利用中空槽提升阻抗值的针脚结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型是一种利用中空槽提升阻抗值的针脚结构，用以连接一电路板及一扩充设备，该针脚结构包括多支金属端子及一固定座体，所述金属端子的两端能分别电气连接至该电路板及扩充设备上的连接端口，以进行数据的传输；该固定座体是由绝缘材料构成，且固设于所述金属端子的中段部，令各该金属端子间能保持一预定间隙，该固定座体的两侧对应于所述金属端子的位置分别开设有一中空槽，使所述金属端子的中段部能接触外界的空气，并利用空气的低介电系数特性，提升其阻抗值，令其能符合USB3.0的规范。如此，透过该中空槽的设计，即能在缩减该针脚结构的整体占据空间的情况下，仍使其阻抗值保持在USB3.0规范的阻抗范围内。
【专利说明】利用中空槽提升阻抗值的针脚结构
【技术领域】
[0001]本实用新型是一种利用中空槽提升阻抗值的针脚结构，尤指利用一固定座体定位多支金属端子，且该固定座体上对应于各该金属端子的中段部的位置分别开设有一中空槽的针脚结构，由于所述金属端子能透过该中空槽接触到外界的空气，而提升其阻抗值，故能符合USB3.0的规范。
【背景技术】
[0002]随着微电子技术的高速发展，目前各种电子装置已成为人们生活中不可缺少的重要工具之一。一般言，现今各类电子装置的电路板中，大多设置有扩充、连接功能的针脚(又称板对板连接器)，以作为不同电路板或外接设备间电力、数据传输的桥梁，然而，随着处理器的运算与传输信号速度的提升，对于针脚的电气特性及性能要求也相应增加，始能符合市场的需求。
[0003]请参阅图1所示，是一种针脚结构I的示意图，该针脚结构I是由多支金属端子11构成，且所述金属端子11还透过一绝缘座体10结合成一体，所述金属端子11的一端能电气连接至一电路板12(如:主机板)上的多个电气接点120，其另一端则能与一扩充设备(图中未示，可为网络卡、显示卡等)上的一连接插座13相插接，使该电路板12能透过该针脚结构1，传送信号予该扩充设备。然而，随着近年来各类行动电子装置(如:笔记型计算机、平板计算机、智能型手机等)的普及化，「轻薄短小」已成为时下消费市场的主要潮流，虽然目前的微电子技术已能于印刷电路板上实现高密度化、多层化与薄型化的接线布局，然而，如前所述，由于该电路板12上的针脚结构I还必须兼顾电气规格及阻抗特性，因此并不容易缩减其体积。
[0004]以数据传输上最为普遍的通用序列总线(Universal Serial Bus,以下简称USB)接口为例，以往USB2.0的传输速度大约为每秒60MB，但若是使用最新推出的USB3.0规格，则速度可高达每秒钟500MB，几乎是USB2.0的十倍，其未来的市场潜力不言可喻。然而，由于USB3.0在信号传输上牵涉到高频信号，故对于传输信号的各类媒介亦有着特定的限制，以本实用新型欲探讨的针脚为例，为了符合USB3.0的传输规范，除了每支金属端子必须能承受1.5安培的电流负荷外，其阻抗值还必须控制在78?105欧姆之间，始能确保数据传输上的正确与稳定。一般言，如图1所示的针脚结构1，其金属端子11的断面构型为边长
0.4毫米的矩形，而相邻的金属端子11间的间距为2.0毫米，由于该金属端子11必须负荷
1.5安培的电流，故该金属端子的构型大小并无法被缩减(创作人实际测试后发现，若将金属端子11的断面构型缩减为0.3毫米，则将无法负荷1.5安培的电流)，意即，若要减小该针脚结构I所占用的整体空间，则仅能由所述金属端子11间的间距着手。
[0005]根据USB3.0的规范，金属端子的阻抗值必须介于78?105欧姆之间，若贸然更动所述金属端子间的间距，则必然会影响其在数据传输上的阻抗特性，因此，如何能在不变动金属端子的构型的情况下，缩减金属端子间的间距，并同时兼顾其阻抗值，令其能顺利地用于传输USB3.0规格的信号，即成为本实用新型在此亟欲解决的重要课题。实用新型内容
[0006]有鉴于现有针脚的占用空间难以缩减，造成业者难以针对电子装置进行轻薄化设计的问题，创作人凭借着多年来的实务经验，并经过多次的研究及测试后，终于设计出本实用新型的一种利用中空槽提升阻抗值的针脚结构，期能解决现有针脚的诸多缺憾之处。
[0007]本实用新型的一目的，是提供一种利用中空槽提升阻抗值的针脚结构(internalheader)，该针脚结构应用于一电子装置(如:个人计算机)中，该电子装置内设有一电路板(如:主机板)及一扩充设备(如:网络卡、显示卡)，该电路板及扩充设备上分别设有一连接端口(如:插座、电气接点)；该针脚结构包括多支金属端子及一固定座体，所述金属端子的两端的构型分别与该电路板及扩充设备上的连接端口相匹配，以能与各该连接端口相电气连接，令该电路板及扩充设备间能进行数据传输；该固定座体是由绝缘材料构成，且固设于所述金属端子的中段部，以将所述金属端子结合成一体，且使各该金属端子间分别保持有一预定间隙，该固定座体的两侧上对应于所述金属端子的位置分别朝内延伸，以分别形成有一中空槽，使所述金属端子的中段部能透过所述中空槽，接触外界的空气。如此，即能通过空气的低介电系数(Dielectric Constants)特性,提升所述金属端子的阻抗值,使其符合USB3.0的规范。
