CN101743667B - 电连接器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明描述的电连接器组件包括印刷电路板、接头、载体、以及由载体保持的多个电缆端子。印刷电路板具有印刷电路板接地触点。接头连接到印刷电路板并具有多个触针和任选地多个接地元件。载体被构造为与接头配合。接头和电缆端子被构造为使得当接头和载体在配合模式中时，多个电缆端子中的每一个与触针中的一根或多根、接地元件和印刷电路板接地触点形成电接触。

Description

电连接器组件
技术领域
本发明整体涉及印刷电路板与一条或多条电缆之间的互连，这些电缆承载输入和输出印刷电路板的信号。
背景技术
印刷电路板与其它电路板、电缆或其它电子装置的互连在本领域中已为人们所熟知。这种互连通常不难形成，尤其是在与信号通过印刷电路板上互连器的导体传播所需的时长相比，电路切换速度(也称为信号跃迁次数)缓慢。然而，由于电路切换速度与现代集成电路和相关计算机技术继续增加，设计和制造令人满意的互连器已变得更加困难。
特别在以下方面存在持续增长的需求：当信号通过互连器输入或输出印刷电路板时，采用精密控制的电特性来设计和制造印刷电路板及其附随的互连器，以对信号完整性实现令人满意的控制。互连器电特性(例如阻抗)必须被控制的程度主要取决于电路切换速度。即，电路切换速度越快，在互连器内提供精确控制的阻抗的重要性就越大。
在本领域中，用于板到板和板到电缆的高速互连器应用而开发的连接器系统已非常完善。通常，通过使印刷电路板与连接器之间的物理间距最小化，印刷电路板互连器的最佳设计使具有特征阻抗的临界控制的信号线路长度最小化。另外，连接器的设计(涉及相对大的插头连接器和具有多重专用于电源和接地触点的插座连接器)只能为高速印刷电路板提供临界合格的性能。
遗憾的是，当前可用的用于板到电缆的高速互连器解决方案通常复杂，需要极其精确的元件设计，这些元件对甚至很小的制造变化都非常敏感，因此昂贵而难于制造。尽管如此，随着切换速度继续增加，可用的板到电缆互连器系统的性能变得仅临界合格。所需要的是为高速集成电路提供必要阻抗控制的印刷电路板到电缆互连系统，同时该系统还要成本低廉且易于制造。
发明概要
在一个方面，本发明提供用于电连接器组件的载体。载体包括绝缘壳体，绝缘壳体具有前外壁，多个触针插孔设置在该前外壁上。绝缘壳体还包括从前外壁横向延伸的侧外壁。多个第一孔设置在侧外壁中的至少一个上。每一个第一孔被构造为接纳第一外部电缆端子接地触点。绝缘壳体还包括从前外壁横向延伸的多个内壁。该多个内壁中的每一个包括被构造用于接纳第二外部电缆端子接地触点的第二孔。可任选地是，绝缘壳体可以包括第一壳体部分和第二壳体部分。
在另一方面，本发明提供电连接器组件，包括：印刷电路板，具有印刷电路板接地触点；接头，连接到印刷电路板并包括多根触针；载体；以及多个电缆端子，由载体保持。载体包括绝缘壳体，绝缘壳体具有前外壁，多个触针插孔设置在该前外壁上。绝缘壳体还包括从前外壁横向延伸的侧外壁。多个第一孔设置在侧外壁中的至少一个上。每一个第一孔被构造为接纳第一外部电缆端子接地触点。绝缘壳体还包括从前外壁横向延伸的多个内壁。该多个内壁中的每一个包括被构造用于接纳第二外部电缆端子接地触点的第二孔。接头和电缆端子被构造为使得当接头和载体在配合模式中时，多个电缆端子中的每一个与一根或多根触针和印刷电路板接地触点形成电接触。
在另一方面，本发明提供电连接器组件，包括：印刷电路板，具有印刷电路板接地触点；接头，连接到印刷电路板并包括多根触针和多个接地元件；载体；以及多个电缆端子，由载体保持。载体包括绝缘壳体，绝缘壳体具有前外壁，多个触针插孔和多个接地元件插入孔设置在该前外壁上。绝缘壳体还包括从前外壁横向延伸的侧外壁。多个第一孔设置在侧外壁中的至少一个上。每一个第一孔被构造为接纳第一外部电缆端子接地触点。绝缘壳体还包括从前外壁横向延伸的多个内壁。多个内壁中的每一个包括被构造用于接纳第二外部电缆端子接地触点的第二孔。接头和电缆端子被构造为使得当接头和载体在配合模式中时，多个电缆端子中的每一个与一根或多根触针、接地元件和印刷电路板接地触点形成电接触。
本发明的上述发明内容并非意图描述本发明的每一个本发明所公开的实施例或每种实施方式。以下附图和具体实施方式更具体地举例说明了示例性实施例。
附图说明
图1为根据本发明的一个方面的电连接器组件的示例性实施例的透视图。
图2为示出电连接器组件的接头和载体处于未配合模式的图1的电连接器组件的侧视图。
图3为示出电连接器组件的接头和载体处于配合模式的图1的电连接器组件的侧视图。
图4为根据本发明的一个方面的载体和多个电缆端子的示例性实施例的透视图。
图5为根据本发明的一个方面的载体的示例性实施例的顶部透视图。
图6为图5的载体的底部透视图。
图7为可用于图1的电连接器组件的电缆端子的示例性实施例的透视图。
图8为根据本发明的一个方面的电缆的局部剖面侧透视图。
图9为沿图8中的线9-9截取的图8中所示的电缆的剖视图。
图10为根据本发明的一个方面的电缆的另一个示例性实施例的剖视图。
图11为根据本发明的一个方面的电缆的另一个示例性实施例的剖视图。
图12为根据本发明的一个方面的电缆的另一个示例性实施例的剖视图。
图13为根据本发明的一个方面的电连接器组件的另一个示例性实施例的透视图。
图14为示出电连接器组件的接头和载体处于未配合模式的图13的电连接器组件的侧视图。
图15为示出电连接器组件的接头和载体处于配合模式的图13的电连接器组件的侧视图。
图16为根据本发明的一个方面的电连接器组件的另一个示例性实施例的透视图。
图17为图16的电连接器组件的透视剖视图。
