CN102570086A - 具有接地夹的电连接器 - Google Patents

Abstract

一种电连接器(12)包括外壳(20)，其具有前部(34)，与前部相对的后部(36)，和位于后部的后壁(38)。该外壳具有插槽(70)，该插槽穿过前部开口并被构造为将配合连接器(14)接收在其中。该外壳具有穿过后壁的触头开口(44)。该外壳保持信号触头(24)和接地触头(26)。信号触头接收在相应的触头开口中并成对设置。接地触头接收在相应的触头开口中并布置在相应的信号触头之间。信号触头和接地触头布置在插槽中以与配合连接器配合。接地夹(40)与接地触头接合以在由接地夹接合的接地触头之间产生接地电路。

Description

具有接地夹的电连接器

技术领域

本发明涉及一种用于与电路板互连的电连接器。

背景技术

在计算机和其它应用中，通常需要在两个印刷电路板之间形成多个电连接。这些连接可以通过在一个印刷电路板的边缘与另一个印刷电路板上安装的电连接器之间的接合面来实现。每个应用要求板相对于彼此的一定取向。例如，所述应用可要求板彼此垂直的定位。其它的应用可要求这些板彼此平行地进行定位。

一个实现并行接合面的方法是将直角电连接器安装到印刷电路板上，该电路板可接收另一个板的边缘。直角电连接器典型地包括一外壳，该外壳具有成排布置的触头以与印刷电路板接合。该外壳在直角取向上支撑触头。该触头典型地包括信号触头，这些信号触头成对设置通过接地触头与其它对的信号触头隔离，以便使这几对接地触头之间的串扰最小化。

但是，已知的电连接器不是没有缺陷的。例如，当接地触头有效地隔离信号触头对时，由于接地触头末端产生的驻波，使得两个电路板之间的接合面之间的接地触头的长度会引发共振。该共振噪音会耦合至信号对以降低信号性能。

仍需要一种电连接器，其既可以提供信号对之间的隔离，又可以去除降低信号性能的共振。

发明内容

根据本发明，一种电连接器包括外壳，其具有前部，与前部相对的后部和位于后部的后壁。该外壳具有插槽，其贯穿前部开口并且构造为将配合连接器接收其中。该外壳具有贯穿后壁的触头开口。该外壳用于保持信号触头和接地触头(26)。信号触头接收在相应的触头开口中并且成对设置。接地触头接收在相应的触头开口中并且位于相应的信号触头之间。信号触头与接地触头位于插槽中以与配合连接器相配合。接地夹与接地触头接合以在由接地夹接合的接地触头之间产生接地电路。

附图说明

图1示出了电子设备的一部分，其具有根据一个示例性的实施例形成的电连接器；

图2是图1所示的电连接器的接地夹的底部透视图；

图3是通过一部分的配合连接器耦接到电连接器而安装至电路板的该电连接器的横截面视图；

图4示出了表示电连接器和配合连接器的电子设备的一部分，其中为了清楚起见移除了电连接器的外壳。

具体实施方式

图1示出了电子设备10的一部分，其包括根据示例性的实施例形成的电连接器12。配合连接器14与电连接器12配合。电子设备10包括电路板16，并且电连接器12安装在电路板16上。电连接器12用于互连配合连接器14和电路板16。

在示例性的实施例中，电子设备10构成计算机，然而该电子设备10可为其它类型的设备，例如服务器，用户电子设备，工业电子设备和类似设备。电路板16保持在电子设备10中，例如在电子设备10的外壳(未示出)中。电连接器12可从内部安装在，例如外壳内部，或替代地，可从外部安装在，例如外壳外部。可选择地，将电连接器12从内部安装，使该电连接器12的配合接合面与外壳中的开口或端口对准以容许从电子设备10的外部进入电连接器12。然后，配合连接器14可从电子设备10的外部与电连接器12配合。替代地，电连接器12和配合连接器14两者都接收在电子设备10的外壳中。

