TWM565901U - High-frequency connector that effectively improves anti-EMI performance by using a grounded metal casing - Google Patents

Abstract

本創作係一種利用接地金屬外殼有效提高抗EMI表現之高頻連接器，至少包括一絕緣座體、複數支訊號端子及一接地金屬外殼，其中，該等訊號端子係組裝至該絕緣座體內，且該絕緣座體之底面能與一電路板之頂面保持一設計間隙，該接地金屬外殼則能包覆住該絕緣座體除頂面及底面外之其餘表面，本創作之特徵在於，該接地金屬外殼之底緣凸設有複數支接地支撐腳，各該接地支撐腳係彼此間隔地排列在對應於該設計間隙之位置，以使該絕緣座體及其中之該等訊號端子能完全被包圍在該接地金屬外殼及該等接地支撐腳內，有效阻隔外界電磁波對各該訊號端子上高頻訊號造成電磁干擾(EMI)而產生雜訊(noise)。

Description

利用接地金屬外殼有效提高抗EMI表現之高頻連接器

本創作係關於連接器，尤指一種高頻連接器之絕緣座體內除開設有至少兩排端子槽組，各排端子槽組分別包括複數個相互間隔排列之端子槽，該兩排端子槽組中相互對應之二端子槽係彼此區隔且保持一預定間距，以使複數支訊號端子能分別定位至各該端子槽中，且其頂端係外露在該絕緣座體的頂端，其底端則係由該絕緣座體之底面延伸而出，供分別焊接至一電路板之頂面上對應之訊號接點，而令該絕緣座體之底面能與該電路板之頂面保持一設計間隙；該絕緣座體外尚包覆有一接地金屬外殼，該接地金屬外殼內設有一容納空間，該容納空間的構形係與該絕緣座體的構形相匹配，以令該接地金屬外殼能完全包覆住該絕緣座體除頂面及底面外之其餘表面；該接地金屬外殼之底緣凸設有複數支接地支撐腳，各該接地支撐腳係由該接地金屬外殼之底緣延伸而出，以連接至該電路板之頂面上對應之接地插孔或接點，且各該接地支撐腳係彼此間隔地排列在對應於該設計間隙之位置，以令各該接地支撐腳能位在對應於二相鄰訊號端子底端間之位置，從而使該絕緣座體及其中之該等訊號端子能完全被包圍在該接地金屬外殼及該等接地支撐腳內，以藉由該金屬殼體及該等接地支撐腳之屏蔽及導引作用，不僅能有效阻隔外界電磁波對各該訊號端子上之高頻訊號造成電磁干擾(EMI)而產生雜訊(noise)，尚能有效避免相鄰訊號端子上 高頻訊號因電磁干擾(EMI)產生雜訊(noise)而對周遭電子元件的訊號處理造成負面影響；且能將該等雜訊宣洩至該電路板之接地端，予以排除，以確保該電路板及其上電子元件在高頻訊號處理上之訊號完整性(Signal Integrity，簡稱SI)；並能保護該絕緣座體及其中之各該訊號端子，令其不致遭遇碰撞而輕易毀損。

按，連接器(Connector)係泛指所有應用在電子訊號及電源傳輸上的連接元件及其附屬配件，是一般電子裝置上所有電流與訊號的傳輸橋樑，其設計及製作品質的良窳自然會對電流與訊號的傳輸可靠度產生極為重要的影響，亦與各該電子裝置是否能維持正常的運作息息相關。一般言，各式電子裝置(如：智慧型手機、平板電腦、桌上型電腦、筆記型電腦、數位相機...等)上，根據其設計上的要求，均會配置有對應類型之連接器，以期使各該電子裝置不僅能維持本身的正常地運作，尚能彼此連接相互交換資料，令各該連接器能在元件與元件間、裝置與裝置間、或系統與系統之間進行電流與訊號之傳輸，從而構成一個完整的電訊系統，因此，連接器實乃構成該電訊系統所需之最基礎的元件。

