JP2024505916A - シールド端子を有するバックプレーンコネクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バックプレーンコネクタシステムは、有害な電磁信号から高速差動データ信号を保護するための電磁シールド端子エンクロージャを含む。そのような端子エンクロージャは、複数の電気接地経路を形成するために互いに摺動可能に接触する突出部を含む接続されたU字形シールドを含む。複数の経路は、そのような有害な信号を高速差動データ信号から離れる方向に向ける。【選択図】図1
Description
(関連出願の相互参照)
本出願は、2021年1月29日に出願された米国特許仮出願第63/143,658号の優先権を主張するものであり、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。
本出願は、2021年1月29日に出願された米国特許仮出願第63/143,658号の優先権を主張するものであり、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。
本開示は、コネクタの分野に関し、より具体的には、高速データコネクタに関する。
多くの異なる用途で使用されるバックプレーンコネクタは、高速データレートをサポートする能力などの特定の特徴を提供するように設計されている。
いくつかのバックプレーンコネクタは、直交構成(例えば、互いに直交して配置された2つの電子回路基板を含む構成)で構成され得る。直交構成は、底部の主回路基板と、主回路基板に直交するが互いに平行して配置された複数の二次回路基板(多くの場合はドーターカードと称される)と、を可能にする。それぞれのドーターカードは、所望の処理機能を提供する1つ以上の集積回路(IC)をサポートし得る。
バックプレーンコネクタに関する1つの問題は、高速差動データ信号の隣接する対の間の電気的クロストークの量である。クロストークを低減する既存の技術は不十分である。
したがって、最小限のクロストークで高速データレートを確実にサポートするバックプレーンコネクタが必要とされている。
一実施形態では、例示的なバックプレーンコネクタシステムは、第1のハウジング及び第1のウェハセットを含む第1の直交配置されたコネクタアセンブリであって、第1のウェハセットは1つ以上の第1のウェハを含み、それぞれの第1のウェハは1つ以上の第1のU字形シールドを含み、それぞれの第1のシールドは、有害な電磁信号から高速差動データ信号(例えば、少なくとも最大112ギガビット/秒(Gbps)の信号)を保護するための電磁シールド端子エンクロージャの第1の部分として構成されている、第1の直交配置されたコネクタアセンブリと、第1のハウジングに接続するように構成された第2のハウジングと、第2のウェハセットと、を含む第2の直交配置されたコネクタアセンブリであって、第2のウェハセットは1つ以上の第2のウェハを含み、それぞれの第2のウェハは、1つ以上の一体型の第2のU字形シールドを含む電気接地面を含み、それぞれの第2のシールドは、有害な電磁信号から高速差動データ信号を保護するための電磁シールド端子エンクロージャの第2の部分として構成されている、第2の直交配置されたコネクタアセンブリと、を備え得る。
第1のアセンブリは、それぞれの接続部において電気接地経路を形成するために、それぞれの第1のウェハの1つ以上の第1のU字形シールドのそれぞれに接続された電気接地インサートを更に含み得る。
実施形態では、それぞれの第1のウェハの1つ以上の第1のU字形シールドのそれぞれは、対向する側壁を含み得、それぞれの対向する側壁は、少なくとも1つの第1の突出部を含み得る。更に、それぞれの第1の突出部は、1つ以上の第2のU字形シールドのうちの1つからの1つ以上の第2の突出部に摺動可能に接触して、電磁シールド端子エンクロージャを形成し、かつ第1の突出部及び1つ以上の第2の突出部を含む電気接地経路を形成するように構成され得る。
1つ以上の第1のウェハのそれぞれは、望ましくない有害な電磁信号(例えば、クロストーク)の影響を低減するために、第1のウェハセット内の近接するウェハからオフセットして構成され得る。
第2のハウジングは、少なくとも電磁シールド端子エンクロージャを支持して位置合わせするための支持構造を更に含み得る。そのような支持構造は、1つ以上の開口部と、1つ以上の分離リブと、1つ以上のタワー基礎と、を含み得る。実施形態では、(i)1つ以上の開口部のうちの1つは、1つ以上の第1のU字形シールドのうちの1つ及び1つ以上の第2のU字形シールドのうちの1つを含むシールドのセットを受容するように構成されてもよく、(ii)1つ以上の基礎のうちの1つは、シールドのセットを支持してもよく、及び/又は(iii)1つ以上のリブのうちの1つは、シールドのセットの位置合わせ及び分離を維持するように構成されてもよい。
なお更に、第1のU字形シールドのそれぞれは、第1の端子支持構造を含み得、第2のU字形シールドのそれぞれは、第2の端子支持構造を含み得る。実施形態では、第1の端子支持構造は、第1のウェハセットのそれぞれの端子の端部を支持する支点として機能するように、それぞれの第1のU字形シールド内の位置に構成され得、同様に、第2の端子支持構造は、第2のウェハセットのそれぞれの端子の端部を支持する支点として機能するように、それぞれの第2のU字形シールド内の位置に構成され得る。
1つ以上の第2のU字形シールドのそれぞれは、対向する側壁を含み得、それぞれの側壁は、1つ以上の第1のU字形シールドのうちの1つの1つ以上の第1の突出部に摺動可能に接触して、電磁シールド端子エンクロージャを形成し、かつ第1の突出部及び第2の突出部を含む電気接地経路を形成するように構成された、1つ以上の第2の突出部を含み得る。
なお更に、1つ以上の第2のU字形シールドのそれぞれは、1つ以上の一体型接地ウィングを含み得、それぞれのウィングは、第1のU字形シールドのうちの1つと接触して電気接地経路を形成するように構成され得る。したがって、複数の第1のU字形シールドに接触し得る複数の接触ウィングを備えた第2のU字形シールドを有することによって、システム全体にわたって非常に冗長な接地構造が確立され得る。
