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CN102318143A - 谐振调整连接器 - Google Patents

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CN102318143A
CN102318143A CN2009801560169A CN200980156016A CN102318143A CN 102318143 A CN102318143 A CN 102318143A CN 2009801560169 A CN2009801560169 A CN 2009801560169A CN 200980156016 A CN200980156016 A CN 200980156016A CN 102318143 A CN102318143 A CN 102318143A
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terminal
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Abstract

提供了一种连接器组件，其适合于调整与高数据速率信号端子结合使用的接地端子的谐振频率。接地端子可以与导电桥接件互连，从而为接地端子提供预定最大有效电长度。减小接地端子的有效电长度可以将连接器的谐振频率移动到信号将在其下传输的工作频率范围之外。

Description

谐振调整连接器
技术领域
本申请要求2008年12月12日提交的、序列号为61/122,216的美国临时申请的优先权，上述申请通过引用全部被合并于此。
背景技术
本发明总体涉及适用于高数据速率通信的连接器，尤其涉及带有改善的谐振特性的连接器。
尽管高数据速率连接器存在许多不同的构造，但是一种常用构造是成排地对准多个端子使得每个端子平行于相邻端子。这样的端子例如以0.8mm的间距紧靠在一起也是常见的。因此，高数据速率连接器往往包括多个紧靠的和类似对准的端子。
高数据速率通信信道往往使用两种方法中的一个，差分信号或单端信号。通常，差分信号具有更大的抗干扰性并且因此往往在更高频率下更有用。所以，诸如小形状因数可插接(SFP)式连接器的高数据速率连接器(例如，高频连接器)往往使用差分信号构造。日益重要的问题在于当信号的频率增加(从而增加有效数据速率)时，连接器的尺寸对连接器的性能具有更大影响。具体地，如果端子的电长度和信号的波长变得相当，则连接器中的端子的电长度可以使得谐振条件会发生在连接器内。因此，当工作频率增加时，即使被构造为使用差分信号对的连接器系统也可能遭遇性能的下降。现有连接器中的潜在谐振条件往往使它们不适用于在更高速的应用中使用。因此，高数据速率连接器组件的功能、设计和结构的改进是合乎需要的。
发明内容
一种连接器包括支撑多个接地端子和信号端子的外壳。所述端子可以具有接触部分、尾部分和在所述接触部分和所述尾部分之间延伸的主体部分。所述端子可以位于晶片中。所述信号端子可以作为信号端子对设在用作差分信号对的相邻晶片中。桥接件在两个相邻接地端子之间延伸，同时横向地延伸并且不与位于所述接地端子之间的信号端子接触。需要时，可以使用多个桥接件。在一个实施例中，所述桥接件可以是销，所述销通过多个晶片被插入并且可以横向地延伸经过多对差分信号对。在另一个实施例中，所述桥接件可以是一系列夹子，所述夹子位于所述晶片中，从而允许每个夹子接合相邻晶片中的夹子。如果所述桥接件是销，所述销可以通过所述连接器的第一侧被插入，穿过多个晶片并且延伸到所述连接器的第二侧。尽管单一桥接件可以联接三个或更多个接地端子，但是在实施例中第一桥接件可以用于联接第一接地端子对并且第二桥接件可以用于联接第二接地端子对，即使第一和第二接地端子对共用端子。所述接地端子可以包括可平移臂，当所述桥接件接合所述接地端子时所述可平移臂被偏转。
所述连接器可以包括由所述外壳支撑的光管结构。所述连接器可以包括第一开口，所述第一开口具有接地元件和与其相邻的信号端子，从而提供第一配合平面。所述连接器可以包括第二开口，所述第二开口具有接地元件和与其相邻的信号端子，从而提供第二配合平面。所述外壳可以被构造为安装在电路板上，所述电路板的上表面形成平面并且所述电路板的所述平面位于所述第一和第二配合平面之间。备选地，所述连接器可以被构造为使得所述两个配合平面在所述支撑电路板的相同侧。
附图说明
本发明的各种其他目标、特征和附带优点将更全面地被领会，原因是当结合附图考虑时它们变得更好理解，在附图中的若干图中相似的附图标记始终表示相同或相似的部分，其中：
图1是电连接器的实施例的前视透视图；
图2是图1的连接器的分解透视图，为了清楚起见去除了某些部件；
图3是图1的连接器的前视透视图，为了清楚起见去除了前外壳部件；
图4是类似于图1的前视透视图，但是前外壳部件和后外壳部件都被去除以便显示内部晶片的子组件；
图5是类似于图4的前视透视图，但是为了清楚起见从接地晶片中的一个的周围去除了绝缘体；
图6是类似于图4的前视透视图，但是为了清楚起见去除了最末端的接地晶片；
图7是类似于图6的透视图，但是从略微在晶片子组件之下的取向获得；
图8是图1的连接器的后视透视图，去除了后外壳部件；
图9是图4的晶片子组件的透视图，为了清楚起见去除了所有绝缘部件；
图10是图9的子组件的视图，但是为了清楚起见去除了一些端子；
图11是图10的子组件的前视正视图；
图12是大体沿着图1的线12-12获得的图1的剖面透视图；
图13是图12的一对接地端子的侧视图；
图14是图13中所示的接地端子的备选实施例的侧视图；
图15是图14中所示的接地端子的又一个备选实施例的侧视图；
图16是四对信号端子和与每排信号端子关联的一个接地端子的透视图；
图17是图16的端子的侧视图，显示了与接地端子相比信号端子的主体部分的相对宽度；
图18是类似于图9的透视图，但是仅仅显示了接地端子和前桥接结构；
图18A是图18的一部分的放大透视图，显示了接地端子和前桥接结构之间的相互作用；
图19是前桥接结构的俯视平面图；
