TWI655808B - Connector, connector subassembly, and connector manufacturing method - Google Patents

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

本發明提供了一種線纜連接器組件。線纜連接器組件包括設置成支撐一框架的一基座。框架具有嵌件模製成型於其內的屏蔽雙導線線纜和接地導體。框架還包括一穴部，其中線纜和接地導體的一部分露出穴部。線纜被修整以使內屏蔽層進入穴部內。將屏蔽層連接於接地導體的一導電填充材料被設置在穴部中。一印刷電路板具有一對接端和一固定端並固定於框架，且設置成接合一對接連接器的導電端子。多個接觸墊形成在固定端且線纜的信號導體和接地導體分別焊接於電路板上的恰當的墊。

Description

連接器、連接器子組件及連接器的製法
本發明涉及線纜連接器領域，更具體而言涉及具有一屏蔽的線纜連接器領域。
本發明涉及適用於高頻傳輸的一電連接器的一接地結構。高頻連接器具有一連接部，連接部包括與一線纜管理部組合的一印刷電路板。通常，一屏蔽雙導線線纜由一對被一絕緣體包圍的信號導體、相鄰所述一對絕緣體的一加蔽線以及一包圍的導電屏蔽箔或網狀物構成。整個線纜被封閉在一絕緣護套內。
通常，一線纜連接器包括一基座，基座具有一對接端以及一線纜安裝端。基座支撐線纜和位於對接端的一印刷電路板。線纜延伸穿過基座，其中露出的導體安裝於形成在電路板上的導電墊。目前的產品使用一標準印刷電路板(PCB)，在標準印刷電路板(PCB)中，板的後緣部止擋在屏蔽雙導線線纜(屏蔽雙導線)焊接於電路板的位置。在這種結構中，電路板的所有層和接地面共用相同的X維度和Y維度。位於屏蔽雙導線上的所述金屬箔也被去除而露出絕緣體和導線。
由於PCB的所述緣部和相關聯的接地面以及屏蔽雙導線的露出 部分的位置，在電路板的所述緣部和線纜的所述露出部分之間限定一區域，在該區域內，串擾在相鄰的屏蔽雙導線線纜之間在一豎直和水平方向上非常高。這種串擾會降低對接的線纜組件的性能。所述剝除的電介質還會引起在剝露區域的阻抗增加，導致對線纜功能有害的高頻信號的反射。
相應地，某些人群將會因此賞識在線纜到印刷電路板的連接介面處具有改進的屏蔽作用的一線纜連接器。
一種線纜連接器包括具有一框架的一基座。框架包括：一安裝部，用於在一第一端安裝一印刷電路板；以及位於一第二端的一線纜入口部。一屏蔽雙導線線纜安裝於框架，其中屏蔽雙導線線纜端的一露出部分從第一端延伸。框架包括形成在其內的限定在第一端和第二端之間的一穴部。線纜延伸穿過穴部，其中對應的裸露的信號線從框架延伸出。
延伸穿過穴部的線纜部具有被修整線纜的一部分，從而使加蔽線以及屏蔽箔暴露在穴部內。一接地端子延伸穿過穴部並從框架的第一端出來。從框架的第一端延伸出的露出的裸露的信號線的部分和接地端子導電地安裝於形成在印刷電路板上的接觸墊。一導電環氧樹脂或導電填充材料分佈在穴部中，以將接地端子與導電箔和加蔽線共接或連接來形成一屏蔽。
本發明連接器包括一基座；一基座子組件，包括一框架，所述框架包括一安裝部和一固定部、形成在所述安裝部與所述固定部之間的一中間 部、形成在所述中間部的一穴部；一線纜，所述線纜包括具有一絕緣體的一信號導體以及一接地返回元件，所述線纜固定於所述框架；一接地導體，所述接地導體固定於所述框架；一電路板，所述電路板安裝於所述框架，所述電路板包括多個導電墊，各個信號導體和所述接地導體固定於對應的導電墊；以及一導電材料，設置在所述穴部中。
