在接地金属外壳增设搭接金手指的高频连接器的制作方法

文档序号:16783011发布日期:2019-02-01 19:16阅读:261来源:国知局
在接地金属外壳增设搭接金手指的高频连接器的制作方法

本实用新型关于连接器,尤指一种在金属外壳上增设有搭接金手指,以能提升抗EMI表现的高频连接器。



背景技术:

连接器(Connector)泛指所有应用在电子信号及电源传输上的连接元件及其附属配件,是一般电子装置上所有电流与信号的传输桥梁,其设计及制作质量的良窳自然会对电流与信号的传输可靠度产生极为重要的影响,也与各该电子装置是否能维持正常的运转息息相关。一般而言,各式电子装置(如:智能型手机、平板计算机、桌面计算机、笔记本电脑、数字相机...等)上,根据其设计上的要求,均会配置有对应类型的高频连接器,以期使各该电子装置不仅能维持本身的正常地运转,还能彼此连接相互交换数据,令各该连接器能在元件与元件间、装置与装置间、或系统与系统之间进行电流与信号的传输,从而构成一个完整的电子系统,因此,连接器实乃构成该电子系统所需的最基础的元件。

根据产业研究报告所载,在过去十几年来,相对于其它零元件产业而言,进入连接器产业的许多中国台湾业者都还算是获利颇为丰厚的族群,究其原因,主要是在相关电子装置的领域中,无论各国际大厂或中国台湾厂商对于其各自生产的电子装置在市场上的定位及区隔均已日趋清楚,且已臻极为明确的地步,此一现象,也导致其各自生产的电子装置中所使用的高低阶连接器间的技术差异颇大,此一特点,令各该厂商在委托中国台湾连接器业者制造各式连接器时,均会严格地要求必需能制作出符合其特殊要求,且具备广泛应用能力的连接器,此一严苛的产品要求,迫使接受委托代工的中国台湾连接器业者,不得不更加努力不懈地致力于产品的改良及研究开发,以期能具备各式专攻项目据以生产符合客户不同要求的各式连接器产品,据此,中国台湾连接器业者在十几年来不断地摸索、学习及磨练下,早已练就了能避开后续低价红海(中国相关厂商)竞争的技术能力。

然而,早在2008年金融风暴以来的十年间,以连接器为主力产品的相关中国台湾连接器业者,即曾清楚感受且经历过一次严重的产业危机,当时,PC产业因整体市场的需求不振、进入门坎过低及产业竞争激烈等原因,而一蹶不振,从而波及中国台湾连接器产业,导致许多中国台湾连接器业者面临无法继续经营的生存危机,且猛然地认知到应实时调整经营策略,以资应对,且期望能利用多元转型的策略,令连接器产品的应用层面,不再仅局限于PC产业,而应能更广泛地涵盖各式通信或消费性电子产品(如:手机与游戏机...等),据此,原本大量依赖计算机与其接口设备的中国台湾连接器业者,近十几年来,均已纷纷转型至研发与生产各式消费性电子产品、显示器...等产品上所须使用的利基型连接器。

但是,诚如前述,2008年的金融风暴确实已一举打破了连接器产业中许多业者间长久以来所遵循的产业默契或潜规则,如:原本生产高阶或高端技术连接器的美、欧、日连接器业者,在获利日益短缺的现实逼迫下,也考虑开始生产中低阶连接器,而严重地侵入了中国台湾连接器业者多年来所掌握的主力产品线,面对此一情势的变化,中国台湾连接器业者除必须加快脚步调整经营策略之外,还必需在新策略中加入能兼顾过去未检讨到的点与面,并针对未来连接器的各种特性,进行探讨、研发与改良,以能生产出更多且更符合市场需要的优良连接器产品,始能在市场占据一席之地,现举例而言,诚如前述,连接器是作为电子装置本身及彼此间传输电流及信号的重要基础元件,其对于电子装置本身及彼此间是否能维持正常运作,有着极为重要且关键的影响力,近年来,由于市场对各式电子装置的传输速度应不断提升的迫切要求下,如何在高速传输数据的前提下,维持信号传输质量与速度的精准性及稳定性,自然广泛地受到相关学者及业者们的特别关注及重视;以数据传输为例,从早期USB 1.0的最大传输速度为12Mbps,逐步演进到USB 2.0时期的最大传输速度为480Mbps,之后,在USB 3.0(Super Speed USB)时期,数据的最大传输速度更提升到5Gbps,甚至,在USB 3.1Gen 2时期,更直接将最大传输速度提高到10Gbps,以满足人们对高速数据传输的强烈需求。

