CN111987514B - 一种超高速高密度高可靠连接器插头组件结构 - Google Patents

一种超高速高密度高可靠连接器插头组件结构 Download PDF

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Abstract

一种超高速高密度高可靠连接器插头组件结构，包括插头模块、插头底座、插头上固定板；插头模块固定设置在插头底座上部；插头上固定板固定设置在插头模块上部；插头模块包括若干插针部件A、插针部件B；插针部件A、插针部件B交错排列、接触设置，组成插头模块；插针部件A包括A型插针组，插针部件B包括B型插针组，A型插针组、B型插针组分别通过注塑将若干信号插针、接地插针固定连接，形成插针部件A、插针部件B；插头模块底部设有若干挤圆插针A、挤圆插针B，插头底座设有若干贯穿的插针孔，挤圆插针A、挤圆插针B固定设置在插针孔中；本发明的超高速高密度高可靠连接器插头组件结构，具有低成本、超高速、高密度、高可靠性的优点。

Description

一种超高速高密度高可靠连接器插头组件结构
技术领域
本发明涉及高速高密度连接器设计技术领域，具体涉及超高速高密度高可靠连接器插头组件结构。
背景技术
现有高速连接器插头结构，是将独立的机加工圆形插针一个个装入绝缘体的固定孔中形成，此种结构的高速连接器插头，插针是独立的零件、且整体结构为圆形，与其配套的插针套配合，接触可靠性高，适用于高通信可靠性的场合使用，但其也存在以下几个问题：1、插针需逐个装入绝缘体中，装配效率极低；2、插针与绝缘体孔间为间隙配合，因此插针之间的间距不稳定，造成阻抗特性不稳定；3、插针横截面为圆形，不利于差分信号传输的耦合；4、插针为机加工件，成本高；5、同一差分对为弯式插针时时延差过大，无法进一步提高通信速率；6、同一批产品装配后一致性差，产品性能不稳定；因此现有机加工插针结构一般适用于通信速率在3.125Gbps以下的通信场合。
现有超高速连接器的插针采用片式结构，与其配套的接触件采用片式弹性单侧接触结构，此种结构优点为易于实现超高速数据传输，但因其配套的接触件为单侧接触，在应用于高振动、高冲击的环境时，易产生接触件瞬间分离问题，造成信号传输的失败。
因此要实现低成本、高速、高密度、高稳定性的连接器插头，则必须对现有的连接器结构重新进行开发设计。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种超高速高密度高可靠连接器插头组件结构；包括插头模块、插头底座、插头上固定板；所述插头模块固定设置在插头底座上部；所述插头上固定板固定设置在插头模块上部；所述插头模块包括若干插针部件A、插针部件B，其为薄板状结构；插针部件A、插针部件B交错排列、接触设置，组成插头模块；所述插针部件A包括A型插针组，插针部件B包括B型插针组，A型插针组、B型插针组分别通过注塑将若干信号插针、接地插针固定连接，形成插针部件A、插针部件B；所述插头模块底部设有若干挤圆插针A、挤圆插针B，所述插头底座设有若干贯穿的插针孔，挤圆插针A、挤圆插针B固定设置在插针孔中；本发明的超高速高密度高可靠连接器插头组件结构相比以往的连接器插头结构，其具有以下优点：1、装配为模组化结构，因此装配效率极高；2、插针与绝缘体孔间通过注塑连接，因此插针之间的间距稳定，保证了阻抗特性的稳定性；3、插针与插针套配合部位为圆形，接触可靠；4、插针微带线截面为非圆结构，利于差分信号传输的耦合；5、插针为冲压加工，生产效率高，成本低；6、同一差分对的微带线可通过注塑结构做介电常数补偿，同一差分对的时延差得到保证，进一步提高了通信速率；7、插针与插针孔为过盈配合，同一批产品装配后一致性好，产品性能稳定。
