CN108963509A - 具有绝缘体薄片的电气装置 - Google Patents

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Abstract

电气装置(100)包括具有沿着基体的表面(132)的信号触头(106)和接地触头(105)的基体(102)。电气装置还包括具有前表面(158)、后表面(160)和开口(164)的绝缘体薄片(116)，前表面面向信号触头。通信电缆(108)包括信号导体(110)、围绕所述信号导体的绝缘体(111)以及围绕所述绝缘体的屏蔽层(118)。绝缘体和屏蔽层具有基本上共面的端接端部(170，171)，并且信号导体的端接端部延伸超出绝缘体的端接端部。信号导体(110)具有端接端部，其穿过绝缘体薄片(116)的开口突出以便与信号触头(106)电联接。绝缘体薄片电学地阻挡屏蔽层(118)与信号导体(110)和信号触头(106)。

Description

具有绝缘体薄片的电气装置
技术领域
本文的主题总体涉及一种用于提供电隔离的绝缘体。
背景技术
通信电缆电联接到诸如连接器和电路板的多种类型的电气装置以传输差分信号。至少一些已知的通信电缆包括由屏蔽层围绕的信号导体的差分对，该屏蔽层又被电缆护套包围。屏蔽层包括导电箔片，该导电箔片用于屏蔽(一个或多个)信号导体免受电磁干扰(EMI)的影响，并通常提高性能。在通信电缆的端部，可以移除(例如剥除)覆盖(一个或多个)信号导体的电缆护套、屏蔽层和绝缘部，以暴露(一个或多个)信号导体。(一个或多个)导体的暴露部分可以随后被机械且电气地联接(例如，钎焊)到电气装置的对应元件。然而，暴露部分中的欠缺屏蔽可能导致高的阻抗失配，并降低装置的整体性能。另外，通信电缆的剥除可能会暴露屏蔽层的部分，该部分可能与信号导体或基体的元件接触，并导致电气装置中的短路。
因此，需要一种电气装置，使其包括提供电隔离的绝缘体。
发明内容
根据本发明，提供了一种电气装置，其包括基体，该基体具有沿着基体的表面的信号触头和接地触头。电气装置包括绝缘体薄片(insulator wafer)，其具有前表面、后表面和开口，其中前表面面向信号触头。电气装置还包括通信电缆，其具有信号导体、围绕信号导体的绝缘体、以及围绕绝缘体的屏蔽层。绝缘体具有端接端部，并且屏蔽层具有与绝缘体的端接端部基本共面的端接端部。信号导体的端接端部延伸超出绝缘体的端接端部，并穿过绝缘体薄片的开口突出而与信号触头电联接。绝缘体薄片将屏蔽层与信号导体和信号触头电隔离。
附图说明
图1是根据一个实施例的电气装置的透视图。
图2是根据一个实施例的电气组件的透视图。
图3是根据一个实施例的具有接地汇流条的图2的电气组件的透视图。
图4是根据一个实施例的图2的电气组件的放大透视图。
图5是根据一个实施例的、可与图2的电气装置一起使用的绝缘体薄片的透视图。
图6是根据另一实施例的、可与图2的电气装置一起使用的绝缘体薄片的透视图。
图7是根据一示例性实施例的电气装置的一部分的透视图。
具体实施方式
本文描述的实施例包括具有基体、电连接器和通信电缆、接地汇流条和绝缘体薄片的电气装置(例如，电连接器，基体组件等)。例如，通信电缆可以具有电连接到连接器的信号导体的一个或多个差分对、以及与接地汇流条联接的排流线。绝缘体薄片插置在通信电缆和连接器之间，以将通信电缆的屏蔽层与连接器的信号触头和信号导体电隔离。绝缘体薄片可以具有如本文所述的各种配置。
图1是根据一个实施例形成的电气装置10的透视图。在示例性实施例中，电气装置10具有配合端部20、电缆端部22和电缆28，并且沿着中心轴线24放置。电气装置10包括装置壳体26，该装置壳体26配置为保持电气组件100或连接器的一部分。在所示的实施例中，电气装置10是通信装置，诸如串行附接的SCSI(SAS)连接器。然而，在替代实施例中，电气装置10可以是其它类型的电连接器。例如，电气装置10可以限定一插口或插座连接器，诸如被配置为在其中接收诸如来自配合电连接器的电路卡的卡边缘插口连接器。
图2是根据一个实施例形成的电气组件100的透视图。在一示例性实施例中，电气组件100包括具有一个或多个基体102的一个或多个电连接器104。每个基体102包括或支撑多个接地触头105和多个信号触头106。电气组件100包括附接到电连接器104的多个通信电缆108。通信电缆108包括分别电连接到信号触头106和接地触头105的信号导体110和排流线(drain wire)112。信号导体110和信号触头106可以被布置成差分对，该差分对被配置为承载差分信号并且被诸如接地触头105的屏蔽部分离。
