CN108736194A - 小间距高速正交连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小间距高速正交连接器，其包括至少一个传输组件，传输组件包括插卡式连接器、垂直连接器和PCB板；PCB板的一侧侧边上设置有一排第一传输触点，PCB板与第一传输触点所在侧相邻的侧边上设置有一排第二传输触点；每一个第一传输触点通过PCB板上的走线与一个第二传输触点一一对应，第一传输触点的延线均与第二传输触点的延线垂直；插卡式连接器安装在PCB板的第一传输触点侧，并与第一传输触点导通；垂直连接器安装在PCB板的第二传输触点侧，并与第二传输触点导通。

Description

小间距高速正交连接器
技术领域
本发明涉及信号/电源传输装置，具体涉及一种小间距高速正交连接器。
背景技术
随着通信技术的快速发展，为了达到信号的高速传输，在信号传输过程中的关键部件连接器逐渐向小型化、多针数及小间距趋势，在有限的空间内,当前连接器中进行信号转接的部件包括多块基板和在基板上设置有多根不规则且长度较长的端子，每块基板和其上设置的端子还需要设置一个独立的壳体进行封装相邻的封装壳体之间还需要设置起电磁屏蔽作用的结构，使得整个连接器的结构复杂，设计、制造困难，且不易提高电连接器的传输速率。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的小间距高速正交连接器解决了现有连接器进行信号转接的转接部件结构复杂的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种小间距高速正交连接器，其包括至少一个传输组件，传输组件包括插卡式连接器、垂直连接器和PCB板；PCB板的一侧侧边上设置有一排第一传输触点，PCB板与第一传输触点所在侧相邻的侧边上设置有一排第二传输触点；第一传输触点通过PCB板上的走线与第二传输触点导通；插卡式连接器安装在PCB板的第一传输触点或第二传输触点侧，垂直连接器装在PCB板的第二传输触点或第一传输触点侧，且插卡式连接器与垂直连接器相互垂直。
进一步地，第一传输触点包括第一信号传输触点和/或第一电源传输触点，第二传输触点包括第二信号传输触点和/或第二电源传输触点；
每个第一信号传输触点与第二信号传输触点一一对应；设定数量的第一电源传输触点与预设阈值的第二电源传输触点导通。
进一步地，设定数量与预设阈值相等。
进一步地，小间距高速正交连接器还包括固定框，固定框上开设有与传输组件数量相同、且用于安装传输组件的容纳槽，每一个传输组件均设置有包裹其的安装壳。
进一步地，插卡式连接器和垂直连接器两端的条形槽内均设置有与PCB板两面接触的凸筋，凸筋下方开设有容屑槽。
进一步地，插卡式连接器包括插卡壳体和端子组件，端子组件安装于插卡壳体内的组件卡槽内，并延伸出组件卡槽与PCB板的第一传输触点接触；端子组件包括两排端子和用于安装两排端子的连接板。
进一步地，每排端子包括若干第一端子和/或至少一根用于热插拔的第二端子，第二端子的长度大于第一端子的长度。
进一步地，相邻的两根第一端子之间间距及第二端子与其邻近的第二端子之间的间距均为0.5～0.65mm。
进一步地，组件卡槽的两端设置有倾斜向上、且向着组件卡槽中部延伸的凸起部，连接板的两端开设有与凸起部配合的卡槽。
进一步地，连接板的宽度方向设置有一定位键，定位键的下端卡装有一金属帽；第一传输触点在侧的PCB板上设置有与定位键配合的弧形槽。
进一步地，垂直连接器包括端子壳体，端子壳体上开设有一条形安装槽，安装槽沿长度方向的侧壁上个开设有一排端子插槽；其中一排端子插槽内卡装有第三端子，另一排端子插槽内卡装有与第三端子结构存在差异的第四端子。
