JP2011523196A - 表面実装電気接続のシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

電気コネクタシステムが、キャリアアセンブリとヘッダーとを有する。キャリアアセンブリは、複数のシールドコネクタと、シールドコネクタの各々へと成端された同軸ケーブルとを有する。ヘッダーは、回路基板への取り付けのために構成された接地タブを各々が有する対向する接地プレートと、その対向するプレートの間にストリップ線路構成で配設された複数のピンとを備える。キャリアアセンブリの同軸ケーブルは、ヘッダー内のピンのストリップ線路構成を通じて、回路基板と電気的に通信する。
【選択図】図１

Description

回路基板上の集積回路をケーブル又は電子デバイスに接続することが当該技術分野において知られている。信号は、回路基板に／回路基板から進むときにコネクタの導体を通じて伝播する。信号線密度が比較的低い場合、電気相互接続は困難なく形成される。加えて、低速な信号速度及び／又は低速なデータ速度の用途にコネクタを設計する場合、信号品位の懸念ははるかに小さなものとなる。

しかしながら、機器製造業者及び消費者は、より高度な信号線密度及びより高速なデータ速度を絶えず望んでいる。

既存の高速相互接続ソリューションは通常、複雑であり、緻密に作り上げられた構成部品設計を用いるものであるが、それらの構成部品設計は、わずかな製造上のばらつきにも左右され、したがって製造が不経済でかつ困難となる。

発展するエンドユーザーの要求を満たすのに適した方式で、費用性能比を改善され、回路交換速度を高められ、制御された電気特性で信号線密度を向上され、信号品位を改善／制御された、回路基板、ケーブル、又は電子デバイスの間の電気コネクタ及び接続を提供することが望ましい。

一態様では、キャリアアセンブリとヘッダーとを有する電気コネクタシステムが提供される。キャリアアセンブリは、複数のシールドコネクタと、シールドコネクタの各々へと成端された同軸ケーブルとを有する。ヘッダーは、回路基板に取り付けられるように構成されたはんだ付け用タブを各々が有する対向する接地プレートと、その対向するプレートの間に配設された複数のピンとを有する。キャリアアセンブリがヘッダーに接続されると、キャリアアセンブリの同軸ケーブルは、ヘッダー内のストリップ線路構成を通じて回路基板と電気的に通信する。

添付の図面は、実施形態の更なる理解を得るために含められたものであり、本明細書の一部に組み込まれると共に本明細書の一部をなすものである。図面は、実施形態を例示するものであり、この説明と共に実施形態の原理を説明するためのものである。他の実施形態及び実施形態の意図される利点の多くが、以下の詳細な説明を参照して更に理解されると、容易に明らかとなろう。図面の要素は、必ずしも互いに一定の縮尺ではない。同様の参照符号は、対応する類似した部品を示している。
一実施形態によるヘッダーに取り付け可能なキャリアアセンブリを有する電気コネクタシステムの斜視図。 図１のキャリアアセンブリの正面斜視図。 図２に示すキャリアアセンブリの正面図。 図１に示すヘッダーの分解斜視図。 一実施形態による、図４に示すヘッダーの誘電支持体の斜視図。 一実施形態による、図４に示すヘッダーの上部プレートの斜視図。 一実施形態による、図４に示すヘッダーの下部プレートの斜視図。 組み立てられた、図４に示すヘッダーの斜視図。 図８に示すヘッダーの側面図。 図８に示すヘッダーの下面図。 図１０Ａに示すヘッダーの１本のシールドされた信号ピンの拡大図。 図１に示すヘッダーに取り付けられた、図１に示すキャリアアセンブリの横断面図。 一実施形態による、回路基板に結合されたインピーダンス制御されたストライプ線路ヘッダー及びヘッダーに結合されたキャリアアセンブリの斜視図。 別の実施形態による、プリント回路基板上の形体として製作されキャリアアセンブリを受容するように構成された下部プレートを有するヘッダーの横断面図。 図１３に示すプリント回路基板の上面図。 別の実施形態による、ヘッダーに取り付けられるように位置決めされたキャリアアセンブリを有する電気コネクタシステムの斜視図。 図１５に示すキャリアアセンブリのハウジングの正面斜視図。 図１５に示すキャリアアセンブリの正面図。 一実施形態による、コネクタのピンに被さって挿入されたシールドコネクタを有する、図１５に示すヘッダーの一部分の斜視図。 図１５に示すヘッダーと嵌合された、図１５に示すキャリアアセンブリの斜視図。

以下の詳細な説明において、添付の図面を参照するが、それらの図面は本願の一部をなすものであり、本発明が実施され得る特定の実施形態を実例として示すものである。この点に関して、「上部」、「下部」、「前部」、「後部」「リーディング」、「トレーリング」などのような方向に関する用語が、記載されている図の方向に関して使われる。各実施形態の構成要素は多数の様々な方向で配置され得るため、方向に関する用語は、説明の目的で用いられており、限定するものではない。他の実施形態が利用されてもよく、また、構造的又は論理的な変更が、本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるものではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。

特に明記しない限り、本明細書で説明する各種の例示的な実施形態の特徴が互いに組み合わされてもよいことが理解されよう。

本明細書において、「を備える（comprising a, comprising an）」という語句は、１つ以上を含む集合を意味する。

本明細書において、ストリップ線路は、空気によって、あるいは誘電体などの絶縁体によって、対向する接地プレートの間に隔置された導電要素を意味する。あるストリップ線路構成は、誘電体によって２枚の対向する接地プレートからある距離を置いて保持された１つ以上の導電要素（例えば、１本以上のピン）である。