为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种超高速高密度高可靠连接器插头组件结构，包括插头模块、插头底座、插头上固定板；所述插头模块固定设置在插头底座上部；所述插头上固定板固定设置在插头模块上部；
所述插头模块底部设有若干挤圆插针A、挤圆插针B，所述插头底座设有若干贯穿的插针孔，挤圆插针A、挤圆插针B固定设置在插针孔中。
进一步的，所述插头模块包括若干插针部件A、插针部件B，插针部件A、插针部件B为薄板状结构；插针部件A、插针部件B交错排列、接触设置，组成插头模块；用插针部件A、插针部件B模块化结构，代替以往的独立插针进行装配，极大提高了装配效率；
所述插针部件A包括A型插针组；所述插针部件B包括B型插针组；A型插针组、B型插针组包括若干信号插针、接地插针；所述信号插针每相邻两支设为一组，组成差分信号插针对，相邻的差分信号插针对之间设置有接地插针；A型插针组、B型插针组的差分信号插针对、接地插针的交错设置，目的为防止差分信号插针对之间产生信号的串扰，以提高通信速率；
所述A型插针组左侧起始为一对差分信号插针对，其最右侧为接地插针；所述B型插针组左侧起始为接地插针，其最右侧为差分信号插针对；
所述信号插针包括挤圆插针A、挤方连接块A、微带连接线A、鱼眼插头A，所述挤圆插针A为细针状，其下部设有圆锥头；所述挤方连接块A为长方体，设在挤圆插针A上部，其厚度与挤圆插针A直径相等；挤方连接块A与插头底座的插针孔为过盈配合，可保证挤圆插针A之间的间距更加稳定，以保证信号插针的阻抗特性更加稳定；所述微带连接线A为薄线状，其截面为矩形，矩形截面有利于差分信号插针对的传输耦合，以保证高速率信号传输的稳定性及抗干扰性；微带连接线A的厚度小于挤方连接块A的厚度，其下端部与挤方连接块A上部连接，其左侧端部固定设有鱼眼插头A，鱼眼插头A用于与印刷电路板连接，其防止采用焊接连接所产生的短桩辐射，以进一步提高高速率信号传输的稳定性及抗干扰性；
所述接地插针包括挤圆插针B、挤方连接块B、微带连接线B、鱼眼插头B，其连接结构与信号插针相同；其中挤圆插针B的长度大于挤圆插针A，当插针与插套进行对插连接时，长针用于接地，短针传输信号，长针优先短针接触到静电，避免静电通过短信号针击穿系统元器件；另外长针可接电源，短针传输信号，此种信号传输模式可支持连接器热插拔；其中微带连接线B的宽度大于微带连接线A，通过增加微带连接线B的宽度，可进一步降低相邻差分信号插针对之间的信号串扰，以提高通信速率；所述挤方连接块A、挤方连接块B尺寸及结构相同；所述鱼眼插头A、鱼眼插头B尺寸及结构相同；
所述A型插针组、B型插针组分别通过注塑将若干信号插针、接地插针固定连接，形成插针部件A、插针部件B，插针部件A、插针部件B为模块化结构，用以提高装配效率。
进一步的，所述插针部件A上部两侧面设有对称的上定位槽A、上定位块A，上部靠近侧边设有对称的侧边定位块A，板面上设有空气槽A，靠近下部两侧边设有下卡勾A；所述插针部件B上部两侧面设有对称的上定位块B、上定位槽B，上部靠近侧边设有对称的侧边定位块B，板面上设有空气槽B，靠近下部两侧边设有下卡勾B；所述空气槽A、空气槽B通过改变微带连接线A的局部介电常数，补偿、调节同一对差分信号插针的时延差，使同一对差分信号插针的时延保持一致，提高高速率信号传输的稳定性；
插头模块装配时，插针部件A的上定位槽A与插针部件B的上定位块B位置相对应，插针部件A的上定位块A与插针部件B的上定位槽B位置相对应，用于插针部件A与插针部件B的水平方向的定位；插针部件A的侧边定位块A与插针部件B的侧边定位块B上下交错对应，用于插针部件A与插针部件B的垂直方向的定位；插针部件A、插针部件B的定位槽、定位块结构设计，在确保装配精度的同时，还具有防止相邻插针部件间出现错装同一种插针部件的问题。
