CN101336499B

CN101336499B - 用于夹层电路板组件的板连接器模块

Info

Publication number: CN101336499B
Application number: CN200680052450.9A
Authority: CN
Inventors: R·C·韦伯
Original assignee: FCI SA
Current assignee: FCI SA
Priority date: 2006-01-06
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2026-01-06
Also published as: WO2007076901A1; ATE553516T1; EP1979988B1; CN101336499A; US20090004892A1; TW200805806A; EP1979988A1; US7862387B2; TWI441390B

Abstract

本发明涉及包括框架(11)的板连接器模块(10)，该框架容纳沿纵向(L)延伸的平行的信号线(S)和接地线(G)的阵列。所述框架包含平行所述导线延伸的边缘(15)，以及在所述边缘之间延伸的一个或者多个横向杆(17)。框架的横向杆可以阻止这些导线的偏转或者弯曲，并且因此允许夹层电路板组件中更高的叠置高度。

Description

用于夹层电路板组件的板连接器模块

技术领域

本发明总体上涉及电连接器领域。具体而言，本发明涉及高速板连接器模块和用于将对应物连接到电路板或者卡的、包括了多个这种板连接器模块的板连接器。本发明尤其涉及用于夹层电路板组件的板连接器模块和板连接器。

背景技术

众所周知，在电路板组件中，通常以平行方式将夹层卡安装到底板上，并且在底板上的至少一个电子器件和在夹层卡上的至少一个电子器件之间提供信号互连。

需要在底板和一个或多个夹层卡之间提供互连方面不断提高灵活性。特别地，需要使底板和夹层卡之间有更大的距离(叠置高度)。由于现有技术的板连接器通常仅具有有限的高度，这造成了技术问题，因为在超过特定的有限长度的情况下，在将这些板连接器插入到相应的电路板的过程中，这些连接器的信号引线和接地引线将偏斜或者弯曲。尤其是对于具有压配(press-fit)端子的板连接器而言，用于将板连接器插入到板中的插入力是非常重要的。

在夹层电路板组件中，底板和夹层卡之间的距离的增加需要具有更高框架的更高的板连接器。因此，在施加插入力的过程中，更加可能发生信号引线和接地引线的偏斜或者弯曲。

发明内容

本发明的目的是提供一种板连接器模块、以及一种包括多个这些模块的板连接器，所述模块允许增加夹层板组件中的底板和夹层板之间的距离。

这个目的是通过板连接器模块来实现的，该板连接器模块包括容纳沿纵向延伸的基本平行的信号引线和接地引线的阵列的框架，其中所述框架包括基本上平行于所述引线延伸的边缘以及一个或多个在所述边缘之间延伸并适于防止所述引线弯曲的横向杆，其中所述横向杆包括在与所述引线的平面基本垂直的方向上延伸的突起。

特别在相对较长的引线的情况下，其中在引线的近端，即没有插入到电路板中的引线端附近传递插入力，存在引线弯曲的风险。框架的横向杆可以阻止这些引线的偏斜或者弯曲，并且由此允许在夹层电路板组件中有更高的叠置高度。它们将引线连接在一起，并且限制或者避免所述引线中的一条或者多条弯曲。

在本发明的实施例中，板连接器模块的引线在纵向上的长度在10到60毫米的范围内，优选是15到40毫米，允许增加夹层板组件中的底板和夹层卡之间的距离。

在本发明的实施例中，所述框架是基本上开放的框架。所述框架包括施力杆、与所述施力杆平行的附加杆以及在所述引线的平面中沿与所述纵向L基本平行的方向在所述施力杆和所述附加杆之间延伸的边缘，并且其中所述施力杆、所述附加杆以及所述边缘限定出除了所述横向杆之外基本开放的空间，所述横向杆在所述边缘之间基本上平行于所述施力杆延伸。所述引线在所述框架中由空气间隙或者另一电介质隔离。该实施例的优点在于空气形成比塑料更好的电介质。由于板连接器模块的引线优选由作为电介质的空气所隔离，在板连接器模块的每一点处的金属、空气和塑料的量之间存在精细的平衡，以沿着引线匹配适当的阻抗。在特定位置处的高塑料量通常由减小的金属量来补偿。因此，基本上开放的框架允许具有恒定宽度的金属引线。而且，塑料材料量的减小导致板连接器模块的重量的减小。

