CN103988371A - 连接器及连接器系统 - Google Patents

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Abstract

公开一种连接器系统，其包括一第一连接器以及一第二连接器。所述第一连接器支撑一凹槽型端子，所述凹槽型端子为U型且包括一对接边缘。所述第二连接器包括一个或多个薄片体，所述一个或多个薄片体支撑以一边缘耦合方式布置的多个端子。所述一个或多个薄片体中的接地端子设置成接合所述凹槽型端子的所述对接边缘。各个薄片体可包括安装于该薄片体一侧的一屏蔽体。如果需要，所述接地端子、所述凹槽型端子、以及所述屏蔽体可在对接界面处电连接。

Description

连接器及连接器系统
相关申请
本申请主张于2011年10月12日提交的美国临时申请61/546,421的优先权，所述临时申请通过援引整体并入本文。
技术领域
本申请涉及连接器领域，更具体而言涉及适用于高数据速率的连接器领域。
背景技术
背板连接器常用于支持高性能应用。虽然背板连接器最初多用于单端通道的应用中，但是最近许多设计转向提供差分信号对(因为差分信号对固有地更能抵抗寄生信号)。用于支持采用高数据速率的系统的背板连接器由此往往建构成采用若干差分信号对。因为不同的应用要求不同数目的数据通道，所以背板连接器经常以这样一种结构设置，所述结构包括一接头(其安装于一第一电路板)以及支撑许多薄片体(其进而提供需要数目的信号对)的一子卡连接器(其安装于一第二电路板)。所述薄片体上的信号对的数目能够调整，所述接头的壳体的尺寸与所述子卡连接器的壳体的尺寸也能够调整。由此，现有背板连接器对于能从性能能力获益的应用而言可提供显著的益处。
然而，随着处理能力和从一个装置至另一个装置所需的信息传输速率的增加，进一步提高背板连接器的性能将是有益的。除了提高性能之外，极高密度的连接器(例如具有每区域很多根插针的连接器)也是希望的。由此，对适合于用作背板连接器的连接器的进一步改进将会得到特定群体的赏识。
发明内容
在一实施例中，公开一种连接器系统，其包括一第一连接器以及一第二连接器。所述第一连接器包括一壳体，所述壳体支撑一凹槽型端子，所述凹槽型端子为U型且包括一对接边缘。两个刀型端子可位于由所述凹槽型端子限定的所述U型区域中。所述第二连接器包括一个或多个薄片体，所述一个或多个薄片体支撑以一边缘耦合方式布置的多个端子。所述一个或多个薄片体上的多个接地端子建构成接合所述凹槽型端子的所述对接边缘。各个薄片体可包括一屏蔽体，以及所述接地端子、所述凹槽型端子与所述屏蔽体能够在对接界面处电连接。
在另一实施例中，提供一种连接器，其包括支撑多个薄片体的一壳体。所述多个薄片体可包括一屏蔽体，并支撑成对设置的多个信号端子以及位于所述多个信号端子对之间的接地端子。所述屏蔽体能够电连接于所述接地端子。所述接地端子可具有接地接触部，所述接地接触部具有两个梁部，各个梁部具有面向一相反方向的一接触面。如果需要，所述两个梁部可在一端子中心线的相反的两侧沿不同的方向延伸。所述屏蔽体可包括与一信号端子对对齐的一凹部。如果需要，所述凹部可建构成具有多个指部，所述多个指部建构成与位于所述信号端子对的相反的两侧的接地端子电连接。
附图说明
本申请以实例示出且不限于附图，在附图中，相似的附图标记表示类似的部件，而且在附图中：
图1示出一连接器系统的一实施例的一立体图。
图2示出图1所示的实施例的一部分分解图。
图3示出图2所示的实施例的另一立体图。
图4示出适合用于图1的连接器系统使用的一连接器的一实施例的一立体图。
图5示出图4所示的连接器的另一立体图。
图6示出适于供图1的连接器系统使用的一连接器的一实施例的一立体图。
图7示出图6所示的连接器的一部分分解立体分解图。
图8示出图7所示的连接器的一实施例的一部分立体图。
图9示出图7所示的实施例中沿线9-9剖开的一立体图。
图10示出图7所示的实施例中沿线10-10剖开的一立体图。
图11示出图10所示的实施例的一放大图。
图12示出图10所示的实施例的一部分立体图。
图13示出图8所示的实施例的一部分分解图。
图14示出能够用于一连接器中的两个相邻薄片体的一简化立体分解图。
图15示出能够用于一薄片体的一屏蔽体的一实施例的一立体图。
图16示出无屏蔽体的一薄片体的一实施例的一立体图。
