TWM475071U - 通用序列匯流排連接器 - Google Patents

Description

通用序列匯流排連接器

本新型是有關於一種電子裝置的連接器，且特別是有關於一種通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)連接器。

通用序列匯流排是目前電腦裝置彼此連接的熱門介面之一，其規格從USB 1.0/1.1升級到USB 2.0，再一直到USB 3.0。其中，傳輸介面的升級會增加匯流排內接點的傳輸速度、頻率以及電源供應，且USB 3.0的連接器還必須向下相容USB 2.0與USB 1.0/1.1之連接器。因此，如何使USB 3.0或更新版本USB標準的連接器克服高速率傳輸時所可能產生的串音等效應，成為廠商所必須克服的問題之一。

舉例而言，美國專利第US 8079854號揭露一種電連接器，其藉由改善訊號端子與電源端子的焊接端的排列，提高了電連接器的信號傳輸品質。但是，由於USB連接器電流供應的需求提高，焊接於電源供應端子所搭配使用的線材，其尺寸外徑亦有增大的需求。因此，前述第US 8079854號專利之端子焊接處有排列過於緊密，造成焊接不易且容易短路的問題。

本新型之一態樣是提出一種USB連接器，其可避免任一端子與較大線徑的導線焊接時，各端子之焊接端與相鄰端子之焊接端意外短路的問題。

根據本新型之一實施例，提出一種通用序列匯流排連接器，包含金屬殼體、絕緣座體以第一端子陣列與第二端子陣列。絕緣座體位於金屬殼體內，第一端子陣列與第二端子陣列分別容置於絕緣座體。第一端子陣列包含第一訊號差動對以及第二訊號差動對，第二端子陣列包含第三訊號差動對以及電源端子，且第一訊號差動對與第二訊號差動對位於第三訊號差動對兩側，且第一訊號差動對以及第二訊號差動對分別與第三訊號差動對之間被一接地端子隔離。其中，電源端子位於第三訊號差動對之一側，且電源端子之焊接端與第三訊號差動對之焊接端具有錯位關係。

根據本新型之一實施例，錯位關係為電源端子之焊接端與第三訊號差動對之焊接端在一特定的投影面上位於不同的直線。

根據本新型之一實施例，第一、第二與第三訊號差動對、接地端子以及電源端子之焊接端可位於同一平面。

根據本新型之一實施例，第一、第二與第三訊號差 動對以及接地端子之焊接端可排成一直線，且電源端子的焊接端凸出於此直線。

根據本新型之一實施例，第一、第二與第三訊號差動對、接地端子以及電源端子之焊接端可排成階級形式，且電源端子之焊接端最為凸出，第三訊號差動對之焊接端最為內縮，第一、第二訊號差動對之焊接端介於電源端子以及第三訊號差動對之焊接端之間。

根據本新型之一實施例，第一、第二與第三訊號差動對、接地端子之焊接端可排成一直線並凸出於電源端子之焊接端。

根據本新型之一實施例，第一、第二、第三訊號差動對以及接地端子之焊接端與電源端子之焊接端可位於不同之平面。

根據本新型之一實施例，電源端子之焊接端之線徑可大於各訊號差動對之個別線徑。

根據本新型之一實施例，第一、第二與第三訊號差動對、接地端子以及電源端子之焊接端可用以連接至訊號線，各第一、第二與第三訊號差動對、接地端子以及電源端子可更包含與焊接端相對之另一端，用以連接至相對應的通用序列匯流排連接器。

根據本新型之一實施例，電源端子位於第一訊號差動對遠離第三訊號差動對之一側，且電源端子之焊接端與第一訊號差動對之焊接端具有錯位關係。

根據本新型之一實施例，接地端子為訊號接地端 子，且第二端子陣列更包含電源接地端子，此電源接地端子位於第二訊號差動對遠離第三訊號差動對之一側。

綜上所述，本新型之通用序列匯流排連接器中之電源端子之焊接端可與相鄰之端子之焊接端前後錯位或上下錯位，以避免USB連接器中若使用較大線徑的電源端子之焊接端與相鄰端子之焊接端相互干擾，意外造成短路。

