JP2008543023A - 電気コネクタ - Google Patents

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Abstract

【解決手段】電気コネクタは、ハウジングと、このハウジング内の複数のコンタクトモジュールとを有する。各コンタクトモジュールは、嵌合縁及び実装縁を有する。各嵌合縁及び各実装縁は、信号コンタクト及び接地コンタクトからなる1列のコンタクトを有する。各嵌合縁コンタクトは、コンタクトモジュール内の所定経路に沿って延びて各コンタクトモジュールにリードフレームを形成する信号導体及び接地導体により、対応する実装縁に電気的に接続される。これらの信号導体及び接地導体は、隣接関係に配列されて電気シールドを提供する。いくつかのコンタクトモジュールの信号導体及び接地導体は、リードフレームを通る断面図で見たときに、外側層及び内側層を有するアレーに配列される。外側層の信号導体及び接地導体の少なくとも一部は、内側層の信号導体及び接地導体の所定経路を横断する方向の幅とは異なる、所定経路を横断する方向の幅を有する。

Description

本発明は、電気コネクタに関し、特に差動対で信号を伝送するための電気コネクタに関する。
コンピュータ、ルータ、スイッチ等に使用されるプロセッサ等のより小さく、より高速で、より高性能の電気部品の現行の傾向により、電気経路に沿った電気インタフェースも、増加したスループットでより高周波且つより高密度で作動する重要性が増大してきた。
回路基板を相互接続する従来のやり方において、一方の回路基板はバックプレーンとして作用し、他方の回路基板は子基板として作用する。バックプレーンは、一般にヘッダと称されるコネクタを有するのが代表的である。このヘッダは、バックプレーン上の導電トレースに接続される複数の信号ピンすなわち信号コンタクトを有する。一般にリセプタクルと称される子基板コネクタも、複数のコンタクトすなわちピンを有する。代表的には、リセプタクルは、信号が2枚の基板間に送られるように、バックプレーンを子基板と相互接続する直角型コネクタである。直角型コネクタは代表的には、バックプレーン上のヘッダからの複数の信号ピンを受容する嵌合面と、子基板に接続されるコンタクトとを有する。
少なくともいくつかの基板対基板コネクタは、各信号が差動対と称される2本の線を必要とする差動型コネクタである。より良好な性能のために、各差動対に関連する接地コンタクトがある。リセプタクルコネクタは代表的には、互いに直角である接触縁を有する多数のモジュールを有する。モジュールは、接地シールドを有してもよいし、有していなくてもよい。これらのコネクタを通る信号の伝送周波数が増大すると、信号の劣化を最小にするために、コネクタを通して所望のインピーダンスを維持することがより望ましくなる。干渉又はクロストークを低減するために、モジュールに接地シールドが設けられることがある。さらに、ヘッダコネクタの接地コンタクトに、接地シールドを追加してもよい。コネクタ性能を改善することと、コネクタの寸法を増大させることなく信号搬送能力を増大させるようコンタクト密度を増大させることは、困難である。
今日も依然として使用されるいくつかの古いコネクタは、毎秒1ギガビット以下の速度で作動する。これに対して、今日の多くの高性能コネクタは、毎秒10ギガビット以上の速度で作動することができる。予期されるように、高性能のコネクタには高コストが付随する。
米国特許第6808420号明細書は、信号コンタクト及び接地コンタクトを複数列のアレーに保持する電気ハウジングを有する電気コネクタを開示する。各列は、隣接する第1列および第2列がそれぞれ異なる第1パターン及び第2パターンを有するパターンに配列された信号コンタクト対及び接地コンタクトを有する。
米国特許第6379188号明細書は、電気部品間に複数の差動信号を移送するための電気コネクタを開示する。コネクタは、第1信号経路及び第2信号経路で複数対の信号導体を有するモジュール製である。
従来技術による電気コネクタは、プラスチックハウジングに埋設された複数のコンタクトを有する。図1は、プラスチックハウジングを除いて表わされたこのような電気コネクタにおける複数の嵌合コンタクト3を示す。各嵌合コンタクト3は、導体5により対応する実装コンタクト6に電気的に接続される。実装コンタクト6を、複数列のうちの1列に配置された対応する嵌合コンタクト3に接続する複数の導体5は、いわゆるリードフレームを構成する。リードフレームの一例は、図2に表わされる。
図3は、図2のA−A線、B−B線又はC−C線の1本に沿った、図1に示される複数の導体5の断面図である。従来技術によるこのような電気コネクタにおいて、複数の導体5は、電気コネクタ内で特定の導体の位置に依存して変更し得る電気特性を有する。実際、電気コネクタの外側領域に配置された、図3に黒で表わされた導体は、電気コネクタの内側領域に配置された、図3に白で表わされた導体の電気特性とは異なる電気特性を有する。特に、このような電気コネクタの外側領域に配置された個別導体の合計キャパシタンスは代表的には、電気コネクタの内側領域に位置する導体の合計キャパシタンスより小さい。この現象は、外側領域の導体の一側には隣接する導体が無いという事実のためであり、電気特性が一様でないという結果を招く。この一様でない電気特性は、電気コネクタが伝送する信号の劣化を招くおそれがある。
従って、本発明は、低いクロストーク及び導体の一様な電気特性等の、改善された電気特性を有する電気コネクタを提供することを目的とする。
上述の目的は、独立請求項1及び2に従った電気コネクタ、並びに請求項9及び13に従ったリードフレームによって解決される。好適な実施形態は、従属請求項の対象である。
本発明の第1側面によれば、ハウジングと、このハウジング内の複数のコンタクトモジュールとを有する電気コネクタが提供される。ここで、各コンタクトモジュールは、嵌合縁及び実装縁を有する。各嵌合縁及び各実装縁は、信号コンタクト及び接地コンタクトからなる1列のコンタクトを有する。各嵌合縁コンタクトは、コンタクトモジュール内の所定経路に沿って延びて各コンタクトモジュールにリードフレームを形成する信号導体及び接地導体により、対応する実装縁に電気的に接続される。これらの信号導体及び接地導体は、隣接関係に配列されて電気シールドを提供する。いくつかのコンタクトモジュールの信号導体及び接地導体は、リードフレームを通る断面図で見たときに、外側層及び内側層を有するアレーに配列される。外側層の信号導体及び接地導体の少なくとも一部は、内側層の信号導体及び接地導体の所定経路を横断する方向の幅とは異なる、所定経路を横断する方向の幅を有する。
