JP2018516442A - 低プロファイル電気コネクタ - Google Patents

Abstract

電気ケーブルを回路基板に電気的に接続するためのコネクタ及びコネクタアセンブリが説明される。コネクタは、絶縁ハウジングと複数の自己支持型端子とを含む。自己支持型端子の各々は、ハウジングを貫通して配設された対応する受け入れスルーホール内で保持される保持部と、接触部がハウジングの上面の上に配設されるように保持部の上端から保持部に対して直角に延びる接触部と、保持部の下端から保持部に対して実質的に平行に延びるプレスフィット部とを有し、プレスフィット部はハウジングの下面から下に延びる。コネクタは、自己支持型端子の各プレスフィット部を導電ビアに挿入することによって、電気ケーブルの導線を回路基板の導電ビアと電気的及び物理的に接続する。

Description

発明の背景
本発明は、電気ケーブルを回路基板に電気的に接続するための低プロファイルコネクタに関する。具体的には、回路基板の表面上方のコネクタの高さは、ケーブルが回路基板に対して平行にコネクタに入ることを可能にするＬ形端子を使用することにより最小化され得る。

従来の電子機器では、機器はしばしば、集積回路が取り付けられたプリント回路基板（ＰＣＢ）を含む。集積回路は、一般的に、ＰＣＢの中又は上に形成された導電性トレースによってＰＣＢの入力／出力ポートと相互接続される。これらの導電性トレースは、損失が多いことがあり、かつ長さが様々に異なることがある。たとえば、マザーボードの入力／出力ポートは、しばしば、ＰＣＢの縁付近に配設され、ＱＳＦＰコネクタシステムなどの入力／出力コネクタを含む。回路基板がより複雑になったのに伴い、入力／出力ポートの数は増加した。増えた入力／出力ポートを収容するために、入力／出力コネクタシステムは、入力／出力密度を高めるために基板上の未使用スペースを利用するために積み重ねられる。積層体の上部にあるコネクタは、ＰＣＢの導電性トレースに接続するためにそれより下のコネクタより長いリード線を必要とすることになる。コネクタのリード線の長さが増加することで、不正確なインピーダンス整合及びクロストーク問題によって帯域幅が制限されることがある。より微細なピッチの入力／出力コネクタとより速い回路切り換え速度に対する産業界の需要は、これらの入力／出力コネクタシステムの設計及び製造の限界を押し広げている。

したがって、満足な信号インテグリティの制御を達成するために、綿密に制御された電気的特性によって信号線密度を高めるコネクタ設計が必要である。

本発明は、従来技術の問題の１つ以上を解決又は軽減する、電気ケーブルを回路基板に電気的に接続するためのコネクタである。

第１の実施形態では、コネクタは、絶縁ハウジングであって、ハウジングの互いに向かい合う最上部主表面と最下部主表面との間に延びる複数の受け入れスルーホールが画定された絶縁ハウジングと、複数の自己支持型端子とを含む。自己支持型端子の各々は、絶縁ハウジング内に端子を保持するために対応する受け入れスルーホールに受け入れられる保持部と、接触部が絶縁ハウジングの最上部主表面に配設されるように保持部の上端から保持部に対して実質的に直角方向に延びる接触部と、保持部の下端から保持部に対して実質的に平行方向に延び、絶縁ハウジングの最下部主表面から下方に延びるプレスフィット部とを有する。したがって、例示的なコネクタは、自己支持型端子のプレスフィット部の各々を回路基板内に形成された導電ビアに挿入することによって、電気ケーブルの導線と電気的及び物理的に係合し、導線を回路基板の導電ビアと接続するようになっている。

第２の実施形態では、コネクタアセンブリは、複数の導線を複数の導電ビアを含む回路基板に電気的に接続するコネクタを含む。コネクタは、ハウジングの互いに向かい合う最上部主表面と最下部主表面との間に延びる複数の受け入れスルーホールが画定されたハウジングと、複数の自己支持型端子とを含む。自己支持型端子の各々は、ハウジング内に端子を保持するために対応する受け入れスルーホールに受け入れられる保持部と、接触部がハウジングの最上部主表面に配設されるように保持部の上端から保持部に対して実質的に直角方向に延びる接触部と、保持部の下端から保持部に対して実質的に平行方向に延び、ハウジングの最下部主表面から下方に延びるプレスフィット部とを有する。したがって、例示的なコネクタは、自己支持型端子のプレスフィット部の各々を回路基板内に形成された導電ビアに挿入することによって、電気ケーブルの導線と電気的及び物理的に係合し、導線を回路基板の導電ビアと接続するようになっている。

本明細書で説明する例示的なケーブルアセンブリは、コネクタが基板に接続されたときにケーブルが回路基板と平行な向きになるので、低プロファイルであり得る。したがって、回路基板の表面上方のコネクタの高さを最小化することができる。

第３の実施形態では、コネクタは、複数の受け入れスルーホールが画定された絶縁ハウジングと複数の自己支持型端子とを含み、各自己支持型端子は、ハウジング内で端子を保持するために対応する受け入れスルーホールに受け入れられる保持部と、保持部の上端から延びる接触部と、保持部の下端から延びるプレスフィット部と、保持部の上端にあり、ハウジングの外側に露出したプレス部であって、コネクタを回路基板にはめ合わせるとき、プレス部が外部から押されることによってプレスフィット部が回路基板の導電ビアに挿入されるようになっている、プレス部とを有し、接触部はハウジング内に配設され、電気ケーブルの導線と電気的及び物理的に係合するようになっている。したがって、例示的なコネクタは、自己支持型端子のプレスフィット部の各々を回路基板内に形成された導電ビアに挿入することによって、電気ケーブルの導線と電気的及び物理的に係合し、導線を回路基板の導電ビアと接続するようになっている。