根据本发明的实施例，所述框架包括将所述空间分成基本上相等的部分的两个或更多个横向杆。该实施例的优点在于在纵向上基本等距的横向杆提供了沿着引线的增强的抗弯曲性。

根据本发明的实施例，所述引线包括用于在所述纵向上施加力时插入电路板中的压配板连接端子。该实施例具有已证明技术的板连接端子的优点，而由于本发明，使得用于这些压配端子的所需插入力不会限制板连接器或板连接器模块的高度。

根据本发明的实施例，一个或多个所述引线在所述横向杆的高度处具有减小的宽度。该实施例的优点在于在彼此相关的引线对之间保持恒定阻抗。横向杆在部分引线上方的存在影响了局部阻抗，这种影响可以通过相对于阻抗未受到横向杆影响的引线部分调整引线的尺寸而得到补偿。

根据本发明的实施例，所述框架包括在所述边缘之间延伸用于将所述板连接器模块插入到板中的施力结构，并且其中一个或多个所述引线包括预定的传力区，其构造为将施加在所述施力结构上的力传递到所述引线。所述施力结构包括用于将所述板连接器模块插入到板中的施力杆，所述杆相对于与所述引线的平面基本平行的所述纵向而横向延伸，并且基本在所述预定的传力区处位于所述纵向上的特定高度处。该实施例具有如下有益效果：通过在引线上有意地引入预定的传力结构，可以获得可靠且可预测的区域，其中插入力从施力结构传递到引线。因而，可以减少框架的变形，尤其是在施力结构与引线上的结构直接相互作用的时候。因此，可以制造更高的板连接器模块并且可以将其应用于允许增加夹层板组件中的底板和夹层卡之间的距离的电路板上。

根据本发明的实施例，所述引线由所述框架中的空气间隙或者其它电介质所隔离，并且每条引线的所述预定的传力区包括传递结构，其成形为使得所述框架中相邻引线的传递结构之间的所述空气间隙具有基本一致的宽度。该实施例具有如下优点：传力结构之间的空气间隙的一致宽度改善了信号引线对内的阻抗匹配。

根据本发明的实施例，所述横向杆包括在与所述引线的所述平面基本垂直的方向上延伸的突起。该实施例具有如下优点：当在板连接器外壳中邻近地设置这种模块时，相邻模块的突起彼此邻接或者在其间仅仅留出小的间隙。此外，所述突起可以邻接外壳的内壁。于是通过突起彼此之间的相互作用和/或突起与板连接器的外壳的内壁的相互作用，可进一步使引线的弯曲最小化。

在本发明的另一方面，提供一种板连接器模块，包括框架，该框架容纳在能够接触电路板的板连接端子与配合端子之间沿纵向延伸的基本平行的信号引线和接地引线的阵列。所述框架包括基本平行于所述引线的外侧引线延伸的边缘以及一个或多个横向杆，所述横向杆在所述引线的两侧的所述边缘之间基本上垂直于所述纵向并且基本上平行于所述引线的平面而延伸并适于防止所述引线弯曲，其中所述横向杆包括在与所述引线的平面基本垂直的方向上延伸的突起。

在本发明的另一方面，提供一种板连接器模块，包括容纳沿纵向延伸的基本平行的信号引线和接地引线的阵列的框架。所述框架包括基本上平行于所述引线的外侧引线延伸的边缘以及一个或多个横向杆，所述横向杆在所述引线的两侧的所述边缘之间基本上垂直于所述纵向并且基本上平行于所述引线的平面而延伸并适于防止所述引线弯曲。所述横向杆包括在与所述引线的所述平面基本垂直的方向上延伸的突起。

