专利名称：通用序列总线连接器及其接点阵列的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种电子装置的连接器，且特别是有关于一种通用序列总线 (Universal Serial Bus)连接器。
背景技术：
通用序列总线是目前计算机装置彼此连接的热门接口之一，其规格从USB1. 0/1. 1升级到USB 2.0，接着再升级到即将问世的USB 3.0。传输接口的升级会增加总线内接点的 传输速度、频率，但USB 3. 0的连接器还必须向下兼容USB 2. 0与USB 1. 0/1. 1的连接器。 如何使USB 3. 0的连接器克服高速、高率传输时所可能产生的串音等效应是联接器厂商所 必须克服的问题之一。
发明内容
因此本发明的目的就是在提供一种通用序列总线连接器。根据本发明的上述目的，提出一种通用序列总线连接器的接点阵列，其包含第一 信号差动对、第二信号差动对与第三信号差动对。第一信号差动对与第三信号差动对位于 第二信号差动对两侧，并与第二信号差动对之间被至少一电源接点或接地接点给隔离。根据本发明的上述目的，提出一种通用序列总线连接器的接点阵列，其包含多个 接点。每一接点具有中间段、第一终端段以及第二终端段，中间段连接于第一终端段与第二 终端段之间，中间段经第一弯折后连接第一终端，中间段经第二弯折后连接第二终端段。该 些接点包含第一信号差动对、第二信号差动对与第三信号差动对。第一信号差动对与第三 信号差动对位于第二信号差动对两侧，并与第二信号差动对之间被至少一电源接点或接地 接点给隔离。根据本发明的上述目的，提出一种通用序列总线连接器，其包含一金属壳体、一绝 缘座体以及多个接点。绝缘座体位于金属壳体内且具有多个彼此分离的凹槽。多个接点分 别容纳于该些凹槽内，该些接点包含第一信号差动对、第二信号差动对与第三信号差动对。 第一信号差动对与第三信号差动对位于第二信号差动对两侧，并与第二信号差动对之间被 至少一电源接点或接地接点给隔离。根据本发明的上述目的，提出一种通用序列总线连接器的接点阵列，其包含第一 信号差动对、第二信号差动对与第三信号差动对，该些信号差动对与一印刷电路板连接的 终端段排列方式如下第一信号差动对与第三信号差动对位于第二信号差动对两侧，并与 第二信号差动对之间被至少一电源接点或接地接点给隔离。依照本发明一较佳实施例，第一信号差动对与第三信号差动对为USB 3. 0的信号 差动对，第二信号差动对为USB 2.0的信号差动对。依照本发明另一较佳实施例，USB 2. 0的信号差动对之间具有一 USB 3. 0接地接
点ο依照本发明另一较佳实施例，电源接点为一 USB 2.0电源接点，接地接点一 USB2. O接地接点。依照本发明另一较佳实施例，第一信号差动对包含第一信号接点以及第二信号接 点，第二信号接点较第一信号接点接近第二信号差动对，第三信号差动对包含第三信号接 点以及第四信号接点，第三信号接点较第四信号接点接近第二信号差动对。依照本发明另一较佳实施例，第一终端段用以连接一对应的通用序列总线连接 器，第二终端段用以连接至一印刷电路板。依照本发明另一较佳实施例，第二信号接点的第一终端段经弯折后的末端较第二 信号接点的中间段靠近第二信号差动对，第三信号接点的第一终端段经弯折后的末端较第 三信号接点的中间段靠近第二信号差动对。 依照本发明另一较佳实施例，USB 2. 0电源接点的第一终端段经弯折后的末端较 USB 2.0电源接点的中间段远离第二信号差动对，USB 2.0接地接点的第一终端段经弯折 后的末端较USB 2. 0接地接点的中间段远离第二信号差动对。依照本发明另一较佳实施例，当从接点阵列的第一终端段往第二终端段的视角看 时，第一与第二信号接点两者的第一终端段的末端位于USB 2. 0接地接点的第一终端的末 端的两侧，第三与第四信号接点两者的第一终端段的末端位于USB 2.0电源接点的第一终 端的末端的两侧。依照本发明另一较佳实施例，第一弯折大约为90度，第二弯折大约为90度。依照本发明另一较佳实施例，上述接点的第二终端具有表面粘着式接脚或通孔式 接脚。依照本发明另一较佳实施例，上述接点的第二终端具有表面粘着式接脚以及通孔 式接脚。依照本发明另一较佳实施例，上述的表面粘着式接脚与通孔式接脚交互穿插排 列。由上述可知，应用本发明的USB连接器的插头或插座接点阵列的排列设计，能够 增进信号差动对传送效率，减少接点阵列之间的串音干扰，此设计对USB 3.0的高速、高频 传输或接点阵列与印刷电路板连接部分尤为重要。