第４の実施形態では、複数の線を回路基板内の複数の導電ビアに電気的に接続する方法が説明される。回路基板は、その中に形成された複数の導電ビアを含む。絶縁ハウジングであって、ハウジングの互いに向かい合う最上部主表面と最下部主表面との間に延びる複数の受け入れスルーホールを有する絶縁ハウジングが提供される。自己支持型端子は、絶縁ハウジングの最上部主表面から各受け入れスルーホールに挿入され、自己支持型端子は、絶縁ハウジングの最上部主表面に配設された接触部と、端子を絶縁ハウジング内に保持するために受け入れスルーホールに受け入れられる保持部と、絶縁ハウジングの最下部主表面から下方に延びるプレスフィット部とを含む。導線の露出した導電性端部は、各自己支持型端子の接触部に電気的及び物理的に接続され、カバーが、絶縁ハウジングの最上部主表面に組み付けられる。カバーには開口があり、それによって、各自己支持型端子の一部が開口を通して露出し、かつアクセス可能である。絶縁ハウジングは、各自己支持型端子のプレスフィット部が対応する導電ビアと位置合わせされるように、回路基板上に設置される。少なくとも１つの自己支持型端子の各露出部は開口を通してアクセスされ、少なくとも１つの自己支持型端子のプレスフィット部が対応する導電ビアに挿入されるまで押される。

添付の図面を参照しながら本発明を更に説明するが、いくつかの図面における類似の参照番号は類似の部分を表している。
本発明による例示的な低プロファイル電気コネクタの４つの斜視図である。 本発明による例示的な低プロファイル電気コネクタの４つの斜視図である。 本発明による例示的な低プロファイル電気コネクタの４つの斜視図である。 本発明による例示的な低プロファイル電気コネクタの４つの斜視図である。 カバーが除去された図１Ａ〜図１Ｄの低プロファイル電気コネクタの絶縁ハウジングの３つの図である。 カバーが除去された図１Ａ〜図１Ｄの低プロファイル電気コネクタの絶縁ハウジングの３つの図である。 カバーが除去された図１Ａ〜図１Ｄの低プロファイル電気コネクタの絶縁ハウジングの３つの図である。 図１Ａ〜図１Ｄの低プロファイル電気コネクタの複数の自己支持型端子の３つの図である。 図１Ａ〜図１Ｄの低プロファイル電気コネクタの複数の自己支持型端子の３つの図である。 図１Ａ〜図１Ｄの低プロファイル電気コネクタの複数の自己支持型端子の３つの図である。 本発明による別の例示的な低プロファイル電気コネクタの底面斜視図である。 本発明の低プロファイル電気コネクタを終端に備え得る代替ケーブルの断面図である。 本発明による、別の代替低プロファイル電気コネクタと、このコネクタを終端に備え得る例示的なケーブルとを示す２つの図である。 本発明による、別の代替低プロファイル電気コネクタと、このコネクタを終端に備え得る例示的なケーブルとを示す２つの図である。 本発明は種々の修正及び代替の形態に容易に応じるが、その細部は図面に示しており、本明細書で詳しく説明することにする。しかしながら、その意図は、記述した特定の実施形態に本発明を限定するものではないことを理解するべきである。逆に、その意図は、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲に含まれるすべての修正物、等価物及び代替物を網羅することである。

以下の発明を実施するための形態では、本明細書の一部を構成する添付の図面を参照し、本発明を実施し得る特定の実施形態を例として示す。その際、「上」、「下」、「前」、「後」、「前縁」、「前方」、「後縁」などの方向に関する用語は、説明する図面の向きを基準として用いられている。本発明の各実施形態の構成要素は多数の様々な方向で位置決めされ得るため、向きに関する用語は、説明の目的で用いられており、限定するものではない。他の実施形態を利用することもでき、構造的又は論理的な変更が本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることが理解される。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。

本発明は、電気ケーブルを回路基板に電気的に接続するためのコネクタ及びコネクタアセンブリに関する。一態様では、例示的なコネクタは、高い工場歩留まり損失をもたらすことがある標準的なピン形式の接続に取って替わり、１００％の電気的試験の必要性を排除する、プリント回路基板への無はんだ相互接続を提供する。別の態様では、例示的なコネクタは、低プロファイルの高データレートケーブルとともに使用されて、低プロファイルのケーブル／コネクタアセンブリを生み出し得る。

図１Ａ〜図１Ｄは、微細ピッチ、高データレートケーブル５０をプリント回路基板２０に接続し得る例示的な低プロファイル電気コネクタ１００を示す。コネクタ１００は、絶縁ハウジング１１０と、ハウジング内に少なくとも部分的に配設された複数の自己支持型端子１３０とを含む。

絶縁ハウジング１１０は、第１の又は最上部の主表面１１４と、第２の又は最下部の主表面１１６とを有するベース１１２の部分を含む。ベース１１２は概ね矩形を有し得るが、ベースの形状は本開示の内容に限定されると見なされるべきではない。ベースは、コネクタの回路基板への装着を容易にするために、図１Ｂ〜図１Ｄに示す最下部表面１１６など、その主表面のうちの１つから延びる複数の整合脚１１８を有し得る。各脚は、整合脚の端子端にくぎ部１１８ｂを含んでよく、くぎ部は、コネクタ１００のｘ−ｙ又は水平位置調整を制御するためにＰＣＢを通る開口２２に収まり、少なくとも１つの肩１１８ａがくぎ部とベースの最下部主表面との間に配設され、肩は、ＰＣＢに対するコネクタのｚ又は垂直位置調整を制御するためにＰＣＢの表面に置かれる。

複数の受け入れスルーホール１２０は、複数の自己支持型端子１３０をコネクタ１００内に固定するために、互いに向かい合う最上部主表面１１４と最下部主表面１１６との間に絶縁ハウジング１１０のベース１１２を貫通して形成され得る。第１の態様では、複数の受け入れスルーホールは、図１Ａ〜図１Ｄに示すように直線状の配列に配置され得る。別の態様では、複数の受け入れスルーホールは２つ以上の列に配置されて、受け入れスルーホールの２次元配列を生み出す。