在示例性的实施例中，电连接器12构成直角卡缘连接器。配合连接器14构成插件模块，其被构造为插入电连接器12中。例如，配合连接器14可包括插件模块电路板18，其具有沿着该插件模块电路板18的边缘设置的多个垫片。该插件模块电路板18的边缘插入到电连接器12中。该电连接器12限定了直角连接器，其中配合连接器14沿着与电路板16平行的方向相配合。该插件模块电路板18保持在电连接器12中以便该插件模块电路板18可以与电路板16保持平行。

尽管电连接器12已被图示并且描述为直角电连接器，但应当意识到电连接器12在可替代实施例中还具有其它的构造。例如，电连接器12可为竖直连接器，其在相对于电路板16垂直的取向上接收配合连接器14。除了卡缘连接器，电连接器12构成其它类型的连接器。例如，电连接器12可与不同类型的配合连接器，例如安装在另一个电路板上的配合连接器，例如子卡，相配合。因此，配合连接器14可包括保持多个独立触头的外壳，该多个独立触头与其它电路板端接并且其被构造为与电连接器12相配合。在这里的主题目的并不在于限于直角卡缘连接器。

电连接器12包括外壳20和组织器22，该组织器22位于外壳20和电路板16之间。电连接器12还包括保持在外壳20中的信号触头24和接地触头26。该信号触头和接地触头24，26也由组织器22保持以安装在电路板16。可选择地，电连接器12可被设置为不包含组织器22，其中外壳20、信号触头和接地触头24，26直接地与电路板16配合。

外壳20具有底座30和与底座30相对的顶部32。底座30被构造为安装到组织器22和/或电路板16上。外壳20具有前部34和与前部34相对的后部36。后壁38限定后部36。信号触头和接地触头24，26延伸穿过后壁38并且从后部36向下延伸到组织器22。配合连接器14在前部34与电连接器12相耦接。配合连接器14在当配合到前部34时从前部34延伸。

在示例性的实施例中，电连接器12包括多个保持在外壳20中的接地夹40。接地夹40保持在后壁38中。可选择地，接地夹40从后壁38的后部36延伸。接地夹40接合相应的接地触头26以在接地触头26之间产生接地电路。可提供任何数量的接地夹40。每个接地夹40可接合任何数量的接地触头26。在所示实施例中，每个接地夹40接合了两个接地触头26。接地夹40使得由接地夹40接合的接地触头26等电位。在可替代的实施例中，接地夹40可用于使得其它类型的触头等电位，例如电力触头。

外壳20包括多个在后壁38中形成的接地夹通道42。接地夹通道42在后部36处开口。接地夹40通过后壁36装载在接地夹通道42中。可选择地，接地夹40的至少一部分可从接地夹通道42中延伸。外壳20包括多个通过后壁38延伸的触头开口44。触头开口44在后部36处开口。信号触头和接地触头24，26通过触头开口44延伸。

图2为一个接地夹40的底部透视图。接地夹40包括在相对的第一和第二侧边52，54之间延伸的平面底座50。接地夹40具有在四个边缘56之间延伸的大致矩形的形状。在可替代的实施例中，接地夹40可具有不同的形状。

接地夹40包括一对从第二侧边54延伸的凸起58。可选择地，在可替代的实施例中可设置多于两个凸起58，例如当接地夹40被构造为接合多于两个接地触头26时(图1所示)。凸起58的数量可与由接地夹40接合的接地触头26的数量对应。可选择地，接地夹40可包括比由接地夹40接合的接地触头26的数量更多的凸起58。例如，接地夹40可包括与各个接地触头26接合的多个凸起58。

在示例性的实施例中，接地夹40冲压而成，其中凸起58从底座50伸出到平面外，以使得凸起58的尖部60定位在第二侧边54的下面。凸起58的相对端部62，64都与底座50连接(例如，形成一体)。可替代地，每个凸起58的一个端部可从底座50被剪切或切割并且向平面的外部弯折，以使得该端部定位在第二侧边54的下面。在该实施例中，凸起58从底座50悬臂而出。

图3是安装在电路板16上的电连接器12的横截面视图。该横截面是穿过一对接地触头26截得的。图3示出了接地夹40装载到接地夹通道42中，以便接地夹40与接地触头26接合。

