專利名稱：高速、高密度電連接器以及連接器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于互連接多個印刷電路板的電連接器組件。特別涉及一種高速、高密度的電連接器組件，其提供改善的最小化串?dāng)_和改善的衰減和阻抗不匹配特性。
背景技術(shù)：
電連接器用于許多電子系統(tǒng)。在幾個印刷電路板(PCB)上制造系統(tǒng)，然后用電連接器將印刷電路板彼此連接，通常更簡單、成本更低。傳統(tǒng)的連接幾個PCB的方案是用一個PCB作為背板。然后，其他被稱為子板或子卡的PCB用電連接器通過背板連接。
電子系統(tǒng)通常變得更小、速度更快、功能更復(fù)雜。這意味著近年來，在給定的電子系統(tǒng)的區(qū)域內(nèi)，電路的數(shù)量以及電路的工作頻率顯著增加。系統(tǒng)處理更多的數(shù)據(jù)，并需要能夠處理增加帶寬的電連接器。
隨著信號頻率增加，更有可能在連接器內(nèi)產(chǎn)生反射、串?dāng)_以及電磁輻射形式的電氣噪音。因此，設(shè)計電連接器用來控制不同信號通道之間的串?dāng)_，并控制每個信號通道的特性阻抗。為了降低在典型模塊內(nèi)的信號反射，信號通道的特性阻抗通常由用于該通道的信號導(dǎo)體以及相關(guān)的接地導(dǎo)體之間的距離決定，以及由信號導(dǎo)體的截面積和位于這些信號和接地導(dǎo)體之間的絕緣材料的有效介電常數(shù)決定。
可以通過設(shè)置不同的信號通道使其彼此分得更開，并更靠近通常是接地板的屏蔽板來控制位于不同信號通道之間的串?dāng)_。因此，不同的信號通道更趨于電磁耦合到接地導(dǎo)電通道，而彼此之間的電磁耦合更少。對于給定電平的串?dāng)_，當(dāng)維持充分的與接地導(dǎo)體的電磁耦合時，信號通道可以靠得更近。
電連接器可以設(shè)計用于單端信號以及差分信號。單端信號在單個的信號導(dǎo)電通道上傳輸，相對于導(dǎo)體的公共接地參考電壓的電壓作為信號。由于此原因，單端信號通道對在公共參考導(dǎo)體上出現(xiàn)的公共模式的噪音非常敏感。因此，人們意識到隨著高頻率信號通道數(shù)量的增加，這對系統(tǒng)使用單端信號造成明顯的限制。
差分信號是由一對被稱為差分對的導(dǎo)電通道表示的信號。導(dǎo)電通道之間的電壓差表示該信號。差分對的兩個導(dǎo)電通道通常設(shè)置成彼此靠近。如果任何電噪音源電磁耦合至差分對，對差分對的每個導(dǎo)電通道的影響應(yīng)類似。由于將差分對上的信號作為兩個導(dǎo)電通道之間的電壓差來處理，因此，同時連接至差分對中的兩個導(dǎo)電通道的公共噪音電壓不會影響信號。這使得與單端信號通道相比，差分對對串?dāng)_噪音不敏感。
美國專利No.6,293,827(′827專利)示出了差分對電連接器的一個示例，該專利授予了本申請的受讓人。該′827專利全文引用作為參考。該′827專利公開了一種差分對電連接器，其通常使用與每個差分信號對相對應(yīng)的多個屏蔽來提供屏蔽。
盡管′827專利公開的電連接器以及其他目前可用的差分對電連接器的設(shè)計通常提供滿意的性能，但本發(fā)明的發(fā)明人注意到在高速時(如3GHz或更高的頻率)，目前可用的電連接器的設(shè)計有可能不能充分提供期望的最小串?dāng)_、阻抗和衰減不匹配特性。
當(dāng)電連接器使用單端信號而不是用差分信號時，這些串?dāng)_、阻抗和衰減不匹配更加明顯。
因此，期望一種高速、高密度的電連接器和連接器組件設(shè)計，其不管連接器使用單端信號還是用差分信號，都能提供改善的串?dāng)_最小化以及阻抗和衰減控制。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個實施例中，公開了一種一端可連接至印刷電路板的電連接器，其包括絕緣殼和多個設(shè)置在絕緣殼內(nèi)的絕緣柱，該絕緣柱至少排成一排。每個絕緣柱具有第一側(cè)和第二側(cè)，并且絕緣柱向遠離印刷電路板的方向延伸。提供多個信號導(dǎo)體，每個信號導(dǎo)體具有第一接觸端，其可連接至印刷電路板；第二接觸端；以及中間部分，其位于第一接觸端和第二接觸端之間，設(shè)置在絕緣殼內(nèi)，其中所述信號導(dǎo)體沿所述絕緣柱的第一側(cè)設(shè)置。提供多個接地導(dǎo)體，每個接地導(dǎo)體具有第一接觸端，其可連接至印刷電路板；第二接觸端；以及中間部分，其位于第一接觸端和第二接觸端之間，設(shè)置在絕緣殼內(nèi)，其中接地導(dǎo)體沿絕緣柱的第二側(cè)設(shè)置，從而使信號導(dǎo)體和接地導(dǎo)體彼此電隔離。


