用于便攜式電子設備的卡托盤結構的專利技術研究探討

張亞東

摘要：隨著電子及信息科技的發展，手機、數碼相機、便攜式電腦、MP3等便攜式電子設備已廣泛應用于人們的日常生活中，應用于這些電子設備中的存儲卡、智能卡、SIM卡等電子卡具有體積小巧、攜帶方便、使用簡單的有點，由于它們大多具有良好的兼容性，便于在不同的電子設備之間進行數據交換。這些卡裝設在電子設備的卡連接器上，卡內的數據信息通過卡連接器在電子設備間進行讀取和交換。

關鍵詞：便攜設備;卡連接器;托盤;專利分析

引言

卡連接器結構一般為槽狀，固定于電子設備的電路板上，并且具有一供電子卡插拔的插入口，電子卡由插入口插入連接器，則通過連接器端子與設備的電路板電性連接以用于傳輸數據信號。最初的手機等便攜設備，需要打開設備外殼或后蓋，然后拔出電池才能露出SIM卡或存儲卡的插入口，這使得更換SIM卡或存儲卡變得麻煩。接著人們將卡連接器設置于電子設備側面，在設備外殼側壁上設置插入口，從而不需要拔出電池就能更換電子卡。電子卡的插拔一般采用滑動式（slide）或者推進-推出式（push-push）。而電子卡在插拔過程中，容易與連接器結構發生摩擦進而產生磨損，影響信號傳輸或造成資料流失。

1、用于便攜電子設備的卡托盤的一般結構

卡連接器的塑膠結構和鐵殼組裝成卡槽主體，形成了卡托盤的插入空間，卡托盤可以從卡槽主體中取出或者插入。塑膠結構包括：絕緣塑膠、接觸彈片端子、頂桿、轉軸。其中，絕緣塑膠與接觸彈片端子注塑連接在一起，構成塑膠結構的外形，絕緣塑膠提供對接觸彈片端子的固定。將頂桿裝配到絕緣塑膠上，絕緣塑膠上有對頂桿的限位槽，最后將轉軸裝配到絕緣塑膠上。卡托盤包括了凹陷部位和尾部。頂桿上設有折彎機構，該折彎機構與卡托盤的凹陷部位向配合，提供對卡托盤的鎖緊力，防止卡托盤在非正常取出時，意外跌落。當卡托盤插入后，頂桿的折彎部位會和卡托的凹陷部位配合，提供對卡連接器的塑膠結構的塑膠結構的鎖緊力。同時卡托盤插入后，頂桿處于伸出的狀態。

2、用于便攜電子設備的卡托盤的簡單技術分解

隨著電子產品越來越普及，手機等便攜電子設備中放置多張電子卡的情況也越來越多，如雙卡手機內裝有兩張SIM卡，還有的手機內裝一張SIM卡和一張或多張存儲卡，這會迫使手機電路板上需要設置多個卡連接器來滿足讀卡需求，但是由于電路板尺寸以及手機空間的限制，托盤上的電子卡區往往不能直接平鋪并排設置，也不能簡單地進行卡區的疊加，因此，多卡位的卡托盤的合理結構布局成為相關專利申請的主要解決的技術問題。實際使用過程中，由于手機在抖動或者意外跌落等狀況下，極易出現卡托盤意外退出或飛出手機殼體等不良現象，造成信號的中斷進而影響使用。卡連接器內具有退卡機構以方便用于使用過程中取換電子卡，由于電子產品的越來越小型化，留給卡連接器的空間也極為有限，因此，需要簡單、可靠以及可使托盤穩定退出的退卡機構。

3、用于便攜電子設備的卡托盤的專利申請情況分析

3.1國外專利申請趨勢

第一階段（1985-2004年）：從1985年到2004年之間，申請量相對較少，每年的申請量維持在10件以下。這個期間的專利申請主要關注于抽屜式的卡托盤，目的在于如何將托盤固定或鎖定于鎖定位置以在電子卡與連接器之間形成穩定的電性連接，卡托盤彈性地連接于卡連接器。這個期間，日本的專利申請占了市場的將近一半，其次是美國、臺灣、韓國、歐專局，而中國專利申請僅有一件，這也從側面印證了當時中國經濟較上述幾個國家地區相對落后，手機等便攜電子設備的市場在中國起步較晚。隨著電子技術的蓬勃發展，各類電子產品趨于小型化、智能化，對卡連接器的尺寸要求更小，電連接可靠性要求更高，而傳統的卡托盤的連接方式已經不能滿足使用這樣的需求，對于卡托盤的結構提出了新的要求。

第二階段（2005年至今）：從2005年開始，關于用于便攜電子設備的卡托盤的專利申請量比2005年之前的申請量明顯增多，但是申請人數量增長并沒有那么多。可以看出此階段，進入該領域的申請人數量有限，大量的專利申請由少量的申請人所貢獻。該時期內中國的專利申請量大幅增加，已經為總申請量的一半以外，占據了絕對優勢;而其他國家和地區中，以日本和臺灣申請量較多，但是絕對數量均不大。可以看出，這段時期內，中國在超導故障限流器領域投入了大量研發資源，發展十分迅速，取代了日本成為該領域最大的專利申請國。

3.2中國專利申請趨勢

用于便攜電子設備的卡托盤中國專利申請趨勢，從歷年申請量來看，用于便攜電子設備的卡托盤的專利申請經歷了逐步上升發展的過程。2002-2010年的第一階段是技術發展的萌芽期，這個期間內，關于用于便攜電子設備的卡托盤的專利申請數量很少，甚至出現了個別年份的專利申請量為零的情況，這與當時國內的電子產品的技術發展有關。而從2011年往后，專利申請量呈快速增長趨勢，在這一期間，外國來華申請對專利申請量做出了重要的貢獻，臺灣、日本、美國的相關企業開始進入中國市場，這也刺激了中國企業的發展，以富士康為代表的國內企業申請量迅速上升，中國企業的自主創新意識和知識產權保護意識不斷增強。至于2020年專利申請數量的下降，主要原因可能在于近兩年專利申請還有大量未公開，因此上述2020年的專利申請數據不能代表實際申請數量。

4、總結

從該領域整體的發展趨勢不難看出，由于電子技術及電子產品在國外發展的比較早，尤其是日本在這一領域研究一直處于領先地位，引領著用于便攜電子設備的卡托盤的研究及發展方向，同時注重對結構細節的改進，且具有延續性，很多技術已經趨于成熟，這一點值得國內申請人學習。而國內在這一領域的發展起步較晚，國內現階段的零件加工以及各種制造業都是與國外大公司的合作，但近年來我國推行自主創新政策，重視電子產業發展，國內企業的創新意識不斷增強，對于這一領域的專利申請呈快速上升的趨勢，相信在不久的將來，我國在這一領域的專利質量能夠做到與國外公司相抗衡。