在一些實施態樣中，所述線纜是一屏蔽雙導線線纜。
在一些實施態樣中，所述接地返回元件是一屏蔽層。
在一些實施態樣中，所述屏蔽層是一導電箔。
在一些實施態樣中，所述接地返回元件是一加蔽線。
在一些實施態樣中，所述導電材料是一可固化的樹脂。
在一些實施態樣中，所述線纜與所述框架是嵌件模製成型。
在一些實施態樣中，所述接地導體與所述框架嵌件模製成型。
在一些實施態樣中，所述信號導體和所述接地導體焊接於所述印刷電路板。
本發明連接器子組件，包括一框架，所述框架具有一穴部；一線纜，所述線纜包括具有一絕緣體的一信號導體以及一接地返回元件，所述線纜固定於所述框架；一接地導體，固定在所述框架上；一導電材料，設置在所述穴部中；以及其中，所述接地返回元件以及所述接地導體的一露出部分透過所述導電材料連接在一起。
在一些實施態樣中，還包括一印刷電路板固定於所述框架。
在一些實施態樣中，所述信號導體以及所述接地導體焊接於所述印刷電路板。
在一些實施態樣中，所述接地返回元件是一加蔽線。
在一些實施態樣中，所述接地返回元件是一導電箔。
在一些實施態樣中，所述線纜是一屏蔽雙導線線纜。
在一些實施態樣中，所述線纜與所述接地導體嵌件模製成型在所述框架中。
在一些實施態樣中，所述導電材料是一可固化的樹脂。
本發明用於製造一連接器的方法，包括提供一線纜，所述線纜包括：一信號導體，所述信號導體具有包圍所述信號導體的一絕緣體；以及一接地返回元件；修整所述線纜，其中，所述接地返回元件的一部分以及所述信號導體露出；提供一接地導體；在所述線纜以及所述接地導體上模製成型一框架，一穴部形成在所述框架中，所述線纜的所述接地返回元件和所述接地導體的一部分露出所述穴部；將一導電材料***所述穴部，所述導電材料將所述接地返回元件連接於所述接地導體；將一印刷電路板固定於所述框架，並將所述信號導體和所述接地導體連接於所述印刷電路板；以及透過一基座支撐所述框架。
在一些實施態樣中，固定所述信號導體與接地導體透過焊接來實現。
在一些實施態樣中，還包括固化所述導電材料。
10‧‧‧線纜連接器組件
20‧‧‧第一連接器
22‧‧‧印刷電路板
23‧‧‧接觸墊
24‧‧‧對接端
25‧‧‧第二接觸墊
26‧‧‧導體固定端
30‧‧‧框架
32‧‧‧接地導體
34‧‧‧線纜安裝部
35‧‧‧穴部
36‧‧‧中間部
37‧‧‧缺口
38‧‧‧導體安裝部
40‧‧‧線纜
41‧‧‧信號線
42‧‧‧信號導體
43‧‧‧絕緣體
44‧‧‧加蔽線
46‧‧‧屏蔽層
48‧‧‧外部絕緣護套
50‧‧‧導電填充材料
60‧‧‧第二連接器
200‧‧‧區域
A‧‧‧對接方向
本發明借助實例示出但不限制於附圖，在附圖中類似的附圖標記表示類似的部件，且在附圖中：圖1是本發明的線纜連接器的一立體圖；圖2是圖1的線纜連接器的另一立體圖；圖3是圖1的未對接的線纜連接器的立體圖；圖4是圖2的線纜連接器的一未對接的視圖；圖5是圖1的線纜連接器的第一連接器的一立體分解圖；圖6是圖5的第一連接器的一反向的立體圖；圖7是圖5的連接器的框架部的立體圖；圖8是圖7的框架的一反向的立體圖；圖9是圖7的框架的一俯視圖；以及圖10是示出現有技術的一視圖。
附圖示出了線纜連接器的一實施例，且應當理解的是，所公開的實施例僅僅是示例性的並可以以各種形式實施。因此，本文公開的具體細節不應被解釋為限制性的，而是僅作為申請專利範圍的基礎以及作為教導本領域技術人員以各種方式應用本申請的代表性基礎。還應當注意的是，所描繪的實施 例以包括某些特徵的各種構造來示出。除非另有說明，否則這些特徵能分離並組合以提供出於簡明起見未示出的其他組合，且因此所說明的組合不意欲為限制。
