CN1227005A - 高频电连接器 - Google Patents

Abstract

一种连接器(10),其用于使传送较高频率的信号的两块电路板( 14,18)中的电路( 12,16)连通。插座连接器(20)包括位于每对相邻的信号接触件(58)之间的屏蔽板(56),与相配合的插塞连接器(24)包括中间长条形接地板(136),该板以导电方式与每块屏蔽板(56)相接合。接地板(136)沿其长度方向包括多个端子(142),这些端子与电路板(18)上的接地垫相接合。插塞连接器(24)包括外侧屏蔽部(146),该屏蔽部基本围绕插塞连接器(24),并且包括与长条形接地板(136)的端子(142)连接的端子(148)。

Description

高频电连接器

本发明涉及电连接器，其用于在电路板的电路连接中，传送较高速信号，本发明特别涉及具有改进的接地屏蔽部的这种连接器。

在采用表面安装技术的许多场合，用于使特别是计算机和相关产业中的两块电路板上的电路实现连通的电连接器必须可相对电路板的边缘或表面易于安装。该连接器常常包括较多的用于实现信号连通的插脚，以及较少的易于接地的插脚。在美国专利文件US4762500号中公开了这种类型的已有的连接器，上述专利的专利权人为Dola等，其授权日期为1988年8月9日。这种连接器包括绝缘外壳，该外壳包括两排以紧密方式间隔开的信号接触件，和中间接地板，该接地板在两排信号接触件之间延伸。该连接器具有基本按照其结构所允许的那样的匹配阻抗，但是其限于对加速时间大大限于200皮可秒的信号的连通。此外，该连接器的尺寸较大，对于信号连通仅仅具有32个插脚。随着本领域对具有较多数量的插脚的连接器的需求，由于计算机字节从32比特增加至64比特，128比特，甚至更高，这样这些插脚必须以更加紧密的方式聚集在一起，以便位于可接受的整个组件尺寸的范围内。由于对该连接器进行微小化处理，以满足本领域的目前的趋向，另外由于实现连通的信号的速度增加，该连接器的电特征显得更为重要。速度的增加会导致各种公知的问题，比如信号接触件之间的交叉干扰、传输损耗、反射和接地反跳或切换噪音。同轴连接器和同轴多芯连接器可使这些高速信号连通，同时避免上述问题，但是同轴结构难于进行微小化处理。参见美国专利文件US4611867号，该专利的专利权人为Ichimura等，其授权日期为1986年9月16日，该专利披露了一种两组相互连通的按照呈箱状布置的间隔开的板的阵列，信号接触件设置于每个箱内。可仅仅对上述结构进行微小化处理而达到适合的限度。此外，当需要大量的信号接触件时，本领域的目前的状态要求几个单独的连接器独立地安装于电路板上。由于部件的尺寸公差，在每个连接器周围必须形成间隙，这样会浪费不足的电路板空间。

人们所需要的是紧凑的连接器，该连接器具有较多的信号接触件，该接触件提供较高的电磁整体性，并且相互以足够程度绝缘，以便在50皮可秒的范围内，使高速信号实现连通。此外，在需要大量信号接触件的场合，连接器应当容易与一个或多个类似的连接器组合，以便形成组件，该组件可作为单独的单元安装于电路板上。

本发明公开了一种电连接器，其用于使分别位于第一和第二电路板上的第一和第二电路连通，在这里该电路具有接地垫片和信号垫片。连接器包括电绝缘的长条形外壳，该外壳具有一定长度，该外壳包括相互配合的第一和第二外壳部，它们分别具有第一和第二纵向轴线。第一外壳部开设有第一、第二、第三开孔，该开孔与长度中的较大部分的第一轴保持平行。第一孔和第三开孔在第二开孔的相对侧边具有接触接纳壁，该壁靠近第二开孔。多个接触件设置于外壳中，每个接触件包括相互配合的第一和第二接触件，该接触件带有从每个接触件伸出的端子。所有第一接触件位于第一外壳部中，其端子适于与第一电路电接合。同样，所有第二接触件位于第二外壳部中，其端子适于与第二电路电接合。部分第一接触件沿第一开孔的接触接纳壁间隔开，其它的第一接触件沿第三开孔的接触接纳壁间隔开。长条形接地板设置于第二外壳中，并且伸入第一外壳中的第二开孔内。多个导电屏蔽板设置于与长条形接地板电接合的第一外壳内。屏蔽板设置每对相邻的第一接触件之间。