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说 明如下图1是绘示依照本发明一较佳实施例的一种USB连接器插头；图2是绘示图1的USB连接器插头的前端视图；图3是绘示图1的USB连接器插头移除壳体后的状态；图4是绘示图3的连接器插头的上视图；图5是绘示图4的连接器插头与印刷电路板之间的点距转换图；图6是绘示依照本发明一较佳实施例的一种USB连接器插头的接点阵列；图7是绘示图6的接点阵列的侧视图；图8是绘示依照本发明另一较佳实施例的一种USB连接器插头的接点阵列；图9是绘示图8的接点阵列的侧视图10是绘示依照本发明又一较佳实施例的一种USB连接器插头的接点阵列；图11是绘示图10的接点阵列的侧视图；图12是绘示依照本发明再一较佳实施例的一种USB连接器插头的接点阵列；图13是绘示图12的接点阵列的侧视图；图14是绘示依照本发明一较佳实施例的一种USB连接器插座的接点阵列；图15是绘示图14的接点阵列的上视图以及与印刷电路板之间的点距转换图；图16是绘示图14的接点阵列的前视图；以及图17是绘示图14的接点阵列的侧视图。
主要组件符号说明100 =USB插头124a 表面粘着式接脚102:绝缘座体124b:通孔式接脚102a:凹槽130:印刷电路板104 金属壳体200 接点阵列106 =USB 3. 0 接点阵列 206 =USB 3. 0 接点阵列106a 106e :USB 3. 0 接点 206a 206e :USB 3. 0 接点108 =USB 2. 0 接点阵列 208 =USB 2. 0 接点阵列108a 108d :USB 2. 0 接点 208a 208d :USB 2. 0 接点120a 前终端段220a 前终端段120b:中间段220b:中间段120c 后终端段220c 后终端段122a:弯折222a 弯折122b 弯折222b 弯折230:印刷电路板
具体实施例方式如上所述，本发明提供一种改良的通用序列总线(Universal Serial Bus，USB)连 接器，借其接点阵列的改良设计有效减低高速传输时串音(cross talk)造成的干扰。以下 将通过实施例来说明连接器的细节。请参照图1，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种USB连接器插头。图2是绘 示图1的USB连接器插头的前端视图。此USB连接器插头100包含金属外壳104、绝缘座 体102以及接点阵列等部分。金属外壳104包覆于绝缘座体102与接点阵列外。当金属外 壳104接地时，具有噪声的屏蔽作用。此USB连接器插头100的接点阵列分为USB 3. 0接 点阵列与USB 2.0接点阵列，因而能与USB 2.0的插座兼容。具体来说，当USB连接器插头 100的前端104a插USB 2. 0插座时，其中USB 2. 0接点阵列会与USB 2. 0插座中对应的接 点阵列分别连接。此外，USB连接器插头100的后端104b会与信号线连接并被包覆。请参照图3，其绘示图1的USB连接器插头移除壳体后的状态。图4是绘示图3的 连接器插头的上视图，而图5是绘示图3的连接器插头的后端视图。USB 3. 0接点阵列包含 两对信号差动对(differential pair)的接点与一接地接点106c，信号接点(106a;106b) 为一对信号差动对，信号接点(106d;106e)为另一对信号差动对。USB 2.0接点阵列包含一对信号差动对(108b ；108c)、一接地接点(108d)以及电源接点(108a)。所有接点阵列都 至少部分位于绝缘座体102的凹槽102a内，使得接点间彼此能够有效的绝缘。在本案的附 图中，信号差动对(或信号接点)以g表示，电源接点以0表示，接地接点以g表示。
请参照图5，接点阵列连接至印刷电路板的焊点的排列方式叙述如下。信号差动对 (106a ； 106b)与信号差动对(106d ； 106e)位于信号差动对(108b ；108c)的两侧。信号差动 对(106a ； 106b)与信号差动对(108b ； 108c)之间被电源接点(108a)所隔离。信号差动对 (106d;106e)与信号差动对(108b ；108c)之间被电源接点接地接点(108d)所隔离。此外， 信号差动对(108b ； 108c)的两个信号接点之间也被接地接点106c所隔离。整体来看，接点
阵列的接点自上而下以■、■、@、■、§、■、■、■、g的次序的单一线来排列。在上述的排列设计中，USB 3. 0的信号差动对(106a ； 106b)的两个信号接点紧邻， 不被电源接点或接地接点所隔离。USB 3.0的信号差动对(106d;106e)的两个信号接点紧 邻，不被电源接点或接地接点所隔离。上述设计的目的是要让信号差动对不被电源接点或 接地接点所隔离，使信号差动对或其它接点所传送的信号受串音的干扰最小，此设计对USB 3. 0的高速或高频传输上尤为重要。请参照图6，其是绘示依照本发明一较佳实施例的一种USB连接器插头的接点阵 列。图7是绘示图6的接点阵列的侧视图。图6、7所绘的接点阵列是图3的连接器插头 移除绝缘座体102后的状态。每一接点可分为前终端段120a、中间段120b以及后终端段 120c三大段。