TWI707509B - 一種高頻電連接器 - Google Patents

Abstract

一種高頻電連接器包含絕緣本體及端子組。絕緣本體具有垂直堆疊的第一設置層及第二設置層。端子組設置於絕緣本體中並且包含至少一第一端子、至少一第二端子以及一接地端子。至少一第一端子的第一焊接部設置於絕緣本體的第一設置層。至少一第二端子的第二焊接部及接地端子的接地端子焊接部設置於絕緣本體的第二設置層，並且接地端子的接地端子焊接部與第二焊接部水平排列。其中，接地端子的第一接地端子及第二接地端子與至少一第二端子的第二連接部平行排列。本發明的高頻電連接器可降低訊號干擾，也可提高安全性。

Description

一種高頻電連接器

本發明係關於一種電連接器，尤指一種可降低訊號干擾以及提高安全性的電連接器。

電連接器係指用於電子訊號的連接元件及附屬配件。各電子裝置之間藉由線纜以及電連接器轉換與傳輸訊號，換言之，電連接器也是訊號之間的橋樑。電連接器廣泛運用在汽車和電腦週邊應用、通訊數據應用、工業、軍事航太、運輸、消費性電子、醫療、儀器、商業設備等，因此在多種領域中皆扮演著重要的角色。在這個資訊發達、講求效率的世代，訊號的傳送速度持續朝向高速化發展。因此，也發展出高頻電連接器以增加訊號的傳送速率。

然而，當電連接器所搭載的訊號頻率越高時，各相鄰的導電端子容易造成串擾現象(Crosstalk)，進而破壞了訊號的傳輸特性與完整性。因此，如何減小串擾現象日益成為電連接器設計中的一項重要因素。

一般來說，電連接器通常會定義數個腳位放置接地端子，以防止導電端子之間的干擾。而在先前技術中，接地端子與訊號端子皆係為一個腳位對應一個連接端的設計，並且接地端子根據高頻訊號端子的位置分散設置於電連接器中。由於電子產業的快速發展，現今的電連接器中大 多都包含多個高頻訊號端子，以提高訊號的傳輸速度，因此，電連接器中也需要設置多個接地端子以降低電連接器的干擾。又因電子產品皆有小型化的趨勢，電連接器中設置接腳的空間也有所限制，因此，當電連接器包含多個接地端子時，勢必會增加接腳的數量，進而增加電連接器的體積。

此外，由於電連接器係藉由導電端子將訊號從一個電路系統傳送到另一電路系統，因此，當公、母電連接器配接之後，公、母電連接器上各相對應的導電端子相互接觸以進行訊號傳輸。然而，當電連接器於高壓環境下或流經電連接器的電流強度較大時，公、母電連接器中對應的導電端子的接觸點可能會產生電弧放電現象。由於電弧放電時會產生瞬間高溫，因此，導電端子的接觸點有可能會熔化而造成導電端子變形。而當導電端子嚴重變形，並造成導電端子的接觸點的接觸效果不佳時，導電端子之間的電阻會變大，進而導致電流密度增加並產生高溫，使得導電端子的接觸點之間的熔化更加嚴重。因此，上述的問題不僅影響訊號的傳輸品質，也會增加使用電連接器的危險性。

因此，有必要改善電連接器的結構，以確保電連接器的傳輸特性及安全性。

據此，本發明提供一種高頻電連接器，以確保電連接器的傳輸特性及安全性。

根據本發明之一具體實施例，高頻電連接器包含絕緣本體以及端子組。絕緣本體具有垂直堆疊的第一設置層以及第二設置層。端子組設置於絕緣本體中，並且端子組包含至少一第一端子、至少一第二端子以 及接地端子。至少一第一端子具有第一連接部以及第一焊接部，並且第一焊接部設置於絕緣本體的第一設置層。至少一第二端子具有第二連接部以及第二焊接部，並且第二焊接部設置於絕緣本體的第二設置層。接地端子具有第一接地端子、第二接地端子以及接地端子焊接部。第一接地端子、第二接地端子以及接地端子焊接部互相連接使接地端子呈現Y形。接地端子焊接部設置於絕緣本體的第二設置層並且與第二焊接部水平排列。其中，接地端子的第一接地端子及第二接地端子與第二連接部平行排列，並且至少一第二端子對稱分佈於接地端子的兩側。

