CN102005674B

CN102005674B - 高速电子连接器

Info

Publication number: CN102005674B
Application number: CN2009101952006A
Authority: CN
Inventors: 拉皮多特·多伦; 于乐廷; 徐锋平; 内森·J·诺里斯
Original assignee: Tyco Electronics Shanghai Co Ltd
Current assignee: Tyco Electronics Shanghai Co Ltd
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2029-09-01
Also published as: FR2949616B3; FR2949616A3; CN102005674A; DE202010008425U1

Abstract

本发明涉及电连接器领域。一种高速电子连接器，包括：用于实现电性连接的若干端子；嵌合若干端子的绝缘壳体，绝缘壳体上具有供端子通过的实体部分和气窗部分，和用于实现接地屏蔽的接地片，接地片独立于绝缘壳体，且接地片设置在绝缘壳体的一侧，其中，接地片上形成有开口，开口对应绝缘壳体的实体部分。本发明提供的高速电子连接器，能够将其中的端子在应用时的阻抗维持在持续稳定的状态，且有效降低信号端子间的串扰以及信号传输延迟，从而有利于电子信号的传输。

Description

高速电子连接器

【技术领域】

本发明涉及电子连接器领域，尤其涉及一种应用于高速电子信号传输的高速电子连接器。

【背景技术】

在高速电子连接器的设计中，信号端子的阻抗稳定性，信号与信号间的串扰等，通常是影响该电子连接器是否具备优良的电传输性能的重要参数，因此，在现有的高速电子连接器的设计中，如何保证连接器内的信号端子在传输信号的过程中保持持续稳定的阻抗和较低的串扰是设计人员需要考虑的技术问题。在已知的一些设计中，高速电子连接器中的信号端子通常嵌设在绝缘壳体(insert mold)中，其中，为了减少信号端子间的串扰，通常采用增加信号端子与信号端子间的距离来实现，且现有的高速电子连接器设计中，通常只存在着差分信号端子结构，而没有结构较为简单的单端信号端子结构。

与此同时，在信号端子附近增加接地片(ground shield)也是实现控制阻抗，减小串扰的方法之一。但是，现在的设计中，通常是采用设置在信号端子之间的接地片实现接地屏蔽。

【发明内容】

鉴于上述背景技术中提到的技术问题，本发明的至少一个目的在于提供一种高速电子连接器，该高速电子连接器中的信号端子，在保证信号端子之间的距离的前提下，应用时阻抗能够维持在持续稳定的状态，同时，该高速电子连接器能够有效降低信号端子间的串扰以及信号传输延迟，从而有利于电子信号的传输。

本发明的又一个目的在于提供一种高速电子连接器，该高速电子连接器通过在信号端子附近增加一个单独的接地片(ground shield)部件，从而实现控制阻抗，减小串扰的目的。

本发明的另一个目的在于提供一种能够独立地实现高速信号传输的高速电子连接器，其中，该高速电子连接器可以根据实际需求实现单端信号或者差分信号的传输。

本发明的至少一个技术方案是这样实现的：一种高速电子连接器，包括：用于实现电性连接的若干端子；嵌合若干端子的绝缘壳体，绝缘壳体上具有供端子通过的实体部分和气窗部分，和用于实现接地屏蔽的接地片，接地片独立于绝缘壳体，且接地片设置在绝缘壳体的一侧，其中，接地片上形成有开口，开口对应绝缘壳体的实体部分。

根据本发明的一个具体实施例，实体部分包括跨设气窗部分的至少一条加强筋，其中，若干端子分别贯穿加强筋，其中，在若干端子贯穿加强筋处分别形成若干贯穿区域；接地片上的开口与贯穿区域相对应。

