TWI665834B - 高速訊號連接器模組 - Google Patents

Abstract

一種高速訊號連接器模組，設置於電路板上，且包含金屬殼、電耦合部以及載板，其中金屬殼具有容置空間以容納電耦合部及載板，載板上設置至少一個電子防護元件，且部分的金屬殼位於載板與電路板之間。經由本發明之各種元件配置，有效減低高速訊號及無線電波訊號的衰減。

Description

高速訊號連接器模組

本發明是關於一種高速訊號連接器模組，特別是關於具有電子防護元件之整合性連接器模組。

靜電放電(ESD；Electro Static Discharge)及電磁干擾(EMI；Electromagnetic Interference)之防護對於精密的電子裝置來說相當的重要，藉由這些防護元件的配置，除了使電子裝置免於靜電之傷害，亦使電子裝置減少因電磁波造成之訊號衰減。

惟，目前當高速訊號走線至連接器前，需先走線至電路板表層ESD及EMI防護元件，再繼續走線至連接器，因為高速訊號與射頻(RF；Radio Frequency)訊號之電磁波輻射處於相同頻段，通過表層走線之高速訊號容易與射頻訊號產生共振，而造成彼此干擾及訊號的衰減。

因此，如何提出一種可解決上述問題之連接器模組，是目前業界亟欲投入資源解決的問題。

有鑑於此，本發明之目的在於提出一種整合式之 高速訊號連接器模組，藉以解決習知連接器需額外走線及其衍生之問題。

為了達到上述目的，依據本發明之一實施方式，提供一種設置於電路板上之高速訊號連接器模組，其包含金屬殼、電耦合部以及載板，金屬殼具有容置空間以容納電耦合部及載板，電耦合部穿過金屬殼以電連接電路板，載板耦接電耦合部並包含至少一個電子防護元件，且部分的金屬殼位於載板與電路板之間。

於本發明之一或多個實施方式中，上述之電耦合部更包含絕緣材以及複數個導電件，複數個導電件內嵌於絕緣材內並至少裸露於其之兩端，以分別作為連接器端子與電路板接腳。

於本發明之一或多個實施方式中，上述之金屬殼包含一孔洞，電耦合部透過此孔洞而耦接電路板。

於本發明之一或多個實施方式中，上述之金屬殼與電路板接腳彼此絕緣。

於本發明之一或多個實施方式中，上述之至少一個電子防護元件之種類包含靜電防護元件及電磁屏蔽元件之任一種或其中任意結合者。

於本發明之一或多個實施方式中，上述之金屬殼更包含接地單元，其電性連接至電路板之接地端。

於本發明之一或多個實施方式中，上述之電耦合部之長度方向平行於電路板。

於本發明之一或多個實施方式中，上述之載板係 平行於電耦合部之長度方向。

於本發明之一或多個實施方式中，上述之載板係垂直於電耦合部之長度方向。

於本發明之一或多個實施方式中，上述之載板可拆地連接至電耦合部。

綜上所述，在本發明之高速訊號連接器模組中，配置有金屬殼及載板。高罩覆率之金屬殼可隔絕各種電磁波的干擾。透過設置電子防護元件於載板上，再將載板整合至高速訊號連接器模組中，亦即將上述多種元件整合為單一零件，可減少高速訊號之走線距離與換層次數，而減低高速訊號及無線電波訊號的衰減。藉由高速訊號走線全程設置於電路板之內層與高速訊號連接器模組之金屬殼內，更減少高速訊號之衰減。因此，本發明之高速訊號連接器模組可透過前述之獨特元件配置，解決習知技術存在之訊號干擾及訊號衰減的問題。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

LW‧‧‧長度方向

P‧‧‧高頻訊號處理器

S1、S2、S3‧‧‧電路板

TS‧‧‧表面

100、200、300‧‧‧連接器模組

110、210、310‧‧‧金屬殼

112、212、312‧‧‧容置空間

120、220、320‧‧‧電耦合部

121、221、321‧‧‧絕緣材

122、222、322‧‧‧導電件

130、230、330‧‧‧載板

140、240、340‧‧‧電子防護元件

150、250、350‧‧‧孔洞

160、260、360‧‧‧接地單元

270、370‧‧‧耦接元件

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖為繪示根據本發明一實施方式之高速訊號連接器模組的剖面圖；第2圖為繪示根據本發明另一實施方式之高速訊號連接 器模組的剖面圖；以及第3圖為繪示根據本發明再一實施方式之高速訊號連接器模組的剖面圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。亦即，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

