材料之長度。去纏繞卷軸可在逆時針方向上旋轉，並允許以坯料製作及形成之引線框材料進入一或多個清潔及電鍍槽。經清潔及電鍍之引線框材料可離開清潔及電鍍槽，並捲繞於重新纏繞卷軸上。在一實施例中，以坯料製作及形成之引線框材料可經歷三個洗滌製程、鍍鎳製程及鍍金製程。在不脫離本 發明之情況下，可使用無數清潔及電鍍製程，包括選擇性電鍍。可藉由相同或不同製程電鍍上部引線框組201及下部引線框組202。
組裝之下一步驟可涉及製造上部屏蔽件218、中間導電板244及下部屏蔽件231(圖3之步驟307；圖2B)。可藉由如上文所描述之類似卷軸至卷軸方法製造屏蔽件218、244、231，或可使用另一製程，諸如(但不限於)，單級處理或化學蝕刻。屏蔽件218、244、231可自任何金屬或金屬合金形成。在一實施例中，屏蔽件218、244、231由304不鏽鋼形成，且可電鍍有鎳。
上部屏蔽件218可具有一或多個窗219以促進嵌入模鑄，如下文更詳細地描述。上部屏蔽件218亦可具有一或多個鎖存器216a、216b，及可耦接至電路總成205(見圖2A)之一或多個引線217。中間導電板244可具有一或多個對準特徵222a、222b，及可耦接至電路總成205(見圖2A)之一或多個引線242。下部屏蔽件231可具有一或多個窗236以促進嵌入模鑄，如下文更詳細地描述。下部屏蔽件231亦可具有一或多個鎖存器234a、234b，及可耦接至電路總成205(見圖2A)之一或多個引線237。
組裝之下一步驟可涉及圍繞上部引線框組201(見圖2C)及上部屏蔽件218同步嵌入模鑄介電塑膠材料，以形成上部接點載體243(圖3之步驟310；圖2B)。在其他實施例中，可僅嵌入模鑄引線框組，且可稍後安裝屏蔽件。可藉由看起來及功能上類似於上文所論述之卷軸至卷軸以坯料製作及形成機器之系統實現嵌入模鑄。在一實施例中，一組模子包圍上部引線框組201(見圖2C)及上部屏蔽件218，從而在圍繞該等組件注射介電材料時，將該等組件固持於適當位置。可由模子使用窗219來在模鑄操作期間將上部引線210(1)......210(8)於適當位置。接著，上部接點載體243可基本上為單式結構，且因此可移除引線框載體208a、208b(見圖2C)。打開模子，且可將新的上部引線框組 201(見圖2C)推進至模子中。此循環可每分鐘重複若干次。在一些實施例中，上部屏蔽件218可未經嵌入模鑄，且可在後續步驟中對其進行安裝。在其他實施例中，上部引線框組201(見圖2C)可未經嵌入模鑄，且可將其扣入或安裝於經預模鑄介電結構中。在不脫離本發明之情況下，可利用熟習此項技術者已知之其他製造製程。可以類似方式製造下部引線框載體245，其中藉由介電材料同時嵌入模鑄下部引線框組202(見圖2D)及下部屏蔽件231，從而使其變成單式結構。一些實施例可將熱塑性材料用作介電塑膠材料，而其他實施例可利用熱固性材料。在一實施例中，將液晶聚合物用作介電塑膠。
組裝之下一步驟可涉及組裝上部接點載體243、中間導電板244及下部接點載體245，從而形成接觸總成232(圖3之步驟320；圖2B、圖2E)。在一些實施例中，上部接點載體243可具有與中間導電板244對準特徵222a、222b及下部接點載體245對準插口228介面連接之一或多個對準突起224。此等特徵可實現在組裝操作期間的組件之適當對準及定向。另外，上部屏蔽件218鎖存器216a、216b可與下部屏蔽件231鎖存器234a、234b配合，以保留配合至下部接觸總成245之上部接觸總成243。在另外實施例中，下部接觸總成245可具有在上部接觸總成243與下部接觸總成245之間建立界定之空間的一或多個可壓碎突起229，如下文將更詳細地論述。在一些實施例中，可並不使用中間導電板244，特別當可並不需要上部引線框組201與下部引線框組202之間的信號隔離時。然而，在可需要上部引線框組201與下部引線框組202之間的隔離之情況下，可將中間導電板244連接至接地。在另外實施例中，中間板244、上部屏蔽件218、下部屏蔽件231及金屬帶260可皆連接至接地，以改良連接器200之隔離及/或屏蔽效能。接觸總成232具有端表面274、對置之第一表面275及第二表面276，及在第一表面與第二表面之間延伸的第三對置側表面277及第四對置側表面 278。
