CN1502150A - 触点被屏蔽件隔离的电连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用来传输高速数据的电连接器(10)和一种用电连接器(10)传输高速数据的方法。电连接器(10)包括：外壳(12)，它有多个布置成触点行(26)和触点列(28)的触点(20)；多个第一屏蔽件(30)和多个第二屏蔽件(40)。第一屏蔽件(30)设置在外壳(12)内位于触点行(26)之间，第二屏蔽件(40)设置在外壳(12)内位于触点列(28)之间，从而第二屏蔽件(40)与相邻的第一屏蔽件(30)接合。第一和第二屏蔽件(30)和(40)使每个触点(20)相对于至少两个侧面上的相邻触点(20)被电屏蔽。每个第一屏蔽件(30)是单个的部件，能够沿触点的至少两个相邻触点行延伸。每个第二屏蔽件(40)基本是平面状，两臂(44)个从一个主体(42)的相对侧面(42C)延伸，并可以在主体(42)的一个平面内变形，并且与相应的第一屏蔽件(30)接合。
Description
相关申请文件
本申请与2000年5月25日提交的、题目是“Electrical Connector HavingContact Isolated by Shields(触点被屏蔽件隔离的电连接器)”的临时申请第60/206558相关，并以其作为优先权。该文献的全部内容被包括在此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种电连接器或连接器组件，它有排成网格状的多个触点以及分布在各触点之间使连接器内电串扰最小的屏蔽件。
背景技术
上面有电子元件的插入式电路板广泛用于电讯和计算机业以及其它工业中。利用电缆和连接器以要求的数据率相对于电路板输出和输入高速数据信号。数据信号由多个频率分量组成，电缆、连接器和电路板使数据的每一个频率分量有不同程度的衰减。
这种电路板要求精确设计传输通路以使干扰最小并保持信号完整。当切换速度增加时，使干扰最小和维持信号完整性变得更加严格。针对这种顾虑，已经开发了用于这种电路板的高频(低电感)连接器。
传统的高频连接器采用屏蔽件使干扰最小和保证信号完整。将这种屏蔽件放在连接器上使连接器上的触点相对于附近触点被屏蔽，从而减小或使串扰最小化，保持信号的完整性。
美国专利US4846727公开了一种电连接器，它包括一个绝缘外壳，里面有多个布置成横排和竖列的网格的电触点。使导电板位于各列之间用来与参考电压连接或接地，由此在各列触点之间提供屏蔽元件。这些屏蔽元件用来防止相邻各列触点之间的串扰。
美国专利US5620340公开了一种电连接器，它包括成网格状的触点和有非平面形状的屏蔽元件。这些屏蔽元件有方波形、蛇形线或其它蜿蜒形状，从而基本能使每个触点与所有相邻触点(包括同一列上的邻近触点)屏蔽开来。
需要一种具有改进屏蔽件的电连接器。还需要改进电连接器里各触点之间的屏蔽效果，其中的触点布置成高密度网格状，而且其中改进的屏蔽件使电串扰、信噪比、抖动信噪比减小或最小。本发明至少一个实施例的目的是满足上述需要的，其它目的将从下面的详细说明、附图和权利要求中表现出来。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供一种有改进的屏蔽件的电连接器或连接器组件，该屏蔽件可以减少或使干扰和电串扰最小，维持信号的完整性。根据本发明至少一个实施例的连接器采用第一、第二屏蔽件使每个触点与相邻触点相互屏蔽。该连接器有排成多行和多列的多个触点。第一屏蔽件布置在外壳内位于各触点行之间，第二屏蔽件布置在外壳内位于各触点列之间。
根据本发明的至少一个实施例，第一和第二屏蔽件使每个触点至少在两个侧面上相对于相邻触点被电屏蔽。
根据本发明的至少一个可选择的实施例，多个触点包括多个内部、外部触点，其中内部触点在四个侧面上相对于相邻触点被电屏蔽。一对第一和第二屏蔽件使每个内部触点相对于相邻触点被电屏蔽。第一屏蔽件由导电材料制成并且包括一个单一部件，该部件沿至少两个相邻触点行延伸，可拆卸地与一个配套的电连接器接合。每个第二屏蔽件与至少一个第一屏蔽件机械接合，最好与至少一个第一屏蔽件电连接。
根据本发明的至少一个可选择的实施例，第二屏蔽件由一种导电材料制成并且大致为平面状。第二屏蔽件有基本为平面的主体，至少两个弹性臂从该主体的相对两侧延伸并且可以在主体的一个平面内变形。主体的一部分可以覆盖一个或多个各自触点的一部分，使这些触点相对于任何相邻触点被电屏蔽。
