专利名称：高速传输连接器插头、插座及连接系统的制作方法
技术领域：
本发明公开一种连接器插头、插座及连接系统，特别是一种符合USB3.0协议的高 速传输连接器插头、插座及连接系统。
背景技术：
通用串行总线(即Universal Serial BUS,简称USB)以其稳定的传输速度和优越 的性能，被越来越多的应用到消费类电子产品中。随着USB接口协议的发展，USB接口经历 7 USB1. 0和USB2. 0协议，已经慢慢走入了 USB3. 0接口时代。相对于USB2. 0接口，USB3. 0 凭借其超过USB2.0十倍以上的传输速率及良好的电源管理系统在可预测的时间将成为高 速数据传输的市场主流接口。据业界推测，USB3. 0市场将于2011年底或2012年开始规模 启动。目前，能够支持USB3. 0协议的接口为htel公司提出的扁平插针式接口，连接线缆 采用的是多芯圆形线缆，由于接口连接处不够稳定，以及连接线缆在传输过程中容易产生 信号干扰，因此容易造成信号传输不稳定，影响传输效率和系统的稳定性。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的支持USB3. 0协议的接口传输不稳定，容易产生信 号干扰的缺点，本发明提供一种符合USB3. 0协议的高速传输连接器插头、插座及连接系 统，其采用金手指的插接方式进行连接，保证了稳定传输速度及信号质量，连接器间采用一 体式自锁设计，保证连接的可靠性，而且，本发明中采用扁平排线作为连接线缆，可有效减 少高频信号的传输过程中的信号衰减、延迟及串扰等问题。本发明解决其技术问题采用的技术方案是一种高速传输连接器插头，插头包括 塑胶基体、芯板和线缆，芯板设置在塑胶基体内，芯板一端伸出在塑胶基体前端，芯板伸出 在塑胶基体的两端上嵌装有金手指，线缆与芯板上一端的金手指电连接，芯板另一端的金 手指与插座形成电连接。一种与上述插头配合使用的插座，插座包括连接器胶座设接线端子，连接器胶座 上开有与插头上的芯板前端形状相吻合的接插槽，接线端子嵌装在连接器胶座内，接线端 子的焊接部分露于连接器胶座外侧，接线端子的连接部分露于接插槽内。一种高速传输连接系统，连接系统包括上述的插头和上述的插座。本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括 所述的线缆与芯板上的金手指连接处设有保护外壳。所述的芯板前端开有防插反缺口，防插反缺口一侧的芯板宽度比防插反缺口另一 侧的芯板宽度宽。所述的塑胶基体一侧固定设有支撑板；塑胶基体另一侧固定设有锁定机构，锁定 机构中间部分与塑胶基体固定安装在一起，锁定机构一端为压板，另一端为向内伸出的卡勾。所述的线缆采用扁平排布的一条或多条线缆。所述的线缆内的数据线外侧包裹有屏蔽层。所述的插座侧面固定设有自锁凸台。所述的插座的接插槽内设置有防插反凸起，防插反凸起一侧的接插槽宽度比防插 反凸起另一侧的接插槽宽度宽。本发明的有益效果是本发明采用了 PCB (印刷电路板)配合金手指的方式与主板 进行连接，可以实现连接器特性阻抗的精准控制，尽量减小连接造成的信号衰减及反射，保 证信号传输的高频性能。同时，本发明中的线缆采用扁平排列的结构，容易实现特性阻抗 及其他高频性能控制，减小线缆组装加工过程对传输信号高频性能造成的影响，能够满足 6Gb/s传输速率的要求。而且，本发明中还采用了一体式互连自锁设计，确保本发明中的接 插头与主板之间连接的可靠性。下面将结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明。
图1为本发明中插头立体结构示意图。图2为本发明中插头另一视角的立体结构示意图。图3为本发明中插头与线缆连接结构示意图。图4为本发明中插头与线缆连接结构另一视角示意图。图5为本发明中插头部分分解状态结构示意图。图6为本发明中插头部分另一视角的分解状态结构示意图。图7为本发明中插头主体部分立体结构示意图。图8为本发明中插头主体部分另一视角结构示意图。图9为本发明中插头主体部分第三视角结构示意图。图10为本发明中线缆结构示意图。图11为本发明插座立体结构示意图。图12为本发明插座另一视角的立体结构示意图。图13为本发明插座分解状态结构示意图。图14为本发明插座另一视角的分解状态结构示意图。图15为本发明插头、插座插接在一起的立体结构示意图。图16为本发明中插头、插座分解状态结构示意图。