进一步地，第三端子与第四端子均由连接为一体的弯曲部、平面连接板和接触部，第三端子的平面连接板邻近其上弯曲部的一段宽度等于弯曲部的宽度，远离弯曲部的一段的宽度大于弯曲部的宽度；第四端子的平面连接板的宽度大于其上弯曲部的宽度，且平面连接板上至少开设有一个安装孔。
进一步地，相邻的两根第三端子之间的间距及相邻的两根第四端子之间的间距均为0.5～0.65mm。
进一步地，端子壳体的一端设置有一延伸部，延伸部上开设有卡装PCB板的插槽。
进一步地，插卡式连接器上安装的子卡与垂直连接器上安装的母板相互垂直，子卡与插卡连接器配合的方向与母板平行。
本发明的有益效果为：本方案通过两个易于制造的插卡式连接器、垂直连接器及导通插卡式连接器和垂直连接器的PCB板替代现有难以制造的连接器，降低了小间距高速正交电连接器的制造难度。
其中，采用PCB板上导通的第一传输触点和第二传输触点取代现有细长的端子，在PCB板导通第一传输触点和第二传输触点的线路时，只要保证两者一一对应即可，不需要类似端子考虑其具体采用怎样的结构，具有多层布线灵活的特点，更易于设计出高速正交类电连接器。
附图说明
图1为插卡式连接器、垂直连接器和PCB板组装过程的示意图。
图2为图1中A部的放大图。
图3为具有一个传输组件的小间距高速正交连接器的立体图。
图4为具有多个传输组件的小间距高速正交连接器的立体图。
图5为具有多个容纳槽的固定框的立体图。
图6为插卡式连接器一个视角的立体图。
图7为图6中B部的放大图。
图8为金属帽卡入插卡式连接器的示意图。
图9为端子组件装入插卡壳体的示意图。
图10为压入式连接器一个视角的立体图。
图11为第三端子和第四端子装入端子壳体的示意图。
图12为图11中D部的放大图。
图13为压入式连接器另一个视角的立体图。
图14为图13中C部的放大图。
图15为小间距高速正交连接器的使用状态使用图。
图16为贴板式连接器一个视角的立体图。
图17为图16中E部的放大图。
其中，1、PCB板；11、第一传输触点；12、第二传输触点；2、插卡式连接器；21、插卡壳体；211、凸筋；212、容屑槽；213、凸起部；214、视窗； 22、端子组件；221、定位键；222、第一端子；223、第二端子；224、连接板；2241、卡槽；23、金属帽；3、垂直连接器；31、端子壳体；311、延伸部；312、凸块；32、第三端子；321、弯曲部；322、平面连接板；323、接触部；33、第四端子；4、安装壳；41、卡板；411、弧形槽；42、弧形凸起；5、固定框；51、容纳槽；52、连接部；53、定位柱；6、子卡；7、母板。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
参考图1，图1示出了插卡式连接器2、垂直连接器3和PCB板1组装过程的示意图。如图1所示，该小间距高速正交连接器包括至少一个传输组件，用户可以根据具体使用场所将多个本方案的传输组件组装在一起构成一个传递更多信号的组合连接器，使得使用场所非常的灵活。
其中，小间距高速正交连接器中的正交指代的是：插卡式连接器上安装的子卡6与垂直连接器上安装的母板7相互垂直，子卡6与插卡连接器配合的方向与母板7平行，具体可以参考图15。
实施时，本方案的垂直连接器可以为压入式连接器(如图10至图14所示)，也可以为贴板式连接器(如图13、图14、图16和图17所示)，压入式连接器和贴板式连接器结构大体相同，只是其中的端子稍微存在一点差异。