下面参照附图，以举例的方式对本发明进行描述，其中：

图1和2分别为包含本发明的教导的电连接器的前视图和端视图；

图3、4和5分别为图1所示的插座连接器的前视图、平面图和端视图；

图6、7和8分别为图1所示的插塞连接器的前视图、平面图和端视图；

图9为图4所示的插座连接器的外壳的平面图；

图10为沿图9中的10-10线剖开的横截面图；

图11为图7所示的插塞连接器的外壳的平面图；

图12为沿图11中的12-12线截取的横截面图；

图13和14分别为图7所示的插塞连接器的外侧屏蔽部的平面图和端视图；

图15和16分别为图7所示的插塞连接器的中间接地板的平面图和端视图；

图17和18分别为在按照图16所示的方式，形成端子之前的中间接地板的前视图和端视图；

图19和20分别为图4所示的插座连接器的屏蔽板的侧视图和端视图；

图21和22分别为图4所示的插座连接器的信号接触件的侧视图和端视图；

图23和24分别为图7所示的插塞连接器的信号接触件的侧视图和端视图；

图25、26和27为分别沿图1中的25-25、26-26、27-27线截取的横截面图；

图28为与图26类似的图，其表示分开的插座连接器和插塞连接器；

图29和30为与图26类似的横截面图，其表示插塞连接器的不同的实施例；和

图31为用于将多个连接器的组件对齐并将它们固定在一起的标准框架的平面图。

图1和2表示电连接器10，其使一第一电路板14上的第一电路12与一第二电路板18上的第二电路16连通，上述第一和第二电路板以虚线表示。电连接器10包括插座连接器20和插塞连接器24，该插座连接器20具有一第一外壳部22，该插塞连接器24具有与第一外壳部22相配合的第二外壳部26。第一和第二外壳部中的每个包括两个间隔开的插脚28，各插脚28伸入相应的电路板14、18中的孔内，以便使两半个电连接器相对于第一和第二电路12和16精确定位。

图3、4和5表示插座连接器20，图9和10表示第一外壳部22。第一外壳部22包括一主体30和两个翼部32，这两个翼部设置在主体的相对端部。从图9和10可清楚看到，罩34从主体30伸出，从而形成用于接纳插塞连接器24的配接部的腔36，这一点将在后面进行描述。主体30包括一中间部38，其完全伸入腔36中，该中间部中有沿该中间部的整个长度延伸的槽40。由此，该中间部38形成三个长形孔，即一第一长形孔42、一槽40或第二长形孔和一第三长形孔44，这可从图10可清楚看到，所有这些孔均位于腔36内。如图9所示，通过主体30形成有多个较窄的开孔50，它们在腔36内部沿主体的长度间隔开。通过主体30形成有多个附加开孔52，它们这样设置，从而一个开孔52位于每对相邻的开孔50之间。从图9和27可清楚看到，中间部38的肋54位于每对相邻的开孔50和52之间。

如图4所示，多个屏蔽板56设置于主体30的开孔50中，多个第一信号接触件58设置于主体的开孔52内。从图19和20可清楚看到，每个屏蔽板56为平直的冲压件，且其包括主体60、端子62和两个屏蔽部64和66，该端子62从主体60的每个端部延伸出，以便将接地垫片与第一电路12相接触，两个屏蔽部64和66沿与端子62的相反方向从主体60以悬臂方式伸出。主体60、两个端子62和两个屏蔽部64和66形成共同的平面68，并位于该共同的平面68内。两个屏蔽部64和66分别包括相对的、间隔开的边缘70和72，各边缘分别包括接触表面74和76。在本实施例中，接触表面呈弧形。边缘70和72延伸至位于主体60处的开孔78位置，从而可使两个屏蔽部64和66在它们的弹性极限范围内在平面68内弯曲，并返回图19所示的它们的原始位置，其目的将在后面进行描述。如图4和25所示，两个屏蔽部64和66在肋54之间向上延伸，从而一屏蔽部位于任何两个相邻的第一信号接触件58之间。如图21和22所示，第一信号接触件58包括主体80、端子82和梁状部84，该端子82用于与第一电路12的信号垫片或点接触，梁状部84沿与端子相反的方向，从该主体80向上延伸。该梁状部84延伸至弧形接触表面86处。第一信号接触件58以相对方式成对地设置于开孔52内，如图4和26所示。这就是说，每个接触件58与另一接触件58相对。其中的一个接触件的梁状部84位于第一长条形开孔42中，并且紧紧靠近接触接纳壁92，如图10所示，另一接触件的梁状部84位于第二长条形开孔44中，并且紧紧靠近接触接纳壁94。该接触接纳壁92和94包括浅槽96，该槽96接纳接触件中的梁状部84，并对其进行导向。

