CN101953036A - 电接线端装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电接线端装置，所述电接线端装置包括导电屏蔽元件、设置在所述导电屏蔽元件内的绝缘体、和通过所述绝缘体支承在所述导电屏蔽元件内并与所述导电屏蔽元件电隔离的一个或多个电触点。所述绝缘体包括一个或多个第一键元件，所述一个或多个第一键元件被构造用于在所述绝缘体中取向和保持所述一个或多个电触点。当所述一个或多个电触点和所述绝缘体处于正确组装的构形时，所述一个或多个第一键元件可以被构造用于抑制所述一个或多个电触点在所述绝缘体中旋转，并且当所述一个或多个电触点在所述绝缘体中被错误地取向时，所述一个或多个第一键元件可以被构造用于抑制所述绝缘体被组装到导电屏蔽元件中。所述电接线端装置可以包括在电连接器中。

Description

电接线端装置
技术领域
本发明涉及高速电连接器。特别地，本发明涉及可在这些高速电连接器中使用的电接线端装置，以方便高信号线密度和用于该信号线的屏蔽控制的阻抗(SCI)。
背景技术
集成电路与其它电路板、电缆或电子器件的互连在本领域中是已知的。通常，尤其是当信号线密度相对低时，以及当与信号传播经过互连器中或印刷电路板中的导体所需时间长度相比，电路切换速度(也称为边缘速率或信号上升时间)较慢时，这种互连不难形成。随着用户相对于互连器尺寸和电路切换速度两者的要求变得更加苛刻，在物理尺寸和电性能这两方面均可令人满意的互连器的设计和制备已变得更加困难。
已经开发出为高速电路(即传输频率至少为5GHz的电路)提供必要的阻抗控制的连接器。尽管这些连接器中的很多都是可用的，但在本领域中，仍需要具有增加的信号线密度且具有精密控制的电特性的连接器设计，以实现对信号完整性的令人满意的控制。
发明内容
在一个方面，本发明提供电接线端装置，该装置包括导电屏蔽元件、设置在该屏蔽元件内的绝缘体、和一个或多个电触点。一个或多个电触点由绝缘体支承在屏蔽元件内并与屏蔽元件电隔离，并被构造为用于通过屏蔽元件的前端和后端进行电连接。绝缘体包括一个或多个第一键元件，该元件被构造用于将一个或多个电触点在绝缘体中取向和保持。
在另一方面，本发明提供电连接器，该连接器包括电缆、一个或多个电触点、设置在一个或多个电触点周围的绝缘体、和导电屏蔽元件。电缆包括一个或多个导体和围绕一个或多个导体的接地屏蔽。一个或多个电触点连接到一个或多个导体。导电屏蔽元件设置在绝缘体周围，并连接到接地屏蔽。导体包括一个或多个第一键元件，该元件被构造用于将一个或多个电触点在绝缘体中取向和保持。
在另一方面，本发明提供绝缘体，该绝缘体具有一个或多个第一键元件，该元件被构造用于将一个或多个电触点在绝缘体中取向和保持，并且当一个或多个电触点在绝缘体中错误地取向时，该元件被构造用于抑制绝缘体组装到导电屏蔽元件中。当一个或多个电触点和绝缘体处于正确组装的构形时，一个或多个第一键元件可以被构造用于抑制一个或多个电触点在绝缘体中旋转。
本发明的以上概述并非意图描述本发明每一个公开的实施例或每种实施方式。以下附图和具体描述更具体地举例说明了说明性实施例。
附图说明
图1为根据本发明的方面的电接线端装置的示例性实施例的分解透视图。
图2A-2D为图1的电接线端装置的屏蔽元件的平面图。
图3A-3I为图1的电接线端装置的绝缘体的平面图和剖面图。
图4A-4C为图1的电接线端装置的绝缘体的平面图和剖面图。
图5为图1的电接线端装置的电触点和绝缘体的平面图，电触点和绝缘体与处于组装构形的电缆一起使用。
具体实施方式
在下列优选实施例的具体描述中，参考了作为本文一部分的附图。附图以举例说明的方式示出了其中可实施本发明的具体实施例。应当理解，在不脱离本发明范围的前提下，可以利用其他实施例，并且可以进行结构性或逻辑性的修改。因此，下列具体实施方式不应从限制的意义上去理解，并且本发明的范围由随附的权利要求限定。
