TWI332291B - Edge and broadside coupled connector - Google Patents

Description

1332291 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於電連接器且更具體而言係關於高速'無屏 蔽之電連接器。 【先前技術】 電連接器系統通常包括一插座式連接器及一插頭式連接 益。插座式連接器具有複數個插座觸點以便接納複數個插 頭或插腳觸點。該插座式連接器及插頭式連接器配合在一 起形成一連接器系統。當使插頭式及插座式連接器配合 時，插頭觸點插入插座觸點内並在每個插頭觸點與一對應 之插座觸點之間形成一電連接。 一連接器系統通常包括複數個彼此緊靠著置放之電觸 點。緊罪著的觸點有時呈現電串擾，從而干擾信號傳輸。 因此，期望最小化觸點之間的串擾。 【發明内容】 申請人揭示一種具有L形鏡像信號觸點之無屏蔽電連接 器。數種獨特觸點構形因毗鄰觸點之間的最小串擾而允許 單端及差分信號傳輸。一種特徵係沿每一差分信號對之大 致長度之緊密卡緣耦合。另外，另一特徵係一差分信號對 中k號觸點之間的同時卡緣及寬邊耗合。 於一說明性實施例中，一電連接器包括一具有一 形體 部分之第一信號觸點、一連接至該L形體部分之第一端之 第一觸點臂及一亦連接至該L形體部分之第一端之第二觸 點臂。該第二觸點臂經定位相對於該第一觸點臂成一角 118751.doc 1332291 度。 該說明性電連接器進—步包括一 同樣具有一L形體部分 之第二信號觸點、一連接至該L拟興& 牧芏L形體部分之第一端之第一 觸點臂及一亦連接至該L形體部分 刀之第一端之第二觸點 臂。該第二觸點臂經定位相對於該第—觸點臂成一角度。 對於該第-信號觸點及㈣二信號觸點之每—者而言， 該第一觸點臂及該第二觸點臂在1中 〃甲間界定一插頭觸點接 納空間，且該L形體自一第—端证妯s 知延伸至一與該第一端對置 之第二端。 對於該第一信號觸點及第二信號 矹蜩點而言，該L·形區段 包括一具有第一卡緣之第一寬邊部分 刀及一經定位相對該第 一寬邊部分成一角度之第二寬邊部分 從丨刀。該第一信號觸點之 第一卡緣係定位在靠近且對置該第_ /弟一佗號觸點之第一卡緣 處’由此電卡緣麵合（於不存在接妯 地/參考平面之情形下）該 等觸點。此外，該L形體之卡緣可沿 〜该體之整個長度及沿 該等觸點臂中之一者延伸。因此，+ 卞緣耦合可跨越該連接 器之整個長度。一配合連接器亦可且 J具有呈一介電質形式之 + mm個通㈣徑上維持卡緣麵合。 對於該第一信號觸點及第二信號觸 取啁點之每一者，該第二 寬邊部分可相對於該第一寬邊部分 — 刀又位成約9〇度。該第一 信號觸點及該第二信號觸點之該等笛_ 矛一寬邊部分彼此大致 平行且提供兩個觸點之間的電寬邊 土 τ 瓊耦合（於不存在接地/參 性連接器可進-步包括—插頭部分，該插頭部分 考平面之情形下） 說明 11875I.doc -6 - G括一第一插頭觸點及— 每-者皆包括一具有—卡：―插頭觸點。該等插頭觸點之 積桿臂之卡緣㈣位靠近且=捍臂。該第-插頭觸點之 之卡緣，由此在詨笼 、°亥苐一插頭觸點之槓捍臂 -插頭觸點盘該第點之間形成電卡緣輕合。該第 第二信號觸點面接1等第J '第-插頭觸點與該 卡緣分別至〜Γ 第二插頭觸點之槓桿臂之 等作號縮v 該專第—及第二信號觸點之卡緣。