CN102185196A

CN102185196A - 电连接器系统

Info

Publication number: CN102185196A
Application number: CN2010106252281A
Authority: CN
Inventors: 约翰·E·克瑙布; 罗伯特·P·尼科尔斯
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2030-12-29
Also published as: TWI519011B; TW201136045A; CN102185196B

Abstract

一种电连接器系统包括多个板状组件(210)。每个板状组件包括限定了多个第一电触头通道(223)的第一壳体(214)，以及配置为与该第一壳体相配合并限定了多个第二电触头通道(223)的第二壳体(220)。该第一壳体限定了在该板状组件的安装端处从该第一壳体的边缘延伸出的多个凸起(222)，以及该第二壳体限定了在该板状组件的该安装端处从该第二壳体的边缘处延伸出的多个凸起(222)。第一电触头阵列(216)大致布置在该多个第一电触头通道内，以及第二电触头阵列(218)大致布置在该多个第二电触头通道内。组合件(702)布置在该多个板状组件的安装端处。该组合件限定了多个第一通孔(704)，以及多个第二通孔(706)。

Description

电连接器系统

技术领域

本发明涉及一种电连接器系统，更具体地说，涉及包括多个板状组件的电连接器系统

背景技术

背板连接器系统典型地用于以平行或垂直的关系来连接诸如为印刷电路板的第一基板与诸如为另一印刷电路板的第二基板。随着电子部件尺寸的减小以及电子部件通常变得更加复杂，经常希望在电路板或其它基板上的较小空间中安装更多的部件。相应地，希望可以减小背板连接器系统中电端子之间的间距以及增加背板连接器系统中容纳的电端子数量。然而，随着电子信号速度的增加，电端子之间间距的减小增加了电气串扰以及信号衰减的可能性。

因此，需要一种电连接器系统，其具有高密度的电端子并且能在高信号速度下操作。

发明内容

根据本发明，电连接器系统包括多个板状(wafer)组件。每个板状组件包括限定了多个第一电触头通道的第一壳体，以及配置为与该第一壳体相配合并限定了多个第二电触头通道的第二壳体。该第一壳体限定了多个在该板状组件的安装端处从该第一壳体的一边缘延伸出的凸起，以及该第二壳体限定了多个在该板状组件的安装端处从该第二壳体的一边缘延伸出的凸起。第一电触头阵列大致布置在该多个第一电触头通道中，以及第二电触头阵列大致布置在该多个第二电触头通道中。第一电触头阵列中的每个电触头限定了在该板状组件的安装端处延伸过该第一壳体一边缘的信号基板接合元件，以及该第二电触头阵列中的每个电触头限定了在该板状组件的安装端处延伸过该第二壳体一边缘的信号基板接合元件。一组合件布置在该多个板状组件的安装端。该组合件限定了多个第一通孔，它们的尺寸适于该第一和第二电触头阵列的信号基板接合元件穿过该组合件并从该组合件向外延伸，以及多个第二通孔，其尺寸适于使得从该第一和第二壳体延伸出的该凸起穿过该组合件。当该第一壳体和第二壳体与该基板相接合时，该第一壳体的多个凸起以及该第二壳体的多个凸起的尺寸适于穿过该组合件的多个第二通孔并进入到基板的相应孔中。

附图说明

图1是电连接第一基板和第二基板的背板连接器系统的示意图；

图2A是包括多个板状组件的电连接器系统的透视图；

图2B是图2A的电连接器系统的部分分解视图；

图3是板状组件的壳体部件的透视图；

图4示出了安装在图3所示的壳体部件中的电触头阵列；

图5示出了安装在图3所示的壳体部件中的电触头阵列的另一视图；

图6是图2A的电连接器系统的一部分的放大视图；

图7示出了包括组合件的电连接器系统；

图8A是电连接器系统的安装端的透视图；

图8B是电连接器系统的安装端的另一透视图；

图9示出了另一电连接器系统的透视图；

图10是将要与基板接合的电连接器系统的透视图。

具体实施方式

本发明涉及与一个或多个基板相连接的背板连接器系统。该背板连接器系统可在高速(如至少高达25Gbps)下操作，同时在一些实施例中还能提供高的插脚密度(如每英寸至少50对电连接器)。在一个实施例中，如图1所示，背板连接器系统102可用于以平行或垂直的关系连接诸如为印刷电路板的第一基板104与诸如为另一印刷电路板的第二基板106。如下面将要更详细描述的，所公开的连接器系统的实施例可包括大致封装电连接器对的接地屏蔽结构，这些电连接器对可以是以三维方式穿过背板迹线(footprint)、背板连接器和/或子卡迹线的差分电连接器对。在高速背板连接器系统的操作过程中，这些封装的接地结构与围绕电连接器对自身的差分空腔中的介电填充材料一起可阻止不希望的非横向的、纵向的以及高阶模式的传播。