图18为示出电连接器组件的接头和载体处于配合模式的图16的电连接器组件的透视图。
具体实施方式
在下面的具体实施方式中，参考了形成本文一部分的附图。附图以举例说明的方式示出了其中可以实施本发明的具体实施例。应当理解，在不脱离本发明范围的前提下，可以利用其它实施例，并且可以进行结构性或逻辑性的改变。因此，下面的具体实施方式不应从限制的意义上去理解，并且本发明的范围由所附权利要求及其等同形式限定。
图1-3示出根据本发明的一个方面的电连接器组件的示例性实施例。电连接器组件100包括印刷电路板102、连接到印刷电路板102的接头104、以及保持各个电缆110的端子108的载体106。载体106被构造为配合接头104以在印刷电路板102和电缆110之间提供互连。
为了明确起见，本文描述和示出了本发明如与双轴电缆和双轴电缆端子一起使用的方面。然而，这种举例说明仅是示例性的，应当理解和预期可使用其他类型的电缆及其相关的电缆端子，包括(但不限于)同轴电缆和具有信号和接地元件的其他电缆构造。还应当理解和预期不同类型和构造的电缆以及电缆端子可以同时与根据本发明的方面的电连接器组件一起使用。例如，由载体保持的电缆端子的一部分可以为双轴电缆端子，而由载体保持的电缆端子的另一部分可以为同轴电缆(或其他)端子。
参见图1，接头104包括绝缘壳体112，绝缘壳体112包含被布置用于配合载体106中的电缆端子108的内部触点的多根触针114。接头104的触针114按照本领域已知的方法连接到印刷电路板102。触针114被构造用于电气连接到印刷电路板102的多个电迹线(未示出)中的一条或多条。虽然接头104本文示出和描述为通孔排针，但接头104另外可以为表面安装型排针或本领域已知的任何其他合适的接头类型。触针114可以通过焊接、压力配合、或任何其他合适的方法连接到印刷电路板102。在图1的实施例中，仅通过在触针114和印刷电路板102之间连接将接头104固定到印刷电路板102。或者，接头104可以包括用于将接头104固定到印刷电路板102的额外的结构，例如在绝缘壳体112上被构造用于插入到印刷电路板102中的孔(未示出)中的安装杆。安装杆可以通过压力配合、粘合、或其他合适的方法保持在印刷电路板102中的孔中。在图1的实施例中，接头104是直的或者竖直的排针，借此触针114具有基本上直的或竖直的构造，使得载体106以基本上垂直于印刷电路板102的方向插入。可用于根据本发明的一个方面的电连接器组件的示例性接头在美国临时专利申请No.60/886229中示出并描述，其全文以引用方式并入本文。
印刷电路板102基本上是常规的设计，不同的是添加了印刷电路板接地触点。在图1的示例性实施例中，印刷电路板接地触点包括多根接地针116。多个电缆端子108中的每一个被构造为当接头104与载体106在配合模式中时与多根接地针116中的一根形成电接触。接地针116按照本领域已知的方法连接到印刷电路板102。接地针116被构造用于电气连接到印刷电路板102的多个电迹线(未示出)中的一条或多条。虽然接地针116本文示出和描述为通孔针，但接地针116另外可以为表面安装型针或本领域已知的任何其他合适的触针类型。触针116可以通过焊接、压力配合、或任何其他合适的方法连接到印刷电路板102。
可以构造接头104和电缆端子108，使得当接头104和载体106在配合模式中时，多个电缆端子108中的每一个与一根或多根接头104的触针114和印刷电路板接地触点形成电接触。在图1-3的示例性实施例中，如在图2和图3的侧视图中最佳示出的那样，构造接头104和电缆端子108，使得当接头104和载体106在配合模式中时，多个电缆端子108中的每一个与接头104的触针114中的两根(图2中示出为114a和114b)和连接到印刷电路板102的接地针116中的一根形成电接触。在一个方面，通过指定触针114a为接地触点、触针114b为信号触点、接地针116为接地触点，可形成接地-信号-接地(GSG)模式，以用于通过互连器改善阻抗控制效果。应当理解和预期，按照适用于预期应用的条件下，可将触针114和接地针116中的任何项指定为信号、接地、或电源触点。还应当理解和预期，按照适用于预期应用的条件下，可从针阵列除去触针114和接地针116中的任何项。
图4-6示出根据本发明的一个方面的载体的不同透视图。如在图4中最佳示出的那样，电连接器组件100的载体106被构造为保持多个电缆端子108并包括绝缘壳体122。
参见图5和图6，绝缘壳体122包括第一绝缘壳体部分122a和第二绝缘壳体部分122b。在可供选择的方面，绝缘壳体部分122a和122b可以形成为单个绝缘壳体122。绝缘壳体122具有前外壁124，横向延伸的侧外壁126a、126b、126c和126d(除非另外指明，在下文中总称为126)，以及多个横向延伸的内壁128，其共同限定被构造用于接纳和定位各个电缆端子108的多个腔体142。
每一个电缆端子108通过在每一个腔体142中存在的回弹闩锁144保持在其各自的腔体142内。当电缆端子108插入到其各自的腔体142中时，电缆端子108的前边缘108b(如图1所示)接合闩锁引入端表面148并使闩锁144偏离电缆端子108的路径。当电缆端子108完全插入时，闩锁144返回其初始(未偏离)位置，并且锁钩构件150接合电缆端子108的后边缘108c(如图1所示)，从而抑制电缆端子从载体106中被拉出。可通过简单地偏转闩锁144(如用小工具或手指甲)以使锁钩构件150从电缆端子108的后边缘108c脱离，同时轻轻拉动相关的电缆110可将各个电缆端子108从载体106移除。例如当置换电缆110的损坏或有缺陷的电缆端子108时，能够移除并替换各个电缆端子108是有益的。
