TWI668928B - 插頭組件及組裝插頭連接器的方法 - Google Patents

插頭組件及組裝插頭連接器的方法 Download PDF

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Abstract

一種插頭組件及組裝插頭連接器的方法，其中該插頭組件包括具有一插卡的一基座。所述插卡的一側包括多排的信號端接墊。所述插卡的另一側包括一單排的線纜端接墊。理線元件可用於支持多排的信號端接墊。一屏蔽元件可用於改善所述信號端接墊的電性能。

Description

插頭組件及組裝插頭連接器的方法
本發明涉及輸入/輸出(IO)連接器領域，更具體地涉及適合用於高數據速率應用的IO連接器。
輸入/輸出連接器通常用於需要高帶寬的應用中。例如，小型可插拔(small form factor pluggable，SFP)式連接器初始被開發為提供一發送和一接收通道(例如顯示(prove)為已知的一1X連接器)且逐漸地SFP連接器的性能已增加到它們能支持16Gbps甚至25Gbps的通道。很快就確認對於某些需求而言一1X連接器是不足的且四路小型可插拔(quad small form factor pluggable，QSFP)式連接器被開發以提供更多的通道並用作一4X連接器。
儘管更大尺寸的連接器已開發(諸如符合INFINBAND標準的一10X連接器)，但是QSFP式連接器由於其尺寸依然受到歡迎。QSFP連接器具有對一廣泛的製造工藝兼容的一0.8mm間距，並且一QSFP插頭基座內所提供的空間允許有足夠的空間用於常規被動線纜端接，甚至允許併入主動電或光收發模塊(二者均隨著數據率的增加而日益變得可取)。然而，某些人群會賞識針對這種可插拔式連接器的設計的進一步改進。
在一個方案中，一種插頭組件包括：一基座，所述基座設置成沿一對接軸線對接；一插卡；以及多條線纜。所述插卡安裝在所述基座內且具有一第一側和與所述第一側相反的一第二側，以及一第一對接端和與所述第一對接端相反的一第二端。所述插卡包括相鄰所述第一對接端的多個導電的對接墊以及多個線纜端接墊。所述多個線纜端接墊設置為在所述插卡的第一側的一第一組的多排，並且在所述插卡的第二側僅僅為一單排，各排的線纜端接墊包括多個信號端接墊和多個接地端接墊。所述第一側的線纜端接墊的排的一第一數量至少雙倍於所述第二側的線纜端接墊的排的一第二數量。各條線纜包括一信號導體，各信號導體端接於其中一個所述信號端接墊。
在一些實施態樣中，所述多個對接墊設置為多對，各對平行於所述對接軸線。
在一些實施態樣中，所述插卡包括相鄰所述插卡的第二端的沿所述第一側的一第一排的線纜端接墊，以及與所述第一排的線纜端接墊間隔開並且與所述多個對接墊間隔開的至少一個附加排的線纜端接墊，所述第一排的線纜端接墊和所述附加排的線纜端接墊均包括多個信號端接墊和多個接地端接墊，多條第一線纜中的每一條線纜的一信號導體端接於所述第一排的各個所述信號端接墊以限定一第一信號端接部，且多條附加的線纜中的每一條線纜的一信號導體端接於所述附加排的各個信號端接墊。
在一些實施態樣中，各附加的線纜的一部分在其中一個第一信號 端接部的上方延伸。
在一些實施態樣中，還包括在各第一信號端接部和一相鄰的附加的線纜之間的一導電屏蔽結構。
在一些實施態樣中，各導電屏蔽結構機械連接於所述第一排的線纜端接墊的其中一個所述接地端接墊。
在另一個方案中，一種組裝一插頭連接器的方法包括：a)提供一基座，所述基座設置成沿一對接軸線對接；以及b)提供一插卡，所示插卡具有一第一側、一第一對接端以及與所述第一對接端相反的一第二端。所述插卡包括相鄰所述第一對接端的多個導電的對接墊以及多個線纜端接墊，其中所述多個線纜端接墊設置為以相鄰所述插卡的第二端的沿所述第一側的一第一排的線纜端接墊，以及與所述第一排的線纜端接墊間隔開並與所述多個對接墊間隔開的至少一個附加排的線纜端接墊。所述第一排的線纜端接墊和所述附加排的線纜端接墊均包括多個信號端接墊以及多個接地端接墊。所述方法還包括：c)提供多條線纜，其中各條線纜包括一信號導體；d)將一第一組線纜的各信號導體端接於所述第一排的線纜端接墊的其中一個信號端接墊以限定一第一信號端接部；以及e)將一第一屏蔽元件安裝在所述插卡上，包括將一導電的第一屏蔽突起安裝在相鄰的第一信號端接部之間並將各第一屏蔽突起電連接於所述第一排的其中一個接地端接墊。所述方法還包括：f)在完成步驟d)和步驟e)之後，將一第二組線纜的各信號導體端接於第二排的線纜端接墊的其中一個信號端接墊，以限定一第二信號端接部；g)將一第二屏蔽元件安裝 在所述插卡上，包括將一導電的第二屏蔽突起安裝在相鄰的第二信號端接部之間並將各第二屏蔽突起電連接於所述第二排的其中一個接地端接墊；以及h)將所述插卡和線纜安裝在所述基座內。
在一些實施態樣中，還包括：在步驟d)之前將第一組線纜安裝在一第一理線元件上，並將線纜剝開以露出信號導體。
在一些實施態樣中，還包括：在步驟d)之前將所述第一理線元件安裝在所述插卡上。
在一些實施態樣中，還包括：在步驟f)之前，將第二組線纜安裝在一第二理線元件上並剝開線纜以露出信號導體。
在一些實施態樣中，還包括：在步驟f)之前，將所述第二理線元件安裝在所述插卡上。