传统上,电子连接器技术主要着重于各该连接器内信号端子的机械结构设计,然而,随着科技的发展,在数字信号的传输速度已迈向高速化及高频化的情势下,经由各该电子连接器传输的数字信号本身也会在传输过程中发生损耗,因此,如何使损耗降至最低,从而令数字信号能获得稳定且精准的传输质量,如今已成为高频电子连接器产业在开发上的一重要课题。然而,高频电子连接器产品的开发原本即是一项极具困难度及艰巨性技术门坎的工作,尤其是,其中在机械结构的设计上与其在高频电磁电性设分析上是两门截然不同的专业领域,因此,如何在工程设计上取得最佳的平衡点,即是一项艰巨的挑战,有鉴于此,如何在确保高频电子连接器拥有良好结构强度的情况下,还能同时提升其在高频信号传输质量精准性与传输速度稳定性上的表现,即成为本实用新型在此欲探讨的一重要课题,以期望通过本实用新型所衍生的创新技术,能有效缩短业界在开发高频电子连接器的时程,且能提升中国国内在传输高频信号上的分析与设计能力,从而能与世界技术接轨。



技术实现要素:

为了能在竞争激烈的高频电子连接器市场中,脱颖而出,申请人凭借着多年来专业从事各式电源或信号连接器设计、加工及制造的丰富实务经验,且秉持着精益求精的研究精神,在经过长久的努力研究与实验后,终于研发出本实用新型的一种在接地金属外壳增设搭接金手指的高频连接器,期通过本实用新型的问世,能有效增进该高频连接器在传输高频信号上的精准性及稳定性,从而使相关电子装置始终能维持正常且稳定的运作,而令使用者能获得更佳的使用经验。

本实用新型的一目的,提供一种在接地金属外壳增设搭接金手指的高频连接器,该高频连接器至少包括一绝缘座体、多支信号端子及一接地金属外壳,其中,该绝缘座体内设有至少一排端子槽组,各排端子槽组分别包括多个相互间隔排列的端子槽,各该信号端子是分别定位至各该端子槽中,各该信号端子的顶端外露在该绝缘座体的顶端,各该信号端子的底端则由该绝缘座体的底面延伸而出,供分别焊接至一电路板的顶面上对应的信号接点,且令该绝缘座体的底面能与该电路板的顶面保持一设计间隙;该接地金属外壳内设有一容纳空间,该容纳空间的构形与该绝缘座体的构形相匹配,以令该接地金属外壳能完全包覆住该绝缘座体除顶面及底面外的其余表面;该接地金属外壳的顶缘较该绝缘座体的顶面高出一预定高度,且该接地金属外壳上较该绝缘座体的顶面高出该预定高度的插接部位还能围绕着该绝缘座体的顶面,而在对应于该绝缘座体顶面的位置形成一插接口,供插接对应的一插接头,该接地金属外壳上较该绝缘座体的顶面高出该预定高度的插接部位上,利用冲压成形的技术,分别形成有多个搭接金手指,各该搭接金手指的一端与该接地金属外壳相连接,各该搭接金手指的另一端则朝该接地金属外壳内弯折,且在延伸一预定深度而形成一弹性臂后,再朝该接地金属外壳外弯折而形成一搭接部,该接地金属外壳的底缘凸设有多支接地支撑脚,各该接地支撑脚由该接地金属外壳的底缘延伸而出,以连接至该电路板的顶面上对应的接地插孔或接地接点,以确保该高频连接器能被稳固地安装在该电路板上,而不易松动,且令该接地金属外壳与该电路板的接地端能始终稳固地维持在相互电气导通的接地状态。

如此,等待对应的该插接头,通过该插接口,而被插接至该高频连接器时,该接地金属外壳上邻近该插接口的这些搭接部,将能因对应的这些弹性臂所施加的弹性作用力,而分别稳固地搭接抵靠在该插接头外缘所披覆的金属壳体外壁,不仅令该高频连接器与该对应的插接头能稳固地插接成为一体,共同传输高频信号,也因该接地金属外壳能与该金属壳体电气导通地结合成为一体,共同屏蔽该高频连接器与该插接头间相互电气连接的信号端子,故不仅能有效阻隔外界电磁波对各该信号端子上高频信号造成电磁干扰(EMI)而产生噪声(noise),且能有效避免相邻信号端子上高频信号因电磁干扰所产生的噪声对周遭电子元件的信号处理造成负面影响,还能将这些噪声宣泄至该电路板的接地端,予以排除,从而确保该电路板及其上电子元件能在高频信号处理上维持信号的稳定性及完整性(Signal Integrity,简称SI)。

