CN101517843A

CN101517843A - 具有静电放电保护的连接器

Info

Publication number: CN101517843A
Application number: CNA2007800303144A
Authority: CN
Inventors: 帕特里西奥·小科朗特; 罗伯特·C·米勒; 史蒂文·T·斯普劳斯; 达万·帕里克
Original assignee: SanDisk Corp
Current assignee: Delphi International Operations Luxembourg SARL
Priority date: 2006-08-16
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2027-08-02
Also published as: CN101517843B; US20080045056A1; US7581967B2

Abstract

本发明揭示一种具有导电外壳(101)的通用串行总线快闪存储器单元(100)，其包括弹簧(310)，所述弹簧(310)在所述通用串行总线连接器的所述外壳与金属壳体之间提供导电的低电阻路径，使得静电电荷可从所述外壳直接放电到所述金属壳体而非通过所述外壳内的电子组件放电。

Description

具有静电放电保护的连接器

技术领域

本发明通常涉及可拆卸非易失性存储器装置的使用及结构，明确地说涉及具有用于与其它电子系统介接的标准连接器的那些可拆卸非易失性存储器装置。

背景技术

在商业中已根据若干种众所周知的标准来构建电子电路卡，包括非易失性存储器卡。存储器卡可与个人计算机、蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、数码相机、数码摄像机、便携式音频播放器及其它主机电子装置一起使用以用于存储大量数据。此种卡通常含有可重新编程的非易失性半导体存储单元阵列以及控制器，所述控制器控制存储单元阵列的操作并与所述卡所连接的主机介接。数种相同类型的卡可在设计用以接纳所述类型的卡的主机卡插槽中互换。然而，许多电子卡标准的开发已创建了在不同程度上互不兼容的不同类型的卡。根据一种标准制造的卡通常不可与设计用以与另一标准的卡共同操作的主机一起使用。存储器卡标准包括PC卡、CompactFlash^TM卡(CF^TM卡)、SmartMedia^TM卡、多媒体卡(MMC^TM)、安全数字(SD)卡、miniSD^TM卡、订户身份模块(SIM)、Memory Stick^TM、存储器棒转接卡及TransFlash^TM存储器模块标准。

还已制成经由通用串行总线(USB)连接器与计算机或其它类型的主机介接的小型、手持式可重新编程的非易失性存储器。这些存储器尤其便于其个人计算机前面具有一个或一个以上可供使用的USB连接器的用户，特别是在不存在用于以上所识别存储器卡中的一者的插座插槽时。此类装置还非常适用于在具有USB插座的各种主机系统(包括便携式装置)之间传送数据。USB接口的机械及电详细说明由日期为2000年4月27日的“通用串行总线规格”2.0版提供。通常，USB连接器的特点在于围绕含有管脚的开口的金属壳体，所述金属壳体在被插入到USB插座中时连接到接地。存在数种USB快闪驱动器产品，所述产品可以SanDisk公司的商标“

”从所述公司购得。USB快闪驱动器通常大于上述存储器卡且形状也不同于所述存储器卡。

可拆卸存储器单元(卡、USB快闪驱动器及其它单元)通常具有标准连接器。在一些情况下，所述连接器易受损坏。可使用帽来覆盖此连接器使得其受到保护。然而，在将所述盖与存储器单元分离时，所述盖易于丢失或损坏。一种替代方案是提供可出于保护目的而缩回到存储器单元的外壳中的连接器。此类单元的实例包括来自SanDisk公司的

钛USB快闪驱动器。为提供物理保护，快闪驱动器的外壳可由金属制成，例如，钢、不锈钢、铝、钛、锌、适合的合金或任何其它适合金属。

具有可缩回连接器的单元通常具有位于其外壳的外侧上的特征，所述特征允许用户手动地在缩回位置与延伸位置之间滑动连接器。在缩回位置中，连接器包含于外壳内且由外壳保护。在延伸位置中，连接器延伸穿过外壳中的开口，使得其可被插接到插座中。通常将此开口制作得稍微大于连接器，使得连接器周围存在某一空隙以允许其在无明显摩擦或约束的情况下自由地延伸及缩回。