組裝之下一步驟可涉及製造金屬帶260(圖3之步驟330；圖2E)。可使用多種技術製造金屬帶260，諸如，衝壓、線成形、鍛造、金屬射出模鑄(MIM)、冷鍛針頭或坯料機械加工製程。在一些實施例中，替代性製程(諸如，塑膠射出模鑄及藉由金屬之後電鍍)可用以形成金屬帶260。金屬帶260可為實質上u形，且具有具比主體區249大之間隙的突片區248。如上文所論述，金屬帶260可具有滯留特徵265a、265b。金屬帶260亦可具有一或多個對準特徵247a、247b及接觸總成滯留特徵246a、246b，以用於對準且保留金屬帶260中之接觸總成232及/或電路總成205。在一些實施例中，金屬帶260可由金屬或金屬合金形成。在一實施例中，金屬帶260自不鏽鋼形成。在另外實施例中，金屬帶260可電鍍有金屬，諸如(但不限於)，鎳或金。
組裝之下一步驟可涉及將接觸總成232安裝於金屬帶260中，從而建立經部分組裝之連接器250(圖3之步驟325；圖2E、圖2F)。接觸總成232可與對準特徵247a、247b對準，並與接觸總成滯留特徵246a、246b嚙合。一旦嚙合，接觸總成232可實體地保留於金屬帶260內。
組裝之下一步驟可涉及將經部分組裝之連接器250置放於嵌入模鑄工具251、252、253中，並圍繞接觸總成232形成介電囊封材料256(圖3之步驟335；圖2G至圖2I)。此製程可在插塞200之接點區中提供光滑且實質上平坦之配合表面。圖2G及圖2H說明一實施例之嵌入模鑄製程。上部嵌入模鑄工具251及下部嵌入模鑄工具252可經組態以密封金屬帶260之外表面。上部嵌入模鑄工具251上之上部嵌入模鑄工具軸瓦254可同時密封接點220(1)......220(8)之頂表面。下部嵌入模鑄工具252上之下部嵌入模鑄工具軸瓦255可同時密封接點215(1)......215(8)之頂表面。軸瓦254、255可與下部接觸總成245相抵 壓縮上部接觸總成243(見圖2D)，其中可壓碎突起229變形，使得接點220(1)......220(8)可距接點215(1)......215(8)精確且受控距離。背部模具工具253可用以完全圍封模具系統。第一罩殼終止部233可形成於第一外部表面230上，且第二罩殼終止部259可形成於第二外部表面235上。
為同時密封所有此等表面並保護此等表面免於介電囊封材料256滲出，嵌入模具工具251、252、253可裝備有彈簧裝載式嵌入件，以適應連接器組件之維度變化。嵌入模具工具251、252、253亦可經組態以自連接器之背部注射介電囊封材料256，或在其他實施例中，可在其他位置中進行注射。在一實施例中，嵌入模具工具具有用於注射介電囊封材料256之凹陷閘。介電囊封材料256經由接觸總成232之第一表面275及第二表面277(見圖2E)形成於金屬帶260內，使得上部引線框組201之每一引線210(1)......210(8)的接點220(1)......220(8)曝露於插塞連接器200之第一外部表面230上，且下部引線框組202之每一引線213(1)......213(8)的接點215(1)......215(8)曝露於插塞連接器之第二外部表面235上。
在一些實施例中，介電囊封材料256可為聚甲醛(POM)。在其他實施例中，介電囊封材料256可為可填充有玻璃纖維的基於耐綸之聚合物。另外實施例可使用其他材料。
圖2I描繪嵌入模鑄製程之後的一實施例。在一些實施例中，配合表面257可安置於連接器200之第一外部表面230下，且實質上與接點220(1)......220(8)之頂表面共平面。圖2J展示圖2I在配合表面257之區中的簡化橫截面A-A。自此說明可看到，配合表面257可駐留於第一外部表面230下之低陷中。在一些實施例中，低陷可處於金屬帶260之頂表面下的0.01mm與0.1mm之間。此低陷可保護接點220(1)......220(8)免於觸碰表面(諸如，配合裝置之表面)，從而免於潛 在地造成對接點之頂表面的損壞。在另外實施例中，凹陷可在一些區域中較深並在其他區域中較淺。在其他實施例中，凹陷可朝向連接器之背部較深，且朝向連接器200之遠端258實質上與金屬帶260之頂表面共平面。在又另外實施例中，介電囊封材料256之配合表面257可實質上與金屬帶260共平面。如本文中所定義，安置於外部表面上之電接點將意謂大體上在連接器之外部表面上，其包括接點與金屬帶260之外表面共平面之實施例及接點駐留於金屬帶260之外表面下的低陷中之實施例。