图20是图1的电连接器的后视图，去除了后外壳部件并且仅仅两个接地晶片和两个信号晶片被插入前外壳部件中；
图21是图1的电连接器的后视透视图，但是为了清楚起见去除了后外壳部件和围绕晶片的绝缘体；
图21A是图21的一部分的放大透视图；
图22是类似于图21的后视透视图，但是插入了桥接销；
图22A是图22的一部分的放大透视图；
图23是电连接器的另一个实施例的前视透视图；
图24是图23的电连接器的侧视图；
图25是包含光管组件的图23的电连接器的透视图；
图26是图23的电连接器的前视透视图，但是前和后外壳部件被去除以便显示内部晶片的子组件；
图27是类似于图26的前视透视图，但是从一些晶片去除了绝缘体；
图28是图27的侧视图；
图29是利用备选形式的接地夹子的晶片的子组件的透视图；
图30是图29的剖面透视图，为了清楚起见去除了在图29的线30-30之上的绝缘体；
图30A是图30的一部分的放大透视图；
图31是类似于图29的透视图，但是为了清楚起见从晶片中的四个去除了绝缘体；
图32是类似于图30A的透视图，但是仅仅示出了两个接地晶片和两个信号晶片并且为了清楚起见从晶片去除了绝缘体；
图33是类似于图32的透视图，但是使用接地夹子的备选实施例；
图34是类似于图32的透视图，但是使用接地销的另一个备选实施例；
图35是接地端子桥接结构的备选实施例的前视透视图，为了清楚起见仅仅示出了几个接地端子；
图36是图35的接地桥接结构和接地端子的后视透视图；
图36A是图36的一部分的放大透视图；以及
图37是类似于图36A的放大透视图，但是示出了用于桥接结构的接触臂的备选实施例。
具体实施方式
根据需要，在本文中公开了具体实施例；然而，应当理解的是所公开的实施例仅仅是示例性的并且所示的特征可以以各种方式被体现。所以，本文中公开的具体细节不应当被解释为限制，而是仅仅作为权利要求的基础和作为用于教导本领域的技术人员以实际上任何合适的方式多样地利用所公开的特征(包括以可能未明确描述的组合的方式利用在本文中公开的各种特征)的典型基础。
小形状可插接(SFP)式连接器常常在需要输入/输出(I/O)数据通信信道的系统中被使用。存在SFP式连接器的许多变型并且不同的连接器被构造为满足不同的规范，例如通常被称为SFP、XFP、QSFP、SFP+之类的规范。通常，SFP式连接器被构造为与在其中具有电路卡的模块或组件配合并且包括端子，所述端子在一端可拆卸地与电路卡上的焊盘(pads)配合，并且在相对端延伸到SFP式连接器安装在其上的电路板的电迹(traces)。基于适合用于这样的SFP式连接器的连接器的实施例的本文中所述的细节并不这样被限制，而是也同样广泛地适用于其他连接器类型和构造。例如，非限定地，公开的特征可以用于竖直和成角连接器以及所示的水平连接器。换句话说，除非另外指出，也可以使用其他端子和外壳构造。
在电连接器中，当用于形成高数据速率差分对时，相邻端子电联接在一起以形成所谓的第一或意向模式。该模式用于沿着组成差分对的端子传输信号。然而，如果其他信号端子也在该差分信号对附近，有可能差分对中的一个(或两个)端子也可能电联接到其他端子中的一个或多个(因此形成附加模式)。这些附加模式典型地是非理想的，原因是它们会引入作为关于第一模式的噪声的串扰。所以为了防止这样的串扰，公知的是屏蔽差分对免于其他信号的影响。
由于使端子彼此相对靠近地定位的上述趋势，因此差分信号端子对常常通过接地端子或屏蔽体与差分信号端子的相邻对分离。例如，可以使用重复的接地-信号-信号构型，当所述构型成排地对准时所述构型导致差分信号对由在每一侧的接地围绕(例如，G，S+，S-，G)。由于接地端子用作屏蔽体而产生的潜在问题在于通过每个接地端子和信号端子对之间的联接产生了另一个模式。另外，当瞬时信号穿过连接器时两个不同接地之间的电压差也会导致接地联接在一起。这些各种联接产生附加模式(和合成电磁场)并且引入噪声，如果通信系统想要有效地工作，必须将第一模式与所述噪声区分开。
假设连接器在其他方面被适当地设计，附加模式通常在低数据速率下不导致问题，原因是这样的附加模式往往在更高频率下起作用并且与第一模式相比具有更小的功率，因此不导致严重的噪声问题。然而，当数据传输的频率增加时，信号的波长更靠近接地端子的电长度移动。所以，在更高频率下，有可能传输频率将足够高，并且因此波长足够短，从而在连接器中产生非理想的谐振。这样的谐振会充分地放大典型地为噪声的次要模式以与信号的幅值相比升高噪声的幅值，使得变得难以在信号和噪声之间进行区分。因此，合乎需要的是连接器的工作范围充分地低于连接器的谐振频率。
当在本文中使用时，术语谐振频率指的是连接器的基频的最低谐振频率。被称为谐波的附加谐振频率存在于最低谐振频率之上，但是通常可以被忽略，原因是在低于最低谐振频率的范围内工作的连接器也将在谐波之下工作，并且在包括最低谐振频率的范围内工作的连接器将很可能具有关于噪声的问题(在没有为了消除或减小噪声所采取的其他措施的情况下)，不管工作范围是否也与任何谐波交迭。
连接器的谐振频率取决于沿着包括接地端子的电路径的阻抗的不连续点或显著变化点之间的最长有效电长度。换句话说，谐振频率取决于两个相邻接地路径电连接所在的点之间的有效电长度。这样的连接的非限定例子是两个相邻接地端子所连接的电路板或电路卡内的接地平面。应当注意的是有效电长度取决于许多因素，所述因素包括端子的物理长度、端子的物理特性(例如它的几何形状和周围介电材料，两者影响影响它的阻抗)和在到达不连续点或交叉点之前超出端子(例如电路板内)的物理长度和特性。
作为例子，具有安装在电路板中的尾部和与电路卡上的导电焊盘配合的接触端的一对接地端子的不连续点之间的物理距离将等于接地端子的物理长度(被定义为从端子到达它们安装在其上的电路板内的公共接地或参考平面所在的点到它们接合电路卡的导电焊盘所在的端子的接触端的距离)加上从电路卡上的导电焊盘到电路卡内的公共接地平面的物理长度。为了确定以皮秒测量的不连续点之间的有效电长度，可能也需要将影响包括导体的物理几何形状的电路路径以及围绕路径的电介质的阻抗的特性考虑在内。