各実施形態は、インピーダンス制御された同軸のケーブル対ストリップ線路の相互接続を提供するものであり、その相互接続は、キャリアアセンブリと嵌合するヘッダーを有する。キャリアアセンブリの同軸ケーブルの中心導体は、ストリップ線路ヘッダーの信号ピンと結合する。キャリアアセンブリの同軸ケーブルシールドは、ストリップ線路ヘッダーの接地プレートと結合する。一実施形態においては、双方の接地プレートが回路基板に装着される。別の実施形態においては、ヘッダーの一方の接地プレートはプリント回路基板の一部分として一体的に形成され、ケーブルシールドは、コネクタシールド本体の接地接点を介してそれに結合する。

ヘッダーの各実施形態により、電磁気干渉（ＥＭＩ）に対する遮蔽が得られる。キャリアの各実施形態により、キャリアアセンブリ内に配設されたシールド付きのインピーダンス制御されたコネクタを使用することで信号品位性能が改善される。

ヘッダーの一実施形態により、通常の直角型の表面実装ヘッダーの全体にわたって帯域幅を改善するように構成されたストリップ線路構成が得られる。ヘッダーの一実施形態により、プリント回路基板の接地パッドに施される高価な金メッキの使用が排除される。本明細書で説明するヘッダーは、通常のヘッダーよりも約５０パーセント超小型の全高を有するパッケージにて提供される。ヘッダー／キャリアアセンブリの他の実施形態により、インピーダンス制御を改善した上で通常の相互接続よりも約３０パーセント超、帯域幅が改善される。

一実施形態において、このヘッダーにより、直角型の高速ハードメトリックコネクタに嵌合する費用を伴うことなく、プリント回路基板への直角型の表面実装相互接続が得られる。ヘッダーの各実施形態は、一体に結合してシェルを形成する構造化プレートを提供し、そのシェルは、従来のヘッダーで用いられていた、高コストで精密に穿孔及びメッキされる貫通孔の支持インターフェースを排除するものである。メッキされる貫通孔を排除することにより、基板トレース配線領域が増加する。メッキされる貫通孔を削減又は排除することにより、穴に関連する静電容量が減少するが、この静電容量は通常、従来の相互接続においてインピーダンス制御の変動を引き起こしている。

図１は、一実施形態による電気コネクタシステム２０の部分分解斜視図である。電気コネクタシステム２０は、インピーダンス制御されたストリップ線路ヘッダー２４と嵌合するように構成されたキャリアアセンブリ２２を有している。キャリアアセンブリ２２は、ハウジング２８内に保持された複数のシールドコネクタ２６を有しており、シールドコネクタ２６の各々は同軸ケーブル３０へと成端している。具体的に言えば、各シールドコネクタ２６は、ケーブル３０の中心導体３１に接続された接点３２と、ケーブル３０のシールド３３に接続されたシールド本体３４とを有しており、シールド本体３４は絶縁体３５の周りに配設され、絶縁体３５は接点３２の周りに配設される。誘電体３７が、中心導体３１をシールド３３から分離している。

ケーブル３０は、コンタクト３２及びシールド本体３４へと成端するように構成された同軸ケーブルである。好適なシールドコネクタが、２００７年１月２５日出願の米国特許公開第２００７０１９７０９５号において例えば段落［００４１］〜［００４４］及び図６〜図９Ｆに記載されており、その記載内容は本願に組み込まれる。

シールド本体３４は、ラッチ３６と接地ビーム３８とを有している。シールド本体３４は全体として、ケーブル３０の成端部に環状の外殻を形成している。シールド本体３４は、円筒状の外殻、正方形の横断面形状を有する外殻、又は、長方形の横断面形状を有する外殻など、任意の好適な形状を有している。一実施形態において、ラッチ３６は、接地ビーム３８が形成されている表面から分離された表面に形成される。ラッチ３６は、シールド本体３４をハウジング２８内に固定するように構成されている。１つ以上の接地ビーム３８が、シールド本体３４の表面から突出している。一実施形態において、シールド本体３４は、対向する２つの接地ビーム３８を有し、例えば、図１において方向付けられているように、一方はシールド本体３４の上部表面から突出し、もう一方はシールド本体３４の下部表面から突出する。

ヘッダー２４は、第２のプレート４２と結合してシェル４４を画定する第１のプレート４０を有しており、シェル４４は、１組みの信号ピン（図４を参照）を、接点３２と嵌合させるための整列した構成に維持する。第１のプレート４０は、シールド本体３４の第１の側で接地ビーム３８と結合するように構成されており、プリント回路基板に取り付けられるように構成された複数のはんだ付け用タブ４６を有している。第２のプレート４２は、反対側のシールド本体３４の第２の側に設けられた接地ビーム３８と結合するように構成されており、プリント回路基板に取り付けられるように構成された複数のはんだ付け用タブ４８を有している。一実施形態において、はんだ付け用タブ４６は、はんだ付け用タブ４８と交互に並ぶ位置にあり、そのため、シェル４４の後方端は実質的に、互いに組み合うはんだ付け用タブ４６、４８で囲まれ、それらのはんだ付け用タブ４６、４８を有する。

図２はキャリアアセンブリ２２の斜視図であり、図３はキャリアアセンブリ２２の正面図である。一実施形態において、ハウジング２８が、単列のシールドコネクタ２６の周りに配設され、それらシールドコネクタ２６を支持する。一実施形態において、１６本のシールドコネクタ２６が単列で配設されるが、他の本数のシールドコネクタ２６がハウジング２８によって保持されることもまた適格となる。シールドコネクタ２６を正確に方向付ける、あるいは編成することが望ましい。一実施形態において、分離プレート６０が、ハウジング２８の対向する主要表面６２、６４の間に延びて、隣接するシールドコネクタ２６を分離する。一実施形態において、分離プレート６０はタブ６６を有し、タブ６６は、シールドコネクタ２６と係合してシールドコネクタ２６を実質的に一定の位置合わせされた姿勢に方向付けるように構成される。