图17示出图16所示的省略框架的薄片体的一立体图。
图18a示出在一个对接循环期间一连接器系统的一部分立体图。
图18b示出图18a所示的实施例的一放大图。
图18c示出图18b所示的处于一已对接位置的连接器系统的实施例的一立体图。
图18d示出图18c所示的实施例的一侧视图。
图19a示出对接在一起的两个连接器的一实施例的一简化立体图。
图19b示出图19a所示的实施例的一放大图。
图20示出一薄片体的一实施例的一平面图。
具体实施方式
下面具体的说明描述了多个示范性实施例且不意欲限制到明确公开的组合。图1-图18d的多个特征给出能够用于提供适合于高数据速率的一连接器的细节。然而，为了提供一合适的连接器，并不是所有特征都是必须的。因此，除非另有说明，本文所公开的这些特征可被移除和/或组合在一起而形成多个另外组合(出于简明目的而未示出)。
参照图1-图18d，图1-图18d公开了包括一连接器50(其是通常称为接头的一例子)以及一连接器100(其是通常称为子卡连接器的一例子)的一连接器系统10。连接器50安装于一电路板22上，而连接器100安装于一电路板20上。应注意的是，虽然连接器100示出为一直角连接器(薄片体边缘成一直角)，但是可提供具有连接器100中所示的基本上所有特征的、但使其建构成作为一夹层式连接器(同时边缘互相平行)的一连接器。因此，除非另有说明，否则连接器100的多个特征不限制于直角连接器。
连接器50包括一壳体60，壳体60能够支撑多个端子62的阵列，所述多个端子62包括凹槽型端子65以及刀型端子71、72。所述壳体60包括一对位部80，对位部80有助于确保连接器50能够正确地与一对接连接器对接。
如能够认识到的，一第一凹槽型端子65a可相邻于一第二凹槽型端子65b定位。由一特定连接器50支撑的凹槽型端子65的数量将依赖于应用场合。凹槽型端子65包括：一基体66；以及翼部67a、67b，翼部67a、67b位于基体66的相反的两侧。各个翼部67a、67b包括一对接面(mating surface)68。因此，该冲压成的端子的所述边缘可用作一对接界面(mating interface)。
凹槽型端子65包括与翼部67a、67b对齐的两个尾部69。各个所述刀型端子也包括一尾部79。如所示出的，刀型端子71、72的尾部与凹槽型端子65的尾部方向不同。这使得在所述刀型端子的边缘73、74之间的差分耦合通过所述尾部79被很好地保持，因为无需改变所述刀型端子穿过壳体60的方向。此外，所述翼部相对所述尾部69的方向也能保持，由此有助于确保在所述刀型端子的其中之一与该凹槽型端子之间发生的耦合能够理想地通过该界面来控制(manage)。如能够认识到的，安装这些尾部的所述支撑电路板包括形状为圆形的多个穿孔，因此这些尾部的方向不妨碍所需的电路板布局。
连接器100包括支撑一个或多个薄片体120的一壳体110，且所述薄片体120可由一保持梳状部103进一步支撑。壳体110包括容纳凹槽型端子65的接地孔112，并且包括容纳刀型端子71、72的信号孔113。为了使得与一相对的连接器能正确对接，设置一对位部115。如能够认识到的，连接器100包括使得所述连接器分别安装和对接的一第一边缘121a以及一第二边缘121b。如所示出的，所述两个边缘彼此成一直角。
薄片体120包括支撑一可选的屏蔽体150的一壳体130。如能够认识到的，屏蔽体150包括一前部155以及一后部156。前部155有助于对彼此相邻的薄片体中的端子的接触部(例如所述对接界面)进行屏蔽,而后部156对所述端子的本体部进行屏蔽。保持对所述界面进行屏蔽的一个优点在于能够保持在所述屏蔽体与所述差分信号端子对之间存在的任一耦合(由此潜在地避免了共模能量转变成差模能量)。
如所示出的，所述多个薄片体120以支撑一框架130a的一第一薄片体120a以及支撑一框架130b的一第二薄片体120b的一重复模式设置。在所示出的结构中，薄片体120a、120b彼此稍有偏置(offset)。然而，所述结构设置能够变为全偏置(full-offset)(从而一个薄片体中的接地端子直接横跨一相邻薄片体的信号端子对)或变为一无偏置结构。