在本发明的另外一方面，提供一种板连接器模块，包括框架，所述框架容纳在用于接触电路板的压配板连接端子与配合端子之间沿纵向延伸的基本平行的信号引线和接地引线的阵列。所述框架包括基本上平行于所述引线的外侧引线延伸的边缘以及一个或多个横向杆，所述横向杆在所述引线的两侧的所述边缘之间基本上垂直于所述纵向并且基本上平行于所述引线的平面而延伸并适于防止所述引线弯曲。所述横向杆包括在与所述引线的所述平面基本垂直的方向上延伸的突起。

根据上述方面的板连接器模块允许用于夹层应用的板连接器具有增加的叠置高度。

本发明进一步提供了一种包括外壳的板连接器，该外壳容纳多个平行设置的如上所述的板连接器模块。

这种板连接器可以应用于具有增加的叠置高度的夹层电路板组件中。

优选地，板连接器模块的框架包括能够与板连接器外壳的相应互补结构相互作用的保持结构。

根据本发明的实施例，所述框架包括平行于所述引线延伸的边缘以及一个或多个横向杆，所述横向杆在所述边缘之间基本上垂直于所述纵向并且基本上平行于所述引线的平面而延伸，所述横向杆包括在基本上垂直于所述引线的所述平面的方向上延伸的突起，从而相邻板连接器模块的框架的横向杆的突起与所述突起相邻接，或者与所述突起限定出小于0.05毫米的间隙。所述框架包括平行所述引线延伸的边缘以及一个或多个横向杆，所述横向杆在所述边缘之间基本上垂直于与所述引线的平面基本平行的所述纵向而延伸，所述横向杆包括在与所述引线的所述平面基本垂直的方向上延伸的突起，从而所述框架的所述横向杆的突起与所述外壳相邻接，或者与所述外壳限定出小于0.05毫米的间隙。该实施例具有如下优点：当在板连接器外壳中相邻设置所述模块时，相邻模块的突起可以彼此邻接或者在其间仅仅留下很小的间隙。此外，突起可以邻接外壳的内壁。通过突起彼此之间的相互作用和/或突起与板连接器的外壳的内壁的相互作用可以进一步使引线的弯曲最小化。

本发明进一步提供了包括第一电路板和基本平行的第二电路板的夹层电路板组件，其中至少一个所述电路板包括具有一个或多个上述板连接器模块的上述板连接器。

优选地，将第一电路板和第二电路板设置成具有一定的距离，该距离在10到60毫米的范围内，优选为14到45毫米，更优为14到30毫米。该范围包括底板和夹层卡之间的距离，该距离与现有技术的夹层电路板组件相比大很多。

以下，将参照附图进一步阐明本发明，附图示意性示出根据本发明的优选实施例。应该理解，本发明并不以任何方式限于该特定并且优选的实施例。

附图说明

附图中：

图1示出依据本发明实施例的夹层电路板组件的部分切除图；

图2A至图2C示出依据本发明实施例的用于图1的夹层电路板组件的板连接器模块；

图3示出依据本发明实施例的具有多个如图2A至图2C所示的板连接器模块的板连接器的横截面；以及

图4A和图4B示意性示出具有截断的(interrupted)横向杆的引线。

具体实施方式

图1示出依据本发明实施例的夹层电路板组件1的部分切除图。组件1包括设置成具有14-30毫米距离(叠置高度SH)的第一电路板或底板2和第二电路板或夹层卡3。底板2和夹层卡3可以包括在图1中没有示出的若干电子元件和电路迹线(circuit trace)。

板连接器4，在下文中也被称为“插头”4，被插入到底板2中。板连接器4包括具有多个板连接器模块10的外壳5，将参考图2A至2C对所述板连接器模块10进行更加详细的说明。

夹层卡3具有配置为与插头4建立电接触的插座6，以允许信号在底板2和夹层卡3之间传输。所述插座具有外壳7。

将匹配水平(mating level)ML设置在5.5至21.5mm的范围内。

板连接器模块10和板连接器4为高速板连接器，能实现超过1Gbit/s、优选超过2Gbit/s的信号传输，该信号传输例如为10Gbit/s或者更高。

图2A至图2C分别示出了板连接器模块10的正视图、侧视图以及透视图。

板连接器模块10具有框架11，该框架容纳以平面方式沿纵向L延伸的基本平行的信号引线S和接地引线G的阵列。引线S、G在配合端子M和压配板连接端子PF之间基本上垂直地延伸。然而，应当理解，本发明也可用于其它类型的端子。例如，用于由自动安装机插入到基板中可能导致一个或多个引线过压(overpressing)的端子(例如，引脚浸锡膏(pin-in-paste)端子)。框架11包括通过在纵向L上施加力F将板连接器模块10插入到底板2中的施力杆12。引线S、G包括预定的传力区13，其构造为将施加在施力杆12上的力F传送到引线S、G。