在另一个实施例中，第一和第二屏蔽件或者它们的一部分由一种导电材料制成，该材料从下列一组材料中选择：薄钢板、铜、镍、锌、黄铜等。第一和第二屏蔽件可以由相同或不同材料制成。
在一个可选择实施例中，第二屏蔽件与至少一个第一屏蔽件接合。至少一个第二屏蔽件布置在两个第一屏蔽件之间，第二屏蔽件有一对与第一屏蔽件接合的臂。
根据本发明的再一个实施例，外壳由绝缘材料制成，它有前配合面和反向的装配面。外壳确定有多个狭槽，每个第二屏蔽件位于各自狭槽内。
根据本发明的另一个可选择实施例，每个触点有一个配合部，与一个电连接器的配合部分。每个触点包括一对弹性梁，弹性梁与该配套电连接器中的多个触点的配合部接合。另外，每个连接器有一个与一个电路板接合的装配部。
本发明的又一个可选择实施例包括一个用于电路板的用来传送高速数据的电连接器。在该实施例中，连接器包括多个在一外壳内成网格状的导电元件，和用来使每个导电元件在至少两个相邻侧面上相对于相邻导电元件被电屏蔽的装置。
在一个可选择实施例中，用于电路板的电连接器包括多个内部和外部触点，每个内部触点相对于四个侧面上的相邻触点被电屏蔽。该屏蔽装置包括布置在网格中的各行触点之间的第一屏蔽件和布置在各列触点之间的第二屏蔽件，这样第二屏蔽件与相邻的第一屏蔽件接合。每个内部触点与相邻触点被一对第一屏蔽件和一对第二屏蔽件屏蔽。
根据本发明的另一个可选择实施例包括一种通过一个电连接器传输高速数据信号的方法。该电连接器有接合的第一和第二屏蔽件。该数据信号以大于2千兆赫的预定数据速率和一个预定的信噪比被传输。数据还通过该连接器以一个有预定抖动信噪比的高速被传输。
附图说明
参考后面的附图后，前面的概述和下面对本发明的详细描述将会更加清楚。为了用图描述本发明，实施例在图中显示出来。然而可以理解，本发明不限于附图所示的精确布置和手段。
图1是根据本发明的一个电连接器的一个实施例的顶视透视图；
图2是图1所示电连接器的底部透视图，其中的屏蔽件已有部分从连接器露出来；
图3是图1所示电连接器的底部透视图，其中的屏蔽件已有部分从连接器露出来；
图4是图1所示电连接器的局部侧视图，表示屏蔽件已有部分从连接器露出来；
图5是用于图1中的电连接器的一个屏蔽件的侧面透视图；和
图6是图1中的电连接器的底部平面图。
具体实施方式
图1示出一种包括外壳12的电连接器10，外壳12有相对的侧面12A和12B，相对的端部12C和12D，和多个电触点20。外壳还有一个前配合面14和一个在反面的电路板装配面16。在一个优选实施例中，外壳由任何合适绝缘材料制成，包括比如液晶聚合物(“LCP”)。
每一个触点20两端分别有远端20A、近端20B和一个接近远端20A的为一对弹性梁22形式的配合部。这对弹性梁与一个配套电连接器(未示)的触点的配合部分和电路板装配部24接合。电路板装配部24与一个电路板(未示)上的电路印制线接合。
触点20布置成由相互垂直的线性阵列组成的网格，这些垂直的阵列被定义为触点列26和触点行28。一对相邻列26和一对相邻行28由图1中的数字标记表示。在本示例中，总共有16个触点列26和6个触点行28。应当清楚，术语“列”和“行”是任意指定的，只是为了区别一个方向延伸的阵列和在与之垂直的方向延伸的阵列。这些术语与连接器的方位无关。也可以理解，虽然讨论的是16个触点列和6个触点行，但是任何数量的触点列和触点行都是可行的。
参考图2和3所示的局部分解图，第一屏蔽件30布置在外壳12内位于触点20的各行28之间。每个第一屏蔽件的形状最好是单件式部件，它沿触点的两个相邻行28的整个长度延伸。第一屏蔽件30有配合部32和板装配部34，配合部32与一个配套的电连接器(未示)的接地触点接合，板装配部34与一个电路板(未示)上的电接地通路接合。
每个第一屏蔽件30由导电材料组成。在一个优选实施例中，第一屏蔽件由薄钢板压制而成。但是，也可采用其它包括但不限于铜、镍、锌、黄铜的材料及其任何组合物、衍生物和合金。另外，其它制作第一屏蔽件的方法也是可行的，包括将第一屏蔽件的部分形成为单独的零件然后连接这些单独的零件以制成一个完整导电单元。
再参考图4，第二屏蔽件40设置在外壳12内位于触点20的各列26之间。最好每个第二屏蔽件40与至少一个第一屏蔽件30机械接合并电连接。