在又一個方案中，一種插頭組件包括：一基座，所述基座設置成沿一對接軸線對接；一插卡；多條線纜；以及多個導電屏蔽突起。所述插卡安裝在所述基座內且具有一第一對接端以及與所述第一對接端相反的一第二端。所述插卡包括相鄰所述第一對接端的多個導電的對接墊以及以一排設置的多個線纜端接墊，所述排的線纜端接墊包括多個信號端接墊以及多個接地端接墊。所述多條線纜均包括一信號導體，其中各信號導體端接於其中一個信號端接墊以限定一信號端接部。所述多個導電屏蔽突起設置在所述插卡上，其中各屏蔽突起設置在相鄰的信號端接部之間並電連接於其中一個接地端接墊。
在一些實施態樣中，還包括一屏蔽元件，所述屏蔽元件包括一本 體以及所述多個屏蔽突起。
在一些實施態樣中，所述多個屏蔽突起與所述本體一體形成。
在一些實施態樣中，所述本體還包括將所述多個屏蔽突起相互連接的一基部，所述基部與所述插卡間隔開且所述多個屏蔽突起在所述插卡和所述基部之間延伸。
在一些實施態樣中，所述基部包括在各個信號端接部上方的導電屏蔽部。
在一些實施態樣中，所述插卡包括相鄰所述插卡的第二端的一第一排的線纜端接墊以及與所述第一排的線纜端接墊間隔開並且與所述多個對接墊間隔開的至少一個附加排的線纜端接墊，所述第一排的線纜端接墊以及所述附加排的線纜端接墊均包括多個信號端接墊以及多個接地端接墊，多條第一線纜中的各條線纜的一信號導體端接於所述第一排的各信號端接墊以限定一第一信號端接部，且多條附加的線纜中的各條線纜的一信號導體端接於所述附加排的各信號端接墊，其中，各條附加的線纜的一部分在其中一個第一信號端接部上方延伸且所述基部的導電屏蔽部設置在各第一信號端接部和一相鄰的附加的線纜之間。
在一些實施態樣中，所述多個屏蔽突起和所述基部限定多個U形的開口。
在一些實施態樣中，所述本體還包括將所述多個屏蔽突起相互連接的一基部，所述基部與所述插卡相鄰，所述多個屏蔽突起從所述基部延伸。
在一些實施態樣中，各屏蔽突起機械連接於其中一個接地端接墊。
在一些實施態樣中，所述排的線纜端接墊垂直於所述對接軸線。
在一些實施態樣中，所述多個對接墊以多對設置，各對平行於所述對接軸線。
在再一個方案中，一種插頭組件包括：一基座，所述基座設置成沿一對接軸線對接；一插卡；多條線纜；以及一理線元件。所述插卡安裝在所述基座內且具有一第一對接端以及與所述第一對接端相反的一第二端。所述插卡包括相鄰所述第一對接端的多個導電的對接墊以及以一排設置的多個線纜端接墊，其中所述排的線纜端接墊包括多個信號端接墊以及多個接地端接墊。所述多條線纜均包括一信號導體，其中各信號導體端接於其中一個線纜端接墊以限定一信號端接部。所述理線元件相鄰所述排的線纜端接墊設置在所述插卡上，且所述理線元件包括多個開口，其中每一開口中設置其中一條所述線纜。
在一些實施態樣中，各開口是一洞，且各條線纜延伸穿過所述理線元件的一對洞。
在一些實施態樣中，每一對洞沿平行於所述對接軸線的一軸線對齊。
在一些實施態樣中，所述接地端接墊位於成對的信號端接墊之間，且還包括固定於所述理線元件的一屏蔽元件，所述屏蔽元件包括多個屏蔽突起，各屏蔽突起設置在相鄰信號端接部之間並電連接於其中一個接地端接 墊。
在一些實施態樣中，所述屏蔽元件還包括將所述多個屏蔽突起相互連接的一基部，所述基部與所述插卡間隔開，且所述多個屏蔽突起在所述插卡和所述基部之間延伸，且所述基部包括在各線纜端接部上方的導電屏蔽部。
在一些實施態樣中，所述插卡包括相鄰所述插卡的第二端的一第一排的線纜端接墊以及與所述第一排的線纜端接墊間隔開並與所述多個對接墊間隔開的至少一個附加排的線纜端接墊，所述第一排的線纜端接墊和所述附加排的線纜端接墊均包括多個信號端接墊以及多個接地端接墊，多條第一線纜的各條線纜的一信號導體端接於所述第一排的各信號端接墊以限定一第一信號端接部，而多個附加的線纜的各條線纜的一信號導體端接於所述附加排的各信號端接墊，其中，各附加的線纜的一部分在其中一個第一信號端接部的上方延伸，且所述基部的導電屏蔽部設置在各第一信號端接部和一相鄰的附加的線纜之間。
在一些實施態樣中，所述理線元件還包括多個導電屏蔽突起，各屏蔽突起設置在相鄰信號端接部之間並電連接於其中一個接地端接墊。
在一些實施態樣中，所述理線元件包括：一第一部分，包括將各條線纜固定於所述插卡的所述開口；以及一第二部分，構造成所述多個屏蔽突起。
在一些實施態樣中，所述多個對接墊設置為多對，各對平行於所述對接軸線。
10‧‧‧插頭連接器
15‧‧‧基座
16‧‧‧上基座構件
17‧‧‧下基座構件
18‧‧‧緊固件
20‧‧‧對接端
21‧‧‧後端
22‧‧‧上懸臂部
23‧‧‧下懸臂部
25‧‧‧扣持結構
26‧‧‧釋放元件
27‧‧‧扣持臂
30‧‧‧插卡
31‧‧‧上表面
32‧‧‧下表面
33‧‧‧對接端
34‧‧‧後端
35‧‧‧對接墊
36‧‧‧細長的墊
37‧‧‧外緣部
40‧‧‧短導電墊組
41‧‧‧第一墊
42‧‧‧第二墊
43‧‧‧第三墊
44‧‧‧第四墊
50-53‧‧‧排
55‧‧‧信號端接墊
56‧‧‧接地端接墊
57‧‧‧導電的橋接元件
60‧‧‧端部
61‧‧‧端部
62‧‧‧橫向片體
63‧‧‧接地導孔
65‧‧‧導電導孔
66‧‧‧跡線
67‧‧‧安裝孔
68‧‧‧器件安裝墊
70‧‧‧理線元件
71‧‧‧本體
72‧‧‧中間腔
73‧‧‧前壁
74‧‧‧後壁
75‧‧‧側壁