組裝之下一步驟可涉及建構電路總成205(圖3之步驟345；圖2K)。PCB 206可為傳統之環氧樹脂及玻璃組合，或可為能夠導引電信號之任何等效結構。舉例而言，一些實施例可使用由聚醯亞胺及導電跡線之交替層組成的可撓性結構，而其他實施例可使用具有導電跡線之陶瓷材料，或藉由雷射直接結構化處理以建立導電跡線之塑膠材料。PCB 206可形成有安置於一末端處之一組導體接合墊261(1)......262(8)，及安置於對置末端處之一組終端接合墊262(1)......262(8)。另外，一組組件接合墊(未圖示)可形成於PCB 206上，以電連接一或多個主動或被動電子組件207(諸如，積體電路(IC)、電阻器或電容器)。本文中所描繪之實施例僅係出於例示性目的，其他實施例可具有接合墊261(1)......261(8)、262(1)......262(8)之不同配置、或多或少的接合墊以及形成於PCB 206之對置側中的任一者或兩者上之接合墊，及更少、更多或不同之電子組件207。
實例電子組件207描繪為在PCB 206之一側上(見圖2K)，然而，在其他實施例中，電子組件207可在PCB 206之任一側或兩側上。在一些實施例中，導電環氧樹脂可用以將電子組件207電附接至PCB 206。在其他實施例中，可使用無數技術來利用焊錫合金，該等技術諸如，通孔裝設、模板列印及回焊、板面晶片、覆晶或其他適當連接 方法。在一實施例中，模板列印製程用以將焊錫膏安置於組件接合墊(未圖示)上。接著，可將電子組件207安置於焊錫膏上，且可使用對流加熱製程回焊焊錫膏，從而將電子組件附接至PCB 206。焊錫合金可為鉛錫合金、錫銀銅合金或其他合適之金屬或金屬合金。
在一些實施例中，在電子組件207附接製程期間，可將焊錫膏沈積於終端接合墊262(1)......262(8)及/或導體接合墊261(1)......261(8)上，並對其進行回焊。在一些實施例中，在將電子組件207附接至PCB 206之後，可洗滌且乾燥電路總成205。然而，在其他實施例中，可直至後續處理方洗滌電路總成205。在其他實施例中，使用免清潔焊劑輔助焊接製程，且並不存在洗滌製程。在另外實施例中，使用免清潔或可清潔焊劑輔助焊接製程，並洗滌總成。最後，可藉由保護性材料(諸如，環氧樹脂、胺基甲酸酯或基於聚矽氧之材料)囊封電子組件207中之一些或所有。在一些實施例中，保護性囊封材料可為敏感之電子組件提供用於改良可靠性之機械強度及/或免受濕氣之環境保護。在另外實施例中，保護性囊封材料可改良連接器200之介質擊穿電壓效能。可藉由自動化機器或藉由手動分配器塗覆囊封材料。
組裝之下一步驟可涉及將電路總成205安裝於經部分組裝連接器中(圖3之步驟340；圖2K、圖2L)。圖2K描繪正嵌入至金屬帶260中使得終端墊片262(1)......262(8)與引線213(1)......213(8)之終端部分211(1)......211(8)(見圖2C)配合的電路總成205。引線213(1)......213(8)之終端部分211(1)......211(8)接著藉由焊料、導電環氧樹脂或其他方法而電連接至終端接合墊262(1)......262(8)。
