TWI479754B - 電連接器的耦合端子結構及電連接器 - Google Patents

Description

電連接器的耦合端子結構及電連接器

本發明是有關於一種電連接器的耦合端子結構及電連接器，尤指一種利用端子間的結構特性而產生由電磁耦合效應，以達到改善串擾干擾的電連接器的耦合端子結構及電連接器。

習知的電連接器的耦合端子的結構如圖1所繪示，第一端子1及第二端子2彼此大致呈相同樣式及結構，且兩者從頭到尾各部位彼此相對上大致呈平行。故舉例來說，假設有一第一橫切線C1分別在兩並排且結構一致的第一端子1與第二端子2上較左端處切出兩第一橫切點(11,21)，兩第一橫切點(11,21)之間的相對距離為針腳間距P；又如有一第二橫切線C2亦分別在所述第一端子1與第二端子2上的中間段落切出兩第二橫切點(12,22)，兩第二橫切點(12,22)之間的相對距離也基本上等同於針腳間距P，此為有關耦合端子一般的習知做法及結構安排。

然而鄰近端子間或端子自身卻始終存在著串擾(cross-talk)的干擾問題，尤其當電連接器用於高速資料傳輸時(如3Gbps)，為了在短時間傳輸大量的資料，其電信號需要較高的頻寬，因此電信號的工作頻率亦極高，可能在3GHz至5GHz間或更高，隨著工作頻率的增高所產生的串擾更是嚴重，隨即影響資料傳輸的完整性或產生位元錯誤(bit error)。

故如無法做到鄰近端子間完善的屏蔽以降低串擾，就 只好改為降低電信號的工作頻率，而導致資料傳輸速率產生瓶頸而無法被大幅提高。即使可有效做到鄰近端子間的屏蔽，也多會因為屏蔽元件或接地元件的增加而導致電連接器體積、重量無法被有效縮小，這顯然違背了現今各電子元件均朝微型化發展的趨勢，而且還徒然增加製造成本。

緣是，本發明人有感上述之課題，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明之主要目的，在於提供一種電連接器的耦合端子結構，以改善端子之間產生串擾干擾的問題，以提昇信號傳輸品質。

為達上述目的，本發明提供一種電連接器的耦合端子結構，其用以於傳輸電信號時彼此產生電磁耦合效應，以透過非接地的屏蔽結構，降低串擾干擾，包括：數組成對的第一端子及第二端子，彼此並列而聚集成一立體的端子叢集，其中，該第一端子包含有一第一接觸端部、一第一頸部及一第一延伸部；該第二端子包含有一對應於該第一接觸端部的第二接觸端部、一對應於該第一頸部的第二頸部及一對應於該第一延伸部的第二延伸部；該第一接觸端部與該第二接觸端部彼此相距有一第一間距，該第一延伸部與該第二延伸部彼此相距有一第二間距，該第一間距大於該第二間距，且該第一延伸部的一寬面朝向該第二延伸部的一寬面，藉此該第一延伸部及該第二延伸部之間產生 電磁耦合效應。

為達上述目的，本發明還提供一種電連接器，其包含如上所述之電連接器的耦合端子結構，該電連接器包含一於其中設置有所述端子叢集的介電殼體，該介電殼體用以固定所述端子叢集的第一端子及第二端子，並藉此分別固定該第一間距以及該第二間距，且所述第一接觸端部及第二接觸端部更於該電連接器的任一面上形成一電連接介面。

綜上所述，本發明以上述第一接觸端部與第二接觸端部之間的第一間距，大於第一延伸部與第二延伸部之間的第二間距的結構安排，以及該第一寬面朝向該第二寬面為主要技術手段，換言之，本發明用意在於當信號傳輸時，讓彼此較為靠近的第一延伸部及第二延伸部之間還形成兩者的寬面朝向彼此的結構，以產生較佳的電磁耦合效應，使所傳輸的信號得以獲得較佳的包覆性，達到降低對外及自身的干擾問題，以達到改善端子之間產生串擾干擾的問題，並有效提昇電連接器的信號傳輸品質。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參閱圖2、圖3、圖4所繪示，為了改善電性傳輸端子對外與其他電性傳輸端子之間，或電性傳輸端子自身內部的串擾(crosstalk)干擾問題，本發明提供一種電連接器的耦合端子結構，其用以於傳輸電信號時讓彼此產生電磁耦 合效應，以透過非接地的屏蔽結構，降低串擾干擾，以上方兩個端子為例以玆說明，其包括：數組成對的第一端子10及第二端子20，而且彼此並列而聚集成一立體的端子叢集CL，圖2所示為一2 x 5的端子叢集CL，但不以此為限，端子叢集CL亦可為4 x 5、6 x 5或4 x 8......等的規格，所述的第一端子10與第二端子20可以是任何類型的電性端子，例如：單端信號端子、差動信號端子對或是接地端子。如以差動信號端子對作為說明用的較佳範例，則第一端子10與第二端子20可分別為一正差動信號端子及一負差動信號端子。

