TWI597900B - Connector combination structure - Google Patents

Description

連接器組合結構

本發明係有關於一種連接器組合結構，尤指一種可應用於高頻訊號傳輸之連接器組合結構。

近年來，隨著科技的日新月異，現今多媒體、高速頻寬的使用已日漸普及，多數電子裝置間傳輸的資料量持續增加，如何在短暫的時間內傳輸大量電子資料，是現今資訊科技發展的趨勢。除了增加電子裝置間傳輸電子訊號的通路外，目前一般採取的對應措施是提高電子裝置間所傳遞的電子訊號頻率。連接器是一種位於不同電子裝置間的電子訊號溝通橋樑，隨著傳輸量要求的提升，連接器亦漸漸面臨高頻訊號傳遞的挑戰。

通用序列匯流排(簡稱USB)規格的連接器在日常生活使用中，可謂是最為廣泛應用的傳輸介面之一，由於USB介面的方便易用、尺寸小且成本合理，因此在各個不同工作場域都隨處可見USB的蹤跡。不論是家庭的核心娛樂裝置如電視、個人的筆記型電腦、智慧型手機、平板裝置或是辦公室的工作用電腦、印表機，乃至於汽車的多媒體通訊娛樂系統，時常都仰賴USB來進行資料傳輸的任務。

為了使USB能夠應用於更高速率的訊號傳輸，同時減少因USB插入方向或接線方向錯誤而發生無法傳輸之情況，全新的通用序列匯 流排Type-C便應運而生。USB國際制定標準協會(USB-IF)宣布了這項名為USB Type-C介面的標準規範，由於傳輸資料量的同步大量增加，在使用過程中可能產生相對應的電磁輻射，以致干擾其它電子元件的正常運作，有鑑於此，業界普遍都會以接地方式來降低電磁干擾(EMI)的產生。

如第一圖所示，為一種採用USB Type-C標準規範設計的連接器結構1，其包括有膠芯11、外殼12、上排端子13、下排端子14及接地片15，其中膠芯11包括一基部111及由基部111向前延伸之一舌部112，在舌部112內嵌入一接地片15，上排端子13與下排端子14分別設置於舌部112的上下表面，外殼12圍繞舌部112以形成接口16，此連接器結構1係利用接地片15來防止上排端子13與下排端子14之間產生交互干擾，藉以保護並維持連接器結構1的高頻性能。上排端子13的上接腳131與下排端子14的下接腳141之間的相對位置及間距大小必需配合電路板(未繪示)之佈局設計。

由於受到電子產品空間設計的影響，此連接器結構1之接口16相對於電路板的高度差有變大的需求時，一般的作法都是直接增加上排端子13之上垂直部132與下排端子14之下垂直部142的長度，並把膠芯11的基部111作高，如此以達到接口16與電路板之間高度差加大的目的。然而，此種設計容易使得連接器結構1前後端的特性阻抗產生變化而造成不穩定，導致影響高頻訊號傳輸的效果，因此不能符合客戶訊號傳遞的要求。

習知USB Type-C連接器的接口相對於電路板的高度差因產品空間設計的影響而有變大的需求時，採用直接加長加高上下排端子長度與高度的作法，很容易造成連接器前後端的特性阻抗產生變化而造成不穩 定，導致影響高頻訊號傳輸的效果，因此不能符合客戶訊號傳遞的要求。

本發明提供一種連接器組合結構，包括一第一連接件、一硬性電路板以及一第二連接件，其中第一連接件包括一第一本體及設置於第一本體之複數第一端子，第一本體設有一凹槽，每個第一端子具有一接觸部及一焊接部，接觸部延伸至凹槽內，焊接部延伸出第一本體。硬性電路板組裝於第一連接件之凹槽，硬性電路板具有一插入部及一安置部，插入部上設有複數第一接點，安置部上設有複數第二接點，第二接點係電性導通於第一接點，插入部係插設於凹槽，每個第一接點係接觸於每個第一端子之接觸部。第二連接件設置於硬性電路板之安置部上，其中第二連接件包括一第二本體、一遮蔽板、複數第二端子及一外殼，第二本體具有一舌板，舌板具有上下相對設置之一上表面與一下表面，遮蔽板設置於舌板且位於上表面與下表面之間，複數第二端子設置於舌板之上表面與下表面上，且每個第二端子係電性導通於每個第二接點，外殼係圍繞舌板以形成一對接空間，此對接空間具有一開口。

本發明所提供連接器組合結構，其係利用一電路板來取代上下排端子之垂直延長的部份，並利用一可插接此電路板之連接件來取代上下排端子之接腳的部份，由於電路板對於阻抗非常好控制，因此可有效解決習知USB Type-C連接器之特性阻抗容易產生變化而造成高頻訊號傳輸不穩定的問題。

