转接卡及插头电缆总成的制作方法

本发明是有关于一种插头电缆总成，且特别是有关于一种插头电缆总成的转接卡及应用其的插头电缆总成。

背景技术：

在计算机装置及移动装置中，通用串行总线(universalserialbus，以下简称usb)接口最为常见。当计算机装置及移动装置的趋势朝向小型化、薄型化及轻量化时，近期制订的usb接口规格“usbtype-c”被广泛地运用在计算机装置及移动装置上。usbtype-c也同时设计来符合高阶使用和强化要求。usbtype-c能支持现有的usb2.0、usb3.1及usb电力传输规格，也加上更多的接垫排和可翻转的特征。由于可翻转的特征，应用于usbtype-c连接器与电缆焊接的电路板或转接板不容易确保高速信号的连接效能，上述的高速信号例如是usb3.1gen1(5gbps)和gen2(10gbps)的高速信号。

技术实现要素：

本发明提供一种转接卡，适用于连接插头电缆总成的电缆及插头，用以提升电性效能。

本发明提供一种插头电缆总成，其转接卡用于连接其电缆及插头，用以提升电性效能。

本发明的一种转接卡，适用于连接一插头电缆总成的一电缆及一插头。转接卡包括一线路板、一接垫群组、一第一屏蔽平面、一第二屏蔽平面、一第三屏蔽平面及一第四屏蔽平面。线路板具有彼此相对的一上表面及一下表面。接垫群组适于连接电缆的多个电线或插头的多个端子。接垫群组包括一上接垫排及一下接垫排。上接垫排配置在上表面并包括一对第一上差动接垫。下接垫排配置在下表面并包括一对第一下差动接垫。这对第一上差动接垫分别对应这对第一下差动接垫上下配置。第一屏蔽平面、第二屏蔽平面、第三屏蔽平面及第四屏蔽平面有间隔地依序叠置在上表面与下表面之间，并从上表面依序排列至下表面。第一屏蔽平面具有一第一开口，第二屏蔽平面具有一第二开口，第三屏蔽平面具有一对第三开口，第四屏蔽平面具有一第四开口。这对第一上差动接垫在第一开口所在几何平面的正投影与第一开口重叠，第二开口在第一开口所在几何平面的正投影与第一开口重叠，这对第一下差动接垫在第四开口所在几何平面的正投影与第四开口重叠，这对第三开口在第四开口所在几何平面的正投影与第四开口重叠，且第二开口在这对第三开口所在几何平面的正投影与这对第三开口不重叠。

本发明的一种插头电缆总成包括一电缆、一插头及一转接卡。转接卡连接电缆及插头。转接卡包括一线路板、一接垫群组、一第一屏蔽平面、一第二屏蔽平面、一第三屏蔽平面及一第四屏蔽平面。线路板具有彼此相对的一上表面及一下表面。接垫群组连接电缆的多个电线或插头的多个端子。接垫群组包括一上接垫排及一下接垫排。上接垫排配置在上表面并包括一对第一上差动接垫。下接垫排配置在下表面并包括一对第一下差动接垫。这对第一上差动接垫分别对应这对第一下差动接垫上下配置。第一屏蔽平面、第二屏蔽平面、第三屏蔽平面及第四屏蔽平面有间隔地依序叠置在上表面与下表面之间，并从上表面依序排列至下表面。第一屏蔽平面具有一第一开口，第二屏蔽平面具有一第二开口，第三屏蔽平面具有一对第三开口，第四屏蔽平面具有一第四开口。这对第一上差动接垫在第一开口所在几何平面的正投影与第一开口重叠，第二开口在第一开口所在几何平面的正投影与第一开口重叠，这对第一下差动接垫在第四开口所在几何平面的正投影与第四开口重叠，这对第三开口在第四开口所在几何平面的正投影与第四开口重叠，且第二开口在这对第三开口所在几何平面的正投影与这对第三开口不重叠。

基于上述，在本发明中，通过分别在第一屏蔽平面、第二屏蔽平面、第三屏蔽平面及第四屏蔽平面形成至少一开口，以达成阻抗匹配。此外，第二屏蔽平面的开口在第三屏蔽平面的开口所在几何平面的正投影与第三屏蔽平面的开口不重叠，以防止这两对彼此相对的差动接垫(例如成对的传送差动接垫与成对的接收差动接垫)之间的串音。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的一实施例的一种插头电缆总成的立体图。