如圖1至圖5所示，一線纜連接器組件10的一實施例包括一第一連接器20，第一連接器20設置成沿著一對接方向A與一第二連接器60對接。如圖5至圖6最佳所示，第一連接器20包括一基座(未示出)，基座具有一對接端和一線纜端。第一連接器20還包括一連接器子組件，連接器子組件具有配合連接在一起並保持在基座內的一框架30、一印刷電路板22、多個接地導體32、一線纜40以及一導電填充材料50。
如圖7至圖9所示，所示實施例中的線纜40是一典型的屏蔽雙導線(twin-ax)型線纜，線纜40包括一對各自具有一環繞的絕緣體43的信號導體42、一接地返回元件諸如相鄰一對信號導體42佈置的一加蔽線44或包圍信號導體42和加蔽線44的一屏蔽層46以及包圍整個線纜40的一外部絕緣護套48。在一些情況下，線纜40可以包括加蔽線44而可不包括屏蔽層46或者包括屏蔽層46而不包括加蔽線44。另一種可能的結構可以是一線纜40包括加蔽線44和屏蔽層46。屏蔽層46通常是一導電箔或編織物。該實施例示出了一屏蔽雙導線線纜但可以使用其他差分電纜作為一種替代方案。
一框架30由一絕緣材料形成且包括一線纜安裝部34、一導體安裝部38以及位於線纜安裝部34(即安裝部)和導體安裝部38(即固定部)之間的一中間部36。中間部36包括形成在其內的一穴部35。導體安裝部38包括形成在框架 30上的一缺口37，缺口37用於配合地接合印刷電路板22的一部分，以用於將印刷電路板22固定並對準於框架30和基座。
如圖5至圖6中所示的印刷電路板22包括：一對接端24，設置成連接於一第二連接器60(見圖4)；以及一導體固定端26，適用於接合一線纜40的信號導體42。導體固定端26還設置成接合形成在框架30上的缺口37。印刷電路板22具有鄰近印刷電路板22的對接端24形成的多個接觸墊23，用於接合第二連接器60的多個端子(未示出)。接觸墊23包括用於信號和接地分配(assignments)的導電區。多個第二接觸墊25形成在與印刷電路板22的對接端24相反的導體固定端26上，用於電連接於線纜40的對應的信號導體42。信號導體42的前端通常焊接於第二接觸墊25但是也可以軟焊(soldered)、熔焊(welded)或粘接(bond)到第二接觸墊25上。
第一連接器20透過首先修整(dressing)多個獨立的線纜40來構建。這是透過去除外部絕緣護套48的一部分並露出屏蔽層46來實現的。隨後，同樣去除屏蔽層46的一部分，以露出各個信號導體42和加蔽線44。屏蔽層46通常為能夠具有一外面導電側或內面導電側的一箔。在一內面導電側的情況下，箔透過將箔回折到外部絕緣護套48上以露出箔的導電側來修整。在所示出的實施例中，箔是具有一外面導電層的類型。箔被修整之後，加蔽線44和信號導體42保持露出。加蔽線44從線纜40的前方被往後切或能夠向後彎折使加蔽線44遠離信號導體42的前對接端。各信號導體42具有由一絕緣體43包圍的一信號線41，其中各信號導體42的對應的絕緣層的一部分被剝除而露出信號線41的一裸 露的信號導體42。實質上，線纜40的所有的構造層以一大致階梯下降的關係被露出。
