高频RF连接构件及其高频RF跳线与板端连接器的制作方法

本发明涉及一种rf连接构件，具体地，涉及一种高频rf连接构件及其高频rf跳线与板端连接器。

背景技术：

近几年以来，rf连接构件被广泛地应用在各种电子产品上，一般而言，移动式通信装置的天线模块即由rf连接构件所构成，rf连接构件均会通过rf跳线的线端连接器，与板端连接器嵌合而传输rf讯号。

关于板端连接器，如图1所示，板端连接器2焊接于电路基板上，且板端连接器2的中间部位设有柱状体的板端中心端子21与呈圆筒形状的板端屏蔽端子23，板端屏蔽端子23环绕板端中心端子21而设置，板端中心端子21的底侧延伸出板端中心端子接脚22，板端遮蔽端子23的底侧延伸出板端遮蔽端子接脚24，使用时可藉由smt焊接或其它连接方式，将这些接脚22、24连接于电路基板的指定位置上。关于线端连接器，如图2所示，线端连接器3包括线端中心端子31及线端屏蔽端子32，线端中心端子31与同轴线缆的线缆中心导体(即习称的芯线，未图示)电性连通，线端屏蔽端子32与同轴线缆的外部导体(未图示)电性连通。线端连接器3可嵌合到如图1所示的板端连接器2，使线端中心端子31与板端中心端子21电性连通，且使线端屏蔽端子32与板端屏蔽端子23电性连通，以使得同轴线缆与电路基板的rf讯号连通。

针对现有线端连接器与板端连接器的嵌合过程，请参阅图3，线端连接器3由上往下移动以嵌合板端连接器2，藉由板端连接器2与线端连接器3间因接触而产生的干涉力(也称嵌合力)，而维持线端连接器3与板端连接器2的嵌合(请参阅图4)。

然而，由于近年来移动式通信装置的薄型化需求，导致线端连接器与其搭配使用的板端连接器的整体高度被不断地要求降低，举例来说，线端连接器与板端连接器的整体高度已从最早的3.5mm被要求减少到1.2mm，现在还有1.0mm以下的要求，甚至还有与其他零组件同样高度的0.60mm要求。所述线端连接器与板端连接器的整体高度越小，虽然越符合电子产品薄型化的发展趋势，但是却会因为线端连接器与板端连接器间的接触面积不足(即干涉高度不足)，而造成连接器间的嵌合力不足，导致线端连接器容易在受到外力冲击时从板端连接器上脱离，而影响电子产品的正常运作，甚至造成电子产品的损坏，这对rf连接构件的设计产生了极大的困难度。

再者，现有rf连接构件受限于结构设计的屏蔽效果不佳，如图3所示线端屏蔽端子32存在破孔321使得屏蔽效果不佳，只能用于传输6ghz以下频段例如gps或wifi的rf讯号。但依据预定在2020年全面导入的5g世代的wigig规范可知，rf讯号从15ghz频段到55～67ghz频段的高频讯号都会被使用，甚至80ghz频段的超高频rf讯号还会被使用到汽车自动导航上。