1つ以上の第2のU字形シールドのそれぞれは、電気接地カバーに接続されてシールドとカバーとの間に電気接地経路を形成する延長部を追加的に含んでもよい。
上で説明した実施形態に加えて、別の例示的なバックプレーンコネクタシステムは、第1のハウジング及び第1のウェハセットを含む第1の直交配置されたコネクタアセンブリであって、第1のウェハセットは、1つ以上の第1のウェハを含み、それぞれの第1のウェハは、1つ以上の第1のU字形シールドを含み、それぞれの第1のシールドは、有害な電磁信号から高速差動データ信号を保護するための電磁シールド端子エンクロージャの第1の部分として構成されている、第1の直交配置されたコネクタアセンブリと、第1のハウジングに接続して第1のアセンブリと第2のアセンブリとの間に複数の電気接地経路を提供するように構成された第2のハウジングと、第2のウェハセットと、を含む第2の直交配置されたコネクタアセンブリであって、第2のウェハセットは、1つ以上の第2のウェハを含み、それぞれの第2のウェハは、1つ以上の一体型の第2のU字形シールドを含む電気接地面を含み、それぞれの第2のシールドは、有害な電磁信号から高速差動データ信号を保護するための電磁シールド端子エンクロージャの第2の部分として構成されている、第2の直交配置されたコネクタアセンブリと、を備え得る。
そのような実施形態では、それぞれの第1のウェハの1つ以上の第1のU字形シールドのそれぞれは、対向する側壁を含み得、それぞれの対向する側壁は、少なくとも1つの第1の突出部を含み得る。そのような突出部のそれぞれは、1つ以上の第2のU字形シールドのうちの1つからの1つ以上の第2の突出部に摺動可能に接触して、電磁シールド端子エンクロージャを形成し、かつ第1の突出部及び第2の突出部を含む接地経路のうちの少なくとも1つを形成するように構成され得る。更に、1つ以上の第2のU字形シールドのそれぞれは、1つ以上の一体型接地ウィングを含み得、それぞれのウィングは、第1のU字形シールドのうちの1つと接触して、接地経路のうちの少なくとも第2の接地経路を形成するように構成され得る。
更に別の例示的なバックプレーンコネクタシステムは、オフセット電磁シールド端子エンクロージャのパターンを備えてもよく、それぞれの端子エンクロージャは、1つ以上の電気接地経路を形成する電磁U字形シールドのセットとして構成されており、それぞれの端子エンクロージャは、別の電磁U字形シールドのセットによって形成された近接する端子エンクロージャの隣に位置合わせされない。
本開示は、一例として示され、添付図面に限定されるものではなく、同様の参照番号は、類似の要素を指す場合がある。
当業者が、当該技術分野において既に知られていることに鑑みて、本明細書に開示される実施形態を製作、使用、及び最良に実施することを効果的に可能にするために、例示及び記載の両方における簡潔さ及び明瞭さが求められる。当業者であれば、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の特定の実施形態に様々な修正及び変更がなされ得ることが理解されよう。そのため、本明細書及び図面は、限定的又は包括的ではなく、例証的かつ例示的であると見なされるべきであり、本明細書に記載される特定の実施形態への全てのそのような修正は、本開示の範囲内に含まれることが意図される。更に、特に明記されない限り、本明細書で開示される特徴は、簡潔にする目的で別様に説明又は示されなかった追加の組み合わせを形成するために、一緒に組み合わせてもよい。
1つ又は複数の例示的な実施形態を、方法又は工程として説明又は例示する場合があることにも留意されたい。方法又は工程は、例示的なシーケンスとして説明され得るが、特に断らない限り、シーケンス内のステップは、並行して、同時並行して、又は同時に実施され得ることを理解されたい。加えて、方法や工程内の各形成ステップの順序を変更してもよい。説明又は例示する方法又は工程は、完了したときに終了することができ、また、例えば、そのようなステップが当業者に既知である場合、本明細書に説明又は例示されていない追加のステップを含んでもよい。
本明細書で使用される場合、「高速」、「高速データ」、及び「高データレート」という用語は、互換的に使用され得る。本明細書で使用する場合、「実施形態」又は「例示的」という用語は、本開示の範囲内に入る実施例を意味する。
ここで図1を参照すると、典型的にはバックプレーン用途で使用される例示的なコネクタシステム1の図が示されている。図示のように、コネクタアセンブリ1は、コネクタシステム1を形成するために互いに接続されて示されているコネクタアセンブリ2、3を含み得る。また、図1には、コネクタアセンブリ2の第2のハウジング5に重ねて接続されたコネクタアセンブリ3の第1のハウジング4が示されており、それぞれのコネクタアセンブリ2、3は少なくとも1つのハウジングを含むことが理解される(本明細書で使用される「第1の」及び「第2の」という用語は、それぞれのアセンブリ2、3に1つずつある2つの別個の構成要素を区別するために使用される)。図1には示されていないが、それぞれのコネクタアセンブリ2、3は、回路基板などの1つの基板に接続され得る。
図2及び図3は、同じコネクタシステム1を示すが、コネクタアセンブリ2、3は互いに嵌合されていない。
ここで図4を参照すると、第1のコネクタアセンブリ3(以下、「第2の」コネクタアセンブリ2と区別するために「第1の」コネクタアセンブリ又は単に「第1のアセンブリ」)の分解図が示されている。図示のように、第1のコネクタアセンブリ3は、他の構成要素の中でも、第1のハウジング4、シールド支持構造6、インサート7、保持部材8、第1のテール位置合わせ構造9a、9b、及びウェハセット10(複数のウェハセットが論じられる場合には第1のウェハセットであり得る)を含み得る。実施形態では、ウェハセット10は、保持部材8によって位置合わせされ支持され得る複数のウェハ10a~10i(ここで、「i」は最後のウェハを示し、複数のウェハセットが論じられている場合、ウェハは第1のウェハとみなされ得る)を含み得る。
実施形態では、ウェハセット10のそれぞれのウェハは、高速差動データ信号(例えば、少なくとも最大112Gbps)を送受信する1対以上の端子を支持し得る。端子は、本明細書でより完全に説明されるように、嵌合インターフェースのシールドを提供するのに役立つ端子エンクロージャの第1の部分として構成され得る第1のシールド11によって電磁的にシールドされ得る。実施形態では、端子及びシールド11は、支持構造6によって構造的に支持され得る。
