CN1144320C - 带有两行具有相似阻抗的末端部分的端子的连接器 - Google Patents

Abstract

一种改进的电连接器具有排列在连接器外壳中两个平行行中的一系列端子，各端子分隔在上和下水平面中。上行端子的末端部分具有向下弯曲的从连接器外壳的后侧向下倾斜的中间部分，而下行端子的末端部分具有向上弯曲的从连接器外壳后侧向上倾斜的对应的中间部分。上行和下行端子的中间部分沿一个共同长度与末端部分的焊接末端部分结合，从而使上和下行的末端部分具有相同的电长度。两行端子的中间部分沿其长度逐渐变窄或呈喇叭形，从而它们在从连接器外壳伸出处具有比它们与相关焊接末端部分结合处更大的表面积。这种逐渐变窄也有助于保持连接器末端的希望的阻抗。

Description

带有两行具有相似阻抗的末端部分的端子的连接器

发明背景

本发明涉及一种适于在发送高频信号中使用的电连接器，更具体地讲，涉及一种具有基本上相同的阻抗的端子的连接器。

在利用高频信号的电子设备中，希望优化这种信号的信号路径，从而能够控制的电阻、电容和电感，它们共同影响信号路径的总阻抗。希望控制信号路径的阻抗，以防止信号，特别是通过信号路径的高频信号的退化。由于它们的构造，在电缆中可以容易地控制阻抗，但是由于连接器的导电端子的排列和结构，很难控制连接器中的阻抗。必须考虑端子的间隔，以及它们的形状，也必须考虑到连接器外壳使用的介电材料。

图6示出了一个常规电连接器50，它具有安装在绝缘外壳51中的多个端子54。端子排列成平行的两行(示为上下两行)，它们在相对连接器的插入方向上伸展。这些端子54具有接触部分和末端部分52，接触部分(未示出)设置在连接器外壳51中，末端部分52从连接器伸出到用于焊接到电路板的表面安装位置。由于上行和下行端子被弯曲成“L”形的垂直腿和水平脚延伸部分，所以这些端子的末端部分52具有不同的末端部分52a和52b。水平脚延伸部分53排列成与绝缘外壳51的底部51a平齐，因而使水平脚延伸部分53可以用作焊接末端，从而使端子54能够焊接到电路板上对应的焊盘或轨迹线上。

如图6中所示，上行和下行端子的垂直末端部分52a和52b的长度不同。两种长度的差也影响上行和下行成对端子的“电”长度，因而对在通过这个连接器的传输路径传送的高频信号造成不利影响。这个常规结构使在端子伸出连接器之处的阻抗发生了很大的改变。

为了减小阻抗差，试图把上行和下行端子的末端部分52a和52b制造为具有相同的长度。如图7中所示，把上行和下行端子的末端部分52a和52b做成具有相同长度。但是，由于末端部分52a和52b在连接器外壳51中排列成平行的两行，因而为了补偿从下和上水平面的不同垂直距离，必须如图所示把它们在四个不同位置弯曲。这提供了相同电长度的端子末端部分，如图7中所示。这在日本公开专利申请6-60946中进行了说明。

尽管这种连接器的端子末端部分52a和52b的相同长度没有对通过其发送的高频信号造成不利影响，但弯曲和形成这些端子所需的加工是复杂的，并且难于使所有端子末端相对于印刷电路板表面形成共平面关系。这是由于多次复杂或直角弯曲在每个末端部分中造成的增大的回弹量引起的。这种类型的结构降低了端子末端能够焊接到印刷电路板上的选定导体上的可靠性。

因此，本发明致力于开发一个具有改进的端子末端结构的连接器，它克服上述缺点并且提供了改进的连接器的电特性。

发明综述

因此，本发明的一般目的是要提供一种连接器，其中端子末端部分具有相同长度并且具有使它们便于连接到电路板上的结构。

本发明的另一个目的是要提供一种具有在连接器外壳中排列成上下两行端子的连接器，其中两行端子具有相同的电长度，并且用一种便于弯曲端子末端部分的方式成型。

本发明的再一个目的是要提供一种用于表面安装应用的，具有改进的阻抗特性的连接器，其中连接器包括多个导电端子，它具有设置在连接器外壳中的接触部分和从外壳伸出的末端部分，末端和接触部分由对应的中间部分相互连接，两行端子的端子末端和中间部分具有基本上相同的电长度并且朝向相反的方向。