因此，开发一种可降低整体高度且可传输15ghz频段以上甚至67ghz频段以上的rf连接构件有其必要性与急迫性，目前已经成为现在业界亟欲挑战克服的技术议题。

技术实现要素：

鉴于上述先前技术的缺点，本发明提供一种高频rf连接构件，包括：同轴线缆、线端连接器、板端连接器与电路基板。同轴线缆包含有线缆中心导体与线缆屏蔽导体，其中，线缆中心导体与线缆屏蔽导体两者之间电性隔绝，线缆中心导体具有线缆中心导体本体与线缆中心导体末端接触部，线缆中心导体末端接触部设置于线缆中心导体本体的末端。线端连接器具有线端绝缘体与线端屏蔽端子，其中，线缆中心导体本体穿设于线端绝缘体，且线缆中心导体末端接触部延伸出线端绝缘体。线端屏蔽端子包含线端屏蔽导体铆接部，线端屏蔽导体铆接部铆接线缆屏蔽导体，而与线缆屏蔽导体电性接触。板端连接器包含有板端绝缘体、板端屏蔽端子与板端金属盖体，其中，板端绝缘体具有相连通的第一板端穿设槽与第二板端穿设槽；板端屏蔽端子具有第一板端屏蔽体与第二板端屏蔽体，其中，第一板端屏蔽体设置于第一板端穿设槽的槽壁面，从而对第一板端穿设槽提供电性屏蔽；第二板端屏蔽体设置于第二板端穿设槽的槽壁面，而与线端屏蔽导体铆接部电性接触，从而跟线端屏蔽导体铆接部，于第一、第二板端穿设槽相连通处对第一板端穿设槽提供电性屏蔽。板端金属盖体包含有板端金属盖体本体、板端盖体掀起结构与板端盖体扣接结构，板端盖体掀起结构可掀起板端金属盖体本体，而使线缆中心导体末端接触部可穿设进入第一板端穿设槽，且使线端屏蔽导体铆接部可穿设进入第二板端穿设槽，板端盖体扣接结构可扣接板端绝缘体或板端屏蔽端子，而使板端金属盖体本体跟板端屏蔽端子电性接触。电路基板包含有基板芯线接触部与基板屏蔽回路，其中，基板芯线接触部与基板屏蔽回路两者之间电性隔绝，基板屏蔽回路包围基板芯线接触部，线缆中心导体末端接触部朝基板芯线接触部的方向延伸，而于第一板端穿设槽中直接电性接触基板芯线接触部，板端屏蔽端子电性接触基板屏蔽回路。线端屏蔽端子分别与板端屏蔽端子、板端金属盖体本体与基板屏蔽回路电性连通而形成屏蔽环境，从而对第一板端穿设槽提供电性屏蔽。

另外，本发明还提供一种高频rf跳线，与板端连接器配合而传输高频的rf讯号，板端连接器设置于电路基板，电路基板包含有基板芯线接触部，高频rf跳线包括：同轴线缆与线端连接器。同轴线缆包含有线缆中心导体与线缆屏蔽导体，其中，线缆中心导体与线缆屏蔽导体两者之间电性隔绝，线缆中心导体具有线缆中心导体本体与线缆中心导体末端接触部，线缆中心导体末端接触部设置于线缆中心导体本体的末端。线端连接器具有线端绝缘体与线端屏蔽端子，其中，线缆中心导体本体穿设于线端绝缘体，且线缆中心导体末端接触部延伸出线端绝缘体，而用于电性接触基板芯线接触部。线端屏蔽端子包含线端屏蔽导体铆接部，线端屏蔽导体铆接部铆接线缆屏蔽导体，而与线缆屏蔽导体电性接触。

再者，本发明又提供一种与上述高频rf跳线配合的板端连接器，其中，电路基板还包含有基板屏蔽回路，其中，基板芯线接触部与基板屏蔽回路两者之间电性隔绝，基板屏蔽回路包围基板芯线接触部，板端连接器包括：板端绝缘体、板端屏蔽端子与板端金属盖体，其中，板端绝缘体具有相连通的第一板端穿设槽与第二板端穿设槽；板端屏蔽端子具有第一板端屏蔽体与第二板端屏蔽体，其中，第一板端屏蔽体设置于第一板端穿设槽的槽壁面，从而对第一板端穿设槽提供电性屏蔽；第二板端屏蔽体设置于第二板端穿设槽的槽壁面，且与线端屏蔽导体铆接部电性接触，从而跟线端屏蔽导体铆接部，于第一、第二板端穿设槽相连通处对第一板端穿设槽提供电性屏蔽；板端金属盖体包含有板端金属盖体本体、板端盖体掀起结构与板端盖体扣接结构，板端盖体掀起结构可掀起板端金属盖体本体，而使线缆中心导体末端接触部可穿设进入第一板端穿设槽，且使线端屏蔽导体铆接部可穿设进入第二板端穿设槽，板端盖体扣接结构可扣接板端绝缘体，而使板端金属盖体本体跟板端屏蔽端子与线端屏蔽导体铆接部电性接触；其中，线缆中心导体末端接触部于第一板端穿设槽中电性接触基板芯线接触部，板端屏蔽端子电性接触基板屏蔽回路；线端屏蔽端子分别跟板端屏蔽端子、板端金属盖体本体与基板屏蔽回路电性连通而形成屏蔽环境，从而对第一板端穿设槽提供电性屏蔽。

相较于先前技术，本发明的高频rf连接构件及其高频rf跳线与板端连接器，主要省略线端连接器与板端连接器的中心端子，将同轴线缆的线缆中心导体的末端直接电性接触电路基板而传递高频rf讯号，且针对高频rf连接构件的结构进行设计，以对高频rf讯号的传输提供较为完善的屏蔽环境，进而有效减少高频rf讯号传输时发生电磁耦合干扰的程度，甚至可用于67ghz频段以及67ghz频段以上的高频rf讯号的传输。再者，本发明高频rf连接构件的板端连接器通过板端金属盖体将线端连接器限位，藉以降低构件的整体高度，以因应薄型化rf连接构件的需求。