參考下列附圖將會更加理解本發(fā)明的上述特征以及發(fā)明本身，其中圖1是本發(fā)明電連接器組件的透視圖，示出第一電連接器將要與第二電連接器的配合之前的狀態(tài)；圖2是圖1所示的第一電連接器的分解圖，示出多個薄板；圖3是圖2所示的第一電連接器的其中一個薄板的信號導(dǎo)體的透視圖；圖4是圖3所示的信號導(dǎo)體的側(cè)視圖，具有環(huán)繞信號導(dǎo)體形成的絕緣殼；圖5a是圖2所示的第一電連接器的其中一個薄板的屏蔽條的側(cè)視圖；圖5b是圖5a中所示的屏蔽條的透視圖；圖6是圖5a中所示的形成在兩個引線框架上的屏蔽條的側(cè)視圖，每個引線框架容納一半的屏蔽條；圖7是圖5a所示的屏蔽條的側(cè)視圖，具有環(huán)繞屏蔽條形成的絕緣殼；圖8a是圖2所示的第一電連接器的其中一個組裝薄板的的透視圖；圖8b是圖8a所示的組裝薄板的一部分的前視圖，示出信號導(dǎo)體的第一接觸端以及設(shè)計用來與印刷電路板連接的屏蔽條；圖9是圖1所示的第二電連接器的絕緣殼的透視圖；圖10是圖9所示的絕緣殼的仰視圖；圖11是可設(shè)置在圖9所示的絕緣殼內(nèi)的絕緣柱排的透視圖；圖12a是圖1所示的第二電連接器的接地導(dǎo)體的透視圖；圖12b是圖1所示的第二電連接器的信號導(dǎo)體的透視圖；圖13是圖11所示的絕緣柱排的透視圖，示出設(shè)置在其中的圖12a所示的接地導(dǎo)體和圖12b所示的信號導(dǎo)體；圖14是本發(fā)明所述的電連接器，如圖1所示的第一連接器與第二連接器能夠連接到其上的印刷電路板的俯視圖；圖15a示出一部分圖14所示的印刷電路板的接地平面；圖15b示出一部分圖14所示的印刷電路板的電源電壓平面；圖16是一部分印刷電路板的透視圖，該印刷電路板是圖14所示的印刷電路板的替換實施例；以及圖17是一部分印刷電路板的俯視圖，該印刷電路板仍然是圖14所示的印刷電路板的替換實施例。
具體實施例方式
參照圖1，圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電連接器組件。該電連接器組件10包括可與第二電連接器200配合的第一電連接器100。
第一電連接器100，在圖2-8b中有更詳細說明，其包括多個薄板120，多個薄板120的每個薄板具有絕緣殼122；多個信號導(dǎo)體124(見圖3)；以及多個屏蔽條126(見圖5a和5b)。僅僅為了示例的目的，將第一電連接器100描述為具有10個薄板120，每個薄板120具有14個單端信號導(dǎo)體124以及對應(yīng)的14條屏蔽條126。但是，如后面將更清楚地描述的，薄板的數(shù)量以及在每個薄板中的信號導(dǎo)體和屏蔽條的數(shù)量會因要求不同而不同。
所示的第一電連接器100在其兩端都具有側(cè)壁102，每個側(cè)壁102具有開口104，其用于容納第二電連接器200的側(cè)壁202的導(dǎo)銷(也可指相應(yīng)的桿)204。每個側(cè)壁102還包括分別與加強板(stiffener)110和111內(nèi)的槽配合的裝置105和106。同樣，每個薄板120的絕緣殼122提供分別與加強板110和111內(nèi)的槽配合的裝置。
每個信號導(dǎo)體124具有第一接觸端130，其可與印刷電路板連接，如在圖14中顯示的部分印刷電路板50；第二接觸端132，其可與第二電連接器200連接；以及中間部分131，其位于第一接觸端130和第二接觸端132之間。每個屏蔽條126具有第一接觸端140，其可與印刷電路板連接，如在圖14中部分顯示的印刷電路板50；第二接觸端142，其可與第二電連接器200連接；以及中間部分141，其位于第一接觸端140和第二接觸端142之間。
在圖1-8b所示的本發(fā)明的實施例中，信號導(dǎo)體124的第一接觸端130包括具有接觸焊盤133a的接觸尾部133，其用于焊接至印刷電路板。信號導(dǎo)體124的第二接觸端132包括雙束結(jié)構(gòu)134，其設(shè)計用來與第二電連接器200的對應(yīng)的配合結(jié)構(gòu)配合，如下所述。屏蔽條126的第一接觸端140包括至少兩個分別具有接觸焊盤143a和144a的接觸尾部143和144，其用于焊接至印刷電路板。屏蔽條126的第二接觸端142包括相對的接觸組件145和146，當(dāng)與第二電連接器200的對應(yīng)的結(jié)構(gòu)配合時，其設(shè)計用來提供預(yù)定量的靈活性。盡管圖中所示的接觸尾部用于焊接，但對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說信號導(dǎo)體124的第一接觸端130以及屏蔽條126的第一接觸端140可以采用任何已知的形式(如壓入配合接觸、壓力安裝接觸、通孔錫膏連接)連接至印刷電路板。
仍然參照圖5a和圖5b，每個屏蔽條126的中間部分141具有表面141s，表面141s具有第一邊緣147a和第二邊緣147b，第一邊緣147a和第二邊緣147b至少一個是彎曲的。在優(yōu)選實施例中，第一邊緣147a彎曲成基本與屏蔽條126的表面141s垂直，并延伸到第二接觸端142的末端(但并不延伸到第一接觸端140的末端)。如下面將要更詳細描述的，在解決發(fā)明部分的背景技術(shù)中所提出的串?dāng)_、阻抗和衰減不匹配的問題方面，屏蔽條126的設(shè)計效果顯著。
圖4是圖3所示的信號導(dǎo)體124的側(cè)視圖，信號導(dǎo)體124設(shè)置在第一絕緣殼部分160內(nèi)。優(yōu)選地，通過繞信號導(dǎo)體124注入成型塑料來形成第一絕緣殼部分160。為了便于該過程，優(yōu)選地將信號導(dǎo)體124固定在現(xiàn)有技術(shù)中公知的引線框架(未顯示)上。盡管沒有要求，但第一絕緣殼部分160可以設(shè)置靠近信號導(dǎo)體124的窗口161。這些窗口161通常有兩個用處(i)保證在注入成型過程中信號導(dǎo)體124正確地定位；以及(ii)進行阻抗控制以實現(xiàn)期望的阻抗特性。