根据本发明的一个具体实施例，绝缘壳体的贯穿区域上形成有凸起部，凸起部与接地片的开口接合。

根据本发明的一个具体实施例，加强筋呈直线状，而若干凸起部间隔设置在直线状加强筋上。

根据本发明的一个具体实施例，气窗部分的形状与端子中通过气窗部分的那部分的形状相一致。

进一步地，在绝缘壳体中，气窗部分的数量为一个或多个。

根据本发明的一个具体实施例，若干端子均为信号端子。

根据本发明的一个具体实施例，端子还包括接入端和接触端，其中，接入端与接出端之间设置成大致相互垂直。

具体地，绝缘壳体具有平板状结构，且接地片具有与绝缘壳体相适应的平板状结构。

根据本发明的一个具体实施例，若干端子之间彼此相互平行。

根据本发明的一个具体实施例，若干端子的数量为5个。

本发明至少具有以下技术效果：本发明提供的高速电子连接器，利用空气的介电常数小于塑胶介电常数的特点，通过在信号端子周围增加气窗的方法，减少信号与信号间耦合，来降低串扰，并且同时利用增设在信号端子附近的独立的接地片，来控制阻抗的稳定。具体地，通过在接地片紧靠加强筋的部位上设置开口的方式来控制端子的阻抗，从而在高速电子连接器应用时，将端子的阻抗维持在持续稳定的状态，且有效降低信号端子间的串扰以及信号传输延迟，从而有利于电子信号的传输。同时，本发明提供的高速电子连接器，通过单独增设起接地屏蔽作用的接地片，使得该高速电子连接器能够独立地实现高速信号的传输，进而，该高速电子连接器可以根据实际需求实现单端信号或者差分信号的传输。

【附图说明】

为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是根据本发明的一个具体实施例中所述的高速电子连接器的一种结构示意图。

图2是根据本发明的上述具体实施例中所述的高速电子连接器的一种分解结构示意图。

图3是根据本发明的上述具体实施例中所述的高速电子连接器中电连接部分的一种结构示意图。

图4是根据本发明的上述具体实施例中所述的高速电子连接器接地部分的一种结构示意图。

【具体实施方式】

以下是根据特定的具体实例说明本发明的具体实施方式，熟悉本领域的技术人员可由以下实施例中所揭示的内容轻易地了解本发明的构造，优点与功效。

本发明亦可藉由其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本创作之精神下进行各种修饰与变更。再者，以下图式均为简化的示意图式，而仅以示意方式说明本发明的基本构想，故图式中仅显示与本发明有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可作随意的变更，且其组件布局型态可能更为复杂。

请参见图1-4，本发明提供了一种高速电子连接器。该高速电子连接器主要包括实现电子信号传输的电连接部分(见图3，即以下具体实施例中所述的绝缘壳体10以及嵌设在绝缘壳体10中的端子20)和实现电连接部分的接地屏蔽的接地部分(见图4，即以下具体实施例中所述的接地片30)，其中，在本发明中，电连接部分和接地部分是两个相对独立的部件。

本发明提供了一种高速电子连接器，如图2所示，该高速电子连接器包括：用于实现电性连接的若干端子20；嵌合这些端子20的绝缘壳体10，绝缘壳体10上具有供端子20通过的实体部分10a和气窗部分12，以及用于实现接地屏蔽的接地片30，接地片30独立于绝缘壳体10，且接地片30设置在绝缘壳体10的一侧，其中，接地片30上形成有对应绝缘壳体10的实体部分10a的开口31。其中，通过接地片30上与对应绝缘壳体10的实体部分10a的位置上开设开口31，使得端子20在通过绝缘壳体10的实体部分10a时能够实现持续稳定的阻抗。值得一提的是，本文中的实体部分10a仅指在绝缘壳体10中形成在气窗部分12内用于供端子20穿过且支撑端子20的部分(如下文中所述的加强筋中的贯穿区域11a)，而非指绝缘壳体10中的外部框架部分(如绝缘壳体10在制造过程中的框架性整体结构)。

根据本发明，由于采用了独立于电连接部分的接地屏蔽部件(即接地片30)，因此，本发明提供了一种高速电子连接器中，若干端子20可以根据实际设计需求设置为全部是信号端子或者是信号端子和接地端子的组合。根据本发明的一个具体实施例，这些端子20均为信号端子。而在其它具体实施例中，这些端子20也可以是信号端子和接地端子的组合。