附图说明

图1为现有技术的板端连接器的示意图；

图2为现有技术的线端连接器的示意图；

图3为图2所示的线端连接器与图1所示的板端连接器的结合动作示意图；

图4为图2所示的线端连接器与图1所示的板端连接器的结合动作完成示意图；

图5为根据本发明的一个实施例的高频rf连接构件的第一使用状态示意图；

图6为图5所示高频rf连接构件的分解图；

图7为图5所示同轴线缆的一视角示意图；

图8为根据本发明的一个实施例的板端屏蔽端子的示意图；

图9为根据本发明一个实施例的高频rf连接构件的第二使用状态示意图；

图10为图9所示高频rf连接构件的上视图；

图11为图10所示高频rf连接构件沿aa线段截切的截面图；

图12为根据本发明的一个实施例的高频rf连接构件的第三使用状态示意图；

图13为图12所示高频rf连接构件的上视图；

图14为图13所示高频rf连接构件沿bb线段截切的截面图；

图15为图13所示高频rf连接构件沿cc线段截切的截面图；

图16为图13所示高频rf连接构件沿dd线段截切的截面图；

图17为图13所示高频rf连接构件沿ee线段截切的截面图；

图18为图13所示高频rf连接构件沿ff线段截切的截面图；

图19为根据本发明的一个实施例的高频rf连接构件的s11参数模拟图；

图20为本发明高频rf连接构件的板端金属盖体的第一实施例的示意图；

图21为本发明高频rf连接构件的板端金属盖体的第二实施例的示意图。

附图标记说明

1高频rf连接构件；11同轴线缆；111线缆中心导体；1111线缆中心导体本体；1112线缆中心导体末端接触部；112线缆屏蔽导体；12线端连接器；121线端绝缘体；122线端屏蔽端子；1221线端屏蔽导体铆接部；1222线端绝缘体支撑部；1223线端翼状板体；13板端连接器；131板端绝缘体；1311第一板端穿设槽；1312第二板端穿设槽；1313板端绝缘体扣接结构；132板端屏蔽端子；1321第一板端屏蔽体；1322第二板端屏蔽体；1324板端焊脚；1325板端屏蔽端子扣接结构；133板端金属盖体；1331板端金属盖体本体；1332板端盖体掀起结构；1333板端盖体扣接结构；14电路基板；141基板芯线接触部；142基板屏蔽回路；2板端连接器；21板端中心端子；22板端中心端子接脚；23板端遮蔽端子；24板端遮蔽端子接脚；3线端连接器；31线端中心端子；32线端遮蔽端子；4高频rf跳线。

具体实施方式

以下内容将结合说明书附图，藉由特定的具体实施例说明本发明的技术内容，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明亦可藉由其他不同的具体实施例加以施行或应用。本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下，进行各种修饰与变更。尤其是，在图式中各个组件的比例关及相对位置仅具示范性用途，并非代表本发明实施的实际状况。

为使揭露内容更为简洁而容易明了，以下针对相同或近似功能的组件将采用相同的符号进行说明，且省略相同或均等特征的描述。

针对本发明的技术揭露，请参阅图5至图18，如各图所示，本发明的高频rf连接构件1包括：高频rf跳线4、板端连接器13与电路基板14，其中，高频rf跳线4至少由同轴线缆11与线端连接器12所组成。在本发明中，同轴线缆11包含有线缆中心导体111与线缆屏蔽导体112，而线端连接器12具有线端绝缘体121与线端屏蔽端子122，其中，线缆中心导体111与线缆屏蔽导体112两者之间存在绝缘材料而电性隔绝，从而令线缆屏蔽导体112可对线缆中心导体111提供电性屏蔽，使线缆中心导体111可传输高频的rf讯号。线缆中心导体111的线缆中心导体本体1111的末端设置有线缆中心导体末端接触部1112，可选择性地，如图11所示的实施例中，线缆中心导体本体1111穿设于线端绝缘体121中，且线缆中心导体末端接触部1112延伸出线端绝缘体121，而线缆中心导体末端接触部1112与线缆中心导体本体1111的交角近似于九十度，使得线缆中心导体111具有l字形的截面，而提供线缆中心导体末端接触部1112在不通过其他导体的情况下直接电性接触电路基板14，以减少线缆中心导体111的高频rf讯号传输到电路基板14的过程中的衰减程度。由于线缆中心导体本体1111穿设于线端绝缘体121中，因而线端绝缘体121需要被支撑，以免因为线端绝缘体121的移位，而造成线缆中心导体本体1111形变而发生折断，或造成线缆中心导体末端接触部1112移位而无法有效直接电性接触电路基板14，进而影响高频rf讯号的传输。对此，可选择性地，如图7所示的实施例中，线端屏蔽端子122还设置线端绝缘体支撑部1222，线端绝缘体支撑部1222沿着线端绝缘体121的外壁延伸，而环抱线端绝缘体121从而对线端绝缘体121提供刚性支撑，而定位线端绝缘体121，以确保线缆中心导体本体1111不会发生折断，并确保线缆中心导体末端接触部1112能够直接电性接触电路基板14。

