CN104348011A - 模块化连接器组件 - Google Patents

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CN104348011A CN201410451996.8A CN201410451996A CN104348011A CN 104348011 A CN104348011 A CN 104348011A CN 201410451996 A CN201410451996 A CN 201410451996A CN 104348011 A CN104348011 A CN 104348011A
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W·S·戴维斯
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Abstract

一种模块化连接器组件包括具有配合端(128)和与该配合端相反的安装端(130)的壳体(120)。该壳体具有由腔室壁(212)分隔开的多个单独的腔室(210)以及被接收于对应腔室内的触头组件(122)。每个触头组件具有保持插座信号触头(124)的差分对的介电本体(160)，以及联接到该介电本体的外部的接地屏蔽件(126)。该接地屏蔽件为插座信号触头的差分对提供与该插座信号触头的其它对的电屏蔽。

Description

模块化连接器组件
技术领域
本发明涉及一种用于互连两个电路板的模块化连接器组件。
背景技术
一些电连接器系统采用插座和插头连接器来互连两个电路板，如母板和子板。这些电路板一般彼此垂直地设置。插座连接器具有在对应的电路板和插头连接器之间过渡的直角片或板。该板一般保持通过直角过渡部过渡的多个信号导体。使用这种板的插座连接器具有至少一个已知的问题就是制造具有不同设计的相似的插座连接器的成本非常的高。例如，当需要不同的设计时，例如在具有不同数量的信号导体或信号导体之间不同的间距的插座连接器，需要设计并制造新的模具和加工设备。这种设备的成本是非常昂贵的。
需要一种连接器，其能够以相对低的成本制造出不同尺寸的结构。
发明内容
根据本发明，一种模块化连接器组件包括具有配合端和与该配合端相反的安装端的壳体。该配合端被构造为与插头连接器相配合，该安装端被构造为安装到电路板。该壳体具有被腔室壁分隔开的多个单独的腔室以及被接收在对应腔室内的触头组件。每个触头组件具有保持插座信号触头的差分对的介电本体。插座信号触头被构造为端接至该电路板并被构造为与该插头连接器的对应插头信号触头相配合。每个触头组件具有联接到该介电本体的外部的接地屏蔽部。该接地屏蔽部为该插座信号触头的差分对提供与该插座信号触头的其它差分对的电屏蔽。
附图说明
图1是模块化连接器组件的透视图，其例示了根据示例性实施例形成的且未配合的插头连接器和插座连接器。
图2是插座连接器的分解视图，其示出了准备装入插座连接器的插座壳体内的触头组件。
图3是根据示例性实施例形成的触头组件的分解视图。
图4和5是触头组件的侧透视图。
图6是插座壳体的一部分的仰视透视图。
图7是插座壳体的一部分的仰视透视图，其示出了准备装入对应腔室的一个触头组件。
图8例示了插座壳体的一部分，其示出了已装入对应腔室的一个触头组件。
图9是插座连接器的仰视透视图，其示出了联接到插座壳体的安装端的组织器。
具体实施方式
图1是模块化连接器组件100的示例性实施例的透视图，其例示了可直接地配合到一起的插座连接器102和插头连接器104。在示例性实施例中，插座连接器102和插头连接器104在电路板之间可设置为夹层布置。模块化连接器组件100可称作为夹层连接器组件100。插座连接器102和/或插头连接器104在下文中可单独地被称作为“一个夹层连接器”，以及可整体地被称作为“夹层连接器”。在替代实施例中也可以有其它的构造，包括直角连接器、线缆安装连接器等。
插座和插头连接器102、104每个电连接到各自的插座和插头电路板106、108。插座和插头连接器102、104用于将电路板106、108在可分离的配合接口处电连接到彼此。配合轴线110延伸穿过插座和插头连接器102、104。插座和插头连接器102、104在平行于并沿着配合轴线110的方向上配合到一起。
在示例性实施例中，电路板106、108彼此平行地定向并彼此分隔开，并且连接器102、104位于它们之间。电路板106、108和连接器102、104限定夹层布置，其中电路板106、108和连接器102、104堆叠在一起。电路板106、108可水平地定向且连接器102、104在水平的电路板106、108之间限定竖直的连接器。连接器102、104的信号触头在垂直方向上成列地或线状地穿过。在替代实施例中，电路板106、108可以有替代的定向。