1‧‧‧連接器結構

11‧‧‧膠芯

111‧‧‧基部

112‧‧‧舌部

12‧‧‧外殼

13‧‧‧上排端子

131‧‧‧上接腳

132‧‧‧上垂直部

14‧‧‧下排端子

141‧‧‧下接腳

142‧‧‧下垂直部

15‧‧‧接地片

16‧‧‧接口

2‧‧‧連接器組合結構

3‧‧‧第一連接件

31‧‧‧第一本體

311‧‧‧凹槽

312‧‧‧端子溝槽

32‧‧‧第一端子

321‧‧‧接觸部

322‧‧‧焊接部

33‧‧‧遮蔽殼體

4‧‧‧硬性電路板

41‧‧‧插入部

411‧‧‧第一接點

42‧‧‧安置部

421‧‧‧第二接點

43‧‧‧前側面

44‧‧‧後側面

5‧‧‧第二連接件

51‧‧‧第二本體

511‧‧‧舌板

512‧‧‧上表面

513‧‧‧下表面

52‧‧‧遮蔽板

53‧‧‧第二端子

54‧‧‧金屬外殼

55‧‧‧對接空間

551‧‧‧開口

6‧‧‧電路板

7‧‧‧保護結構體

71‧‧‧上殼體

711‧‧‧卡扣

712‧‧‧前抵部

713‧‧‧後抵部

72‧‧‧下殼體

721‧‧‧焊接腳

722‧‧‧孔洞

723‧‧‧前擋板

724‧‧‧後擋板

73‧‧‧卡合固定機構

H‧‧‧高度差

第一圖係習知USB Type-C連接器結構的剖面示意圖。

第二圖係本發明之連接器組合結構焊接固定於電路板的立體示意圖。

第三圖係第二圖之連接器組合結構的側視示意圖。

第四圖係第二圖之連接器組合結構的分解示意圖。

第五圖係第四圖之連接器組合結構中之第二連接件的分解示意圖。

第六圖係第四圖之連接器組合結構中之第一連接件的分解示意圖。

第七圖係本發明之另一連接器組合結構焊接固定於電路板的立體示意圖。

第八圖係第七圖之連接器組合結構於另一方向的立體示意圖。

第九圖係第七圖之連接器組合結構的分解示意圖。

請參閱第二圖至第六圖所示，係為本發明之連接器組合結構之一較佳實施例，此連接器組合結構2係包括有一第一連接件3、一硬性電路板4以及一第二連接件5，此連接器組合結構2之第一連接件3係可焊接固定於一電路板6上，此連接器組合結構2之第二連接件5係用以與一對接連接器(未繪示)互相連接。

第一連接件3包括一第一本體31及設置於第一本體31之複數第一端子32，第一本體31設有一凹槽311與複數端子溝槽312，該些端子溝槽312係連通於凹槽311，複數第一端子32係組裝於複數端子溝槽312。每個第一端子32具有一接觸部321及一焊接部322，接觸部321係延伸至凹槽311內，焊接部322係延伸出第一本體31且用以焊接固定於電路板6上。然不限於此，另一種選擇是，複數第一端子32亦可使用埋入式射出成形(insert molding)的方式固設於第一本體31上。此外，為了加強保護訊號傳輸的效果，係可在第一連接件3上設置一遮蔽殼體33，此遮蔽殼體33係包圍第一本 體31的四周外圍，如此可達到防止電磁波干擾的目的。

硬性電路板4組裝於第一連接件3之凹槽311，硬性電路板4具有一插入部41及一安置部42，插入部41上設有複數第一接點411，安置部42上設有複數第二接點421，該些第二接點421係電性導通於該些第一接點411，插入部41係插設於凹槽311，每個第一接點411係接觸於每個第一端子32之接觸部321。在本實施例中，硬性電路板4具有一前側面43、一後側面44與設於前側面43及後側面44之間的一接地層(未繪示)，此接地層係埋設於硬性電路板4內，故在圖示中未顯示出來，可以理解的是，此接地層係可保護維持高頻訊號傳輸的穩定，安置部42之前側面43上設有複數第二接點421，插入部41之前側面43與後側面44上設有複數第一接點411。

第二連接件5設置於硬性電路板4之安置部42上，其中第二連接件5包括一第二本體51、一遮蔽板52、複數第二端子53及一金屬外殼54，第二本體51具有一舌板511，舌板511具有上下相對設置之一上表面512與一下表面513，遮蔽板52設置於舌板511且位於上表面512與下表面513之間，複數第二端子53分別設置於第二本體51之舌板511的上表面512與下表面513上以形成上下排端子，且該些第二端子53係焊接固定於複數第二接點421上以形成電性導通，金屬外殼54包圍於第二本體51外側，此金屬外殼54係圍繞舌板511以形成一對接空間55，此對接空間55具有一開口551。

