CN102292875B - 阻抗受控的电连接器 - Google Patents

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Abstract

提供一种板装连接器。所述连接器包括护罩和绝缘壳体，所述绝缘壳体具有舌片。所述端子被所述壳体支撑在两排中，所述排从对接接口延伸到板装接口。所述端子可以通过表面安装技术以大约0.4mm的间距被安装在两排中。所述两排端子被构造为由信号端子、信号端子和接地端子形成的三角形结构，以此提供一种从所述对接接口延伸到所述板装接口的三角形端子排列。

Description

阻抗受控的电连接器
技术领域
本申请要求2008年2月26日提出的美国临时申请No.61/031,574的优先权，其全部内容在此并入作为参考。
本发明涉及板装电连接器，特别地，涉及特定用于高清晰度多媒体接口(HDMI)中0.4mm间距连接器的板装电连接器。
背景技术
众所周知，I/O连接器面临着竞争性需求。一方面有提供更密集的端子封装的共同愿望，另一方面对于在更高频率下工作的I/O连接器中的数据通道有不断增加的要求。这些竞争性需求使得优化连接器具有挑战性。
尽管这些总的需求具有挑战性，连接器的某些构造仍需要特别密集，因为它们被设计为非常小。例如，当密度被减小到0.7mm间距以下时，连接器的设计变得复杂，而当间距被减小到0.6mm以下时，某些安装连接器的方法(例如使用通孔)变得更加困难，因为这些通孔不能被定位得足够靠近。由此，对于间距十分小的连接器，例如端子间的间距为0.4mm的连接器，表面安装技术基本上变得十分需要。然而，即使使用表面安装技术，也难以在对接接口和安装接口之间提供所需的信号传输，因为端子的接近会使得通过端子移动的能量十分容易就对其它端子上的信号产生消极地影响(例如引入有害噪声)。所以，对于适于小间距(例如0.4mm间距)的连接器的设计改良是十分需要的。
发明内容
本发明提供一种板装连接器，该连接器包括对接接口和板装接口。端子在所述连接器中被支撑，并且从对接接口延伸到所述板装接口。所述端子包括接触部，该接触部定位在所述对接接口内的绝缘体的相对两侧上，从而在对接接口中形成了三角形端子排列，所述三角形端子排列形成了一种三角关系，其中两个信号触点构成了底边，而一个接地触点形成了三角形的顶点。所述端子包括主体部，该主体部从所述接触部延伸到尾部。所述尾部被构造为能通过表面安装技术被连接到所述板中。所述尾部被定位在第一排和第二排中，每排中的尾部具有0.4mm左右的间距。所述第一排中的端子的位置可以相对于所述第二排中的端子有0.2mm左右的偏移。所述三角形端子排列从对接接口延续到所述板装接口，从而使得所述三角形端子排列在所述连接器的整个主体上延续。
附图说明
本发明通过示例的方式被阐述，但是本发明并不仅局限于附图所示，在本发明的附图中，相同的附图标记表示相似的元件，其中：
图1示出了连接器接口的一种实施方式；
图2A示出了板装连接器的一种实施方式；
图2B示出了图2A中的连接器，出于说明的目的，电路板已经被移除；
图3示出了局部分解的插头连接器的实施方式，该插头连接器已与板装连接器的实施方式对接；
图4示出了板装连接器的实施方式，该板装连接器包括三个一组排列的端子；
图5是图4所示连接器的剖视图；
图6示出了板装连接器的另一实施方式，该板装连接器包括三个一组排列的端子；
图7是图6所示连接器的剖视图；
图8是板装连接器另一实施方式的透视图，该板装连接器包括三个一组排列的端子；
图9是图8所示连接器的另一透视图；
图10是图8所示连接器的前视图；
图11示出了图10所示的连接器，出于说明的目的，外壳已经被移除；
图12是图11所示局部连接器的透视图；
图13是图11所示局部连接器的侧视图；
图14是图11所示局部连接器沿线14-14的剖视图；
图15是图11所示局部连接器沿线15-15的剖视图；
图16是图11所示连接器的局部放大透视图，其中壳体已被移除；
图17是图16所示端子的侧视图；
图18是图16所示端子的局部后视图；
图19是图18所示端子的透视图，以说明端子间的三角关系。
具体实施方式
下面详细的说明描述了示例性的实施方式，并且该说明并不仅限于已示出的组合。因此，除非特别指出，在此所示的特征可以被结合在一起以形成另外的组合，只是出于简要的考虑，这些另外的组合没有被特别示出。