在正常情形下，某种静电电荷可产生于导电外壳上，其可引起静电放电(ESD)问题。ESD是可产生于导电外壳上或与外壳电接触的物体上的瞬态电荷的放电，致使外壳相对于接地处于较高电位，从而需要用以放电的接地路径。因此，许多电/电子系统装备有ESD保护电路。这些电路防止可产生于导电外壳上的不需要的瞬态电荷跳跃到存储器系统内的敏感组件上且因此防止存储器装置的损坏或故障。一种设计ESD保护的方式是经由连接器的金属壳体提供到底盘(PC)接地的接地路径。

提供于连接器与外壳之间的导电弹簧在外壳与连接器的金属壳体之间提供导电路径。

因此，使外壳与金属壳体保持相同电位。当将连接器连接到插座时，金属壳体连接到接地且外壳上的任何电荷将经由导电弹簧放电到导电壳体。以此方式，保护存储器系统免受静电电荷的损坏。在一个实例中，导电弹簧与连接器的金属壳体一体形成。

本发明的各种方面的额外方面、优点、特征及细节包括在下文对本发明的实例性实施例的说明中，所述说明应结合附图来理解。

本文所提及的所有专利、专利申请案、论文、手册、标准、规格、其它公开案及诸如此类的全部内容均出于各种目的而以其引用的方式并入本文中。

发明内容

附图说明

图1显示根据本发明实施例的具有可缩回USB连接器的可拆卸快闪存储器单元。

图2显示图1的可拆卸快闪存储器单元的截面图，包括安装连接器的可滑动PCB。

图3A从其中连接器处于缩回位置中的侧显示图1的可拆卸快闪存储器单元的截面，包括从连接器延伸的导电弹簧。

图3B显示图3A的可拆卸快闪存储器单元的截面，其中连接器处于延伸位置中。

图4A显示图1的USB连接器的金属壳体，包括两个弹簧。

图4B显示图4A的金属壳体的侧视图。

图4C显示图4C的金属壳体的俯视图。

具体实施方式

图1显示可拆卸快闪存储器单元(快闪驱动器)100的实例，其具有从外壳101延伸的可缩回USB连接器103。在本实例中，外壳101由导电金属制成(例如，铜合金或钢)。外壳101由接合在一起的金属顶罩及金属底罩组成。还可有其它配置且可将外壳视为具有导电性，即使其包括一些绝缘组件。外壳101中的开口允许连接器103从外壳101延伸，使得其可插接到插座中。个人计算机及其它装置上通常提供有根据USB标准的适合插座。

图2显示沿图1的X-Y平面的可拆卸快闪存储器单元100的截面图。USB连接器103以一个端安装到印刷电路板(PCB)205。也安装到PCB 205的是控制器202及存储器201。在本实例中，控制器202及存储器201形成存储器系统。在一些情况下，可将额外组件安装到PCB 205作为存储器系统的一部分。USB连接器103通过电导体(未显示)连接到控制器202且还连接控制器202与快闪存储器201。图2显示外壳101内的容积207，PCB 205可滑动到所述容积207中。当PCB 205向后滑动以占据容积207时，连接器103与其一起滑动，使得连接器103缩回到外壳101中。

图3A显示可拆卸快闪存储器单元100的一部分的垂直截面(沿垂直于图1的x轴的平面)。不同于图1及2，图3A显示连接器103处于外壳101内的缩回位置中。图3A显示弹簧310从连接器103延伸以接触外壳101。在此实例中，弹簧310由导电金属形成，使得在连接器103与外壳101之间形成导电路径，此导电路径提供所需的ESD保护。在其它实例中，导电弹簧可具有不同的配置，例如，从连接器的底部或各侧延伸或者从外壳延伸。在本实例中，弹簧310在连接器103处于缩回位置中时接触外壳101，虽然在其它实例中，弹簧可仅在处于延伸位置中时与外壳接触。

