CN208820159U - 一种插头连接器 - Google Patents

Abstract

一种插头连接器，用于减少插入损耗谐振及串扰谐振。插头连接器包括插头壳体、信号模块和屏蔽模块；信号模块包括绝缘支架和多个第一导体，屏蔽模块包括绝缘支架和多个第二导体，第二导体与第一导体一一对应，第一导体相互独立，第二导体在靠近第二接触端处相互连通，第一导体和第二导体均包括第一接触端和第二接触端，第一接触端用于连接到电气基板，第二接触端用于连接插座连接器；信号模块与屏蔽模块两两相邻交替等间隔排列；插头壳体为方形立体结构的绝缘壳体，第一侧面上具有阵列排布的网孔结构，第二侧面为信号模块与屏蔽模块安装的通过面；信号模块和屏蔽模块的第二接触端通过第二侧面插入壳体固定，且任一接触端与第一侧面的网孔对应。

Description

一种插头连接器

技术领域

本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种插头连接器。

背景技术

当前通信设备系统中，基于PCB的背板与子卡组合的互连系统是最为常见的互连架构。作为背板和子卡之间的连接桥梁，连接器表现为关键的架构级部件。对于高速电信号传输，背板连接器的损耗及串扰性能对高速链路传输性能具有重要影响，连接器的损耗表现直接影响整个链路的表现。

随着信号通道速率的不断提高，为了保证连接器信号具备更加良好的返回路径以及更小的串扰干扰，接地引脚数和信号引脚数的比值需要不断增大，一般至少保证该比值不小于1。当前某些连接器应用中，为了提高模块信号差分对间串扰性能，信号模块与接地屏蔽模块交错组合。每一个信号必有一个返回电流，地屏蔽模块作为信号电流的返回路径，其设计与信号路径的设计同等重要。如何使接地屏蔽模块提供良好的回流，减少或避免插损谐振，改善信号间串扰，成了急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种插头连接器，用于减少插入损耗及串扰的谐振。

第一方面，本实用新型提供了一种插头连接器，该插头连接器包括插头壳体、信号模块和屏蔽模块；

该信号模块包括绝缘支架和至少两个第一导体，该第一导体包括第一接触端和第二接触端，该第一接触端用于连接到电气基板，该第二接触端用于连接插座连接器，该第一导体并列排列且具有不同的电长度，该第一导体相互独立，该绝缘支架用于固定该第一导体的位置；

该屏蔽模块包括该绝缘支架和至少两个第二导体，该第二导体包括该第一接触端和该第二接触端，该第二导体与该第一导体一一对应，且对应的导体之间结构相同，该第二导体在接近该第二接触端处相互连通，该绝缘支架用于固定该第二导体的位置；

该信号模块与该屏蔽模块两两相邻交替等间隔排列；

该插头壳体为具有收容腔结构的绝缘壳体，该绝缘壳体为方形立体结构，其中第一侧面上具有阵列排布的网孔结构，第二侧面为该信号模块与该屏蔽模块安装的通过面，该第二侧面与该第一侧面正相对；

该信号模块的第二接触端与该屏蔽模块的第二接触端通过该第二侧面插入壳体收容腔并固定，且该各第二接触端与该第一侧面的网孔一一对应。

本实用新型提供的插头连接器，该信号模块的第一导体与该屏蔽模块中的第二导体结构相同；该信号模块中的第一导体相互独立，用于传输不同的信号；该屏蔽模块中的第二导体相互连通，用于构成不同的返回路径。因此在该插头连接与插座连接器完全互配之后，在阻抗不连续区域，由于该屏蔽模块中的各第二导体连通，使得返回电流可以在不同第二导体路径上切换，从而改变了回路电感，降低了信号遭受的感性突变，从而改善信号的传输，降低插入损耗的波动并改善谐振。

可选的，由于该第一导体与该第二导体结构相同，因此该所述第一导体与所述第二导体的生产模具相同，所述第一导体由所述生产模具切除全部的连接连料生成，所述第二导体由所述生产模具切除部分连接连料生成；所述第一接触端为具有掏空孔的针状鱼眼结构，所述第二接触端为弹性接触头。

本实施例中，将该第一导体与该第二导体的生产模具设计为相同的生产模具，可以有效的降低设计和生产成本，且可以有效提高生产效率。

可选的，所述第二导体之间在所述第一接触端和所述第二接触端之间的任意位置均可实现连通。

本实施例中，该第二导体除了在接近第二接触端处必须相连之外，还可以实现其他位置的连通，这样可以增加该屏蔽模块中的返回电流的路径，有效改变了回路电感，降低了信号遭受的感性突变，从而改善信号的传输，降低插入损耗的波动并改善谐振。

