TWI736875B - 連接器系統 - Google Patents
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Abstract
一種連接器系統,包含一第一連接器及一第二連接器。第一連接器具有一第一端子組,第一端子組具有呈懸臂的一第一直樑部並且更具有一由第一直樑部延伸的第一頭部,第一頭部相對於第一直樑部夾角。第一端子組具有一位於第一直樑部與第一頭部交接處的第一接觸點。第二連接器具有一第二端子組,第二端子組具有呈懸臂的一第二直樑部並且更具有一由第二直樑部延伸的第二頭部,第二頭部相對於第二直樑部夾角。其中,第一頭部與第二頭部於不同方向夾角,且當第一連接器與第二連接器於接合狀態時,第一接觸點接合於第二直樑部。
Description
本發明涉及輸入/輸出(IO)連接器領域,更具體地涉及適用於高數據速率應用的IO連接器。
輸入/輸出(IO)連接器可針對包含板對板系統、線對線系統和線對板系統的各種系統進行設計。一線對板系統包括連接於一導線的一自由端連接器以及連接於一基板的一固定端連接器。針對各類系統,依賴於這些連接器將使用的要求和環境,存在有大範圍的合適的設計。
然而,針對數據速率正趨於增高且空間受限的應用,許多有競爭性的要求使得連接器設計更具有挑戰性。高數據速率(25Gbps以上的數據速率)往往採用差分耦合信號對,以有助更大地抗寄生信號且優選具有足夠空間來避免與相鄰的差分耦合信號對產生非故意的(inadvertent)信號傳輸模式。在連接器接口中可增設接地端子,以產生一返回路徑並提供差分對之間的屏蔽。然而,如果空間成問題,那麼就希望縮減連接器的間距並使所有端子更靠近在一起(這往往使串擾增加)。許多人會賞識允許高性能同時佔用空間有限的一線對板連接器設計。
本發明連接器系統包含一第一連接器,具有一第一端子組,該第一端子組具有呈懸臂的一第一直樑部並且更具有一由該第一直樑部延伸的第一頭部,該第一頭部相對於該第一直樑部夾角,該第一端子組具有一位於該第一直樑部與該第一頭部交接處的第一接觸點;及一第二連接器,具有一第二端子組,該第二端子組具有呈懸臂的一第二直樑部並且更具有一由該第二直樑部延伸的第二頭部,該第二頭部相對於該第二直樑部夾角,其中,該第一頭部與該第二頭部於不同方向夾角,且當該第一連接器與該第二連接器於接合狀態時,該第一接觸點接合於該第二直樑部。
在一些實施態樣中,該第一頭部具有一第一長度且該第二頭部具有一第二長度,該第一長度大於該第二長度。
在一些實施態樣中,該第一頭部形成一由該第一接觸點與該第一頭部的一末端之間的距離界定出的第一存根長度,且該第二頭部形成一由該第一接觸點與該第二頭部的一末端之間的距離界定出的第二存根長度,該第一存根長度與該第二存根長度實質相同。
在一些實施態樣中,該第一端子組與該第二端子組為信號端子。
在一些實施態樣中,該第一端子組與該第二端子組為接地端子。
下面的詳細說明描述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組合在一起而形成出於簡明目的而未示出的另外的組合。
如從圖1和圖2能認識到的,本發明涉及一種線對板連接器系統10,所述系統可設置有對接的一自由端連接器200(即第二連接器)和一固定端連接器100(即第一連接器)。自由端連接器200可具有一雙軸線纜202,雙軸線纜202相對諸如電路基板12的一水平基板在豎向上延伸出。如能認識到的,自由端連接器200也可具有水平延伸出的線纜202。當然,線纜202可按照需要以在水平和豎向之間的某一角度延伸出。
線對板連接器系統10可包括諸如圖3所示的一鎖定系統,以確保一片簧204被固持鎖定於一鎖定突部104。在一實施例中,鎖定系統包括連接於自由端連接器200的連接器基座210的片簧204。鎖定系統還包括在固定端連接器100的插頭基座102上的一鎖定突部104。片簧204在連接器基座210定位成當連接器基座210置於插頭基座102上時片簧204滑動到鎖定突部104上。