各个薄片体120支撑一第一信号端子181a以及一第二信号端子182a，第一信号端子181a和第二信号端子182a一起形成旨在边缘差分耦合的一信号端子对185a。与宽边耦合信号端子对(因为两个端子长度相同，所以从信号歪斜(skew)的观点看，其往往容易控制)不同，边缘耦合端子需要考虑信号歪斜的控制，从而差分信号在大致相同时间到达两个相应接触部。这能够采用若干已知方式来控制且有时通过控制与所述信号端子对中的各个端子相关的介电常数来进行，从而电气长度大致相同。然而，与宽边耦合端子不同，已确定的是，在某些情况下能够更容易控制边缘耦合信号端子对(在宽边耦合信号端子对中，两个端子常由两个独立的框架支撑，所述两个框架必须定位成紧挨着且定位所述两个框架之间的任何公差必须考虑)之间的间距。
所示薄片体提供多个信号端子对，而且应注意的是，依赖于相关应用所需的结构，该数量预计约在2对与16对之间变化。在各个信号端子对185a之间设置一接地端子183。接地端子183建构成比形成信号端子对185中的信号端子之一宽，而且在一实施例中，接地端子183可建构成，使得与一信号端子对185相关的一宽度W1小于与一接地端子183相关的一宽度W2。
一信号端子包括一接触部186a、一尾部186b、以及在接触部186a与尾部186b之间延伸的一本体部186c。类似地，一接地端子包括一接地接触部187a、一接地尾部187b、以及在接地接触部187a和接地尾部187b之间延伸的一接地本体部187c。应注意的是，所示出的接触部186a具有一双臂接触系统，所述双臂接触系统减小插入力并提高接触对接界面的可靠性，但是这种接触系统不是必须的。
如能够认识到的，不管端子的数量如何，各个薄片体120中的端子沿一端子中心线132排列。然而，应注意的是，端子中心线132无需精确地处于薄片体120的中心，因此端子中心线132可与或可不与一薄片体的中心线对齐。
如上注意到的是，位于薄片体120的一侧134的是一屏蔽体150。屏蔽体150可设置成与对应框架130对齐。因此，屏蔽体150a包括与框架130a的信号端子对185a-185b对齐的凹部160a-160b，而屏蔽体150b包括与框架130b所支撑的信号端子对对齐的凹部170a-170b。在各个情况下，这些凹部能够通过设置一板体174而形成，板体174包括自板体174向端子中心线132延伸形成的一系列臂部176、177。
为了提高电性能，所述屏蔽体还可包括多个指部175，所述多个指部175建构成接合接地端子183(诸如接地端子183d)上的多个开孔184，以在它们之间产生电连接(而不是依赖于所述接地端子与所述屏蔽体之间的电容耦合)。这样使所述接地端子与所述屏蔽体共用(common)，并有助于避免当接地端子的电气长度因不与所述屏蔽体共用而增加时在所关注的频率下可能发生的谐振。此外，如所示出的，所述凹部在位于一信号端子对185的相反的两侧的两个接地端子183之间延伸，并使所述凹部与所述两个接地端子183共用。尽管采用共用元件(common element)是公知的，但是所示出的实施例能够通过使臂部176、177与多个指部175对齐，从而所述凹部能够在180°(如图10所示)范围上提供充分屏蔽来提供高性能。为了允许一压配/紧配合类型的接合，凹口136可设置于框架130，以使得屏蔽体150连接于框架130。
如所示出的，框架130包括与信号端子对185对齐的空气槽135。例如，空气槽135a-135c能够分别与信号端子对185a-185c对齐。采用空气槽135有助于减小相应的信号端子对的有效介电常数(这能够有助于减小电气长度)。当然，从制造及结构观点看，很少希望具有一连续的空气槽，因此所述空气槽具有将所述多个空气槽隔断的所述框架的多个不规则隔板(occasionalweb)。为了最小化阻抗的不连续性，所述多个端子可在所述多个隔板的位置处形成凹口。
如上述注意到的，对于现有连接器的一个问题是，采用不归零(NRZ)编码提供能够支持诸如25Gbps或更大高数据速率同时还提供一高密度插针区域(field)的一连接器是困难的。所示出的连接器系统提供了有助于解决这个问题的特征。如能够认识到的，接地接触部187包括一梁部188a，梁部188a具有接合凹槽型端子65的对接边缘68的一接触面187′。因此与常规系统不同，本文所示的所述对接界面使所述接地接触部对接于一对应端子的一边缘。
