TWI580128B - 連接器、連接器組件及電子裝置 - Google Patents

Description

連接器、連接器組件及電子裝置

本創作係有關一種連接器，尤指一種與印刷電路板電性連接的連接器。

柔性印刷電路板(Flexible Printed Circuit Board，FPC)係用柔性的絕緣基材製成的印刷電路，具有許多硬性印刷電路板不具備的優點。例如它可以自由彎曲、捲繞、折疊，可依照空間佈局要求任意安排，並在三維空間任意移動和伸縮，從而達到元器件裝配和導線連接一體化。利用柔性印刷電路板可大大縮小電子產品的體積，適用電子裝置向高密度、小型化、高可靠方向發展的需要，因此，柔性印刷電路板在航太、軍事、移動通訊、手提電腦、電腦週邊、PDA、數位相機等領域或產品上得到了廣泛的應用。

柔性印刷電路板有單面、雙面和多層板之分。所採用的基材以聚醯亞胺覆銅板為主。此種材料耐熱性高、尺寸穩定性好，與兼有機械保護和良好電氣絕緣性能的覆蓋膜通過壓制而成最終產品。聚醯亞胺樹脂係以由含氧層基和無水苯均四酸的反應產生的聚苯均四酸亞胺為代表，擁有亞胺五負環的耐熱型樹脂的通稱。柔性印刷電路板用的導體都是薄箔狀的銅，就是所謂的銅箔，其製法可分為電解銅箔及壓延銅箔，其中又以壓 延銅箔為主流。此外，雙面、多層印製線路板的表層和內層導體通過金屬化實現內外層電路的電性連接。

專利公開號WO2011/018862A1已揭示一種多層柔性印刷電路板的製造方法，其可達到在多層柔性印刷電路板中實現表面佈線層之微細電路化，從而不阻礙高密度安裝。

然而，柔性印刷電路板可應用在低性能、低操作頻率環境，亦可應用在高性能、高操作頻率環境。為了適用於較高操作頻率環境使用，柔性印刷電路板的結構設計及製造程序相對地較為困難且高成本。這是因為在同一膜層上的訊號線路之間，以及相鄰膜層上的訊號線路之間彼此的電磁干擾(Electromagnetic interference，EMI)將變得明顯，進而影響訊號傳輸品質。

有鑑於此，本創作人有感於上述之不方便，乃潛心研究並配合學理運用及結合多年之經驗，構思一種設計合理且能有效改善之本創作。

本創作之一目的，在於連接器之高速差動訊號導電端子具有相同長度的訊號傳輸距離，連接器之低速差動訊號導電端子也具有相同長度的訊號傳輸距離，連接器可與具有較少的堆疊層的柔性印刷電路板形成電性連接，即可傳輸高速差動訊號、低速差動訊號、其它訊號、接地訊號及電源訊號等多種訊號，同時高速差動訊號及低速差動訊號在訊號傳輸上沒有時滯現象，達到阻抗匹配，以降低電磁干擾。

為達上述目的，本創作提供一種連接器，包括：絕緣本體、 第一導電端子及第二導電端子，該第一導電端子及該第二導電端子以交錯的方式設置於該絕緣本體，該第一導電端子包括四個其它訊號導電端子、四個接地導電端子及五個電源導電端子，該第二導電端子包括八個高速差動訊號導電端子、二個低速差動訊號導電端子及二個電源導電端子，該些高速差動訊號導電端子具有相同長度的訊號傳輸距離，該些低速差動訊號導電端子具有相同長度的訊號傳輸距離。