图3是具有接地汇流条114的电气组件100的透视图。在示例性实施例中，触头105、106和通信电缆108可以被设置在基体102的上侧和下侧。尽管在图3中仅完全示出了上部的接地汇流条，但是可选地，上部和下部的接地汇流条114用于将接地触头105电联接到通信电缆108的排流线112。每个接地汇流条114可以是单一连续的材料件。例如，每个接地汇流条114可以由金属片冲压并形成，或者可以使用导电材料模制或铸造。
每个接地汇流条114被配置为将通信电缆108接地到连接器104，例如接地到接地触头105。每个接地汇流条114包括主面板172，该主面板172机械且电气地联接到对应的排流线112和/或屏蔽层118(如图4所示)。每个接地汇流条114包括连接端子174，该连接端子174被配置为机械且电气地联接到接地触头105。该机械和电气联接可以通过物理接触实现，诸如通过过盈接触和/或使用钎焊、导电环氧树脂或泡沫或其他导电物质而实现。如此，通信电缆108可以通过在屏蔽层118、排流线112和接地触头105之间建立导电路径而接地到连接器104。
信号导体110与连接器104的信号触头106电联接。在其他替代实施例中，例如在下面详细描述的图7中所示的示例性实施例中，电连接器104可以限定电路卡连接器，诸如桨卡(paddle card)，其中基体102是印刷电路板,并且触头105、106是靠近电连接器104的边缘的电路焊垫。电气组件100可以包括环绕电连接器104的部分的连接器壳体(未示出)。
返回参考图2和3，在示例性实施例中，绝缘体薄片116插置在通信电缆108和连接器104的信号触头106之间，以物理地阻挡并提供在通信电缆108的屏蔽层118和连接器104的信号触头106之间的电隔离。另外，绝缘体薄片116物理地阻挡并提供在每个通信电缆108的屏蔽层118和信号导体110之间的电隔离。
电气组件100具有沿中心轴线124放置的连接器部分126和电缆部分128。电气组件100可沿中心轴线124配合。连接器部分126靠近壳体26的配合端部20，并且，电缆部分128靠近壳体26的电缆端部22。连接器部分126配置为接收通信系统(未示出)的插头连接器(未示出)，诸如电路卡。通信电缆108从由绝缘护套包围的电气组件100的电缆部分128延伸，以形成电缆28。可选地，基体102可以支撑通信电缆108的部分。例如，基体102可以包括接收和定位通信电缆108的电缆通道134。
如图4所示，每根通信电缆108具有围绕芯部的绝缘护套130。绝缘护套130围绕一个或多个信号导体110的差分对以及排流线112。绝缘护套130可以包括围绕差分对的多个层，用于为通信电缆108提供应变抵抗，并且为通信电缆108提供环境保护。
基体102包括面向相反方向的上表面131和下表面132，但是在图2中仅完全示出了上表面131。靠近电气装置10的电缆端部22的每个表面131、132的电缆部分128限定被配置为接收通信电缆108的通道134。可选地，通信电缆108可以以任何合适的方式固定在通道134中，例如包覆模制135。然而，可以使用其他方法，包括但不限于结合、粘接剂、固持构件、机械过盈配合等。靠近电气装置10的配合端部20的每个表面131、132的连接器部分126被配置为与连接器104联接。连接器104可以以任何合适的方式与连接器部分126联接，包括但不限于结合、包覆模制、粘接剂、焊接等。
在示例性实施例中，基体102由介电材料形成，例如塑料或一种或多种其他聚合物。然而，在替代实施例中，基体102的部分可以是导电的，例如用以提供电屏蔽或接地。在其他多种实施例中，基体102可以是印刷电路板(未示出)，其包括限定接地触头105和信号触头106的上部和下部导电迹线、过孔等。
在示出的实施例中，电气组件100包括与基体102联接的一个电连接器104。然而，替代实施例可以包括任意数量的连接器。每个电连接器104是被配置为电连接到插头连接器(未示出)的插座连接器，以便在通信电缆108和插头连接器之间提供导电信号路径。每个插座连接器104可以是以超过10千兆比特每秒(Gbps)的速度(例如超过25Gbps)传输数据信号的高速连接器。插座连接器104也可以被配置为传输低速数据信号和/或功率。插座连接器104可选地可以是输入-输出(I/O)连接器。