可选的，所述插头壳体的收容腔的相邻网孔之间还包括隔栏结构和柱状突起结构。这样可以有效保持该信号模块与屏蔽模块在插入该插头壳体之后，保持固定的位置。

可选的，所述绝缘支架为液晶高分子聚合物(liquid crystal polymer，LCP)材料注塑成形。

可以理解的是，该绝缘支架也可以由绝缘塑料等其他绝缘材料生成，此处不做限定。

可选的，所述第一导体与所述第二导体由铜合金冲压成形。

可以理解的是，该第一导体与该第二导体可以由其他导体，比如铜、铁等金属材料生成，具体此处不做限定。

可选的，所述插头连接器还包括尾夹，所述尾夹通过所述第二侧面插入并夹持该信号模块和该屏蔽模块，从而固定所述信号模块和所述屏蔽模块。

可选的，在该信号模块中的第一导体的数目大于或等于3时，则所述信号模块中的第一导体两两形成差分对，分别传输幅度相同极性相反的高速差分信号，所述差分对之间至少间隔一个第一导体，所述位于所述差分对之间的第一导体用于传输地信号或低速单端信号。

附图说明

图1为本实用新型的一个应用场景示意图；

图2为本实用新型的一个组成示意图；

图3为本实用新型的另一个组成示意图；

图4为本实用新型的插头壳体的一个组成示意图；

图5为本实用新型的信号模块和屏蔽模块和一个组成示意图；

图6为本实用新型的信号模块与屏蔽模块的排列示意图；

图7为本实用新型的信号电流与返回电流的工作示意图；

图8为本实用新型的一个应用示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种插头连接器，用于减少插损和串扰谐振。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

当前通信设备系统中，基于PCB的背板与子卡组合的互连系统是最为常见的互连架构。作为背板和子卡之间的连接桥梁，连接器表现为关键的架构级部件。对于高速电信号传输，背板连接器的损耗及串扰性能对高速链路传输性能具有重要影响，连接器的损耗表现直接影响整个链路的表现。随着信号通道速率的不断提高，为了保证连接器信号具备更加良好的返回路径以及更小的串扰干扰，接地引脚数和信号引脚数的比值需要不断增大，一般至少保证该比值不小于1。当前某些连接器应用中，为了提高模块信号差分对间串扰性能，信号模块与接地屏蔽模块交错组合。每一个信号必有一个返回电流，地屏蔽模块作为信号电流的返回路径，其设计与信号路径的设计同等重要。为了减少连接器之间的插损，本实用新型提供一种插头连接器，该插头连接器主要用于单板到背板的连接，尤其可用于传输高速数字信号。本实用新型的典型连接器互连场景如图1所示，其中，该场景包括第一基板，第二基板，插头连接器和插座连接器。该插头连接器的第一接触端连接该第一基板，该插头连接器的第二接触端连接该插座连接器，然后该插座连接器的另一端连接该第二基板。

本实用新型提供一种插头连接器100，如图2所示，该插头连接器100包括插头壳体101、信号模块102、屏蔽模块103和尾夹104。

其中，该插头壳体101、信号模块102、屏蔽模块103和尾夹104之间的组装方式如图3所示：

在方向2上，多个信号模块102与多个屏蔽模块103两两相邻交替等间隔排列。其中，每一个信号模块102由多根具有如图1所示的第一接触端和第二接触端的第一导体105和绝缘支架107组成，每一个屏蔽模块103由多根具有如图1所示的第一接触端和第二接触端的第二导体106和绝缘支架107组成。其中，该第一导体105之间相互电气独立，即第一导体105之间不连通；该第二导体106之间至少在接近该第二接触端处相互连通。