中间段120b连接于前终端段120a与后终端段120c之间，前终端段120a用 以连接一对应的USB连接器(例如插座)，后终端段120c用以连接至一印刷电路板。中间 段120b以弯折122b连接至前终端段120a，且以弯折122a连接至后终端段120c。每一接点的后终端段120c的末端是用以连接至一印刷电路板之用。在本实施例 中，后终端段120c的末端为一表面粘着式接脚。每一接点的前终端段120a的末端用以连接一对应的USB连接器。为达到USB 3.0 连接器相关规格以及上述接点阵列的排列设计的要求，前终端段120a的部分具有许多弯 折，以下一一陈述。请同时参照图4和图6，信号接点106b的前终端段120a经两次弯折后的末端较其 中间段120b靠近信号差动对(108b ； 108c)。信号接点106d的前终端段120a经两次弯折 后的末端较其中间段120b靠近信号差动对(108b ； 108c)。电源接点108a的前终端段120a 经两次弯折(直角弯折)后的末端较其中间段120b远离信号差动对(108b ；108c)。接地 接点108d的前终端段120a经两次弯折(直角弯折)后的末端较其中间段120b远离信号 差动对(108b ； 108c)。经过上述的弯折后，当从接点阵列的前终端段120a往后终端段120c 的视角看时，信号接点(106a ； 106b)两者的前终端段120a的末端位于电源接点108a的前 终端段120a的末端的两侧，信号接点(106d ；106e)两者的前终端段120a的末端位于接地 接点108d的前终端段120a的末端的两侧，换言之，符合USB3. 0连接器的相关规格。请再次参照图7，在本实施例中，弯折122a与弯折122b皆大致为直角(或大约为 90度角)。在其它实施例中，弯折122a与弯折122b亦可以依绝缘座体的形状而弯折成非 直角。此外，接点阵列106的前终端段120a的末端皆向上弯折，最大弯折的距离为D2。接 点阵列108的前终端段120a的末端亦有向上、向下弯折，最大弯折的距离为Dp在接点阵列 108 中，接点(108a ； 108d)较接点(108b ； 108c)长。请参照图8，其绘示依照本发明另一较佳实施例的一种USB连接器插头的接点阵 列。图9是绘示图8的接点阵列的侧视图。本实施例与图6、7的差异仅在于后终端段120c 的末端的接脚形式。本实施例的后终端段120c的末端为一种通孔式接脚124b (或称为DIP 接脚)。请参照图10，其绘示依照本发明又一较佳实施例的一种USB连接器插头的接点阵 列。图11是绘示图10的接点阵列的侧视图。本实施例与图8、9的差异仅在于后终端段 120c的末端的接脚位置排列。在本实施例中，相邻通孔式接脚124b相互错开。当通孔式接 脚124b与印刷电路板焊接时，相邻通孔式接脚124b与印刷电路板的焊接点能够加大，相邻 接脚内的信号较不易彼此干扰。此种相邻接脚的错开设计亦可应用于图6、7中的表面粘着 式接脚124a。请参照图12，其是绘示依照本发明再一较佳实施例的一种USB连接器插头的接点 阵列。图13是绘示图12的接点阵列的侧视图。本实施例与前述实施例的差异亦在于后终 端段120c的末端的接脚的种类与排列。在本实施例中，接脚的种类包含表面粘着式接脚 124a与通孔式接脚124b交互穿插排列。表面粘着式接脚124a以其接脚的底面焊接于印刷 电路板130的表面，而通孔式接脚124b以其接脚穿过或插入印刷电路板130的孔洞。请参照图14，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种USB连接器插座的接点阵 列。为了让接点阵列的信号受串音的干扰降到最小，USB连接器插座的接点阵列亦有类似 于上述USB连接器插头的接点阵列。接点阵列200分为USB 3. 0接点阵列206与USB 2.0 接点阵列208，因而能与USB 2. 0的插头兼容。图15是绘示图14的接点阵列的上视图，接点阵列连接至印刷电路板的焊点的排 列方式叙述如下。USB 3.0接点阵列包含两对信号差动对(differential pair)的接点与 一接地接点206c，信号接点(206a;206b)为一对信号差动对，信号接点(206d ;206e)为另 一对信号差动对。USB 2.0接点阵列包含一对信号差动对(208b ；208c)、一接地接点(208d) 以及电源接点(208a)。上述接点阵列用以与印刷电路板连接的后终端段220c的大致排列方式叙述如 下。信号差动对(206a ；206b)与信号差动对(206d ；206e)位于信号差动对(208b ；208c)的 两侧。信号差动对(206a ；206b)与信号差动对(208b ；208c)之间被电源接点(208a)所隔 离。信号差动对(206d ；206e)与信号差动对(208b ；208c)之间被电源接点接地接点(208d) 所隔离。此外，信号差动对(208b;208c)的两个信号接点之间也被接地接点206c所隔离。