为了提供另外的性能增强，所述接地接触部可包括一梁部188b，梁部188b具有面向接触面187′的相反方向的一接触面187″。这使得所述接地接触部电连接于凹槽型端子65以及屏蔽体150(由此有助于共用由所述接地端子和所述屏蔽体提供的接地/参考电压)。屏蔽体150也可包括诸如接地指部156、157之类的一接地指部，该接地指部可用于使屏蔽体150共用于另一凹槽型端子65。由此，如所示出的，凹槽型端子65′经由凹槽型端子65′的表面68与接地端子183b的接触面187′之间的电连接以及在接触面187″与屏蔽体150之间的电连接(屏蔽体150进而经由接地指部156、157电连接于凹槽型端子65″)而共用于凹槽型端子65″。或者换言之，两个凹槽型端子通过经由一接地接触部及一屏蔽体在这两个凹槽型端子之间延伸的一导电路径而可电气共用。
如能够认识到的，可选的梁部188b(其使得在一个薄片体上的接地接触部电连接于一相邻薄片体的一屏蔽体)提供进一步的电气益处。而且，如从图20能够认识到的，在对接之前，梁部188a自端子中心线132沿一第一方向以一角度延伸，而梁部188b自端子中心线132沿一第二方向以一角度延伸。如从图18d能够认识到的，所述两个连接器一旦对接，由两个梁部188a、188b支撑的所述接触面位于端子中心线132的相同侧(即使它们仍然面向相反的方向)。因此，所示出的接地接触部可包括对该连接器的电性能产生有利影响的特征。
在一实施例中，如图19a-图19b所示，设置有接地端子183a-183d。接地端子183a-183d分别具有接地接触部187′-187″″。各个接地接触部接合所述凹槽型端子65a-65c其中之一的一对接边缘68。如能够认识到的，所示出的系统的一个优点在于接地接触部187″′与187″″通过凹槽型端子65a而共用。这有助于确保所述接地端子以及相关联的凹槽型端子在不希望的频率下不具有谐振。此外，为了有助于避免谐振，接地接触部187″′因为它的两个梁部而可电连接于两个不同的凹槽型端子，各个梁部均建构成电连接于一不同的凹槽型端子、且更具体地均电连接于一凹槽型端子的一不同的边缘。如能够认识到的，当考虑经由两个不同接地端子与同一凹槽型端子电连接来使所述两个接地端子之间共用时，使接地端子电连接于对接边缘的一个益处在于，可节省连接器50内的空间。
本文给出的申请以其优选示范性实施例说明了各个特征。本领域技术人员在阅读本申请后将作出处于随附权利要求的范围和精神内的许多另外的实施例、修改、以及变型。

Claims (20)

1.一种连接器，包括：
一壳体，具有一对接面；
一薄片体，由所述壳体支撑，所述薄片体具有一第一边缘及一第二边缘以及一第一侧；
一信号端子对，由所述薄片体支撑，所述信号端子对中的各信号端子具有自所述第一边缘延伸的一接触部、自所述第二边缘延伸的一尾部、以及在所述接触部与所述尾部之间延伸的一本体部，所述信号端子对布置成边缘与边缘对齐；
一接地端子，由所述薄片体支撑且相邻于所述信号端子对定位，所述接地端子具有一接地接触部、一接地尾部、以及在所述接地接触部与所述接地尾部之间延伸的一接地本体部，所述接地端子与所述信号端子对排成一列；以及
一屏蔽体，在所述第一侧由所述薄片体支撑，所述屏蔽体具有一凹部，所述凹部具有形成于所述屏蔽体的两个肩部，所述凹部与所述信号端子对对齐,从而所述两个肩部位于所述信号端子对的两侧。
2.如权利要求1所述的连接器，其中，所述凹部基本沿所述信号端子对的所述本体部从所述第一边缘向所述第二边缘延伸。
3.如权利要求1所述的连接器，其中，所述接地端子是一第一接地端子，所述连接器还包括一第二接地端子，所述第二接地端子与所述第一接地端子位于相邻所述信号端子对的两侧，所述屏蔽体电连接于所述第一接地端子和所述第二接地端子。
4.如权利要求3所述的连接器，其中，所述第一接地端子及所述第二接地端子包括沿所述本体部设置的多个开孔，且所述屏蔽体包括多个指部，所述多个指部以一紧配合接合所述第一接地端子及所述第二接地端子中的所述多个开孔。
5.如权利要求3所述的连接器，其中，所述薄片体支撑多个信号端子对，同时一对应接地端子位于各个信号端子对之间，所述屏蔽体具有与所述多个信号端子对中的各个信号端子对对齐的一对应凹部。
6.如权利要求1所述的连接器，其中，所述接地接触部具有一第一梁部，所述第一梁部具有面向一第一方向的一第一接触面；且所述接地接触部具有一第二梁部，所述第二梁部具有面向不同于所述第一方向的一第二方向的一第二接触面。
