專利名稱：Usb連接器及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電連接器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通用串行總線(Universal Serial Bus,以下簡稱USB)連接器以及一種包括該USB連接器的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
USB連接器在諸如數(shù)據(jù)卡和USB閃存盤(USB flash disk,以下簡稱U盤)的電子設(shè)備中應(yīng)用很廣，這些數(shù)據(jù)卡或U盤例如多用在手機、對講機、電話機、電腦等電子產(chǎn)品中。 由于在數(shù)據(jù)卡和U盤的使用過程中需要經(jīng)常插拔，所以對USB連接器的結(jié)構(gòu)強度和接地可靠性都有很高的要求。目前通用的USB連接器一般有六個引腳，其中四個為功能引腳，用于傳輸信號或數(shù)據(jù)，另外兩個為接地引腳，用于使USB連接器殼件接地，同時還有助于提高USB連接器的焊接強度。在USB連接器插拔過程中，上述兩個接地引腳的焊點成為插拔應(yīng)力的主要受力點。從USB連接器失效分析可以得知，接地引腳是主要的受力點，所以在失效樣品中多數(shù)都是接地引腳的焊點發(fā)生裂紋，這樣，如果接地引腳的焊點發(fā)生問題，則一方面會影響USB連接器的接地可靠性，另一方面還會影響USB連接器的結(jié)構(gòu)強度，導(dǎo)致出現(xiàn)USB連接器的失效或故障。特別地，在用戶使用的過程中，若出現(xiàn)使用不慎的情況，例如插偏、掉落或撞擊等， 則更容易導(dǎo)致焊點松動，使得該USB連接器的可靠性降低。因此，在保證USB連接器的接地可靠性的前提下，確保USB連接器的結(jié)構(gòu)強度可靠性顯得尤為重要。此外，構(gòu)成目前通用的USB連接器的主要結(jié)構(gòu)——即USB頭，通常通過焊接或者諸如固定凸片的附加機械機構(gòu)連接于USB連接器的印制電路板(Printed Circuit Board，以下簡稱PCB板)，以實現(xiàn)USB頭與PCB板二者之間的定位。但是在通過焊接來定位的情況下，由于焊接工藝本身的可靠性問題，容易出現(xiàn)USB頭與PCB板相互定位的不可靠，從而影響USB連接器的結(jié)構(gòu)強度，導(dǎo)致出現(xiàn)USB連接器的失效或故障。而在通過諸如固定凸片的附加機械機構(gòu)來定位的情況下，則顯然增加了結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，從而不希望地提升成本。特別低，在用戶使用的過程中，若出現(xiàn)上述插偏、掉落或撞擊等的使用不慎的情況，則更容易導(dǎo)致USB頭與PCB板的相互定位不可靠，導(dǎo)致USB連接器的可靠性降低。圖1示意性示出現(xiàn)有技術(shù)一的USB連接器。USB頭的公頭的端子和母頭接觸，以達到工作的目的。USB頭的公頭通過USB頭上的四個焊腳焊接在PCB板上，既起到接地的作用又起到將USB頭與PCB板二者相互定位的作用。但是，在現(xiàn)有技術(shù)一的USB連接器中，通過將USB頭焊接在PCB板上來實現(xiàn)接地以及USB頭與PCB板二者之間的定位，但由于焊接工藝本身的可靠性問題，例如虛焊，因此USB連接器的結(jié)構(gòu)強度差，并且接地可靠性也差。此外，由于USB頭焊接在PCB板上，造成USB連接器整體厚度比較厚，這不利于USB連接器的產(chǎn)品小型化和成本的降低。另外，現(xiàn)有技術(shù)一的USB連接器的USB頭是通過其上的四個焊腳焊在PCB板上，這四個焊腳增加了 USB頭的整體長度，導(dǎo)致USB頭總長達21. 5mm。