图6、7和8表示插塞连接器24，图11和12表示第二外壳部26。第二外壳部26包括主体106和两个突缘108，该两个突缘108位于主体的相对端部。一对间隔开的接触接纳壁110和112从主体106向上延伸，这可从图12清楚看到，从而形成以一定间隙接纳插座连接器20的中间部38的内部114。在两个接触接纳壁110和112的每一个中分别形成有多个外侧和内侧凹槽116和118，如图11所示。从图7可清楚看到，在凹槽116和118中按照每间隔一个凹槽的方式设置有多个第二信号接触件122，在图11中，从每个突缘108最开始的第二凹槽以标号120表示。间隔开的凹槽116和118保持中空状态，直至插塞连接器24与插座连接器20相配合，此时屏蔽板56的屏蔽部64和66进入第二信号接触件122之间的上述间隔开的内侧凹槽118中，这可从图25看到。从图23和24可清楚看到，每个第二信号接触件122包括杆124、端子126和梁状部130，该端子126在弯曲部138从杆的一端延伸出，梁状部130沿与端子的相反方向从杆的另一端延伸出。梁状部130包括与第一接触件58的接触表面86相接合的接触表面132。凹槽116和118间隔开，从而当插塞连接器24与插座连接器20相配合，每个接触件122与相应的接触件58相配合时，第二信号接触件122与第一信号接触件58刚好相对。在内侧凹槽118和凹槽96中具有足够的间隙，从而允许在配合时，两个梁状部130和84产生弹性弯曲。

插塞连接器24包括导电中间接地板136，如图6、7和8所示。该接地板136包括多个尾部138，其从该板136的一个边缘延伸出，如图17和18所示。该尾部138穿过开设于第二外壳部26的主体106上的孔140，这可从图11清楚看到。一旦尾部138位于孔140内，尾部140的端部向外弯曲而形成端子142，如图15和16所示。作为替换方式，该尾部140首先沿一个方向向外弯曲，之后沿另一个方向向外弯曲，从而在接地板136的每一侧形成相同数量的端子142，如图15所示。作为选择方式，接地板136可在标号144处分开，从而形成两块单独导电的板136，如图17所示。这样便允许对这两块板136进行选择，执行不同的功能，比如通过其中一个提供电源，而通过另一个实现接地。另外，插塞连接器24包括导电外侧屏蔽部146，除了两个突缘108和端子126和142以外，该外侧屏蔽部146基本在4个侧边围绕插塞连接器24，这可从图6、7和8清楚看到。外侧屏蔽部146的周边具有这样的形状和尺寸，当插塞连接器24与插座连接器20相配合时，其以一定间隙配装于腔36内部。多个端子148从外侧屏蔽部146的底边伸出，并且间隔开，从而每个端子148与中间接地板136的相应端子142的顶表面对齐，并与其相接触。每个端子148，比如通过焊接、钎焊或其它方式，以导电方式与其相应的端子142机械连接，从而形成以紧密方式间隔开的接地通道。在长条形接地板136分成两块的上述的另一场合，则尾部138不弯曲形成端子142，而是一直穿过连接器，与设置于插塞连接器24下面的第二电路16的适合的垫片相接合。外侧屏蔽部146的壁在一定距离处与第二信号接触件122的杆124间隔开，该距离小于相邻的第二信号接触件之间的距离。这样便大大减少了相邻第二信号接触件之间的交叉干扰，并防止朝向连接器的内部或外部产生辐射，从而使连接器的信号完整性提高。