可以使谐振在信令的相关频率范围中最小化的连接器可以提供某些优点。已确定的是，减小接地端子的有效电长度(其可以有效地减小不连续点之间的长度)可以在这方面提供显著优点。特别地，已确定减小端子的电长度使得它不超过与特定频率关联的电长度的一半(例如，不连续点之间的电长度大约为与在3/2尼奎斯特频率下的波长关联的电长度的一半)显著地改善了连接器性能。然而应当注意的是，在某些实施例中端子的实际电长度不是连接器的有效电长度，原因是具有在遇到不连续点之前在连接器外部延伸的附加距离。例如，从端子的触点的边缘沿着接触焊盘并且通过电路板直到到达公共接地平面的距离是不连续点之间的电长度的一部分。所以，一旦将电路板和接触焊盘考虑在内，带有具有大约40皮秒的电长度的接地端子的连接器可能在工作中提供不连续点之间的大约50皮秒的有效电长度。可以领会，该差异会在更高频率下显著，原因是电长度的10皮秒的差异可以导致适合于大约20Gbps性能的连接器而不是适合于大约30Gbps性能的连接器。
由于缩短或减小整个连接器的尺寸常常是不可行的，因此已证明提供成排的端子的差分连接器中的谐振问题难以以经济的方式解决。然而为了解决该问题，已确定一个或多个导电桥接件或共用元件可以用于连接多个接地端子，从而缩短不连续点之间的距离，因此减小电长度和升高谐振频率。该减小的电长度允许建立低于预期水平的最大有效电长度并且允许更高的频率在连接器上传输而不会在连接器的工作范围内遇到谐振。例如，将导电桥接件或共用元件布置为使得它将两个接地端子在它们的物理中点联接在一起可以将连接器中的接地端子的有效电长度大致减小一半并且因此升高谐振频率使它大致翻倍。实际上，由于当桥接件在两个接地端子之间延伸时它具有物理长度，因此将桥接件置于物理中点处或附近可能不正好将电长度减小为一半，而是减小会相对接近初始电长度的一半。
下面所述的特征因此举例说明了实施例，其中某些特征用于提供减小的电长度。需要时，可以提供一种连接器，其具有介电外壳，位于所述介电外壳中并且支撑第一导电接地端子的第一晶片和位于所述介电外壳中并且支撑第二导电接地端子的第二晶片。信号端子对可以位于所述第一和第二接地端子之间并且至少一个导电桥接件可以在所述第一接地端子和所述第二接地端子之间延伸，所述导电桥接件电连接所述第一和第二接地端子并且被构造为提供所述第一和第二接地端子的减小的最大有效电长度。
需要时，所述导电桥接件可以是延伸通过所述第一和第二晶片的导电销。所述第一和第二导电接地端子的每一个可以包括在一端用于与配合部件配合的接触部分，在相对端用于安装到电路元件的尾部和在它们之间的大体板状的主体部分。在适当情况下定位所述导电桥接件并且在实施例中所述导电桥接件可以被定位为使得在大体朝着所述第一和第二接地端子的接触端和尾部之间的中点的位置电连接所述第一和第二接地端子。在一个构造中，所述接地端的减小的最大有效电长度可以小于大约38皮秒。在另一个构造中，所述接地端的减小的最大有效电长度可以小于大约33皮秒。在另一个构造中，所述接地端的减小的最大有效电长度可以小于大约26皮秒。所述导电桥接件可以横向地延伸经过多对差分联接高数据速率信号端子。
需要时，可以利用一种将电连接器的谐振频率增加到所述连接器的预期工作频率范围之上的方法。这样的方法包括确定所述连接器的预期工作频率范围，并且提供第一和第二间隔开的接地元件，所述第一接地元件限定第一电路径的至少一部分并且所述第二接地元件限定第二电路径的至少一部分。可以将差分信号对设在所述第一和第二接地元件之间并且确定沿着所述第一和第二电路径的不连续点之间的近似最大有效电长度。基于沿着所述第一和第二电路径的不连续点之间的所述近似最大有效电长度确定初始谐振频率并且确定所述不连续点之间的最大预期有效电长度以便将所述电连接器的谐振频率增加到预期工作频率范围之上。将至少一个导电桥接件连接在所述第一和第二接地端子之间以将不连续点之间的沿着所述第一和第二接地元件的有效电长度减小到小于所述最大预期有效电长度的长度。
需要时，确定沿着所述第一和第二电路径的不连续点之间的最大有效电长度可以包括模拟电系统。所述模拟步骤可以包括分析所述接地元件的物理特性，所述物理特性包括它们的长度、几何形状和围绕所述接地元件的电介质。所述模拟步骤可以包括分析限定所述第一和第二电路径的至少一部分的附加电路部件。确定不连续点之间的沿着所述第一和第二电路径的最大有效电长度可以包括测试所述电连接器。
现在参考图，图1-13示出了连接器500的实施例，所述连接器包括第一外壳部件510和第二外壳部件520。第一外壳部件510包括第一突出部530和第二突出部532，两个突出部具有被构造为接收电路卡(未显示)的卡槽534，所述电路卡由相应的配合模块(未显示)支撑。如图所示，每个卡槽534包括沿着它的顶和底内表面延伸的端子接收凹槽536。
销接收孔512可以设在第一外壳部件510的第一侧514中并且与销接收孔512对准的销接收孔516可以设在第一外壳部件510的第二侧518中。类似地，销接收孔522可以设在第二外壳部件520的第一侧524中并且与销接收孔522对准的销接收孔526可以设在第二外壳部件520的第二侧528中。取决于使用的组装过程，孔可以不必在第一外壳部件510的两侧上和外壳部件520的两侧上。在某些情况下，第一和第二外壳部件中的孔可以是根本不需要的。
如图所示，前外壳部件510包括多个注塑端子晶片550、570、580可以插入其中的腔540。如图所示，每个晶片包括两对导电端子，围绕所述端子注塑有塑料绝缘体。每个端子具有用于与配合电路卡上的焊盘(未显示)配合的接触端，用于接合连接器500安装在其上的电路板中的电镀孔的至少一个尾部，和连接所述接触端和所述至少一个尾部的主体。
更特别地，参考图5、9、10、12，接地晶片550包括四个接地端子552、554、556、558，每个接地端子具有被显示为在一端用于接合配合部件(未显示)的可偏转接触杆或弹簧臂的配合端552a、554a、556a，558a和被显示为用于接合连接器500安装在其上的电路元件(未显示)的顺应销的尾部552b、552b′、554b、556b、556b′、558b。相对大或宽的主体部分552c、554c、556c、558c分别在每个端子的配合端552a、554a、556a、558a和尾部552b、554b、556b、558b之间延伸。另外，每个接地端子552、554、556、558包括从其延伸的多个可偏转突舌或指状件560，和大体邻近配合端552a、554a、556a、558a的单一的、相对宽的突舌562。需要时，指状件560可以朝着外壳部件510、520的一侧稍微成角。第一联结元件564可以设在较长的两个接地端子552、554之间，并且第二联结元件566可以设在较短的两个接地端子556、558之间。