整体来看，接点阵列的接点从自上而下以|、@、|、@、■、@、■、g的次序的
单一线来排列。在上述的排列设计中，USB 3. 0的信号差动对(206a ；206b)的两个信号接点在其 后终端段220c部分紧邻，不被电源接点或接地接点所隔离。USB 3.0的信号差动对(206d; 206e)的两个信号接点其后终端段220c部分紧邻，不被电源接点或接地接点所隔离。上述 设计的目的是要让信号差动对不被电源接点或接地接点所隔离，使信号差动对或其它接点 所传送的信号受串音的干扰最小，此设计对USB 3.0的高速或高频传输与印刷电路板连接 部分尤为重要。图16是绘示图14的接点阵列的前视图。图17是绘示图14的接点阵列的侧视图。在接点阵列中，每一接点可分为前终端段220a、中间段220b以及后终端段220c三大段。中间段220b连接于前终端段220a与后终端段220c之间，前终端段220a用以连接一对应的 USB连接器(例如插头)，后终端段220c用以连接至一印刷电路板230。中间段220b以弯 折222a (约为90度)连接至前终端段220a，且以弯折222b (约为90度)连接至后终端段 220c。在本实施例中，后终端段220c为一表面粘着式接脚。在其它实施例中，接点阵列的 后终端段220c亦可为通孔式接脚(如图8所示)或表面粘着式接脚与通孔式接脚交互穿 插排列(如图12所示)。每一接点的前终端段220a的末端用以连接一对应的USB连接器。为达到USB 3. 0 连接器相关规格以及上述接点阵列的排列设计的要求，前终端段220a的部分具有许多弯 折，以下一一陈述。请同时参照图15和图17，信号接点206b的前终端段220a经两次弯折后的末端较 其中间段220b靠近信号差动对(208b ；208c)。信号接点206d的前终端段220a经两次弯折 后的末端较其中间段220b靠近信号差动对(208b ；208c)。电源接点208a的前终端段220a 经两次弯折后的末端较其中间段220b远离信号差动对(208b ；208c)。接地接点208d的前 终端段220a经两次弯折(直角弯折)后的末端较其中间段220b远离信号差动对(208b ； 208c)。经过上述的弯折后，接点的位置才能符合USB 3.0连接器的相关规格。由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明的USB连接器的插头或插座接点阵列 的排列设计，能够增进信号差动对传送效率，减少接点阵列之间的串音干扰，此设计对USB 3. 0的高速、高频传输或接点阵列与印刷电路板连接部分尤为重要。虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此 技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保 护范围当以权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
一种通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，包含第一信号差动对、第二信号差动对与第三信号差动对，该第一信号差动对与该第三信号差动对位于该第二信号差动对两侧，并与该第二信号差动对之间被至少一电源接点或接地接点给隔离。
2.根据权利要求1所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，该第一信号 差动对与该第三信号差动对为USB 3. 0的信号差动对。
3.根据权利要求2所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，该第二信号 差动对为USB 2. 0的信号差动对。
4.根据权利要求3所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，该USB2.0的 信号差动对之间具有一 USB 3.0接地接点。
5.根据权利要求1所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，该电源接点 为一 USB 2. 0电源接点，该接地接点为一 USB 2. 0接地接点。
6.根据权利要求5所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，该第一信号 差动对包含第一信号接点以及第二信号接点，该第二信号接点较该第一信号接点接近该第 二信号差动对，该第三信号差动对包含第三信号接点以及第四信号接点，该第三信号接点 较该第四信号接点接近该第二信号差动对。
7.根据权利要求6所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，每一该接点 包含中间段、两相对的第一终端段与第二终端段，该中间段连接于该第一终端段与该第二 终端段之间，该第一终端段用以连接一对应的通用序列总线连接器，该第二终端段用以连 接至一印刷电路板。