該 =點及插頭觸點中卡緣之並置導致貫穿連 ^整個長度之卡縣合（即，跨越插座觸點並進入插頭觸 該等信號觸點之第—臂；J笛-辟7 a U _ _ 乐穿及第一臂可具有接觸點或尖端以 '、插頭觸點面接°當插頭觸點定位於形成於該等臂之間 的凹陷内時，該等接觸點與該插頭觸點形成一物理及電連 接每一信號觸點之第一臂及第二臂可經設置而彼此相對 成大致90度。可將插頭觸點插入凹陷内，以使該觸點之寬 邊經定位而相對於觸點臂成大致45度。 該等信號觸點可形成於插入模製引線框架組件（imla) 中。®tb鄰IMLA中之毗鄰觸點可設計為差分對、由接地對 分離之差分對、單端接地信號_接地構形、信號_接地信 號構形或其他適合之佈置。該等L形觸點可經定位而彼此 極靠近，（例如）一估計之0.3毫米-0.4毫米空氣離隙及一約 〇·4毫米-0.8毫米之所估計塑膠離隙，以使每一 l形觸點的 一個寬邊部分電卡緣耦合至一毗鄰L形觸點。毗鄰觸點之 經卡緣耦合部分大體上位於一第一虛平面内，而剩餘之寬 11875l.doc 邊觸點。卩分位於橫切於該第一虛平面之大致平行虛平面 内位於大致平行虛平面内的兩個觸點部分可以一貼裝形 式端接，例如，一壓配合插腳或一BGA表面安裝。該等觸 點之戎何形狀允許一經配合之差分對内的兩個互補觸點具 有相同之整體長度，從而減少信號扭曲。另外，該等信號 觸點可能沒有本領來形成—凹配合界面，但可形成該等觸 點之女裝端來容納PCB通路及跡線路由。偏移觸點臂形成 〃有兩個對置接觸點之音叉配合界面，以便為插頭觸點 提供穩定且有效之物理及電連接’該等插頭觸點經定向 而相對於在該插頭體中心原點處相交之x-y虛轴成 大於或 小於90度及180度。 .說明性連接器可在丨.5 Gigabit/sec以上之資料速率下 運作，且較佳在10 Gigabit/sec以上，諸如在25〇 3〇皮秒上 升時間下。差分信號對之間的多元、最差情形之串擾通常 刀之/、或更低。阻抗可約為1 1 〇歐姆。或者，阻抗 可約為85±1〇歐姆或某一其他系統阻抗。較佳地，差分信 號對之間不存在屏蔽。空氣或歸可用作介電材料。 下文闡述說明性實施例之附加特徵。 【實施方式】 圖1及圖2提供一包括插頭1〇及插座12的說明性電連接器 系統之透視圖。如圖1中所示，插頭10完全插入插座12 内。於圖2中’插頭10經對準以便插入插座12中。插㈣ 及插座式連接器12可用於在印刷電路板、背板應用或其他 適合之電子系統或裝置之間進行電連接。 118751.doc 1332291 插頭10包括插頭外殼20及複數個插頭觸點22(圖2)。插 頭觸點尾部2 4自外殼2 〇之一側延伸出且適合於與—電子系 統之電連接’例如一印刷電路板或在功能上類似之裝置。 插座12包括插座外殼30、複數個插座式電觸點（未顯示） .· 及插入模製引線框架組件32。插座外殼30具有複數個形成 於其中之孔隙34。複數個插座電觸點（未顯示）至少部分地 定位於孔隙34中（圖2)。當將插頭1〇插入插座12中時，插頭 • 觸點22被插入孔隙34中且與插座電觸點面接。插座電觸點 尾部36自觸點模組32之一側延伸出且適合於與一電子系統 之電連接，例如一印刷電路板或在功能上類似之裝置。 圖3及圖4提供插頭1()之隔離透視圖。如圖所示，複數個 插頭觸點22自插頭外殼20之一側延伸出。插頭觸點尾部 24(圖3)自外殼20之另一側延伸出。每一插頭觸點η包括一 第-大致扁平寬邊表面26及一第二大致扁平寬邊表面以。 該第-大致扁平細長形表面26及第二大致扁平細長形表面 • 28形成觸點22之對置側，且彼此大致平行地延伸。於一實 施例中，插頭觸點22之細長形寬邊表面26、28可約為〇2 毫求-0.9毫米寬’且可具有一約〇·2毫米_〇7毫来之厚度。 