JP4727890B2 - シールディングを有するコネクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の背景】
電気部品は多くの電子システムに用いられる。複数のプリント回路ボードにシステムを形成しその後に電気コネクタで一体的に接合するのが一般的に容易で経費的に有効である。複数のプリント回路ボードを接合するための従来の装置は１枚のプリント回路ボードをバックプレーンとして作用させるものである。ドータボードと呼ばれる他のプリント回路ボードはバックプレーンを介して接続される。
【０００２】
従来のバックプレーンは多くのコネクタを有するプリント回路ボードである。プリント回路ボードの導体トレースはコネクタ間で信号がルーティングされようにコネクタの信号ピンに接続される。ドータボードがまたバックプレーンのコネクタに差し込まれるコネクタを含む。このようにして、信号がバックプレーンを介してドータボードの間でルーティングされる。ドータカードがバックプレーンに直角に差し込まれることが多くある。この用途に用いられるコネクタは直角の屈曲部を含み、「直角コネクタ」と呼ばれることが多い。
【０００３】
コネクタはまたプリント回路ボードを相互に接続するため、またプリント回路ボードにケーブルを接続するために、他の形態でも用いられる。時には１枚または複数枚の小さいプリント回路ボードが他のより大きいプリント回路ボードに接続される。より大きいプリント回路ボードは「マザーボード」と呼ばれ、それに差し込まれるプリント回路ボードがドータボードと呼ばれる。また同じ大きさのボードが平行に並べられる時もある。この用途に用いられるコネクタは「スタッキングコネクタ」あるいは「メザニン（中二階）コネクタ」と呼ばれることがある。
【０００４】
電気コネクタの設計は、正規の用途に限らず、電子産業の模範的傾向として一般的に必要とされていた。電子システムは一般的により小さく、より高速になってきている。それらは数年前に製造されたシステムより遙かに多くのデータを扱う。この趨勢は電気コネクタが信号を低下させずにデータ信号をより多く、より速く移送しなければならないことを意味する。
【０００５】
コネクタはその信号コンタクトをより近接して配置することによりより小さい空間内で
より多くの信号を移送できるようにされる。このようなコネクタは「高密度コネクタ」と呼ばれる。信号コンタクトをより近接して配置することについての困難性は、信号コンタクトの間に電磁結合があることである。信号コンタクトがより近接して配置されると、電磁結合が増大する。信号の速度が増大するとまた電磁結合が増大する。
【０００６】
導電体において、電磁結合はコネクタの「クロストーク」の測定によって示される。クロストークは一般的に１つまたはそれより多くの信号コンタクトに信号を与え他の隣接する信号コンタクトからそのコンタクトに結合する信号の量を測定することによって測定される。ボックス対向部におけるピンのグリッドが設けられるボックスコネクタ対向部における従来のピンにおいて、クロストークは一般的に、ボックス対向部におけるピンの４辺の各々と対向部の対角線上に配置された辺とからの信号結合の寄与の総和として認識される。
【０００７】
クロストークを減少させる従来の方法は、信号ピンの領域内で信号ピンを接地することである。この手法の欠点はコネクタの有効信号密度を減少させることである。
【０００８】
高速で高密度のコネクタを形成するために、コネクの設計者は信号コンタクトの間にシールド部材を挿入していた。シールドは信号コンタクトの間の電磁結合を減少させ、それによってより近接した間隔あるいはより高い周波数の信号の効果を抑制する。シールディングは、適切な形状であれば、コネクタの信号経路のインピーダンスを制御することができ、それによってコネクタにより移送される信号の保全性が改善される。
【０００９】
シールドの使用の初期のものが富士通株式会社による１９７４年２月１５日の特公昭４９−６５４３号に開示されている。いずれもエイティーティー・ベル・ラボラトリーに権利譲渡された米国特許第４６３２４７６号及び第４８０６１０７号は信号コンタクト列間にシールドが用いられたコネクタの形態を示している。これらの特許は、シールドがドータボードとバックプレーンとのコネクタの両方を通じて信号コンタクトに平行になったコネクタを開示している。シールドとバックプレーンとのコネクタ間を電気的に接触させるようにカンチレバー状のビームが用いられる。全てフラマトム・コネクターズ・インタナショナルに権利譲渡されている米国特許第５４３３６１７号、第５４２９５２１号、第５４２９５２０号及び第５４３３６１８号は同様な装置を開示している。しかしながら、バックプレーンとシールドとの間の電気的接続はばね状の接点でなされる。
【００１０】
他のコネクタはドータカードコネクタだけにシールドプレートを有している。このようなコネクタの形態の例が、全てエイエムピー・インコーポレーテッドに権利譲渡されている米国特許第４８４６７２７号、第４９７５０８４号、第５４９６１８３号及び第５０６６２３６号に見られる。ドータボードコネクタ内だけにシールドを有する他のコネクタがテラディン・インコーポレーテッドに権利譲渡されている米国特許第５４８４３１０号に開示されている。
【００１１】
