JPWO2012111270A1 - 高速インタフェース用コネクタ - Google Patents

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Abstract

本発明の高速インタフェース用コネクタは、互いに隣接する一対の差動伝送方式の信号用ピンと、一対の差動伝送方式の信号用ピンの両側を挟む二本の安定電位ピンとを含む差動伝送方式信号ピン配列であって、二本の安定電位ピンは互いに異なる電位を有する、差動伝送方式信号ピン配列を有するケーブルもしくはメモリーカードを接続するための高速インタフェース用コネクタであって、一対の差動伝送方式の信号用ピンにそれぞれ接続し、互いに隣接する差動伝送方式の第一及び第二のコンタクト端子と、第1及び第2のコンタクト端子の両側を挟む第三及び第四のコンタクト端子であって、第一のコンタクト端子と隣接する第三のコンタクト端子は、二本の安定電位ピンのうちの一つと接続され、第二のコンタクト端子と隣接する第四のコンタクト端子は、第三のコンタクト端子と同じ電位を有する、第三及び第四のコンタクト端子と、を含む。

Description

本願は、日本国に2011年2月14日に出願した特願2011−28303号の日本特許出願を優先権の基礎とするものであり、この日本特許出願の内容は、本願明細書の一部をなすものとしてここに挙げておく。
本発明は、差動伝送方式信号ピン配列を接続するための高速インタフェース用コネクタに関する。本発明は、具体的には、差動伝送方式信号ピン配列を有するメモリーカードを挿抜自在に接続するためのメモリーカードソケット、USBケーブルを接続するためのUSBケーブル用コネクタ等に関する。
現在、メモリーカードは、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどで撮影した写真、動画の保存用メディアとして、また携帯電話においては写真や動画を含めた様々なコンテンツの保存用メディアとして広く用いられている。また、上記電子機器(以降、ホスト機器と称する)で保存した様々なコンテンツをパーソナルコンピュータに移動もしくはコピーする際のブリッジメディアとしても用いられている。
メモリーカードは、その表面に複数の信号ピン、及び電源ピン、グランドピンを具備している。また、メモリーカード内部は、プリント基板、及びそれに実装されたコントローラLSI、フラッシュメモリなどから構成される。メモリーカード表面の複数のピンは、プリント基板上に形成された配線を介してコントローラLSIの各端子(信号端子、電源端子、グランド端子)と電気的に接続されている。
一方、ホスト機器は、メモリーカードソケットを具備しており、メモリーカードがメモリーカードソケットに挿入されることでホスト機器とメモリーカードとが電気的に接続され、データの読み書きが行われる。
また、メモリーカードソケットは、メモリーカードを保持するためのボディ部、カバーシェル、コンタクト端子などから構成される。コンタクト端子は、メモリーカードが該メモリーカードソケットに挿入された際に、メモリーカードがその表面に具備した複数のピンと接触するようボディ部に固定されている。なお、本発明に関係しない構成部位の説明を省略する。メモリーカードソケットの一例は、例えば特許文献1、2などで開示されている。
特開2010−61474号公報 特開2004−71175号公報
ホスト機器の高機能化で記録される写真や動画の高画質化が進んでおり、それに伴いメモリーカードの記憶容量の拡大も進んでいる。しかし、取り扱うデータ量が多くなるとホスト機器とメモリーカード間のデータ伝送時間が増加し、利便性が低下することから、メモリーカードについても、その記憶容量拡大に合わせてホスト機器−メモリーカード間で行うデータ伝送の速度向上も進められている。
ホスト機器とメモリーカード間の伝送速度の向上に向けて、いくつかアプローチが考えられる。ひとつは、メモリーカードの既存の信号ピンを介してホスト機器と伝送する信号伝送方式の伝送レートを向上することである。これまでのメモリーカードはホスト機器との信号伝送方式として、シングルエンド伝送方式を採用してきており、その伝送レートを向上させることで、メモリーカードの記憶容量拡大に対応してきた。
しかし、シングルエンド伝送方式は、信号線一本につき1ビットの信号を送る伝送方法であり、外来からのノイズの影響を受けやすい。したがって信号振幅を3.3Vや1.8Vなど比較的大きな信号振幅を使う必要があった。このため、伝送レートの高速化、すなわち信号周波数を向上するためには、信号の立ち上がり時間の短縮が必要である。シングルエンド伝送方式においても、これまで、信号周波数の向上、および信号の立ち上がり時間の短縮がなされてきたが、信号振幅が大きいため、信号の立ち上がり時間の短縮は限界にきている。
ホスト機器とメモリーカード間の伝送速度の向上に対する別のアプローチとして、これまでのシングルエンド伝送方式ではなく、ケーブルを用いた機器間高速信号伝送に昨今広く用いられている差動伝送方式を導入することが挙げられる。差動伝送方式は1対の信号線、すなわち2本の信号線を使って信号伝送する方式であり、対をなす2本の信号線のうち、一方には伝送する信号と同じ位相の信号(正相信号)を伝送し、同時に他方には伝送する信号と逆位相(逆相)の信号(逆相信号)を伝送し、受信側でそれらの差を検出する方式である。差動伝送方式では、受信側において、正相信号と逆相信号の差を検知するため、正相信号、逆相信号のそれぞれの振幅を小さくすることができる。このため、立ち上がり時間の短縮が容易であることからシングルエンド伝送方式よりも高速な信号伝送が可能である。また、差動伝送方式では、正相信号、逆相信号の各配線を近接して配置するため、正相信号、逆相信号が外来ノイズの影響を受けたとしても、一般的に正相信号、逆相信号に均一に外来ノイズが重畳する。このため、受信側で正相信号と逆相信号との差を取ることで、両者に均一に重畳した外来ノイズは相殺されることから、差動伝送方式では外来ノイズに対しても影響を受けにくいという特徴を持つ。