本发明还有一个目的是要提供一种具有改进的电阻抗特性的连接器，其中连接器具有一个封装多个端子的连接器外壳，端子排列成两个水平分离行，端子进一步在两行端子之间排列成分离的端子对，从而使一行端子中的每个分离端子与另一行端子中的另一个分离端子相关联，一行中的分离端子具有向下倾斜到它们的末端部分的中间部分，并且另一行中的分离端子具有向上倾斜到它们的末端部分的中间部分，两行端子的相反的倾斜部分沿一个共同直线与其各自的末端部分会合，从而使一行中端子的电长度基本上与另一行中的端子相同，并且其中端子中间部分具有沿其长度变化的宽度，以便沿端子分离对的中间部分取得一个与分离端子对的末端部分基本上相同的阻抗。

为了达到这些目的，根据本发明提供了一种连接器，其中两行端子的末端部分从连接器外壳的后表面伸出，并且端子的相关中间部分相对于连接器外壳后表面倾斜地弯曲。多个导电端子安装在连接器外壳中。端子包括排列成两个分离行的端子分离对，最好是排列在上和下两行中，其中上行中的一个端子与下行中的一个特定端子相关。

端子纵向地伸出连接器外壳。上行端子的中间部分从连接器外壳的后表面向下弯曲到它们与相关的末端部分的会合处，并且下行端子的中间部分从连接器外壳的后表面向上弯曲。上和下行端子的中间部分沿一共同直线与它们相关的末端部分会合。端子的中间部分的这种弯曲排列使焊接末端部分与连接器外壳的底面成为一种共面关系，因而使焊接末端部分能够焊接到电路板的选定导体上。

少量的弯曲很容易完成，并且也减小了每个端子末端部分中的回弹总量。可以把焊接末端部分排列成与连接外壳底部平齐，从而允许在它们的表面上进行需要的焊接。作为替代，焊接末端部分可以是能够插入并焊接到印刷电路板上选定的通孔中的垂直末端。

每个端子末端部分的斜向或倾斜部分的宽度最好是沿其长度向它们相关的焊接末端部分逐渐变窄，从而使端子的表面积在靠近连接器外壳的后表面处较大，随后沿中间部分的长度逐渐减小，直到它们到达它们的相关末端部分。因此，上行和下行端子在它们伸出连接器时具有相似的阻抗，从而改进了高频信号的传送性能。

通过以下详细说明可以对本发明的这些和其它目的以及优点有更清楚的理解。

附图的简要说明

在以下详细说明中将参考附图，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的原理构造的连接器后表面的透视图；

图2是图1的连接器的侧视图；

图3是图1的连接器的顶视图；

图4是根据本发明的原理构造的连接器的另一个实施例的放大局部顶视图；

图5是根据本发明的原理构造的第三连接器实施例的放大局部顶视图；

图6是从常用连接器的后部看到的透视图；和

图7是从另一个常用连接器后部看到的透视图。

优选实施例的详细描述

现在参考图1至3，根据本发明原理构造的连接器1的第一实施例表示为具有多个安装在绝缘连接器外壳2中的导体端子3。连接器1具有一个适于与相对的连接器(未示出)配合的配合面29。端子3在上下水平面中排列成两个大致平行的两行。这些端子在相对连接器插入的方向上从连接器外壳2纵向伸出。

每个端子3可以是利用冲模冲压薄金属板制造的。每个端子在一端形成有阳或阴接触部分20(在图2中以虚线示出)，与阳或阴接触部分20连续的中间支撑部分4，和形成在另一端并且也与中间支撑部分4连续的末端部分5a，5b。当把端子3插入到形成在连接器外壳2的后侧2b的选定端子槽21中时，端子3通过中间支撑部分4固定在连接器外壳2的后壁2b中，从而使阳或阴接触部分能够纵向插入到连接器外壳2中。与此同时，末端部分5a或5b从连接器外壳2的后表面2b向后伸出(在图2和3中示为向右伸出)。

如图2和3中所示，上行端子的中间部分7a也从连接器外壳2的后表面2b伸出，并且以一定角度(相对于连接器外壳2的后表面2b倾斜地)向下弯曲到它们与相关的末端部分5a的结合处。类似地，下行端子的中间部分7b向上弯曲一定角度，与它们相关的末端部分5b结合。如图2中所示，上和下端子的中间部分所在的两个平面在点“O”相交，点“O”在图3中一般表示为6。也可以把这个点O看作为一个穿过端子3延伸并且把中间部分7a，7b与它们相关的垂直腿部分8a，8b分割开的共同直线。

