CN104247165B - 具有低剖面表面安装的印刷电路板插头叶片的小形状因数模块化插头 - Google Patents

具有低剖面表面安装的印刷电路板插头叶片的小形状因数模块化插头 Download PDF

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Abstract

提供的通信插头包括具有多个伸长导电迹线和多个插头叶片的印刷电路板。每个插头叶片都具有沿着所述印刷电路板顶面延伸的第一段和沿着所述印刷电路板前缘延伸的第二段。此外，每个插头叶片具有的厚度都可以是所述伸长的导电迹线厚度的至少两倍。插头叶片可以是与印刷电路板分开制造的低剖面插头叶片。

Description

具有低剖面表面安装的印刷电路板 插头叶片的小形状因数模块化插头
相关申请的交叉引用
根据35U.S.C.§119本申请要求2012年2月13日提交的美国临时专利申请序列号61/597,918的优先权，其全部内容在此引用作为参考。
技术领域
一般来说，本发明涉及通信连接器，更确切地说，涉及模块化通信插头。
背景技术
许多硬布线的通信系统使用插头和插座连接器把通信电缆连接到另一条通信电缆或者一台装备，比如计算机、打印机、服务器、交换机或接插板。举例而言，高速通信系统通常使用这样的插头和插座连接器把若干计算机、打印机和其他设备连接到局域网和/或外部网络比如因特网。图1描绘了这样的硬布线的高速通信系统的高度简化的实例，它展示了插头和插座连接器可以如何用于把计算机11与例如网络服务器20互连。
如图1所示，计算机11由电缆12连接到壁装插座板19中安装的通信插座15。电缆12是接插线，它包括在其每端的通信插头13、14。一般情况下，电缆12包括八条绝缘的导线。如图1所示，插头14插入通信插座15的正面的开口即“插孔”16中，使得通信插头14的触点即“插头叶片”与通信插座15的相应触点配对。如果电缆12包括八条导线，一般情况下通信插头14和通信插座15将各具有八个触点。通信插座15包括在其后端的线连接组合17，它接收来自第二电缆18的多条导线(如八条)，它们被各自压入线连接组合17中的槽中，以建立第二电缆18的每条导线与穿过通信插座15的多条导电通路的相应一条之间的机械和电气连接。第二电缆18的另一端连接到网络服务器20，它可以位于例如商业写字楼的电信室中。通信插头13类似地插入在计算机11的背面提供的第二通信插座(图1中未画出)的插孔中。因此，接插线12、电缆18和通信插座15提供了计算机11与网络服务器20之间的多条电气通路。这些电气通路可以用于在计算机11与网络服务器20之间传达电气信息信号。应当认识到，一般情况下，在第二条通信电缆18与网络服务器20之间的电气通路中不会包括一个或多个壁装插座板或交换机连同附加的通信电缆。不过，为了容易描述，这些附加元件已经从图1略去，所以第二条通信电缆18转而被显示为直接连接到服务器20。
在以上介绍的通信系统中，设备之间传送信息信号时一般情况下是在一对导线(后文中为“差动对”或简单地“对”)上而不是在单个导线上。每个差动对的两条导线一般情况下在通信电缆和接插线中紧紧地绞合在一起，因此每条电缆和接插线都包括四个绞合的差动对的导线。正如本领域的技术人员公知，在差动对的每条导线上传送的信号具有相等的幅度然而相反的相位，并且信息信号被嵌入为该对中两条导线上携带的信号之间的电压差异。在通信电缆中的导线(如绝缘的铜线)上传送信号时，来自外部来源的电气噪声可能被导线拾取，使导线携带的信号的品质恶化。在绞合的差动对的导线上传送信号时，差动对中的每条导线往往从这些外部来源拾取近似相同量的噪声。因为对于由绞合的差动对的两条导线携带的信号都近似增加了等量的噪声，所以信息信号一般情况下不受干扰，由于信息信号的提取方式为取差动对的两条导线上携带的信号的差异，这种相减过程可以大部分抵消噪声信号。
如图1所示，由级联的插头、插座和电缆段在计算机11与服务器20之间形成了通道，以提供两台设备11、20之间的连通性。在这条通道中，导线与每个插头-插座连接(如插头14与插座15配对处)内的接触结构的邻近和线路可能产生电容和/或电感耦合。另外，由于四个差动对通常在单个电缆中捆扎在一起，在每个电缆段内差动对之间可能出现附加的电容和/或电感耦合。连接器和电缆中这些电容和电感耦合导致另一种类型的噪声，称为“串扰”。
确切地说，“串扰”是指从第二“干扰”差动对上传送的信号感应到第一“受害”差动对导线上的有害信号能量。感应串扰可以既包括近端串扰(NEXT)，它是在输入位置的源所对应的同一位置测出的串扰(即其感应出的电压信号以不同路径中起源干扰信号方向的相反方向行进的串扰)，又包括远端串扰(FEXT)，它是在输入位置的源所对应的输出位置测出的串扰(即串扰信号的行进与不同路径中干扰信号的方向相同)。两种类型的串扰都包括不良的噪声信号，它干扰着在受害差动对上传送的信息信号。
在通信系统中降低串扰的一种方法是以不调和地相关的不同比率把每个差动对的导线绞合在一起。这种技术一般情况下确保在电缆中的每根导线都从该电缆中包括的每个其他差动对的两根导线拾取了近似等量的信号能量。尽管这样的导线绞合和/或多种其他技术可以本质上降低电缆中的串扰，但是大多数通信系统都包括使若干电缆互连以及/或者把若干电缆连接到计算机硬件的通信连接器(即插座、插头、接线板等)。遗憾的是，多年前采用的连接器结构──并且为了维护向后兼容现在仍然有效──一般来说不会为了密切地控制每对的阻抗或使导线硬件中若干差动对之间的串扰耦合最低而保持每个差动对导线的布局和几何形状。例如，按照电信工业协会2002年6月20批准的TIA/EIA-568-B.2-1标准，在模块化插头的叶片与模块化插座的触点配对的连接区域中(本文称为“插头插座配对区”)，八根导线1-8必须对齐成一排，八根导线1-8被安排为如图2中描绘所规定的四个差动对。正如从图2中显而易见，八根导线1-8的这种布局将在差动对之间产生不等的耦合，从而在工业标准化的通信系统的每根导线中NEXT和FEXT都被引入。
