TWM561338U - 電連接器 - Google Patents

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侯斌元
蔡侑倫
王淑芬
葉有財
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Abstract

一種電連接器，包括基座與配置於基座的多個第一端子。各第一端子具有彼此相對的對接段與電性導通段，對接段分屬彼此平行且相異的兩平面，電性導通段位於同一平面，其中第一端子在所述電性導通段處形成多個端子集合，各端子集合包括彼此相鄰且依序排列的接地端子、一對高速差分端子與電源端子。

Description

電連接器
本新型創作是有關於一種電連接器。
近來，隨著人們對傳輸速率與儲存容量的需求愈來愈高，USB的傳輸速率現在已經發展出USB3.1超速(Super Speed+)規格。尤其，新規範的USB Type-C可提供高達10Gbps的最大傳輸速率，並在傳輸大容量檔案的同時能獲得更快速的傳輸速率，因此能有效縮短傳輸時間。
隨著高速傳輸介面的傳輸速度大幅提升，其導電端子數目增多且分佈密集，而現今通用序列匯流排介面由於其導電金屬導體在空間排列的距離上相當近，因此訊號傳輸時勢必會增加電容耦合的現象，進而增加訊號傳輸時的干擾狀況，從而降低訊號傳輸的穩定性，以及阻抗不匹配會干擾訊號傳輸而同步降低訊號傳輸的穩定性，會造成使用品質變差、訊號不穩定等缺失。
據此，如何提供適當的端子配置，以符合現有新規範的傳輸速率，同時兼具使電連接器朝向輕薄短小且方便使用的設計趨勢，實為相關技術人員所需思考解決的課題。
本新型創作提供一種電連接器，其藉由端子在電性導通段的配置，而有效避免高速訊號傳輸時的干擾。
本新型創作的電連接器，包括基座與配置於基座的多個第一端子。各第一端子具有彼此相對的對接段與電性導通段，電連接器藉由對接段而可拆卸地連接於外部電子裝置，對接段分屬彼此平行且相異的兩平面，電性導通段位於同一平面。第一端子在所述電性導通段處形成多個端子集合，各端子集合包括彼此相鄰且依序排列的接地端子、一對高速差分端子與電源端子。
在本新型創作的一實施例中，上述各端子集合的端子呈等距排列。
在本新型創作的一實施例中，上述高速差分端子是一對Tx+/Tx-端子或一對Rx+/Rx-端子。
在本新型創作的一實施例中，上述電連接器是USB Type-C連接器。
在本新型創作的一實施例中，上述第一端子還包括多對USB2.0差分端子、多個專用通道（Configuration Channel, CC）端子與多個邊帶使用（Sideband use, SBU）端子，而上述端子集合位於所述多對USB2.0差分端子、所述多個專用通道端子與所述多個邊帶使用端子的相對兩側。
在本新型創作的一實施例中，上述端子集合對稱地位於電性導通段的兩側位置。
在本新型創作的一實施例中，上述對接段與電性導通段位於同一平面。
在本新型創作的一實施例中，上述電連接器還包括屏蔽片，配置於基座且位於對接段所在之相異兩平面之間。屏蔽片具有至少一第二端子，與第一端子的電性導通段同軸排列於同一平面。
在本新型創作的一實施例中，上述屏蔽片具有一對第二端子位於電性導通段的相對兩側。
在本新型創作的一實施例中，上述基座包括第一部件與第二部件，一部分第一端子穿設於第一部件，第一部件具有承座，電性導通段座落於承座上。第二部件組裝於第一部件且暴露出承座，另一部分第一端子穿設於第二部件。
在本新型創作的一實施例中，上述第一部件具有多個間隔件，配置於承座上，上述電性導通段被間隔件區隔。
在本新型創作的一實施例中，上述電連接器還包括屏蔽片，夾置於第一部件與第二部件之間。基座具有凹陷，而屏蔽片具有側翼，位於凹陷而暴露於基座之外。
在本新型創作的一實施例中，上述電連接器還包括第一屏蔽殼，套設且包覆基座與屏蔽片，且第一屏蔽殼電性抵接於側翼。
在本新型創作的一實施例中，上述電連接器還包括第二屏蔽殼，套設於第一部件的舌部、第二部件的舌部與屏蔽片的舌部。第二屏蔽殼位於第一屏蔽殼之內且電性抵接於第一屏蔽殼。
基於上述，電連接器藉由端子於其電性導通段的特定配置，也就是在電性導通段的排列軸向上，讓高速差分端子的相對兩側先行配置電源端子與接地端子而不配置其他端子，也就是在電性導通段處形成多個端子集合，且各端子集合皆是由接地端子、高速差分端子與電源端子依序排列而成。如此一來，正由於高速差分端子設置於接地端子與電源端子之間，因此能有效地避免因電源訊號及其他雜訊的干擾，而造成訊號失真並影響高頻訊號特性的情形。