シングルエンド伝送方式を用いてホスト機器と信号伝送を行ってきたメモリーカードに差動伝送方式を導入する方法として、差動伝送専用に新たに専用ピンを追加する方法がある。既存のメモリーカードへの新規ピン追加の場合、新規追加ピンのための面積には制約がある。また、新規ピンを具備するメモリーカード側では、メモリーカードソケットに挿入したときに、既存の信号ピンに接続するメモリーカードソケットのコンタクト端子が、メモリーカード挿入途中に新規ピンと接触しても故障しないようなピン配置とする必要がある。あるいは、メモリーカードとして、メモリーカードソケットへの挿入途中に、新規ピンが、既存の信号ピンに接続するためのメモリーカードソケット側のコンタクト端子とは接触しないようなピン配置とする必要がある。
一方、メモリーカード側では、差動伝送用の差動信号ペアの両側をグランド端子とすることができず、例えば、図2のDif1に示すような、グランドピンP7(G)、差動ピンP8(S+)、P9(S−)、電源ピンP10(V2)のピン配列となる場合がある。このように、差動信号ペアである差動ピンP(S+)、P(S−)の両端が異なる電位の安定電位ピンである場合、P7(G)からP8(S+)へ重畳するクロストークノイズと、P10(V2)からP9(S−)へ重畳するクロストークノイズにより差動信号品質が劣化する可能性がある。これは、差動ピンP8(S+)、P9(S−)の両側に位置する安定電位ピンP7(G)とP10(V2)とのそれぞれに流れる相関のない電流成分がクロストークノイズとして差動信号に重畳すると差動信号の受信側(差動レシーバ;図示省略)では、これらの相関のないクロストークノイズを相殺できないためである。
上記差動伝送方式は、メモリーカードに限られず様々な規格に用いられている。機器同士を接続するための接続ケーブルの規格としては、例えば、USBケーブル等にも差動伝送方式が使用されている。したがって、上記問題点は、これらの基板と機材との接続や、接続ケーブルとコネクタとの間においても発生している。
そこで、本発明の目的は、差動伝送用ピンP(S+)、P(S−)を具備し、かつ、その差動ペアピンと隣接する左右のピンが異なる電位の安定電位ピンであるピン配置を有する差動伝送方式信号ピン配列を接続する高速インタフェース用コネクタであって、差動信号品質の劣化を抑制することができる高速インタフェース用コネクタを提供することである。
なお、さらに詳細には、本発明の目的は、上記の図2のDif1に示すような高速信号伝送向けの差動伝送用ピンP(S+)、P(S−)を具備し、かつ、その差動ペアピンの隣接する左右のピンが異なる電位の安定電位ピンであるピン配置を有するメモリーカード、USBケーブル等に対して、差動信号品質の劣化を抑制する高速インタフェース用コネクタを提供することである。
従来の課題を解決するために、本発明に係る高速インタフェース用コネクタは、互いに隣接する一対の差動伝送方式の信号用ピンと、前記一対の差動伝送方式の信号用ピンの両側を挟む二本の安定電位ピンとを含む差動伝送方式信号ピン配列であって、前記二本の安定電位ピンは互いに異なる電位を有する、差動伝送方式信号ピン配列を有するケーブルもしくはメモリーカードに接続するための高速インタフェース用コネクタであって、
前記一対の差動伝送方式の信号用ピンにそれぞれ接続し、互いに隣接する差動伝送方式の第一及び第二のコンタクト端子と、
前記第1及び第2のコンタクト端子の両側を挟む第三及び第四のコンタクト端子であって、前記第一のコンタクト端子と隣接する前記第三のコンタクト端子は、前記二本の安定電位ピンのうちの一つと接続され、前記第二のコンタクト端子と隣接する前記第四のコンタクト端子は、前記第三のコンタクト端子と同じ電位を有する、第三及び第四のコンタクト端子と、
を含む。
また、前記二本の安定電位ピンのうちのもう一方と接続された第五のコンタクト端子を、さらに含んでもよい。
また、本発明のメモリーカードソケットは、互いに隣接する第一、第二のピンは差動伝送方式の信号用ピンであり、前記第一、第二のピン対の両側を挟んで隣接する第三、第四のピンのうち、前記第三のピンは前記第一のピンに隣接し、前記第一のピンに対して前記第二のピンとは反対側に位置し、前記第四のピンは前記第二のピンに隣接し、前記第二のピンに対して前記第一のピンとは反対側に位置し、前記第三、第四のピンは互いに同一の電位を有しないカードピン配列を有すると共に、前記第四のピンと同一の安定電位に接続された第五のピンを有する差動伝送方式のメモリーカードに対応するメモリーカードソケットであり、
前記メモリーカードの前記第一、第二の差動伝送方式の信号用ピンにそれぞれ接続し、互いに隣接する差動伝送方式の第一及び第二のコンタクト端子と、
前記第一及び第二のコンタクト端子対の両側を挟んで隣接する第三及び第四のコンタクト端子であって、前記第三のコンタクト端子は、前記第一のコンタクト端子に隣接し、前記第一のコンタクト端子に対して前記第二のコンタクト端子とは反対側に位置し、前記第四のコンタクト端子は、前記第二のコンタクト端子に隣接し、前記第二のコンタクト端子に対して前記第一のコンタクト端子とは反対側に位置する、第三及び第四のコンタクト端子と、
を備え、
前記第四のコンタクト端子は、前記メモリーカードの前記第四のピンと接続され、前記第三のコンタクト端子は、前記メモリーカードの前記第三のピンではなく、前記第四のピンと同一の安定電位に接続された前記第五のピンに接続されていることを特徴とする。
本発明に係るメモリーカードソケットの構成によって、差動ピンペアの両側のピンが同電位の安定電位ピンではないメモリーカードに対するメモリーカードソケットは、メモリーカードの差動ピンペアと接続するメモリーカードソケットのコンタクト端子対の両側に隣接するコンタクト端子対を同電位の安定電位とすることができる。
