JP2003515896A - 差分信号電気コネクタ - Google Patents

差分信号電気コネクタ

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Abstract

(57)【要約】 電気部品（１４，１６）の間に複数の差分信号を伝送するための電気コネクタである。このコネクタは第１の信号経路及び第２の信号経路を備えた複数の対（１０４）をなす信号導線（１０２）を有するモジュール（１８）で形成される。各々の信号経路はコンタクト部分の間に延びる１対のコンタクト部分（１１６）を有している。各対の信号導線に対して、中間部分の間の第１の間隔が対をなす信号導線と複数の対のうちの他のいずれかの対の信号導線との間の第２の間隔より小さくなっている。ルート設定可能性を高める実施例が示されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願】 本出願は、１９９７年２月７日に出願された、高速高密度電気コ
ネクタという名称の米国特許出願０８／７９７５３７号の部分継続出願によるも
のである。
【０００２】
【発明の背景】 本発明は、電気コネクタに関し、より詳細には、マザーボート
とドータボードあるいは他の電気部品との間に異なる信号の信号経路を与えるモ
ジュラー型電気コネクタに関する。
【０００３】 電気システムの異なる部分を連結するために特殊な電気コネクタが用いられる
。典型的には、このような電気コネクタは一連のドータボードとマザーボードと
の間で多数の電気信号を結合する。マザーボードとドータボードとは直角をなし
て連結されている。電気コネクタは典型的にはモジュラー型である。例えば、平
坦な平面状金属リードフレームはいくつかの信号経路を含み、その各々が金属リ
ードフレームの平面内でほぼ直角に屈曲している。信号経路は接地経路を与え信
号の間の分離を行う平面状の接地プレートを含む絶縁性ハウジングに組み込まれ
ている。このモジュールはさらに他の同様なモジュールと組み 合せられて電気システムにおける部分間に多数の信号を結合させられるコネクタ
を形成する。
【０００４】 典型的には、コネクタはマザーボードあるいはバックプレイン等のプリント回
路ボードに取付けられる。プリント回路ボードの導体経路は信号がコネクタ間に
流れて電気システムを通過するようにコネクタの信号ピンに連結される。コネク
タはまたプリント回路ボードを相互に連結し、またプリント回路ボードにケーブ
ルを接続するための他の形態で用いられる。
【０００５】 電気システムは機能的により複雑になってきている。同じ空間内における回路
の数を増大させることによって、高い振動数で動作する。システムはより多くの
データを取り扱いこの電気信号を電気的に伝送することができる電気コネクタを
必要とする。信号の振動数がより高くなると、コネクタにより反射、クロストー
ク及び電磁放射のような形での電気的ノイズ発生の可能性がより高くなる。それ
ゆえ、電気コネクタは異なる信号経路間のクロストークを制御し各信号経路のイ
ンピーダンス特性を制御するように設計される。典型的なモジュールにおける信
号反射を減少させるために、信号経路のインピーダンス特性は一般的に、この経
路の信号導体と対応する接地導体との間の間隔と、信号導体の断面の寸法及び信
号導体と接地導体との間に配置された絶縁材料の有効誘電率とによって決定され
る。
【０００６】 種々の信号経路が相互により間隔をおいて一般的には接地プレートであるシー
ルドプレートにより接近して配置することによって異なる信号経路の間のクロス
トークが制御される。かくして異なる信号経路は接地導体経路との電磁結合がよ
り強く、相互の電磁結合がより弱くなる傾向にある。与えられたクロストークの
レベルにおいて、接地導体への十分な電磁結合が維持される時に、信号経路が相
互により接近して配置できる。
【０００７】 シールドの初期の使用例が１９７４年２月１５日の富士通株式会社による日本
国特開昭４９−６５４３号に開示されている。米国特許第４６３２４７６号及び
第４８０６１０７号（いずれもエイティーティー・ベル・ラボラトリーズに権利
譲渡されている）は列状の信号コンタクトの間にシールドが用いられたコネクタ
の形態を開示している。これらの特許はシールドがドータボードとバックプレイ
ンとの両方をを通じて信号コンタクトに平行になっているコネクタを開示してい
る。米国特許第５４２９５２０号、第５４２９５２１号、第５４３３６１７号及
び第５４３３６１８号（いずれもフラマトム・コネクタズ・インターナショナル
に権利譲渡されている）は同様な形態について開示している。
【０００８】 他のモジュラー型コネクタシステムが米国特許第５０６６２３６号、第５４９
６１８３号（いずれもエイエムピー・インコーポレーテッドに権利譲渡されてい
る）に開示されており、これらの特許には接地プレートに平行な１枚の平板に配
置された１列の信号コンタクト及び信号経路を有する電気モジュールについて説
明されている。これに対し、ここでの参照に付す米国特許第５７９５１９１号は
それぞれ異なる接地プレートに連結された２枚の平行な平板に配置された電気信
号経路を有する電気モジュールを開示している。
【０００９】 前述の電気コネクタは主として単一端信号に対して設計されたものと考えられ
る。単一端信号は共通の接地された基準の導体の組に対する電圧が信号となるよ
