TWM456614U - 防進水串行總線連結器 - Google Patents

Description

防進水串行總線連結器

本創作係關於一種連接器，尤指防水USB連接器。

傳統上的USB連接器並未考慮到防進水設計，因此不小心將行動電話等電子設備掉入水中，就算能及時取出，水還是會在瞬間經由USB連接器進入電子設備中，導致行動電話損壞。

為此，已有申請人提出中華民國新型專利號M429211、M389967，以提高連接器的防水性能。在這兩件先前技術中，申請人均採用內膠身包覆端子、以及鐵殼包覆內膠身的設計，並在鐵殼上有孔洞的位置加設防水膠片或外殼。

然而，當電子設備掉入水中時，水還是有可能從內膠身與端子之間的縫隙侵入，使得這類設計頂多達到防撥水或防水氣入侵，電子設備掉入水中時還是無法防止液態水侵入電子設備內部。

鑒於此，若USB連接器需要達到IPX7(防浸水--水下1米/30分)以上防水等級，實有必要設計一種新的USB連接器來解決上述問題。

本創作防進水串行總線連結器主要是利用後部式防水設計，以完全避免液態水經由端子焊接部與絕緣本體之間的縫隙侵入。

基於以上目的，本創作防進水串行總線連結器主要本創作防進水串行總線連結器用以安裝在電子裝置的電路板上，並包含接觸端子組、絕緣本體、後蓋。接觸端子組包含複數個端子、內膠身、內金屬殼。絕緣本體由複數個側壁所構成的中空管狀體。中空管狀體的前開口的結構特徵相對於串行總線插頭，而其後開口的結構特徵則相對於接觸端子組，使得接觸端子組只能經由後開口插入。為了防進水，後蓋大小相對於絕緣本體的後開口，並穿設有複數個穿越結構。在後蓋封閉該後開口時，使複數個端子的焊接部經由複數個穿越結構穿越後蓋，而曝露在絕緣本體的外部。

請參閱第一圖，第一圖為本創作防進水串行總線連結器與串行總線插頭之示意圖。請參閱第二A~二B圖，第二A~二B圖為本創作防進水串行總線連結器之示意圖。如第二A~二B圖所示，本創作防進水串行總線連結器1主要用以安裝在電子裝置的電路板(未描繪)上，並主要包含接觸端子組10、絕緣本體20、後蓋30。其中，絕緣本體20的支撐片204是用來支撐絕緣本體20被固定在電路板上。

這其中，接觸端子組10包含複數個端子101、內膠身102、內金屬殼103。內膠身102具有複數個端子槽1021，而每個端子101被分別插入相對的端子槽1021。每個端子101均具有電性連接部1011與焊接部1012。電性連接部1011可電性連接至串行總線插頭70，而焊接部1012可電性連接至電子裝置的電路板上。內金屬殼103包覆住內膠身102並曝露出每個端子101所具有的電性連接部1011與焊接部1012。絕緣本體20由複數個側壁所構成的中空管狀體201。中空管狀體201的前開口202的結構特徵相對於串行總線插頭70，而其後開口203的結構特徵則相對於接觸端子組10，使得接觸端子組10只能 經由後開口203插入，但卻不會突出於前開口202。

簡單來說，為了達到本創作防進水串行總線連結器的防進水目的，後蓋30大小需要相對於絕緣本體20的後開口203，以便密封住水氣侵入路徑，但為了讓每個端子101的焊接部1012能夠伸入，後蓋30穿設有複數個穿越結構301。

具體來說，在後蓋30封閉後開口203時，使複數個端子101的焊接部1012經由複數個穿越結構301穿越後蓋30，而曝露在絕緣本體20的外部。

本創作防進水串行總線連結器尤其是經常應用在行動電話中的微型串行總線插頭(Micro USB)。由於Micro USB的每個端子101的焊接部1012之間間隔(通常僅有0.65mm)不大，同時焊接部1012寬度也較細，焊接部1012較脆弱，焊接部1012的末端容易受到外力影響而偏移，而不符合焊接部1012的末端之間在0.08mm以內平整度要求，在SMT製程時發生吃錫不良問題。為此，後蓋30的複數個穿越結構301最好為鋸齒狀，以便盡量分別包覆並固定住每個焊接部1012。