在用戶使用的過程中，過長的USB頭更容易引起諸如插偏的使用不當?shù)那闆r。而且由于USB頭長度較大，還導(dǎo)致USB頭整體剛性較差，容易在使用過程中折彎變形，從而導(dǎo)致USB連接器的失效或故障。此外，與目前通用的USB連接器一般具有兩個接地弓I腳的情況相比，現(xiàn)有技術(shù)一的USB連接器的USB頭上設(shè)置有四個焊腳，從而額外增加了兩個焊腳，因此過長的USB頭以及額外增加的兩個焊腳都不利于USB連接器的產(chǎn)品小型化和成本的降低。圖加和2b示意性示出現(xiàn)有技術(shù)二的USB連接器。PCB的所謂“金手指”的邊接頭(edge connector)和USB頭的母頭接觸，以達到工作的目的。在USB頭的金屬外殼上額外設(shè)置有凸片，該凸片通過螺釘固定于USB連接器的殼件上，達到USB連接器殼件接地的目的。但是，在現(xiàn)有技術(shù)二的USB連接器中，通過將USB頭上的凸片固定到USB連接器的殼件來實現(xiàn)接地，但由此帶來的問題是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，接地不可靠。此外，USB頭和PCB板之間沒有進行任何定位，因此USB連接器的結(jié)構(gòu)強度差。另外，在現(xiàn)有技術(shù)二的USB連接器中，由于 USB頭通過額外設(shè)置在USB頭的金屬外殼上的凸片連接于USB連接器的殼件上，因此額外設(shè)置的凸片將導(dǎo)致USB頭的整體長度增大，其總長達18mm。在用戶使用的過程中，過長的USB 頭更容易引起諸如插偏的使用不當?shù)那闆r。而且由于USB頭長度較大，還導(dǎo)致USB頭整體剛性較差，容易在使用過程中折彎變形，從而導(dǎo)致USB連接器的失效或故障。同樣，過長的 USB頭也不利于USB連接器的產(chǎn)品小型化和成本的降低。隨著數(shù)據(jù)卡和U盤市場的飽和及廠商競爭的加劇，業(yè)界急需這樣一種USB連接器， 其具有提高的結(jié)構(gòu)強度、增強的接地可靠性，同時還可以實現(xiàn)產(chǎn)品小型化和成本降低的目的。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提出本發(fā)明，利用本發(fā)明可以解決現(xiàn)有技術(shù)方案中USB連接器結(jié)構(gòu)強度較差、接地可靠性不良的問題。為此，本發(fā)明實施例提供了一種USB連接器，這種USB連接器提高了結(jié)構(gòu)強度，增強了接地可靠性，而且還能夠縮短USB頭的長度，從而達到產(chǎn)品小型化和成本降低的目的。根據(jù)本發(fā)明，一種USB連接器包括USB頭、PCB板以及殼件，其中所述USB頭包括絕緣膠芯和金屬外殼；所述PCB板的表面上設(shè)置有導(dǎo)電層，并且所述PCB板裝配在所述USB 頭內(nèi)并與所述USB頭相互定位；所述USB頭和PCB板通過緊固構(gòu)件固定于所述殼件，并且所述金屬外殼壓接在所述PCB板的表面導(dǎo)電層上。優(yōu)選地或附加地，在所述PCB板上設(shè)置有第一卡槽和第二卡槽，在所述USB頭的絕緣膠芯上設(shè)置有第一卡扣和第二卡扣，所述第一卡扣和第二卡扣分別卡合在相應(yīng)的所述第一卡槽和第二卡槽內(nèi)。優(yōu)選地或附加地，所述第一卡扣和第二卡扣為彈性元件。優(yōu)選地或附加地，所述第一卡扣和第二卡扣在所述絕緣膠芯上不對稱地設(shè)置。優(yōu)選地或附加地，所述緊固構(gòu)件為螺釘。優(yōu)選地或附加地，在所述USB頭的金屬外殼和所述PCB板上分別形成有用于穿插所述螺釘?shù)目?，在所述殼件上設(shè)置有供所述螺釘螺旋擰入并保持所述螺釘?shù)陌惭b柱，所述安裝柱自所述殼件的底部突出并在其內(nèi)部形成有螺紋孔。優(yōu)選地或附加地，所述導(dǎo)電層為銅層。優(yōu)選地或附加地，在所述USB頭的絕緣膠芯上設(shè)置有多個導(dǎo)電端子，所述多個導(dǎo)電端子與所述PCB板的邊接頭電接觸。