コネクタシステムに対するモジュラーアプローチがニューハンプシャー州ナシャアのテラディン・コネクションシステムズにより導入されている。ＨＤ＋（登録商標）と称せられるコネクタシステムにおいて、複数のモジュールあるいは列状の信号コンタクトが金属補強体上に配置されている。典型的には、各モジュールの１５〜２０のこのような列が設けられる。コネクタのモジュラー性から、特定の用途に「カスタマイズ」されたコネクタが特殊な工具あるいは装置を形成することを必要としないように、より柔軟性のある形態が得られる。さらに、より大きい非モジュラー型のコネクタにおいて生ずる多くの許容度の問題が避けられよう。
【００１２】
このようなモジュラー型のコネクタにおけるより最近の発展がテラディン・インコーポレーテッドによりなされ、米国特許第５９８０３２１号及び第５９９３２５９号に示されており、ここでの参照に付すものである。この特許の権利者であるテラディン・インコーポレーテッドはＶＨＤＭの商品名で市販製品を販売している。
【００１３】
この特許は２片からなるコネクタを示している。コネクタのドータカード部分は金属補強体に保持された複数のモジュールを含む。ここで、各モジュールは２つのウェーハ、接地ウェーハ及び信号ウェーハで組立てられる。バックプレーンコネクタあるいはピンコネクタは隣接する信号ピンの列の間に配置される複数のバックプレーンシールドを有する列状の信号ピンを含む。
【００１４】
モジュラーコネクタのさらに他の変形が米国特許出願第０９／１９９１２６号に開示されており、ここでの参照に付す。この特許の権利者であるテラディン・インコーポレーテッドはＶＨＤＭ−ＨＳＤの商品名の市販製品を販売している。この出願は各々のモジュールが２つのウェーハで組立てられた金属補強材に一体的に保持されるモジュラー型コネクタである、ＶＨＤＭ（登録商標）と同様のコネクタを開示している。しかしながらこの特許出願に示されるウェーハは対をなして配置された信号コンタクトを有する。このコンタクトの対は差分信号を与える形態になっている。対をなす信号コンタクトは、いずれかのコンタクトと異なる信号の対の部材である隣接する信号コンタクトとの間隔より相互により近接した間隔になっている。
【００１５】
【発明の概略】
発明の背景において説明したように、電子システム産業の趨勢に歩調を合わせるためにより速い速度でより高密度のコネクタが必要とされている。しかしながら特定の用途に設計されたバックプレーンの形状に課せられる制約によりコネクタの課題解決に利用可能な手段が狭められる。
【００１６】
それゆえ１つの片におけるシールドが第２の片におけるシールドに垂直な方向に向いた対向する片を有する電気コネクタが提供される。好ましい実施例において、コネクタの１つの片はウェーハで組立てられ、ウェーハの間にシールドが配置される。１つの片におけるシールドは他方の片におけるシールドとの電気的接続を行うための対応するコンタクト部分を有する。このような形態において、容易に製造され改善されたシールド特性を有するコネクタが提供される。
【００１７】
他の実施例において、コネクタの第２の片は金属で形成され、絶縁材料で囲まれた信号コンタクトが挿入されるスロットを含む。このような形態において、信号コンタクトはクロストークに対する付加的な四方の壁状シールドが備えられる。
【００１８】
本発明の前述した、また他の目的、特徴は、添付の図面を参照して、エッグクレート（卵かご）型のシールディングコネクタについての以下のより詳細な説明から明らかとなろう。図において、全体として同様の参照符号は同様の部分を示している。説明を簡易明快にするために、図は尺度を考えずに、発明の原理を示すことが強調されている。
【００１９】
図１は本発明の一実施例により形成されたコネクタ組立体１００の破断した図である。このコネクタ組立体１００は２つの片を含む。第１の片はドータカード１０２に連結され、ドータカードコネクタ１２０と称せられる。第２の片はバックプレーン１０４に連結され、バックプレーンコネクタ１１０と称せられる。ドータカードコネクタ１２０及びバックプレーンコネクタ１１０は相互に組合せ可能で、基板−基板コネクタを形成する。ここで、コネクタはバックプレーンとドータカードとを連結するものとして図示及び説明する。しかしながら、ここに説明する技術は他の基板−基板コネクタで、また、ケーブル−基板コネクタでも実施されよう。
【００２０】
一般的に複数のバックプレーンコネクタが１枚のバックフーレーンに連結され、並べて揃えられる。従って、複数ドータカードコネクタが複数のバックプレーンコネクタに組合せられるように１枚のドータカードに設けられる。ここで、図示の上から、また説明を容易にするために、１つだけのバックプレーンコネクタ１１０とドータカードコネクタ１２０とが示されている。
【００２１】
また図２を参照すると、バックプレーンコネクタ１１０の支持部は囲い板１２２であり、これは絶縁性材料を用いた射出成形工程で形成されるのが好ましい。適切な絶縁性材料は液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）あるいは高温ナイロン等のプラスチックである。囲い板１２２はその対向する側に側壁凹部１２４を含む。以下に説明するように、側壁凹部１２４は２つのコネクタ１１０、１２０が組合せられた時にドータカードコネクタ１２０の要素を位置合せするために用いられる。バックプレーンシールド１３０を受け入れる複数の幅の狭い凹部ないし溝１２５が側方の凹部に垂直に囲い板１２２の底板に沿っている。
【００２２】
