USB-3.1-Type-C数据线设计规范.doc

深圳市鹏毅实业有限公司
深圳市鹏毅钜科技有限公司

部门
研发部
日期
2015-10-21
三阶文件
USB Type-C数据线设计规范
页 数
18/18
文件编号
WI-EG-024
版本
A/0
修订履历
版本
修订内容
日 期
修/制订者
审 核
批 准
A/0
新制订
2015-10-21

1.0适用范围：
本设计规范适用于鹏毅公司Type-C数据线规格书，未尽规格描述以USB3.1协会规范为准。
2.0编写依据：
序号No.
文件编号Doc No.
文件名称 Doc Title
1
GJB1217
电连接器试验方法
2
MIL-STD-202G
Test method standard electronic and electrical component parts
3
GB/T 3048
电线电缆电性能试验方法
4
GB4098
射频电缆试验方法
5
EIA-364-101
Attenuation Test Procedure for Electrical Connectors, Sockets, Cable Assemblies or Interconnection Systems
6
EIA-364-106
Standing Wave Ratio (SWR) Test Procedure for Electrical Connectors
7
EIA-364-108
Impedance, Reflection Coefficient, Return Loss, and VSWR Measured in the Time and Frequency Domain Test Procedure for Electrical Connectors, Cable Assemblies or Interconnection Systems
8
GB5441.2
工作电容试验-电桥法
9
EIA-364-103
Propagation Delay Test Procedure for Electrical Connectors, Sockets, Cable Assemblies or Interconnection Systems
10
IEC 68-2-1
基本环境试验规程 试验A：寒冷
11
GB/T 2423.1
电工电子产品基本环境试验规程 试验A：低温试验方法
12
IEC 68-2-2
基本环境试验规程 试验A：干热
13
GB/T 2423.2
电工电子产品基本环境试验规程 试验B：高温试验方法
14
IEC 68-2-10
电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验J和导则：长霉0020的
15
GB/T 2423.16
电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验J和导则：长霉
16
ASTM G 21
Standard Practice for Determining Resistance of Synthetic Polymeric Materials to Fungi
17
IEC 61587-1
Mechanical structures for electronic equipment―Tests for IEC 60917 and IEC 60297―Part 1 Climatic mechanical tests and safety aspects for cabinets racks subracks and chassis
18
GR 487
Generic Requirements for Electronic Equipment Cabinets
19
IEC 68-2-30
基本环境试验规程 试验Db及导则：交变湿热（12＋12h循环）
20
GB/T 2423.4
电工电子产品基本环境试验规程 试验Db：交变湿热试验方法
21
IEC 68-2-52
电工电子产品环境试验 第2部分：试验 试验Kb：盐雾，交变（氯化钠溶液）
22
GB/T 2423.18
电工电子产品环境试验 第2部分：试验 试验Kb：盐雾，交变（氯化钠溶液）
23
IEC 529
Degrees of protection provided by enclosure(IP code)
24
GB 4208
外壳防护等级（IP代码）
25
EIA-364-38B
Cable pull-out test procedure for electrical connectors
26
EIA-364-41C
Cable flexing test procedure for electrical connectors
27
IEC 60950
Safety of information technology equipment
28
EN 60950
Safety of information technology equipment
29
UL 60950
Safety of information technology equipment
30
GB 4943
信息技术设备的安全
31
IEC60332
Tests on electric cabies under fire conditions
32
GB/T18380
电缆在火焰条件下的燃烧试验
33
UL1581
Reference standard for electical wires,cables,and flexible cords
34
GR 1217
Generic requirements for separable electrical connectors used in telecommunications hardware
35
GR 950
Generic Requirements for Optical Network Unit (ONU) Closures
3.0 Type-C数据线正常工作和存储条件
3.1Type-C数据线应能在下列条件下正常工作：
3.1.1 环境工作温度:-20℃～+70℃（仅作单体验证目的，与整机匹配时以整机试验环境为准）；
3.1.2 相对湿度：5%～95%；
3.1.3 大气压力：86 kPa～106kPa;
3.1.4 Type-C数据线的存储温度：-40℃～+85℃；
4.0 Type-C连接器的PIN点定义

4.1 Type-C插头外形尺寸设计要求
铁壳宽度
8.25mm
铁壳厚度
2.4mm
铁壳外露长度
6.5mm
插头厚度
6.5mm Max
插头宽度
12.5mm Max

4.2 Type-C系列产品的设计要求
4.2.1 Type-C数据线产品种类：
TYPE-C TO USB 2.0 AM
TYPE-C TO TYPE-C（2.0版本）
TYPE-C TO USB 3.0 AM
TYPE-C TO MICRO USB
TYPE-C TO TYPE-C（3.1版本）
TYPE-C TO USB3.0 BM