結構上，第一端子10自其一頭端則依序包含有一第一接觸端部11、一第一頸部12及一第一延伸部13。第二端子20則自其一頭端則依序包含有一對應於所述第一接觸端部11的第二接觸端部21、一對應於所述第一頸部12的第二頸部22及一對應於第一延伸部13的第二延伸部23，而且第一接觸端部11與第二接觸端部21彼此相距有一第一間距D1，第一延伸部13與第二延伸部23彼此相距有一第二間距D2，而且第一間距D1大於第二間距D2，第一延伸部13及第二延伸部23大抵皆分別為一具有寬面(圖2，標號略)及窄面(圖2，標號略)的條狀導電物，較佳地，第一延伸部13的寬面朝向第二延伸部的寬面，以加強所產生之電磁耦合效應。

因此從圖示之中可以了解到，本發明為了達到改善端子之間串擾干擾的問題，本發明的端子之間的結構，皆至少須具有其第一接觸端部11與第二接觸端部21之間的第一間距D1大於第一延伸部13與第二延伸部23之間的第二 間距D2的結構特徵。以第一端子10為例，只要符合上述特徵，那麼連接第一接觸端部11與第一延伸部13之間的第一頸部12，則不限定須以何種特定方式或結構來進行第一接觸端部11與第一延伸部13之間的連接，同理，第二頸部22亦是如此。

為了方便說明，如圖3所繪示，本發明以在俯視角上，相對於對稱軸AX而兩兩對稱的第一端子10與第二端子20進行說明，若將對稱軸AX比喻為一面鏡子，可發現第一端子10的整體結構與第二端子20的整體結構大致互呈鏡像關係或互成對掌關係，並可類推至如圖2或圖4之除第一端子10及第二端子20以外的其他端子，但仍不以此對稱的結構為限。如從圖3所示，以第一接觸端部11作為出發點，第一頸部12則以朝對稱軸AX靠近的方式而向內彎折延伸，且連接到第一延伸部13，而且第二頸部22對稱於第一頸部12，也以朝對稱軸AX靠近的方式而向內彎折，接著延伸到第二延伸部23。因此為了使第一間距D1大於第二間距D2，在端子的製造上，通常會對其中任一端子中間段落進行沖折加壓，以形成朝其中另一端子的方向或朝對稱軸AX的方向而向內彎折的第一頸部12及第二頸部22，如此第一頸部12及第二頸部22後段部份的延伸部13及延伸部23之間的第二間距D2即自然小於第一間距D1。

而較佳地，第一間距D1與第二間距D2之間的比例為40：7(其比值為5.714)至40：15(其比值為2.667)之間，從更精確的實施範例來說，第一間距D1實際寬度可為2公釐，第二間距D2的實際寬度可為0.55公釐。

此外，為了配合一般電連接器的介電殼體結構規格或使用習慣，第一接觸端部11可平行於第二接觸端部21，或是第一接觸端部11可對稱於第二接觸端部21。如以圖4的第一接觸端部11作為說明，第一接觸端部11更可包含有一第一夾持部111，第一挾持部111進一步包含有一上夾持墊片1111及一下夾持墊片1112，其中上夾持墊片1111與下夾持墊片1112分別呈一彎弧狀，以使彼此間的間距更小，而在上、下夾持墊片1111、1112之間形成一相對最窄的距離，如此可取得一緊配效果更佳的挾持效果。上、下夾持墊片1111的端部更因為上述之彎弧狀，而分別形成一上翹起端1113以及一下翹起端1114，使上翹起端1113至下翹起端1114在上、下夾持墊片1111、1112之間形成一相對最寬的開口，藉著由寬至窄的結構可在另一連接端子的公插***時，給予一***的導引，更可有利於一公插(圖略，未繪示)的***，同理，與第一端子10成對的第二端子20也有上述第一夾持部111結構相當的第二夾持部(請見圖2，以下標號略)，因此第二挾持部進一步包含有一上夾持墊片(標號略)及一下夾持墊片(標號略)，其中第二夾持部的上夾持墊片與下夾持墊片分別呈一彎弧狀，以使彼此間的間距更小，而在第二夾持部的上、下夾持墊片之間形成一相對最窄的距離，如此可取得一緊配效果更佳的挾持效果。