根據產業研究報告所載，在過去十幾年來，相對於其它零組件產業而言，進入連接器產業的許多台灣業者都還算是獲利頗為豐厚的族群，究其原因，主要是在相關電子裝置的領域中，無論各國際大廠或台灣廠商對於其各自產製之電子裝置在市場上的定位及區隔均已日趨清楚，且已臻極為明確之地步，此一現象，亦導致其各自產製之電子裝置中所使用的高低階連接器間的技術差異頗大，此一特點，令各該廠商在委託台灣連 接器業者製造各式連接器時，均會嚴格地要求必需能製作出符合其特殊要求，且具備廣泛應用能力的連接器，此一嚴苛的產品要求，迫使接受委託代工的台灣連接器業者，不得不更加努力不懈地致力於產品的改良及研究開發，以期能具備各式專攻項目據以產製符合客戶不同要求的各式連接器產品，據此，台灣連接器業者在十幾年來不斷地摸索、學習及磨練下，早已練就了能避開後續低價紅海(中國相關廠商)競爭的技術能力。

然而，早在2008年金融風暴以來的十年間，以連接器為主力產品的相關台灣連接器業者，即曾清楚感受且經歷過一次嚴重的產業危機，當時，PC產業因整體市場的需求不振、進入門檻過低及產業競爭激烈等情事，而一蹶不振，從而並波及台灣連接器產業，導致許多台灣連接器業者面臨無法繼續經營的生存危機，且猛然地認知到應即時調整經營策略，以資應對，且期望能利用多元轉型的策略，令連接器產品的應用層面，不再僅侷限於PC產業，而應能更廣泛地含蓋各式通訊或消費性電子產品(如：手機與遊戲機...等)，據此，原本大量倚賴電腦與其周邊設備的台灣連接器業者，近十幾年來，均已紛紛轉型至研發與生產各式消費性電子產品、顯示器...等產品上所須使用的利基型連接器。

但是，誠如前述，2008年的金融風暴確實已一舉打破了連接器產業中許多業者間長久以來所遵循的產業默契或潛規則，如：原本生產高階或高端技術連接器的美、歐、日連接器業者，在獲利日益短缺的現實逼迫下，也考量開始生產中低階連接器，而嚴重地侵入了台灣連接器業者多年來所掌握的主力產品線，面對此一情勢的變化，台灣連接器業者除必須加快腳步調整經營策略之外，尚必需在新策略中加入能兼顧過去未檢討 到的點與面，並針對未來連接器之各種特性，進行探討、研發與改良，以能生產出更多且更符合市場需要的優良連接器產品，始能在市場佔據一席之地，茲舉例而言，誠如前述，連接器是作為電子裝置本身及彼此間傳輸電流及訊號的重要基礎元件，其對於電子裝置本身及彼此間是否能維持正常運作，有著極為重要且關鍵的影響力，近年來，由於市場對各式電子裝置的傳輸速度應不斷提昇之迫切要求下，如何在高速傳輸數據的前提下，維持訊號傳輸品質與速度的精準性及穩定性，自然廣泛地受到相關學者及業者們的特別關注及重視；以數據傳輸為例，從早期USB 1.0的最大傳輸速度為12Mbps，逐步演進到USB 2.0時期的最大傳輸速度為480Mbps，之後，在USB 3.0(Super Speed USB)時期，資料的最大傳輸速度更提升到5Gbps，甚至，在USB 3.1 Gen 2時期，更直接將最大傳輸速度提高到10Gbps，以滿足人們對高速數據傳輸的強烈需求。