更に、一実施形態では、インサート7は、所望の接続を提供するトレースに沿って、又はその表面の実質的に全体に沿って導電性めっきが施されたプラスチックで形成されてもよく、それにより、インサート7は、それぞれの第1のウェハ10a~10iの1つ以上の第1のシールド11のそれぞれに接続されて、シールド11及びインサート7を含むそれぞれの接続において電気接地経路を形成し得る。代替的に、インサート7は、打ち抜かれた板金からなる導電性キャップとして構成されてもよい。
図5は、アセンブリ3の別の分解図を示す。この図では、複数の第1のウェハ10a~10iのうちの1つの第1のウェハ10nがウェハセット10に挿入されているものとして示されている(「n」は、ウェハセット10内の1つの例示的なウェハを指す)。
図6は、端子エンクロージャの第1の部分を形成するために使用され得る例示的な第1のシールド11a、11b、11n(「n」はシールドのうちの1つを指す)に接続された接地インサート7の拡大図である。図示のように、シールド11a、11b、11nmはU字形である。図示のように、それぞれの第1のシールド11a、11b、11nは、点7aなどの1つ以上の点でインサート7に接続されて、導電路がインサート上に提供される電気接地経路(「G」で示す)を形成し得る。インサート7とシールドとの間のそれぞれの接続点が接地経路を形成し得るが、図6ではそのような点のうちのいくつかのみが例示的にラベル付けされていることに留意されたい。更に、図6には4つのシールドのみが示されているが、これは単なる例示である。より多くの又はより少ないシールドがインサート7に接続されてもよい(典型的には、4つより多いシールドが提供される)。
それぞれの第1のシールド11a、11bは、差動高速データ信号を送受信している接点のセットを受容するためのフィンガ13a、13bを支持し得る。
実施形態では、それぞれの第1のウェハ10a~10iの1つ以上の第1のシールドのそれぞれが、対向するシールド側壁上にそれぞれの第1の突出部12a、12bを含み得る。図示のように、それぞれのシールドは、2つの対向する側壁を含み、それぞれの対向する側壁は、少なくとも1つの突出部12a、12bをそれぞれ含む(図6では、それぞれのシールドの1つの対向する側壁にのみ突出部が示されている)。
前述したように、第1のU字形電磁シールド11のそれぞれは、端子エンクロージャの第1の部分(例えば、端子エンクロージャの配向に応じて頂部、底部、又は一方の側部)として構成され得る。実施形態では、それぞれの第1のシールドのそれぞれの突出部12a、12bは、同じ端子エンクロージャの「第2の」部分(例えば、同じ端子エンクロージャの底部、頂部、又は第2の側部)として構成され得るコネクタアセンブリ2の嵌合シールドからの1つ以上の突出部に摺動可能に接触して、それらの間に少なくとも1つの電気接地経路を形成するように構成され得る。別の言い方をすれば、第1のシールド11及びそれらのそれぞれの突出部12は、それぞれのケージ内の端子によって伝送される高速差動データ信号に対する望ましくない電磁信号又は干渉からの有害な影響を低減する端子エンクロージャの一部を形成することができる。
望ましくない有害な信号(例えば、クロストーク又はより一般的にはノイズ)の影響を更に低減するために、1つ以上の第1のウェハ10a~10iのそれぞれは、第1のウェハセット10内の隣接するウェハ10a~10iからオフセットして構成されてもよい。更に、1つのウェハのそれぞれの端子及び対応するシールド11は、隣接するウェハからオフセットされてもよい。例えば、ここで図7を参照すると、ウェハセット10内に2つの隣接するウェハ10a、10bを有するウェハセット10(第1のウェハセットであってもよい)が示されている。更に、1つの接点のセット23aがウェハ10aに対してラベル付けされ、1つの接点のセット23bがウェハ10bに対してラベル付けされているが、それぞれのウェハが複数の接点のセットを含んでもよいことを理解されたい(ウェハ10nが複数端子14n及び接点23のセットを含み、接点が塞がれている図8を参照されたい)。一実施形態では、接点23aは、図6のフィンガ13aによって受容されてもよく、接点23bは、フィンガ13bによって受容されてもよい。
クロストークを低減することに加えて、オフセットウェハは、隣接するチャネルを1つのウェハから別のウェハに再配置することを可能にする。チャネルの位置におけるウェハの部分は、高レベルの潜在的に有害な電磁信号を受ける可能性があるので、チャネルの位置を調整してそのような信号を低減することが望ましい場合がある。
更に、ウェハの位置をオフセットすることにより、コネクタアセンブリ2、3を適切に接続又は嵌合させることができる。例えば、嵌合インターフェースにおける例示的なウェハオフセットは、ウェハ構造内の一般的な対間のピッチ(4mmであり得る)の半ピッチ(2mm)であってもよく、かつ/又はウェハ間のピッチ(2mmであり得る)に等しくてもよい。当然ながら、所望のピッチは、コネクタシステムの競合する密度及び信号完全性要求に応じて変化する。
図7に示すように、近接する第1のウェハ10a、10bの接点23a及び23bは、隣り合って位置合わせされない。代わりに、それらは互いにオフセットされる。したがって、ウェハ10a内の端子によって伝送される高速差動データ信号は、ウェハ10a、10b及びそれらのそれぞれの接点のオフセット構成並びにそれぞれのシールド11a、11bによって提供される保護により、ウェハ10b内の端子(例えば、接点23b)による高速差動データ信号の伝送によって引き起こされる有害な電磁の影響から保護され得、逆もまた同様である。