代替として、図４は、別の例示的な低プロファイル電気コネクタ３００の底面斜視図を示し、自己支持型端子３３０は、絶縁ハウジング３１０に形成された互い違いの２列に配設された複数の受け入れスルーホール３２０を通って延びる。

図２Ａ〜図２Ｃ及び図３Ａを参照すると、自己支持型端子１３０の各々は、端子を絶縁ハウジング１１０内に保持するために対応する受け入れスルーホール１２０に受け入れられた保持部１３２を有する。保持部１３２は、保持部の一面の中に少なくとも１つのアンカリング形体１３４を含む。たとえば、図３Ａ及び図２Ｃは、くぼみが保持部の片側上に形成され、突出部がくぼみの反対側に形成されるようにスタンピング又はパンチングによって保持部内に形成された２つのアンカリング形体を示す。アンカリング形体は、図２Ｃに示す受け入れスルーホールの壁に形成された対応する形体とかみ合い得る。いくつかの場合には、保持部１３２は、簡単な締まりばめによって対応する受け入れスルーホール１２０内に保持される。代替態様では、保持部は、保持部の縁から延びる少なくとも１つのアンカリング部を有し得る。この態様では、少なくとも１つのアンカリング部は、たとえば、面内構成又は面外構成のいずれかにおいて保持部の縁から延びる返し又はフランジであり得る。

加えて、各自己支持型端子１３０はまた、接触部が保持部に対して横方向にオフセットされ、それによって自己支持型端子の各々がＬ形になるように、保持部１３２の上端から保持部１３２に対して実質的に直角方向に延びる接触部１３５を含む。接触部は、絶縁ハウジング１１０の最上部主表面１１４に配設される。プレスフィット部１３９は、保持部の下端から、保持部に対して実質的に平行方向に延びる。一態様では、保持部は、接触部より広くてもよい。保持部及び接触部の幅の差は、自己支持型端子のプレスフィット部を回路基板２０の導電ビア２５に圧入するために保持部の上端にプレス部１３３を画定する（図３Ｂ及び図３Ｃ）。自己支持型端子のプレスフィット部を回路基板の導電ビアに圧入するか又は押し入れるために、下向きの力がプレス部に及ぼされ得る。

より具体的には、プレスフィット部１３９は、絶縁ハウジング１１０の最下部主表面１１６から下方に延び、回路基板に形成された導電ビアに挿入され得る。例示的な態様では、プレスフィット部１３９はコンプライアントピンとして構成され得る。コンプライアントピンは、２つのレール１４０ｂの間の中央スロット１４０ａとテーパ状の端部１４０ｃとを有するコンプライアントセクション１４０によって特徴づけられる。コンプライアントセクションは、シャンクセクション１４１によって保持部１３２に取り付けられる。コンプライアントセクションは、幅Ｗによって特徴づけられる。コンプライアントセクションの幅はビア２５の直径より大きくなければならず、コンプライアントセクションは圧縮されながらビアに挿入される。コンプライアントピンは、コンプライアントピンのビアへの挿入に耐え、自己支持型端子の確実な電気的接続をもたらし得る、スズ／ニッケル被覆層又は金／ニッケル被覆層などの外部めっき層又は被覆層を有し得る。

導線は、コネクタ１００の複数の自己支持型端子の接触部に、たとえばはんだ工程によって接続され得る。したがって、例示的なコネクタは、自己支持型端子のプレスフィット部の各々を導電ビアに挿入することによって、電気ケーブルの導線と電気的及び物理的に係合し、導線を回路基板の導電ビアと接続するようになっている。

図２Ａ及び図３Ａを参照すると、接触部間の間隔がプレスフィット部１４０の間の間隔よりも小さくなるように、隣接する端子の接触部１３５ａ、１３５ｂは、それらの対応する保持部１３２ａ、１３２ｂに対して横方向にオフセットされ得る。たとえば、接触部１３５ａは接触部１３５ｂの方に曲がるか又はオフセットされ、接触部１３５ｂは接触部１３５ａの方に曲がる。接触部間の距離を短縮することで、極めて間隔の狭い導線を有するケーブル、たとえば３Ｍ社（ミネソタ州、セントポール市）から入手可能で、それらの開示の全体が参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第８，６５８，８９９号及び米国特許第８，９４６，５５８号、並びに米国特許出願第２０１２／００９０８６６号、米国特許出願第２０１２／００９０８７３号、米国特許出願第２０１４／０３４５９０２号及び米国特許出願第２０１５／００５３４５４号に記載されている二軸ケーブルを、例示的なコネクタが収容することが可能になる。

各自己支持型端子１３０は、保持部１３２の上端を接触部１３５に連結する湾曲した曲がり部１４２を更に含み得る。湾曲した曲がり部は、接触部が保持部に対して概ね直角に配設されることを可能にし、それにより、コネクタ１００が回路基板上に装着されたときのコネクタ１００の全高が低減される。

図２Ａ及び図２Ｂは、絶縁ハウジング１１０の最上部主表面１１４に配設された自己支持型端子１３０の接触部１３５を示す。絶縁ハウジングの最上部主表面は、複数の受け入れスルーホールに近接する***した台１２５を含んでよく、複数の自己支持型端子の接触部は、***した台上に置かれる。***した台は、複数の受け入れスルーホールに近い第１の***した縁１２５ａと、複数の受け入れスルーホールから遠い反対側の第２の***した縁１２５ｂとを含む。例示的な一態様では、***した台は、台の上面に形成された複数の溝１２１を含み得る。溝は、対応する自己支持型端子の接触部を受け入れて保持するように構成される。第１の態様では、接触部の表面は、***した台の表面と同一平面になり得る。別の態様では、接触部の表面は***した台の表面に対してくぼんでおり、溝の側壁が、自己支持型端子の接触部に対して導線を適切に位置合わせするのを確実にするための位置合わせガイドの役目を果たすことが可能になる。