請參閱第三A~三E圖，第三A~三E圖為本創作防進水串行總線連結器與串行總線插頭之安裝流程示意圖。如第三A圖所示，為了能夠進一步包覆並固定住每個焊接部1012，同時也能增加水氣侵入路徑，絕緣本體20的後開口203邊緣設有複數個條狀凹陷導槽206。如第三B圖所示，複數個條狀凹陷導槽206的所在位置相對於被安裝的後蓋30的複數個穿越結構301，以共同構成複數個穿越口2061。穿越口2061的形狀與大小相對於每個端子101所具有的焊接部1012外部輪廓與大小，而達到緊密固定的效果。焊接部1012與其相鄰的絕緣本體20的壁面間隙均只有0.01mm，以減小漏膠水風險。

如第三C圖所示，為了進一步防止液態水侵入，至少在後蓋30與絕緣本體20的後開口203之間的縫隙、以及後蓋30的複數個穿越結構301與複數個端子101的焊接部1012之間的縫隙均被防水膠材60所填滿。優選地，防水膠材60填滿後 開口203，直到僅曝露出部分焊接部1012。填塞防水膠材60後，利用複數個穿越口2061分別固定相對的焊接部1012，以達到0.08mm以內平整度要求，避在SMT製程時發生吃錫不良問題。

如第三D或第三E圖所示，同樣地，由於Micro USB的每個端子101的焊接部1012之間間隔不大，同時焊接部1012與在其下方的絕緣本體20的中空管狀體201的側壁間隙也不大，在充填防水膠材60時，防水膠材60有可能只覆蓋到焊接部1012的上表面，而未能充填到焊接部1012的下表面。為此，在絕緣本體20的後開口203邊緣設有缺角狀凹陷導槽205。由於缺角狀凹陷導槽205位在被安裝的接觸端子組10之每個端子101所具有的焊接部1012下方，因此缺角狀凹陷導槽205可導引防水膠材60包圍住焊接部1012的下表面，而達到完整包覆的目的。

此外，在使用到本創作防進水串行總線連結器1的電子裝置中，為了能夠曝露出前開口202，而讓串行總線插頭70順利插入，電子裝置外殼需設置有開口(未描繪)。為了讓本創作防進水串行總線連結器1能與該開口緊密結合，避免水氣從該開口侵入，本創作防進水串行總線連結器1進一步包含防水環40，如第二A~二B圖所示。防水環40為框狀體且由彈性塑膠材料所製成，且防水環40被套設在絕緣本體20的中空管狀體201外部且鄰近中空管狀體201的前開口202。其中，絕緣本體20的中空管狀體201進一步包含抵頂環狀結構2011，以抵頂防水環40。

此外，為了對本創作防進水串行總線連結器1屏蔽效果，本創作防進水串行總線連結器1進一步包含外金屬殼50，如第二A~二B圖所示。外金屬殼50包覆住絕緣本體20並至少曝露出前開口202，必免阻擋串行總線插頭70順利插入。

為了更簡化整個設計，在本創作防進水串行總線連結器中，絕緣本體20與內膠身102可以整合成單一元件，並捨去 後蓋30的設計，以便降低組裝成本。

第四A~四D圖為本創作防進水串行總線連結器與串行總線插頭之第二實施示意圖。如第四A~四D圖所示，本創作防進水串行總線連結器2主要用以安裝在電子裝置的電路板(未描繪)上，並主要包含複數個端子80、絕緣本體90、內金屬殼100。其中，絕緣本體90的支撐片204是用來支撐絕緣本體20被固定在電路板上。

如第四B圖所示，複數個端子80均具有電性連接部801與焊接部802。焊接部802可電性連接至電子裝置的電路板上，而電性連接部801則相對於串行總線插頭70所具有的複數個連接極。