傳統上，電子連接器技術主要著重於各該連接器內訊號端子的機械結構設計，然而，隨著科技的發展，在數位訊號的傳輸速度已邁向高速化及高頻化之情勢下，經由各該電子連接器傳輸之數位訊號本身亦會在傳輸過程中發生損耗，因此，如何使損耗降至最低，從而令數位訊號能獲得穩定且精準的傳輸品質，如今已成為高頻電子連接器產業在開發上之一重要課題。按，高頻電子連接器產品的開發原本即是一項極具困難度及艱鉅性技術門檻的工作，尤其是，其中在機械結構的設計上與其在高頻電磁電性設分析上是兩門截然不同的專業領域，因此，如何在工程設計上取得最佳的平衡點，即是一項艱鉅的挑戰，有鑑於此，如何在確保高頻電子連接器擁有良好結構強度的情況下，尚能同時提升其在高頻訊號傳輸品質 精準性與傳輸速度穩定性上的表現，即成為本創作在此欲探討之一重要課題，以期望藉由本創作所衍生之創新技術，能有效縮短業界在開發高頻電子連接器的時程，且能提升國內在傳輸高頻訊號上的分析與設計能力，從而能與世界技術接軌。

為了能在競爭激烈的高頻電子連接器市場中，脫穎而出，創作人憑藉著多年來專業從事各式電源或訊號連接器設計、加工及製造之豐富實務經驗，且秉持著精益求精的研究精神，在經過長久的努力研究與實驗後，終於研發出本創作之一種利用接地金屬外殼有效提高抗EMI表現之高頻連接器，期藉由本創作之問世，能有效增進連接器在傳輸高頻訊號上的精準性及穩定性，從而使相關電子裝置始終能維持正常且穩定的運作，而令使用者能獲得更佳的使用經驗。

本創作之一目的，係提供一種利用接地金屬外殼有效提高抗EMI表現之高頻連接器，該高頻連接器至少包括一絕緣座體、複數支訊號端子及一接地金屬外殼，其中，該絕緣座體內開設有至少一排端子槽組，各排端子槽組分別包括複數個相互間隔排列之端子槽，該兩排端子槽組中相互對應之二端子槽係彼此區隔且保持一預定間距；各該訊號端子係分別定位至各該端子槽中，各該訊號端子的頂端係外露在該絕緣座體的頂端，各該訊號端子的之底端則係由該絕緣座體之底面延伸而出，供分別焊接至一電路板之頂面上對應之訊號接點，且令該絕緣座體之底面能與該電路板之頂面保持一設計間隙；該接地金屬外殼內設有一容納空間，該容納空間的構形係與該絕緣座體的構形相匹配，以令該接地金屬外殼能完全包覆住該 絕緣座體上除頂面及底面外之其餘表面；該接地金屬外殼之底緣凸設有複數支接地支撐腳，各該接地支撐腳係由該接地金屬外殼之底緣延伸而出，以連接至該電路板之頂面上對應之接地插孔或接地接點，且各該接地支撐腳係彼此間隔地排列在對應於該設計間隙之位置，以令各該接地支撐腳能位在對應於二相鄰訊號端子底端間之位置，從而使該絕緣座體及其中之該等訊號端子能完全被包圍在該接地金屬外殼及該等接地支撐腳內，以藉由該接地金屬外殼及該等接地支撐腳之屏蔽及導引作用，不僅能有效地阻隔外界電磁波對各該訊號端子上高頻訊號造成電磁干擾(EMI)而產生雜訊(noise)，尚能有效避免相鄰之該等訊號端子上高頻訊號因電磁干擾(EMI)產生雜訊(noise)而對周遭電子元件的訊號處理造成負面影響；且能將該等雜訊宣洩至該電路板之接地端，予以排除，以確保該電路板及其上電子元件在高頻訊號處理上之訊號完整性(Signal Integrity，簡稱SI)；並能保護該絕緣座體及其中之該等訊號端子不致遭遇碰撞而輕易毀損。

本創作之另一目的，係該絕緣座體上凹設有至少一嵌卡槽，該接地金屬外殼上在對應於各該嵌卡槽之位置處分別沖壓成形地設有一嵌卡鍵，各該嵌卡鍵能在受力後向內彎折，而嵌卡至對應之該嵌卡槽內，以確保該接地金屬外殼能穩固地包覆在該絕緣座體上。

本創作之又一目的，係該絕緣座體為一呈長方體或正方體之構形，該接地金屬外殼上對應於四個彎角之該等接地支撐腳的直徑係大於位於其它位置之該等接地支撐腳的直徑，以能提供該高頻連接器在該電路板上更大且更穩固的支撐力。