值得一提的是，根据本发明的发明宗旨，在信号端子周围开设气窗的目的在于：

1)降低信号端子间的串扰

由于信号间的串扰通常归结于信号端子间的容性耦合及感性耦合，这里通过降低容性耦合来有效的减少信号端子间的串扰。具体公式如下：

Capacitance＝εA/d；

其中，Capacitance是信号端子间的电容，ε是端子间的介电常数，A是端子间的正对面积，d是端子间距。

由上可知，在信号端子周围开设气窗相当于降低两信号端子之间的介电常数ε，从而降低容性耦合。

2)减少信号通过端子时的传输延迟

原因在于：信号在端子中传输的速度取决于端子周围的介电常数。具体公式如下：

Propagation Delay＝L sqrt(ε)/C；

其中，Propagation Delay是信号通过端子时的传输延迟；L是信号端子的长度；ε是介电常数；C是光速。

由上公式可知，在信号端子长度不变的情况下，降低介电常数可以有效的减少信号通过信号端子时的传输延迟。

同时，根据本发明的发明宗旨，在接地片紧靠绝缘壳体的实体部分(如下文中提及的加强筋)上设置开口的目的是控制信号端子阻抗的连续性，具体公式如下：

Z0＝sqrt(L/C)；

C＝εA/d；

其中，Z0是端子的特性阻抗；L是端子的电感；C是端子到接地片的电容；ε是端子到接地片间介电常数；A是端子与接地片的正对面积；d是端子与接地片的间距。

由上公式可知，当信号端子与接地片间的填充物质改变时(由空气变为绝缘壳体)，即介电常数发生了改变(由小变大)，此时为保证阻抗的连续性，可以通过减小端子与接地片的正对面积来控制。因此，在本发明中，采用的方法即是在接地片上对应位置设置开口。

进一步地，根据本发明的一个具体实施例，如图1-4所示，一种高速电子连接器，包括绝缘壳体10，嵌设在绝缘壳体10内的若干端子20，以及用于实现接地屏蔽的接地片30。具体地，绝缘壳体10分为实体部分10a和开设在实体部分10a上的气窗部分12，其中，气窗部分12贯通绝缘壳体10形成且用于将这些端子20的一部分曝露于空气中，其中，实体部分10a包括跨设气窗部分12的至少一条加强筋13，端子20分别通过气窗部分12并贯穿加强筋13，其中，在若干端子20贯穿加强筋13处分别形成若干贯穿区域11a，而接地片30则设置在绝缘壳体10的一侧，且接地片30上形成有若干开口31，若干开口31与若干贯穿区域11a分别对应。

也就是说，在本具体实施例中，气窗部分12被设计成分布在端子20的周围，用来控制端子20间的串扰及传输延迟。其中，在端子20贯穿加强筋13的贯穿区域11a处，由于端子20在该区域的阻抗容易变得不连续，因此，在本发明的设计方案中，通过在设置在绝缘壳体10一侧的接地片30与这些贯穿区域11a相应的位置上开设若干与这些贯穿区域11a相对应的开口31，用来控制端子20在这些贯穿区域11a的阻抗，具体原理如前所述。

根据本发明的一个具体实施例，绝缘壳体10的贯穿区域11a上形成有凸起部11，凸起部11与接地片30的开口31接合。具体地，凸起部11形成在绝缘壳体10的实体部分10a的贯穿区域11a上，并向外凸起于加强筋13。然而，在本发明的其他实施例中，接地片30的开口31也可以直接与加强筋13的贯穿区域11a接合。

根据本发明的上述具体实施例，绝缘壳体10具有平板状结构，且接地片30具有与绝缘壳体10相适应的平板状结构。也就是，接地片30的形状或者结构，是与绝缘壳体1的形状或者结构相适应。当然，根据本发明，接地片30设置在绝缘壳体10的一侧，在接地片30的结构中，其中至少与绝缘壳体10的所需接地屏蔽的部分的形状或者结构应该与绝缘壳体10的待接地屏蔽部分的形状或者结构相一致。

根据本发明的上述具体实施例，至少一个加强筋13呈直线状，而这些若干凸起部11间隔设置在直线状加强筋13上。具体地，在本具体实施例中，加强筋13是一条跨设在气窗部分12的直线状加强筋13。然而，在本发明的其他实施例中，绝缘壳体10的实体部分10a中可以包括两条或者多条跨设在气窗部分12的加强筋13；显然，在本发明的其他实施例中，加强筋13的具体形状也可以根据绝缘壳体10的实际设计需求被设计成其它形状，例如C形弯曲结构。

相应地，如前所述，本发明提供的高速电子连接器，当绝缘壳体10中存在一条或多条加强筋13时，绝缘壳体10中的气窗部分12的数量也被加强筋13隔离成相应地一个或多个。也就是说，在本发明的具体实施例中，气窗部分12被一条加强筋13隔离成两个相对独立的部分。然而，在本发明的其他实施例中，绝缘壳体10中的气窗部分12的数量可以为一个或多个。