根據(jù)本發(fā)明的USB連接器，由于PCB板和USB頭通過卡扣和卡槽結(jié)構(gòu)相互定位，并通過緊固構(gòu)件固定于殼件，因此，保證了 USB連接器的整體結(jié)構(gòu)強度。而且，由于USB頭的金屬外殼壓接在PCB板的表面導(dǎo)電層上，因此確保了 USB連接器殼件的接地可靠性。此外，根據(jù)本發(fā)明的USB連接器，由于PCB板和USB頭通過卡扣和卡槽結(jié)構(gòu)相互定位，并通過緊固構(gòu)件固定于殼件，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比，因取消了用于將USB頭連接于PCB 板的焊腳，并且也無需在USB頭上額外設(shè)置用于將USB頭固定到USB連接器的殼件的凸片， 從而本發(fā)明的USB連接器能夠縮短USB頭的長度，進而能夠使得產(chǎn)品小型化以及降低生產(chǎn)成本。另外，根據(jù)本發(fā)明的USB連接器，由于上述第一和第二卡扣不對稱地形成，因此保證了在將PCB板裝配到USB頭內(nèi)的過程中的防呆功能，避免插反或插錯PCB板，從而確保 USB連接器的正常使用功能。此外，本發(fā)明還提供一種包括上述USB連接器的電子設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，所述電子設(shè)備可以是數(shù)據(jù)卡和U盤，當然也可以是諸如手機、對講機、電話機、電腦及其外設(shè)等其它電子產(chǎn)品。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。附圖中圖1示意性示出現(xiàn)有技術(shù)一的USB連接器。圖加和沘示意性示出現(xiàn)有技術(shù)二的USB連接器。圖3是本發(fā)明的USB連接器的示意性分解立體圖。圖4是圖3所示USB連接器的USB頭的組件及其裝配示意圖。圖fe是按照圖4所示裝配好的USB頭與PCB板的裝配示意圖。圖恥是按照圖fe所示裝配好的USB頭與PCB板的示意性剖視立體圖。圖5c示意性示出作為本發(fā)明USB連接器的USB頭的組件之一的絕緣膠芯。圖6a是按照圖fe所示裝配好的USB頭和PCB板與殼件的裝配示意圖。圖6b是按照圖6a所示裝配好的USB頭和PCB板與殼件的示意性剖視立體圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖通過具體的實施例來清楚、完整地描述本發(fā)明。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過本發(fā)明所公開的內(nèi)容了解本發(fā)明的其它特征和效果。本發(fā)明實施例提供一種USB連接器，如圖3所示，本發(fā)明的USB連接器100包括 USB頭10、PCB板20、殼件30。諸如螺釘40的緊固構(gòu)件用來將PCB板20固定于殼件30，這在下文將詳細描述。如圖4所示，USB頭10由絕緣膠芯11和金屬外殼12構(gòu)成。絕緣膠芯11沿圖4所示箭頭A的方向裝配到金屬外殼12內(nèi)并被金屬外殼12包覆，從而絕緣膠芯11和金屬外殼12組裝形成USB頭10。可以注意到，為了清楚，圖4中顯示出如圖3所示的絕緣膠芯11和金屬外殼12的背面。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，在絕緣膠芯11上可以預(yù)先設(shè)置有多個導(dǎo)電端子(未圖示)，這些導(dǎo)電端子形成USB連接器的信號或數(shù)據(jù)傳輸引腳。如圖至圖5c所示，PCB板20沿圖所示箭頭B的方向裝配到USB頭10內(nèi)， 使得PCB板20的金手指即邊接頭和絕緣膠芯11上的導(dǎo)電端子即信號或數(shù)據(jù)傳輸引腳電接觸，以達到信號導(dǎo)通的目的。