圖7是圖5a和圖5b所示的屏蔽條126的側(cè)視圖，屏蔽條126設(shè)置在第二絕緣殼部分170內(nèi)。由于信號導(dǎo)體124的第二接觸端132沒有設(shè)置在第一絕緣殼部分160內(nèi)，因此，屏蔽條126的第二接觸端142優(yōu)選地設(shè)置在第二絕緣殼部分170內(nèi)。將第二絕緣殼部分170繞屏蔽條126的第二接觸端142進行設(shè)計，從而當(dāng)?shù)谝缓偷诙^緣殼部分160和170連接在一起形成薄板120時，能夠容納信號導(dǎo)體124的第二接觸端132。
優(yōu)選地，通過注入成型塑料在屏蔽條126周圍形成第二絕緣殼部分170。注意盡管沒有要求，但是第二絕緣殼部分170可以設(shè)置有靠近屏蔽條126的窗口171。這些窗口171保證在注入成型過程中屏蔽條126正確地定位。
為了便于注入成型過程，優(yōu)選地將屏蔽條126固定在兩個引線框架172和174上，如圖6所示。每個引線框架172和174每隔一個屏蔽條固定多個屏蔽條126，從而當(dāng)引線框架172和174放置在一起時，屏蔽條126能象圖5a和5b所示排列。在所顯示的實施例中，每個引線框架172和174總共固定7個屏蔽條126。
使用兩個引線框架的原因是加工簡單。如上面結(jié)合圖5a和圖5b所述，每個屏蔽條126具有表面141s，表面141s具有第一邊緣147a和第二邊緣147b，至少一個邊緣是彎曲的。如圖5a和圖5b所示(在優(yōu)選實施例中，當(dāng)在屏蔽條126周圍形成第二絕緣殼部分170時，每個屏蔽條126通過一層塑料與其相鄰的屏蔽條電氣絕緣；但每個薄板120的屏蔽條126也可能彼此電連接)，由于需要將屏蔽條126彼此靠近放置以及要求具有彎曲邊緣147a和147b，因此，在加工過程中需要使用至少兩個引線框架172和174。
引線框架172包括連桿175，其連接至其各個屏蔽條126的第二接觸端142；以及連桿176，其連接至其各個屏蔽條126的第一接觸端140。引線框架174包括連桿177，其連接至其各個屏蔽條126的第二接觸端142；以及連桿178，其連接至其各個屏蔽條126的第一接觸端140。在隨后的加工過程中切除這些連桿175～178。
注意第一絕緣殼部分160包括連接裝置(未顯示)，對應(yīng)于第一絕緣殼部分160的連接裝置，第二絕緣殼部分170包括連接裝置(未顯示)，用于連接至第一絕緣殼部分160。這些連接裝置可以包括突起和相應(yīng)的容納開口。也可以使用其他現(xiàn)有技術(shù)中公知的連接裝置。
第一絕緣殼部分160和第二絕緣殼部分170連接在一起形成薄板120時，如圖8a和圖8b所示，每個信號導(dǎo)體124沿表面141s靠近其對應(yīng)的屏蔽條126定位。表面141s的彎曲邊緣147a和147b朝向?qū)?yīng)的信號導(dǎo)體124。如本發(fā)明的實施例所示，為了連接到如圖14所示的印刷電路板之類的印刷電路板，信號導(dǎo)體124的接觸焊盤133a以及屏蔽條126的接觸焊盤143a和144a沿一條直線排列。一種使接觸焊盤133a、143a和144a沿一條線排列的方法是使信號導(dǎo)體124的第一接觸端130設(shè)有具有預(yù)定曲率的彎曲部分135(見圖3)。注意屏蔽條126的第一接觸端140也可以設(shè)置有具有預(yù)定曲率的彎曲部分。
第一電連接器100也可以設(shè)計成傳輸信號的差分對。在此情況下，優(yōu)選地向多個薄板120的每一個提供第二多個信號導(dǎo)體。優(yōu)選地，每個屏蔽條的表面141s比相應(yīng)的差分對的信號之間的距離寬，以提供充分的屏蔽。
參照圖9，圖9示出了圖1中所示的第二電連接器200的絕緣殼210的透視圖。絕緣殼210具有第一端壁214，其具有內(nèi)表面214a和外表面214b；第二端壁215，其具有內(nèi)表面215a和外表面215b；以及底座216。第一和第二端壁214和215的內(nèi)表面214a和215a分別限定用于容納第一電連接器100的薄板120的槽。第一和第二端壁214和215的外表面214b和215b分別限定與加強板206(圖1中只示出一個加強板206)內(nèi)的配合槽相接合的裝置218和219。
絕緣殼210的底座216具有頂面216a，其具有多個開口211，以及底面216b，其具有多個槽217(見圖10)。如下面將要描述的，設(shè)計槽217和開口211用來容納設(shè)置在第二電連接器200的絕緣柱230上的多個信號導(dǎo)體240以及接地導(dǎo)體250。盡管圖9和圖10所示的絕緣殼210具有10個用于容納薄板的槽以及10個用于容納設(shè)置在絕緣柱230上的信號導(dǎo)體240和接地導(dǎo)體250的槽217，根據(jù)需要絕緣殼可以設(shè)計為提供任何數(shù)量的槽。該設(shè)計靈活地提供本發(fā)明連接器方案的模塊性。
圖11示出了一排絕緣柱230，每個絕緣柱230具有第一側(cè)231和第二側(cè)232。每個第一側(cè)231和第二側(cè)232可以設(shè)置有槽。優(yōu)選地，該排的絕緣柱230彼此連接，如圖所示。這可以在成型過程中完成或用本領(lǐng)域內(nèi)公知的其他方法來實現(xiàn)。每個絕緣柱230在底面233上具有孔234，通過該孔插入信號導(dǎo)體240。注意在替換實施例中(未顯示)，可以通過注入成型塑料在屏蔽條240周圍形成絕緣柱230。