コネクタ１００は、複数の自己支持型端子１３０の少なくとも一部を保護するためにハウジング１１０のベースに取り外し可能に組み付けられたカバー１５０（図１Ｂ及び図１Ｄ参照）を更に含み得る。カバーは、接触部の一部及び各自己支持型端子の保持部の上端（すなわち、プレス部）のうちの少なくとも１つに開口を通してアクセスできるようにするための開口１５２を有し得る。一態様では、カバーは、接触部とカバーとの間で導線をクランプすることによって、導線を接触部と電気接触させた状態に保持し得る。代替態様では、カバー１５０は、ハウジングのベースに恒久的に取り付けられ得る。

別の実施形態では、上記のコネクタ１００は、図１Ａ〜図１Ｄに示すコネクタアセンブリを形成するために、複数の導線５４と組み合わせて使用され得る。したがって、コネクタアセンブリのコネクタは、複数の導線を回路基板２０上のトレース２８に、複数の導電ビア２５を通して電気的に接続する（図３Ｂ及び図３Ｃ）。

１Ａ〜１Ｃから３Ａ〜３Ｃまでを参照すると、コネクタ１００は、ハウジングの互いに向かい合う最上部主表面１１４と最下部主表面１１６との間に延びる複数の受け入れスルーホール１２０が画定されたハウジング１１０と、複数の自己支持型端子１３０とを含む。自己支持型端子の各々は、ハウジング内に端子を固定又は保持するために対応する受け入れスルーホールに受け入れられた保持部１３２と、接触部がハウジングの最上部主表面に配設されるように保持部の上端から保持部に対して実質的に直角方向に延びる接触部１３５と、保持部の下端から保持部に対して実質的に平行方向に延びるプレスフィット部１３９とを有する。プレスフィット部は、ハウジングの最下部主表面の下で下方に延びる。したがって、例示的なコネクタは、自己支持型端子のプレスフィット部の各々を回路基板内に形成された導電ビアに挿入することによって、電気ケーブルの導線と電気的及び物理的に係合し、導線を回路基板の導電ビアと接続するようになっている。例示的な一態様では、各導線は、対応する自己支持型端子の接触部にはんだ付けされる。

また、コネクタ１００は、ハウジングに取り外し可能に組み付けられたカバー１５０を有してよく、カバーは、各自己支持型端子の、接触部の一部及び保持部の上端のうちの少なくとも１つを露出させる開口を含む。コネクタを回路基板２０にはめ合わせるとき、プレス部に力を加えて、プレスフィット部が回路基板の導電ビアに挿入され得るように、露出部又はプレス部はハウジングの外側からアクセス可能であり得る。

前述のように、接触部１３５の表面は***した台１２５の表面に対して陥凹させることができ、溝の側壁が、導線を自己支持型端子１３０の接触部に対して適切に位置合わせするための位置合わせガイドの役目を果たすことが可能になる。いくつかの実施形態では、カバーは、導線を接触部に対してクランプして、導線と自己支持型端子との間に電気的接続を確立し得る。この接続方法は、カバーを単に組み付けること又は取り外すことによって、導線が自己支持型端子と接続すること及び接続を切ることを可能にする。

導線５４は、図２Ａ及び図３Ａに示すように、微細ピッチのリボンケーブル５０の一部であり得る。導線は、導体セット５５ａ、５５ｂ、５５ｃなどの導体セット５５内に配置され得る。各導体セットはケーブルの長さに沿って延び、１つ以上の導線５４を含む。導線は、１つの導線を、同じ導体セット内の隣接する導線から絶縁するために導線を取り巻く誘電体層５３を含み得る。導体セットは、それらを外部被覆５２内に配置することによって、微細ピッチのリボンケーブル内に組み付け得る導線は、信号線、電力線、又は接地線若しくはドレイン線であり得る。

導線５４及び／又は接地線５１は、任意の適切な導電材料、たとえば銅、銀、アルミニウム、金、及びそれらの合金を含んでよく、円、楕円、矩形、又は任意の他の断面形状など、多様な断面形状及びサイズを有し得る。ケーブル内の１つ以上の導体及び／又は接地線は、ケーブル内の他の１つ以上の導体及び／又は接地線とは異なる１つの形状及び／又はサイズを有し得る。導体及び／又は接地線は、単線又は撚り線であってよい。コネクタ及び／又は接地線は、金、銀、スズ、及び／又は他の材料を含めた、様々な金属及び／又は金属材料でコーティング又はメッキを施し得る。

外部誘電体層又は導線を取り巻く誘電体層に使用される誘電体材料は、ケーブルの所望の電気的特性を達成する任意の適切な材料であり得る。いくつかの場合には、使用される絶縁体は、誘電率及びケーブルの全厚を低減するための空気を含む、発泡絶縁体であってよい。

第１の態様では、外部被覆は、外部誘電体層又はジャケットであり得る。微細ピッチのリボンケーブルは、ジャケット材料が押し出されるときにダイスを通して導体セットを供給することによって外部誘電体層を導体セットの周りに押し出すことによって、又は導体セットの互いに反対側の第１及び第２の面上に少なくとも１つの誘電体膜を積層することによって形成され得る。例示的な誘電体材料としては、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド−イミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、シリコーンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ポリウレタンが挙げられるが、これらに限定されない任意の好適な高分子材料を含む。いくつかの実施形態では、外部被覆と導線との間に接着剤が配設され得る。例示的な接着剤は、熱可塑性層接着剤、感圧性接着剤、又は柔構造接着剤であり得る。例示的な接着剤は、アクリル、シリコーン、ポリオレフィン、エポキシ、又はゴムベースの接着剤であり得る。接着剤は、積層する外部被覆層を一緒に接着し得、及び／又は導線周りの隙間を充填し得る。