本实用新型的另一目的,是为了令该高频连接器与该对应的插接头能更稳固地插接成为一体,共同传输高频信号,该高频连接器还包括一弹性搭接环,该弹性搭接环是由弹性钢片制成,其硬度及弹性均大于该接地金属外壳的硬度及弹性,但是,其厚度则小于该接地金属外壳的厚度,该弹性搭接环的构形是与该接地金属外壳上较该绝缘座体的顶面高出该预定高度的插接部位相匹配,且其上设有多个嵌卡钩,以通过这些嵌卡钩,令该弹性搭接环能精准地定位在该插接部位上,该弹性搭接环上则利用冲压成形的技术,分别形成有这些搭接金手指,各该搭接金手指的一端与该弹性搭接环相连接,各该搭接金手指的另一端则朝弹性搭接环内弯折且在延伸一预定深度而形成一弹性臂后,再朝弹性搭接环外弯折而形成对应的搭接部。

为便审查员能对本实用新型目的、技术特征及其功效,做更进一步的认识与了解,现举实施例配合附图,详细说明如下:

【附图简单说明】

图1是本实用新型的一优选实施例中高频连接器的立体分解示意图;

图2是第1图所示本实用新型的优选实施例中高频连接器的组立示意图;

图3是本实用新型的另一优选实施例中高频连接器的立体分解示意图;及

图4是图3所示本实用新型的另一优选实施例中高频连接器的组立示意图。

【符号说明】

高频连接器 ……………1

绝缘座体 ……………10

绝缘座体的底面 ……………102

嵌卡槽 ……………103

绝缘座体的顶面 ……………104

端子槽 ……………120

信号端子 ……………13

信号端子顶端 ……………13T

信号端子底端 ……………13B

接地金属外壳 ……………16

容纳空间 ……………160

接地支撑脚 ……………161

对应于弯角的接地支撑脚 ……………1611

对应于其它位置的接地支撑脚 ……………1612

嵌卡键 ……………163

插接部位 ……………164

开孔 ……………1640

插接口 ……………165

弹性搭接环 ……………17

嵌卡钩 ……………170

搭接金手指 ……………166、176

弹性臂 ……………166A、176A

搭接部 ……………166T、176T

电路板 ……………20

接地插孔 ……………21

接地接点 ……………22

预定间距 ……………d

设计间隙 ……………G

预定深度 ……………D

预定高度 ……………H

具体实施方式

本实用新型一种在接地金属外壳增设搭接金手指的高频连接器1,在本实用新型的一优选实施例中,请参阅图1及图2所示,现为方便说明起见,在本实用新型的后续叙述中,以图1及图2的上方作为该高频连接器1的顶侧或顶端方位,且以图1及图2的下方作为该高频连接器1的底侧或底端方位,合先陈明。在该优选实施例中,复请参阅图1,该高频连接器1至少包括一绝缘座体10、多支信号端子13、一接地金属外壳16;其中,复请参阅图2所示,该绝缘座体10内设有至少一排端子槽组,本实用新型以两排端子槽组为例,各排端子槽组分别包括多个相互间隔排列的端子槽120,该两排端子槽组中相互对应的两端子槽120彼此区隔且保持一预定间距d;各该信号端子13分别定位至各该端子槽120中,各该信号端子13的顶端13T外露在该绝缘座体10的顶面104,各该信号端子13的的底端13B则由该绝缘座体10的底面102延伸而出,供分别焊接至一电路板20的顶面上对应的信号接点(图中未示),且令该绝缘座体10的底面102能与该电路板20的顶面保持一设计间隙G,该设计间隙G为该电路板20的顶面及各该信号端子13的底端13B与周遭冷空气间提供一能相互对流的空间,以达成为该电路板20及各该信号端子13提供散热降温作用的目的;该接地金属外壳16内设有一容纳空间160,该容纳空间160的构形与该绝缘座体10的构形相匹配,以令该接地金属外壳16能完全包覆住该绝缘座体10除顶面及底面外的其余表面;该接地金属外壳16的顶缘较该绝缘座体10的顶面104高出一预定高度H,而形成一插接部位164,该插接部位164围绕着该绝缘座体10的顶面104,而在对应于该绝缘座体10顶面104的位置形成一插接口165,供插接对应的一插接头(图中未示)。