うにして１本の信号伝導経路上で伝送される。このために、単一端信号経路は共
通の基準導体にある共通モードのノイズを非常に受け易い。本発明者はこのこと
が単一端信号を増加した数のより周波数が高い信号信号経路を有するシステムに
用いるのに大きな制限を加えるものと考えた。
【００１０】 さらに、従来の高周波数高密度のコネクタは取付けられたプリント配線ボード
（ＰＷＢ）における複数のパターン及び大きさの孔を必要とすることが多く、そ
れによりＰＷＢのコネクタのフットプリント部分に通されるプリント回路の信号
の幅及び数が制限される。
【００１１】 本発明者は、主としてプリント回路バックプレインの場合に、コネクタのフッ
トプリントにおける特定のパターン、列あるいは行をなす孔の間に各信号層上で
多数のトレースを種々の方向に通すことができるのが非常に望ましいと考えた。
また、より高い周波数のバックプレインに用いる際に、特に経路の長さ長いが場
合に、導線損失を減少させるためにより幅の広いトレースをルーティングする可
能性が適用されると考えた。
【００１２】 また、差分信号のコネクタを設計することによってより良好にクロストークの
制御がなされることがわかった。差分信号は「差分経路」という１対の経路によ
って表される信号である。導線経路の間の電圧差が信号となる。
【００１３】 差分対は電話の配線やある種の高速プリント回路ボードのような用途において
知られている。一般的に、差分ペアの２本の導線経路は相互に接近して通るよう
に配置されている。他の何らか電気的のノイズが差分ペアに電磁的に結合すると
、その差分対の各導線経路に及ぼす作用は同様である。差分対の信号は２本の導
線経路における電圧差として処理されるので、差分ペアにおける両方の導線経路
に結合する共通のノイズ電圧はその信号に影響を与えない。これにより差分対が
単一目的信号経路と比較してよりクロストークノイズを受け易くなる。本発明者
は差分対を伝送するのに好適な電気コネクタを発明した。
【００１４】 さらに、差分対の２本の導線経路に関しては対称的でバランスのとれた電気的
特性を有するようにするのがよい。電流コネクタは異なる長さの信号経路を有す
るので（図２及び３に示されるように）、各経路の電気的遅延が等しくなく、こ
れによりスキューが生じて差分信号特性が低下する。バランスのとれた経路を有
する差分コネクタとするのが非常に望ましい。
【００１５】 さらに、既存のモジュラー型コネクタ部品と互換性のある差分コネクタモジュ
ールとするのが望ましいであろう。また、多数の幅の広いトレースを支持する回
路ボードの孔のパターンを備え伝送性が改善されたコネクタとするのが望ましい
であろう。
【００１６】
【発明の概略】 本発明の１つの面は、電気部品の間の複数の差分信号を伝送す
るための電気コネクタモジュールである。このモジュールは第１の信号経路及び
第２の信号経路を有する複数対の信号導線を有する。各々の信号経路はその各端
部におけるコンタクト部分と、コンタクト部分の間に延びる中間部分とを有する
。各対の信号経路に関して、中間部分の間の第１の間隔はその対の信号導線と他
の対の信号導線との間の第２の間隔より小さい。
【００１７】 本発明の他の面は、末端が縁部に沿った対向する側部を有する、電気部品の間
に差分信号を伝送するための電気コネクタモジュールである。このモジュールは
差分信号に結合するように最適化された１対の信号導線を含む。信号導線はモジ
ュール内に配置されている。各々の導線はモジュールの縁部に沿って横方向に間
隔をおいたコンタクト部分を有している。対をなす導線の表面部分はモジュール
の側部を通りぬける方向に実質的に重なるようにしてコンタクト部分からモジュ
ールを通りぬける。
【００１８】 本発明の各実施例は１つまたはそれより多くの以下の利点を有する。各々の差
分信号経路のインピーダンスはマッチングがとられている。対をなす差分信号導
線の各々の信号経路は電気的長さが等しい。対をなす差分信号経路は互いにより
近接した間隔にされる。各対の差分信号導線の他の対の差分信号導線からの間隔
によりコネクタ内のクロストークが減少する。対をなす差分信号導線が接地プレ
ートに結合して他の対の差分信号導線がクロストークを生ずることなく信号経路
により近接して配置されるようになる。各対の差分信号導線の間にシールドプレ
ートの一部が延びるようにできる。各対の差分信号導線内のノイズが減少する。
信号トレースのルーティングが効果的になる。接地コンタクト部分が信号導線の
コンタクト部分の間に延びて信号トレースがルーティングチャネルを通る直接的
経路として延びるようにできる。ルーティングチャネルは幅が広く直線状にする
ことができる。
【００１９】
【好ましい実施例の説明】 図１を参照すると、電気システム１０はバックプレ
イン１４をドータボード１６に接続するモジュラー型コネクタ１２を含む。コネ
クタ１２は差分信号または非差分信号のいずれか、あるいは両方の型の信号であ
る１組の信号を接続できる複数のコネクタモジュールを含む。
【００２０】 例えば、以下のように組立てられれば、電気コネクタモジュール１８はマザー
ボード１４及びドータボード１６のようなシステム１０の間の１対の差分電気信
号を伝送できる。各々のコネクタモジュール１８は平行に配置された対向する側
部２０、２２を有する。側部２０、２２はそれぞれ末端がコネクタモジュール１
８の縁部２４に沿っている。（図示のように、縁部２４は平面状部分２８である