一実施形態において、ハウジング２８は、プラスチックなどの電気絶縁材料から製作され、分離プレート６６は、金属などの薄い硬質材料から製作される。ハウジング２８は、機械加工及び／又はミリング加工されたハウジングと比べて費用性能比が改善されるように、例えば成型によって製作される。分離プレート６６も、費用性能比が改善されるように製作され、ハウジング２８と互換性がある。分離プレート６６は、薄くかつ小型であると同時に、非常に硬質であり、ハウジング２８内でシールドコネクタ２６を正確に方向付けるものである。

図４は、ヘッダー２４の分解斜視図である。一実施形態において、ヘッダー２４は複数の信号ピン７０を有し、それらの信号ピン７０は、第１のプレート４０と第２のプレート４２との間で誘電支持体７２によって保持される。一実施形態において、ピン７０は信号ピンを含み、各ピンは接触部分８０と成端部分８６とを有し、成端部分８６は、接触部分８０から延びる尾部８２と尾部８２から延びるはんだ付け用尾部８４とを有する。接触部分８０は、接点３２（図１）との電気接触をなすように構成されている。一実施形態において、信号ピン７０は、直角型の信号ピンを形成し、はんだ付け用尾部８４は、プリント回路基板に取り付けられると、尾部８２がプリント回路基板に対して実質的に垂直となり、接触部分８０がプリント回路基板に対して実質的に平行となるように構成されている。誘電支持体７２は、正確に位置合わせされたシールドコネクタ２６（図１）と結合するために、正確に位置合わせされた構成で信号ピン７０を保持するように構成されている。誘電支持体７２は、組み立てられると、隣接するピン７０同士の間の誘電距離が、ピン７０のうちの１本と、対向する第１および第２のプレート４０、４２との間に延びる誘電厚さの約２倍となることによって、ストリップ線路ヘッダー２４の各ピン７０に対するクロストークが最小化されるように構成されている。

図５は、誘電支持体７２の斜視図である。一実施形態において、誘電支持体７２は、アーム９２同士の間に延びるブリッジ９０を有している。ブリッジ９０は複数のスロット９４を画定しており、各スロット９４は、１本のピンを位置合わせし保持するように構成されている（図４）。一実施形態において、ブリッジ９０は、上部表面９８上の位置合わせ用ポスト９６と、その反対側の下部表面上の位置合わせ用ポスト（図示せず）とを有している。位置合わせ用ポスト９６は、第１のプレート４０（図４）と結合して誘電支持体７２をシェル４４に対して定位置に固定するように構成されている。このようにして、誘電支持体７０は、シェル４４に対する移動を最小限としており、また誘電体７２によって保持されるピン７０も同様に、第１のプレート４０及び第２のプレート４２に対する移動を最小限としている。

図６は、第１のプレート４０の斜視図である。第１のプレート４０は、基部１００と、基部１００から延び前方端１０４にて成端する前方端部分１０２と、基部１００から延び後方端１０８にて成端する後方端部分１０６とを有している。はんだ付け用タブ４６が後方端部分１０６から後方端１０８へと延びている。一実施形態において、基部１００は、位置合わせ用ポスト９６（図５）を受容するように構成された位置合わせ用窓１１０を有する。位置合わせ用ポスト９６と位置合わせ用窓１１０は、協働して誘電支持体７２を定位置に固定又は保持する。

一実施形態において、前方端部分１０２は複数のスロット１２０を有し、それらのスロット１２０は、組み合わさって、基部１００から延びる複数のフィンガー１２２を画定する。一実施形態において、スロット１２０は、前方端１０４から基部１００へ延びており、各フィンガー１２２の前方端１０４の一部分１２４は先細となっている。換言すれば、先細部分１２４が各フィンガー１２２の前方端１０４から幾分かスロット１２０の中へ延びている。

第１のプレート４０は、第２のプレート４２とスナップ嵌めされて、誘電支持体７２及び誘電支持体７２によって保持されたピン７０を囲んでストリップ線路構成のヘッダー２４を形成するように構成されている。一実施形態において、第１のプレート１４０の対向する各側部１３０は開口部１３２を有しており、開口部１３２は、第１のプレート４０を第２のプレート４２とスナップ嵌めできるように構成されている。

図７は、第２のプレート４２の斜視図である。第２のプレート４２は、基部１５０と、基部１５０から延び前方端１５４にて成端する前方端部分１５２と、後方端１５８にて成端する後方端部分１５６とを有している。一実施形態において、第２のプレート４２の基部１５０は、位置合わせ用ポスト９６（図５）を受容するように構成された位置合わせ用窓１６０を画定する。位置合わせ用窓１６０と位置合わせ用ポスト９６は、シェル４４の内部にて実質的に一定の方向に誘電支持体７２を協働して保持するように構成されている。

一実施形態において、前方端部分１５２は、複数のスロット１７０及び複数のフィンガー１７２を画定し、各フィンガー１７２は隣接するスロット１７０の間に設けられる。一実施形態において、先細部１７４が各フィンガー１７２ごとに設けられており、先細部１７４は前方端１５４から幾分かスロット１７０の中へ延びている。

第２のプレート４２の対向する側部が、側部１８０から外向きに延びる突出部１８２を画定している。突出部１８２は、開口部１３２（図６）と係合するように構成されており、そのため、第１のプレート４０が第２のプレート４２とスナップ嵌めされ、突出部１８２が開口部１３２によって受容されるようになっている。