如图1所示，传输组件包括插卡式连接器2、垂直连接器3和PCB板1；用户在进行两块电路板的导通时，其只需将垂直连接器3的端子压入电路板上的安装孔，将另一块电路板采用插卡的方式插入插卡式连接器2的端子之间即可实现两块电路板的导通，安装非常方便。
PCB板1的一侧侧边上设置有一排第一传输触点11，PCB板1与第一传输触点11所在侧相邻的侧边上设置有一排第二传输触点12；第一传输触点11 通过PCB板1上的走线与第二传输触点12导通；插卡式连接器2安装在PCB 板1的第一传输触点11或第二传输触点12侧，垂直连接器3安装在PCB板1 的第二传输触点12侧或第一传输触点11侧，且插卡式连接器2与垂直连接器3 相互垂直。
在实施时，若插卡式连接器2安装在PCB板1的第一传输触点11侧，则垂直连接器3安装在PCB板1的第二传输触点12侧；若插卡式连接器2安装在 PCB板1的第二传输触点12侧，则垂直连接器3安装在PCB板1的第一传输触点11侧。
在本发明的一个实施例中，第一传输触点11包括第一信号传输触点和/或第一电源传输触点，第二传输触点12包括第二信号传输触点和/或第二电源传输触点；
每个第一信号传输触点11与第二信号传输触点12一一对应；设定数量的第一电源传输触点与预设阈值的第二电源传输触点导通。
实施时，本方案优选设定数量与预设阈值相等，即第一电源传输触点与第二电源传输触点可以一一对应，可以两个第一电源传输触点并联后与并联在一起的两个第二电源传输触点连接，也可以为三个第一电源传输触点并联后与并联在一起的三个第二电源传输触点连接，还可以更多的第一电源传输触点并联后与相应数量并联在一起的第二电源传输触点连接。
其中的设定数量也可以不等于预设阈值，比如，两个第一电源传输触点并联后与一个第二电源传输触点连接，也可以为两个第二电源传输触点并联后与一个第一电源传输触点连接。
不过第一电源传输触点与第二电源传输触点之间不管是采用上述提到的连接方式进行连接，还是采用其他方的连接，最终目的只要能够实现将一侧的电源传输到另一侧即可。
第一传输触点11还可以包括第一接地端子，第二传输触点12还可以包括与第一接地端子导通的第二接地端子，具体地，所有的第一接地端子并联之后与所有并联在一起的第二接地端子连接。
为了便于插卡式连接器2与第一传输触点11及垂直连接器3与第二传输触点12之间信号的有效传递，第一传输触点11和第二传输触点12均设置成具有一定长度的条状触点。
其中，插卡式连接器2和垂直连接器3可以采用焊接的方式与PCB板1固定安装在一起，插卡式连接器2和垂直连接器3也可以通过其上的端子的夹持力夹紧PCB板1，还可以采用一侧焊接，另一侧采用端子的夹持力进行夹持。
在本发明的一个实施例中，该小间距高速正交连接器还包括固定框5，固定框5上开设有与传输组件数量相同、且用于安装传输组件的容纳槽51，每一个传输组件均设置有包裹其的安装壳4，连接器设置固定框5和安装壳4后的结构可以参考图3和图4所示。
如图3和图4所示，固定框5包括设置有容纳槽51的固定框本体和设置在固定框本体两侧呈直角梯形的延伸臂，其中容纳槽51贯穿于整个固定框本体，这样插卡式连接器2的端子才能穿过容纳槽51实现电路板的卡接。
如图5所示，在延伸臂的自由端固定安装有具有一定厚度的连接部52(固定框本体、延伸臂和连接部52三者可以为一体成型结构)，在连接部52邻近垂直连接器3的端面设置有定位柱53和螺钉孔。
在进行两块电路板的信号导通时，定位柱53可以用于垂直连接器3压入电路板上的定位和导向，通过螺钉孔和螺钉的相互配合能够将小间距高速正交连接器稳定地固定在电路板上。
当本方案设置有多个传输组件时，为了保证多个传输组件组装在一起的稳定性，可以在安装壳4远离插卡式连接器2的端面上设置有将几个传输组件固定在一起的卡板41。