插頭觸點22包括-臂29，以便接納一力來將觸點Μ插入外 殼2〇中。臂29至少延伸穿過外殼20»臂29具有卡緣31，且 =圖3及圖4中所示，础鄰觸點22之卡緣心經定位而彼此 靠近且對置。換言之，可藉由外殼2〇緊密地電卡緣搞合础 鄰觸點22之臂29 ’以致不需要電屏幕來防止/最小化串 擾。此外’且如結合圖U所述，當將插頭觸點辦插座觸 H8751.doc 1332291 點4山2面接時，觸點22之卡㈣可至少延伸至插座觸點42之 各端，以便跨越通信路徑的百分之1〇〇至8〇之多數部分提 供電卡緣耦合。 一參照圖3及4,外殼2〇可由任一種適合材料製造，例如一 尚溫熱塑性塑膠或在功能上類似之材料。插頭觸點22可由 一導電材料製造，例如磷青銅或鈹銅。 於-說明性實施例中’自外殼2〇中延伸出三對插頭觸點 22。如圖所示，於一實施例中，對於每一對插頭觸點 22(在圖4中以圓圈表示），觸點22經設置彼此相對成大致卯 度。然而，本發明涵蓋其他大於90度及小於90度之角度。 每一對插頭觸點22可對應於一差分電信號對。熟習此^技 術者將認識到：可使用插頭觸點22來攜載包括接地信號在 内的任何電信號。於一其中使用該等觸點來傳遞差分對信 號之貫施例中，據k :在不使用定位於IMLA32之間的内 部串擾屏蔽之情形下及在不改變觸點列或行之間的間隔之 情形下，觸點22及42可攜載50-2000(百分之10-90)皮秒之 上升時間彳3號及傳送卜1〇 Gigabit/sec之資料。或者，亦可 使用内部或外部屏蔽。多元、最差情形之串擾可能為百分 之6或更低。差分阻抗匹配於一約為1〇〇±1〇歐姆、85±1〇歐 姆之系統阻抗，或某一其他可接受之差分阻抗。 圖5及6提供插座連接器12之透視圖。如圖所示插座外 殼30具有複數個形成於其中之孔隙34，以便接納插頭觸點 22(圖4)。插座電觸點位於外殼3〇之孔隙34内且在插頭⑺插 入插座12内後與插頭觸點22面接。複數個孔隙“延伸穿過 118751.doc •】0· 1332291 外喊30並接納自IMLA32延伸出的插座電觸點之—部分。 插座外殼30可由一塑膠材料製造，例如，高溫熱塑性塑膠 或任一種其他適合材料。 圖7提供一兩個插座IMLA32之透視圖。如圖所示，於一 1兒明性實施例中，每一模組32皆包括-模組體40及複數個 自其延伸出的插座電觸點42之臂部分。插座電觸點42與形 成於插座外殼30内之孔隙34對準（圖5)。插座電觸點42可成 鲁 列地佈置於體40内。插座電觸點尾部36自模組體4〇之一不 同側延伸出且可具有任何適於連接至一電系統或裝置之構 形及組合物，例如一 BGA或壓配合◊插座電觸點42可由一 諸如磷青銅或鈹銅之導電材料製造。插座觸點可具有一約 0.2毫米-0.7毫米之材料厚度，且觸點臂(將在下文論述)之 間的距離約等於相關聯之插頭觸點22之材料厚度。模組體 40可由任一種適合材料製造，例如，高溫熱塑性塑膠或類 似材料。 # 圖8提供數個不包括模組體40之插座電觸點42—隔離透 視圖。本發明涵蓋可使用塑膠或空氣作為一介電質之可能 實鈿例。圖9提供三個不包括模組體4〇之插座電觸點42之 •一隔離透視圖。每-插座電觸點42皆包括觸點尾部36及體 《基座部分46 1部分46可自—第__端43至_第二端料形 成大致L形狀。換言之，體部分46可包括一第一寬邊部分 47及一第二寬邊部分48。寬邊部分47、銘可以彼此相對約 90度开v成，以便形成_ L形橫截面。