CN111463605B - 电连接器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电连接器，包括：连接器壳体；以及多个导电端子，分别固定至所述连接器壳体中，所述导电端子包括多个接地端子和多个信号端子。所述接地端子和信号端子都由损耗金属制成，并且所述信号端子的表面涂覆有低损耗金属。该连接器可以有效抑制因导电端子的结构和紧密布置的方式而产生的谐振。

Description

电连接器
技术领域
本公开的至少一种实施例涉及一种电连接器，特别是，涉及一种具有多个信号端子和多个接地端子的电连接器。
背景技术
现有的通信系统利用电连接器传输数据。例如网络系统、服务器、数据中心等可以使用多个电连接器以互连通信系统的多种设备。一般地，电连接器包括绝缘壳体和安装在绝缘壳体中的多个导电端子。导电端子包括信号端子和接地端子，信号端子适用于传递数据信号，且接地端子控制阻抗并减少信号端子之间的串扰。在差分信号应用中，两个相邻的信号端子被布置成一对差分端子，以传输成对的差分信号。每对差分端子可以通过一个或多个接地端子与相邻的另一对差分端子隔开。
已经有增加电连接器内的信号端子的密度和/或增加通过电连接器传输数据的速度的普遍需求。然而，随着数据率增加和/或信号端子之间的距离减少，维持信号完整性的基准水平变得更加有挑战性。例如，在一些情况下，在电连接器的每个接地端子的表面上传播的电能可能在形成于接地端子之间的腔内被反射和产生谐振。另外，一些电连接器都有谐振腔体结构，信号传输时会激发腔体谐振，进而污染有效信号。取决于数据传输的频率，可形成电噪声，这样就增加了回波损耗和/或串扰，并降低电连接器的处理量。
发明内容
本公开的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
根据本公开的一个方面，提供一种电连接器，可以有效抑制因导电端子的结构和紧密布置的方式而产生的谐振。
根据本公开一个方面的实施例，提供一种电连接器，包括：连接器壳体；以及多个导电端子，分别固定至所述连接器壳体中，所述导电端子包括多个接地端子和多个信号端子。所述接地端子和信号端子都由损耗金属制成，并且所述信号端子的表面涂覆有低损耗金属。
根据本公开的一种实施例，每个导电端子的第一端适用于与插入所述连接器壳体的配合连接器电接触，每个导电端子的第二端适用于与电路板电连接，所述接地端子的除与所述第二端相邻的部分之外的部分的表面上涂覆有低损耗金属。
根据本公开的一种实施例，所述损耗金属包括磁损耗和/或电损耗金属。
根据本公开的一种实施例，所述磁损耗和/或电损耗金属的相对磁导率大于10或者电导率低于1.16e6siemens/m。
根据本公开的一种实施例，所述磁损耗和/或电损耗金属包括不锈钢材料。
根据本公开的一种实施例，所述连接器壳体内形成一个在纵向方向和高度方向上延伸的容纳室；所述容纳室的下部设有在所述纵向方向延伸并连接至所述容纳室的两个相对的端壁的支撑肋；所述容纳室的两个相对的侧壁中的每一个上都设有一排与所述支撑肋相对的第一容纳室，所述第一容纳室适用于分别固定多个导电端子，相邻的两个第一容纳室之间设有在横向方向上从所述第一容纳室的外侧延伸并连接至所述支撑肋的分隔壁，其中，至少一部分分隔壁中的每一个至少部分地被切除。
根据本公开的一种实施例，所述第一容纳室包括多对信号容纳室和多对接地容纳室，成对的信号容纳室和成对的接地容纳室间隔设置。每对信号容纳室适用于固定所述导电端子中的一对信号端子；每对接地容纳室适用于固定所述导电端子中的一对接地端子。
根据本公开的一种实施例，每对所述信号容纳室之间的分隔壁至少部分地被切除。
根据本公开的一种实施例，每对所述接地容纳室之间的分隔壁至少部分地被切除。