如圖12b所示，每個信號導(dǎo)體240具有第一接觸端241，其可與印刷電路板連接，如在圖14中部分顯示的印刷電路板50；第二接觸端243，其可與第一電連接器100的相應(yīng)的信號導(dǎo)體124的第二接觸端132連接；以及中間部分242，其位于第一接觸端241和第二接觸端243之間。如圖12a所示，每個接地導(dǎo)體250具有第一接觸端251，其可與印刷電路板連接，如在圖14中部分顯示的印刷電路板50；第二接觸端253，其可與第一電連接器100的相應(yīng)的屏蔽條126的第二接觸端142連接；以及中間部分252，其位于第一接觸端251和第二接觸端253之間。
在圖12a-13所示的本發(fā)明的實施例中，信號導(dǎo)體240的第一接觸端241包括具有接觸焊盤244a的接觸尾部244，其用于焊接至印刷電路板。信號導(dǎo)體240的第二接觸端243設(shè)計成葉片以連接第一電連接器100的對應(yīng)的信號導(dǎo)體124的雙束結(jié)構(gòu)134。接地導(dǎo)體250的第一接觸端251包括至少兩個接觸尾部254和255，其分別具有接觸焊盤254a和255a，用于焊接至印刷電路板。接地導(dǎo)體250的第二接觸端253設(shè)計成葉片用來連接第一電連接器100的對應(yīng)的屏蔽條126的相對的接觸元件145和146。盡管圖中示出了用于焊接的接觸尾部，但信號導(dǎo)體240的第一接觸端241以及接地導(dǎo)體250的第一接觸端251可以采用任何已知的形式(如壓入配合接觸、壓力安裝接觸、通孔錫膏連接)連接至印刷電路板，這對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。
仍然參照圖12a，每個接地導(dǎo)體250的中間部分252具有表面252s，表面252s具有第一邊緣257a和第二邊緣257b，第一邊緣257a和第二邊緣257b至少一個是彎曲的。在優(yōu)選實施例中，第一邊緣257a彎曲成基本與接地導(dǎo)體250的表面252s垂直。但是，注意對于一個位于端部的接地導(dǎo)體250，第一邊緣257a和第二邊緣257b優(yōu)選地彎曲(見圖13，圖中所示的最左邊的接地導(dǎo)體兩邊都彎曲)。如下面將要更詳細描述的，在解決發(fā)明部分的背景技術(shù)中所提出的串?dāng)_、阻抗和衰減不匹配的問題方面，接地導(dǎo)體250的設(shè)計效果顯著。
圖13示出一排絕緣柱230，在絕緣柱內(nèi)設(shè)置有信號導(dǎo)體240和接地導(dǎo)體250。信號導(dǎo)體240沿絕緣柱230的第一側(cè)231設(shè)置，接地導(dǎo)體250沿絕緣柱230的第二側(cè)232設(shè)置。由于絕緣柱230的第一側(cè)231和第二側(cè)232位于相反的面，這保證了信號導(dǎo)體240和接地導(dǎo)體250彼此電氣絕緣。注意絕緣柱230設(shè)置有縫隙，用于當(dāng)接地導(dǎo)體通過孔234插入絕緣柱230時，容納接地導(dǎo)體250的彎曲的第一邊緣257a(和/或彎曲的第二邊緣257b)。
信號導(dǎo)體240和接地導(dǎo)體250沿絕緣柱230設(shè)置時，每個接地導(dǎo)體250的彎曲的第一邊緣257a朝向?qū)?yīng)的信號導(dǎo)體240。在所示的本發(fā)明的實施例中，為了連接到如圖14所示的印刷電路板50之類的印刷電路板，信號導(dǎo)體240的接觸焊盤244a和接地導(dǎo)體250的接觸焊盤254a和255a沿一條直線排列。一種使接觸焊盤244a、254a和255a排列成一條直線的方法是使信號導(dǎo)體240的第一接觸端241設(shè)有具有預(yù)定曲率的彎曲部分248(見圖12b)。接地導(dǎo)體250的第一接觸端251也可以設(shè)置有具有預(yù)定曲率的彎曲部分。
第二電連接器200也可以設(shè)計成傳輸信號的差分對。在此情況下，優(yōu)選地向每一排絕緣柱230提供第二多個信號導(dǎo)體。優(yōu)選地，每個接地導(dǎo)體的表面252s比相應(yīng)的差分對的信號之間的距離寬，以提供充分的屏蔽。
僅作說明的目的，第二電連接器200的絕緣殼210被描述成容納10排其上設(shè)置有信號導(dǎo)體240和接地導(dǎo)體250的絕緣柱230。每一排具有14個絕緣柱230。該10排中，每一排具有對應(yīng)于第一電連接器100的10個薄板120的14個絕緣柱230，每個薄板120具有14個信號導(dǎo)體124和對應(yīng)的屏蔽條126。薄板120的數(shù)量、信號導(dǎo)體124和屏蔽條126的數(shù)量、絕緣柱排230的數(shù)量以及信號導(dǎo)體240和接地導(dǎo)體250的數(shù)量會因要求不同而不同，這對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。盡管圖中顯示絕緣柱230可插入絕緣殼210的開口內(nèi)，但絕緣柱230也可以通過模塑與絕緣殼210形成一體，這也是顯而易見的。
參照圖14，圖14示出了印刷電路板的一部分，本發(fā)明所述的電連接器，如第一電連接器100和/或第二電連接器200，可以連接至該印刷電路板。圖14是印刷電路板50上的表面安裝焊盤分布的實施例。信號導(dǎo)體表面安裝焊盤52和接地導(dǎo)體表面安裝焊盤53對應(yīng)于電連接器的信號導(dǎo)體和接地導(dǎo)體的接觸尾部排列成排。每個安裝焊盤上示出有圓52a和53a，這表明導(dǎo)電孔優(yōu)選地位于相應(yīng)的表面安裝焊盤的下面。注意由于在優(yōu)選實施例中的表面安裝焊盤，因此看不見導(dǎo)電孔。這里，僅示出了5排表面安裝焊盤用于說明的目的。