7.如权利要求1所述的连接器，其中，所述第一边缘和所述第二边缘相互成一直角。
8.一种连接器，包括：
一壳体，具有一对接面；
一薄片体，由所述壳体支撑，所述薄片体具有一第一边缘以及一第二边缘；
一信号端子对，由所述薄片体支撑，所述信号端子对的各个信号端子具有自所述第一边缘延伸的一接触部、自所述第二边缘延伸的一尾部、以及在所述接触部与所述尾部之间延伸的一本体部，所述信号端子对布置成边缘与边缘对齐，所述信号端子建构成接合刀型端子；以及
一接地端子，由所述薄片体支撑且相邻于所述信号端子对定位，所述接地端子具有一接地接触部、一接地尾部、以及在所述接地接触部与所述接地尾部之间延伸的一接地本体部，所述接地端子与所述信号端子对排成一列，其中所述接地本体部限定一端子中心线，且所述接地接触部具有在所述端子中心线的一第一侧以一第一角度延伸的一第一梁部，且还包括在所述端子中心线的一第二侧以一第二角度延伸的一第二梁部。
9.如权利要求8所述的连接器，其中，所述接地接触部比所述信号端子对的接触部宽。
10.如权利要求8所述的连接器，其中，所述接地接触部包括在所述端子中心线的所述第一侧以所述第一角度延伸的一第三梁部，所述第一梁部及所述第三梁部位于所述第二梁部的相反的两侧。
11.如权利要求10所述的连接器，其中，所述第一梁部构建成接合一第一对接面，而所述第二梁部构建成接合面向所述第一对接面的一第二对接面。
12.一种连接器系统，包括：
一第一壳体；
一第一刀型端子及一第二刀型端子，由所述第一壳体支撑，所述刀型端子边缘与边缘对齐；
一第一凹槽型端子，由所述第一壳体支撑，所述第一凹槽型端子具有一基体以及自所述基体延伸的两个翼部，从而具有一U型，所述翼部具有对接边缘；
一第二壳体，具有建构成与所述第一壳体对接的一面；
一薄片体，由所述第二壳体支撑，所述薄片体具有一第一侧以及一第二侧；
一信号端子对，由所述薄片体支撑，所述信号端子对的各个信号端子具有自所述第一侧延伸的一接触部、自所述第二侧延伸的一尾部、以及在所述接触部与所述尾部之间延伸的一本体部，所述信号端子对布置成边缘与边缘对齐，所述信号端子构建成接合所述刀型端子；
一接地端子，由所述薄片体支撑且相邻于所述信号端子对定位，所述接地端子具有一接地接触部、一接地尾部、以及在所述接地接触部与所述接地尾部之间延伸的一接地本体部，其中所述接地端子与所述信号端子对排成一列，所述接地接触部接合所述对接边缘之一。
13.如权利要求12所述的连接器系统，其中，所述第一壳体支撑相邻于所述第一凹槽型端子定位的、具有第二对接边缘的一第二凹槽型端子，且所述接地接触部具有一第一梁部以及一第二梁部，所述第一梁部接合所述对接边缘，而所述第二梁部接合所述第二凹槽型端子的第二对接边缘。
14.如权利要求12所述的连接器系统，还包括由所述第一壳体支撑的一第二凹槽型端子，所述第二凹槽型端子具有一基体以及自所述基体延伸的两个翼部，从而形成一U型，所述翼部具有对接边缘，其中所述第一凹槽型端子的所述对接边缘之一相邻于所述第二凹槽型端子的所述对接边缘之一定位。
15.如权利要求14所述的连接器系统，其中，所述接地端子包括一第一梁部以及第二梁部，所述第一梁部接合所述第一凹槽型端子的所述对接边缘之一,而所述第二梁部接合所述第二凹槽型端子的所述对接边缘之一。
16.如权利要求15所述的连接器系统，还包括由所述薄片体支撑的一屏蔽体，所述屏蔽体包括在所述屏蔽体上形成的一凹部，所述凹部与所述信号端子对对齐。
17.如权利要求16所述的连接器系统，其中，所述屏蔽体电连接于所述接地端子。
18.如权利要求12所述的连接器系统，还包括由所述薄片体支撑的一屏蔽体，所述屏蔽体包括形成于所述屏蔽体的一凹部，所述凹部与所述信号端子对对齐。
19.如权利要求18所述的连接器系统，其中，所述屏蔽体包括多个指部，而所述接地端子包括多个开孔，且所述多个指部压入到所述多个开孔中，从而所述屏蔽体电连接于所述接地端子。
20.如权利要求12所述的连接器系统，其中，所述接地端子是一第一接地端子，所述薄片体还包括一第二接地端子，所述第二接地端子包括接合所述对接边缘中的另一个的一接地接触部。
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