CN1143416C - 插件边缘接头件 - Google Patents

Abstract

一种用于安装在一个电路板和可拆卸的容纳一个电路板的插件边缘接头件，包括一个限定了一个插件接收插槽的细长壳体。许多接收空腔的接线端相交并延伸到插槽的两侧。交替的空腔包括模压的基准(接地或接火线)接线端和信号接线端，都具有向下延伸的板接头和向上延伸的弹性臂。还有许多相同组的面对面的接头，每个都包括一个平行并基本覆盖一对相对的信号接头的基准接头。向上延伸的基准接线端弹性臂包括超大尺寸的片状部分，以减少由增加基准和信号接线端之间耦合而引起的干扰。电路板的电路关于电路插件的中心线对称布置，具有平行的只包含基准接头的电路内侧线和只包含信号接头的电路外侧线。

Description

插件边缘接头件

技术领域

本发明涉及印刷电路板的电接头件特别涉及一种将电路插件可拆卸地连接到电路板上的改进型插件边缘接头件。

背景技术

诸如计算机所用的印刷电路板之类的装置，呈现出日益增长的电路密度和日益频繁的操作。例如，在一计算机母板和一相关电路板上的密集存储体印刷电路插件之间传递高频数字信号的速度越来越快。这些趋向为电接头件，如将一个电路插件可拆卸地安装在一个电路板上的边缘插件接头件，带来了问题。

随着日益增长的电路密度，它们所包括的电接头件和电接线端越来越小。不过这种电接线端必须足够灵活和结实以提供与插入接头件中的电路插件的可靠接触。

另外，需要保持边缘插件接头件的电接线端所提供电路的小阻抗。同时电感必须被保持最小，电容必须被精确控制，而且不同信号之间的干扰必须被减至最小。对这些往往相互矛盾的目标，进行了许多关于接头件和接线端的研究，并取得了不同程度的进步。

例如，美国专利5,161,987披露了一个具有一根地线的电接头件，该地线带有大量的焊接引线。地线的每侧都设有一排信号接头。

同时，美国专利5,162,002披露了一个具有空间重叠接线端的插件边缘接头件，具有相对较短和相对较长的接触件。这种接头件有重要的优点，如降低了最大插件插入力，但对于较高速度的数字信号，还没有优化其电性能。美国专利5,192,220披露了一种复式读出插座，其中通过增加接头件之间的间隔而减少了干扰。这种改进不能达到增大电路密度的目标。

美国专利5,259,768披露了一个具有接地接线端的电接头件，接线端具有相对于信号接线端较大的表面区。接地和信号接线端相互交替，接地接线端的屏蔽效果减少了干扰。通常接地接线端即有焊接引线又有接地管脚以减小阻抗，而不起作用的接管座依一定的尺寸制造以提供一个特定要求的阻抗。

美国专利5,259,793披露了一个边缘接头件，具有沿电路插件插座交替排列的接线端。由于交替排列，所以电路密度减小了。

美国专利5,309,630披露了一个电接头件，通过选择接线端可以得到一个需要的阻抗，该接线端具有对应于所需阻抗而依尺寸设计的固定部分。信号和接地接线端可以交换，而且接地接线端至少设有两个管脚以减小阻抗。

美国专利5,580,257披露了一个电接头件，其中增大的接地接线端邻近信号接线端队以减少干扰。尽管这种布置有优点，但需要三种不同形状的接线端，而且将接线端装入接头件壳体的操作复杂。

不管这些和其他的尝试，对于一个插件边缘接头件仍然保留有一个长期的需要，即合理的制造成本，结实可靠，高电路密度及高速数字电路中良好的性能。

发明内容

本发明的一个目的是提供一个改进的插件边缘接头件。另外的目的是提供一个低电感的接头件，其具有一个与相关电路组件相匹配的阻抗；提供一个信号电路间干扰最小的接头件；提供一个高电路密度的接头件；提供一个虽小但结实的接头件；提供一个制造、装配便宜的机电性能可靠的接头件；及提供一个克服了现有接头件缺点的改进的插件边缘接头件。

