[发明专利]连接器

说明书

技术领域

本发明涉及一种连接器，特别涉及一种具有过温度及过电流保护功能的连接器。

背景技术

随着可携式装置技术的发展，使用者需求的功能越来越多，例如，为因应屏幕尺寸越来越大，装置的电池容容量需求也越来越大，再加上因应快速充电的需求，因此所需要的充电器功率越来越大。在这种大电流的充电过程中使用者都可能遇到充电器输出端子的连接器(例如广为使用的USB和micro USB型连接器，或较为新式的Type C型式)在充电时发生微短路后烧融的安全问题。举例而言，大电流的充电过程中，随着热插拔的次数越来越多，在使用过程中异物(例如：头髪、金属屑、杂物、饮料、甚至是没干透的咖啡残渣)进入充电介面连接器的狭小空间内，产生微短路，或是插头插座斜向插拔破损，插头用力过大变形，造成资料传输线或充电器在插头内部微短路，微短路无法达到充电器短路保护条件，导致充电器持续输出功率，并转化形成热量，因此出现发热故障导致充电器插头或连接器烧毁的问题。目前许多使用者在充电时都发生充电介面连接器微短路后烧融的安全问题，因此对此问题的解决将越来越迫切。

目前USB资料传输线已成为主要的资料传输和充电工具。如前所述，由于电子设备充电电流的变大，热插拔次数的越来越多，使得USB资料传输线出现发热故障导致电子设备烧毁的概率增加。但是现有USB资料传输线中大部分都没有安装保护装置，或即使有保护装置却无法感测到微短路而作出降低电流值的反应，因此可能发生USB资料传输线、相关连接器或电子设备烧毁故障，将对人身财产安全造成威胁。

发明内容

为了解决上述充电或资料传输时可能发生微短路却又无法提供保护的问题，本发明提供一种连接器，其内部设置的层状电路板具有过电流和过温度保护的功能，从而避免微短路可能产生连接器或电子设备烧毁的风险。

过电流保护通常使用的导电复合材料具正温度系数(Positive Temperature Coefficient；PTC)特性，亦即在室温时具低电阻值，而当温度上升至一临界温度或电路上有过量电流产生时，其电阻值可立刻跳升数千倍以上(亦即触发trip)，由此抑制过量电流通过，以达到电路保护的目的。当温度降回室温后或电路上不再有过电流的状况时，PTC导电复合材料可回复至低电阻状态，而使电路重新正常操作，具有可重复使用的优点。本发明即利用PTC导电复合材料作为连接器中层状电路板的核心，从而提供过电流和过温度保护的功能。

根据本发明的一实施例，一种连接器包括连接器端子与层状电路板。该层状电路板连接该连接器端子的一端，且包含一PTC材料层以及形成层状电路板上表面的第一电极层和位于层状电路板下表面的第二电极层。该PTC材料层设置于该第一和第二电极层之间。第一电极层和第二电极层中包含作为电源提供的第一电极区块和第二电极区块，该PTC材料层电气连接该第一电极区块和第二电极区块，形成导电路径。该PTC材料层在该导电路径中形成一串联于第一电极区块和第二电极区块之间的PTC电阻元件，当该导电路径中有过电流或过温度发生时，该PTC电阻元件会触发而成高电阻状态。

申言之，当可作为充电接口的连接器端子发生过电流或微短路发热故障时，热量很快可传递到串联于电路中的PTC材料层，然后形成高电阻大幅降低流通的电流值，以防止连接器和其相关电子装置过热烧毁。

一实施例中，该层状电路板还包含第一导电层和第二导电层。第一导电层形成于该PTC材料层的一表面，且电气连接该第一电极区块。第二导电层形成于该PTC材料层相对的另一表面，且电气连接该第二电极区块。

一实施例中，该层状电路板还包含第一绝缘层和第二绝缘层。第一绝缘层叠设于该第一导电层和第一电极层之间，第二绝缘层叠设于该第二导电层和第二电极层之间，作为其间的隔离。

一实施例中，该层状电路板还包含第一导电连接件和第二导电连接件。第一导电连接件电气连接第一电极区块和第一导电层。第二导电连接件电气连接第二电极区块和第二导电层。

一实施例中，该第一导电连接件穿过该第一绝缘层并连接第一电极区块和第一导电层，且第二导电连接件穿过该第二绝缘层并连接第二电极区块和第二导电层。

一实施例中，该第一电极区块和第二电极区块分别位于层状电路板的不同侧。

一实施例中，该第一导电连接件和第二导电连接件为通过第一绝缘层、PTC材料层和第二绝缘层之贯穿结构，第一导电连接件连接第一电极区块和第一导电层且与第二导电层隔离，第二导电连接件连接第二电极区块和第二导电层且与第一导电层隔离。