。しかしながら他の形状も可能である。）１組の連結ピン２８が縁部２４から出
ている。モジュール１８間にシールド（図示せず）を配置してもよい。
【００２１】 好ましい実施例において、各々のモジュール１８の開口１９は等間隔になって
いることがわかるであろう。同様に、コンタクトテール２８が等間隔になってい
る。
【００２２】 図２を参照すると、金属リードフレーム５０はコネクタモジュール１８におい
て用いられる８本の非差分信号経路５２ａ−５２ｈを形成している。金属リード
フレーム５０は電気コネクタモジュール１８の組立ての前及び組立て時に信号経
路５２ａ−５２ｈを支持するキャリアストリップ５６を含むように薄い平板状の
からスタンピングにより形成される。信号経路５２ａ−５２ｈが電気コネクタモ
ジュール１８に完全に取り付けられた時に、支持部分５６が信号経路５２ａ−５
２ｈから外されて、各々の信号経路５２ａ−５２ｈが他の経路５２ａ−５２ｈか
ら外される。１９９７年２月７日に出願された「高速度高密度電気コネクタ」と
いう名称の米国特許出願０８／７９７５４０号は金属リードフレーム５０を備え
た電気コネクタを開示している。テラディン・インコーポレーテッドに権利譲渡
されている米国特許出願０８／７９７５４０号をここでの参照に付す。
【００２３】 図３を参照すると、モジュール１８に用いられる同様な金属リードフレーム１
００が８本の信号経路１０２ａ−１０２ｈを形成している。しかしながら、経路
１０２ａ−１０２ｈは４個の差分信号導線の対１０４ａ−１０４ｄに分けられる
。金属リードフレーム１００は電気コネクタモジュール１８の組立て前及び組立
て時に信号経路１０２ａ−１０２ｈを支持する薄い金属の平板状部材でスタンピ
ングされる。信号経路１０２ａ−１０２ｈが電気コネクタモジュール１８に完全
に取付けられた時に、支持部分１０６が信号経路１０２ａ−１０２ｈから外され
、各々の信号経路１０２ａ−１０２ｈが電気コネクタモジュール１８内の他の信
号経路１０２ａ−１０２ｈから外される。
【００２４】 各々の信号経路１０２ａ−１０２ｈは１対のコンタクトピン１１２、１１４と
コンタクト部分の間の中間部分１１６とを含む。コンタクト部分１１２、１１４
はモジュール１８をシステム１０の電気部品に接続する接続ピンである。コンタ
クト部分１１２は２つの平行な部材として示されている。これらの部材は従来の
ように折り重ねられてボックスコンタクトを形成するようにできる。ボックスコ
ンタクトはバックプレインからのピン２１のリセプタクルとして作用する。しか
しながら、多くの形状の分離可能なコンタクト領域が知られているが、本発明に
は重要でない。
【００２５】 本発明において、信号経路１０２ａ−１０２ｈのコンタクト部分１１２金属リ
ードフレーム１００の縁部１１８に沿って横方向に等しい間隔をおいている。好
ましい実施例において、間隔は０．７６ｍｍ（０．０３０インチ）である。典型
的には、システム１０の一部として取付けられた時に、横方向の間隔が垂直方向
になる。コンタクト部分１１２，１１４は両方ともモジュール１８のハウジング
３２から出ている。モジュール１８の外部構造は特に差分信号を伝送するように
設計されてはいない他のモジュールと同じである。それゆえ、モジュール１８は
他のモジュールと交換可能であり、コネクタ１２はコネクタ１８が差分信号及び
非差分信号の両方を伝送できるようにする異なる型のモジュールとして形成する
ことができる。
【００２６】 各々の信号経路１０２ａ−１０２ｈの中間部分１１６は一平面１２０内に、典
型的には垂直平面内に配置される。それゆえ、導線の対１０４ａ−１０４ｄにお
ける各々の中間部分１１６の表面部分が実質的に垂直平面内で重なる。
【００２７】 各々の信号経路１０２ａ−１０２ｈは差分信号導線の対１０４ａ−１０４ｄに
おける第２の信号経路１０２ａ−１０２ｈに連結されている。例えば、信号経路
１０２ａ、１０２ｂが差分信号導線の対１０４ａを形成し、信号経路１０２ｃ、
１０２ｄが差分信号導線の対１０４ｂを形成し、信号経路１０２ｅ、１０２ｆが
差分信号導線の対１０４ｃを形成し、信号経路１０２ｇ、１０２ｈが差分信号導
線の対１０４ｄを形成する。各対の差分信号導線１０４ａ−１０４ｄの各々の信
号経路１０２ａ−１０２ｈは差分信号導線の対１０４ａ−１０４ｄの対応する信
号経路１０２ａ−１０２ｈに連結されている。この連結は、差分信号導線の対１
０４ａ−１０４ｄの間隔１０８が隣接する差分信号導線の対１０４ａ−１０４ｄ
の間隔１１０に比較して小さいためになされる。信号導線の対１０４ａ−１０４
ｄの中間部分１１６は差分インピーダンスを維持しながらできるだけ近接するよ
うに配置されている。各対１０４ａ−１０４ｄの１つの中間部分１１６は他の対
１０４ａ−１０４ｄの中間部分１１６に向かって屈曲した曲線状部分１２２、１
２４を有する。曲線状部分１２２、１２４の間で、導線の対１０４ａ−１０４ｄ
は中間部分１１６の大部分と一体的な経路となる。
【００２８】 曲線状部分１２２、１２４は各対１０４ａ−１０４ｄの中間部分１１６の間隔
１０８を減少させ、隣接する対１０４ａ−１０４ｄの間隔１１０を増大させ、ま
た対１０４ａ−１０４ｄの各々の中間部分１１６の長さを等しくする傾向にある
。この形状により差分信号の信号としての一体性が改善され、差分の対１０４ａ
−１０４ｄの間のクロストークが減少し、信号のスキューが低下する。
【００２９】 本発明の範囲で他の実施例がある。例えば、図４を参照すると、金属リードフ