其中，第一接地端子與接地端子焊接部之間的夾角介於90°至150°之間，並且第二接地端子與接地端子焊接部之間的夾角介於90°至150°之間。

其中，至少一第一端子的第一連接部位於第一接地端子及第二接地端子之間。

其中，接地端子的長度不小於至少一第一端子及至少一第二端子的長度。

進一步地，本發明的高頻電連接器包含複數個線纜分別連接端子組中各端子的焊接部。各複數個線纜包含線芯，線芯具有線徑，並且端子組中各端子的焊接部的寬度大於線徑。

其中，至少一第一端子係為傳輸低頻訊號的端子。

其中，至少一第二端子係為傳輸高頻訊號的端子。

其中，至少一第二端子包含第二端子本體，並且接地端子包含接地端子本體。第二端子本體延伸並連接第二連接部以及第二焊接部， 並且接地端子本體延伸並連接第一接地端子、第二接地端子以及接地端子焊接部。接地端子本體與第二端子本體平行排列。

其中，至少一第一端子包含第一端子本體。第一端子本體延伸並連接第一接連部以及第一焊接部。第一端子本體折彎以使第一連接部與第一接地端子、第二接地端子及第二連接部平行排列。

進一步地，高頻電連接器進一步包含第一線纜及第二線纜。第一線纜包含第一接地線，並且第二線纜包含第二接地線。第一接地線及第二接地線與接也端子焊接部連接。

綜上所述，本發明的高頻電連接器的接地端子具有兩個連接端子及一個焊接部以減少高頻電連接器中接腳的數量，進而減少高頻電連接器的體積。並且，接地端子平行排列於高頻端子，可降低訊號干擾。此外，接地端子的長度大於其他導電端子的長度，也可提高高頻電連接器的安全性。

1‧‧‧高頻電連接器

11‧‧‧絕緣本體

111‧‧‧第一設置層

112‧‧‧第二設置層

113‧‧‧凹槽

12‧‧‧端子組

121‧‧‧第一端子

1211‧‧‧第一連接部

1212‧‧‧第一焊接部

1213‧‧‧電源端子

122‧‧‧第二端子

1221‧‧‧第二連接部

1222‧‧‧第二焊接部

1223‧‧‧第二端子本體

123‧‧‧接地端子

1231‧‧‧第一接地端子

1232‧‧‧第二接地端子

1233‧‧‧接地端子焊接部

1234‧‧‧接地端子本體

13‧‧‧線纜

A、B‧‧‧角度

圖1係繪示本發明之一具體實施例之高頻電連接器之組合圖。

圖2係繪示圖1之具體實施例之高頻電連接器之***圖。

圖3係繪示圖2之具體實施例之端子組之結構示意圖。

圖4係繪示圖3之端子組之結構***圖。

圖5係繪示圖2之具體實施例之端子組及線纜之上視圖。

圖6係繪示圖2之具體實施例之第二端子及接地端子之結構示意圖。

請參考圖1及圖2。圖1係繪示本發明之一具體實施例之高頻電連接器1之組合圖，圖2係繪示圖1之具體實施例之高頻電連接器1之***圖。如圖1及圖2所示，高頻電連接器1包含絕緣本體11、端子組12以及複數個線纜13。絕緣本體11具有垂直堆疊的第一設置層111以及第二設置層112。端子組12設置於絕緣本體11中，並且複數個線纜13連接端子組12。各複數個線纜13包含線芯131。於本具體實施例中，絕緣本體11可包含可互相垂直組合的第一構件和第二構件，其中，第一構件具有第一設置層111並且第二構件具有第二設置層112。因此，當絕緣本體的第一構件與第二構件組合時，絕緣本體11形成垂直堆疊的第一設置層111以及第二設置層112。第一設置層111以及第二設置層112可包含複數個凹槽113，因此，端子組12的導電端子可分別設置於絕緣本體11的第一設置層111及第二設置層112的凹槽113中。在本具體實施例中，凹槽113的數量為8個，但實務中不限於此，凹槽113的數量可對應端子組12中的導電端子的數量。此外，線纜13的數量也可對應端子組12中的導電端子的數量，並且線纜13可透過焊接的方式與端子組12中的導電端子連接。

請參考圖2、圖3及圖4，圖3係繪示圖2之具體實施例之端子組12之結構示意圖，圖4係繪示圖3之端子組12之結構***圖。本具體實施例的端子組12包含至少一第一端子121、至少一第二端子122以及一接地端子123。第一端子121具有第一連接部1211以及第一焊接部1212，並且第一焊接部1212設置於絕緣本體的第一設置層111。第二端子122具有第二連接部1221以及第二焊接部1222，並且第二焊接部1222設置於絕緣本體的第二設置層112。接地端子123具有第一接地端子1231、第二接地端子1232以及 接地端子焊接部1233，並且接地端子焊接部1233設置於絕緣本體的第二設置層112並與第二焊接部1222水平排列。其中，接地端子123的第一接地端子1231以及第二接地端子1232與第二連接部1221平行排列。請注意，雖然圖3與圖4中的第一端子121的數量為3個，並且第二端子122的數量為4個，但實務中不限於此，第一端子121以及第二端子122的數量可根據端子組的設計需求而決定。