所示出的鎖定系統還包括連接於一可移動的台部208的固持指部206。可移動的台部208設置成上下能夠滑動以使固持指部206上下移動。由此,當自由端連接器200的連接器基座210已到達於固定端連接器100的插頭基座102的上方時,片簧204向下滑動到鎖定突部104的上方。可移動的台部208接著向下滑動,這使得固持指部206向下滑動,由此片簧204鎖定在插頭基座102的鎖定突部104上。
一旦向下滑動就位,固持指部206防止片簧204脫離鎖定突部104。儘管可以採用其它已知的扣持系統,但是所示出的系統的優點在於需要有限的額外的空間且固持指部206可為可移動的台部208的一部分,這可容易地確定所處位置。可替代地,所述線對板連接器系統10可僅依賴於片簧204而所述鎖定特徵可省略。
現在轉至圖4至圖8,示出一引導系統,其防止在自由端連接器200連接於固定端連接器100的過程中損壞端子。所示出的引導系統可與上述鎖定系統一起或單獨使用。如從圖4和圖5看到的,引導系統採用多個引導塊106,所述多個引導塊106形成為插頭基座102的一部分。所述多個引導塊106位於鎖定突部104的相反側。連接器基座210設置成將所述多個引導塊106收容在多個空間212中,所述多個空間212位於片簧204的相反側。如從圖6最佳看到的,當連接器基座210和插頭基座102連接時,所述多個引導塊106位於片簧204的相反側。如圖所示,兩個鎖定突部104設置在基座102的相反側且所述多個引導塊106由此在連接器基座210的相反側限定兩個通道。
現在轉至圖7,可看到在連接器基座210和插頭基座102連接的過程中的所述引導系統。將由圖5和圖7實現的,多個端子214在連接器基座210內縱向延伸,且片簧204也在連接器基座210內縱向延伸,其中片簧204位於成排的端子214的端部。一般而言,將存在有一對片簧204,成排的端子214的相反側且由此在自由端連接器200的相反端均定位有一個片簧204。片簧204縱向延伸超出多個端子214,從而在多個端子214能接觸插頭基座102之前片簧204與所述多個引導塊106形成滑動關係。就是說,片簧204和所述多個引導塊106相互作用,以防止在連接器基座210連接於插頭基座102的過程中多個端子214接觸插頭基座102。如將從圖8更好地認識到,多個端子214、片簧204以及多個引導塊106的相對對位和長度設置成在固定端連接器100與自由端連接器200連接的過程中保護多個端子214以避免衝擊或接觸插頭基座102,尤其是對位在傾斜下開始的連接過程中。如圖8所示,如果連接器基座210以大到正或負70度的多個角度被引入,那麼基於片簧204和所述多個引導塊106的相對長度和位置,多個端子214不會接觸插頭基座102。
現在轉至圖4、圖9、圖10A和圖10B,還可看到固定端連接器100的多個細節。所示出的固定端連接器100包括插頭基座102,插頭基座102可通過多個安裝桿108安裝於一電路基板12。在插頭基座102的內部區域內的是多個插頭薄片體110。多個插頭薄片體110可結合在一起且如圖所示地利用孔柱式結構來結合,但是其它已知的結構也可用於將所述多個薄片體110結合在一起。安裝於或嵌件模製成型於插頭薄片體110內的是包括信號引線112和接地引線框體114的多個端子(即第一端子組)。所述多個端子均可包括尾部116(PCB(插頭電路基板)接觸端),尾部116設置成連接於一電路基板12且在一個構造中可焊接於電路基板12。如從圖10B最佳看到的,接地引線框體114具有U形的馬蹄形形狀,從而一對信號引線112可位於接地引線框體114內,從而在信號引線112相反側均存在有接地引線。將由後述說明實現的,接地引線框體114可與自由端連接器200的一接地端子電接觸。此外,信號引線112可與自由端連接器200的信號端子接觸。
