TW201801421A - 電連接器 - Google Patents
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Abstract
一種電連接器，其包括絕緣本體、固定在絕緣本體的兩排端子及遮蔽板，所述遮蔽板設置在兩排端子之間且與所述兩排端子隔離；所述遮蔽板具有面對端子的相對兩個表面，所述兩個表面具有比不銹鋼材料導電率高的導電率。本發明遮蔽板具有良好的導電率，改善電連接器高頻信號的插入損耗。
Description
本發明涉及一種電連接器，其具有遮蔽板。
2014年8月11日，USB協會公佈了一種新型的電連接器，其插頭連接器能夠正反兩個方向插入對應的插座連接器，該插座連接器能夠傳輸USB2.0及USB3.0或USB3.1信號，這個連接器命名為USB Type C連接器。其中板端連接器的塑膠本體中設置有遮蔽板，遮蔽板位於上、下排端子之間，遮蔽板具有改善上、下排高頻信號端子彼此干擾的作用，尤其是傳輸USB3.0或者USB3.1高頻信號（high-frequency capable signal）時，同時，遮蔽板的兩個側緣具有鎖扣部，用來與對接連接器的鎖扣臂相扣持，起到鎖扣及接地作用。目前，USB Type C的遮蔽板一般由不銹鋼材料製成，在適用傳輸USB 3.0信號時達不到規格書規定的高頻電氣性能，尤其是差分對信號的插入損耗（Differential Insertion Loss，簡稱IL），即當信號從發送端傳遞到接受端時接收端接受的訊號剩多少，值越接近1越好(0dB)，表示傳遞過程損失越小。
是以，有必要對上述電連接器或者其他傳輸高頻信號的類似電連接器作出改善。
本發明之主要目之在於提供一種電連接器，能夠增進遮蔽板的遮蔽效果。
為解決上述技術問題，本發明提供一種電連接器，其包括絕緣本體、固定在絕緣本體的兩排端子及遮蔽板，所述遮蔽板設置在兩排端子之間且與所述兩排端子隔離；所述遮蔽板具有面對所述端子的相對兩個表面，所述兩個表面具有比不銹鋼材料導電率高的導電率。
與相對先前技術，本發明至少具有以下有益效果：本發明遮蔽板具有良好的導電率，改善電連接器高頻信號的插入損耗。
第一圖係本發明第一實施例的電路板具有差分線路與接地箔層的示意圖；
第二圖係第一圖中差分線路與接地箔層之間距離為1.016毫米的插入損耗模擬圖；
第三圖係第一圖中差分線路與接地箔層之間距離為2.032毫米的插入損耗模擬圖；
第四圖係本發明第二實施例的USB Type C連接器的的立體圖；
第五圖係第四圖去除金屬殼體的立體圖；
第六圖係第五圖中去除絕緣本體的立體圖；
第七圖係第四圖連接器的插入損耗模擬圖；
第八圖係第四圖中遮蔽板為不銹鋼材料的插入損耗實際測試圖；
第九圖係第四圖中遮蔽板為表面鍍金不銹鋼材料的插入損耗實際測試圖；
第十圖係本發明第三實施例的Displayport連接器的的立體圖；及
第十一圖係第十圖中遮蔽板為表面鍍銀不銹鋼材料的插入損耗實際測試圖。
本發明的各實施例均為高頻電連接器，該高頻電連接器包括上、下兩排高頻信號端子及位於兩排高頻信號端子之間的遮蔽板。目前電連接器中高頻信號端子一般採用差分端子對，比如USB Type C、 HDMI、DisplayPort、Thunderbolt等電連接器均採用差分端子對傳輸高頻信號。區別於傳統的一根信號線一根地線的做法，差分傳輸在兩根線上同時傳輸信號，且兩個信號的振幅相同，相位相反。在目前傳輸速率越來越高（比如每個通道傳輸10Gbps）、尺寸越來越小（比如端子間距小於0.5毫米）的情況下，上、下排信號之間的耦合幹擾越來越嚴重。