外側層の信号導体及び接地導体の形状を変更、特に、外側層の信号導体及び接地導体の幅を変更することにより、電気コネクタ内の導体の電気特性を一様にすることができる。実際、外側層の外側信号導体及び接地導体の少なくとも一部の幅を変更することにより、1リードフレームに構成される複数の導体間の合計キャパシタンスの差を減少させることが可能になる。従って、リードフレームの一端に配置された外側導体が隣接する導体を一側に有していないという事実を、補償することができる。
本発明の第2側面によれば、ハウジングと、このハウジング内に複数のコンタクトモジュールとを有する電気コネクタが提供される。ここで、各コンタクトモジュールは、嵌合縁及び実装縁を有する。各嵌合縁及び各実装縁は、信号コンタクト及び接地コンタクトからなる1列のコンタクトを有する。各嵌合縁コンタクトは、コンタクトモジュール内の所定経路に沿って延びて各コンタクトモジュールにリードフレームを形成する信号導体及び接地導体により、対応する実装縁に電気的に接続される。これらの信号導体及び接地導体は、隣接関係に配列されて電気シールドを提供する。いくつかのコンタクトモジュールの信号導体及び接地導体は、リードフレームを通る断面図で見たときに、外側層及び内側層を有するアレーに配列される。外側層間のピッチは、内側層間のピッチとは異なる。
外側導体の空間配置を変更、特に、内側導体間のピッチとは異なる外側導体間のピッチを予測することにより、電気コネクタ内の導体の電気特性を一様にすることができる。
本発明の好適な実施形態によれば、外側層の信号導体及び接地導体の幅が内側層の信号導体及び接地導体の幅と異なり、外側層間のピッチが内側層間のピットと異なる電気コネクタが提供される。このような電気コネクタを予測することにより、電気コネクタ内の導体の一様な電気特性を達成することができる。
本発明の別の一実施形態によれば、信号導体及び接地導体は、第1パターン及び第2パターンの一方で配列され、ハウジング内の隣接するコンタクトモジュールは、第1パターン及び第2パターンの他方を有する。第1パターン及び第2パターンの各々は、交互に配列された信号導体の及び個別の接地導体の対を有する。各接地導体は、隣接するコンタクトモジュール内の1対の信号導体を横断する結合横断幅とほぼ等しい所定経路に対して横断する方向の幅を有する。これにより、接地導体は、隣接するコンタクトモジュールの信号導体の対をシールドする。
隣接するコンタクトモジュールのリードフレームは異なる導体パターンを有するので、差動対に配列された信号導体は、隣接する接地導体によりシールドされて電気コネクタのクロストークを低減することができ、電気コネクタを通るスループットの増加を促進する。信号導体の更なるシールドは、隣接するリードフレームの接地導体と協働して電気コネクタ内の他の差動信号対からの各差動信号対をほぼ隔離する、同一のリードフレーム内の信号導体の上下の接地導体により提供することができる。
或いは、電気コネクタの信号導体及び接地導体は、第1パターン及び第2パターンの一方に配列することができる。ハウジングの隣接するコンタクトモジュールは、第1パターン及び第2パターンの他方を有する。第1パターン及び第2パターンは、別のシーケンスに配列された複数の信号導体対及び接地導体対をそれぞれ有する。接地導体の対は、隣接するコンタクトモジュールの1対の信号導体を横切る結合横断幅にほぼ等しい所定経路への結合横断幅を有する。これにより、接地導体の対は、隣接するコンタクトモジュール内の信号導体の対をシールドする。
本特定実施形態による電気コネクタにおいて、1対の接地導体は、隣接するコンタクトモジュール内の1対の信号導体の電気シールドを確保する。このように、異なる複数対に配列された信号導体は、隣接する1対の接地導体によりシールドされ、電気コネクタにおけるクロストークを減少させることができる。さらに、隣接するリードフレーム内の1対の信号導体に対応して1対のシールド接地導体が配列されているので、信号導体及び接地導体の異なる割当てを達成することができる。このため、データ高速伝送が必要ない場合には、特に有利である。
本発明の別の側面によれば、嵌合コンタクトを有すると共に嵌合縁を定める第1コンタクト列と、実装コンタクトを有すると共に実装縁を定める第2コンタクト列とを具備する電気コンタクトモジュール用のリードフレームが提供される。第1列の各嵌合コンタクト及び第2列の各実装コンタクトは、信号コンタクト及び接地コンタクトを有する。嵌合縁の信号及び接地コンタクトの各々は、リードフレーム内の所定経路に沿って延びる第1導体及び第2導体により、対応する実装縁の信号及び接地コンタクトに電気接続される。第1列及び第2列の端部に配列された嵌合コンタクト及び実装コンタクトを接続する第1導体の少なくとも一部は、第1列及び第2列の嵌合コンタクト及び実装コンタクトを接続する第2導体の所定経路に対して横断する幅とは異なる、所定経路に対して横断する幅を有する。
本発明によるリードフレームの有利な一実施形態によれば、第1導体は実質的にリードフレームの外側導体であり、第2導体は実質的にリードフレームの内側導体である。リードフレームの内側導体の幅とは異なる幅を有するリードフレームの外側導体の少なくとも一部を予測することは、リードフレームの電気特性を改善することを可能にし、特に、導体がより一様な電気特性を有するリードフレームを得ることが可能になる。それ故、外側導体の電気特性及び内側導体の電気特性間の差はより小さいので、信号の高い完全性を保証する。この側面は、いくつかのリードフレームが情報信号を伝送する1電気コネクタに統合される際に、特に有利である。このように、本発明にした複数のリードフレームを実施する電気コネクタは、情報信号を伝送しながら、非常に低い信号劣化を保証する。