以上引用的TIA/EIA-568-B.2-1标准要求遵从在FCC Part68.500文档中阐述的接口规范，它定义了多个插头-插座接口的尺寸和结构以及其他方面，包括与注册插座45(“RJ-45”)接线标准相符的插头和插座。这里，本质上遵从RJ-45接线标准的插头或插座被称为“RJ-45”插头或插座。
范围广泛的RJ-45插头是业内公知的，包括把通信电缆的每根导线直接安装到相应插头叶片的插头以及把若干导线端接到印刷电路板中并且使用印刷电路板上的导电迹线把电缆的每根导线连接到在印刷电路板上安装的相应插头叶片的插头。不过，期望具有改进的特征和/或性能的RJ-45插头。
发明内容
根据本发明的实施例，提供的RJ-45通信插头包括具有多条导电迹线和多个插头叶片的印刷电路板。每个插头叶片都具有沿着所述印刷电路板顶面延伸的第一段和沿着所述印刷电路板前缘延伸的第二段。在某些实施例中，每个插头叶片具有的厚度都可以是所述伸长的导电迹线厚度的至少两倍。
在某些实施例中，每个插头叶片的第一段具有的厚度在大约10密耳与大约20密耳之间(即每个插头叶片在基础印刷电路板顶面之上的大约10密耳与大约20密耳之间延伸)。不仅如此，在某些实施例中，一个或多个插头叶片可以包括沿着印刷电路板底面延伸的第三段。每个插头叶片都可以是金属插头叶片。在某些情况下，所述插头叶片可以由有回弹力的金属形成，并且每个插头叶片可以有回弹力地把印刷电路板的顶面和底面都夹紧。
在某些实施例中，所述印刷电路板包括多个通孔，并且每个插头叶片都具有安装在这些通孔的相应通孔中的端接段。在某些实施例中，这些通孔可以位于所述印刷电路板的前缘上，而在其他实施例中，至少某些所述通孔可以位于所述印刷电路板的顶面上。所述通孔可以布置在不止一排中。在再另外的实施例中，每个插头叶片都可以焊接在所述印刷电路板上的相应导电垫上。根据本发明实施例的RJ-45通信插头可以安装在通信电缆的第一末端上，而第二RJ-45通信插头可以安装在所述通信电缆的第二末端上以提供接插线。
根据本发明的某些实施例，提供的模块化通信插头包括印刷电路板、在所述印刷电路板上或在其中安装的多个线连接端子以及在所述印刷电路板上安装的多个插头叶片。在这些实施例中，每个插头叶片都可以沿着所述印刷电路板的前缘延伸。
在某些实施例中，每个插头叶片都可以从所述印刷电路板的前缘向前延伸至少3密耳。每个插头叶片都可以包括沿着所述印刷电路板顶面延伸的第一段以及从所述第一段沿着所述印刷电路板的前缘向下延伸的第二段。每个插头叶片都可以进一步包括沿着所述印刷电路板底面延伸的第三段，其中所述第二段把所述第一段连接到所述第三段。所述多个线连接端子的每个都可以实施为所述印刷电路板中的镀金属通孔。通信电缆的导线可以直接端接在这些镀金属通孔的相应通孔之中。
根据本发明的进一步实施例，提供的通信接插线包括电缆，具有的八根绝缘的导线被安排为四个绞合的导线对。第一插头被安装在所述电缆的第一末端而第二插头被安装在所述电缆的第二末端。所述第一插头可以包括插头外壳、在所述插头外壳内安装的在其前缘上包括多个插头叶片的印刷电路板以及在所述印刷电路板中的多个镀金属通孔，其中所述电缆的每根导线都端接在镀金属通孔的相应通孔中。在某些实施例中所述第二插头可以与所述第一插头一致。
在某些实施例中，所述印刷电路板中的镀金属通孔被安排在至少两行中。所述电缆中第一绞合导线对的导线被定位在所述印刷电路板后缘下面的第一距离处，而第二绞合导线对的导线被定位在所述印刷电路板后缘下面的第二距离处。所述第一距离可以大于所述第二距离。在某些实施例中，第三绞合导线对的导线可以被定位在所述印刷电路板后缘下面的第三距离处，其中所述第三距离大于所述第二距离但是小于所述第一距离。
根据本发明的再进一步实施例，提供的通信插头包括插头外壳，它包括闭锁、在所述插头外壳的向前部分内安装的多个插头叶片以及被滑动地安装到所述插头外壳的适配器，所述适配器在第一位置与第二位置之间可滑动，所述适配器在第一位置时增加所述插头外壳的向前部分的高度，使得所述插头将适当地闭锁在符合工业标准的RJ-45插座之内，以及所述适配器在第二位置时从所述插头外壳的向前部分向后滑离。
根据本发明又另外的实施例，提供的通信接插线包括电缆，所述电缆具有被安排为四个绞合的导线对的八根绝缘的导线。第一插头被安装在所述电缆的第一末端而第二插头被安装在所述电缆的第二末端。所述第一插头可以包括插头外壳、在所述插头外壳内安装的在其前缘上包括多个插头叶片的印刷电路板以及多个导电垫。所述电缆的每根导线都可以例如通过焊接直接端接在所述导电垫的相应垫上。
附图说明
图1是简化示意图，展示了使用常规通信插头和插座把计算机与网络装备互连；
图2是示意图，展示了从插座的正面开口观察的常规8位置通信插座(TIA568B)的模块化插座触点布线分配；
图3是根据本发明某些实施例的接插线的透视图；
图4是图3中展示的插头之一的插头外壳和印刷电路板的后面俯视透视图；
图5A是图4中印刷电路板的一部分的正面俯视透明透视图，展示了接插线的导线如何电气连接到在印刷电路板上安装的插头叶片；
图5B是图4中印刷电路板的一部分的后仰视透视图，展示了接插线的导线如何端接在印刷电路板上的孔中；
图5C是图4中印刷电路板的一部分的前仰视透视图，展示了接插线的导线在插头外壳内的布局；
图5D是图4中印刷电路板的一部分的正面俯视透视图；
图6A是根据本发明的进一步实施例，印刷电路板的一部分以及可以在图4的插头中使用的插头叶片的正面俯视透视图；
图6B是根据本发明的其他实施例，印刷电路板的一部分以及可以在图4的插头中使用的插头叶片的正面俯视透视图；
图6C是根据本发明再进一步的实施例，印刷电路板的一部分以及可以在图4的插头中使用的插头叶片的正面俯视透视图；
图7是根据本发明进一步的实施例，通信插头的插头外壳和印刷电路板的正面透视图；
图8是图7中插头的印刷电路板和插头叶片的透视图；