8.根据权利要求7所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，该第二信号 接点的第一终端段经弯折后的末端较该第二信号接点的中间段靠近该第二信号差动对，该 第三信号接点的第一终端段经弯折后的末端较该第三信号接点的中间段靠近该第二信号 差动对。
9.根据权利要求8所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，该USB2.0电 源接点的第一终端段经弯折后的末端较该USB 2.0电源接点的中间段远离该第二信号差 动对，该USB 2.0接地接点的第一终端段经弯折后的末端较该USB 2.0接地接点的中间段 远离该第二信号差动对。
10.根据权利要求9所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，当从该些接 点的第一终端段往第二终端段的视角看时，该第一与第二信号接点两者的第一终端段的末 端位于该USB 2.0接地接点的第一终端的末端的两侧，该第三与第四信号接点两者的第一 终端段的末端位于该USB 2.0电源接点的第一终端的末端的两侧。
11.一种通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，包含多个接点，每一该接点具有中间段、第一终端段以及第二终端段，该中间段连接于该第 一终端段与该第二终端段之间，该中间段经第一弯折后连接该第一终端，该中间段经第二 弯折后连接该第二终端段，该些多个接点包含第一信号差动对、第二信号差动对与第三信号差动对，该第一信号差动对与该第三信 号差动对位于该第二信号差动对两侧，并与该第二信号差动对之间被至少一电源接点或接 地接点给隔离。
12.根据权利要求11所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，该第一弯折为90度，该第二弯折为90度。
13.根据权利要求11所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，该第一终 端段用以连接一对应的通用序列总线连接器，该第二终端段用以连接至一印刷电路板。
14.根据权利要求13所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，该些接点 的该第二终端具有表面粘着式接脚。
15.根据权利要求13所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，该些接点 的该第二终端具有通孔式接脚。
16.根据权利要求13所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，该些接点 的该第二终端具有通孔式接脚以及表面粘着式接脚。
17.根据权利要求16所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，该些表面 粘着式接脚与该些通孔式接脚交互穿插排列。
18.—种通用序列总线连接器，其特征在于，包含一金属壳体；一绝缘座体，位于该金属壳体内且具有多个彼此分离的凹槽；以及多个接点，分别容纳于该些凹槽内，该些接点包含第一信号差动对、第二信号差动对与第三信号差动对，该第一信号差动对与该第三信 号差动对位于该第二信号差动对两侧，并与该第二信号差动对之间被至少一电源接点或接 地接点给隔离。
19.一种通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，包含第一信号差动对、第二信 号差动对与第三信号差动对，该些信号差动对与一印刷电路板连接的终端段排列方式如 下该第一信号差动对与该第三信号差动对位于该第二信号差动对两侧，并与该第二信号 差动对之间被至少一电源接点或接地接点给隔离。
20.根据权利要求19所述的通用序列总线连接器的接点阵列，其特征在于，该第一信 号差动对包含第一信号接点以及第二信号接点，该第二信号接点较该第一信号接点接近该 第二信号差动对，该第三信号差动对包含第三信号接点以及第四信号接点，该第三信号接 点较该第四信号接点接近该第二信号差动对。
全文摘要
本发明涉及一种通用序列总线连接器及其接点阵列，该接点阵列包含第一信号差动对、第二信号差动对与第三信号差动对，第一信号差动对与第三信号差动对位于第二信号差动对两侧，并与第二信号差动对之间被至少一电源接点或接地接点给隔离。
文档编号H01R13/648GK101867100SQ20091013366
公开日2010年10月20日 申请日期2009年4月15日 优先权日2009年4月15日
发明者杨成发, 林晔熙, 涂志明, 萧朝阳, 邱文达, 陈炳志, 颜铭辉 申请人:诠欣股份有限公司