於實務中，第一端子121的第一焊接部1212設置於第一設置層111的凹槽113，並且第二端子122的第二焊接部1222及接地端子123的接地端子焊接部1233設置於第二設置層112的凹槽113。因此，第一端子121的第一連接部1211、第二端子122的第二連接部1221、第一接地端子1231以及第二接地端子1232裸露於絕緣本體11外以連接電連接器1的母端。

在本具體實施例中，第一連接部1211、第二連接部1221、第一接地端子1231以及第二接地端子1232皆水平並平行排列。進一步地，第一端子121包含第一端子本體(圖未示)，並且第一端子本體延伸並連接第一連接部1211以及第一焊接部1212。第一端子本體折彎以使第一連接部1211與第二連接部1221、第一接地端子1231以及第二接地端子1232水平並平行排列。於實務中，由於第一焊接部1212與第二焊接部1222及接地端子焊接部1233分別設置於垂直堆疊的第一設置層111及第二設置層112，兩者設置的位置不同，因此，第一端子121在第一連接部1211與第一焊接部1212之間的第一端子本體可折彎，使得第一端子121的第一連接部1211能夠與第二連接部1221、第一接地端子1231以及第二接地端子1232水平並平行排列。

如圖4所示，在端子組12中，除了第一端子121及第二端子122 皆僅具有一個連接部以及一個焊接部之外，接地端子123具有二個連接部以及一個焊接部。在本具體實施例中，接地端子123的第一接地端子1231、第二接地端子1232以及接地端子焊接部1233互相連接使接地端子123呈現Y形。第一接地端子1231以及第二接地端子1232位於同一側，並且接地端子焊接部1233位於對應第一接地端子1231及第二接地端子1232的另一側。於實務中，由於接地端子123具有二個連接部以及僅有一個焊接部，因此，Y形的接地端子123的結構可減少高頻電連接器中焊接點的數量，進而減少高頻電連接器的體積。此外，接地端子123的功能不僅可消除導電端子之間所產生的電弧，並且可屏蔽外部雜訊以提高訊號傳輸品質，而具有兩個接連部的接地端子123可更有效地降低訊號干擾。請注意，接地端子的形狀不限於圖4中的Y形，也可為”ㄐ”形等，並且接地端子的連接部的數量不限於2個，也可為3個以上。

請參考圖4及圖5。圖5係繪示圖1之具體實施例之端子組12及線纜13之上視圖。如圖4及圖5所示，第一端子121的第一連接部1211由第一焊接部1212延伸而位於接地端子123的第一接地端子1231及第二接地端子1232之間。第二端子122的第二連接部1221位於接地端子123的第一接地端子1231及第二接地端子1232的兩側。於實務中，當電連接器的導電端子的排列方式越靠近接地端子時，導電端子抗干擾的效果越好。圖5中的端子組12的第一端子121以及第二端子122皆位於接地端子123旁，因此，第一端子121及第二端子122皆可具有較佳的訊號傳輸特性。

由於第一端子121以及第二端子122的數量可根據設計需求而決定，因此，接地端子123可根據第一接地端子1231、第二接地端子1232 以及接地端子焊接部1233之間的夾角決定第一接地端子1231與第二接地端子1232之間的距離，以符合設計需求。在一具體實施例中，第一接地端子1231與接地端子焊接部1233之間的夾角A介於90°至150°之間，並且第二接地端子1232與接地端子焊接部1233之間的夾角B介於90°至150°之間(如圖4所示)。於實務中，接地端子1231的夾角A以及夾角B可為相同角度，也可為不同角度。

在本具體實施例中，第一端子121為傳輸低頻訊號的端子，並且第二端子122為傳輸高頻訊號的端子。於實務中，第一端子121可為高頻電連接器中於低頻運作的導電端子(如：D+、D-等)，而第二端子122可為高頻差分端子。由於高頻導電端子比低頻導電端子更容易受到外界干擾，因此，當高頻導電端子設置並靠近於接地端子時，高頻電連接器可維持良好的訊號傳輸特性。在本具體實施例中，第二端子122對稱分佈於接地端子123的兩側。於實務中，端子組12可包含兩組高頻差分端子，並且分別對稱設置於第一接地端子1231及第二接地端子1232之外側。因此，接地端子123的第一接地端子1231及第二接地端子1232可分別屏蔽高頻差分端子的外部干擾，而兩組高頻差分端子不互相干擾，並且各組高頻差分端子也不受到低頻端子的干擾，以提高高頻差分端子的訊號傳輸特性。