第二屏蔽件40的一个实施例示于图5。第二屏蔽件有一个平面主体，它有一个平面状主体部42，主体部42有一个接合部42A和一个连接部42B。至少一个但最好是一对弹性臂44一体地连接在主体的靠近连接部42B的两个相对端42C上并且从此处延伸。可以理解，虽然图中只示出一对臂44，然而可以有任何数量的臂44。通过示例，两个臂不但可以从相对的两个侧面延伸，而且可以从主体相对的两个表面延伸。
每一个臂有第一部分44A，该部分一体连接在主体部靠近连接部42B处并从此处向外延伸。第二变形部44B与第一部分44A和第三细长部分44C连接。第三细长部分延伸离开主体部，因此从侧面看过去的弹性臂形状就像“翅膀”。从侧面看过去的第二屏蔽件整体形状就像“W”(图5中看去最像)。
每一个第二屏蔽件最好用一种导电材料作成一个单件。在一个优选实施例中，第二屏蔽件由一块薄钢板冲压出一个单独的部件而成，也可以考虑其它包括但不限于铜、镍、锌、黄铜的导电材料及其任何组合物、衍生物和合金。
与第一屏蔽件一样，第二屏蔽件最好从一块导电材料上冲压而成。但是也可以考虑用其它方法制作第二屏蔽件，包括单独制成主体部和臂，然后将这些单件结合起来形成一个完整的导体部件。还有，这些单件可以由不同材料制成。这里仅作为一个示例，主体部可以由薄钢板制成，一个或多个臂由铜制成。
第一和第二屏蔽件最好由相同的材料制成。但是，可选择实施例中的第一和第二屏蔽件是由不同材料制成的。这里仅作为一个示例，第一屏蔽件可以由薄钢板制成，第二屏蔽件由镍制成。
弹性臂44可以在第二屏蔽件的平面内变形。该变形可以使臂44允许不同加工公差，从而使主体部42允许不同加工公差，尤其是与外壳、触点和/或第一和第二屏蔽件相关的公差。该变形保证第一和第二屏蔽件之间有良好的机械和电接触。
主体部42有一块区域，其形状可以与每一个触点20的一部分侧面20C重叠，从而沿它的侧面使触点电屏蔽。
再参考图2-4，将第二屏蔽件40布置在外壳12内的相应狭槽46内。每一个第二屏蔽件有至少一个与一个第一屏蔽件30接合的弹性臂44。配置在成对的相邻第一屏蔽件30之间的第二屏蔽件40，其两个弹性臂44都与围着的第一屏蔽件接合。
如图6所示，使触点网格外部的行和列上的触点20在两个或三个侧面上，由第一屏蔽件30和第二屏蔽件40一起围住。更有意义的是，触点网格内部的每个触点，其两个侧面由一对第一屏蔽件30围住，而另两个侧面由第二屏蔽件40围住。这些成对的第一和第二屏蔽件相互机械接合并电连接，由此为每一个内部触点20提供一个屏蔽环。因此，一个屏蔽环360。地环绕着一个触点，所以每个内部触点在四个侧面上与邻近触点绝缘。
根据本发明的至少一个实施例，提供一种电连接器或连接器组件，它所支持的方法用连接器以载波的形式传输具有所需信号性能特征的高速数据信号，该特征可以用术语“振幅信噪比”表示。高速数据信号以一个预定数据速度和一个预定振幅运送数据。在一个优选实施例中，高速数据以大于或等于2千兆赫的速度被传送。在另一个优选实施例，以约5或10千兆赫的速度通过连接器传送高速数据信号。
在提供的传输方法中，该被传输的数据信号保持一个基本不超过预定外限的振幅信噪比。这里只是作为示例，噪音振幅基本不超过数据信号振幅的25％。高速数据信号最好根据本发明的至少一个实施例被传输，而且保持一个基本不超过预定外限的振幅信噪比。
根据本发明的一个可选择实施例，提供一种电连接器，该连接器支持一种方法，该方法连接器以载波形式传输一个高速数据信号，并且具有可以用术语“抖动信噪比(jitter SNR)”表示的高速数据信号在传输时所需的不稳定信号性能特征。相邻离散数据信号之间在到达时间上有一个预定偏差。仅作为一个示例，一个高速数据信号在被传输时，相邻离散数据信号之间的偏差保持在不大于抖动SNR的12.5％的外限。
这里示出和描述了本发明的具体实施和应用，当然可以理解，本发明不限于此，本领域技术人员可以进行修改，尤其可以根据前面的教导进行修改。因此后面的权利要求包含了这些修改，这些修改包含了落在本发明的保护范围内的那些特征。
Claims (45)
1.一种电连接器(10)，包括：
一个外壳(12)，它有多个布置成触点行(26)和触点列(28)的触点(20)；
多个第一屏蔽件(30)，它们设置在所述外壳(12)内位于所述触点行(26)之间；和
多个第二屏蔽件(40)，它们设置在所述外壳(12)内位于所述触点列(28)之间，其中，所述第二屏蔽件(40)与相邻的所述第一屏蔽件(30)接合。