在一示例性实施例中，插座连接器104包括附接到基体102的上表面131和下表面132的相应连接器部分126的上部触头组件140和下部触头组件142。信号触头106在上部阵列136和下部阵列138中分布。例如，上部阵列136设置在上部触头组件140中，下部阵列138设置在下部触头组件142中。每个触头组件140、142包括保持接地触头105和信号触头106的介电载体144。上部阵列136中的信号触头106的配合端部在上排中并排布置，并且，下部阵列138中的信号触头106的配合端部在下排中并排布置。上排136和下排138彼此平行地延伸并限定用于接收电路卡的卡槽。在替代实施例中，阵列136、138可以具有其他布置，以限定具有不同配合接口的不同类型的电气组件100。
信号触头106由导电材料组成，例如一种或多种金属。信号触头106可以由平金属冲压并形成为一形状。在一个实施例中，插座连接器104的至少一些信号触头106用于传送高速数据信号，并且一些其他信号触头106用于传送低速数据信号。接地触头105散置在对应的信号触头106之间，用以为高速信号和/或低速信号提供电屏蔽。例如，阵列136、138可以将信号触头106布置在接地-信号-信号-接地的触头布置中，用以在成对的信号触头106之间提供电屏蔽。
可选地，每个阵列136、138中的信号触头106可以均匀地间隔开。如上文所述，信号触头106由介电载体144保持就位。该介电载体144在顶部148和底部150之间延伸。触头105、106延伸穿过介电载体144，使得配合端部从介电载体144的前部152突出，并且端接端部从介电载体144的后部154突出。介电载体144接合并保持信号触头106的中间区段(未示出)以维持信号触头106的相对定位和取向。
介电载体144由介电材料形成，例如塑料或一种或多种其他聚合物。可选地，介电载体144可以围绕信号触头106包覆模制。例如，介电载体144可以包括围绕信号触头106的中间区段(未示出)模制的包覆模制体。包覆模制体可以围绕信号触头106注射模制，所述信号触头106可在包覆模制之前作为引线框的一部分被而保持在一起。替代地，信号触头106可以被装载或缝合(stitch)到预形成的介电载体144中。
在示出的实施例中，电气组件100包括沿着基体上表面131联接的六根通信电缆108以及沿着基体下表面132联接的六根通信电缆；然而，可以使用任何数量的通信电缆108。在一些实施例中，通信电缆108可以表征为包括排流线112的双轴或平行对(parallel-pair)电缆。在并行对配置中，通信电缆108包括信号导体的差分对，其中，单个差分对的两个信号导体在通信电缆108的长度上彼此平行地延伸。排流线112也在通信电缆108的长度上与信号导体平行地延伸。虽然未示出，但通信电缆108可以是较大电缆的一部分，并可能被外部护套或套管包围。如本文所述，外部护套可以被剥除以允许对通信电缆108的操纵。在替代实施例中，通信电缆108内的信号导体可以形成信号导体的绞合对。在其它各种实施例中，通信电缆108可以是具有单个的中心导体而非一对信号导体的单端电缆。
图4是电气组件100的放大透视图。每个通信电缆108可以包括信号导体110的差分对、围绕信号导体110的绝缘体111、围绕绝缘体111和信号导体110的屏蔽层118、排流线112和围绕排流线112和屏蔽层118的绝缘护套130。
通信电缆108已经从其剥除了绝缘体111以暴露信号导体110。信号导体110的暴露部分被配置为端接到连接器104的信号触头106。信号导体110的暴露部分是电线端接端部156。通信电缆108电连接到信号触头106。例如，信号导体110的电线端接端部156可以被钎焊到信号触头106；然而，电线端接端部156可以通过其他方式电连接，例如压接、焊接、使用导电粘接剂、使用绝缘移位触头等。在示例性实施例中，电线端接端部156穿过绝缘体薄片116连接到信号触头106。绝缘体薄片116将屏蔽层118与信号导体110和信号触头106电隔离。例如，绝缘体薄片116可以物理地阻挡屏蔽层118以免于接触信号导体110和信号触头106。绝缘体薄片116可以受压地搁置抵靠屏蔽层118和绝缘体111，以将屏蔽层118与信号触头106分离。