如图16所示的实施例中，线端屏蔽端子122包含线端屏蔽导体铆接部1221，线端屏蔽导体铆接部1221铆接同轴线缆11的线缆屏蔽导体112，而与同轴线缆11的线缆屏蔽导体112直接电性接触，使线端屏蔽端子122电性连通同轴线缆11的线缆屏蔽导体112，如此，本发明的同轴线缆11与线端连接器12可构成一种与板端连接器13配合的如图6所示的高频rf跳线4，藉由同轴线缆11的线缆中心导体111直接电性接触电路基板14而传输高频rf讯号，并通过线端屏蔽端子122对传输高频rf讯号的线缆中心导体111提供电性屏蔽。

关于板端连接器13，如图5至图8所示的实施例中，板端连接器13包含有板端绝缘体131、板端屏蔽端子132与板端金属盖体133，其中，板端绝缘体131具有相连通的第一板端穿设槽1311与第二板端穿设槽1312。板端屏蔽端子132具有第一板端屏蔽体1321与第二板端屏蔽体1322，其中，第一、第二板端屏蔽体1321、1322分别设置于第一、第二板端穿设槽1311、1312的槽壁面，从而分别对第一、第二板端穿设槽1311、1312提供电性屏蔽。在本发明中所提供的高频rf跳线4，可穿设进入板端连接器13中，让同轴线缆11的线缆中心导体末端接触部1112朝电路基板14的方向延伸，而于第一板端穿设槽1311中在不通过其他导体的情况下直接电性接触电路基板14。

板端金属盖体133包含有板端金属盖体本体1331、板端盖体掀起结构1332与板端盖体扣接结构1333。板端盖体掀起结构1332例如为设置于板端金属盖体本体1331上的对折结构，以提供对折而掀起板端金属盖体本体1331，使板端绝缘体131的第一、第二板端穿设槽1311、1312外露，而让高频rf跳线4的线端绝缘体121与线端屏蔽导体铆接部1221可分别由上而下穿设进入第一、第二板端穿设槽1311、1312，进而将线端连接器12限位于板端连接器13中。对此，可选择性地，如图5至图6所示的实施例中，线端屏蔽端子122还设置线端翼状板体1223，以藉由线端翼状板体1223嵌设于板端绝缘体131，从而止挡线端屏蔽端子122相对板端绝缘体131移动，藉以避免线端连接器12侧向退出板端连接器13，而确保线端连接器12限位于板端连接器13中。

板端盖体扣接结构1333可扣接板端绝缘体131或板端屏蔽端子132，而使板端金属盖体133扣接于板端连接器13，而可不藉由线端连接器12与板端连接器13之间的嵌合，将线端连接器12限位于板端连接器13中，使得线端连接器12与其搭配使用的板端连接器13的整体高度相较于现有的rf连接构件可被大幅度降低，以符合近年来移动式通信装置的薄型化需求。

相应地，如图6所示的实施例中，板端绝缘体131与板端屏蔽端子132可分别设置用于扣接板端金属盖体133例如为凸块的板端绝缘体扣接结构1313与板端屏蔽端子扣接结构1325，而使板端金属盖体133分别跟板端绝缘体131与板端屏蔽端子132结合。应说明的是，如图16所示的实施例中，当板端金属盖体133扣接于板端连接器13时，板端金属盖体本体1331直接电性接触板端屏蔽端子132与线端屏蔽导体铆接部1221。