又，如圖2、圖3及圖4所繪示，以第一端子10為例，其第一頸部12靠近第一接觸端部11之處，還包含有一第一扭轉部121，其目的在於第一延伸部13為寬面 W朝側，窄面(未標號)朝下(圖4)，然而為了使第一接觸端部11形成如上一段所述有利於一公插***的結構，故利用第一扭轉部121而使第一接觸端部11可沿其縱向自轉，以使其窄面(N)可以朝側，寬面W可以朝上或朝下。同理，就第二端子20而言，其第二頸部22靠近第二接觸端部21之處，還包含有一第二扭轉部221，故利用第二扭轉部221而使第二接觸端部21可沿其縱向自轉，以使其窄面N可以朝側(如：圖2)，寬面W可以朝上或朝下，從而使第一接觸端部11的窄面N朝向第二接觸端部21的窄面N。

較佳地，第一端子10自第一延伸部13還可進一步依序延伸出有一第三頸部14及一第三接觸端部15，換言之，第一接觸端部11及第三接觸端部15分別位於第一端子10的兩端。

類似地，第二端子20自第二延伸部23還可進一步依序延伸出一對應於第三頸部14的第四頸部24及一對應於該第三接觸端部15的第四接觸端部25。在本實施例第三接觸端部15與第四接觸端部25皆為魚眼針腳，但不以此為限，第三接觸端部15與第四接觸端部25作為本發明第一端10及第二端子20的另一端部，可為任何規格、形式的電性接點、針腳、母插或公插，然而最重要的是，第三接觸端部15與第四接觸端部25彼此亦相距有一第三間距D3，第三間距D3須大於第二間距D2，第三間距D3與第一間距D1之間的相對大小則不限定，但是較佳地，第三間距D3可等於第一間距D1。而第三頸部14與第四頸部15個別的結構或其相對之間 的結構，則如上述第一頸部12與第二頸部22的範例一樣，不再贅述。

較佳地，本發明以電連接器中的直角配接器做為示範，是以第一延伸部13還可具有一第一彎折部131，第一彎折部131通常作一接近直角角度的彎折，如以圖4為例，此彎折為朝下，但不以此為限，亦可朝上、朝出圖4紙面或朝入圖4紙面的方向彎折，彎折的角度亦不限。請復回到圖2及圖4，第一彎折部131可用以導引第三接觸端部15所朝的方向，以將第三接觸端部15與第一接觸端部11兩者各自所朝方向導引至互為垂直的相對關係。而第二延伸部23還具有一對應於該第一彎折部131的第二彎折部231，故藉由第二彎折部231對第四接觸端部25的帶動、導引，亦會將第四接觸端部25與第二接觸端部21兩者各自所朝方向導引至互為垂直的相對關係。然而無論第一彎折部131與第二彎折部231如何彎折，最後結果皆須符合本發明如上所述之第三間距D3大於第二間距D2。

在此附帶說明的是，上述第一間距D1、第二間距D2及第三間距D3的定義及測量方式為：如以第一間距D1為例，是依第一接觸端部11、第二接觸端部21兩者中心軸(如圖3，標號略)之間的距離所定義且依此測量而得，第二間距D2、第三間距D3亦為如此。

然而上述之第一彎折部131的結構，如非使用在直角配接器時，則可能變得不必要；又以圖2、圖4中下方的第一端子10’為例，可了解到其第三接觸端部15’最後可以朝下，乃是由第三頸部14’起自第一延伸部13’而直接向下延 伸，則可發現，其第一彎折部131’的結構特徵雖存在，但不甚明顯。

請參閱圖5所繪示，經由上述技術手段所獲得的本發明，由圖5之測試數據證明，可有效降低端子自身或端子之間的串擾干擾，圖5的縱軸為串擾干擾的噪訊值，其單位為分貝(dB)；橫軸為所使用的電信號頻率，其單位為千赫(GHz)；第一曲線L1為利用本發明之電連接器的耦合端子結構在以各頻率電信號傳輸時所產生的串擾干擾的噪訊值；第二曲線L2為利用習知端子結構在以各頻率電信號傳輸時所產生的串擾干擾的噪訊值，由圖5可知透過本發明進行信號傳輸時，所引起的串擾噪訊值整體皆比習知端子還小，因此本發明確實能有效降低串擾干擾的噪訊值，且在提升信號噪訊比(信噪比，Signal/Noise,S/N)的方面上，更應有顯著幫助。