信号晶片570、580可以相对于彼此以基本类似的方式被构造并且可以有点类似于接地晶片550。如图16、17中所示，每个第一信号晶片570具有四个信号端子572、574、576、578，所述信号端子具有被显示为在一端用于接合配合部件(未显示)的可偏转接触杆或弹簧臂的配合端572a、574a、576a、578a和被显示为用于接合连接器500安装在其上的电路元件(未显示)的顺应销的尾部572b、574b、576b、578b。相对小或窄的主体部分572c、574c、576c、578c分别在每个端子的配合端572a、574a、576a、578a和尾部572b、574b、576b、578b之间延伸。在图17中最佳地看到接地端子552、554、556、558的主体部分552c、554c、556c、558c和信号端子572、574、576、578的主体部分572c、574c、576c、578c之间的宽度的差异。信号端子572，574、576、578还包括在主体部分572c、574c、576c、578c和尾部572b、574b、576b、578b之间的过渡部分572d、574d、576d、578d以便使尾部从主体部分偏移。
第二信号晶片580包括四个信号端子582、584、586、588，除了下面提到的区别以外，所述信号端子与第一信号晶片570的信号端子572、574、576、578基本相同并且在这里不重复它们的描述。然而，从图11可以领会，第一信号晶片570的尾部572b、574b、576b、578b和第二信号晶片580的尾部582b、584b、586b、588b从它们各自的主体部分的平面沿相反方向朝着另一个晶片偏移，使得两个晶片的信号端子的尾部成一排地对准。当将晶片550、570、580插入外壳腔510a中时，端子的接触部分位于端子接收凹槽536中并且可以由所述端子接收凹槽支撑以形成一排接触端。在工作中，所述一排接触部分便于连接器和可以插入卡槽534中的电路卡上的焊盘之间的配合。
如图所示，晶片以重复构型位于腔510a内，两个信号晶片570、580彼此紧挨着定位以产生水平对准的差分联接信号端子对。所示的端子被宽侧联接，这具有在形成差分对的端子之间提供更强联接的优点，但是除非另外指出，宽侧联接不是必需的。接地晶片550位于每对信号晶片的两侧上以便获得信号端子的预期电特性和产生重复的接地、信号、信号构型(例如，G，S+，S-，G，S+，S-，G)。需要时，可以利用晶片的其他构型，例如增加附加接地晶片(例如，G，S+，S-，G，G，S+，S-，G)，从而进一步隔离信号端子，和/或其中的附加信号端子将典型用于“低”速信号(例如，G，S+，S-，G，S，S，S，G，S+，S-，G)。另外，需要时，不同于模制两个独立的信号晶片570、580并且然后在组装过程期间彼此相邻地定位它们，也有可能可以组合两个信号晶片，从而提供围绕所有端子模制的单一晶片。另外，需要时，晶片不需要被注塑。例如，晶片外壳可以在第一操作中被模制并且端子在第二、随后操作中被插入晶片外壳中。然而注塑晶片有利于精确地控制由晶片支撑的端子的取向。
为了获得预期电特性，所示的实施例示出了连接器，一旦晶片550、570、580被装载到第一和第二外壳部件510、520中，销600(例如，提供导电桥接件的销)将被插入。销600接合并且偏转接地端子的指状件560以将多个接地端子联接在一起并且因此形成导电桥接件。更特别地，如在图9中最佳地所见，第一销600a接合接地端子552的第一组对准指状件560′，第二销600b接合接地端子552的第二组对准指状件560″，并且这可以用附加销进行重复使得接地端子552在多个位置被互连或共用。应当注意的是指状件560可以稍微被偏转离开每个接地端子的主体部分的平面，为了清楚起见，在图中未显示这样的偏转。
桥接件(在图1-28中被显示为销600)联接从接地端子552、554、556、558的主体部分552c、554c、556c、558c延伸的指状件560。已确定对于多排连接器设计，连接器的高度和接地端子的长度使包括多个桥接件合乎需要，从而保证有效电长度足够短。销600可以由足够导电的材料形成，例如具有合乎需要的直径的铜合金，直径例如在0.4mm和0.9mm之间。已确定这样的构造允许销600具有足够的强度以允许插入，同时避免连接器的尺寸的任何显著增加。可以领会，更短的连接器可以仅仅使用一个桥接件就能够提供具有合乎需要的电长度的接地端子。然而可以预料多个桥接件将在许多连接器构造中是有利的。
对于具有多排触点的连接器，例如图中所示的那些，端子取决于它们位于其中的排而具有不同的长度。因此，不同数量的桥接件可以用于每排接地端子以保证接地端子的相应排具有预期最大电长度。例如，在图4中，在第一突出部530中的接地端子552的顶排联接到七个销600，而接地端子554的相对排联接到五个销600。在第二突出部532中的接地端子556的顶排联接到三个销600，而接地端子558的相对排联接到一个销600。因此，在所示的实施例中，在随后的更低排中的销的数量与先前的上排相比减少二。这有助于保证合乎需要的性能，同时最小化复杂性和成本。
桥接件在信号端子，例如形成差分对540(图11)的端子572、582上横向地延伸。为了最小化电干扰和阻抗的变化，每个桥接件可以位于离信号端子572、582的上表面的距离588处。在实施例中，桥接件和形成差分对540的信号端子572、582之间的距离足以使得在桥接件和差分对540之间的电分离大于形成差分对的两个端子之间的电分离。