根据本公开的一种实施例，相邻所述信号容纳室和接地容纳室之间的分隔壁至少部分地被切除。
根据本公开的一种实施例，每个所述分隔壁至少部分地被切除。
根据本公开的一种实施例，两个相邻的所述第一容纳室内部之间设有绝缘壁。
根据本公开的一种实施例，每个所述第一容纳室的面对所述支撑肋的侧壁上形成狭槽，所述狭槽贯穿所述第一容纳室的所述侧壁并在所述高度方向上延伸。
根据本公开的一种实施例，所述第一容纳室的所述侧壁的内侧设有定位凹陷。
根据本公开的一种实施例，所述容纳室的两个相对的侧壁中的每一个的上部都设有一排第二容纳室，所述导电端子的上端分别穿过形成在所述侧壁上的通孔可滑动地进入所述第二容纳室。
根据本公开的一种实施例，所述连接器壳体内进一步形成一个在纵向方向和高度方向上延伸的辅助容纳室，所述辅助容纳室适用于接收一个辅助配合连接器，所述容纳室与所述辅助容纳室通过一个隔离结构隔开。
根据本公开的一种实施例，所述连接器壳体的两端的底壁上分别设有安装部件，所述安装部件适用于将所述连接器壳体安装在所述电路板上。
在根据本公开的前述各个实例性的实施例中，可以有效抑制因导电端子的结构和紧密布置的方式而产生的谐振，确保信号端子的导电性能。
通过下文中参照附图对本公开所作的描述，本公开的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本公开有全面的理解。
附图说明
图1显示根据本公开的一个实例性实施例的电连接器的立体示意图；
图2显示图1所示的电连接器的另一种立体示意图；
图3显示图1所示的电连接器的再一种立体示意图；
图4显示根据本公开的一种示例性实施例的连接器壳体的立体示意图；
图5显示根据本公开的一种示例性实施例的两排导电端子的立体示意图；
图6显示图5所示的两个导电端子的立体示意图；
图7显示图1所示的电连接器的平面示意图；
图8显示图1所示的电连接器的另一种平面示意图；
图9显示图2中的A部分的放大示意图；
图10显示图9中的B部分的放大示意图；
图11显示图8中的C部分的放大示意图，图中示出了分隔壁切除方式的第一实施例；
图12显示在图11的基础上第一种变形的平面示意图，图中示出了分隔壁切除方式的第二实施例；
图13显示在图11的基础上第二种变形的平面示意图，图中示出了分隔壁切除方式的第三实施例；
图14显示在图11的基础上第三种变形的平面示意图，图中示出了分隔壁切除方式的第四实施例；
图15显示沿图8中D-D线的剖视图；
图16显示沿图8中E-E线的剖视图；
图17显示沿图8中F-F线的剖视图；
图18显示根据本公开的一种示例性实施例的导电端子安装在电路板上时的立体示意图；
图19显示图11-14所述的4种分隔壁切除方式与分隔壁未切除的情况下出现的谐振尖峰的比较曲线；以及
图20显示采用根据本公开实施例的损耗金属的导电端子与采用铜制成的导电端子的电连接器在插入配合连接器时产生的差分信号损耗的比较曲线。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本公开的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本公开实施方式的说明旨在对本公开的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本公开的一种限制。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
根据本公开的一个总体上的发明构思，提供一种电连接器，包括：连接器壳体；以及多个导电端子，分别固定至所述连接器壳体中，所述导电端子包括多个接地端子和多个信号端子。所述接地端子和信号端子都由损耗金属制成，并且所述信号端子的表面涂覆有低损耗金属。