关于电路基板14，包含有基板芯线接触部141与基板屏蔽回路142，其中，基板芯线接触部141与基板屏蔽回路142两者之间电性隔绝，基板屏蔽回路142包围基板芯线接触部141，从而对基板芯线接触部141提供屏蔽环境。应说明的是，本发明的线端连接器12设置于第一板端穿设槽1311中，使线缆中心导体末端接触部1112朝基板芯线接触部141的方向延伸，而穿过第一板端穿设槽1311在不通过其他导体的情况下直接电性接触基板芯线接触部141。板端屏蔽端子132具有板端焊脚1324而直接电性接触基板屏蔽回路142。

针对本发明高频rf连接构件，如图5所示，板端金属盖体本体1331处于掀起状态，而使线缆中心导体末端接触部1112与线端屏蔽导体铆接部1221可分别穿设进入第一、第二板端穿设槽1311、1312，如图9、图12所示，板端金属盖体133可扣接板端绝缘体131或板端屏蔽端子132，以对本发明的高频rf跳线4进行限位。另外，如图15所示，线端屏蔽端子122分别与板端屏蔽端子132、板端金属盖体本体1331与基板屏蔽回路142电性连通，而形成包围第一板端穿设槽1311的屏蔽环境(所述屏蔽环境于图15中以虚线示意)，从而对第一板端穿设槽1311提供电性屏蔽，而形成与同轴线缆近似的完整屏蔽架构，以避免线缆中心导体末端接触部1112传输高频rf讯号时在第一板端穿设槽1311中发生电磁耦合干扰。

再者，如图16所示，线端连接器12的线端屏蔽导体铆接部1221电性接触第二板端屏蔽体1322，使第二板端屏蔽体1322跟线端屏蔽导体铆接部1221电性连通，而于第一、第二板端穿设槽1311、1312相连通处形成屏蔽环境(所述屏蔽环境于图16中以虚线示意)，以对第一板端穿设槽1311提供电性屏蔽，而避免线缆中心导体末端接触部1112传输高频rf讯号时在第一板端穿设槽1311中发生电磁耦合干扰。

此外，请一并参阅图20至图21，本发明的板端金属盖体133还包含弹性结构1334，所述弹性结构1334可为图20所示的线材弹簧或图21所示的板材弹簧。在本发明的实施例中，板端金属盖体133的弹性结构1334位于板端金属盖体本体1331与板端屏蔽端子132之间，从而于板端盖体扣接结构1333扣接板端绝缘体131或板端屏蔽端子132时，而使板端金属盖体本体1331跟线端屏蔽端子122电性接触，以确保于第一板端穿设槽1311中形成有屏蔽环境，还提供弹力迫使线缆中心导体末端接触部1112跟基板芯线接触部141电性接触，以确保线缆中心导体末端接触部1112能够将高频rf讯号传输到基板芯线接触部141。

关于本发明对高频rf讯号的传输效果，请参照图19的本发明传输高频rf讯号的s11参数模拟图，一般来说，s11参数值表示的就是回波损耗，即有多少能量被反射回源端，s11参数值越小越好，现在业界对于传输67ghz频段的高频讯号的s11参数值的规范为-10db，对此，根据图19的揭露可知，本发明在进行100ghz频段的高频rf讯号传输时，s11参数值甚至已达到小于-20db的优异表现，亦即，本发明可在传输100ghz频段的高频rf讯号时，将s11参数值控制在-20db以下，是以，本发明确实可有效避免高频rf讯号的传输发生电磁耦合干扰，而具备优异的高频rf讯号传输效果。

综上所述，本发明的高频rf连接构件及其高频rf跳线与板端连接器，主要省略线端连接器与板端连接器的中心端子，将同轴线缆的线缆中心导体的末端在不通过其他导体的情况下直接电性接触电路基板，而将高频rf讯号由同轴线缆的线缆中心导体直接传递到电路基板，且针对高频rf连接构件的结构进行设计，以对高频rf讯号的传输提供完整的屏蔽环境，而避免高频rf讯号在传输过程中发生电磁耦合干扰而衰减，甚至可用于67ghz频段以及67ghz频段以上的高频rf讯号的传输。再者，本发明高频rf连接构件的板端连接器通过板端金属盖体将线端连接器限位，使得板端连接器与其搭配使用的线端连接器的整体高度相较于现有的rf连接构件可被大幅度降低，以因应薄型化rf连接构件的需求。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。