76‧‧‧安裝壁
76‧‧‧下壁
77‧‧‧安裝突起
80‧‧‧開口
81‧‧‧中間突起
82‧‧‧側表面
84‧‧‧側表面
85‧‧‧通道
86、87‧‧‧豎向槽
90、90a‧‧‧屏蔽元件
91‧‧‧本體
92‧‧‧中間腔
93‧‧‧前壁
94‧‧‧後壁
95‧‧‧側壁
96‧‧‧上壁
97‧‧‧下表面
98‧‧‧內表面
101‧‧‧內壁
102‧‧‧側表面
103‧‧‧通道
105‧‧‧突起
120‧‧‧組合式理線及屏蔽元件
121‧‧‧前端
122‧‧‧後端
123‧‧‧側壁
124‧‧‧安裝表面
125‧‧‧下表面
126‧‧‧中間網板
127‧‧‧後網板
128‧‧‧凹部
129‧‧‧細長的突起
150‧‧‧線纜
151‧‧‧信號導體
152‧‧‧絕緣體
153‧‧‧屏蔽層
154‧‧‧外絕緣層
155‧‧‧信號端接部
156‧‧‧加蔽線
170、171‧‧‧線
200‧‧‧對接軸線
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示出根據本發明的一插頭連接器的一立體圖；圖2示出大體沿圖1的線2-2作出的一放大的剖開圖；圖3示出圖2的一部分的一放大的側視圖；圖4示出圖1的插頭連接器的一立體圖，其中上基座構件從插頭連接器中分解出；圖5示出與圖4類似的一放大的立體圖，但是其中無上基座構件；圖6示出一插卡的一立體圖，其中多條線纜連同根據本發明的理線元件以及屏蔽元件端接於插卡；圖7示出與圖6類似的一立體圖，但是其中為了清楚起見去除線纜部分而且其中部件是從一不同的角度示出；圖8示出圖6的插卡、線纜、理線元件以及屏蔽元件的一部分分解立體圖；圖9示出與類似圖6的一立體圖，但是其中為了清楚起見去除了線纜；圖10示出圖6的插卡以及安裝在其上的部件的一立體圖，其中組件翻轉以示出插卡的底部；圖11示出圖10的一分解立體圖；圖12示出與圖10類似的一立體圖，但是其中為了清楚起見去除了線纜； 圖13示出與圖10類似的一立體圖，但是其中為了清楚起見去除了部分線纜而且其中部件是從另一角度示出；圖14示出根據本發明的一插卡的一立體圖；圖15示出圖14的一放大的局部部分；圖16示出一理線元件連同端接於多個信號端接墊的多個信號導體的一部分的一放大立體圖，其中為了清楚起見去除了部分線纜；圖17是根據本發明的一理線元件的一立體圖；圖18是根據本發明的一屏蔽元件的一立體圖；圖19是圖17的理線元件連接於圖18的屏蔽元件的一立體圖；圖20是與圖19類似的但以不同的角度觀察以示出組件的底部的一立體圖；圖21是處於部分組裝狀態的一插卡、多條線纜、多個理線元件以及多個屏蔽元件的一立體圖；圖22是處於進一步部分組裝狀態的一插卡、多條線纜、多個理線元件以及多個屏蔽元件的一立體圖；圖23是繪出具有和不具有多個理線元件和多個屏蔽元件情況下的串擾作為頻率的函數的一模擬圖；圖24是繪出具有和不具有多個理線元件和多個屏蔽元件情況下的***損耗作為頻率的函數的一模擬圖；圖25是繪出具有和不具有多個理線元件和多個屏蔽元件情況下的反射損 耗(return loss)作為頻率的函數的一模擬圖；以及圖26是繪出具有和不具有理線元件和屏蔽元件情況下的阻抗作為時間的函數的一模擬圖。
下面的詳細說明描述多個示範性實施例且所公開的特徵不意欲限制到明確公開的組合。因此，除非另有說明，本文所公開的特徵可以組合在一起而形成出於簡明目的而未示出的附加的組合。
參照圖1至圖5，公開了一插頭連接器10。插頭連接器10包括具有設置在其內的一電路板或插卡(paddle card)30的一基座15以及端接於插卡30的多條線纜150。
基座15示出為具有一上基座構件16以及一下基座構件17的一雙件式結構。基座15具有一前端或對接端20以及與對接端20相反的一後端21。上基座構件16具有相鄰於對接端20的一上懸臂部22而下基座構件17具有也相鄰於對接端20的一下懸臂部23。在一個實施例中，上懸臂部22延伸超出下懸臂部23。上\下基座構件16、17可以任何所需的方式(諸如採用大體相鄰後端21定位的緊固件18)固定在一起。
基座15可以任何所需的方式且由任何所需的材料形成。例如，上下基座構件16、17可模鑄(die cast)、機械加工或模製(molded)。上\下基座構件16、17可由金屬、塑料或任何其它所需的材料的形成。如果需要，上\下基 座構件16、17可諸如通過形成金屬的構件或通過形成塑料構件並按照需要設置鍍層而成為導電性的。
插頭連接器10還可包括用於將插頭連接器10鎖定於一對接插座(未示出)以及解除插頭連接器10與對接插座鎖定的一扣持結構25。扣持結構25包括可操縱地連接於一對扣持臂27的能夠手抓的(manually graspable)釋放元件(release member)26。釋放元件26沿對接軸線200遠離對接端20的縱向運動帶動(causes)扣持臂27運動以解除扣持臂27與對接插座的接合。
電路板或插卡30設置在基座15內。在一個實施例中，插卡30可以朝向基座15的底壁17偏移以使插卡30的上表面31和以圖3的22a標出的上懸臂部之間的距離“A”(圖3)至少兩倍於插卡30的下表面32和以圖3的23a標出的下懸臂部之間的距離“B”的方式定位在基座15內。