图9是图7中插头外壳和印刷电路板的正面视图；
图10是示意图，展示了根据本发明的实施例的通信插头印刷电路板，它具有接收通信电缆的导线的八个镀金属孔；
图11是示意图，展示了具有图10中印刷电路板的两个插头可以如何用于实施图3的接插线；
图12是示意图，展示了具有图10中印刷电路板的两个插头可以用于实施图3的接插线的另一种方式；
图13是示意图，展示了根据本发明进一步的实施例的通信插头印刷电路板，它具有接收通信电缆的导线的八个镀金属孔；
图14是示意图，展示了具有图13中印刷电路板的两个插头可以如何用于实施图3的接插线；
图15A和图15B是示意框图，展示的通信插头包括滑动地安装的适配器，允许插头在标准的RJ-45插座内和低剖面的RJ-45插座内都适合；
图16是根据本发明的某些实施例，制造通信插头的方法流程图；
图17是根据本发明进一步的实施例的插头的一部分印刷电路板的仰视透视图，其中通信电缆的每根导线都被直接端接在印刷电路板的底表面上提供的多个导电垫的相应垫上。
具体实施方式
根据本发明的实施例，提供的小形状因数模块化通信插头包括低剖面插头叶片，它们被表面安装在印刷电路板上。根据本发明实施例的通信插头可以展现出增强的电气性能(如改进的串扰性能、降低的回波损耗等)，并且在某些实施例中，制造可以不太昂贵。
低剖面插头叶片可以包括例如在印刷电路板顶面和前缘上安装的金属条或线。在某些实施例中，每个插头叶片都可以包括通常成形为“L”形状的金属条，以“L”的短边沿着印刷电路板的前缘垂直延伸而“L”的更长边沿着印刷电路板的顶面延伸。在其他实施例中，每个插头叶片都可以包括通常成形为“U”形状的金属条，以“U”的两个边分别沿着印刷电路板的顶和底面延伸而“U”的底沿着印刷电路板的前缘延伸。这些插头叶片可以以各种各样的方式安装在印刷电路板上，包括通过焊接，通过包括在印刷电路板顶面、底面和/或前缘中的孔中安装的金属条上的端接，通过以有回弹力材料形成插头叶片，它们允许插头叶片在印刷电路板上预定位置紧扣就位，等等。插头叶片的厚度可以基本上大于在RJ-45连接器中常用的印刷电路板迹线的厚度(如至少两倍厚，更常见的是这样的标准印刷电路板迹线的至少五(5)倍厚)，但是厚度也可以基本上小于常规插头叶片的厚度(如至少小三倍)。本文中，在印刷电路板表面上安装的插头叶片的“厚度”是指插头叶片在印刷电路板的基础表面之上延伸的距离。根据本发明实施例的低剖面插头叶片可以展现出基本上比常规插头叶片更小的串扰，因为相邻插头叶片之间的面对表面积缩小了。
通过从导线剥除绝缘并把每根导线直接端接在每个插头的印刷电路板中的八个镀金属通孔的相应通孔中，接插线的八根绝缘导线能够被连接到根据本发明实施例的插头。这些导线可以在其相应镀金属通孔内焊接就位，或者作为替代，可以压接就位。镀金属通孔可以在印刷电路板上以各种各样的图案排列，并且这些图案可以设计为增强串扰和/或回波损耗性能。
图3至图5展示了根据本发明某些实施例的接插线100及其多个组件。确切地说，图3是接插线100的透视图。图4是在图3的接插线100上包括的插头116的后视透视图。图5A至图5D是图4中插头116的印刷电路板150的一部分的多幅透视图，它们展示了接插线100的导线101-108如何连接到在印刷电路板结构150上安装的插头叶片141-148。
正如图3所示，接插线100包括电缆109，它具有护套110中封装的八根绝缘导线101-108(注意，导线101-108在图3中未单独编号，并且导线104和105在图3中不可见)。绝缘导线101-108可以被安排为四个绞合导线对111-114(对111在图3中不可见)，以导线104和105绞合在一起形成对111，导线101和102绞合在一起形成绞合对112，导线103和106绞合在一起形成绞合对113，而导线107和108绞合在一起形成绞合对114。可以提供隔板115比如带形隔板或十字形隔板，它使一个或多个绞合对111-114与其他一个或多个绞合对111-114分离。第一插头116连接到电缆109的第一末端而第二插头118连接到电缆109的第二末端以形成接插线100。应变消除导入口(图3中未显示)可以连接到插头116、118的每一个，它们阻止了向电缆109施加的纵向力把电缆109从插头116、118中拖出的趋势。
图4是接插线100的插头116的后面俯视透视图。为了简化绘图，图4中未显示插头外壳的后盖、多种线修饰和线固位机制以及应变消除导入口。如图4所示，通信插头116包括外壳120，它具有顶面122、底面124、正面126、接收后盖(未显示)的后开口128以及一对侧面130。插头闭锁132从底面124延伸。外壳120的顶面122和正面126包括多条纵向延伸的槽134，使得多个插头叶片141-148暴露。通信电缆109(见图3)通过后开口128接收。包括电缆孔的后盖(图4中未显示)在通信电缆109已经插入其中后，在外壳120后开口128上锁住就位。也如图4所示，通信插头116进一步包括在外壳120内布置的印刷电路板结构150，并且插头叶片141-148被安装在印刷电路板结构150的前缘处，所以能够经由外壳120的顶面122和正面126中的槽134接近叶片141-148。外壳120可以由满足关于例如电击穿电阻和可燃性的适用标准的适合的绝缘塑料制成，比如聚碳酸酯、ABS、ABS/聚碳酸酯混合或相似的电介质注塑材料。被配置为保持着印刷电路板结构150的任何常规外壳120都可以使用，因而本文不对外壳120展开更详细的介绍。
图5A至图5D是印刷电路板结构150的正面部分和插头叶片141-148的放大透视图，它们更详细地展示了印刷电路板结构150并且显示了通信电缆109的绝缘导线101-108如何可以通过印刷电路板结构150电气地连接到相应的插头叶片141-148。