图2A是用于连接多个基板的电连接器系统202的透视图，在一个实施例中，电连接器系统202具有与第一基板连接的安装端204以及与第二基板连接的配合端206。与第一基板或第二基板的连接可以是直接的或者是通过接口连接器。当与电连接器系统202接合时，该第一和第二基板可大致配置为垂直关系。电连接器系统202可包括板状壳体208以及一个或多个板状组件210。

板状壳体208用于容纳多个板状组件210并在电连接器系统202中将它们彼此紧邻地布置。在一个实施例中，板状壳体208在配合端206处接合板状组件210。板状壳体208中的一个或多个通孔的尺寸适于从板状组件210延伸出的配合连接器穿过该板状壳体208，从而使得该配合连接器可与相应的配合连接器相连接，其中该配合连接器可与基板或另一配合设备相连接，其例如为申请号No.12/474,568的美国专利申请中描述的管座模块。

板状组件210用于在多个基板之间提供电路径阵列。这些电路径可以是信号路径、功率传输路径、或接地电势路径。在图2A和2B所示的实施例中，每个板状组件210包括第一壳体214、第一电触头阵列216(也被称作第一引线框组件)、第二电触头阵列218(也被称作为第二引线框组件)、第二壳体220、凸起222、以及接地屏蔽228。图2B示出了图2A的电连接器系统202的部分分解视图。在另一个实施例中，每个板状组件210可包括一个中心壳体(如具有用于形成在该中心壳体每一侧上的两个触头阵列的通道)、多个外部壳体、具有多个外部壳体的一个中心壳体、或其它的壳体配置结构。

在图2A和2B的实施例中，板状组件210的第一壳体214包括限定了多个通道223的导电表面，该多个通道223的尺寸适于容纳该第一电触头阵列216。在这个实施例中，第二壳体220也包括限定了多个通道的导电表面，这些通道的尺寸适于容纳第二电触头阵列218。第二壳体220的通道大致可类似于图2B所示的通道223。在一些实施例中，这些通道可衬有绝缘层，例如过模制的塑料介电材料，从而使得当第一电触头阵列216和218大致布置在它们各自的通道中时，该绝缘层将电触头与该第一壳体214和第二壳体220的导电表面电隔离开来。在其它实施例中，绝缘层可直接地施加到电触头阵列216和218上。在电触头阵列216和218被设置在壳体部件214和220内之后，壳体214和220接合在一起以形成板状组件210。

板状组件210的电触头阵列216和218可包括多个基板接合元件，如图2B所示的电触头安装插脚224。在一个实施例中，基板接合元件为信号触头，其机械地和电气地将板状组件210与基板相接合。当第一电触头阵列216和第二电触头阵列218被布置在壳体部件214和220中的多个通道内时，基板接合元件从板状组件210的安装端204向外延伸以耦接第一基板。相似地，第一电触头阵列216和第二电触头阵列218的配合连接器226从板状组件210的配合端206向外延伸，以耦接于第二基板或其它的配合设备，例如管座模块。配合连接器可以是闭合带形、三角梁形、双梁形、圆形、公型、母型、公母同体型、或其它的配合连接器类型。

当第一电触头阵列216大致设置在第一壳体214的多个通道223中以及该第二电触头阵列218大致设置在第二壳体220的多个通道中时，第一电触头阵列216中的每个电触头可紧邻第二电触头阵列218中的电触头布置。在一些实施例中，第一电触头阵列216和第二电触头阵列218被布置在多个通道中，从而使得在整个板状组件210中相邻电触头之间的距离大致是相同的。第一电触头阵列216和第二电触头阵列218的相邻电触头共同形成了一系列电触头对。在一些实施例中，这些电触头对可以是差分电触头对。例如，这些电触头对可用于差分信号。

在一些实施例中，对于每个电触头对，第一电触头阵列216中的电触头与第二电触头阵列218的相邻电触头成镜像。电触头对的电触头的镜像可在制造上以及用于高速电性能的列到列一致性上形成优势，同时仍可在成对的两列中提供不同的结构。

板状组件210的第一壳体214和第二壳体220可被形成为具有导电表面。例如，第一壳体214和第二壳体220可形成为电镀塑料接地屏蔽壳体。在一些实施例中，第一壳体214和第二壳体220中的每一个包括电镀塑料或压铸的接地板，如在镍(Ni)上镀锡(Sn)或压铸锌(Zn)。在其它实施例中，第一壳体214和第二壳体220可包括压铸铝(Al)、导电聚合物、金属注射成型、或任意其它类型的金属。