本発明によるリードフレームのさらに別の実施形態によれば、嵌合コンタクトを有すると共に嵌合縁を定める第1コンタクト列と、実装コンタクトを有すると共に実装縁を定める第2コンタクト列とを具備するリードフレームが提供される。各列の嵌合コンタクト及び各列の実装コンタクトは、信号コンタクト及び接地コンタクトを有する。嵌合縁の信号及び接地コンタクトの各々は、リードフレーム内の所定経路に沿って延びる第1導体及び第2導体により、対応する実装縁の信号及び接地コンタクトに電気接続される。第1列及び第2列の端部に配列された嵌合コンタクト及び実装コンタクトを接続する隣接する2個の第1導体間のピッチは、第1及び第2列の嵌合コンタクト及び実装コンタクトを接続する隣接する2個の第2導体間のピッチとは異なる。
リードフレームの外側導体として第1導体を予測し、リードフレームの内側導体として第2導体を予測すると、特に利点がある。ここで、隣接する2個の外側導体間のピッチは、隣接する2個の内側導体間のピッチと異なる。このようなリードフレームは、一様な電気特性を有する導体からなるという利点を有する。情報信号を伝達する電気コネクタ内でこのようなリードフレームを実施すると、情報信号を伝送しながら信号の高い完全性を保証する電気コネクタを提供することができる。
本発明の好適な一実施形態によれば、本発明による少なくとも第1及び第2のリードフレームを有するコンタクト組立体が提供される。第2リードフレームは、第1リードフレームに隣接する。第1リードフレームの信号導体及び接地導体は、第1パターン及び第2パターンの一方で配列される。第1パターン及び第2パターンの各々は、交互順で配列された複数対の信号導体及び個別の接地導体を有する。第1リードフレームの各接地導体は、他方のパターンで配列された導体を有する隣接する第2リードフレーム内で1対の信号導体を横切る結合横断幅にほぼ等しい所定経路に対して横断する幅を有する。これにより、第1リードフレームの接地導体は、隣接する第2リードフレーム内の信号導体対をシールドする。
或いは、本発明による少なくとも第1リードフレーム及び第2リードフレームを有するコンタクト組立体が提供される。第2リードフレームは、第1リードフレームに隣接する。第1リードフレームの信号導体及び接地導体は、第1パターン及び第2パターンの一方で配列される。第1パターン及び第2パターンの各々は、交互順で配列された複数対の信号導体及び複数対の接地導体を有する。第1リードフレームの各対の接地導体は、他方のパターンで配列された導体を有する隣接する第2リードフレーム内で1対の信号導体を横切る結合横断幅にほぼ等しい所定経路に対する結合横断幅を有する。これにより、第1リードフレームの接地導体対は、隣接する第2リードフレーム内の信号導体対をシールドする。
以下、本願に含まれる図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
図4は、本発明の典型的な一実施形態に従って形成された電気コネクタ10を示す。電気コネクタ10は、リセプタクルコネクタ、子基板とバックプレーンを相互接続する直角型コネクタに特に言及して説明されているが、別の実施形態では本明細書に記載された利点は、他のコネクタにも適用可能であることを理解されたい。
電気コネクタ10は絶縁ハウジング12を有する。複数のコンタクトモジュール50がハウジング12に接続されている。コンタクトモジュール50は、複数の実装コンタクト86からなる実装面56を定める。好適な一実施形態において、実装面56は、絶縁ハウジングの嵌合面18に対してほぼ直交するので、電気コネクタ10は、互いにほぼ直角である電気部品を相互接続する。実装コンタクト86は、回路基板80上に実装されるようになっている。絶縁ハウジング12は、その嵌合面18を通って対応する嵌合要素にアクセス可能である複数の嵌合コンタクトを有する。複数の接地導体104及び信号導体106a,106bは、実装コンタクト86及び嵌合コンタクトを接続する。
嵌合要素を有するコネクタ70は、電気コネクタ10の嵌合コンタクトに嵌合することができる。コネクタ70は、嵌合要素76が埋設されるプラスチック製本体72を具備する。コネクタ70のプラスチック製本体72は、2対の側部73,75を有する。嵌合要素76は、嵌合要素76の縦軸は側部73,75の縦軸と平行であるように、プラスチック製ハウジング72内に埋設されている。プラスチック製本体72は、側部73,75間に配置された中空部を有する。中空部は、電気コネクタ10のハウジング12がコネクタ70の中空部内に嵌ることができるような寸法を有する。
コネクタ70の嵌合要素76は、電気コネクタ10のハウジング12が嵌まることができる中空部の方を向くコネクタ70の側面のプラスチック製本体72から突出する。嵌合要素76は、嵌合要素端部74においてコネクタ70の中空部へ向かって突出する。嵌合要素端部74は、電気コネクタ10の嵌合コンタクトと嵌合するために絶縁ハウジング12の嵌合面18を通って導入することができる。
図5は、電気コネクタ10が実装される基板80と、電気コネクタ10’が実装される基板80’と、電気コネクタ10”が実装される基板80”とからなるマルチボード配置を示す。コネクタ70’は、基板80,80’,80”を電気接続する。コネクタ70’は、図4に示されるように実質的に2個のコネクタ70から形成される。
第1電気コネクタ10が実装される第1基板80及び第2電気コネクタ10’が実装される第2基板80’は、ほぼ平行に配置されている。第1電気コネクタ10のハウジングは、第1中空部内に受容され、相手コネクタ70’の第1側部73,75間に配置される。第2電気コネクタ10’のハウジングは、コネクタ70’の側部75に隣接する側部73’,75’間に配置された第2中空部内に受容される。第1中空部及び第2中空部とは反対側を向く、コネクタ70’のプラスチック製本体72の面には、第3基板80”に実装された第3電気コネクタ10”が、コネクタ70’を通って第1電気コネクタ10と嵌合する。第1電気コネクタ10及び第3電気コネクタ10”は、コネクタ70’を介して第1基板80及び第2基板80’が平行配置されるように嵌合する。