进一步的，所述插针部件A上部设有上卡勾A；所述插针部件B上部设有上卡勾B；所述插头上固定板为板状，其板面设有葫芦槽、梳齿槽，所述葫芦槽具有大小两个槽宽，所述梳齿槽一端开放；
若干个插针部件A、插针部件B交错排列、接触设置，组成插头模块后，插头上固定板通过葫芦槽、梳齿槽固定设置在上卡勾A、上卡勾B下侧，将若干插针部件A、插针部件B固定连接在一起；插头上固定板装配时，梳齿槽直接卡在上卡勾A、上卡勾B左侧卡勾下部，上卡勾A、上卡勾B右侧卡勾穿过葫芦槽的宽槽，然后向左推动插头上固定板，即可将若干插针部件A、插针部件B固定连接在一起；插头上固定板与上卡勾A、上卡勾B之间还设有自锁结构，防止插头上固定板受到震动时脱落。
进一步的，所述插头底座包括底座本体，底座本体上部前后两侧面设有若干对卡接板，卡接板上设有卡接槽；所述插针部件A的下卡勾A、插针部件B的下卡勾B固定设置在卡接槽中；插头模块、插头底座通过下卡勾A、下卡勾B与卡接槽的配合实现固定连接。
进一步的，所述底座本体上端面设有若干插针部件对位槽，其用于插头模块、插头底座装配时，对插头模块的插针部件A、插针部件B的下部起到装配引导作用；插针部件对位槽底部设有若干贯穿的插针孔，插针孔直径大于挤圆插针A、挤圆插针B直径；所述挤圆插针A、挤圆插针B通过挤方连接块A、挤方连接块B与插针孔的过盈配合，固定设置在插针孔中，挤方连接块A、挤方连接块B与插针孔配合为矩形与圆形的配合，因此仅在矩形的四角与圆孔间存在局部过盈，此种结构设计在保证具有一定过盈量、定位准确的同时，还可防止装配阻力过大。
进一步的，所述底座本体底部设有若干底座空气槽；所述底座空气槽连通同一插针部件A或同一插针部件B的所有挤圆插针A和挤圆插针B；所述底座空气槽通过去除插头底座的局部绝缘材料，使挤圆插针A和挤圆插针B周围具有更多低介电常数的空气介质，因此提高了差分对的阻抗。
进一步的，所述底座空气槽上设有与插针孔同心的插套孔，插套孔用于连接器插头与插座对插时起到插合引导的作用。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明公开的一种超高速高密度高可靠连接器插头组件结构；包括插头模块、插头底座、插头上固定板；所述插头模块固定设置在插头底座上部；所述插头上固定板固定设置在插头模块上部；所述插头模块包括若干插针部件A、插针部件B，其为薄板状结构；插针部件A、插针部件B交错排列、接触设置，组成插头模块；所述插针部件A包括A型插针组，插针部件B包括B型插针组，A型插针组、B型插针组分别通过注塑将若干信号插针、接地插针固定连接，形成插针部件A、插针部件B；所述插头模块底部设有若干挤圆插针A、挤圆插针B，所述插头底座设有若干贯穿的插针孔，挤圆插针A、挤圆插针B固定设置在插针孔中；本发明的超高速高密度高可靠连接器插头组件结构相比以往的连接器插头结构，其具有以下优点：1、装配为模组化结构，因此装配效率极高；2、插针与绝缘体孔间通过注塑连接，因此插针之间的间距稳定，保证了阻抗特性的稳定性；3、插针与插针套配合部位为圆形，接触可靠；4、插针微带线截面为非圆结构，利于差分信号传输的耦合；5、插针为冲压加工，生产效率高，成本低；6、同一差分对的微带线可通过注塑结构做介电常数补偿，同一差分对的时延差得到保证，进一步提高了通信速率；7、插针与插针孔为过盈配合，同一批产品装配后一致性好，产品性能稳定；本发明的高速高密度连接器插头通过以上创新的结构设计，使得低成本、超高速、高密度、高稳定性的连接器得以实现，并已在高振动、高冲击的环境下实现25Gbps通信速率的高可靠信号传输。
附图说明
图1为高速高密度连接器插头外观示意图；