在所示实施例中，接地触头26排成两排，即上排和下排，安装到外壳20内。不同的接地夹40在每一排中与接地触头26接合。接地夹40装载到接地夹通道42中以使得底座50可大致平行于电路板16。凸起58从底座50朝向相应的接地触头26延伸。每个凸起58的尖部60接合相应的接地触头26以在两者之间形成电连接。接地夹40可通过干涉配合保持在接地夹通道42中。可替代地，接地夹40可通过替代的方式相对于接地触头26固定就位。例如，接地夹40可直接固定在接地触头26上，例如通过焊接，紧固或以其他方式将接地夹40固定到接地触头26。当接地夹40直接固定到接地触头26时，该接地夹40可不必保持在外壳20中。

外壳20包括插槽70，其贯穿前部34开口并在其中接收配合连接器14。该插槽70与电路板16呈大致平行取向以使得保持在插槽70中的配合连接器14与电路板16大致平行。可替代地，该插槽70可相对于电路板16大致垂直取向，或在可替代的实施例中，相对于电路板16以另一个非平行的角度取向。配合连接器14装载到插槽70中直到插件模块电路板18的边缘底靠后壁38。

插槽70位于外壳20的上壁72和下壁74之间。上壁72从后壁38向前延伸并且位于外壳20的插槽70和顶部32之间。下壁74从后壁38向前延伸并且位于插槽70和底座30之间。间隔壁76，78分别从上壁72和下壁74向内延伸到插槽70中。接地触头26和信号触头24(图1所示)接收在相应的间隔壁76，78之间的间隔内。

接地触头26包括配合臂80，安装臂82和两者之间的中间部84。配合臂80延伸至插槽70中并且被构造为与配合连接器14的插件模块电路板18相配合。例如，配合臂80可接合在插件模块电路板18的相应侧或表面上的垫片。可替代地，当配合连接器14不包括插件模块电路板，而是包括保持在外壳中的独立的触头时，配合臂80被构造为接合配合连接器14的相应触头。配合臂80包括配合接合面90，其接近配合臂80的远端92。配合接合面90是配合臂80的被构造为接合插件模块电路板18的部分。可选择地，配合接合面90是凸形的以允许与插件模块电路板18配合接合。可选择地，配合臂80可从触头开口44朝向插槽70的中心倾斜。在示例性的实施例中，当插件模块电路板18装载到插槽70中时，配合臂80可向外偏转。这样的偏转可在插件模块电路板18上施加法向力。当偏转后，配合臂80偏靠插件模块电路板18。

安装臂82从后壁38延伸并且被构造为安装至电路板16上。在示例性的实施例中，安装臂82接收在组织器22的开口86中并且由组织器22保持以安装到电路板16上。可选择地，安装臂82可相对于配合臂80以某一角度延伸。例如，安装臂82从上升位置以大约45°角延伸，在该上升位置，接地触头26从后壁38向下朝向组织器22和电路板16延伸。可替代地，安装臂82可从上升位置相对于配合臂80大致垂直地延伸，在该上升位置，接地触头26从外壳20向下朝向组织器22和电路板16延伸。

安装臂82包括其末端的插脚94。插脚94确定了用于安装到电路板16的安装接合面96。在示例性的实施例中，电路板16包括在其中贯穿延伸的通孔98。插脚94接收在通孔98中并且通过插脚94和通孔98之间的接合面与电路板16电连接。可选择地，通过将插脚94焊接在通孔98中，插脚94可连接到通孔98。可替代地，插脚94构成柔性插脚，例如电连接到通孔98内的镀层的针眼式插脚。在其它可替代的实施例中，插脚94可表面安装在电路板16上，例如通过将插脚94焊接到电路板16的垫片上。在这个实施例中，插脚94平行于电路板16的表面弯折并且焊接至相应的垫片上。在可替代的实施例中，可用其它的安装方法以将接地触头26电连接至电路板16。

信号触头24(图1所示)与接地触头26相似。例如，信号触头24可包括配合臂，安装臂和两者之间的中间部。信号触头24以如同接地触头26类似的方式电连接到配合连接器14。信号触头24以如同接地触头26类似的方式电连接到电路板16。在示例性的实施例中，信号触头24没有电连接到接地夹40。而是，接地夹24与信号触头40隔开。在接地夹40和信号触头24之间设置有绝缘物，例如外壳20或空气。