図8は、チャネル38をより良く見るためにフレーム及びシールドウェハが省略された例示的な第1のウェハ10nの部分を示す。第1のウェハ10nの一般的な構造は、3層構造を形成するカバー50、ウェハ本体51、及びウェハシールド52(図32~図36を参照されたい)であるが、第1のウェハ10nのウェハシールド52は、U字形シールドを含まない。代わりに、ウェハシールド52は、インサート7と係合するインサート突出部55を含む。シールド11aは、例えば、同様にインサート7に係合するシールドフィンガ58を含む。インサートは、インサート突出部55とシールドフィンガ58との間に接地接続を提供する導電路を有する。これに対して、図20から分かるように、また以下で論じるように、第2のウェハは、カバー28と、ウェハ本体29と、ウェハシールド30と、を含み得、したがって、第1のウェハと同様の構造を有するが、ウェハシールド30は、ウェハシールド30内に一体的に形成されたシールド17を含む。カバー28は、ウェハ本体29のフレーム内の突出部36に係合する開口部37を含み得る。フレーム(図8には図示せず)は、絶縁材料(エンジニアリンググレードプラスチックなど)から構成され得、フレームは、端子14を支持する複数のウェブ(図20に示すウェブ39など)を含み得る。実施形態では、フレームが端子を支持するそれぞれのウェブの寸法は、隣接する導体のセット間のクロストークを低減するように構成され得る。例えば、導体の幅及び/又は導体間の間隙は、ウェブがより均一なインピーダンスを維持するために空気によって置換されるとき、誘電特性の変化を補償するために調節されてもよい(例えば、40~60%)。
図9は、第2のコネクタアセンブリ2の分解図を示す。図示のように、コネクタアセンブリ2は、他の構成要素の中でも、第2のハウジング5、第2の保持部材15、第2のテール位置合わせ構造18a、18b、及び第2のウェハセット16を含み得る。実施形態では、ウェハセット16は、1つ以上の第2のウェハ16a~16i(ここで、「i」は最後のウェハを示す)を含み得、これらのウェハは、保持部材15によって位置合わせ及び分離され得、保持部材15は、図示されているようにJ字形であり、少なくとも2つの場所でウェハセット16に係合する。この図では、複数のウェハのうちの1つのそのような第2のウェハ16nが、第2のウェハセット16に挿入されるものとして示されている(「n」は、セット16内のウェハのうちの1つを指す)。
ここで図20~図22を参照すると、それぞれの第2のウェハ16nの詳細が示されている。より詳細には、図20は、接点22を含む端子9を支持する絶縁材料からなるウェハ本体29と、ウェハ本体29の第1の側に複数の一体型の第2のシールド17(図示されるようにU字形である)を含むウェハシールド30と、ウェハ本体29の第2の側にカバー28と、を含む第2のウェハ16nの分解図を示す。コネクタアセンブリ3のウェハセット10の追加のウェハは、同様の特徴及び構造を含み得ることに留意されたい。図20及び図21に示されるように、ウェハ本体29は、そのそれぞれの側に1つ以上の接続構造36(円形ペグとして示されるが、そのように限定されない)を伴って構成された、そのフレーム27を有してもよく、フレーム27の一方の側のみが示されているが、両側とも、カバー28内に対応して成形された開口部37及びウェハシールド30内の開口部40に挿入されるように成形され得る接続構造36を有し、カバー及び平面をウェハ本体に固定することができ、逆もまた同様である。
更に、図18、図18a、及び図20の組み合わせから理解され得るように、ウェハシールド、ウェハ本体29、及びカバー28は、フレーム29のウェブ39を使用することによって、端子9がチャネル38内に位置付けられることを確実にするように構成及び成形され得る。上述の実施形態と同様に、それぞれのウェブ39及びそれぞれの端子の寸法は、隣接するチャネル38間のクロストークを低減するように構成され得る。例えば、端子の幅及び/又は端子間の間隙は、ウェブが均一なインピーダンスを維持するために空気によって置換される誘電特性の変化を補償するために、調節されてもよい(例えば、40~60%)。好ましくは、損失を低減するために、ウェブは、実効誘電率が空気の誘電率により近くなるように端子9を支持するために断続的に使用される。
図8の拡大図である図8Aから分かるように、チャネル38は、カバー50の壁48によって部分的に形成される。
実施形態では、第2のウェハセット16のそれぞれの第2のウェハ(例えば、ウェハ16n)は、高速差動データ信号(例えば、少なくとも最大112Gbps)を送受信する1つ以上の端子を支持し得る。端子は、本明細書でより完全に説明されるように、端子エンクロージャの第2の部分として構成され得る第2のU字形電磁シールド17によって電磁的にシールドされ得る。
図10は、第2のコネクタアセンブリ2の別の分解図を示す。この図では、支持構造19を含む例示的な第2のハウジング5が示されている。本明細書の他の箇所でより詳細に説明するように、構造19は、アセンブリ3の第1のU字形シールド11とアセンブリ2の第2のU字形シールド17との接続によって形成された端子エンクロージャを支持し、位置合わせし得る。
ここで図11を参照すると、端子エンクロージャの第2の部分を形成する複数の第2の一体型U字形シールド17が示されている。シールド17は、ウェハの電気接地面30の一体部分として形成されてもよい。実施形態では、第2のウェハセット16内のそれぞれの第2のウェハは、それ自体の平面30と、複数の第2の一体型U字形シールド17と、を含み得る。
それぞれの第2のシールド17は、シールド側壁上にそれぞれの例示的な突出部24aを含み得る。それぞれのシールド17は2つの対向する側壁を含み、それぞれの対向する側壁はそれぞれに対応の突出部24aを含み得るが、図11ではそれぞれのシールドの1つの対向する側壁上のみに突出部が示されていることを理解されたい。図11では、2つのそのような突出部24aが示されているが、これは単なる例示である。より多くの又はより少ない突出部が使用されてもよい(例えば、図12の単一の突出部24bを参照されたい)。第2のシールド17及びそれらのそれぞれの突出部24aは、それぞれの端子エンクロージャ内の端子によって伝送される高速データ信号からの望ましくない電磁信号の有害な影響を低減する端子エンクロージャの一部(「第2の」部分)を形成し得る。例えば、シールド17のうちの2つは、例示的に17a、17bとラベル付けされている。したがって、1つの第2のシールド17a内の端子によって伝送される高速差動データ信号(図12の接点22を参照されたい)は、別の第2のシールド17b内の端子によって伝送される高速差動データ信号によって生成される電磁クロストークの有害な影響から電磁的にシールドされ得、逆もまた同様である。