後方端部分１５６は基部１５０に対して実質的に直角であり、はんだ付け用タブ４８は後方端部分１５６に対して実質的に直角である。このようにして、後方端部分１５６は、基部１５０に対しておおよそ直角に下降しており、はんだ付け用タブ４８は、後方端部分１５６に対しておおよそ直角に延びている。

図８はヘッダー２４の斜視図であり、図９はヘッダー２４の側面図である。ピン７０がフィンガー１２２、１７２に対して位置合わせされるように、第１のプレート４０が、第２のプレート４２に結合されて誘電支持体７２を支持している。具体的に言えば、位置合わせ用ポスト９６が位置合わせ用窓１１０内に固定されており、ピン７０の接触部分８０が、第１のプレート４０のフィンガー１２２と第２のプレート４２のフィンガー１７２との間に、かつそれらと平行に位置合わせされている。更に図４を参照すると、ピン７０は、ピン７０の接触部分８０がシェル４４の後方端から突出するように、誘電支持体７２内に保持される。このようにして、ヘッダー２４は直角型の表面実装ヘッダーを形成し、ピン７０は接地プレート４０、４２の間にストリップ線路構成にて設けられる。特に、ピン７０の接触部分８０とフィンガー１２２、１７２により、ヘッダー２４はストリップ線路構成を形成している。

ピン７０の尾部分８２は実質的に、接触部分８０に対して直角であり、フィンガー１２２、１７２に対しても直角である。各ピン７０の尾部分８２は、２つの側部にて第２のプレート４２の後方端部分１５６によってシールドされており、また１つの側部にて第１のプレート４０の後方端部分１０６によってシールドされている。このようにして、ピン７０の尾部分８２は、少なくとも３つの側部にて、第２のプレート４２の横方向に下降する後方端部分１５６、及び第１のプレート４０の平行でありかつずれた後方端部分１０６によってシールドされている。

はんだ付け用尾部８４に対するタブ４６、４８の方向は反対にされ得る（この図ではタブ４６がタブ４８の後方にある）ことが理解されよう。つまり、タブ４６、４８は、図９において右に方向付けられることができ、はんだ付け用尾部８４は左に方向付けられることができる。一実施形態において、タブ４６、４８とはんだ付け用尾部８４との相対的方向が、図９に示す順序と反対にされ、ヘッダー２４は実質的に同様の電気的性能を備えるが、はんだ付け用尾部８４のはんだ接続を視覚的に確認する容易性が改善される。

フィンガー１２２、１７２は、シールドコネクタ２６（図１）のシールド本体３４を位置合わせするように構成されている。ピン７０は、キャリアアセンブリ２２（図１）がヘッダー２４に接続されるときにインピーダンスの不連続生を場合によっては生じ得る、介在する壁又は他の支持体を用いることなく、プレート４０、４２の間に配置されている。このようにして、ヘッダー２４は、高速信号向けの相互接続を形成し、インピーダンス制御されたストリップ線路構成を形成するように構成されている。

図１及び図６〜７を更に参照すると、キャリアアセンブリ２２がヘッダー２４に導入されるとき、フィンガー１２２の間の個々のスロット１２０が、分離プレート６０のうちの対応する１つと係合して、キャリアアセンブリ２２に対してヘッダー２４をまず横方向に位置合わせする。キャリアアセンブリ２２がヘッダー２４の中に更に係合することにより、フィンガー１２２、１７２がシールド本体３４と係合し、フィンガー１２２、１７２がシールド本体３４を持ち上げて、各シールドコネクタ２６の内部の接点３２をピン７０の接触部分８０と正確に位置合わせする。接続されるとき、キャリアアセンブリ２２は、ヘッダー２４に被さって挿入され、それにより、各ピン７０が、キャリアアセンブリ２２の内部の位置合わせされた各接点３２と係合する。接地ビーム３８はフィンガー１２２、１７２と接触して、ピン７０を通じて伝播する信号の周りの接地マトリクス（ground matrix）を形成する。

一実施形態において、フィンガー１２２、１７２の先細部分１２４、１７４はそれぞれ、ヘッダー２４の内部の各信号ピン７０に対するシールド本体３４の横方向の位置合わせを実現し、かつ／又は確実にするように構成されている。加えて、フィンガー１２２、１７２の先細部分１２４、１７４は、キャリアアセンブリ２２の分離プレート６０と位置合わせされるように構成された引込み部（lead-in）を形成して、ヘッダー２４がキャリアアセンブリ２２と係合するときにヘッダー２４を垂直方向に（すなわち非横方向に）位置合わせするようになっている。

図１０Ａはヘッダー２４の底面図である。各ピン７０（図４）のはんだ付け用尾部８４は、プリント回路基板への取り付けに利用可能である。図６及び７を更に参照すると、はんだ付け用タブ４６の後方端１０６がピン７０の尾部８２をシールドし、またはんだ付け用タブ４８の水平部分の付近でピン７０の水平側部をシールドしている。

図１０Ｂは、３つの側面を電磁気干渉からシールドされたピン７０の拡大図である。第１のプレート４０に形成されたはんだ付け用タブ４６の後方端部分１０６が、距離Ａだけピン７０の尾部８２からずれている。一実施形態において、距離Ａは、ヘッダー２４のストリップ線路構成のために、制御されたインピーダンスを信号ピン７０にもたらすように構成されている。隣接するはんだ付け用タブ４８の後方端部分１５６が、ピン７０の水平側部を電磁気干渉からシールドしている。一実施形態において、各はんだ付け用タブ４６、４８の後方端部分１０６、１５６は、ピン７０の信号同士の間のクロストークを相当に低減する方式で、ピン７０の周囲の約７５パーセントを囲むように結合する。換言すれば、各ピン７０は実質的に同軸の構造を有し、その構造は、一部を各はんだ付け用タブ４６、４８の後方端部分１０６、１５６によって形成された接地用導体で周囲の約７５％を囲まれている。