引线S、G由作为电介质的空气隔离。引线S、G具有在10到60毫米范围内的长度，例如25毫米。

框架11是例如由液晶聚合物(LCP)制成的塑料框架。除施力杆12外，框架11还包括与所述施力杆12平行的下杆14，用来保持引线S、G。框架11还具有在引线S、G的平面中沿与纵向L平行的方向在所述施力杆12与所述下杆14之间延伸的边缘15。施力杆12、下杆14和边缘15限定出除了横向杆17以外基本上开放的框架空间16，下文将详细讨论。

引线S、G的空气隔离以及基本开放的框架空间16提供了一种代替塑料的改进的空气电介质。然而，应该注意，诸如LCP的塑料也可以用作电介质。

施力杆12与预定的传力结构13紧密配合，促进和使得更加可靠地将力从施力杆12传递到传力结构13位置处的引线S、G。将施力杆12设置在引线S、G的配合端子M附近，从而按压工具可以容易到达施力杆12。

将施力杆12设置成T形，使得水平部分可用于施加力F，而垂直的支脚模制在传力结构13之上，以形成紧密的形状配合。

传力结构13具有波浪形或者眼镜蛇形结构，特别用于更好地固定施加杆12。嵌入在塑料中，这种结构可以避免施加杆沿着引线S、G滑动。应该理解，可以设想出用于这些传力结构的可选形状，其中引线的截面以及相邻引线之间的距离基本保持恒定。与自由框架空间16中的引线S、G的宽度W相比，传力结构13具有减小的宽度以在塑料框架内的引线对之间进行阻抗匹配。此外，使传力结构13成形使得框架11内的相邻引线S、G的传力结构13之间的空气间隙具有基本一致的宽度。

框架11的横向杆17在边缘15之间延伸，并且穿过开放的框架空间16。由于将插入力F传递到已经处在传力结构13处的引线S、G，因此这些横向杆17用作阻止引线S、G弯曲的屏障。在图2A中将横向杆示为是透明的并且在图2C中将其示为是部分透明的，以显示引线S、G是底切的(undercut)，即在这些杆17的位置处具有减小的宽度，以在上文提到的阻抗匹配方面，补偿所述杆17中的塑料的存在。横向杆17沿纵向L位于边缘15上，从而将框架空间16分成基本相等的部分。应该注意，横向杆的数量例如取决于板连接器模块10的高度以及引线S、G的厚度。15毫米的板连接器模块例如可以具有一个横向杆17，而40毫米的板连接器模块例如可以具有二、三或者四个横向杆。具有厚引线S、G的15毫米的板连接器模块甚至可以不需要杆，而同样高度的具有非常薄的引线的板连接器模块需要横向杆17。

还应该理解，已经设想出防止引线弯曲的其他反偏斜结构17，例如以对角方式穿过框架空间16的杆。

在所示的实施例中，横向杆17具有在与引线S、G的平面基本垂直的方向上延伸的突起18。这些突起18的功能将参考图3做进一步讨论。

最后，框架11具有保持结构19，其适于与插头4的外壳5中的互补结构进行协作。

图3以截面图示出在外壳5中具有多个如图2A至2C所示的板连接器模块10的板连接器4。

模块10的保持结构19与外壳5的互补结构8协作，用来引导和保持模块10。保持结构19和互补结构8也可以用作极化(polariation)部件。外壳5还具有用于接纳各个模块10的框架11的下杆14的接纳结构或者制动器20。将模块10设置成使得T形的施力结构12在纵向上全部处于相同的高度，以致水平部分邻接。如图所示，施加的插入力F很容易到达T形的施力结构12，以便通过按压工具(未示出)将压配板连接端子PF插入到底板2中。