在配合臂80和安装臂82之间设置有中间部84。中间部84是接地触头26的延伸过后壁38的部分。中间部84大致位于接地触头26的相对端部之间的中心。例如，配合臂80和安装臂82具有类似的长度。接地夹40位于外壳20中以使得凸起58接合中间部84。中间部84通常限定为由接地夹40接合的接地触头26的部分。

在安装接合面96和配合接合面90之间限定有接地路径。该接地路径的一定长度限定为沿着安装接合面96和配合接合面90之间的接地触头26的距离。该接地路径长度对应于一定的共振频率。一个较长的接地路径长度对应于相对较低的共振频率，而一个较短的接地路径长度对应于相对较高的共振频率。

当接地夹40装载到外壳20中并且与接地触头26产生电接触时，便生成了贯通接地夹40和贯通由接地夹40接合的接地触头26的电路。第二接地路径被限定为沿着中间部84的由接地夹40的凸起58接合的位置和安装接合面96之间的接地触头26。该第二接地路径短于在安装接合面96和配合接合面90之间的第一接地路径。该第二接地路径的长度对应于预定的共振频率，该预定的共振频率高于没有接地夹40的接地触头26的共振频率。第三接地路径被限定为沿着中间部84的由接地夹40的凸起58接合的位置和配合接合面90之间的接地触头26。该第三接地路径短于在安装接合面96和配合接合面90之间的第一接地路径。该第三接地路径的长度对应于预定的共振频率，该预定的共振频率高于没有接地夹40的接地触头26的共振频率。可选择地，第二和第三接地路径具有相似的路径长度。

在示例性的实施例中，会希望提供一种具有在特定频率共振的电连接器12，该特定频率在一特定的频率范围内，或者高于或低于预定的频率值。例如，会希望具有一共振频率大于7GHz的电连接器12。可以接受高于7GHz的任意频率值。可选择地，会希望具有一共振频率大于20GHz的电连接器12。可以接受高于20GHz的任意频率值。可选择地，会希望提供一共振频率大约为40GHz的电连接器12。也可考虑其它的频率范围，并且电连接器12设计为满足这些频率。能够通过控制接地夹40和接地触头26之间的接合面位置来控制共振频率值。例如，通过将接地路径的长度做得更长，共振频率可能降低，并且相反地，通过将接地路径的长度做得更短，共振频率可能增加。可通过将接地夹通道42定位在相对于接地触头26选定的位置和/或控制安装接合面92与中间部84之间和/或配合接合面90与中间部84之间的接地触头26的长度，来控制接地夹40相对于接地触头26的位置。

图4示出了表示电连接器12和配合连接器14的电子设备10的一部分，其中为了清楚起见移除了外壳20。图4示出了位于上下排信号触头和接地触头24，26之间的插件模块电路板18。

插件模块电路板18具有第一侧边120和第二侧边122。沿着第一和第二侧边120，122设置有多个信号迹线124。插件模块电路板18包括多个沿着第一和第二侧边120，122设置的接地垫片126。可选择地，每个接地垫片126与插件模块电路板18的接地层等电位。当插件模块电路板18装载到外壳20中时，接地触头26被构造为与相应的接地垫片126接合。当插件模块电路板18装载到外壳20中时，信号触头24被构造为与相应的信号迹线124接合。

信号触头24和接地触头26可根据特定的应用设置成任何形式。在所示的实施例中，信号触头24和接地触头26设置成接地-信号-信号-接地的形式，其限定了触头组128。信号迹线124和接地垫片126的形式与信号触头和接地触头24，26的形式相对应。