図12を参照すると、いくつかの第2のシールド17の拡大図が示されている。図示のように、それぞれのシールド17は、例えば側壁に垂直な壁(例えば、アセンブリ又はウェハの配向に応じて上壁又は底壁のいずれか)に開口部21を含み得る。それぞれの開口部21は、例えば、差動高速データ信号を送受信している第2のウェハの接点22のうちの1つ以上と位置合わせされるように構成され得る。開口部21内に接点22を受容する能力は、接点22が接地シールド17に不注意に接触して、データの潜在的な損失又は信号エラーをもたらす可能性を低減する。
前述したように、第2のシールド17は、電気接地面30の一体部分として形成されてもよい。図11及び図12はまた、1つ以上(複数)の一体型接地「ウィング」20を示す。本明細書の他の箇所でより詳細に示され説明されるように、実施形態では、第2のコネクタアセンブリ2のシールド17の1つ以上のウィング20のそれぞれは、第1のコネクタアセンブリ3のシールド11と接触して、両方のアセンブリ2、3を含む接地経路を形成するように構成され得る。それぞれのアセンブリ2、3内に複数のシールド11、17が存在するので、それぞれのシールド17の複数のウィング20は、アセンブリ2、3の間に、アセンブリ2、3を含む複数の接地経路を形成する。本発明者らは、複数の接地経路を形成することにより、望ましくない有害な電磁信号が、複数の接地経路によってそれぞれのシールド11、17内に受容された端子から離れる方向に伝導され得る可能性が高まると考えている。更に、高速データ信号を確実に伝送するために、一貫した電気接地を維持することが重要である。したがって、複数の冗長接地経路を形成する複数の冗長接地構造の形成は、システム1内の一貫した電気接地を保証するのに役立つ。
それぞれの第2のシールド17は4つの接地ウィング20を含むように示されているが、これは単なる例示である。ウィングの数及びそれらの位置決めが同様の接地経路を形成し、本明細書の他の箇所で説明されるように、アセンブリ2、3のウェハがオフセットパターンで位置合わせされることを可能にするならば、より多くの又はより少ないウィングが含まれてもよい。
第2のシールド17のそれぞれは、端子エンクロージャの第2の部分(例えば、端子エンクロージャの配向に応じて、頂部、底部、又は一方の側部)として構成され得る。実施形態では、アセンブリ2(第2の部分)のシールド17がアセンブリ3(第1の部分)のシールド11と組み合わされるとき、端子エンクロージャが形成され得る。
例として、読者にはここで図13及び図14を参照されたい。図13では、例示的な端子エンクロージャを形成するために例示的な第1のシールド11に接続された例示的な第2のシールド17が示されている。図14は、そのような接続部及び端子エンクロージャの拡大図を示す。
より詳細には、図14に見られるように、一実施形態では、アセンブリ3の第1のウェハ10nの接点23を電磁的にシールドしている第1のシールド11が、アセンブリ2の第2のウェハ16nの接点22を電磁的にシールドしている第2のシールド17に接続されている。一実施形態では、そのような例示的な接続を行うために、シールド17のそれぞれの側壁は、1つ以上の第1のシールド11のうちの1つの1つ以上の第1の突出部12(又は12n)に係合して端子エンクロージャを形成し、かつ1つ以上の第1の突出部及び1つ以上の第2の突出部を含む電気接地経路を形成するように構成され得る1つ以上の第2の突出部24a(又は24b)を含む。読者を助けるために、例示的な第1の突出部12、12nと例示的な第2の突出部24aとの間の例示的な接続点は、それぞれの接続がそのように接続されたシールド11、17間の接地経路を形成することを示すために、図13、図14において17c又は「G」とラベル付けされている。
例示的なシールド11、17を組み合わせることによるシールド領域の形成は、通常はシールドすることが困難である、接触インターフェース内の端子によって伝送される高速差動データ信号に対する不要な電磁信号からの有害な影響を低減すると考えられる。例えば、1つのシールド11、17のセットによって形成された1つの端子エンクロージャ内の端子間で伝送される高速データ信号は、別のシールド11、17のセット内の端子間で伝送される高速データ信号によって生成されるノイズの有害な影響から電磁的にシールドされ得、逆もまた同様である。
上の説明では、シールド11、17が突出部を有するものとして説明したが、これは単なる例示である。すなわち、突出部の代わりに、第1のシールド11又は第2のシールド17のいずれかが1つ以上の窪みを含んでもよく、第2のシールド17又は第1のシールドのいずれかが1つ以上の突出部を含んでもよい。
まとめると、これまでの議論は、第1のハウジング4及び第1のウェハセット10を含む第1のコネクタアセンブリ3を備え得るバックプレーンコネクタシステム1であって、第1のウェハセット10は、1つ以上の第1のウェハ10a~10iを含み得、それぞれの第1のウェハは、インサート内の導電路を介して1つ以上の第1のシールド11に接続されている、バックプレーンコネクタシステム1について説明してきたと言える。それぞれの第1のシールド11は、高速差動データ信号を有害な電磁信号から保護するための、端子エンクロージャの第1の部分として構成され得る。更に、これまで説明してきたようなシステムは、第1のハウジング4に接続して、本明細書で論じる第1のアセンブリと第2のアセンブリとの間に複数の電気接地経路を提供するように構成され得る第2のハウジング5と、第2のウェハセット16と、を含む第2のコネクタアセンブリ2を含み得る。実施形態では、第2のウェハセット16は、1つ以上の第2のウェハ16a~16iを含み得、それぞれの第2のウェハは、1つ以上の一体型の第2のシールド17を含む電気接地面を含み得る。更に、それぞれの第2のシールドは、高速差動データ信号を有害な電磁信号から保護するための、端子エンクロージャの第2の部分として構成され得る。