图1-5图解了根据本发明的方面的电接线端装置12的示例性实施例。图1示出了与电缆20一起使用的示例性电接线端装置12的分解图，而图2-5提供根据本发明的方面的电接线端装置的各个组件的详细视图。电接线端装置12包括纵向导电屏蔽元件40、绝缘体42、和单个电触点44。绝缘体42将电触点44与导电屏蔽元件40电隔离。
参见图1和图2A-2D，导电屏蔽元件40具有限定非圆形横截面的前端46、后端48、和侧表面50a-50d(本文合称为“侧50”)。虽然图示实施例包括限定大致为正方形的横截面的四个侧50，但屏蔽元件40可具有其他数量的、限定其他大致矩形或非圆形横截面的侧。在其它实施例中，屏蔽元件40可具有总体曲线形(例如为圆形)的横截面。如图所示，屏蔽元件40包括设置在相对侧表面50a和50a上的横向突出的弹性接地触点横梁52。在其它实施例中，屏蔽元件40仅包括单个接地触点横梁52。闩锁构件54从侧50中的至少一个延伸。闩锁构件54被构造为在保持器或管理板(未示出)中保持接线端装置12，以接纳、固定和管理多个电接线端装置。在一个实施例中，闩锁构件54被设计成产生(如变形)低于破碎附接电缆20所需的力，从而电接线端装置12可被拉出保持器或管理板，以用于更换或修理各个电接线端装置和电缆组件的目的。在图1的图示实施例中，闩锁构件54作为不同侧50d上的接地触点横梁52中的一个示出。然而，在其它实施例中，闩锁构件54可以额外地或作为另外一种选择设置在包括接地触点横梁52的屏蔽元件40的侧50上(图2A-2D)。屏蔽元件40还可以包括键控构件，该键控构件为凸块60的形式，从屏蔽元件40的后端48横向延伸。凸块60被构造为确保电接线端装置12以正确的预定取向***保持器或管理板中。如果电接线端装置12在保持器或管理板内没有适当地取向，则电接线端装置12无法被完全***。在一个实施例中，凸块60为可变形的(例如通过使用工具或在***方向施加过量的力来变形)并且可以被矫直，以允许损坏的或有缺陷的电接线端装置12能够穿过保持器或管理板被完全拉动，使得损坏的或有缺陷的元件可被更换或修理。虽然附图示出屏蔽元件40包括接地触点横梁52，但使用其它触点元件构型(例如赫兹球形端子取代接地触点横梁52)仍然在本发明的范围内。
现在参见图1和图3A-3I，根据本发明的方面的绝缘体42包括设置在与前端46相邻的屏蔽元件40内的第一绝缘构件70、和设置在与后端48相邻的屏蔽元件40内的第二绝缘构件72。第一绝缘构件70和第二绝缘构件72被构造用于向绝缘体42提供结构支承。在该实施例中，提供间隔条74，该间隔条将第一绝缘构件70和第二绝缘构件72相对于彼此适当地设置和间隔。第一绝缘构件70、第二绝缘构件72和间隔条74被成形用于接纳电触点44并被构造用于可滑动地***屏蔽元件40中，使得电触点44大致平行于屏蔽元件40的纵向轴线就位。第一绝缘构件70、第二绝缘构件72和间隔条74被构造用于在电触点44***绝缘体42中时导向该触点。在该构形中，电接线端装置12可起到共轴电接线端装置的作用，电触点44借此可连接到(如)单个共轴电缆。
在另一个实施例中，一个或多个间隔条74被成形用于接纳两个电触点44并被构造用于可滑动地***屏蔽元件40中，使得两个电触点44大致平行于屏蔽元件40的纵向轴线就位。一个或多个间隔条74被构造用于在两个电触点44***绝缘体42中时导向该触点。在该构形中，电接线端装置12可起到双轴电接线端装置的作用，电触点44借此可连接到(如)单个双轴电缆。
绝缘体42还包括第一键元件76，该元件被构造用于在绝缘体42中取向和保持电触点44。在一个方面，在绝缘体42中保持电触点44抑制电触点44以大致平行于电触点44的纵向轴线的方向进行显著移动。在一个实施例中，电触点44包括第二键元件78，当电触点44和绝缘体42处于正确组装的构形时，该元件被构造用于与第一键元件76接合。当电触点44和绝缘体42处于正确组装的构形时，第一键元件76可以被构造用于抑制电触点44在绝缘体42中旋转。