參照圖13至圖15，插卡30具有一對接端33以及與對接端33相反的一後端34。插卡30具有在上表面31和下表面32(圖10至圖12)上相鄰於對接端33、平行於對接軸線200延伸的多個導電的對接墊35。如圖所示，多個對接墊35包括多個橫向(laterally)間隔開的(相對對接軸線200)細長的墊36，細長的墊36可構造成接地墊或參照墊。
多個短導電墊組40(沿著或平行於對接軸線200)橫向位於多個細長的墊36之間。如圖所示，各導電對接墊組40包括從對接端33朝向後端34依次的較短的一第一墊41、中間長度的一第二墊42、較長的一第三墊43以及中間長度的一第四墊44。在所示出的實施例中，大部分或全部的中間長度的第二及 第四墊42、44可電連接於插卡30上的電路或器件(components)。第一墊41和第四墊43可不電連接於插卡30上的電路或器件且可用作(operate as)相對光滑的表面，對接插座(未示出)的一端子(未示出)在對接過程中可沿所述相對光滑的表面。
插卡30具有位於上表面31上的三排50-52的導電線纜端接墊以及位於下表面32上的一排53的線纜端接墊(圖11)。各信號端接墊55為沿著或相對對接軸線200呈細長的。在上表面31上，第一排50的線纜端接墊定位成大體相鄰後端34而其餘兩排51-52定位在第一排50和相鄰對接端33的導電的對接墊35之間。在下表面32上，排53的線纜端接墊大體位於上表面31上的最接近對接墊35的排52的下方。
如圖所示，各排50-53的線纜端接墊包括四對的信號端接墊55。插卡30可設置成各對的信號端接墊55用作一差分對。各對的信號端接墊55與一相鄰對間隔，其中一接地端接墊56設置在相鄰兩對之間。接地端接墊56還可設置在最外側的成對的信號端接墊55和插卡30的外緣部37之間。通過這樣一種構造，各對的信號端接墊55包括位於其橫向相反兩側的接地端接墊56。
如果需要，一導電的橋接元件57可沿各接地端接墊56的一個端部60延伸以將各接地端接墊相互連接。如能認識到的，各對的信號端接墊55由此由一U形的接地跡線包圍。一橫向片體62可從各接地端接墊56的相反的端部61橫向延伸。通過採用包括多個接地端接墊56、導電的橋接元件57、多個橫向片體62的接地結構以及接地導孔63的定位，可獲得改善的電性能。更具體地，接 地結構的構造縮短了接地連接之間的路徑，以通過使可能存在的任何可能的諧振的頻率增加到插頭連接器10在其中工作的系統的工作頻率之上來減少系統內的諧振。
插卡30可以任何所需的方式(包括採用常規電路板製造工藝)形成。在一個實施例中，插卡30可具有八個導電層，包括接地層、信號層以及混合層。對接墊35和排50-53、信號端接墊55、接地端接墊56可沿任何導電層利用導電跡線(諸如上表面31上的跡線66)以及層之間通過採用導電導孔65而被電連接，這在本領域中是公知的。各種器件(未示出，諸如電容器)可在器件安裝墊68處安裝在插卡30上。安裝孔或安裝洞67可延伸穿過插卡30，以用於將元件在安裝在插卡30，這在後面進一步詳細說明。如圖所示，安裝孔67為鍍覆的通孔且機械和電連接於插卡30內的一個或多個接地層。
如圖所示，多條線纜150端接於插卡30。在所示出的實施例中，各條線纜150構造成具有一對信號導體151的一雙股線纜。各信號導體151由一絕緣體152包圍且兩個絕緣體152由一接地層或屏蔽層153包圍，且屏蔽層153由一外絕緣層154包圍。各信號導體151諸如通過焊接或以任何其它所需的方式端接於一個信號端接墊55，以形成一信號端接部(signal termination)155。
端接於插卡30的上表面31的多條線纜150通過採用多個理線元件70(圖17至圖19)固定於插卡30。如圖6至圖9所示，一個理線元件70設置成幫助端接各排50-52的線纜端接墊。各個理線元件70為大體直角成形(rectangularly shaped)以形成一長方形的本體(cuboid body)71，本體71具有一敞開的中間 (central)部或腔72。本體71包括一前壁73、與前壁73相反的一後壁74、將前壁73和後壁74相互連接的側壁75以及一下壁或安裝壁76。一對中空的安裝突起77從安裝壁76向下延伸。多個以橢圓形的洞構造的開口80延伸穿過前壁73和後壁74。前壁73上的各開口80與後壁74上的其中一個開口80對齊，以形成與對接軸線200(見圖1)平行的成對的開口。開口80的形狀可構造成大體匹配線纜150的橫截面。
多個中間突起81在中間腔72內從下壁76向上延伸且各可設置有相反面向的弧形的側表面82。各側壁75的一部分還可具有面向內側的一弧形的側表面84。具有弧形側壁的一通道85由一對相對的側表面82、84限定，其中各側表面構造成大體匹配線纜150的橫截面。各通道85在其中一對開口80之間延伸並與其中一對開口80對齊。
理線元件70可以任何所需的方式並由任何所需的材料形成。例如，理線元件70可模鑄、機械加工或模製。理線元件70可由金屬、塑料或任何其它所需的材料形成。如果需要，理線元件70可諸如通過形成金屬部件或通過形成塑料元件並按照需要設置鍍層而成為導電性的。儘管示出有四對開口80和一對齊的通道85，但是理線元件70可包括任意所需數量的成對的開口和通道。此外，在一些實施例中，理線元件70可僅包括前壁73或後壁74上的開口80且各開口和通道85可不包括大體構造成與線纜150的橫截面匹配的弧形側壁。