本发明提供一种电路组件包括：一个具有大量导电区的印刷电路板，一个具有一个纵向轴线的细长壳体的电接头件，许多安装在所述壳体中的基本在同一平面内的电接线端，每个电接线端的平面基本上垂直于所述的纵向轴线，一些所述电接线端是基准接线端，其他一些所述电接线端是信号接线端，每个基准接线端包括一插件体和从该插件体延伸出的一弹性臂，每个基准接线端的该插件体和该至少一个弹性臂具有多个边缘，所述边缘限定了一横向区域的外侧边，所述横向区域与一纵向邻近信号接线端的至少一个该插件体和该弹性臂的对应边缘纵向对准并叠置在一起，从而形成了一接近于所述纵向临近信号接线端的电绝缘屏蔽，而且每个电接线端至少具有一个从所述壳体延伸的、连接到所述导电区的板接头，所述板接头和所述导电区限定了许多在所述电路板和所述接头件之间延伸的导电电路，所述导电电路包括两种型式，即传送高频信号的信号电路和传送地线和火线信号的基准电路，所述每条电路都包括一个所述的板接头和一个所述的导电区，所述电路如下设置：所述电路完全沿两条相对的内侧线和两条相对的外侧线布置，每条所述线基本与所述壳体的纵向轴线平行；在一条所述内侧线中的每条所述电路与另一条所述内侧线中的一条电路横向对准，以限定成对的内侧电路，而且在一条所述外侧线中的每条所述电路与另一条所述外侧线中的一条电路横向对准，以限定成对的外侧电路；所述第一种型式的所述电路全部沿所述内侧线设置，所述第二种型式的所述电路全部沿所述外侧线设置。

本发明提供了一个插件边缘接头件，为了相互连接一个具有导电接触区的印刷电路板和一个具有相配边缘的可拆卸的印刷电路板，该边缘具有大量的导电触片成一直线布置在插件的相对表面。所述插件边缘接头件包括一个细长的绝缘壳体，具有相对的侧壁和顶及底壁。顶部的一细长插槽接收电路插件的相配边缘。所述插槽有一根延长的中心线。大量的接线端包括信号接线端，其用于传递所述电路插件触片和所述电路板触区之间的信号，及基准接线端，其用于触片和触区之间的接地及接电源连接。大量的横向接线端接收空腔在侧壁之间延伸并且延伸到所述插槽的两侧。所述接线端安装在所述空腔中。所述空腔包括只容纳信号接线端的信号空腔和只容纳基准接线端的基准空腔。所述接线端包括延伸到插槽中与插件触片接触的插件接头，及穿过底壁向下延伸与电路板触区接触的板接头。每个信号空腔和每个接地空腔中的接线端包括一对与一对相对插件触片相接合的插件接头，和一对位于中心线两侧的板接头。

附图说明

本发明及其上述目的、其它目的和优点，从下面图示说明的本发明的最佳实施方式的详细说明中，可以更加清楚地理解。其中，

图1是一印刷电路板总成的等角立体视图，该印刷电路板总成包括采用本发明且安装在电路板上的诸插件边缘接头座，且电路插件可拆卸地连接到所述的电路板上；

图2是图1中诸插件边缘接头座之一的侧视图；

图3是插件边缘接头座沿图2中线3-3剖视的放大垂直视图，且示出了在接线端安装在壳体之前的一接线端容纳空腔；

图4是类似于图3说明一基准的接线端安装在一接线端容纳空腔内时的剖视图；

图5是类似于图3说明信号接线端安装在一接线端容纳空腔内时的剖视图；

图6是当一基准接线端和一对相邻的信号接线端安装在所述的插件边缘接头座的壳体内时，它们两者的等角立体视图，但接头座壳体被移去只显示上述的接线端；

图7是当一基准接线端和一对信号接线端安装在所述的插件边缘接头座的壳体内时，而信号接线端位于基准接线端之前的等角立体视图，但接头座壳体被移去只显示上述的接线端；

图8是与插件边缘接头座相配的印刷电路插件边缘部分的局部侧视图；及

图9是在边缘插件安装在电路板上时的电路板的局部视图，加上基准线以辅助说明本发明。

具体实施方式

现在参见附图，在图1中，说明了一电路总成，其一般用10来表示，并包括了三个插件边缘接头座，每个一般均用12来表示，它是根据本发明的原理所构造的。电路总成10包括一印刷电路板14，如一计算机母板。插件边缘接头座12安装在电路板14上且可拆卸地容纳印刷电路插件16，如用于母板14上的带有随机存取存储器的存储器组件。插件边缘接头座设有电路，这样火线、地线和数字信号能在电路板14和电路插件16之间被传输。