當連接器200為纜線之部分時，組裝之下一步驟可包含將纜線束263附接至經部分組裝之連接器(圖3之步驟350；圖2K)。纜線束263可具有個別導體(例如，導線)264，用於附接至PCB 206之導體接合墊261(1)......261(8)。個別導體264可經切割及剝除，且纜線束263之護 封亦可經切割及剝除。可使用自動、半自動或手動製程將每一導體264焊接至其各別導體接合墊261(1)......261(8)。在一實施例中，導體264對準於夾具中，且每一導體自動地焊接至每一導體接合墊261(1)......261(8)。在另一實施例中，每一導體264熔接至其各別導體接合墊261(1)......261(8)。在一些實施例中，在連接器200為並不將纜線附接至連接器之電子裝置或附件(例如，銜接台)的部分之情況下，個別導線、撓性電路或類似者可將導體接合墊261(1)......261(8)電連接至裝置中之電路。在不脫離本發明之情況下，可使用無數導體附接製程。
當連接器200為纜線之部分時，組裝之下一步驟可包含將纜線束263包覆模鑄至經部分組裝之連接器(圖3之步驟355；圖2M)。在此等情況下，組裝之下一步驟可涉及包覆模鑄連接器之一部分，包括附接至PCB 206之電子組件270(見圖2K)。可執行第一嵌入模鑄操作，從而將電路總成205(見圖2K)囊封於塑膠材料中，並形成連接器200之主體266。可在建立附接至連接器主體266之背面並在纜線263上延伸較短距離的應變緩解套管268之後，執行第二嵌入模鑄製程。在一些實施例中，連接器主體266可部分自嵌入模鑄塑膠且部分自其他材料製造。第一及第二嵌入模鑄材料可為任何類型之塑膠或其他不導電材料。在一實施例中，兩種材料皆為熱塑性彈性體，其中第二嵌入模鑄材料具有比第一嵌入模鑄材料低之硬度。圖2M描繪具有兩片件式導電金屬屏蔽件267a、267b之實施例，該等屏蔽件可安裝於連接器主體266之一部分上，並電耦接至金屬帶260。在一些實施例中，可首先安裝屏蔽件267a、267b，且可在後續操作中模鑄連接器主體266。在一些實施例中，屏蔽件267a、267b可熔接至金屬帶260。在一些實施例中，屏蔽件267a、267b可自鋼製造，而在其他實施例中，可使用銅或錫合金。
組裝之下一步驟可涉及將罩殼269附接至主體266(圖3之步驟365；圖2M至圖2O)。在圖2M中，將罩殼269說明為處於位於纜線束263上之預組裝位置中。罩殼269可經適當定大小以在連接器主體266上滑行，從而將連接器主體實質上圍封於罩殼內。可自任何類型之塑膠或其他不導電材料製造罩殼269，且在一實施例中，罩殼自ABS製造。
圖2N中展示罩殼269之橫截面圖。此圖進一步描繪沈積於罩殼269之內部表面上的兩個位置上之接合材料270。可藉由如所展示之注射器及針總成272沈積接合材料270，或在不脫離本發明之情況下，可藉由無數其他技術沈積該材料。最後組裝步驟展示於圖2O中，且包含使罩殼269在連接器主體266上滑行，直至罩殼實質上圍封連接器主體為止。
接合材料270可經固化，從而將罩殼269之內表面黏附至連接器主體266之外表面。在一些實施例中，接合材料270可為在存在濕氣之情況下固化之氰基丙烯酸酯。在其他實施例中，接合材料270可為經熱固化之環氧樹脂或胺基甲酸酯。此項技術中熟知其他接合材料，且可在不脫離本發明之情況下，使用該等材料。
在前述說明書中，已參考各種實施間可變化的眾多特定細節來描述本發明之實施例。因此，應按說明性意義而非限制性意義來看待說明書及圖式。本發明之範疇之唯一及獨佔指示及申請者意欲當作本發明之範疇的為呈請求項所提交之特定形式的由本申請案提交之請求項集合之文字及等效範疇，包括任何後續校正。
200‧‧‧軸對稱雙定向插塞連接器
205‧‧‧電路總成
206‧‧‧PCB
207‧‧‧電子組件
211(1)......211(8)‧‧‧終端部分
220(1)......220(8)‧‧‧外部細長式電接點/接點部分
225‧‧‧第一側表面
226‧‧‧第二側表面
230‧‧‧第一外部表面
233‧‧‧終止部/第一罩殼終止部
235‧‧‧第二外部表面
240‧‧‧連接器突片
241‧‧‧主體
258‧‧‧遠端
260‧‧‧實質上u形金屬帶
265a‧‧‧滯留特徵
265b‧‧‧滯留特徵
280‧‧‧縱向軸線
282‧‧‧第一對置延伸部
283‧‧‧第二對置延伸部

Claims (20)

