CN110048281A - 电连接器 - Google Patents

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蔡侑伦
王淑芬
叶有财
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Abstract

本发明为一种电连接器，包括基座与配置于基座的多个第一端子。各第一端子具有彼此相对的对接段与电性导通段，对接段分属彼此平行且相异的两平面，电性导通段位于同一平面，其中第一端子在所述电性导通段处形成多个端子集合，各端子集合包括彼此相邻且依序排列的接地端子、一对高速差分端子与电源端子。

Description

电连接器
技术领域
本发明有关于一种电连接器。
背景技术
近来，随着人们对传输速率与储存容量的需求愈来愈高，USB的传输速率现在已经发展出USB3.1超速(Super Speed+)规格。尤其，新规范的USB Type-C可提供高达10Gbps的最大传输速率，并在传输大容量档案的同时能获得更快速的传输速率，因此能有效缩短传输时间。
随着高速传输介面的传输速度大幅提升，其导电端子数目增多且分布密集，而现今通用序列汇流排介面由于其导电金属导体在空间排列的距离上相当近，因此讯号传输时势必会增加电容耦合的现象，进而增加讯号传输时的干扰状况，从而降低讯号传输的稳定性，以及阻抗不匹配会干扰讯号传输而同步降低讯号传输的稳定性，会造成使用品质变差、讯号不稳定等缺失。
据此，如何提供适当的端子配置，以符合现有新规范的传输速率，同时兼具使电连接器朝向轻薄短小且方便使用的设计趋势，实为相关技术人员所需思考解决的课题。
发明内容
本发明提供一种电连接器，其藉由端子在电性导通段的配置，而有效避免高速讯号传输时的干扰。
本发明的电连接器，包括基座与配置于基座的多个第一端子。各第一端子具有彼此相对的对接段与电性导通段，电连接器藉由对接段而可拆卸地连接于外部电子装置，对接段分属彼此平行且相异的两平面，电性导通段位于同一平面。第一端子在所述电性导通段处形成多个端子集合，各端子集合包括彼此相邻且依序排列的接地端子、一对高速差分端子与电源端子。
在本发明的一实施例中，上述各端子集合的端子呈等距排列。
在本发明的一实施例中，上述高速差分端子是一对Tx+/Tx-端子或一对Rx+/Rx-端子。
在本发明的一实施例中，上述电连接器是USB Type-C连接器。
在本发明的一实施例中，上述第一端子还包括多对USB2.0差分端子、多个专用通道（Configuration Channel, CC）端子与多个边带使用（Sideband use, SBU）端子，而上述端子集合位于所述多对USB2.0差分端子、所述多个专用通道端子与所述多个边带使用端子的相对两侧。
在本发明的一实施例中，上述端子集合对称地位于电性导通段的两侧位置。
在本发明的一实施例中，上述对接段与电性导通段位于同一平面。
在本发明的一实施例中，上述电连接器还包括屏蔽片，配置于基座且位于对接段所在之相异两平面之间。屏蔽片具有至少一第二端子，与第一端子的电性导通段同轴排列于同一平面。
在本发明的一实施例中，上述屏蔽片具有一对第二端子位于电性导通段的相对两侧。
在本发明的一实施例中，上述基座包括第一部件与第二部件，一部分第一端子穿设于第一部件，第一部件具有承座，电性导通段座落于承座上。第二部件组装于第一部件且暴露出承座，另一部分第一端子穿设于第二部件。
在本发明的一实施例中，上述第一部件具有多个间隔件，配置于承座上，上述电性导通段被间隔件区隔。
在本发明的一实施例中，上述电连接器还包括屏蔽片，夹置于第一部件与第二部件之间。基座具有凹陷，而屏蔽片具有侧翼，位于凹陷而暴露于基座之外。
在本发明的一实施例中，上述电连接器还包括第一屏蔽壳，套设且包覆基座与屏蔽片，且第一屏蔽壳电性抵接于侧翼。
在本发明的一实施例中，上述电连接器还包括第二屏蔽壳，套设于第一部件的舌部、第二部件的舌部与屏蔽片的舌部。第二屏蔽壳位于第一屏蔽壳之内且电性抵接于第一屏蔽壳。