本創作之又另一目的，係該接地金屬外殼上設有複數個開 孔，各該開孔係分別與該容納空間相連通，以令該接地金屬外殼內的空氣能與周遭空氣相互對流，而有效地為該電路板、該絕緣座體及其中之各該訊號端子達成散熱及降溫之作用及目的。

為便 貴審查委員能對本創作目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

[習知]

無

[本創作]

1‧‧‧高頻連接器

10‧‧‧絕緣座體

100‧‧‧插接空間

101‧‧‧插接口

102‧‧‧絕緣座體之底面

103‧‧‧嵌卡槽

120‧‧‧端子槽

13‧‧‧訊號端子

13T‧‧‧訊號端子頂端

13B‧‧‧訊號端子底端

16‧‧‧接地金屬外殼

160‧‧‧容納空間

161‧‧‧接地支撐腳

1611‧‧‧對應於彎角之接地支撐腳

1612‧‧‧對應於其它位置之接地支撐腳

163‧‧‧嵌卡鍵

20‧‧‧電路板

21‧‧‧接地插孔

22‧‧‧接地接點

d‧‧‧預定間距

G‧‧‧設計間隙

164‧‧‧開孔

第1圖係本創作之一較佳實施例中高頻連接器的立體爆炸示意圖；第2圖係第1圖所示本創作之較佳實施例中高頻連接器的組立示意圖；及第3圖係本創作之另一較佳實施例中接地金屬外殼之仰視透視圖。

本創作係一種利用接地金屬外殼有效提高抗EMI表現之高頻連接器1，在本創作之一較佳實施例中，請參閱第1及2圖所示，茲為方便說明起見，在本創作之後續敘述中，係以第1及2圖之上方作為該高頻連接器1之頂側或頂端方位，且以第1及2圖之下方作為該高頻連接器1之底側或底端方位，合先陳明。在該較佳實施例中，復請參閱第1圖所示，該高頻連接器1至少包括一絕緣座體10、複數支訊號端子13、一接地金屬外殼16，其中，該絕緣座體10內開設有至少一排端子槽組，各排端子槽組分別包括複數個相互間隔排列之端子槽120，該兩排端子槽組中相互對應之二端子槽120係彼此區隔且保持一預定間距d；各該訊號端子13係分別定位至各該端子槽120中，各該訊號端子13的頂端13T係露出在該絕緣座體10頂側開設之 一插接口101，各該訊號端子13的底端13B則係由該絕緣座體10之底面102延伸而出，供分別焊接至一電路板20之頂面上對應之訊號接點(圖中未示)，且令該絕緣座體10之底面102能與該電路板20之頂面保持一設計間隙G，該設計間隙G係為該電路板20之頂面及各該訊號端子13的底端13B與周遭空氣間提供一能相互對流的空間，以達成為該電路板20及各該訊號端子13提供散熱降溫作用之目的。