図6は、本発明による雌型電気コネクタ10を示す。電気コネクタ10の実装コンタクト86は、電気基板80上に実装される。電気コネクタ10のハウジング12は、対応する嵌合要素を受容するよう構成される複数のコンタクトキャビティ22を有する嵌合面18を具備する。さらに、ハウジング12は、ハウジング12の上面32に配置された整列リブ42を有する。整列リブ42は、嵌合の際に電気コネクタ10をコネクタ70に整列させることができるので、相手コネクタ70の嵌合要素端部74は、損傷を伴うことなくコンタクトキャビティ22内に受容される。
図7は、本発明による雄型電気コネクタを示す。コネクタ70’は、側部73’及び中央側部75の間、並びに中央側部75及び側部73間の2個の中空部を有する。嵌合要素端部74,74’は、相手コネクタ70’のプラスチック製本体72の各中空部内に配置されている。各中空部内に配置された嵌合要素端部74,74’は、第1電気コネクタ10の嵌合面18のコンタクトキャビティ22内にある嵌合コンタクト、及び第1電気コネクタ10’の嵌合面18のコンタクトキャビティ22内にある嵌合コンタクトと嵌合するよう構成されている。
図8は、図5に示されるマルチボード配列を示す。ここで、第1電気コネクタ10は第1基板80に実装され、第2電気コネクタ10’は第2基板80’に実装されている。各電気コネクタ10,10’は、各コネクタ70,70’と嵌合するよう構成されている。特に、各電気コネクタ10,10’の嵌合面18,18’の嵌合コンタクトは、各コネクタ70,70’の嵌合要素端部74,74’と嵌合する。
図9は、本発明による一電気コネクタ10内に配列された複数のリードフレーム100,200の斜視図である。リードフレーム100,200は、複数の導体を有する。導体は、各嵌合縁コンタクト82を対応する実装縁コンタクト86に電気接続するために所定経路に沿って延びている。嵌合縁は、実装縁56にほぼ直交する。
図10は、各嵌合縁コンタクト82を対応する実装縁コンタクト86に電気接続するために所定経路に沿って延びている接地導体104及び信号導体106a,106bを有する複数の導体102を具備するリードフレーム100の側面図である。
嵌合コンタクト82及び実装コンタクト86は、対応する信号導体106a,106b及び接地導体104により互いに接続された信号コンタクト及び接地コンタクトの双方を有する。接地導体104及び信号導体106a,106bは、交互順に配列された複数対の信号導体106a,106b及び個別接地導体104を有する第1パターンで配列されている。例えば、図10に示される第1パターンにおいて、接地導体104は、リードフレーム100内で信号導体106a,106bの対に対して隣接する位置に配置されたシールドブレードの形態で予測される。
図11は、図10に示されたリードフレーム100に隣接するリードフレーム200の側面図である。リードフレーム200は、各嵌合縁コンタクト82を対応する実装縁コンタクト86に電気接続するために所定経路に沿って延びている接地導体204及び信号導体206a,206bを有する複数の導体202を具備する。
図11の接地導体204及び信号導体206a,206bは、交互順に配列された複数対の信号導体206a,206b及び個別接地導体204を有する第2パターンで配列されている。接地導体204は、リードフレーム200の一端に配置されたシーケンスブレードの形態で予測される。1対の信号導体206a,206bは、接地導体204を形成するシーケンスブレードに最も接近して配置される。従って、第2パターンに従ったこのシーケンスは、信号導体206a,206bの対及び個別接地導体204が図10に示されるシーケンスに対して交互順で配列されるように設計されている。
図11に示されるリードフレーム200の接地導体204は、図10に示された隣接するリードフレーム100の信号導体106a,106bの対の結合横断幅にほぼ等しい接地導体204の縦経路に対して横断する幅を有する。同様に、図10に示されるリードフレーム100の接地導体104は、図11に示された隣接するリードフレーム200の信号導体206a,206bの対の結合横断幅にほぼ等しい接地導体104の縦経路に対して横断する幅を有する。このようにして、接地導体104,204は、相互に隣接するリードフレーム100,200内の信号導体106a,106b,206a,206bをシールドする。
図12は、図10及び図11に示されるD−D線に沿った複数のリードフレーム100,200の嵌合縁の断面図である。
複数の信号導体106a,106b,206a,206b及び接地導体104,204は、リードフレーム100,200を通る断面図で見たときに、D−D線に沿ったアレーに配列される。好適な一実施形態において、信号導体106a,106b,206a,206b及び接地導体104,204は、図12に代表される矩形すなわちほぼ正方形のアレーに配列される。
図12における導体は、信号導体を表わす白、又は接地導体を表わす黒のいずれかで図示される。さらに、番号1〜6及び文字A〜Hで特徴付けられる格子は、信号導体及び接地導体のアレーを識別することを可能にする。複数のリードフレーム100,200は交互順で配列されるので、隣接する2個のリードフレーム100,200は、異なる導体パターンを有する。具体的には、リードフレーム100,200は、各リードフレーム100,200の信号導体106a,106b,206a,206bが隣接するリードフレーム100,200の接地導体104,204と空間的に整列するように構成される。同様に、各リードフレーム100,200の信号導体106a,106b,206a,206bは、隣接するリードフレーム100の接地導体104,204と空間的に整列する。
このように、差動対で配列された信号導体106a,106b,206a,206bは隣接する接地導体104,204によりシールドされ、電気コネクタ10内のクロストークが減少すると共に、電気コネクタ10のスループットの増大を促進する。信号導体106a,106b,206a,206bの更なるシールドは、同一のリードフレーム100,200内の信号導体106a,106b,206a,206bの上下の接地導体104,204により提供され、隣接するリードフレーム100,200内の接地導体104,20と協働して電気コネクタ10内の異なる差動信号対から各差動信号対をほぼ隔離する。
図13は、図10及び図11に示されたD−D線に沿った、本発明の好適な一実施形態による複数のリードフレームの断面図である。