本発明の高速インタフェース用コネクタによれば、差動ピンペアの両側に隣接するピンが同電位の安定電位ピンではない差動伝送方式信号ピンと、ホスト機器との間で送受信される差動信号通信において、高速インタフェース用コネクタによって、差動信号を伝送するコンタクト端子対の両側に隣接する2つの安定電位ピンからのクロストークを互いに相関をもつようにできる。従って差動信号の受信端において互いに相関のあるクロストークは相殺されるので差動信号の品質劣化を抑制する効果を得る。
シングルエンドインタフェースのメモリーカードへ、差動インタフェースを導入する場合の参考例1のメモリーカードの構成を示す概略図である。 シングルエンドインタフェースのメモリーカードへ、差動インタフェースを導入する場合の参考例2のメモリーカードの構成(本発明を実施する際に想定される構成)を示す概略図である。 図2のメモリーカードに対応する、本発明の実施の形態1に係るメモリーカードソケットの一例であって、(a)は、メモリーカードソケットの上面図であり、点線・破線部分はカバーシェルの下部に隠れた部分の透視図であり、(b)は、メモリーカードの裏面図であり、(c)は、(a)のA1−B1区間の断面図であり、(d)は、メモリーカードを挿入した場合の裏面図であり、(e)は、(d)のA2−B2区間の断面図である。 図2のメモリーカードに対応する本発明のメモリーカードソケットの一例であって、(a)は、メモリーカードソケットの上面図であり、点線・破線部分はカバーシェルの下部に隠れた部分の透視図であり、(b)は、メモリーカードソケットの裏面図であり、(c)は、(a)のA3−B3区間の断面図(図6(a)の同区間の断面図も兼ねる)であり、(d)は、メモリーカードを挿入した場合の裏面図であり、(e)は、(d)のA4−B4区間の断面図(図6(c)の同区間の断面図も兼ねる)である。 (a)〜(c)は、図4のコンタクト端子224の構成の一例である。 図2のメモリーカードに対応する本願発明のメモリーカードソケットの別の例であって、(a)は、メモリーカードソケットの上面図であり、点線・破線部分はカバーシェルの下部に隠れた部分の透視図であり、(b)は、メモリーカードソケットの裏面図であり、(c)は、メモリーカードを挿入した場合の裏面図である。 従来のUSBコネクタの構成を示す概略斜視図である。 図7のUSBコネクタのケーブル接続面(A)から見た正面図である。 図7のUSBコネクタの背面(B)から見た背面図である。 (a)は、USBケーブルの接続面の正面図であり、(b)は、USBケーブルの平面図であり、(c)は、USBケーブルの断面構造を示す断面図である。 (a)は、従来のUSBコネクタの背面側の構成を示す斜視図であり、(b)は、実施の形態2に係るUSBコネクタの背面側の構成を示す斜視図である。
以下、本発明の実施の形態に係る高速インタフェース用コネクタについて、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材には同一の符号を付している。
<メモリーカードについて>
まず、差動伝送方式を導入したメモリーカードについて説明する。
これまでシングルエンド伝送方式を用いてホスト機器と信号伝送を行ってきたメモリーカードに差動伝送方式を導入するには、2つの実現方法が考えられる。
<参考例1>
一つ目は、図1に示すように、メモリーカードの既存の信号ピンP(S)をシングルエンド伝送、及び差動伝送の両方の伝送方式で供用することである(以降、「ピン供用構成」と称する。)。この「ピン併用構成」を用いたメモリーカードを参考例1のメモリーカードとする。この「ピン併用構成」では、メモリーカード内のコントローラLSI2は、シングルエンド伝送用I/O回路5、及び差動伝送用I/O回路6を具備する(ホスト機器側のコントローラLSI12も同様の構成)。また、シングルエンド用I/O回路5と差動伝送用I/O回路6は、メモリーカード1a内のプリント基板上の配線4、メモリーカードソケット11aのコンタクト端子(図示せず)、及びホスト機器のプリント基板上の配線14を供用する構成となる。
一方、差動伝送方式は、前述の通りシングルエンド伝送に比べはるかに高速なGHzオーダーの信号伝送を行うことが可能であるが、それを実現するには伝送線路全体として特性インピーダンスの整合を取ることがシングルエンド伝送の場合以上に重要となってくる。しかし、上記の「ピン供用構成」において差動伝送を行う場合、シングルエンド伝送用I/O回路5の負荷容量成分が伝送線路のインピーダンス整合を乱す要因となり、差動伝送方式による高速信号伝送を妨げてしまう。このため、「ピン併用構成」は、差動伝送方式を用いたGHzオーダーの高速信号伝送の実現に向けては必ずしも最適な構成とはいえない。
<参考例2>
差動伝送方式を、シングルエンド伝送方式を用いてホスト機器と信号伝送を行ってきたメモリーカードに導入するための2つ目の実現方法として、差動伝送専用に新たに専用ピンを追加する方法(以降、「差動ピン追加構成」と称する。)がある。この「差動ピン追加構成」を用いたメモリーカードを参考例2のメモリーカードとする。
例えば、図1のメモリーカード1aに新設の差動ピンを追加する場合、図2のメモリーカード1bに示すような追加ピン配置が構成例として考えられる。図2のメモリーカード1bの新規追加ピン(2列目のピン列)において、差動ピンP(S+)、P(S−)はそのピンサイズを小さくし、ピン部分に発生する負荷容量成分を抑え、かつ、両側を安定電位のピンP(GND)またはP(VDD2)で囲うことで、高速差動伝送で重要なインピーダンス整合を図るものである。
