CN1758491A - 具有静电放电保护的电连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电连接器(10)，包括保持多个电薄片(40)的绝缘壳体(20)。每个电薄片包括第一侧(50)、与第一侧相对的第二侧(80)、向前匹配边缘(54)以及位于第一侧上并从向前匹配边缘凹入的多个接触点(44，46)。接地连接的周边导电轨迹(90)设置在第一侧和第二侧其中之一上，并且比接触点更加接近向前匹配边缘。

Description

具有静电放电保护的电连接器

技术领域

本发明涉及一种具有静电放电(ESD)保护的电连接器。

背景技术

一些电连接器具有匹配端，其中导电端子为了与匹配的连接器的端子相啮合是暴露着的。这在用于相互连接电路板，例如底板和子板，的直角连接器中很普遍。底板通常具有一个连接器，一般被称作头部，其与通常被称作插座的子板连接器啮合。为了与头部连接器的端子啮合，插座的端子部分通常是暴露着的。

当连接器配合时，连接器界面的相反电荷可以造成两连接器之间的静电放电。事实上，静电放电可以通过人接近或接触到连接器界面或接触到端子触头而简单的发生。通常，很小的电流是与静电放电相联系的，然而，电压可以高到损坏或毁坏某种电气设备例如半导体设备的程度。这样，当连接器触头或端子与电路板上的这些设备产生电连接时，静电放电可以损坏或毁坏电路板上的电气设备。

为了缓解静电放电问题，一些电连接器包括提供ESD保护的特征。在至少某些电连接器中，ESD保护设置有板、杆等形式的屏蔽，该屏蔽位于连接器上或连接器附近，并连接到在连接器上或连接器附近的地电位。然而，提供这样的ESD屏蔽增加了连接器的成本。必须在用于安装ESD屏蔽的连接器壳体内采取措施，并且必须提供ESD通道以使屏蔽接地。这些结构同样增加了连接器的成本和复杂程度。

在至少一些直角插座连接器中，插座包括多个薄片，连同信号和接地接触点一起，每个薄片还包括信号传送轨迹和接地轨迹。通常，接触点和轨迹被限定在前表面，并且一个很大的接地面被设置在背面来达到屏蔽的目的。通常，接地面覆盖了薄片背面的相当大部分；然而，由于信号完整性的原因，接地面通常不能延伸到触点背后的区域。为了有效地屏蔽连接器，每个薄片都需要屏蔽ESD。

对电连接器来说，需要以节省成本的方式同时不增加连接器尺寸或复杂程度来提供ESD屏蔽。

发明内容

本发明是一种电连接器，包含保持多个电薄片(electrical wafer)的绝缘壳体。每个电薄片包括第一侧、与第一侧相对的第二侧、向前匹配边缘以及位于第一侧上并从向前匹配边缘凹入的多个接触点。电接地的周边导电轨迹设置在第一侧和第二侧其中之一上，并且比接触点更加接近向前匹配边缘。

附图说明

图1是根据本发明的示范实施例形成的插座连接器的透视图；

图2是根据本发明的示范实施例形成的薄片的局部正视图；

图3是接收来自指尖的静电放电(ESD)的薄片的局部正视图；

图4是接收来自指尖的ESD的相邻薄片的局部侧视图；

图5是接收来自在薄片倒角处的指尖的ESD的薄片的局部正视图；

图6是图2所示薄片的后视图；

图7是根据本发明的示范实施例形成的头部连接器透视图。

具体实施方式

图1示例了根据本发明的示范实施例形成的电连接器10的透视图。连接器10是被构造成安装在电路板12上的插座连接器，在示范实施例中电路板12为子板。连接器10具有一个匹配面14和一个包括用于将连接器10安装到电路板12的接口的安装面16。在示范实施例中，安装面16基本垂直于匹配面14，使得插座连接器10基本上与电子元件是相互成直角互连的。连接器10的匹配面14限定了底板连接器接口。在一个实施例中，连接器10可以用于使子板和底板电路板互连。在另一实施例中，连接器10可以设置为与电子元件成非直角的互连。

虽然本发明在承载不同信号的连接器方面进行描述，可以理解，下面的描述仅仅是为了说明，并且在这里也只是一个发明构思的潜在应用。可以意识到本发明的好处和优势同样可以产生其他类型的信号连接器和薄片组合物。

连接器10包括一个具有上部壳体部分22和下部壳体部分24的绝缘壳体20。上部壳体22包括上部和下部挡板26和28，它们分别靠近连接器10的匹配面14。上部挡板26和下部挡板28从上部壳体22沿箭头A的方向向前延伸，箭头A的方向也是连接器10的匹配方向。壳体22在第一端32和第二端34处包括末端开口30。上部壳体22和下部壳体24连接在一起，形成一个开放的框架，以固定利用直插连接方式容纳在壳体20中的多个薄片40。上部挡板26和下部挡板28各自包括多个定位并对齐薄片40以利于与匹配的连接器(图1中未示出)相配合的槽36。