本発明の本好適実施形態の第1の側面によれば、複数のリードフレーム100,200の信号導体106a,106b,206a,206b及び接地導体104,204は、複数のリードフレーム100,200の断面図で見たときに、アレーを形成する。このアレーは、複数のリードフレーム100,200の端部に位置する外側導体、及び複数のリードフレーム100,200の端部間に位置する内部導体を有する。複数の信号導体及び接地導体は、リードフレームの断面図で見たときに、アレーの外側層と称されるものを形成する。さらに、複数のリードフレームの外側導体間に位置する複数の信号導体及び接地導体は、複数のリードフレームの断面図で見たときに、アレーの内側層と称されるもので配列される。
導体のアレーの外側層に位置する信号導体106a,106b及び接地導体204a,204bは、導体のアレーの内側層内の信号導体及び接地導体の所定経路に対して横断する幅W0とは異なる、所定経路に対して横断する幅W1,W2を有する。導体のアレーの外側層に位置する信号導体106a,106b及び接地導体204a,204bの幅W1,W2は、アレーの内側層に位置する導体の幅とは異なるので、リードフレーム100,200の両端に位置する信号導体106a及び接地導体204aは、一側に隣接導体を有していないという事実を補償する。
導体のアレーの内側層に配列された導体の幅とは異なる幅を有する複数のリードフレームの外側導体を設けることは、複数の導体の電気特性を一様にすることができる。特に、アレーの外側層に位置する隣接する2個の導体間のキャパシタンスの差は、低減することができる。
本発明の有利な一実施形態によれば、複数のリードフレーム100,200の両端に外側信号導体106a及び外側接地導体204aの幅W1は、アレーの内側層に位置する導体の幅W0より大きい。
本発明のさらに別の好適な実施形態によれば、複数の導体の外側層間のピッチP1は、複数の導体の内側層間のピッチP0とは異なる。アレーの外側層に配列された2個の信号導体106a,106b間、又は2個の接地導体204a,204b間のピッチP1は、アレーの内側層に配列された2個の導体を分離するピッチとは異なる。
本発明の別の側面によれば、導体のアレーの両端に位置する導体106a,204aに最も接近して配列された外側導体106b、204bは、アレーの内側層に配置された導体の幅W0より小さい所定経路に対して横断する幅W2を有する。
本発明のされに別の側面によれば、アレーの第2から最後までの外側層及び第3から最後までの外側層に配置された互いに隣接する2個の導体106b,104a間のピッチP2は、アレーの内側層に配列された2個の導体を分離するピッチP0とは異なる。
本発明によるリードフレームにおいて、外側導体の幅の特定配列及び外側導体を分離するピッチは、互いに結合してもよい。このため、本発明によれば、リードフレーム100,200の両端の最後の導体は、内側導体の幅W0よりも大きな幅W1を有するリードフレーム100,200が提供される。さらに、リードフレーム100,200の両端の第2から最後の導体106b,204bの幅W2は、リードフレームの内側導体の幅W0より小さい。最後の外側導体106a,204a及び第2から最後の外側導体106b,204bを分離するピッチP1は、リードフレーム100,200の内側層に配列された2個の内側導体を分離するピッチP0とは異なる。リードフレーム100,200の第2から最後の導体106a,204b及び第3から最後の導体104a,206aを分離するピッチP2は、リードフレーム100,200の2個の内側導体を分離するピッチP0とは異なる。
図14は、図10及び図11に示されたE−E線又はF−F線の一方に沿った複数のリードフレームの断面図である。この図は、第2リードフレーム200の信号導体206a,206b及び接地導体204に関して交互順でリードフレーム100の信号導体106a,106b及び接地導体104の有利な配列を示す。別の好適な一実施形態によれば、導体104,204の縦経路に対して横断する幅Lは、隣接するリードフレーム100,200内で1対の信号導体106a,106b,206a,206bの結合横断幅L’にほぼ等しい。
図15は、図14に示される信号導体106a,106b,206a,206b及び接地導体104,204のこの交互順が図13に示される複数のリードフレーム100,200内に外側導体の具体的な幅及びピッチ配列に結合される場合、本発明の有利な一実施形態を示す。
図15は、本発明の特定の有利な一実施形態による複数のリードフレームの断面図である。信号導体及び接地導体は第1パターン及び第2パターンの交互順に従って配列された複数のリードフレーム100,200が提供される。
第1パターンに従って信号導体及び接地導体が配列されたリードフレーム100において、リードフレーム100の両端の外側信号導体106aは、内部導体の幅W0より大きな幅W1を有する。さらに、リードフレーム100の両端の第2から最後の外側信号導体106bの幅W2は、リードフレーム100の内部導体の幅W0より小さい。最後の外側信号導体106a及び第2から最後の外側信号導体106bを分離するピッチP1は、リードフレーム100の内側層内に配列された2個の内部導体を分離するピッチP0とは異なる。図14に代表される交互順による信号導体及び接地導体の配列は予測されるので、外側信号導体106a,106bの対は、個別接地導体104と交互である。リードフレーム100の第2から最後の信号導体106b及び接地導体104を分離するピッチP2は、リードフレーム100,200の2個の内部導体を分離するピッチP0とは異なる。有利な一実施形態によれば、接地導体104の縦経路に対して横断する方向の幅Lは、隣接するリードフレーム200内の1対の信号導体206a,206bの結合横断幅L’にほぼ等しい。
図16は、図10及び図11に示されるE−E線又はF−F線に沿った、本発明のさらに別の側面に従った複数のリードフレームの断面図である。接地導体104,204は、2個の接地導体104a,104b,204a,204bに分離されてもよい。1対の接地導体104a,104b,204a,204bにより提供される電気シールドは、1個のシールドブレード104,204として形成された接地導体104,204により提供される電気シールドと同等である。1対の接地導体104a,104b,204a,204b内のこの空間配置は、異なる信号/接地割当てを可能にするという利点を提供する。