如從圖10B將認識到的且從圖21更好看到的,固定端連接器100的接地引線框體114和信號引線112可具有除了尾部116和第二端或頭部122外基本平坦的形狀。基本上,這些接地引線框體114和信號引線112均有在一端端接在一近似直角的尾部116的一直樑部118(即第一直樑部)以及在另一端的傾斜的頭部122(即第一頭部)。直樑部118具有一單懸臂,所述單懸臂形成使一第二端122從直樑部118傾斜延伸的一彎曲部120。對於接地引線框體114,第二端122可橫跨連接各個馬蹄形形狀的引線部分的接地引線框體114延伸,如圖10B所示。
另外,固定端連接器100可包括接地聯繫件。例如,剪切成型條124可橫跨各馬蹄形形狀的引線部分延伸,以提供接地聯繫件,且在某些實施例中剪切成型條124也可提供屏蔽。在一實施例中,接地引線框體114嵌件成型於薄片體110的情況下,剪切成型條124的緣部可露出且這允許剪切成型條124和信號端子之間的距離更大且由此潛在地減少因增加的剪切成型條124和信號端子之間的間隔所帶來的阻抗影響。此外,固定端連接器100可包括另外的屏蔽,以有助提供優異的電性能。
現在轉至圖11至圖18,將進一步說明自由端連接器200。如能認識到的,自由端連接器200將雙軸線纜202(一第一媒介)中的導線連接於自由端連接器200(一第二媒介)中的端子組216。將導線連接的一個問題是管理導體與端子之間的轉變。在現有技術中,導線、自由端連接器和固定端連接器已工作得很好但往往在轉變處存在有引人注目的阻抗變化。所示出的實施例可顯著的減少任何尖峰或跌落且有助提供改進的性能。具體地,如圖12所示,一端子組216(即第二端子組)設置成使雙軸線纜202的導體導電端接在端子組216處。另外,端子組216設置成提供從線纜的導體到由合適構造的固定端連接器100提供的信號引線112及接地引線框體114的一高性能通道(參見圖9),信號引線112及接地引線框體114可稱為一第二端子組。在一個實施例中,所示出的端子組提供被絕緣材料形成的一框體218支撐的一接地-信號-信號-接地結構。
如從圖12看到的,框體218定位於連接器基座210內。如從圖13、圖16、圖17和圖18最佳看到的,框體218具有面向雙軸線纜202的一第一側220以及與第一側220相反的一第二側222。框體218包括從第一側220延伸至第二側222的多個框體開孔224。
參照圖13,端子組216支撐在框體218的第二側222。端子組216包括一第一信號端子246、一第二信號端子247以及一接地板248。如從圖14能認識到的是,接地板248具有一馬蹄形形狀並在第一信號端子246和第二信號端子247的相反側均提供一接地端子。此外,接地板248具有一導體開孔258,且第一和第二信號端子246、247可具有導體開孔256、257。當端子組216支撐在框體218上時,導體開孔256、257、258與三個框體開孔224對準。三個導體開孔256、257、258優選在尺寸上均設置成一導體無需具有一摩擦/過盈配合而可***導體開孔256、257、258。
從圖14和圖21能進一步認識到的,第一、第二信號端子246、247及接地板248可除了頭部266、267、268外具有一平坦的形狀。基本上,第一、第二信號端子266、267及接地板268(在圖21中整體標為端子280)具有一直樑部252(即第二直樑部),具有一第一端253;一第二端254;以及一單懸臂(即第二頭部),從而第二端254從直樑部252傾斜延伸。此外,第一端253與直樑部252成一直線。在這種實施例中,當插頭基座102和連接器基座210連接時,固定端連接器100的引線130在導致大約相等長度的一主要存根長度(primary stub length)284(即第一存根長度)和輔助存根長度(secondary stub length)286(即第二存根長度)的一接觸點282(即第一接觸點)處接觸自由端連接器200的相關聯的端子280。這能從比較圖20和圖21更清晰地看出。圖20示出一端子270需要兩個懸臂樑或彎曲部272、274在點275處與引線126接觸而連接的一現有技術,引線126具有一單個的彎曲部128(不包括在PCB接觸端處的任何彎曲部)。如將注意到的,現有技術使主要存根長度276遠遠長於輔助存根長度278。
