CN1656653A - 高速电连接器 - Google Patents

Abstract

一种电连接器(10)，其包括连接器外壳(12)，该连接器外壳保持组织成触点组的信号触点(28)和接地触点(36)。各个触点组包括至少两个所述信号触点和至少一个所述接地触点。触点组在平行的排(41)中对齐，且各个所述排中的触点组相对于邻接的排中的触点组交错排列。

Description

高速电连接器

技术领域

本发明涉及一种在差分对应用中用于高速传输电信号的电连接器。

背景技术

已经提出用于将电路板互联的许多板对板连接器系统，所述电路板包括用于输送信号差分对的迹线(traces)。差分对包括互补信号，如，如果差分对中的一个信号从0V切换到1V，那么差分对中的另一个信号就从1V切换到0V。各个连接器显示出特性阻抗。

过去，在信号/数据转换率相对较低时(如，不大于1GHz)，由连接器显示出的阻抗波动不能使信号性能明显降低。然而，已经提出了更新的系统，从而以接近和超过2GHz的速度传输数据信号。在这些高速数据传输系统，即使很小的阻抗波动也可在各个连接器内造成很大的问题，如信号损失、干涉、噪音、信号不稳定等。

而且，电路板的各个迹线被连接到连接器的唯一的信号插头上。在连接器内，各个不同的差分对的信号插头可相互电磁耦合。在不同的差分对的信号插头相互耦合时，信号插头显示出串扰。串扰增大了电路板、连接器和系统内的干涉、噪音和信号不稳定。增大各个不同的差分对的信号插头间的距离通常可降低干涉、噪音和信号不稳定的效应。增大差分对间的距离通常需要较大的连接器。然而，今天电气和电子应用要求将大量差分对封装在很小的空间内。许多系统要求连接器尽可能的小，从而有效利用内部空间。

因此，要解决的问题是如何提供一种电连接器，该电连接器具有密集排列的更大数量的信号触点，同时使得信号触点间的电串扰最小化。

这个问题由根据权利要求1所述的电连接器来解决。

发明内容

本发明是一种电连接器，其包括连接器外壳，所述连接器外壳容纳组织成触点组的信号触点和接地触点。各个触点组包括至少两个所述信号触点和至少一个所述接地触点。触点组在平行的排中被对齐，且各个所述排中的触点组相对于邻接的所述排中的触点组交错排列。

附图说明

现将参考附图以示例方式叙述本发明，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的插头连接器(header connector)的立体图；

图2是从不同角度看到的插头连接器的立体图；

图3是示出插头连接器的配合面的顶部平面图；

图4是示出插头连接器的安装面的底视图；

图5是用于插头连接器中的接地触点的立体图；

图6是根据本发明的一个实施例的插座连接器(receptacle connector)的立体图；

图7是示出用于插座连接器中的第一触点模块的一侧的立体图；

图8是市尺用于插座连接器中的第二触点模块的一侧的立体图；

图9示出第一触点模块的相对侧；

图10示出第二触点模块的相对侧；

图11是用于插头连接器中的信号触点的立体图；

图12是根据本发明的可替换实施例的插头连接器的立体图；

图13是用于图12中的插头连接器的接地触点的立体图；

图14是示出图12中的插头连接器的一部分配合面的立体图；

图15是示出与图12中的插头连接器的配合的一部分插座连接器的立体图；

图16是插座连接器的配合面的平面图；

图17是示出装在图15中的插座连接器内的第一触点模块的一侧的立体图；

图18是示出装在图15中的插座连接器内的第二触点模块的一侧的立体图；

图19是从图17所示出的第一触点模块的相对侧看到的第一触点模块的立体图；

图20是从图18示出的第二触点模块的相对侧看到的第二触点模块的立体图；

图21是与图17中示出的第一触点模块一起使用的接地屏蔽的立体图；和

图22是与图1中示出的第二触点模块一起使用的接地屏蔽的立体图。

具体实施方式

如图1-4所示，插头连接器10包括绝缘外壳12，该绝缘外壳12包括主板14、上护罩板15和下护罩板16。插头连接器10还包括多个信号触点20和接地触点30，该多个信号触点20和接地触点30延伸穿过主板14并固定在主板14上。插头连接器10包括配合面17，该配合面17与相应的插座连接器50的配合面57相互连接，这在图6中示出。插头连接器10也包括与电路板(未示出)相连接的板安装面18，插头连接器10安装在该电路板上。插头连接器10与插座连接器50配合，所以安装有插头连接器10的电路板与安装有或以其他方式定位插座连接器50的电路板、底板或其他类似结构垂直定向。