图1和2A-2B示出了板装电连接器20的特征。图1图示了安装在绝缘体22上的端子21。可以看到，接地端子和信号端子在绝缘体上形成了三个一组或三角形的形状。如图所示，所述三角形可以包括由两个信号端子(例如所示的S2和S3)形成的底边，该信号端子与接地端子G12(位于三角形的顶点)相连。需要注意的是，所示的三角关系仅仅是示例性的而不用于限定，除非有别的说明。例如，在一种实施方式中，第一种三角关系可以是在G1、S2和S11之间。第二种三角关系可以是在G12、S3和S13之间。由此，虽然能够具有多种三角关系，也能维持三角关系的基础特性(例如，两个信号触点形成三角形的底边，接地触点形成三角形的顶点)。
图2A是板装电连接器20的前透视图，在图2B中所述板已经被移除。可以看到，所述连接器20被设置成用于通过SMT安装在所述电路板26上。应当注意的是，当使用非常小的间距时，通孔的设计是无法使用的(因为通孔不能离的很近)。因此，对于较小的间距，例如0.4mm的间距，需要通过表面安装技术(SMT)来进行连接。由此，适用于较小间距SMT结构的构造不适用设计。
如图3所示，板装电连接器20结合在板26和配对插头连接器28之间，其出于说明的目的以部分裸露的方式示出，配对插头的对接部从所述连接器中部分伸出。所述连接器20包括多个端子、绝缘体22和插座外壳24，所述端子设有相互间隔开的信号接触部S、回归参考接触部G(在最佳实施方式中为接地接触部)和电源接触部D，所述绝缘体22固持住信号接触部S、回归参考接触部G和电源接触部D，所述插座外壳24包围所有这些元件。每对信号接触部S彼此靠近，其包括+信号触点和-信号触点，由此限定出差分信号传输线。所述配对插头连接器被构造成能与所述信号触点连接，并且包括与所述接触部相对接的端子。
上述三种形式的端子(信号、回归参考和电源)以特定的排列方式布置。在一个实施方式中，第一排(例如上排)可以包括信号和回归参考接触部S、G，以此设置出安全的接地布置，从而所述信号触点S和回归参考触点G从右侧起以G，S，S，G，S，S，G，S，S，G这样的次序排列。因此，在与图1对应的信号中，第一触点是G1，最后一个触点是D(其用于电力传输)。在第二排(例如下排)中，所述端子从右侧起以S，G，S，S，G，S，S，G，S(和D)这样的次序排列。然而，应当注意的是，插针的布局(例如，确定哪些是接地端子哪些是信号端子)并不意味着受限制，因为本领域技术人员会想到其它插针布局也是可行的。根据连接器系统的需要，某些信号端子S可以用于低速信号。为了方便地说明端子的布线，所述端子除了被标示S或G以表示出端子可能的应用外，还被标号为1-19(两个D端子标号为20和21)。可以意识到，可以设置一些其它标号的端子。所述电源端子同样可以被设置在横排中，并且在一个实施方式中，其可以被设置在所述横排的一端。在第一排中彼此靠近的所述信号端子S+、S-和在第二排中的回归参考端子G被定位在由线段所示的等腰三角形的三个顶点处(需要理解的是该线段并不是表示电连接而仅仅是表示等腰三角形的形状)。同样地，第一排中的回归参考端子G和第二排中相互邻近的信号端子S+、S-被定位在等腰三角形的三个顶点处。在所述插座外壳24的另一端，端子S、G的尾部可以定位在两个横排中，例如如图4和6所示。
图4和5示出了主体布线的第一实施方式。端子S5和S6定位在第一排中而端子G15定位在第二排中，以此在从所述对接接口延伸到所述板装接口的端子之间形成了三角关系。第一排端子S、G的主体从绝缘体22中向外延伸，它们线性对齐并彼此隔开。在第一排中的每个端子S、G的主体都具有第一部分30和第二部分32，所述第一部分30在大致平行于板26的方向上从绝缘体22中向外延伸到连接器20的安装位置，而所述第二部分32相对于第一部分30以一定的角度朝着板26向下延伸。所述端子还包括尾部34，其在远离连接器20的方向上从所述第二部分32中向外延伸。在第一排中每个端子S、G的尾部34被焊接到板26上。如图所示，所述第一排中的尾部以0.4mm间距被焊接。所述第二部分32相对于所述第一部分30呈45度角，而所述第二部分32相对于所述尾部34呈45度角，以助于控制阻抗。第二排端子S、G的主体从所述绝缘体22中向外延伸出，它们线性对齐并彼此分开。在第二排中每个端子S、G的主体都具有第一部分36和第二部分38，所述第一部分36在大致平行于板26的方向上从绝缘体22中向外延伸到连接器20的安装位置，所述第二部分38大致垂直于所述第一部分36并且朝着板26向下延伸。所述端子还包括尾部40，该尾部40在远离连接器20的方向上大致垂直于所述第二部分38延伸。在第二排中每个端子S、G的尾部40被焊接到板26上，并且它们的间距也可以是0.4mm。所述尾部40的端部与各个尾部34隔开，但是它们沿着同样的方向延伸(远离连接器对接接口的方向)。
可以意识到的是，第二部分32的宽度使得所述端子非常紧密地靠在一起，并且可以通过增加该宽度来减少上排中相邻端子S、G的间距，从而改变端子的阻抗。如图大致所示的，第一排和第二排中的端子具有0.2mm的偏移，在尾部附近或尾部处端子的宽度大约是0.2mm(潜在地从端子主体的最宽点处的宽度0.3mm到0.4mm减少了宽度)，所以焊接连接部可以被检查到。