如上所述，第一突出部530中的上和下接地端子552、554的对可以由邻近接地尾部552b、554b的第一联结元件564联接并且第二突出部532中的上和下接地端子556、558的对可以由邻近接地尾部555b、558b的第二联结元件566联接。这些联结元件可以有助于进一步减小接地端子之间的势差并且改善连接器500的总体性能。从图13-15可以领会，可以提供接地端子的备选实施例，例如封闭接地端子552、554的主体部分552c，554c之间的空间，从而产生单一接地端子主体552c′以屏蔽第一突出部530的上和下排中的两个信号端子572、574。这样的端子可以包括从主体的上和下边缘延伸的指状件560或者可以包括仅仅从一侧延伸的指状件560″(例如图14中所示)或者可以包括以过盈配合延伸通过接地端子的中间的销600(如图15中所示)。
参考图19，示出了桥接件的实施例。桥接件由夹子630提供，在插入晶片550、570、580之间所述夹子被插入第一外壳部件510中。夹子630是导电的并且可以是如图所示的整体。夹子630可以包括多个间隔开的接合槽631，所述接合槽接合第一外壳部件510上的突出部使得第一外壳部件510通过压配合式接合将夹子630保持在其中。夹子630包括多个间隔开的接收通道632，所述接收通道可以在与槽631相对的边缘上，每个通道中具有一对相对的弹簧臂633。如图所示，弹簧臂633之间的距离小于宽突舌562的厚度以便当将宽突舌562插入弹簧臂633之间时在弹簧臂633与宽突舌562之间建立良好的电连接。需要时，凸台或突出部634可以设在每个弹簧臂633上以便增加弹簧臂和宽突舌之间的接触的可靠性。
夹子630优选地由具有足够的弹性和强度品质的适当导电材料形成，从而可靠地将夹子630保持在前外壳部件510内并且保持弹簧臂633和宽突舌562之间的可靠连接。在难以靠近接地端子552、554、556、558的配合端552a、554a、556a、558a插入销600的情况下使用夹子630可能是合乎需要的。取决于连接器500内的可用空间，通道632可以在夹子630的外侧缘被省略并且由单一弹簧臂633代替，在该情况下外接地晶片的宽突舌将仅仅由单一弹簧臂633接合。尽管夹子630在图1-28中被显示为整体元件，但是需要时，夹子630可以由固定在前外壳部件510内的多个部件890(图29-34)形成。
在组装过程期间，支撑端子的晶片可以以多个不同的方式被插入外壳中。组装过程的一些例子包括：1)按照晶片在外壳中被对准的顺序(例如，G S+ S- G S+ S- G)将晶片单独地装载或缝合到外壳中；2)将第一类型的所有晶片(例如，所有接地晶片550)插入腔540中，将第二类型的所有晶片(例如，所有第一信号晶片570)插入腔540中并且重复该过程直到腔完全被占据；3)构造承载信号端子的晶片使得首先将两个信号晶片570、580联接在一起并且然后将所联接的晶片对插入外壳中；或者4)以预期构型将所有晶片联接或定位在一起并且然后在单一装载操作中将所联接的晶片的子组件插入腔540中。
对于上面列出的前三个组装过程，在晶片550、570、580被插入第一外壳510中之后，可以将销600插入连接器500中。如果指状件560全部与主体部分552c、554c、556c、558c共面，则销600可以从连接器的任一侧被插入。更具体地，销600可以通过在第一外壳部件510的任一侧中的销接收孔和通过在第二外壳部件520的任一侧中的销接收孔被插入。需要时，销600可以基本沿着连接器500的整个宽度延伸并且通过在第一外壳部件510和第二外壳部件520的两侧上的销接收孔。
如上所述，指状件560可以朝着各自的第一和第二外壳部件510、520的一侧并且远离插入销600的方向稍微成角以便易于销的插入。可以领会，在这样的情况下，优选的是指状件560全部沿相同方向(即，朝着相同侧)成角并且销600可以从与指状件成角所朝着的侧相反的侧被插入。换句话说，指状件560可以被弯曲离开它们各自的接地端子的主体部分的平面并且销600可以沿与指状件延伸到主体部分的平面之外相同的方向被插入。
如果如上所述作为第四组装过程晶片550、570、580以预期构型被联接或定位在一起并且然后在单一装载操作中作为晶片的子组件被插入腔540中，则一旦晶片子组件被插入腔510a中并且第二外壳部件520固定到第一外壳部件510，可以如上所述插入销600。在替换选择中，仅仅在晶片子组件的相对侧之间延伸并且不通过第一或第二外壳部件510、520的侧壁的更短的销可以在将子组件插入第一外壳晶片510中之前被插入晶片子组件中。换句话说，晶片子组件可以由销联结并且整个子组件作为一组被插入腔510a中。在这样的情况下，第一和第二外壳部件510、520中的孔可以是不需要的。
关于使用哪个组装过程，如果第一外壳部件510包括夹子630，在接地晶片550的插入期间，每个接地端子552、554、556、558的宽突舌562将滑动到接收通道632中以及弹簧臂633之间以便在夹子630和接地端子552、554、556、558中的一个之间建立良好的电连接。换句话说，在实施例中夹子可以首先被插入外壳部件510中并且然后晶片可以被插入外壳部件510中使得接地端子接合夹子630。
参考图23-28，示出了连接器700的实施例，所述实施例类似于图1-22A的实施例，区别在于落坐平面702(即，连接器安装在其上的电路板的平面)向上移动使得电路卡槽中的一个(如图所示的下槽732)的平面位于电路板50的上表面52的平面之下。连接器700包括带有第一表面712、第一侧716和第二侧718的外壳710。第一侧中的孔714允许销740插入连接器700中。包括第一表面727和第二表面728的突出部726包括在其间的两个竖直间隔开的卡槽730、732。卡槽730，732可以被倒角并且包括用于支撑插入其中的端子750的端子接收凹槽734。
连接器700的所述侧可以包括被构造为保持光管的弯曲壁713并且还可以包括台肩720以帮助支撑光管。需要时，突出部726的前面729可以包括孔(例如孔736)以支撑光管组件738。槽740可以用于支撑屏蔽元件(未显示)。