图11示出示例的信号触点，其包括带有柔性部分(compliant section)24的尾部或引导部22，所述柔性部分24用于压配合插入电路板(未示出)内的电镀的信号通孔内。各个信号触点20也具有接线柱26，该接线柱26可与插座连接器50内的相应触点配合。接线柱26也可插入插座连接器50的配合面57内的相应孔58中(图6)。

图5示出示例的接地触点30，其包括带有柔性部分34的尾部或导向部32和板(blade)36，该柔性部分34用于压配合插入电路板内的电镀接地通孔中，且该板36可与插座连接器50内的相应接地屏蔽结合。利用弯曲部分37，使尾部32和柔性部分34相对板36的平面成一角度。沿着板36的一个侧边缘设置弯曲部分37，这样，尾部32就从板36的中心纵轴35平移。板36可插入插座连接器56的配合面内的相应狭槽59内(图6)。为简单起见，仅仅在图5中示出一个接地触点30。然而，可以理解，类似的多个接地触点可与插头连接器10一起使用。例如，不仅仅颠倒排列邻接排内的(如图3中的排41)接地触点30。相反，在一个排41内的接地触点30可成形为邻接的多个排41内的接地触点30的镜像。优选地，这样成形两组接地触点30，即一组是另一组的镜像。然而，所有的接地触点30具有相同的基本特征。

参考图3，在插头连接器10中，将信号触点20和接地触点30排列成阵列。该阵列包括各个组，其中每组包括两个信号触点20和一个接地触点30。各个组中的两个信号触点20作为信号触点对28相连，所述信号触点对起到传输一对差分电信号穿过插头连接器10的作用。一个接地触点30与各个信号触点对28相连。更具体地说，沿着图3所示的配合面17，在平行的多个排41中排列信号触点接线柱26，其中该多个排41被接地触点板36的多个排42间隔开。也就是说，信号触点对28的邻接的多个排被插入的一排接地触点板36间隔开。

如图4所示，沿着板安装面18，信号触点尾部22被排列在平行的多个排43中，由于接地触点尾部32通过接地触点30的弯曲部分37从板36偏移，所以该多个排43也包括接地触点尾部32。接地触点尾部32插入在各个排43内的各对信号触点尾部22之间。

阵列中的信号触点对28在43排之间交错排列。更具体地说，在沿着图4示出的板安装面18的任何一排中的信号触点20和接地触点30的图案在下一个邻接的排中分别被颠倒排列。也就是说，如图4所示，例如，一个排43的方向与邻接的排的方向相反。根据其从插头连接器10的一侧的顺序，多个排可被称作奇数排和偶数排。所有的奇数排分别具有信号触点20和接地触点30的一个图案，且所有的偶数排具有另一个图案，该图案与奇数排中的图案相颠倒。例如，如图3和4所示，排A的图案与排B的图案相互颠倒。因此，排A中的信号触点对28相对于排B中的信号触点对28交错排列。沿着图3中示出的配合面17，任何一排中的各对信号触点接线柱26相对于下一个邻接的排中的各对信号触点接线柱26交错排列。信号触点20和接地触点30的这个交错排列的阵列起到将各个信号触点对28与相邻的信号触点对28隔离的作用，由此，降低了电串扰并提高了电性能。

图6示出插座连接器50，该插座连接器50包括绝缘外壳52，该绝缘外壳52具有主板54、上护罩板55和下护罩板56。插座连接器50装有多个触点模块60a、60b，在图7-10中示出。各个触点模块60a和60b包括绝缘外框62a和62b，该绝缘外框容纳多个信号触点和一个接地触点。触点模块60a和60b相互类似，但是，在插头连接器10的各个相应的排中，各个触点模块具有与信号触点20的图案相应的信号触点的相应图案。