一旦修整完線纜40，框架30和修整完的線纜40一體成型或嵌件模製成型(insert molded)。在該步驟中，線纜40的一部分(即修整完的部分)置於或***模具中，然後成型框架30或圍繞線纜40形成框架30。如圖7至圖9所示，框架30包括：一線纜安裝部34，在線纜安裝部34中線纜40安裝於框架30；一導體安裝部38，在導體安裝部38中剝露的裸露的信號導體42朝向印刷電路板22延伸超出框架30。印刷電路板22與缺口37對準並固定於框架30，其中中間部36設置於線纜安裝部34與導體安裝部38之間。中間部36還包括凹設於框架30內的一穴部35，其中在嵌件模製成型工藝完成之後各線纜40的修整完的部分定位在穴部35中。修整完的線纜40的各部分例如屏蔽層46和加蔽線44進入並暴露在穴部35內。此外，多個接地導體32與框架30一起成型。多個接地導體32也可以嵌件模製成型在框架30內或縫合(stitched)就位。多個接地導體32均包括位於穴部35內的一部分以及朝向印刷電路板22的導體固定端26延伸超出框架30的前部的一部分。線纜40的裸露的信號導體42不露出在穴部35中而是類似於接地導體32地延伸超出框架30的前部。
在框架30的導體安裝部38，各線纜40的裸露的信號導體42以及接地導體32從框架30向外延伸。在該實施例中，信號導體42和接地導體32在框架30的導體安裝部38沿一排形成一G-S-S-G-G-S-S-G排列。一缺口37形成在框架30的各側，缺口37抓緊印刷電路板22的一部分並相對於框架30定位印刷電路板 22。裸露的信號導體42以及接地導體32然後固定於在電路板22的相鄰的導體固定端26上對應的第二接觸墊25。在所示出的實施例中，信號導體42與接地導體32焊接於墊25。可以考慮其他的固定選擇，諸如熔接以及粘接。
如前面所述，修整完的線纜40和接地導體32露出在穴部35中，在將修整完的線纜40和接地導體32露出在穴部35中之後，一導電環氧樹脂或其他硬化導電填充材料50設置在穴部35中。導電填充材料50也可以是分佈(dispensed)的在固化之前填充並包圍露出在穴部35中的修整完的線纜40和接地導體32的一可固化的(curable)材料。固化後，導電填充材料50使在露出在穴部35中的所有露出的導電元件之間形成一電連接。這實質上將屏蔽層46、各線纜40的加蔽線44以及多個接地導體32連接在一起，這將它們共接(commoning)在一起並形成一屏蔽。
與常規的連接方法(諸如簡單地將部件夾接(crimping)在一起)相比，透過這種佈置，能在多個接地導體32、加蔽線44以及屏蔽層46之間實現緊密接觸的最大化。夾接僅在夾接或貼接(attachment)區域使被連接的部件建立接觸。這種改進透過使屏蔽延伸穿過導電填充材料50來解決採用剝露的屏蔽雙導線線纜的信號完整性問題(串擾和阻抗不連續性)。接地參照透過也被導電填充材料50抓緊的接地線而傳遞到PCB。如圖10最佳所示，圖10是類似現有技術佈置的一圖示，區域200示出缺少一接地面且暴露的屏蔽雙導線電介質導致串擾增加和一阻抗不連續性。這兩者都會在高頻下降低線纜組件的性能。
還實現了額外的機械益處。由於導線填充物屏蔽延伸提供的增加 的連接強度，從線纜的末端可以獲得更寬鬆(liberal)的剝露長度。這實質上產生將線纜的本體連接於框架的一附加的應變釋放結構(strain relief)，由此能將外力從信號線上轉移離開到印刷電路板連接處。屏蔽雙導線線纜可能被定位為“上加蔽”或“下加蔽”，因為加蔽線被導電填充物完全抓緊；接地參照穿過導電填充物屏蔽傳遞到PCB。機械益處還應該允許更容易地實現一自動組裝過程和改進的應變釋放結構。
一旦這個步驟完成，一可選的模製成型操作將整個組件封裝以將組件固定在一起。組件置於由一導電材料(諸如壓鑄鋁)形成的一基座中。其他材料(諸如塑膠)也可以用於基座。包括一鎖定元件和拉動元件的一可選的扣持機構可活動地安裝於基座，使得線纜連接器牢固地鎖定於插座連接器或放置插座的罩體(cage)。