明显的，相邻模块10的横向杆17的突起18是邻接的。如图所示，外部模块10的突起18与外壳5的内表面邻接。如果在施加力例如插入力F时，板连接器模块10的引线S、G在垂直于板连接器模块10的引线S、G的平面的方向上横向偏斜，则相邻模块10的邻接突起18将阻止引线的偏斜。然而，应当理解，依据本发明的板连接器模块10并非必须具有这样的突起18。还应该注意，具有或者不具有突起18的模块10例如可以交替地插入插头4的外壳5中，其中第一板连接器模块10的突起18与相邻的第二板连接器模块10的横向杆邻接。此外，应当理解，突起18并非必须相邻接，也可以在其间留下小的间隔。

最后，应当理解，横向杆并非必须为连续杆，即未截断的、连接边缘15的杆。相反，如在图4A和4B中示意性示出的那样，横向杆17可以被截断。

图4A和图4B示意性示出板连接器模块的引线S、G和横向杆17。

在图4A中，将横向杆段21(由实线示出)安装在引线S、G的底切部分(由虚线示出)中的每一个上。横向杆段21一起形成截断的横向杆17。横向杆段21具有突起18(未示出)，其可以与相邻的板连接器模块17的可能被截断的横向杆17的突起相邻接或者具有小的间隙。

在图4B中，引线S、G并未被底切而是具有小孔(由虚线圆示出)，在其上安装有横向杆段(由实线示出)。横向杆段21一起形成截断的横向杆17。同样，横向杆段21具有突起18(未示出)，其可以与相邻的板连接器模块17的可能被截断的横向杆17的突起相邻接或者具有小的间隙。

Claims

1.一种板连接器模块(10)，包括容纳沿纵向(L)延伸的基本平行的引线(S、G)的阵列的框架(11)，其中所述框架包括基本上平行于所述引线延伸的边缘(15)、以及在所述边缘之间延伸并适于防止所述引线(S、G)弯曲的一个或多个横向杆(17)，其中所述横向杆(17)包括在与所述引线的平面基本垂直的方向上延伸的突起(18)。

2.根据权利要求1所述的板连接器模块(10)，其中所述引线在所述纵向上具有在14至30毫米范围内的长度。

3.根据权利要求1或2所述的板连接器模块(10)，其中所述框架(11)是基本上开放的框架。

4.根据权利要求1或2所述的板连接器模块(10)，其中所述框架(11)包括施力杆(12)、与所述施力杆平行的附加杆(14)以及在所述引线的平面中沿与所述纵向(L)基本平行的方向在所述施力杆和所述附加杆之间延伸的边缘(15)，并且其中所述施力杆、所述附加杆以及所述边缘限定出除了所述横向杆(17)之外基本开放的空间(16)，所述横向杆(17)在所述边缘之间基本上平行于所述施力杆延伸。

5.根据权利要求4所述的板连接器模块(10)，其中所述框架包括将所述空间(16)分成基本上相等的部分的两个或更多个横向杆(17)。

6.根据权利要求1或2所述的板连接器模块(10)，其中所述引线包括用于在所述纵向上施加力(F)时插入电路板中的压配板连接端子(PF)。

7.根据权利要求1或2所述的板连接器模块(10)，其中所述引线(S、G)在所述框架(11)中由空气间隙或者另一电介质隔离。

8.根据权利要求1或2所述的板连接器模块(10)，其中一个或多个所述引线在所述横向杆的高度处具有减小的宽度。

9.根据权利要求1或2所述的板连接器模块(10)，其中所述框架(11)包括在所述边缘(15)之间延伸用于将所述板连接器模块插入到板中的施力结构(12)，并且其中一个或多个所述引线包括预定的传力区(13)，其构造为将施加在所述施力结构上的力(F)传递到所述引线。

10.根据权利要求9所述的板连接器模块(10)，其中所述施力结构包括用于将所述板连接器模块插入到板中的施力杆(12)，所述杆相对于与所述引线的平面基本平行的所述纵向而横向延伸，并且基本在所述预定的传力区(13)处位于所述纵向上的特定高度处。

