CN102088151B - 用于高速连接器的组合式屏蔽板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于高速连接器的组合式屏蔽板，该组合式屏蔽板由一组n个相互平行的屏蔽板和一组m个相互平行的屏蔽板交叉组合后形成，并且每个屏蔽板均由金属板整体冲压成形，装配时仅需将上述两组屏蔽板交叉装配，即可形成n×m个的屏蔽片单元，每个屏蔽片单元中的两个屏蔽片之间的夹角为60°～130°，由于装配时仅需完成n+m个屏蔽板的装配，对比现有技术中需要完成n×m个屏蔽片的装配，大大简化了生产工艺，并且屏蔽板由金属板整体冲压成型即可完成制备，不需要制备单个的屏蔽片，因此大大提高了生产效率，降低了生产成本，此外本发明组合式屏蔽板的使用也大大提高了电连接器的可靠性。

Description

用于高速连接器的组合式屏蔽板

技术领域

本发明涉及机电组件技术领域，特别是涉及用于高速连接器的组合式屏蔽板。

背景技术

全球范围内宽带大提速已成为一种潮流，我国也不甘落后，提出2011年城市家庭宽带接入速率达到8M，商业楼宇更是达到100M的接入速率。

移动通讯传输速率的大幅提高，过去第二代移动通讯传输速率只有几十Kbps，现在的第三代移动通讯传输速率有成倍提高，能达到几十Mbps。

三网融合将电信网、互联网和有线电视网三大网络通过技术改造，以提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。简单说就是现在可以用一根线完成过去要用三根线才能做的事情：打电话、上网和看电视。

物联网近几年的迅速崛起对通讯设备的容量也提出了更高的要求。

上述四种技术的发展将导致未来网络中的数据量剧增，从而导致核心网络中的数据交换设备要进行海量的数据交换，也就意味着对整个通讯链路中相关的设备、元器件性能的要求也越来越高，其中的连接器也需要提高其性能、需传输更高速率的信号才能满足要求。

高速背板连接器目前的数据信号传输速率已由过去的几百Mbps发展到目前的25Gbps。在传输速率提升的同时，还要求连接器的体积变小。因此，在连接器设计时需要在高速系统信号完整性和传输信号密度之间权衡。如何在有限的空间内设计出性能优越的连接器成了研究的热点。如何减小间距较小信号之间的串扰是其中一个难点。

1974年富士通株式会社提交的日本特许公开49-6543中阐述了金属屏蔽问题，那是金属屏蔽技术的早期使用。

近年来，有一些采用金属屏蔽结构的连接器插头相继问世，但这连接器结构不便于高效的组装，成本相对较高，且可靠性较差，难以满足高效率和低成本的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种电连接器，该电连接器的插头通过采用特殊设计的组合式屏蔽板结构，能够大大提高产品制造和装配的效率，降低产品成本，同时还能进一步提高电连接器整体的可靠性。

本发明的另外一个目的在于提供一种电连接器的制备方法。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种电连接器，包括插头，插头包括基座、信号针及由n×m个屏蔽片单元组成的组合式屏蔽板，其中信号针与组合式屏蔽板设置在基座上，n×m个屏蔽片单元由一组n个相互平行的屏蔽板和一组m个相互平行的屏蔽板交叉组合后形成，其中每个屏蔽板均由金属板整体冲压成形，且一组n个相互平行的屏蔽板中每个屏蔽板上设有m个屏蔽片，m个屏蔽片通过屏蔽板的底部连为一体，一组m个相互平行的屏蔽板中每个屏蔽板上设有n个屏蔽片，n个屏蔽片通过屏蔽板的底部连为一体，每个屏蔽片单元由过盈接触的两个屏蔽片组成，并且两个屏蔽片之间的夹角为60°～130°，信号针位于屏蔽片单元的两个屏蔽片形成的区域中，其中n与m均为正整数，且n≥1，m≥1。