印刷电路板结构150可以包括例如常规印刷电路板、专用印刷电路板(如可弯曲的印刷电路板)或任何其他适合类型的插线板。在图3至图5描绘的本发明实施例中，印刷电路板结构150包括一对印刷电路板，它们包括平面多层第一印刷电路板152和在第一印刷电路板152顶部安装的更小的平面双面第二印刷电路板154。第二印刷电路板154可以通过任何常规技术永久地毗连到第一印刷电路板152，包括胶粘、超声焊接法、钎焊等。应当认识到，可以使用单个印刷电路板而不是图3至图5的示范实施例中展示的双印刷电路板结构150。
正如图5A和图5C中的最佳显示，第一印刷电路板152包括在其底面上的八个镀金属通孔156。从通信电缆109的每根导线101-108的末端部位去除绝缘，并且每根导线101-108的金属(如铜)芯被直接插入到这些镀金属通孔156的相应通孔中。在某些实施例中，可以把导线101-108钎焊就位在其相应镀金属通孔156内。在其他实施例中，每根导线101-108都可以包括便于把导线101-108安装到其相应镀金属通孔156之中的针眼端接或其他适合端接。在再另外的实施例中，每个镀金属通孔156都可以具有其中安装的插口或其他机构，接收导线101-108的相应导线。通过把每根导线101-108直接端接到镀金属通孔156中而不使用任何绝缘位移接触、绝缘刺穿接触或其他连线接触，可以缩小插头116的尺寸。一般情况下，仅仅从每根导线插入印刷电路板152中的部分去除绝缘，尽管为了清楚地展示被插入到镀金属通孔156之中的是导线101-108的芯，在图中显示更多绝缘被去除。应当认识到，还可以使用其他技术把导线101-108端接在印刷电路板152中。例如，在其他实施例中，可以把多个绝缘刺穿接触或绝缘位移接触安装在印刷电路板152上，它们用于把每根导线101-108电气连接到印刷电路板152上的相应迹线。如图17所示，在再另外的实施例中，通信电缆109的每根导线101-108都可以直接端接在印刷电路板152的表面上提供的多个导电垫155的相应垫上。安装导线101-108时可以单独在印刷电路板结构150的底面上，单独在印刷电路板结构150的顶面上，或者在印刷电路板结构150的顶底两面上。
正如图5B中的最佳显示，导线101-108可以在插头116内保持成对。确切地说，第一对111的导线104、105以印刷电路板152底面以下的第一距离走线到插头外壳120的背面，而第三对113的导线103、106以印刷电路板152底面以下小于第一距离的第二距离走线到插头外壳120的背面，使得第一对111被放置在第三对113下面。第二对112的导线101、102和第四对114的导线107、108以印刷电路板152底面以下第一与第二距离之间的第三距离走线在第一对111和第三对113的对面。以这种方式，四个差动对111-114可以基本上保持在与它们在电缆109内所保持的相同位置，与常规插头设计相比，这可以提供改进的串扰性能。虽然图中未显示，但是在某些实施例中，每对111-114都可以一路保持为绞合对一直到导线101-108为了插入到第一印刷电路板152底面的镀金属通孔156中而向上弯曲的点。这也可以改进接插线100的电气性能。
插头叶片141-148被配置为与配对的通信插座的相应触点比如插座线弹簧触点进行机械和电气接触。确切地说，正如图5A和图5C至图5D中的最佳显示，八个插头叶片141-148的每一个都被安装在第一印刷电路板152的正面部分。插头叶片141-148可以按并排关系基本上横向对齐。插头叶片141-148的每一个都包括沿着第一印刷电路板152顶面向前延伸的第一段、通过近似九十度角弯曲的过渡段以及从第一段沿着第一印刷电路板152前缘向下延伸的第二段。过渡段可以包括弯曲的外半径，它遵从在例如IEC60603-7-4中对符合工业标准的插头叶片阐述的规范。
插头叶片141-148的每一个都可以与印刷电路板150分开制作。在描述的实施例中，插头叶片141-148的每一个都包括长度近似为140密耳、宽度近似为20密耳而高度(即厚度)近似为20密耳的延长金属条。在另一个示范实施例中，插头叶片141-148的每一个都包括长度近似为160密耳、宽度近似为15密耳而高度近似为15密耳的延长金属条。在某些实施例中，插头叶片141-148的高度(即厚度)可以小到2-3密耳。应当认识到，无数其他维度都是可接受的。不过应当认识到，插头叶片的长度和高度都可以大致变化(如果插头叶片要符合工业标准，插头叶片的宽度一般情况下受制于更小的调整)。事实上，在其他实施例中，插头叶片的高度可以被相当大地减少(如到大约10密耳，甚至到大约5密耳)以便提供更加低剖面的插头叶片，它们与邻近插头叶片耦合更少。
插头叶片141-148可以以各种各样的不同方式安装到第一印刷电路板152。正如图4、5A和5D中的最佳显示，在描绘的实施例中，在第一印刷电路板152的顶面上可以提供伸长的接触垫158。接触垫158的每一个都可以直接布置在插头叶片141-148的相应一个的下面。接触垫158可以包括例如铜垫或镀金的铜垫，它们形成为第一印刷电路板152的一部分。插头叶片141-148的每一个都可以被焊接到其相应接触垫158以便把每个插头叶片141-148机械地和电气地连接到其相应接触垫158。在某些实施例中，每个接触垫158都可以既在第一印刷电路板152的顶面上延伸又沿着第一印刷电路板152的前缘向下延伸(即在其相应插头叶片141-148的第一和第二段二者的下方)，并且插头叶片141-148可以沿着第一印刷电路板152的顶面和前缘都焊接到接触垫158，以便确保插头叶片141-148被牢固地固定到其相应接触垫158。
虽然把插头叶片141-148焊接到接触垫158是把插头叶片141-148连接到印刷电路板152的一种方法，但是应当认识到，可以使用许多其他连接机制。例如，如图6A和图6C示意地显示，在其他实施例中，通过在第一印刷电路板152中安装的每个插头叶片141-148上包括端接末端，可以把插头叶片141-148安装到第一印刷电路板152。例如，如图6A所示，沿着第一印刷电路板152顶面可以成排地提供多个矩形(或其他形状)孔160(图6A仅仅描绘了两个孔160和两个插头叶片141、142)，并且每个插头叶片141-148都可以包括第三段162，从第一段末端以九十度角延伸，在这些孔160的相应孔内被接收。这第三段162可以包括也可以不包括端接零件比如针眼端接(未显示)，它便于把插头叶片141-148的第一末端永久地安装到其相应孔160之中。作为替代或补充，可以使用把每个插头叶片141-148永久地安装在其相应孔160中的焊料、导电粘合剂或其他装置。