觸點可定位成對以 使IMLA32中之母_觸點42在一础鄰中具有一對 I18751.doc 1332291 應觸點42。該等L形觸點可經定位而彼此極靠近，例如， 間隔開一約為0.3毫米-0.4毫米之空氣離隙及—約為〇 4毫 米-0.8毫米之塑膠離隙。可使用該等觸點對來攜載包括（例 如）差分對在内之眾多信號類型。此外，該等觸點可經定 位以便將第一寬邊部分47之一卡緣49定位成對置且毗鄰於 一础鄰觸點42中第一寬邊部分47之卡緣49。毗鄰卡緣49自 k號觸點42之第一端43至第一端44提供b比鄰信號觸點42之 間的電卡緣耦合。此外，毗鄰信號觸點42中之第二寬邊部 分48通常形成於平行但偏移之平面内且由此提供貫穿體46 長度之電寬邊柄合。 一第一電觸點臂50及一第二電觸點臂52自界面體46中伸 出。電觸點臂50、52各具有一長度尺寸及一寬度尺寸。電 觸點臂50、52係沿一長度方向（即，一第一尺寸）大致平行 地自體46中延伸出。對於寬度尺寸（即一第二尺寸），觸點 臂5 0及5 2彼此橫切地延伸’例如，彼此相對成約9 〇度。一 第一電觸點臂50可具有一卡緣51，其經定位對置且靠近於 田比鄰信號觸點42中之對應卡緣5丨。卡緣5丨可係形成於體46 之第一寬邊部分47中的卡緣49之一延續部分。因此，峨鄰 觸點42之間的電卡緣麵合可自第一端43延伸至觸點臂之 端。此外，第二觸點臂42可經形成平行於且與基座46之第 二寬邊部分48形成整體，且由此使寬邊部分48提供之電寬 邊耦合自開始端43延續至觸點臂52之端。 插座電觸點42之觸點臂50及52分別包括細長形次要表面 54及56。細長形次要表面54及56沿一長度尺寸彼此大致平 I18751.doc 1332291 行地自界面基座48延伸出。於一個實施例中，細長形次要 表面54及56包括臂5〇及52之卡緣。細長形次要表面μ% 在其中間界定凹陷58,其中一開口6〇位於一端及界面基座 48處#5G 52可具有自表面54、56伸出之觸點尖端或點 62，以便增強臂50、52與插頭觸點22之間的物理及電界 面凹陷58具有充足寬度以將插頭觸點22之寬度容納於其 中 〇 圖10提供一與插座電觸點42面接之插頭觸點22之隔離透 視圖。圖11顯示與插座電觸點42面接之插頭觸點22❶插頭 觸點22插入形成於第一次要表面54與第二次要表面56之間 的凹陷58内。對於每一插座電觸點42，觸點尖端62與插頭 觸點22的大致扁平表面26及第二大致扁平表面28面接。因 此，在插頭觸點22之每一對置侧26及28上提供觸點62之一 點且由此提供一可靠且穩定之電連接。於圖1〇中所繪示之 實施例中，插頭觸點22經定位而相對於第一觸點臂5〇、第 二觸點臂52成大致45度。可採用其他大於零度及小於九十 度之角度。 插頭觸點22之槓桿臂29及其卡緣31可至少延伸得遠至觸 點臂50，且可與觸點臂50及卡緣5丨重疊。卡緣31及51之此 並置或重疊提供跨越電界面長度之電卡緣耦合。 因此，發明人揭示了一種在批鄰觸點之間提供電卡緣耦 合之電連接器。該電卡緣耦合可自插座式連接器之一第一 端推進至該插座之對置尖端。電寬邊耦合亦可自該第一端 經提供至該插座之對置尖端。此外，可藉由定位或重疊卡 H875J.doc -13· 1332291 緣來推進電卡緣耗合穿過插座與插頭界面。一說明 例可措助低信號上升時間極大地減小高資料速率下之^ (減小至小於或等於6%)。同樣，—說明性實施例可在插^ 觸點與插座觸點間提供一穩定且可靠之界面。 頭 應注意，提供上述實例僅用於解釋之㈣，而不能 何方式視為對可能實施例之限制。