在一个实施例中，载体106还包括被构造用于固定多个闩锁144并帮助保持多个电缆端子108的楔元件118，如图4所示。楔元件118包括多个楔146，它们被构造以在闩锁144和绝缘壳体122的空腔142内的侧外壁126a之间配合。当正确安装时，楔146抑制闩锁144偏离电缆端子108的路径，从而抑制电缆端子108从载体106中被拉出。
在其它实施例中，电缆端子108可以通过任何合适的方法/结构保持在载体106内，这些方法/构造包括(但不限于)搭扣配合、摩擦配合、压力配合、机械夹持、以及粘合。还用于将电缆端子108保持在载体106内的方法/结构可以使得电缆端子108单独地移除，例如上述，用于将电缆端子108保持在载体106内的方法/结构可以使得电缆端子108作为一组移除，或用于将电缆端子108保持在载体106内的方法/结构可以将电缆端子108永久固定在载体106内。在其它实施例中，绝缘壳体122的腔体142可以被构造用于接纳不止一个或所有电缆端子108。
绝缘壳体122中的每一个内壁128具有被构造用于接纳第二外部电缆端子接地触点158的孔130，其在下面进一步详细描述并在图7中示出。侧外壁126a和126c包括可被布置在侧外壁126中的一个或多个中的多个孔132。每一个孔132被构造用于接纳第一外部电缆端子接地触点156，其在下面进一步详细描述并在图7中示出。在一个实施例中，孔132可被布置在侧外壁126a和126c中，使得电缆端子108可被布置在绝缘壳体122中，使得第一外部电缆端子接地触点156被布置在侧外壁126a中的孔132接纳，或使得第一外部电缆电子接地触点156被布置在侧外壁126c中的孔132接纳。在绝缘壳体122的图示实施例中，设计第一绝缘壳体部分和第二绝缘壳体部分使得第二绝缘壳体部分122b可以组装到第一绝缘壳体部分122a，使得电缆端子108的第一外部电缆端子接地触点156被布置在侧外壁126a中的孔132接纳，或使得电缆端子108的第一外部电缆端子接地触点156可被布置在侧外壁126c中的孔132接纳。该设计使得电缆110沿两个基本不同的方向从电缆组件100延伸。前外壁124具有被构造用于接纳接头104的触针114的多个触针插孔134，其在图1中示出。如图6所示，触针插孔134优选地具有(如)通过削边形成的引入端，以方便接头104的触针114的导向和配合。可任选地是，前外壁124具有被构造用于接纳接头704的接地元件760的多个接地元件插入孔135，其在下面进一步详细描述并在图16中示出。接地元件插入孔135优选地具有(如)通过削边形成的引入端，以方便接头704的接地元件760的导向和配合。相对于现有技术，本发明的一个方面的显著优点是上述多个孔能够使得触针114、接地触点156和158、和/或接地元件760的布置可以改善电连接器组件的电气性能。
在一个实施例中，绝缘壳体122的侧外壁126b和126d包括配合的闩锁元件136，配合的闩锁元件136被构造用于保持第一绝缘壳体部分122a和第二绝缘壳体部分122b在组装模式中。在图5和图6中示出的实施例中，第一绝缘壳体部分122a包括偏转以接合在第二绝缘壳体部分122b上的锁块140的闩锁臂138。应当理解和预期，按照适用于预期应用的条件下，可以提供不同和/或附加的闩锁元件136。
可构造基本上类似于用于同轴电缆的屏蔽控制阻抗(SCI)连接器(在美国专利No.5,184,965中有所描述，其以引用方式并入本文)的与载体106结合使用的电缆端子。特别是，可与载体106结合使用的电缆端子的示例性实施例在图7中示出。通过使用焊料开口120将电缆端子108连接到电缆110。为与载体106结合使用，将电缆端子插入到载体106的绝缘壳体122中(如图4中最佳示出的)，使得电缆端子108的正面108a邻接绝缘壳体122的前外壁124的内表面124a。电缆端子108包括其中安装有内触点154的导电壳体152。可将每一个内触点154指定为信号/电源触点，在该情况下其被电气连接到电缆110的信号/电源导体并与导电壳体152电绝缘。可将每一个内触点154指定为接地触点，在该情况下其被电气连接到电缆110的接地导体(即，罩)和/或电气连接到导电壳体152。内触点152被构造为与接头104的触针114形成电接触。内触点152沿着电缆端子108的纵轴排列并对准绝缘壳体122的前外壁124的触针插孔134。
电缆端子108还包括第一外部电缆端子接地触点156。第一外部电缆端子接地触点156从导电壳体152的外表面延伸并被构造为与印刷电路板的接地触点形成电接触。在图1中示出的电连接器组件的示例性实施例中，印刷电路板接地触点包括多个接地针116，借此第一外部电缆端子接地触点156被构造为当接头104和载体106在配合模式中时，与对应的接地针116形成电接触。在其它实施例中，印刷电路板接地触点可以包括导电带或多个接地板，借此第一外部电缆端子接地触点156可以被构造为当接头和载体在配合模式中时，与导电带或多个接地板中的至少一个形成电接触。
电缆端子108还包括从导电壳体152的外表面延伸的第二外部电缆端子接地触点158。在图1示出的电连接器组件的示例性实施例中，第二外部电缆端子接地触点158(如图7所示)被构造为与相邻的电缆端子形成电接触。在其它实施例中，配合接头可以包括多个接地元件，借此第二外部电缆端子接地触点158可以被构造为当接头和载体在配合模式中时，与接地元件中的一个或多个形成电接触。
在示出的实施例中，第一外部电缆端子接地触点156和第二外部电缆端子接地触点158均包括从导电壳体152延伸的弹性梁。在其它实施例中，第一外部电缆端子接地触点156和/或第二外部电缆端子接地触点158可采用所示形式的替代形式，并且可以包括(例如)从导电壳体152延伸的赫兹凸耳。
