TWM467218U

TWM467218U - 通用串列匯流排母座與通用串列匯流排公頭

Info

Publication number: TWM467218U
Application number: TW102211202U
Authority: TW
Inventors: Mao-Lin Wu; Ho-Chung Chen; Po-Sheng Kang; Chieh-Chao Liu; Chien-Chih Lee
Original assignee: Mediatek Inc
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2013-12-01
Also published as: CN203339380U

Description

通用串列匯流排母座與通用串列匯流排公頭

本創作係有關於通用串列匯流排(universal serial bus，USB)的設計，尤指一種基於具備完整結構之帶狀傳輸線的通用串列匯流排母座與通用串列匯流排公頭。

通用串列匯流排(universal serial bus，USB)3.0或是高速通用串列匯流排具有一5G位元/秒(bits/s)的資料傳輸率並且要求資料必須被加擾然後展頻在時脈上，這代表USB 3.0資料的頻譜可以從直流展開到5 GHz，也就是說，USB 3.0的接線或接頭在2.4-2.5 GHZ的工業、科學與醫用(industrial,scientific and medical，ISM)頻段(ISM係為無需許可證的無線電頻段，廣泛地被標準通訊協定(例如IEEE 802.11 b/g/n，藍芽(Bluetooth))與專有通訊協定(proprietary protocol)所使用)中輻射出很高的雜訊。從一通用串列匯流排3.0介面所發出的寬頻干擾訊號會影響訊號的信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)並且限制了ISM頻段附近的無線電波的靈敏度(sensitivity)。

為了相容於USB 2.0的機構規範，USB 3.0連接器的電器特性將會產生一個較長的回歸電流迴路(return-current loop)。然而，分布於USB 3.0連接器外殼的共模電流極易因此較長的回歸電流迴路成為主要的輻射來源。傳統上，這個問題可以通過在USB 3.0的周邊裝置或是連接器的母座上加裝一個屏蔽物來解決，然而，採用屏蔽的方法僅可以帶來些微的改善，且很難實現於小巧輕便的裝置上。

因此，有需要提出一種創新的解決方案來減少干擾雜訊從高速USB裝置的接線或是連接器輻射出來。

有鑒於此，本創作提出一種基於具備完整結構之帶狀傳輸線的通用串列匯流排母座與通用串列匯流排公頭，以解決上述之問題。

本創作之一實施例提供一種通用串列匯流排母座，其包含有膠芯部份以及一導電層。該膠芯部份具有位於該膠芯部份的一第一面上之複數個訊號接墊。該導電層設置位於該膠芯部份之一第二面上，其中該膠芯部份的第二面係位於該膠芯部份的第一面的反面。

本創作之另一實施例提供一種通用串列匯流排公頭，其包含有膠芯部份以及一導電層。該膠芯部份具有位於該膠芯部份的一第一面上之複數個訊號接墊。該第二導電層設置於該膠芯部份的一第二面上，其中該膠芯部份的第二面係位於該膠芯部份的第一面的反面。

本創作可以有效減少無線電系統附近的干擾雜訊，而不會提高太多的成本或是變動太多的硬體設置/結構。

100‧‧‧通用串列匯流排母座

110、310‧‧‧金屬外殼

120、320‧‧‧導電層

130、330‧‧‧膠芯部份

132、332‧‧‧絕緣主體

134_1~134_4、338_1~338_5‧‧‧金屬簧片

136_1~136_N、336_1~336_N‧‧‧接腳

138_1~138_5‧‧‧金屬接點

1322_1~1322_4‧‧‧溝槽

300‧‧‧通用串列匯流排公頭

334_1~334_4‧‧‧訊號接墊

312‧‧‧延伸部分

第1圖為本創作通用串列匯流排母座之一實施例的示意圖。

第2圖為本創作通用串列匯流排母座之一實施例的另一視角的示意圖。

第3圖為本創作通用串列匯流排公頭之一實施例的示意圖。

第4圖為本創作通用串列匯流排公頭之一實施例的另一視角的示意圖。

第5圖為本創作通用串列匯流排母座與通用串列匯流排公頭相結合之一實施例的截面示意圖。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。