插座连接器102包括保持多个触头组件122(如图2所示)的插座壳体120。可设置任意数量的触头组件122。每个触头组件122包括插座信号触头124(如图2所示)，它们被接收在插座壳体120内以用于与插头连接器104配合。可选地，插座信号触头124可被电屏蔽。
插座壳体120包括配合端128和安装端130。在示例性实施例中，安装端130大致平行于配合端128。插座信号触头124被接收在插座壳体120内并被保持于其中以用于配合到插头连接器104。插座信号触头124设置在用于安装到插座电路板106的安装端130。可选地，插座信号触头124设置在具有排和列的阵列中。
插座壳体120在配合端128包括多个信号触头开口132和多个接地触头开口134。插座信号触头124与对应的信号触头开口132对准，用于当插座和插头连接器102、104配合时将对应的插头信号触头144接收于其内。当插座和插头连接器102、104配合时，接地触头开口134将插头接地屏蔽件146接收于其内。
插座壳体120由介电材料制成，如塑料材料，并在信号触头开口132和接地触头开口134之间提供隔离。插座壳体120将插座信号触头124和插头信号触头144与插头接地屏蔽件146隔离。插座壳体120将每组插座和插头信号触头124、144与其它组的插座和插头信号触头124、144隔离。在示例性实施例中，组织器136在安装端130和插座电路板106之间安装到插座壳体120。组织器136保持用于安装到电路板106的插座信号触头124的位置。
插头连接器104包括插头壳体138，插头壳体138具有沿着插头壳体的相反侧延伸并在它们之间限定空腔142的遮盖壁140。插头连接器104具有配合端150和安装到插头电路板108的安装端152。可选地，安装端152可大致平行于配合端150。插座连接器102穿过配合端150被接收在空腔142内。插座壳体120定位在遮盖壁140之间并且可接合遮盖壁140，从而在空腔142内引导插座连接器102。插头信号触头144和插头接地屏蔽件146从底壁148延伸到空腔142内。插头信号触头144和插头接地屏蔽件146延伸穿过底壁148并被安装到电路板108。
在示例性实施例中，插头信号触头144被布置为差分对。插头接地屏蔽件146被定位在差分对之间，以在相邻的差分对之间提供电屏蔽。在例示的实施例中，插头接地屏蔽件146为C形并在对应的插头信号触头144对的三个侧上提供屏蔽。与其它对插头信号触头144对相关的插头接地屏蔽件146沿着相邻的插头接地屏蔽件146的打开的、第四侧提供屏蔽，使得每对信号触头144与相同列和相同排上的每个相邻的对屏蔽。在替代实施例中，插头接地屏蔽件146还可以有其它的构造或形状。插头接地屏蔽件146的形状可沿着其不同的部分而变化，以实现阻抗控制或其它电气特性的控制。其它实施例可提供L形屏蔽件，其在两个侧上进行屏蔽，其中相邻的插头接地屏蔽件沿着插头接地屏蔽件的打开的两侧提供屏蔽。在替代实施例中可提供更多或更少的屏蔽壁。这些壁除了是平面状之外还可以是弯曲的或成角度的。在其它替代实施例中，插头接地屏蔽件146可为单独的信号触头144或具有两个以上信号触头144的多组触头提供屏蔽。插头接地屏蔽件146的尺寸和形状可被形成为被构造为提供某些电气特性，如控制信号的阻抗。
图2是插座连接器102的分解视图，其示出了准备装入插座壳体120的一个触头组件122。组织器136被示出为准备联接到插座壳体120的安装端130。触头组件122被构造为穿过插座壳体120的安装端130而被装入插座壳体120。在触头组件122被装入插座壳体120之后，组织器136联接到插座壳体120和触头组件122。组织器136可分步地联接到安装端130，其中，该组织器首先部分地联接到插座连接器102，如为了运输时保持和保护这些触头，然后，当被安装到电路板时再全部地联接到插座连接器102。该组织器可包括用于下面将要描述目的的垫226。
触头组件122包括保持对应插座信号触头124的介电本体160。在示例性实施例中，介电本体160保持插座信号触头124的差分对。插座接地屏蔽件126联接到介电本体160并为插座信号触头124提供电屏蔽。在示例性实施例中，插座信号触头124的每个差分对被具有分离的插座接地屏蔽件126的分离的介电本体160保持。插座信号触头124的差分对被插座接地屏蔽件126与其它触头组件122的插座信号触头124的其它差分对电屏蔽。由插座接地屏蔽件126提供的电屏蔽减小了插座信号触头124对限定的每个信号通道上的噪音，改善了由该信号通道传输的信号的电特性。与那些没有为插座信号触头124对提供单独屏蔽的插座连接器相比，插座连接器102具有更高的性能。