為了簡化結構與降低組裝成本，在本創作防進水串行總線連結器2中，絕緣本體90具有複數個端子貫穿孔902的實心矩形體901、端子接觸部903、包圍狀側壁904、容置槽側壁905。其中，端子接觸部903帶有相對於端子貫穿孔902的穿孔9031，並且端子貫穿孔902與穿孔9031是相通的。

具體來說，從實心矩形體901垂直延伸出端子接觸部902，並且在與端子接觸部902同一側，再從實心矩形體901的四個側邊分別垂直延伸出包圍狀側壁904，而包圍端子接觸部902。在不具有端子接觸部902的一側上，從實心矩形體901的四個側邊分別垂直延伸出容置槽側壁905，以構成膠材容置槽。

為了讓串行總線插頭70能夠插入包圍狀側壁904所共同構成的前開口905，包圍狀側壁904所構成的結構特徵相對於串行總線插頭70。同時，端子貫穿孔902的孔徑相對於每個端子80的外徑，尤其是端子80的電性連接部801，以便電性連接部801能夠經由端子貫穿孔902伸入端子接觸部903的穿孔9031。如此，當串行總線插頭70插入前開口905後，串行總線插頭70所具有的複數個連接極將會電性連接至端子80的電性連接部801，以便傳遞訊號。

為了提供屏蔽效果，本創作防進水串行總線連結器2另包含有內金屬殼100。內金屬殼100為貫穿狀的中空體且外形與大小相對於包圍狀側壁904的內部形狀與大小，以便內金屬殼100塞入包圍狀側壁904。同時，串行總線插頭70插入前開口905時，串行總線插頭70將會變成被金屬殼100包圍，而對串行總線插頭70提供屏蔽效果。

如第四D圖所示，為了進一步提供防進水效果，每個端子貫穿孔902與相對的端子80之間的縫隙均被防水膠材60所填滿。最佳地，防水膠材60充滿於容置槽側壁905所構成的膠材容置槽中。

如第四B圖所示，為了避免防水膠材60填充的過程中，導致端子80偏擺，而無法滿足平整度要求，相對於每個端子貫穿孔902的位置(尤其是垂直線上的相對位置)，容置槽側壁905上設置有複數個端子固定槽9051。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本創作之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本創作之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本創作所欲申請之專利範圍的範疇內。

1~2‧‧‧防進水串行總線連結器

10‧‧‧接觸端子組

101‧‧‧端子

1011‧‧‧電性連接部

1012‧‧‧焊接部

102‧‧‧內膠身

1021‧‧‧端子槽

100、103‧‧‧內金屬殼

20‧‧‧絕緣本體

201‧‧‧中空管狀體

2011‧‧‧抵頂環狀結構

202‧‧‧前開口

203‧‧‧後開口

204‧‧‧支撐片

205‧‧‧缺角狀凹陷導槽

206‧‧‧條狀凹陷導槽

2061‧‧‧穿越口

30‧‧‧後蓋

301‧‧‧穿越結構

40‧‧‧防水環

50‧‧‧外金屬殼

501‧‧‧本體

502‧‧‧止擋臂

60‧‧‧防水膠材

70‧‧‧串行總線插頭

80‧‧‧端子

801‧‧‧電性連接部

802‧‧‧焊接部

90‧‧‧絕緣本體

901‧‧‧實心矩形體

902‧‧‧端子貫穿孔

903‧‧‧端子接觸部

9031‧‧‧穿孔

904‧‧‧包圍狀側壁

905‧‧‧容置槽側壁

9051‧‧‧端子固定槽

100‧‧‧內金屬殼

第一圖為本創作防進水串行總線連結器與串行總線插頭之示意圖。

第二A~二B圖為本創作防進水串行總線連結器之示意圖。

第三A~三E圖為本創作防進水串行總線連結器與串行總線插頭之安裝流程示意圖。

第四A~四D圖為本創作防進水串行總線連結器與串行總線插頭之第二實施示意圖。

10‧‧‧接觸端子組

1011‧‧‧電性連接部

1012‧‧‧焊接部

102‧‧‧內膠身

103‧‧‧內金屬殼

20‧‧‧絕緣本體

30‧‧‧後蓋

60‧‧‧防水膠材

Claims (10)