請參閱圖2及圖6所繪示，本發明還提供一種電連接器，其包含如上所述之電連接器的耦合端子結構，所述電連接器還包含一其中設置有如上所述之第一端子10及第二端子20的介電殼體(標號略)，用以固定所述第一端子10及第二端子20，並可藉此分別固定第一間距D1、第二間距D2或第三間距D3，且第一接觸端部11及第二接觸端部21更可於電連接器的任一面上形成一電連接介面。

所述介電殼體可以經由模具注入而一體成型，但不以此為限。故在本較佳的實施例中，如圖6所繪示，介電殼體則以第一殼體30、第二殼體40以及第三殼體50做為示範，第三殼體50還具有數個通孔51，所述第一接觸端部 11及第二接觸端部21被第三殼體50所包覆且對應於其上之通孔51，以形成一電連接介面(標號略)，此電連接介面可以是公插介面或母座介面。

較佳地，如為公插介面，可為金手指公插、魚眼針腳、或任何針腳等。如為母座介面，可為金手指母座、或具有挾持功能的母座，本實施例以形成於第三殼體50側面的電性母座作為較佳的實施例示範。上述第一接觸端部11及第二接觸端部21的示範與其變化型亦適用於第三接觸端部15及第四接觸端部25。

為了更清楚的表示，如圖7及圖8所繪示，為移除第三殼體50後的電連接器狀態，第一殼體30以及第二殼體40用以分別包覆第一延伸部13及第二延伸部23的絕大部份，以固定所述第一端子10及第二端子20，並藉此固定第一延伸部13與第二延伸部23之間的第二間距D2。第一殼體30與第二殼體40分別於靠近第一頸部12及第二頸部22之處，還各延伸出有一上下長度略長於第一殼體30及第二殼體40的第一副殼體31與第二副殼體41，藉此為其他底下數量較多的第一端子10’提供額外的容置空間及包覆。此外若以第三接觸端部15及第四接觸端部25而言，第一殼體30及第二殼體40亦能為其第三間距D3提供維持、固定的功能。

綜上所述，透過本發明可有效改善端子本身或端子之間的串擾干擾問題，以優化信號的傳輸品質。再者，本發明為透過結構上的安排而使端子之間自然產生電磁耦合效應，使所傳輸的信號得以獲得較佳的包覆性，與一般習知使用屏蔽、接地元件的方式不同，更可達到減少體積、重 量以及製造成本的優點。惟以上所述僅為本發明之較佳實施例，非意欲侷限本發明的專利保護範圍，故舉凡運用本發明說明書或圖式內容所為的等效變化，均同理皆包含於本發明的權利保護範圍內，合予陳明。

本發明

10‧‧‧第一端子

10’‧‧‧第一端子

11‧‧‧第一接觸端部

11’‧‧‧第一接觸端部

111‧‧‧第一挾持部

1111‧‧‧上夾持墊片

1112‧‧‧下夾持墊片

1113‧‧‧上翹起端

1114‧‧‧下翹起端

12‧‧‧第一頸部

12’‧‧‧第一頸部

121‧‧‧第一扭轉部

121’‧‧‧第一扭轉部

13‧‧‧第一延伸部

13’‧‧‧第一延伸部

131‧‧‧第一彎折部

131’‧‧‧第一彎折部

14‧‧‧第三頸部

14’‧‧‧第三頸部

15‧‧‧第三接觸端部

15’‧‧‧第三接觸端部

20‧‧‧第二端子

21‧‧‧第二接觸端部

22‧‧‧第二頸部

221‧‧‧第二扭轉部

23‧‧‧第二延伸部

231‧‧‧第二彎折部

24‧‧‧第四頸部

25‧‧‧第四接觸端部

30‧‧‧第一殼體

31‧‧‧第一副殼體

40‧‧‧第二殼體

41‧‧‧第二副殼體

50‧‧‧第三殼體

51‧‧‧通孔

AX‧‧‧對稱軸

CL‧‧‧端子叢集

D1‧‧‧第一間距

D2‧‧‧第二間距

D3‧‧‧第三間距

L1‧‧‧第一曲線

L2‧‧‧第二曲線

N‧‧‧窄面

W‧‧‧寬面

先前技術

1‧‧‧第一端子

11‧‧‧第一橫切點

12‧‧‧第二橫切點

2‧‧‧第二端子

21‧‧‧第一橫切點

22‧‧‧第二橫切點

C1‧‧‧第一橫切線

C2‧‧‧第二橫切線

P‧‧‧針腳間距

圖1為習知連接器端子的示意圖；圖2為本發明之電連接器的耦合端子結構的立體圖；圖3為本發明之電連接器的耦合端子的第一端子及第二端子的俯視圖；圖4為本發明之電連接器的耦合端子的側視圖；圖5為本發明之為本發明電連接器的耦合端子與習知端子的串擾測試曲線圖；圖6為本發明電連接器的立體示意圖；圖7為本發明電連接器的與部分內部端子的俯視圖；以及圖8為本發明電連接器的與部分內部端子的立體示意圖。