电路板14和电路插件16的有关结构在图8和图9中示出。插件16的局部视图见图8，其包括一与插件边缘接头座相配的边缘18。一系列的导电触片20沿相配的边缘18设置在插件16上的两相对表面上。在插件16上和/或在插件16内部，导电线设置有火线、地线和信号线，从触片20导引到安装在插件16上的部件(未示出)上。

电路板14的一部分示于图9中。板的上表面22包括一排导电区24。在此所述的实施方式中，导电区24是电镀的通孔。还可以有其它结构形式，诸如导电片供表面固定焊接相连。在电路板14上和/或在电路板14中，电路线设置有火线、地线线和信号线，从导电区24延伸到安装在电路板上的部件(未示出)上。当插件边缘接头座12安装在电路板14上和当电路插件16插入所述的插件边缘接头座12中，接头座12在触片20和导电区22之间设置有电路。

如图2和3所示，插件边缘接头座12包括一细长的壳体26，其由电绝缘材料制成，诸如由模压的高温热塑性塑料、液晶聚合塑料之类的材料制成。所述的壳体具有一顶壁28、一底壁30和相对的侧壁32。一细长的插槽34位于顶壁28上，用来容纳插入的插件16的相配边缘18。在所述壳体26的端部可设置以壳体端支杆36和锁定件38。底壁30包括支座凸起40，其用来在底壁30和电路板14的顶部表面之间保持一空隙。保持件42一般在现有技术中是公知的，它可以用来将壳体26机械地连接到电路板14上。

在壳体26上，设置许多的接线端容纳空腔44(图3和4)和46(图5)。在本发明最佳实施方式中，可以有多于50个空腔44和相同数量的空腔46。每一空腔44紧邻着一空腔46，且在本发明最佳实施方式中，空腔44和空腔46沿壳体26的长度方向上交替地置放着。

空腔44和46用内部隔离墙或间隔物48来分开，且垂直于插槽34，横向延伸于两侧壁之间。空腔44和46与插槽34交叉且延伸到插槽34相对两侧。插槽34的底部有一限位表面50，其部分由隔离墙48和接线端限位凸起52、空腔44内的隔离垫54和空腔46内的接线端保持壁56所限定。隔离墙48通过隔离垫54横跨空腔44相连，隔离垫54仅从插槽34的限位表面50稍微向下延伸。另一方面，隔离墙48通过接线端保持壁56与空腔46交叉相连，接线端保持壁56沿插槽34的限位表面50的下面延伸，基本上接近壳体26的底部。插槽34的侧壁由隔离墙48的梳子状的上部48a的内边缘所限定。空腔44和46的下部有相对的内侧壁58。每一空腔44和46有敞开的底部，接线端可以插入并穿过上述空腔。

基准接线端60安装在空腔44内。此处所限定的术语“基准接线端”指的是在电路板14和电路插件16之间提供地线或火线连接的接线端。信号接线端62安装在空腔46内。此处所限定的术语“信号接线端”指的是在电路板14和电路插件16之间为ac信号传输、即典型的高速数字信号传输提供电路的接线端。

在最佳实施方式中，所有的基准接线端60彼此相同，所有的信号接线端62也彼此相同，接线端60和62是扁平的、同一厚度的金属平面板，最好是由金属板料冲压而成而无须其它任何成形或折弯操作过程。与具有既冲压又成形的接线端的电接头座相比，这样提供了更有效的生产制造过程和一更坚固的和更可靠的接线端。最好接线端60和62是由磷青铜冲压而且在镍之上镀锡和铅，带有选择地在电接触区域镀金，虽然也可以采用其它合金或导电材料。

图4中，放置在任一空腔44中的任一基准接线端60是可见的，接线端60包括一大致矩形的、平面的、板形的插件体64，在其两端向上延伸有保持臂66。保持臂66上有倒勾68，在接线端60装入空腔44直到底壁30后，倒勾68与内侧壁58相啮合和阻止接线端60的移开。接线端的插入可以由保持臂66抵靠在凸起52上的接合来限定，或者由插件体64的中间间隔部分70抵靠在隔离垫54上的接合来限定。基准接线端60延伸穿过空腔44的整入宽度，且延伸到插槽34的两侧。