板状组件210的第一电触头阵列216和第二电触头阵列218可由导电材料形成。在一些实施例中，第一电触头阵列216和第二电触头阵列218包括磷铜以及金(Au)或在镍(Ni)上镀锡(Sn)。在其它实施例中，第一电触头阵列216和第二电触头阵列218可包括任意的铜(Cu)合金材料。镀层可以是在接触区域喷涂任意的贵金属如钯(Pd)，或一合金如钯镍(Pd-Ni)，或钯(Pd)闪镀金(Au)；在安装区喷涂锡(Sn)或镍(Ni)；以及在底板或基板上喷涂镍(Ni)。

如图2B所述，电连接器系统202也可包括接地屏蔽228。接地屏蔽228可接合到壳体220的侧面或可集成在壳体220中。接地屏蔽228包括基板接合元件，如位于板状组件安装端处的接地安装插脚230，以使得当板状组件安装到基板时与基板接合。

图3示出了板状组件210的一个壳体部件，如壳体部件220。图4示出了电触头阵列，如安装到壳体部件220中的电触头阵列218。图5示出了连接到壳体220的接地屏蔽228。围绕壳体部件220的外部为可见的那部分接地屏蔽228为制造框架，其在操作之前会被移除。

参考图6，板状组件210包括多个凸起222。例如，壳体214可限定在板状组件210的安装端处从壳体214的边缘延伸出的第一组凸起222。相似地，壳体220可限定在板状组件210的安装端处从壳体220的边缘处延伸出的第二组凸起222。当板状组件210的壳体部件214和220与基板相接合时，每个凸起222的至少一部分的尺寸适于安装到基板的相应孔中。

在一个实施例中，如图6所示，每个凸起222可包括圆柱形的基板接合部分602以及位于该圆柱形部分602基底处的矩形肩部604，该基板接合部分602的尺寸适于安装在基板的相应孔中。肩部604可比圆柱形部分602更宽一些，如图6所示。在其它实施例中，凸起222可采用不同的配置结构。例如，基板接合部分602和/或肩部604的形状可与图6所示的不同。此外，在一些实施例中，电连接器系统202中的一部分凸起可与电连接器系统202中的其它凸起不同，如图9所示。

图6所示的凸起222可用作接地柱，其配置为与基板的接地电势触头相连接，以在基板和与凸起222相连的壳体部件之间提供公共接地电势。例如，从壳体部件214延伸出的凸起222可在基板中与接地电势触头相接合，从而在基板与壳体部件214之间提供公共接地电势。

在一个实施例中，凸起222可形成为壳体214和220的整体部分。例如，用于形成壳体214和220的模具可包括其尺寸适于形成凸起222的部分。因此，凸起222可具有与壳体214和220相似的结构，并且可由与壳体214和220相似的材料形成。作为一个例子，凸起222可以是具有导电镀层的模制塑料凸起。作为另一例子，凸起222可由固态金属或其它导电材料形成。在一些实施例中，凸起222可与板状组件210的壳体214和220分开形成，然后再连接到壳体214和220。

参考图6，凸起222可用于至少部分地阻挡信号触头阵列216和218的相邻信号触头之间的视线。例如，凸起222的一部分可至少部分地阻挡相邻信号触头之间的直线路径。通过至少部分地阻挡两个信号触头之间的直线路径，凸起222可帮助减小两个信号触头之间干扰的传播。例如，凸起222可减小相邻信号触头之间的串扰。当沿着第一信号插脚传输的信号与沿着第二信号插脚传输的信号相干涉时，串扰就会发生。

在一个实施例中，第一壳体214的多个凸起222被布置在第一壳体214上，以阻挡第一电触头阵列216中的信号基板接合元件如电触头安装插脚224的每个相邻对之间的视线。相似地，第二壳体220的多个凸起222可布置在第二壳体220上，以阻挡第二电触头阵列218中信号基板接合元件如电触头安装插脚224的每个相邻对之间的视线。

图7示出了电连接器系统202，其包括布置在多个板状组件210的安装端处的组合件702。组合件702包括通孔704，其尺寸适于例如为电触头阵列216和218的电触头安装插脚224的基板接合元件穿过该组合件702并与基板相连接。组合件702还包括通孔706，其尺寸适于使得从板状组件210的壳体延伸出的凸起222穿过组合件702并与该基板相连接。此外，组合件702可包括通孔708，其尺寸适于使得接地屏蔽228的接地安装插脚230穿过该组合件702并与该基板相连接。

当板状组件210被安装到基板如印刷电路板时，凸起222延伸过组合件702并接触该基板。通过凸起222从板状组件210的壳体延伸到该基板，由于它们穿过组合件702，因此凸起222可提供对电触头阵列216和218的电触头安装插脚的屏蔽。