第２の態様では、外部被覆は、導体セットの互いに反対側の第１及び第２の面上に配設された第１及び第２の導電性シールド膜から形成されたシールド層であり得る。例示的な導電性シールド膜は、金属箔、接着剤被覆金属箔、金属被覆誘電体膜、又は積層する金属箔及び誘電体膜によって形成された金属／誘電体複合材料であり得る。シールド膜層のための材料としては、銅、銀、アルミニウム、金、及びこれらの合金が挙げられるが、これらに限定されない任意の適切な導電材料を含み得る。接着剤層は、第１のシールド膜を第２のシールド膜に接着し得る。

金属層と誘電体層の両方を有するシールド材料を使用するとき、ケーブルは、露出した金属表面（すなわち、誘電体層が導体セットに隣接して配設される）か、又は露出した誘電体表面（すなわち、金属層が導体セットに隣接して配設される）のいずれかを有し得る。後の実施形態では、接着剤層は、第１のシールド膜を第２のシールド膜に接着し得る。

微細ピッチのリボンケーブルが、導体セットの互いに反対側の面上に膜を積層することによって形成されるとき、ケーブルは、各コネクタセットの間にケーブルの外部縁に沿って挟み付け部を有し得る。挟み付け部は、積層プロセス時にパターン化ツールが使用されるときに形成される。シールド電気ケーブルの実施形態では、接着剤層が、第１のシールド膜と第２のシールド膜とを一緒に接着するために使用され、接着剤は、挟み付け部の中でシールド層を一緒に接着する。したがって、第１及び第２のシールド膜は、断面において、第１及び第２のシールド膜のカバー部の組み合わせにより各導体セットを実質的に取り巻くように配置されたカバー部及び挟み付け部を含む。導体セットは、電気信号又は電力を伝達するための絶縁された線を含む導線５４と、絶縁されない接地線又はドレイン線５１とを含み得る。導体セットのいくつかはケーブルの長さに沿って延び、１つ以上の絶縁された導体を有し、各絶縁された導体は、誘電材料によって取り巻かれた中心導体を含む。いくつかのシールド電気ケーブルの実施形態では、導体セットのうちの少なくとも１つは、絶縁されない接地線又はドレイン線であり得る。

特に、図２Ａの低プロファイルコネクタ１００（それのカバーはない）は、４つの信号／電力線５４及び１つの接地／ドレイン線５１と相互接続するように構成される。これらの線は４つの独立したケーブルの中にあってよく、信号／電力線の各ペアはマイクロ同軸ケーブル内に組み合わされるか、又は線は、図２Ａ及び図５のケーブル５０、５０’など、微細ピッチのリボンケーブルの一部であり得る。ケーブル５０、５０’は、それぞれ、３つの導体セット５５ａ、５５ｂ、５５ｃ及び５５ａ’、５５ｂ’、５５ｃ’（総称して導体セット５５、５５’）を含む。導体セット５５ａ、５５ｃ及び５５ａ’、５５ｃ’は信号／電力線５４、５４’のペアを含み、一方、導体セット５５ｂ、５５ｂ’は接地／ドレイン線５１、５１’を含む。

図５を参照すると、シールド電気ケーブル５０’は、外部被覆５２’内に配設された３つの導体セット５５ａ’〜５５ｃ’を有する。外部被覆５２’は、第１及び第２の三層シールド膜から形成される。三層シールド膜は、誘電体層５２ａ’と、誘電体層に隣接する金属層５２ｂ’と、金属層上に配設された接着剤層５２ｃ’とを有する。第１及び第２の導電性シールド膜は、それぞれ、導体セットの互いに反対側の第１及び第２の面上に配設される。導体セット５５ａ’及び５５ｃ’は、それぞれ、２つの絶縁された導体（すなわち、誘電体層５３’内に包み込まれた導線５４’）を含み、導体セット５５ｂ’は接地線又はドレイン線５１’を含む。ケーブル５０’は、断面において、第１及び第２のシールド膜のカバー部の組み合わせにより各導体セット及び少なくとも１つのドレイン線を実質的に取り巻き、第１及び第２のシールド膜の組み合わせにより、隣接する導体セットの中間にケーブルの縁に沿って挟み付け部を形成するように配置されたカバー部５７’及び挟み付け部５８’を含む。接着剤層が、ケーブルの挟み付け部において第１のシールド膜を第２のシールド膜に接着する。絶縁された導体の各導線及びケーブルの少なくとも１つのドレイン線は、図２Ａ及び図３Ａに関して前に説明したように、対応する自己支持型端子の接触部に物理的及び電気的に取り付けられ得る。例示的な態様では、複数の導線は、少なくとも１つの接地線と、少なくとも１つの信号線と、少なくとも１つの電力線とを含む。

図６Ａ及び図６Ｂは、異なるシールド電気ケーブル５０’’とともに使用するための、本発明の例示的なコネクタの変形例を示す。コネクタ２００は、絶縁ハウジング２１０であって、ハウジングの互いに向かい合う最上部主表面２１４と最下部主表面２１６との間に延びる複数の受け入れスルーホール２２０が画定された絶縁ハウジング２１０と、複数の受け入れスルーホール内に保持された複数の自己支持型端子２３０とを有する。自己支持型端子の各々は、前に説明したように、ハウジング内に端子を保持するために対応する受け入れスルーホールに受け入れられる保持部（図示せず）と、接触部がハウジングの最上部主表面に配設されるように保持部の上端から保持部に対して実質的に直角方向に延びる接触部２３５と、保持部の下端から保持部に対して実質的に平行方向に延び、ハウジングの最下部主表面から下方に延びるプレスフィット部２３９とを有する。

コネクタ２００は、シールド電気ケーブル５０’’などの微細ピッチリボンケーブルを終端するように構成される。図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、シールド電気ケーブル５０’’は、外部被覆５２’’内に配設された６つの導体セット５５ａ’’〜５５ｆ’’を有する。各導体セットは、ケーブルの長さに沿って延び、１つ以上の導線５４’’を含む。シールド電気ケーブルは、概してケーブルの幅に沿った平面内に配置され、ケーブルの長さに沿って延びる複数の差動ペアを含む。各差動ペアは２つ以上の絶縁された導体（すなわち、誘電体層５３’’によって取り巻かれた導線５４’’）を含み、金属シールド層５２ｂ’’によって実質的に取り巻かれる。差動ペアに加えて、ケーブル５０’’は、接地線又はドレイン線５１’’を含む２つの導体セット５５ａ’’、５５ｆ’’を含む。