為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1與圖2分別是以不同視角繪示本新型的電連接器。圖3與圖4分別是圖2的電連接器之不同程度的***圖。在此同時提供直角座標X-Y-Z，以利於進行相關構件的描述。請先參考圖1至圖3，在本實施例中，電連接器100例如是USB Type-C連接器，其包括基座110、多個第一端子120、套件140、第一屏蔽殼160與第二屏蔽殼150，其中第一端子120配置在基座110內，套件140套設於基座110的局部，第二屏蔽殼150套設於套件140外，而第一屏蔽殼160套設於基座110外。
請再參考圖3與圖4，尤其在圖4中，本實施例將第一端子120進一步地區分為端子組120A與端子組120B，而基座110包括第一部件110A與第二部件110B，其沿Z軸而相互組裝在一起，前述端子組120A與端子組120B分別穿設於第二部件110B與第一部件110A，在此，端子組120A與120B以及第二部件110B、第一部件110A可藉由模內射出方式而個別完成後，再隨同第一部件110A與第二部件110B相互組裝。
圖5是以另一視角繪示圖4的***圖。請同時參考圖3至圖5，本實施例電連接器100還包括屏蔽片130，其配置於基座110且實質上是被夾置在第一部件110A與第二部件110B之間。如圖4與圖5所示，第一部件110A上設置有位於舌部TR2相對兩側的凸柱111、卡扣部113與卡槽118，第二部件110B上設置有位於舌部TR1相對兩側的開孔115與卡槽117，而屏蔽片130具有位在舌部TR3相對兩側的彎折凸部132。據此，藉由凸柱111與開孔115提供的定位效果，卡扣部113與卡槽117提供的卡扣效果，而使第一部件110A與第二部件110B能順利地組裝在一起，而屏蔽片130藉由彎折凸部132與卡槽118的對應結合，而能順利地被夾置在第一部件110A與第二部件110B之間。
換句話說，電連接器100在經由如圖4、圖5的組裝之後，便能接著以圖3所示進行後續組裝動作，亦即讓套件140套設於前述舌部TR1、TR2與TR3，再以第二屏蔽殼150與基座110結合而包覆前述舌部TR1、TR2與TR3，最終再以第一屏蔽殼160將組裝於基座110而將基座110及其內的端子、套件140與第二屏蔽殼150等構件包覆其內。
在本實施例中，基座110的第二部件110B具有孔道CR1、CR2，而第一屏蔽殼160具有開孔CR3、CR4，其分別對應於孔道CR1、CR2，進而形成鎖附孔結構，以利電連接器100與外部電子裝置對接時，能進一步地藉由鎖附件（未繪示）從外部電子裝置鎖入電連接器100而將兩者固定在一起。
再者，第一部件110A還具有位於旁側的凹陷116a，第二部件110B還具有位於旁側的凹陷116b，而屏蔽片130還具有側翼134。故，當第一部件110A、第二部件110B與屏蔽片130組裝在一起時，側翼134會座落於凹陷116a、116b中並暴露出基座110。據此，當第一屏蔽殼160組裝至基座110時。第一屏蔽殼160位於旁側的彈片162會結構抵接在側翼134上並達到電性導通的效果，因此屏蔽片130與第一屏蔽殼160之間即能形成電性共同接地的狀態，同時據以提供電磁屏蔽的效果。進一步地，第一屏蔽殼160還具有位於其頂部的彈片164，其用以結構抵接在第二屏蔽殼150上並形成電性導通狀態。由此即能將屏蔽片130、第一屏蔽殼160與第二屏蔽殼150電性導通，而達到所需的接地與電磁屏蔽效果。
請再參考圖4與圖5。值得注意的是，第一端子120是沿X軸排列，且各第一端子120沿Y軸區分為不同區段，其中端子組120A的各端子區分為對接段S1、彎折段S2以及電性導通段S3，而端子組120B的各端子也區分為對接段S4、彎折段S5與電性導通段S6，在此所述對接段S1、S4是作為讓電連接器100用以與外部電子裝置（未繪示）對接而實體接觸的區段，也就是如圖1與圖2所示的對接側E1。對應地，電性導通段S3、S6則是讓電連接器100得以固定且電性連接於電子模組，也就是圖1與圖2所示的電性導通側E2，在此與電連接器100的電性導通側E2相互連接的電子模組例如是電路板或纜線，而使所述電子模組得以藉由電連接器100與外部電子裝置進行對接的動作，而使電子模組與外部電子裝置達到電性導通與否的效果。
圖6是圖4的端子的放大示意圖，在此，圖6所示端子的位置及排列皆與圖4相同。圖7是電連接器的部分構件示意圖。請同時參考圖4、圖6與圖7，在本實施例中，對接段S1、S4是沿Z軸而相互對應，也就是讓第一端子120在對接側E1處是分屬彼此相異且平行的兩個平面P1、P2上，且所述平面P1、P2平行於X-Y平面，以讓第一端子120在對接段S1、S4處能符合USB Type-C的連接器規範。但，在電連接器100的電性導通側E2則未有限定，因而此處隨著各種不同使用需求而異。在此，為讓電連接器100便於使用者握持操作，因此不再侷限其配置需如對接段S1、S4一般，故本實施例中，第一端子120在電性導通段S3、S6實質上是同沿X軸排列且位於同一平面P1上，而呈現電性導通段S3、S6沿X軸的尺寸大於對接段S1、S4沿X軸的尺寸的加寬輪廓配置。