可以理解的是，在本實施例中，第二連接件5、硬性電路板4及第一連接件3的組合係形成一類似於倒L形的連接器結構，此倒L形連接器結構從形狀上可區分為一水平橫向部及連接於水平橫向部之一垂直縱向部，此水平橫向部與垂直縱向部之間的夾角係大致呈90度，其中第二連接 件5係可視為倒L形連接器結構之水平橫向部，而硬性電路板4與第一連接件3係共同組成倒L形連接器結構之垂直縱向部。

值得一提的是，在本實施例中，此倒L形連接器結構係用來取代習知USB Type-C連接器，其中硬性電路板4係相當於用來取代習知連接器之上下排端子之垂直延長的部份，可插接此硬性電路板4之第一連接件3係相當於用來取代上下排端子之接腳的部份，由於硬性電路板4對於阻抗非常好控制，特別是在垂直方向的習知端子長度變長時，因此可有效解決習知USB Type-C連接器之特性阻抗容易產生變化而造成高頻訊號傳輸不穩定的問題。此外，硬性電路板4的長度大小很容易變更設計，因此使得第二連接件5的開口551高度變動調整更具有彈性，以符合客戶不同設計的需求。

在本實施例中，此舌板511之上表面512與下表面513之間的中間點(未標示)分別與上表面512、下表面513之間的距離係實質相等，且此舌板511之上表面512與下表面513之間的中間點與電路板6之間的高度差H係不小於4.8公厘(mm)，如此配合設計的硬性電路板4與第一連接件3才可確實發揮其電性與機構上的使用功效，換言之，高度差H小於4.8mm的設計係無法有效將硬性電路板4與第一連接件3容設於此倒L形連接器結構之垂直縱向部的空間內，同時也無法發揮硬性電路板4與第一連接件3的組合功效。同樣地在本實施例中，由於第一端子32之焊接部322與電路板6之間的高度相差不大，因此舌板511之上表面512與下表面513之間的中間點與第一端子32之焊接部322之間的高度差實質上也是不小於4.8公厘(mm)。

請參閱第七圖至第九圖所示，係為本發明之連接器組合結構2之另一較佳實施例，其與前述實施例的差別在於增加了一保護結構體 7，此保護結構體7係用以保護連接器組合結構2中之第二連接件5、硬性電路板4與第一連接件3的結構及其之間的相對位置與連結關係不會受到外力作用而變形扭曲或甚至於破壞。

在本實施例中，由於第二連接件5、硬性電路板4及第一連接件3的組合係形成一類似於倒L形的連接器結構，此倒L形連接器結構中又以作為連結第二連接件5與第一連接件3的硬性電路板4特別容易受外力作用而損壞，因此保護結構體7係整個包圍住硬性電路板4，以保護硬性電路板4不會受到外界影響。可以理解的是，在本實施例中，為了要維持住此倒L形連接器結構的整個結構外形不致於變形，此保護結構體7係實質上幾乎整個包圍第二連接件5、硬性電路板4及第一連接件3，藉此獲得較佳的保護效果。

值得一提的是，在本實施例中，此保護結構體7係可支撐固定第二連接件5，其具有分散緩衝外力作用的效果，以保護第二連接件5在與對接連接器(未繪示)互相連接時不會受力過大而產生變形。在本實施例中，此保護結構體7係可分成一上殼體71及可組合於上殼體71之一下殼體72，上殼體71係直接包覆固定第二連接件5且包圍硬性電路板4，下殼體72係包圍第一連接件3，且其設有複數焊接腳721，上殼體71與下殼體72之間係可形成一卡合固定機構73。在本實施例中，此卡合固定機構73係由上殼體71之卡扣711與下殼體72之孔洞722所共同構成。

在本實施例中，下殼體72係可經由複數焊接腳721先焊接固定於電路板6上，然後再將包覆固定第二連接件5之上殼體71透過卡合固定機構73來組裝固定於下殼體72上，因此當第二連接件5在與對接連接器互相 連接時，施加的外力係可經由上殼體71分散緩衝至下殼體72來達到支撐保護此連接器組合結構2的目的。在本實施例中，此下殼體72包括一前擋板723與一後擋板724，上殼體71設有分別對應於前擋板723與後擋板724之一前抵部712與一後抵部713，其中後抵部713係可被後擋板724所阻擋與限位，而前抵部712則可被前擋板723所阻擋與限位。