在上述电连接器中，一组n个相互平行的屏蔽板中每个屏蔽板的底部靠近每个屏蔽片同向的一侧开有凹槽，用于与另一组m个相互平行的屏蔽板进行交叉组合，或者一组m个相互平行的屏蔽板中每个屏蔽板的底部靠近每个屏蔽片同向的一侧开有凹槽，用于与一组n个相互平行的屏蔽板进行交叉组合。

在上述电连接器中，基座的底部设有用于安装组合式屏蔽板的插槽，插槽由一组n条相互平行的凹槽和一组m条相互平行的凹槽交叉形成，其中用于安装屏蔽片单元的凹槽部分为贯通槽，用于安装屏蔽板底部的凹槽部分为非贯通槽。

在上述电连接器中，两个屏蔽片之间的夹角为85°～95°、70°～89°或91°～110°。

在上述电连接器中，一组n个相互平行的屏蔽板中每个屏蔽板的底部上沿与m个屏蔽片相反的方向设有m个引脚，或者在一组m个相互平行的屏蔽板中每个屏蔽板的底部上沿与n个屏蔽片相反的方向设有n个引脚，或者在上述两组屏蔽板的底部上沿与屏蔽片相反的方向交替设置引脚。

在上述电连接器中，还包括一个插座，插座包括模块基座与m个插孔模块，其中m个插孔模块安装在模块基座上，插孔模块由插孔基座、插孔与插孔屏蔽板组成，其中每个插孔基座的一端有顺序排列的n个插指，每个插指由两个侧柱和位于两个侧柱之间的中心柱组成，两个侧柱与中心柱之间形成的空隙用于容纳插孔上的插孔端子，并且插指中的两个侧柱和中心柱的外表面轮廓均为线性，插孔端子的内表面轮廓也为线性，插孔屏蔽板安装在插孔基座上起屏蔽作用；模块基座包括n×m个插指腔，用于安装n×m个插指及插指中容纳的插孔端子，其中每个插指腔内设有一个侧壁和一个中心壁，插指及插孔端子位于侧壁和中心壁之间的空腔内，其中n与m均为正整数，且n≥1，m≥1。

一种电连接器的工艺方法，包括如下步骤：

(1)采用冲压设备将金属板整体冲压成形，得到一组n个屏蔽板和一组m个屏蔽板；

(2)在基座的底部开设插槽，插槽为一组n条相互平行的凹槽和一组m条相互平行的凹槽交叉排列形成，其中用于安装屏蔽片单元的凹槽部分为贯通槽，用于安装屏蔽板底部的凹槽部分为非贯通槽，同时在基座的底部开设安装信号针的通孔；

(3)在基座底部开设凹槽的一面安装组合式屏蔽板，具体的方法为：首先将一组n个屏蔽板按照顺序全部压入基座底部相应的凹槽中，并使n个屏蔽板相互平行，其中屏蔽片穿过贯通槽，屏蔽板底部则固定在非贯通槽中，然后将一组m个屏蔽板按照顺序全部压入基座底部相应的凹槽中，并使m个屏蔽板相互平行，其中屏蔽片穿过贯通槽，屏蔽板底部则固定在非贯通槽中，使得上述n个屏蔽板与m个屏蔽板交叉组合，形成n×m个屏蔽片单元，或者按照上述方法首先安装一组m个屏蔽板，之后再安装一组n个屏蔽板；

(4)将信号针安装在基座底部开设的信号针通孔中；

(5)将插座与步骤(1)～(4)制备完成的插头进行插合，完成电连接器的制备。

在上述电连接器的制备方法中，步骤(3)中在基座底部安装组合式屏蔽板时，可以采用首先安装一组n个屏蔽板中的一个屏蔽板，再安装一组m个屏蔽板中的一个屏蔽板，之后再安装一组n个屏蔽板中一个屏蔽板，依此类推，对两组屏蔽板进行交替安装的方法进行安装。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明组合式屏蔽板由一组n个相互平行的屏蔽板和一组m个相互平行的屏蔽板交叉组合后形成，并且每个屏蔽板均由金属板整体冲压成形，装配时仅需将上述两组屏蔽板交叉装配，即可形成n×m个独立的屏蔽片单元，由于装配时仅需完成n+m个屏蔽板的装配，对比现有技术中需要完成n×m个屏蔽片的装配，大大简化了生产工艺、减少了装配时间，并且n+m个屏蔽板的装配方式非常灵活，可以先装配一组，再装配另一组，也可以两组交替装配，此外屏蔽板的制备也非常简单，每个屏蔽板由金属板整体冲压成型即可完成制备，不需要制备单个的屏蔽片，因此本发明与现有技术相比大大提高了生产效率，降低了生产成本；