所述的外壳710包括挡块722，当电路板50的上表面52支撑连接器时所述挡块延伸经过电路板50的边缘54。可以领会，当提供相对于电路板的压配合(或通孔)安装接口时，所示的连接器也允许下电路卡槽732位于电路板的上表面52之下。因此所示的实施例有利地提供紧凑和小体积包装。
与连接器500相同，连接器700包括晶片745、746、747的交替阵列。晶片745、746、747在构造上类似于晶片550、570、580，区别在于与连接器500的落坐平面相比连接器700的落坐平面702被移动。另外，接地晶片745与接地晶片550的区别在于它包括在其中的接地端子和信号端子。更具体地，如在图27、28中最佳地所见，接地晶片745包括四个端子，最顶的和最底的端子751、752被构造为接地端子，该接地端子具有宽主体部分751c、752c和从其延伸的弹性突舌或指状件756。中间的两个端子762、764以类似于信号端子755的方式被构造，它们的主体部分762c、764c显著窄于接地端子的主体部分751c、752c。
如图所示，端子的第一排770包括多对差分联接高数据速率信号端子771，在每对差分联接高数据速率信号端子的相对侧上具有接地端子751。销780接合接地端子751的指状件756以如上所述共用接地端子以便提供预期最大有效电长度。第一卡槽730内的端子762的第二排772具有类似构造，但是不包括高数据速率端子和共用接地端子，因此上卡槽730(其包括第一和第二排770，772)被构造用于高数据速率形式的SFP式连接器(原因是SFP式连接器包括在两排中的一排中的两个高数据速率通道)。第二卡槽732以类似于第一卡槽730的方式被构造，原因是它具有不包括共用接地端子的端子764的第三排774，而端子的第四排776包括一对差分联接高数据速率信号端子778，在每对信号端子778的相对侧上具有共用接地端子752。因此，第一和第二卡槽730、732适合用于高数据速率的SFP连接器的变型中，但是第二卡槽相对于由共用接地端子围绕的高数据速率端子的取向旋转180度。端子的中间两排的端子762、764可以根据需要用于低速信号和/或电力等。在实施例中，高数据速率端子排可以被构造为使得它们适合于17Gbps性能，或者甚至20或25Gbps。可以领会，从致密包中的信号分离的观点来看，相对于第一卡槽翻转第二卡槽的取向是有利的，但是不必需。
图29-32示出了晶片的子组件，所述晶片类似于图1-22A的晶片，但是包括用于桥接晶片中的接地端子的结构的备选实施例。因此，关于相似的元件使用相似的附图标记并且这样的元件的描述被省略。晶片850、870、880包括通过其中的孔810，单独导电的、形状相同的、弹性的接地夹子812、814位于所述孔中。可以在围绕晶片850、870、880模制塑料绝缘体之前或之后将接地夹子812、814插入孔810中。接地夹子812、814被构造为稍微延伸超出它的各自晶片的至少一个侧面，使得每个夹子接合在它的相对侧上的夹子。另外，与每个接地晶片850关联的接地夹子812也接合远离接地端子552、554、556、558的主体部分552c、554c、556c、558c延伸的突舌816。包括高数据速率信号端子的晶片870、880位于两个接地晶片850之间，使得信号晶片的接地夹子814接合接地晶片的接地夹子812并且形成连续电桥，所述电桥在接地端子之间延伸并且横向于高数据速率信号端子的边缘并与其间隔。
如在图32中最佳地所见，由于晶片850、870、880的塑料绝缘体的去除，固定在每个接地晶片850内的单独的接地夹子812导电地接合与每个接地端子552、554、556、558关联的突舌816。然而，固定在每个信号晶片870、880内的单独的接地夹子814与最近的信号端子的边缘间隔足够的距离(类似于图11的距离588)，从而避免对信号端子的电干扰和阻抗影响。接地夹子可以由金属片或另一种弹性导电材料形成，并且如图所示为大体U形或卵形。
当晶片850、870、880被组装时，接地夹子812、814组合以起到与销600相同的目的，即，沿着它们的长度互连相邻的接地端子以便减小不连续点之间的沿着接地端子的电长度。因此，与图29-32的实施例相同，接地夹子812、814允许接地端子552、554、556、558具有显著短于端子的有效电长度的最大有效电长度。
参考图33，公开了单独的接地夹子的另一个实施例。与上述的接地夹子812、814相同，接地夹子820、822是形状相同的、弹性的导电元件并且可以由导电金属片形成。接地夹子820、822在形状上类似于接地夹子812、814，区别在于它们包括内部弹性的、相对小的U形部分使得夹子820可以弹性地和导电地接合接地端子的突舌824。
在另一个实施例中，弹性接地夹子812、814可以由保持在每个晶片850、870、880内的圆柱形柱830(图34)代替。当并排组装晶片时，柱830将组合以模仿销600。换句话说，需要时，销600可以由多个部件形成而不是利用一个整体结构。
图35-36A示出了利用用于电桥接这样的端子的结构的备选实施例的接地端子的子组件。接地端子类似于图10中所示的那些并且关于相似的元件使用相似的附图标记，并且这样的元件的描述将被省略。图35与图10相比，可以看出为了清楚起见去除了所有信号端子和除了少数以外的其他全部接地端子。更具体地，除了在端子阵列的外端上的端子以外去除了图10的所有端子。板状桥接结构与接地端子的每排关联。接地端子552的上排具有与其关联的第一板状桥接结构952，接地端子554的第二排具有与其关联的第二板状桥接结构954，接地端子556的第三排具有与其关联的第三板状桥接结构956，并且接地端子558的下排具有与其关联的第四板状桥接结构958。三个上桥接结构952、954、956的每一个被成形为由多个、互连的、大体平面的区段形成的弯曲板，而第四桥接结构858是大体平面的。
每个桥接结构包括位于三维阵列中并且与每个接地端子的指状件560对准的多对间隔开的、相对的弹性弹簧臂970。通过冲压和成形金属片以产生向下悬挂的弹性臂并且在金属片中产生窗口972而形成每个臂970。尽管未显示，但是每个信号触点大体对准与弹簧臂从其悬挂的边缘976相对的窗口972的边缘974中的一个。每个臂970被成形为向内朝着它的相对臂渐缩以便产生扩大入口978以便于将指状件560插入到与每对臂接合。当插入指状件560时，弹簧臂970沿大体垂直于接地端子的主体部分的平面的方向向外偏转。