バックプレーンコネクタ１１０はバックプレーンコネクタ１１０がドータカードコネクタ１２０に組合せられた時にバックプレーン１０４とドータカード１０２との間で信号を移送するアレイ状の信号導線を含む。信号導線の第１の端部に当接コンタクト１２６が配置されている。好ましい実施例において、当接コンタクト１２６は信号ブレードの形であり、差分信号を移送する経路を与えるような形状になっている。典型的には差分対と称せられる１対の導線経路１２６ａ、１２６ｂにより差分信号が与えられる。２つの経路の間の電圧差が差分信号対を表す。好ましい実施例において、各縦列に８列の信号ブレードがある。この８個の信号ブレードは８個の単一端信号、あるいは前述したように４個の差分信号対を与えるようにされよう。
【００２３】
信号ブレード１２６は囲い板１２２を通り抜けて、末端がテール要素１２８となっているが、このテール要素は好ましい実施例においてバックプレーン１０４における信号孔１１２内に締まり嵌めされるようになる。信号孔１１２はバックプレーン１０４における信号トレースに連結された、めっきされたスルーホールである。図１は「針の目」テールのようなテール要素を示すが、テール要素１２８は、面装着要素、ばねコンタクト、はんだ付け可能なピン等の種々の形であってもよい。
【００２４】
ここで図３を参照すると、複数のシールドプレート１３０が信号ブレード１２６の縦列の間に設けられ、それぞれ複数の溝１２５の１つに配置されている。シールドプレート１２６はベリリウム銅、あるいはより典型的には真鍮またはリン青銅のような銅合金で形成されよう。シールドプレート１３０はまた構造に対し付加的な安定性を与えるために８〜１２ミル（０．２〜０．３ｍｍ）の範囲の適当な厚さに形成されよう。
【００２５】
単一端の実施例において、シールドプレートが信号ブレード１２６の縦列の間に配置されている。好ましい実施例において、シールドプレート１３０は信号ブレード１２６の対の間に配置されている。シールドプレート１３０は実質的に平坦な形状であり、末端がバックプレーン１０４における接地孔１１４内に締まり嵌めされるようにしたテール要素１３２の下端部になっている。好ましい実施例において、テール要素１３２は「針の目」コンタクトの形になっている。接地孔１１４はバックプレーン１０４の接地面に連結された、めっきされたスルーホールである。好ましい実施例において、シールドプレート１３０はテール要素１３２を含む。シールドプレート１３０の上端部に傾斜面（付番なし）が設けられる。実施例において、シールドプレート１３０はその第１の面に補強リブ１３４を含む。
【００２６】
また図１を参照すると、ドータカードコネクタ１２０はモジュラー型コネクタになっている。すなわち、これは複数のモジュールないしウェーハ１３６を含む。複数のウェーハは金属補強体１４２で支持されている。ここで、金属補強体１４２の代表的な部分が図示されている。またウェーハ１３６の例が示されている。好ましい実施例において、ドータカードコネクタ１２０は並べて堆積された複数のウェーハを含み、各ウェーハは金属補強体で支持されている。
【００２７】
金属補強体１４２は一般に典型的にはステンレス鋼あるいは押出し成形されたアルミニウムのような金属ストリップで形成され、複数の開口１６２が打ち抜かれている。複数の開口１６２はウェーハ１３６を保持固定するように結合する複数のウェーハ１３６の各々の手段１５８を受け入れるようにしてある。ここで、金属補強体１４２はウェーハの位置を保持するために、第１の端部に配置された第１の開口１６２ａ、金属補強体の実質的に９０°の屈曲部内に配置され第２の開口１２６ｂ、金属補強体の第２の端部に配置された第３の開口１６２ｃの３つの開口１６２を含む。金属補強体１４２は取り付けられた時にウェーハ１３６の２つの縁部の各々に係合する。
【００２８】
各ウェーハ１３６は信号部分１４８及びシールド部分１４０を含む。信号部分１４８及びシールド部分１４０はともに絶縁性材料でインサートモールドされた絶縁ハウジング１３８、１３９を含む。ハウジング１３８、１３９を形成するのに用いられる典型的な材料は液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ボリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）あるいは他の適当な高温耐久性の絶縁材料を含む。
【００２９】
信号部分１４８の絶縁ハウジングの内部に絶縁ハウジング１３８から２つの端部の各々を通って外方に延びる導電性要素が配置される。導電性要素はベリリウム銅のような銅合金で形成され、ほぼ８ミル（０．２ｍｍ）の厚さのロール材料からスタンピングされよう。
【００３０】
第１の端部において、各々の導電性要素は末端がドータカード１０２における信号孔１１６内に締まり嵌めされるようにしたテール要素１４６になっている。信号孔１１６はドータカード１０２における信号トレースに連結されためっきされたスルーホールである。第２の端部において、各々の導電性要素は末端が当接コンタクトになっている。好ましい実施例において、当接コンタクトはバックプレーンコネクタ１１０から信号プレード１２６を受け入れるようにしたビーム構造１４４の形になっている。バックプレーンコネクタ１１０に含まれる各々の信号ブレード１２６に対して、ドータカードコネクタ１２０における１つの対応するビーム構造１４４が設けられる。
【００３１】