复请参阅图2所示,该插接部位164上利用冲压成形的技术,分别形成有多个搭接金手指166,各该搭接金手指166的一端与该接地金属外壳16相连接,各该搭接金手指166的另一端则朝该接地金属外壳16内弯折且在延伸一预定深度D而形成一弹性臂166A后,再朝该接地金属外壳16外弯折而形成一搭接部166T。复请参阅图1及图2所示,该接地金属外壳16的底缘凸设有多支接地支撑脚161,各该接地支撑脚161由该接地金属外壳16的底缘延伸而出,并能连接(如:焊接、抵靠)至该电路板20的顶面上对应的接地插孔21或接地接点22,以确保该高频连接器1能被稳固地安装在该电路板20上,而不易松动,且令该接地金属外壳16与该电路板20的接地端能始终稳固地维持在相互电气导通的接地状态。如此,等待对应的该插接头(图中未示),通过该插接口165,被插接至该高频连接器1时,该接地金属外壳16上邻近该插接口165的这些搭接部166T,将因对应的这些弹性臂166A所分别施加的弹性作用力,而能稳固地搭接且抵靠在该插接头外缘所披覆的金属壳体外壁,不仅令该高频连接器1能与该对应的插接头能稳固地插接成为一体,共同传输高频信号,也因该接地金属外壳16能与该金属壳体电气导通地结合成为一体,共同屏蔽该高频连接器1与该插接头间相互电气连接的信号端子,故,不仅能有效阻隔外界电磁波对各该信号端子上高频信号造成电磁干扰(EMI)而产生的噪声(noise),且能有效避免相邻信号端子上高频信号因电磁干扰(EMI)所产生的噪声(noise)对周遭电子元件的信号处理造成负面影响,还能将这些噪声宣泄至该电路板的接地端,予以排除,从而确保该电路板及其上电子元件能在高频信号处理上维持信号的稳定性及完整性(Signal Integrity,简称SI)。

此外,由于本实用新型中各该接地支撑脚161彼此间隔地排列在对应于该设计间隙G的位置,以令各该接地支撑脚161能分别位在对应于两个相邻信号端子13底端13B间的位置,从而使该绝缘座体10及其中的这些信号端子13能完全被包围在该接地金属外壳16及这些接地支撑脚161内,以通过该金属壳体16及这些接地支撑脚161的屏蔽、导引、支撑及保护作用,有效达成下列四大功效及目的:

(1)该金属壳体16及这些接地支撑脚161的包覆及包围所产生的屏蔽作用,除能有效防止外界电磁波对各该信号端子13上的高频信号造成电磁干扰而产生噪声之外,还能有效避免相邻的这些信号端子13上的高频信号间相互发生电磁干扰所产生的噪声向外泄漏,而对该电路板20上电子元件(图中未示)的信号处理精准度造成负面影响;

(2)这些接地支撑脚161能将外界电磁波或这些信号端子13上所产生的噪声宣泄至该电路板的接地端,而予以排除,从而确保该电路板20及其上电子元件(图中未示)在高频信号处理上的信号完整性(Signal Integrity,简称S1);

(3)该金属壳体16还能保护该绝缘座体10及其中的这些信号端子13,令其不致因遭遇碰撞而轻易毁损;及

(4)这些接地支撑脚161也能有效支撑该绝缘座体10,且令该绝缘座体10的底面102与该电路板20的顶面间始终能保持在该设计间隙G,以通过该设计间隙G,为该电路板20的顶面及各该信号端子13的底端13B与周遭冷空气间提供一能相互对流的空间,从而能有效地达成为该电路板20及这些信号端子13实现散热降温作用的目的。

复请参阅图1及图2所示,在本实用新型的前述实施例中,该绝缘座体10上还凹设有至少一嵌卡槽103;另,在该接地金属外壳16上对应于各该嵌卡槽103的位置处则分别冲压成形地设有一嵌卡键163,该嵌卡键163能在受力后向内弯折而嵌卡至对应的该嵌卡槽103内,以确保该接地金属外壳16能稳固且完全地包覆住该绝缘座体10上除顶面及底面外的其余表面。再者,为了令该接地金属外壳16能在该电路板20上,提供该绝缘座体10及其中的这些信号端子13更稳固且稳定的支撑力,在本实用新型的前述实施例中,该绝缘座体10的构形可为一呈长方体或正方体的构形,且该接地金属外壳16底缘上对应于四个弯角的这些接地支撑脚1611的直径或横断面大于位于其它位置的这些接地支撑脚1612的直径或横断面,且这些接地支撑脚1611能够采用焊接方式,固定于对应的接地插孔21,这些接地支撑脚1612则能够抵靠至对应的接地接点22,但不以此为限。此外,请参阅图3所示,为了有效降低该接地金属外壳16的重量,且能有效提升该高频连接器1的散热效果,该接地金属外壳16的该插接部位164上还设有多个开孔1640,各该开孔1640分别与该容纳空间160相连通,以令该接地金属外壳16内的空气能与周遭冷空气相互对流,从而快速降低该绝缘座体10及其中这些信号端子13的温度。

