專利名稱：具有靜電放電保護的連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及可拆卸非易失性存儲器裝置的使用及結(jié)構(gòu)，明確地說涉及具有用 于與其它電子系統(tǒng)介接的標準連接器的那些可拆卸非易失性存儲器裝置。
背景技術(shù)：
在商業(yè)中已根據(jù)若干種眾所周知的標準來構(gòu)建電子電路卡，包括非易失性存儲器 卡。存儲器卡可與個人計算機、蜂窩式電話、個人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼相機、數(shù) 碼攝像機、便攜式音頻播放器及其它主機電子裝置一起使用以用于存儲大量數(shù)據(jù)。此 種卡通常含有可重新編程的非易失性半導體存儲單元陣列以及控制器，所述控制器控 制存儲單元陣列的操作并與所述卡所連接的主機介接。數(shù)種相同類型的卡可在設(shè)計用 以接納所述類型的卡的主機卡插槽中互換。然而，許多電子卡標準的開發(fā)已創(chuàng)建了在 不同程度上互不兼容的不同類型的卡。根據(jù)一種標準制造的卡通常不可與設(shè)計用以與 另一標準的卡共同操作的主機一起使用。存儲器卡標準包括PC卡、CompactFlash 卡(CFTM卡)、SmartMediaTM卡、多媒體卡(MMCTM)、安全數(shù)字(SD)卡、miniSDTM卡、 訂戶身份模塊(SIM)、 Memory Stick ,存儲器棒轉(zhuǎn)接卡及TransRashTM存儲器模塊標 準。
還已制成經(jīng)由通用串行總線(USB)連接器與計算機或其它類型的主機介接的小 型、手持式可重新編程的非易失性存儲器。這些存儲器尤其便于其個人計算機前面具 有一個或一個以上可供使用的USB連接器的用戶，特別是在不存在用于以上所識別 存儲器卡中的一者的插座插槽時。此類裝置還非常適用于在具有USB插座的各種主 機系統(tǒng)(包括便攜式裝置)之間傳送數(shù)據(jù)。USB接口的機械及電詳細說明由日期為 2000年4月27日的"通用串行總線規(guī)格"2.0版提供。通常，USB連接器的特點在 于圍繞含有管腳的開口的金屬殼體，所述金屬殼體在被插入到USB插座中時連接到 接地。存在數(shù)種USB快閃驅(qū)動器產(chǎn)品，所述產(chǎn)品可以SanDisk公司的商標"Cruzer " 從所述公司購得。USB快閃驅(qū)動器通常大于上述存儲器卡且形狀也不同于所述存儲器 卡。
可拆卸存儲器單元(卡、USB快閃驅(qū)動器及其它單元)通常具有標準連接器。在一 些情況下，所述連接器易受損壞?？墒褂妹眮砀采w此連接器使得其受到保護。然而， 在將所述蓋與存儲器單元分離時，所述蓋易于丟失或損壞。 一種替代方案是提供可出 于保護目的而縮回到存儲器單元的外殼中的連接器。此類單元的實例包括來自 SanDisk公司的Cruzer⑧鈦USB快閃驅(qū)動器。為提供物理保護，快閃驅(qū)動器的外殼可具有可縮回連接器的單元通常具有位于其外殼的外側(cè)上的特征，所述特征允許用 戶手動地在縮回位置與延伸位置之間滑動連接器。在縮回位置中，連接器包含于外殼 內(nèi)且由外殼保護。在延伸位置中，連接器延伸穿過外殼中的開口，使得其可被插接到 插座中。通常將此開口制作得稍微大于連接器，使得連接器周圍存在某一空隙以允許 其在無明顯摩擦或約束的情況下自由地延伸及縮回。
在正常情形下，某種靜電電荷可產(chǎn)生于導電外殼上，其可引起靜電放電(ESD) 問題。ESD是可產(chǎn)生于導電外殼上或與外殼電接觸的物體上的瞬態(tài)電荷的放電，致使
外殼相對于接地處于較高電位，從而需要用以放電的接地路徑。因此，許多電/電子
系統(tǒng)裝備有ESD保護電路。這些電路防止可產(chǎn)生于導電外殼上的不需要的瞬態(tài)電荷 跳躍到存儲器系統(tǒng)內(nèi)的敏感組件上且因此防止存儲器裝置的損壞或故障。 一種設(shè)計 ESD保護的方式是經(jīng)由連接器的金屬殼體提供到底盤(PC)接地的接地路徑。
提供于連接器與外殼之間的導電彈簧在外殼與連接器的金屬殼體之間提供導電 路徑。
因此，使外殼與金屬殼體保持相同電位。當將連接器連接到插座時，金屬殼體連 接到接地且外殼上的任何電荷將經(jīng)由導電彈簧放電到導電殼體。以此方式，保護存儲 器系統(tǒng)免受靜電電荷的損壞。在一個實例中，導電彈簧與連接器的金屬殼體一體形成。