(2)本发明组合式屏蔽板由于采用两组屏蔽板交叉组合形成，两组屏蔽板中的横向屏蔽板与纵向屏蔽板通过过盈方式配合在一起，以保持可靠电接触，且每行屏蔽板和每列屏蔽板只要有一个配合点可靠接触，则设置在该行或该列上的所有引脚均可以与印制板接触实现电连接，相比现有技术各个屏蔽片的引脚各自实现与印制板的电连接接触相比，大大提高了电连接器的可靠性；

(3)本发明电连接器的基座底部设置的用于装配组合式屏蔽板的插槽由两组凹槽交叉形成，部分凹槽为贯通槽，部分凹槽为非贯通槽，屏蔽板底部安装在非贯通槽中，起固定作用，屏蔽片单元安装在贯通槽中，并穿过贯通槽，上述结构设计，使得组合式屏蔽板与基座底部的连接更加牢固，进一步增强了电连接器的可靠性；

(4)本发明通过大量测试表明，当屏蔽片单元的两个屏蔽片之间的夹角为70°～110°之间时，电连接器的屏蔽效果达到最优。

附图说明

图1为本发明带有组合式屏蔽板的插头结构示意图；

图2为本发明带有组合式屏蔽板的插头分解图；

图3为本发明组合式屏蔽板的分解示意图；

图4为本发明插头基座上用于安装组合式屏蔽板的插槽示意图；

图5为本发明插头装配示意图；

图6为本发明插座结构示意图；

图7为本发明插孔模块的分解示意图；

图8为本发明插孔模块中插孔基座结构示意图；

图9为本发明插孔模块局部放大图；

图10为本发明插孔结构示意图；

图11为本发明模块基座结构示意图；

图12为本发明模块基座俯视图；

图13为本发明包括插头、插座的电连接器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。

下面以包括4×10个屏蔽片单元的组合式屏蔽板的电连接器为例进行详细说明。

如图1所示为本发明带有组合式屏蔽板的插头结构示意图，由图可知插头包括基座1、信号针3及组合式屏蔽板8，其中组合式屏蔽板8由4×10个屏蔽片单元2组成，信号针3与组合式屏蔽板8均设置在基座1上，组合式屏蔽板8由两组屏蔽板组合而成，其中一组屏蔽板包括四个相互平行的屏蔽板6，另外一组屏蔽板包括十个相互平行屏蔽板7，每个屏蔽板7的底部14靠近每个屏蔽片同向的一侧开有凹槽9，用于与屏蔽板6进行交叉组合，或者每个屏蔽板6的底部10靠近每个屏蔽片同向的一侧开有凹槽，用于与屏蔽板7进行交叉组合，交叉组合后形成的屏蔽片单元2包括屏蔽片4与屏蔽片5，屏蔽片4与屏蔽片5的边缘紧密贴合，并且两个屏蔽片之间的夹角为60°～130°，大量试验证明，当两个屏蔽片之间的夹角为85°～95°、70°～89°或91°～110°时，屏蔽效果更佳。

每个屏蔽板6与每个屏蔽板7均由金属板整体冲压成形，且每个屏蔽板6上设有十个屏蔽片，十个屏蔽片通过屏蔽板6的底部10连为一体，每个屏蔽板7设有四个屏蔽片，四个屏蔽片通过屏蔽板7的底部14连为一体，如图3所示为本发明组合式屏蔽板的分解示意图，由图3可以清楚地看出每个屏蔽板的结构，上述屏蔽板可以采用金属铜。