在本发明的一个方面使用的电缆类型可为单线电缆(如单个同轴或单个双轴)或多线电缆(如多个同轴、多个双轴或双绞)。图8为根据本发明的一个方面的电缆210的局部剖面侧透视图，图9为其示例性实施例的剖视图。电缆210包括导体212、介电外皮214、金属屏蔽216、以及护套218。介电外皮214环绕导体212形成，以便一般围绕导体212。金属屏蔽216环绕介电外皮214形成，以便一般围绕介电外皮214。护套218包住金属屏蔽216以形成电缆210的外护套。
导体212可以由多种导电材料制成，包括裸铜、镀锡铜、镀银铜、铜包钢、铝、或其他合适的材料。另外，导体212可为绞线或实心元件。就绞线元件而言，导体212由多股电接合的导电绞线制成。
电缆210用于高频信号应用中，例如大于100MHz的信号。如上所述，当信号频率增加时，导体的电阻由于趋肤效应而增加。趋肤效应描述了这样一种状况，其中由于流过导体的电流产生的磁场，在靠近导体表面存在一定浓度的电流。为了使在导体表面处的表面积最大化，导体212具有大体椭圆形曲线截面。大体椭圆形曲线截面包括具有圆形侧面的任何伸长形状，圆形侧面包括(但不限于)卵形、椭圆形、胶囊形、和蛋形横截面。与常规的圆柱形导体相比，因为大体椭圆形曲线截面在导体212的表面处增大了表面积，更多电流沿着较大的表面流动，所以使趋肤效应最小化。由于导体212的总电阻降低，因此电缆210的信号衰减特性得到改善。
另外，在改善电缆信号衰减特性的常规方法中，直径较大的圆柱形导体用于补偿较高频率下阻抗的增加。内径尺寸较大的导体通常需要体积较大的围绕导体的电介质，以保持所需的电缆阻抗。这增加了电缆的总体尺寸并抑制了电缆与高频系统中使用的标准微连接器一起使用。导体212的大体椭圆形曲线截面允许电缆210与现有的电缆连接器一起使用。特别是，导体212使得较大的千圆密耳(MCM)线规等量的导体符合现有微连接器的高度空间限制。由于具有改善的上升时间衰减特性，较大线规的导体212另外证明了更好的电性能(如，具有改善的眼图张开度)。
介电外皮214环绕导体212形成，以在导体212和金属屏蔽216之间提供绝缘。可调节介电外皮214的厚度来控制电缆210的阻抗，因为介电外皮214的厚度控制导体212和金属屏蔽216的间距。在一个实施例中，介电外皮214在导体212上挤出。在另一个实施例中，介电外皮214为由电介质材料制成的条带或包裹物。可以用于介电外皮214的示例性材料包括聚氯乙烯(PVC)、氟聚合物(包括全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、以及泡沫氟化乙烯丙烯(FFEP))和聚烯烃(例如聚乙烯(PE)、泡沫聚乙烯(FPE)、聚丙烯(PP)、和聚甲基戊烷)。在可供选择的实施例中，介电外皮214可以包括介电管和实芯长丝垫片，以限定围绕导体212的空心磁芯，例如在转让给3M InnovativeProperties公司(St.Paul，MN)的美国专利No.6,849,799中示出并描述的，其以引用方式并入本文。
金属屏蔽216环绕介电外皮214形成，以屏蔽导体212产生外部电磁干扰(EMI)。金属屏蔽216另外帮助抑制电缆210外的电磁场和静电场的信号干扰。此外，金属屏蔽216为电缆210提供连续接地。在一个实施例中，金属屏蔽216的内表面环绕导体212的整个周边距离导体212相同的距离d，如图9所示。这在导体212的表面周围形成均匀的电流分布(即，抑制电流群聚)，从而改善电缆210的信号衰减特性。金属屏蔽216可以具有多种构造，包括金属编织层、屏蔽包层、金属箔、或其组合。
护套218环绕金属屏蔽216形成并为电缆210提供保护层，并为电缆210的元件提供支承。护套218另外使电缆210的元件与外部环境绝缘。当护套218环绕金属屏蔽216形成时，外表面226和228基本上是平面并且与导体212的表面222和224平行。电缆210具有薄型的特征在于：表面226和228的间距小于电缆210的弯曲外表面的间距。这种薄型特征使得电缆210可以用于具有有限空间或最小量额外空间的应用中。护套218可以由柔性橡胶材料或柔性塑性材料(例如，聚氯乙烯(PVC))制成，以允许电缆210环绕障碍物安装以及安装在曲折的通道中。可以用于护套218的其他材料包括乙烯丙烯二烯(EPDM)弹性体、云母带、氯丁橡胶、聚乙烯、聚丙烯、硅、橡胶、以及以商品名TEFLON和TEFZEL得自杜邦公司的氟聚合物膜。
图10为根据本发明的另一个实施例的包括漏电引出线332的电缆310的剖视图。电缆310包括导体312、介电外皮314、金属屏蔽316、和护套318，类似于在图8和9中示出并描述的电缆210的导体212、介电外皮214、金属屏蔽216和护套218。漏电引出线332布置在介电外皮314的外面，并且金属屏蔽316围绕并接触漏电引出线332和介电外皮314。在可供选择的实施例中，漏电引出线332可以设置在金属屏蔽316的外面并与其接触。护套318围绕金属屏蔽316形成并为电缆310提供保护层，并且为电缆310的元件提供支承结构。
漏电引出线332与金属屏蔽316电接触。漏电引出线332通过提供将金属屏蔽316电气连接到连接器的方法来控制电缆310的阻抗。漏电引出线332可以由多种导电材料制成，包括裸铜、镀锡铜、镀银铜、铜包钢、铝、或其他合适的材料。另外，漏电引出线332可为绞线或实心元件。就绞线元件而言，漏电引出线332由多股电接合的导电绞线制成。