4.3 USB3.1 Type-C TO Type-C接线定义

4.4 USB2.0 Type-C TO Type-C接线定义

4.5 Type-C TO USB3.1 AM接线定义

4.6 Type-C TO USB2.0 AM接线定义

4.7 Type-C TO USB3.1 BM接线定义

4.8 Type-C TO USB2.0 Micro BM接线定义

4.9 Type-C TO USB3.1 Micro BM接线定义

5.0 Type-C 系列线缆的设计要求:
5.1 Type-C标准线材线规要求

5.2 Type-C TO Legacy线材线规要求

5.3 Type-C 标准线材的设计
5.3.1同轴线设计

5.3.2对绞线设计

6.0 Type-C系列数据线对eMARK的选用设计

7.0 Type-C系列数据线对上拉和下拉电阻的选用设计

8.0 Type-C数据线外观要求如下：
外观
金属插头/pin脚检查
1、 参照样品和PDM图纸检验，线缆两端插头的结构外型（型号）要求与样品一致；
2、 插头不允许氧化/生锈、残缺、变形；
3、 用干布（无尘布）能擦除的脏污，允许；用干布（无尘布）不能擦除的脏污，不允许；【注：金属插头脏污不良超出1%（不良数/样本数）时，提交不合格电子流确认】
4、 插头上不允许有油渍；
5、划痕L≤2mm,W≤0.1mm,用手触摸无深度感，允收一条；
6、USB A公插头内不允许有溢胶的现象；
7、USB A公插头内的连接器PIN脚不允许氧化/生锈、翘高、变形、PIN脚内陷/断裂不良；
8、金属插头（USBA公以及MICRO B公）与注塑部分匹配正常，不允许歪斜，夹角90o±2.5o
色差
检验整体数据线是否存在色差，色差问题须参照样品进行检验。
标签检查
1、标签上的印刷图案和字体要求与样品一致，并清晰可辨；
2、数据线上的标签不允许破损、折皱、起膜；
3、插头上的铭牌在槽内偏移的最大尺寸不允许超过0.25mm；
4、旗舰标签对折粘贴后的歪斜程度≤1mm；
注塑部位
1、注塑部位（USB A公外膜、DC插头外膜、磁环外膜）不允许缺胶、破损；
2、合模线(毛边)H≤0.2mm；
3、水口位（毛边）在不刺手的前提下， H≤1mm，可接收；
4、压痕L≤5mm，W≤0.2mm，USB A公外膜每面允收一条，DC外膜允收一条；
5、点状压痕D≤1.5mm，USB A公外膜每面允收一条，DC外膜允收一条；
线材外观
1、 线材不允许有破损、漏铜；
2、 线材上不允许有脏污；
3、 点状压痕D≤2.5mm，DS≥25mm，允收6个；
4、 线状压痕L≤5mm，W≤1mm，DS≥25mm，允收3条；扎带下的压痕允许；
5、 有感刮伤：L≤5mm,W≤1mm，DS≥25mm，允收2条；无感刮伤：L≤30mm,W≤1mm，
DS≥30mm，允收3条；
9．0 Type-C数据线可靠性要求
Test condition
Temperature：15℃ to 35℃
Air pressure ：86 to106 kPa
Relative humidity：25% to 85%
NO
Test description
Test procedure
Performance
Related standard
1
寿命测试
EIA364-09
20-30次/Min
l USB A 3000次, 电气性能正常
l Micro B 10000次, 电气性能正常
l Type-C 10000次 电气性能正常
EIA364-09
2
插入力
EIA364-13
1.插拔力测试仪器
2.测试速度为12.5mm/分钟
3.单位为N
l Micro USB插拔耐久测试前后：插入力大于等于6N，小于等于25N
l Type-C插拔耐久测试前后：插入力大于等于5N，小于等于20N
EIA364-13
3
拔出力
EIA364-13
1.插拔力测试仪器
2.测试速度为12.5mm/分钟
l Micro USB插拔耐久测试前后：拔出力大于等于8N，小于等于25N
l Micro USB插拔耐久测试前后：拔出力大于等于8N，小于等于20N
EIA364-13
4
抗拉脱
EIA 364-38A
1.轴向固定线缆PLUG；
2.距离PLUG端 10cm处进行负重；
3.重量40N;
4.持续1分钟
l 线缆无开路、短路、绝缘击穿；
l 外背jacket无断裂；
l 连接器与线缆无分离；
l 芯线端点无脱离连接器；
l 电气性能正常；
EIA 364-38A