在一實施例中，其中該四個其它訊號導電端子係由第一其它訊號導電端子、第二其它訊號導電端子、第三其它訊號導電端子及第四其它訊號導電端子構成，該四個接地導電端子係由第一接地導電端子、第二接地導電端子、第三接地導電端子及第四接地導電端子構成，該第一導電端子的該五個電源導電端子係由第一電源導電端子、第二電源導電端子、第三電源導電端子、第四電源導電端子及第五電源導電端子構成，該八個高速差動訊號導電端子係由第一高速差動訊號導電端子、第二高速差動訊號導電端子、第三高速差動訊號導電端子、第四高速差動訊號導電端子、第五高速差動訊號導電端子、第六高速差動訊號導電端子、第七高速差動訊號導電端子及第八高速差動訊號導電端子構成，該二個低速差動訊號導電端子係由第一低速差動訊號導電端子及第二低速差動訊號導電端子構成，該第二導電端子的該二個電源導電端子係由第六電源導電端子及第七電源導電端子構成，該絕緣本體沿寬度方向依序排列有該第一其它訊號導電端子、該第一高速差動訊號導電端子、該第一接地導電端子、該第二高速差動訊號導電端子、該第二接地導電端子、該第三高速差動訊號導電端 子、該第一電源導電端子、該第四高速差動訊號導電端子、該第二電源導電端子、該第六電源導電端子、該第二其它訊號導電端子、該第一低速差動訊號導電端子、該第三電源導電端子、該第二低速差動訊號導電端子、該第三其它訊號導電端子、該第七電源導電端子、該第四電源導電端子、該第五高速差動訊號導電端子、該第五電源導電端子、該第六高速差動訊號導電端子、該第三接地導電端子、該第七高速差動訊號導電端子、該第四接地導電端子、該第八高速差動訊號導電端子及該第四其它訊號導電端子。

本創作另提供一種連接器，包括沿寬度方向依序排列的一第一其它訊號導電端子、一第一高速差動訊號導電端子、一第一接地導電端子、一第二高速差動訊號導電端子、一第二接地導電端子、一第三高速差動訊號導電端子、一第一電源導電端子、一第四高速差動訊號導電端子、一第二電源導電端子、一第六電源導電端子、一第二其它訊號導電端子、一第一低速差動訊號導電端子、一第三電源導電端子、一第二低速差動訊號導電端子、一第三其它訊號導電端子、一第七電源導電端子、一第四電源導電端子、一第五高速差動訊號導電端子、一第五電源導電端子、一第六高速差動訊號導電端子、一第三接地導電端子、一第七高速差動訊號導電端子、一第四接地導電端子、一第八高速差動訊號導電端子及一第四其它訊號導電端子，該第一至第八高速差動訊號導電端子具有相同長度的訊號傳輸距離，該第一至第二低速差動訊號導電端子具有相同長度的訊號傳輸距離。

在一實施例中，其峰值阻抗介於80~100歐姆之間。

在一實施例中，其中該峰值阻抗介於80~90歐姆之間。

在一實施例中，其中該峰值阻抗為85歐姆、90歐姆或100歐姆。

在一實施例中，其中該第一導電端子的端子本體部朝前方延伸且於第一接觸距離處形成該第一導電端子的第一接觸部，該第一導電端子的該端子本體部朝後方延伸一段距離後反折朝前方、大致水平地延伸至該第一導電端子的該第一接觸部的上方而形成第二接觸部，該第二導電端子的端子本體部朝前方延伸且於第二接觸距離處形成該第二導電端子的第一接觸部，該第二導電端子的該端子本體部朝遠離該第二導電端子的該第一接觸部方向延伸一段距離後朝前方向大致水平地延伸至該第二導電端子的該第一接觸部的上方而形成第二接觸部。