11.根据权利要求9所述的板连接器模块(10)，其中所述引线(S、G)由所述框架(11)中的空气间隙或者其它电介质所隔离，并且每条引线的所述预定的传力区包括传递结构(13)，其成形为使得所述框架中相邻引线的传递结构之间的所述空气间隙具有基本一致的宽度。

12.一种板连接器模块(10)，包括框架(11)，该框架容纳在能够接触电路板(2)的板连接端子(PF)与配合端子(M)之间沿纵向(L)延伸的基本平行的信号引线(S)和接地引线(G)的阵列，其中所述框架包括基本平行于所述引线的外侧引线延伸的边缘(15)以及一个或多个横向杆(17)，所述横向杆在所述引线的两侧的所述边缘之间基本上垂直于所述纵向并且基本上平行于所述引线的平面而延伸并适于防止所述引线(S、G)弯曲，其中所述横向杆(17)包括在与所述引线的平面基本垂直的方向上延伸的突起(18)。

13.一种板连接器模块(10)，包括容纳沿纵向(L)延伸的基本平行的引线(S、G)的阵列的框架(11)，其中所述框架包括基本上平行于所述引线的外侧引线延伸的边缘(15)以及一个或多个横向杆(17)，所述横向杆在所述引线的两侧的所述边缘之间基本上垂直于所述纵向并且基本上平行于所述引线的平面而延伸并适于防止所述引线(S、G)弯曲，并且其中所述横向杆(17)包括在与所述引线的所述平面基本垂直的方向上延伸的突起(18)。

14.一种板连接器模块(10)，包括框架(11)，所述框架容纳在用于接触电路板(2)的压配板连接端子(PF)与配合端子(M)之间沿纵向(L)延伸的基本平行的引线(S、G)的阵列，其中所述框架包括基本上平行于所述引线的外侧引线延伸的边缘(14)以及一个或多个横向杆(17)，所述横向杆在所述引线的两侧的所述边缘之间基本上垂直于所述纵向并且基本上平行于所述引线的平面而延伸并适于防止所述引线(S、G)弯曲，并且其中所述横向杆(17)包括在与所述引线的所述平面基本垂直的方向上延伸的突起(18)。

15.一种板连接器(4)，包括外壳(5)，所述外壳容纳多个基本上平行设置的根据权利要求1至14中的任一项所述的板连接器模块(10)。

16.根据权利要求15所述的板连接器(4)，其中所述模块(10)的所述框架(11)包括能够与板连接器的外壳(5)的相应互补结构(8)相互作用的结构(19)。

17.根据权利要求15或者16所述的板连接器(4)，其中所述框架(11)包括平行于所述引线延伸的边缘(15)以及一个或多个横向杆(17)，所述横向杆在所述边缘之间基本上垂直于所述纵向(L)并且基本上平行于所述引线的平面而延伸，所述横向杆包括在基本上垂直于所述引线的所述平面的方向上延伸的突起(18)，从而相邻板连接器模块(10)的框架的横向杆的突起与所述突起相邻接，或者与所述突起限定出小于0.05毫米的间隙。

18.根据权利要求15或16所述的板连接器(4)，其中所述框架(11)包括平行所述引线延伸的边缘(15)以及一个或多个横向杆(17)，所述横向杆在所述边缘之间基本上垂直于与所述引线的平面基本平行的所述纵向(L)而延伸，所述横向杆包括在与所述引线的所述平面基本垂直的方向上延伸的突起(18)，从而所述框架的所述横向杆的突起与所述外壳相邻接，或者与所述外壳限定出小于0.05毫米的间隙。

19.一种夹层电路板组件(1)，包括第一电路板(2)和基本平行的第二电路板(3)，其中所述电路板中的至少一个包括根据权利要求15至18中的任一项所述的板连接器(4)。

20.根据权利要求19所述的夹层电路板组件(1)，其中将所述第一电路板(2)和第二电路板(3)设置成具有一定的距离，该距离在14至30毫米的范围内。