在此實施例中，端子組120B的對接段S4、彎折段S5與電性導通段S6實質上皆位於同一平面P1，因此在製作過程中僅需使端子組120A在其彎折段S2存在沿Z軸的段差（stage）即可，但本新型並未對此設限，於另一未繪示的實施例中，也可使端子組120A、120B皆於彎折段S2、S5處存在沿Z軸的段差。
對於基座110而言，第一端子120的電性導通段S3、S6是座落於第一部件110A的承座112上，且第一部件110A還具有設置於承座112上的多個間隔件114，進而在承座112上形成多個導引槽，且使電性導通段S3、S6皆座落於導引槽中而被這些間隔件114所區隔。同時，藉由電性導通段S3、S6是暴露於基座110之外，故而能提供將電連接器100與電子模組進行導電銲接所需的加工空間。
請再參考圖6與圖7，本實施例進一步地將第一端子120予以編號，而使端子組120A包括端子A1～A12，端子組120B包括端子B1～B12，其中更重要的是，在端子組120A中，端子A1～A4依序是接地端子、高速差分端子Tx1+/Tx1-以及電源端子，而端子A9～A12依序是電源端子、高速差分端子Rx2-/Rx2+以及接地端子。換句話說，端子組120A在電性導通段S3處形成多個端子集合，即端子A1～A4視為一個端子集合，而端子A9～A12視為另一個端子集合，且在端子集合（端子A1～A4）中，接地端子（端子A1）與電源端子（端子A4）之間配置有高速差分端子（端子A2、A3）。換句話說，端子A1～A4彼此相鄰且呈等距排列（距離d1=距離d2=距離d3），以使端子A1與端子A4分別緊鄰在端子A2、A3的相對兩側，而後，端子A5再以距離d4排列在端子A4的一側，且距離d4大於前述距離d1、d2與d3。
故，對於由端子A1～A4所組成的端子集合而言，上述的配置方式能使高速差分訊號得以避免受到電源訊號及雜訊的干擾，造成訊號失真或影響高頻訊號的特性。
同樣地，在由端子A9～A12所形成的另一端子集合中，接地端子（端子A12）與電源端子（端子A9）之間配置有高速差分端子（端子A10、A11），且端子A9～A12也呈等距配置，因此也能具備相同的效果。
另一方面，在端子組120B在其電性導通段S6處也具有與端子組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是電源端子，而端子B9～B12也呈相同配置，其中端子B9是電源端子、端子B10、B11是高速差分端子Rx1-/Rx1+、端子B12是接地端子，故具備與上述相同的效果。
基於上述，在本實施例的第一端子120中，其電性導通段S3、S6藉由特定的排列方式，即，形成多個端子集合，且每個端子集合皆是由接地端子、高速差分端子對以及電源端子所組成，也就是讓高速差分端子對在排列軸向上緊鄰接地端子與電源端子，故而能達到避免傳輸高速訊號時受到其他電性訊號干擾的情形。
在此，如圖4與圖6所示，本實施例進一步地將間隔件114所形成的導引槽予以編號為C1～C26，並對應第一端子120的排列，而形成如下表的對應關係與電性腳位定義，以作為圖式的補充資訊： <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> C1 </td><td> C2 </td><td> C3 </td><td> C4 </td><td> C5 </td><td> C6 </td><td> C7 </td><td> C8 </td><td> C9 </td><td> C10 </td></tr><tr><td> F1 </td><td> A1 </td><td> A2 </td><td> A3 </td><td> A4 </td><td> B12 </td><td> B11 </td><td> B10 </td><td> B9 </td><td> A5 </td></tr><tr><td> GND </td><td> GND </td><td> Tx1+ </td><td> Tx1- </td><td> Vbus </td><td> GND </td><td> Rx1+ </td><td> Rx1- </td><td> Vbus </td><td> CC1 </td></tr></TBODY></TABLE><TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> C11 </td><td> C12 </td><td> C13 </td><td> C14 </td><td> C15 </td><td> C16 </td><td> C17 </td><td> C18 </td><td> C19 </td><td> C20 </td></tr><tr><td> A6 </td><td> A7 </td><td> A8 </td><td> B8 </td><td> B7 </td><td> B6 </td><td> B5 </td><td> B4 </td><td> B3 </td><td> B2 </td></tr><tr><td> D+ </td><td> D- </td><td> SBU1 </td><td> SBU2 </td><td> D- </td><td> D+ </td><td> CC2 </td><td> Vbus </td><td> Tx2- </td><td> Tx2+ </td></tr></TBODY></TABLE><TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> C21 </td><td> C22 </td><td> C23 </td><td> C24 </td><td> C25 </td><td> C26 </td></tr><tr><td> B1 </td><td> A9 </td><td> A10 </td><td> A11 </td><td> A12 </td><td> F2 </td></tr><tr><td> GND </td><td> Vbus </td><td> Rx2- </td><td> Rx2+ </td><td> GND </td><td> GND </td></tr></TBODY></TABLE>
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在電性導通段S3、S6處的四個不同端子集合。
此外，第一端子120還包括多對USB2.0差分端子（端子A6、A7、B6、B7）、多個專用通道（Configuration Channel, CC）端子（端子A5、B5）與多個邊帶使用（Sideband use, SBU）端子（端子A8、B8）。同時，沿著X軸的排列方向上，前述多個端子集合實質上是位於USB2.0差分端子、專用通道端子與邊帶使用端子的相對兩側，也就是說，這些端子集合是對稱地位於電性導通段S3、S6的兩側位置。
另需提及的是，屏蔽片130還具有第二端子F1、F2，其沿X軸分設在前述第一端子120的相對兩側，且第二端子F1、F2與電性導通段S3、S6同位於平面P1。在此，第二端子F1、F2用以與電子模組的接地端電性連接，以讓電連接器100與電子模組彼此固接之後，電子模組的接地端（例如電路板的接地接墊或是纜線的接地層）能與屏蔽片130、第一屏蔽殼160與第二屏蔽殼150達到供同接地的效果。
圖8與圖9分別對應不同端子配置而產生的阻抗示意圖。請同時參考圖8與圖9，其中圖8為現有技術的端子在電性導通段處的配置所產生的訊號傳輸效果，而圖9繪示本實施例之第一端子120在電性導通段S3、S6處的配置後的訊號傳輸效果。也就是說，圖8代表在高速差分端子旁並未設有電源端子與接地端子，因此在傳送高速訊號時，阻抗值會產生如圖8所示不良（NG）處的突波，即圖8圈起處。相對地，圖9代表本新型上述實施例的端子集合，也就是在高速差分端子旁緊鄰有接地端子與電源端子，故而並未有上述突波產生，即表示其藉由所述端子配置而使高速訊號在傳輸時不會受到干擾。其中，Z1與Z2分別代表傳送端（Tx）與接收端（Rx）隨著時間的阻抗曲線，LSL代表阻抗的上限值，USL代表阻抗的下限值，而以阻抗是否產生突波用以判斷訊號傳輸時是否產生干擾，而由圖9可知本新型並未產生突波也未超出前述上限值與下限值。
綜上所述，在本新型創作的上述實施例中，電連接器藉由端子於其電性導通段的特定配置，也就是在電性導通段的排列軸向上，讓高速差分端子的相對兩側先行配置電源端子與接地端子而不配置其他端子，也就是在電性導通段處形成多個端子集合，且各端子集合皆是由接地端子、高速差分端子與電源端子依序排列而成。如此一來，正由於高速差分端子設置於接地端子與電源端子之間，因此能有效地避免因電源訊號及其他雜訊的干擾，而造成訊號失真並影響高頻訊號特性的情形。
再者，電連接器藉由屏蔽片提供的第二端子，還能進一步地與電連接器所連接的電子模組以及電連接器的屏蔽片、第一屏蔽殼與第二屏蔽殼之間形成電性導通迴路，而產生共同接地的效果。此舉能藉由接地效果而進一步地提高高速訊號的特性，同時也能據以對端子提供足夠的電磁屏蔽，而有效避免RFI射頻干擾或串音等問題。
雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧電連接器
110‧‧‧基座
110A‧‧‧第一部件
110B‧‧‧第二部件
111‧‧‧凸柱
112‧‧‧承座
113‧‧‧卡扣部
114‧‧‧間隔件
115‧‧‧開孔
116a、116b‧‧‧凹陷
117、118‧‧‧卡槽
120‧‧‧第一端子
120A、120B‧‧‧端子組
130‧‧‧屏蔽片
132‧‧‧彎折凸部
134‧‧‧側翼
140‧‧‧套件
150‧‧‧第二屏蔽殼
160‧‧‧第一屏蔽殼
162、164‧‧‧彈片