基座1的底部14设有用于安装组合式屏蔽板8的插槽和用于安装信号针3的通孔，插槽由一组四条相互平行的凹槽和一组十条相互平行的凹槽交叉形成，其中用于安装屏蔽片单元2的凹槽部分为贯通槽11，用于安装屏蔽板底部10的凹槽部分为非贯通槽12，如图4所示为本发明插头基座上用于安装组合式屏蔽板的插槽示意图，由图可知在基座1底部33的A面上开设有网格状插槽，其中涂黑部分的插槽为贯通槽11，用于插接四十个屏蔽片单元2，非涂黑部分的插槽为非贯通槽12，用于插接各屏蔽板的底部(包括四个屏蔽板6的底部10与十个屏蔽板7的底部14)，其中信号针3通过基座1底部33上设置的通孔固定在基座1上，并位于每个屏蔽片单元2的两个屏蔽片包围的区域中，如图2所示为本发明带有组合式屏蔽板的插头分解图。

此外每个屏蔽板6的底部10上沿与十个屏蔽片相反的方向设有十个引脚13(如图3所示)，或者在每个屏蔽板7的底部14上沿与四个屏蔽片相反的方向设有四个引脚(图中未示出)，或者在每个屏蔽板6与每个屏蔽板7的底部10、14上沿与屏蔽片相反的方向交替设置引脚(图中未示出)，通过引脚实现组合式屏蔽板8与电路板的电连接，引脚的形式可以为鱼眼式、表贴式或其他多种形式。

如图7所示为本发明插座结构示意图，由图可知该插座包括十个插孔模块15与用于安装插孔模块15的一个模块基座16，如图8所示为本发明插孔模块的分解示意图，由图可知插孔模块15由插孔基座17、插孔18与插孔屏蔽板19组成，其中每个插孔基座17的一端有顺序排列的四个插指20，每个插指20由侧柱21、侧柱23和中心柱22组成，其中中心柱22位于两个侧柱之间，两个侧柱的形状可以相同或不同，并且中心柱22位于两个侧柱之间的中心位置，两个侧柱与中心柱22之间形成的空隙用于容纳插孔18上的插孔端子24，如图9所示为本发明插孔模块中插孔基座结构示意图，图中给出了插指20的详细组成。

插孔18包括插孔端子24、引脚27和连接插孔端子24与引脚27的金属连线26，如图11所示为本发明插孔结构示意图，插指20中的侧柱21，侧柱23和中心柱22的内表面轮廓均为线性，插孔端子24的外表面轮廓也为线性，与插指20的内表面轮廓相对应，使得插孔端子24容纳于插指20中，与两个侧柱及中心柱22的内表面形成较好的贴合，并且两个侧柱与中心柱22的内表面轮廓为多段线性。

插孔屏蔽板19的一端为屏蔽板弹片25，当插孔屏蔽板19与插孔基座17组合在一起时，插孔端子24位于侧柱21、侧柱23和中心柱22形成的空腔中，屏蔽板弹片25位于插孔端子24的下方，插孔屏蔽板19安装在插孔基座17上起屏蔽作用，如图10所示为本发明插孔模块局部放大图。

如图12所示为本发明模块基座结构示意图，由图可知模块基座16包括4×10个插指腔30，用于安装4×10个插指20及插指20中的插孔端子24，每个插指20中容纳两个插孔端子24，因此共有8×10个插孔端子24安装在插指腔30中。其中每个插指腔30内设有一个侧壁28和一个中心壁29，插指20及插孔端子24位于侧壁28和中心壁29之间的空腔内。

电连接器的实际加工装配过程包括如下步骤：

首先采用冲压设备将金属板整体冲压成形，得到一组四个屏蔽板6和一组十个屏蔽板7；

然后在基座1的底部33开设插槽，插槽为一组四条相互平行的凹槽和一组十条相互平行的凹槽交叉排列形成，其中用于安装屏蔽片单元2的凹槽部分为贯通槽11，用于安装屏蔽板底部10的凹槽部分为非贯通槽12，同时开设安装信号针的通孔；