图17为本发明中插头、插座分开结构示意图。图18为本发明中插头、插座分开结构另一视角示意图。图19为本发明中插头、插座分开结构第三视角示意图。图20为图19的A局部放大结构示意图。图21为本发明中接线端子结构示意图。图中，1-插头，2-插座，3-线缆，4-主板，5-芯板，6_金手指，7_防插反缺口，8_塑 胶基体，9-支撑板，10-锁定机构，11-压板，12-卡勾，13-保护外壳，14-电源线，15-地线， 16-数据线，17-屏蔽层，18-外胶皮，19-连接器胶座，20-接线端子，21-定位柱，22-定位孔，23-焊接孔，24-自锁凸台，25-端子槽，26-插接槽，27-倒勾，28-防插反凸起。
具体实施例方式本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构(如插座与主板之间 不同的焊接形式、传输信号定义的不同排列、非一条式的扁平线缆等)与本实施例相同或近 似的，均在本发明保护范围之内。请参看附图15至附图19，本发明中的连接系统主要包括两大部分即插头1和插座 2，其中，插座2 —般用于焊接在电子产品的主板上，本实施例中，以电脑为例，插座2用于焊 接在电脑主板4上。请结合参看附图1至附图9，本实施例中的插头1主要包括主体和线缆3两大部 分，插头1主体主要包括有塑胶基体8和芯板5，本实施例中，芯板5采用PCB板材，芯板5 上嵌装有金手指6，用于进行数据传输，本实施例中，芯板5两侧均嵌装有金手指6。本实施 例中，塑胶基体8起到支撑作用，芯板5固定安装在塑胶基体8内，本实施例中，插头1前端 用于与电子产品相连接，将其定义为连接端，插头1后端与线缆3焊接在一起，将其定义为 焊接端。金手指6固定嵌装在芯板5的连接端上，芯板5伸出至塑胶基体8前端外侧，本实 施例中，芯板5后端露于塑胶基体8后端外侧，线缆3与芯板5焊接在一起，与金手指6之 间电连接，传输数据。本实施例中，在线缆3与芯板5焊接处外侧设有保护外壳13，用于防 止线缆3与芯板5之间的脱离、损坏等。本实施例中，芯板5前端开有一个防插反缺口 7，可 用于防呆，本实施例中，芯板5上一面有13个金手指6，在防插反缺口 7的一侧设有六个， 另一侧设有七个。本实施例中，塑胶基体8前端一侧固定设有支撑板9，支撑板9可以起辅 助支撑的作用，防止插头1在插入时产生偏位等；塑胶基体8前端另一侧固定设有锁定机构 10，本实施例中，锁定机构10中间位置与塑胶基体8固定安装在一起，并可以以连接处为支 点转动，锁定机构10后端为压板11，锁定机构10前端设有向内伸出的卡勾12，确保本发明 中的接插头与主板之间连接的可靠性。本发明中，线缆3采用扁平排列的线缆，请参看附图10，本实施例中，线缆3内 各条导线呈并排排列，线缆3内的导线所传输信号从左到右依次可定义为GND-RX1-RX1 -GND-TXI-TXl -GND-GND-(D+) -(D-) -GND-VSS-VCC，当然，亦可进行其他顺序的定义。其中， 两条RXl为一组，其外侧包裹有屏蔽层17，两条TXl为一组，其外侧包裹有屏蔽层17，D+和 D-为一组，其外侧包裹有屏蔽层17。其中两条RX1、两条TX1、D+和D-定义为数据线16， GND为地线15，VSS和VCC为电源线14，各条线并排设计，数据线外侧包裹有屏蔽层17，容 易实现特性阻抗及其他高频性能控制，减小线缆组装加工过程对传输信号高频性能造成的 影响，能够满足6(ib/S传输速率的要求。本实施例中，在线缆3最外层包裹有外胶皮18，将 各条导线包裹在一起形成线缆。亦可对不同信号线组进行单独排列成多条扁平线缆。本实 施例中，线缆3包括上下并行设置的两条，两条线缆3内相同的线缆用于传输的数据相同， 以实现一个连接接口同时传输两组完整的USB3. 0信号。请结合参看附图11至附图14，以及附图20和附图21，本实施例中，插座2主要包 括连接器基座19和接线端子20，请参看附图21，本实施例中，接线端子20包括两部分，一 部分为直线形的作为焊接之用，另一部分为向内凸起形，作为连接之用。本实施例中，连接 器基座19呈长方体形，内部开有与插头1上的芯板5前端形状相吻合的插接槽沈，连接器