図１１は、ヘッダー２４に取り付けられたキャリアアセンブリ２２を示すシステム２０の横断面図である。対向する接地プレート４０、４２の前方部分は、それぞれ複数のフィンガー１２２、１７２を画定しており、各フィンガー１２２、１７２は、キャリアアセンブリ２２のハウジング２８とシールド本体３４のうちの１つとの間に捕捉されるように構成されている。一実施形態において、接地ビーム３８は、シールド本体３４から離れて湾曲すると共にヘッダー２４のフィンガーを支持し、それによって、フィンガー１２２、１７２をシールド本体３４から外向きに又はシールド本体３４から離して、かつハウジング２８に対抗して押しつける。ハウジング２８の壁は、フィンガー１２２、１７２が屈曲するのを防止し、したがって、接地ビーム３８が接地プレート４０、４２と確実に接触するようにしている。

図１２は、プリント回路基板２００に結合された電気コネクタシステム２０の斜視図である。ヘッダー２４は、少なくともはんだ付け用タブ４６、４８にてプリント回路基板２００にはんだ付けされている。一実施形態において、ヘッダー２４は、はんだ付け用タブ４６、４８にて、またはんだ付け用翼部２１０にてプリント回路基板２００にはんだ付けされる。はんだ付け用翼部２１０は、相互接続を形成するときにアセンブリ２２を湾曲させる又はアセンブリ２２／ヘッダー２４に損傷を与える危険性を最小化／低減する方式で、ヘッダー２４を基板２００に固定する更なる固着機構を提供している。一実施形態において、ケーブル３０は同軸ケーブルであり、コネクタ２６は、キャリアアセンブリ２２内に固定され、ヘッダー２４内の信号ピンのストリップ線路構成に結合される。このようにして、電気コネクタシステム２０により、ヘッダー２４内のストリップ線路構成を通じて同軸ケーブル３０をプリント回路基板２００に電気接続することが可能となっている。

図８を更に参照すると、キャリアアセンブリ２２がヘッダー２４に嵌合されるとき、キャリアアセンブリ２２の分離プレート６０が、対向するプレート４０、４２のスロット１２０の中に挿入されて、シールドコネクタ２６内の接点３２がヘッダー２４内のピン７０と横方向に位置合わせされる。更に挿入された後、対向するプレート４０、４２のフィンガー１２２がシールドコネクタ２６を捕捉して、シールドコネクタ２６内の接点３２をヘッダー２４内のピン７０と縦方向に位置合わせする。各フィンガー１２２の各先細部分１２４は、分離プレート６０に対してフィンガー１２２を位置決めする（又はフィンガー１２２の配置を調節する）のを支援するように構成されている。

通常の相互接続アセンブリは、支持構造内に形成された位置合わせ用の壁又はソケットを用いて、ケーブルが回路基板へ相互接続されるようにしている。対照的に、コネクタ２６は、プリント回路基板２００に取り付けられたヘッダー２４と直接連通している。ヘッダー２４は、介在する壁又は他のそのようなインピーダンスの不連続性を伴うことなく、挿入の間にコネクタ２６を位置合わせする。この直接的な形の相互接続により、インピーダンスを制御した方式で高速な信号伝送に向いた電気コネクタシステム２０が構成される。

図１３は、プリント回路基板２２５に接続されたキャリアアセンブリ２２２を有する電気コネクタシステム２００の横断面図であり、図１４は、プリント回路基板２２５の加工形体の上面図である。キャリアアセンブリ２２２は、ヘッダー２２４に結合された１列のシールドコネクタ２２６を有している。各シールドコネクタ２２６は、ヘッダー２２４によって設けられた接地プレート２５２と、プリント回路基板２２５の加工形体として設けられた接地プレート２５４（又は接地パッド２５４）との間で接地されている。このようにして、ヘッダー２２４は、プリント回路基板２２５と組み合わさって、プリント回路基板２２５と電気的に通信するケーブル／コネクタに、ストリップ線路構成をもたらしている。ヘッダー２２４の信号ピン２３０は、プリント回路基板２２５と通信しており、キャリアアセンブリ２２２のコネクタ２２６を受容するように構成されている。

一実施形態において、キャリアアセンブリ２２２は、ハウジング２２８内にて単列のシールドコネクタ２２６を支持するが、他の構成もまた許容される。ハウジング２２８は、説明を簡単にするため、横断面では示されていない。シールドコネクタ２２６は、図１にて上述したシールドコネクタ２６と実質的に類似しており、ケーブル３０は、上述したケーブル３０と類似した同軸ケーブルである。

一実施形態において、シールドコネクタ２２６はシールド本体２４０を有し、シールド本体２４０は、ヘッダー２２４の接地プレート２５２と接触する第１の接地ワイパー２４２と、プリント回路基板２２５の接地プレート２５４と接触する第２の接地ワイパー２４４とを有する。接地ワイパー２４２、２４４は、弾性があり軟質な接地ビームである。一実施形態において、接地ワイパー２４４は、接地ワイパー２４２とは異なるものであり、以下で説明するように、シールド本体２４０から離れる、より広範な弾力屈曲性を有するように構成される。