続いて、前述したように、望ましくない有害な信号(例えば、クロストーク)の影響を低減するために、それぞれのシールド内の端子及び対応するシールド11、17はオフセットされ得る。これは、接続されたシールドによって形成される端子エンクロージャにも当てはまる。例えば、ここで図15及び図16を参照すると、アセンブリ2、3のシールド11、17の接続によって形成されたオフセット端子エンクロージャのパターンの形成の断面図が示されている(図16は、オフセット端子エンクロージャのパターンの拡大図を示す)。
図示のように、端子エンクロージャは、オフセット端子エンクロージャのパターンを形成し、それぞれの端子エンクロージャは、1つ以上の電気接地経路を形成するそれぞれのシールド11、17のセットとして構成されており、それぞれの端子エンクロージャは、別のシールド11、17のセットによって形成された近接する端子エンクロージャの隣に位置合わせされない。代わりに、それらは互いにオフセットされる。例えば、図15及び図16では、2つの端子エンクロージャが、それぞれのシールド11d、17d及び11e、17eによって形成されるものとしてラベル付けされている。このように、シールド11d、17dのセットによって形成される端子エンクロージャは、シールド11e、17eのセットによって形成される端子エンクロージャの隣に位置合わせされない。むしろ、端子エンクロージャは互いにオフセットされる。したがって、ウェハのそれぞれのケージ内の接点22、23によって伝送される高速差動データ信号は、別のウェハ内の端子による高速差動データ信号の伝送によって引き起こされる有害な電磁の影響から保護され得、逆もまた同様である。
図15及び図16はまた、第2のコネクタアセンブリ2のシールド17のウィング20を第1のコネクタアセンブリ3のシールド11に接続することによって形成される複数の接地経路を示す。例えば、17c又は「G」とラベル付けされた例示的な点は、複数の接地経路のうちのいくつかを形成する(他の接続点はラベル付けされていないが、図から明らかである)。複数の端子エンクロージャによる複数の接地経路の形成は、任意の望ましくない有害な電磁信号が、そのような接地経路によって、それぞれのシールド11、17によって形成されるそれぞれの端子エンクロージャ内の端子から離れる方向に伝導され得る可能性を高める。
ここで図29を参照すると、第1のシールド11及び第2のシールド17(両方のシールドはUシールドとも称され得る)によって形成された端子エンクロージャの拡大図が示されている。図示のように、それぞれの端子エンクロージャは、ハウジング5の支持構造19によって支持され、位置合わせされ得る(図10を参照されたい)。実施形態では、構造19は、1つ以上の開口部19aと、1つ以上の分離リブ19bと、1つ以上のタワー基礎19c(略して「基礎」)と、を含み得る。単一の端子エンクロージャのみが図29に示されているが、複数の電磁シールド端子エンクロージャ(例えば、端子エンクロージャ)がコネクタシステム1の一部として形成されてもよいことを理解されたい。実施形態では、それぞれの開口部19aは、1つ以上の第1のシールド11のうちの1つと、1つ以上の第2のシールド17のうちの1つと、それらのそれぞれの接点22、23と、を含むシールドのセットを受容するように構成され得る。受容されると、端子エンクロージャを構成するシールドのセットは、1つ以上のそれぞれの基礎19cのうちの1つによって支持され得る。更に、1つ以上の分離リブ19bのそれぞれは、例えば、1つのシールドのセットの位置合わせ及び別のシールドのセットからの分離を維持するのに役立つように構成され得る。それぞれの端子エンクロージャ間の分離を維持することによって、電気的クロストーク及び他の望ましくない電気的干渉の有害な影響が低減され得る。
図29に示すように、アセンブリ2からのウェハの接点22は、シールド11、17によって形成された端子エンクロージャ内でアセンブリ3の接点23に接続され得る。この図では、それぞれの接点22、23の端部のみが示されている。ここで図30を参照すると、シールド11、17によって形成された端子エンクロージャの側面図が示されている。この図では、シールド11は第1の端子支持構造45を含み得、シールド17は第2の端子支持構造44を含み得る。実施形態では、支持構造44、45のそれぞれは、それぞれの端部が開口部19aに挿入され、構造19cによって支持されるときに、それぞれの支持構造がそれぞれの接点22、23の端部を支持する支点として機能するように、それぞれのシールド11、17内の位置に構成され得る。例えば、第2の支持構造44は、構造44がそれぞれの接点22の端部を支持する支点として機能するように、シールド17内の位置に構成され得る。構造45は、端子23の端部を支持するように同様に機能し得る。
一実施形態では、それぞれの例示的な第2の端子支持構造44は、支持構造44をシールド17に接続するためにシールド17内に対応して成形された開口部47を通って突出するように成形され得る一体型延長部46を含み得る(図31を参照されたい。また、延長部46の例示的な場所について図14も参照されたい)。
図30はまた、間に形成される2つの接点を分離する例示的な端子エンクロージャの接点22、23間の間隙d1 を示す。実施形態では、少なくとも接点22、23及び支持構造44、45の寸法は、この間隙の寸法が、接点22から端子23(又はその逆)に伝送される高速電気信号を損失又は歪曲させ得る閾値を超過し得ないように構成され得る。
ここで図17を参照すると、ウェハセット16のウェハ16a、16b、16cのうちのいくつかを示す追加の図が示されており、それぞれのウェハ16a、16b、16cは、近接するウェハからオフセットされ得る(例えば、ウェハ16bは、近接するウェハ16a、16cからオフセットされる)。図17はまた、例示的な第2のテール位置合わせ構造18a、18b及びウェハ位置合わせ構造15を示す。一実施形態では、構造18a、18bは、ウェハに向かって突出する列に形成された複数の保持タブをそれぞれ含む。図17では、例示的なタブのうちの2つは、33a、33bとラベル付けされており、タブ33aは、1つの列に含まれ、タブ33bは、タブの別のオフセット列に含まれる。実施形態では、それぞれのウェハは、タブの列によって分離され得、保持タブの列は、ウェハセット16内のそれぞれの個別ウェハの位置を係止するのを助ける。