图1显示根据本公开的一个实例性实施例的电连接器的立体示意图；图2显示图1所示的电连接器的另一种立体示意图；图3显示图1所示的电连接器的再一种立体示意图；图4显示根据本公开的一种示例性实施例的连接器壳体的立体示意图；图5显示根据本公开的一种示例性实施例的两排导电端子的立体示意图；图6显示图5所示的两个导电端子的立体示意图。图18显示根据本公开的一种示例性实施例的导电端子安装在电路板上时的立体示意图。
如图1-6所示，根据本公开的一种示例性实施例的一种电连接器，包括：连接器壳体10；以及分别固定至连接器壳体10中的两排所述导电端子20，每个导电端子20的第一端204适用于与插入所述连接器壳体的配合连接器电接触，每个导电端子20的第二端203适用于与电路板40电连接。
电连接器100可以与一个配合连接器结合。在一种示例性实施例中，配合连接器可以包括电路板、电路卡和插头连接器中的任何一个。通过电连接器100在配合连接器和电路板40之间传输信号(例如数据和/或电力信号)。电连接器100可以用于各种应用中，这些应用利用接地端子控制阻抗并减少信号端子之间的串扰。仅作为示例，电连接器100可以用于电信和计算机应用、路由器、服务器和超级计算机中。电连接器能够以高速度传输数据信号，例如5千兆比特每秒 (Gb/s)、10Gb/s、20Gb/s、30Gb/s、或更大。电连接器可以包括与配合连接器的配合端子接合的信号端子的高密度阵列。
如图5和6所示，所述导电端子20包括多个接地端子G和多个信号端子S，接地端子G和信号端子S具有相同的结构和外部轮廓。
图7显示图1所示的电连接器的平面示意图；图8显示图1所示的电连接器的另一种平面示意图；图9显示图2中的A部分的放大示意图；图10显示图9中的B部分的放大示意图；图15显示沿图8 中D-D线的剖视图；图16显示沿图8中E-E线的剖视图；图17显示沿图8中F-F线的剖视图。其中，图15示出了在支撑肋2的一侧的分隔壁被切除、而支撑肋2另一侧的分隔壁4仍然保留的截面示意图；图16示出了位于支撑肋2两侧的分隔壁都被切除的截面示意图；图17示出了沿两个相对的导电端子的中心线的截面示意图。
在一种示例性实施例中，如图7-10和15-17所示，连接器壳体 100由绝缘材料制成，连接器壳体100内形成一个在纵向方向延伸并在高度方向上贯穿连接器壳体100的容纳室1，所述容纳室1的上部形成一个适用于接收一个配合连接器的一部分的开口。所述容纳室1 的下部中间的部位设有在所述纵向方向延伸的支撑肋2，以阻止配合连接器的进一步插入。容纳室1的两个相对的侧壁中的每一个上都设有一排与所述支撑肋2相对的第一容纳室5，每个所述第一容纳室5 适用于固定一个导电端子20，相邻的两个第一容纳室5内部之间设有绝缘壁54。相邻的两个第一容纳室5之间设有在横向方向上从所述第一容纳室5的外侧延伸并连接至支撑肋2的分隔壁4。这样，由第一容纳室5、两个相邻的分隔壁4和支撑肋2限定一个在高度方向上延伸的空腔，这种空腔例如可以保持电连接器100在高度方向上的贯通，以利于散热。至少一部分分隔壁4中的每一个至少部分地被切除。
在一种实施例中，如图5和6所示，每个导电端子20包括：延伸至容纳室1的上部的第一端204；在横向方向上延伸到容纳室1中、以与配合连接器电接触的接触部201；适用于固定至第一容纳室5中的固定部202；和适用于与电路板40电连接的第二端203。
根据本公开实施例的电连接器，由第一容纳室5、两个相邻的分隔壁4和支撑肋2限定的空腔在使用时形成谐振腔体。由于至少一部分分隔壁4中的每一个至少部分地被切除，可以抑制谐振现象的发生，提高了电连接器的电性能。另一方面，第一容纳室5仍然保持与导电端子20的固定部202之间的硬干涉，从而将导电端子20牢固地固定在连接器壳体10中。