图37示出了板状桥接结构980的备选实施例，其中每对弹簧臂970由单一弹簧臂982代替，所述单一弹簧臂可沿大体垂直于它从其悬挂的桥接结构的区段的平面的方向偏转。换句话说，单一弹簧臂982被构造和定位为与指状件560对准并且沿每个指状件560远离它的接地端子延伸的方向偏转。
如图所示，桥接结构952、954、956、958、980由金属片形成，从而具有预期电和机械特性。应当注意的是关于图35-37中所示的实施例，指状件560被形成为具有弹性并且当由销600接合时在某种程度上偏转。由于板状桥接结构的弹簧臂970、982是弹性的，因此当用于本文中所示的板状桥接结构时指状件560不必是弹性的。
通常应当注意的是，不连续点之间的接地路径的最长部分将往往控制合成的谐振频率。所以，具有多个紧密间隔的桥接件以产生不连续点之间的一系列短的电长度并且同时具有不连续点之间的更长部分的电路径将具有由不连续点之间的更长部分确定的有效电长度。因此，有利的是保证了不连续点之间的最大或最长有效电长度低于或小于预定长度。
当设计高数据速率连接器时，连接器的预期工作频率范围典型地是已知的。一旦设计者设计了连接器(或获得预先存在的连接器)，可以分析连接器以确定不连续点之间的沿着连接器将在其中使用的相邻接地路径的最大有效电长度。尽管该长度主要是接地端子的电长度，但是其他因素也促成有效电长度，包括在到达不连续点之前沿着连接器外部的电路的任何距离以及影响导体的特性的其他因素。
基于不连续点之间的最大有效电长度，可以确定初始或未调整谐振频率。如果初始或未调整谐振频率太低(这意味着连接器的工作范围将与谐振频率交迭)，则最大预期有效电长度被确定为使得这样的有效长度的谐振频率将充分地在连接器的预期工作频率范围之上。在这时，一个或多个导电桥接件(例如包含本文中所公开的结构的导电桥接件)可以用于互连相邻接地元件并且将不连续点之间的有效电长度减小到小于最大预期有效长度的长度并因此增加连接器的接地结构的谐振频率。在替换选择中，可以在确定不连续点之间的最大有效电长度之前(基于预期谐振频率)确定最大预期有效长度。应当注意的是可以通过电路的模拟或通过实际测量(如果连接器的物理样品存在)来执行分析连接器以确定不连续点之间的最长有效电长度和预期最大电长度。
已确定带有具有小于大约38皮秒的有效电长度的接地端子的多层SFP式连接器适合用于大约8.5GHz的信令频率，当使用不归零(NRZ)信令方法时，这将提供对于每个差分信号对的大约17Gbps的连接器。
小心地布置桥接件可以允许接地端子的有效电长度减小到大约33皮秒，这可以适合于大约10GHz的信令频率(并且因此可以适合于大约20Gbps的性能)。如果桥接件被构造为物理地更加紧靠，则有效电长度可以被减小到大约26皮秒，这可以适合于以大约13GHz或25Gbps的性能传输信号(假设NRZ信令方法)。所以可以领会，使桥接件更紧靠在一起(并且因此增加桥接件的数量)将倾向于减小接地端子的有效电长度并且因此有助于使连接器更适合于更高频率和更高数据速率。预期最大有效电长度将取决于应用和正在传输的频率而变化。
在实施例中，连接器可以被构造为减小多个接地端子的有效电长度，从而充分地改变谐振频率，由此提供达到尼奎斯特频率的基本无谐振连接器，所述尼奎斯特频率是离散信号处理系统的采样频率的一半。例如，在使用NRZ信令的10Gbps系统中，尼奎斯特频率为大约5GHz。在另一个实施例中，可以基于二分之三(3/2)尼奎斯特频率构造多个接地连接器的最大电长度，对于10Gbps的系统，所述频率为大约7.5GHz，对于17Gbps的系统为大约13GHz，并且对于25Gbps的系统为大约19GHz。如果最大电长度使得谐振频率改变到3/2尼奎斯特频率范围之外，则所传输的功率的大部分(可能大于百分之90)将低于谐振频率并且因此多数所传输的功率将不导致可能另外增加系统内的噪声的谐振条件。
应当注意的是实际频率和有效电长度取决于在连接器中使用的材料以及使用的信令方法的类型而变化。上面给出的例子用于NRZ方法，所述方法是常用的高数据速率信令方法。然而可以领会，在其他实施例中两个或更多个接地端子可以在预定最大电长度与桥接件联接在一起使得连接器有效地改变谐振频率以用于某个其他预期信令方法。另外，众所周知，除了物理长度以外电长度基于传输线的电感和电容并且将取决于端子的几何形状和用于形成连接器的材料而变化。因此，具有相同基本外部尺寸的类似连接器可能由于结构差异而不具有相同的有效电长度。
应当理解本领域的技术人员将显而易见上述的示例性实施例的许多变型，例如谐振调整连接器组件和/或它的部件的许多变型和修改，包括在本文中单独公开或要求保护的本文中所公开的特征的组合，明确地包括这样的特征的附加组合，或备选地其他类型的信号和接地触点。例如，桥接结构可以用于信号和接地端子的阵列，不管端子位于插入外壳中的晶片中还是端子直接插入外壳中。另外，如果信号端子被构造为差分对，则它们可以被宽侧或边缘联接。而且，对材料和构造有许多可能的变型。例如，由金属形成的部件可以由电镀塑料形成，只要部件的必要的机械和电特性被保持。这些修改和/或组合属于本发明所涉及的本领域并且应当在以下的权利要求的范围内。应当注意的是，按照惯例，权利要求中的单数元件的使用应当包括一个或多个这样的元件。

Claims (29)

1.一种连接器，包括：
外壳；
第一晶片，其位于所述外壳中并且支撑第一接地端子；
第二晶片，其位于所述外壳中并且支撑第二接地端子；
第三和第四晶片，其位于所述第一晶片和第二晶片之间，所述第三晶片和第四晶片均支撑信号端子，所述信号端子限定差分对，所述差分对位于所述第一接地端子和第二接地端子之间；以及
桥接件，其在所述第一接地端子和所述第二接地端子之间延伸，所述桥接件电连接所述第一接地端子和第二接地端子并且与所述信号端子电绝缘，所述桥接件被构造成为所述第一接地端子和第二接地端子提供最大有效电长度。
2.根据权利要求1所述的连接器，其中所述桥接件是导电销，所述导电销在所述第一晶片和所述第二晶片之间延伸并且穿过所述第三晶片和第四晶片。