僮管實施例係參昭 電觸點之數量及佈置對所有界面為—致之實施例予⑽ 述，但，瞭解電觸點之數量及佈置可變化。例如，可使用 任-數量之電插座及插頭觸點。此外，所形成的凹陷之數 量、形狀及位置可變化。更進一步，觸點所攜載之信號類 型及電觸點之特定實施方案可變化。例如，將田比鄰觸點設 计為差分對、由接地對分離之差分對、軍端接地信號-接 地構形、信號-接地-信號構形或其他適合之佈置❶因此， 雖然文中係參照特定的構件、材料及實施例來闡述該等實 施例’但可能實施例並非侷⑯於本文所揭示之特定内容， 而是應包括隨附申請專利範圍之内的所有在功能上等效之 結構、方法及應用。 【圖式簡單說明】 結合附圖閱讀，可更好地理解前述技術背景及對說明性 實施例之附加說明。所揭示系統之可能實施例並非侷限於 所描述之彼等實施例。 圖式中： 圖1係一說明性電連接器系統之透視圖； 圖2係一說明性電連接器系統之透視圖，其中一 ^插頭 118751.doc -14- 1332291 經對準以便插入一插座内； 圖3係一說明性插頭之透視圖； 圖4係一說明性插頭之透視圖； 圖5係一說明性插座式連接器之透視圖； 圖6係一說明性插座式連接器之透視圖； 圖7係一說明性插入模製引線框架組件之透視圖； 圖8係複數個說明性插座引線框架之一透視圖；

圖9係複數個說明性插座引線框架之一透視圖； 圖10係複數個具有與其面接之插頭觸駐认^ 伐1拖頊觸點的說明性插座觸 點之一透視圖；及 圖11係圖1 0中所示插座觸點之一剖視圖

【主要元件符號說明】 10 插頭 12 插座 20 插頭外殼 22 插頭觸點 24 插頭觸點尾部 26 寬邊表面 28 寬邊表面 29 臂 30 插座外殼 31 卡緣 32 插入模製？丨線框架 34 孔隙 118751.doc • 15 - 組件 1332291 觸點尾端 模塊體 插座觸點 第一端 第二端 體部分 寬邊部分 寬邊部分

卡緣 觸點臂 卡緣 觸點臂 細長形次要表面 細長形次要表面 凹陷

36 40 42 43 44 46 47 48 49 50 51 52 54 56 58 60 開口 62 觸點尖端 318751.doc -16·

Claims (1)

1332291 ,負· ％(£}正替換頁 第096106781號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(99年6月） 、十、申請專利範圍： 4 ' —種電連接器，其包括： 一差分電信號對，其包括： —弟一差分k號觸點’其包括：一L形體部分，一第 一觸點臂，其連接至該L形體部分之一第一端；及一第 二觸點臂，其連接至該L形體部分之該第一端且經定位 相對於該第一觸點臂成一角度，該第一觸點臂及該第二 觸點臂在其中間界定一插頭觸點接納空間且該l形體部 分自一第一端延伸至一與該第一端對置之第二端； 一第二差分信號觸點，其包括：一 L形體部分；一第 一觸點臂，其連接至該L形體部分之一第—端；及一第 —觸點臂，其連接至該1形體部分之該第—端且經定位 相對於該第一觸點臂成一角度，該第一觸點臂及該第二 觸點臂在其中間界定—插頭觸點接納空間且該l形體部 刀自一第一端延伸至一與該第一端對置之第二端；及 :插頭部分’其包括一具有二相對置的大致寬邊表面 的第-插頭觸點，用於面接該第一差分信號觸點，及一 具有二相對置的大致寬邊表面的第二插頭觸點，用於面 接該第二差分信號觸點， 其中，該第一插頭觸點的二相對置的寬邊表面經定位 相對於該第二插頭觸點的二相對置的寬邊表面呈一角 2. 