图11为根据本发明的另一个实施例的电缆410的剖视图。电缆410包括导体452a和452b、一体的介电外皮454、金属箔456、金属导线屏蔽457、以及护套458。介电外皮454环绕导体452a和452b形成，以便一般围绕导体452a和452b。金属箔456环绕介电外皮454形成，以便一般围绕介电外皮454，并且金属导线屏蔽457环绕金属箔456。护套458包住金属导线屏蔽457以形成电缆410的外护套。
导体452a和452b可以由多种导电材料制成，包括裸铜、镀锡铜、镀银铜、铜包钢、铝、或其他合适的材料。另外，导体452a和452b可以为绞线或实心元件。就绞线元件而言，每一个导体由多股电接合的导电绞线制成。在一个实施例中，导体452a和452b彼此相对布置，使得导体452a和452b的大体椭圆形曲线截面的主轴共面(如图11所示)。
电缆410用于高频信号应用中，例如大于100MHz的信号。如上所述，为了使趋肤效应最小化，希望使在导体表面处的每一个导体的表面积最大化。与常规圆柱形导体相比，为增大表面积，导体452a和452b各具有大体椭圆形曲线截面。大体椭圆形曲线截面包括具有圆形侧面的任何伸长形状，圆形侧面包括(但不限于)卵形、椭圆形、胶囊形、和蛋形横截面。与常规的圆柱形导体相比，因为大体椭圆形曲线截面在导体452a和452b的表面处增大了表面积，更多电流沿着较大的表面流动，所以使趋肤效应最小化。由于导体452a和452b的总电阻降低，因此电缆410的信号衰减特性得到改善。
另外，在改善信号衰减特性的常规方法中，直径较大的圆柱形导体用于补偿在较高频率下阻抗的增加。内径尺寸较大的导体通常需要体积较大的围绕导体的电介质，以保持所需的电缆阻抗。这增加了电缆的总体尺寸并抑制了电缆与高频系统中使用的标准微连接器一起使用。导体452a和452b的大体椭圆形曲线截面允许电缆410与现有的电缆连接器一起使用。特别是，导体452a和452b使得较大的千圆密耳(MCM)线规等量的导体符合现有微连接器的高度空间限制。由于具有改善的上升时间衰减特性，较大线规的导体452a和452b另外证明了更好的电性能(如，具有改善的眼图张开度)。
介电外皮454环绕导体452a和452b形成，以在导体452a和452b以及金属箔456之间提供绝缘。在一个实施例中，介电外皮454在导体452a和452b上挤出。可调节介电外皮454的厚度以控制电缆410的阻抗，因为介电外皮454的厚度控制导体452a和452b与金属箔456的间距。还可通过将介电外皮454在导体452a和452b上挤出来控制导体452a和452b的取向和间距，该取向和间距也可以影响电缆410的阻抗。可用于介电外皮454的示例性材料包括聚氯乙烯(PVC)、氟聚合物(包括全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、以及泡沫氟化乙烯丙烯(FFEP))和聚烯烃(例如聚乙烯(PE)、泡沫聚乙烯(FPE)、聚丙烯(PP)、和聚甲基戊烷)。在可供选择的实施例中，介电外皮454可以包括介电管和实芯长丝垫片，以限定围绕导体452a和452b的空心磁芯，例如在美国专利No.6,849,799中示出和描述。
金属箔456和金属导线屏蔽457环绕介电外皮454形成，以屏蔽导体452a和452b产生外部EMI。金属箔456和金属导线屏蔽457另外帮助抑制电缆410外的电磁场和静电场的信号干扰。金属箔456和金属导线屏蔽457的组合提供良好的屏蔽性质。此外，金属箔456和金属导线屏蔽457为电缆410提供连续接地。金属箔456可由(例如)铜和铜合金的材料构成。金属导线屏蔽457可以由编织的铜或铜合金构成。
护套458环绕金属导线屏蔽457形成并为电缆410提供保护层，并为电缆410的元件提供支承。护套458另外使电缆410的元件与外部环境绝缘。电缆410具有薄型的特征在于：电缆410的平表面的间距D1小于电缆410的弯曲外表面的间距D2(见图11)。这种薄断面使得电缆410可以用于具有有限空间或最小量额外空间的应用中。护套458可由柔性橡胶材料或柔性塑性材料(例如，聚氯乙烯(PVC))制成，以允许电缆410环绕障碍物安装以及安装在曲折的通道中。可用于护套458的其他材料包括乙烯丙烯二烯弹性体、云母带、氯丁橡胶、聚乙烯、聚丙烯、硅、橡胶、以及以商品名TEFLON和TEFZEL得自杜邦公司的氟聚合物膜。
图12为根据本发明的另一个实施例的电缆510的剖视图，包括漏电引出线562和环绕导体552a和552b缠绕的介电外皮564。电缆510包括金属屏蔽556和护套558，类似于在图11中示出并描述的电缆410的金属屏蔽456和护套458。漏电引出线562布置在介电外皮564的外面，在介电外皮564和金属屏蔽556之间。金属屏蔽556环绕并接触漏电引出线562和介电外皮564。在可供选择的实施例中，漏电引出线562可以设置在金属屏蔽556的外面并与其接触。护套558环绕金属屏蔽556形成并为电缆510提供保护层，并且为电缆510的元件提供支承结构。
可环绕导体552a和552b粘上或缠绕介电外皮564，以在导体552a和552b与金属屏蔽556之间提供绝缘。介电外皮564另外控制金属箔556和导体552a、552b的间距、导体552a和552b的间距、以及导体552a和552b的取向。因为所有的这些参数都对电缆510的阻抗有影响，所以可通过调节介电外皮564的厚度和被介电外皮564支持的导体552a和552b的取向来控制阻抗。或者，可将介电外皮564在导体552a和552b上挤出，类似于图11中的介电外皮454。可用于介电外皮564的示例性材料包括聚氯乙烯(PVC)、氟聚合物(包括全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、以及泡沫氟化乙烯丙烯(FFEP))和聚烯烃(例如聚乙烯(PE)、泡沫聚乙烯(FPE)、聚丙烯(PP)、和聚甲基戊烷)。在可供选择的实施例中，介电外皮564可以包括介电管和实芯长丝垫片，以限定围绕导体552a和552b的空心磁芯，例如在此前并入的美国专利No.6,849,799中示出和描述。