外部被覆５２’’は、導体セットの互いに反対側の面上に配設された第１及び第２の非導電性高分子層又は誘電体層５２ａ’’を含む。第１及び第２の層は、導体セットの上に配設されたカバー部５７’’と、導体セットの間に（すなわち、差動ペアの両側に）ケーブルの長手方向の縁に沿って配設された挟み付け部５８’’とを含む。カバー部及び挟み付け部は、ケーブル５０’’の横断面を見たとき、カバー部及び挟み付け部が複数の差動ペアを実質的に取り巻くように配置される。第１及び第２の誘電体層が熱可塑性高分子膜であるとき、それらの誘電体層は、挟み付け部に圧力及び熱を印加することによって互いに接着され得る。代替として、接着剤層（図６Ａ及び図６Ｂに示さないが、図５に接着剤層５２ｃ’として表す）が、ケーブルの挟み付け部において第１の誘電体層を第２の誘電体層に接着するために使用され得る。

ケーブル５０’’の絶縁された導体（誘電体層５３’’によって取り巻かれた導線５４’’）並びに接地線５１’’の各々は、コネクタ２００の対応する自己支持型端子２３０の接触部２３５に物理的及び電気的に取り付けられ得る。

再び図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、コネクタ１００は、ベース１１２とカバー１５０とを有する絶縁ハウジング１１０を有する。複数の受け入れスルーホール１２０は、ハウジングの一部を貫通して形成され、複数の自己支持型端子１３０を保持するように構成される。各自己支持型端子は、ハウジング内に自己支持型端子を保持するために対応する受け入れスルーホールに受け入れられた保持部１３２（図３Ａ参照）と、保持部の上端から延びる接触部１３５と、保持部の下端から延びるプレスフィット部１３９と、保持部の上端にあるプレス部１３３とを有する。

接触部は第１の幅によって特徴づけられ、保持部は、接触部の第１の幅より大きい第２の幅によって特徴づけられる。保持部及び接触部の幅の差が、各自己支持型端子の保持部の上端にプレス部を画定する。コネクタを回路基板２０にはめ合わせるときにプレス部をハウジングの外部から押すことができるように、プレス部は露出しており、ハウジングの外側からアクセス可能である。プレス部に力を加えることにより、プレスフィット部が回路基板の導電ビアに押し込まれるか又は挿入された。各自己支持型端子の接触部はハウジング内に配設され、電気ケーブル５０の導線５４と電気的及び物理的に係合するようになっている。したがって、例示的なコネクタは、自己支持型端子のプレスフィット部の各々を回路基板内に形成された導電ビアに挿入することによって、電気ケーブルの導線と電気的及び物理的に係合し、導線を回路基板の導電ビアと接続するようになっている。

本明細書で説明する例示的なコネクタ１００、２００は、複数の線を回路基板内に形成された複数の導電ビアに電気的に接続するために使用され得る。ハウジングの互いに向かい合う最上部主表面と最下部主表面との間に延びる複数の受け入れスルーホール２２０を有する絶縁ハウジング１１０、２１０を有するコネクタが提供される。自己支持型端子１３０、２３０は、絶縁ハウジングの最上部主表面から各受け入れスルーホールに挿入され、自己支持型端子は、絶縁ハウジングの最上部主表面に配設された接触部１３５、２３５と、端子を絶縁ハウジング内に保持するために受け入れスルーホールに受け入れられる保持部１３２、２３２と、絶縁ハウジングの最下部主表面から下方に延びるプレスフィット部１３９、２３９とを含む。導線５４の露出した導電性端部は、各自己支持型端子の接触部に電気的及び物理的に接続され、カバー１５０が、絶縁ハウジングの最上部主表面に組み付けられる。カバーには開口があり、それによって、各自己支持型端子の一部が開口を通して露出し、かつアクセス可能である。

絶縁ハウジング１１０、２１０は、各自己支持型端子１３０、２３０のプレスフィット部１３９、２３９が対応する導電ビア２５と位置合わせされるように、回路基板２０上に設置される（図１Ｄ）。少なくとも１つの自己支持型端子の各露出部は開口を通してアクセスされ、少なくとも１つの自己支持型端子のプレスフィット部が対応する導電ビアに挿入されるまで押される。

複数の線が、上記で説明した例示的なコネクタを利用して回路基板内の複数の導電ビアに接続され得る。コネクタは、絶縁ハウジングであって、ハウジングの互いに向かい合う最上部主表面と最下部主表面との間に延びる複数の受け入れスルーホールを有する絶縁ハウジングを含む。自己支持型端子は、絶縁ハウジングの最上部主表面から各受け入れスルーホールに挿入され、自己支持型端子は、絶縁ハウジングの最上部主表面に配設された接触部と、端子を絶縁ハウジング内に保持するために受け入れスルーホールに受け入れられる保持部と、絶縁ハウジングの最下部主表面から下方に延びるプレスフィット部とを含む。導線の露出した導電性端部は、各自己支持型端子の接触部に電気的及び物理的に接続され、カバーが、絶縁ハウジングの最上部主表面に組み付けられる。カバーには開口があり、それによって、各自己支持型端子の一部が開口を通して露出し、かつアクセス可能である。絶縁ハウジングは、各自己支持型端子のプレスフィット部が対応する導電ビアと位置合わせされるように、回路基板上に設置される。少なくとも１つの自己支持型端子の各露出部は開口を通してアクセスされ、少なくとも１つの自己支持型端子のプレスフィット部が対応する導電ビアに挿入されるまで押される。