接着在基座1底部33开设凹槽的一面安装组合式屏蔽板8，具体的方法为：首先将一组四个屏蔽板6按照顺序全部压入基座1底部33相应的凹槽中，并使四个屏蔽板6相互平行，其中屏蔽片穿过贯通槽11，屏蔽板底部10则固定在非贯通槽12中，然后将一组十个屏蔽板7按照顺序全部压入基座1底部33相应的凹槽中，并使十个屏蔽板7相互平行，其中屏蔽片穿过贯通凹槽11，屏蔽板底部14则固定在非贯通槽12中，使得四个屏蔽板6与十个屏蔽板7通过屏蔽板7上的凹槽9过盈配合在一起，形成交叉组合的4×10个屏蔽片单元2；或者按照上述方法首先安装一组十个屏蔽板7，之后再安装一组四个屏蔽板6；或者还可以采用首先安装一个屏蔽板6，再安装一个屏蔽板7，之后再安装一个屏蔽板6，依此类推，对两组屏蔽板进行交替安装的方法进行安装。

再将信号针3安装在基座1底部33开设的信号针通孔中；如图5所示为本发明插头装配示意图。

最后将插座与前述步骤制备完成的插头进行插合，完成电连接器的制备。如图13所示为本发明插合前的电连接器结构示意图，插头34与插座35组成了电连接器。如图12所示为本发明插座模块基座俯视图，当插头34与插座35插合时，插头34中的插针3穿过模块基座16中侧壁28和中心壁29之间的通孔31，与插座35的插指腔30内的插孔端子24插合，插头34中的屏蔽片单元2则从屏蔽片通槽32中穿过，与插座35中的屏蔽板弹片25弹性接触，完成电连接器的插合，图12中屏蔽片通槽32为填充线标识区域，本实施例中屏蔽片通槽32为四十个，简单起见，图中仅标识出三个。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知技术。

Claims (9)

1.一种电连接器，包括插头和插座，所述插头包括基座(1)、信号针(3)及由n×m个屏蔽片单元(2)组成的组合式屏蔽板(8)，其中信号针(3)与组合式屏蔽板(8)设置在基座(1)上，其特征在于：所述n×m个屏蔽片单元(2)由一组n个相互平行的第一屏蔽板(6)和一组m个相互平行的第二屏蔽板(7)交叉组合后形成，所述每个第一屏蔽板(6)与所述每个第二屏蔽板(7)均由金属板整体冲压成形，且每个第一屏蔽板(6)上设有m个屏蔽片，所述m个屏蔽片通过第一屏蔽板(6)的底部(10)连为一体，每个第二屏蔽板(7)上设有n个屏蔽片，所述n个屏蔽片通过第二屏蔽板(7)的底部(14)连为一体，每个屏蔽片单元(2)由过盈接触的第一屏蔽片(4)与第二屏蔽片(5)组成，并且第一屏蔽片(4)与第二屏蔽片(5)之间的夹角为60°～130°，所述信号针(3)位于屏蔽片单元(2)的第一屏蔽片(4)与第二屏蔽片(5)形成的区域中；

所述插座包括模块基座(16)与m个插孔模块(15)，其中m个插孔模块(15)安装在模块基座(16)上，所述插孔模块(15)由插孔基座(17)、插孔(18)与插孔屏蔽板(19)组成，所述每个插孔基座(17)的一端有顺序排列的n个插指(20)，每个插指(20)由两个侧柱(21，23)和位于两个侧柱(21、23)之间的中心柱(22)组成，所述两个侧柱(21、23)与中心柱(22)之间形成的空隙用于容纳插孔(18)上的插孔端子(24)，并且插指(20)中的两个侧柱(21，23)和中心柱(22)的内表面轮廓均为线性，插孔端子(24)的外表面轮廓也为线性，插孔屏蔽板(19)安装在插孔基座(17)上起屏蔽作用；所述模块基座(16)包括n×m个插指腔(30)，用于安装n×m个插指(20)与插指(20)中容纳的插孔端子(24)，其中每个插指腔(30)内设有一个侧壁(28)和一个中心壁(29)，插指(20)及插孔端子(24)位于侧壁(28)和中心壁(29)之间的空腔内，其中n与m均为正整数，且n≥1，m≥1。