信號導(dǎo)體表面安裝焊盤52通常設(shè)計成I形，接地導(dǎo)體表面安裝焊盤53也通常設(shè)計成I形，但靠近圓53a的接地導(dǎo)體表面安裝焊盤53的一端54指向相鄰信號導(dǎo)體表面安裝焊盤52。并且，如圖14所示，對于由參考標(biāo)記55表示的相鄰的接地導(dǎo)體表面安裝焊盤，接地導(dǎo)體表面安裝焊盤可以通過橋接部分57彼此連接。這些橋接部分57使得相鄰的接地導(dǎo)體表面安裝焊盤55通常為H形設(shè)計。
如上所述，表面安裝焊盤52和53下面是導(dǎo)電孔。也就是說，位于信號導(dǎo)體表面安裝焊盤52下面的是信號導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔，位于接地導(dǎo)體表面安裝焊盤53下面的是接地導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔。如本領(lǐng)域所公知的，印刷電路板通常由多層的介電基板形成，導(dǎo)電跡線或平面由一個或多個介電層形成?？淄ǔＴ诙鄬佑∷㈦娐钒宓膶娱g延伸。通過印刷電路板的所有層的孔通常被稱為“通孔”。通常，在形成了多層板之在印刷電路板上再形成孔。導(dǎo)電孔與導(dǎo)電跡線在不同的層上相交。導(dǎo)電孔也將安裝在印刷電路板上的元件與印刷電路板內(nèi)層的導(dǎo)電跡線互連。
如圖14所示，在相鄰的排之間，在印刷電路板50上會有路由通道(未顯示)。并且，可以沿接地導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔-信號導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔-接地導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔的排在相鄰的重復(fù)的圖形之間設(shè)置路由通道。一排中的信號導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔和相鄰的接地導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔之間的距離小于相鄰的導(dǎo)電孔排之間的距離。此外，對于每排導(dǎo)電孔，優(yōu)選地，在一側(cè)的信號導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔和相鄰的接地導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔之間的距離與另一側(cè)的信號導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔和相鄰的接地導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔之間的距離相似。因為設(shè)計了表面安裝焊盤以及導(dǎo)電孔的相關(guān)位置，因此，串?dāng)_被最小化。
圖15a示出了一部分接地平面60，其形成于印刷電路板50的一個介電層上。通常，印刷電路板50具有不止一個的接地平面。信號導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔61和相鄰的接地導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔62穿過接地平面60延伸。對于每個信號導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔61，環(huán)繞信號導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔61設(shè)置沒有接地平面層60的區(qū)域63，該區(qū)域有時被稱為“反焊盤”(antipad)。對于每個接地導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔62，靠近接地導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔62至少設(shè)置一個沒有接地平面層60的離散區(qū)域64。在圖15a所示的實施例中，有三個與每個接地導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔62相鄰的反焊盤64，環(huán)繞信號導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔61的反焊盤63為圓形。
圖15b示出了一部分電源電壓平面70，其形成于印刷電路板50的一個介電層上。通常，印刷電路板50具有不止一個的電源電壓平面。信號導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔61和相鄰的接地導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔62穿過電源電壓平面70延伸。對于信號導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔61和其相鄰的接地導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔62，環(huán)繞信號導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔61設(shè)置沒有電源電壓平面層70的區(qū)域72，并環(huán)繞接地導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔62設(shè)置沒有電源電壓平面層70的區(qū)域73和74。在圖15b所示的實施例中，每個反焊盤72、73和74為圓形并彼此連接。