图2是图1的插头电缆总成的局部俯视图。

图3是图1的插头电缆总成的接脚排列。

图4是图2的转接卡的剖面示意图。

图5是图4的转接卡的这对第一上差动接垫、第一至第四屏蔽平面及这对第一下差动接垫的局部立体示意图。

图6是本发明的另一实施例的转接卡的剖面示意图。

其中，附图中符号的简单说明如下：

10：插头电缆总成；12：电缆；12a：电线；14：插头；14a：端子；16：转接板；100：线路板；100a：上表面；100b：下表面；101：图案化导电层；102：介电层；110：接垫；110a：接垫；110b：接垫；120a：第一屏蔽平面；120b：第二屏蔽平面；120c：第三屏蔽平面；120d：第四屏蔽平面；121：第一开口；121a：第一次开口；122：第二开口；123a、123b：第三开口；124：第四开口；124a：第四次开口；125：第五开口；125a：第五次开口；126a、126b：第六开口；127：第七开口；128：第八开口；128a：第八次开口；pg：接垫群组；upl：上接垫排；udp1：第一上差动接垫；udp2：第二上差动接垫；lpl：下接垫排；ldp1：第一下差动接垫；ldp2：第二下差动接垫。

具体实施方式

请参考图1及图2，在本实施例中，插头电缆总成10可符合usbtype-c接口规格的插头电缆总成。插头电缆总成10包括电缆12、插头14和转接板16。转接卡16连接电缆12及插头14，使得电缆12经由转接卡16而电性连接至插头14。具体而言，转接卡16包括一线路板100及多个接垫110a、110b(图4接垫110)，且这些接垫110位于线路板100的两面。电缆12的多个电线12a分别连接至转接卡16的多个接垫110a，而插头14的多个端子14a分别连接至转接卡16的多个接垫110b。

请参考图1、图2及图3，在本实施例中，当插头电缆总成10符合usbtype-c规格的插头电缆总成时，图2的用于连接插头14的这些端子14a的这些接垫110b的电性设定如图3所示，其中图2、图3是由图1箭头a观点所得的图示。gnd代表接地。tx1+及tx1-代表一传送差动对，rx1+及rx1-代表一接收差动对，tx2+及tx2-代表另一传送差动对，rx2+及rx2-代表另一接收差动对，d+及d-代表usb2.0以下规格的传送/接收差动对。tx传送差动对、rx接收差动对以全双工模式进行；d传送/接收差动对以半双功传输模式进行。vbus代表电源，cc代表连接至电缆以建立信号方向，sbu1及sbu2代表依照usb规格所定义的边带使用，vconn代表供电电子。详细的usbtype-c规格可从规格制订者的官方网站得知。另外，图2中的接垫110b的接收差动对与传送差动对的位置仅是一例子的说明，并非用以限定本发明。

在另一实施例中，当插头电缆总成10符合usbtype-c规格的插头电缆总成时，图2的用于连接电缆12的这些电线12a这些接垫110a的电性设定类似图3所示。请参考图2及图3，位于线路板100的其中一面的这些接垫110a有10个，且至少包括一接收差动对、一传送差动对，共4个接垫，而剩下的6个接垫110a可依需求去调整信号传递的类型，例如:vbus代表电源，cc代表连接至电缆以建立信号方向，sbu1及sbu2代表依照usb规格所定义的边带使用，vconn代表供电电子。详细的usbtype-c规格可从规格制订者的官方网站得知。另外，图2中的接垫110a的接收差动对与传送差动对的位置仅是一例子的说明，并非用以限定本发明。

请参考图4，转接卡16包括一线路板100，其是由多个图案化导电层101及多个介电层102所交替叠合而成，而这些接垫110是由对应的最外面的图案化导电层101所构成。在本实施例中，转接卡16的线路板100例如是所谓的六层板，即具有六个图案化导电层101的线路板。线路板100具有一上表面100a及与上表面100a相对的一下表面100b。转接卡16包括一接垫群组pg及多个屏蔽平面，包括一第一屏蔽平面120a、一第二屏蔽平面120b、一第三屏蔽平面120c及一第四屏蔽平面120d。接垫群组pg由多个如图2所示的接垫110b所组成，用以连接插头14的多个端子14a。接垫群组pg包括一上接垫排upl及一下接垫排lpl，其亦由多个接垫110b所组成。接垫群组pg的上接垫排upl及下接垫排lpl的这些接垫110的电性设定符合usbtype-c规格，如图3所示。第一屏蔽平面120a、第二屏蔽平面120b、第三屏蔽平面120c及第四屏蔽平面120d可占据所在图案化导电层101的部分区域。在一实施例中，第一屏蔽平面120a可以是接地平面、第二屏蔽平面120b可以是电源平面、第三屏蔽平面120c可以是电源平面、第四屏蔽平面120d可以是接地平面。此外，所在图案化导电层101的其他区域可依需求分布接地平面、电源平面或信号线。在另一实施例中，接垫群组pg由多个如图2所示的接垫110a所组成，用以连接电缆12的多个电线12a，其接垫110a的接收差动对、传送差动对的配置也可以适用图4的配置方式。