好ましい実施例において、各ウェーハ１３６に対して、８列、あるいは４個の差分対のビーム構造が設けられる。ウェーハを横切る方向に測定された差分対の間隔は１．６ｍｍ〜１．８ｍｍである。ウェーハを横切る方向に測定されたグループの間隔は約５ｍｍである。すなわち、第１の対における左側の信号ブレード１２６と隣接する対における左側の信号ブレード１２６との間のような反復する同様の手段の間隔は５ｍｍである。
【００３２】
絶縁ハウジング１３８の第３及び第４の端部に、ウェーハ１３６を補強体１４２に取り付けるため補強体の開口１６２に挿入される複数の手段１５８ａ〜１５８ｃが設けられる。第４の端部における手段１５８ａ、１５８ｂは絶縁ハウジングに形成されたタブの形となっているが、第３の端部における手段１５８ｃは金属補強体１４２における第３の開口１６２ｃに締まり嵌めされるようにしたハブである。
【００３３】
ウェーハ１３６のシールド部分は、シールド１４０と称せられるが、典型的にはベリリウム銅のような銅合金で形成され、約８ミル（０．２ｍｍ）の厚さの金属ロールからスタンピングされる。前述したように、シールドはまた絶縁材料内に部分的に配置される。
【００３４】
シールド１４０における絶縁性材料は信号ビーム１４４が入る複数の空所１６６を形成する。コネクタのドータカード１２０及びバックプレーン１１０が組合せられた時にバックプレーンコネクタ１１０の側壁凹部１２４に係合して位置合せ工程を補助する囲い板ガイド１６０ａ、１６０ｂがウェーハ１３６の第１及び第３の端部に形成された空所１６６に近接している。側壁凹部１２４と囲い板ガイド１６０ａ、１６０ｂとの組合せによりバックプレーンコネクタ１１０とドータカードコネクタ１２０とが組合せられた時にウェーハ１３６の不必要な回転が防止され、ウェーハ１３６の一様な間隔が保持される。ウェーハのピッチないしウェーハの間隔は１．７５ｍｍ〜２ｍｍの範囲内であり、好ましいウェーハのピッチは１．８５ｍｍである。
【００３５】
側壁凹部１２４はまた当接コンタクトの力のバランスをとることによりウェーハに付加的安定性を与える。好ましい実施例において、バックプレーンコネクタ１１０の信号ブレード１２６がドータカードコネクタ１２０の信号ビーム１４４に当接する。この当接インタフェースの特性は、ビームからの力が全てブレードの一方の側ないし面だけにかかることである。その結果この当接インタフェースにより与えられる力は全て１つの方向になり、圧力を均等化する反対方向の力がない。バックプレーンの囲い板１２２に設けられた側壁凹部１２４がこの力を均等化してコネクタ１００に安定性を与える。
【００３６】
シールド１４０の第１の端部に複数のテール要素が配置されている。各々のテール要素はドータカード１０２における接地孔１１８内に締まり嵌めされるようになっている。接地孔１１８はドータカード１０２における接地トレースに接続されるめっきされたスルーホールである。図示の実施例において、シールド１４０は３個のテール要素１５２を含むが、好ましい実施例において、４個のテール要素が含まれる。好ましい実施例において、テール要素は「針の目」要素の形となる。
【００３７】
シールド１４０の第２の端部に当接コンタクト１５０がある。図示の実施例において、当接コンタクト１５０はバックプレーンのシールド１３０の傾斜面縁部を受け入れるようにしたビーム形になっている。シールド１３０、１４０の間に形成される連結部はコネクタ１１０、１２０を介してドータカード１０２とバックプレーン１０４との間の接地経路を与える。
【００３８】
ここで図４を参照すると、組立てられたウェーハが示されている。ウェーハ１３６の信号部分１４８及び接地部分１４０が組立てられた時に、信号テール要素１４６及び接地テール要素１５２は一平面をなす直線上にある。図示のように、各対の信号テール要素１４６の間に１つの接地テール要素１５２が配置されている。
【００３９】
ここで図５を参照すると、モールド工程の前の形で示されたシールド１４０はシールド１４０の両側に配置されたウィング１５４ａ、１５４ｂを含む。完成したウェーハ１３６において、これらのウィング１５４ａ、１５４ｂは囲い板ガイド１６０ａ、１６０ｂを形成する絶縁性材料内に配置されている。
【００４０】
一般的にウィング１５４ａ、１５４ｂを形成するために、最初にシールド１４０が典型的にはベリリウム銅のような銅合金の金属ロールからスタンピングされる。ウィング１５４ａ、１５４ｂがシールド１４０に対し実質的に９０°の角度をなすようにシールド１４０の平面から屈曲させられる。かくして形成されたウィング１５４ａ、１５４ｂはシールド１４０の平面に対し実質的に垂直な新たな平面を形成する。
【００４１】
シールド１４０はまた前述したテール要素１５２ａ〜１５２ｃ、シールド末端ビーム１５０ａ〜１５０ｃ及び複数のシールドフィンガ１７０ａ〜１７０ｄを含む。シールドフィンガ１７０ａ〜１７０ｄは当接コンタクト１５０ａ〜１５０ｃに近接して、ウィング１５４ａ、１５４ｂの間に配置されている。シールドフィンガ１７０ａ〜１７０ｄの面に補強リブ１７２が設けられる。好ましい実施例において、４個のシールドフィンガ１７０ａ〜１７０ｄが設けられ、各シールドフィンガに２個の補強リブ１７２ａ、１７２ｂが対向する当接コンタクトにより加えられる力に抗するように配置される。
【００４２】
またウェーハ１３６の信号部分１４８とシールド１４０とを一体的に保持する作用をなす複数の突出する開口ないしアイレット１５６がシールド１４０の面に設けられる。信号部分１４８はこれらのアイレット１５６が挿入される開口ないしアイレット受け部１６４（図４）を含む。挿入した後にアイレット１５６の前側縁部（付番なし）が巻き戻されてアイレット受け部１６４を取り囲む信号部分の面に係合してシールド１４０と信号部分１４８とを一体的に係止する。