請參照第1圖，其為繪示根據本發明一實施方式之高速訊號連接器模組的剖面圖。高速訊號連接器模組100設置於電路板S1上，並包含金屬殼110、電耦合部120以及載板130。金屬殼110定義出一個容置空間112以容納電耦合部120及載板130。載板130耦接電耦合部120，並包含設置於其上之至少一個電子防護元件140。金屬殼110之一部分位於載板130與電路板S1之間。電耦合部120具有一長度方向LW平行於電路板S1之上表面TS。

詳言之，於本發明一實施方式中，載板130藉由焊料而連接電耦合部120，如此一來，不僅提供載板130物理性之支撐，亦使載板130電性連接電耦合部120，以供訊號於其間傳遞，惟本發明耦接載板130與電耦合部120之方式並不以此為限。載板130與電耦合部120之相對位置亦不特別限 制，包含彼此垂直或彼此平行，只要載板130不影響高速訊號連接器模組100之運作即可，例如，當外部連接器插入高速訊號連接器模組100時，載板130之位置至少需不與外部連接器有任何干涉。

金屬殼110實際上由多個板體而組成，如頂板、底板、側板等。如第1圖所示，金屬殼110之底板位於載板130與電路板S1之間，因此金屬殼110可減少載板130上之電子防護元件140與電路板S1間之訊號干擾，使得訊號得以維持其強度。

電耦合部120更包含絕緣材121以及複數個導電件122。絕緣材121包覆住導電件122，使導電件122內嵌設置。複數個導電件122至少裸露於絕緣材121之兩端，作為連接器端子以連接外部連接器以及作為電路板接腳以連接電路板S1，將高速訊號於其間傳遞。

金屬殼110更包含孔洞150。如第1圖所示，孔洞150位於金屬殼110之底板上，使得電耦合部120能穿過孔洞150而連接至電路板S1上。

需說明的是，穿過金屬殼110之電路板接腳與金屬殼110呈絕緣狀態，亦即，當通過金屬殼110之電路板接腳被絕緣材121包覆時，其與金屬殼110因隔著絕緣材121而呈彼此絕緣狀態。或當通過金屬殼110之電路板接腳與金屬殼110間具有一間隙時，其與金屬殼110因不直接接觸彼此而亦呈彼此絕緣狀態，惟本發明達成金屬殼110與電路板接腳絕緣之設置並不以此為限，例如可根據不同目的隨意結合前述兩種絕緣 方法。

另一方面，至少一個電子防護元件140之種類包含靜電防護元件及電磁屏蔽元件之任一種或其中任意結合者。其中，靜電放電(ESD；Electro Static Discharge)防護元件可使高速訊號連接器模組100不受靜電及突發電荷之變動所傷害，以及電磁干擾(EMI；Electromagnetic Interference)防護元件可使高速訊號連接器模組100減低內對外及外對內之電磁輻射干擾，而讓高速訊號得以維持其強度。因此，使用者可根據不同目的自由地選擇設置何種電子防護元件140於載板130上。

金屬殼110更包含接地單元160，其可為金屬殼110一體成形之延伸部分，亦可為具導電性之獨立元件。經由接地單元160電性連接至電路板S1上之接地端，使金屬殼110具有電性防護與電磁干擾阻絕之功能。

此外，本發明一實施方式之高速訊號連接器模組100係以雙排標準封裝(DIP；Dual In-line Package)之形式設置於電路板S1上，惟本發明之高速訊號連接器模組100的連接形式並不以此為限，例如亦可透過表面黏著技術(SMT；Surface Mount Technology)之方式來實行連接。

需說明的是，當外部連接器透過複數個導電件122耦接本發明之高速訊號連接器模組100時，高速訊號即於外部連接器、電耦合部120內部、載板130、電路板S1內層以及高頻訊號處理器P之間來回傳遞。由於本發明將電子防護元件140與其他元件整合為單一零件，因而減少訊號之走線距離 以及換層動作，達成降低高速訊號之干擾及衰減的效果。再由於本發明之金屬殼110罩覆住其他元件，因金屬殼110之屏蔽作用，達成降低內對外及外對內之電磁輻射干擾的效果。因此，本發明之高速訊號連接器模組100可藉由前述多種元件配置，而解決高速訊號衰減以及電磁輻射干擾的問題。

請參照第2圖，其為繪示根據本發明另一實施方式之高速訊號連接器模組的剖面圖。高速訊號連接器模組200設置於電路板S2上，並包含金屬殼210、電耦合部220以及載板230。電耦合部220更包含絕緣材221以及複數個導電件222。載板230更包含設置於其上之至少一個電子防護元件240。金屬殼210定義出一個容置空間212，並包含孔洞250以及接地單元260。其中本實施例之金屬殼210、容置空間212、電耦合部220、絕緣材221、複數個導電件222、至少一個電子防護元件240、接地單元260以及電路板S2與第1圖所示之實施方式相同，因此可參閱前述相關說明，在此不再贅述。