一对隔开的板接头72从插件体64向下延伸。这些接头容纳于电路板14的整个电镀导电区24中，以将接线端60相连到所述的电路板上。导电区24以接地基准电压或火线供应电压与基准接线端相连。重要的是这些连接使得基准电压具有低阻抗。单个的基准接线端采用两分开板接头，导致了并联的备用电路和低电感。

一对相对的弹性臂74从插件体64向上延伸。每一弹性臂74包括一带有垂直部分76和向内倾斜部分78的弹性杆。弹性臂74的端部包括一大片段80，其限定了一导引表面82和一接触区域84。当电路插件16的相配边缘18插入插槽34内，一对相对的导电片20进入每一空腔44中，相配边缘18与相对的导引表面82相接触，且弹性臂74有弹性地偏移或分开。当插件16整体插入后，接触区域84与导电片20相接触，以完成从接线端到相对的一对导电片20之间的电路连接。这样，在电路板14和电路插件16之间提供了多余的线路。

现在参见图5，一对分开的信号接线端62安装在每一空腔46内。与其采用多对不连续的信号接线端，不如采用诸如基准接线端的单个的接线端，使得有更高的电路密度。每一信号接线端62包括一大致矩形的、平面的、板形的插件体86，该插件体86两端向上延伸有保持臂88。保持臂88有一倒勾90，在空腔46中保持接线端62。在插件体86的外端，保持臂88和倒勾90与内侧壁58相啮合。在插件体86的内端，保持臂88和倒勾90与保持壁两对边相啮合。接线端的插入是由臂66抵靠在凸起52上的结合而限定的。

在空腔46中，一板接头92从每一信号接线端62的插件体86向下延伸。这些触片92容纳于电路板14的整个电镀导电区24中，以将接线端62相连到所述的电路板14上。连接到信号接线端62的所述导电区24用于传送诸如电路板14和电路插件16之间高频数字信号的ac信号。所述板接头92横向偏移于交错排列的基准接线端板接头72。

一弹性臂94从每一插件体86向下延伸。每一个弹性臂94都包括一个具有一个垂直部分96和一个向内倾斜部分98的弹性杆。所述弹性臂94的端部包括一个输入端表面100和一个接触区102。所述的两个相同的信号接线端62以相互反向的位置装入所述空腔46的两侧。所述的两个接线端62位于所述插槽34的相对两侧，由于方向相反，所述插槽34的相对两侧的两个相对应的弹性臂94相互倾斜。

当所述电路插件16的相配的边缘18插入托槽34时，相对的一对导电触片20进入所述的每个空腔46。所述相配的边缘18接合相对的输入端表面100，而且弹性臂94弹性地分开或分离。当插件16全部插入时，接触区102接合触片20，形成从接线端62到相对的一对触片20之间的电路。每个空腔46中的两个不同的接线端62的作用是容许与电路插件16两侧相对的触片20分别进行信号连接。

由于每个信号接线端空腔46紧邻一个基准接线端空腔44，本发明的接头座12包括大量的被标以104的接线端组，每个都包括紧密间隔并邻接的基准和信号接线端60及62。许多这样的接线端组104中的一个如图6和图7所示，为了显示接线端组的更多结构，图中没有示出壳体26。在本发明的较佳实施例中，每组104都包括一个基准接线端60和一对相对的信号接线端62，但是本发明还可以进行其他设置，在一组中包括两个基准和两个信号接线端或包括一个基准和一个信号接线端。在前述实施例中，基准接线端空腔44与信号接线端空腔46交替设置，但还可以进行其他的变型，如每一对基准接线端空腔间有两个相邻的信号接线端空腔44。

如图6和图7所示，在每个接线端组104中，基准接线端60与每对信号接线端62平行且相邻。基准接线端插件体64基本上完全覆盖或遮盖了信号接线端62。基准接线端插件体64完全覆盖了信号接线端插件体86。如图7所示，由于中间间隔部分70的突出和板接头72基座上的插件体64的向下延伸，基准接线端插件体远大于信号接线端插件体86。信号接线端的内保持臂88被保持臂66及间隔部分70所覆盖。除了小接触区102外，信号接线端触臂74被基准接线端触臂94覆盖。这种结构使信号接线端62和基准接线端60的匹配达到最大，使信号线路间的干扰达到最小。基准接线端60的较大规模的结构减少了感抗。