如图9和10所示，各个触点模块60a、60b具有多个信号触点70a、70b，各个信号触点在配合端具有一个插座部分72a、72b，在板安装端具有柔顺的尾部74a和74b(在图中仅示出两个代表性的柔性部分)。插座部分72a、72b包括与相应的信号触点接线柱26结合的双接触柱76a、76b，其中，信号触点接线柱26插在该双接触柱之间。

如图7和8所示，各个触点模块60a、60b包括带有接地触点弹簧82a、82b的接地屏蔽80a、80b，该接地触点弹簧可与插头连接器的相应接地触点板36结合。接地屏蔽80a、80b包括柔顺的尾部84a、84b，其用于与电路板(未示出)中的接地通孔结合。

各个触点模块60a、60b具有接触柱64a和64b、凸起65a和65b以及接线片66a和66b，其中接触柱可被接收在上护罩板中的轨道内，凸起覆盖在上护罩板的支柱上面，接线片可被接收在下护罩板中的凹槽内。另外，触点模块60a、60b分别具有可被接收在下护罩板上的轨道中的下接触柱68a、68b。接触柱64a、64b、68a和68b、凸起65a和65b以及接线片66a和66b起到稳定并对齐插座外壳52内的触点模块60a、60b的作用。

各个接地屏蔽80a、80b具有第一上部倒钩86a和86b、第二上部倒钩87a和87b以及下倒钩88a和88b，在触点模块60a、60b被插入绝缘外壳52时，所有这些倒钩都插入绝缘外壳52中，从而将触点模块60a、60b固定在绝缘外壳52中。各个接地屏蔽80a、80b也具有自折叠部分90a、90b延伸的弹性的闭锁翼片(latch tab)89a、89b。闭锁翼片89a、89b与绝缘外壳52的相应边缘结合，从而防止模块60a、60b向后退出绝缘外壳52。

图12是本发明的可替换实施例的插头连接器100的立体图。插头连接器100包括绝缘外壳112，该绝缘外壳112具有主板114、上护罩板115和下护罩板116。插头连接器100还包括多个信号触点20和接地触点130，该多个信号触点20和接地触点130延伸穿过主板114并被固定在该主板114上。插头连接器100也包括配合面117，其与相应的插座连接器150的配合面157相连接(在图15中示出)。另外，插头连接器100包括板安装面118，其与电路板(未示出)相连接，插头连接器100安装在该电路板上。插头连接器100与插座连接器150配合，所以，安装有插头连接器100的电路板与安装有插座连接器150的电路板、底板或其他这种结构垂直定向。

与插头连接器100一起使用的信号触点20与那些与插头连接器10一起使用的信号触点相同。信号触点20的接线柱26可被插入在插座连接器150的配合面157内的插孔158内，其中该信号触点20的接线柱26可与插座连接器150内的相应触点配合(如图15所示)。

图13是本发明的可替换实施例的接地触点130的立体图。与接地触点30类似，这样成形两组接地触点130，即其中一组是另一组的镜像。接地触点130类似于接地触点30，带有一些变形。各个接地触点130包括与柔性部分134整体成型的尾部132，其反过来又与弯曲部分137整体成型。弯曲部分137与板136整体成型。尾部132与板136的平面成一角度。沿着板136的一个侧边缘设置弯曲部分137，这样尾部132从板136的中心纵轴偏移。如图13所示，板136的平面可垂直于尾部132和柔性部分134的平面。

板136包括前缘142和后缘143，该板136也与外壳保持部分140整体成形。板从外壳保持部分140凹入，所以，前缘142从外壳保持部分140的前缘偏移。因为板136从外壳保持部分140凹入，所以主板保持部分140包括露出的上边缘138。由于板136从外壳保持部分140的前缘凹入的性质，板136和接地触点30的板36不等宽。另外，如图12所示，接地触点130可包括带有切口的上部147，从而在与插座连接器150配合时，容许内部结构公差。

在插头连接器100中将信号触点20和接地触点130排列成阵列。该阵列包括多个相连的组，各个组包括两个信号触点20和一个接地触点130。各个相连的组中的两个信号触点20作为信号触点对28相连，从而传输一对差分电信号穿过插头连接器100。一个相连的组内的一个接地触点130与各个信号触点对28相连。