本創作又提供一種連接器組件，包括：一如請求項1至請求項8任一項所述之連接器；以及一與該連接器電連接的柔性印刷電路板。

本創作再提供一種電子裝置，包括：一主機板，以及一如請求項1至請求項8任一項所述之連接器，該連接器電連接該主機板。

本創作具有以下有益效果：

一、用以傳輸高速差動訊號的第一至第八高速差動訊號導電端子具有相同長度的訊號傳輸距離，使訊號傳輸上沒有時滯現象，達到阻抗匹配。

二、用以傳輸低速差動訊號的第一至第二低速差動訊號導電端子也具有相同長度的訊號傳輸距離，使訊號傳輸上沒有時滯現象，達到阻抗匹配。

100‧‧‧連接器

10‧‧‧絕緣本體

11‧‧‧本體部

111‧‧‧前端面

112‧‧‧後端面

113‧‧‧插接空間

12‧‧‧第一端子槽

13‧‧‧第二端子槽

14‧‧‧固定部

20‧‧‧第一導電端子

203a~203d‧‧‧第一至第四其它訊號導電端子

204a~204d‧‧‧第一至第四接地導電端子

205a~205e‧‧‧第一至第五電源導電端子

21‧‧‧端子本體部

22‧‧‧接觸部

221‧‧‧第一接觸部

222‧‧‧第二接觸部

23‧‧‧焊接部

30‧‧‧第二導電端子

301a~301h‧‧‧第一至第八高速差動訊號導電端子

302a~302b‧‧‧第一至第二低速差動訊號導電端子

305a~305b‧‧‧第六至第七電源導電端子

31‧‧‧端子本體部

32‧‧‧接觸部

321‧‧‧第一接觸部

322‧‧‧第二接觸部

33‧‧‧焊接部

40‧‧‧蓋體

200‧‧‧柔性印刷電路板

300‧‧‧連接器

A‧‧‧曲線A

B‧‧‧曲線B

C‧‧‧曲線C

D‧‧‧曲線D

L1‧‧‧第一接觸距離

L2‧‧‧第二接觸距離

Z1‧‧‧第一方向

Z2‧‧‧第二方向

第一圖為本創作連接器的立體圖。

第二圖為本創作連接器的立體分解圖。

第三圖為本創作第一導電端子的立體圖。

第四圖為本創作連接器的剖視圖。

第五圖為本創作第二導電端子的立體圖。

第六圖為本創作連接器的另一剖視圖。

第七圖為本創作連接器的前視圖。

第八圖為阻抗-時間的示意圖。

第九A圖為導電端子的第一種排列方式的示意圖。

第九B圖為導電端子的第二種排列方式的示意圖。

第九C圖為導電端子的第三種排列方式的示意圖。

第九D圖為導電端子的第四種排列方式的示意圖。

第十圖為本創作連接器組件的示意圖。

第十一圖為本創作另一種連接器組件的示意圖。

請參閱第一圖及第二圖，本創作連接器100包括絕緣本體10、第一導電端子20、第二導電端子30及蓋體40。連接器100以貼片式(SMT)的方式與電子裝置的主機板形成電性連接，藉由將柔性印刷電路板200(Flexible Printed Circuit Board，FPC)插接於連接器100，以使柔性印刷電 路板200得與電子裝置進行電訊號的傳輸。

絕緣本體10具有本體部11、第一端子槽12、第二端子槽13及固定部14。本體部11具有前端面111及後端面112，前端面111設有插接空間113，柔性印刷電路板200的一端於絕緣本體10的插接空間113中與第一導電端子20及第二導電端子30接觸，形成電性連接。第一端子槽12及第二端子槽13形成於本體部11，且第一端子槽12與第二端子槽13以交錯的方式設置。亦即，二個第一端子槽12之間設有一個第二端子槽13，且二個第二端子槽13之間亦設有一個第一端子槽12。固定部14形成於本體部11的後端面112，用以固定蓋體40，使蓋體40得以覆蓋第二導電端子30的部分區域，進而使第一導電端子20及第二導電端子30得以包覆於絕緣本體10及蓋體40中，具有較佳的屏蔽效果，以降低電磁干擾(EMI)。

請參閱第二圖、第三圖及第四圖，第一導電端子20具有端子本體部21、與端子本體部21連接的接觸部22及與端子本體部21連接的焊接部23。在一實施例中，接觸部22包括第一接觸部221及第二接觸部222，第一接觸部221及第二接觸部222可彈性變形地與端子本體部21連接，當第一接觸部221朝第一方向Z1變形時，第二接觸部222則朝與第一方向Z1相反的第二方向Z2變形。再者，當第一接觸部221朝第二方向Z2變形時，第二接觸部222則朝與第二方向Z2相反的第一方向Z1變形。藉此，第一導電端子20的第一接觸部221及第二接觸部222之間具有夾持力，可用以夾持柔性印刷電路板200，使第一導電端子20與柔性印刷電路板200形成電性連接。此外，在一實施例中，端子本體部21朝絕緣本體10的前端面111方向延伸且於第一 接觸距離L1處形成第一接觸部221，端子本體部21朝絕緣本體10的後端面112方向延伸一段距離後反折朝前端面111方向、大致水平地延伸至第一接觸部221的上方而形成第二接觸部222。藉此，第一導電端子20的第一接觸部221及第二接觸部222在第一接觸距離L1處與柔性印刷電路板200接觸，形成電性連接。