如能認識到的，理線元件70支撐線纜150並為信號端接部155提供應力釋放(strain relief)的一手段(measure)。如圖所示，橫跨各整個排50-52 的端接墊設置一單個的理線元件70，但也可為各線纜150設置獨立的理線元件。單個的理線元件70的益處是增加牢靠性(robustness)和強度以及處理的部件更少。為了改善線纜150的固持性，灌封材料能用於將各線纜150固定於理線元件70。
為了將一理線元件70安裝在插卡30上，線纜150可首先***理線元件70和理線元件70和線纜150的組件在插卡30的上方定位成安裝突起77與插卡30上的安裝孔67對齊。理線元件70和線纜150的組件隨後相對插卡30移動，從而安裝突起77***安裝孔67。一緊固件(諸如一鉚釘78(圖13))可***各安裝突起77且固定於插卡30。如果安裝孔67和理線元件70(包括安裝突起77)為導電性的，那麼一電連接可通過安裝孔67與安裝突起77和/或通過鉚釘78之間的接觸部形成。
如圖16最佳看到的，在製備(例如剝開)線纜150的端部以露出信號導體151時，屏蔽層153從兩個信號導體151周圍移除。相應地，在將信號導體151端接於信號端接墊55以形成一信號端接部155時，來自相鄰信號對的串擾可能影響各信號對的電性能。另外，來自其它源(諸如線纜150)的在信號端接部155上通過的其它信號或噪音也可能對信號對的電性能具有負面作用。此外，因為絕緣體(insulation)152和屏蔽層153已從一對信號導體151周圍移除，所以傳輸線也可能在信號端接部155處在信號端接墊55和信號導體151之間發生相對大的阻抗不連續性。
參閱圖18至圖20，為了改善插頭連接器10的電性能，一屏蔽元件 90(即導電屏蔽結構)可設置在信號端接部155的上方。參照圖18，屏蔽元件90成形為大體形成具有一敞開的中間部或腔92的一長方形的本體91。本體91包括一前壁93、與前壁93相反的一後壁94、將前壁93和後壁94相互連接的側壁95、一上壁或頂壁96(即基部、導電屏蔽部)以及一下表面或安裝表面97。側壁95可設置有大體匹配線纜150的橫截面的弧形的內表面98。上壁96的上表面可傾斜(tapered)從而該上表面在最低位置(lowest)相鄰前壁93，或該上表面可如圖21、22所示地對應屏蔽元件90a是平的。
多個構造成橢圓形的洞的一部分或一段的開口100延伸穿過前壁93和後壁94。前壁93上的各開口100與後壁94上的其中一個開口100對齊，以形成與對接軸線200(見圖1)平行於的成對的開口。開口100的形狀可構造成大體匹配線纜150的橫截面。
內壁101從上壁96向下延伸到中間腔92中。內壁101在前壁93和後壁94之間延伸並位於兩個開口100之間的一中間位置。內壁101可各設置有大體匹配線纜150的橫截面的相反面向的弧形的側表面102。具有弧形側壁的一通道103由一對相對的側表面98、102和前壁93及後壁94上的一對對齊的開口100限定。
屏蔽元件90可以任何所需的方式且由任何所需的材料形成，其中屏蔽元件90的至少一部分是導電性的。例如，屏蔽元件90可模鑄、機械加工或模製。屏蔽元件90可由金屬、塑料或任何其它所需的材料形成。如果由一不導電材料形成，則一導電材料(諸如鍍層)按照需要可設置於屏蔽元件90的至少 一部分。儘管示出有四對開口100和一對齊的通道103，但是屏蔽元件90可包括任意所需數量的成對的開口和通道。此外，在一些實施例中，各開口100和通道103可不包括大體構造成與線纜150的橫截面匹配的弧形側壁。
在將一屏蔽元件90安裝在插卡30上時，屏蔽元件90的下表面97將與插卡30的接地端接墊56機械和電接觸。由於與一接地端接墊56接合，屏蔽元件90的各內壁101起到或用作從接地端接墊56向上延伸或突出的一導電屏蔽突起。因為接地端接墊56位於成對的信號端接部155之間，所以內壁101設置在相鄰對的信號端接部155的信號端接部155之間且用於(operate to)減少EMI發射並提供信號端接部對之間的附加的電隔離。上壁96可用作一附加的屏蔽結構，以進一步減少EMI發射並在豎向上屏蔽信號端接部155以進一步將信號端接部155與諸如從可以在信號端接部155上方通過的線纜150隔離。進一步地，插卡30上的U形的接地跡線充分地(substantially)包圍信號端接部對且當電連接於屏蔽元件90時為信號端接部對提供更完整的屏蔽。
上壁96可具有如圖所示地針對以90a標出的屏蔽元件的一平坦的上表面或可以具有如圖所示地針對以90標出的屏蔽元件的一傾斜的上表面。傾斜的上表面可透過使排50-52的線纜端接墊更緊密地間隔在一起而允許插卡30在尺寸上減少。
在一些實施例中，屏蔽元件90可在線纜150安裝於插卡30且信號導體151端接於信號端接墊55之後固定於各理線元件70。屏蔽元件90可以任何所需的方式固定於理線元件70。
在所示出的實施例中，理線元件70的前壁73包括在前壁73上在相鄰開口80之間設置或延伸的內豎向槽86。另外，外豎向槽87沿各理線元件70的前壁73和側壁75之間的相交處設置。屏蔽元件90的後壁94包括多個突起105，其中從各側壁95向後延伸出一個突起105，且從各內壁101向後延伸出一個突起105。其中一個突起105構造成對齊並收容在內豎向槽86內和外豎向槽87。在所示出的實施例中，突起105機械連接於內豎向槽86和外豎向槽87以形成理線元件70和屏蔽元件90之間的電連接。