在优选的实施例中，间隔条74和第一键元件76被成形并相对于一个或多个电触点44和屏蔽元件40设置，使得空气为围绕一个或多个电触点44的主要的电介质材料，以便降低电接线端装置12的有效介电常数，从而将电接线端装置和电缆组件的特性阻抗降低到更靠近所需的目标值，例如为50欧姆。
在图1中的实施例中，第一键元件76从绝缘构件70延伸(如图3D中最佳所见)并具有弹性梁80、和设置在弹性梁80的末端处的凸形键部分82。如图5中最佳所见，凸形键部分82与电触点44的第二键元件78的凹形键部分84接合，以适当地设置、取向和保持绝缘体42中的电触点44。当电触点44被***绝缘体42中时，第一键元件76与弹性梁80和凸形键部分82一起朝外挠曲(远离电触点44)直到与凹形键部分84接合。有利地，如果电触点44被错误地取向或不适当地组装到绝缘体42中(即，使得凸形键部分82没有与凹形键部分84对齐或接合)，则凸形键部分82的存在将引起第一键元件76仍然保持朝外挠曲，使得绝缘体42将无法在屏蔽元件40中拟合，从而抑制不适当地组装的电接线端装置12的安装和使用。虽然在图1的实施例中，第一键元件76包括凸形键部分82，第二键元件78包括被构造用于接纳凸形键部分82的凹形键部分84，但在其它实施例中，可以通过第一键元件76和第二键元件78的替代实施例实现触点44的适当设置、取向和保持、以及抑制该触点的旋转。例如，第二键元件78可以包括凸形键部分，第一键元件76可以包括被构造用于接纳该凸形键部分的凹形键部分。又如，第一键元件76和第二键元件78可以包括互逆的键部分，该部分(例如)包括凸形部件和凹形部件两者。在替代实施例中，绝缘体42可以包括被构造用于取向和保持绝缘体42中的一个或多个电触点44的两个或更多个第一键元件76。在其它实施例中，绝缘体42的第一键元件76可以包括在绝缘体42的绝缘构件70和绝缘构件72之间跨接的弹性梁80。
再参见图1和图3A-3I，绝缘体42具有限定非圆形形状的前端94、后端96、和外表面98a-98d(本文合称为“外表面98”)。虽然显示的实施例包括限定基本正方形形状的外表面98，但是绝缘体42可具有限定其他合适的形状(包括大致矩形、非圆形或曲线形(例如为圆形)形状)的外表面98。
绝缘体42可由任何合适的材料(例如为聚合物材料)通过任何合适的方法(例如为注模、机加工等)形成。
在一个实施例中，绝缘体42和一个或多个第一键元件76可以为一体化的。例如，绝缘体42和第一键元件76可以注模为一体化结构。在另一个实施例中，绝缘体42和一个或多个第一键元件76可以具有通过任何合适的方法或结构组装的单独的元件，该方法包括(但不限于)搭扣配合、摩擦配合、压力配合、机械夹持、和粘合剂。例如，绝缘体42可以注模，并且一个或多个第一键元件76可以通过压力配合机加工和组装成绝缘体42。
在一个实施例中，电接线端装置12被构造用于电缆20的端接，使得使用常规的方法(例如钎焊)，电缆20的导体90被附接到电触点44，并且电缆20的接地屏蔽92被附接到电接线端装置12的屏蔽元件40。本发明的一方面所使用的电缆类型可以是单线电缆(如单根同轴或单根双轴电缆)或多线电缆(如多根同轴、多根双轴或双绞电缆)。在一个实施例中，在将一个或多个电触点44附接到电缆20的一个或多个导体90上之前，接地屏蔽92通过浸焊工艺硬化。在一个或多个电触点44附接到一个或多个导体90上之后，所述一个或多个电触点44可滑动地***绝缘体42中。绝缘体42和电缆20的预制末端被构造为使得在一个或多个电触点44完全靠住绝缘体42的前端94之前，硬化的接地屏蔽92抵靠住绝缘体42的后端96。因此，当绝缘体42(其中具有一个或多个电触点44)接着可滑动地***屏蔽元件40中时，硬化的接地屏蔽92起到将绝缘体42推入屏蔽元件40中的作用，并且抑制一个或多个电触点44沿着***方向推撞绝缘体42。这样，通过在绝缘体42***屏蔽元件40中时施加的力的反应，抑制一个或多个电触点44被往回推到电缆20中，这可以抑制一个或多个电触点44与接头的正确连接。在一个实施例中，如图5中可见，电缆20的导体90一被附接到电触点44就向电触点44的第二键元件78的凹形键部分84提供额外的结构，以有助于将电触点44保持在绝缘体42中。