图6和7示出了第二实施方式。第一排端子S、G的主体从绝缘体22中向外延伸，它们线性对齐并彼此隔开。在第一排中的每个端子S、G的主体都具有第一部分30a和第二部分32a，所述第一部分30a在大致平行于板26的方向上从绝缘体22中向外延伸到连接器20的安装位置，而所述第二部分32a基本垂直于所述第一部分30a(例如为垂直部分)并且朝着所述板26向下延伸。所述端子还包括尾部34a，其在远离连接器20的方向上基本垂直于所述第二部分32a延伸。在第一排中每个端子S、G的尾部34a被焊接到板26上。
第二排端子S、G的主体从所述绝缘体22中向外延伸出，它们线性对齐并彼此分开。在第二排中每个端子S、G的主体都具有第一部分36a和第二部分38a，所述第一部分36a在大致平行于板26的方向上从绝缘体22中向外延伸到连接器20的安装位置，所述第二部分38a大致垂直于所述第一部分36a(例如为垂直部分)并且朝着板26向下延伸。所述第二排中的端子还包括尾部40a，该尾部40a在朝着连接器20的对接接口的方向上大致垂直于所述第二部分38a延伸。在第二排中每个端子S、G的尾部40a被焊接到板26上。
在每个实施方式中，端子S、G被形成以允许阻抗调谐，并且在垂直部分32a、38a间沿着第一方向(如图7所示)的水平距离可以被改变，以通过改变第一部分30a、36a的长度来控制阻抗。可以意识到，所述第一方向基本平行于端子的第一部分。同样地，回看图4和图5，第二部分32、38之间的距离能够通过调整第一部分30、36的长度来改变。在一个实施方式中，沿着轴线的垂直的第二部分之间的距离能够小于0.6mm。在另一个实施方式中，垂直的第二部分之间的距离大约是0.4mm。可以意识到，通过使用这些结构能够促使信号端子S更靠近回归参考(或接地)端子G。如果这种关系能在整个连接器中被保持，那么将接地连接至信号端子对S能有助于防止共模中的能量在信号对中引起额外的噪音，并由此有助于降低不必要的噪声。所述接地端子同样能有助于屏蔽相邻的信号端子对，并由此有助于降低串扰。
在第三种实施方式中，如图8-19所示，通过SMT同样也能将端子以这样一种方式安装在板上，即要求三角形的端子(TT)排列从接触接口延伸到板装接口。
如图所示，连接器120包括护罩124和端子121，所述护罩124具有触点150，所述端子121通过SMT被安装在电路板上。绝缘壳体122包括舌片122a，该舌片定位在所述护罩中以提供对接接口。端子121(其分别被单独标记为T1-T19)定位在舌片122a上的两排中，并且所述两排从所述对接接口延伸穿过所述连接器到达板装接口。所述端子能设置成三个或多个三角形端子排列，每个三角形端子排列都具有两个信号端子和一个接地端子，并适于高速数据传输。
第一排中的端子的主体包括第一部分130和第二部分132，所述第一部分130由所述壳体支撑并在第一方向中延伸，所述第二部分132在基本垂直于所述第一方向的第二方向上延伸(例如为垂直部分)。所述第一排中的端子的主体还包括尾部134和倾斜部133，所述倾斜部133将所述尾部134连接到第二部分132。所述尾部134可具有0.4mm间距。
第二排中端子的主体包括第一部分136和第二部分138，所述第一部分136由所述壳体支撑并在所述第一方向中延伸，所述第二部分138在基本垂直于所述第一方向的所述第二方向上延伸(例如为垂直部分)。第二排中的端子主体还包括尾部140。所述尾部140可以具有0.4mm的间距，但可以与所述尾部134产生0.2mm的横向偏移，从而从连接器的侧面能容易地用肉眼观察到它们，该连接器的侧面与包括对接接口的连接器的侧面相反。
可以意识到，垂直部分沿着所述第一方向被隔开一定距离170，而该距离将会影响着不同排端子间的连接。如果期望增加第一排端子和第二排端子间的连接，所述距离170可以被减小，在一个实施方式中，其可以被减小到0.6mm以下。在另一个实施方式中，所述距离170可以是大约0.4mm。然而，可以想到的是，如图4和图5所示的结构的好处在于该距离170能被保持为更靠近板，由此有助于保证第一排端子和第二排中端子间的一致连接。然而，如图15-17所示的结构能够被调整，从而所述距离170沿着所述第二部分138的长度方向为大约1mm或更短。
图18-19只示出了用于各个端子的理解的三个端子，从图18-19中可以看到，端子T1-T3形成了三角形的端子(TT)排列，该端子排列从对接接口延伸到板装接口。这就使得两个所述信号端子与接地端子之间的连接以更一致的方式被保持。应当注意的是，虽然T1和T3在一排端子中而T2在第二排端子中，端子T1、T2和T3中的任一个端子都可以是接地端子。在一个实施方式中，如果第一个TT的接地端子在第一排端子中，那么相邻的第二个TT的接地端子可以在第二排端子中。