於本發明之另一實施方式中，載板230係可拆地連接至電耦合部220。具體來說，電耦合部220上具有一個耦接元件270，使得載板230經由耦接元件270可拆地連接電耦合部220。耦接元件270可為邊緣連接器(edge connector；即俗稱之「金手指」連接器)之型式，使載板230可透過耦接元件270如插卡般拆裝於電耦合部上，因此使用者亦可根據不同目的而拆裝其上具有不同之電子防護元件的載板，以實行符合目的之擴充應用，例如：使用者可選擇裝上具有4KV、8KV或12KV之ESD/EMI電子防護元件的載板。惟，本發明之耦接元件270 的種類並不以此為限。

此外，如第2圖中，載板230係透過耦接元件270而連接至電耦合部220，使得載板230平行於電耦合部220之長度方向LW而設置。

請參照第3圖，其為繪示根據本發明再一實施方式之高速訊號連接器模組的剖面圖。高速訊號連接器模組300設置於電路板S3上，並包含金屬殼310、電耦合部320以及載板330。電耦合部320更包含絕緣材321以及複數個導電件322。載板330更包含設置於其上之至少一個電子防護元件340。金屬殼310定義出一個容置空間312，並包含孔洞350以及接地單元360。本實施例中之金屬殼310、容置空間312、電耦合部320、絕緣材321、複數個導電件322、至少一個電子防護元件340、接地單元360以及電路板S3與第1圖所示之實施方式相同，因此可參閱前述相關說明，在此不再贅述。

另，本實施例中之耦接元件370與第2圖所示之實施方式相同，因此可參閱前述相關說明，在此亦不再贅述。需說明的是，載板330係透過耦接元件370而連接至電耦合部320，使得載板330垂直於電耦合部320之長度方向LW而設置。

需說明的是，於本發明之一或多個實施方式中，高速訊號連接器模組之類型為通用序列匯流排(Universal Serial Bus/USB)中之USB Type-C，惟本發明之高速訊號連接器模組的類型並不以此為限，例如其亦可為USB Type-A、USB Type-B或其他種類之連接器。

根據以上對於本發明之具體實施方式的詳述，在 本發明之高速訊號連接器模組中，配置有金屬殼及載板。高罩覆率之金屬殼可隔絕各種電磁波的干擾。透過設置電子防護元件於載板上，再將載板整合至高速訊號連接器模組中，亦即將上述多種元件整合為單一零件，可減少高速訊號之走線距離與換層次數，而減低高速訊號及無線電波訊號的衰減。藉由高速訊號走線全程設置於電路板之內層與高速訊號連接器模組之金屬殼內，更減少高速訊號之衰減。因此，本發明之高速訊號連接器模組可透過前述之獨特元件配置，解決習知技術存在之訊號干擾及訊號衰減的問題。

雖本發明已以實施方式揭露如上，然其並不用以限定本發明，惟任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當結合後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

1. 一種高速訊號連接器模組，設置於一電路板，包含：一金屬殼，具有一容置空間及一接地單元，該接地單元電性連接至該電路板之接地端；一電耦合部，設置於該容置空間中並穿過該金屬殼以電連接該電路板；以及一載板，耦接該電耦合部，且該載板包含至少一電子防護元件，其中部分的該金屬殼位於該載板與該電路板之間。
2. 如請求項1所述之高速訊號連接器模組，其中該電耦合部更包含：一絕緣材；以及複數個導電件，部分內嵌於該絕緣材內，並至少裸露於該絕緣材的兩端，以分別作為連接器端子與電路板接腳。
3. 如請求項1所述之高速訊號連接器模組，其中該金屬殼包含一孔洞，該電耦合部透過該孔洞而耦接該電路板。
4. 如請求項2所述之高速訊號連接器模組，其中該金屬殼與該電路板接腳彼此絕緣。
5. 如請求項1所述之高速訊號連接器模組，其中該至少一電子防護元件之種類包含靜電防護元件及電磁屏蔽元件之任一種或其中任意結合者。
6. 如請求項1所述之高速訊號連接器模組，其中該電耦合部之長度方向平行於該電路板。
7. 如請求項6所述之高速訊號連接器模組，其中該載板係平行於該電耦合部之長度方向。
8. 如請求項6所述之高速訊號連接器模組，其中該載板係垂直於該電耦合部之長度方向。
9. 如請求項1所述之高速訊號連接器模組，其中該載板係可拆地連接至該電耦合部。