图3B以与图3A相同的视图显示快闪存储器单元100的一部分，但其中连接器103处于其从外壳101伸出的延伸位置中。显示弹簧310沿边缘320接触外壳101。当连接器103向前滑动时，弹簧310可被边缘320压低且变形。弹簧310弹性地变形，使得当连接器103返回到其缩回状态时，弹簧310返回到其先前位置。当弹簧310变形时，其压在边缘320上以与外壳101形成低电阻金属对金属接触。因此，在延伸位置中，连接器103通过导电的低电阻路径连接到外壳101。同样，在缩回位置中以及延伸与缩回位置之间的所有位置处，弹簧310维持连接器103与外壳101之间的连接。此为静电放电提供具有比穿过外壳101内的电子组件的路径低的电阻的路径。当连接器103插入到插座中时，可能已积累于外壳101上的任何静电荷直接从外壳101放电到连接器103。当快闪存储器单元100处于使用中时，在连接器103处于插座中的情况下，连接器103的金属壳体连接到底盘接地。因此，如果身体上具有静电电荷的人触及外壳101，那么静电电荷从外壳101放电到连接器103而不会通过外壳101内的电子组件。弹簧310提供用于静电放电的替代路线，使得放电不通过外壳101内的组件，而是改为通过低电阻路径将电流直接传递到连接器103。在本实例中，当连接器103处于延伸位置中、处于缩回位置中以及在所有中间位置处时，弹簧310始终维持导电的低电阻路径。

在所图解说明的实例中，连接器103安装到PCB 205，使得连接器103不能从PCB 205单独地移动。然而，在其它实施例中，USB连接器可独立于存储器系统的一些或所有组件而移动且可能并非总是安装到PCB。本发明并非局限于安装到PCB的连接器。

弹簧可提供于外壳101上或连接器103上。或者，可添加包括弹簧的额外结构以提供导电路径。对于USB连接器，当连接器连接到插座时，连接器的金属壳体通常提供到接地的路径。此金属壳体通常由缠绕在中心开口上的金属片形成，中心开口含有用于数据传输的管脚。在本实例中，弹簧310通常与连接器103的金属壳体一体形成。即，弹簧310由形成连接器103的金属壳体的相同金属片形成。

图4A显示在安装于外壳101中之前连接器103的金属壳体430。图4A显示从金属壳体430延伸的弹簧310及弹簧432(在较早的图中看不见弹簧432)。弹簧310及弹簧432两者用于相同目的。在不同实例中可使用不同数目的弹簧。在一些情况下，一个弹簧可能足够，而在其它情况下，可使用两个、三个或更多个弹簧。弹簧可位于金属壳体430的任一侧上。图4A显示由金属壳体430形成的弹簧310。弹簧310是来自金属壳体430的金属条带，其在纵向上伸长(沿图1的Y方向)。弹簧310以一个端保持附接到金属壳体430的剩余部分。另一端从金属壳体430向上弯曲，使得其延伸超出金属壳体430的上表面。因此，即使外壳中的开口提供用于标准大小的连接器的空隙，弹簧310也会充分延伸以桥接所述间隙且维持导电路径。弹簧310弹性地变形，使得其在整个重复操作期间维持与外壳101的良好接触，且不干扰连接器103的移动。弹簧可以任何适合形状形成且可以是直的或弯曲的。将弹簧与连接器的金属壳体一体形成提供在连接器与外壳之间形成导电的低电阻路径的简单可靠结构。

图4B显示金属壳体430的侧视图。显示弹簧310延伸超出金属壳体430的上表面0.75毫米。此延伸足以桥接金属壳体430与外壳101之间的间隙。然而，弹簧可经形成以针对不同外壳延伸不同量且当前图的尺寸仅是实例性的。

图4C显示金属壳体430的俯视图。显示弹簧310、432纵向延伸6.75毫米且具有1.0毫米的宽度。还可使用其它尺寸。例如，还可使用具有大于1毫米(1mm)的宽度的单个弹簧且其可提供充分的低电阻。

在其它实例中，可给除USB连接器以外的连接器添加类似弹簧，以提供到外壳或其它导电组件(其可相对于连接器移动)的良好连接。实例包括提供于各种类型的存储器卡及其它电子装置中的连接器。本发明并非局限于USB连接器，而是还可与根据不同标准的连接器一起使用。例如，如果适合，那么可给火线(FireWire)连接器提供类似弹簧。