基准接线端触臂74上的大片段80具有一个大表面，覆盖了信号接线端触臂94的端部。由于这些片段比触臂74的传统机电性能所要求的大，因此被称为“超大尺寸”。这个超大尺寸的片段80具有一些重要的作用。它们增加了与信号接线端62的配合而不用特别增大接线端性能部件的质量，而且可能阻止了机械操作。它们提供了一个坚固的插件输入区。许多这样的基准接线端60都有以对称方式排列在电路插件16两侧的超大尺寸片段，它们的作用是提供电路插件16两侧电路更大的静电屏敝。

超大尺寸片段80的另一个优点是在不防碍接线端操作的情况下，可以改变片段80的尺寸来调节接线端阻抗。使片段只诞伸到图6虚线106所示位置，可以减小片段的长度。结果是接线端将有一个与具有较大片段80的接线端不同的阻抗。而接线端其他部分的尺寸也需要作相应的修正，这种特征容许接线端被调节到满足特定的阻抗要求而不影响接线端的机械性能。

如可清楚地见于图7，基准接线端接触区102比信号接线端接触区84的位置高。当与电路插件16相配的边缘18插入插槽34中，其首先接触基准接线端触臂74，并且反抗输入表面82而弹性地分离或分开臂74。其后，相配的插件边缘18接触信号接线端输入表面100，并且分离或分开接线端触臂94。分离这两个接触体的动作使最大插入力减少。

本发明的插件边缘接头件12提供了一条有益的电路板14和接线端60和62之间的电路。图9表示电路板14的一个片段部分，表示电镀的通孔导电区24阵列，其中延伸有板接头72和92。基准线108表示阵列的纵向中心线，与插槽34的纵向中心线和电路插件16的中心相重合。所述电路阵列的一个重要特征是所有电路都关于中心线108对称。

导电区24及插入其中的板接头72和92被设置在四条线上，与中心线108平行，两条内侧线110和112及两条外侧线114和116。内侧线110和112比外侧线114和116更靠近中心线108。在较佳实施例中，线110，112，114及116是等间距的。但是如果需要的话，线110和112可以相隔更远而仍保持关于中心线108对称。

导电区24的内侧线110和112只接收单一类型的接线端，而外侧线114和116只接收另一种类型的接线端。在所示设置中，通孔24的内侧线110和112只接收基准接线端板接头72，而外侧线114和116只接收信号接线端板接头92。

每个基准接线端板接头72横向排成一直线并且如另一个基准接线端板接头72一样与中心线108等间隔设置。一条横线118贯穿两个接头72并示出这种关系。每个信号接线端板接头92也横向排成一直线并且如另一个信号接线端板接头92一样与中心线108等间隔设置。另一条横线120贯穿两个接头92并示出这种关系。

与传统的不对称阵列相比，本发明所提供的电路阵列能够简化电路板14上的导电线路。另外，对称阵列是一个接线端模式的一个特征，可以简化接头件的制造和装配。

在本发明的前述实施例中，板接头72和92是焊接引线，其被焊接到电路板14的电镀通孔24上。另一种形式如表面管脚的板接头也可以被应用，同时保留本发明的优点。另外，为了某种应用，对于基准接线端60也可能只用一个板接头。

虽然参照图中所示的实施例细节对本发明进行了描述，但这些细节并不旨在限制本发明权利要求所要求保护的范围。

Claims (12)

1.一种电路组件包括：一个具有大量导电区的印刷电路板，一个具有一个纵向轴线的细长壳体的电接头件，许多安装在所述壳体中的基本在同一平面内的电接线端，每个电接线端的平面基本上垂直于所述的纵向轴线，一些所述电接线端是基准接线端，其他一些所述电接线端是信号接线端，每个基准接线端包括一插件体和从该插件体延伸出的一弹性臂，每个基准接线端的该插件体和该至少一个弹性臂具有多个边缘，所述边缘限定了一横向区域的外侧边，所述横向区域与一纵向邻近的信号接线端的至少一个插件体和弹性臂的对应边缘纵向对准并叠置在一起，从而形成了一接近于所述信号接线端的电绝缘屏蔽，而且每个电接线端至少具有一个从所述壳体延伸的、连接到所述导电区的板接头，所述板接头和所述导电区限定了许多在所述电路板和所述接头件之间延伸的导电电路，所述导电电路包括两种型式，即传送高频信号的信号电路和传送地线和火线信号的基准电路，所述每条电路都包括一个所述的板接头和一个所述的导电区，所述电路如下设置：