图14是本发明的可替换实施例的插头连接器100的配合面117的立体图。信号触点对28在各个排之间相对彼此交错排列。也就是说，排A中的信号触点对28相对排B中的信号触点对28交错排列。一排(例如排A)中的各个信号触点对28相对邻接的排(如排B)中的信号触点对28交错排列。而且，一排(如排A)中的各个信号触点对28与邻接的排(如排B)中的信号触点对被接地触点130的板136遮挡开。也就是说，接地触点130的板136的中介排被置于两排信号触点对28之间，如排A和B的信号触点对28之间。另外，接地触点尾部132插入各个排内的信号触点对28的信号触点尾部122之间。因此，利用接地触点130，可将各个信号触点对28与其他信号触点对28遮挡开。

板36和136(例如，如在图2和14中分别示出的)的比较表明，板136从外壳保持部分140凹入的特性显示出在接地触点130之间有更加显著的交错排列效应。另外，板136的凹入特性要求板136使用更少的材料，并可以增大插头连接器100内的空间。

图15是本发明的可替换实施例的插座连接器150的部分立体图。插座连接器150类似于插座连接器50(参考图6示出的)。插座连接器150包括绝缘外壳152，该绝缘外壳152具有主板154、上护罩板155和下护罩板156。插座连接器150也包括带有多个孔158和狭槽159的配合面157。孔158接收并保持信号触点20的接线柱26，而狭槽接收并保持接地触点130的板136。

图16是本发明的可替换实施例的插座连接器150的平面图。插座连接器150的配合面157用于与插头连接器100的配合面117配合。在插座连接器150与插头连接器100完全配合时，相连组的信号触点对28和接地触点130相对彼此的交错排列特性将一排中的信号触点对28与邻接的排中的信号触点对28遮挡开。

图17是示出本发明的可替换实施例的触点模块160a的一侧的立体图，该触点模块用于被装入插座连接器150中。图18是示出本发明的可替换实施例的触点模块160b的立体图，该触点模块用于被装入插座连接器150中。触点模块160a和160b相互类似，但是在插头连接器100的各个相应的排中，各个触点模块具有与信号触点20的图案相应的信号触点的相应图案。

插座连接器150装有多个触点模块160a和160b。各个触点模块160a、160b包括保持信号触点和接地屏蔽的绝缘外框162a、162b。通过将信号触点170a、170b分别插入绝缘外框162a、162b中，并分别将接地屏蔽180a、180b安装到绝缘外框162a、162b的相对侧，可以组装触点模块160a、160b。接地屏蔽180a、180b分别被安装到绝缘外框162a、162b中，这样，在各个接地屏蔽180a、180b和其相应的绝缘外框162a、162b之间存在过盈配合。可替换地，接地屏蔽180a、180b可分别被吸附地(snapably)固定到绝缘外框162a、162b上。

图19是根据本发明的可替换实施例，从图17中示出的触点模块的相对侧看到的触点模块160a的立体图。图20是根据本发明的可替换实施例，从图17中示出的触点模块的相对侧看到的触点模块160b的立体图。各个触点模块160a、160b具有多个信号触点170a、170b。各个信号触点170a、170b在配合端具有插座部分172a、172b，在板安装端具有柔顺的尾部174a、174b。插座部分172a、172b分别包括双接触柱176a、176b，各个双接触柱与相应的信号触点接线柱26结合，该信号触点接触柱26插入双接触柱之间。