5基座10的侧壁上开有端子槽25，接线端子20插接在端子槽25内，接线端子20的焊接部分 伸出至连接器基座10外侧，用于与电子产品焊接在一起，接线端子20的连接部分突出在插 接槽26内，用于与插头1连接，本实施例中，接线端子20侧面设有倒勾27，可防止接线端 子20插入后松脱。本实施例中，连接器基座19侧面设有自锁凸台24，当插头1插入插座2 内时，插头1上的卡勾12可以卡接在自锁凸台M处，防止插头1与插座2相互松脱。本实 施例中，连接器基座19接插槽沈内设置有防插反凸起28，防插反凸起观一侧的接插槽沈 宽度比防插反凸起观另一侧的接插槽26宽度宽。本实施例中，在连接器基座19上，设有 接线端子20的焊接部分的一面上固定设有定位柱21，其与主板4上定位孔22相配合，起到 定位作用。本发明在焊接时，先将插座2上的定位柱21插入主板4上的定位孔22内，使插座 2和主板4之间的相对位置固定，然后再将插座2上的连接端子20的焊接部分插在主板4 上的焊接孔23内，(或者连接端子20与主板采用SMT工艺，即表面贴装工艺)并将其焊接在 一起。插接时，将插头1插入插座2内，使插头1上的金手指6与插座2内的接线端子20 相接触形成互连，同时，插头1上的卡勾12卡接在插座2上的自锁凸台M上，即完成二者 的自锁；拔除时，只要向下按压压板11，使卡勾12从自锁凸台M处脱离，即可使插头1和 插座2相脱离。本发明采用了 PCB配合金手指的方式与主板进行连接，可以实现连接器特性阻抗 的精准控制，尽量减小连接造成的信号衰减及反射，保证信号传输的高频性能。同时，本发 明中的线缆采用扁平排列的结构，容易实现特性阻抗及其他高频性能控制，减小线缆组装 加工过程对传输信号高频性能造成的影响，能够满足6(ib/S传输速率的要求。而且，本发明 中还采用了一体式互连自锁设计，确保本发明中的接插头与插座之间连接的可靠性。
权利要求
1.一种高速传输连接器插头，其特征是所述的插头包括塑胶基体、芯板和线缆，芯板 设置在塑胶基体内，芯板一端伸出在塑胶基体前端，芯板伸出在塑胶基体的两端上嵌装有 金手指，线缆与芯板上一端的金手指电连接，芯板另一端的金手指与插座形成电连接。
2.根据权利要求1所述的高速传输连接器插头，其特征是所述的线缆与芯板上的金 手指连接处设有保护外壳。
3.根据权利要求1所述的高速传输连接器插头，其特征是所述的芯板前端开有防插 反缺口，防插反缺口一侧的芯板宽度比防插反缺口另一侧的芯板宽度宽。
4.根据权利要求1所述的高速传输连接器插头，其特征是所述的塑胶基体一侧固定 设有支撑板；塑胶基体另一侧固定设有锁定机构，锁定机构中间部分与塑胶基体固定安装 在一起，锁定机构一端为压板，另一端为向内伸出的卡勾。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的高速传输连接器插头，其特征是所述的线 缆采用扁平排布的一条或多条线缆。
6.根据权利要求5所述的高速传输连接器插头，其特征是所述的线缆内的数据线外 侧包裹有屏蔽层。
7.一种与权利要求1所述的插头配合使用的插座，其特征是所述的插座包括连接器 胶座设接线端子，连接器胶座上开有与插头上的芯板前端形状相吻合的接插槽，接线端子 嵌装在连接器胶座内，接线端子的焊接部分露于连接器胶座外侧，接线端子的连接部分露 于接插槽内。
8.根据权利要求7所述的插座，其特征是所述的插座侧面固定设有自锁凸台。
9.根据权利要求7所述的插座，其特征是所述的插座的接插槽内设置有防插反凸起， 防插反凸起一侧的接插槽宽度比防插反凸起另一侧的接插槽宽度宽。
10.一种高速传输连接系统，其特征是所述的连接系统包括如权利要求1所述的插头 和如权利要求7所述的插座。
全文摘要
本发明公开一种符合USB3.0协议的高速传输连接器插头、插座及连接系统，插头包括塑胶基体、芯板和线缆，芯板设置在塑胶基体内，芯板一端伸出在塑胶基体前端，芯板伸出在塑胶基体两端上嵌装有金手指，线缆与芯板上一端的金手指电连接，芯板另一端的金手指与插座电连接；插座包括连接器胶座设接线端子，连接器胶座上开有与插头上的芯板前端形状相吻合的接插槽，接线端子嵌装在连接器胶座内，接线端子的焊接部分露于连接器胶座外侧，接线端子的连接部分露于接插槽内；连接系统包括上述的插头和上述的插座。本发明可以实现连接器特性阻抗的精准控制，尽量减小连接造成的信号衰减及反射，保证信号传输的高频性能，而且能够满足6Gb/s传输速率的要求。
文档编号H01R13/642GK102136647SQ201110041028
公开日2011年7月27日 申请日期2011年2月21日 优先权日2011年2月18日
发明者冯云, 廖鹏, 张光卿, 范敏 申请人:深圳立讯精密工业股份有限公司