第一圖至第三圖模擬了一對差分線路（T+、T-）（功能相當於差分端子對）與接地箔層SP（功能相當於遮蔽板）之間位置關係對插入損耗（Differential Insertion Loss）的影響。第一圖中，在一個電路板PCB上設置一對差分線路（T+、T-）與接地箔層SP，該差分線路與接地箔層之間的距離H為4mil(1mil=0.0254毫米)，即H=1.016毫米，阻抗為100歐姆。當接地箔層SP採用銅材料或者不銹鋼材料時，插入損耗的模擬圖如第二圖所示，S11顯示了採用不銹鋼材料接地箔層的插入損耗，S21顯示了銅材料接地箔層的插入損耗，可以看出，導電率較高的銅（導電率為80%）得到一個比較好的插入損耗，而不銹鋼材料（導電率為4%）則得到一個不理想的插入損耗。在第三圖中，加大該差分線路(T+、T-)與接地箔層SP之間的距離，H為8mil，即H1=2.032毫米，顯然銅材料接地箔層SP依舊比不銹鋼接地箔層具有更好的插入損耗，但是兩者的差距明顯減小，比如橫軸為10GHz時，S22明顯比S21好。通過上述的模擬插入損耗，說明瞭接地箔層與差分線路的距離越小，插入損耗離目標值越遠，此時接地箔層SP的導電率對插入損耗的影響也越大，接地箔層導電率越高則對改善插入損耗越有效，該原理適用於差分端子對與遮蔽板。
第四圖至第六圖顯示了具有高頻差分端子對的USB Type C插座連接器100，該插座連接器100包括絕緣本體10、兩排端子20、遮蔽板30及包覆在對接舌板外的金屬殼體40，絕緣本體包括基部12及自基部延伸的對接舌板11，所述金屬殼體與對接舌板之間形成對接腔101。兩排端子20均為平板狀且具有裸露在對接舌板兩個相對表面的接觸部21及延伸出絕緣本體的接腳22，所述遮蔽板30固定於絕緣本體內且位於兩排端子20之間，遮蔽板30自對接舌板11延伸至基部12內。所述對接舌板11具有連接兩個相對表面的兩個側面111，所述遮蔽板30具有裸露在對接舌板側面的兩個鎖扣側緣311。所述每排端子包括USB2.0信號端子對、接地端子、電源端子及USB3.1信號端子對24，USB3.1為傳輸高頻信號的差分端子對，其中第六圖顯示的端子之間的料帶23在最終產品中會被切除。第七圖顯示了USB3.1上、下排端子的模擬插入損耗，S為USB Type C連接器規格書規定的損耗數值，作為基準值；當遮蔽板30採用銅材料時，上排USB3.1的插入損耗S31與下排USB3.1的插入損耗S32均滿足要求；當遮蔽板30依舊採用不銹鋼材料時，上排USB3.1的插入損耗S41與下排USB3.1的插入損耗S42亦均滿足要求。然而，在針對產品實物進行高頻實驗分析時，不銹鋼遮蔽板30的測試資料如第八圖所示，USB3.1的插入損耗S51在中間段A處低於規格書規定的基準值S，滿足不了需求；當不銹鋼遮蔽板30在其兩個相對表面進行鍍金（金的導電率較好，本實物的遮蔽板的兩個相對表面整體鍍金）後，USB3.1的插入損耗S61均高於基準值S，滿足要求。
所述遮蔽板30可以由高導電率的材料，比如銅合金等直接製造形成，也可以在其表面塗覆高導電率的材料，比如金、銀等。最佳實施例中，如第六圖所示，遮蔽板30包括底板31及塗覆在底板兩個相對表面的塗層32，所述底板31為不銹鋼材料, 塗層32為高導電率的金屬材料。該塗層可以塗滿整個底板的兩個相對表面，也可以局部塗覆，但至少塗滿與上下兩排差分端子對對齊的部分且包括接腳（如第六圖所示標號32所指的陰影部分，即定義所述差分對端子對應在遮蔽板形成陰影區，所述塗層至少塗覆該陰影區）。所述遮蔽板的塗層亦可以採用其他高導電率材料形成，比如銅、銀等到導電率至少高於10%的材料。相較於銅材料遮蔽板，鍍金鏽鋼材料的遮蔽板因其不銹鋼底板具有比較好的強度，能提供較好的鎖扣作用，遮蔽板30埋設在絕緣本體的對接舌板內的結構也可以增強對接舌板的強度。還有一個最重要的是，不銹鋼材料加塗層的這種結構成本也很低。綜上，遮蔽板30對差分端子對的影響主要為其表面的導電率，在本發明中，所述遮蔽板的上、下相對表面至少具有比不銹鋼材料導電率高的導電率，包括由塗層形成的或者由整個底板形成，高導電率的塗層為導電率大於10%的導電材料。