A1～A12、B1～B12‧‧‧端子
C1～C26‧‧‧導引槽
CR1、CR2‧‧‧孔道
CR3、CR4‧‧‧開口
d1、d2、d3、d4‧‧‧距離
E1‧‧‧對接側
E2‧‧‧電性導通側
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‧‧‧對接段
S2、S5‧‧‧彎折段
S3、S6‧‧‧電性導通段
TR1、TR2、TR3‧‧‧舌部
X-Y-Z‧‧‧直角座標
Z1‧‧‧傳送端隨著時間的阻抗曲線
Z2‧‧‧接收端隨著時間的阻抗曲線
圖1與圖2分別是以不同視角繪示本新型的電連接器。 圖3與圖4分別是圖2的電連接器之不同程度的***圖。 圖5是以另一視角繪示圖4的***圖。 圖6是圖4的端子的放大示意圖。 圖7是電連接器的部分構件示意圖。 圖8與圖9分別對應不同端子配置而產生的阻抗示意圖。

Claims (14)

  1. 一種電連接器，包括： 一基座；以及 多個第一端子，配置於該基座，各該第一端子具有彼此相對的一對接段與一電性導通段，該電連接器藉由該些對接段而可拆卸地連接於外部電子裝置，該些對接段分屬彼此平行且相異的兩平面，該些電性導通段位於同一平面，其中該些第一端子在所述電性導通段處形成多個端子集合，各該端子集合包括彼此相鄰且依序排列的一接地端子、一對高速差分端子與一電源端子。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電連接器，其中各該端子集合的該些端子呈等距排列。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的電連接器，其中該對高速差分端子是一對Tx+/Tx-端子或一對Rx+/Rx-端子。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的電連接器，其中該電連接器是USB Type-C連接器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的電連接器，其中該些第一端子還包括多對USB2.0差分端子、多個專用通道（Configuration Channel, CC）端子與多個邊帶使用（Sideband use, SBU）端子，而該些端子集合位於所述多對USB2.0差分端子、所述多個專用通道端子與所述多個邊帶使用端子的相對兩側。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的電連接器，其中該些端子集合對稱地位於該些電性導通段的兩側位置。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的電連接器，其中部分該些對接段與該些電性導通段位於同一平面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的電連接器，還包括： 一屏蔽片，配置於該基座且位於該些對接段所在之相異兩平面之間，該屏蔽片具有至少一第二端子，與該些第一端子的該些電性導通段同軸排列於同一平面。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的電連接器，所述屏蔽片具有一對第二端子位於該些電性導通段的相對兩側。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的電連接器，其中該基座包括： 一第一部件，一部分該些第一端子穿設於該第一部件，該第一部件具有一承座，該些電性導通段座落於該承座上；以及 一第二部件，組裝於該第一部件且暴露出該承座，另一部分該些第一端子穿設於該第二部件。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的電連接器，其中該第一部件具有多個間隔件，配置於該承座上，該些電性導通段被該些間隔件區隔。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的電連接器，還包括： 一屏蔽片，夾置於該第一部件與該第二部件之間，該基座具有一凹陷，而該屏蔽片具有一側翼，位於該凹陷而暴露於該基座之外。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的電連接器，還包括： 一第一屏蔽殼，套設且包覆該基座與該屏蔽片，且該第一屏蔽殼電性抵接於該側翼。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的電連接器，還包括： 一第二屏蔽殼，套設於該第一部件的舌部、該第二部件的舌部與該屏蔽片的舌部，該第二屏蔽殼位於該第一屏蔽殼之內且電性抵接於該第一屏蔽殼。
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