图3是一个触头组件122的分解视图，其示出了准备联接到介电本体160的插座接地屏蔽件126。介电本体160至少部分地围绕插座信号触头124对。可选地，介电本体160可围绕信号触头124包覆模制。替代地，介电本体160可单独地制造，例如模制，以及然后信号触头124可装入介电本体160，如从其一端装入或穿过其一例而装入。介电本体160在顶部162和底部164之间延伸。在示例性实施例中，插座信号触头124在配合端170和触头尾部172之间大体线性地延伸穿过介电本体160。例如，插座信号触头124沿着触头轴线166延伸穿过介电本体160。插座信号触头124的一些部分延伸超过顶部162以及超过底部164。例如，插座信号触头124具有从介电本体160的顶部162延伸的配合端170以及从介电本体160的底部164延伸的触头尾部172。代替触头尾部172，信号触头124可端接至电线的端部，如通过压接或焊接到这些电线。
配合端170被构造为与对应的插头信号触头144(如图1所示)配合。在示例性实施例中，配合端170限定被构造为接收插头信号触头144的插座。该插座由弹性地接合插头信号触头144的一对梁或桨板限定。在替代实施例中，配合端170可限定其它类型的触头，如销、叶片、柱形筒、弹簧梁或其它类型的触头。
触头尾部172被构造为端接至插座电路板106(如图1所示)。在例示的实施例中，触头尾部172为顺应销，如针状销的针孔，它们被构造为安装到插座电路板106的导电过孔的通孔。在替代实施例中，可使用其它类型的触头尾部172，如被构造为表面安装到插座电路板106的梁。
介电本体160包括从介电本体160的一个或多个侧延伸的腿部174。腿部174可用于将触头组件122定位在插座壳体120(如图1所示)内。可选地，腿部174可设置在介电本体160的底部164。在腿部174之间限定间隙176。腿部174具有用于将触头组件122定位到插座壳体120内的向上面向的止动表面178。
介电本体160包括沿着介电本体160的侧的固持槽180。插座接地屏蔽件126的一些部分被接收于固持槽180内，以将插座接地屏蔽件126固定到介电本体160。可选地，介电本体160可包括用作进入固持槽180的导引部的斜坡182。在替代实施例中，可采用其它类型的固持结构。
插座接地屏蔽件126在顶部184和底部186之间延伸。在示例性实施例中，插座接地屏蔽件126具有由主壁和两个较短的侧壁限定的C形形状；然而，在替代实施例中，插座接地屏蔽件126可具有其它形状。在示例性实施例中，插座接地屏蔽件126具有与插头接地屏蔽件146(如图1所示)相同的C形形状，使得相同的屏蔽周界可从插头电路板108到插座电路板106(两者均如图1所示)环绕信号通道。例如，插座信号触头124可与插座接地屏蔽件126的屏蔽壁分隔开一定的距离，该距离大约等于插头信号触头144与插头接地屏蔽件146(两者均如图1所示)之间的距离。这种间距可在插座和插头电路板106、108之间提供沿着信号通道的阻抗控制。该间距可以是不相同的，而是可进行选择以满足信号完整性的电气要求。插座接地屏蔽件126由导电材料制成，如金属材料，该导电材料为介电本体160周围的插座信号触头124提供电屏蔽。在示例性实施例中，插座接地屏蔽件126是冲压成形的，然而，插座接地屏蔽件126可采用其它工艺和替代实施例制造。
插座接地屏蔽件126包括从顶部184向上延伸的接地梁190。在例示的实施例中，插座接地屏蔽件126包括4个接地梁190，其中的两个接地梁从主壁延伸，并且单个接地梁190从插座接地屏蔽件126的每个侧壁延伸。在替代实施例中，插座接地屏蔽件126可包括任意数量的接地梁190。接地梁190被构造为沿着插座信号触头124的配合端170延伸。接地梁190被构造为弹性地接合对应的插头接地屏蔽件146(如图1所示)，以将插座接地屏蔽件126与对应的插头接地屏蔽件146电共用。例如，在示例性实施例中，每个接地梁190包括被构造为接合对应的插头接地屏蔽件146的触头凸块192。
在示例性实施例中，插座接地屏蔽件126包括从底部186延伸的接地尾部194。接地尾部194沿着触头尾部172延伸。接地尾部194被构造为端接至插座电路板106。在例示的实施例中，接地尾部194为顺应销，如针状插针的针孔，它们被构造为安装到插座电路板106的导电过孔的通孔，以电连接到插座电路板106的接地平面。在替代实施例中，可设置其它类型的接地尾部194，如用于表面安装到插座电路板106的梁。