【００４３】
シールド１４０はさらにフロースルーホール１６８を含むものとして示されている。フロースルーホール１６８はインサートモールド工程の際にシールド１４０に与えられる絶縁材料を受け入れる。絶縁材料がフロースルーホール１６８内に堆積して絶縁性材料とシールド１４０との間に強力な接着を行う。好ましい実施例において、各々のシールドフィンガ１７０ａ〜１７０ｄの面上に、各々のウィング１５４ａ、１５４ｂの屈曲部内に１つのフロースルーホール１６８が設けられる。
【００４４】
図示の実施例において、当接コンタクト１５０ａ〜１５０ｃはいずれかの端部においてシールドフィンガ１７０ｂ〜１７０ｄのうちの１つに縁部に取り付けられた弧状ビームである。ウィング１５４ａ、１５４ｂと同様に、当接コンタクト１５０ａ〜１５０ｃは典型的にはシールドがスタンピングされた後にシールド１４０の面から屈曲される。好ましい実施例において、十分なばね力を与えるようにシールド末端ビーム１５０ａ〜１５０ｃにおいて少なくとも２つの屈曲部が形成される。
【００４５】
当接コンタクト１５０ａ〜１５０ｃが所定位置に屈曲された時に形成される間隙（付番なし）は２つのコネクタ１１０、１２０が組合せられた時にバックプレーンシールド１３０の傾斜面縁部を受け入れる。しかしながらこの間隙はバックプレーンシールド１３０の傾斜面縁部自由に受け入れるのに十分な幅ではない。従って、当接コンタクト１５０ａ〜１５０ｃはバックプレーンシールド１３０により変位している。この変位は当接コンタクト１５０ａ〜１５０ｃにばね力を生じ、かくしてシールド１３０、１４０の間に有効な電気的接触を与えてコネクタ１１０、１２０の間に接地経路を完成する。
【００４６】
図６は図１のコネクタ１００の２つの片が組合せられた時に形成されるシールディングパターンの上側断面図である。図ではバックプレーンコネクタ１１０及びドータカードコネクタ１２０の一部の要素だけが示されている。
【００４７】
特にバックプレーン１３０及びドータカード１４０のシールド、信号ブレード１２６及び囲い板１２２の側壁凹部１２４が含まれる。さらに代表的なドータカードシールド１４０ａに対して、シールド１４０ａ、ドータカードコネクタ１２０からの対応するビーム構造１４４及び当接コンタクト１５０の周囲に形成された絶縁性材料を表す外形が示されている。
【００４８】
各々のコネクタ１１０、１２０におけるシールドプレート１３０、１４０は組合せられた時に格子パターンを形成する。格子の各セル内に信号コンタクトが配置される。ここで、信号コンタクトはバックプレーンコネクタ１１０の信号ブレード１２６とドータカードコネクタ１２０の２つのビーム構造１４４とからなる差分対である。単一端の例において、１つの信号ブレード１２６と１つのビーム構造１４４とが信号コンタクトを形成する。
【００４９】
図６に示されるシールド構造は、信号コンタクトとそれに当接するコンタクトとの間に１つまたはそれより多くのバックプレーンシールド１３０と１つまたはそれより多くのドータカードシールド１４０との組合せを与えることにより、各々の信号コンタクトを各々の隣接する信号コンタクトから分離する。また、ドータカードシールド１４０のいずれか側に配置されたウィング１５４ａ、１５４ｂが囲い板１２２の側壁に近接して配置された信号コンタクト間のクロストークを禁止し、さらにバランスのとれた差分対を与える対称的な接地構造を形成することがわかるであろう。
【００５０】
図７を参照すると、コネクタ１００′の他の実施例が示されている。コネクタ１００′はバックプレーンコネクタ２００及びドータカードコネクタ２１０を含むものとして示されている。ドータカードコネクタ２１０は金属補強体２４２に保持された複数のウェーハ２３６を含む。２つの代表的なウェーハ２３６が示されている。ウェーハ２３６は第１の回路ボード１０２に取り付けられるようにした複数のコンタクトテール２４６、２５２を含む。ウェーハはさらにバックプレーンコネクタ２００から延びる信号ブレード２２６に当接するようにした複数の信号ビーム２４４を含む。
【００５１】
信号ビーム２４４の間に複数の当接コンタクト２５０が配置されている。当接コンタクト２５０はバックプレーンコネクタ２００に含まれるバックプレーンシールド２３０の傾斜面縁部を受け入れるようにしてある。バックプレーンシールド２３０はまた第２の回路ボード１０４内に締まり嵌めされるようにした複数のテール要素２３２を含むものとして示されている。
【００５２】
ここで図８を参照すると、ウェーハ２３６は信号部分２４８及びシールド部分２４０を含むものとして示されている。信号部分２４８は好ましくはインサート射出成形された絶縁ハウジング２３８を含む。絶縁ハウジング２３８を形成するのにＬＣＰあるいはＰＰＳ等の高温耐久性の絶縁性材料が適当である。
【００５３】
信号部分２４８はコンタクトテール２４６及び信号ビーム２４４を含むものとして示されている。ここでコンタクトテール２４６及び信号ビーム２４４は差分信号を与える差分対の形状になっているが、単一端の形状ともされよう。信号部分２４８はまたウェーハ２３６のシールド部分２４０からアイレット２５６を受け入れるアイレット受け入れ部２６４を含む。アイレット２５６はアイレット受け入れ部２６４内に挿入され、信号部分２４８の面に対し半径方向外方に巻かれて２つの部分を一体的に係止する。
【００５４】