在一个实施方式中，回到如图10所示的端子，所述连接器可以被这样设置使得端子T1-T3形成为由信号端子、信号端子、接地端子构成的TT；端子T4-T6形成为由信号端子、信号端子、接地端子构成的TT；并且端子T7-T9形成为由信号端子、信号端子、接地端子构成的TT。如果采用这样的结构，端子T1、T4和T7可以是接地端子。
本发明已经通过优选和示例性的实施方式被描述。在所附权利要求书的范围和精神下所作的其它实施例、改变和变化对于本领域技术人员而言是能够根据本发明的揭示而被想到的。

Claims (12)

1.一种连接器，包括：
护罩；
绝缘壳体，其部分定位在所述护罩中，所述绝缘壳体包括舌片，所述舌片位于所述护罩中以形成对接接口；
第一信号端子、第二信号端子和第一接地端子，它们由所述绝缘壳体支撑，这些端子中的两个位于第一排中的所述舌片上，这些端子中的一个位于第二排中的所述舌片上，每个所述端子都包括接触部、尾部和主体部，所述主体部在所述接触部和所述尾部之间延伸，所述第一信号端子、第二信号端子和第一接地端子以三角形端子排列方式定位，并且该排列方式从所述接触部延伸到所述尾部，其中，所述端子被保持在分隔开并穿过所述连接器的排中以此提供两排尾部，并且所述尾部被构造成通过表面安装技术以0.4mm的间距被安装到电路板。
2.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，每个所述端子包括第一部分和第二部分，所述第一部分以第一方向延伸，每个所述第二部分包括沿着垂直于所述第一方向的第二方向延伸的垂直部分，所述垂直部分位于所述绝缘壳体外侧的两排中，所述两排在所述第一方向上以一定距离分隔开。
3.如权利要求2所述的连接器，其特征在于，所述两排中的所述垂直部分在所述第一方向上所分隔开的距离不超过0.6mm。
4.如权利要求3所述的连接器，其特征在于，所述两排中的所述垂直部分在所述第一方向上所分隔开的距离大约是0.4mm。
5.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述第一排中的所述尾部远离所述对接接口延伸，所述第二排中的所述尾部朝着所述对接接口延伸。
6.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述第一排中的所述端子主体的每一个包括第一部分和第二部分，所述第一部分沿着第一方向延伸，所述第二部分沿着第二方向延伸，所述第二方向相对于所述第一方向呈一定角度，所述端子的部分所述第二部分宽于所述端子的所述第一部分。
7.如权利要求6所述的连接器，其特征在于，所述的部分所述第二部分中端子之间的较宽的距离小于1mm。
8.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述三角形端子排列是第一三角形端子排列，所述连接器还包括第二三角形端子排列，所述第二三角形端子排列由第三信号端子、第四信号端子和第二接地端子组成，所述第一接地端子与所述第二接地端子在不同的排中。
9.一种将连接器安装到电路板上的方法，包括：
设置一种具有三角形端子排列的连接器，所述三角形端子排列包括在对接接口处的第一信号端子、第二信号端子和接地端子，这些端子中的两个位于第一排端子中，这些端子中的一个位于第二排端子中，所述第一排和第二排延伸穿过所述连接器以使得所述三角形端子排列在所述对接接口到板装接口之间被保持；
将所述连接器定位在电路板上；
进行回流焊接，以通过表面安装技术将两排中的所述端子的尾部连接到所述电路板上，其中所述两排所述端子中的所述尾部以0.4mm间距连接。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，一排所述端子相对于另一排所述端子具有0.2mm的偏移，以使得一排中的所述尾部基本定位在所述另一排中各尾部之间的空隙中。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述连接器至少设置有三个三角形端子排列，每个三角形端子排列从所述对接接口延伸到所述板装接口。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述设置步骤包括：通过在朝着所述对接接口的方向上将所述端子插入到所述连接器的绝缘壳体中，将所述端子安装在所述连接器中。
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