經(jīng)測試證明該導(dǎo)電孔和其各自的反焊盤的設(shè)計提供期望的電特性和熱特性。但也可以使用其他的設(shè)計，這對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。
現(xiàn)在參照圖16，圖16顯示一部分印刷電路板80的透視圖，該印刷電路板是圖14所示的印刷電路板50的替換實施例。信號導(dǎo)體表面安裝焊盤82和接地導(dǎo)體表面安裝焊盤83對應(yīng)于電連接器的信號導(dǎo)體和接地導(dǎo)體排列成排。但是，與圖14所示的安裝焊盤52和53不同，圖16所示的信號導(dǎo)體表面安裝焊盤82和接地導(dǎo)體表面安裝焊盤83設(shè)計成直I形。并且，對于由參考標(biāo)記85表示的彼此相鄰的接地導(dǎo)體表面安裝焊盤，接地導(dǎo)體表面安裝焊盤可以通過橋接部分86和87彼此連接。這些橋接部分86和87使得相鄰的接地導(dǎo)體表面安裝焊盤85通常為H形。而且，在印刷電路板80的每排表面安裝焊盤下面的導(dǎo)電孔優(yōu)選地排列成一條直線。
圖17是一部分印刷電路板90的俯視圖，該印刷電路板仍然是圖14所示的印刷電路板50的替換實施例。印刷電路板90具有交織的第一和第二排90a和90b。每個第一排90a與圖16所示的表面安裝焊盤的排類似。每個第二排90b也與圖16所示的表面安裝焊盤的排類似，但是，看起來就象圖16所示的表面安裝焊盤的排移至第一排90a的右邊或左邊。在圖17所示的實施例中，第二排90b移至第一排90a的右邊，這樣，第一和第二排90a和90b的每個信號導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔具有至少三面相鄰的接地導(dǎo)體連接導(dǎo)電孔。
注意對于印刷電路板90，表面安裝焊盤相鄰的排之間的距離(即排90a和90b之間的距離)可以小于圖16所示的表面安裝焊盤相鄰的排之間的距離，因為在相同的排中，每個信號導(dǎo)體表面安裝焊盤82在兩面都有接地導(dǎo)體表面安裝焊盤83，并且在相鄰的排中，接地導(dǎo)體表面安裝焊盤直接跨過信號導(dǎo)體表面安裝焊盤。
該電連接器組件10的設(shè)計具有顯著的優(yōu)點。首先，該設(shè)計提供結(jié)構(gòu)為模塊的連接器。也就是說，可通過增加或減少薄板和絕緣柱排的數(shù)量簡單地改變期望由連接器提供的信號的數(shù)量。而且，對于每個薄板或每排絕緣柱，對設(shè)計和制造過程進行最小的修改就可以改變信號導(dǎo)體的數(shù)量以及屏蔽條/接地導(dǎo)體的數(shù)量。因此，因電連接器組件10的模塊設(shè)計，可以實現(xiàn)有意義的成本和資源優(yōu)勢。
電連接器組件10也可以實現(xiàn)顯著的電信號優(yōu)勢，例如，電分析證明其能夠顯著地降低串?dāng)_。電分析也證明其具有最小的衰減和阻抗不匹配特性。而且，在電分析中，電連接器組件10提供高數(shù)據(jù)速率(大于6Gb/s)。因此，相對于現(xiàn)有技術(shù)的連接器組件，本發(fā)明的電連接器組件10具有明顯的優(yōu)勢。
雖然描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例和替換實施例，但也可以使用其他綜合進上述實施例概念的實施例，這對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。
因此，這些實施例應(yīng)不限于所公開的實施例，而應(yīng)在權(quán)利要求書的精神和范圍之內(nèi)。
在本文中引用的所有的出版物和參考文件在此全文引用作為參考。
權(quán)利要求
1.一種電連接器，其一端可連接至印刷電路板，所述電連接器包括絕緣殼；多個絕緣柱，其設(shè)置在所述絕緣殼內(nèi)，所述絕緣柱至少排成一排；每個所述絕緣柱具有第一側(cè)和第二側(cè)，并且所述絕緣柱向遠離所述印刷電路板的方向延伸；多個信號導(dǎo)體，每個信號導(dǎo)體具有第一接觸端，其可連接至所述印刷電路板；第二接觸端；以及中間部分，其位于所述第一接觸端和所述第二接觸端之間，設(shè)置在所述絕緣殼內(nèi)，其中所述信號導(dǎo)體沿所述絕緣柱的所述第一側(cè)設(shè)置；以及多個接地導(dǎo)體，每個接地導(dǎo)體具有第一接觸端，其可連接至所述印刷電路板；第二接觸端；以及中間部分，其位于所述第一接觸端和所述第二接觸端之間，設(shè)置在所述絕緣殼內(nèi)，其中所述接地導(dǎo)體沿所述絕緣柱的所述第二側(cè)設(shè)置，從而使所述信號導(dǎo)體和所述接地導(dǎo)體彼此電隔離。
2.如權(quán)利要求1所述的電連接器，其中每排的所述絕緣柱彼此連接，所述絕緣殼包括多個開口，用于容納所述絕緣柱。