图13-15示出根据本发明的一个方面的电连接器组件的另一个示例性实施例。电连接器组件600包括印刷电路板602、连接到印刷电路板602的接头604、以及保持各个电缆110的端子108的载体106。载体106被构造为配合接头604，以在印刷电路板602和电缆110之间提供互连。对于电连接器组件100示出并描述了载体106、端子108、以及电缆110。
参见图13，接头604包括绝缘壳体612，其包含多根被布置用于配合载体106中的电缆端子108的内部触点的触针614。接头604的触针614按照本领域已知的方法连接到印刷电路板602。触针614被构造用于电气连接到印刷电路板602的多个电迹线(未示出)中的一条或多条。虽然接头604本文示出和描述为通孔排针，但接头604另外可以为表面安装型排针或本领域已知的任何其他合适的接头类型。触针614可通过焊接、压力配合、或任何其他合适的方法连接到印刷电路板602。在图13的实施例中，仅通过在触针614和印刷电路板602之间连接将接头604固定到印刷电路板602。或者，接头604可以包括用于将接头604固定到印刷电路板602的额外的结构，例如在绝缘壳体612上被构造用于插入到印刷电路板602中的孔(未示出)中的安装杆。安装杆可以通过压力配合、粘合、或其他合适的方法保持在印刷电路板602的孔中。在图13的实施例中，接头604是直角排针，借此触针614具有基本上直角的构造，使得载体106以基本上平行于印刷电路板602的方向插入。
印刷电路板602基本上是常规的设计，不同的是添加了印刷电路板接地触点。在图13的示例性实施例中，印刷电路板接地触点包括导电带616。多个电缆端子108中的每一个优选地被构造为当接头604与载体106在配合模式中时，与导电带616形成电接触。导电带616按照本领域已知的技术连接到印刷电路板602。例如，导电带616可通过焊接、压力配合、或任何其他合适的方法连接到印刷电路板602。或者，导电带616可以包括在印刷电路板布线图中，从而电化学沉积到印刷电路板602上。在一个实施例中，导电带616沿着接头604的长度连续延伸，从而电缆端子108中的每一个的第一外部电缆端子接地触点156连接到公共接地。在另一个实施例中，导电带616沿着小于第一外部电缆端子接地触点156的全部延伸。在另一个实施例中，导电带616被分成两个或更多个单独片段，使得仅所选的第一外部电缆端子接地触点156中的一些连接到导电带616。在可供选择的实施例中，印刷电路板接地触点包括多个接地板。多个电缆端子108中的每一个被构造为当接头604和载体106在配合模式中时，与多个接地板中的至少一个形成电接触。接地板按照本领域已知的方法连接到印刷电路板602。例如，接地板可以包括在印刷电路板布线图中，从而电化学沉积到印刷电路板602上。
可以构造接头604和电缆端子108，使得当接头604和载体106在配合模式中时，多个电缆端子108中的每一个与接头604的触针614中的一根或多根以及印刷电路板接地触点形成电接触。在图13-15的示例性实施例中，如在图14和图15的侧视图中最佳示出的那样，构造接头604和电缆端子108，使得当接头604和载体106在配合模式中时，多个电缆端子108中的每一个与接头604的触针614中的两根(图14中示出为614a和614b)和连接到印刷电路板602的导电带616形成电接触。在一个方面，通过指定触针614a为接地触点、触针614b为信号触点、导电带616为接地触点，可形成接地-信号-接地(GSG)模式，以用于通过互连器改善阻抗控制效果。应当理解和预期，按照适用于预期应用的条件下，可指定任意触针614和导电带616为信号、接地、或电源触点。还应当理解和预期，按照适用于预期应用的条件下，可以从针阵列除去任意触针614以及导电带616的一部分。
在图13示出的电连接器组件的示例性实施例中，电缆端子108的第一外部电缆端子接地触点156(如图7所示)被构造为当接头604和载体106在配合模式中时，与导电带616形成电接触。第二外部电缆端子接地触点158(如图7所示)被构造为与相邻的电缆端子形成电接触。
图16-18示出根据本发明的一个方面的电连接器组件的另一个示例性实施例。电连接器组件700包括印刷电路板702、连接到印刷电路板702的接头704、以及保持各个电缆110的端子108的载体106。载体106被构造为配合接头704，以在印刷电路板702和电缆110之间提供互连。参照电连接器组件100示出并描述了载体106、端子108、和电缆110。
在一个实施例中，接头704和载体106包括配合的闩锁元件780，该元件被构造为可将接头704和载体106保持在配合模式。在图16的实施例中，接头704包括闩锁臂782，该闩锁臂782旋转接合在载体106的绝缘壳体122的相对侧外壁126b和126d上的闩锁块784。闩锁臂782可以被构造为当载体106配合接头704时自动旋转到与闩锁块784接合，或可以被构造为需要通过使用者手动闩锁。按照适用于预期应用的条件下，可提供不同和/或附加的闩锁元件780。