如图6B所示，在其他实施例中，沿着第一印刷电路板152前缘可以成排地提供类似的一组矩形(或其他形状)孔164(图6B仅仅描绘了两个孔164和两个插头叶片141、142)，并且每个插头叶片141-148都可以包括第四段166，从第二段末端以九十度角延伸，以便在这些孔164的相应孔内被接收。这第四段166同样可以包括也可以不包括端接零件比如针眼端接(未显示)，它便于把插头叶片141-148的第二末端永久地安装到其相应孔164之中，并且可以使用也可以不使用把每个插头叶片141-148永久地安装在其相应孔164中的焊料、导电粘合剂或其他装置。
如图6C所示，在再另外的实施例中，沿着第一印刷电路板152前缘可以成排地提供一组矩形(或其他形状)孔168(图6C仅仅描绘了两个孔168和两个插头叶片141、142)，并且每个插头叶片141-148都可以包括第五段169，从插头叶片141-148中间部位以九十度角延伸。每个插头叶片的第五段169都可以在第一印刷电路板152顶面的相应孔168中被接收(或者作为替代，在第五段169从插头叶片的第二段延伸时沿着第一印刷电路板152的前缘)。同样应当认识到，某些插头叶片141-148可以使用以上介绍技术之一安装到第一印刷电路板152，而其他插头叶片141-148可以使用以上介绍技术的另一种安装到第一印刷电路板152。例如，插头叶片141、143、145和147的每一个都可以包括第三段162并以图6A展示的方式安装，而插头叶片142、144、146和148的每一个都可以包括第四段166并以图6B展示的方式安装。还应当认识到，可以使用范围广泛的其他技术把插头叶片141-148安装到第一印刷电路板152。
再次转向图5A，可见在第一和第二印刷电路板152、154中提供了多条导电通路170。这些导电通路170的每一条都把镀金属通孔156之一电气连接到接触垫158的相应垫，以便提供在镀金属通孔156中端接的导线101-108的每条与插头叶片141-148的相应叶片之间的电气通路。每条导电通道170都可以包括例如在印刷电路板152和/或印刷电路板154的一层或多层上提供的一条或多条导电迹线。当导电通路170包括在印刷电路板152、154之一的多层上或者在两块印刷电路板152、154之间延伸的若干导电迹线时，可以提供镀金属或填充金属的通孔(或者本领域技术人员公知的其他层传递结构)，它们提供了印刷电路板152、154的不同层上的若干导电迹线之间的电气连接。
正如以上讨论，实现插头叶片141-148时可以使用与印刷电路板150分开制作的若干组件(与印刷电路板150一部分的导电结构相对)。这些分开制作的插头叶片141-148被永久地安装在印刷电路板150上。使用分开制作的插头叶片141-148可以允许插头叶片141-148为更厚的结构，在使用期间可以更坚固且更易于承受磨损。不过，插头叶片141-148被设计为具有低剖面以便减小每个插头叶片面向邻近插头叶片的截面积，从而使在邻近插头叶片之间耦合的电容和电感量都减小。正如本文将更详细地讨论，这可以便于提供具有增强电气性能的插头。
为了确保由不同厂商制造的插头和插座彼此配合良好，某些工业标准比如TIA-568-C.2-2009要求每个插头都展示对到对的NEXT和FEXT等级在某些频率处于规定的范围之内。使用低剖面插头叶片可能降低邻近插头叶片之间的耦合，使得插头中的对111-114之间可能产生不足量的NEXT和/或FEXT，从而该插头不符合这些工业标准。如果这种情况发生，就可以例如在印刷电路板152和/或154内实施若干电容器和/或其他耦合元件，以便产生足够量的干扰串扰使得插头符合工业标准。为了简化附图，图4至图6中没有显示这些电容器和/或其他耦合元件。
在某些实施例中，用于产生附加干扰串扰的若干电容器和/或其他耦合元件可以被连接到插头叶片141-148的非信号电流携带部分。正如在2010年6月8日提交的标题为“COMMUNICATIONS PLUGSHAVING CAPACITORS THAT INJECT OFFENDINGCROSSTALK AFTER A PLUG-JACK MATING POINT ANDRELATED CONNECTORS AND METHODS”的待批准美国专利申请No.12/795,843中的详细介绍，通过在插头叶片的非信号电流携带部分注入干扰串扰，就有可能及时地把(插头中)大量干扰串扰与(配对插座中)补偿串扰发生的点对齐，这能够显著地增强串扰补偿的程度。美国专利申请No.12/795,843的全部内容在此引用作为参考，仿佛阐述了其全部内容，并且应当理解，在这份申请书中教导的用于产生附加干扰串扰的技术可以被应用在根据本发明实施例的通信插头中。
图7至图9展示了根据本发明进一步实施例的通信插头。确切地说，图7是插头216的正面透视图，图8是插头216的一部分印刷电路板和插头叶片的透视图，而图9是插头216的正面视图。通信插头216可以用于例如代替图3的接插线100中的插头116和118。
如图7所示，插头216包括外壳220，它可以与图4至图5的插头116的外壳120一致。与插头116一样，插头216可以包括后盖、线固位和修饰机制以及应变消除导入口，为了简化附图在图7中没有描绘。