在所示的实施例中，信号触头24成对设置并被构造为传送差分信号。所述几对信号触头24由至少一个接地触头26分离。在所示的实施例中，在相邻的几对信号触头24之间设置有两个接地触头26。然而，在可替代的实施例中，在相邻几对信号触头24之间可设置任何数量的接地触头26。在其它的可替代实施例中，信号触头24并不是传送差分信号，而是被构造为传送单端信号。在此实施例中，每个信号触头24通过一个或多个接地触头26与相邻信号触头分开。例如，信号触头和接地触头24，26可设置成接地-信号-接地-信号-接地的形式。信号触头和接地触头24，26这样的交替顺序在信号触头24之间提供了接地触头26，这可以减少信号触头之间的串扰并且可以改善电连接器12的电气性能。

接地夹40耦接到相应的接地触头26。在所示的实施例中，每个触头组128都设置有独立的接地夹40。在触头组128中，接地夹40接合两个接地触头26。底座50跨过信号触头24。接地夹40与信号触头24电隔开。例如，底座50可被提升到信号触头24之上以便底座50没有接合信号触头24。可选择地，可在底座50与信号触头24之间设置有例如外壳20的电介质材料的绝缘体。在可替代的实施例中，并不是每个触头组128都具有独立的接地夹40，而是接地夹40被延伸以使得接地夹40被构造为接合多于一个触头组128的接地触头26。

当装配后，接地夹40在接地触头26的中间区域接合接地触头26，并在触头组128中的接地触头26之间产生接地电路。通过连接触头组128中的接地触头26，接地触头26的有效接地路径长度便缩短了，这可使接地触头26的驻波长度收缩。接地触头26的共振频率有效地增加，取决于接地路径长度，可使得共振频率增加至在所考虑的频带范围外的水平。例如，共振频率可增加至20GHz以上的水平，该水平是共振频率无法对信号触头对24的信号性能产生不利影响的水平。

Claims (10)

1.一种电连接器(12)，包括外壳(20)，该外壳具有前部(34)，与该前部相对的后部(36)，以及在所述后部的后壁(38)，该外壳具有插槽(70)，该插槽贯穿所述前部开口并被构造为将配合连接器(14)接收在其中，该外壳(24)具有穿过所述后壁的触头开口(44)，该外壳保持信号触头(24)和接地触头(26)，所述信号触头接收在相应的触头开口中并成对设置，所述接地触头接收在相应的触头开口中并布置在相应的信号触头之间，所述信号触头和所述接地触头布置在所述插槽中以与所述配合连接器配合，其特征在于：

接地夹(40)与所述接地触头接合以在由所述接地夹接合的接地触头之间产生接地电路。

2.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述接地夹包括平坦的底座(50)，该底座(50)具有相对的侧边(52，54)和从所述侧边中的一个延伸的凸起(58)，该凸起接合所述接地触头。

3.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述接地夹包括一对从其延伸的凸起(58)，该凸起接合相应的接地触头。

4.根据权利要求1所述的电连接器，其中每个所述接地触头包括配合接合面(90)和安装接合面(96)，该配合接合面构造为接合所述配合连接器，该安装接合面构造为接合电路板(16)，该接地夹接合位于所述配合接合面与所述安装接合面之间的相应的接地触头，以缩短所述接地电路的有效接地路径长度。

5.根据权利要求1所述的电连接器，其中每个所述接地触头包括配合接合面(90)和安装接合面(96)，该配合接合面构造为接合所述配合连接器，该安装接合面构造为安装到电路板(16)，该接地夹在所述配合接合面和所述安装接合面之间的预设位置接合相应的接地触头，以将所述电连接器的共振频率增加到10GHz以上。

6.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述外壳包括多个接地夹通道(42)，该电连接器包含多个相互分离且不同的接地夹，每个所述接地夹跨过相应的一对信号触头并且接合位于所述相应的一对信号触头的相对侧边上的相应的接地触头。

7.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述外壳在所述后壁具有接地夹通道(42)并且在所述外壳的后部开口，该接地夹保持在所述外壳的后壁中的接地夹通道内。

8.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述接地夹在所述接地触头的中间位置的10％内的一位置接合接地触头。

9.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述外壳限定了直角外壳并且该外壳被构造为耦接到电路板(16)，以使得该插槽在平行于电路板的方向上接收所述配合连接器。

10.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述信号触头和所述接地触头组合为具有接地-信号-信号-接地的形式的触头组(128)，该接地夹只接合位于相应的触头组中的接地触头。

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