在PCB板20上設(shè)置有第一卡槽21和第二卡槽22，相應(yīng)地，在絕緣膠芯11上設(shè)置有第一卡扣111和第二卡扣112。第一卡扣111和第二卡扣112具有彈性，或者第一卡扣 111和第二卡扣112由彈性元件形成。例如，第一卡扣111和第二卡扣112是形成在絕緣膠芯11上的橡膠突起。在PCB板20插入USB頭10的過程中，第一卡扣111和第二卡扣112 分別卡合在相應(yīng)的第一卡槽21和第二卡槽22內(nèi)。如此，能夠可靠地實現(xiàn)PCB板20與絕緣膠芯11并因此與USB頭10的相互定位。為了簡化生產(chǎn)工序，第一卡扣111和第二卡扣112在絕緣膠芯11上可以對稱地形成。但是優(yōu)選地，如圖5c詳細示出的，第一卡扣111和第二卡扣112在絕緣膠芯11上不對稱地形成。這種設(shè)計保證了將PCB板20裝配到USB頭10內(nèi)的過程中的防呆功能，即，不對稱設(shè)置的第一卡扣111和第二卡扣112防止USB連接器生產(chǎn)者在將PCB板20裝配到USB 頭10內(nèi)的過程中插反或插錯PCB板20，從而確保USB連接器的正常使用功能。如圖6a和6b所示，在USB頭10和PCB板20按照如上所述的方式裝配好之后，卡合在一起的USB頭10和PCB板20通過緊固構(gòu)件固定于殼件30。緊固構(gòu)件例如可以是螺釘 40。為此，在USB頭10的金屬外殼12和PCB板20上分別預(yù)先形成有用于穿插螺釘40的孔41和42 (參見圖幻，相應(yīng)地，在殼件30上設(shè)置有供螺釘40螺旋擰入并保持螺釘40的安裝柱43(參見圖幻。安裝柱43自殼件30底部突出并在其內(nèi)部形成有螺紋孔。通過以上方式，卡合在一起的USB頭10和PCB板20固定于殼件30，從而保證了 USB連接器100的整體結(jié)構(gòu)強度。進一步地，在PCB板20的表面上設(shè)置有導(dǎo)電層，導(dǎo)電層的設(shè)置例如可以通過已知的電鍍、涂覆、化學(xué)沉積等各種方法實現(xiàn)，而且，上述導(dǎo)電層例如可以是銅層。在將卡合在一起的USB頭10和PCB板20通過螺釘40固定于殼件30之后，如圖6b所示，USB頭10的金屬外殼12通過螺釘40壓接在PCB板20的表面導(dǎo)電層上，從而實現(xiàn)金屬外殼12并進而整個USB連接器殼件的接地功能。根據(jù)本發(fā)明的USB連接器，由于PCB板和USB頭通過卡扣-卡槽結(jié)構(gòu)而相互定位， 并且卡合在一起的USB頭和PCB板通過螺釘固定于殼件，因此，保證了 USB連接器的整體結(jié)構(gòu)強度。而且，根據(jù)本發(fā)明的USB連接器，由于在將卡合在一起的USB頭和PCB板通過螺釘固定于殼件之后，USB頭的金屬外殼通過螺釘壓接在PCB板的表面導(dǎo)電層上，因此，與通過焊接接地引腳來實現(xiàn)接地功能的現(xiàn)有技術(shù)相比，確保了 USB連接器殼件的接地可靠性。此外，根據(jù)本發(fā)明的USB連接器，由于PCB板和USB頭通過卡扣和卡槽結(jié)構(gòu)相互定位，并通過緊固構(gòu)件固定于殼件，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比，因取消了用于將USB頭連接于PCB 板的焊腳，并且也無需在USB頭上額外設(shè)置用于將USB頭固定到USB連接器的殼件的凸片，從而本發(fā)明的USB連接器能夠縮短USB頭的長度，進而能夠使得產(chǎn)品小型化以及降低生產(chǎn)成本。
