JP2011018655A - 差分信号電気コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】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。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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５４９６１８３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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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８の信号経路の側面図である。 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。 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。 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。

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。

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１８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。

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。

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−５２ｈ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。

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１００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。

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。

本発明において、信号経路１０２ａ−１０２ｈのコンタクト部分１１２は、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。

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。

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１０４ａ−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−１０４ｄ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、１２４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。

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。

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１０２ｃ、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。

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２２４、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。

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、２２８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。

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。

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。

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。

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。

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３００ａ−３００ｈより接地面に近接している。

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３３８、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−３０４ｄは典型的には水平方向に重なる面３３８、３３９を有する。（対１０４ａ−１０４ｄ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。）

しかしながら、図６に示された経路３００ａ−３００ｈとは異なり、各対３０４ａ−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３０４ａ−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３０４ａ−３０４ｄに連結されてノイズを減少させる。

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。

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。

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。

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。

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１０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５１２Ａ、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。

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。

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１０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。

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６０４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１１Ｂ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、差分対の２つの導電要素の間の共通モードの接続が改善される。

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。これらの数は例示的なものにすぎず、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。

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。

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。

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

Claims (1)

1. 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、該電気コネクタシステムは、
   絶縁性ハウジングと、
   前記絶縁性ハウジングに組込まれ、複数の信号経路を有する複数のコネクタモジュール（１８）と、
   該コネクタモジュール（１８）に連結された、導電性シールドプレート（２３、２２０）を有するバックプレインコネクタ（１３、１３’）と、を備え、
   前記コネクタモジュール（１８）は、
   各々の対が第１の信号経路（１０２ａ、１０２ｃ、１０２ｅ、１０２ｇ、２０２ａ、２０２ｃ、２０２ｅ）及び第２の信号経路（１０２ｂ、１０２ｄ、１０２ｆ、１０２ｈ、２０２ｂ、２０２ｄ、２０２ｆ）を有する複数の対の信号導線（１０４ａ−１０４ｄ、２０４ａ−２０４ｃ、３０４ａ−３０４ｄ）であって、各々の信号経路が１対のコンタクト部分（１１２、１１４、２１２、２１４、３３２、３３４）及びその間の中間部分（１１６、３３６、３３７）を含み、上記第１の信号経路の中間部分（３３６）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（３３７）が上記第１の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の信号経路の中間部分（３３６）が上記モジュール（１８）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の信号経路の中間部分（３３７）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いる、複数の対の信号導線を含み、
   上記第１の信号経路のコンタクト部分（３３２）が上記第２の信号経路のコンタクト部分（３３２）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（１８）及びその間のそれぞれのシールドプレート（２３、２２０）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（３３６）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（３３７）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（３３７）が上記第１の信号経路のうちの１つの対応する中間部分（３３６）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、それによって隣接した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システム。

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