シールド２４０ないしシールド部分の下側部分２４０はＬＣＰあるいはＰＰＳ等の絶縁性材料を用いてインサートモールドされる。絶縁ハウジングは信号部分２４８の信号ビームを受け入れる複数の空所２６６を形成する。各々の空所２６６の底面は開口３４０を有し、この開口３４０を通してバックプレーンコネクタ２００の信号ブレード２２６はドータカードコネクタ２１０の信号ビーム２４４に達する。
【００５５】
シールド２４０はさらにコンタクトテール２５２及び当接コンタクト２５０を含むものとして示されている。当接コンタクトは図１１に関連してより詳細に説明されよう。
【００５６】
ここで図９を参照すると、バックプレーンコネクタ２００が囲い板２２２を含むものとして示されている。囲い板２２２は好ましくは亜鉛のダイカストのような金属で形成される。囲い板は特にウェーハ２３６を囲い板２２２内の適切な位置に案内するために用いられる側壁凹部２２４を含む。側壁凹部２２４は囲い板２２２の対向する壁部に配置されている。
【００５７】
囲い板２２２の低面に複数の開口２３４及び複数の幅の狭い溝２２５が配置されている。ここでは矩形状の複数の開口２３４は、好ましくはＬＣＰ、ＰＰＳあるいは他の高温耐久性の絶縁性材料でモールド成形された絶縁性材料のブロック３００を受け入れるようにしてある。絶縁ブロックは囲い板が鋳造された後に開口２３４内に締まり嵌めされる。好ましい実施例において、複数の絶縁ブロック３００が絶縁性材料のシートに取り付けられて挿入及び扱いをより容易にする。
【００５８】
各々の絶縁ブロック３００は１つのブレード２２６を受け入れるようにした少なくとも１つのチャネル３１０を含む。コネクタ１００′が差分信号を移送するような形態とした好ましい実施例において、絶縁ブロック３００は１対の信号ブレード２２６を受け入れるための２つのチャネル３１０を含む。信号ブレード２２６は絶縁ブロック３００内に圧し込まれ、絶縁ブロック３００の方は金属囲い板２２２内に圧し込まれる。第２の回路ボード１０４内に締まり嵌めされるようにしたコンタクトテール２２８が絶縁ブロック３００の底部から延びている。
【００５９】
ここで、矩形の開口２３４はバックプレーンコネクタ２００を通る信号のクロストークをさらにシールドする。絶縁ブロック３００は信号ブレード２２６を金属囲い板２２２から絶縁する。
【００６０】
バックプレーンコネクタ２００はさらに金属囲い板２２２の底面に配置された幅の狭い溝２２５内に挿入される複数のバックプレーンシールド２３０を含むものとして示されている。金属囲い板２２２の底部からコンクタトテール２３２が延びている。マタバックプレーンには、接地部に共通接続するための手段、あるいは特にバックプレーンシールド３２０を金属囲い板２２２に連結するための手段が含まれる。ここで接地部に共通接続するための手段は複数の軽く締まり嵌めされたコンタクト２３１として示されている。
【００６１】
シールドビーム３２０はコネクタ１００′を通る完全な接地経路を与えるようにウェーハ２３６の当接コンタクト２５０に接触して作用する。これらの特徴と、ドータカードコネクタ２１０に含まれるシールド２４０とバックプレーンシールド２３０に関するさらに詳細な事項との相互作用は図１０及び１１に関連して以下にさらに詳細に説明される。
【００６２】
ここ図で１０を参照すると、バックプレーンシールド２３０はベリリウム銅、真鍮あるいはリン青銅のような銅合金で形成されている。シールドビーム２３０はバックプレーン２３０からスタンピングされ、バックプレーンシールドの平面から外方に屈曲される。シールドビームはさらにビーム３２０の末端部において曲線状ないし弧状の領域を含むようにされる。
【００６３】
また図１１を参照すると、ドータカードコネクタ２１０のシールド２４０は複数の当接コンタクト２５０を含むものとして示されている。各々の当接コンタクト２５０はスロット（付番なし）及びドータカードのシールドビーム２５１を含む。ドータカードのシールドビーム２５１はドータカードトールド２４０からスタンピングされ、シールド２４０の平面から外方に屈曲される。シールドビーム２５１の末端部はビーム２５１の底部から角度をなして延びる短いタブ２４９を与えるように屈曲している。
【００６４】
組合せられた時に、バックプレーンシールド２３０の傾斜面縁部はドータカードシールド２５０の当接コンタクト２５０内に挿入され、当接コンタクト２５０のスロット内に入り込む。バックプレーンシールドビーム３２０がドータカードのシールドビーム２５１に係合するとさらに電気的接触が確実になる。好ましい実施例において、バックプレーンのシールドビーム３２０の曲線状領域３２２はドータカードのシールドビーム２５１の短いタブ２４９に弾性的に係合する。
【００６５】
ドータカードシールド２４０はさらにドータカードシールド２５１と当接コンタクト２５０に近接してシールド２４０の両側に配置されたシールドウィング２５４を含む。シールドウィング側壁凹部２２４に近接したコネクタの縁部に沿って生ずるクロストークに対しさらに保護する。
【００６６】
さらにドータカードシールド２４０の面に補強リブ２７２が含まれる。補強リブは２つのシールド２３０、２３０の間の当接インタフェースにより与えられる力の面からドータカードシールド２４０に対する支持と付加的な安定性とを与える。
【００６７】