通信插头216进一步包括印刷电路板结构250，它包括第一印刷电路板252和第二印刷电路板254。印刷电路板结构250可以与以上参考图4至图5介绍的插头116的印刷电路板结构150基本上一致。多个插头叶片241-248被安装在第一印刷电路板252上。印刷电路板252包括多个接触垫258，它们可以与以上关于插头116介绍的接触垫158一致。正如图8中的最佳显示，插头叶片241-248与插头116的插头叶片141-148的不同之处在于插头叶片241-248的每一个都包括沿着第一印刷电路板252的底面延伸的第三段。
还应当认识到，虽然在以上提供的示范实施例中展示的印刷电路板结构包括两块分开印刷电路板，但是在其他实施例中，印刷电路板结构可以包括单个印刷电路板。
图8更详细地展示了插头叶片241-248的设计。如图8所示，沿着第一印刷电路板252的顶面延伸的每个插头叶片241-248的第一段比插头116的每个插头叶片141-148的第一段长些。在第一印刷电路板252的前缘向下延伸的每个插头叶片241-248的第二段类似于插头116的每个插头叶片141-148的第二段，但是更长一点以便与沿着第一印刷电路板252的底面延伸的插头叶片的第三段相连。沿着第一印刷电路板252的底面延伸的每个插头叶片241-248的第三段可以与每个插头叶片241-248的第一段的长度近似相同，使得每个插头叶片241-248通常具有“U”形(与通常为“L”形的插头116的插头叶片141-148相比)。在某些实施例中，每个插头叶片241-248都可以由有回弹力的金属形成，例如弹簧回火的磷青铜、铍青铜等。每个插头叶片241-248的“U”形内部的内宽度可以稍微小于第一印刷电路板252的厚度(高度)。通过把每个插头叶片的腿(即第一和第三段)分开，然后把该插头叶片以图8所示位置安装在第一印刷电路板252上，插头叶片241-248可以被“回弹地”安装在印刷电路板252上。插头叶片的回弹性质然后用来保持叶片就位。此外，也可以在插头外壳220的内表面提供若干保持特征，一旦第一印刷电路板252(其上带有插头叶片241-248)被插入到外壳220中这些特征就把每个插头叶片241-248稳固地卡在其恰当位置。在某些实施例中，在第一印刷电路板252的顶面、底面和/或前缘中可以为每个插头叶片241-248形成若干沟槽，它们与插头叶片241-248的回弹力合作以保持每个插头叶片在印刷电路板252上其恰当位置。
虽然图7至图9描绘的实施例使用插头叶片241-248的回弹力把插头叶片241-248端接到印刷电路板上，但是应当认识到，以上关于图4至图6讨论的任何技术都可以用于把插头叶片241-248端接到印刷电路板252中。在其他方面，插头216可以与以上讨论的插头116一致，并且可以使用例如把通信电缆109的每根导线101-108端接到以上关于图5A至图5D和图17讨论的印刷电路板252中的相同技术，它们用于把导线101-108端接到插头116的印刷电路板152中。
图10和图13展示了根据本发明进一步实施例的两种不同的插头印刷电路板，它们使用了接收通信电缆109的导线101-108的镀金属通孔156的替代图案。图11至图12和图14展示了具有图10或图13中任一幅的印刷电路板的两个插头可以被接线以实施接插线的几种不同方式。
确切地说，图10是插头116的第一印刷电路板152的修改版本的顶面的一部分的示意图，它已经被指定为152’。如图10所示，在印刷电路板152’的顶面上布置了八个接触垫158。插头叶片141-148(图10未显示)的相应叶片被安装在这些接触垫158的每一个的向前部分的顶面上。在每个接触垫158的末端提供了镀金属通孔156。电缆109的八根导线101-108(图10未显示)可以被端接在八个镀金属通孔156的相应通孔之中。如图10所示，镀金属通孔156被排列成两排，在第一排中排列着对111、112和114的通孔156，在与第一排偏离的第二排中排列着对113的通孔156。金属通孔156的每一个都被物理地和电气地连接到延长的接触垫158的相应垫。与接收导线103的镀金属通孔156相连的接触垫158处于接收导线102和104的镀金属通孔156之间，而与接收导线106的镀金属通孔156相连的接触垫158处于接收导线105和107的镀金属通孔156之间。镀金属通孔156的这种排列允许全部四个导线对111-114保持绞合直到这些导线对被端接到印刷电路板152之中的点，这可以改进插头116的电气性能特征(如串扰、回波损耗等)。在其他实施例中，绞合的导线对111-114可以在离端接点指定距离处过渡到指定几何形态的非绞合平行对，以便在保持串扰和阻抗控制的同时易于装配，如图5A至图5D所示。
图11和图12展示了两种示范方式，其中使用图10中印刷电路板152’实施的插头可以连接到通信电缆109的导线101-108，以便分别实施接插线100’和100”。确切地说，如图11所示，电缆109的导线101-108全都被端接到接插线100’的左侧安装的插头中包括的印刷电路板152’的顶侧。相反，电缆109的导线101-108全都被端接到接插线100’的右侧安装的插头中包括的印刷电路板152’的底侧(即接插线右侧的印刷电路板152’被翻转)。结果，每根导线101-108的每个末端都可以连接到两块印刷电路板152’的每块中的相同镀金属通孔156，即使这两块印刷电路板152’面向相反方向。图7至图9的插头216中包括的插头叶片241-248可以特别适于用在图11的接插线100’中。
如图12所示，在另一个实施例中，导线101-103和导线106-108可以端接到接插线100”的左侧安装的插头中包括的印刷电路板152’的顶侧，而导线104和105被端接到这块印刷电路板底侧(图12中虚线表明导线在印刷电路板152’的另一面走线)。八根导线101-108全都被端接到接插线100”的右侧安装的插头中包括的印刷电路板152’的底侧。这种排列再次允许每根导线101-108的每个末端都连接到两块印刷电路板152’的每块中的相同镀金属通孔156，即使这两块印刷电路板152’面向相反方向。图7至图9的插头216中包括的插头叶片241-248可以特别适于用在图12的接插线100”中。