在此提供的說明書借助其優選且示例性的實施例說明了各個特徵。本領域普通技術人員透過閱讀本說明書，將可在隨附申請專利範圍和其精神內做出許多其他的實施例、修改和變形。

Claims (20)

  1. 一種連接器，包括：一基座；一基座子組件，包括一框架，所述框架包括一安裝部和一固定部、形成在所述安裝部與所述固定部之間的一中間部、形成在所述中間部的一穴部；一線纜，所述線纜包括具有一絕緣體的一信號導體以及一接地返回元件，所述線纜固定於所述框架；一接地導體，所述接地導體固定於所述框架；一電路板，所述電路板安裝於所述框架，所述電路板包括多個導電墊，各個信號導體和所述接地導體固定於對應的導電墊；以及一導電材料，設置在所述穴部中並包圍所述線纜；其中，所述接地返回元件以及所述接地導體的一露出部分透過所述導電材料連接在一起。
  2. 如請求項1所述的連接器，其中，所述線纜是一屏蔽雙導線線纜。
  3. 如請求項2所述的連接器，其中，所述接地返回元件是一屏蔽層。
  4. 如請求項3所述的連接器，其中，所述屏蔽層是一導電箔。
  5. 如請求項2所述的連接器，其中，所述接地返回元件是一加蔽線。
  6. 如請求項1所述的連接器，其中，所述導電材料是一可固化的樹脂。
  7. 如請求項1所述的連接器，其中，所述線纜與所述框架是嵌件模製成型。
  8. 如請求項1所述的連接器，其中，所述接地導體與所述框架嵌件模製成型。
  9. 如請求項1所述的連接器，其中，所述信號導體和所述接地導體焊接 於所述印刷電路板。
  10. 一種連接器子組件，包括：一框架，所述框架具有一穴部；一線纜，所述線纜包括具有一絕緣體的一信號導體以及一接地返回元件，所述線纜固定於所述框架；一接地導體，固定在所述框架上；一導電材料，設置在所述穴部中並包圍所述線纜；以及其中，所述接地返回元件以及所述接地導體的一露出部分透過所述導電材料連接在一起。
  11. 如請求項10所述的連接器子組件，還包括一印刷電路板固定於所述框架。
  12. 如請求項11所述的連接器子組件，其中，所述信號導體以及所述接地導體焊接於所述印刷電路板。
  13. 如請求項10所述的連接器子組件，其中，所述接地返回元件是一加蔽線。
  14. 如請求項10所述的連接器子組件，其中，所述接地返回元件是一導電箔。
  15. 如請求項10所述的連接器子組件，其中，所述線纜是一屏蔽雙導線線纜。
  16. 如請求項10所述的連接器子組件，其中，所述線纜與所述接地導體嵌件模製成型在所述框架中。
  17. 如請求項10所述的連接器子組件，其中，所述導電材料是一可固化的樹脂。
  18. 一種用於製造一連接器的方法，包括： 提供一線纜，所述線纜包括：一信號導體，所述信號導體具有包圍所述信號導體的一絕緣體；以及一接地返回元件；修整所述線纜，其中，所述接地返回元件的一部分以及所述信號導體露出；提供一接地導體；在所述線纜以及所述接地導體上模製成型一框架，一穴部形成在所述框架中，所述線纜的所述接地返回元件和所述接地導體的一部分露出所述穴部；將一導電材料***所述穴部，所述導電材料將所述接地返回元件連接於所述接地導體並包圍所述線纜；將一印刷電路板固定於所述框架，並將所述信號導體和所述接地導體連接於所述印刷電路板；以及透過一基座支撐所述框架。
  19. 如請求項18所述的用於製造連接器的所述方法，其中，固定所述信號導體與接地導體透過焊接來實現。
  20. 如請求項18所述的用於製造連接器的所述方法，還包括固化所述導電材料。
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