可选地，通信电缆108可以使得绝缘护套130从其剥除以暴露屏蔽层118和排流线112。屏蔽层118和排流线112的暴露部分被配置为端接至接地汇流条114(如图3所示)。通信电缆108被配置为通过使用接地汇流条114电连接到接地触头105。
另外参考图2，图5是根据示例性实施例的绝缘体薄片116的透视图。绝缘体薄片116由介电材料(例如聚合物材料)制成。绝缘体薄片116包括具有前表面158和后表面160的介电本体。可选地，绝缘体薄片116可以是大致平坦的，并且沿着薄片平面162延伸。前表面158和后表面160可以大致平行于薄片平面162。
在示例性实施例中，绝缘体薄片116包括从上边缘166朝向下边缘168延伸(例如延伸到绝缘体薄片116的中点)的大致U形的开口或槽164。槽164的尺寸被设计为接收对应的信号导体110。槽164被定位成将信号导体110与信号触头106对准。例如，槽164可成对布置以接收成对的信号导体110，其中，成对的槽164被间隔开以允许接地触头105定位在信号触头106之间。
当组装成电气组件100时，绝缘体薄片116被插置在通信电缆108的屏蔽层118和连接器104的信号触头106之间。绝缘体薄片116的前表面158受压地搁置抵靠信号触头106和/或基体102。例如，基体102可以包括肩部、唇部、沟槽或其他结构来定位绝缘体薄片116，例如紧接在信号触头106的后面。绝缘体薄片116的后表面160受压地搁置抵靠屏蔽层118的端接端部和绝缘体111的端接端部。例如，当被装载到基体102中时，通信电缆108可以压靠绝缘体薄片116的后表面160。绝缘体薄片116物理地阻挡屏蔽层118使其免于接触或触及信号导体110和信号触头106。
可选地，绝缘体薄片116的厚度可以控制电气组件100的在屏蔽层118的端接端部和信号触头106之间的间隙中的阻抗分布(impedance profile)。如图5所示，绝缘体薄片具有约0.08mm至约0.13mm的厚度。然而，替代实施例可以包括绝缘体薄片的其他厚度。
图6是根据示例性实施例的绝缘体薄片216的透视图。该绝缘体薄片216与绝缘体薄片116(图5中所示)类似；然而，绝缘体薄片216的开口或槽264与绝缘体薄片116中的槽164具有不同的形状。另外参考图4说明电气组件100的其他部件，诸如通信电缆108和基体102，绝缘体薄片216可用于代替绝缘体薄片116是显然的。
绝缘体薄片216包括在沿薄片平面262的前表面258和后表面260之间延伸的介电本体。绝缘体薄片216包括封闭的开口或槽264。在示出的实施例中，槽264是长圆形的并且配置为接收两个信号导体110；然而，在替代实施例中，槽264可以具有其他形状，例如被配置为接收单个信号导体110的圆形槽。
绝缘体薄片216被配置为插置在通信电缆108的屏蔽层118和连接器104的信号触头106之间。槽264被配置为与信号导体110对准并且接收信号导体110从中穿过。绝缘体薄片216的前表面258受压地搁置抵靠信号触头106和/或基体102，并且绝缘体薄片216的后表面260受压地搁置抵靠屏蔽层118的端接端部和/或绝缘体111的端接端部。绝缘体薄片216物理地阻挡屏蔽层118使其免于接触或触及信号导体110和信号触头106。可选地，绝缘体薄片216的厚度可以控制在电气组件100的屏蔽层118的端接端部和信号触头106之间的间隙中的阻抗分布。
图7是根据示例性实施例的电气装置300的一部分的透视图。电气装置300与电气组件100(图2中所示)类似；然而，电气装置300包括由电路板304限定的基体302。电路板304包括由印刷在电路板304上的导电迹线、过孔或其他电路限定的接地触头305和信号触头306。通信电缆108例如通过钎焊电连接到接地触头305和信号触头306。绝缘体薄片116位于屏蔽层118和绝缘体111的端接端部170、171处。绝缘体薄片116位于屏蔽层118和信号触头306之间。绝缘体薄片116将屏蔽层118与信号导体110和信号触头306电隔离，例如通过物理地阻挡屏蔽层118与信号导体110和信号触头306。

Claims (14)

1.一种电气装置(100)，包括：
基体(102)，所述基体具有沿着所述基体的表面(132)的信号触头(106)和接地触头(105)；