根据本发明的一个具体实施例，端子20包括通过绝缘壳体10的气窗部分12的部分20a，以及延伸出绝缘壳体10用于与外界电气部件形成电连接的接入端20b和接触端20c，其中，在本实施例中，端子20的接入端20b与接出端20c之间被设置成大致相互垂直，而端子20中嵌入绝缘壳体10中的部分20a则具有弯折的形状。然而，在本发明的其他实施例中，端子20的接入端20b与接出端20c之间可以具有除相互垂直以外的其它结构关系；而端子20中嵌入绝缘壳体10中的部分20a也可以具有其它可以实现的任何形状。

根据本发明的一个具体实施例，气窗部分12的形状与端子20中通过气窗部分12的部分20a的形状相一致。具体地，在高速电子连接器的设计中，气窗部分12的形状是根据端子20嵌设在绝缘壳体10中的那一部分20a的形状进行相应地开设。因此，在本发明的其他实施例中，气窗部分12的形状也可以是其它可能的形状。

根据本发明的一个具体实施例，电子高速连接器中若干端子20的数量为5个。同时，这些若干端子20之间彼此相互平行。显然，在本发明的其他实施例中，端子20的数量可以任何可能实现或者应用所需的数量；同时，这些端子20相互之间的结构关系也可以是任何可能实现或者应用所需的结构关系。

同时，由上可知，本发明提供的高速电子连接器，由于将连接片30设计成一个单独的部件并设置在绝缘壳体10和端子20的一侧，因此，设计人员可以根据实际需求设计端子20在绝缘壳体10中的布局，从而使得本发明提供的高速电子连接器可以实现单端信号或者差分信号的传输。

上述本发明的实施例仅例示性的说明了本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明，熟知本领域的技术人员应明白，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，对本发明所作的任何改变和改进都在本发明的范围内。本发明的权利保护范围，应如本申请的申请专利范围所界定的为准。

Claims

1.一种高速电子连接器，包括：

用于实现电性连接的若干端子(20)；

嵌合所述若干端子(20)的绝缘壳体(10)，所述绝缘壳体上具有供所述端子通过的实体部分(10a)和气窗部分(12)，和

用于实现接地屏蔽的接地片(30)，所述接地片独立于所述绝缘壳体，且所述接地片设置在所述绝缘壳体的一侧，其中，所述接地片上形成有开口(31)，所述开口对应所述绝缘壳体的所述实体部分。

2.如权利要求1所述的一种高速电子连接器，其中：

所述实体部分包括跨设所述气窗部分的至少一条加强筋(13)，其中，所述若干端子分别贯穿所述加强筋，其中，在所述若干端子贯穿所述加强筋处分别形成若干贯穿区域(11a)；所述接地片上的开口与所述贯穿区域(11a)相对应。

3.如权利要求2所述的一种高速电子连接器，其中：

所述绝缘壳体的所述贯穿区域(11a)上形成有凸起部(11)，所述凸起部与所述接地片的所述开口接合。

4.如权利要求3所述的一种高速电子连接器，其中：

所述加强筋呈直线状，而所述凸起部间隔设置在所述直线状加强筋上。

5.如权利要求1所述的一种高速电子连接器，其中：

所述气窗部分的形状与所述端子(20)中通过所述气窗部分的部分(20a)的形状相一致。

6.如权利要求1所述的一种高速电子连接器，其中：

所述绝缘壳体中，所述气窗部分的数量为一个或多个。

7.如权利要求1所述的一种高速电子连接器，其中：

所述若干端子均为信号端子。

8.如权利要求1-7中任一所述的一种高速电子连接器，其中：

所述端子包括接入端(20b)和接出端(20c)，其中，所述接入端与所述接出端之间设置成大致相互垂直。

9.如权利要求1-7中任一所述的一种高速电子连接器，其中：

所述绝缘壳体具有平板状结构，且所述接地片具有与所述绝缘壳体相适应的平板状结构。

10.如权利要求1-7中任一所述的一种高速电子连接器，其中：

所述若干端子之间彼此相互平行。

11.如权利要求1-7中任一所述的一种高速电子连接器，其中：

所述若干端子的数量为5个。