图21是根据本发明的可替换实施例，用于触点模块的接地屏蔽80的立体图。图22是根据本发明的可替换实施例，用于触点模块160b的接地屏蔽180b的立体图。如图17和18所示，各个触点模块160a、160b分别具有接地屏蔽180a、180b。各个接地屏蔽180a、180b分别具有接地触点弹簧182a、182b，该接地触点弹簧与插头连接器100的相应接地触点接线柱136结合。另外，各个接地屏蔽180a、180b分别具有柔顺的尾部184a、184b，以用于与电路板(未示出)内的接地通孔结合。各个接地屏蔽180a、180b也具有第一上部倒钩186a和186b、第二上部倒钩187a和187b以及下部倒钩188a和188b，在触点模块160a、160b被插入插座连接器150内时，所有这些倒钩都插入绝缘外壳152内，从而将触点模块160a、160b固定在插座连接器150内。另外，各个接地屏蔽180a、180b分别包括自折叠部分190a、190b延伸的弹性闭锁翼片189a、189b。闭锁翼片189a、189b与插座连接器150的相应边缘结合，从而阻止触点模块160a、160b从插座连接器150向后退出。另外，接地屏蔽180a、180b分别包括凸出部件185a、187a和185b、187b，该凸出部件分别与绝缘外框162a、162b内的相应特征结构结合，所以接地屏蔽180a、180b可被固定在绝缘外框内。

各个触点模块160a、160b具有上接触柱164a、164b和下接触柱18a、168b、凸起165a和165b以及接线片166a和166b，其中，所述接线柱可被接收在上护罩板155和下护罩板156中的相应轨道内，所述凸起可与上护罩板155上的支柱配合，所述接线片可被接收在下护罩板156中。接触柱164a和164b、凸起165a和165b以及接线片166a和166b起到在插座连接器150内稳定并对齐触点模块160a、160b的作用。

本发明的实施例并不受限于示出的结构。例如，可在相应的插头连接器和插座连接器中使用或多或少的信号触点和接地触点。也就是说，插头连接器可包括更多排或更少排的信号触点对(以及相连的接地柔性部分)，插座连接器可根据插头连接器内的各排的方向，包括间隔开的相应数目的触点模块。另外，接地触点可被构造成，板的平面不垂直于接地触点的柔性部分的平面。例如，接地触点可包括半圆柱形的板，其部分地环绕一个信号触点对。可替换地，接地触点也可包括从板的边缘垂直延伸的壁，从而完全包围一个信号触点对。

因此，本发明提供一种电连接器，该电连接器在阻抗、干涉、噪音和信号不稳定方面显示出改进的信号特征。因为差分的对相互间被物理和电(通过接地触点)遮蔽，所以减小了阻抗、干涉、噪音和信号不稳定的效果。由于电连接器内的信号触点对和接地触点对的各个排间的交错排列特性，电连接器在使信号触点间的阻抗、噪音和信号不稳定最小化的同时可容纳更大数量的信号触点。

Claims (6)

1、一种电连接器(10；50；100；150)，其包括连接器外壳(12；42；112；152)，该连接器外壳保持组织成触点组的信号触点(20；72a，72b；172a，172b)和接地触点(30；82a，82b；130；182a，182b)，各个所述触点组具有至少两个所述信号触点和至少一个所述接地触点，所述触点组在平行的排(41；43)中对齐，其特征在于，各个所述排中的所述各个触点组相对于邻接的所述排中的所述触点组交错排列。

2、如权利要求1所述的电连接器，其特征在于，各个所述接地触点(30；130)具有板部分(36；136)，其将同一所述触点组中的信号触点与邻接的排中的所述信号触点隔离。

3、如权利要求1所述的电连接器，其特征在于，各个所述排包括以交替顺序排列的信号触点对和所述接地触点，这样，利用所述接地触点，将各个所述信号触点对与下一排中的信号触点对隔离。

4、如权利要求1所述的电连接器，其特征在于，邻接的所述排被这样交错排列，即，利用所述接地触点，将所述邻接的排中的所述信号触点相互隔开。

5、如权利要求1所述的电连接器，其特征在于，通过第一接地触点，将第一排中的第一信号触点对与所述第一排中的第二信号触点对遮挡开，且所述第一排相对所述第二排交错排列，这样，利用所述第一接地触点相对第三信号触点对遮挡所述第一信号触点对。

6、如权利要求1所述的电连接器，其特征在于，各个所述接地触点包括相连的尾部(32；132)和板部分(36；136)，利用弯曲部分(37；137)将该尾部和板部分相互偏移，所述尾部延伸在第一排中的各对所述信号触点之间，所述板部分延伸在所述第一排中的各对所述信号触点和第二排中的各对所述信号触点之间。

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