レーム１００は８本でなく６本の信号経路２０２ａ−２０２ｆを含む。信号経路
は３個の対２０４ａ−２０４ｃをなして配置されている。実質的には、金属リー
ドフレーム２００は２本の信号経路１０２ｃ、１０２ｆに相当するものが取り除
かれていることのほかは、金属リードフレーム１００と同等である。他のトレー
スは前述のように対をなして配置され、１つの対の信号経路の中間部分の間隔が
コンタクト部分の間隔より小さくなるようにしなければならない。信号経路１０
２ｃ、１０２ｆによって形成される２つの空間２０８、２１０はコンタクト部分
２１４の間にある。
【００３０】 また図５を参照すると、接地プレート２２０は本体部２３０、弾性接続タブ２
２４、コンタクト部分２２６、２２８を含む。接地プレート２２０は特に図４の
実施例に関連して接地プレート２３（図１）の代わりに用いられるものである。
【００３１】 コネクタ１２が完全に組立てられコネクタ１３に取付けられた時に、接地プレ
ート２２２が信号経路２０２ａ−２０２ｆに平行になる。コンタクト部分２２６
、２８８は信号経路２０２ａ−２０２ｆのコンタクト部分に揃えられる。コンタ
クト部分２２６、２２８はそれぞれ本体部２３０に対応して直角をなしており、
対応する空間２０８、２１０内のコンタクト部分２１２の間に延びる。
【００３２】 図５Ａはシールド部材２２０を含むバックプレインモジュール１３′を示して
いる。信号ピン５２１の列がある。各々の列は取付けられるコンタクト２１２に
対応して６本の信号ピン５２１を含む。バックプレインコネクタ１３′には空間
２０８及び２１０（図４）に対応した信号ピンはない。その代わりに空間２０８
及び２１０に対応するコンタクト部分２２６及び２２８がその空間に挿入されて
いる。その結果、各列に信号ピン５２１に対応する６本のコンタクトテールと２
本の補助的コンタクトテール２２６及び２２８との８本のコンタクトテールがあ
る。コンタクトテールの間隔は図５Ａの寸法Ｐで示されるように一様である。
【００３３】 このコンタクトテールの配置は隣接する列の間隔がＤの寸法であることを意味
する。間隔Ｄは隣接する列における信号の対の間隔により指定される。
【００３４】 これに対して、バックプレインコネクタ１３（図１）において、信号ピンのコ
ンタクトテールの列の間隔はシールドプレートのコンタクトテールが占める。
【００３５】 バックプレインコネクタがバックプレインに取付けられる時に、各コンタクト
テール毎に孔が形成されなければならない。孔の近くではバックプレインに信号
トレースを通すことができない。かくして、バックプレインにわたって信号トレ
ースに間隔をおくために、トレースは概略的にコンタクトテールの列の間の間隔
に通る。図５Ａの実施例において、間隔Ｄは信号トレースの幅の広いルーティン
グチャネルを表している。かくして、信号トレースはより幅を広くして、それゆ
え損失を低下させることができる。トレースはまた信号コンタクトテールの間の
チャネルにおける接地孔の周りに蛇行しなくてもよいので、より直線状にするこ
とができる。より直線状のトレースにより反射を生じて望ましくないとされるイ
ンピーダンスの不連続性が少なくなる。この特徴は高い周波数の信号を伝送する
システムにおいて特に有用である。あるいは各層により多くのトレースがルーテ
ィングされ、それによって層の数が減少し経費が節減されよう。
【００３６】 図６を参照すると、モジュラー電気コネクタに用いられる１組の従来の信号経
路３００ａ−３００ｈは２つの異なる平行な平面３２０、３２２上に配置された
中間部分３０２を有している。中間部分の半分はそれぞれの対応する平面上に配
置されている。コンタクト部分３１４は第３の中心の平面に配置されている。中
心部分３１２は別個の平面内にあり、第３の中心の平面に位置合せされている。
かくして、完全に組立てられた時に、各々の中間部分３０２は他の信号経路３０
０ａ−３００ｈより接地面に近接している。
【００３７】 図７を参照すると、図６の信号経路は１組の差分信号導線３０４ａ−３０４ｄ
を与えるようにされている。対３０４ａ−３０４ｄの各々の導線は１対のコンタ
クト部分３３２、３３４と、コンタクト部分３３２、３３４の間に延びる中間部
分３３６、３３７とを含む。各対の中間部分は３３６、３３７は対応する面３３
８、３３９を有し、この面は他の対応する面３３８、３３９に重なっている。面
３３８、３３９は図６に示されるように電気コネクタモジュール３０３の側部を
通って延びる方向に相互に重なっている。かくして、典型的には垂直方向に重な
る面１１８を有する図３の面１０４ａ−１０４ｄに対して、対３０４ａ−３０４
ｄは典型的には水平方向に重なる面３３８、３３９を有する。（対１０４ａ−１
０４ｄと対３０４ａ−３０４ｄとの比較は相対的なものであり、面３３８は水平
方向でなく、他の方向に重なるようにしてもよい。）
【００３８】 しかしながら、図６に示された経路３００ａ−３００ｈとは異なり、各対３０
４ａ−３０４ｄの中間部分３３６は接地プレートあるいは他の対の信号導線３０
４ａ−３０４ｄではなく各対３０４ａ−３０４ｄの対応する中間部分３３７によ
り近接している。それゆえ、各対の導線３０４ａ−３０４ｄが対応する導線対３
０４ａ−３０４ｄに連結されてノイズを減少させる。
【００３９】 差分の信号コンタクト対は図示されない絶縁性ハウジングに保持されるのが好
ましい。コンタクトが図７に示されるように配置され、それからコンタクトの中