尽管上文已针对本发明的实例性实施例及变化形式描述了本发明的各种方面，但将了解，本发明有权在所附权利要求书的整个范围内受到保护。

Claims

1、一种形成通用串行总线非易失性存储器单元的方法，其包含：

形成非易失性存储器系统；

形成所述非易失性存储器系统的导电外壳；

形成包括金属壳体的通用串行总线连接器；

形成导电的弹簧；

将所述非易失性存储器系统及所述通用串行总线连接器置于所述外壳中，使得所述弹簧在所述金属壳体与所述外壳之间形成导电路径。

2、如权利要求1所述的方法，其中所述导电弹簧与所述金属壳体一体形成。

3、如权利要求2所述的方法，其中所述金属壳体由缠绕在沿第一方向延伸的中心开口上的金属片形成，且所述弹簧由所述金属片的一部分形成，所述部分沿所述第一方向伸长。

4、如权利要求3所述的方法，其中所述弹簧从所述中心开口向外延伸。

5、一种形成可拆卸非易失性存储器的方法，其包含：

在印刷电路板上形成存储器系统，所述存储器系统包括非易失性存储单元阵列及存储器控制器；

将连接器附接到所述印刷电路板，所述连接器具有从所述连接器延伸的弹簧；及

将所述印刷电路板设置于导电外壳内，使得所述弹簧接触所述导电外壳。

6、如权利要求5所述的方法，其中所述印刷电路板在所述导电外壳内具有移动范围，所述移动范围从第一位置和第二位置延伸，在所述第一位置，所述连接器处于所述外壳内；在所述第二位置，所述连接器至少部分地处于所述外壳外侧。

7、如权利要求6所述的方法，其中所述弹簧在所述第一位置、所述第二位置以及在所述第一位置与所述第二位置之间的中间位置处维持与所述导电外壳的接触。

8、如权利要求5所述的方法，其中所述连接器是通用串行总线连接器。

9、如权利要求8所述的方法，其中所述通用串行总线连接器包括金属壳体且所述弹簧与所述金属壳体成一体。

10、如权利要求9所述的方法，其中所述连接器具有从所述连接器延伸的至少一个额外弹簧。

11、一种通用串行总线非易失性存储器单元，其包含：

非易失性存储器系统，其包括快闪存储单元阵列；

导电外壳，其包封所述快闪存储器系统；及

通用串行总线连接器，其连接到所述快闪存储器系统，所述通用串行总线连接器可在缩回位置与延伸位置之间相对于所述导电外壳而移动，导电弹簧在所述通用串行总线连接器与所述导电外壳之间延伸以在所述通用串行总线连接器与所述导电外壳之间形成导电路径。

12、如权利要求11所述的存储器单元，其中所述弹簧与所述通用串行总线连接器成一体。

13、如权利要求2所述的存储器单元，其中所述弹簧由所述通用串行总线连接器的金属壳体的一部分形成。

14、如权利要求11所述的存储器单元，其中当所述连接器处于所述延伸位置、处于所述缩回位置和在所述延伸位置与所述缩回位置之间的所有位置处时，所述弹簧在所述导电外壳与所述连接器之间形成所述导电路径。

15、如权利要求11所述的存储器单元，其中所述非易失性存储器系统形成于印刷电路板上。

16、如权利要求15所述的存储器单元，其中所述连接器安装到所述印刷电路板，所述印刷电路板可与所述连接器一起移动。

17、如权利要求11所述的存储器单元，其进一步包含至少一个额外导电弹簧，所述至少一个额外弹簧在所述通用串行总线连接器与所述导电外壳之间延伸，以当所述通用串行总线处于所述延伸位置中时在所述通用串行总线连接器与所述导电外壳之间形成至少一个额外导电路径。

18、一种可拆卸非易失性存储器单元，其包含：

非易失性存储单元阵列，其位于半导体衬底上；

导电外壳，其围绕所述半导体衬底延伸；

连接器，其具有多个管脚，所述连接器与所述非易失性存储单元阵列连通，所述连接器在第一位置中缩回到所述外壳中且在第二位置中从所述外壳延伸；

弹簧，其形成导电路径，所述导电路径电连接所述外壳与所述连接器的一部分。

19、如权利要求18所述的可拆卸非易失性存储器单元，其中所述连接器是通用串行总线连接器。

20、如权利要求19所述的可拆卸非易失性存储器单元，其中所述连接器的所述部分是金属壳体且所述弹簧与所述金属壳体成一体。

21、如权利要求11所述的可拆卸非易失性存储器单元，其中所述非易失性存储单元阵列形成快闪存储器阵列。

22、如权利要求11所述的可拆卸非易失性存储器单元，其中所述半导体衬底及所述连接器均安装到印刷电路板。