基于上述，电连接器藉由端子于其电性导通段的特定配置，也就是在电性导通段的排列轴向上，让高速差分端子的相对两侧先行配置电源端子与接地端子而不配置其他端子，也就是在电性导通段处形成多个端子集合，且各端子集合皆是由接地端子、高速差分端子与电源端子依序排列而成。如此一来，正由于高速差分端子设置于接地端子与电源端子之间，因此能有效地避免因电源讯号及其他杂讯的干扰，而造成讯号失真并影响高频讯号特性的情形。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1与图2分别是以不同视角绘示本新型的电连接器。
图3与图4分别是图2的电连接器之不同程度的***图。
图5是以另一视角绘示图4的***图。
图6是图4的端子的放大示意图。
图7是电连接器的部分构件示意图。
图8与图9分别对应不同端子配置而产生的阻抗示意图。
符号说明
100：电连接器
110：基座
110A：第一部件
110B：第二部件
111：凸柱
112：承座
113：卡扣部
114：间隔件
115：开孔
116a、116b：凹陷
117、118：卡槽
120：第一端子
120A、120B：端子组
130：屏蔽片
132：弯折凸部
134：侧翼
140：套件
150：第二屏蔽壳
160：第一屏蔽壳
162、164：弹片
A1～A12、B1～B12：端子
C1～C26：导引槽
CR1、CR2：孔道
CR3、CR4：开口
d1、d2、d3、d4：距离
E1：对接侧
E2：电性导通侧
F1、F2：第二端子
LSL：阻抗的上限值
USL：阻抗的下限值
P1、P2：平面
S1、S4：对接段
S2、S5：弯折段
S3、S6：电性导通段
TR1、TR2、TR3：舌部
X-Y-Z：直角座标
Z1：传送端随着时间的阻抗曲线
Z2：接收端随着时间的阻抗曲线。
具体实施方式
图1与图2分别是以不同视角绘示本新型的电连接器。图3与图4分别是图2的电连接器之不同程度的***图。在此同时提供直角座标X-Y-Z，以利于进行相关构件的描述。请先参考图1至图3，在本实施例中，电连接器100例如是USB Type-C连接器，其包括基座110、多个第一端子120、套件140、第一屏蔽壳160与第二屏蔽壳150，其中第一端子120配置在基座110内，套件140套设于基座110的局部，第二屏蔽壳150套设于套件140外，而第一屏蔽壳160套设于基座110外。
请再参考图3与图4，尤其在图4中，本实施例将第一端子120进一步地区分为端子组120A与端子组120B，而基座110包括第一部件110A与第二部件110B，其沿Z轴而相互组装在一起，前述端子组120A与端子组120B分别穿设于第二部件110B与第一部件110A，在此，端子组120A与120B以及第二部件110B、第一部件110A可藉由模***出方式而个别完成后，再随同第一部件110A与第二部件110B相互组装。
图5是以另一视角绘示图4的***图。请同时参考图3至图5，本实施例电连接器100还包括屏蔽片130，其配置于基座110且实质上是被夹置在第一部件110A与第二部件110B之间。如图4与图5所示，第一部件110A上设置有位于舌部TR2相对两侧的凸柱111、卡扣部113与卡槽118，第二部件110B上设置有位于舌部TR1相对两侧的开孔115与卡槽117，而屏蔽片130具有位在舌部TR3相对两侧的弯折凸部132。据此，藉由凸柱111与开孔115提供的定位效果，卡扣部113与卡槽117提供的卡扣效果，而使第一部件110A与第二部件110B能顺利地组装在一起，而屏蔽片130藉由弯折凸部132与卡槽118的对应结合，而能顺利地被夹置在第一部件110A与第二部件110B之间。
换句话说，电连接器100在经由如图4、图5的组装之后，便能接着以图3所示进行后续组装动作，亦即让套件140套设于前述舌部TR1、TR2与TR3，再以第二屏蔽壳150与基座110结合而包覆前述舌部TR1、TR2与TR3，最终再以第一屏蔽壳160将组装于基座110而将基座110及其内的端子、套件140与第二屏蔽壳150等构件包覆其内。