3.如權(quán)利要求1所述的電連接器，進一步包括所述絕緣殼具有第一連接裝置；第二絕緣殼，具有第二連接裝置；多個第二絕緣柱，其設(shè)置在所述第二絕緣殼內(nèi)，所述第二絕緣柱至少排成一排；每個所述第二絕緣柱具有第一側(cè)和第二側(cè)，并且所述第二絕緣柱向遠離所述印刷電路板的方向延伸；多個第二信號導(dǎo)體，每個第二信號導(dǎo)體具有第一接觸端，其可連接至所述印刷電路板；第二接觸端；以及中間部分，其位于所述第一接觸端和所述第二接觸端之間，設(shè)置在所述第二絕緣殼內(nèi)，其中所述第二信號導(dǎo)體沿所述第二絕緣柱的所述第一側(cè)設(shè)置；多個第二接地導(dǎo)體，每個第二接地導(dǎo)體具有第一接觸端，其可連接至所述印刷電路板；第二接觸端；以及中間部分，其位于所述第一接觸端和所述第二接觸端之間，設(shè)置在所述第二絕緣殼內(nèi)，其中所述第二接地導(dǎo)體沿所述第二絕緣柱的所述第二側(cè)設(shè)置，從而使所述第二信號導(dǎo)體和所述第二接地導(dǎo)體彼此電隔離；以及加強板，其用所述第一和第二連接裝置固定所述絕緣殼和所述第二絕緣殼。
4.如權(quán)利要求1所述的電連接器，其中每個所述絕緣柱包括第一槽，其位于所述第一側(cè)，用于容納所述相應(yīng)的信號導(dǎo)體，以及第二槽，其位于所述第二側(cè)，用于容納所述相應(yīng)的接地導(dǎo)體。
5.如權(quán)利要求1所述的電連接器，進一步包括第二多個信號導(dǎo)體，其設(shè)置在所述絕緣殼內(nèi)，以提供信號的差分對。
6.如權(quán)利要求1所述的電連接器，其中每個接地導(dǎo)體的所述中間部分具有表面，該表面有第一邊緣和第二邊緣，所述第一邊緣和所述第二邊緣至少一個是彎曲的，從而當(dāng)所述信號導(dǎo)體沿所述絕緣柱的所述第一側(cè)設(shè)置和所述接地導(dǎo)體沿所述絕緣柱的所述第二側(cè)設(shè)置時，所述接地導(dǎo)體中間部分的所述彎曲邊緣朝向所述相應(yīng)的信號導(dǎo)體。
7.如權(quán)利要求6所述的電連接器，其中所述接地導(dǎo)體的所述彎曲邊緣基本與所述接地導(dǎo)體的所述表面垂直。
8.如權(quán)利要求1所述的電連接器，其中所述接地導(dǎo)體的所述第一接觸端包括至少兩個接觸尾部，所述信號導(dǎo)體的第一接觸端包括一個接觸尾部，所述接地導(dǎo)體和所述信號導(dǎo)體的所述接觸尾部設(shè)計成可連接至所述印刷電路板。
9.如權(quán)利要求8所述的電連接器，其中對于每排所述絕緣柱，為了連接到印刷電路板，所述接地導(dǎo)體和所述信號導(dǎo)體的所述接觸尾部沿一條直線排列。
10.如權(quán)利要求8所述的電連接器，其中所述接地導(dǎo)體和所述信號導(dǎo)體的所述接觸尾部為壓入配合接觸尾部。
11.如權(quán)利要求8所述的電連接器，其中所述接地導(dǎo)體和所述信號導(dǎo)體的所述接觸尾部為壓力安裝接觸尾部。
12.如權(quán)利要求8所述的電連接器，其中所述接地導(dǎo)體和所述信號導(dǎo)體的所述接觸尾部包括接觸焊盤，用于焊接至所述印刷電路板。
13.如權(quán)利要求8所述的電連接器，其中所述接地導(dǎo)體和所述信號導(dǎo)體的所述接觸尾部適合于通孔錫膏連接至所述印刷電路板。
14.一種電連接器，其一端可連接至印刷電路板，所述電連接器包括絕緣殼；多個信號導(dǎo)體，每個信號導(dǎo)體具有第一接觸端，其可連接至印刷電路板；第二接觸端；以及中間部分，其位于所述第一接觸端和所述第二接觸端之間，設(shè)置在所述絕緣殼內(nèi)；多個接地導(dǎo)體，每個接地導(dǎo)體對應(yīng)于一個所述信號導(dǎo)體，每個接地導(dǎo)體具有第一接觸端，其可連接至印刷電路板；第二接觸端；以及中間部分，其位于所述第一接觸端和所述第二接觸端之間，設(shè)置在所述絕緣殼內(nèi)；每個接地導(dǎo)體的所述中間部分具有表面，該表面有第一邊緣和第二邊緣，所述第一邊緣和所述第二邊緣至少一個是彎曲的，從而當(dāng)所述信號導(dǎo)體和所述對應(yīng)的接地導(dǎo)體設(shè)置在所述絕緣殼內(nèi)時，所述接地導(dǎo)體中間部分的所述彎曲邊緣朝向?qū)?yīng)的信號導(dǎo)體以提供屏蔽。
15.如權(quán)利要求14所述的電連接器，進一步包括多個絕緣柱，其設(shè)置在所述絕緣殼內(nèi)，每個所述絕緣柱具有第一側(cè)和第二側(cè)，所述絕緣柱沿著遠離所述印刷電路板的方向延伸；所述多個信號導(dǎo)體沿所述絕緣柱的所述第一側(cè)設(shè)置，以及所述多個接地導(dǎo)體沿所述絕緣柱的所述第二側(cè)設(shè)置。
16.如權(quán)利要求15所述的電連接器，其中每個所述絕緣柱包括第一槽，其位于所述第一側(cè)，用于容納相應(yīng)的信號導(dǎo)體；以及第二槽，其位于所述第二側(cè)，用于容納相應(yīng)的接地導(dǎo)體。
17.如權(quán)利要求14所述的電連接器，進一步包括第二多個信號導(dǎo)體，其設(shè)置在所述絕緣殼內(nèi)，以提供信號的差分對。
18.如權(quán)利要求14所述的電連接器，其中所述接地導(dǎo)體的所述第一接觸端包括至少兩個接觸尾部，所述信號導(dǎo)體的第一接觸端包括一個接觸尾部，所述接地導(dǎo)體和所述信號導(dǎo)體的所述接觸尾部設(shè)計成可連接至所述印刷電路板。
19.如權(quán)利要求18所述的電連接器，其中所述接地導(dǎo)體和所述信號導(dǎo)體的所述接觸尾部為壓入配合接觸尾部。