在方向2上两两相邻交替等间隔排列的信号模块102和屏蔽模块103在方向1上插入插头壳体101。

该尾夹104在方向1上接入插头壳体101，并夹持该信号模块102和该屏蔽模块103，从而固定该信号模块102和该屏蔽模块103。

其中，该插头壳体101的一个示例如图4所示，该插头壳体101为方形立体结构，可选的，该插头壳体101可以由液晶高分子聚合物(liquid crystal polymer，LCP)材料注塑成型，其为四面墙收容腔结构的绝缘壳体。一种示例中，该插头壳体101在如图3所示的方向2上的两面开口，其中第一侧面在用于配合插座连接器，具有阵列排列的网孔结构108，每一个网孔对应该信号模块102或该屏蔽模块103中的第二接触端。第二侧面为信号模块102、屏蔽模块103以及尾夹104的安装通过面。在该插头壳体101的收容腔内部还可以包括隔栏结构109及柱状突起结构110。在图4所示的方向1上，该隔栏结构109位于每两列网孔之间，其中，每一列网孔的相邻两个网孔之间存在该柱状突起结构110。可以理解的是，该柱状突起结构110与该隔栏结构109的排列方式有多种情况，比如，在图4所示的方向1上，该隔栏结构109位于每两行网孔之间，其中，每一行网孔的相邻两个网孔之间存在该柱状突起结构110。图4仅为一种可能实现方式，只要可以实现固定信号模块102和屏蔽模块103的功能，具体情况此处不做限定。

其中，该信号模块102和屏蔽模块103的一个示例如图5所示。

该信号模块102由第一导体105和绝缘支架107组成。可以理解的是，该第一导体105可以由铜合金冲压成形，该绝缘支架107可以由LCP材料注塑生成。该第一导体105在方向1上依次排列，且该第一导体105之间并不连通，这样可以传输不同的信号。

该屏蔽模块103由第二导体106和绝缘支架107组成，可以理解的是，该第二导体106可以由铜合金冲压成形，该绝缘支架107可以由LCP材料注塑生成。该第二导体106与该第一导体105一一对应，且对应的导体结构相同。该第二导体106在方向1上依次排列，且该第二导体106在该第二接触端111处通过连接连料112相互连通。可选的，该第二导体106也可以如连接连料113和114处相互连通，具体的连接位置此处不做限定。同时，由于该第二导体106在该插头连接器内不同位置实现电气互连，从而优化了返回电流路径，减小了回路电感，并增强了屏蔽效果。

该第一导体105与该第二导体106的生产模具设计相同，一种示例方式中，该第一导体105与该第二导体106的生产模具可以为如图5中间所示设计形式，其可以各导体之间均为连接连料，然后在将全部的连接连料切除的情况下生成第一导体105；在保留连接连料112、连接连料113和连接连料114的情况下生成第二导体106。即该第一导体105将连接连料全部切除，从而实现该第一导体105之间相互独立，实现电气独立；则该第二导体106会保留部分连接连料，从而实现该第二导体106之间相同连通，实现电气互连。同时该第一导体105和该第二导体106均具有第一接触端115和第二接触端111；其中，该第一接触端115可以设计为具有掏空孔的针状鱼眼结构，在配合基板使用时具有一次使用的特点，该第一接触端115在方向2上可以设计为以1.5毫米间距排列成行；该第二接触端111为弹性叉状双边接触头，通常与插座连接器插针配合使用，可以多次配合使用，该第二接触端111在方向1上可以设计为以2毫米间距排列成列。同时该第一导体105具有不同的第一接触端115起始点和第二接触端111结束点，因而其电长度不相同。在图5所示的示例中，该信号模块102包括5个第一导体105。在方向1上，最上面的两个第一导体与最下面的两个第一导体用于传输不同的高速差分信号，中间的第一导体用作传输低速单端信号。该差分第一导体在第一接触端115和第二接触端111中间彼此靠近实现正负极性信号的紧耦合，其边距可以设计为0.4毫米。该屏蔽模块103也包括5个第二导体106，在方向1上，与该第一导体105一一对应，且结构相同，只是该第二导体106之间相互连通。

在该信号模块102与屏蔽模块103两两相邻排列时，该信号模块102与屏蔽模块103之间的信号传输方向如图6所示。在图6中A表示信号模块，B表示屏蔽模块，信号电流的方向为图6中所实线所指示的方向，信号返回电流方向为图6中虚线所指示的方向。在由该信号模块102与该屏蔽模块103与相应的插座连接器连接之后，该信号模块102的第二接触端与插座连接器的插针配对的区域构成显著阻抗不连续区域。因此信号电流方向与返回电流方向的具体的实现方式如图7所示，信号模块中各第一导体上传输信号，然后在靠近阻抗不连续区域，通过连接连料将屏蔽模块中的各第二导体连通，使得返回电流可以通过连接连料在不同第二导体路径上切换，从而缓解突变造成的影响。从回路的角度看，屏蔽模块中第二导体的互连改变了回路电感，降低了信号遭受的感性突变，从而改善信号的传输，降低插入损耗的波动并改善谐振。