在示例性实施例中，插座接地屏蔽件126包括沿着插座接地屏蔽件126两侧的固持突片196。固持突片196被构造为被接收在介电本体160中的对应的固持槽180中，以将插座接地屏蔽件126固定到介电本体160。
在示例性实施例中，插座接地屏蔽件126包括从其两侧延伸的固持倒钩198。固持倒钩198被构造为接合插座壳体120，以将触头组件122固定在插座壳体120内。例如，固持倒钩198可刺入插座壳体120的塑料材料中以将触头组件122保持在插座壳体120中。
图4和5是根据示例性实施例形成的触头组件122的侧透视图，其示出了联接到介电本体160的插座接地屏蔽件126。固持突片196被接收在固持槽180内，以将插座接地屏蔽件126固定到介电本体160。插座接地屏蔽件126的内部表面可直接地接合介电本体160的外部表面。替代地，可在插座接地屏蔽件126和介电本体160的多个部分之间设置间隙。接地梁190沿着插座信号触头124的配合端170延伸并为其提供屏蔽。
在示例性实施例中，如图5所示，插座接地屏蔽件126包括从其延伸出的止动突片200。可选地，止动突片200可设置在插座接地屏蔽件126的底部186。止动突片200包括向上面对的表面202，该表面被构造为接合插座壳体120(如图3所示)，以相对于插座壳体120来定位触头组件122。
插座接地屏蔽件126包括用于将触头组件122定位和/或固持在插座壳体120内的多个定位结构204。在例示的实施例中，定位结构204为可形成在插座接地屏蔽件126的一个或多个侧壁上的凸块或突出部。定位结构204可接合插座壳体120，以通过过盈配合将触头组件122保持在插座壳体120内。
图6是插座壳体120的一部分的仰视透视图。插座壳体120包括多个腔室210，其尺寸和形状均被构造为接收对应的触头组件122(如图2所示)。在示例性实施例中，每个腔室210接收单个触头组件122。每个腔室210容纳插座信号触头124(如图2所示)的单个差分对。信号和接地触头开口132、134如图6所示。信号和接地触头开口132、134向对应的腔室210敞开。
插座壳体120包括分隔每个腔室210的腔室壁212。腔室210具有与触头组件122互补的形状，触头组件122被构造为被接收在腔室210内。可选地，腔室壁212可大约彼此垂直地定向，以限定大致矩形形状的腔室210；然而，在替代实施例中，腔室210可具有任意的形状。
在示例性实施例中，插座壳体120包括位于插座壳体120的底部或安装端130的腔室壁212中的一个或多个容纳部(pocket)214。柱216限定在容纳部214之间。容纳部214和柱216分别具有向下面对的邻接表面218、220。触头组件122被构造为装入腔室210内，直至触头组件122接合邻接表面218、220。可选地，邻接表面218、220限定行进范围，并且触头组件122可在接合邻接表面218、220后的短时间内停止。
插座壳体120可包括沿着腔室210内的腔室壁212延伸的台肩222。触头组件122的一些部分可接合台肩222，从而将触头组件122定位和/或固定在腔室210内。
图7是插座壳体120的一部分的仰视透视图，其示出了准备装入对应腔室210中的一个触头组件122。触头组件122被装入腔室210中，直至止动突片200接合对应的柱216。腿部174被接收于对应的容纳部214中，使得对应的柱216位于间隙176中。触头组件122被装入腔室210中，直至腿部174的止动表面178接合邻接表面218。在替代实施例中，可采用其它的止动或行进限制结构。
沿着插座接地屏蔽件126的侧面的固持倒钩198被构造为接合台肩222。固持倒钩198可刺入台肩222，以将触头组件122固定在腔室210内并防止触头组件122从腔室210中退出。在其它实施例中可采用其它类型的结构来将触头组件122固定在腔室210内，如闩锁、干涉结构、紧固件等。定位结构204可接合腔室壁212的一些部分，以将触头组件122定位在腔室210内。
图8例示了插座壳体120的一部分，其示出了被装入对应腔室210的一个触头组件122。止动突片200被示出为邻接对应的柱216。腿部174被示出为位于容纳部214中，其中柱216被接收在间隙176中。触头尾部172和接地尾部194向下延伸超过插座壳体122的用于端接至插座电路板106(如图1所示)的底部或安装端130。