20.如權(quán)利要求18所述的電連接器，其中所述接地導(dǎo)體和所述信號導(dǎo)體的所述接觸尾部為壓力安裝接觸尾部。
21.如權(quán)利要求18所述的電連接器，其中所述接地導(dǎo)體和所述信號導(dǎo)體的所述接觸尾部包括接觸焊盤，用于焊接至所述印刷電路板。
22.如權(quán)利要求18所述的電連接器，其中所述接地導(dǎo)體和所述信號導(dǎo)體的所述接觸尾部適合于通孔錫膏連接至所述印刷電路板。
23.一種電連接器組件，其包括可與第二電連接器配合的第一電連接器，所述電連接器組件包括所述第一電連接器可連接至第一印刷電路板，并包括多個平行排列的薄板，其中每個薄板包括第一絕緣殼；多個第一信號導(dǎo)體，每個第一信號導(dǎo)體具有第一接觸端，其可連接至所述第一印刷電路板；第二接觸端，其可與所述第二電連接器配合；以及中間部分，其位于所述第一接觸端和所述第二接觸端之間，設(shè)置在所述第一絕緣殼內(nèi)；多個屏蔽條，每個屏蔽條具有第一接觸端，其可連接至所述第一印刷電路板；第二接觸端，其可與所述第二電連接器配合；以及中間部分，其位于所述第一接觸端和所述第二接觸端之間，設(shè)置在所述第一絕緣殼內(nèi)并靠近多個所述第一信號導(dǎo)體的其中一個；每個屏蔽條的中間部分具有表面，該表面具有第一邊緣和第二邊緣，所述第一邊緣和所述第二邊緣至少一個是彎曲的，從而當(dāng)多個所述第一信號導(dǎo)體和所述對應(yīng)的屏蔽條設(shè)置在所述第一絕緣殼內(nèi)時，所述中間部分的所述彎曲邊緣朝向?qū)?yīng)的第一信號導(dǎo)體；所述第二電連接器，其可連接至第二印刷電路板，并包括第二絕緣殼；多個絕緣柱，其設(shè)置在所述第二絕緣殼內(nèi)，所述絕緣柱對應(yīng)于所述第一電連接器的所述薄板排成排；每個所述絕緣柱具有第一側(cè)和第二側(cè)，并且當(dāng)?shù)谝缓偷诙娺B接器配合時，所述絕緣柱向遠離所述第一電連接器的方向延伸；多個第二信號導(dǎo)體，每個第二信號導(dǎo)體具有第一接觸端，其可連接至所述第二印刷電路板；第二接觸端，其可與所述第一電連接器配合；以及中間部分，其位于所述第一接觸端和所述第二接觸端之間，設(shè)置在第二絕緣殼內(nèi)，其中所述第二信號導(dǎo)體沿所述絕緣柱的所述第一側(cè)設(shè)置；以及多個接地導(dǎo)體，每個接地導(dǎo)體具有第一接觸端，其可連接至所述第二印刷電路板；第二接觸端，其與所述第一電連接器配合；以及中間部分，其位于所述第一接觸端和所述第二接觸端之間，設(shè)置在所述第二絕緣殼內(nèi)，其中所述接地導(dǎo)體沿所述絕緣柱的所述第二側(cè)設(shè)置，從而使所述信號導(dǎo)體和所述接地導(dǎo)體彼此電隔離。
24.如權(quán)利要求23所述的電連接器組件，其中其中所述屏蔽條的所述第一接觸端包括至少兩個接觸尾部，所述第一信號導(dǎo)體的所述第一接觸端包括一個接觸尾部，所述屏蔽條和所述第一信號導(dǎo)體的所述接觸尾部設(shè)計成可連接至所述第一印刷電路板；以及其中所述接地導(dǎo)體的所述第一接觸端包括至少兩個接觸尾部，所述第二信號導(dǎo)體的所述第一接觸端包括一個接觸尾部，所述接地導(dǎo)體和所述第二信號導(dǎo)體的所述接觸尾部設(shè)計成可連接至所述第二印刷電路板。
25.如權(quán)利要求23所述的電連接器組件，進一步包括所述第一電連接器的所述每個薄板具有多個第三信號導(dǎo)體，每個第三信號導(dǎo)體具有第一接觸端；第二接觸端；以及中間部分，其位于所述第一接觸端和所述第二接觸端之間，設(shè)置在所述第一絕緣殼內(nèi)，其中所述第一信號導(dǎo)體和所述第三信號導(dǎo)體位于所述第一絕緣殼內(nèi)以形成信號的差分對；以及所述第二電連接器具有多個第四信號導(dǎo)體，每個第四信號導(dǎo)體具有第一接觸端；第二接觸端；以及中間部分，其位于所述第一接觸端和所述第二接觸端之間，設(shè)置在所述第二絕緣殼內(nèi)，其中所述第二信號導(dǎo)體和所述第四信號導(dǎo)體位于所述第二絕緣殼內(nèi)以形成信號的差分對。
全文摘要
在本發(fā)明的實施例中，公開了一種電連接器，其一端可連接至印刷電路板，所述電連接器包括絕緣殼和多個設(shè)置在絕緣殼內(nèi)的絕緣柱，絕緣柱至少排成一排。每個絕緣柱具有第一側(cè)和第二側(cè)，并且絕緣柱向遠離印刷電路板的方向延伸。提供多個信號導(dǎo)體，每個信號導(dǎo)體具有可連接至印刷電路板的第一接觸端；第二接觸端；以及中間部分，其位于第一接觸端和第二接觸端之間，設(shè)置在絕緣殼內(nèi)，其中信號導(dǎo)體沿絕緣柱的第一側(cè)設(shè)置。提供多個接地導(dǎo)體，每個接地導(dǎo)體具有可連接至印刷電路板的第一接觸端；第二接觸端；以及中間部分，其位于第一接觸端和第二接觸端之間，設(shè)置在絕緣殼內(nèi)，其中接地導(dǎo)體沿絕緣柱的第二側(cè)設(shè)置，從而使信號導(dǎo)體和接地導(dǎo)體彼此電隔離。
文檔編號H01R13/658GK1842942SQ200480024430
公開日2006年10月4日 申請日期2004年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月26日
發(fā)明者菲利普·T·思多克埃, 內(nèi)爾·J·培根, 賈森·J·佩恩 申請人:泰拉丁公司