本発明の好適な実施形態は、電気コネクタ内の複数の導体が所定経路に沿った幅と等しい幅を有する状況さえもより詳細に説明するなら、本発明は、このような状況に限定されない。実際、外側層の信号導体及び接地導体の少なくとも一部が、内側層の信号導体及び接地導体の所定経路に対して横断する幅とは異なる、所定経路に対して横断する幅を有する。
さらに、本発明は矩形アレーすなわち正方形アレーの好適な実施形態を詳細に説明したが、電気コネクタにおいて湾曲した断面を有する複数の導体も予測することができる。複数の導体は、基本的に湾曲アレーを形成するように配列される。優先的に、複数の導体は円形断面で予測され、複数の導体は、基本的に円形アレーを形成するように配列される。円形アレーの導体の場合、本願で規定する幅という用語は、導体の直径を意味するものとする。
さらに、本願の実施形態及び図面は、信号導体が等しい数の隣接する接地導体によりシールドされる状況さえもより詳細に説明するなら、本発明は、全ての信号導体が等しい数の隣接する接地導体によりシールドされる訳ではない状況をもカバーする。本発明による電気コネクタのピン割当ては予め決定されないが、大きな柔軟性を提供する特定の用途で実施される際に設定できる。
本発明による電気コネクタは、改善した電気特性、特に電気コネクタ内の導体の一様な電気特性を有する。また、本発明による電気コネクタは、印刷回路基板の容易にトラック送りと同様に高密度の信号を有しながら、直角又は垂直相互接続システムを通して高速信号伝送を達成する。表面実装又は圧入等の基板実装用の種々の接続技法は、本発明による電気コネクタを対応する基板に実装することに適用できる。
最後に、本発明のさらに別の側面によれば、電気コネクタは、接地導体及び信号導体の交互順で配列されたリードフレームを一体化する。リードフレームのこの交互配置は、差動信号を搬送する異なる信号導体対間の電気的シールドの改善を可能にする。
従来技術による一電気コネクタ内の複数のリードフレームを示す斜視図である。 従来技術による一リードフレームの側面図である。 図2に示されたA−A線、B−B線又はC−C線の一つに沿った、図1に示された複数のリードフレームの断面図である。 本発明による、雄型コネクタと嵌合した状態の雌型電気コネクタの側面図である。 本発明による電気コネクタを実施するマルチボード配置を示す側面図である。 本発明による雌型電気コネクタの斜視図である。 本発明による雄型電気コネクタの斜視図である。 本発明による2個の雌型電気コネクタからなるマルチボード配置の斜視図である。 本発明の一実施形態による複数のリードフレームの斜視図である。 本発明の一実施形態によるリードフレームの側面図である。 図10のリードフレームに隣接するリードフレームの側面図である。 本発明による、図10及び図11のD−D線に沿った電気コネクタの断面図である。 本発明の好適な一実施形態による、図10及び図11のD−D線に沿った電気コネクタの断面図である。 図10及び図11のE−E線又はF−F線の一方に沿った、図9の複数のリードフレームの断面図である。 図10及び図11のE−E線又はF−F線の一方に沿った、本発明の好適な一実施形態による複数のリードフレームの断面図である。 E−E線又はF−F線の一方に沿った、本発明の別の一実施形態による複数のリードフレームの断面図である。
符号の説明
10 電気コネクタ
12 ハウジング
50 コネクタモジュール
56 実装面(実装縁)
82 嵌合縁コンタクト
86 実装コンタクト
100,200 リードフレーム
104,104a,104b,204,204a,204b 接地導体
106a,106b,206a,206b 信号導体

Claims (15)

  1. ハウジング(12)と、該ハウジング(12)内の複数のコンタクトモジュール(50)とを有する電気コネクタ(10)であって、
    前記コンタクトモジュール(50)の各々は、嵌合縁及び実装縁(56)を有し、
    該嵌合縁及び実装縁(56)の各々は、信号コンタクト及び接地コンタクトからなる1列のコンタクト(82,86)を有し、
    各嵌合縁コンタクト(82)は、前記コンタクトモジュール(50)内の所定経路に沿って延びてコンタクトモジュール(50)の各々にリードフレーム(100,200)を形成する信号導体(106a,106b,206a,206b)及び接地導体(104,204)により、対応する実装縁(86)に電気的に接続され、
    前記接地導体(104,204)及び前記信号導体(106a,106b,206a,206b)は、隣接関係に配列されて電気シールドを提供し、
    いくつかの前記コンタクトモジュール(50)の前記信号導体(106a,106b,206a,206b)及び前記接地導体(104,204)は、前記リードフレームを通る断面図で見たときに、外側層及び内側層を有するアレーに配列され、
    前記外側層の前記信号導体(106a,106b)及び前記接地導体(204a,204b)の少なくとも一部は、前記内側層の前記信号導体及び前記接地導体の前記所定経路に対して横断する方向の幅(W0)とは異なる、前記所定経路に対して横断する方向の幅(W1,W2)を有し、
    前記信号導体(106a,106b,206a,206b)及び前記接地導体(104,204)は、第1パターン及び第2パターンの一方で配列され、
    前記ハウジング(12)内の隣接するコンタクトモジュール(50)は、前記第1パターン及び前記第2パターンの他方を有し、
    前記第1パターン及び前記第2パターンは各々、交互順で配列された複数対の信号導体(106a,106b,206a,206b)及び個別接地導体(104,204)を有し、
    前記接地導体(104,204)の各々は、隣接するコンタクトモジュール(50)内で1対の信号導体(106a,106b,206a,206b)を横切る結合横断幅(L’)にほぼ等しい前記所定経路に対して横断する幅(L)を有することにより、前記接地導体(104,204)は、前記隣接するコンタクトモジュール(50)内の前記信号導体(106a,106b,206a,206b)の対をシールドすることを特徴とする電気コネクタ。