本創作提出一個基於具備完整結構之帶狀傳輸線的架構的通用串列匯流排(universal serial bus，USB)連接器，可用來減少高速通用串列匯流排介面所輻射出的干擾雜訊。本創作的精神在於將一額外的導電材料施加在通用串列匯流排訊號路徑的反面，以作為形成於通用串列匯流排連接器的一母座端與/或公頭端的通用串列匯流排訊號的一回歸路徑。施加於通用串列匯流排連接器的母座端與公頭端的導電材料將會一同針對通用串列匯流排訊號路徑來形成一具備完整結構之帶狀傳輸線的架構，因此可以減少由共模電流所引起的輻射。詳細的說明將敘述如下。

請參考第1圖，第1圖為本創作通用串列匯流排母座100之一實施例的示意圖。通用串列匯流排母座100包含有一金屬外殼(亦稱作外部金屬外殼)110、一導電層120以及一膠芯部份(core part)130。由第1圖可知，金屬外殼110包覆有一空間，用來容納導電層120與膠芯部份130。金屬外殼110連接於承載通用串列匯流排母座100之一印刷電路板(未繪示)的複數個接地墊(ground pad)。此外，由金屬外殼110所包覆的空間亦用來接收一對應工件(例如，一通用串列匯流排公頭)。膠芯部份130包含有一絕緣主體(insulating body)132、複數個金屬簧片(metallic spring leaf)134_1~134_4、複數個接腳(pin)136_1~136_N以及複數個金屬接點(metallic contact)138_1~138_5。絕緣主體132包含有複數個溝槽(slot)1322_1~1322_4(未繪示)位於一第一面A，並且金屬簧片134_1~134_4係分別設置於溝槽1322_1~1322_4中。金屬簧片134_1~134_4係用來接觸該對應工件(例如，一通用串列匯流排公頭)的複數個訊號接墊(signal pad)。接腳136_1~136_N係嵌入於絕緣主體132中，並且在絕緣主體132內電性連接於金屬簧片134_1~134_4。接腳136_1~136_N係用來連接承載有通用串列匯流排母座100的印刷電路板(未繪示)。金屬接點138_1~138_5係嵌入於絕緣主體132中，並位於金屬簧片134_1~134_4的前方以用來接觸該對應工件(例如，一USB 3.0公頭)的複數個訊號接墊，此外，接腳136_1~136_N係電性連接於金屬接點138_1~138_5。導電層120可以是一金屬箔或是電鍍的導電材料，並設置於膠芯部份130的一第二面B。膠芯部份130的第二面B係位於膠芯部份130的第一面A的反面。

請參考第2圖，第2圖為本創作通用串列匯流排母座100之一實施例的另一視角的示意圖。在第2圖中，圖(B)中的金屬外殼110係與圖(A)中的膠芯部份130彼此分離，以對導電層120提供一較好的視角。由第2圖可知，導電層120覆蓋於膠芯部份130的第二面B與一第三面C。第三面C係為膠芯部份130的背面，且位於通用串列匯流排母座100之一接收面(亦即，通用串列匯流排母座100與其對應工件相遇的接面)的對面。既然第二面B與第三面C不共面，導電層120會彎折於膠芯部份130的第二面B與第三面C的接合處。此外，位於膠芯部份130的第三面C上的導電層120將會與金屬外殼110接觸，因此導電層120與金屬外殼110將會電性連接。如此一來，位於金屬簧片134_1~134_4與金屬接點138_1~138_5(亦即，通用串列匯流排母座100的訊號路徑)對面的導電層120便可提供一回歸路徑給金屬簧片134_1~134_4與金屬接點138_1~138~5上的通用串列匯流排訊號，也就是說，導電層120的覆蓋範圍越大，則將會提供更低的回歸路徑阻抗，其可對共模電流所引發的輻射帶來更佳的抑制。