いくつかの実施例について説明したが、多くの他の例あるいは変形もなされよう。例えば、コネクタのバックプレーン１１０あるいはドータカード１２０をそれぞれの回路ボード１０４、１０２に連結するための前述した型のコンタクトは主として針の目コネクタとして図示及び説明されている。他の同様な型のコネクタも用いられよう。特殊な例として面装着要素、ばねコンタクト、はんだ付け可能なピン等が含まれる。
【００６８】
さらに、シールド末端ビームコンタクト１５０は弧状のビームとして説明した。必要な作用を与えるためにカンチレバー状ビームのような他の構造も考えられよう。
【００６９】
他の例として、差分コネクタは信号導線が対をなして設けられているものとして説明した。好ましい実施例において各対は１つの差分信号を移送するものと考えられる。コネクタはまた単一端信号を移送するために用いられよう。あるいは、同じ技術を用いて各対の代りに単一信号導線としたコネクタが製造されよう。この形態で接地コンタクトの間隔が減少してより高密度のコネクタとされよう。
【００７０】
また、バックプレーン組立体に対する直角のドータカードの用途に関連して説明した。本発明はこれに限定されることはない。同様の構造がケーブルコネクタ、メザニン（中二階）コネクタあるいは他の形状のコネクタに用いられよう。
【００７１】
さらにウェーハは金属補強体に支持されているものとして説明した。あるいは、ウェーハはプラスチック補強体により支持されたり、一体的に接着されよう。
【００７２】
絶縁ハウジングの構造ないし構成に対しても変形がなされよう。好ましい実施例はインサートモールド工程に関連して説明したが、コネクタは最初にハウジングをモールド成形しその後にハウジングに導電性部材を挿入することによって形成されよう。
【００７３】
さらに、他のコンタクトの構造が用いられよう。例えば、前述したブレード及びビームの当接構造の代りに対向ビームのアウトレットが用いられよう。あるいは、ブレードとビームとの位置を逆にしてもよい。他の変形はテールの形状を変化させることである。スルーホールによる取り付けの場合のはんだ付けが用いられ、あるいは面装着はんだ付けのリード線が用いられよう。他の形の取り付けとともに圧力装着テールが用いられよう。
【００７４】
本発明を好ましい実施例に関して図示及び説明したが、発明の範囲を逸脱することなく形状及び細部について種々の変形をなし得ることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例により形成されたコネクタ組立体の破断した図である。
【図２】 図１のバックプレーンコネクタを示す図である。
【図３】 図１のバックプレーンシールド１３０を示す図である。
【図４】 図１の信号ウェーハを表す他の図である。
【図５】 モールド成形前の図１のドータカードのシールドプレート１４０の図である。
【図６】 図１の２つの片が組合せられた時に形成されるシールディングパターンの断面図である。
【図７】 図１のコネクタ１００の他の例を示す図である。
【図８】 図４のウェーハの他の例を示す図である。
【図９】 図２のバックプレーンの他の例を示す図である。
【図１０】 図３のバックプレーンシールドプレートの他の例を示す図である。
【図１１】 図５のドータカードシールドプレートの他の例を示す図である。

Claims (18)

1. 各々が第１の回路ボードに電気的に接続されるようにした第１の端部（１４６）と第１の当接コンタクト（１４４）が配置された第２の端部とを有する第１のアレイ状導電性要素と、上記アレイ状の導電性要素の導電性要素の列の間に配置された第１の複数のプレート（１４０）と、からなる第１のコネクタ片（１２０）と、
   各々が第２の回路ボードに電気的に接続されるようにした第１の端部と第２の当接コンタクトが配置された第２の端部とを有する第２のアレイ状導電性要素と、上記第２のアレイ状の導電性要素の導電性要素の縦列の間に配置された第２の複数のプレート（１３０）と、からなる第２のコネクタ片（１１０）と、
   からなる電気コネクタ（１００）であって、
   上記第２の複数のプレート（１３０）が、上記第１のコネクタ片（１２０）と上記第２のコネクタ片（１１０）とが組合せられた時に、上記第２のアレイ状導電性要素の間に且つ上記第１の複数のプレート（１４０）に垂直に配置されることを特徴とする電気コネクタ。
2. 上記第１の複数のプレート（１４０）が実質的に平坦であり、また
   上記第１の複数のプレート（１４０）の各々の平面から変位している複数のばね力コンタクト（１５０）が配置された第１の端部と、
   上記第１の回路ボードに電気的に接続されるようにした第２の端部と、
   上記第１の複数のプレート（１４０）の各々の平面から変位した上記第１の端部の対向する縁部に配置された１対のウィング（１５４ａ、１５４ｂ）と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 上記第２の複数のプレート（１３０）が 上記第２の回路ボードに電気的に接続されるようにした第１の端部と、
   上記第１の複数のプレート（１４０）の各々の複数のばね力コンタクト（１５０）の１つに受け入れられるようにした第２の端部と、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の電気コネクタ。
4. 上記第１のコネクタ片（１２０）が
   各々が上記第１のアレイ状の導電性要素の列を取り囲む複数の絶縁ハウジング（１３８、１３９）をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の電気コネクタ。