薄片40包括信号接触点44和接地接触点46。接地接触点46沿箭头A方向测量的长度大于信号接触点44的相应长度。在一个实施例中，连接器10是承载不同信号的高速连接器，并且信号接触点44和接地接触点46以交替的方式排列，其中成对的信号接触点44被接地接触点46分隔。例如，薄片40A以邻近上部挡板26的接地接触点46开始，并且以一对邻近下部挡板28的信号接触点44结束，相反，邻近的薄片40B以一对邻近上部挡板26的信号接触点44开始，以邻近下部挡板28的接地接触点46结束。由于信号接触点具有更短的长度，薄片40B上的信号接触点44在图1中被薄片40A遮挡；然而，这种模式的交替特性通过接地接触点46的定位展现出来。在连接器10中，信号接触点和接地接触点的这种样式从薄片到薄片交替出现。连接器10在结构方面是模块化的，并且在图1所示的实施例中包括具有总共48个不同信号接触点对的12个薄片40。可以理解，在替代的实施例中，可以使用更多或更少数量的薄片40。薄片40从挡板26和28突出，很容易受到静电放电(ESD)的损坏。接地接触点46的一个目的就是为信号接触点44提供ESD保护。

图2是表示薄片第一侧50的示范薄片40的正视图。薄片40包括一个具有向前匹配边缘或底板边缘54的匹配端52。匹配端52被构造成与匹配的连接器配合，匹配的连接器可以是底板连接器(图2中未示出)。薄片40还包括一个安装边缘或子板边缘56，它们在与电路板12(图1)的接口处容纳于下部壳体24(图1)中。安装边缘56基本垂直于匹配边缘缘54。薄片40在匹配端52处具有倒角58以促进与匹配的连接器的啮合过程。

在示范性实施例中，薄片40是印刷电路薄片。薄片40包括多个分别沿匹配边缘54排列的信号接触点44和接地接触点46，和多个沿安装边缘56排列的信号接触点60和接地接触点62。由于信号接触点的长度更短，相对于接地接触点46，信号接触点44从薄片匹配边缘56向后凹入。导电信号轨迹66分别将匹配边缘54和安装边缘56上的信号接触点44和60相互连接起来。接地轨迹68将薄片40匹配边缘54处的接地接触点46与安装边缘56处的接地接触点62相互连接起来；然而，接地接触点46和62之间不必是严格的一对一关系，将在下面说明。薄片40仅在第一侧50具有触点44、46、60和62，以及信号轨迹66。

图3表示了薄片40的局部正视图，它接收来自指尖70接触到薄片匹配边缘54中间部分的静电放电(ESD)。当ESD发生时，电荷寻找到达导体的最短路径。如果存在足够的电压或电势，ESD可以跃过空气间隙到达导体。在图3中，指尖70接触与信号接触点44成一直线并在接地接触点46之间的匹配边缘54。箭头C、D、E和F表示可能的放电路径。箭头C和F都比箭头D或E中的任意一个短，因此如果发生放电，放电将流向接地接触点46而不是信号接触点44。因此，在这种情况下，接地接触点46有效地屏蔽和保护信号接触点44免受ESD的损坏。

图4表示接收来自指尖70的ESD的相邻薄片例如40A和40B(见图1)的局部侧视图。指尖70接触与信号接触点成一直线的薄片40A。箭头G、H和I表示了潜在的放电路径。指向相邻薄片40B上的更长的接地接触点46的箭头G表示最短的放电路径，并且是放电发生时经过的路径。在此，接地接触点46再次有效地屏蔽和保护了信号接触点44免受ESD的损坏。

图5表示接收来自在薄片40的倒角58处的指尖的ESD的薄片40的局部正视图。在所示的情况中，ESD可能的放电路径由通向信号接触点44的箭头J和K以及通向接地接触点46的箭头L表示。在这种情况下，到接地接触点46的放电路径L比到信号接触点44的放电路径J和K长，因此信号路径很容易受到ESD的损坏。

图6是薄片40的后视图，表示了薄片40的第二侧80。薄片40的第二侧80包括一个接地面82。接地面82基本上覆盖了薄片40的第二侧80；然而，由于信号完整性原因，接地面82没有超过线BB而延伸到第一侧50上的触点44、46背后的区域84。将接地面延伸到区域84对高速信号的性能具有不利的影响。多个过孔86穿过薄片40延伸，将接地面82与薄片40第一侧50上的接地轨迹82连接起来。接地面82提供了一个公用接地点，这样薄片40的第一侧50上的每个接地轨迹68就不需要单独的接地接触点62。