相比而言,圖21示出一端子280和一引線130之間的接觸,其中端子280和引線130各具有上述平坦的結構,其中各具有但是單個的在端子280和引線130之間產生接觸相關聯的一彎曲部或懸臂(如將認識到的,端子280可為一接地端子或信號端子,而引線130可為一接地引線或信號引線)。這種構造獲得具有近似相等長度的主要存根長度284和輔助存根長度286的一接觸點282。與圖20的相比也揭示總存根長度(主要存根長度加輔助存根長度)小於現有技術的圖21的實施例。接線創造了E&M傳輸的反射,這創造了在端子/引線系統內的干涉。通過如圖21所示使兩個存根長度最小化,這種干涉被最小化。由此,組合的存根長度可最小化且任何獨立的接線可保持在一預定的長度之下,所述預定的長度在依然提供所希望的擦拭的同時將顯著地小於現有技術的接觸系統的最長存根長度。
現在再轉至圖14,可看到第一、第二信號端子246、247的另外的特徵。所示出的第一、第二信號端子246、247各可包括部分埋設於框體218的一個或多個傾斜的楔部260。這有助於將第一、第二信號端子246、247固定就位同時提供兩個信號端子之間的所希望的耦合。這可用於提供一差分耦合,該差分耦合與一雙軸線纜的兩個信號導體之間提供的差分耦合類似。
如從圖13能認識到的,具有一馬蹄形形狀接地板248由框體218支撐且設置成連接於一加蔽線228的末端238。所示出的實施例採用多個接地板248連接在一起,以提供接地聯繫件;然而,在一些實施例中,多個接地板248可彼此電分離。在還一實施例中,多個接地板248可被設置且各接地板248可具有一馬蹄形端子並且多個接地板可通過一網路(諸如圖19示意的那樣)連接在一起。網路可按照需要構造且在一所需的構造中範圍可為從簡單短路到一無源電路(passive circuit)249(其可為一個或多個器件,諸如一電容器、一電阻等)。一有源電路也設置但一般而言出於成本方面考慮不是所希望的。
另外,儘管圖14所示的端子組216示出一接地-信號-信號-接地佈局,但在一些實施例中,另外的端子可置於相鄰接地板248之間。例如,一另外的接地端子250可置於兩個接地板248之間,如圖15所示。該實施例增加了第一、第二信號端子246、247相對相鄰對信號端子的電隔離。
現在再轉至圖13、圖16、圖16A、圖17和圖18,各雙軸線纜202一般包括一第一信號導體226、第二信號導體227以及一加蔽線228。另外,一絕緣材料230包圍信號導體226、227且雙軸線纜202具有一外包層(outer covering)232。第一信號導體226、第二信號導體227和加蔽線228各具有一各自的露出的末端236、237、238,末端236、237、238從絕緣材料230和外包層232延伸出並突出穿過框體開孔224。
導體(信號導體226、227和加蔽線228)從雙軸線纜突出穿過開孔224。如從圖18最佳看出,開孔224可以是錐形且具有一倒角緣部224a,以便於導體226、227以及加蔽線228的末端在***過程中從框體的第一側到第二側移動。類似地,接地端子和信號端子上的開孔258、256、257通過包含一***緣部(諸如圖18所示的***緣部256a)可部分錐形。
如上所述,接地板248和第一及第二信號端子246、247可具有當端子組216處於框體218上時與錐形的開孔224對準的導體開孔256、257、258。由此如圖13所示,加蔽線228的末端238延伸穿過一框體開孔224並隨後穿過導體開孔258。類似地,第一和第二導體226、227的末端236、237延伸穿過兩個框體開孔224並隨後穿過導體開孔256、257。這些末端236、237、238可連接於它們各自的端子經由一熔融焊或其它連接技術(包含錫焊和導電粘接劑)。