100‧‧‧USB連接器

111‧‧‧金屬殼體

111a‧‧‧前端

111b‧‧‧後端

102‧‧‧絕緣座體

104‧‧‧第一端子陣列

104a、104b‧‧‧第一訊號差動對

104c、104d‧‧‧第二訊號差動對

105‧‧‧第二端子陣列

105a、105b‧‧‧第三訊號差動對

106、108‧‧‧接地端子

107‧‧‧電源端子

110‧‧‧凹槽

121、122、123‧‧‧槽底

200‧‧‧訊號線

1061、1064‧‧‧接觸端

1062‧‧‧焊接端

1063‧‧‧中間段

L1、L2‧‧‧直線

H‧‧‧距離

為讓本新型及其優點更明顯易懂，所附圖式之說明參考如下：第1圖係繪示本新型之一實施例的USB連接器與訊號線之連結示意圖。

第2圖係繪示第1圖之USB連接器之前端視圖。

第3圖係繪示本新型之一實施例的USB連接器內之端子陣列。

第4圖係繪示本新型之一實施例之USB連接器。

第5圖係繪示本新型之另一實施例之USB連接器內的端子陣列。

第6圖係繪示本新型之再一實施例之USB連接器內的端子陣列。

第7圖係繪示本新型之又一實施例之USB連接器內的端子陣列。

以下將詳述本新型之多個實施例，應瞭解到，本新型提供許多可應用的實施概念，而這些實施概念可具體表現在各種廣泛的運用。本創作之以下實施例僅以USB連接器的電源端子為例，說明當USB線纜中的電源導線線徑增大時的因應措施。本新型所屬領域中具有通常知識者可知以下實施例僅為本創作的一個方便的例示說明，並非用以侷限本創作的揭露範圍。

首先，下述實施例係揭示一種通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)連接器，其除了可改善串音(cross talk)效率的干擾，且其端子陣列的焊接端可位於同一平面，同時又能改善焊接端太過接近所造成焊接不易的問題。

請參照第1圖，其繪示本新型之一實施例的USB連接器與訊號線之連結示意圖。第2圖係繪示第1圖之USB連接器之前端視圖。如圖所示，USB連接器100包含金屬殼體111、絕緣座體102以及第一端子陣列104與第二端子陣列105。金屬殼體111包覆於絕緣座體102、第一與第二端子陣列104、105外，且當金屬外殼111接地時，具有雜訊的摒敝作用。第一與第二端子陣列104、105容置於絕緣座體102上，並藉由絕緣座體102將端子陣列彼此絕緣。

本實施例主要是以一種符合USB 3.0標準的連接器為例，因此第二端子陣列105主要是一種可與USB 2.0標準的對接連接器相互傳遞電子訊號的端子陣列，而第一端子陣列104主要是可用來與一對接連接器傳輸USB 3.0標 準中的其他電子訊號。具體來說，當USB連接器100之前端111a插入USB 2.0插座時，第二端子陣列105會於USB 2.0插座中對應的端子陣列分別連接；而當USB連接器100之前端111a插入USB 3.0插座時，第一端子陣列104會於USB 3.0插座中對應的端子陣列分別連接。此外，USB連接器100之後端111b會與訊號線200連接並被包覆。

在此要說明的是，本創作主要是利用端子陣列傳輸電子訊號而區分為第一端子陣列及第二端子陣列，但這樣區別方式只是一種本創作可行的實施例而已。在本創作所屬技術領域內具有通常知識者可使用其他種區別方式分別重新定義第一端子陣列及第二端子陣列。凡USB連接器中的端子陣列可以被區分別至少兩多數端子或端子者，即可認為此USB連接器具有本創作所定義之第一端子陣列及第二端子陣列。又，雖然本創作未以更新版本的USB標準為揭露實施例，但是本創作所揭露的技術仍可適用於比USB 3.0標準更新的USB標準，例如USB 3.0電力傳送(USB 3.0 Power Delivery)標準。