一般來說，在設計高頻電連接器的端子組時，各導電端子皆以水平的方式排列，以減少訊號衰減及干擾。然而，當高頻電連接器的體積有限時，部份導電端子需折彎以符合設計(如圖4的第一端子121)。此外，由於高頻端子於折彎時的衰減及干擾的影響甚大，因此，本具體實施例之低頻的第一端子121被向下折彎使其第一連接部1221與其他端子水平排 列，而高頻的第二端子122則維持水平。此外，由於高頻導電端子比低頻導電端子更容易受到外界干擾，因此，接地端子123也係為水平設置，並且自接地端子123的接地端子焊接部1233至第一接地端子1231或第二接地端子1232皆設置並靠近於第二端子122。

請參考圖6，圖6係繪示圖2之具體實施例之第二端子122及接地端子123之結構示意圖。如前述，高頻電連接器1的第二端子122的第二焊接部1222以及接地端子123的接地端子焊接部1233皆設置於絕緣本體的第二設置層，並且第二連接部1221與第一接地端子1231及第二接地端子1232平行排列。進一步地，如圖6所示，第二端子122包含第二端子本體1223，並且接地端子123包含接地端子本體1234。第二端子本體1223延伸並連接第二連接部1221以及第二焊接部1222，並且接地端子本體1234延伸並連接第一接地端子1231、第二接地端子1232以及接地端子焊接部1233。而第二端子本體1223與接地端子本體1234平行排列。

於實務中，除了當電連接器的導電端子的排列方式越靠近接地端子時，導電端子抗干擾的效果越好之外，若導電端子的焊接部至連接部之間的端子本體越靠近接地端子時，則也會增加導電端子抗干擾的效果。因此，在圖6中，第二端子122的第二連接部1221、第二焊接部1222及第二端子本體1223皆平行排列於接地端子123的第一接地端子1231或第二接地端子1232、接地端子焊接部1233以及接地端子本體1234，以提高訊號的傳輸特性。在另一具體實施例中，當高頻的第二端子因設計需求而被向下或向上折彎時，接地端子結構也跟著高頻的第二端子的折彎方式進行調整，以確保接地端子自焊接端至連接端皆靠近高頻的第二端子，進而提高 第二端子的訊號傳輸特性。

請再次參考圖4及圖5。如圖4及圖5所示，第一焊接部1212、第二焊接部1222以及接地端子焊接部1233的寬度大於線纜13的線芯131的線徑。於實務中，第一焊接部1212、第二焊接部1222以及接地端子焊接部1233的寬度可對應於絕緣本體的凹槽的寬度，並且可大於線芯131的線徑的1倍以上。因此，當線纜13連接於導電端子的焊接部時，使用者可更容易地將線芯131焊接於導電端子的焊接部上。

在一具體實施例中，複數個線纜13包含第一線纜以及第二線纜。第一線纜包含第一接地線，並且第二線纜包含第二接地線。第一接地線及第二接地線與接地端子焊接部1233連接。於實務中，第一線纜及第二線纜可為兩組差分端子線纜，並且第一接地線與第二接地線可分別為兩組差分端子線纜的接地線。當兩組差分端子線纜連接於高頻電連接器的端子組時，兩組差分端子的接地線可同時連接至接地端子焊接部，即為可共用一個接地端子。相較於習知技術，本發明之高頻電連接器可減少接地端子的腳位，進而縮小體積。請注意，連接於接地端子焊接部的接地線的數量不限於此，接地線的數量也可為1個、2個或3個以上。