本發(fā)明的各種方面的額外方面、優(yōu)點、特征及細節(jié)包括在下文對本發(fā)明的實例性 實施例的說明中，所述說明應(yīng)結(jié)合附圖來理解。
本文所提及的所有專利、專利申請案、論文、手冊、標準、規(guī)格、其它公開案及 諸如此類的全部內(nèi)容均出于各種目的而以其引用的方式并入本文中。

發(fā)明內(nèi)容


圖1顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的具有可縮回USB連接器的可拆卸快閃存儲器單元。 圖2顯示圖1的可拆卸快閃存儲器單元的截面圖，包括安裝連接器的可滑動PCB。 圖3A從其中連接器處于縮回位置中的側(cè)顯示圖1的可拆卸快閃存儲器單元的截 面，包括從連接器延伸的導電彈簧。
圖3B顯示圖3A的可拆卸快閃存儲器單元的截面，其中連接器處于延伸位置中。 圖4A顯示圖1的USB連接器的金屬殼體，包括兩個彈簧。 圖4B顯示圖4A的金屬殼體的側(cè)視圖。 圖4C顯示圖4C的金屬殼體的俯視圖。
具體實施例方式
圖1顯示可拆卸快閃存儲器單元(快閃驅(qū)動器)IOO的實例，其具有從外殼101延 伸的可縮回USB連接器103。在本實例中，外殼101由導電金屬制成(例如，銅合金 或鋼)。外殼101由接合在一起的金屬頂罩及金屬底罩組成。還可有其它配置且可將 外殼視為具有導電性，即使其包括一些絕緣組件。外殼101中的開口允許連接器103 從外殼101延伸，使得其可插接到插座中。個人計算機及其它裝置上通常提供有根據(jù) USB標準的適合插座。
圖2顯示沿圖1的X-Y平面的可拆卸快閃存儲器單元100的截面圖。USB連接 器103以一個端安裝到印刷電路板(PCB)205。也安裝到PCB 205的是控制器202及存 儲器201。在本實例中，控制器202及存儲器201形成存儲器系統(tǒng)。在一些情況下， 可將額外組件安裝到PCB 205作為存儲器系統(tǒng)的一部分。USB連接器103通過電導 體(未顯示)連接到控制器202且還連接控制器202與快閃存儲器201。圖2顯示外 殼101內(nèi)的容積207， PCB 205可滑動到所述容積207中。當PCB 205向后滑動以占 據(jù)容積207時，連接器103與其一起滑動，使得連接器103縮回到外殼101中。
圖3A顯示可拆卸快閃存儲器單元100的一部分的垂直截面(沿垂直于圖1的x 軸的平面)。不同于圖1及2，圖3A顯示連接器103處于外殼101內(nèi)的縮回位置中。 圖3A顯示彈簧310從連接器103延伸以接觸外殼101。在此實例中，彈簧310由導 電金屬形成，使得在連接器103與外殼101之間形成導電路徑，此導電路徑提供所需 的ESD保護。在其它實例中，導電彈簧可具有不同的配置，例如，從連接器的底部 或各側(cè)延伸或者從外殼延伸。在本實例中，彈簧310在連接器103處于縮回位置中時 接觸外殼101，雖然在其它實例中，彈簧可僅在處于延伸位置中時與外殼接觸。
圖3B以與圖3A相同的視圖顯示快閃存儲器單元100的一部分，但其中連接器 103處于其從外殼101伸出的延伸位置中。顯示彈簧310沿邊緣320接觸外殼101。 當連接器103向前滑動時，彈簧310可被邊緣320壓低且變形。彈簧310彈性地變形， 使得當連接器103返回到其縮回狀態(tài)時，彈簧310返回到其先前位置。當彈簧310變 形時，其壓在邊緣320上以與外殼101形成低電阻金屬對金屬接觸。因此，在延伸位 置中，連接器103通過導電的低電阻路徑連接到外殼101。同樣，在縮回位置中以及 延伸與縮回位置之間的所有位置處，彈簧310維持連接器103與外殼101之間的連接。 此為靜電放電提供具有比穿過外殼101內(nèi)的電子組件的路徑低的電阻的路徑。當連接 器103插入到插座中時，可能已積累于外殼101上的任何靜電荷直接從外殼101放電 到連接器103。當快閃存儲器單元100處于使用中時，在連接器103處于插座中的情 況下，連接器103的金屬殼體連接到底盤接地。因此，如果身體上具有靜電電荷的人 觸及外殼101，那么靜電電荷從外殼101放電到連接器103而不會通過外殼101內(nèi)的 電子組件。彈簧310提供用于靜電放電的替代路線，使得放電不通過外殼101內(nèi)的組 件，而是改為通過低電阻路徑將電流直接傳遞到連接器103。在本實例中，當連接器
6103處于延伸位置中、處于縮回位置中以及在所有中間位置處時，彈簧310始終維持 導電的低電阻路徑。