图2为高速高密度连接器插头爆炸示意图；
图3为插头模块外观示意图一；
图4为插头模块外观示意图二；
图5为插针部件A正向外观示意图；
图6为插针部件B正向外观示意图；
图7为插针部件A、插针部件B装配状态外观示意图；
图8为A型插针组示意图；
图9为B型插针组示意图；
图10为插头上固定板外观示意图；
图11为插头底座外观示意图；
图12为插头底座底部示意图；
图13为局部A放大示意图；
图14为挤方连接块A、挤方连接块B与插针孔配合状态示意图。
图中：1、插头模块；1.1、插针部件A；1.1.1、上定位槽A；1.1.2、上定位块A；1.1.3、侧边定位块A；1.1.4、空气槽A；1.1.5、下卡勾A；1.1.6、上卡勾A；1.1.8、挤圆插针A；1.1.9、挤方连接块A；1.1.10、微带连接线A；1.1.11、鱼眼插头A；1.2、插针部件B；1.2.1、上定位块B；1.2.2、上定位槽B；1.2.3、侧边定位块B；1.2.4、空气槽B；1.2.5、下卡勾B；1.2.6、上卡勾B；1.2.8、挤圆插针B；1.2.9、挤方连接块B；1.1.10、微带连接线B；1.1.11、鱼眼插头B；2、插头底座；2.1、底座本体；2.2、插针部件对位槽；2.3、卡接板；2.3.1、卡接槽；2.4、插针孔；2.5、底座空气槽；2.6、插套孔；3、插头上固定板；3.1、葫芦槽；3.2、梳齿槽。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
一种超高速高密度高可靠连接器插头组件结构，包括插头模块1、插头底座2、插头上固定板3；所述插头模块1固定设置在插头底座2上部；所述插头上固定板3固定设置在插头模块1上部；
所述插头模块1底部设有九十六个挤圆插针A1.1.8、四十八个挤圆插针B1.2.8，所述插头底座2设有一百四十四个贯穿的插针孔2.4，挤圆插针A1.1.8、挤圆插针B1.2.8固定设置在插针孔2.4中；
所述插头模块1分别包括八个插针部件A1.1、八个插针部件B1.2，插针部件A1.1、插针部件B1.2为薄板状结构；八个插针部件A1.1、八个插针部件B 1.2交错排列、接触设置，组成插头模块1；
所述插针部件A1.1包括A型插针组；所述插针部件B1.2包括B型插针组；A型插针组、B型插针组分别包括六个信号插针、三个接地插针；所述相邻两支信号插针设为一组，组成差分信号插针对，相邻的差分信号插针对之间设置有一只接地插针；
所述A型插针组左侧起始为一对差分信号插针对，其最右侧为接地插针；所述B型插针组左侧起始为接地插针，其最右侧为差分信号插针对；
所述信号插针包括挤圆插针A1.1.8、挤方连接块A1.1.9、微带连接线A1.1.10、鱼眼插头A1.1.11，所述挤圆插针A1.1.8为细针状，其下部设有圆锥头；所述挤方连接块A1.1.9为长方体，设在挤圆插针A1.1.8上部，其厚度与挤圆插针A1.1.8直径相等；所述微带连接线A1.1.10为薄线状，其截面为矩形，其厚度小于挤方连接块A1.1.9的厚度，其下端部与挤方连接块A1.1.9上部连接，其左侧端部固定设有鱼眼插头A1.1.11；
所述接地插针包括挤圆插针B1.2.8、挤方连接块B1.2.9、微带连接线B1.1.10、鱼眼插头B1.1.11，其连接结构与信号插针相同；其中挤圆插针B1.2.8的长度大于挤圆插针A1.1.8；其中微带连接线B1.1.10的宽度大于微带连接线A 1.1.10；
所述A型插针组、B型插针组分别通过注塑将六个信号插针、三个接地插针固定连接，形成插针部件A、插针部件B；