なお、S−ATA(Serial ATA)、PCI Expressなど、高速差動伝送インタフェースのコネクタ部分のピン配置は、差動ピンペアの両側にグランドピンを配置することが一般的である。しかし、本発明の背景のように、既存のメモリーカードへ新規ピンを追加する場合、新規追加ピンのための面積には制約がある。また新規ピンを具備するメモリーカードをメモリーカードソケットに挿入したときに、既存の信号ピンに接続するメモリーカードソケットのコンタクト端子が、メモリーカード挿入途中に新規追加ピンと接触しても故障しないようなピン配置とする必要がある。このため、差動信号ペアの両側をグランド端子とすることができず、例えば図2のDif1に示すような、グランドピンP7(G)、差動ピンP8(S+)、P9(S−)、電源ピンP10(V2)のピン配列になることも起こりうる。
図2のメモリーカード1bの2列目のピン配列のように、差動ピンP(S+)、P(S−)の両端が安定電位のピンで囲まれるピン配置がインピーダンス整合の観点では好ましい。しかし、差動ピンP(S+)、P(S−)の両端が異なる電位の安定電位ピンである場合(Dif1)、P7(G)からP8(S+)へ重畳するクロストークノイズと、P10(V2)からP9(S−)へ重畳するクロストークノイズにより差動信号品質が劣化する可能性がある。これは、差動ピンP8(S+)、P9(S−)の両側に位置する安定電位ピンP7(G)とP10(V2)とのそれぞれに流れる相関のない電流成分がクロストークノイズとして差動信号に重畳すると差動信号の受信側(差動レシーバ;図示省略)では、それら相関のないクロストークノイズを相殺できないためである。
ここで、図2のメモリーカードソケット11bとして、図3(a)〜(e)に示すような構成が一例として考えられる。図3の各図に示すように、メモリーカード1bの各ピンに接触するコンタクト端子の配列を、メモリーカードソケット11bのピン配列と同じにして単純に引き出すと、メモリーカード1bでのピンサイズよりも、メモリーカードソケットのコンタクト端子の長さは一般的に長いので、前述の相関のないクロストークは、ソケット11bのコンタクト端子部分で顕著に発生する。
<メモリーカードソケットについて>
次に、特に、参考例2の差動伝送方式を導入したメモリーカードを用いる場合のメモリーカードソケットについて説明する。
(実施の形態1)
図4(a)〜(e)は、本発明の実施形態1におけるメモリーカードソケット400の構成を示す概略図である。具体的には、図4(a)は、メモリーカードソケット400の上面図であり、点線および破線部はカバーシェル310で覆われている部分の透視図をあらわす。また図4(b)は、メモリーカードソケット400の裏面図である。図4(c)の上段は、図4(a)の区間A3−B3の断面図であり、下段は、図4(a)の区間A3’−B3’の断面図である。図4(d)は、高速信号伝送向けの差動伝送用ピンを具備し、かつ、その差動ペアピンの隣接する左右のピンが異なる電位の安定電位ピンであるメモリーカード1bを挿入した場合を示す概略図である。図4(e)の上段は、図4(d)の区間A4−B4の断面図であり、下段は、図4(d)の区間A4’−B4’の断面図である。
図4(a)〜(e)のメモリーカードソケット400は、コンタクト端子210〜227、ボディ部420、カバーシェル410、カバーシェル固定端子430等によって構成される。
コンタクト端子210〜227は、導電性の材質からなり、メモリーカード1bのピンと接触し、メモリーカード1bと該メモリーカードソケット400が実装されるホスト機器の間での信号伝送、電源、及びグランド電位の供給を行う。
ボディ部420は、樹脂材料などの非導電性材質からなり、各コンタクト端子を固定し、かつ、メモリーカード1bを保持する役割を果たす。
カバーシェル410は、金属材質などからなり、メモリーカードソケット400の外装部分を構成し、メモリーカード1bから外部への不要電磁輻射をシールドする。
カバーシェル固定端子430は、カバーシェル410をホスト機器のプリント基板に実装するための端子である。
図4(d)を用いて本実施の形態1に係るメモリーカードソケット400の具体的内容を説明する。本実施の形態1に係るメモリーカードソケット400は、差動伝送用のピン対P8(S+)、P9(S−)を具備し、かつ、それらに隣接する2つの安定電位ピンP7(G)、P10(V2)が異なる電位ピンであるメモリーカード1bに対応するメモリーカードソケットである。また、メモリーカードソケット400の具備するコンタクト端子のうち、メモリーカード1bの差動ピン対P8(S+)、P9(S−)に接続されるコンタクト端子221,222に隣接する、両端のコンタクト端子220,224は、メモリーカード1bの具備する同電位の安定電位ピンP7(G)、P11(G)に接続するコンタクト形状を有する。
本実施の形態で例示するメモリーカード1bでは、参考例2に示すように、そのピン配置が、グランドピンP7(G)、差動ピンP8(S+)、差動ピンP9(S−)、電源ピンP10(V2)、グランドピンP11(G)となっている。そこで、このメモリーカードソケット400では、メモリーカード1bの差動ピンP9(S−)に接続するコンタクト端子222に隣接するコンタクト端子224を、メモリーカード1bの電源ピンP10(V2)ではなく、グランドピンP11(G)に接続する。グランドピンP11(G)は、グランドピンP7(G)と同電位の安定電位を有するピンである。これにより差動伝送用コンタクト端子P8(S+)、P9(S−)に隣接する両端のコンタクト端子220、224は同電位の安定電位となる。従って、電源ノイズや信号のリターン電流などの電流が流れた場合にも、コンタクト端子220、224には同相の電流が流れる。そのため、差動伝送用コンタクト端子221,222には同相のクロストークが重畳するが、前述の差動伝送方式の利点により互いに相殺されるため差動信号品質に影響を与えることはない。