5
端口抗弯折
EIA 364-41
1.弯折角度水平和垂直方向各+/-90°；
2.60次/分钟；
3. 测试5000次（水平500次—>垂直100次为1个循环，共5个循环）
4.负重200g；
l 测试完成后需对测试端SR处线缆进行上、下、左、右、左上角、右上角、左下角、右下角多角度检测，无开路、短路、绝缘击穿；
l 外背jacket无断裂；
l 连接器与线缆无分离；
l 芯线端点无脱离连接器；
l 电气性能正常；
l 导通阻抗符合规格要求，并记录实际值
EIA 364-41

6
滚筒跌落
跌落高度1米，跌落次数150次，每50检查一次，跌落速度参考值10-12次/分次（以跌落在滚筒铁板中心位置为准）
l 测试完成线缆无损坏，松脱；
l 连接器可以无明显尺寸变化；
l 电气性能正常

7
跌落测试
跌落高度1.2米，按照上、下、左、右每个方向各3次跌落到水平大理石平台
l 测试完成线缆无损坏，松脱；
l 连接器可以无明显尺寸变化；
l 电气性能正常

8
强度测试
1.参考图二；
2.5个方向各施加力量；
l 上下左右4个方向力量要求大于3.5Kg,不损坏；
l 插入方向要求大于10Kg不损坏；
l 测试完成后电气性能正常；
l 线缆无松脱，无断裂；

9
强度耐久
测试力：F1=F2=1kgf
测试次数：2000次（往复算一次）；
施力点为接口到SR处15mm（从外壳平面量起15mm。如SR不足15mm，以SR的末端为施力位置，如SR末端刚性不足以施加力，则以刚性位置的末端为施力位置）；
测试速度：10-15次/min
l 终端和连接器无任何功能失效，插头插入连接器中的配合正常，拔出与插入动作正常
l 检查终端功能：开机、充电、用配件检查连接器功能（例如，数据线传输数据等）
l 在规定的力作用下连接器不能有损坏；弹片不能损坏或严重变形；
l 拆机检查，连接器与PCB或FPC的焊接处无裂纹；

10
旋转测试
1.线缆配合母座并固定；
2.参考图一，0°，90°180°，360°各负重450g
3.4个方向各负重10秒;
l 旋转过程中无开路，瞬断

11
自由振动
1. 频率10~55Hz
2. 峰峰值位移1.5mm
3. 1小时/1个方向
4. 三个方向

l 没有大于1u秒的瞬断

15
高温存储
70℃,24H
完成后返回常温停留2小时以上,进行测试
l 部品外观无损坏;
l 线缆电气性能正常

16
低温存储
-40℃,24H
完成后返回常温停留2小时以上,进行测试
l 部品外观无损坏;
l 线缆电气性能正常

17
盐雾测试
5% NaCl,35℃,8H
接口需斜向下放置，确保盐雾能进入，但同时不能在接口中形成积水.测试后将被测试线缆两端连接器在自来水下冲洗，刷洗，擦洗后，自然16小时晾干再观察
l 无明显腐蚀、氧化、生锈等外观不良； 所有电气性能符合规格书要求
l 试验后打开外壳用高倍放大镜看镀层，镀金和镀镍部分是否锈蚀
EIA 364
18
高温高湿
1.45℃,95~100%湿度,168H
2.完成后返回常温停留2小时以上,进行测试
l 部品外观无损坏;
l 线缆电气性能正常

19
交变湿热
1.25～55℃，相对湿度95％，48小时
2.完成后返回常温停留2小时以上,进行测试
l 部品外观无损坏;
l 线缆电气性能正常

20
温度冲击
采用两箱法，低温-40℃，高温85℃，高低温各停留2小时，最大转换时间为20秒，
5个循环。
l 部品外观无损坏;
l 线缆电气性能正常

21
耐UV辐射测试
试验持续循环96小时
l 产品材料不得有机械和外观的变化，数据线不得有损害和变形

24
温升测试
电源pin通电2.2A
或信号pin通电0.5A
l 任意点温升不允许超过30度

26
耐压测试
两两pin之间打（含外壳）
l 认证测试100VAC/60s/0.5mA
l 产线测试100VAC/0.1s/0.5mA

27
绝缘电阻
两两pin之间打（含外壳）
l 认证测试:500VDC/60s/100MΩ
l 产线测试：500VDC/0.1s/10MΩ
注：内部绝缘禁止使用绝缘纸，
需使用绝缘胶带