如图6、图7和图13，在实施时，本方案优选插卡式连接器2和垂直连接器3两端的条形槽内均设置有与PCB板1两面接触的凸筋211，凸筋211下方开设有容屑槽212(优选容屑槽212设置在紧邻凸筋211根部)。
凸筋211设置后，可以加强PCB板1与插卡式连接器2和垂直连接器3组装在一起的稳定性，当PCB板1、插卡式连接器2和垂直连接器3三者采用焊接的方式固定在一起时，凸筋211还可以避免外界的力直接作用在焊点上。
在凸筋211下方增加容屑槽212后，PCB板1在与插卡式连接器2和垂直连接器3的凸筋211接触时产生的碎屑能够掉入容屑槽212内，避免连接PCB 板1时，因碎屑而装配不到位，影响第一传输触点11和第二传输触点12与插卡式连接器2和垂直连接器3间的信号传输。
如图6至图9所示，插卡式连接器2包括插卡壳体21和端子组件22，端子组件22安装于插卡壳体21内的组件卡槽215内，并延伸出组件卡槽215与PCB 板1的第一传输触点11接触；端子组件22包括两排端子和用于设置于两排端子的连接板224，其中连接板224可以采用注塑方式形成于两排端子上，也可以先将连接板224加工出来，再将两排端子卡装在其上。
采用注塑的方式在两排端子上形成所有端子组装在一起的连接板224后，不需要在插卡壳体21的组件卡槽215侧壁上开设细长、用于安装单个端子的槽体，降低了插卡壳体21的加工难度，同时也避免了将端子一根一根地安装入插卡壳体21，从而缩短了组装时间，并降低了组装难度。
在本发明的一个实施例中，插卡式连接器2的每排端子包括若干第一端子 222和/或至少一根用于热插拔的第二端子223，第二端子223的长度大于第一端子222的长度，具体参考图2和图8。
实施时，本方案优选插卡式连接器2内位于同一排中的相邻两个第一端子 222之间的间距、第二端子223与其相邻的第一端子222之间的间距和/或两个第一端子222之间的间距均设置为0.5mm～0.65mm，含两边的端点0.5mm和 0.65mm；采用这种设计尺寸后，可以使插卡式连接器2的整体长度大幅度缩短，进而可以降低正交背板连接器的安装空间。
另外，将插卡式连接器2内两排端子中相对的端子形成错位分布，这样设置后，其在两根相邻第一端子222间距缩小时，可以通过相对的第一端子222 错开一定的距离来达到降低信号串扰的问题。
本方案将热插拔结构直接设置在小间距高速正交连接器上后，无论与其对插的电路板上是否设置热插拔结构，采用本方案的连接器都能实现热插拔功能，从而确保了本方案的连接器的通用性和使用范围。
采用几片长度大于第一端子222的第二端子223作为热插拔结构，简化了连接器实现热插拔性能的加工工艺，确保了通过连接器就能够实现热插拔功能的可行性。
本方案的热插拔实现的原理为：当PCB板插入时，通过长针给系统预加载电源，并向系统发出指令为系统正式工作做好准备；而当拔出PCB板时，在短针脱离时，同时也会给系统发出指令让系统做好关闭的准备，从而实现在不关闭系统、不切断电源的情况下的操作避免损坏与其对插电路板和/或数据的丢失。
如图7和图9所示，实施时，本方案优选组件卡槽215的两端设置有倾斜向上、且向着组件卡槽215中部延伸的凸起部213，连接板224的两端开设有与凸起部213配合的卡槽2241。
其中，插卡式连接器2上的条形槽与组件卡槽215连通，凸起部213优选设置在组件卡槽215邻近条形槽的侧壁上，凸起部213与卡槽2241相互配合的侧面相对于凸起部213的底面为一斜面，即斜面设置后，使凸起部213呈现出底面宽、顶面窄的结构。