所述电路完全沿两条相对的内侧线和两条相对的外侧线布置，每条所述线基本与所述壳体的纵向轴线平行；

在一条所述内侧线中的每条所述电路与另一条所述内侧线中的一条电路横向对准，以限定成对的内侧电路，而且在一条所述外侧线中的每条所述电路与另一条所述外侧线中的一条电路横向对准，以限定成对的外侧电路；

所述第一种型式的所述电路全部沿所述内侧线设置，所述第二种型式的所述电路全部沿所述外侧线设置。

2.如权利要求1所述的一种电路组件，其特征在于所述内侧线只包括基准路径，所述外侧线只包括信号路径。

3.如权利要求2所述的一种电路组件，其特征在于在所述外侧线中的每对横向对准的信号电路横向邻近于所述内侧线中的一对对准的基准电路。

4.如权利要求2所述的一种电路组件，其特征在于在所述外侧线中的每对横向对准的信号电纵向地向位于所述内侧线中的两对对准的基准电路之间。

5.如权利要求1所述的一种电接头组件，其特征在于所述板接头是焊接引线，所述导电区是电镀通孔。

6.一种插件边缘接头件，为了相互连接一个具有导电接触区的印刷电路板和一个具有相配边缘的可拆卸的印刷电路插件，该边缘具有大量的导电触片，所述插件边缘接头件包括：

一由绝缘材料形成并具有一个配合表面的细长壳体；

一位于所述壳体的所述配合表面中的细长插槽，用以接收所述电路插件的所述相配边缘，所述插槽有一根在其中延伸的延长的中心线，当配合时该中心线与所述电路插件的中心重合；

位于所述壳体中的许多横向延伸的接线端容纳空腔，每个空腔延伸到所述插槽的两侧；

安装在所述空腔中的许多导电接线端，所述接线端包括第一和第二组接线端，其中一组是信号接线端，其用于传送所述电路插件的所述触片和所述电路板的所述触区之间的信号，其中另一组是基准接线端，其用于其余所述触片和所述触区之间的接地及接电源连接。

所述接线端基本处于同一平面并包括延伸到所述插槽中的弹性臂，当插件插入时，该臂用以接触所述电路插件的所述触片，及从所述壳体延伸的板接头，其用以接触所述电路板的所述触区；

用于安装在所述壳体空腔中的所有信号和基准接线端的所述板接头基本上只延与中心线平行的四条线设置，所述四条线包括位于所述中心线每侧的一条内侧线和一条外侧线；

其中两个所述板接头从每个空腔中延伸；

两个所述板接头是来自所述同一接线端组，所述内侧线只包括所述第一组接线端的板接头，所述外侧线只包括所述第二组接线端的板接头。

7.如权利要求6所述的一种插件边缘接头件，其特征在于所述第一组接线端指所述的基准接线端，所述第二组接线端指所述的信号接线端。

8.如权利要求7所述的一种插件边缘接头件，其特征在于每个至少包含一个所述信号接线端的空腔邻近一个至少包含一个所述基准接线端的空腔。

9.如权利要求6所述的一种插件边缘接头件，其特征在于所述接线端是平的、平面模压板形金属。

10.如权利要求9所述的一种插件边缘接头件，其特征在于所述板接头是焊接引线。

11.如权利要求6所述的一种插件边缘接头件，其特征在于每个所述信号接线端包括一个所述的弹性臂和一个所述的板接头，而且所述信号接线端被两两安装在所述插槽相对两侧的一个空腔中。

12.如权利要求6所述的一种插件边缘接头件，其特征在于每个所述基准接线端包括两个所述的弹性臂和两个所述的板接头，而且用所述插槽相对两侧的所述弹性臂和所述板接头将所述基准接线端单个安装在一个空腔中。

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