間部分の周りに絶縁性材料がモールドされよう。コンタクト部材の適切な配置を
行うために、プラスチックのキャリアストリップが一方の平面内でコンタクト部
材の周りにモールドされよう。それから、他方の平面におけるコンタクト部材は
キャリアストリップに重ねられよう。それから、サブアセンブリ全体にさらに絶
縁性材料がモールドされよう。
【００４０】 図７に示される形状のコンタクト部材の周りに絶縁性ハウジングを形成するた
めの他の方法はハウジングを２つのインターロッキング片としてモールドするこ
とであろう。一方の片は一方の平面内の信号コンタクトを含むであろう。他方の
片は他方の平面内の信号コンタクトを含むであろう。それから２つの片は図７の
ように配置された信号コンタクトを形成するように一体的にスナップ結合されよ
う。この製造の手法が図７に米国特許第５７９５１９１号に示されており、これ
をここでの参照に付す。しかしながら、この特許は組立体の２つの片に信号コン
タクトの中間部分を配置するのが望ましいと考えてはいないので、２つの片が組
立てられた時に信号コンタクトが異なる対を形成するように重なるであろう。
【００４１】 図８−９を参照すると、他の信号経路の配置は信号導線の対３０４′（ここで
は１つの対が示されている）を含む。図６の信号経路３００ａ−３００ｈと同様
に、対をなす各導線３０４′はモジュール３０３′の対応する側３２６、３２８
に向かって延びる。しかしながら、信号経路３００ａ−３００ｈとは異なって、
信号導線３０４′の対の面３１８′はそれぞれモジュール３０３′の側部３２６
、３２８の側部に垂直な方向の重なる面３３８′を有するように蛇行している。
かくして、図３、４及び７の導線の対と同様に、導線３０４′の間隔は導線の対
３０４′から他の同様な導線の対までの間隔より小さい。また、図６のコンタク
ト部分３１２と同様に、コンタクト部分３１２′、３１４′は全て第３の中心の
平面内にある。対比すると、図７に示されるコンタクト部分３３２と図６に示さ
れるコンタクト部分３１４とは２つの異なる平面内にある。
【００４２】 他の形態において、前述したような差分コネクタモジュールに関してシールド
プレートを用いる必要がない。
【００４３】 図１０は差分コネクタモジュール５１０の他の実施例を示している。前述した
ように、信号コンタクトを収容するリードフレームはその中間部分の周りにプラ
スチック５１１をモールドすることによってモジュールとして形成される。図１
０のモジュールにおいて、各対における長いリードの上側のプラスチックに窓５
１２Ａ、５１２Ｂ及び５１２Ｃが残されている。これらの窓は各対のリードに伝
送される信号の遅延を均等にする作用をなす。導線中を信号が伝搬する速度は導
線を取り囲む物質の誘電率に比例することが知られている。空気はプラスチック
と異なる誘電率を有するので、長いリードの上側に窓を残しておくことによりそ
れらのリードにおける信号がより速く進むようになる。その結果、信号が対のう
ちの長いリード及び短いリードを通過する時間が均等にされる。
【００４４】 各窓５１２Ａ・・・・５１２Ｃの長さは対の長いリードと短いリードとの差の
長さに応じたものである。かくして、窓の大きさは各対ごとに異なるであろう。
また、１つの対に複数の窓が含まれるようにすることができる。さらに、窓が空
気で満たされていることは必要でない。窓は他のプラスチック５１１とは異なる
誘電率を有する材料で形成されよう。例えば、窓の領域において各対の長いコン
タクトの部分にわたって低い誘電率を有するプラスチックがモールドされよう。
それから、プラスチックハウジング５１１を形成するようにより高い誘電率を有
するプラスチックが上側にモールドされよう。また、「窓」は導電信号コンタク
トの面全体にわたる必要はない。「窓」は部分的にプラスチックで充填され、部
分的に空気で充填されるようにもでき、これはやはり長い脚部の上側の物質の有
効誘電率を低下させる効果を有するであろう。
【００４５】 誘電物質に窓を配置することの１つの欠点は、窓がその下側の領域における信
号コンタクトのインピーダンスをも変化させることである。信号導線に沿ったイ
ンピーダンスの変化は、不連続点において信号の反射が生ずるので、望ましくな
いことが多い。この問題に対処するために、信号導線の全長にわたってインピー
ダンスを一定に保持するように他の調整がなされる。インピーダンスが一定に保
持される１つの方法は、信号導線の幅を変化させることによるものである。図１
０において、信号導線はある領域における幅Ｔ1と窓の領域におけるより広い幅
Ｔ2とで示される。正確な寸法は２つの領域の間の相対的な誘電率に基づいてイ
ンピーダンスをマッチングさせるように選定される。窓の領域における信号コン
タクトの幅を変える手法は、何のために窓がコネクタに形成されるかにかかわら
ず有用であり、遅延を均等にするように形成された窓に制限されない。例えば、
いくつかの従来のコネクタは全ての信号コンタクトのインピーダンスを増大させ
るように全ての信号コンタクトのかなりの部分にわたる窓を用いている。
【００４６】 図１１Ａ及び１１Ｂは差分コネクタの有効性を高めるために用いられる他の実
施例を示している。図１１Ａはコネクタが取付けられるバックプレイン６００の
部分を示している。バックプレイン６００には孔の列６０２がある。コネクタの
コンタクトテールはコネクタをバックプレインに取付けるようにこれらの孔に挿