3.根据权利要求1所述的连接器，其中所述接地端子和信号端子均具有主体部分，并且在所述桥接件所处的位置，所述接地端子的主体部分比所述信号端子的主体部分宽。
4.根据权利要求1所述的连接器，其中所述接地端子的最大有效电长度小于大约38皮秒。
5.根据权利要求1所述的连接器，其中所述接地端子的最大有效电长度小于大约26皮秒。
6.根据权利要求1所述的连接器，还包括支撑所述接地端子的第五晶片，其中所述桥接件电联接所述第一晶片、第二晶片和第五晶片中的所述接地端子。
7.根据权利要求1所述的连接器，其中所述桥接件是第一桥接件，所述连接器还包括联接所述第一接地端子和第二接地端子的第二桥接件，所述第一桥接件和第二桥接件被间隔开，从而为所述接地端子提供在所述第一桥接件和第二桥接件之间的预期电长度。
8.根据权利要求1所述的连接器，其中所述桥接件包括由所述晶片的每一个支撑的夹子，所述夹子与所述接地端子电接触并且与所述信号端子电分离。
9.一种电连接器，包括：
具有第一侧壁和第二侧壁的介电外壳；
位于所述外壳内的接地端子对；
信号端子对，其在所述外壳内位于组成所述接地端子对的接地端子之间，其中每个端子包括：在一端被构造用于电连接到配合部件的接触部分，在相对端的尾部，和位于所述接触部分和所述尾部之间的主体部分，所述接地端子对和所述信号端子对的所述接触部分以接地、信号、信号、接地构造形成一排接触部分；以及
将所述接地端子对电连接在一起的桥接件，所述桥接件横向于所述信号端子延伸。
10.根据权利要求9所述的电连接器，其中所述桥接件选自导电销和多个导电夹子。
11.根据权利要求10所述的电连接器，其中所述桥接件是导电销并且所述导电销延伸通过所述第一侧壁。
12.根据权利要求9所述的电连接器，其中所述接地端子对是第一接地端子对，所述连接器还包括第二接地端子对，所述桥接件电联接所述第一接地端子对和第二接地端子对。
13.根据权利要求12所述的电连接器，其中所述第一接地端子对包括第一接地端子和第二接地端子，并且所述第二接地端子对包括所述第二接地端子和第三接地端子。
14.根据权利要求13所述的电连接器，其中所述桥接件电互连所述第一接地端子、第二接地端子和第三接地端子。
15.根据权利要求9所述的电连接器，其中每个接地端子包括从所述主体部分延伸的突出部并且所述桥接件接合所述突出部。
16.根据权利要求15所述的电连接器，其中所述桥接件和所述突出部中的一个包括被构造为接合另一个的可偏转臂。
17.根据权利要求9所述的电连接器，其中所述信号端子对的所述主体部分在所述桥接件横向于所述信号端子延伸的位置具有第一宽度并且所述接地端子对的所述主体部分在所述桥接件联接到所述接地端子的位置具有第二宽度，所述第二宽度大于所述第一宽度。
18.根据权利要求9所述的电连接器，还包括多个接地晶片和至少一个信号晶片，每个接地晶片支撑所述接地端子中的一个并且所述至少一个信号晶片支撑所述信号端子，所述接地晶片和所述至少一个信号晶片被布置在晶片的子组件中。
19.根据权利要求18所述的电连接器，其中所述桥接件延伸通过位于相邻的接地晶片之间的所述至少一个信号晶片。
20.根据权利要求18所述的电连接器，其中所述桥接件是第一桥接件，所述连接器还包括第二桥接件，所述第二桥接件延伸通过所述接地晶片以电连接相邻的接地晶片内的接地端子，所述第一桥接件和第二桥接件的组合导致所述接地端子的最大有效电长度比仅仅使用所述第一桥接件时短。
21.根据权利要求9所述的电连接器，还包括被构造为朝着所述连接器的配合面引导光的光管。
22.根据权利要求9所述的电连接器，其中所述连接器包括：第一开口，其具有接地元件和与其相邻的信号端子并且形成第一配合平面，所述第一开口被构造为接收第一配合部件的一部分；和第二开口，其具有接地元件和与其相邻的信号端子并且形成第二配合平面，所述第二开口被构造为接收第二配合部件的一部分，所述第一配合平面和第二配合平面被间隔开并且彼此基本平行。
23.根据权利要求9所述的电连接器，其中所述信号端子对被构造为提供被宽侧联接的差分信号对。
24.一种电连接器，包括：
外壳；
各自支撑多个接地端子的第一接地晶片和第二接地晶片；
各自支撑多个信号晶片的第一信号晶片和第二信号晶片，所述第一信号晶片和第二信号晶片协作地提供差分联接信号端子对，其中所述第一接地晶片和第二接地晶片以及所述第一信号晶片和第二信号晶片提供至少两排端子；以及
桥接件，其延伸通过所述第一信号晶片和第二信号晶片并且将所述第一接地晶片中的接地端子中的一个电连接到所述第二接地晶片中的接地端子中的一个，所述桥接件横向于所述差分联接信号端子延伸。
25.根据权利要求24所述的电连接器，其中由所述桥接件电连接在一起的所述接地端子被构造为提供不大于33皮秒的不连续点之间的最大电长度。
26.根据权利要求24所述的电连接器，其中所述桥接件是第一桥接件，所述连接器包括多个附加桥接件，所述桥接件被构造为提供不大于26皮秒的不连续点之间的最大电长度。
27.一种为电连接器提供具有小于预定值的电长度的接地端子的方法，包括：
提供外壳；
将第一晶片、第二晶片和第三晶片定位在所述外壳中，所述第一晶片包括限定第一电路径的第一接地端子，所述第二晶片包括信号端子并且所述第三晶片包括限定第二电路径的第二接地端子；以及
在所述第一接地端子和第二接地端子之间提供桥接件，所述桥接件缩短所述第一接地端子到所述第二接地端子，从而将阻抗不连续点之间的沿着所述第一接地元件和第二接地元件的电长度减小到小于预期有效电长度。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述定位包括通过所述第一晶片、第二晶片和第三晶片插入销，从而在预定位置接合所述第一接地端子和第二接地端子，同时横向于但是不接触所述信号端子延伸。
29.根据权利要求27所述的方法，其中所述第一晶片、第二晶片和第三晶片在所述外壳中的定位联接所述第一晶片、第二晶片和第三晶片中的夹子从而提供所述桥接件。
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