  2. ハウジング(12)と、該ハウジング(12)内に複数のコンタクトモジュール(50)とを有する電気コネクタ(10)であって、
    前記コンタクトモジュール(50)の各々は、嵌合縁及び実装縁(56)を有し、
    該嵌合縁及び実装縁(56)の各々は、信号コンタクト及び接地コンタクトからなる1列のコンタクト(82,86)を有し、
    各嵌合縁コンタクト(82)は、前記コンタクトモジュール(50)内の所定経路に沿って延びてコンタクトモジュール(50)の各々にリードフレーム(100,200)を形成する信号導体(106a,106b,206a,206b)及び接地導体(104,204)により、対応する実装縁(86)に電気的に接続され、
    前記接地導体(104,204)及び前記信号導体(106a,106b,206a,206b)は、隣接関係に配列されて電気シールドを提供し、
    いくつかの前記コンタクトモジュール(50)の前記信号導体(106a,106b,206a,206b)及び前記接地導体(104,204)は、前記リードフレームを通る断面図で見たときに、外側層及び内側層を有するアレーに配列され、
    前記外側層の前記信号導体(106a,106b)及び前記接地導体(204a,204b)の少なくとも一部は、前記内側層の前記信号導体及び前記接地導体の前記所定経路に対して横断する方向の幅(W0)とは異なる、前記所定経路に対して横断する方向の幅(W1,W2)を有し、
    前記信号導体(106a,106b,206a,206b)及び前記接地導体(104,204)は、第1パターン及び第2パターンの一方で配列され、
    前記ハウジング(12)内の隣接するコンタクトモジュール(50)は、前記第1パターン及び前記第2パターンの他方を有し、
    前記第1パターン及び前記第2パターンは各々、交互順で配列された複数対の信号導体(106a,106b,206a,206b)及び複数対の接地導体(104a,104b,204a,204b)を有し、
    前記接地導体の対(104a,104b,204a,204b)の各々は、隣接するコンタクトモジュール(50)内で1対の信号導体(106a,106b,206a,206b)を横切る結合横断幅(L’)にほぼ等しい前記所定経路に対して横断する結合幅(L)を有することにより、前記接地導体(104a,104b,204a,204b)は、前記隣接するコンタクトモジュール(50)内の前記信号導体(106a,106b,206a,206b)の対をシールドすることを特徴とする電気コネクタ。
  3. ハウジング(12)と、該ハウジング(12)内の複数のコンタクトモジュール(50)とを有する電気コネクタ(10)であって、
    前記コンタクトモジュール(50)の各々は、嵌合縁及び実装縁(56)を有し、
    該嵌合縁及び実装縁(56)の各々は、信号コンタクト及び接地コンタクトからなる1列のコンタクト(82,86)を有し、
    各嵌合縁コンタクト(82)は、前記コンタクトモジュール(50)内の所定経路に沿って延びてコンタクトモジュール(50)の各々にリードフレーム(100,200)を形成する信号導体(106a,106b,206a,206b)及び接地導体(104,204)により、対応する実装縁(86)に電気的に接続され、
    前記接地導体(104,204)及び前記信号導体(106a,106b,206a,206b)は、隣接関係に配列されて電気シールドを提供し、
    いくつかの前記コンタクトモジュール(50)の前記信号導体(106a,106b,206a,206b)及び前記接地導体(104,204)は、前記リードフレームを通る断面図で見たときに、外側層及び内側層を有するアレーに配列され、
    前記外側層間のピッチ(P1,P2)は、前記内部層間のピッチ(P0)と異なり、
    前記信号導体(106a,106b,206a,206b)及び前記接地導体(104,204)は、第1パターン及び第2パターンの一方で配列され、
    前記ハウジング(12)内の隣接するコンタクトモジュール(50)は、前記第1パターン及び前記第2パターンの他方を有し、
    前記第1パターン及び前記第2パターンは各々、交互順で配列された複数対の信号導体(106a,106b,206a,206b)及び個別接地導体(104,204)を有し、
    前記接地導体(104,204)の各々は、隣接するコンタクトモジュール(50)内で1対の信号導体(106a,106b,206a,206b)を横切る結合横断幅(L’)にほぼ等しい前記所定経路に対して横断する幅(L)を有することにより、前記接地導体(104,204)は、前記隣接するコンタクトモジュール(50)内の前記信号導体(106a,106b,206a,206b)の対をシールドすることを特徴とする電気コネクタ。
  4. ハウジング(12)と、該ハウジング(12)内に複数のコンタクトモジュール(50)とを有する電気コネクタ(10)であって、
    前記コンタクトモジュール(50)の各々は、嵌合縁及び実装縁(56)を有し、
    該嵌合縁及び実装縁(56)の各々は、信号コンタクト及び接地コンタクトからなる1列のコンタクト(82,86)を有し、
    各嵌合縁コンタクト(82)は、前記コンタクトモジュール(50)内の所定経路に沿って延びてコンタクトモジュール(50)の各々にリードフレーム(100,200)を形成する信号導体(106a,106b,206a,206b)及び接地導体(104,204)により、対応する実装縁(86)に電気的に接続され、
    前記接地導体(104,204)及び前記信号導体(106a,106b,206a,206b)は、隣接関係に配列されて電気シールドを提供し、
    いくつかの前記コンタクトモジュール(50)の前記信号導体(106a,106b,206a,206b)及び前記接地導体(104,204)は、前記リードフレームを通る断面図で見たときに、外側層及び内側層を有するアレーに配列され、
    前記外側層間のピッチ(P1,P2)は、前記内部層間のピッチ(P0)と異なり、
    前記信号導体(106a,106b,206a,206b)及び前記接地導体(104,204)は、第1パターン及び第2パターンの一方で配列され、