图13是插头116的第一印刷电路板152另一个修改版本的顶面(左图)和底面(右图)的一部分的示意图，它已经被指定为152”。如图13所示，在印刷电路板152”的顶面上布置了八个接触垫158。这些接触垫158的七个直接连接到相应的镀金属通孔156。八个接触垫158被电气连接到其相应镀金属通孔156，经由在印刷电路板152”的底部提供的导电迹线段158，以及经由把所述接触垫158电气连接到印刷电路板152”的底部提供的导电迹线段158的填充金属孔(图13中不可见)。插头叶片141-148(图13未显示)的相应叶片被安装在接触垫158的每一个的向前部分的顶部上。电缆109的八根导线101-108(图13未显示)可以被端接在八个镀金属通孔156的相应通孔之中。如图13所示，镀金属通孔156被排列成两排，在第一排中排列着对112和114的通孔156，在与第一排偏离的第二排中排列着对111和113的通孔156。金属通孔156的每一个都被物理地和电气地连接到延长的接触垫158的相应垫。
图14展示了为了实施接插线，使用图13中印刷电路板152”实施的两个插头可以如何连接到通信电缆109的导线101-108。如图14所示，电缆109的导线101-108都被端接到接插线的左侧所安装的插头中包括的印刷电路板152”的底侧。相反，电缆109的导线101-108都被端接到接插线的右侧所安装的插头中包括的印刷电路板152”的顶侧。结果，每根导线101-108的每个末端都可以连接到两块印刷电路板152”的每块中的相同镀金属通孔156，即使这两块印刷电路板152”面向相反方向。图7至图9的插头216中包括的插头叶片241-248可以特别适于用在图14的接插线中。
根据本发明某些实施例的通信插头中包括的低剖面插头叶片允许插头外壳小于在工业标准中对符合标准的RJ-45插头指定的外壳。所以，有可能设计更小的RJ-45插座，会允许接插板、网络交换机等包括的插座密度提高。“密度”是指在装备支架内提供连接的每单位体积或单位面积的插座数量；因此，提高密度能够提供每支架更多的连接/接插位置。许多装备支架被配置为安装1.75英寸标准高度(此高度在业内被称为“U”)若干倍的接插板和装备(如网络交换机)。目前，接插板和网络交换机通常为支架空间的每个U提供两排24个插座。利用根据本发明实施例的插头，可以提供在单个U空间内包括三排24个插座的接插板和/或网络交换机。
遗憾的是，具有这样的更小外壳的插头的一个缺点是它们将不符合工业标准，因此它们将不能用于符合工业标准的插座。为了克服这个缺点，根据本发明进一步的实施例，提供的插头适配器可用于把更小的RJ-45插头转换为符合工业标准的RJ-45插头。在某些实施例中，适配器可以滑动地安装在插头外壳上，如图15A至图15B中示意地展示。确切地说，如图15A所示，提供的插头300可以包括外壳310、闭锁320和适配器330。外壳310可以具有高度“H”，它短于符合工业标准的RJ-45插头的高度。适配器330可以滑动地安装在外壳310上，并且可以在外壳310之下延伸“X”距离，使得H+X等于符合工业标准的RJ-45插头外壳的高度。
如图15A至图15B所示，当插头300被用在低剖面插座中时，适配器330可以向后滑出去(如250密耳)，使得插头300将适合于低剖面插座上更小的插头孔。相反，当插头300被用在标准的RJ-45插座中时，适配器330可以向前滑动使得插头外壳310在插头300正面部分的高度将满足工业标准。
根据本发明的进一步实施例，提供了制造RJ-45通信插头的方法。正如图16的流程图所示，根据这些方法，形成的印刷电路板包括多个线端接孔、多个插头叶片接触结构和把每个相应的线端接孔连接到对应的插头叶片接触结构的多个导电通道(方框400)。多个插头叶片与印刷电路板分开地制造(方框410)。每个分开制造的插头叶片都被安装到印刷电路板上，使得每个插头叶片都与插头叶片接触结构的相应结构电气接触(方框420)。最后，其上具有若干插头叶片的印刷电路板被至少部分地安装在插头外壳之内(方框430)。
插头叶片接触结构可以是例如印刷电路板上的多个接触垫。作为替代，插头叶片接触结构可以是印刷电路板中的多个镀金属通孔，其中每个都接收插头叶片的相应叶片的端接端。也可以使用其他插头接触结构。另外，本方法可以进一步包括把通信电缆的导线直接端接到印刷电路板中的相应线端接孔中，以便形成通信接插线。以上介绍的任何插头叶片都可用于以上介绍的图16的方法。
根据本发明再进一步的实施例，以上讨论的低剖面插头叶片可以直接电镀在印刷电路板上，而不是作为分开件安装。在这样的实施例中，印刷电路板可以被制造为使得其前缘上的半径符合RJ-45插头叶片上半径的工业标准化需求。导电金属比如铜或镀金铜然后将被电镀在印刷电路板的顶面和正面上，以便形成每个低剖面插头叶片。以这种方式制造的低剖面插头叶片将可能具有例如本文公开任何低剖面插头叶片的形状。一般情况下，使用这种方式时，低剖面插头叶片将可能比图中所示的叶片基本上更薄，厚度小于10密耳，在某些情况下厚度小于5密耳。
本发明不限于以上讨论的展示实施例；相反，这些实施例意在全面地和彻底地向本领域技术人员公开本发明。在附图中，相同的数字自始至终指相同的元件。为了清楚起见某些组件的厚度和维度可以夸大。
为了便于说明，本文可以使用空间相对术语，比如“顶部”、“底部”、“侧面”“更上方”、“更下方”等描述图中展示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应当理解，空间相对术语意在包括除图中描绘的朝向外器件在使用或操作中的不同朝向。例如，如果翻转图中的设备，被描述为其他元件或特征“下面”或“之下”的元件然后将朝向其他元件或特征“之上”。因此，示范术语“下面”能够既包含之上朝向又包含下面朝向。该器件可以朝向另外方向(旋转90度或以其他朝向)并且本文所用的空间相对描述被相应地解释。