如從圖16A能認識到的,框體218上的三個開孔224可以一三角形圖案佈置,其中兩個信號用開孔並排佈置且與將要對接的面等距離,而接地用開孔佈置在兩個信號用開孔之間和上方。這三個一組的構造有助確保在線纜202內在信號導體226、227之間和加蔽線228之間存在的耦合維持穿過第一、第二信號端子246、247、接地板248的端接處。結果,即使在線纜中的導體與端子之間可存在有一90度的方向變化,端接處從一信號性能觀點也工作得很好。
如從圖13能認識到的,多個屏蔽蓋240可設置,以改善系統的電性能。在一實施例中,多個屏蔽蓋240可包括與多個接地端子板248的固持用開孔244接合的固持片242且多個屏蔽蓋240由此通過摩擦/過盈配合能被安裝就位。可替代地,多個屏蔽蓋240可通過一錫焊或熔融焊操作或通過採用一導電粘接劑連接。所示出的屏蔽蓋240具有與信號導體226、227的末端236、237對準的調節用開孔245,以有助改善系統的電性能。
上述連接器組件200可通過一方法來製造,其中一雙軸線纜被處理成露出一第一導體的一末端、一第二導體的一末端以及一加蔽線的一末端。這些末端隨後***穿過由能夠置於連接器基座中的一框體限定的不同的框體開孔,框體。如圖所示,框體開孔均是錐形,以便於各末端在***過程中從框體的一第一側到一第二側移動。此後,各末端***一端子組的不同的導體開孔,端子組支撐在框體的相對雙軸線纜的相反側。各導體開孔以一個在一個上的基礎與多個框體開孔的其中之一對準。由此,第一導體延伸穿過端子組的一第一信號端子上的一第一導體開孔;第二導體的末端延伸穿過端子組的一第二信號端子上的一第二導體開孔;而加蔽線的末端延伸穿過端子組的一接地板上的一第三導體開孔。接地板具有如上所述的一馬蹄形形狀。這些末端如上所述地置於與它們相關聯的端子電接觸。由此,第一導體與第一信號端子接觸,第二導體與第二信號端子接觸,而加蔽線與接地板接觸。所述方法還可包括將一屏蔽蓋置於第一和第二信號端子的上方從而屏蔽蓋連接於接地板。
此外,所述方法還可包括在第一導體開孔處將第一導體焊接於第一信號端子、在第二導體開孔處將第二導體焊接於第二信號端子以及在第三導體開孔處將加蔽線焊接於接地板。
在一些實施例中,所述方法包括在自由端連接器連接於固定端連接器的過程中將片簧引入到插頭基座的引導塊。片簧縱向延伸超出連接器基座的端子組從而片簧被引導塊引導,以防止端子組接觸插頭基座。此後,通過片簧與插頭基座上的鎖定突部相互鎖定,連接器基座連接於插頭基座。
如本領域技術人員將認識到的,上述公開內容提供了一種線對板系統,其能以緊湊結構設置且支持高數據速率。
本文所提供的公開內容以其優選和示範性的實施例說明了特徵。對本領域普通技術人員而言,在閱讀所公開內容之後在隨附申請專利範圍和其精神內的許多其它的實施例、修改以及變形將是做得到的。
10‧‧‧線對板連接器系統
12‧‧‧電路基板
100‧‧‧固定端連接器
102‧‧‧插頭基座
104‧‧‧鎖定突部
106‧‧‧引導塊
108‧‧‧安裝桿
110‧‧‧插頭薄片體
112‧‧‧信號引線
114‧‧‧接地引線框體
116‧‧‧尾部
118‧‧‧直樑部
120‧‧‧彎曲部
122‧‧‧第二端或頭部
124‧‧‧剪切成型條
126‧‧‧引線
128‧‧‧彎曲部
130‧‧‧引線
200‧‧‧自由端連接器
202‧‧‧雙軸線纜
204‧‧‧片簧
206‧‧‧固持指部
208‧‧‧可移動的台部
210‧‧‧連接器基座
212‧‧‧空間
214‧‧‧端子
216‧‧‧端子組
218‧‧‧框體
220‧‧‧第一側
222‧‧‧第二側
224‧‧‧框體開孔
224a‧‧‧倒角緣部
226‧‧‧第一信號導體
227‧‧‧第二信號導體
228‧‧‧加蔽線
230‧‧‧絕緣材料
232‧‧‧外包層
236、237、238‧‧‧末端