請參閱第二圖、第五圖及第六圖，第二導電端子30具有端子本體部31、與端子本體部31連接的接觸部32及與端子本體部31連接的焊接部33。在一實施例中，接觸部32包括第一接觸部321及第二接觸部322，第一接觸部321及第二接觸部322可彈性變形地與端子本體部31連接，當第一接觸部321朝第一方向Z1變形時，第二接觸部322則朝與第一方向Z1相反的第二方向Z2變形。再者，當第一接觸部321朝第二方向Z2變形時，第二接觸部322則朝與第二方向Z2相反的第一方向Z1變形。藉此，第二導電端子30的第一接觸部321及第二接觸部322之間具有夾持力，可用以夾持柔性印刷電路板200，使第二導電端子30與柔性印刷電路板200形成電性連接。此外，在一實施例中，端子本體部31朝絕緣本體10的前端面111方向延伸且於第二接觸距離L2處形成第一接觸部321，端子本體部31朝遠離第一接觸部321方向延伸一段距離後朝前端面111方向大致水平地延伸至第一接觸部321的上方而形成第二接觸部322。藉此，第二導電端子30的第一接觸部321及第二接觸部322在第二接觸距離L2處與柔性印刷電路板200接觸，形成電性連接。

請參閱第二圖及第七圖，在一實施例中，第一導電端子20包括四個其它訊號導電端子203a~203d、四個接地導電端子204a~204d及五 個電源導電端子205a~205e。第二導電端子30包括八個高速差動訊號導電端子301a~301h、二個低速差動訊號導電端子302a~302b及二個電源導電端子305a~305b。第一導電端子20的四個其它訊號導電端子203a~203d係由第一其它訊號導電端子203a、第二其它訊號導電端子203b、第三其它訊號導電端子203c及第四其它訊號導電端子203d構成。第一導電端子20的四個接地導電端子204a~204d係由第一接地導電端子204a、第二接地導電端子204b、第三接地導電端子204c及第四接地導電端子204d構成。第一導電端子20的五個電源導電端子205a~205e係由第一電源導電端子205a、第二電源導電端子205b、第三電源導電端子205c、第四電源導電端子205d及第五電源導電端子205e構成。第二導電端子30的八個高速差動訊號導電端子301a~301h係由第一高速差動訊號導電端子301a、第二高速差動訊號導電端子301b、第三高速差動訊號導電端子301c、第四高速差動訊號導電端子301d、第五高速差動訊號導電端子301e、第六高速差動訊號導電端子301f、第七高速差動訊號導電端子301g及第八高速差動訊號導電端子301h構成。第二導電端子30的二個低速差動訊號導電端子302a~302b係由第一低速差動訊號導電端子302a及第二低速差動訊號導電端子302b構成。第二導電端子30的二個電源導電端子305a~305b係由第六電源導電端子305a及第七電源導電端子305b構成。因此，如第七圖所示，當由絕緣本體10的前端面111方向看時，第一導電端子20及第二導電端子30以交錯的方式沿寬度方向、由左至右依序排列有二十五根導電端子，二十五根導電端子依序分別為第一其它訊號導電端子203a、第一高速差動訊號導電端子301a、第一接地導電端子204a、 第二高速差動訊號導電端子301b、第二接地導電端子204b、第三高速差動訊號導電端子301c、第一電源導電端子205a、第四高速差動訊號導電端子301d、第二電源導電端子205b、第六電源導電端子305a、第二其它訊號導電端子203b、第一低速差動訊號導電端子302a、第三電源導電端子205c、第二低速差動訊號導電端子302b、第三其它訊號導電端子203c、第七電源導電端子305b、第四電源導電端子205d、第五高速差動訊號導電端子301e、第五電源導電端子205e、第六高速差動訊號導電端子301f、第三接地導電端子204c、第七高速差動訊號導電端子301g、第四接地導電端子204d、第八高速差動訊號導電端子301h及第四其它訊號導電端子203d。再者，當本創作連接器100與柔性印刷電路板200電性連接時，二十五根導電端子依序傳輸SBU2、RX1+、GND、RX1-、GND、TX1+、VBUS、TX1-、VBS、VBS、CC1、D1+、VBUS、D1-、SBU1、VBUS、VBUS、RX2-、VBUS、RX2+、GND、TX2-、GND、TX2+及VCONN訊號(前述各訊號種類的定義請參閱協會規範書「Universal Serial Bus Type-C Cable and Connector Specification Release 1.1」)。