10.0 USB Type-C高频测试要求:
量测参数
量测仪器/条件
C TO C Cable规格值
(U2/Gen1/Gen2)
C TO Legacy Cable规格值
(U2/ Gen2)
C TO Legacy Adaptor规格值(U2/ Gen1,C-Adaptor)
USB3.1 Legacy Cable规格值(U2/Gen2)
Characteristic Impedance
特性阻抗
TDR
Cable@200ps Tr(10-90%)
90Ω±5Ω (85Ω--95Ω)
若SS对为SDP结构则测试此项

N/A

同C TO Legacy Cable
Cable@200ps Tr(10-90%)
45Ω± 3Ω (48Ω--42Ω)
若SS对为SDP结构则测试此项

N/A
同C TO Legacy Cable
Connector@40 ps Tr(20%-80)
85Ω ±9Ω (76Ω--94Ω) for Type C
90Ω± 10Ω (80Ω--100Ω) for Legacy

N/A
同C TO Legacy Cable
Intra-Pair Skew
差分对内延迟
TDR
10ps/m
@ 200ps Tr(10-90%)仅为线材参考,非强制
15ps/m
@ 200ps Tr(10-90%)仅为线材参考,非强制
N/A
15ps/m
@ 200ps Tr(10-90%)仅为线材参考,非强制
Return Loss
反射损耗
NA
-18 dB @ 100MHz
-18 dB @ 5000MHz
-12 dB @ 10000MHz
-5 dB @ 15000MHz

N/A
For C-A adapter
≤-15Db @ 5 GHz
Normalized with 85Ω

N/A
Insertion Loss
插入损耗
NA
-2 dB @ 100MHz
-4 dB @ 2500MHz
-6 dB @ 5000MHz
-11dB @ 10000MHz
-20 dB @ 15000MHz

For C-A Cable
≥ -2 dB @ 100 MHz
≥ -3.5 dB @ 2.5 GHz
≥ -6 dB @ 5 GHz
For C-B/ Micro B Cable
≥ -2 dB @ 100 MHz
≥ -4 dB @ 2.5 GHz
≥ -6 dB @ 5 GHz
For C-A adapter
≥ -2.4 dB @ 2.5 GHz
≥ -3.5 dB @ 5 GHz

以通道指标要求
Differential to
Common Mode
Conversion
差分转共模
NA

-20 Db/ max @0.1 to 10 GHz

N/A

-20 Db/ max @0.1 to 10 GHz
NEXT /FEXT
SS-SS
近端/远端串音
SS-SS
NA
-37 dB @ 100 MHz
-37 dB @ 5000 MHz
-32 dB @ 10000 MHz
-25 dB @ 15000 MHz
只测试NEXT SS-SS
≤ -34 dB to 5000 MHz
不测试FEXT SS-SS
For C-A adapter
≤ -40 dB to 2.5 GHz
≤ -34 dB to 5 GHz
只测试NEXT SS-SS
以通道指标要求
NEXT/FEXT
DD-SS(TDR mode)
近端/远端串音
DD-SS(TDR mode)
NA
-35 dB @ 100 MHz
-35 dB @ 5000 MHz
-30 dB @ 7500 MHz

≤ -30 dB to 5 GHz

For C-A adapter
≤ -30 dB to 2.5 GHz

N/A
NEXT/FEXT
DD-SS
近端/远端串音
DD-SS

TDR

N/A

N/A

N/A

2%
Channel Metrics
通道指标
NA
N/A
N/A
N/A
ILfitatNq ≥ 20 Db
IMR ≤ 60Mv
IXT≤ 25Mv
eW= f W(ILfiataNq
IMR,IXT)＞0( Eye Width
eH= f H(ILfiataNq
IMR,IXT)＞0( Eye Width
11.0安全性要求
USB数据线的安全性能应能满足CCEE规定要求。符合国际GB 4943-1995
《信息技术设备（包括电器事务设备）的安全》规定的要求。
12.0阻燃要求：
VW-1（北美）；
满足IEC60332或GB/T18380电缆在火焰条件下的燃烧试验标准（欧洲、国内）。
参考标准：IEC60950/EN60950/UL60950/GB4943、IEC60332/GB/T18380、UL1581
13.0 环保要求
本技术要求数据线所有组成材料符合ROHS要求。
符合Reach要求
满足ROSH, 且无如下有害物质添加:
溴系阻燃剂Brominated Flame Retardants
氯系阻燃剂Chlorinated Flame Retardants
聚氯乙烯Polyvinyl Chloride (PVC)
邻苯二甲酸酯Phthalates
三氧化锑 Antimony Trioxide
铍及其化合物 Beryllium (Be) and its compounds

※本文件之制作权及营业秘密属于鹏毅实业/鹏毅钜科技有限公司，非准许不得擅自翻印※