所述插针部件A1.1上部两侧面设有对称的上定位槽A1.1.1、上定位块A1.1.2，上部靠近侧边设有对称的侧边定位块A1.1.3，板面上设有空气槽A1.1.4，靠近下部两侧边设有下卡勾A1.1.5；所述插针部件B1.2上部两侧面设有对称的上定位块B1.2.1、上定位槽B1.2.2，上部靠近侧边设有对称的侧边定位块B1.2.3，板面上设有空气槽B1.2.4，靠近下部两侧边设有下卡勾B1.2.5；
插头模块1装配时，插针部件A1.1的上定位槽A1.1.1与插针部件B1.2的上定位块B1.2.1位置相对应，插针部件A1.1的上定位块A1.1.2与插针部件B 1.2的上定位槽B1.2.2位置相对应，用于插针部件A1.1与插针部件B1.2的水平方向的定位；插针部件A1.1的侧边定位块A1.1.3与插针部件B1.2的侧边定位块B1.2.3上下交错对应，用于插针部件A1.1与插针部件B1.2的垂直方向的定位；
所述插针部件A1.1上部设有上卡勾A1.1.6；所述插针部件B1.2上部设有上卡勾B1.2.6；所述插头上固定板3为板状，其板面设有十六个葫芦槽3.1、十六个梳齿槽3.2；
八个个插针部件A1.1、八个插针部件B1.2交错排列、接触设置，组成插头模块1后，插头上固定板3通过葫芦槽3.1、梳齿槽3.2固定设置在上卡勾A1.1.6、上卡勾B1.2.6下侧，将插头模块1的八个插针部件A1.1、八个插针部件B1.2固定连接在一起；
所述插头底座2包括底座本体2.1，底座本体2.1上部前后两侧面设有十六对卡接板2.3，卡接板2.3上设有卡接槽2.3.1；所述下卡勾A1.1.5、下卡勾B1.2.5固定设置在卡接槽2.3.1中；
所述底座本体2.1上端面设有十六条插针部件对位槽2.2，每条插针部件对位槽2.2底部设有九个贯穿的插针孔2.4；所述挤圆插针A1.1.8、挤圆插针A1.1.8通过挤方连接块A1.1.9、挤方连接块B1.2.9与插针孔2.4的过盈配合，固定设置在插针孔2.4中；
所述底座本体2.1底部设有十六条底座空气槽2.5；所述底座空气槽2.5连通同一插针部件A1.1或同一插针部件B1.2的所有挤圆插针A1.1.8和挤圆插针B1.2.8；
所述底座空气槽2.5上设有与插针孔2.4同心的插套孔2.6。
本发明未详述部分为现有技术。

Claims (7)

1.一种超高速高密度高可靠连接器插头组件结构，其特征是：包括插头模块(1)、插头底座(2)、插头上固定板(3)；所述插头模块(1)固定设置在插头底座(2)上部；所述插头上固定板(3)固定设置在插头模块(1)上部；
所述插头模块(1)底部设有若干挤圆插针A(1.1.8)、挤圆插针B(1.2.8)，所述插头底座(2)设有若干贯穿的插针孔(2.4)，挤圆插针A(1.1.8)、挤圆插针B(1.2.8)固定设置在插针孔(2.4)中；
所述插头模块(1)包括若干插针部件A(1.1)、插针部件B(1.2)，其为薄板状结构；插针部件A(1.1)、插针部件B(1.2)交错排列、接触设置，组成插头模块(1)；
所述底座(2)底部设有若干底座空气槽(2.5)；所述底座空气槽(2.5)连通同一插针部件A(1.1)或同一插针部件B(1.2)的所有挤圆插针A(1.1.8)和挤圆插针B(1.2.8)。
2.根据权利要求1所述超高速高密度高可靠连接器插头组件结构，其特征是：
所述插针部件A(1.1)包括A型插针组；所述插针部件B(1.2)包括B型插针组；A型插针组、B型插针组包括若干信号插针、接地插针；所述信号插针每相邻两支设为一组，组成差分信号插针对，相邻的差分信号插针对之间设置有接地插针；
所述A型插针组左侧起始为一对差分信号插针对，其最右侧为接地插针；所述B型插针组左侧起始为接地插针，其最右侧为差分信号插针对；