一方、メモリーカード1b上で差動ピンP9(S−)の横に配置されている、安定電位ピンP10(V2)は、メモリーカードソケット400のコンタクト端子223と接続される。コンタクト端子223は、コンタクト端子220、224とは異なる電位の安定電位を有するメモリーカード1b上のピンP10(V2)に接続されるため、流れる電流成分もコンタクト端子220、224に流れる電流成分とは相関がない。このため、コンタクト端子223から差動伝送用コンタクト端子P8(S+)、P9(S−)へのクロストークを抑えるために、コンタクト端子223はコンタクト端子221,222及びコンタクト端子220、224の引き出し方向とは異なる方向に引き出す。これによって、コンタクト端子223によるクロストークの影響を抑えることができる。
なお、差動伝送用コンタクト端子222と224の間隔を、差動伝送用のコンタクト端子221と220の間隔と等しくすることが望ましい。これは、コンタクト端子224とコンタクト端子222との結合と、コンタクト端子220とコンタクト端子221との結合とをバランス化することができる。その結果、コンタクト224からコンタクト222へのクロストークノイズの特性と、コンタクト220からコンタクト221へのクロストークノイズの特性を同等にできるので、差動伝送方式の同相ノイズ相殺効果を高めることができるからである。
なお、コンタクト端子224の形状としては、図5(a)〜(c)に示す形状が望ましい。
図5(a)のコンタクト端子224は、図4(d)のコンタクト端子222と隣接して並走する部分の幅が、コンタクト端子220よりも広く、この部分の抵抗値を下げることができるため、ホスト機器とメモリーカード1bの安定電位ピンP11(G)を低インピーダンスで接続することができる。従って、ホスト機器からメモリーカード1bへの電源供給、もしくはグランド電位の供給の際の電圧降下を低減する効果がある。
図5(b)、(c)は、コンタクト端子にスリットもしくは窓穴を設け、図4(d)のコンタクト端子222と隣接して並走する部分の幅は、概ね他のコンタクト端子の幅と同じとする構成である。このような構成にすることで、カード挿入時に発生するメモリーカード1bとコンタクト端子との接圧を、その他のコンタクト端子と同等にすることができる。そのため、メモリーカード1bの各ピンと、メモリーカードソケット400の各コンタクト端子との接続の信頼性を高めることができる。またコンタクト端子224の接圧をその他のコンタクト端子と同等にする(同程度の接圧に抑える)ことができるので、コンタクト端子224がメモリーカード1bのピンP11(G)と接触することで起こるピン表面の劣化(けずれ)を抑える効果も得る。
また、図4のコンタクト端子224の代わりに、図6(a),(b),(c)に示すようなコンタクト端子224aおよび224bとしてもよい。図6(a)に示すコンタクト端子224aは、図4のコンタクト端子222と隣接して並走する部分において、その幅がコンタクト端子220やコンタクト端子224bと等しい形状である。このような形状にすることで、メモリーカード挿入時に発生するメモリーカード1bとコンタクト端子との接圧を、その他のコンタクト端子と同等にすることができるため、メモリーカード1bの各ピンと、メモリーカードソケット400の各コンタクト端子との接続の信頼性を高めることができる。また、コンタクト端子224a、224bの接圧をその他のコンタクト端子と同等にする(同程度の接圧に抑える)ことができるので、コンタクト端子224a、224bがメモリーカード1bのピンP11(G)と接触することで起こるピン表面の劣化(けずれ)を抑える効果も得る。さらに、コンタクト端子224a、224bが独立したコンタクト端子であるため、メモリーカード1bの安定電位ピンP11(G)におけるコンタクト端子との接触点を増やすことができる。したがって、安定電位ピンP11(G)とコンタクト端子との接触抵抗を軽減することができ、ホスト機器からメモリーカード1bへの電源供給、もしくはグランド電位の供給の際の電圧降下を低減する効果を得ることができる。
また、本発明のソケット400において、メモリーカード1bの差動伝送用ピンP8(s+)、P9(s−)に接続するコンタクト端子221、222の形状ができるだけ線対称な形状とすることが好ましい。また、安定電位ピンP7(G)に接続するコンタクト端子220の形状と、安定電位ピンP7(G)と同電位のピンP11(G)に接続するコンタクト端子224のうちコンタクト端子222に隣接して並走する部分の形状ができるだけ線対称な形状とすることが望ましい。この構造によっても、コンタクト端子221,222が、それらの隣接する両端の安定電位のコンタクト端子からの結合のバランスをとることができる。したがって、差動伝送方式の同相ノイズ相殺効果を高め、差動信号の品質を維持する効果を得ることができる。
例えば、コンタクト端子224を図5(b)に示すように、アルファベットのh型とし、幅w2を、コンタクト端子220の幅w1と等しくすることが好ましい。
また、コンタクト端子224の代わりに、図6(a),(b),(c)に示すコンタクト端子224aおよび224bとした場合においても、コンタクト端子224aのうちコンタクト端子222に隣接して並走する部分の幅w2がコンタクト端子220の幅w1とできるだけ線対称な形状としても同様の効果を得ることができる。
さらに、図4に示す本発明のメモリーカードソケット400において、メモリーカード1bの差動伝送用ピンP8(s+)、P9(s−)に接続するコンタクト端子221、222の形状ができるだけ線対称な形状であり、安定電位ピンP7(G)に接続するコンタクト端子220の形状と、安定電位ピンP7(G)と同電位のピンP11(G)に接続するコンタクト端子224のうちコンタクト端子222に隣接して並走する部分の形状ができるだけ線対称な形状である(例えば、図4(d)において、幅w1と幅w2が等しい)ことが好ましい。また、差動伝送用コンタクト端子222と安定電位供給用コンタクト端子224の間隔を、差動伝送用コンタクト端子221と安定電位供給用コンタクト端子220の間隔と等しくする(幅w3と幅w4が等しい)ことが望ましい。