請參閱第八圖、第九A圖、第九B圖、第九C圖及第九D圖，用以說明本創作連接器100具有良好的屏蔽效果，具有較少的電磁干擾(EMI)。曲線A(對應第九A圖的導電端子排列)係表示二個等長的第一導電端子20在訊號傳輸上沒有時滯(Skew)現象，其峰值阻抗大約95歐姆(Ohm)，達到阻抗匹配。曲線B(對應第九B圖的導電端子排列)係表示二個等長的第二導電端子30在訊號傳輸上沒有時滯現象，其峰值阻抗大約 92歐姆，達到阻抗匹配。然而，曲線C(對應第九C圖的導電端子排列)及曲線D(對應第九D圖的導電端子排列)係表示二個不等長的第一導電端子20及第二導電端子30在訊號傳輸上存在時滯現象，其峰值阻抗約106歐姆或108歐姆(大於100歐姆)，此時阻抗不匹配。在一實施例中，阻抗匹配的峰值阻抗介於80~100歐姆之間，較佳為80~90歐姆。此外，依據訊號種類不同，其阻抗匹配的峰值阻抗將有所調整，例如：USB Type-C為85歐姆、USB 3.0為90歐姆、SATA為100歐姆。藉此，用以傳輸高速差動訊號的第一至第八高速差動訊號導電端子301a~301h具有相同長度的訊號傳輸距離，使訊號傳輸上沒有時滯現象，達到阻抗匹配。再者，用以傳輸低速差動訊號的第一至第二低速差動訊號導電端子302a~302b也具有相同長度的訊號傳輸距離，使訊號傳輸上沒有時滯現象，達到阻抗匹配。

請參閱第十及第十一圖，當本創作連接器100與電子裝置(圖未示)的主機板(圖未示)形成電性連接時，具有另一連接器300的柔性印刷電路板200可插接至本創作連接器100，形成電性連接，用以傳輸另一連接器300的輸出訊號至電子裝置。

綜上所述，本創作具有以下有益效果：

一、用以傳輸高速差動訊號的第一至第八高速差動訊號導電端子具有相同長度的訊號傳輸距離，使訊號傳輸上沒有時滯現象，達到阻抗匹配。

二、用以傳輸低速差動訊號的第一至第二低速差動訊號導電端子也具有相同長度的訊號傳輸距離，使訊號傳輸上沒有時滯現象，達到 阻抗匹配。

惟，以上所述，僅為本創作最佳之一的具體實施例之詳細說明與圖式，惟本創作之特徵並不侷限於此，並非用以限制本創作，本創作之所有範圍應以申請專利範圍為準，凡合於本創作申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本創作之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本創作之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在本案之專利範圍。

203a~203d‧‧‧第一至第四其它訊號導電端子

204a~204d‧‧‧第一至第四接地導電端子

205a~205e‧‧‧第一至第五電源導電端子

301a~301h‧‧‧第一至第八高速差動訊號導電端子

302a~302b‧‧‧第一至第二低速差動訊號導電端子

305a~305b‧‧‧第六至第七電源導電端子

Claims (9)