ここで図18及び図19を参照すると、例示的な点25又は「G」における、アセンブリ2の第2のウェハ16nの第2のシールド17の、ウェハ16nの電気接地カバー28への接続が示されており、図19は、そのような接続の拡大図を示す。実施形態では、シールド17の延長部26(それぞれのシールドはそのような延長部を含み得る)は、所望の接続プロセス(圧入、溶接など)を介して接地カバー28に接続されて、シールド17とカバー28との間に接地経路を形成し得る。
ここで図23を参照すると、電気接地面30及びシールド17が取り付けられていないウェハ16nの図が示されている。図示のように、ウェハ16nは複数のテール32を含んでもよい。実施形態では、ウェハセット16(及びウェハセット10)のそれぞれのウェハのテールのそれぞれは、図24~図27に示されるように、テール位置合わせ構造18a、18bに接続され得ることを理解されたい。接地カバーの、成形され隆起した1つ以上の突出部31も示されている。これらの突出部は、ウェハ(例えば、16n)をテール位置合わせ構造に接続するのを助け、したがって、それぞれのウェハは、それ自体の隆起した突出部を有し得る。
より詳細には、図24は、本体16のオフセットウェハ16a~16iのオフセットテール位置合わせ構造18a、18bへの接続を示す。構造18a、18bは、複数の開口部42(拡大図を示す図27も参照されたい)を含むリッジ部分34を含んでもよく、それぞれの開口部42は、ウェハを構造18a、18bに接続するために、対応して成形され隆起した突出部31を受容する形状であるように構成される。
図24及び図25の両方は、オフセットウェハ16a~16iのオフセットテール位置合わせ構造18a、18bへの接続の図を示す。前述のように、構造18a、18bは、ウェハに向かって突出するオフセット列に形成された複数の保持タブをそれぞれ含み得る。2つの例示的なタブは、33a、33bとラベル付けされ、タブ33aは1つの列に含まれ、タブ33bは別の列に含まれる。実施形態では、それぞれのウェハ16a~16iは、タブの列によって分離されてもよく、保持タブの列は、ウェハセット16内のそれぞれの個別ウェハの位置を係止するのを助ける。
図26は、アセンブリ1の下からみた、オフセットウェハ16nのオフセットテール位置合わせ構造18a、18bへの接続の図を示す。この図では、ウェハ16nの例示的なテール32が、導電性めっきの施されたプラスチックから構成され得る構造18a、18nに接続されて示されている。実施形態では、構造18a、18bは、めっきの施されたプラスチックで構成されて、複数の開口部43を有し得、それぞれの開口部43は、ウェハの突出する差動信号テール32のセットと位置合わせされ得る。同様に、それぞれのウェハの接地テールは、構造18a、18b(図示せず)に接続され得る。実施形態では、接続されたテールのインピーダンスを管理するのに役立てるために、差動信号テール32のそれぞれの対の周りにエアギャップが形成され得る。更に、エアギャップの存在は、接続されたテールの寸法の小さな変化が曲げをもたらす可能性を低減し得るなど、接続のインピーダンスに影響を与えない。
図28は、例示的なウェハ把持部35の図を示す。実施形態では、把持部35は、アセンブリ2、3のいずれかのウェハフレームからのペグを収容するための複数の開口部(図示せず)を含み得る。リブ把持部35は、ウェハ16n(例えば、カバー上)に接続されるように構成されてもよく、それにより、リブ把持部は、ウェハの頂部からウェハの底部まで、互い違い又はジグザグ構成で延在する。代替的に、リブ把持部は、ウェハの縁部に向かって斜め横方向に延在してもよい。リブ把持部は、ハウジング(図示せず)を把持して定位置に保持するために、嵌合縁部に向かって延在する1対以上の延長部を含んでもよい。なお更に、リブ把持部は、接地インサートに接続されてもよい。
本発明の特定の実施形態に関して、利益、利点、及び解決策を以上で説明してきたが、そのような利益、利点、若しくは解決策をより顕著にし得る、又はもたらし得る部品(複数可)は、本開示に添付された若しくは本開示に起因する、いずれか若しくは全ての請求項の重要な、必要な、又は必須の特徴若しくは要素として解釈されるべきではないことを理解されたい。
更に、本明細書で提供される開示は、特定の例示的な実施形態の観点から特徴を説明する。しかしながら、添付の請求項の範囲及び趣旨内での多数の追加の実施形態及び修正が、本開示を検討することにより当業者に想起されるであろうし、本開示及び添付の特許請求の範囲に含まれることが意図される。したがって、適用法によって許容されるように、本明細書に添付された特許請求の範囲に列挙された主題の全てのかかる追加の実施形態、修正及び等価物が含まれることが意図される。更に、本明細書に別段の記載がない限り、又は文脈に明らかな矛盾がない限り、その全ての可能な変形における上述の部品の任意の組み合わせが本開示に含まれる。
Claims (20)
- バックプレーンコネクタのシステムであって、
第1のハウジング及び第1のウェハセットを含む第1の直交配置されたコネクタアセンブリであって、
前記第1のウェハセットは、第1のウェハを含み、該第1のウェハは、第1の端子のセットと、第1のウェハシールドと、を含み、該第1のウェハシールドは、インサートを介して第1のシールドに接続されており、該第1のシールドは、端子エンクロージャの第1の部分として構成されている、第1の直交配置されたコネクタアセンブリと、
前記第1のハウジングに接続するように構成された第2のハウジングと、第2のウェハセットと、を含む第2の直交配置されたコネクタアセンブリであって、前記第2のウェハセットは、第2のウェハを含み、該第2のウェハは、第2の端子の対と、一体型の第2のシールドを有する第2のウェハシールドと、を含み、前記第2のシールドは、前記第1のシールドに係合して前記端子エンクロージャの第2の部分を形成するように構成されており、前記第1の端子の対及び前記第2の端子の対は、差動信号経路を提供するように構成されている、第2の直交配置されたコネクタアセンブリと、を備える、バックプレーンコネクタのシステム。 - 前記差動信号経路は、112ギガビット/秒の高速データ信号をサポートするように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1のアセンブリは、それぞれの接続部において電気接地経路を形成するために、それぞれの第1のウェハの1つ以上の第1のU字形シールドのそれぞれに接続された電気接地インサートを更に含む、請求項1に記載のシステム。