このようなコンタクト端子形状、間隔により、コンタクト端子224とコンタクト端子222の間の結合と、コンタクト端子220とコンタクト端子221の間の結合がよりバランス化できるので、差動伝送方式の同相ノイズ相殺効果をいっそう高めることができる。
なお、図4に示すメモリーカードソケットのコンタクト端子224を、図6に示すコンタクト端子224a、224bに置き換えた場合も、以下の構成により同様の効果を得ることができる。すなわち、このメモリーカードソケット400では、メモリーカード1bの差動伝送用ピンP8(s+)、P9(s−)に接続するメモリーカードソケット400のコンタクト端子221、222の形状ができるだけ線対称な形状である(例えば、図4(d)において、幅w1と幅w2が等しい。)ことが好ましい。また、安定電位ピンP7(G)に接続するコンタクト端子220の形状と、安定電位ピンP7(G)と同電位のピンP11(G)に接続するコンタクト端子224aのうちコンタクト端子222に隣接して並走する部分の形状ができるだけ線対称な形状であることが好ましい。さらに、コンタクト端子222とコンタクト端子224aの間隔w4を、コンタクト端子221とコンタクト端子220の間隔w3と等しくすることで、差動伝送方式の同相ノイズ相殺効果をさらにいっそう高めることができる。
(実施の形態2)
図7は、従来のUSBコネクタ50の構成を示す概略斜視図である。また、図8は、図7のUSBコネクタ50のケーブル接続面(A)から見た正面図である。図9は、図7のUSBコネクタ50の背面(B)から見た背面図である。さらに、図10(a)は、USBケーブル20の接続面のUSB端子21の正面図であり、図10(b)は、USBケーブル20の端部付近の平面図であり、図10(c)は、USBケーブル20のケーブル部分23の断面構造を示す断面図である。図11(a)は、従来のUSBコネクタ50の背面側の構成を示す斜視図であり、図11(b)は、実施の形態2に係るUSBコネクタ30の背面側の構成を示す斜視図である。
USBケーブル20は、図10(c)のケーブル部分23の断面図に示すように、一対の差動伝送用ピンP(S+)及びP(S−)と、グランド電位Gと、電源電位Vと、の4線が断面図内でほぼ均等な距離に配置されている。このため、USBケーブル20のケーブル部分23の状態では、グランド電位G及び電源電位Vのそれぞれの線から差動伝送用ピンP(S+)又はP(S−)にノイズが乗ったとしても、差動伝送用ピンP(S+)及びP(S−)のそれぞれにほぼ同等にノイズが乗る。そのため、USBケーブル20のケーブル部分23では上記ノイズをキャンセルできる。なお、ケーブル部分23では、一対の差動伝送用ピンP(S+)及びP(S−)と、グランド電位Gと、電源電位Vと、の4線を内部に有し、内側から外側に向かって、内部シールド27a、ポリ塩化ビニルジャケット27b、外部シールド27cの順に覆われている。また、ドレインワイヤ28が設けられている。
一方、USBケーブル20の端部でコネクタと接続するためのUSB端子24は、図10(b)の平面図に示されるように、円形断面のケーブル部分23からオーバモールド部22を経て矩形形状のシェル21に覆われた端部を有する。このシェル21に覆われた端部は、図10(a)の正面図に示されるように、下方には絶縁部25が設けられ、絶縁部25の上には一対の差動伝送用ピンP(S+)及びP(S−)と、その両側を挟んでグランド電位Gの端子と、電源電位Vの端子と、が配置されている。さらに、その上方には空隙部26が設けられている。
従来のUSBコネクタ50は、図7の斜視図に示すように、周囲をシェル51で覆われ、ケーブル接続面(A)と、背面(B)と、を有する。なお、ケーブル接続面(A)の内側には、の絶縁部を有する。USBコネクタ50をケーブル接続面(A)からみた場合、図8に示されるように、上方には絶縁部52が配置され、下方にはUSB端子24のグランド電位G、差動伝送用ピンP(S+)及びP(S−)、電源電位V、の各ピンと接続される4つのコンタクト端子63、61、62、64が一列に配置されている。なお、USBコネクタ50の上方の絶縁部52は、USB端子24側の空隙部26に収納される。このため、USB端子24を反転させてUSBコネクタ50に差し込もうとした場合、それぞれの絶縁部25、52が相対することとなるため、実質的に差し込むことができない。つまり、USB端子24の絶縁部25とUSBコネクタ50の絶縁部51とは、USB端子24をUSBコネクタ50に差し込む方向を一定方向とするために設けられたものである。
また、USBコネクタ50を背面(B)からみた場合、図9に示されるように、USB端子24のグランド電位G、差動伝送用ピンP(S+)及びP(S−)、電源電位V、の各ピンと接続される4つのコンタクト端子63、61、62、64の端部がコネクタ50から下方に導かれている。この場合、4つのコンタクト端子63、61、62、64は、USB端子20のグランド電位G、差動伝送用ピンP(S+)及びP(S−)、電源電位V、の各ピンと対応している。また、両側の安定電位のピンに対応する2つの第三及び第四のコンタクト端子63、64の電位は互いに異なっている。そのため、USBコネクタ50の部分で上記メモリーカードの場合と同様に、差動信号ピンに対応するそれぞれの第一及び第二のコンタクト端子61、62に相関のない電流成分がクロストークノイズとして差動信号に重畳すると、差動信号の受信側(差動レシーバ;図示省略)では、これらの相関のないクロストークノイズを相殺できないという問題が生じる。