一般に、インピーダンス不整合は、高速電気コネクタにおける信号インテグリティ性能を低下させる原因となり得る。本発明の例示的なコネクタは、接点及びハウジングの寸法及び材料定数（たとえば、絶縁体の比誘電率）を制御することによってインピーダンスを制御することを探求する。また、例示的なコネクタは、コネクタのインピーダンス性能を改善するために、信号導体及び接地導体が端子において接続する、信号導体と接地導体との間の距離を制御しうる。例示的なコネクタの形状係数は、自己支持型端子の接触部を端子の保持部に対して概ね直角に配設することによって最小化される。例示的なコネクタの形状係数のこの最小化によって、より短い電気経路長が可能になり、それによりインピーダンス不整合が低減されて、改善された信号インテグリティがもたらされ得る。

本明細書において特定の実施形態が例示及び説明されてきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、多様な代替及び／又は同等の実施態様が図示され説明された特定の実施形態と置き換えられ得ることは、当業者には明白であろう。本出願は、本明細書において説明した具体的な実施形態のいかなる適合例又は変形例をも包含することを意図している。したがって、本発明が請求項及びその同等物によってのみ限定されることを意図するものである。

Claims (27)

1. 電気ケーブルを回路基板に電気的に接続するためのコネクタであって、
   絶縁ハウジングであって、前記ハウジングの互いに向かい合う最上部主表面と最下部主表面との間に延びる複数の受け入れスルーホールが画定された絶縁ハウジングと、
   複数の自己支持型端子と、を備え、各自己支持型端子が、
   対応する受け入れスルーホールに受け入れられ、前記端子を前記ハウジング内で保持する保持部と、
   前記保持部の上端から前記保持部に対して実質的に直角方向に延び、前記ハウジングの前記最上部主表面に配設され、電気ケーブルの導線と電気的及び物理的に係合するようになっている接触部と、
   前記保持部の下端から前記保持部に対して実質的に平行方向に延び、前記最下部主表面から下方に延び、回路基板の導電ビアに挿入されるようになっているプレスフィット部と、を備えるコネクタ。
2. 前記コネクタを回路基板に装着するために前記最下部主表面から下方に延びる複数の整合脚を更に備える、請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記複数の受け入れスルーホールが、少なくとも２列で、互い違いに配置されている、請求項１に記載のコネクタ。
4. 前記複数の受け入れスルーホールが、１列以上に配置されている、請求項１に記載のコネクタ。
5. 各自己支持型端子が、前記保持部の前記上端を前記接触部に連結する湾曲した曲がり部を更に含む、請求項１に記載のコネクタ。
6. 前記絶縁ハウジングの前記最上部主表面が、前記複数の受け入れスルーホールに近接する***した台を含み、前記複数の自己支持型端子の前記接触部が、前記***した台上に置かれる、請求項１に記載のコネクタ。
7. 前記***した台が、前記複数の受け入れスルーホールにより近い第１の***した縁と、前記複数の受け入れスルーホールからより遠い反対側の第２の***した縁とを含む、請求項６に記載のコネクタ。
8. 前記***した台が、その中に形成された複数の溝を含み、各溝が、対応する自己支持型端子の前記接触部を受け入れる、請求項６に記載のコネクタ。
9. 前記複数の自己支持型端子の少なくとも前記接触部を保護するために、前記絶縁ハウジングに取り外し可能に組み付けられたカバーを更に含み、前記カバーに、前記自己支持型端子の一部を露出させる開口が画定されている、請求項１に記載のコネクタ。
10. 各自己支持型端子の前記接触部の一部及び前記保持部の前記上端のうちの少なくとも１つが、前記開口を通して露出し、かつアクセス可能である、請求項９に記載のコネクタ。
11. 各自己支持型端子が、前記自己支持型端子の前記プレスフィット部を前記回路基板の前記導電ビアに圧入するために、前記保持部の前記上端にプレス部を備える、請求項１に記載のコネクタ。
12. 前記保持部が前記接触部よりも広い、請求項１に記載のコネクタ。
13. 前記接触部が第１の幅によって特徴づけられ、前記保持部が第２の幅によって特徴づけられ、前記第１の幅と前記第２の幅との間に差が存在する、請求項１に記載のコネクタ。
14. 前記保持部及び前記接触部の幅の前記差が、前記自己支持型端子の前記プレスフィット部を前記回路基板の前記導電ビアに圧入するために、各自己支持型端子の前記保持部の前記上端にプレス部を画定する、請求項１３に記載のコネクタ。
15. 少なくとも１つの自己支持型端子について、前記接触部が前記保持部に対して横方向にオフセットされている、請求項１に記載のコネクタ。
16. 少なくとも一対の隣接する自己支持型端子について、前記接触部間の間隔が前記プレスフィット部間の間隔より小さい、請求項１に記載のコネクタ。
17. 複数の導電ビアを含む回路基板に複数の導線を電気的に接続するコネクタを備えるコネクタアセンブリであって、前記コネクタが、
    ハウジングであって、前記ハウジングの互いに向かい合う最上部主表面と最下部主表面との間に延びる複数の受け入れスルーホールが画定されたハウジングと、
    複数の自己支持型端子と、を備え、各自己支持型端子が、
    前記端子を前記ハウジング内で保持するために、対応する受け入れスルーホールに受け入れられる保持部と、
    前記保持部の上端から前記保持部に対して実質的に直角方向に延び、前記ハウジングの前記最上部主表面に配設され、前記複数の導線のうちの対応する導線に電気的及び物理的に取り付けられた接触部と、
    前記保持部の下端から前記保持部に対して実質的に平行方向に延び、前記最下部主表面から下方に延び、前記回路基板の対応する導電ビアに挿入されて前記導電ビアと電気的に接触するプレスフィット部とを含む、コネクタアセンブリ。
18. 各導線が、対応する自己支持型端子の前記接触部にはんだ付けされる、請求項１７に記載のコネクタアセンブリ。