ヘッダー２２４は、１列のピン２３０を支持する電気絶縁体２５０を有しており、ピン２３０は、ストリップ線路構成をヘッダー２２４に与えるように、接地プレート２５２及び接地パッド２５４から分離されている。下部プレート２５４は、プリント回路基板２２５と一体となるように製作されるか、あるいはプリント回路基板２２５の上部表面として設けられる。プレート２５２は、はんだ２５６のフィレットによってプリント回路基板２２５にはんだ付けされており、それにより、場合によってはプレート２５２及びピン２３０が基板２２５から持ち上がる。接地ワイパー２４４がシールド本体２４０から完全に離れて延び、かつプリント回路基板２２５上のプレート２５４と接触するのを確実にするために、接地ワイパー２４４は、十分に広範囲に及ぶ弾力的な屈曲性を有するように構成されている。

プレート２５２は、ピン２３０の形状に従うように構成されている。プレート２５２は、前方部分２６０と、前方部分２６０から延びる後方部分２６２と、後方部分２６２から延びる後方端２６４と、はんだ付け用タブ２６６とを有している。ピン２３０は、絶縁体２５０内にあるピン２３０の後方端２７０が、コネクタ２２６と結合するピン２３０の前方端と比べて、プレート２５４により近い位置にあるように付形されている。この構成を用いると、望ましくかつ電気的に好適な誘電間隔が、ピン２３０とプリント回路基板２２５との間に、そしてピン２３０とプレート２５２との間に得られる。一実施形態において、絶縁体２５０は、ピン２３０に関するこの上述の望ましい間隔を維持するように構造を与えられ、それにより、ほぼ対称的なあるいは釣り合いのとれた静電結合がもたらされ、ヘッダー２２４はストリップ線路構成を有することになる。具体的に言えば、このストリップ線路構成は、ヘッダー２２４の接地プレート２５２と接触する第１の接地ワイパー２４２、及びプリント回路基板２２５の接地プレート２５４と接触する第２の接地ワイパー２４４によって定められる。

プリント回路基板２２５は、離間された一連の接地区間２８０と、それと交互に並ぶ一連の信号パッド２８２とを画定する接地パッド２５４を有している。各信号パッド２８２は、隣接する一対の接地区間２８０の間に配設されている。信号パッド２８２同士の間隔、及び接地区間２８０同士の間隔はそれぞれ、プリント回路基板２２５に取り付けられるとヘッダー２２４のインピーダンスが制御されるように選択されている。

ヘッダー２２４がプリント回路基板２２５に取り付けられるとき、プレート２５２の各後方端２６４が、接地区間２８０のうちの対応する１つにはんだ付けされるかないしは他の方法で接続され、各ピン２３０の各後方端２７０が、信号パッド２８２のうちの対応する１つにはんだ付けされるかないしは他の方法で接続される。第１の接地ワイパー２４２は、ヘッダー２２４のプレート２５２と接触し、第２の接地ワイパー２４４は、シールド本体２４０から延び、プリント回路基板２２５の接地プレート２５４と接触する。後方端２６４は、信号ピン２３０を干渉からシールドするように噛み合う、一連の離間した区間２６４を形成している。図９〜１０にて上述したものと同様の方式で、はんだ付け用タブ２６６は、ピン２３０の後方端２７０に沿って延び、プリント回路基板２２５に接続されて信号ピン２３０の水平側部をシールドし、システム２２０内における信号のクロストークを最小化する。

図１５は、別の実施形態による電気コネクタシステム３００の斜視図である。システム３００は、インピーダンス制御されたストリップ線路ヘッダー３０４と嵌合するように構成されたキャリアアセンブリ３０２を有している。キャリアアセンブリ３０２はハウジング３０６を有しており、ハウジング３０６は、ヘッダー３０４との電気接続のために、１列のシールドコネクタ３０８を位置合わせする。

ヘッダー３０４はシェル３１０を有し、シェル３１０は第２の接地プレート３１４から離間された第１の接地プレート３１２を有している。ヘッダー３０４は、第１の接地プレート３１２及び第２の接地プレート３１４がそれぞれ、シェル３１０の前方端３１６に沿って成端して、交互に並ぶかあるいは噛み合うはんだ付け用タブ３２６、３２８を画定しているという点で、ヘッダー２４（図１）と類似している。一実施形態において、第１及び第２のプレート３１２、３１４の前方部分３１５は、実質的に、表面実装可能なヘッダー３０４の第１の側部と第２の側部との間で延びる連続的なプレートを形成している。

誘電又は絶縁インサート（図示せず）がシェル３１０内に保持され、１列のピン（図示せず）が接地プレート３１２、３１４の間に配設される。その誘電又は絶縁インサートは、隣接するピン３７０同士の間の誘電距離が、ピン３７０のうちの１本と、対向する第１及び第２のプレート３１２、３１４の一方との間に延びる誘電厚さの約２倍となることによって、ストリップ線路ヘッダー３０４の各ピン３７０（図１８に最良に示される）に対するクロストークが最小化されるように構成される。ヘッダー３０４内のピン３７０は、キャリアアセンブリ３０２がヘッダー３０４の中に挿入されると、コネクター３０８と電気的に接続される。

図１６は、ハウジング３０６の斜視図である。ハウジング３０６は分離プレートなしに設けられるが、その代わりに、型押しされるかないしは他の方法で製作される金属プレートと比較して安価に成型される壁３３６を用いる。壁３３６は、分離プレートを有するハウジングと比べて比較的低コストで、適度に正確な方式で、ハウジング３０６の内部にてコネクタ３０８を位置合わせするように構成されている。ハウジング３０６は、第２の壁３３２の反対側の第１の壁３３０と、対向する端壁３３４（一方を図示する）とを有している。一実施形態において、離間した複数の直立壁３３６が、壁３３０、３３２の間に一体に形成されて、ハウジング３０６を別個のハウジングポート３５０に分離する。離間した各直立壁３３６は支持面３３８を有しており、支持面３３８は、シールドコネクタ３０８のラッチ３５６（図１８）と係合してポート３５０内にシールドコネクタ３０８を保持するように構成されている。各ハウジングポート３５０は、シールドコネクタ３０８（図１５）を受容し、かつヘッダー３０４（図１５）と嵌合するのに適した、望ましい正確な位置合わせ状態にシールドコネクタ３０８を維持するように寸法を定められている。