第十圖至第十一圖顯示了另外一種傳輸高頻信號的DisplayPort連接器的結構200及高頻測試資料。DisplayPort連接器的舌板埋設有遮蔽板(遮蔽板未凸伸凸出舌板的前端面及側表面)。當遮蔽板為不銹鋼材料時，差分端子對的插入損耗S71有部分（標號B所指位置）低於基座值S，不能滿足規定；當遮蔽板為不銹鋼材料鍍銀時，差分端子對的插入損耗S72高於基座值S，滿足需求。
當然，基於模具的考量，比如USB Type C僅傳輸USB2.0信號時，也可以採用上述提高導電率的遮蔽板。當然，上述遮蔽板也可以適用插頭連接器，一般插頭連接器的絕緣本體設置有對接腔，兩排端子包括凸伸入對接腔的彈性接觸部及延伸出絕緣本體的接腳；所述遮蔽板位於收容腔的後方，遮蔽板位於兩排端子之間。
綜上，本發明的插頭連接器括絕緣本體、固定在絕緣本體的兩排端子及遮蔽板，所述遮蔽板設置在兩排端子之間且與所述兩排端子隔離。遮蔽板的上、下相對表面具有比不銹鋼材料導電率高的導電率，實現改善電連接器高頻信號的插入損耗。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施例，本發明之範圍並不以上述實施例為限，定義對接方向為前後方向，比如，本發明也適用豎直型的電連接器。舉凡熟習本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
H‧‧‧距離
SP‧‧‧接地箔層
T+、T-‧‧‧差分線路
100‧‧‧USB Type C插座連接器
10‧‧‧絕緣本體
101‧‧‧對接腔
11‧‧‧對接舌板
111‧‧‧側面
12‧‧‧基部
20‧‧‧端子
21‧‧‧接觸部
22‧‧‧接腳
23‧‧‧料帶
24‧‧‧信號端子對
30‧‧‧遮蔽板
31‧‧‧底板
311‧‧‧鎖扣側緣
32‧‧‧塗層
S11、S21、S31、S32、S41、S42、S51、S61、S71、S72‧‧‧插入損耗
A‧‧‧中間段
S‧‧‧基準值
200‧‧‧DisplayPort連接器
40‧‧‧金屬殼體
無
20‧‧‧端子
21‧‧‧接觸部
22‧‧‧接腳
23‧‧‧料帶
24‧‧‧信號端子對
30‧‧‧遮蔽板
31‧‧‧底板
311‧‧‧鎖扣側緣
32‧‧‧塗層
Claims (10)
- 一種電連接器，包括：
絕緣本體；
兩排端子，係固定於所述絕緣本體；及
遮蔽板，係設置在所述兩排端子之間且與所述兩排端子隔離，所述遮蔽板具有面對端子的相對兩個表面；
其中，所述遮蔽板的兩個表面具有比不銹鋼材料導電率高的導電率。 - 如申請專利範圍第1項所述之電連接器，其中所述遮蔽板的材料為銅合金。
- 如申請專利範圍第1項所述之電連接器，其中所述遮蔽板包括底板及塗覆在底材兩個相對表面的塗層，所述底板為不銹鋼材料, 塗層為導電率大於10%的導電材料。
- 如申請專利範圍第3項所述之電連接器，其中所述塗層由金材料電鍍形成。
- 如申請專利範圍第1項或第2項或第3項或第4項所述之電連接器，其中所述上、下排端子分別包括有傳輸高頻信號的差分對端子。
- 如申請專利範圍第5項所述之電連接器，其中定義所述差分對端子對應在遮蔽板形成陰影區，所述塗層至少塗覆該陰影區。
- 如申請專利範圍第6項所述之電連接器，其中所述絕緣本體包括基部、自基部延伸的對接舌板及包覆在對接舌板外的金屬殼體，所述金屬殼體與對接舌板之間形成對接腔，所述端子包括裸露在對接舌板的兩個相對表面的平板狀接觸部及延伸出絕緣本體的接腳；所述遮蔽板自對接舌板延伸至基部內。
- 如申請專利範圍第7項所述之電連接器，其中所述對接舌板具有連接兩個相對表面的兩個側面，所述遮蔽板具有裸露在對接舌板側面的兩個鎖扣側緣。
- 如申請專利範圍第1項所述之電連接器，其中所述絕緣本體設置有對接腔，所述端子包括凸伸入對接腔的彈性接觸部及延伸出絕緣本體的接腳；所述遮蔽板位於收容的後方。
- 如申請專利範圍第3項所述之電連接器，其中所述塗層由銀材料電鍍形成。
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