- それぞれの第1のウェハの1つ以上の第1のU字形シールドのそれぞれは、対向する側壁を含み、それぞれの対向する側壁は、少なくとも1つの第1の突出部を含み、それぞれの第1の突出部は、1つ以上の第2のU字形シールドのうちの1つからの1つ以上の第2の突出部に摺動可能に接触して、前記端子エンクロージャを形成し、かつ前記第1の突出部及び前記第2の突出部を含む電気接地経路を形成するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 1つ以上の第1のウェハのそれぞれは、望ましくない有害な電磁信号の影響を低減するために、前記第1のウェハセット内の近接するウェハからオフセットして構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記第2のハウジングは、少なくとも前記端子エンクロージャを支持して位置合わせするための支持構造を更に含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記支持構造は、1つ以上の開口部と、1つ以上の分離リブと、1つ以上のタワー基礎と、を含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記1つ以上の開口部のうちの1つは、1つ以上の第1のU字形シールドのうちの1つ及び1つ以上の第2のU字形シールドのうちの1つを含むシールドのセットを受容するように構成されている、請求項7に記載のシステム。
- 1つ以上の基礎のうちの1つは、前記シールドのセットを支持する、請求項8に記載のシステム。
- 1つ以上のリブのうちの1つは、前記シールドのセットの位置合わせ及び分離を維持するように構成されている、請求項8に記載のシステム。
- 第1のU字形シールドのそれぞれは、第1の端子支持構造を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の端子支持構造は、それぞれの端子の端部を支持するための支点として機能するように、それぞれの第1のU字形シールド内の位置に構成されている、請求項11に記載のシステム。
- 第2のU字形シールドのそれぞれは、第2の端子支持構造を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記第2の端子支持構造は、それぞれの端子の端部を支持するための支点として機能するように、それぞれの第2のU字形シールド内の位置に構成されている、請求項13に記載のシステム。
- 1つ以上の第2のU字形シールドのそれぞれは、対向する側壁を含み、それぞれの側壁は、1つ以上の第1のU字形シールドのうちの1つの1つ以上の第1の突出部に摺動可能に接触して、前記端子エンクロージャを形成し、かつ前記第1の突出部及び前記第2の突出部を含む電気接地経路を形成するように構成された1つ以上の第2の突出部を含む、請求項1に記載のシステム。
- 1つ以上の第2のU字形シールドのそれぞれは、1つ以上の一体型接地ウィングを含み、それぞれのウィングは、第1のU字形シールドのうちの1つに接触して、電気接地経路を形成するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 1つ以上の第2のU字形シールドのそれぞれは、電気接地カバーに接続して、前記シールドと前記カバーとの間に電気接地経路を形成する延長部を含む、請求項1に記載のシステム。
- バックプレーンコネクタのシステムであって、
第1のハウジング及び第1のウェハセットを含む第1の直交配置されたコネクタアセンブリであって、
前記第1のウェハセットは、1つ以上の第1のウェハを含み、それぞれの第1のウェハは、1つ以上の第1のU字形シールドを含み、それぞれの第1のシールドは、有害な電磁信号から高速差動データ信号を保護するための端子エンクロージャの第1の部分として構成されている、第1の直交配置されたコネクタアセンブリと、
第1のアセンブリと第2のアセンブリとの間に複数の電気接地経路を提供するために、前記第1のハウジングに接続するように構成された第2のハウジングと、第2のウェハセットと、を含む第2の直交配置されたコネクタアセンブリであって、
前記第2のウェハセットは、1つ以上の第2のウェハを含み、それぞれの第2のウェハは、1つ以上の一体型の第2のU字形シールドを含む電気接地面を含み、それぞれの第2のシールドは、有害な電磁信号から前記高速差動データ信号を保護するための前記端子エンクロージャの第2の部分として構成されている、第2の直交配置されたコネクタアセンブリと、を備える、バックプレーンコネクタのシステム。 - それぞれの第1のウェハの1つ以上の第1のU字形シールドのそれぞれは、対向する側壁を含み、それぞれの対向する側壁は、少なくとも1つの第1の突出部を含み、それぞれの第1の突出部は、前記1つ以上の第2のU字形シールドのうちの1つからの1つ以上の第2の突出部に摺動可能に接触して、前記端子エンクロージャを形成し、かつ前記第1の突出部及び前記第2の突出部を含む前記接地経路のうちの少なくとも1つを形成するように構成されており、
前記1つ以上の第2のU字形シールドのそれぞれは、1つ以上の一体型接地ウィングを含み、それぞれのウィングは、前記第1のU字形シールドのうちの1つに接触して、前記接地経路のうちの少なくとも第2の接地経路を形成するように構成されている、請求項18に記載のシステム。 - オフセットされた端子エンクロージャのパターンを備えるバックプレーンコネクタのシステムであって、それぞれの端子エンクロージャは、1つ以上の電気接地経路を形成するU字形電磁シールドのセットとして構成されており、それぞれの端子エンクロージャは、別のU字形電磁シールドのセットによって形成された近接する端子エンクロージャの隣に位置合わせされない、バックプレーンコネクタのシステム。
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