参见图16，接头704包括绝缘壳体712，其包含被布置以用于配合载体106中的电缆端子108的内部触点的多个触针714。另外，绝缘壳体712包含被布置以用于配合载体106中的电缆端子108的第二外部电缆端子接地触点158的多个接地元件760，如在图17中最佳所示。接地元件760可以包括接地刀片、接地针、和/或适于方便电接地和/或电屏蔽功能的任何其他电触点类型。接头704的触针714和接地元件760按照本领域已知的方法连接到印刷电路板702。触针714和接地元件760被构造以电气连接到印刷电路板702的多个电迹线(未示出)中的一条或多条。虽然接头704本文示出并描述为通孔排针，但接头704另外可以为表面安装型排针或本领域已知的任何其他合适的接头类型，包括通孔排针和表面安装型排针的组合。例如，在一个实施例中，接头704为表面安装型排针，借此触针714具有表面安装型构造，但借此接地元件760具有通孔构造。触针714和接地元件760可以通过焊接、压力配合、或任何其他合适的方法连接到印刷电路板702。在图16的实施例中，接头704仅通过触针714、接地元件760和印刷电路板702之间的连接固定到印刷电路板702。或者，接头704可以包括将接头704固定到印刷电路板702的额外的结构，例如在绝缘壳体712上被构造用于插入到印刷电路板702的孔(未示出)中的安装杆。安装杆可以通过压力配合、粘合、或其他合适的方法保持在印刷电路板702的孔中。在图16的实施例中，接头704是直的或者竖直的排针，借此触针714和接地元件760具有基本上直的或竖直的构造，使得载体106能够以基本上垂直于印刷电路板702的方向插入。
可以构造接头704和电缆端子108，使得当接头704和载体106在配合模式中时，多个电缆端子108中的每一个与接头704的触针714中的一根或多根、接头704的接地元件760以及印刷电路板接地触点形成电接触。在图16-18的示例性实施例中，构造接头704和电缆端子108，使得当接头704和载体106在配合模式中时，多个电缆端子108中的每一个与接头704的触针714中的两个、接头704的触点元件760中的一个以及印刷电路板接地触点(未示出)形成电接触。应当理解和预期，按照适用于预期应用的条件下，可指定任意触针714、接地元件760和印刷电路板接地触点为信号、接地或电源触点。还应当理解和期望，按照适用于预期应用的条件下，任意触针714和/或接地元件760可从针/元件阵列中除去。
在图16示出的电连接器组件的示例性实施例中，电缆端子108的第一外部电缆端子接地触点156(如图7所示)被构造为当接头704和载体106在配合模式中时，与印刷电路板接地触点(未示出)形成电接触。当接头和载体在配合模式中时，第二外部电缆端子接地触点158(如图7所示)被构造为与对应的接地元件760形成电接触。
在本文所述实施例和具体实施中的每一个中，电连接器组件及其构件的多种元件都是由任何合适的材料制成。材料的选择取决于预期应用，并可以包含聚合物和金属两者。在一个实施例中，载体106的绝缘壳体122和接头104的绝缘壳体112是通过(例如)注塑成型、挤压、浇注、机械加工等等方法由聚合材料制成，而导电元件则是通过(例如)模铸、浇注、冲压、机械加工等等方法由金属制成。举例来说，材料选择所取决的因素包括(但不限于)化学暴露条件、环境暴露条件(包括温度和湿度条件)、阻燃性要求、材料强度和刚度。
虽然本文出于说明优选实施例的目的对具体实施例进行了图示和描述，但是本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明范围的前提下，各种旨在实现相同目的的可选的和/或等同形式的具体实施可以取代图示和描述的具体实施例。机械、机电以及电气领域的技术人员将很容易理解到，本发明可实施于众多实施例中。本专利申请旨在涵盖本文所讨论优选实施例的任何适应性的变化和变型形式。因此，显而易见，本发明仅仅受权利要求及其等同物的限制。

Claims (34)

1.一种载体，其与电连接器组件一起使用，所述载体包括：
绝缘壳体，具有：前外壁，并且多个触针插孔设置在所述前外壁上；横向延伸的侧外壁，并且多个第一孔设置在所述侧外壁中的至少一个上，每一个第一孔被构造用于接纳第一外部电缆端子接地触点；和多个横向延伸的内壁，各自具有被构造用于接纳第二外部电缆端子接地触点的第二孔。
2.根据权利要求1所述的载体，其中所述绝缘壳体还包括被构造用于保持多个电缆端子的多个闩锁。
3.根据权利要求2所述的载体，还包括被构造用于固定所述多个闩锁的楔元件。
4.根据权利要求1所述的载体，其中所述绝缘壳体还包括第一壳体部分和第二壳体部分。
5.根据权利要求4所述的载体，其中所述第一壳体部分和第二壳体部分还包括配合的闩锁元件，所述配合的闩锁元件被构造用于将所述第一壳体部分和第二壳体部分保持在组装模式中。
6.一种电连接器组件，包括：
印刷电路板，具有印刷电路板接地触点；
接头，连接到所述印刷电路板并包括多根触针；
载体，被构造为与所述接头配合并包括绝缘壳体，所述绝缘壳体具有：前外壁，并且多个触针插孔设置在所述前外壁上；横向延伸的侧外壁，并且多个第一孔设置在所述侧外壁中的至少一个上，每一个第一孔被构造用于接纳第一外部电缆端子接地触点；和多个横向延伸的内壁，各自具有被构造用于接纳第二外部电缆端子接地触点的第二孔；和
多个电缆端子，由所述载体保持，
其中所述接头和电缆端子被构造为使得当所述接头和载体在配合模式中时，所述多个电缆端子中的每一个与所述触针中的至少一根和所述印刷电路板接地触点形成电接触。
7.根据权利要求6所述的电连接器组件，其中所述接头和电缆端子被构造为使得当所述接头和载体在配合模式中时，所述多个电缆端子中的每一个与所述多根触针中的一根和所述印刷电路板接地触点形成电接触。
8.根据权利要求6所述的电连接器组件，其中所述印刷电路板接地触点包括多根接地针，并且其中所述多个电缆端子中的每一个被构造为当所述接头和载体在配合模式中时与所述多根接地针中的一根形成电接触。