如上所述，在將屏蔽層153從一線纜150上移除以露出信號導體151時，在信號端接部155處的阻抗可相對傳輸線的整個(overall)阻抗被改變。在屏蔽層153移除且不具有理線元件70和屏蔽元件90的情況下沿傳輸線的阻抗由線170示出在圖26中。在屏蔽層153移除但是系統包括理線元件70和屏蔽元件90的情況下沿傳輸線的阻抗由線171示出在圖26中。由此，可看到，在信號端接部155處的阻抗不連續性通過採用理線元件70和屏蔽元件90而減少。
參照圖10至圖13，一組合式理線及屏蔽元件120示出為安裝於插卡30的下表面32。組合式理線及屏蔽元件120包括一前端121、一後端122以及在前端121和後端122之間延伸的側壁123。一上表面或安裝表面124設置成用於相鄰插卡30的下表面32安裝而一下表面125面向與安裝表面124相反的方向。
一中間網板(web)126(即基部)在側壁123之間延伸並與前端121間隔開。一後網板127相鄰後端122在側壁124之間延伸。中間網板126和後網板127(即第一部分)各包括多個構造成收容線纜150的一部分的弧形的收容線纜的 凹部128。來自中間網板126和後網板127各自的一個凹部128平行於對接軸線200(見圖1)地軸向對齊。多個細長的突起129(即第二部分)從中間網板126向前延伸，其中中間網板126在各凹部128的橫向各側有一突起。
如圖所示，組合式理線及屏蔽元件120除以下外類似於理線元件70和屏蔽元件90的組合，組合式理線及屏蔽元件120不包括將線纜150固持於組合式理線及屏蔽元件120的結構且組合式理線及屏蔽元件120不包括提供信號端接部155上方的屏蔽的結構。換句話說，儘管組合式理線及屏蔽元件120將幫助定位並對齊線纜150，但是線纜150不穿過(threaded through)組合式理線及屏蔽元件120上的開口且由此未固持在所述開口內。此外，細長的突起129用作設置在相鄰信號端接部155之間的屏蔽突起但不為信號端接部155提供豎向上的屏蔽。如將認識到的，因為插卡30的下表面32包括僅一排53的線纜端接墊，所以線纜150不在信號端接部155上方通過並由此所述豎向屏蔽可以是不必要的。進一步地，組合式理線及屏蔽元件120具有一更低的高度且由此要求的豎向空間更小。
在一個實施例中，為了組裝插頭連接器10，線纜150的自由端部大致地或粗略地切割一所需長度並從後往前***穿過理線元件70的一對開口的兩個開口80。線纜150的自由端部相對理線元件70定位並用膠水或以其它方式固定於理線元件70。線纜150的所述端部隨後再被切割所需長度並剝開或以其它方式處理以露出信號導體151。
包含安裝在其上的線纜150的第一個理線元件70相鄰排50定位在 插卡30的上表面31，其中該理線元件70的安裝突起77位於插卡30的安裝孔67內。第一個理線元件70隨後諸如利用鉚釘78固定於插卡30。各線纜150的信號導體151隨後諸如通過焊接端接於排50的信號端接墊55。第一個屏蔽元件90可隨後固定於第一個理線元件70，其中所述屏蔽元件90接合插卡30上的接地端接墊56。在一個實施例中，第一個理線元件70和第一個屏蔽元件90可通過豎向槽86、87和突起105之間的壓配或過盈配合而固定在一起。
在安裝第一個理線元件70、將信號導體151端接於第一排50的信號端接墊並安裝第一個屏蔽元件90之後，其內具有線纜150的第二個理線元件70也可相鄰第二排51的端接墊而安裝在插卡30上，信號導體151端接於第二排51的信號端接墊55，且第二個屏蔽元件90安裝於第二個理線元件70。最後，其內具有線纜150的第三個理線元件70相鄰第三排52的端接墊而安裝在插卡30上，信號導體151端接於第三排52的信號端接墊55(圖21)，且第三個屏蔽元件90a安裝於第三個理線元件(圖22)。因為沒有線纜150在第三個屏蔽元件90a上方通過，所以第三個屏蔽元件90a可具有一平坦的上壁96。
在將一理線元件70相鄰排52的線纜端接墊固定於插卡30的上表面31的同時，用於固定該理線元件70的緊固件(例如鉚釘78)也可用於將組合式理線及屏蔽元件120固定插卡30的下表面32。線纜150的自由端部可大致地或粗略地切割一所需的長度且線纜150位於與組合式理線及屏蔽元件類似的一固定裝置(fixture)且利用膠(諸如膠水)固定在一起。線纜150的所述自由端部隨後切割所需長度並剝開或以其它方式處理以露出信號導體151。線纜150隨後 定位於中間網板126和後網板127的凹部128內並用膠水或其它方式相對組合式理線及屏蔽元件120固定就位。各線纜150的信號導體151隨後諸如通過焊接端接於信號端接墊55。一旦全部線纜150已端接於插卡30，則插卡30連同端接於插卡的線纜150可如圖4所示地定位於下基座構件17且上基座構件16固定於下基座構件17。
如公知的，有時稱為雙股線纜的線纜150通常具有一外屏蔽層153。如果設置一外屏蔽層153，那麼理線元件70能電容耦合於所述外屏蔽層153且能用作AC電流的一接地。由此，不需要一直接電連接來提供接地的路徑。然而，在某些應用中，可能存在對線纜150的屏蔽層153與理線元件70之間的一直接電連接的需要，且在這些情況下，屏蔽層153能直接連接於理線元件70。