在一种示例性实施例中，如图9-10和15-17所示，每个第一容纳室5的面对所述支撑肋2的侧壁上形成狭槽53，所述狭槽53贯穿所述第一容纳室5的所述侧壁并在所述高度方向上延伸。
在一种示例性实施例中，导电端子20的固定部202上设有相对于固定部202的主体部分配置的定位部205，相应地，所述第一容纳室5的所述侧壁的内侧设有定位凹陷52。在导电端子20安装在第一容纳室5中的情况下，定位部205配合到定位凹陷52中，从而将导电端子20牢固地定位在导体容纳室5中。
在一种示例性实施例中，所述容纳室1的两个相对的侧壁中的每一个的上部都设有一排第二容纳室3，所述导电端子20的上端(第一端204)分别穿过形成在所述侧壁上的通孔可滑动地进入所述第二容纳室3。这样，可以使得配合连接器平稳地与导电端子20的接触部201接触，第二容纳室3可以吸收导电端子20的压缩变形。
在一种示例性实施例中，如图1-4所示，所述连接器壳体10内进一步形成一个在纵向方向和高度方向上延伸的辅助容纳室30，所述辅助容纳室30适用于接收一个辅助配合连接器，所述容纳室1与所述辅助容纳室30通过一个隔离结构302隔开。在辅助容纳室30中安装有两排辅助端子301。可以理解，辅助端子301的结构与导电端子20的结构、以及辅助容纳室中用于安装辅助端子301的结构与容纳室中用于安装导电端子20的结构相同，在此不再赘述。
在一种实施例中，如图1-3所示，连接器壳体10的两端的底壁上分别设有安装部件50，所述安装部件50适用于将所述连接器壳体 10安装在所述电路板上。导电端子20的第二端可以采用表面安装技术(surface mounted technology)SMT)与电路板的电触点分别电连接。
图18显示根据本公开的一种示例性实施例的导电端子安装在电路板上时的立体示意图。
在一种可替换的实施例中，如图18所示，在电路板40上设有多个安装孔401，导电端子20的第二端采用插接方式电连接至电路板。
图11显示图8中的C部分的放大示意图，图中示出了分隔壁切除方式的第一实施例；图15显示沿图8中D-D线的剖视图；图16 显示沿图8中E-E线的剖视图；图17显示沿图8中F-F线的剖视图。
在一种示例性实施例中，如图8-11所示，所述第一容纳室1包括多对信号容纳室55和多对接地容纳室56，成对的信号容纳室55 和成对的接地容纳室56交替设置。每对信号容纳室55适用于固定所述导电端子20中的一对信号端子S；每对接地容纳室56适用于固定所述导电端子20中的一对接地端子G。例如，每个信号端子S和与该信号端子S配合的接地端子G相邻设置，并且适用于一个差分信号对的两个信号端子S相邻设置，二者之间不存在接地端子。类似地，相邻的接地端子之间不存在信号端子。
在一种示例性实施例中，如图8-11所示，每对所述接地容纳室 56之间的分隔壁至少部分地被切除。同时，每对所述信号容纳室55 之间的分隔壁4、以及相邻信号容纳室55和接地容纳室56之间的分隔壁4仍然保留。
在一种示例性实施例中，如图12所示，每对所述信号容纳室55 之间的分隔壁至少部分地被切除。同时，每对所述接地容纳室56之间的分隔壁4、以及相邻信号容纳室55和接地容纳室56之间的分隔壁4仍然保留。
在一种示例性实施例中，如图13所示，相邻所述信号容纳室55 和接地容纳室56之间的分隔壁至少部分地被切除。同时，每对所述信号容纳室55之间的分隔壁4、以及每对所述接地容纳室56之间的分隔壁4仍然保留。
在一种示例性实施例中，如图14所示，每个所述分隔壁至少部分地被切除。
在本公开的上述实施例中，分隔壁4至少部分地被切除包括在高度方向上分隔壁完全去除或者完全不存在；或者在高度方向上分隔壁的一部分被切除、并且部分分隔壁仍然存在。
图19显示图11-14所述的4种分隔壁切除方式与分隔壁未切除的情况下出现的谐振尖峰的比较曲线。