在此插头连接器的基础上，下面以一个与插座连接器的连接场景进行说明，具体请参阅图8，在该图8中包括插头连接器100和插座连接器200。该插头连接器100包括插头壳体101、信号模块102、屏蔽模块103和尾夹104；该插座连接器200包括插针201和插座壳体202，该插针201具有与基板配合的第一接触端203和与插头连接器100配合的第二接触点204。在图8所示的场景中，该插头连接器100的信号模块102与屏蔽模块103在方向1上两两相邻排列，间距为2毫米，一共排列6个模块，即排列顺序在方向1上依次为信号模块、屏蔽模块、信号模块中、屏蔽模块、信号模块、屏蔽模块。在此排列基础上，该插头连接器100可以传递6对高速差分信号。该插座连接器200的插针201在方向1和方向3上以2毫米间距排列成阵列，在方向1上以6根插针成1行，在方向3上以5根插针成1列，与插头连接器100各导体的第二接触端一一对应。当插头连接器100与插座连接器200完全互配时，如图8中右侧所示，隐去插头连接器100插头壳体101后，可见插座连接器200的插针201的第二接触点204和插针201端点之间存在余线，该余线的长度为L1。在实际应用中，该余线长度可以设计为3.5毫米。在该插头连接器100与该插座连接器200完全配对之后，该余线作为开路分支将使得信号模块102传输的信号在经过这一区域时遭遇较大的阻抗突变，在反射叠加影响下该屏蔽模块103的回流信号需要更加自由的回流路径，在插头连接器100中，由于屏蔽模块103中具有多段连接连料构成的回流切换路径，可以改善回流信号的返回电流，从而将谐振点外推至更高频点。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种插头连接器，其特征在于，包括：

插头壳体、信号模块和屏蔽模块；

所述信号模块包括绝缘支架和至少两个第一导体，所述第一导体包括第一接触端和第二接触端，所述第一接触端用于连接到电路基板，所述第二接触端用于连接插座连接器，所述第一导体并列排列且具有不同的电长度，所述第一导体相互独立，所述绝缘支架用于固定所述第一导体的位置；

所述屏蔽模块包括所述绝缘支架和至少两个第二导体，所述第二导体包括所述第一接触端和所述第二接触端，所述第二导体与所述第一导体一一对应，且对应的导体之间结构相同，所述第二导体在接近所述第二接触端处相互连通，所述绝缘支架用于固定所述第二导体的位置；

所述信号模块与所述屏蔽模块两两相邻交替等间隔排列；

所述插头壳体为具有收容腔结构的绝缘壳体，所述绝缘壳体为方形立体结构，其中第一侧面上具有阵列排布的网孔结构，第二侧面为所述信号模块与所述屏蔽模块安装的通过面，所述第二侧面与所述第一侧面正相对；

所述信号模块的第二接触端与所述屏蔽模块的第二接触端通过所述第二侧面插入壳体收容腔并固定，且所述各第二接触端与所述第一侧面的网孔一一对应。

2.根据权利要求1所述的插头连接器，其特征在于，所述第一导体与所述第二导体的生产模具相同，所述第一导体由所述生产模具切除全部的连接连料生成，所述第二导体由所述生产模具切除部分连接连料生成；

所述第一接触端为具有掏空孔的针状鱼眼结构，所述第二接触端为弹性接触头。

3.根据权利要求1所述的插头连接器，其特征在于，所述第二导体之间在所述第一接触端和所述第二接触端之间的任意位置均可通过连接连料实现连通。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的插头连接器，其特征在于，所述插头壳体的收容腔的相邻网孔之间还包括隔栏结构和柱状突起结构。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的插头连接器，其特征在于，所述绝缘支架为具有绝缘特性的工程塑胶材料注塑成形。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的插头连接器，其特征在于，所述第一导体与所述第二导体由具有导电特性的金属冲压成形。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的插头连接器，其特征在于，所述插头连接器还包括尾夹，所述尾夹通过所述第二侧面插入并夹持所述信号模块和所述屏蔽模块，从而固定所述信号模块和所述屏蔽模块。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的插头连接器，其特征在于，若所述信号模块中的第一导体的数目大于或等于3，则所述信号模块中的第一导体两两形成差分对，分别传输幅度相同极性相反的高速差分信号，所述差分对之间至少间隔一个第一导体，所述位于所述差分对之间的第一导体用于传输地信号或低速单端信号。