承上，復請參閱第1及2圖所示，該接地金屬外殼16內設有一容納空間160，該容納空間160的構形係與該絕緣座體10的構形相匹配，以令該接地金屬外殼16能完全包覆住該絕緣座體10上除頂面及底面外之其餘表面；該接地金屬外殼16之底緣凸設有複數支接地支撐腳161，各該接地支撐腳161係由該接地金屬外殼16之底緣延伸而出，以連接(如：焊接、抵靠)至該電路板20之頂面上對應之接地插孔21或接地接點22，以確保該高頻連接器1能被穩固地安裝在該電路板20上，而不易鬆動，且各該接地支撐腳161係彼此間隔地排列在對應於該設計間隙G之位置，以令各該接地支撐腳161能分別位在對應於二相鄰訊號端子13底端13B間之位置(但不以此為限，實際上能以產品需求之接地支撐腳161與訊號端子13的數量而定)，從而使該絕緣座體10及其中之該等訊號端子13能完全被包圍在該接地金屬外殼16及該等接地支撐腳161內，以藉由該接地金屬外殼16及該等接地支撐腳161之屏蔽、導引、支撐及保護作用，有效達成下列四大功效及目的：(1)該接地金屬外殼16及該等接地支撐腳161之包覆及包圍所產生之屏蔽作用，除能有效防止外界電磁波對各該訊號端子13上之高頻訊號造成電磁干擾而產生雜訊之外，尚能有效避免相鄰之該等訊號端子13上之高頻訊 號間相互發生電磁干擾所產生之雜訊向外洩漏，而對該電路板20上電子元件(圖中未示)的訊號處理精準度造成負面影響；(2)該等接地支撐腳161能將外界電磁波或該等訊號端子13上所產生之雜訊宣洩至該電路板之接地端，而予以排除，從而確保該電路板20及其上電子元件(圖中未示)在高頻訊號處理上之訊號完整性(Siginal Integrity，簡稱SI)；(3)該接地金屬外殼16尚能保護該絕緣座體10及其中之該等訊號端子13，令其不致因遭遇碰撞而輕易毀損；及(4)另，該等接地支撐腳161亦能有效支撐該絕緣座體10，且令該絕緣座體10之底面102與該電路板20之頂面間始終能保持在該設計間隙G，以透過該設計間隙G，為該電路板20之頂面及各該訊號端子13的底端13B與周遭冷空氣間提供一能相互對流的空間，從而能有效地達成為該電路板20及該等訊號端子13實現散熱降溫作用之目的。

復請參閱第1及2圖所示，在本創作之前述實施例中，該絕緣座體10上尚凹設有至少一嵌卡槽103；另，在該接地金屬外殼16上對應於各該嵌卡槽103之位置處則分別沖壓成形地設有一嵌卡鍵163，該嵌卡鍵163能在受力後向內彎折而嵌卡至對應之該嵌卡槽103內，以確保該接地金屬外殼16能穩固且完全地包覆住該絕緣座體10上除頂面及底面外之其餘表面。再者，為了令該接地金屬外殼16能在該電路板20上，提供該絕緣座體10及其中之該等訊號端子13更穩固且穩定的支撐力，在本創作之前述實施例中，該絕緣座體10之構形可為一呈長方體或正方體，該接地金屬外殼16底緣上對應於四個彎角之該等接地支撐腳1611的直徑或橫斷面係大於位於其它位 置之該等接地支撐腳1612的直徑或橫斷面，又，在該實施例中，接地支撐腳1611係以焊接方式，固定於對應之接地插孔21，接地支撐腳1612則直接抵靠至對應之接地接點22，但不以此為限。此外，請參閱第3圖所示，為了有效降低該接地金屬外殼16之重量，且能有效提升該高頻連接器1之散熱效果，該接地金屬外殼16上尚設有複數個開孔164，各該開孔164係分別與該容納空間160相連通，以令該接地金屬外殼16內的空氣能與周遭冷空氣相互對流，從而快速降低該絕緣座體10及其中該等訊號端子13之溫度。

復請參閱第1及2圖所示，在本創作之前述實施例中，各該訊號端子13係藉鄰近中段的部位，分別插接或一體成型地定位至該絕緣座體10之各該端子槽120中(如：以射出成型的製程，將該等訊號端子13與該絕緣座體10製作成一體)，各該訊號端子13鄰近頂端13T的部位係露出在該絕緣座體10的頂端，各該訊號端子13鄰近底端13B的部位則係由該絕緣座體10之底端延伸而出，供焊接至該電路板20頂面上對應之訊號接點(圖中未示)；復請參閱第1圖所示，該絕緣座體10內設有一插接空間100，該絕緣座體10之頂側則開設有一插接口101，該插接口101係與該插接空間100相連通，以令各該訊號端子13鄰近頂端13T的部位能露出在該插接口101，且令各該訊號端子13鄰近底端13B的部位能由該絕緣座體10之底端延伸而出。如此，藉由該接地金屬外殼16及該等接地支撐腳161之屏蔽、導引、支撐及保護作用，不僅能有效提高該高頻連接器1之抗EMI表現，從而確保該高頻連接器1具備穩定且精準的訊號傳輸表現，尚能確保該高頻連接器1在該電路板20上的結構穩固性及穩定性。