在本实施例中，基座110的第二部件110B具有孔道CR1、CR2，而第一屏蔽壳160具有开孔CR3、CR4，其分别对应于孔道CR1、CR2，进而形成锁附孔结构，以利电连接器100与外部电子装置对接时，能进一步地藉由锁附件（未绘示）从外部电子装置锁入电连接器100而将两者固定在一起。
再者，第一部件110A还具有位于旁侧的凹陷116a，第二部件110B还具有位于旁侧的凹陷116b，而屏蔽片130还具有侧翼134。故，当第一部件110A、第二部件110B与屏蔽片130组装在一起时，侧翼134会座落于凹陷116a、116b中并暴露出基座110。据此，当第一屏蔽壳160组装至基座110时。第一屏蔽壳160位于旁侧的弹片162会结构抵接在侧翼134上并达到电性导通的效果，因此屏蔽片130与第一屏蔽壳160之间即能形成电性共同接地的状态，同时据以提供电磁屏蔽的效果。进一步地，第一屏蔽壳160还具有位于其顶部的弹片164，其用以结构抵接在第二屏蔽壳150上并形成电性导通状态。由此即能将屏蔽片130、第一屏蔽壳160与第二屏蔽壳150电性导通，而达到所需的接地与电磁屏蔽效果。
请再参考图4与图5。值得注意的是，第一端子120是沿X轴排列，且各第一端子120沿Y轴区分为不同区段，其中端子组120A的各端子区分为对接段S1、弯折段S2以及电性导通段S3，而端子组120B的各端子也区分为对接段S4、弯折段S5与电性导通段S6，在此所述对接段S1、S4是作为让电连接器100用以与外部电子装置（未绘示）对接而实体接触的区段，也就是如图1与图2所示的对接侧E1。对应地，电性导通段S3、S6则是让电连接器100得以固定且电性连接于电子模组，也就是图1与图2所示的电性导通侧E2，在此与电连接器100的电性导通侧E2相互连接的电子模组例如是电路板或缆线，而使所述电子模组得以藉由电连接器100与外部电子装置进行对接的动作，而使电子模组与外部电子装置达到电性导通与否的效果。
图6是图4的端子的放大示意图，在此，图6所示端子的位置及排列皆与图4相同。图7是电连接器的部分构件示意图。请同时参考图4、图6与图7，在本实施例中，对接段S1、S4是沿Z轴而相互对应，也就是让第一端子120在对接侧E1处是分属彼此相异且平行的两个平面P1、P2上，且所述平面P1、P2平行于X-Y平面，以让第一端子120在对接段S1、S4处能符合USBType-C的连接器规范。但，在电连接器100的电性导通侧E2则未有限定，因而此处随着各种不同使用需求而异。在此，为让电连接器100便于使用者握持操作，因此不再局限其配置需如对接段S1、S4一般，故本实施例中，第一端子120在电性导通段S3、S6实质上是同沿X轴排列且位于同一平面P1上，而呈现电性导通段S3、S6沿X轴的尺寸大于对接段S1、S4沿X轴的尺寸的加宽轮廓配置。
在此实施例中，端子组120B的对接段S4、弯折段S5与电性导通段S6实质上皆位于同一平面P1，因此在制作过程中仅需使端子组120A在其弯折段S2存在沿Z轴的段差（stage）即可，但本新型并未对此设限，于另一未绘示的实施例中，也可使端子组120A、120B皆于弯折段S2、S5处存在沿Z轴的段差。
对于基座110而言，第一端子120的电性导通段S3、S6是座落于第一部件110A的承座112上，且第一部件110A还具有设置于承座112上的多个间隔件114，进而在承座112上形成多个导引槽，且使电性导通段S3、S6皆座落于导引槽中而被这些间隔件114所区隔。同时，藉由电性导通段S3、S6是暴露于基座110之外，故而能提供将电连接器100与电子模组进行导电焊接所需的加工空间。