复请参阅图3所示,在本实用新型的其它实施例中,为了令该高频连接器1与该对应的插接头能更稳固地插接成为一体,共同传输高频信号,该高频连接器1还包括一弹性搭接环17,该弹性搭接环17由弹性钢片制成,其硬度及弹性均大于该接地金属外壳16的硬度及弹性,但是,其厚度则小于该接地金属外壳16的厚度,复请参阅图3所示,该弹性搭接环17的构形与该接地金属外壳16的该插接部位164的构形相匹配,并能固定(如:焊接)至该接地金属外壳16上,在该实施例中,该弹性搭接环17上设有多个嵌卡钩170,请参阅图4所示,通过这些嵌卡钩170能令该弹性搭接环17精准地定位在对应于该接地金属外壳16的该插接部位164上,该弹性搭接环17上则利用冲压成形的技术,分别形成有多个搭接金手指176,各该搭接金手指176的一端与该弹性搭接环17相连接,各该搭接金手指176的另一端则朝弹性搭接环17内弯折且在延伸一预定深度D而形成一弹性臂176A后,再朝弹性搭接环17外弯折而形成一搭接部176T,且各该搭接部分别对应于各该开孔1640。

如此,等待对应的该插接头(图中未示),通过该插接口165,被插接至该高频连接器1时,该弹性搭接环17上邻近该插接口165的这些搭接部176T,将因对应的这些弹性臂176A所分别施加的弹性作用力,而能稳固地搭接且抵靠在该插接头外缘所披覆的金属壳体外壁,不仅令该高频连接器1与该对应的插接头能稳固地插接成为一体,共同传输高频信号,也因该接地金属外壳16与该金属壳体电气导通地结合成为一体,而能共同屏蔽该高频连接器1与该插接头间相互电气连接的信号端子,不仅能有效阻隔外界电磁波对各该信号端子上高频信号造成电磁干扰(EMI)而产生噪声(noise),且能有效避免相邻信号端子上高频信号因电磁干扰(EMI)所产生的噪声(noise)对周遭电子元件的信号处理造成负面影响,还能将这些噪声宣泄至该电路板的接地端,予以排除,从而确保该电路板及其上电子元件能在高频信号处理上维持信号的稳定性及完整性(Signal Integrity,简称SI)。

最后,为了令本领域技术人员能够根据产品的设计需求,弹性地调整其生产制程,以有效地提高整体的生产效率及产品良率,在本实用新型的其它实施例中,该高频连接器1的结构设计并不局限于图1~图4所示的结构,本领域技术人员也能根据产品或生产在线的实际需求,调整各该元件的造形、构造及组合关系,甚至,通过增减各该元件,以有效达成提高整体生产效率及产品良率的目的,在本实用新型的另一实施例中,请参阅图2所示,通过射出成型的制程,先将该绝缘座体10及这些信号端子13等元件,制作成为一体,再将由一金属板材经冲压成型制成的该接地金属外壳16,经弯折成形而包覆至该绝缘座体10上除顶侧及底侧的外缘表面,以令该接地金属外壳16能与该绝缘座体10稳固地结合成为一体,而具备坚固及稳定的机械结构及特性,然而,在本实用新型的其它实施例中,也能视实际的需要,令该绝缘座体10成为由多个绝缘塑料元件所组合而成者,据此,无论该绝缘座体10是由单一绝缘塑料元件制成的个体,或者,是由多个绝缘塑料元件个体所组合而成者,只要该绝缘座体10上在对应的位置处分别开设有这些端子槽120,以供分别嵌接各该信号端子13,具体实现本实用新型的前述功能及效果,均为本实用新型在此欲主张保护的高频连接器1,并予指明。

以上所述,仅是本实用新型的优选实施例,然而,本实用新型所主张的权利范围,并不局限于此,任何本领域技术人员,依据本实用新型所揭露的技术内容,可轻易思及的等效变化,均应属不脱离本实用新型的保护范畴。

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