可以理解的是，在本實施例中，下殼體72之前擋板723與後擋板724，其為了獲得最佳的外力抵擋的效果，因此前擋板723與後擋板724的板面幾乎是跟第二連接件5之對接空間55的開口551方向呈垂直關係，同樣地，相對應下殼體72設計之上殼體71的後抵部713，其板面也是幾乎跟第二連接件5之對接空間55的開口551方向呈垂直關係，換言之，前擋板723與後擋板724之板面的垂直方向與開口551方向幾乎相同，如此當受到外力作用時，下殼體72與上殼體71機構設計會產生較強的支撐作用力。

綜上所述，本發明所提供的連接器組合結構係利用一電路板來取代上下排端子之垂直延長的部份，並利用一可插接此電路板之連接件來取代上下排端子之接腳的部份，由於電路板對於阻抗非常好控制，因此可有效解決習知USB Type-C連接器之特性阻抗容易產生變化而造成高頻訊號傳輸不穩定的問題。

上述詳細說明為針對本新型一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本新型之申請專利範圍，凡其它未脫離本新型所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本新型所涵蓋之專利範圍中。

2‧‧‧連接器組合結構

3‧‧‧第一連接件

322‧‧‧焊接部

4‧‧‧硬性電路板

5‧‧‧第二連接件

511‧‧‧舌板

55‧‧‧對接空間

6‧‧‧電路板

Claims (9)

1. 一種連接器組合結構，包括：一第一連接件，該第一連接件包括：一第一本體，該第一本體設有一凹槽；及複數第一端子，設置於該第一本體，每個該第一端子具有一接觸部及一焊接部，該接觸部延伸至該凹槽內，該焊接部延伸出該第一本體；一硬性電路板，組裝於該第一連接件之該凹槽，該硬性電路板具有一插入部及一安置部，該插入部上設有複數第一接點，該安置部上設有複數第二接點，該些第二接點係電性導通於該些第一接點，該插入部係插設於該凹槽，每個該第一接點係接觸於每個該第一端子之該接觸部；以及一第二連接件，該第二連接件設置於該硬性電路板之該安置部上，該第二連接件包括：一第二本體，該第二本體具有一舌板，該舌板具有上下相對設置之一上表面與一下表面；一遮蔽板，設置於該舌板且位於該上表面與該下表面之間；複數第二端子，設置於該舌板之該上表面與該下表面上，且該些第二端子係電性導通於該些第二接點；及一外殼，該外殼係圍繞該舌板以形成一對接空間，該對接空間具有一開口，其中該第二連接件、該硬性電路板及 該第一連接件的組合係形成一倒L形連接器結構，該倒L形連接器結構係包括一水平橫向部及連接於該水平橫向部之一垂直縱向部，該第二連接件係為水平橫向部，該硬性電路板與該第一連接件係組成該垂直縱向部。
2. 根據申請專利範圍第1項之連接器組合結構，其中該硬性電路板具有一前側面、一後側面與設於該前側面及該後側面之間的一接地層，該安置部之該前側面上設有該些第二接點，該插入部之該前側面與該後側面上設有該些第一接點。
3. 根據申請專利範圍第1項之連接器組合結構，其中該第一連接件更包括一遮蔽殼體，該遮蔽殼體係包圍該第一本體的四周外圍。
4. 根據申請專利範圍第1項之連接器組合結構，更包括：一保護結構體，該保護結構體係實質包圍該硬性電路板以保護該倒L形連接器結構。
5. 根據申請專利範圍第1項之連接器組合結構，更包括：一保護結構體，該保護結構體係實質包圍該第二連接件、該硬性電路板及該第一連接件以保護該倒L形連接器結構。
6. 根據申請專利範圍第1項之連接器組合結構，更包括：一保護結構體，該保護結構體係支撐固定該第二連接件。
7. 根據申請專利範圍第6項之連接器組合結構，其中該保護結構體包括一上殼體及一下殼體，該上殼體係包覆固定該 第二連接件與包圍該硬性電路板，該下殼體係包圍該第一連接件，該下殼體設有複數焊接腳，該上殼體與該下殼體之間形成一卡合固定機構。
8. 根據申請專利範圍第1項至請求項7中任一項之連接器組合結構，其中該第一端子之該焊接部係用以焊接固定一電路板上，該舌板之該上表面與該下表面之間的中間點與該電路板之間的高度差不小於4.8公厘(mm)。
9. 根據申請專利範圍第1項至請求項7中任一項之連接器組合結構，其中該舌板之該上表面與該下表面之間的中間點與該第一端子之該焊接部之間的高度差不小於4.8公厘(mm)。