上行端子的末端部分5a一般是带有垂直腿8a和水平脚9a的L形。下行端子的末端部分5b也一般是带有相连的腿8b和水平脚9b的L形。安装脚9a，9b最好位于同一平面中，并且也最好大致与连接器外壳2的底面2a平齐，或稍低于底面2a，从而能够作为焊接末端连接到以虚线示出的电路板26上的相对的导电焊盘25上。

如上所述，上行和下行端子3垂直地配对使用，并且每对端子具有与其它对端子相同的特征阻抗。利用这样的配对，使上行端子的一个单一端子5a与下行端子的一个单一端子5b相关。因此，这种端子对可以通过相对连接器(未示出)的方式连接到另一个电子组件或器件的差动对。如图1和3中清楚地示出的，每对这种端子在水平方向上相互偏离。如图3实施例中所示，斜向或倾斜的延伸部分7a和7b具有宽度“W”，该宽度“W”逐渐变窄到图2中用6表示的中间部分与末端部分的结合点的末端部分5a，5b的宽度。成对的端子的特征阻抗与端子至端子的距离成正比地变化，并且与对面的端子面积成反比地改变。

因此，可以看到，每个端子3的中间和末端部分在三个不同位置弯曲，并且其中一个角是钝角。因此，与图7中所示端子相比，所需的弯曲加工并不特别复杂。此外，与图7的已知端子结构相比，少量的弯曲减小了回弹量。这里所用的回弹量是在金属形状被弯曲时产生的大多数金属固有的性质。材料具有“回弹”到它初始形状的倾向。在图7所示的现有技术端子这样的端子中存在的弯曲越多，控制容差(即，平面末端部分9a，9b的位置)就越困难，因为每个弯曲部分都有相应的回弹。本发明的连接器的减小的回弹量增大了焊接末端9a，9b与连接器2的底表面2a平齐的可能性，因此使焊接末端9a，9b能够准确地放置到电路板26的选定导体25上。因此，可以更可靠地实施所需的焊接。

每对端子实际具有基本上相同的特征阻抗，因此，利用本发明的连接器的传输线路将没有沿传输线路传送的高频信号的反射和损失。因此，本发明的连接器最适合于差动导线对，或其它差动导体使用。对于任何给定差动对，该对中的一个导体携带向一个方向流动的电流，而该对的另一个导体携带向相反方向流动的等量电流。在每个导线中流动的电流将产生其本身的电磁场，电磁场的方向取决于通过导体的电流流动方向。这些差动对包括在电缆中，和在与图1-3的连接器在其前表面1配合的相对连接器中。

电流将在连接器端子5a，5b中以在相对的配合连接器的相关差动对中流动的相同方向流动。例如，上行的左端子可以有一个电压输出或正端子，而其相关下行端子将有一个电压返回或负端子。在任何情况下，每个端子将产生一个电场。这些电场彼此相反，并且对另一个有消除作用，以基本上抑制来自端子的辐射发射。这种发生电场消除的线路被认为是一种“虚拟”接地，因为电场的电位在这点是零。

中间部分的角度帮助减小末端部分的回弹和保持端子的相同长度。由于端子的末端部分也具有相同的长度，端子对5a和5b具有相同的电长度。这有助于把端子对维持在相同的阻抗。端子中间部分的逐渐变窄的宽度也有助于这个功能。端子中间部分7a，7b在靠近连接器外壳的后表面处较宽，并且逐渐变窄(在图3中示为线性减小)，直到它们与末端部分8a-b和9a-b的宽度匹配。随它们在宽度上逐渐变窄，它们之间的距离减小，直到图2中在6的点O，逐渐变窄终止，并且中间部分与垂直腿部分8a，8b结合，从而使连接器的所有端子现在并排排列。

包括逐渐变窄的这种端子结构的效果是端子的阻抗保持在点O。这部分地由于靠近连接器的后表面的两个端子中间部分7a，7b大的宽度，因而较大的表面积，增大了连接器2的后表面处的端子对的电容量。随端子中间部分7a，7b(以及它们的宽度)之间的间隔减小，这个电容量减小到点O处的水平，点O是端子中间部分与端子的垂直腿8a，8b的结合处。在这点，腿8a，8b和脚9a，9b以更靠近的间隔并排排列。因此，通过沿端子5a，5b的中间部分7a，7b逐渐变窄或呈喇叭形的宽度，同时把它们以一定角度逐渐靠近地引向点O，可以把端子的特征阻抗保持在实际相同的水平。