请再参考图6与图7，本实施例进一步地将第一端子120予以编号，而使端子组120A包括端子A1～A12，端子组120B包括端子B1～B12，其中更重要的是，在端子组120A中，端子A1～A4依序是接地端子、高速差分端子Tx1+/Tx1-以及电源端子，而端子A9～A12依序是电源端子、高速差分端子Rx2-/Rx2+以及接地端子。换句话说，端子组120A在电性导通段S3处形成多个端子集合，即端子A1～A4视为一个端子集合，而端子A9～A12视为另一个端子集合，且在端子集合（端子A1～A4）中，接地端子（端子A1）与电源端子（端子A4）之间配置有高速差分端子（端子A2、A3）。换句话说，端子A1～A4彼此相邻且呈等距排列（距离d1=距离d2=距离d3），以使端子A1与端子A4分别紧邻在端子A2、A3的相对两侧，而后，端子A5再以距离d4排列在端子A4的一侧，且距离d4大于前述距离d1、d2与d3。
故，对于由端子A1～A4所组成的端子集合而言，上述的配置方式能使高速差分讯号得以避免受到电源讯号及杂讯的干扰，造成讯号失真或影响高频讯号的特性。
同样地，在由端子A9～A12所形成的另一端子集合中，接地端子（端子A12）与电源端子（端子A9）之间配置有高速差分端子（端子A10、A11），且端子A9～A12也呈等距配置，因此也能具备相同的效果。
另一方面，在端子组120B在其电性导通段S6处也具有与端子组120A相同的配置手段，亦即，在以端子B1～B4所形成的端子集合中，端子B1是接地端子、端子B2、B3是高速差分端子Tx2+/Tx2-，而端子B4是电源端子，而端子B9～B12也呈相同配置，其中端子B9是电源端子、端子B10、B11是高速差分端子Rx1-/Rx1+、端子B12是接地端子，故具备与上述相同的效果。
基于上述，在本实施例的第一端子120中，其电性导通段S3、S6藉由特定的排列方式，即，形成多个端子集合，且每个端子集合皆是由接地端子、高速差分端子对以及电源端子所组成，也就是让高速差分端子对在排列轴向上紧邻接地端子与电源端子，故而能达到避免传输高速讯号时受到其他电性讯号干扰的情形。
在此，如图4与图6所示，本实施例进一步地将间隔件114所形成的导引槽予以编号为C1～C26，并对应第一端子120的排列，而形成如下表的对应关系与电性脚位定义，以作为图式的补充资讯：
由上可知，端子A1～A4、端子B1～B4、端子B9～B12以及端子A9～A12形成第一端子120在电性导通段S3、S6处的四个不同端子集合。
此外，第一端子120还包括多对USB2.0差分端子（端子A6、A7、B6、B7）、多个专用通道（Configuration Channel, CC）端子（端子A5、B5）与多个边带使用（Sideband use, SBU）端子（端子A8、B8）。同时，沿着X轴的排列方向上，前述多个端子集合实质上是位于USB2.0差分端子、专用通道端子与边带使用端子的相对两侧，也就是说，这些端子集合是对称地位于电性导通段S3、S6的两侧位置。
另需提及的是，屏蔽片130还具有第二端子F1、F2，其沿X轴分设在前述第一端子120的相对两侧，且第二端子F1、F2与电性导通段S3、S6同位于平面P1。在此，第二端子F1、F2用以与电子模组的接地端电性连接，以让电连接器100与电子模组彼此固接之后，电子模组的接地端（例如电路板的接地接垫或是缆线的接地层）能与屏蔽片130、第一屏蔽壳160与第二屏蔽壳150达到供同接地的效果。
图8与图9分别对应不同端子配置而产生的阻抗示意图。请同时参考图8与图9，其中图8为现有技术的端子在电性导通段处的配置所产生的讯号传输效果，而图9绘示本实施例之第一端子120在电性导通段S3、S6处的配置后的讯号传输效果。也就是说，图8代表在高速差分端子旁并未设有电源端子与接地端子，因此在传送高速讯号时，阻抗值会产生如图8所示不良（NG）处的突波，即图8圈起处。相对地，图9代表本新型上述实施例的端子集合，也就是在高速差分端子旁紧邻有接地端子与电源端子，故而并未有上述突波产生，即表示其藉由所述端子配置而使高速讯号在传输时不会受到干扰。其中，Z1与Z2分别代表传送端（Tx）与接收端（Rx）随着时间的阻抗曲线，LSL代表阻抗的上限值，USL代表阻抗的下限值，而以阻抗是否产生突波用以判断讯号传输时是否产生干扰，而由图9可知本新型并未产生突波也未超出前述上限值与下限值。