入されよう。バックプレイン６００内には１枚またはそれより多くの接地面層６
０４が含まれる。接地面層は孔において短絡がなされるのを避けて露出した領域
６０６を残すため孔の回りには蒸着されない。しかしながら図１１Ａに示される
従来の形態においては、孔６０２の間に蒸着される接地面の材料がある。図１１
Ｂは差分コネクタに用いられるようにしたバックプレインのプリント回路ボード
を示している。接地面層６０４は差分対をなす孔の周りの露出した領域を残すよ
うに蒸着されている。このようにして、差分対の２つの孔の間には接地面層がな
い。したがって、差分際の２つの導電要素の間の共通モードの接続が改善される
。
【００４７】 また、ここでは大きさ及び枢が与えられることがわかるであろう。ひれらの数
は例示的なもにすぎず、本発明を限定するものと解すべきではない。例えば、６
列び８列のコネクタが示されている。しかしながら、いかなる列数のものを用い
てもよいであろう
【００４８】 また、シールドプレートが用いられるものとして説明した。プレート形状でな
い接地部材も用いられよう。接地部材は導電要素の対の間に配置されよう。さら
に、シールドは平面状である必要はない。特に、図３及び図４は差分対の間に空
間があるコネクタの形態を示している。差分対の間の絶縁度を高めるために、タ
ブがシールドプレートから切り取られ平面から外れるように屈曲されて対の間に
より高い絶縁度を与えるようにできるであろう。
【００４９】 また、本発明は締まり嵌めされた直角のピン−ソケットコネクタとして示され
ていることがわかるであろう。本発明は単に直角での用途に有用であるのではな
い。堆積型あるいは中二階肩コネクタにも用いられよう。また、本発明は締まり
嵌めのコネクタに限られない。表面装着型あるいは圧力装着型のコネクタにも用
いられよう。さらに、本発明は単にピン−ソケット型のコネクタに限られない。
種々のコンタクトの形態が知られており、本発明は他の形態でも用いられよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 マザーボードとドータボードとの間に１組のモジュラーコネクタが組立てられ
た本発明によるシステムの斜視図である。
【図２】 信号経路が等間隔であり差分対として配置されていないモジュラー型電気コネ
クタの組立てに用いられる従来の信号経路金属リードフレームの概略図である。
【図３】 信号経路が単一平面内に差分信号導線の対として配置されているモジュラー型
コネクタの形成に用いられる単一経路金属リードフレームの概略図である
【図４】 信号経路が単一平面内に差分信号導線の対として配置されているモジュラー型
コネクタの形成に用いられる単一経路金属リードフレームのさらに他の実施例の
概略図である。
【図５】 接地プレートのコンタクト部分が信号経路リードフレームのコンタクト部分の
間に伸張可能である図４の信号経路金属リードフレームに用いるように互換性の
ある接地プレートの斜視図である。 ５Ａ：図５の接地プレートを備えたピンヘッダーの斜視図である。
【図６】 信号経路が２つの平行な平面内に配置され、一方の平面内の各々の信号経路が
第１の接地面（図示せず）に接続され、他方の平面内の各々の信号経路が第２の
接地面（図示せず）に接続されている従来技術による信号経路の配置の斜視図で
ある。
【図７】 信号経路が２つの平面内に配置されている差分信号導線の対として配置された
信号経路の他の実施例の斜視図である。
【図８】 信号経路が２つの平面内に配置されている差分信号導線の対として配置された
信号経路のさらに他の実施例の斜視図である。
【図９】 図８の信号経路の側面図である。
【図１０】 バランスのとれた電気的特性を有するコネクタモジュールの概略図である。
【図１１】 Ａ：従来技術の回路ボードの信号送出部を示す概略図である。 Ｂ：改善された回路ボードの信号送出部を示す概略図である。
【符号の説明】
１０ 電気システム １２ モジュラー型コネクタ １８ コネクタモジュール １０２ａ−１０２ｈ 信号導線（信号経路） １０４ａ−１０４ｄ 信号導線の対 １１２ コンタクト部分 １１４ コンタクト部分 １１６ 中間部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ガイラス・マーク・ダブリュー アメリカ合衆国マサチューセッツ州02143， サマーヴィル，ビーカン・ストリート 221 (72)発明者 ストコー・フィリップ・ティー アメリカ合衆国マサチューセッツ州02703， アトルボロ，カントリー・ヴュー・ロード 23 Ｆターム(参考） 5E021 FA05 FB01 FC19 FC20 FC21 LA01 LA08

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １対の差分信号を電気部品の間に伝送するための電気コネクタモ
    ジュールであって、 末端が縁部に沿った対向する側部を有し、 上記モジュールに配置され上記対をなす差分信号に連結されるようにした１対
    の信号導線を含み、該導線の各々が対応するコンタクト部分を有し、上記導線の
    コンタクト部分が上記モジュールの縁部に沿って横方向に間隔を有しており、上
    記対をなす導線の表面部分が上記モジュールの側部を通る方向に実施的に重なる
    状態で上記コンタクト部分から上記モジュールを通り抜ける ようにしたことを特徴とする電気コネクタモジュール。