2.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中所述第一屏蔽件(30)和第二屏蔽件(40)至少在两个侧面上对每个所述触点(20)进行电屏蔽。
3.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中所述多个触点(20)包括多个内部和外部触点(20)。
4.如权利要求3所述的电连接器(10)，其中每个所述内部触点(20)在四个侧面上都被电屏蔽。
5.如权利要求3所述的电连接器(10)，其中每个所述内部触点(20)被一对所述第一屏蔽件(30)和一对所述第二屏蔽件(40)相对于邻近触点(20)屏蔽。
6.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中所述第一屏蔽件(30)由导电材料制成。
7.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中每个所述第一屏蔽件(30)包括沿至少两个相邻触点行(26)延伸的单个部件。
8.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中所述第一屏蔽件(30)可拆卸地与一个配套的电连接器接合。
9.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中每个所述第二屏蔽件(40)与至少一个所述第一屏蔽件(30)机械接合。
10.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中每个所述第二屏蔽件(40)与至少一个所述第一屏蔽件(30)电连接。
11.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中所述第二屏蔽件(40)基本是平面状。
12.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中每个所述第二屏蔽件(40)有基本平面状的主体(42)。
13.如权利要求12所述的电连接器(10)，其中每个所述第二屏蔽件(40)有至少一个从所述主体(42)延伸的臂(44)。
14.如权利要求12所述的电连接器(10)，其中每个所述第二屏蔽件(40)有至少两个弹性臂(44)，所述弹性臂从所述主体(42)的两个相对侧面(42C)延伸并且可以在所述主体(42)的一个平面内变形。
15.如权利要求14所述的电连接器(10)，其中所述臂(44)和所述主体(42)由相同材料制成。
16.如权利要求14所述的电连接器(10)，其中所述臂(44)和所述主体(42)由不同材料制成。
17.如权利要求12所述的电连接器(10)，其中每个所述主体(42)的一部分可以覆盖至少一个触点(20)的一部分，从而电屏蔽所述触点(20)。
18.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中每个所述第二屏蔽件(40)与至少一个所述第一屏蔽件(30)接合。
19.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中至少一个所述第二屏蔽件(40)设置在两个第一屏蔽件(30)之间，所述第二屏蔽件(40)有一对臂(44)与所述第一屏蔽件(30)接合。
20.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中所述第一和第二屏蔽件(30)和(40)由相同材料制成。
21.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中所述第一屏蔽件(30)和第二屏蔽件和(40)由不同材料制成。
22.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中所述外壳(12)确定多个狭槽(46)，每个所述第二屏蔽件(40)布置在相应的狭槽(46)中。
23.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中所述外壳(12)由绝缘材料制成并且有前配合面和反向的装配面。