综上所述，在本发明的上述实施例中，电连接器藉由端子于其电性导通段的特定配置，也就是在电性导通段的排列轴向上，让高速差分端子的相对两侧先行配置电源端子与接地端子而不配置其他端子，也就是在电性导通段处形成多个端子集合，且各端子集合皆是由接地端子、高速差分端子与电源端子依序排列而成。如此一来，正由于高速差分端子设置于接地端子与电源端子之间，因此能有效地避免因电源讯号及其他杂讯的干扰，而造成讯号失真并影响高频讯号特性的情形。
再者，电连接器藉由屏蔽片提供的第二端子，还能进一步地与电连接器所连接的电子模组以及电连接器的屏蔽片、第一屏蔽壳与第二屏蔽壳之间形成电性导通回路，而产生共同接地的效果。此举能藉由接地效果而进一步地提高高速讯号的特性，同时也能据以对端子提供足够的电磁屏蔽，而有效避免RFI射频干扰或串音等问题。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (14)

1.一种电连接器，其特征在于：
一基座；以及
多个第一端子，配置于所述基座，各所述第一端子具有彼此相对的一对接段与一电性导通段，所述电连接器藉由各所述对接段而可拆卸地连接于外部电子装置，各所述对接段分属彼此平行且相异的两平面，各所述电性导通段位于同一平面，其中各所述第一端子在所述电性导通段处形成多个端子集合，各所述端子集合包括彼此相邻且依序排列的一接地端子、一对高速差分端子与一电源端子。
2.如权利要求1所述的电连接器，其特征在于：各所述端子集合的各所述端子呈等距排列。
3.如权利要求1所述的电连接器，其特征在于：所述对高速差分端子是一对Tx+/Tx-端子或一对Rx+/Rx-端子。
4.如权利要求1所述的电连接器，其特征在于：所述电连接器是USB Type-C连接器。
5.如权利要求1所述的电连接器，其特征在于：各所述第一端子还包括多对USB2.0差分端子、多个专用通道（Configuration Channel, CC）端子与多个边带使用（Sideband use,SBU）端子，而各所述端子集合位于所述多对USB2.0差分端子、所述多个专用通道端子与所述多个边带使用端子的相对两侧。
6.如权利要求1所述的电连接器，其特征在于：各所述端子集合对称地位于各所述电性导通段的两侧位置。
7.如权利要求1所述的电连接器，其特征在于：部分各所述对接段与各所述电性导通段位于同一平面。
8.如权利要求1所述的电连接器，其特征在于：还包括：
一屏蔽片，配置于所述基座且位于各所述对接段所在之相异两平面之间，所述屏蔽片具有至少一第二端子，与各所述第一端子的各所述电性导通段同轴排列于同一平面。
9.如权利要求8所述的电连接器，其特征在于：所述屏蔽片具有一对第二端子位于各所述电性导通段的相对两侧。
10.如权利要求1所述的电连接器，其特征在于：所述基座包括：
一第一部件，一部分各所述第一端子穿设于所述第一部件，所述第一部件具有一承座，各所述电性导通段座落于所述承座上；以及
一第二部件，组装于所述第一部件且暴露出所述承座，另一部分各所述第一端子穿设于所述第二部件。
11.如权利要求10所述的电连接器，其特征在于：所述第一部件具有多个间隔件，配置于所述承座上，各所述电性导通段被各所述间隔件区隔。
12.如权利要求10所述的电连接器，其特征在于：还包括：
一屏蔽片，夹置于所述第一部件与所述第二部件之间，所述基座具有一凹陷，而所述屏蔽片具有一侧翼，位于所述凹陷而暴露于所述基座之外。
13.如权利要求10所述的电连接器，其特征在于：还包括：
一第一屏蔽壳，套设且包覆所述基座与所述屏蔽片，且所述第一屏蔽壳电性抵接于所述侧翼。
14.如权利要求13所述的电连接器，其特征在于：还包括：
一第二屏蔽壳，套设于所述第一部件的舌部、所述第二部件的舌部与所述屏蔽片的舌部，所述第二屏蔽壳位于所述第一屏蔽壳之内且电性抵接于所述第一屏蔽壳。
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