請參照第3圖，其係繪示本新型之一實施例的USB連接器內之端子陣列。其中，第一端子陣列104包含第一訊號差動對104a、104b、第二訊號差動對104c、104d以及接地端子106。第二端子陣列105包含第三訊號差動對105a、105b、電源端子107以及接地端子108。其中，本實施例之接地端子108為電源接地端子，可作為電源端子107之電源反饋迴路，而接地端子106為訊號接地端子，可作 為訊號電位之參考基準。本實施例中所有的端子陣列都至少部份位於絕緣座體102上，使得端子間彼此能夠有效的絕緣。

以下將更進一步敘述本實施例中各端子陣列之焊接端排列方式。如第3圖所示，本實施例之第一訊號差動對104a、104b與第二訊號差動對104c、104d分別位於第三訊號差動對105a、105b之兩側，並且與第三訊號差動對105b、105a之間被接地端子106給隔離。電源端子107則位於第一訊號差動對104a、104b遠離第三訊號差動對105a、105b之一側，接地端子108則位於第二訊號差動對104c、104d遠離第三訊號差動對105a、105b之相對另一側。換言之，在本案之圖式中，若訊號差動對(或訊號端子)以表示，電源端子以表示，接地端子以表示。端子陣列之端子自上而下係以、、、、、、、、、之次序的單一線來排列。

在上述的排列設計中，不同的訊號差動對之間分別被接地端子所隔離，相同一組的訊號差動對則相互緊鄰。如此一來，可使不同的訊號差動對之間所傳送的訊號受串音的干擾最小化，此設計對USB 3.0的高速或高頻傳輸上尤為重要。

此外，在本實施例中，每一訊號差動對、接地端子以及電源端子中具有許多彎折，使得各訊號差動對、接地端子以及電源端子之焊接端位於絕緣座體之同一表面上，以下將一一陳述。

請一併參照第3圖與第4圖，第4圖係繪示本新型之一實施例之USB連接器。如圖所示，第一端子陣列104之各第一、第二訊號差動對104a、104b、104c、104d與接地端子106之接觸端1061為具有彈性之金屬彈片，用以與相對應之USB插座連接。此些金屬彈片分別自一中間段1063之一端翹起，此中間段1063之相對另一端往焊接端1062之方向經由兩次近似90度的彎折後，各焊接端1062分別設置於絕緣座體102之表面上。其中，接地端子106再經由第二次的90度彎折後，更進一步分岔為兩焊接端。

第二端子陣列105之接觸端1064往焊接端1062之方向先彎折沒入絕緣座體102中，在通過第一端子陣列104之中間段1063後，再往絕緣座體102之表面方向彎折，並在凸出於絕緣座體102之表面後，彎折成與表面平行之形式貼附於表面上。其中，第二端子陣列105中之訊號差動對105a與105b之焊接端於彎折後係位於接地端子106之分岔的兩焊接端之間。第二端子陣列105中之電源端子107與接地端子108之焊接端則分別位於第一、第二訊號差動對104a~d之焊接端之最外兩側。

如此一來，本實施例之第一端子陣列104以及第二端子陣列105之焊接端1062皆位於絕緣座體102之相同表面上，相較於習知將第一端子陣列104以及第二端子陣列105之焊接端1062分別設置於絕緣座體102之相對兩表面而言，本實施例因為焊接端1062皆位於同一平面，可有效降低訊號線200與焊接端1062焊接之工時。

值得一提的是，本實施例之第二端子陣列105之電源端子107以及接地端子108之焊接端分別與第一、第二以及第三訊號差動對104a~d、105a、105b之焊接端具有錯位關係。此錯位關係指的是電源端子107的焊接端與第三訊號差動對105a、105b之焊接端在一特定的投影面(XZ平面或XY平面)上位於不同的直線，以下將舉例詳述。

如第4圖所示，絕緣座體120之表面之焊接端1062之位置部分具有複數個凹槽110，各訊號差動對104a~d、105a、105b、電源端子107、接地端子106、108係分別位於該些凹槽110中。如此一來，當各訊號差動對104a~d、105a、105b、電源端子107、接地端子106、108之焊接端連接至訊號線200時，絕緣座體120之各凹槽110d具有將焊料互相隔離的作用。