9.根据权利要求6所述的电连接器组件，其中所述印刷电路板接地触点包括导电带，并且其中所述多个电缆端子中的每一个被构造为当所述接头和载体在配合模式中时与所述导电带形成电接触。
10.根据权利要求6所述的电连接器组件，其中所述印刷电路板接地触点包括多个接地板，并且其中所述多个电缆端子中的每一个被构造为当所述接头和载体在配合模式中时与所述多个接地板中的至少一个形成电接触。
11.根据权利要求6所述的电连接器组件，其中所述多个电缆端子中的每一个包括在壳体内的内部触点以及在所述壳体外部的第一外部电缆端子接地触点，其中所述内部触点被构造为与所述多根触针中的一根形成电接触，并且所述第一外部电缆端子接地触点被构造为当所述接头和载体在配合模式中时与所述印刷电路板接地触点形成电接触。
12.根据权利要求11所述的电连接器组件，其中所述多个电缆端子中的每一个还包括在所述壳体外部的第二外部电缆端子接地触点，其中所述第二外部电缆端子接地触点被构造为与相邻的电缆端子形成电接触。
13.根据权利要求6所述的电连接器组件，其中所述多个电缆端子由所述载体通过使用搭扣配合、摩擦配合、压力配合、机械夹持和粘合中的一种方式来保持。
14.根据权利要求6所述的电连接器组件，其中所述多个电缆端子能够单独从所述载体移除。
15.根据权利要求6所述的电连接器组件，其中所述多个电缆端子能够作为一组从所述载体移除。
16.根据权利要求6所述的电连接器组件，其中所述多个电缆端子选自由同轴电缆端子和双轴电缆端子组成的组。
17.根据权利要求6所述的电连接器组件，其中所述多个电缆端子中的每一个被连接到电缆，所述电缆包括：
一个或多个内导体，各自具有大体椭圆形曲线截面；
电介质材料，一般围绕所述一个或多个内导体；
金属外罩，一般围绕所述电介质材料；和
外侧护套，包住所述金属外罩。
18.根据权利要求6所述的电连接器组件，其中所述接头包括表面安装型排针和通孔排针中的一种。
19.根据权利要求6所述的电连接器组件，其中所述接头包括直排针和直角排针中的一种。
20.根据权利要求6所述的电连接器组件，其中所述接头和载体还包括配合的闩锁元件，所述配合的闩锁元件被构造用于将所述接头和载体保持在配合模式中。
21.一种电连接器组件，包括：
印刷电路板，具有印刷电路板接地触点；
接头，连接到所述印刷电路板并包括多个触针和多个接地元件；
载体，被构造为与所述接头配合并包括绝缘壳体，所述绝缘壳体具有：前外壁，并且多个触针插孔和多个接地元件插孔设置在所述前外壁上；横向延伸的侧外壁，并且多个第一孔设置在所述侧外壁中的至少一个上，每一个第一孔被构造用于接纳第一外部电缆端子接地触点；和多个横向延伸的内壁，各自具有被构造用于接纳第二外部电缆端子接地触点的第二孔；和
多个电缆端子，由所述载体保持，
其中所述接头和电缆端子被构造为使得当所述接头和载体在配合模式中时，所述多个电缆端子中的每一个与所述触针中的一根或多根、接地元件和印刷电路板接地触点形成电接触。
22.根据权利要求21所述的电连接器组件，其中所述接头和电缆端子被构造为使得当所述接头和载体在配合模式中时，所述多个电缆端子中的每一个与所述多根触针中的一根、所述多个接地元件中的一个和所述印刷电路板接地触点形成电接触。
23.根据权利要求21所述的电连接器组件，其中所述印刷电路板接地触点包括多根接地针，并且其中所述多个电缆端子中的每一个被构造为当所述接头和载体在配合模式中时与所述多根接地针中的一根形成电接触。
24.根据权利要求21所述的电连接器组件，其中所述印刷电路板接地触点包括导电带，并且其中所述多个电缆端子中的每一个被构造为当所述接头和载体在配合模式中时与所述导电带形成电接触。
25.根据权利要求21所述的电连接器组件，其中所述印刷电路板接地触点包括多个接地板，并且其中所述多个电缆端子中的每一个被构造为当所述接头和载体在配合模式中时与所述多个接地板中的至少一个形成电接触。
26.根据权利要求21所述的电连接器组件，其中所述多个电缆端子中的每一个包括在壳体内的内部触点、在所述壳体外部的第一外部电缆端子接地触点以及在所述壳体外部的第二外部电缆端子接地触点，其中所述内部触点被构造为与所述多根触针中的一根形成电接触，所述第一外部电缆端子接地触点被构造为与所述印刷电路板接地触点形成电接触，并且所述第二外部电缆端子接地触点被构造为当所述接头和所述载体在配合模式中时与所述多个接地元件中的一个形成电接触。
27.根据权利要求21所述的电连接器组件，其中所述多个电缆端子由所述载体通过使用搭扣配合、摩擦配合、压力配合、机械夹持和粘合中的一种方式来保持。
28.根据权利要求21所述的电连接器组件，其中所述多个电缆端子能够单独从所述载体移除。
29.根据权利要求21所述的电连接器组件，其中所述多个电缆端子能够作为一组从所述载体移除。
30.根据权利要求21所述的电连接器组件，其中所述多个电缆端子选自由同轴电缆端子和双轴电缆端子组成的组。
31.根据权利要求21所述的电连接器组件，其中所述多个电缆端子中的每一个被连接到电缆，所述电缆包括：
一个或多个内导体，各自具有大体椭圆形曲线截面；
电介质材料，一般围绕所述一个或多个内导体；
金属外罩，一般围绕所述电介质材料；和
外侧护套，包住所述金属外罩。
32.根据权利要求21所述的电连接器组件，其中所述接头包括表面安装型排针和通孔排针中的一种。
33.根据权利要求21所述的电连接器组件，其中所述接头包括直排针和直角排针中的一种。
34.根据权利要求21所述的电连接器组件，其中所述接头和载体还包括配合的闩锁元件，所述配合的闩锁元件被构造用于将所述接头和载体保持在配合模式中。
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