そこで、実施の形態2に係るUSBコネクタ30では、図11(a)の従来のUSBコネクタ50と対比すると明らかなように、図11(b)の斜視図に示すように、USB端子24の差動伝送用ピンP(S+)、P(S−)と接続する一対の第一及び第二のコンタクト端子31、32を挟む両側の2本の第三及び第四のコンタクト端子33、34として、左右両側共にグランド電位Gに対応するコンタクト端子33、34を配置している。これによって、USB端子24の差動伝送用ピンP(S+)、P(S−)と接続する一対の第一及び第二のコンタクト端子31、32の両側を挟む2つの安定電位の第三及び第四のコンタクト端子33、34を同じグランド電位とすることができる。そこで、同じグランド電位である2つの安定電位の第三及び第四のコンタクト端子33、34から一対の第一及び第二のコンタクト端子31、32にそれぞれ重畳するノイズについては、同相のノイズとなるためクロストークノイズとして除去することができる。
なお、USB端子20の電源電位Vと接続される第五のコンタクト端子35は、差動伝送用ピンP(S+)、P(S−)と接続する一対の第一及び第二のコンタクト端子31、32と隣接する部分を短くするために、グランド電位Gの第四のコンタクト端子34よりさらに外側に曲げられて取り出される。この第五のコンタクト端子35は必要に応じて設ければよい。
また、図11(b)に示すように、第一のコンタクト端子31と第三のコンタクト端子33とは、互いに隣接して並走する部分の間隔w3が、第二のコンタクト端子32と第四のコンタクト端子34とが互いに隣接して並走する部分の間隔w4に等しいことが好ましい。
さらに、第一のコンタクト端子31と第二のコンタクト端子32とは線対称形状であると共に、第三のコンタクト端子33は、第一のコンタクト端子31と互いに隣接して並走する部分は、第四のコンタクト端子34と線対称形状であることが好ましい。
また、第三のコンタクト端子33は、第一のコンタクト端子31と互いに隣接して並走している部分を具備すると共に、
第三のコンタクト端子33のうち、第一のコンタクト端子31との並走部分の形状は、第四のコンタクト端子34の形状と線対称形状であることが好ましい。
さらに、第三のコンタクト端子33のうち、第一のコンタクト端子31と互いに隣接して並走する部分において、該隣接並走部分と第一のコンタクト端子31との間隔w3は、第二のコンタクト端子32と第四のコンタクト端子34との間隔w4と等しいと共に、
該隣接並走部分における第三のコンタクト端子33の幅は、第四のコンタクト端子34の幅と等しいことが好ましい。
本発明に係る高速インタフェース用コネクタは、差動伝送用ピン対及び、その両側に隣接して位置する安定電位ピン同士の電位が異なるピン配列を有する差動伝送方式信号ピン配列を有するメモリーカード、ケーブル等に対応する高速インタフェース用コネクタである。該高速インタフェース用コネクタは、差動伝送方式信号ピン配列の差動伝送用ピンに接続するコンタクトピン対に隣接する両側2つのコンタクト端子は、差動伝送方式信号ピン配列上の同一電位の安定電位ピンにそれぞれ接続する特徴を有するものであり、高速差動伝送用の高速インタフェース用コネクタとして有用である。
1a、1b メモリーカード
2、12 コントローラLSI
3 フラッシュメモリ
4、14 基板配線
5、15 シングルエンド用I/O回路
6、16 差動伝送用I/O回路 10 ホスト機器
11a、11b メモリーカードソケット
110〜127、210〜227 メモリーカードソケットのコンタクト端子
300、400 メモリーカードソケット
310、410 カバーシェル
320、420 ボディ部
330、430 カバーシェル固定端子
340、440 カバーシェルの窓穴
P(P1(G)、P2(S)・・・P14(G)) カードピン
Dif1、Dif2 差動ピンペア及びその両端の安定電位ピンを示す部分
20 USBケーブル
21 シェル
22 オーバモールド部
23 ケーブル部分
24USB端子
25 絶縁部
26 空隙部
27a 内部シールド
27b ポリ塩化ビニルジャケット
27c 外部シールド
28 ドレインワイヤ
30 USBコネクタ
31 第一コンタクト端子
32 第二コンタクト端子
33 第三コンタクト端子
34 第四コンタクト端子
35 第五コンタクト端子
50 USBコネクタ
51 シェル
52 絶縁部
61 第一コンタクト端子
62 第二コンタクト端子
63 第三コンタクト端子
64 第四コンタクト端子

Claims (17)

  1. 互いに隣接する一対の差動伝送方式の信号用ピンと、前記一対の差動伝送方式の信号用ピンの両側を挟む二本の安定電位ピンとを含む差動伝送方式信号ピン配列であって、前記二本の安定電位ピンは互いに異なる電位を有する、差動伝送方式信号ピン配列を有するケーブルもしくはメモリーカードを接続するための高速インタフェース用コネクタであって、
    前記一対の差動伝送方式の信号用ピンにそれぞれ接続し、互いに隣接する差動伝送方式の第一及び第二のコンタクト端子と、
    前記第1及び第2のコンタクト端子の両側を挟む第三及び第四のコンタクト端子であって、前記第一のコンタクト端子と隣接する前記第三のコンタクト端子は、前記二本の安定電位ピンのうちの一つと接続され、前記第二のコンタクト端子と隣接する前記第四のコンタクト端子は、前記第三のコンタクト端子と同じ電位を有する、第三及び第四のコンタクト端子と、
    を含む、高速インタフェース用コネクタ。
  2. 前記二本の安定電位ピンのうちのもう一方と接続された第五のコンタクト端子を、さらに含む、請求項1に記載の高速インタフェース用コネクタ。
  3. 前記第一のコンタクト端子と前記第三のコンタクト端子とは、互いに隣接して並走する部分の間隔が、前記第二のコンタクト端子と前記第四のコンタクト端子とが互いに隣接して並走する部分の間隔に等しいことを特徴とする請求項1に記載の高速インタフェース用コネクタ。
  4. 前記第一のコンタクト端子と前記第二のコンタクト端子とは線対称形状であると共に、前記第三のコンタクト端子は、前記第一のコンタクト端子と互いに隣接して並走する部分は、前記第四のコンタクト端子と線対称形状であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の高速インタフェース用コネクタ。