5. 上記第１の複数のプレート（１４０）が複数のアイレット（１５６）をさらに含み、上記複数の絶縁ハウジング（１３８、１３９）の各々が上記第１の複数のプレート（１４０）の１つの複数のアイレットを受け入れることを特徴とする請求項４に記載の電気コネクタ。
6. 上記複数の絶縁ハウジング（１３８、１３９）を支持する金属補強体（１４２）をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の電気コネクタ。
7. 上記第１及び第２のアレイ状の導電性要素が差分信号を与えるように対をなして電気的にグループ化されていることを特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ。
8. 上記複数のばね力コンタクト（１５０）が第２のプレート（１３０）に電気的に係合することを特徴とする請求項２に記載の電気コネクタ。
9. 上記第１の複数のプレート（１４０）が部分的に絶縁性材料に収容され、上記絶縁性材料が各々上記第１の当接コンタクト（１４４）の１つを支持するようにした複数の空所（１６６）を形成することを特徴とする請求項４に記載の電気コネクタ。
10. 複数の縦列をなす第１の信号導線を有する第１のコネクタ片（１２０）と、複数の縦列をなす第２の信号導線を有する第２のコネクタ片（１１０）とを備え、上記第１のコネクタ片（１２０）と第２のコネクタ片（１１０）とが組合せられた時に上記第２の信号導線が上記第１の信号導線に当接するようにした電気コネクタ（１００）であって、
    各々が上記第１のコネクタ片（１２０）における隣接する信号導線の列の間にある第１の複数のプレート（１４０）と、
    各々が上記第２のコネクタ片（１１０）における隣接する信号導線の列の間にある第２の複数のプレート（１３０）と、
    上記第１の複数のプレート（１４０）における第１の複数の当接コンタクト（１４４）と、
    をさらに含み、上記第１のコネクタ片（１２０）と上記第２のコネクタ片（１１０）とが組合せられた時に第１の複数のプレート（１４０）が第２の複数のプレート（１３０）に垂直に接触することを特徴とする電気コネクタ。
11. 上記第２の複数のプレート（１３０）が実質的に平面上であり、
    上記第１の複数のプレート（１４０）の各々の平面から変位している第２の当接コンタクトが配置された第１の端部と、
    第１の回路ボードに電気的に接続されるようにした第２の端部と、
    上記第１の複数のプレート（１４０）の各々の平面から変位した上記第１の端部の対向する縁部に配置された１対のウィングと、
    を含むことを特徴とする請求項１０に記載の電気コネクタ。
12. 補強体と、
    各々が上記第２の複数の縦列をなす信号導線を支持し、各々が上記第１のコネクタ片（１２０）に面する前面と上記補強体に取り付けられた後面とを有する複数の絶縁ハウジングと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載のコネクタ。
13. 上記第２の複数のプレート（１３０）が複数のアイレットをさらに含み、上記複数の絶縁ハウジングの各々が上記第２の複数のプレート（１３０）の１つの複数のアイレットを受け入れるようにしていることを特徴とする請求項１２に記載の電気コネクタ。
14. 上記第１の複数のプレート（１４０）の各々が第２の回路ボードに電気的に接続されるようにした第１の端部を含むようにしたことを特徴とする請求項１１に記載の電気コネクタ。
15. 複数の信号導線を含む電気コネクタのシールディング装置であって、
    第１のコネクタ片（１２０）に配置された第１の複数のプレート（１４０）と、
    第２のコネクタ片（１１０）に配置され、上記第１のコネクタ片（１２０）と第２のコネクタ片（１１０）とが組合せられた時に上記第１の複数のプレート（１４０）に垂直になっている第２の複数のプレート（１３０）と、
    からなり、上記複数の信号コンタクトの各々が上記第１及び第２のプレートによって形成される複数の格子セルの１つの内に配置されるようにしたことを特徴とするシールディング装置。
16. 上記第１の複数のプレート（１４０）が実質的に平坦であり、また
    上記第１の複数のプレート（１４０）の各々の平面から変位している複数の当接コンタクトが配置された第１の端部と、
    第１の回路ボードに電気的に接続されるようにした第２の端部と、
    上記第１の複数のプレート（１４０）の各々の平面から変位した上記第１の端部の対向する縁部に配置された１対のウィングと、
    を含むことを特徴とする請求項１５に記載のシールディング装置。
17. 上記第１の複数のプレート（１４０）が複数のアイレットをさらに含み、上記複数の絶縁ハウジングの各々が上記第２の複数のプレート（１３０）の１つの複数のアイレットを受け入れるようにしていることを特徴とする請求項１６に記載のシールディング装置。
18. 上記第２の複数のプレート（１３０）の各々が
    上記第２の回路ボードに電気的に接続されるようにした第１の端部と、
    上記第２の複数のプレート（１３０）の各々から上記第１の複数のプレート（１４０）の１つに受け入れられるようにした第２の端部と、
    を含むことを特徴とする請求項１７に記載のシールディング装置。

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