  2. 【請求項２】 上記側部が平行であり、上記方向が上記側部に垂直であることを
    特徴とする請求項１に記載のコネクタモジュール。
  3. 【請求項３】 上記対をなす信号導線が等しい長さを有するようにしたことを特
    徴とする請求項１に記載のコネクタモジュール。
  4. 【請求項４】 上記対をなす信号導線がその大半の長さにわたるトラックになっ
    ていることを特徴とする請求項１記載のにコネクタモジュール。
  5. 【請求項５】 上記信号導線のコンタクト部分が等間隔になっていることを特徴
    とする請求項１に記載のコネクタモジュール。
  6. 【請求項６】 少なくとも一部の上記対をなす信号経路が１組の差分信号と結合
    するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のコネクタモジュール。
  7. 【請求項７】 上記対をなす信号導線から間隔をおいて、これに近接して配置さ
    れ、共通の接地信号経路を与えるシールドプレートをさらに含むようにしたこと
    を特徴とする請求項１に記載のコネクタモジュール。
  8. 【請求項８】 上記シールドプレートの一部分に沿って延びる絶縁性部材をさら
    に含むことを特徴とする請求項７に記載のコネクタモジュール。
  9. 【請求項９】 上記絶縁性部材がシールドプレート及び対をなす導線の外側のハ
    ウジングであることを特徴とする請求項８に記載のコネクタモジュール。
  10. 【請求項１０】 電気部品の間に複数の差分信号を伝送するための電気コネクタ
    であって、 それぞれの対が第１の信号経路及び第２の信号経路を有する複数の対の信号導
    線を含み、各々の信号経路が１対のコンタクト部分と該コンタクト部分の間に延
    びる中間部分とを有し、 各対の信号導線に関して上記中間部分の間の第１の間隔が上記対をなす信号導線
    と他の複数対のうちの他のいずれかの対の信号導線との間第２の間隔より小さく
    なるようにしたことを特徴とする電気コネクタモジュール。
  11. 【請求項１１】 各々の第１の信号経路の上記中間部分が第１の平面内内に配置
    され、各々の第２の信号経路の上記中間部分が上記第１の平面から間隔をおいた
    第２の平面内に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のコネクタモ
    ジュール。
  12. 【請求項１２】 各々の第１の信号経路の上記中間部分と各々の第２の信号経路
    の上記中間部分が一平面内に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載
    のコネクタモジュール。
  13. 【請求項１３】 各々の対の信号導線の上記中間部分が等しい長さを有すること
    を特徴とする請求項１０に記載のコネクタモジュール。
  14. 【請求項１４】 各々の対の信号導線の上記中間部分が上記中間部分の全長の大
    半にわたるものであることを特徴とする請求項１０に記載のコネクタモジュール
    。
  15. 【請求項１５】 少なくとも一部の上記対をなす信号経路が１組の差分信号に結
    合することを特徴とする請求項１０に記載のコネクタモジュール。
  16. 【請求項１６】 上記対をなす信号導線から間隔をおいたシールドプレートをさ
    らに含み、該シールドプレートが共通の接地信号経路を与えるようにしたことを
    特徴とする請求項１０に記載のコネクタモジュール。
  17. 【請求項１７】 上記シールドプレートが本体部及びタブをさらに含み、該タブ
    が上記本体部から間隔をおいて少なくとも２対の上記信号導線の間に延びている
    ことを特徴とする請求項１６に記載のコネクタモジュール。
  18. 【請求項１８】 上記シールドプレートが本体部と、該本体部から延びる接地コ
    ンタクト部分とをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載のコネクタモジ
    ュール。
  19. 【請求項１９】 上記接地コンタクト部分が上記信号経路の接地部分に近接して
    いることを特徴とする請求項１８に記載のコネクタモジュール。
  20. 【請求項２０】 上記接地コンタクト部分が上記コンタクト部分の間に延びるよ
    うにしたことを特徴とする請求項１８に記載のコネクタモジュール。
  21. 【請求項２１】 上記接地コンタクト部分が２つ信号の経路の隣接するコンタク
    ト部分の間に延びるようにしたことを特徴とする請求項１８に記載のコネクタモ
    ジュール。
  22. 【請求項２２】 上記シールドプレートが本体部と弾性のタブとをさらに含み、上記弾性のタブ
    が上記本体部に連結された端部を有し、上記弾性のタブが上記本体部から延びる
    ようにしたことを特徴とする請求項１６に記載のコネクタモジュール。
  23. 【請求項２３】 上記弾性のタブが上記端部の間で曲線状になっていることを特徴とする請求項
    ２２に記載のコネクタモジュール。
  24. 【請求項２４】 上記シールドプレート一部分に沿って延びる絶縁性部材をさらに含むことを特
    徴とする請求項１６に記載のコネクタモジュール。