240‧‧‧屏蔽蓋
242‧‧‧固持片
244‧‧‧固持用開孔
245‧‧‧調節用開孔
246‧‧‧第一信號端子
247‧‧‧第二信號端子
248‧‧‧接地板
249‧‧‧無源電路
250‧‧‧接地端子
252‧‧‧直樑部
253‧‧‧第一端
254‧‧‧第二端
256、257、258‧‧‧導體開孔
256a‧‧‧***緣部
260‧‧‧傾斜的楔部
266、267、268‧‧‧頭部
270‧‧‧端子
272、274‧‧‧懸臂樑或彎曲部
275‧‧‧點
276‧‧‧主要存根長度
278‧‧‧輔助存根長度
280‧‧‧端子
282‧‧‧接觸點
284‧‧‧主要存根長度
286‧‧‧輔助存根長度
本發明通過舉例示出但不限於附圖,附圖中相似的附圖標記表示類似的部件,而且在附圖中:
圖1是一連接器系統的一實施例的一立體圖。
圖2是圖1所示的連接器組件的構件的一分解圖。
圖3是圖1的連接器組件的部分切除的一前視圖。
圖4是一連接器系統的另一實施例的一立體圖。
圖5是圖4所示的連接器系統的自由端連接器部分的仰視立體圖。
圖6是自由端連接器連接於固定端連接器的一立體圖,其中連接器基座部分和插頭基座部分移除以更好地示出連接。
圖7是連接系統在自由端連接器連接於固定端連接器的過程中的立體圖,其中,連接器基座部分和插頭基座部分移除以更好地示出連接。
圖8是在自由端連接器連接於固定端連接器的過程中的端子組的示意圖。
圖9是一固定端連接器的一實施例的一分解圖。
圖10A是圖9的實施例的插頭薄片體的一視圖。
圖10B是圖9的實施例的接地引線框體的一視圖。
圖11是自由端連接器的一立體圖,其中基座部分移開以更清楚地示出雙軸線纜連接。
圖12是圖11所示的自由端連接器的一分解圖。
圖13是圖11和圖12所示的自由端連接器的框體和端子組的一立體圖。
圖14是圖13的端子組的一部分的一立體圖。
圖15是一端子組的一替代實施例,該替代實施例能用於某些實施例。
圖16是雙軸線纜連接於框體和端子組的一示例,其中多條雙軸線纜的其中之一的一部分切開。
圖16A是圖16所示的實施例的另一立體簡化圖。
圖17是圖16的沿線17-17剖開的雙軸線纜連接的一示例。
圖18是圖17的區域18的一放大圖。
圖19示意地示出電連接的多個接地板的一實施例。
圖20是現有技術的端子連接和存根長度的一示意的示例。
圖21是端子連接和存根長度的一實施例的一示意的示例。
10‧‧‧線對板連接器系統
12‧‧‧電路基板
100‧‧‧固定端連接器
200‧‧‧自由端連接器
202‧‧‧雙軸線纜
Claims (5)
- 一種連接器系統,包含: 一第一連接器,具有一第一端子組,該第一端子組具有呈懸臂的一第一直樑部並且更具有一由該第一直樑部延伸的第一頭部,該第一頭部相對於該第一直樑部呈一夾角,該第一端子組具有一位於該第一直樑部與該第一頭部交接處的第一接觸點;及 一第二連接器,具有一第二端子組,該第二端子組具有呈懸臂的一第二直樑部並且更具有一由該第二直樑部延伸的第二頭部,該第二頭部相對於該第二直樑部呈一夾角,其中,該第一頭部與該第二頭部於不同方向呈一夾角,且當該第一連接器與該第二連接器於接合狀態時,該第一接觸點接合於該第二直樑部。
- 如請求項1所述的連接器系統,其中,該第一頭部具有一第一長度且該第二頭部具有一第二長度,該第一長度大於該第二長度。
- 如請求項2所述的連接器系統,其中,該第一頭部形成一由該第一接觸點與該第一頭部的一末端之間的距離界定出的第一存根長度,且該第二頭部形成一由該第一接觸點與該第二頭部的一末端之間的距離界定出的第二存根長度,該第一存根長度與該第二存根長度實質相同。
- 如請求項3所述的連接器系統,其中,該第一端子組與該第二端子組為信號端子。
- 如請求項3所述的連接器系統,其中,該第一端子組與該第二端子組為接地端子。
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