24.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中每个所述触点(20)包括一个配合部，该配合部与一个配套的电连接器的配合部分相互接合。
25.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中每个所述触点(20)包括一对弹性梁22，弹性梁可以与一个配套的电连接器中的多个触点的配合部分接合。
26.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中每个所述触点(20)包括一个与电路板接合的装配部。
27.如权利要求1所述的电连接器(10)，其中所述触点(20)布置成相互垂直的线性阵列的网格形式。
28.一种用于电路板的以运载高速数据的电连接器(10)，它包括：
在一个外壳(12)内并布置成网格状的多个导电元件；和
屏蔽装置，用来使每个所述导电元件在至少两个相邻侧面上相对于周围导电元件被电屏蔽。
29.如权利要求28所述的电连接器(10)，其中所述屏蔽装置使至少一个所述导电元件在四个侧面上相对于邻近导电元件被电屏蔽。
30.如权利要求28所述的电连接器(10)，其中所述导电元件包括多个内部触点和外部触点(20)，每个所述内部触点(20)在四个侧面上相对于邻近触点(20)被电屏蔽。
31.如权利要求28所述的电连接器(10)，其中所述屏蔽装置包括插在所述网格中的触点行(26)之间的第一屏蔽件(30)和插在所述网格中的触点列28之间的第二屏蔽件(40)，其中所述第二屏蔽件(40)与相邻的所述第一屏蔽件(30)接合。
32.如权利要求31所述的电连接器(10)，其中所述导电元件包括多个内部触点和外部触点(20)，每个所述内部触点(20)相对于相邻触点(20)被一对所述第一屏蔽件(30)和一对所述第二屏蔽件(40)电屏蔽。
33.如权利要求31所述的电连接器(10)，其中每个所述第一屏蔽件(30)包括沿至少两个相邻触点行(26)延伸的一个单个部件。
34.如权利要求31所述的电连接器(10)，其中每个所述第二屏蔽件(40)与至少一个所述第一屏蔽件(30)机械接合。
35.如权利要求31所述的电连接器(10)，其中每个所述第二屏蔽件(40)能够与至少一个所述第一屏蔽件(30)电连接。
36.如权利要求31所述的电连接器(10)，其中每个所述第二屏蔽件(40)基本是平面状。
37.如权利要求31所述的电连接器(10)，其中每个所述第二屏蔽件(40)有基本是平面状的主体(42)。
38.如权利要求31所述的电连接器(10)，其中每个所述第二屏蔽件(40)有至少一个从臂(44)主体(42)延伸。
39.如权利要求31所述的电连接器(10)，其中每个所述第二屏蔽件(40)有至少两个弹性臂(44)从一个主体(42)的相对的两个侧面延伸并且可以在所述主体(42)的一个平面内变形。
40.如权利要求3 1所述的电连接器(10)，其中每个所述主体(42)的一部分覆盖对应导电元件的一部分。
41.如权利要求31所述的电连接器(10)，其中至少一个所述第二屏蔽件(40)设置在两个第一屏蔽件(30)之间，所述第二屏蔽件(40)有一对臂(44)与所述第一屏蔽件(30)接合。
42.如权利要求31所述的电连接器(10)，其中每个所述导电元件包括与一个配套电连接器的配合部分接合的一个配合部。
43.如权利要求28所述的电连接器(10)，其中每个所述导电元件包括一个与电路板接合的装配部。
(44).一种用于高速数据的电路板，它包括：
一个电路印制线；和
一个与所述电路印制线接合的连接器(10)，其中所述连接器(10)包括外壳(12)，外壳有多个布置成触点行(26)和触点列28的触点(20)、布置在所述外壳(12)内位于所述触点行(26)之间的第一屏蔽件(30)、以及布置在所述外壳(12)内位于所述触点列28之间的第二屏蔽件(40)，其中所述第二屏蔽件(40)与相邻的所述第一屏蔽件(30)接合。
45.一种通过一个电连接器(10)传送高速数据信号的方法，该电连接器具有接合的第一屏蔽件(30)和第二屏蔽件(40)，数据信号按照预定信噪比、以预定的大于2千兆赫的数据速度传输数据。
46.如权利要求45所述的方法，其中所述方法包括按预定的抖动信噪比传送高速数据信号。
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