  1. 一種軸對稱雙定向插塞連接器，其包含：一接觸總成，其包含：嵌入模鑄於一第一接點載體內之一第一複數個引線、嵌入模鑄於一第二接點載體內之一第二複數個引線及夾於該第一接點載體與該第二接點載體之間的一中間導電板，該接觸總成具有一端表面、對置之第一及第二表面，及在該第一表面與該第二表面之間延伸的第三對置側表面及第四對置側表面；一實質上u形金屬帶，其圍繞該接觸總成之一周邊而安置，使得該金屬帶環繞該接觸總成之該端表面及該第三對置側表面及該第四對置側表面；及介電囊封材料，其形成於該金屬帶內並位於該接觸總成之該第一表面及該第二表面之上，使得該第一複數個引線中之每一引線的一接點部分曝露於該插塞連接器之一第一外部表面上，且該第二複數個引線中之每一引線的一接點部分曝露於該插塞連接器之一第二外部表面上；其中該插塞連接器之該第一外部表面及該第二外部表面實質上彼此相同、平行且相對。
  2. 如請求項1之雙定向插塞連接器，其中該接觸總成至少部分由一金屬屏蔽件圍封，且該介電囊封材料完全覆蓋該金屬屏蔽件。
  3. 如請求項2之雙定向插塞連接器，其中該金屬屏蔽件電連接至該中間導電板。
  4. 如請求項2之雙定向插塞連接器，其進一步具有一主體部分，及自該主體部分延伸之一突片，且其中該金屬帶沿著該突片之一整個長度延伸，且包括在該主體部分內向內彎曲之第一對置延 伸部及第二對置延伸部。
  5. 如請求項1之雙定向插塞連接器，其中該第一複數個引線及該第二複數個引線中之每一引線具有延伸超出其各別接點載體並連接至一電路總成之一終端部分。
  6. 如請求項1之雙定向插塞連接器，其中該插塞連接器可在一第一定向上與一匹配插座連接器配合，且該插塞連接器必須沿著一縱向軸線旋轉180度，以在一第二定向上與該插座連接器配合。
  7. 如請求項1之雙定向插塞連接器，其中該金屬帶包含形成於對置側表面中之凹陷。
  8. 如請求項1之雙定向插塞連接器，其中該第一複數個引線及該第二複數個引線電連接至至少部分安置於該金屬帶內之一電路總成。
  9. 如請求項8之雙定向插塞連接器，其中該電路總成進一步連接至一電纜線。
  10. 一種連接器插塞，其包含：一實質上u形導電帶，其界定該連接器插塞之一遠端及對置側表面；一包覆模鑄引線框總成，其至少部分安置於界定該連接器插塞之第一外部表面及第二外部表面的導電帶內；該包覆模鑄引線框總成進一步包含嵌入模鑄於一第一引線框載體中且安置於該第一外部表面上之一第一組電引線框，及嵌入模鑄於一第二引線框載體中且安置於該第二外部表面上之一第二組電引線框，其中該第一組電引線框及該第二組電引線框之每一者具有與一終端部分耦接之一遠端接觸部分；及一中間導電板，其安置於該第一引線框載體與該第二引線框載體之間。
  11. 如請求項10之連接器插塞，其中該第一組電引線框及該第二組電 引線框之該等遠端接觸部分係位於最近的該連接器插塞之遠端。
  12. 如請求項11之連接器插塞，其中該第一組電引線框及該第二組電引線框之該等終端部分電連接至至少部分安置於該導電帶內之一電路板。
  13. 如請求項12之連接器插塞，其中該電路板連接至一電纜線。
  14. 如請求項10之連接器插塞，其中該導電帶進一步包含形成於該等對置側表面內之凹陷。
  15. 如請求項10之連接器插塞，其中一第一屏蔽件安置於該第一外部表面下，且一第二屏蔽件安置於該第二外部表面下。
  16. 如請求項15之連接器插塞，其中該第一屏蔽件及該第二屏蔽件電連接至該中間導電板。
  17. 如請求項10之連接器插塞，其進一步經組態以一第一定向與一匹配插座連接器配合，且該連接器插塞必須沿著一縱向軸而被180度旋轉以一第二定向與該匹配插座連接器配合。
  18. 如請求項10之連接器插塞，其中該引線框總成係至少部分地被一金屬屏蔽件所圍封，且一介電囊封件完全地覆蓋該金屬屏蔽件。
  19. 如請求項18之連接器插塞，其中該金屬屏蔽件係電耦接於該中間導電板。
  20. 如請求項10之連接器插塞，其進一步具有一主體部分及一自該主體部分延伸之突片，及其中該導電帶沿著該突片之一整個長度延伸且包含在該主體部分內向內彎曲之第一對置延伸部及第二對置延伸部。
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