本實施例中，第二端子陣列105之電源端子107以及接地端子108之焊接端1062的相對位置處之凹槽之槽底121、122與其他端子之相對位置處之凹槽之槽底123位於不同的平面上，使得第二端子陣列105之電源端子107以及接地端子108之焊接端1062與第一、第二、第三訊號差動對104a~d、105a、105b以及第一端子陣列104之接地端子106之焊接端1062位於不同的平面上。

詳言之，若以USB連接器10之匹配面的投影面(XY平面)往各焊接端子看，則第一、第二、第三訊號差動對104a~d、105a~b以及接地端子106、18之焊接端與電源端子107的焊接端位於不同的高度平面上，如第3圖所示， 兩高度平面可相距距離H，此距離H大致為第4圖中凹槽110中之槽底121、122與槽底123之間之距離。換言之，若從另一投影面，即XZ投影面之方向向各端子看，電源端子107以及接地端子108之焊接端1062與其他端子的焊接端係位於不同的直線上。

由於在USB 3.0的規格下，第二端子陣列105之電源端子107以及接地端子108相較於其他各訊號差動對之各別線徑而言，電源端子107以及接地端子108需具有較大的線徑。因此，本實施例藉由將電源端子107以及接地端子108設置於絕緣座體102之具有較深槽底121、122之凹槽中110中，可避免較大尺寸線徑的電源端子107以及接地端子108在焊接至訊號線200時，與相鄰的訊號差動對互相干擾或干涉，造成意外短路。

然，本新型並不限於此，在其他實施例中，若絕緣座體102之各凹槽110之槽底位於同一平面，本新型仍可避免較大尺寸線徑的電源端子107以及接地端子108在焊接至訊號線200時，與相鄰的訊號差動對互相干擾或干涉，如以下實施例所述。

舉例而言，如第5圖繪示之本新型之另一實施例之端子陣列以及第6圖繪示之本新型之再一實施例之端子陣列。其中，且第5圖與第6圖中之第一、第二端子陣列104、105之焊接端之排列與第3圖相同，而第5圖與第6圖之第一端子陣列104與第二端子陣列105之焊接端1062皆可位於同一平面上。即以USB連接器10之匹配面的投影面(XY 平面)往各焊接端子看，第一、第二、第三訊號差動對104a~d、105a~b以及接地端子106、108之焊接端與電源端子107的焊接端皆位於相同的高度平面上。其中，第5圖之第一、第二與第三訊號差動對104a~d、105a、105b與第一之接地端子106之焊接端排成一直線L1，而第二端子陣列105之電源端子107以及接地端子108之焊接端則凸出於直線L1。第6圖之第一、第二與第三訊號差動對104a~d、105a、105b與第一之接地端子106之焊接端排成一直線L2，且凸出第二端子陣列105之電源端子107以及接地端子108之焊接端。因此，若從XY投影面之方向向各端子看，電源端子107以及接地端子108之焊接端1062與其他端子的焊接端位於不同的直線上。

如此一來，由於第5圖與第6圖之第二端子陣列105之電源端子107以及接地端子108之焊接端分別與相鄰之第一與第二訊號差動對104a~d之焊接端前後錯位，所以也可以避免較大尺寸線徑的電源端子107以及接地端子108在焊接至訊號線200時，與相鄰的訊號差動對互相干擾或干涉。

此外，在第5圖之端子陣列中，因為第二端子陣列105之電源端子107以及接地端子108凸出於直線L1，所以在與訊號線200焊接時，需集中捆束之訊號線200與第二端子陣列105之電源端子107以及接地端子108之距離與中間部分的端子陣列(第三訊號差動對105a、105b)之距離較為平均，使得訊號線200在焊接至第一與第二端子陣 列104、105之焊接端時，較不需對訊號線200之末端線路進行裁減。在此要說明的是，第3圖之端子陣列中，第二端子陣列105之電源端子107以及接地端子108之焊接端也可作凸出於第一、第二與第三訊號差動對104a~d、105a、105b與第一接地端子106所排成之直線的設計，使得訊號線200之末端線路於焊接時較不需進行裁減，此部分可根據實際之設計需求作改變。