设置卡槽2241和凸起部213后，端子组件22在装入组件卡槽215时，若工人不小心出现端子组件22反装时，端子组件22不能装入，从而防止因不正确方向装入导致插卡式连接器2损坏。
如图2、图8和图9所示，在插卡壳体21的长度方向上的侧壁上开设有若干观察端子组件22的第一端子222和第二端子223组装到位情况的视窗214；视窗214的数量优选与第一端子222和第二端子223一一对应，这样设置后不仅便于观察每颗第一端子222和第二端子223装入情况，还可以作为散热的通道，确保第一端子222和第二端子223产生的热量能够快速地扩散出去，从而确保了信号的传输速率及第一端子222和第二端子223的使用寿命。
如图6、图8和图9所示，连接板224的宽度方向设置有一定位键221，定位键221的下端卡装有一金属帽23；第一传输触点11所在侧的PCB板1上设置有与定位键221配合的弧形槽。金属帽23的引入，提高了插卡式连接器2与电路板插拔寿命，使插卡式连接器2能够承受多次插拔。
如图10至图14及图16和图17所示，垂直连接器3包括端子壳体31，端子壳体31上开设有一条形安装槽，安装槽沿长度方向的侧壁上个开设有一排端子插槽；其中一排端子插槽内卡装有第三端子32，另一排端子插槽内卡装有与第三端子32结构存在差异的第四端子33。为了简化PCB板1设置第一传输触点11和第二传输触点12的侧边的结构，实施时，垂直连接器3的条形槽与安装槽连通。
如图11、图12和图17所示，在本发明的一个实施例中，第三端子32与第四端子33均由连接为一体的弯曲部321、平面连接板322和接触部323，第三端子32的平面连接板322邻近其上弯曲部321的一段宽度等于弯曲部321的宽度，远离弯曲部321的一段的宽度大于弯曲部321的宽度；第四端子33的平面连接板322的宽度大于其上弯曲部321的宽度，且平面连接板322上至少开设有一个安装孔。
如图12和图17所示，压入式连接器和贴片式连接器仅接触部323存在差异，其他部分结构均相同，即压入式连接器的接触部323呈平面结构，可以为鱼眼式结构，贴片式连接器的触部323呈弯曲段。
第四端子33为高速信号侧的端子，其采用夹物成型方式制成，其他端子(第三端子32)为保证装配的便利性采用后下往上的装配方式装配至端子壳体31内部，第四端子33上开设的安装孔能够提高其退出力。
其中，相邻的两根第三端子之间的间距及相邻的两根第四端子之间的间距均为0.5～0.65mm。采用这种小间距的方式所达到的效果与相邻两个第一端子222 之间间距所达到的效果相同，此处就不在赘述。
实施时，本方案优选端子壳体31的一端设置有一延伸部311，延伸部311 上开设有卡装PCB板1的插槽。延伸部311及其上的插槽的设置能够对PCB板 1的侧壁进行包裹，从而提高了PCB板1与垂直连接器3组装在一起的稳定性。
实施时，优选第一传输触点11设置在PCB板1宽度方向上的侧边上，第二传输触点12设置在PCB板1长度方向上的侧边上，这样再结合延伸部311能够进一步提高PCB板1长度方向的稳定性。
当PCB板1部分包裹于延伸部311后，可以在延伸部311的侧面上设置一个弧形凸起42，在弧形凸起42的正下方开设有贯穿延伸部311的槽体，通过在卡板41上开设上与传输组件数量相匹配的弧形槽411，这样卡板41通过槽体、弧形凸起41和弧形槽411的相互配合能够稳定地将多个传输组件固定在一起。
如图10和图11所示，在端子壳体31的宽度方向上至少设置有一块凸块312，在PCB板1的第二传输触点12侧设置有与凸块312配合的槽体；凸块312和槽体的设置，可以防止PCB板1与垂直连接器3对位不准，而损坏第三端子32、第四端子33和第二传输触点12，保证了插拔的准确性。