1. 一種防進水串行總線連結器，用以安裝在一電子裝置的一電路板上，包含：一接觸端子組，包含複數個端子、一內膠身、一內金屬殼，該內膠身具有複數個端子槽，每個端子被分別插入相對的該端子槽，每個端子均具有一電性連接部與一焊接部，該電性連接部可電性連接至一串行總線插頭，該焊接部可電性連接至該電子裝置的該電路板上，該內金屬殼包覆住該內膠身並曝露出每個端子所具有的該電性連接部與該焊接部；一絕緣本體，由複數個側壁所構成的一中空管狀體，中空管狀體包含有一前開口與一後開口，該前開口的結構特徵相對於該串行總線插頭，該後開口的結構特徵相對於該接觸端子組，使得該接觸端子組只能經由該後開口插入，該串行總線插頭具有複數個連接極並相對於複數個端子的該電性連接部；一後蓋，其大小相對於該絕緣本體的該後開口，並穿設有複數個穿越結構，在該後蓋封閉該後開口時，使複數個端子的該焊接部經由複數個穿越結構穿越該後蓋，而曝露在該絕緣本體的外部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之防進水串行總線連結器， 其中該後蓋與該絕緣本體的該後開口之間的縫隙、以及該後蓋的複數個穿越結構與複數個端子的該焊接部之間的縫隙均被一防水膠材所填滿。
3. 如申請專利範圍第2項所述之防進水串行總線連結器，其中該絕緣本體的該後開口邊緣設有一缺角狀凹陷導槽，該缺角狀凹陷導槽位在被安裝的該接觸端子組之每個端子所具有的該焊接部下方，以導引該防水膠材完整地包圍住該焊接部。
4. 如申請專利範圍第1項所述之防進水串行總線連結器，其中該後蓋的複數個穿越結構為鋸齒狀。
5. 如申請專利範圍第1項所述之防進水串行總線連結器，其中該絕緣本體的該後開口邊緣設有複數個條狀凹陷導槽，複數個條狀凹陷導槽的所在位置相對於被安裝的該後蓋的複數個穿越結構，以共同構成複數個穿越口，該穿越口形狀與大小相對於每個端子所具有的該焊接部外部輪廓與大小。
6. 如申請專利範圍第1項所述之防進水串行總線連結器，其中該連結器進一步包含：一防水環，該防水環為框狀體且由彈性塑膠材料所製成，該防水環被套設在該絕緣本體的該中空管狀體外部且鄰近該 中空管狀體的該前開口。
7. 一種防進水串行總線連結器，用以安裝在一電子裝置的一電路板上，包含：複數個端子，每個端子均具有一電性連接部與一焊接部，該焊接部可電性連接至該電子裝置的該電路板上；一絕緣本體，具有複數個端子貫穿孔的一實心矩形體，該端子貫穿孔的孔徑相對於每個端子的外徑，相對於複數個端子貫穿孔的位置，從該實心矩形體垂直延伸出帶有相對穿孔的一端子接觸部，與該端子接觸部同一側，從該實心矩形體的四個側邊分別垂直延伸出一包圍狀側壁，而包圍該端子接觸部，該包圍狀側壁所共同構成的一前開口的結構特徵相對於一串行總線插頭，該串行總線插頭具有複數個連接極並相對於複數個端子的該電性連接部，在不具有該端子接觸部的一側上，從該實心矩形體的四個側邊分別垂直延伸出一容置槽側壁，以構成一膠材容置槽。
8. 如申請專利範圍第7項所述之防進水串行總線連結器，其中每個端子貫穿孔與相對的端子之間的縫隙均被一防水膠材所填滿。
9. 如申請專利範圍第8項所述之防進水串行總線連結器，其中該防水膠材充滿於該容置槽側壁所構成的該膠材容置 槽中。
10. 如申請專利範圍第7項所述之防進水串行總線連結器，其中相對於每個端子貫穿孔的位置，該容置槽側壁上設置有複數個端子固定槽。