[0008]其中，各该中空槽能分别于该固定座体的表面形成一开孔，且该开孔的口径小于该中空槽的深度。
[0009]其中，该中空槽的断面构型为一矩形。
[0010]其中，所述金属端子还能细分成多支第一端子及多支第二端子，所述第一端子相互平行地设于邻近该固定座体的一侧的位置，所述第二端子则相互平行地设于邻近该固定座体的另一侧的位置，使所述第一端子及第二端子的中段部的一侧面能分别透过各该中空槽接触至空气，其另一侧面则能被该固定座体所包覆。
[0011]其中，各该金属端子间的预定间隙是介于1.2?0.8毫米之间。
[0012]其中，各该金属端子的断面构型为边长介于0.38?0.42毫米的矩形。
[0013]本实用新型的有益效果:
[0014]本实用新型使所述金属端子的中段部能透过所述中空槽，接触外界的空气，并通过空气的低介电系数特性，提升所述金属端子的阻抗值。
[0015]本实用新型能在不变更金属端子及固定座体的构型的条件下，利用中空槽的设计，增加金属端子与空气的接触面积，使该针脚结构不仅仍能承受1.5安培的电流负荷，且兼顾其整体结构强度及USB3.0中对于阻抗值的限制。
[0016]本实用新型能使所述金属端子间的预定间距缩减至约1.0毫米，以利于该电子装置的轻薄化。
[0017]为便贵审查委员能对本实用新型的技术原理、结构特征及其目的有更进一步的认识与理解，兹举实施例配合图式，详细说明如下:
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是现有的针脚结构示意图；
[0019]图2是本实用新型的针脚结构的立体示意图；及[0020]图3是本实用新型的针脚结构的剖面示意图。
[0021]主要元件符号说明
[0022][现有]
[0023]针脚结构I
[0024]绝缘座体10
[0025]金属端子11
[0026]电路板12
[0027]电气接点120
[0028]连接插座13
[0029][本实用新型]
[0030]针脚结构2
[0031]金属端子21
[0032]第一端子211
[0033]第二端子212`
[0034]固定座体22
[0035]中空槽220
[0036]开孔221
[0037]预定间隙Dl
[0038]深度D2
[0039]口径D3
[0040]间距D4
【具体实施方式】
[0041]本实用新型是一种利用中空槽提升阻抗值的针脚结构，是能将每一支金属端子间的间隙由2.0mm限缩至1.0mm,以实现电子装置的小型化的目的。虽然时下已存在有间隙为1.0mm的连接器，然而这类连接器并无法满足高频信号传输的特性要求，故并无法应用于USB3.0规格的数据传输上，根据USB3.0的规范，在进行数据传输时，针脚并需能承受1.5安培的电流，且其阻抗值必须介于78欧姆~105欧姆之间。
[0042]请参阅图2所示，是本实用新型的第一较佳实施例，该针脚结构2应用于一电子装置中，该电子装置可为个人计算机、平板计算机甚至智能型手机，且其内设有一电路板(如:主机板)以及一扩充设备(如:显示卡、网络卡等)，该电路板及扩充设备上分别设有一连接端口，以供接收外界传来的数据。在此特别一提，该连接端口可为一般的电气接点，亦可为一连接插座，其构型如图1所示，由于本实用新型的针脚结构2可直接应用的图1所示的一般连接端口(即，电气接点120及连接插座13)，故在图2中即不另行绘制标明，而将重点着重于针脚结构2上。
[0043]请参阅图2及图3所示,该针脚结构2包括多支金属端子21及一固定座体22,所述金属端子21两端的构型与各该连接端口相匹配，以能电气连接于所述连接端口上，使该电路板能透过所述金属端子21，与该扩充设备进行数据的传输；该固定座体22包覆于所述金属端子21的中段部(如:透过嵌插组装或射出成型制程)，以使所述金属端子21能结合成一体，且彼此间能间隔一预定间隙D1。该固定座体22的两对应侧面上对应于各该金属端子21的位置分别开设有一中空槽220，该中空槽220的设置方向与所述金属端子21的设置方向相垂直，且其一端能在该固定座体22的两侧分别形成一矩形的开孔221，其另一端则能连通至所述金属端子21的中段部，使外界空气能直接接触至所述金属端子21。