请参考图4，上接垫排upl配置在转接板16的线路板100的上表面100a并包括一对第一上差动接垫udp1。下接垫排lpl配置在转接板16的线路板100的下表面100b并包括一对第一下差动接垫ldp1。这对第一上差动接垫udp1分别对应这对第一下差动接垫ldp1上下配置。在一实施例中，这对第一上差动接垫udp1分别对准这对第一下差动接垫ldp1，即在这两对上、下差动接垫在接面平面上的投影实质上是完全重叠的。当然，在其他实施例中，这两对上、下差动接垫在接面平面上的投影可以是部分重叠的，即有部分错位(offset)。第一屏蔽平面120a、第二屏蔽平面120b、第三屏蔽平面120c及第四屏蔽平面120d有间隔地依序叠置在上表面100a与下表面100b之间。此外，请参考图5，以这对第一上差动接垫udp1及这对第一下差动接垫ldp1为例，第一屏蔽平面120a、第二屏蔽平面120b、第三屏蔽平面120c及第四屏蔽平面120d位于这对第一上差动接垫udp1及这对第一下差动接垫ldp1之间。

请参考图4及图5，当这对第一上差动接垫udp1是接收差动对rx2+及rx2-，而这对第一下差动接垫ldp1是传送差动对tx2+及tx2-时，第一屏蔽平面120a具有一第一开口121，第二屏蔽平面120b具有一第二开口122，第三屏蔽平面120c具有一对第三开口123a、123b，第四屏蔽平面120d具有一第四开口124。这对第一上差动接垫udp1在第一开口121所在几何平面的正投影与第一开口121重叠。在本实施例中，这对第一上差动接垫udp1在第一开口121所在几何平面的正投影可完全落于第一开口121中。第二开口122在第一开口121所在几何平面的正投影与第一开口121重叠。在本实施例中，第二开口122在第一开口121所在几何平面的正投影可完全落于第一开口121中。更进一步来说，在第一开口121所在几何平面上，相对于位在外侧的这对第一上差动接垫udp1的正投影，第二开口122的正投影位于中间区域。在本实施例中，在第一开口121所在几何平面上，这对第一上差动接垫udp1的其一差动接垫rx2+的正投影与第二开口122的正投影部分重叠；这对第一上差动接垫udp1的另一差动接垫rx2-的正投影与第二开口122的正投影部分重叠。此外，这对第一下差动接垫ldp1在第四开口124所在几何平面的正投影与第四开口124重叠。在本实施例中，这对第一下差动接垫ldp1在第四开口124所在几何平面的正投影可完全落于第四开口124中。这对第三开口123a、123b在第四开口124所在几何平面的正投影与第四开口124重叠。在本实施例中，这对第三开口123a、123b在第四开口124所在几何平面的正投影可完全落于第四开口124中。更进一步来说，在第四开口124所在几何平面上，第三开口123a的正投影落于这对第一下差动接垫ldp1的其一差动接垫tx2+的正投影中，即此二正投影会重叠；第三开口123b的正投影落于这对第一下差动接垫ldp1的另一差动接垫tx2-的正投影中，即此二正投影会重叠。

另外，第二开口122在这对第三开口123a、123b所在几何平面的正投影与这对第三开口123a、123b不重叠。更进一步来说，在第一开口121所在几何平面上，相对于位在外侧的这对第三开口123a、123b的正投影，第二开口122的正投影位于中间区域。此外，在第一开口121所在几何平面上，第三开口123a的正投影落于这对第一上差动接垫udp1的其一差动接垫rx2+的正投影中，即此二正投影会重叠；第三开口123b的正投影落于这对第一上差动接垫udp1的另一差动接垫rx2-的正投影中，即此二正投影会重叠。

综上所述，在本发明中，可通过第一开口121及第二开口122提高第一屏蔽平面120a、第二屏蔽平面120b与这对第一上差动接垫udp1之间耦合的特征阻抗(characterimpedance)，并通过这对第三开口123a、123b及第四开口124提高第三屏蔽平面120c、第四屏蔽平面120d与这对第一下差动接垫ldp1之间耦合的特征阻抗，以尽可能地维持差动信号路径的阻抗匹配(impedancematching)。同时，第二开口122在这对第三开口123所在几何平面的正投影与第三开口123不重叠，因而提供这对第一上差动接垫udp1与这对第一下差动接垫ldp1之间的屏蔽，以预防这对第一上差动接垫udp1与这对第一下差动接垫ldp1之间的串音(crosstalk)。