另外，根據(jù)本發(fā)明的USB連接器，用于實現(xiàn)PCB板和USB頭的準確、可靠定位的卡扣-卡槽結(jié)構(gòu)中的多個卡扣不對稱地形成，因此保證了在將PCB板裝配到USB頭內(nèi)的過程中的防呆功能，避免插反或插錯PCB板，從而確保USB連接器的正常使用功能。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到，本發(fā)明的USB連接器不僅適用于數(shù)據(jù)卡和U盤，還可以適用于其它便攜式電子產(chǎn)品，如手機、對講機、電話機、電腦及其外設(shè)等等。
以上所描述的實施例僅是示例性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的范圍和主旨的情況下對上述的實施例進行各種修改和變型。應(yīng)當清楚的是，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種USB連接器，其特征在于，包括USB頭(10)、PCB板Q0)以及殼件(30)，其中所述USB頭(10)包括絕緣膠芯(11)和金屬外殼(12)；所述PCB板00)的表面上設(shè)置有導(dǎo)電層，并且所述PCB板00)裝配在所述USB頭(10) 內(nèi)并與所述USB頭(10)相互定位；所述USB頭(10)和PCB板00)通過緊固構(gòu)件固定于所述殼件(30)，并且所述金屬外殼(1 壓接在所述PCB板00)的表面導(dǎo)電層上。
2.如權(quán)利要求1所述的USB連接器，其特征在于，在所述PCB板00)上設(shè)置有第一卡槽(21)和第二卡槽(22)，在所述USB頭(10)的絕緣膠芯(11)上設(shè)置有第一卡扣(111)和第二卡扣(112)，所述第一卡扣(111)和第二卡扣(11 分別卡合在相應(yīng)的所述第一卡槽 (21)和第二卡槽02)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的USB連接器，其特征在于，所述第一卡扣(111)和第二卡扣 (112)為彈性元件。
4.如權(quán)利要求2或3所述的USB連接器，其特征在于，所述第一卡扣(111)和第二卡扣 (112)在所述絕緣膠芯上不對稱地設(shè)置。
5.如權(quán)利要求1所述的USB連接器，其特征在于，所述緊固構(gòu)件為螺釘GO)。
6.如權(quán)利要求5所述的USB連接器，其特征在于，在所述USB頭(10)的金屬外殼(12) 和所述PCB板(20)上分別形成有用于穿插所述螺釘GO)的孔01、42)，在所述殼件(30) 上設(shè)置有供所述螺釘GO)螺旋擰入并保持所述螺釘GO)的安裝柱(43)，所述安裝柱03) 自所述殼件(30)的底部突出并在其內(nèi)部形成有螺紋孔。
7.如權(quán)利要求1所述的USB連接器，其特征在于，所述導(dǎo)電層是銅層。
8.如權(quán)利要求1所述的USB連接器，其特征在于，所述USB頭(10)的絕緣膠芯(11)上設(shè)置有多個導(dǎo)電端子，所述多個導(dǎo)電端子與所述PCB板00)的邊接頭電接觸。
9.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備包括如權(quán)利要求1至8任一項所述的USB 連接器。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種USB連接器，包括USB頭、PCB板以及殼件，其中所述USB頭包括絕緣膠芯和金屬外殼；所述PCB板的表面上設(shè)置有導(dǎo)電層，并且所述PCB板裝配在所述USB頭內(nèi)并與所述USB頭相互定位；所述USB頭和PCB板通過緊固構(gòu)件固定于所述殼件，并且所述金屬外殼壓接在所述PCB板的表面導(dǎo)電層上。
文檔編號H01R13/648GK102496804SQ20111037344
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者付文清, 肖建軍, 趙夢龍 申請人:華為終端有限公司