1. 一種連接器，包括：絕緣本體、第一導電端子及第二導電端子，該第一導電端子及該第二導電端子以交錯的方式設置於該絕緣本體，該第一導電端子包括四個其它訊號導電端子、四個接地導電端子及五個電源導電端子，該第二導電端子包括八個高速差動訊號導電端子、二個低速差動訊號導電端子及二個電源導電端子，該些高速差動訊號導電端子具有相同長度的訊號傳輸距離，該些低速差動訊號導電端子具有相同長度的訊號傳輸距離。
2. 如申請專利範圍第1項所述之連接器，其中該四個其它訊號導電端子係由第一其它訊號導電端子、第二其它訊號導電端子、第三其它訊號導電端子及第四其它訊號導電端子構成，該四個接地導電端子係由第一接地導電端子、第二接地導電端子、第三接地導電端子及第四接地導電端子構成，該第一導電端子的該五個電源導電端子係由第一電源導電端子、第二電源導電端子、第三電源導電端子、第四電源導電端子及第五電源導電端子構成，該八個高速差動訊號導電端子係由第一高速差動訊號導電端子、第二高速差動訊號導電端子、第三高速差動訊號導電端子、第四高速差動訊號導電端子、第五高速差動訊號導電端子、第六高速差動訊號導電端子、第七高速差動訊號導電端子及第八高速差動訊號導電端子構成，該二個低速差動訊號導電端子係由第一低速差動訊號導電端子及第二低速差動訊號導電端子構成，該第二導電端子的該二個電源導電端子係由第六電源導電端子及第七電源導電端子構成，該絕緣本體沿寬度方向依序排列有該第一其它訊號導電端子、該第一高速差動訊號導電端 子、該第一接地導電端子、該第二高速差動訊號導電端子、該第二接地導電端子、該第三高速差動訊號導電端子、該第一電源導電端子、該第四高速差動訊號導電端子、該第二電源導電端子、該第六電源導電端子、該第二其它訊號導電端子、該第一低速差動訊號導電端子、該第三電源導電端子、該第二低速差動訊號導電端子、該第三其它訊號導電端子、該第七電源導電端子、該第四電源導電端子、該第五高速差動訊號導電端子、該第五電源導電端子、該第六高速差動訊號導電端子、該第三接地導電端子、該第七高速差動訊號導電端子、該第四接地導電端子、該第八高速差動訊號導電端子及該第四其它訊號導電端子。
3. 一種連接器，包括沿寬度方向依序排列的一第一其它訊號導電端子、一第一高速差動訊號導電端子、一第一接地導電端子、一第二高速差動訊號導電端子、一第二接地導電端子、一第三高速差動訊號導電端子、一第一電源導電端子、一第四高速差動訊號導電端子、一第二電源導電端子、一第六電源導電端子、一第二其它訊號導電端子、一第一低速差動訊號導電端子、一第三電源導電端子、一第二低速差動訊號導電端子、一第三其它訊號導電端子、一第七電源導電端子、一第四電源導電端子、一第五高速差動訊號導電端子、一第五電源導電端子、一第六高速差動訊號導電端子、一第三接地導電端子、一第七高速差動訊號導電端子、一第四接地導電端子、一第八高速差動訊號導電端子及一第四其它訊號導電端子，該第一至第八高速差動訊號導電端子具有相同長度的訊號傳輸距離，該第一至第二低速差動訊號導電端子具有相同長度的訊號傳輸距 離。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述之連接器，其峰值阻抗介於80~100歐姆之間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之連接器，其中該峰值阻抗介於80~90歐姆之間。
6. 如申請專利範圍第4項所述之連接器，其中該峰值阻抗為85歐姆、90歐姆或100歐姆。
7. 如申請專利範圍第4項所述之連接器，其中該第一導電端子的端子本體部朝前方延伸且於第一接觸距離處形成該第一導電端子的第一接觸部，該第一導電端子的該端子本體部朝後方延伸一段距離後反折朝前方、大致水平地延伸至該第一導電端子的該第一接觸部的上方而形成第二接觸部，該第二導電端子的端子本體部朝前方延伸且於第二接觸距離處形成該第二導電端子的第一接觸部，該第二導電端子的該端子本體部朝遠離該第二導電端子的該第一接觸部方向延伸一段距離後朝前方向大致水平地延伸至該第二導電端子的該第一接觸部的上方而形成第二接觸部。
8. 一種連接器組件，包括：一如請求項1至請求項7任一項所述之連接器；以及一與該連接器電連接的柔性印刷電路板。
9. 一種電子裝置，包括：一主機板，以及一如請求項1至請求項7任一項所述之連接器，該連接器電連接該主機板。