请再参考图4，在本实施例中，上接垫排upl还包括一对第二上差动接垫udp2，下接垫排lpl包括一对第二下差动接垫ldp2，这对第二上差动接垫udp2分别对应这对第二下差动接垫ldp2上下配置。在一实施例中，这对第二上差动接垫udp2分别对准这对第二下差动接垫ldp2，即在这两对上、下差动接垫在接面平面上的投影实质上是完全重叠的。当然，在其他实施例中，这两对上、下差动接垫在接面平面上的投影可以是部分重叠的，即有部分错位(offset)。当这对第二上差动接垫udp2是传送差动对tx1+及tx1-，而这对第二下差动接垫ldp2是接收差动对rx1+及rx1-时，第一屏蔽平面120a具有一第五开口125，第二屏蔽平面120b具有一对第六开口126a、126b，第三屏蔽平面120c具有一第七开口127，第四屏蔽平面120d具有一第八开口128。这对第二下差动接垫ldp2在第八开口128所在几何平面的正投影与第八开口128重叠。在本实施例中，这对第二下差动接垫ldp2在第八开口128所在几何平面的正投影可完全落于第八开口128中。第七开口127在第八开口128所在几何平面的正投影与第八开口128重叠。在本实施例中，第七开口127在第八开口128所在几何平面的正投影可完全落于第八开口128中。更进一步来说，在第八开口128所在几何平面上，相对于位在外侧的这对第二下差动接垫ldp2的正投影，第七开口127的正投影位于中间区域。在本实施例中，在第八开口128所在几何平面上，这对第二下差动接垫ldp2的其一差动接垫rx1+的正投影与第七开口127的正投影部分重叠；这对第二下差动接垫ldp2的另一差动接垫rx1-的正投影与第七开口127的正投影部分重叠。

此外，这对第二上差动接垫udp2在第五开口125所在几何平面的正投影与第五开口125重叠。在本实施例中，这对第二上差动接垫udp2在第五开口125所在几何平面的正投影可完全落于第五开口125中。这对第六开口126a、126b在第五开口125所在几何平面的正投影与第五开口125重叠。在本实施例中，这对第六开口126a、126b在第五开口125所在几何平面的正投影可完全落于第五开口125中。更进一步来说，在第五开口125所在几何平面上，第六开口126a的正投影落于这对第二上差动接垫udp2的其一差动接垫tx1-的正投影中，即此二正投影会重叠；第六开口126b的正投影落于这对第二上差动接垫udp2的另一差动接垫tx1+的正投影中，即此二正投影会重叠。

另外，第七开口127在这对第六开口126a、126b所在几何平面的正投影与这对第六开口126a、126b不重叠。更进一步来说，在第八开口128所在几何平面上，相对于位在外侧的这对第六开口126a、126b的正投影，第七开口127的正投影位于中间区域。此外，在第八开口128所在几何平面上，第六开口126a的正投影落于这对第二下差动接垫ldp2的其一差动接垫rx1-的正投影中，即此二正投影会重叠；第六开口126b的正投影落于这对第二下差动接垫ldp2的另一差动接垫rx1+的正投影中，即此二正投影会重叠。

请再参考图6，相较于图4的实施例，在本实施例中，第一开口121包括一对第一次开口121a，且这对第一上差动接垫udp1在这些第一次开口121a所在几何平面的正投影分别与这些第一次开口121a重叠。相似地，第四开口124包括一对第四次开口124a，且这对第二下差动接垫ldp2在这些第四次开口124a所在几何平面的正投影分别与这些第四次开口124a重叠。这对第一次开口121a与其他构件或开口的对应关系相同于第一开口121与其他构件或开口的对应关系，且这对第四次开口124a与其他构件或开口的对应关系相同于第四开口124与其他构件或开口的对应关系。

此外，第五开口125包括一对第五次开口125a，且这对第二上差动接垫udp2在这些第五次开口125a所在几何平面的正投影分别与这些第五次开口121a重叠。相似地，第八开口128包括一对第八次开口128a，且这对第二下差动接垫ldp2在这些第八次开口128a所在几何平面的正投影分别与这些第四次开口128a重叠。这对第五次开口125a与其他构件或开口的对应关系相同于第五开口125与其他构件或开口的对应关系，且这对第八次开口128a与其他构件或开口的对应关系相同于第八开口128与其他构件或开口的对应关系。

在上文中所提到的“上”或“下”的用语仅用于说明元件之间的差异，但本发明的差动接垫以及通过差动接垫的差动信号并不以此为限。

综上所述，在本发明中，通过分别在第一屏蔽平面、第二屏蔽平面、第三屏蔽平面及第四屏蔽平面形成至少一开口，以达成阻抗匹配。此外，第二屏蔽平面的开口在第三屏蔽平面的开口所在几何平面的正投影与第三屏蔽平面的开口不重叠，以防止这两对彼此相对的差动接垫(例如成对的传送差动接垫与成对的接收差动接垫)之间的串音。在制程上，仅需在形成屏蔽平面的同时形成开口即可达到效果，无须增加转接卡的制造步骤，因此不会增加制造成本。

以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。