在示例性实施例中，插座接地屏蔽件126向后延伸超过介电本体160的底部164，从而在介电本体160的底部164限定容纳部224。容纳部224被插座接地屏蔽件126的延伸超过介电本体160的部分围绕。在示例性实施例中，当完全安置于电路板上时，组织器136(如图2所示)的一部分大量地填充容纳部224。例如，组织器136可包括具有与容纳部224相似尺寸和形状的垫226(如图2所示)。垫226由具有与介电本体160的材料的介电常数相同或相似的介电常数的材料制成，以比如满足信号完整性或电气要求。这样，沿着插座信号触头124限定的信号路径可被在插座电路板106和插头连接器104(两者如图1所示)之间沿着信号路径的长度具有恒定的介电常数的介电材料包围。
每个腔室210被构造为接收相同类型的触头组件122。通过简单地提供具有合适数量腔室210的插座壳体120，插座连接器102可具有任意数量的插座信号触头124。触头组件122的模块化设计使得插座连接器102的制造更加容易。例如，一种版本的插座连接器102可包括在每排具有4个触头组件122以及4列触头组件122的4×4布置。另一个插座连接器102可提供8×8布置，而另一个插座连接器102可提供3×6布置。在替代实施例中可以有其它的布置。相同的触头组件122可设置在任何插座连接器102中，仅有的变化是插座壳体120具有不同数量的腔室210。
图9是插座连接器102的仰视透视图，其示出了联接到插座壳体120的安装端130的组织器136。触头尾部172和接地尾部194被示出为延伸穿过组织器136中对应的开口230。组织器136保持触头尾部172与接地尾部194相对于彼此的间距。可选地，接地尾部194可长于触头尾部172，使得在触头尾部172被装入插座电路板106中对应的过孔之前，接地尾部194被装入插座电路板106(如图1所示)中的对应过孔中。接地尾部194可因此用于在触头尾部172被装入插座电路板106的过孔内之前，将插座连接器102相对于插座电路板106定位。通过这样的布置，可以防止触头尾部172被损坏。

Claims (10)

1.一种模块化连接器组件(100)，包括具有配合端(128)和与该配合端相反的安装端(130)的壳体(120)，该配合端被构造为与插头连接器(104)配合，该安装端被构造为安装到电路板(106)，其特征在于：
所述壳体具有被腔室壁(212)分隔开的多个单独的腔室(210)和被接收于对应腔室内的触头组件(122)，每个触头组件具有保持插座信号触头(124)的差分对的介电本体(160)，该插座信号触头被构造为端接至所述电路板，所述插座信号触头被构造为与所述插头连接器的对应的插头信号触头(144)配合，每个触头组件具有联接到所述介电本体的外部的接地屏蔽件(126)，所述接地屏蔽件为插座信号触头的差分对提供与插座信号触头的其它差分对的电屏蔽。
2.权利要求1的模块化连接器组件，其中所述接地屏蔽件(126)是C形的，并且在其三个侧面上环绕所述插座信号触头(124)的差分对。
3.权利要求1的模块化连接器组件，其中每个接地屏蔽件(126)与相邻的接地屏蔽件协作以为插座信号触头(124)的每个差分对提供与插座信号触头的每个其它差分对的电屏蔽。
4.权利要求1的模块化连接器组件，其中所述介电本体(160)围绕插座信号触头(124)的对应的差分对包覆模制，该包覆模制的介电本体和插座信号触头的差分对被装入对应的腔室(210)中并被腔室壁(212)与其它的触头组件分隔开。
5.权利要求1的模块化连接器组件，其中所述插座信号触头(124)沿着触头轴线(166)延伸穿过所述介电本体，所述触头轴线垂直于所述电路板(106)。
6.权利要求1的模块化连接器组件，其中所述插座信号触头(124)沿着触头轴线(166)延伸穿过所述介电本体(160)，所述触头轴线垂直于所述配合端(128)和安装端(130)。
7.权利要求1的模块化连接器组件，其中所述插座信号触头(124)包括从所述安装端(130)延伸并被构造用于端接至电路板(106)的尾部(172)。
8.权利要求1的模块化连接器组件，其中所述插座信号触头(124)包括从介电本体(160)的顶部(162)延伸的配合端(170)，每个插座信号触头的配合端限定被构造为与插头连接器(104)的对应的插头信号触头(144)配合的插孔。
9.权利要求8的模块化连接器组件，其中所述接地屏蔽件(126)包括从该接地屏蔽件的顶部(184)延伸的接地梁(190)，该接地梁沿着插座信号触头(124)的配合端(170)延伸，该接地梁被构造为联接到所述插头连接器(104)的对应的插头接地屏蔽件(146)。
10.权利要求1的模块化连接器组件，其中所述接地屏蔽件(126)包括接合腔室壁(212)以将所述触头组件(122)保持在对应的腔室(210)内的固持倒钩(198)。
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