在所圖解說明的實例中，連接器103安裝到PCB 205，使得連接器103不能從 PCB 205單獨地移動。然而，在其它實施例中，USB連接器可獨立于存儲器系統(tǒng)的一 些或所有組件而移動且可能并非總是安裝到PCB。本發(fā)明并非局限于安裝到PCB的 連接器。
彈簧可提供于外殼101上或連接器103上。或者，可添加包括彈簧的額外結(jié)構(gòu)以 提供導電路徑。對于USB連接器，當連接器連接到插座時，連接器的金屬殼體通常 提供到接地的路徑。此金屬殼體通常由纏繞在中心開口上的金屬片形成，中心開口含 有用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓苣_。在本實例中，彈簧310通常與連接器103的金屬殼體一體形 成。即，彈簧310由形成連接器103的金屬殼體的相同金屬片形成。
圖4A顯示在安裝于外殼101中之前連接器103的金屬殼體430。圖4A顯示從 金屬殼體430延伸的彈簧310及彈簧432(在較早的圖中看不見彈簧432)。彈簧310 及彈簧432兩者用于相同目的。在不同實例中可使用不同數(shù)目的彈簧。在一些情況下， 一個彈簧可能足夠，而在其它情況下，可使用兩個、三個或更多個彈簧。彈簧可位于 金屬殼體430的任一側(cè)上。圖4A顯示由金屬殼體430形成的彈簧310。彈簧310是 來自金屬殼體430的金屬條帶，其在縱向上伸長(沿圖1的Y方向)。彈簧310以一個 端保持附接到金屬殼體430的剩余部分。另一端從金屬殼體430向上彎曲，使得其延 伸超出金屬殼體430的上表面。因此，即使外殼中的開口提供用于標準大小的連接器 的空隙，彈簧310也會充分延伸以橋接所述間隙且維持導電路徑。彈簧310彈性地變 形，使得其在整個重復(fù)操作期間維持與外殼101的良好接觸，且不干擾連接器103的 移動。彈簧可以任何適合形狀形成且可以是直的或彎曲的。將彈簧與連接器的金屬殼 體一體形成提供在連接器與外殼之間形成導電的低電阻路徑的簡單可靠結(jié)構(gòu)。
圖4B顯示金屬殼體430的側(cè)視圖。顯示彈簧310延伸超出金屬殼體430的上表 面0.75毫米。此延伸足以橋接金屬殼體430與外殼101之間的間隙。然而，彈簧可 經(jīng)形成以針對不同外殼延伸不同量且當前圖的尺寸僅是實例性的。
圖4C顯示金屬殼體430的俯視圖。顯示彈簧310、 432縱向延伸6.75毫米且具 有l(wèi).O毫米的寬度。還可使用其它尺寸。例如，還可使用具有大于1毫米(lmm)的寬 度的單個彈簧且其可提供充分的低電阻。
在其它實例中，可給除USB連接器以外的連接器添加類似彈簧，以提供到外殼 或其它導電組件(其可相對于連接器移動)的良好連接。實例包括提供于各種類型的 存儲器卡及其它電子裝置中的連接器。本發(fā)明并非局限于USB連接器，而是還可與 根據(jù)不同標準的連接器一起使用。例如，如果適合，那么可給火線(FireWire)連接
器提供類似彈簧。
盡管上文已針對本發(fā)明的實例性實施例及變化形式描述了本發(fā)明的各種方面，但 將了解，本發(fā)明有權(quán)在所附權(quán)利要求書的整個范圍內(nèi)受到保護。
權(quán)利要求
1、一種形成通用串行總線非易失性存儲器單元的方法，其包含形成非易失性存儲器系統(tǒng)；形成所述非易失性存儲器系統(tǒng)的導電外殼；形成包括金屬殼體的通用串行總線連接器；形成導電的彈簧；將所述非易失性存儲器系統(tǒng)及所述通用串行總線連接器置于所述外殼中，使得所述彈簧在所述金屬殼體與所述外殼之間形成導電路徑。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述導電彈簧與所述金屬殼體一體形成。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述金屬殼體由纏繞在沿第一方向延伸的中 心開口上的金屬片形成，且所述彈簧由所述金屬片的一部分形成，所述部分沿所述第 一方向伸長。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述彈簧從所述中心開口向外延伸。