図１７は、キャリアアセンブリ３０２の正面図である。１つのシールドコネクタ３０８が、各ハウジングポート３５０内に挿入され保持されている。一実施形態において、各シールドコネクタ３０８は、第１の接地ビーム３５２と、第２の接地ビーム３５４と、ラッチ３５６とを有する。組み立てられると、第１の接地ビーム３５２は第１の壁３３０に隣接し、第２の接地ビーム３５４は第２の壁３３２に隣接し、ラッチ３５６は、直立壁３３６の支持面３３８（図１６）と係合してポート３５０内にコネクタ３０８を固定する。対向する側壁３３０、３３２は、直立壁３３６と組み合わさってハウジングポート３５０を形成しており、ハウジングポート３５０は、ヘッダー３０４（図１５）内の信号ピンと嵌合させるために、正確な望ましい位置合わせ状態にシールドコネクタ３０８を維持する。

図１８はヘッダー３０４の斜視図であり、ヘッダー３０４の信号ピン３７０に結合されたシールドコネクタ３０８をより良好に示すために、第１のプレート３１２が取り外されている。キャリアアセンブリ３０２（図１７）がヘッダー３０４に嵌合されると、シールドコネクタ３０８が信号ピン３７０と係合する。下部接地ビーム３５４（図１７）は第２の接地プレート３１４と接触し、上部接地ビーム３５２は、第１の接地プレート３１２（図１５）に対して接触又は接地するように配置されている。ラッチ３５６は通常、キャリアアセンブリ３０２内にシールドコネクタ３０８を固定するように、ハウジング３０６（図１７）内で係合される。シールドコネクタ３０８は、シールドコネクタ２６（図１）と類似しており、シールド本体３８４内の接点（図示せず）へと成端された同軸ケーブル３８０を有している。一実施形態において、接地ビーム３５２、３５４は、シールド本体３８４の対向する外表面から突出し、ラッチ３５６は、シールド本体３８４のその対向する外表面のいずれとも異なる表面から突出する。

図１９は、ヘッダー３０４と嵌合されたキャリアアセンブリ３０２を有するシステム３００の斜視図である。キャリアアセンブリ３０２のハウジング３０６は、第１及び第２の接地プレート３１２、３１４（図１５）がハウジング３０６によって捕捉される（例えばハウジング３０６の中にスライドする）ように、ヘッダー３０４と係合する。図１７を更に参照すると、第１の接地プレート３１２は上部接地ビーム３５２と接触しており、第２の接地プレート３１４は下部接地ビーム３５４と接触している。キャリアアセンブリ３０２の同軸ケーブル３８０が、ヘッダー３０４によって形成されるストリップ線路構成を通じて電気的に通信するように、シールドコネクタ３０８は、ハウジング３０６内にしっかりと保持され、信号ピン３７０（図１８）と嵌合するように位置合わせされている。

特定の実施形態について本明細書において図示し説明してきたが、種々様々な別の及び／又は等価な実現形態が、本発明の範囲から逸脱することなく、図示し説明した特定の実施形態の代わりとなり得ることが、当業者には理解されよう。本願は、本明細書で議論した電気コネクタ及びシステム並びに電気接続の方法のいかなる適応形態又は変形形態をも網羅するものとする。したがって、本発明は特許請求の範囲及びその等価物によってのみ限定されるものとする。

Claims (20)