請注意，導電層120的覆蓋範圍不應該超過金屬外殼110的週長(perimeter)所包含的範圍。然而，此僅作為範例說明之用，並非作為本創作之一限制條件。由於導電層120與金屬簧片134_1~134_4、金屬接點138_1~138~5(亦即，通用串列匯流排母座100的訊號路徑)之間的距離遠小於金屬外殼110與金屬簧片134_1~134_4、金屬接點138~1_138_5之間的距離，因此與金屬外殼110相比，導電層120確實可以提供一個較佳的回歸路徑。此外，由於回歸路徑由導電層120所提供，工程師可以透過改變導電層120的性質(例如長、寬及/或所採用的導電材料)來進行阻抗控制。然而，此僅作為範例說明之用，並非作為本創作之一限制條件。

請參考第3圖，第3圖為本創作通用串列匯流排公頭300之一實施例的示意圖。通用串列匯流排公頭300包含有一金屬外殼(亦稱作外部金屬外殼)310、一導電層320以及一膠芯部份330。由第3圖可知，金屬外殼310包覆有一空間，其用來容納導電層320與膠芯部份330。金屬外殼310連接於承載有通用串列匯流排公頭300之一印刷電路板(未繪示)的複數個接地墊。由金屬外殼110所包覆的空間係用來與一對應工件(例如，一通用串列匯流排母座)進行連接。膠芯部份330包含有一絕緣主體332、複數個訊號接墊334_1~334_4、複數個接腳336_1~336_N以及複數個金屬簧片338_1~338_5。訊號接墊334_1~334_4與金屬簧片338_1~338_5設置於膠芯部份 330之一第一面A’。訊號接墊334_1~334_4與金屬簧片338_1~338_5係用來連接該對應工件(例如，一通用串列匯流排母座)的複數個金屬簧片。接腳336_1~336_N嵌入於絕緣主體332中並且在絕緣主體332內電性連接於訊號接墊334_1~334_4與金屬簧片338_1~338_5。接腳336_1~336_N係用來連接承載有通用串列匯流排公頭300之一印刷電路板(未繪示)。訊號接墊334_1~334_4與金屬簧片338_1~338_5用來接觸該對應工件(例如，一通用串列匯流排3.0母座)的複數個金屬接點。導電層320可以是一金屬箔或是電鍍的導電材料，並設置於膠芯部份330的一第二面B’上，其中膠芯部份330的第二面B’係位於膠芯部份330的第一面A’的反面。

請參考第4圖，第4圖為本創作通用串列匯流排公頭300之一實施例的另一視角的示意圖。在第4圖中，圖(B)中的金屬外殼310係與圖(A)中的膠芯部份330彼此分離，以對導電層320提供一較好的視角。由第4圖可知，導電層320覆蓋於膠芯部份330的第二面B’。此外，位於膠芯部份330的第二面B’的導電層320將會與金屬外殼310接觸，因此導電層320與金屬外殼310將會電性連接。請注意，金屬外殼310與導電層320面對面的距離可以被調整來進行阻抗的控制，因此，位於訊號接墊334_1~334_4與金屬簧片338_1~338_5(亦即，通用串列匯流排公頭300的訊號路徑)的對面(亦即，第二面B’)的導電層320可以為訊號接墊334_1~334_4與金屬簧片338_1~338_5上的通用串列匯流排訊號提供一回歸路徑，也就是說，導電層320的覆蓋範圍越大，則將會提供給回歸路徑更低的阻抗，其可對共模電流所引發的輻射帶來更佳的抑制。既然膠芯部份330的第二面B’與接腳336_1~336_N不共面，導電層320便彎折於第二外觀面B’靠近接腳336_1~336_N的一端，以於靠近接腳336_1~336_N的一端形成一斜面C’。此外，金屬外殼310包含有一延伸部份312，係為金屬所構成，其連接金屬外殼310的位置係位於導電層320在靠近接腳336_1~336_N的那一端接觸金屬外殼310 的接觸面的對面，也就是說，延伸部份312於通用串列匯流排公頭300之一接收端(接腳336_1~336_N)的一對面端上連接於金屬外殼310，且延伸部份312朝著承載通用串列匯流排公頭300之一印刷電路板的方向彎折。延伸部份312覆蓋一區域，其係為導電層320延伸而覆蓋接腳336_1~336_N的區域，也就是說，導電層320的覆蓋範圍不應該超過金屬外殼310的週長所涵蓋的範圍。請注意，因為回歸路徑係由導電層320所提供，工程師可以透過改變導電層320的性質(例如長、寬及/或所採用的導電材料)來進行阻抗控制。然而，此僅作為範例說明之用，並非作為本創作之一限制條件。