本发明针对模块化的通信插头比如RJ-45插头。正如本文使用，术语“向前”和“正面”及其派生词是指从插头中心朝向当插头与插座配对时首先被接收在插座的插头孔之内的插头部位延伸的向量所定义的方向。相反，术语“向后”及其派生词是指与向前方向直接相反的方向。
为了简要和/或清楚起见，众所周知的功能或结构可以不详细介绍。正如本文所用，措辞“和/或”包括了一个或多个相关联列出项的随便什么组合。
本文使用的术语仅仅是为了描述特定实施例而并非意在限制本发明。正如本文所用，单数形式“某”和“所述”意在也包括复数形式，除非上下文清楚地表明并非如此。应当进一步理解，术语“包含”和/或“包括”在本说明书中使用时，指定了所陈述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或其组合的存在或加入。
除非以其他方式定义，本文所用的一切术语(包括技术的和科学的术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员的通常理解相同的意义。应当进一步理解，术语比如在常用辞典中定义的术语，应当被解释为具有的意义与它们在相关领域的语境中的意义一致，而不应当在理想化的或过度正式的意义中解释，除非本文明确地如此定义。
上面是本发明的展示而不应当解释为其限制。尽管已经介绍了本发明的若干示范实施例，但是本领域技术人员将不难认识到，在示范实施例中许多修改是可能的而不在本质上脱离本发明的新颖教导和优点。所以，一切这样的修改都意在被包括在权利要求书中界定的本发明的范围之内。本发明由以下权利要求书界定，权利要求书的等效内容要包括其中。

Claims (19)

1.一种RJ-45通信插头，包括：
外壳，具有多个槽；
具有多个伸长导电迹线和多个通孔的印刷电路板，所述印刷电路板至少部分地被容纳在该外壳之内；以及
多个插头叶片，每个插头叶片都具有沿着所述印刷电路板的顶面延伸的第一段、沿着所述印刷电路板的前缘延伸的第二段以及从所述第一段延伸的端接柱段，每个插头叶片的所述端接柱段都在所述印刷电路板中的多个通孔中的相应通孔中被接收，
其中每个插头叶片的第一段通过所述多个槽的相应一个槽暴露。
2.根据权利要求1的RJ-45通信插头，其中，每个插头叶片的第一段和第二段形成L形插头叶片，所述L形插头叶片具有在所述印刷电路板的顶面上的第一端和沿着所述印刷电路板的前缘并且直接接触所述印刷电路板的前缘的第二端。
3.根据权利要求1的RJ-45通信插头，其中，所述插头叶片被表面安装在所述印刷电路板上，以及其中所述端接柱段从每个相应插头叶片的所述第一段的中间部位延伸。
4.根据权利要求1的RJ-45通信插头，其中，所述导电迹线包括第一至第四差动对的导电迹线，所述RJ-45通信插头进一步包括在所述印刷电路板内的干扰串扰电路，所述干扰串扰电路被配置为产生第一与第二差动对的导电迹线之间的干扰串扰。
5.根据权利要求4的RJ-45通信插头，其中，所述干扰串扰电路连接在与导电迹线的第一和第二差动对的导电迹线相连的插头叶片的非信号电流携带部分之间。
6.根据权利要求1的RJ-45通信插头，进一步包括所述印刷电路板上的多个接触垫，并且其中通信电缆的导线被焊接到所述接触垫的相应垫。
7.根据权利要求6的RJ-45通信插头，其中，所述接触垫全都在所述印刷电路板的底面上。
8.根据权利要求6的RJ-45通信插头，其中，所述接触垫中的一些在所述印刷电路板的底面上，而其他的所述接触垫在所述印刷电路板的顶面上。
9.根据权利要求1的RJ-45通信插头，其中，每个插头叶片的第一段在所述印刷电路板的顶面之上0.05毫米与0.64毫米之间延伸。
10.根据权利要求1的RJ-45通信插头，其中，至少第一两个通孔被布置为第一排通孔，而至少第二两个通孔被布置为第二排通孔，其中所述第二排通孔与所述第一排通孔不共线。
11.根据权利要求10的RJ-45通信插头，其中，所述第二排通孔被放置在所述印刷电路板的前缘。
12.根据权利要求1的RJ-45通信插头，安装在通信电缆的第一末端上，与安装在所述通信电缆的第二末端上的根据权利要求1的第二RJ-45通信插头一起提供接插线。
13.根据权利要求1的RJ-45通信插头，其中，每个插头叶片都从所述印刷电路板的前缘向前延伸至少0.08毫米。
14.根据权利要求1的RJ-45通信插头，还包括在所述印刷电路板上的多个线连接端子，所述多个线连接端子的每一个都包括所述印刷电路板中的镀金属通孔，并且其中通信电缆的导线直接端接在所述镀金属通孔的相应通孔之中。
15.一种RJ-45通信插头，包括：
具有顶侧和底侧的外壳，所述外壳的顶侧包括对所述外壳的内部打开的八个纵向延伸的槽；
印刷电路板，所述印刷电路板在其顶面上具有第一至第四差动对的导电迹线和第一至第八接触垫，所述印刷电路板至少部分地被容纳在所述外壳之内；和
第一至第八低剖面插头叶片，其被安装在所述相应的第一至第八接触垫上，每个低剖面插头叶片具有沿着所述印刷电路板的顶面延伸的第一段，所述第一段通过所述八个纵向延伸的槽中的相应一个槽暴露；和
在所述印刷电路板内的干扰串扰电路，所述干扰串扰电路被配置为产生第一差动对的导电迹线与第二差动对的导电迹线之间的干扰串扰，
其中所述第一至第八低剖面插头叶片的每一个的第一段具有0.05毫米与0.64毫米之间的厚度。
16.根据权利要求15的RJ-45通信插头，其中，每个低剖面插头叶片被焊接到所述接触垫的相应一个接触垫。
17.根据权利要求15的RJ-45通信插头，其中，每个低剖面插头叶片经由导电粘合剂连接到所述接触垫的相应一个接触垫。
18.根据权利要求15的RJ-45通信插头，其中，每个低剖面插头叶片的第一段沿着所述第一段的长度直接接触所述印刷电路板的顶面。
19.根据权利要求18的RJ-45通信插头，其中，每个低剖面插头叶片还包括沿着所述印刷电路板的前缘并且直接接触所述印刷电路板的前缘的第二段。
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