如果需要，線纜150也可包括一加蔽線156(圖16)。在一個實施例中，加蔽線156無需一直接電連接而能電容耦合於理線元件70。為了提供充分的電容耦合，理線元件70能設置成使一充分導電的表面與加蔽線156相鄰。可替代地，加蔽線156也可直接連接於理線元件70或屏蔽元件90。在再一實施例中，加蔽線156可直接端接於插卡30上的接地結構(例如接地端接墊56和導電的橋接元件57)。
在圖23至圖26中，採用理線元件70和屏蔽元件90的傳輸線由線171示出，而不採用理線元件70和屏蔽元件90的傳輸線由線170示出。如能認識到的，採用理線元件70和屏蔽元件90的電性能與常規設計相比相似或更好(在***損耗上變差約0.1dB但在更高的頻率下提供反射損耗(return loss)上的更顯 著的改善)同時在串擾性能上的改善最顯著。這些改善預期針對所述減少的串擾提供附加的通道裕量(channel margin)的應用是有幫助的。
應注意的是，在一些應用中，插卡30可在各排50-52的線纜端接墊處設置有理線元件70和屏蔽元件90，其中在各排50-52的線纜端接墊處僅有理線元件70和屏蔽元件90兩者的其中一個；或者在各排50-52的線纜端接墊處不具有任何理線元件70和屏蔽元件90。然而，在相對大的信號導體(28線規(gauge)或更大)用於支持10GHz或更高的速度的應用中，多排50-52的線纜端接墊設置成其中一些線纜150在成排的線纜端接墊上方通過。結果，在各排50-52的線纜端接墊處採用理線元件70和屏蔽元件90有助獲得所需的電性能(例如，高速數據傳輸而無顯著的損耗)。
本文給出的本發明以其優選實施例及示範性實施例說明了各個特徵。本領域技術人員在閱讀本發明後將可以作出處於隨附申請專利範圍和其精神內的許多其它的實施例、修改以及變形。

Claims (31)

  1. 一種插頭組件，包括：一基座，所述基座設置成沿一對接軸線對接；一插卡，安裝在所述基座內，所述插卡具有一第一側和與所述第一側相反的一第二側，以及一第一對接端和與所述第一對接端相反的一第二端，所述插卡包括相鄰所述第一對接端的多個導電的對接墊，以及多個線纜端接墊，所述多個線纜端接墊設置成在所述插卡的第一側的一第一組的多排，並且在所述插卡的第二側僅僅是一單排，各排的線纜端接墊包括多個信號端接墊和多個接地端接墊，其中，所述第一側的線纜端接墊的排的一第一數量至少雙倍於所述第二側的線纜端接墊的排的一第二數量；以及多條線纜，各條線纜包括一信號導體，各信號導體端接於其中一個所述信號端接墊。
  2. 如請求項1所述的插頭組件，其中，所述多個對接墊設置為多對，各對對接墊平行於所述對接軸線。
  3. 如請求項1所述的插頭組件，其中，所述插卡包括相鄰所述插卡的第二端的沿所述第一側的一第一排的線纜端接墊，以及與所述第一排的線纜端接墊間隔開並且與所述多個對接墊間隔開的至少一個附加排的線纜端接墊，所述第一排的線纜端接墊和所述附加排的線纜端接墊均包括多個信號端接墊和多個接地端接墊，多條第一線纜中的每一條線纜的一信號導體端接於所述第一排的各個所述信號端接墊以限定一第一信號端接部，且多條附加的線纜中的每一條線纜的一信號導體端接於所述附加排的各個信號端接墊。
  4. 如請求項3所述的插頭組件，其中，各附加的線纜的一部分在其中一個第一信號端接部的上方延伸。
  5. 如請求項4所述的插頭組件，還包括在各第一信號端接部和一相鄰的附加的線纜之間的一導電屏蔽結構。
  6. 如請求項5所述的插頭組件，其中，各導電屏蔽結構機械連接於所述第一排的線纜端接墊的其中一個所述接地端接墊。
  7. 一種組裝一插頭連接器的方法，包括：a)提供一基座，所述基座設置成沿一對接軸線對接；b)提供一插卡，所述插卡具有一第一側、一第一對接端以及與所述第一對接端相反的一第二端，所述插卡包括相鄰所述第一對接端的多個導電的對接墊以及多個線纜端接墊，所述多個線纜端接墊設置成相鄰所述插卡的第二端的沿所述第一側的一第一排的線纜端接墊，以及與所述第一排的線纜端接墊間隔開並且與所述多個對接墊間隔開的至少一個附加排的線纜端接墊，所述第一排的線纜端接墊和所述附加排的線纜端接墊均包括多個信號端接墊以及多個接地端接墊；c)提供多條線纜，各條線纜包括一信號導體；d)將一第一組線纜的各信號導體端接於所述第一排的線纜端接墊中的一個信號端接墊以限定一第一信號端接部；e)將一第一屏蔽元件安裝在所述插卡上，包括將一導電的第一屏蔽突起安裝在相鄰的第一信號端接部之間並且將各第一屏蔽突起電連接於所述第一排的其中一個接地端接墊；f)在完成步驟d)和步驟e)之後，將一第二組線纜的各信號導體端接於第二排的線纜端接墊的其中一個信號端接墊，以限定一第二信號端接部；g)將一第二屏蔽元件安裝在所述插卡上，包括將一導電的第二屏蔽突起安裝在相鄰第二信號端接部之間並將各第二屏蔽突起電連接於所述第二排的其中一個接地端接墊；以及h)將所述插卡和線纜安裝在所述基座內。
  8. 如請求項7所述的方法，還包括：在步驟d)之前將第一組線纜安裝在一第一理線元件上，並將線纜剝開以露出信號導體。
  9. 如請求項8所述的方法，還包括：在步驟d)之前將所述第一理線元件安裝在所述插卡上。