請參考第5圖，第5圖為本創作通用串列匯流排母座100與通用串列匯流排公頭300相結合之一實施例的截面示意圖。由第5圖可知，導電層120與導電層320共同形成“基於具備完整結構之帶狀傳輸線的架構”而用於通用串列匯流排連接器(亦即，通用串列匯流排母座100與通用串列匯流排公頭300)的訊號路徑(亦即，箭頭所標注的線)。基於具備完整結構之帶狀傳輸線的架構可提供一更有效的(較低阻抗)回歸路徑，因此可以大幅減少輻射的雜訊。此外，由於導電層120與導電層320提供回歸路徑，金屬外殼110與金屬外殼310可作為一屏蔽物來包圍訊號傳輸線，因此可以提供某一程度的屏蔽效應，其可進一步幫助減少雜訊的輻射。

總結來說，本創作的實施例提供一低阻抗的回歸路徑，因此，本創作可以有效減少無線電系統附近的干擾雜訊，而不會提高太多的成本或是變動太多硬體設置/結構。

110、310‧‧‧金屬外殼

120、320‧‧‧導電層

130、330‧‧‧膠芯部份

132‧‧‧絕緣主體

312‧‧‧延伸部分

Claims

一種通用串列匯流排(universal serial bus，USB)母座，包含：一膠芯部份，具有位於該膠芯部份之一第一面上之複數個訊號接墊；以及一導電層，設置於該膠芯部份之一第二面上，其中該第二面係位於該第一面的反面。
如申請專利範圍第1項所述之通用串列匯流排母座，其中該導電層覆蓋該膠芯部份之該第二面的全部，並且延伸而覆蓋該膠芯部份之一第三面；該第三面係位於該通用串列匯流排母座之一接收面的對面；以及該導電層彎折於該第一面與該第三面之一接合處。
如申請專利範圍第2項所述之通用串列匯流排母座，另包含：一外部金屬外殼，連接於承載該通用串列匯流排母座之一印刷電路板(printed circuit board，PCB)；其中於該第三面上之該導電層係位於該外部金屬外殼之一週長所包含的範圍內。
如申請專利範圍第3項所述之通用串列匯流排母座，其中該導電層於該膠芯部份之該第三面上電性連接於該外部金屬外殼。
一種通用串列匯流排(universal serial bus，USB)公頭，包含：一膠芯部份，具有位於該膠芯部份之一第一面上之複數個訊號接墊；以及一導電層，設置於該膠芯部份之一第二面上，其中該第二面係位於該第一面的反面。
如申請專利範圍第5項所述之通用串列匯流排公頭，另包含：一外部金屬外殼，包含有：一延伸部份，其於該通用串列匯流排公頭之一接收端的一對面端上連接於該外部金屬外殼；其中該延伸部份係覆蓋一區域，於該區域中該導電層延伸覆蓋該複數個接腳。
如申請專利範圍第6項所述之通用串列匯流排公頭，其中該延伸部份係朝承載該通用串列匯流排公頭之一印刷電路板的方向彎折。
如申請專利範圍第6項所述之通用串列匯流排公頭，其中該延伸部份係為金屬所構成。