如图19所示，曲线1表示连接器壳体10的所有分隔壁都没有被切除的情况下，电连接器工作时产生的谐振尖峰的曲线；曲线2表示图11所示的第一种实施例的情况下，电连接器工作时产生的谐振尖峰的曲线；曲线3表示图12所示的第二实施例的情况下，电连接器工作时产生的谐振尖峰的曲线；曲线4表示图13所示的第三实施例的情况下，电连接器工作时产生的谐振尖峰的曲线；曲线5表示图 14所示的第四实施例的情况下，电连接器工作时产生的谐振尖峰的曲线。
在根据本公开的第五实施例的电连接器中，如图5、6和10所示，导电端子20中的接地端子G和信号端子S都由损耗金属(lossy metal) 制成，并且所述信号端子S的表面采用电镀工艺涂覆有低损耗金属 (low lossy metal)。本领域的技术人员理解，铜材料具有良好的导电性，但不具有导磁性。也就是说，铜材料不具有磁损耗性。
在本公开的实施例中，损耗金属具有导电性和导磁性，但损耗金属在感兴趣的频率范围内相对于铜材料具有较差的导电性。损耗金属包括磁损耗(magnetically lossy)和/或电损耗(electrically lossy)金属。所述磁损耗和/或电损耗金属的相对磁导率大于10或者电导率低于1.16e6siemens/m。磁损耗和/或电损耗金属包括不锈钢材料，但本公开的实施例并不局限于此。磁损耗和/或电损耗金属还可以包括镁铁氧体(magnesiumferrite)、镍铁氧体(nickel ferrite)、锂铁氧体 (lithium ferrite)、钇石榴石(yttriumgamet)和铝石榴石(aluminum gamet)中的至少一种材成的金属材料。在一种实施例中，损耗金属可以包括同时具有磁损耗性能和电损耗性能的金属。
根据本发明的实施例，使用损耗较大的金属材料(如不锈钢等) 取代常见的铜材料制作信号端子和接地端子，可以利用金属损耗大的特性，有效抑制因导电端子的结构和紧密布置方式而产生的谐振。通过在信号端子上涂覆镍、金等具有良好导电性的低损耗金属材料，利用高频时电流的趋肤效应，降低损耗较大的金属材料对有效消信号的衰减，从而可以确保信号端子的导电性能。进一步地，根据本公开实施例提供的电连接器的导电端子，不受产品公差的影响，有良好的性能稳定性。
根据本公开的第六实施例，如图5、6、10和18所示，导电端子 20中的接地端子G和信号端子S都由损耗金属制成，并且所述信号端子S的表面采用电镀工艺涂覆有低损耗金属(low lossy metal)，例如镍和/或金，所述接地端子G的除固定至所述第一容纳室5的部分(即固定部202)之外的表面上涂覆有低损耗金属，例如镍和/或金。这样，接地端子G的除固定部202之外的区域的表面镀低损耗金属 (如镍、金)，但在靠近电路板40的固定部202所在区域的表面不能有镀层，可以确保大损耗金属暴露在外，而且在谐振产生时，谐振会因接地端子G的大损耗而被抑制。
图20显示采用根据本公开实施例的损耗金属的导电端子与采用铜的导电端子的电连接器在插入配合连接器时产生的差分信号损耗的比较曲线。
如图20所示，曲线6表示采用铜制成的导电端子的电连接器在插入配合连接器时产生的差分信号损耗的曲线；曲线7表示第五实施例的情况下，电连接器工作时产生的差分信号损耗的曲线；曲线8表示图11所示的第六实施例的情况下，电连接器工作时产生的差分信号损耗的曲线。从图20所示的曲线可以理解，采用根据本公开实施例的损耗金属制作的导电端子，可以有效抑制因导电端子的结构和紧密布置方式而产生的谐振。
本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。
虽然结合附图对本公开进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本公开优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本公开的一种限制。
虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本公开的范围以权利要求和它们的等同物限定。
应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本公开的范围。

Claims (17)

1.一种电连接器，包括：
连接器壳体；以及
多个导电端子，分别固定至所述连接器壳体中，所述导电端子包括多个接地端子和多个信号端子，
其中，所述接地端子和信号端子都由损耗金属制成，并且所述信号端子的表面涂覆有低损耗金属。
2.根据权利要求1所述的电连接器，其中，每个导电端子的第一端适用于与插入所述连接器壳体的配合连接器电接触，每个导电端子的第二端适用于与电路板电连接，所述接地端子的除与所述第二端相邻的部分之外的部分的表面上涂覆有低损耗金属。
3.根据权利要求1所述的电连接器，其中，所述损耗金属包括磁损耗和/或电损耗金属。
4.根据权利要求3所述的电连接器，其中，所述磁损耗和/或电损耗金属的相对磁导率大于10或者电导率低于1.16e6siemens/m。
5.根据权利要求3所述的电连接器，其中，所述磁损耗和/或电损耗金属包括不锈钢材料。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电连接器，其中，所述连接器壳体内形成一个在纵向方向和高度方向上延伸的容纳室；
所述容纳室的下部设有在所述纵向方向延伸并连接至所述容纳室的两个相对的端壁的支撑肋；
所述容纳室的两个相对的侧壁中的每一个上都设有一排与所述支撑肋相对的第一容纳室，所述第一容纳室适用于分别固定多个导电端子，相邻的两个第一容纳室之间设有在横向方向上从所述第一容纳室的外侧延伸并连接至所述支撑肋的分隔壁，
其中，至少一部分分隔壁中的每一个至少部分地被切除。
7.根据权利要求6所述的电连接器，其中，所述第一容纳室包括多对信号容纳室和多对接地容纳室，成对的信号容纳室和成对的接地容纳室间隔设置，
其中，每对信号容纳室适用于固定所述导电端子中的一对信号端子；每对接地容纳室适用于固定所述导电端子中的一对接地端子。
8.根据权利要求7所述的电连接器，其中，每对所述信号容纳室之间的分隔壁至少部分地被切除。
9.根据权利要求7所述的电连接器，其中，每对所述接地容纳室之间的分隔壁至少部分地被切除。
10.根据权利要求7所述的电连接器，其中，相邻所述信号容纳室和接地容纳室之间的分隔壁至少部分地被切除。
11.根据权利要求7所述的电连接器，其中，每个所述分隔壁至少部分地被切除。
12.根据权利要求6所述的电连接器，其中，两个相邻的所述第一容纳室内部之间设有绝缘壁。
13.根据权利要求6所述的电连接器，其中，每个所述第一容纳室的面对所述支撑肋的侧壁上形成狭槽，所述狭槽贯穿所述第一容纳室的所述侧壁并在所述高度方向上延伸。
14.根据权利要求13所述的电连接器，其中，所述第一容纳室的所述侧壁的内侧设有定位凹陷。
15.根据权利要求6所述的电连接器，其中，所述容纳室的两个相对的侧壁中的每一个的上部都设有一排第二容纳室，所述导电端子的上端分别穿过形成在所述侧壁上的通孔可滑动地进入所述第二容纳室。
16.根据权利要求6所述的电连接器，其中，所述连接器壳体内进一步形成一个在纵向方向和高度方向上延伸的辅助容纳室，所述辅助容纳室适用于接收一个辅助配合连接器，
所述容纳室与所述辅助容纳室通过一个隔离结构隔开。
17.根据权利要求6所述的电连接器，其中，所述连接器壳体的两端的底壁上分别设有安装部件，所述安装部件适用于将所述连接器壳体安装在电路板上。
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