2.根据权利要求1所述的一种电连接器，其特征在于：所述每个第二屏蔽板(7)的底部(14)靠近每个屏蔽片同向的一侧开有凹槽(9)，用于与第一屏蔽板(6)进行交叉组合，或者每个第一屏蔽板(6)的底部(10)靠近每个屏蔽片同向的一侧开有凹槽，用于与第二屏蔽板(7)进行交叉组合。

3.根据权利要求1所述的一种电连接器，其特征在于：所述基座(1)的底部(33)设有用于安装组合式屏蔽板(8)的插槽，所述插槽由一组n条相互平行的凹槽和一组m条相互平行的凹槽交叉形成，其中用于安装屏蔽片单元(2)的凹槽部分为贯通槽(11)，用于安装屏蔽板底部(10，14)的凹槽部分为非贯通槽(12)。

4.根据权利要求1所述的一种电连接器，其特征在于：所述第一屏蔽片(4)与第二屏蔽片(5)之间的夹角为85°～95°。

5.根据权利要求1所述的一种电连接器，其特征在于：所述第一屏蔽片(4)与第二屏蔽片(5)之间的夹角为70°～89°。

6.根据权利要求1所述的一种电连接器，其特征在于：所述第一屏蔽片(4)与第二屏蔽片(5)之间的夹角为91°～110°。

7.根据权利要求1所述的一种电连接器，其特征在于：在所述每个第一屏蔽板(6)的底部(10)上沿与m个屏蔽片相反的方向设有m个引脚(13)，或者在每个第二屏蔽板(7)的底部(14)上沿与n个屏蔽片相反的方向设有n个引脚，或者在每个第一屏蔽板(6)与每个第二屏蔽板(7)的底部(10、14)上沿与屏蔽片相反的方向交替设置引脚。

8.根据权利要求1所述的一种电连接器的制备工艺方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)采用冲压设备将金属板整体冲压成形，得到一组n个第一屏蔽板(6)和一组m个第二屏蔽板(7)；

(2)在基座(1)的底部(33)开设插槽，插槽为一组n条相互平行的凹槽和一组m条相互平行的凹槽交叉排列形成，其中用于安装屏蔽片单元(2)的凹槽部分为贯通槽(11)，用于安装屏蔽板底部(10、14)的凹槽部分为非贯通槽(12)，同时在基座(1)的底部(33)开设安装信号针(3)的通孔；

(3)在基座(1)底部(33)开设凹槽的一面安装组合式屏蔽板(8)，具体的方法为：首先将一组n个第一屏蔽板(6)按照顺序全部压入基座(1)底部(33)相应的凹槽中，并使所述n个第一屏蔽板(6)相互平行，其中屏蔽片穿过贯通槽(11)，屏蔽板底部(10)则固定在非贯通槽(12)中，然后将一组m个第二屏蔽板(7)按照顺序全部压入基座(1)底部(33)相应的凹槽中，并使所述m个第二屏蔽板(7)相互平行，其中屏蔽片穿过贯通槽(11)，屏蔽板底部(14)则固定在非贯通槽(12)中，使得n个第一屏蔽板(6)与m个第二屏蔽板(7)交叉组合，形成n×m个屏蔽片单元(2)，或者按照上述方法首先安装一组m个第二屏蔽板(7)，之后再安装一组n个第一屏蔽板(6)；

(4)将信号针(3)安装在基座(1)底部(33)开设的信号针通孔中；

(5)将插座与步骤(1)～(4)制备完成的插头进行插合，完成电连接器的制备。

9.根据权利要求8所述的一种电连接器的制备工艺方法，其特征在于：所述步骤(3)中在基座(1)底部(33)安装组合式屏蔽板(8)时，可以采用首先安装一个第一屏蔽板(6)，再安装一个第二屏蔽板(7)，之后再安装一个第一屏蔽板(6)，依此类推，对两组屏蔽板进行交替安装的方法进行安装。

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