5、 一種形成可拆卸非易失性存儲器的方法，其包含在印刷電路板上形成存儲器系統(tǒng)，所述存儲器系統(tǒng)包括非易失性存儲單元陣列及 存儲器控制器；將連接器附接到所述印刷電路板，所述連接器具有從所述連接器延伸的彈簧；及 將所述印刷電路板設(shè)置于導電外殼內(nèi)，使得所述彈簧接觸所述導電外殼。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述印刷電路板在所述導電外殼內(nèi)具有移動 范圍，所述移動范圍從第一位置和第二位置延伸，在所述第一位置，所述連接器處于 所述外殼內(nèi)；在所述第二位置，所述連接器至少部分地處于所述外殼外側(cè)。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述彈簧在所述第一位置、所述第二位置以 及在所述第一位置與所述第二位置之間的中間位置處維持與所述導電外殼的接觸。
8、 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述連接器是通用串行總線連接器。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述通用串行總線連接器包括金屬殼體且所述彈簧與所述金屬殼體成一體。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述連接器具有從所述連接器延伸的至少一 個額外彈簧。
11、 一種通用串行總線非易失性存儲器單元，其包含 非易失性存儲器系統(tǒng)，其包括快閃存儲單元陣列； 導電外殼，其包封所述快閃存儲器系統(tǒng)；及通用串行總線連接器，其連接到所述快閃存儲器系統(tǒng)，所述通用串行總線連接器 可在縮回位置與延伸位置之間相對于所述導電外殼而移動，導電彈簧在所述通用串行 總線連接器與所述導電外殼之間延伸以在所述通用串行總線連接器與所述導電外殼之間形成導電路徑。
12、 如權(quán)利要求11所述的存儲器單元，其中所述彈簧與所述通用串行總線連接 器成一體。
13、 如權(quán)利要求2所述的存儲器單元，其中所述彈簧由所述通用串行總線連接器 的金屬殼體的一部分形成。
14、 如權(quán)利要求11所述的存儲器單元，其中當所述連接器處于所述延伸位置、 處于所述縮回位置和在所述延伸位置與所述縮回位置之間的所有位置處時，所述彈簧 在所述導電外殼與所述連接器之間形成所述導電路徑。
15、 如權(quán)利要求11所述的存儲器單元，其中所述非易失性存儲器系統(tǒng)形成于印刷電路板上。
16、 如權(quán)利要求15所述的存儲器單元，其中所述連接器安裝到所述印刷電路板， 所述印刷電路板可與所述連接器一起移動。
17、 如權(quán)利要求ll所述的存儲器單元，其進一步包含至少一個額外導電彈簧， 所述至少一個額外彈簧在所述通用串行總線連接器與所述導電外殼之間延伸，以當所 述通用串行總線處于所述延伸位置中時在所述通用串行總線連接器與所述導電外殼 之間形成至少一個額外導電路徑。
18、 一種可拆卸非易失性存儲器單元，其包含 非易失性存儲單元陣列，其位于半導體襯底上； 導電外殼，其圍繞所述半導體襯底延伸；連接器，其具有多個管腳，所述連接器與所述非易失性存儲單元陣列連通，所述 連接器在第一位置中縮回到所述外殼中且在第二位置中從所述外殼延伸-,彈簧，其形成導電路徑，所述導電路徑電連接所述外殼與所述連接器的一部分。
19、 如權(quán)利要求18所述的可拆卸非易失性存儲器單元，其中所述連接器是通用 串行總線連接器。
20、 如權(quán)利要求19所述的可拆卸非易失性存儲器單元，其中所述連接器的所述 部分是金屬殼體且所述彈簧與所述金屬殼體成一體。
21、 如權(quán)利要求ll所述的可拆卸非易失性存儲器單元，其中所述非易失性存儲 單元陣列形成快閃存儲器陣列。
22、 如權(quán)利要求ll所述的可拆卸非易失性存儲器單元，其中所述半導體襯底及 所述連接器均安裝到印刷電路板。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種具有導電外殼(101)的通用串行總線快閃存儲器單元(100)，其包括彈簧(310)，所述彈簧(310)在所述通用串行總線連接器的所述外殼與金屬殼體之間提供導電的低電阻路徑，使得靜電電荷可從所述外殼直接放電到所述金屬殼體而非通過所述外殼內(nèi)的電子組件放電。
文檔編號H01R13/658GK101517843SQ200780030314
公開日2009年8月26日 申請日期2007年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月16日
發(fā)明者史蒂文·T·斯普勞斯, 帕特里西奧·小科朗特, 羅伯特·C·米勒, 達萬·帕里克 申請人:桑迪士克股份有限公司