Claims (12)

1.小间距高速正交连接器，其特征在于，包括至少一个传输组件，所述传输组件包括插卡式连接器、垂直连接器和PCB板；所述PCB板的一侧侧边上设置有一排第一传输触点，PCB板与所述第一传输触点所在侧相邻的侧边上设置有一排第二传输触点；所述第一传输触点通过PCB板上的走线与所述第二传输触点导通；所述插卡式连接器安装在PCB板的第一传输触点或第二传输触点侧，所述垂直连接器装在PCB板的第二传输触点或第一传输触点侧，且插卡式连接器与垂直连接器相互垂直。
2.根据权利要求1所述的小间距高速正交连接器，其特征在于，所述插卡式连接器上安装的子卡与垂直连接器上安装的母板相互垂直。
3.根据权利要求1所述的小间距高速正交连接器，其特征在于，所述第一传输触点包括第一信号传输触点和/或第一电源传输触点，所述第二传输触点包括第二信号传输触点和/或第二电源传输触点；
每个第一信号传输触点与第二信号传输触点一一对应；设定数量的第一电源传输触点与预设阈值的第二电源传输触点导通。
4.根据权利要求1所述的小间距高速正交连接器，其特征在于，还包括固定框，所述固定框上开设有与传输组件数量相同、且用于安装传输组件的容纳槽，每一个传输组件均设置有包裹其的安装壳。
5.根据权利要求1所述的小间距高速正交连接器，其特征在于，所述插卡式连接器和垂直连接器两端的条形槽内均设置有与PCB板两面接触的凸筋，所述凸筋下方开设有容屑槽。
6.根据权利要求1-5任一所述的小间距高速正交连接器，其特征在于，所述插卡式连接器包括插卡壳体和端子组件，所述端子组件安装于所述插卡壳体内的组件卡槽内，并延伸出组件卡槽与PCB板的第一传输触点接触；所述端子组件包括两排端子和用于安装两排端子的连接板。
7.根据权利要求6所述的小间距高速正交连接器，其特征在于，每排端子包括若干第一端子和/或至少一根用于热插拔的第二端子，所述第二端子的长度大于第一端子的长度；
相邻的两根第一端子之间间距、第二端子与其邻近的第二端子之间的间距和/或相邻的两根第二端子之间的间距均为0.5～0.65mm。
8.根据权利要求6所述的小间距高速正交连接器，其特征在于，所述组件卡槽的两端设置有倾斜向上、且向着组件卡槽中部延伸的凸起部，所述连接板的两端开设有与所述凸起部配合的卡槽。
9.根据权利要求6所述的小间距高速正交连接器，其特征在于，所述连接板的宽度方向设置有一定位键，所述定位键上卡装有一金属帽；所述第一传输触点所述在侧的PCB板上设置有与所述定位键配合的弧形槽。
10.根据权利要求1-5任一所述的小间距高速正交连接器，其特征在于，所述垂直连接器包括端子壳体，所述端子壳体上开设有一条形安装槽，所述安装槽沿长度方向的侧壁上个开设有一排端子插槽；其中一排端子插槽内卡装有第三端子，另一排端子插槽内卡装有与第三端子结构存在差异的第四端子；
所述第三端子与第四端子均由连接为一体的弯曲部、平面连接板和接触部，所述第三端子的平面连接板邻近其上弯曲部的一段宽度等于弯曲部的宽度，远离弯曲部的一段的宽度大于弯曲部的宽度；所述第四端子的平面连接板的宽度大于其上弯曲部的宽度，且所述平面连接板上至少开设有一个安装孔。
11.根据权利要求10所述的小间距高速正交连接器，其特征在于，相邻的两根第三端子之间的间距及相邻的两根第四端子之间的间距均为0.5～0.65mm。
12.根据权利要求10所述的小间距高速正交连接器，其特征在于，所述端子壳体的一端设置有一延伸部，所述延伸部上开设有卡装所述PCB板的插槽。
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