在一些实施例中，从第一和/或第二壳体214和220延伸出的凸起222的肩部604与组合件702齐平，如图7所示，从而使得当板状组件210安装到该基板时，凸起222的肩部604以及组合件702两者均接触该基板。在其它的实施例中，凸起222的肩部604延伸过组合件702的安装表面。当凸起222延伸过该组合件702的安装表面时，在将板状组件210安装到该基板上时，就会在组合件702与基板之间形成气隙。该气隙可帮助电隔离电触头阵列216和218的电触头安装插脚224的至少一部分。在一些实施例中，组合件702与基板之间的距离(该气隙)可大于零，但小于或等于大约0.5mm。

图8A和8B是电连接器系统的安装端的透视图。图8A和8B示出了至少部分地阻挡电触头阵列216和218中相邻电触头安装插脚224之间视线的凸起222。在图8A中，基板接合部分602被示出为基本居中地位于肩部604的中间位置。在图8B中，基板接合部分602被示出为从肩部604的中间位置偏移，从而使得基板接合部分602可阻挡电触头阵列216和218的相邻信号触头之间更大一部分的视线。

参考图9，在一些实施例中，电连接系统中的一组凸起可与电连接器系统中的其它凸起不同。例如，一些凸起222可包括基板接合部分602，但是其它凸起902可不包括这样的结构。

图10示出了将要与基板1002相连接的电连接器系统202。在一些实施例中，基板1002包括具有多个信号通孔(如通孔1004)和多个接地通孔(如通孔1006和通孔1008)的印刷电路板。这些信号通孔可机械地和电气地与板状组件210的信号触头相连接，以将板状组件210与基板1002相耦接。然后，电信号可通过信号触头而在基板1002与板状组件210之间传输。这些接地通孔可机械地和电气地与电连接器系统202的接地触头相连接。例如，板状组件210的凸起222可与接地通孔1006相耦接。然后，基板1002与板状组件210的壳体之间可共享一公共接地电势。此外，接地屏蔽228的接地安装插脚230可与接地通孔1008相耦接。然后，基板1002与接地屏蔽228之间可共享一公共接地电势。

Claims

1.一种电连接器系统，其包括：

多个板状组件(210)，每个所述板状组件包括：

限定了多个第一电触头通道(223)的第一壳体(214)，该第一壳体限定了在该板状组件的安装端处从该第一壳体的边缘延伸出的多个凸起(222)；

大致布置在该多个第一电触头通道内的第一电触头阵列(216)，该第一电触头阵列中的每个电触头限定了在该板状组件的该安装端处延伸过该第一壳体的该边缘的信号基板接合元件(224)；

配置为与该第一壳体相配合的第二壳体(220)，该第二壳体限定了多个第二电触头通道(223)，该第二壳体限定了在该板状组件的该安装端处从该第二壳体的边缘处延伸出的多个凸起(222)；

大致布置在该多个第二电触头通道中的第二电触头阵列(218)，该第二电触头阵列中的每个电触头限定了在该板状组件的该安装端处延伸过该第二壳体的边缘的信号基板接合元件(224)；以及

布置在该多个板状组件的安装端处的组合件(702)，其中该组合件限定了：

多个第一通孔(704)，该多个第一通孔的尺寸适于该第一和第二电触头阵列的信号基板接合元件穿过该组合件并从该组合件向外延伸；以及

多个第二通孔(706)，该多个第二通孔的尺寸适于使从该第一和第二壳体延伸出的该凸起穿过该组合件；

其中，当该第一壳体和第二壳体与该基板相接合时，该第一壳体的多个凸起以及该第二壳体的多个凸起的尺寸适于穿过该组合件的多个第二通孔并进入基板(1002)的相应孔中。

2.如权利要求1所述的电连接器系统，其中该基板包括印刷电路板，该印刷电路板具有第一信号通孔(1004)、第二信号通孔(1004)、以及位于该第一信号通孔和该第二信号通孔之间的接地通孔(1006)；

其中该第一电触头阵列包括配置为与该第一信号通孔相连接的第一信号基板接合元件(224)；

其中该第一电触头阵列包括配置为与该第二信号通孔相连接的第二信号基板接合元件(224)；以及

其中该第一壳体的多个凸起包括接地柱，该接地柱配置为与该接地通孔相连接并阻挡该第一信号基板接合元件与该第二信号基板接合元件之间的视线。

3.如权利要求1所述的电连接器系统，其中该第一壳体的多个凸起被布置在该第一壳体上，以阻挡该第一电触头阵列中相邻的每对信号基板接合元件之间的视线；以及

其中该第二壳体的多个凸起被布置在该第二壳体上，以阻挡该第二电触头阵列中相邻的每对信号基板接合元件之间的视线。

4.如权利要求1所述的电连接器系统，其中，当该多个板状组件的安装端被安装到该基板时，该第一壳体的多个凸起以及该第二壳体的多个凸起在该基板与该组合件之间形成气隙；以及

其中，该气隙电隔离该第一和第二电触头阵列的信号基板接合元件的至少一部分。