为了解决图5中所示的弱点，为薄片40提供了附加ESD屏蔽，该ESD屏蔽为围绕匹配端54的周边且位于薄片40的第二侧80上的导电的接地轨迹90的形式。接地轨迹90横贯薄片第二侧80的周边，并且分别在薄片第一侧50上的信号接触点44和接地接触点46后面的BB线处与接地面82连接。接地轨迹90定位在匹配边缘54与薄片第一侧50上的信号接触点44和接地接触点46之间，为发生在薄片40的匹配端52附近的ESD提供缩短了的放电路径。在一个示范性实施例中，ESD屏蔽还包括定位在薄片40第二侧80且位于薄片第一侧50上的接地接触点46后面的的次级接地轨迹92。

形成ESD屏蔽的轨迹90和92整体形成在薄片第二侧80上。轨迹90和92更靠近匹配边缘54的周边，并且因此有效地保护了信号接触点44以免遭受ESD。在图6中，接地接触点46用虚线表示。次级接地轨迹92与第一侧50上的接地接触点46对齐。次级接地轨迹92从周边轨迹90延伸并在从薄片40第一侧50上的触点44和46的向后的BB线处与接地面82连接。在接地接触点46后面设置次级接地轨迹92在为接地轨迹90提供额外的流通路径的同时不会对信号的性能造成不利影响。

在替换的实施例中，薄片40可以形成为使得轨迹90和92与连接独立接地接触点的轨迹相连而不是与接地面82相连。例如，薄片40可以提供为独立的接地电路提供接地接触点，例如专用的ESD接地，而轨迹90和92可以连接于其上。在一个示范实施例中，轨迹90和92在薄片40的第二侧80上。可替换的，如果条件允许，轨迹90可以设置在薄片40的第一侧50上。例如，如果连接器10仅仅在没有能量施加的时候匹配，匹配的连接器中信号接触点的临时接地可以不予关注，同时ESD屏蔽轨迹90可以设置在薄片40的第一侧50上。

回到图1，通过壳体20第一端32的开口30，明显存在另外的对ESD的敏感度。开口30将信号轨迹66暴露，这样如果接触，将发生ESD损坏。这可以通过用绝缘物覆盖开口30或将暴露的薄片40A换成可有效牺牲薄片40A功能的接地面薄片来避免，此处薄片40A被看作一种保护薄片。由于连接器10不是成本就是信号承载能力或者二者均受到不利影响，这些选择都不是非常引人注目。然而，这些都是可行的，可以在紧急应用中考虑。

图7是适于和插座10一起使用的头部连接器100的透视图。头部连接器100是适合用于底板电路板或底板元件(未示出)的公知的连接器。头部连接器100包括保持多个触头104的壳体102，这些触头中一些是信号触头，其他的是接地触头，这些触头以与插座连接器10的接触点44、46互补的形式排列。头部连接器100包括匹配面106。壳体102包括多个槽108，这些槽构造成用来容纳插座连接器10薄片40的匹配边缘54。典型地，头部连接器安装成比插座连接器10更不容易接近的形式，这样人就不太可能接触到头部连接器100。常规地，当连接器100、10连接时，插座连接器10被插入到头部连接器100。这样，关于头部连接器100的静电放电造成的损坏更少地被关注。

这里描述的实施例提供了一种具有整体形成在连接器的每个薄片上的ESD保护的连接器。通过增加与地面连接的周边导电轨迹提供了ESD屏蔽。这种屏蔽方法的好处在于，连接器薄片是电路板，因此额外的轨迹可以设计在薄片线路图中，并且在电路板被刻蚀时形成。因此，薄片上的整体ESD屏蔽提供了与公知的ESD屏蔽技术相比成本和复杂程度降低了的ESD屏蔽。

Claims (3)

1.一种电连接器(10)，包括保持多个电薄片(40)的绝缘壳体(20)，每个电薄片包括第一侧(50)、与第一侧相对的第二侧(80)、向前匹配边缘(54)以及位于第一侧上并从向前匹配边缘凹入的多个接触点(44，46)，其特征在于：

电连接到地的周边导电轨迹(90)设置在第一侧和第二侧其中之一上，并且比接触点更加接近向前匹配边缘。

2.如权利要求1所述的电连接器，其中每个电薄片包括位于第二侧的接地面(82)，并且周边导电轨迹与接地面连接。

3.如权利要求2所述的电连接器，其中多个接触点包括信号接触点(44)和接地接触点(46)，周边导电轨迹(90)设置在第二侧上，次级接地轨迹(92)设置在第二侧上并且与第一侧上的接地接触点对齐，次级接地轨迹从周边导电轨迹延伸到接地面。

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