上述连接器具有与连接器外壳2的底部2a平齐的焊接末端9a和9b，因此使焊接末端9a和9b能够焊接在印刷电路板中的选定导体上。作为替代，焊接末端可以用垂直的通孔引脚代替L形腿和脚延伸部分，从而使焊接末端可以插入到电路板的通孔中焊接。在这种变型中，每个末端部分仅在两个选定位置被弯曲，因而进一步减少了需要的弯曲。

末端中间部分的逐渐变窄无需限于图3中所示的线性逐渐变窄。图4示出了另一个实施例，其中沿至少一个拱形或弧线路径的“喇叭形”构造使逐渐变窄更多，如10所示的向内凹进延伸的路径。图5示了另一个类似的实施例，其中沿参考号11所示凸出或向外的方式呈喇叭形。

应当理解这里说明的本发明的实施例只是对本发明的原理的一些应用的说明。熟悉本领域的人员可以进行各种修改，例如不同的逐渐变窄或喇叭形构造，或进行其它改造，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种具有改进的阻抗特征的连接器，包括：

由介电材料制成的连接器外壳，连接器外壳具有：由居中的主体部分隔开的配合表面和安装表面；多个导电端子，设置在连接器外壳中，所述端子排列成两个分离行，端子的两个分离行彼此间隔预定距离，所述两个分离端子行中的每个端子行具有相同数量的端子，以定义相关的端子对，所述对中的一个端子在所述两个分离行的一个中，另一个端子在所述两个分离行的另一个中；

每个端子包括接触部分和末端部分，接触部分设置在所述连接器外壳内，末端部分从所述连接器外壳主体部分伸出，所述末端部分包括：适用于连接到印刷电路板的焊接末端部分，所述末端部分进一步包括：中间末端部分，其插在所述接触部分和所述焊接末端部分之间，并且在所述连接器外壳的外部把所述接触部分和焊接末端部分结合在一起；

所述两个分离端子行中的一行中的端子的中间部分从所述连接器外壳安装表面在第一平面中斜向地向它们相关的焊接末端部分伸展，并且所述两个分离端子行中的另一行的端子的中间部分从连接器外壳安装表面在第二平面中斜向地向它们相关的焊接末端部分伸展，第一和第二平面沿一条直线彼此相交，这条直线与所述两个分离端子行的焊接末端部分都重合，从而使所述两个分离端子行的末端部分总的电长度基本上相同。

2.根据权利要求1所述的连接器，其中在对应的上和下端子行中的所述第一和第二行端子从所述连接器外壳安装表面伸出。

3.根据权利要求2所述的连接器，其中相对于所述连接器外壳安装表面，所述第一平面向下倾斜，所述第二平面向上倾斜。

4.根据权利要求3所述的连接器，其中两个分离端子行中每一行端子的中间部分沿它们的长度向后逐渐变窄。

5.根据权利要求4所述的连接器，其中所述第一和第二端子行的中间部分沿它们的长度线性地逐渐变窄。

6.根据权利要求3所述的连接器，其中两个分离端子行中每一行端子的中间部分沿它们的长度向后呈喇叭形。

7.根据权利要求6所述的连接器，其中所述第一和第二端子行的中间部分沿它们的长度呈弓形的喇叭形。

8.根据权利要求7所述的连接器，其中所述弓形的喇叭形是凹的。

9.根据权利要求7所述的连接器，其中所述弓形的喇叭形是凸的。

10.根据权利要求3所述的连接器，其中两个分离端子行中每一行端子的中间部分具有沿它们长度变化的表面积，中间部分的表面积在靠近所述连接器外壳安装表面处较大，而在靠近焊接末端部分处较小。

11.根据权利要求1所述的连接器，其中每个端子焊接末端部分包括安装脚，并且所述端子焊接末端部分的所有安装脚与所述连接器外壳的底面平齐地排列。

12.根据权利要求1所述的连接器，其中每个所述端子中间部分具有一个在所述连接器外壳安装表面与所述相关的端子焊接末端部分之间伸展的预定长度，每个所述端子中间部分具有一个沿其长度变化的宽度，所述端子中间部分的宽度与所述焊接末端部分的宽度近似相同，并且随端子中间部分趋近所述连接器安装表面而逐渐增大。

13.根据权利要求12所述的连接器，其中在对应的上和下端子行中的所述第一和第二行端子从所述连接器外壳安装表面伸出，并且在所述上行中的端子与所述下行中的对应的端子错开。

14.根据权利要求1所述的连接器，其中所述端子中间部分的第一平面是一个向下倾斜的平面，而所述端子中间部分的第二平面是一个向上倾斜的平面，并且所述焊接末端部分包括结合到所述中间部分的垂直腿部分。

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