1. 複数のシールドコネクタ及び前記シールドコネクタの各々へと成端された同軸ケーブルを備えるキャリアアセンブリと、
   回路基板への取り付けのために構成されたはんだ付け用タブを各々が有する対向する接地プレート及び前記対向するプレートの間に配設された複数のピンを備えるヘッダーと、
   を備え、
   前記キャリアアセンブリが前記ヘッダーに接続されると、前記キャリアアセンブリの前記同軸ケーブルは、前記ヘッダー内のストリップ線路構成を通じて前記回路基板と電気的に通信する、
   電気コネクタシステム。
2. 前記対向する接地プレートが、上部接地プレートと下部接地プレートとを備え、各ピンが、前記接地プレートのはんだ付け用タブのうちの２つの間に配設された成端部分と、前記成端部分から延び、前記シールドコネクタのうちの１つの接点と結合するように構成された接触部分と、を備える、請求項１に記載の電気コネクタシステム。
3. 前記複数のシールドコネクタが、単列のシールドコネクタを備え、前記単列のシールドコネクタは、前記単列のシールドコネクタによって画定される平面内に配設され、各シールドコネクタは、接地ビームを有するシールド本体を備え、前記接地ビームは、前記シールド本体の外表面から、前記単列のシールドコネクタによって画定された前記平面の外へと突出する、請求項１に記載の電気コネクタシステム。
4. 前記ヘッダーの前記対向する接地プレートの少なくとも１つが、前記シールド本体のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの接地ビームと接触し、前記対向するプレートの間に前記シールド本体を位置合わせするように構成されている、請求項３に記載の電気コネクタシステム。
5. 前記キャリアアセンブリが、分離プレートを有するハウジングを備え、前記分離プレートは、複数のポートを画定するように離間されており、各ポートは前記シールドコネクタのうちの１つを受容するように構成されている、請求項３に記載の電気コネクタシステム。
6. 前記対向する接地プレートの前方部分が、複数のスロット及び隣接するスロットの間のフィンガーを画定し、各スロットは１つの分離プレートを受容するように構成されており、各フィンガーは、前記キャリアアセンブリハウジングと前記シールド本体のうちの１つとの間に捕捉されるように構成されている、請求項５に記載の電気コネクタシステム。
7. 前記キャリアアセンブリの前記分離プレートが、前記ヘッダーの前記対向する接地プレートの前記スロットの中に挿入されて、前記シールドコネクタ内の前記接点を前記ヘッダー内の前記ピンと横方向に位置合わせし、前記対向するプレートの前記フィンガーは、前記シールドコネクタを捕捉して、前記シールドコネクタ内の前記接点を前記ヘッダー内の前記ピンと縦方向に位置合わせする、請求項６に記載の電気コネクタシステム。
8. 前記フィンガーの各々が、前記シールドコネクタの各々の前記シールド本体を捕捉するように構成された先細の前方端を備え、前記キャリアアセンブリの前記分離プレートのうちの１つを受容するように構成された引込み部を形成する、請求項７に記載の電気コネクタシステム。
9. 前記対向する接地プレートが、上部接地プレートと下部接地プレートとを備え、前記上部接地プレートは第１のはんだ付け用タブを備え、前記下部接地プレートは、前記第１のはんだ付け用タブと噛み合って前記ヘッダーの後方端に沿って実質的に連続する接地シールドを画定する、第２のはんだ付け用タブを備える、請求項８に記載の電気コネクタシステム。
10. 前記ヘッダーが単列のピンを支持する電気絶縁体を備え、前記ピンの各々に対するクロストークは、隣接するピン同士の誘電距離が前記ピンのうちの１本と前記対向する第１及び第２のプレートの一方との間の誘電厚さが約２倍になることによって、最小化される、請求項１に記載の電気コネクタシステム。
11. キャリアアセンブリを回路基板に電気的に結合するように構成されたコネクタであって、
    １列のピンを支持する電気絶縁体であって、各ピンは、前記キャリアアセンブリの同軸ケーブルとの接続のために構成された接触部分及び前記接触部分から延び、前記回路基板に結合するように構成された成端部分を備える、電気絶縁体と、
    前記電気絶縁体の第１の側に配設された第１のプレートと、前記電気絶縁体の第２の側に配設された第２のプレートと、を備え、前記第１及び第２のプレートの各々は、前記ピンの前記接触部分に平行な、組み合わせて前記キャリアアセンブリの前記同軸ケーブルと前記回路基板との間に信号を通すように構成されるストリップ線路コネクタを形成する、前方部分を備える、
    コネクタ。
12. 第２のプレートが、前記回路基板の加工形体を備える、請求項１１に記載のコネクタ。
13. 前記第１及び第２のプレートの少なくとも一方の前記前方部分が、実質的に前記コネクタの第１及び第２の側部の間に延びる連続的なプレートを備える、請求項１１に記載のコネクタ。
14. 前記第１及び第２のプレートの各々が、前記前方端の反対側の後方端部分を備え、前記第１のプレートの前記後方端部分は、離間された複数の第１のはんだ付け用タブを備え、前記第２のプレートの前記後方端部分は、離間された複数の第２のはんだ付け用タブを備える、請求項１１に記載のコネクタ。
15. 前記第１及び第２のプレートの各々の前記後方端部分が、前記ピンの前記成端部分に対して平行であり、少なくとも２つの側部で前記ピンの前記成端部分を接地シールドするように構成されている、請求項１４に記載のコネクタ。
16. 各ピンの前記成端部分が、前記第１のはんだ付け用タブのうちの１つからずれており、各ピンの前記成端部分の水平側部は、隣接する第２のはんだ付け用タブの間に配設されている、請求項１４に記載のコネクタ。
17. 前記第１のはんだ付け用タブの各々は、前記第１のプレートに対して直角をなして配設された区間を備え、前記第２のはんだ付け用タブの各々は、前記第２のプレートに対して直角をなして配設された区間を備え、前記第１のはんだ付け用タブが、前記第１及び第２のはんだ付け用タブの前記区間によって各々のピンの前記成端部分が少なくとも３つの側部にて電気的にシールドされている、請求項１４に記載のコネクタ。
18. 各ピンの前記成端部分が、前記第１及び第２のはんだ付け用タブの前記区間によって画定された接地部から一定の距離に維持されるように、前記第１及び第２のプレートの各々は、前記電気絶縁体に対して固定される、請求項１７に記載のコネクタ。
19. 前記ストリップ線路コネクタは、インピーダンス制御されたストリップ線路構成を備える、請求項１１に記載のコネクタ。
20. 回路基板と電気的に結合するように構成されたキャリアアセンブリであって、
    複数のハウジングポートを画定するように第２の壁からずれた第１の壁を備えるハウジングと、
    単列のシールドコネクタであって、前記シールドコネクタの各々が前記ハウジングポートのうちの１つに配設され、接点へと成端された同軸ケーブルと、前記接点の周りに配設されたシールド本体と、を有するシールドコネクタと、
    を備え、
    各シールド本体は接地ワイパーを備え、前記接地ワイパーは、前記シールド本体の外側から前記ハウジングの前記第１及び第２の壁の一方に向かって延び、インピーダンス制御されたヘッダーに結合されるように構成されており、
    所望により、前記ハウジングの前記第１の壁は、前記第１の壁の内側表面上に一体的に形成された、離間された複数の第１のフェンスを備え、前記ハウジングの前記第２の壁は、前記第２の壁の内側表面上に一体的に形成された、離間された複数の第２のフェンスを備え、各ハウジングポートは、対向する第１及び第２のフェンスの間に形成される、
    キャリアアセンブリ。

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