[0044]查,介电系数(dielectric constant)又称电容率,其定义为一介电质被施加一外来电场时，其产生的感应电荷多寡的一相对数值，根据电容的计算公式:「电容=(介电系数X电容面积)+电容间距」以及电容的阻抗公式「电阻=1+(2Χ π X传输频率X电容)」可知，由于空气的介电系数趋近于1，属于低介电系数，故该中空槽220内的空气将具有一定的阻抗，而使所述金属端子21在与空气相接触后，其阻抗值亦能连带地上升。
[0045]由前述可知，虽然该金属端子21的构型大小无法缩减(始能承受1.5安培的电流)，且该固定座体22用以支撑所述金属端子21，而亦无法轻易调整，但透过本实用新型的中空槽220的设计，即能在前述两个条件的严苛限制下，仍创造出空气与所述金属端子21的接触部位，以透过空气的低介电系数特性，提升所述金属端子的阻抗值，如此一来，业者即能将所述金属端子21间的预定间隙Dl缩小，以改善该针脚结构2所需的占用空间，令该电子装置能被设计成较为轻巧精简的构型，进而符合目前市场的需求。
[0046]在本实用新型的第一较佳实施例中，该预定间隙Dl为1.0毫米，比时下的2.0毫米缩减了整整一倍，但在实际施作上，该预定间隙Dl仍能依据业者的需求进行调整，而考虑到制程上可能的误差，故该预定间隙Dl的合理范围约在1.2?0.8毫米之间，而该金属端子21的断面构型则为边长介于0.38?0.42毫米的矩形。本实用新型的针脚结构在利用高频仿真软件，仿真出一信号通过该金属端子21上时的电气特性后，证实本实用新型的针脚结构2确实能符合USB3.0于高频传输上的阻抗需求，即阻抗值皆位于78?105欧姆之间。
[0047]另，复请参阅图3所示，在本实用新型的第一较佳实施例中，该中空槽220的断面构型呈一矩形孔洞，且该中空槽220的深度D2大于该开孔221的口径D3。此外，在本实施例中，所述金属端子21还能细分成多支第一端子211及多支第二端子212，所述第一端子211相互平行地排列于该固定座体22中邻近一侧的位置，所述第二端子212则相互平行地排列于该固定座体22中邻近另一侧的位置，且所述第一端子211与第二端子212间透过该固定座体22保持有一间距D4，意即，所述第一端子211及第二端子212的中段部的一侧面能透过所述中空槽220，接触至外界空气，其另一侧面则能被该固定座体22所包覆。
[0048]又，在前述实施例中，该金属端子21的构型皆呈弯折的L状，但，所述金属端子21亦可能并无弯折，意即，所述金属端子21的构型并不以图2及图3所绘制的构型为限，所述金属端子21是做为电路板与扩充设备间的数据传递桥梁，故其构型可依该电子装置内的配置方式而进行调整，并非本实用新型的必要条件限制。
[0049]以上所述，仅为本实用新型的一较佳实施例，但，本实用新型的技术特征并不局限于此，凡相关【技术领域】的人士在参酌本实用新型的技术内容后，所能轻易思及的等效变化，均应不脱离本实用新型的保护范畴。
【权利要求】
1.一种利用中空槽提升阻抗值的针脚结构，是应用于一电子装置中，该电子装置内设有一电路板及一扩充设备，该电路板及扩充设备上分别设有一连接端口，其特征在于，该针脚结构包括: 多支金属端子，其两端的构型分别与该电路板及扩充设备上的一连接端口相匹配，以能分别与各该连接端口相电气连接，使该电路板及扩充设备间能进行数据传输；及 一固定座体，是由绝缘材料构成，且固设于所述金属端子的中段部，以将所述金属端子结合成一体，且使各该金属端子间分别保持有一预定间隙，该固定座体的两侧上对应于所述金属端子的位置分别朝内延伸，以分别形成一中空槽，使所述金属端子的中段部能透过所述中空槽，接触外界的空气，并通过空气的低介电系数特性，提升所述金属端子的阻抗值。
2.如权利要求1所述的针脚结构，其特征在于，各该中空槽能分别于该固定座体的表面形成一开孔，且该开孔的口径小于该中空槽的深度。
3.如权利要求2所述的针脚结构，其特征在于，该中空槽的断面构型为一矩形。
4.如权利要求1、2或3所述的针脚结构，其特征在于，所述金属端子还能细分成多支第一端子及多支第二端子，所述第一端子相互平行地设于邻近该固定座体的一侧的位置，所述第二端子则相互平行地设于邻近该固定座体的另一侧的位置，使所述第一端子及第二端子的中段部的一侧面能分别透过各该中空槽接触至空气，其另一侧面则能被该固定座体所包覆。
5.如权利要求4所述的针脚结构，其特征在于，各该金属端子间的预定间隙是介于1.2?0.8晕米之间。
6.如权利要求5所述的针脚结构，其特征在于，各该金属端子的断面构型为边长介于0.38?0.42毫米的矩形。
【文档编号】H01R13/02GK203521688SQ201320603275
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】刘永章, 桑圣芬 申请人:香港商安费诺(东亚)有限公司