在一个实施例中，电接线端装置12包括两个电触点44，并被构造用于包括两个导体90的电缆20的端接。使用常规的方法(例如钎焊)，电缆20的每一个导体90都连接到电接线端装置12的电触点44，并且电缆20的接地屏蔽92被附接到电接线端装置12的屏蔽元件40。在该实施例中使用的电缆的类型可以是单根双轴电缆。
在本文所述的实施例和具体实施中的每一个中，电接线端装置及其元件的各种部件都由任何合适的材料形成。根据预期应用来选择材料，该材料可以包括金属和非金属两者(如包括(但不限于)聚合物、玻璃和陶瓷的非导电材料中的任何一种或其组合)。在一个实施例中，绝缘体42由聚合物材料通过例如注模、挤出、造模、机加工等等的方法形成，而导电部件由金属通过例如模铸、造模、冲压、机加工等等的方法形成。举例来说，材料选择所取决的因素包括(但不限于)：化学暴露条件、环境暴露条件(包括温度和湿度条件)、阻燃性要求、材料强度和刚度。
虽然本文出于说明优选实施例的目的对具体实施例进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的前提下，各种旨在达到相同目的的可选的和/或等同形式的具体实施可以取代图示和描述的具体实施例。机械、机电以及电子领域的技术人员将很容易理解到，本发明可以在众多实施例中实施。本专利申请旨在涵盖本文所讨论的优选实施例的任何修改形式或变型形式。因此，显而易见的是，本发明仅受其权利要求书及其等同物的限制。

Claims (10)

1.一种电接线端装置，包括：
导电屏蔽元件，所述导电屏蔽元件具有前端和后端；
绝缘体，所述绝缘体设置在所述屏蔽元件内并包括一个或多个第一键元件；和
一个或多个电触点，所述一个或多个电触点通过所述绝缘体支承在所述屏蔽元件内并与所述屏蔽元件电隔离，所述一个或多个电触点被构造用于通过所述屏蔽元件的所述前端和后端形成电连接，
其中所述一个或多个第一键元件被构造用于在所述绝缘体中取向和保持所述一个或多个电触点。
2.根据权利要求1所述的电接线端装置，其中所述一个或多个第一键元件从所述绝缘体的至少一个绝缘构件延伸。
3.根据权利要求1所述的电接线端装置，其中所述一个或多个电触点具有第二键元件，当所述一个或多个电触点和所述绝缘体处于正确组装的构形时，所述第二键元件被构造用于与第一键元件接合。
4.一种电连接器，包括：
电缆，所述电缆包括一个或多个导体和围绕所述一个或多个导体的接地屏蔽；
一个或多个电触点，所述一个或多个电触点连接到所述一个或多个导体；
绝缘体，所述绝缘体设置在所述一个或多个电触点的周围，所述绝缘体包括一个或多个第一键元件，所述一个或多个第一键元件被构造用于在所述绝缘体中取向和保持所述一个或多个电触点；和
导电屏蔽元件，所述导电屏蔽元件设置在所述绝缘体的周围并连接到所述接地屏蔽。
5.一种绝缘体，包括一个或多个第一键元件，所述一个或多个第一键元件被构造用于在所述绝缘体中取向和保持一个或多个电触点，并且当所述一个或多个电触点在所述绝缘体中被错误地取向时，所述一个或多个第一键元件被构造用于抑制将所述绝缘体组装到导电屏蔽元件中。
6.根据权利要求1和权利要求5所述的绝缘体，其中所述一个或多个第一键元件具有弹性梁。
7.根据权利要求6所述的绝缘体，其中所述弹性梁在所述绝缘体的两个绝缘构件之间跨接。
8.根据权利要求5所述的绝缘体，其中所述一个或多个第一键元件从所述绝缘体的至少一个绝缘构件延伸。
9.根据权利要求5所述的绝缘体，其中所述绝缘体和一个或多个第一键元件为一体化的。
10.根据权利要求1和权利要求5所述的绝缘体，其中当所述一个或多个电触点和所述绝缘体处于正确组装的构形时，所述一个或多个第一键元件被构造用于抑制所述一个或多个电触点在所述绝缘体中旋转。
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