如凊求項1之電連接，且 电迓接态其中5亥第二差分信號觸點經定 位晚鄰於該第一差分作获觸點日茂#丄 入 左刀L鈮觸點且僅猎由一介電材料與該 118751-990602.doc 1332291 第一差分信號觸點分離。 3. 4. 5. 如請求項2之電連接器，其中該等第一及第二差分信號' 觸點係緊密地電卡緣耦合且同時緊密地電寬邊耦合。〜 如請求項3之電連接器，其中該電連接器不具有内部屏 蔽且當藉由差分仏號對傳輸一 5〇2〇〇〇(百分之ι〇·9〇)皮 秒信號時，該第-差分信號觸點與該第二差分信號觸點 之間的多元、最差情形之串擾係百分之六或更低。 如請求項1之電連接器，其中該等第-及第二差分信號 觸點彼此為鏡像。 ^ 6.如請求項1之電連接器擾屏蔽。 其中該電連接器不具有内部串 石月| 及該第二 一"I 口 肌啊黑占 差分信號觸點之每一者， ·’ 一筮一«亥形體部分包括： 第一寬邊部分，其具有一第—卡緣 分:其經定位相對該第-寬邊部分成—角度。弟一寬邊部 8.如凊求項7之電連接器，其 ^ + ^ ^ 第一差分信號觸點之該 第卡緣經定位而靠近且對置於該第 乂 該第—卡緣。 左刀t唬觸點之 9. 10. 如請求項8之電連接器，其中該第— 第二寬邊部分經定位大致平行於該第 s玄第二寬邊部分。 如明求項8之電連接器，其"亥第_ :槓桿臂’其具有-沿該第一插頭觸 6玄第-插頭觸點具有一第二槓桿臂， 差分信號觸點之該 二差分信號觸點之 插頭觸點具有—第 點延伸之卡緣；且 其具有一沿該第二 JlS751-990602.doc •2· 1332291 口· Ό* ----·~-- 年月曰修(更)证势換哀j 插頭觸點延伸之卡緣。 U:請求項1〇之電連接器，其中該第-差分信號觸點之該 第-卡緣係平行於該第—槓桿臂之該卡緣且該第二差分 ^號觸點之該第一卡緣係 啄係十仃於5亥第二槓桿臂之該卡 緣。 ’其中該第一差分信號觸點之該 第一槓桿臂之該卡緣，而該第二 卡緣至少延伸至該第二槓桿臂之 12.如請求項11之電連接器 第一卡緣至少延伸至該 差分信號觸點之該第一 該卡緣。 13. μ求項12之電連接态，其中該第一差分信號觸點之該 第—卡緣係自机形體部分之該第二端穿過該L形體部分 之該第-端且沿該第—觸點臂之長度延伸，且該第二差 分信號觸點之該第-卡緣係自該L形體部分之該第二端 穿過該L形體部分之該第—端且沿該第—觸點臂之長度 延伸。 14. 如請求項H)之電連接器，其中該第—插頭觸點係定位於 。玄第一差分彳s號觸點之該第一觸點臂與該第二觸點臂之 間，且該第二插頭觸點係定位於該第二差分信號觸點之 該第一觸點臂與該第二觸點臂之間。 15. 如請求項14之電連接器，其中該第一插頭觸點之該兩相 對置的大致寬邊表面之每一者經定位而相對於該第一差 分仏號觸點之該第一寬邊及第二寬邊大致成45度，且該 第二插頭觸點之該兩相對置的大致寬邊表面之每一者經 定位而相對於該第二差分信號觸點之該第一寬邊及第二 118751-990602.doc ^^2291 j 99; β; 寬邊大致成45度。 L一·— Γί| '如請求項1之電連接器，其_該第一指碩觸 播碩觸點由-插頭外殼承裁，每—插 —及該第二 插頭觸點接納空間配合以提供—通信路徑·'，皆與—相應 頭外殼卡，絲合以便在每—通信路徑之^數二藉由該插 在卡緣耦合。 數。^刀上皆存 ’其中該角度為九十度。 ，其中電連接器係以± 1 〇歐姆阻抗 1 7.如請求項1之電連接器 18.如請求項1之電連接器 匹配於一系統阻抗。 118751-990602.doc