当插塞连接器24与插座连接器20相配合时，如图28所示，长条形的接地板136进入槽40内，与屏蔽板56的接触表面74和76相接合，从而当接地板136完全进入槽40内时，将屏蔽部64和66稍稍弯曲而分开。此时，梁状部130的靠近弯曲部128的表面部分与第一信号接触件58的接触表面86相接触，该接触表面86沿两个梁状部130的表面滑动，直至它们与接触表面132相接合，在此处插塞连接器和插座连接器完全压靠在一起。应注意到，两个梁状部84和130稍稍弯曲，从而对接触点通过必须的存储能量和所产生的作用力，以便实现良好的连通。当插塞连接器和插座连接器完全配合时，如图25、26和27所示，长条形接地板136完全进入槽40内，以导电方式与每个屏蔽板56的接触表面74和76相接合。这样便可形成较短的接地通道，该通道从第一电路12上的接地垫片延伸至靠近每个第一和第二接触件58和122的第二电路16上的接地垫片，从而使两个相邻的信号接触件之间的交叉干扰大大减少。将由中间接地板、屏蔽板和外侧屏蔽部形成的位于信号接触件之间的较短的接地通道组合，便形成这样的连接器，其可使加速时间约为50皮可秒的高速信号连通。相互配合的第一和第二接触件58和122的每一个基本由接地部件包围，从而形成基本同轴的环境，其优点是形成同轴结构，而不会产生结构笨重的不利情况。

如图3、5、6和8所示，插座连接器20和插塞连接器24均包括定位形状部，比如本实施例中的插脚154，该插脚与图31所示的，形成于标准框架158中的精确定位孔156相接合。该标准框架158包括3个开孔160，它们用于接纳三个插座连接器20或三个插塞连接器24。当需要将几个插座连接器或插塞连接器安装在一起时，将各连接器插入相邻的开孔160内。这几个连接器插入开孔160中，它们的插脚154插入定位孔156内。这样便形成具有几个连接器的体积较小的组件，当安装于电路板上时，可将这几个连接器的组件作为单独的单元进行操作。这样的结构可在无需容纳公差的位于这几个连接器之间的间隙空间的情况下，将它们安装，从而使板的空间得以节省。本领域的普通技术人员容易知道，在实施本发明时，最好采用定位装置，而非插脚154和孔156。该其它的装置包括位于各连接器和标准框架158上的凸部与相配合的槽或开孔。重要的要求是定位装置使几个连接器准确定位，并将它们固定在一起，从而当进行装配时，它们的端子以适当方式与电路板的垫片相接合，并且用作单独的较长的连接器，其以适当方式定位从而可与相对的一套连接器相接合。同样，可设置具有二个、四个或更多个开孔160的标准框架，并且按照与标准框架158的类似方式作用。在采用多排连接器的场合，可采用具有多排开孔160的单个标准框架，以便以适当方式，使连接器的端子相对电路板上其相应的垫片定位。

虽然上面针对安装于电路板的主要表面上的方式，对插座连接器20和插塞连接器24进行了描述，但是它们还可构形为安装于电路板的边缘上的形状。图29和30表示这样的插塞连接器24的形状。如图29所示，插塞连接器24安装于第二电路板的边缘处。在该构形中，第二信号接触件122的端子126成形为与其杆124保持平行，从而它们与图中所示的第二电路板18上的第二电路16的信号垫片相接合。按照与图28所示的构形类似的方式，长条形接地板136的端子142与第二电路16的接地垫片相接合，外侧屏蔽部146的每个端子148与相应的端子142的外表面相接合。如上所述，由于在单个接地垫片上每个端子148与端子142成对设置，这样上述结构要求实现所必需的接地连通用的电路板上的很少的表面积。图30表示图29所示的形状的改进形式。如图30所示，长条形接地板136设置有尾部138，其穿过电路板的边缘，且穿过在该板中开设的孔164，以便与第二电路16连通。在该构形中，作为选择方式，长条形接地板136可按照上述方式分开。第二信号接触件122的端子126这样形成，以与图中所示的电路板的两个相对的主要表面上的第二电路16的垫片相接合，而不是按照图28所示的方式，垂直地向外弯曲。外侧屏蔽部146的端子148同样这样形成，以便与第二电路16的接地垫片相接合。