  25. 【請求項２５】 上記絶縁部材が上記シールドプレート及び上記複数の信号導線の外側のハウジ
    ングであることを特徴とする請求項２４に記載のコネクタモジュール。
  26. 【請求項２６】 電気部品の間に複数の差分信号を伝送するための電気コネクタモジュールであ
    って、 各々の対が第１の信号経路及び第２の信号経路を有し複数の対の信号導線を含
    み、該信号経路の各々が１対のコンタクト部分と該コンタクト部分の間に延びる
    中間部分とを有し、 各対の信号導線に対して上記中間部分の間の第１の間隔が上記信号導線と上記
    複数の対のうちの他のいずれかの信号導線との間の第２の間隔のより小さく、 上記対の各々の第１の信号経路の中間部分及び各々第２の信号経路の中間部分
    が単一平面内に配置されている ことを特徴とする電気コネクタモジュール。
  27. 【請求項２７】 電気部品の間に複数の差分信号を伝送するための電気コネクタシステムであっ
    て、 各々の対が第１の信号経路及び第２の信号経路を有する複数の対の信号導線で
    あって、各々の信号経路が１対のコンタクト部分を有し、各々の対の信号導線に
    対してその中間部分の間の第１の間隔が上記対をなす信号導線と複数の対のうち
    の他のいずれかの対の信号導線との間の第２の間隔より小さくなるようにした複
    数の対の信号導線と、 上記対をなす信号導線から間隔をおいていて共通の接地信号経路を形成するシ
    ールドプレートと、 該シールドプレートの一部分に沿って延びる絶縁性部材と、 を有するコネクタモジュールと、 一列に配置された複数の電気コンタクトであって、該電気コンタクトの第１の
    部分が信号コンタクトとなり、該電気コネクタの第２の部分が接地コンタクトと
    なり、該電気コンタクトの第１の部分が上記コンタクト部分に取り付けられ、該
    電気コネクタの第２の部分が上記シールドプレートに取付けられるようにした複
    数の電気コネクタと、 上記列に近接してこれに沿って延びる電気信号のルーティングチャネルであっ
    て、複数の信号トレースを含み、その各々の信号トレースが対応する信号導線に
    接続されるようにした電気信号のルーティングチャネルと、 を有するプリント回路ボードと、 からなることを特徴とする電気コネクタシステム。
  28. 【請求項２８】 各々の第１の信号経路の中間部分が第１の平面内に配置され、各々の第２の信
    号経路の中間部分が上記第１の平面から間隔をおいた第２の平面内に配置されて
    いることを特徴とする請求項２７に記載のコネクタシステム。
  29. 【請求項２９】 各々の第１の信号経路の中間部分と各々の第２の信号経路の中間部分とが一平
    面内に配置されていることを特徴とする請求項２７に記載のコネクタシステム。
  30. 【請求項３０】 上記信号トレースが上記列に沿って直線状に延びることを特徴とする請求項２
    ７に記載のコネクタシステム。
  31. 【請求項３１】 複数のコネクタモジュールをさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載の
    コネクタシステム。
  32. 【請求項３２】 複数のコネクタモジュールの各々が複数のコネクタモジュールの他のものにご
    く近接して配置されていることを特徴とする請求項３１に記載のコネクタシステ
    ム。
  33. 【請求項３３】 絶縁性ハウジングと、これに組込まれた複数の電気コネクタモジュール及びそ
    の間の導電性シールドプレートを有する電気コネクタ組立体であって、 複数の信号経路を有するコネクタモジュールを含み、各々の信号経路が１対の
    コンタクト部分及びその間の中間部分を含み、各々のコネクタモジュールがこれ
    に装着された導電性シールドプレートを有し、各々のコネクタモジュールが第１
    及び第２の信号経路を含み、上記第１の信号経路の中間部分が第１の平面内に配
    置され、上記第２の信号経路の中間部分が上記第１の垂直な平面から間隔をおい
    てこれと平行な第２の平面内に配置され、上記第１の信号コンタクトの中間部分
    が上記モジュールの第１の側に近接しそれと反対側の第２の側から間隔をおいて
    おり、上記第２の信号経路が上記第２の側に近接し上記第１の側から間隔をおい
    ており、 上記第１の信号経路のコンタクト部分が上記第２のコンタクト部分に対して垂
    直方向にずらされており、 それによってコネクタモジュール及びその間のそれぞれのシールドプレートを
    絶縁性ハウジングに組込んだ時に、上記第１の信号経路の各々の中間部分が上記
    第２の信号経路のうちの１つの対応する中間部分に対して、上記第１の信号経路
    または第２の信号経路の他のいずれかの中間部分に対してよりも近接した間隔に
    なり、上記第２の信号経路の各々の中間部分が上記第１の信号経路のうちの１つ
    の中間部分に対して、上記第１の信号経路または第２の信号経路の他のいずれか
    の中間部分に対してよりも近接した間隔になり、それによって上記信号コンタク
    トの対に対してでなく各々の対応する第１及び第２の信号経路の間での一次的連
    結がなされる ようにしたことを特徴とする電気コネクタ組立体。
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