    前記ハウジング(12)内の隣接するコンタクトモジュール(50)は、前記第1パターン及び前記第2パターンの他方を有し、
    前記第1パターン及び前記第2パターンは各々、交互順で配列された複数対の信号導体(106a,106b,206a,206b)及び複数対の接地導体(104a,104b,204a,204b)を有し、
    前記接地導体の対(104a,104b,204a,204b)の各々は、隣接するコンタクトモジュール(50)内で1対の信号導体(106a,106b,206a,206b)を横切る結合横断幅(L’)にほぼ等しい前記所定経路に対して横断する結合幅(L)を有することにより、前記接地導体(104a,104b,204a,204b)は、前記隣接するコンタクトモジュール(50)内の前記信号導体(106a,106b,206a,206b)の対をシールドすることを特徴とする電気コネクタ。
  5. 前記外側層内の前記信号導体(106a,106b)及び前記接地導体(204a,204b)の少なくとも一部は、前記内側層の前記信号導体及び前記接地導体の前記所定経路に対して横断する幅(W0)と異なる、前記所定経路に対して横断する幅(W1,W2)を有することを特徴とする請求項3又は4記載の電気コネクタ。
  6. 前記信号導体(106a,106b,206a,206b)及び前記接地導体(104,204)は、矩形のアレーに配列されていることを特徴とする請求項1ないし5のうちいずれか1項記載の電気コネクタ。
  7. 前記信号導体(106a,106b,206a,206b)及び前記接地導体(104,204)は、円形のアレーに配列されていることを特徴とする請求項1ないし5のうちいずれか1項記載の電気コネクタ。
  8. 前記コンタクトモジュール(50)の各々の前記嵌合縁及び前記実装縁(56)は、互いに直交することを特徴とする請求項1ないし7のうちいずれか1項記載の電気コネクタ。
  9. 前記リードフレーム(100,200)は、嵌合コンタクト(82)を有すると共に嵌合縁を定める第1コンタクト列と、実装コンタクト(86)を有すると共に実装縁(56)を定める第2コンタクト列とを具備し、
    前記第1列の嵌合コンタクト(82)及び前記第2列の実装コンタクト(86)は、信号コンタクト及び接地コンタクトを有し、
    嵌合縁の信号及び接地コンタクト(82)の各々は、前記リードフレーム(100,200)内の所定経路に沿って延びる前記第1導体及び前記第2導体により、対応する実装縁の信号及び接地コンタクト(86)に電気接続され、
    前記第1列及び前記第2列の端部に配列された前記嵌合コンタクト(82)及び前記実装コンタクト(86)を接続する前記第1導体の少なくとも一部は、前記第1列及び第2列の前記嵌合コンタクト(82)及び前記実装コンタクト(86)を接続する前記第2導体の前記所定経路に対して横断する幅(W0)とは異なる、前記所定経路に対して横断する幅(W1,W2)を有することを特徴とする請求項1ないし8のうちいずれか1項記載の電気コネクタ。
  10. 前記第1導体は、前記リードフレーム(100,200)の外側導体であり、
    前記第2導体は、前記リードフレームの内側導体であることを特徴とする請求項9記載の電気コネクタ。
  11. 前記第1導体は、前記第1列及び前記第2列の一端に配列された前記嵌合コンタクト(82)及び前記実装コンタクト(86)を接続する1個の導体(106a,204a)と、前記第1列及び前記第2列の他端に配列された前記嵌合コンタクト(82)及び前記実装コンタクト(86)を接続する1個の導体(106a,204a)とからなり、
    前記第1導体の少なくとも一部の幅(W1)は、前記第2導体の幅(W0)よりも大きいことを特徴とする請求項9又は10記載の電気コネクタ。
  12. 前記リードフレーム(100,200)は、第3導体(106b,204b)を有し、
    該第3導体は、前記第1列及び前記第2列の一端に配列された前記嵌合コンタクト(82)及び前記実装コンタクト(86)を接続する前記1個の導体(106a,204a)に最も近接して配置された1個の導体(106b、206b)と、前記第1列及び前記第2列の他端に配列された前記嵌合コンタクト(82)及び前記実装コンタクト(86)を接続する前記1個の導体(106a,204a)に最も近接して配置された1個の導体(106b、206b)とからなり、
    前記第3導体(106b,204b)の少なくとも一部の幅(W2)は、前記第2導体の幅(W0)よりも小さいことを特徴とする請求項11記載の電気コネクタ。
  13. 前記第1列及び前記第2列の一端に配置された前記嵌合コンタクト(82)及び前記実装コンタクト(86)を接続する隣接した2個の第1導体(106a,106b,204a,204b)間のピッチ(P1)は、前記第1列及び前記第2列の前記嵌合コンタクト(82)及び前記実装コンタクト(86)を接続する隣接した2個の第2導体間のピッチ(P0)と異なることを特徴とする請求項9ないし12のうちいずれか1項記載の電気コネクタ。
  14. 前記隣接した2個の第1導体は、前記リードフレームの外側導体であり、
    前記第2導体は、前記リードフレームの内側導体であることを特徴とする請求項13記載の電気コネクタ。
  15. 前記リードフレーム(100,200)は、第3導体(104b,206b)を有し、
    該第3導体は、前記第1列及び前記第2列の一端に配列された前記嵌合コンタクト(82)及び前記実装コンタクト(86)を接続する前記隣接した2個の第1導体(106a,106b,204a,204b)に最も近接して配置された1個の導体(104a、206a)と、前記第1列及び前記第2列の他端に配列された前記嵌合コンタクト(82)及び前記実装コンタクト(86)を接続する前記隣接した2個の第1導体(106a,106b,204a,204b)に最も近接して配置された1個の導体(104a、206a)とからなり、
    前記隣接した2個の第1胴体の前記最も近接した1個の導体と前記第3導体との間のピッチ(P2)は、前記隣接した2個の第2導体間のピッチ(P0)とは異なることを特徴とする請求項13又は14記載の電気コネクタ。
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