此外，於圖5中，接地端子123的長度不小於第一端子121及第二端子122的長度。於實務中，接地端子123的第一接地端子1231及第二接地端子1232可皆凸出於第一端子121的第一連接部1211及第二端子122的第二連接部1221。當高頻電連接器的公、母端互相連接(如：熱插拔)時，接地端子123的第一接地端子1231及第二接地端子1232先接觸母端相對應的接地端子，接著，第一端子121的第一連接部1211及第二端子122的第二連 接部1221再接觸母端相對應的導電端子。也就是說，接地端子123先進行接地，第一端子121及第二端子122再進行訊號傳輸。因此，若第一端子121及第二端子122接觸母端的導電端子的瞬間產生電弧時，則接地端子123可立即將電弧引導至接地線，以避免高頻電連接器受電弧放電的影響而產生高溫。進一步地，當高頻電連接器的公、母端分離時，第一端子121的第一連接部1211及第二端子122的第二連接部1221先與母端的導電端子分離，接著，接地端子123的第一接地端子1231及第二接地端子1232再與母端相對應的接地端子分離。因此，當第一端子121及第二端子122與母端的導電端子斷開時，接地端子123可將導電端子中殘留的電能引導至接地線，以提高安全性。於圖5中，相鄰第二接地端子1232的導電端子為電源端子1213(如VBUS)，並且電源端子1213的長度可大於第一端子121以及第二端子122。

在一具體實施例中，接地端子123的第一接地端子1231及第二接地端子1232的長度可等於第一端子121的第一連接部1211及第二端子122的第二連接部1221的長度。於實務中，當高頻電連接器為內接時，高頻電連接器的公、母端僅為內部互相對接，且無需多次插拔。因此，接地端子123的第一接地端子1231及第二接地端子1232與第一端子121的第一連接部1211及第二端子122的第二連接部1221的長度可相同，使得高頻電連接器的公、母端方便安裝。

綜上所述，本發明的高頻電連接器的接地端子具有兩個連接端子及一個焊接部以減少高頻電連接器中接腳的數量，進而減少高頻電連接器的體積。並且，接地端子平行排列於高頻端子，可降低訊號干擾。此外，接地端子的長度大於其他導電端子的長度，也可提高高頻電連接器的 安全性。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

1‧‧‧高頻電連接器

11‧‧‧絕緣本體

111‧‧‧第一設置層

112‧‧‧第二設置層

113‧‧‧凹槽

12‧‧‧端子組

13‧‧‧線纜

131‧‧‧線芯

Claims (7)

1. 一種高頻電連接器，其包含有：一絕緣本體，具有垂直堆疊之一第一設置層以及一第二設置層；以及一端子組，設置於該絕緣本體中，該端子組進一步包含有：至少一第一端子，具有一第一連接部以及一第一焊接部，該第一焊接部設置於該絕緣本體之該第一設置層；至少一第二端子，具有一第二連接部以及一第二焊接部，該第二焊接部設置於該絕緣本體之該第二設置層；以及一接地端子，具有一第一接地端子、一第二接地端子、以及一接地端子焊接部，該第一接地端子、該第二接地端子以及該接地端子焊接部互相連接使該接地端子呈現Y形，並且該接地端子焊接部設置於該絕緣本體之該第二設置層並與該第二焊接部水平排列；其中，該第一接地端子、該第二接地端子、該第一連接部及該第二連接部平行排列，該至少一第一端子之該第一連接部位於該第一接地端子及該第二接地端子之間並且該至少一第二端子對稱分佈於該接地端子之兩側，該至少一第一端子為傳輸低頻訊號之端子，並且至少一第二端子為傳輸高頻訊號之端子。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高頻電連接器，其中該第一接地端子與該接地端子焊接部間之夾角介於90°至150°之間，且該第二接地端子與該接地端子焊接部間之夾角介於90°至150°之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之高頻電連接器，其中該接地端子之長度不小於該至少一第一端子及該至少一第二端子之長度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之高頻電連接器，進一步包含複數個線纜分別連接該端子組中該各端子之焊接部，各該複數個線纜包含一線芯，該線芯具有一線徑，並且該端子組中該各端子之焊接部之寬度大於該線徑。
5. 如申請專利範圍第1項所述之高頻電連接器，其中該至少一第二端子包含一第二端子本體，並且該接地端子包含一接地端子本體，該第二端子本體延伸並連接該第二連接部以及該第二焊接部，並且該接地端子本體延伸並連接該第一接地端子、該第二接地端子以及該接地端子焊接部，該接地端子本體與該第二端子本體平行排列。
6. 如申請專利範圍第1項所述之高頻電連接器，其中該至少一第一端子包含一第一端子本體，該第一端子本體延伸並連接該第一連接部以及該第一焊接部，該第一端子本體折彎以使該第一連接部與該第一接地端子、該第二接地端子及該第二連接部平行排列。
7. 如申請專利範圍第1項所述之高頻電連接器，進一步包含一第一線纜及一第二線纜，該第一線纜包含一第一接地線，並且該 第二線纜包含一第二接地線，該第一接地線及該第二接地線與該接地端子焊接部連接。

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