最後，為了令業者能夠根據產品的設計需求，彈性地調整其 生產製程，以有效地提高整體的生產效率及產品良率，在本創作之其它實施態樣中，該高頻連接器1之結構設計並不侷限於第1及2圖所示之結構，業者亦能根據產品或生產線上的實際需求，調整各該元件的造形、構造及組合關係，甚至，藉由增減各該元件，以有效達成提高整體生產效率及產品良率之目的，在本創作之另一實施例中，請參閱第3圖所示，係透過射出成型的製程，先將該絕緣座體10及該等訊號端子13等元件，製作成為一體，再將由一金屬板材經沖壓成型製成之該接地金屬外殼16，經彎折成形而包覆至該絕緣座體10上除頂側及底側之外緣表面，以令該該接地金屬外殼16能與該絕緣座體10穩固地結合成為一體，而具備堅固及穩定之機械結構及特性，據此，無論該絕緣座體10係由絕緣塑料製成之單一元件個體，或者，是由絕緣塑料製成的複數個元件個體所組合而成，只要該絕緣座體10上在對應之位置處分別開設有該等端子槽120，以供分別嵌接各該訊號端子13，具體實現本創作之前述功能及效果，均為本創作在此欲主張保護之高頻連接器1，並予指明。

按，以上所述，僅係本創作之較佳實施例，惟，本創作所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本創作所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本創作之保護範疇。

Claims (7)

1. 一種利用接地金屬外殼有效提高抗EMI表現之高頻連接器，至少包括：一絕緣座體，其內設有至少一排端子槽組，各該端子槽組分別包括複數個相互間隔排列之端子槽，且各該端子槽組中相互對應之二端子槽係彼此區隔且保持一預定間距；複數支訊號端子，係分別定位至各該端子槽中，各該訊號端子的頂端係外露在該絕緣座體的頂端，各該訊號端子的之底端則係由該絕緣座體之底面延伸而出，供分別焊接至一電路板之頂面上對應之訊號接點，且令該絕緣座體之底面能與該電路板之頂面保持一設計間隙；及一接地金屬外殼，該接地金屬外殼內設有一容納空間，該容納空間的構形係與該絕緣座體的構形相匹配，以令該接地金屬外殼能包覆住該絕緣座體除頂面及底面外之其餘表面，該接地金屬外殼之底緣凸設有複數支接地支撐腳，各該接地支撐腳係由該接地金屬外殼之底緣延伸而出，以連接至該電路板之頂面上對應之接地插孔或接地接點，且各該接地支撐腳係彼此間隔地排列在對應於該設計間隙之位置。
2. 如請求項1所述之高頻連接器，其中，各該接地支撐腳能位在對應於二相鄰訊號端子底端間之位置。
3. 如請求項2所述之高頻連接器，其中，各該訊號端子鄰近中段區域的寬度係大於其上鄰近頂端或底端區域的寬度。
4. 如請求項3所述之高頻連接器，其中，該絕緣座體上凹設有至少一嵌卡槽，該接地金屬外殼上在對應於各該嵌卡槽之位置處分別沖壓成形地設有一嵌卡鍵，各該嵌卡鍵能在受力後向內彎折而嵌卡至對應之該嵌卡槽內，以確保該接地金屬外殼能穩固且完全地包覆住該絕緣座體除頂面及底面外之其餘表面。
5. 如請求項4所述之高頻連接器，其中，該絕緣座體係呈長方體或正方體。
6. 如請求項5所述之高頻連接器，其中，該接地金屬外殼上對應於四個彎角之該等接地支撐腳的直徑或橫斷面係大於位於其它位置之該等接地支撐腳的直徑或橫斷面，以提供該高頻連接器在該電路板上更穩固的支撐力。
7. 如請求項6所述之高頻連接器，其中，該接地金屬外殼上設有複數個開孔，各該開孔係分別與該容納空間相連通，以令該接地金屬外殼內的空氣能與周遭冷空氣相互對流。