10‧‧‧第一端子

11‧‧‧第一接觸端部

12‧‧‧第一頸部

121‧‧‧第一扭轉部

13‧‧‧第一延伸部

131‧‧‧第一彎折部

14‧‧‧第三頸部

15‧‧‧第三接觸端部

20‧‧‧第二端子

21‧‧‧第二接觸端部

22‧‧‧第二頸部

221‧‧‧第二扭轉部

23‧‧‧第二延伸部

231‧‧‧第二彎折部

24‧‧‧第四頸部

25‧‧‧第四接觸端部

AX‧‧‧對稱軸

D1‧‧‧第一間距

D2‧‧‧第二間距

D3‧‧‧第三間距

Claims (9)

1. 一種電連接器的耦合端子結構，包括：數組成對的第一端子及第二端子，彼此並列而聚集成一立體的端子叢集，其中，該第一端子包含有一第一接觸端部、一第一頸部及一第一延伸部；該第二端子包含有一對應於該第一接觸端部的第二接觸端部、一對應於該第一頸部的第二頸部及一對應於該第一延伸部的第二延伸部；該第一接觸端部與該第二接觸端部彼此相距有一第一間距，該第一延伸部與該第二延伸部彼此相距有一第二間距，該第一間距大於該第二間距，且該第一延伸部一寬面朝向該第二延伸部的一寬面，藉此該第一延伸部及該第二延伸部之間產生電磁耦合效應，用以於傳輸電信號時，以透過非接地的屏蔽結構，降低串擾干擾，其中該第一頸部靠近該第一接觸端部之處，還包含有一第一扭轉部，該第二頸部靠近該第二接觸端部之處，還包含有一第二扭轉部；其中該第一扭轉部使該第一接觸端部沿該第一接觸端部的縱向自轉，且該第二扭轉部使該第二接觸端部沿該第二接觸端部的縱向自轉，從而使該第一扭轉部及該第二扭轉部分別使該第一接觸端部的一窄面及該第二接觸端部的一窄面朝側，並從而使該第一接觸端部的窄面朝向該第二接觸端部的窄面；其中該第一接觸端部及該第二接觸端部分別形成一第 一夾持部及一第二夾持部；其中該第一挾持部的一上夾持墊片與該第一夾持部的一下夾持墊片分別呈一彎弧狀，從而在該第一夾持部的上夾持墊片及下夾持墊片之間取得夾持效果；其中該第二挾持部的一上夾持墊片與該第二夾持部的一下夾持墊片分別呈一彎弧狀，從而在該第二夾持部的上夾持墊片及下夾持墊片之間取得夾持效果。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電連接器的耦合端子結構，其中該第一間距與該第二間距之間的寬度比值為5.714至2.667之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電連接器的耦合端子結構，其中該第一間距為2公釐，該第二間距為0.55公釐。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電連接器的耦合端子結構，其中該第一接觸端部及該第二接觸端部彼此互為對稱。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電連接器的耦合端子結構，其中該第一接觸端部平行於該第二接觸端部。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電連接器的耦合端子結構，其中該第一延伸部及該第二延伸部彼此互為對稱。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電連接器的耦合端子結構，其中該第一端子自該第一延伸部進一步依序延伸出一第三頸部及一第三接觸端部，該第二端子自該第二延伸部進一步依序延伸出一對應於該第三頸部的第四頸部及一對應於該第三接觸端部的第四接觸端部，該第三接觸端部與該第四接觸端部彼此相距有一第三間距，該第三間距大於該第二間距。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電連接器的耦合端子結構，其中該第一延伸部還包含有一第一彎折部，該第二延伸部還包含有一對應於該第一彎折部的第二彎折部。
9. 一種電連接器，其包含如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之電連接器的耦合端子結構，該電連接器包含一於其中設置有所述端子叢集的介電殼體，該介電殼體用以固定所述端子叢集的第一端子及第二端子，並藉此分別固定該第一間距以及該第二間距，且所述第一接觸端部及第二接觸端部更於該電連接器的任一面上形成一電連接介面。