绝缘体薄片(116)，所述绝缘体薄片具有前表面(158)、后表面(160)和开口(164)，所述前表面面向所述信号触头；以及
通信电缆(108)，所述通信电缆包括信号导体(110)、包围所述信号导体的绝缘体(111)、和包围所述绝缘体的屏蔽层(118)，其中，所述绝缘体具有端接端部(170)，并且所述屏蔽层具有与所述绝缘体的端接端部基本上共面的端接端部(171)，所述信号导体(156)的端接端部延伸超出所述绝缘体的端接端部；
其中，所述信号导体的端接端部穿过所述绝缘体薄片的开口(164)突出，以便与所述信号触头电联接，所述绝缘体薄片将所述屏蔽层(118)与所述信号触头(106)电隔离。
2.根据权利要求1所述的电气装置(100)，其中，所述绝缘体薄片(116)物理地阻挡所述屏蔽层(118)使其免于触及所述信号导体(110)和所述信号触头(106)。
3.根据权利要求1所述的电气装置(100)，其中，所述绝缘体薄片(116)具有预定的厚度，从而控制所述电气装置(100)的在所述屏蔽层(100)的端接端部(171)和所述接地导体(105)之间的间隙中的阻抗分布。
4.根据权利要求1所述的电气装置(100)，其中，所述绝缘体薄片(116)的前表面(158)受压地搁置抵靠所述信号触头(106)。
5.根据权利要求1所述的电气装置(100)，其中，所述绝缘体薄片(116)的后表面(160)受压地搁置抵靠所述屏蔽层(118)和所述绝缘体的端接端部(171)中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的电气装置(110)，其中，所述绝缘体薄片(116)的开口(164)是从所述绝缘体薄片的边缘(166)向内延伸的大致U形的槽，以便从所述绝缘体薄片的边缘接收所述信号导体(110)。
7.根据权利要求1所述的电气装置(100)，其中，所述绝缘体薄片(116)的开口(164)是封闭的槽，所述开口与所述信号导体(110)对准以接收所述信号导体穿过所述槽。
8.根据权利要求1所述的电气装置(100)，其中，所述绝缘体薄片(116)沿着垂直于所述基体(102)的表面(132)的薄片平面(162)延伸。
9.根据权利要求1所述的电气装置(100)，其中，所述绝缘体薄片(116)的开口(164)与所述信号触头(106)对准。
10.根据权利要求1所述的电气装置(110)，其中，所述通信电缆(108)具有与所述屏蔽层(118)电联接的排流线(112)，所述排流线电连接到所述接地触头(105)。
11.根据权利要求1所述的电气装置(100)，其中，所述基体(102)是经印刷的基体。
12.根据权利要求1所述的电气装置(100)，还包括电联接到所述接地触头(105)的接地汇流条(114)，所述接地汇流条具有跨过所述通信电缆布置的主面板(172)，以及从所述主面板延伸的连接端子(174)，所述主面板与所述排流线(112)电联接。
13.根据权利要求1所述的电气装置(100)，其中，所述通信电缆(108)包括第二信号导体(110)、围绕所述第二信号导体的第二绝缘体(111)、以及围绕所述第二绝缘体的第二屏蔽层；其中，所述第二绝缘体和所述第二屏蔽层具有基本上共面的端接端部(170，171)，所述第二信号导体的端接端部延伸超出所述第二绝缘体的端接端部；其中，所述第二信号导体的端接端部(156)穿过所述绝缘体薄片(116)的对应的开口(164)突出，以便与所述基体(102)的第二信号触头电联接，所述绝缘体薄片使所述第二屏蔽层与所述第二信号导体和所述第二信号触头电隔离。
14.根据权利要求1所述的电气装置(100)，还包括第二通信电缆(108)，所述第二通信电缆包括第二信号导体(110)、围绕所述第二信号导体的第二绝缘体(111)、和围绕第二绝缘体的第二屏蔽层(118)；其中，所述第二绝缘体和所述第二屏蔽层具有基本共面的端接端部(170，171)，所述第二信号导体的端接端部(156)延伸超出所述第二绝缘体的端接端部；其中，所述第二信号导体的端接端部穿过所述绝缘体薄片(116)的对应开口(164)突出，以便与所述第二信号触头电联接，所述绝缘体薄片使所述第二屏蔽层与所述第二信号导体和所述第二信号触头电隔离。
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