19. 前記コネクタが、前記複数の自己支持型端子の少なくとも前記接触部を保護するために、前記絶縁ハウジングに取り外し可能に組み付けられたカバーを更に含む、請求項１７に記載のコネクタアセンブリ。
20. 前記カバーは、前記接触部と前記カバーとの間で前記導線をクランプすることによって、前記導線を前記接触部と電気接触させた状態に保持することができる、請求項１９に記載のコネクタアセンブリ。
21. 前記カバーに開口が形成され、各自己支持型端子の前記接触部の一部及び前記保持部の前記上端のうちの少なくとも１つが前記開口を通してアクセス可能である、請求項１９に記載のコネクタアセンブリ。
22. 前記複数の導線が、少なくとも１つの接地線と、少なくとも１つの信号線と、少なくとも１つの電力線とを含む、請求項１７に記載のコネクタアセンブリ。
23. 前記複数の導線がシールド電気ケーブルの一部であり、前記ケーブルは、１つ以上の導体セット及び少なくとも１つのドレイン線であって、各導体セットは前記ケーブルの長さに沿って延び、１つ以上の絶縁された導体を含み、各絶縁された導体は誘電体材料によって取り巻かれた中心導体を含む、１つ以上の導体セット及び少なくとも１つのドレイン線と、
    前記導体セット及び前記少なくとも１つのドレイン線の互いに向かい合う第１及び第２の面に配設された第１及び第２の導電性シールド膜であって、カバー部及び挟み付け部を含み、前記カバー部及び挟み付け部は、断面において前記第１及び第２の導電性シールド膜の前記カバー部の組み合わせにより各導体セット及び前記少なくとも１つのドレイン線を実質的に取り巻くように配置され、前記第１及び第２のシールド膜の前記挟み付け部の組み合わせにより、前記導体セットの両側及び前記少なくとも１つのドレイン線の両側に前記ケーブルの挟み付け部を形成する、第１及び第２の導電性シールド膜と、
    前記ケーブルの前記挟み付け部において前記第１のシールド膜を前記第２のシールド膜に接着する接着剤層と、を含み、前記ケーブルの前記絶縁された導体の各々及び前記少なくとも１つのドレイン線が、対応する自己支持型端子の前記接触部に物理的及び電気的に取り付けられる、請求項１７に記載のコネクタアセンブリ。
24. 前記複数の導線がシールド電気ケーブルの一部であり、前記ケーブルが、
    前記ケーブルの長さに沿って延び、概ね前記ケーブルの幅に沿った平面内に配置された複数の差動ペアであって、各差動ペアが２つ以上の絶縁された導体を含み、各差動ペアがシールドによって実質的に取り巻かれる、複数の差動ペアと、
    前記ケーブルの互いに反対側に配設された第１及び第２の非導電性高分子層であって、前記第１及び第２の層がカバー部及び挟み付け部を含み、前記カバー部及び挟み付け部は、横断面において前記第１及び第２の層の前記カバー部の組み合わせにより、前記複数の差動ペアを実質的に取り巻くように配置され、前記第１及び第２の層の前記挟み付け部の組み合わせにより、前記複数の差動ペアの両側に前記ケーブルの挟み付け部を形成する、第１及び第２の非導電性高分子層と、
    前記ケーブルの前記挟み付け部において前記第１の非導電性高分子層を前記第２の非導電性高分子層に接着する接着剤層とを含み、前記ケーブルの前記絶縁された導体の各々が、対応する自己支持型端子の前記接触部に物理的及び電気的に取り付けられる、請求項１７に記載のコネクタアセンブリ。
25. 電気ケーブルを回路基板に電気的に接続するためのコネクタであって、
    複数の受け入れスルーホールが画定された絶縁ハウジングと、
    複数の自己支持型端子とを含み、各自己支持型端子が、
    対応する受け入れスルーホールに受け入れられ、前記端子を前記ハウジング内で保持する保持部と、
    前記保持部の上端から延び、前記ハウジング内に配設され、電気ケーブルの導線と電気的及び物理的に係合するようになっている接触部と、
    前記保持部の下端から延び、前記下面から延びて回路基板の導電ビアに挿入されるようになっているプレスフィット部と、
    前記保持部の前記上端にあり、前記ハウジングの外側に露出したプレス部であって、前記コネクタを回路基板にはめ合わせるとき、前記プレス部が外部から押されることによって前記プレスフィット部が前記回路基板の導電ビアに挿入されるようになっている、プレス部とを含む、コネクタ。
26. 前記保持部及び前記接触部の幅の差が、各自己支持型端子の前記保持部の前記上端に前記プレス部を画定する、請求項２５に記載のコネクタ。
27. 複数の線を回路基板内の複数の導電ビアに電気的に接続する方法であって、
    回路基板内に形成された複数の導電ビアを含む回路基板を設けることと、
    絶縁ハウジングであって、前記ハウジングの互いに向かい合う最上部主表面と最下部主表面との間に延びる複数の受け入れスルーホールが画定された絶縁ハウジングを設けることと、
    前記絶縁ハウジングの前記最上部主表面から各受け入れスルーホールに自己支持型端子を挿入することであって、前記自己支持型端子は、前記絶縁ハウジングの前記最上部主表面に配設された接触部と、前記端子を前記絶縁ハウジング内に保持するために前記受け入れスルーホールに受け入れられる保持部と、前記絶縁ハウジングの前記最下部主表面から下方に延びるプレスフィット部とを含む、ことと、
    導線の露出した導電性端部を各自己支持型端子の前記接触部に電気的及び物理的に接続することと、
    前記絶縁ハウジングの前記最上部主表面にカバーを組み付けることであって、前記カバーに開口が画定され、各自己支持型端子の一部が前記開口を通して露出し、かつアクセス可能である、ことと、
    各自己支持型端子の前記プレスフィット部が対応する導電ビアと位置合わせされるように、前記絶縁ハウジングを前記回路基板上に設置することと、
    前記開口を通して露出した少なくとも１つの自己支持型端子の前記部分にアクセスし、前記少なくとも１つの自己支持型端子の前記プレスフィット部が前記対応する導電ビアに挿入されるまで前記露出した部分を押すことと、を含む方法。

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