所述信号插针包括挤圆插针A(1.1.8)、挤方连接块A(1.1.9)、微带连接线A(1.1.10)、鱼眼插头A(1.1.11)，所述挤圆插针A(1.1.8)为细针状，其下部设有圆锥头；所述挤方连接块A(1.1.9)为长方体，设在挤圆插针A(1.1.8)上部，其厚度与挤圆插针A(1.1.8)直径相等；所述微带连接线A(1.1.10)为薄线状，其截面为矩形，其厚度小于挤方连接块A(1.1.9)的厚度，其下端部与挤方连接块A(1.1.9)上部连接，其左侧端部固定设有鱼眼插头A(1.1.11)；
所述接地插针包括挤圆插针B(1.2.8)、挤方连接块B(1.2.9)、微带连接线B(1.1.10)、鱼眼插头B(1.1.11)，其连接结构与信号插针相同；其中
挤圆插针B(1.2.8)的长度大于挤圆插针A(1.1.8)；其中微带连接线B(1.1.10)的宽度大于微带连接线A(1.1.10)；
所述A型插针组、B型插针组分别通过注塑将若干信号插针、接地插针固定连接，形成插针部件A、插针部件B。
3.根据权利要求2所述超高速高密度高可靠连接器插头组件结构，其特征是：所述插针部件A(1.1)上部两侧面设有对称的上定位槽A(1.1.1)、上定位块A(1.1.2)，上部靠近侧边设有对称的侧边定位块A(1.1.3)，板面上设有空气槽A(1.1.4)，靠近下部两侧边设有下卡勾A(1.1.5)；所述插针部件B(1.2)上部两侧面设有对称的上定位块B(1.2.1)、上定位槽B(1.2.2)，上部靠近侧边设有对称的侧边定位块B(1.2.3)，板面上设有空气槽B(1.2.4)，靠近下部两侧边设有下卡勾B(1.2.5)；
插头模块(1)装配时，插针部件A(1.1)的上定位槽A(1.1.1)与插针部件B(1.2)的上定位块B(1.2.1)位置相对应，插针部件A(1.1)的上定位块A(1.1.2)与插针部件B(1.2)的上定位槽B(1.2.2)位置相对应，用于插针部件A(1.1)与插针部件B(1.2)的水平方向的定位；插针部件A(1.1)的侧边定位块A(1.1.3)与插针部件B(1.2)的侧边定位块B(1.2.3)上下交错对应，用于插针部件A(1.1)与插针部件B(1.2)的垂直方向的定位。
4.根据权利要求3所述超高速高密度高可靠连接器插头组件结构，其特征是：所述插针部件A(1.1)上部设有上卡勾A(1.1.6)；所述插针部件B(1.2)上部设有上卡勾B(1.2.6)；所述插头上固定板(3)为板状，其板面设有葫芦槽(3.1)、梳齿槽(3.2)；
若干个插针部件A(1.1)、插针部件B(1.2)交错排列、接触设置，组成插头模块(1)后，插头上固定板(3)通过葫芦槽(3.1)、梳齿槽(3.2) 固定设置在上卡勾A(1.1.6)、上卡勾B(1.2.6)下侧，将若干插针部件A(1.1)、插针部件B(1.2)固定连接在一起。
5.根据权利要求3所述超高速高密度高可靠连接器插头组件结构，其特征是：所述插头底座(2)包括底座本体(2.1)，底座本体(2.1)上部前后两侧面设有若干对卡接板(2.3)，卡接板(2.3)上设有卡接槽(2.3.1)；所述下卡勾A(1.1.5)、下卡勾B(1.2.5)固定设置在卡接槽(2.3.1)中。
6.根据权利要求5所述超高速高密度高可靠连接器插头组件结构，其特征是：所述底座本体(2.1)上端面设有若干插针部件对位槽(2.2)，插针部件对位槽(2.2)底部设有若干贯穿的插针孔(2.4)；所述挤圆插针A(1.1.8)、挤圆插针B(1.2.8)通过挤方连接块A(1.1.9)、挤方连接块B(1.2.9)与插针孔(2.4)的过盈配合，固定设置在插针孔(2.4)中。
7.根据权利要求6所述超高速高密度高可靠连接器插头组件结构，其特征是：所述底座空气槽(2.5)上设有与插针孔(2.4)同心的插套孔(2.6)。
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