  10. 如請求項8所述的方法，還包括：在步驟f)之前，將第二組線纜安裝在一第二理線元件上並剝開線纜以露出信號導體。
  11. 如請求項9所述的方法，還包括：在步驟f)之前，將一第二理線元件安裝在所述插卡上。
  12. 一種插頭組件，包括：一基座，所述基座設置成沿一對接軸線對接；一插卡，安裝在所述基座內，所述插卡具有一第一對接端以及與所述第一對接端相反的一第二端，所述插卡包括相鄰所述第一對接端的多個導電的對接墊以及以一排設置的多個線纜端接墊，所述排的線纜端接墊包括多個信號端接墊以及多個接地端接墊；多條線纜，各條線纜包括一信號導體，各信號導體端接於其中一個信號端接墊以限定一信號端接部；以及多個導電的屏蔽突起，設置在所述插卡上，各屏蔽突起設置在相鄰的信號端接部之間並電連接於其中一個接地端接墊。
  13. 如請求項12所述的插頭組件，還包括一屏蔽元件，所述屏蔽元件包括一本體以及所述多個屏蔽突起。
  14. 如請求項13所述的插頭組件，其中，所述多個屏蔽突起與所述本體一體形成。
  15. 如請求項14所述的插頭組件，其中，所述本體還包括將所述多個屏蔽突起相互連接的一基部，所述基部與所述插卡間隔開且所述多個屏蔽突起在所述插卡和所述基部之間延伸。
  16. 如請求項15所述的插頭組件，其中，所述基部包括在各個信號端接部上方的導電屏蔽部。
  17. 如請求項16所述的插頭組件，其中，所述插卡包括相鄰所述插卡的第二端的一第一排的線纜端接墊以及與所述第一排的線纜端接墊間隔開並且與所述多個對接墊間隔開的至少一個附加排的線纜端接墊，所述第一排的線纜端接墊以及所述附加排的線纜端接墊均包括多個信號端接墊以及多個接地端接墊，多條第一線纜中的各條線纜的一信號導體端接於所述第一排的各信號端接墊以限定一第一信號端接部，且多條附加的線纜中的各條線纜的一信號導體端接於所述附加排的各信號端接墊，其中，各條附加的線纜的一部分在其中一個第一信號端接部上方延伸且所述基部的導電屏蔽部設置在各第一信號端接部和一相鄰的附加的線纜之間。
  18. 如請求項15所述的插頭組件，其中，所述多個屏蔽突起和所述基部限定多個U形的開口。
  19. 如請求項14所述的插頭組件，其中，所述本體還包括將所述多個屏蔽突起相互連接的一基部，所述基部與所述插卡相鄰，所述多個屏蔽突起從所述基部延伸。
  20. 如請求項12所述的插頭組件，其中，各屏蔽突起機械連接於其中一個接地端接墊。
  21. 如請求項12所述的插頭組件，其中，所述排的線纜端接墊垂直於所述對接軸線。
  22. 如請求項12所述的插頭組件，其中，所述多個對接墊以多對設置，各對平行於所述對接軸線。
  23. 一種插頭組件，包括：一基座，所述基座設置成沿一對接軸線對接；一插卡，安裝在所述基座內，所述插卡具有一第一對接端以及與所述第一對接端相反的一第二端，所述插卡包括相鄰所述第一對接端的多個導電的對接墊以及以一排設置的多個線纜端接墊，所述排的線纜端接墊包括多個信號端接墊以及多個接地端接墊；多條線纜，各條線纜包括一信號導體，各信號導體端接於其中一個線纜端接墊以限定一信號端接部；以及一理線元件，相鄰所述排的線纜端接墊設置在所述插卡上，所述理線元件包括多個開口，其中每一開口中設置其中一條所述線纜。
  24. 如請求項23所述的插頭組件，其中，各開口是一洞，且各條線纜延伸穿過所述理線元件的一對洞。
  25. 如請求項24所述的插頭組件，其中，每一對洞沿平行於所述對接軸線的一軸線對齊。
  26. 如請求項25所述的插頭組件，其中，所述接地端接墊位於成對的信號端接墊之間，且還包括固定於所述理線元件的一屏蔽元件，所述屏蔽元件包括多個導電的屏蔽突起，各屏蔽突起設置在相鄰信號端接部之間並電連接於其中一個接地端接墊。
  27. 如請求項26所述的插頭組件，其中，所述屏蔽元件還包括將所述多個屏蔽突起相互連接的一基部，所述基部與所述插卡間隔開，且所述多個屏蔽突起在所述插卡和所述基部之間延伸，且所述基部包括在各線纜端接部上方的導電屏蔽部。
  28. 如請求項27所述的插頭組件，其中，所述插卡包括相鄰所述插卡的第二端的一第一排的線纜端接墊以及與所述第一排的線纜端接墊間隔開並與所述多個對接墊間隔開的至少一個附加排的線纜端接墊，所述第一排的線纜端接墊和所述附加排的線纜端接墊均包括多個信號端接墊以及多個接地端接墊，多條第一線纜的各條線纜的一信號導體端接於所述第一排的各信號端接墊以限定一第一信號端接部，而多個附加的線纜的各條線纜的一信號導體端接於所述附加排的各信號端接墊，其中，各附加的線纜的一部分在其中一個第一信號端接部的上方延伸，且所述基部的導電屏蔽部設置在各第一信號端接部和一相鄰的附加的線纜之間。
  29. 如請求項23所述的插頭組件，其中，所述理線元件還包括多個導電的屏蔽突起，各屏蔽突起設置在相鄰信號端接部之間並電連接於其中一個接地端接墊。
  30. 如請求項29所述的插頭組件，其中，所述理線元件包括：一第一部分，包括將各條線纜固定於所述插卡的所述開口；以及一第二部分，構造成所述多個屏蔽突起。
  31. 如請求項23所述的插頭組件，其中，所述多個對接墊設置為多對，各對平行於所述對接軸線。
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