更進一步而言，為使第一與第二之端子陣列104、105之焊接端與訊號線200之間之距離更為平均，可將第一、第二與第三訊號差動對104a~d、105a、105b、接地端子106、108以及電源端子107之焊接端排成一階級狀形式，如第7圖所繪示之又一實施例之USB連接器內的端子陣列。在第7圖中，第二端子陣列105之電源端子107與接地端子108之焊接端可最為凸出，而第三訊號差動對105a、105b之焊接端可最為內縮。第一端子陣列104之第一、第二訊號差動對104a~d之焊接端則介於電源端子107以及第三訊號差動對105a~b之焊接端之間。如此一來，可最小化訊號線200在焊接至USB連接器之端子陣列之焊接端時之線路裁減量。

綜上所述，本新型之實施例之通用序列匯流排連接器藉由將第二端子陣列中之電源端子與相鄰之訊號差動對具有錯位關係，使得第二端子陣列中之電源端子一方面可利用較大的線徑承載較大的電流，另一方面在焊接至訊號線時，不會與相鄰之訊號差動對干涉或短路。

雖然本新型已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習此技藝者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧USB連接器

111‧‧‧金屬殼體

102‧‧‧絕緣座體

107‧‧‧電源端子

108‧‧‧接地端子

110‧‧‧凹槽

121、122、123‧‧‧槽底

Claims (11)

1. 一種通用序列匯流排連接器，包含：一金屬殼體；一絕緣座體，位於該金屬殼體內；以及一第一端子陣列與一第二端子陣列，分別容置於該絕緣座體，該第一端子陣列包含一第一訊號差動對以及一第二訊號差動對，該第二端子陣列包含一第三訊號差動對以及一電源端子，且該第一訊號差動對與該第二訊號差動對位於該第三訊號差動對兩側，該第一訊號差動對以及該第二訊號差動對分別與該第三訊號差動對之間被一接地端子隔離；其中，該電源端子位於該第三訊號差動對之一側，且該電源端子之焊接端與該第三訊號差動對之焊接端具有一錯位關係。
2. 如請求項1所述之通用序列匯流排連接器，其中該錯位關係為該電源端子之焊接端與該第三訊號差動對之焊接端在一特定的投影面上位於不同的直線。
3. 如請求項2所述之通用序列匯流排連接器，其中該些第一、第二與第三訊號差動對、該接地端子以及該電源端子之焊接端位於同一平面。
4. 如請求項3所述之通用序列匯流排連接器，其中該些第一、第二與第三訊號差動對以及該接地端子之焊接端排成一直線，且該電源端子的焊接端凸出於該直線。
5. 如請求項3所述之通用序列匯流排連接器，其中該些第一、第二與第三訊號差動對、該接地端子以及該電源端子之焊接端排成一階級形式，且該電源端子之焊接端最為凸出，該第三訊號差動對之焊接端最為內縮，該些第一、第二訊號差動對之焊接端介於該電源端子以及該第三訊號差動對之焊接端之間。
6. 如請求項3所述之通用序列匯流排連接器，其中該些第一、第二與第三訊號差動對、該接地端子之焊接端排成一直線並凸出於該電源端子之焊接端。
7. 如請求項2所述之通用序列匯流排連接器，其中該些第一、第二、第三訊號差動對以及該接地端子之焊接端與該電源端子之焊接端位於不同之平面。
8. 如請求項1所述之通用序列匯流排連接器，其中該 電源端子之焊接端之線徑大於各該訊號差動對之個別線徑。
9. 如請求項1所述之通用序列匯流排連接器，其中各該第一、第二與第三訊號差動對、該接地端子以及該電源端子之焊接端用以連接至一訊號線，各該第一、第二與第三訊號差動對、該接地端子以及該電源端子更包含與焊接端相對之另一端，用以連接至一相對應的通用序列匯流排連接器。
10. 如請求項1所述之通用序列匯流排連接器，其中該電源端子位於該第一訊號差動對遠離該第三訊號差動對之一側，且該電源端子之焊接端與該第一訊號差動對之焊接端具有該錯位關係。
11. 如請求項10所述之通用序列匯流排連接器，其中該接地端子為訊號接地端子，且該第二端子陣列更包含一電源接地端子，該電源接地端子位於該第二訊號差動對遠離該第三訊號差動對之一側。