本发明的一个重要优点在于提供一种体积较小的连接器，其具有较多的单个接触件，其带有改进的接地屏蔽部，该屏蔽部形成较高的电磁整体性，在这里信号接触件以相互保持绝缘从而在不产生不利影响的情况下，在50皮可秒的范围，实现高速信号连通。此外，在要求大量的信号接触件的场合，连接器很容易与一个或多个类似的连接器组合，以便形成下述组件，该组件可作为单独的单元安装于电路板上。

Claims (10)

1．一种连接器(10)，其用于使位于一对电路板(14,18)之间的接地和信号垫片实现连通，该连接器包括第一和第二可相互配合的外壳部(22,26)，每个外壳部的构形为装入多排信号接触件(58,122)，第一外壳部(22)有开孔(40)，该开孔沿其长度范围延伸，并且位于多排信号接触件(58)之间，以便接纳在第二外壳部(26)中位于多排接触件(122)之间的长条形接地板(136)，其特征在于：

在第一外壳部(22)内侧设置有多个屏蔽板(56)，每个屏蔽板(56)靠近一信号接触件(58)设置，从而每个信号接触件(58)位于成对的屏蔽板(56)之间，每个屏蔽板(56)具有与长条状接地板(136)相接合的形状。

2．根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，上述长条形接地板(136)包括沿其长度范围间隔开的多个端子(142)，该端子与其中的一个电路板上的相应的接地垫片相互连通，另外每个所述屏蔽板(56)包括端子(62)，该端子适于与另一个所述电路板中的相应接地垫片电接合。

3．根据权利要求2所述的连接器，其特征在于，每个所述屏蔽板(56)为平直的冲压件，其包括主体(60)和两个屏蔽部(64,66)，这两个屏蔽部在平面(68)内以从所述主体(60)伸出的方式延伸，它们具有间隔开的边缘(70,72)，每个所述相对的边缘包括接触表面(74,76)以便实现与所述长条形接地板(136)电接合。

4．根据权利要求3所述的连接器，其特征在于，其中的一个所述屏蔽部(64,66)位于一排中的部分所述信号接触件(58)之间，另一些所述屏蔽部(64,66)位于另一排中的其它信号接触件(58)之间，并且每个所述屏蔽板(56)的所述接触表面(74,76)位于所述第一外壳部(22)的所述开孔(40)中。

5．根据权利要求3所述的连接器，其特征在于，每个所述屏蔽板(56)的两个所述屏蔽部(64,66)为这样间隔开的弹性梁，当所述长条形接地板(136)插入它们之间时以便实现所述接合时，它们相应接触表面(74,76)相互弯曲而分开。

6．根据权利要求2所述的连接器，其特征在于，其还包括外侧屏蔽部(146)，其沿所述第二外壳部(24)的四个侧边延伸，其中的两个侧边与所述长条形接地板(136)保持平行，而其另两个侧边与所述长条形接地板(136)保持垂直。

7．根据权利要求6所述的连接器，其特征在于，所述长条形接地板(136)的每个所述端子(142)设置于所述外侧屏蔽部(146)的相应端子(148)和其中的一个电路板中的相应接地垫片之间，并且与该端子(148)和垫片连通。

8．根据权利要求6所述的连接器，其特征在于，每个所述信号接触件(122)与相邻的信号接触件(122)以一第一距离间隔开，而每个所述信号接触件(122)与所述外侧屏蔽部(146)以小于所述第一距离的第二距离间隔开。

9．根据权利要求2所述的连接器，其特征在于，所述第一外壳部(22)包括定位形状部(154)，其适于精确地与标准框架(158)上的相配合的形状部(156)相接合，从而使两个第一外壳部(20)精确定位，并将它们固定在一起。

10．根据权利要求9所述的连接器，其特征在于所述定位形状部为插脚(154)，其从所述第一外壳部(20)伸出，所述相配合的形状部为所述标准框架(158)中的孔(156)。

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