  5. 前記第三のコンタクト端子は、前記第一のコンタクト端子と互いに隣接して並走している部分を具備すると共に、
    前記第三のコンタクト端子のうち、前記第一のコンタクト端子との並走部分の形状は、前記第四のコンタクト端子の形状と線対称形状であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の高速インタフェース用コネクタ。
  6. 前記第三のコンタクト端子のうち、前記第一のコンタクト端子と互いに隣接して並走する部分において、該隣接並走部分と前記第一のコンタクト端子との間隔は、前記第二のコンタクト端子と前記第四のコンタクト端子との間隔と等しいと共に、
    該隣接並走部分における前記第三のコンタクト端子の幅は、前記第四のコンタクト端子の幅と等しいことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の高速インタフェース用コネクタ。
  7. 前記差動伝送方式信号ピン配列がメモリーカードの差動伝送方式信号ピン配列である、請求項1から6のいずれか一項に記載の高速インタフェース用コネクタ。
  8. 互いに隣接する第一、第二のピンは差動伝送方式の信号用ピンであり、前記第一、第二のピン対の両側を挟む第三、第四のピンのうち、前記第三のピンは前記第一のピンに隣接し、前記第一のピンに対して前記第二のピンとは反対側に位置し、前記第四のピンは前記第二のピンに隣接し、前記第二のピンに対して前記第一のピンとは反対側に位置し、前記第三、第四のピンは互いに同一の電位を有しないカードピン配列を有すると共に、前記第四のピンと同一の安定電位に接続された第五のピンを有する差動伝送方式のメモリーカードに対応するメモリーカードソケットであり、
    前記メモリーカードの前記第一、第二の差動伝送方式の信号用ピンにそれぞれ接続し、互いに隣接する差動伝送方式の第一及び第二のコンタクト端子と、
    前記第一及び第二のコンタクト端子対の両側を挟む第三及び第四のコンタクト端子であって、前記第三のコンタクト端子は、前記第一のコンタクト端子に隣接し、前記第一のコンタクト端子に対して前記第二のコンタクト端子とは反対側に位置し、前記第四のコンタクト端子は、前記第二のコンタクト端子に隣接し、前記第二のコンタクト端子に対して前記第一のコンタクト端子とは反対側に位置する、第三及び第四のコンタクト端子と、
    を備え、
    前記第四のコンタクト端子は、前記メモリーカードの前記第四のピンと接続され、前記第三のコンタクト端子は、前記メモリーカードの前記第三のピンではなく、前記第四のピンと同一の安定電位に接続された前記第五のピンに接続されていることを特徴とするメモリーカードソケット。
  9. 前記第一のコンタクト端子と前記第三のコンタクト端子は、互いに隣接して並走する部分の間隔が、前記第二のコンタクト端子と前記第四のコンタクト端子とが互いに隣接して並走する部分の間隔に等しいことを特徴とする請求項8に記載のメモリーカードソケット。
  10. 前記第三のコンタクト端子は、前記第一のコンタクト端子と互いに隣接して並走している部分を具備すると共に、
    前記第三のコンタクト端子は、前記メモリーカードの前記第五のピンと接続する部分においては、前記第一のコンタクト端子との間隔を広げ、前記メモリーカードの前記第五のピンに接続する形状を有することを特徴とする請求項8又は9に記載のメモリーカードソケット。
  11. 前記第三のコンタクト端子の幅は、前記第一のコンタクト端子と互いに隣接して並走する部分においては、前記第四のコンタクト端子の幅よりも広いことを特徴とする請求項10に記載のメモリーカードソケット。
  12. 前記第三のコンタクト端子は、前記メモリーカードの前記第五のピンに接続する部分において、前記メモリーカードソケット上で前記第三のコンタクト端子を固定する方向を見たとき、前記第一のコンタクト端子側には角度を変えずに前記第一のコンタクト端子と並行して伸展する部分を別に具備することを特徴とする請求項10に記載のメモリーカードソケット。
  13. 前記第一のコンタクト端子と前記第二のコンタクト端子とは線対称形状であると共に、前記第三のコンタクト端子は、前記第一のコンタクト端子と互いに隣接して並走する部分は、前記第四のコンタクト端子と線対称形状であることを特徴とする請求項8から12のいずれか一項に記載のメモリーカードソケット。
  14. 前記第三のコンタクト端子のうち、前記第一のコンタクト端子との並走部分の形状は、前記第四のコンタクト端子の形状と線対称形状であると共に、
    前記第三のコンタクト端子は、前記メモリーカードの前記第五のピンに接続する部分において前記メモリーカードソケット上で前記第三のコンタクト端子を固定する方向を見たとき、前記第一のコンタクト端子側には角度を変えずに前記第一のコンタクト端子と並行して伸展する部分を別に具備することを特徴とする請求項13に記載のメモリーカードソケット。
  15. 前記第三のコンタクト端子は、前記第一のコンタクト端子と互いに隣接して並走している部分を具備すると共に、
    前記第三のコンタクト端子のうち、前記第一のコンタクト端子との並走部分の形状は、前記第四のコンタクト端子の形状と線対称形状であることを特徴とする請求項13に記載のメモリーカードソケット。
  16. 前記第三のコンタクト端子とは独立した第五のコンタクト端子をさらに備え、前記第五のコンタクト端子は、前記メモリーカードの前記第五のピンとも接続することを特徴とする請求項8から15のいずれか一項に記載のメモリーカードソケット。
  17. 前記第三のコンタクト端子のうち、前記第一のコンタクト端子と互いに隣接して並走する部分において、該隣接並走部分と前記第一のコンタクト端子との間隔は、前記第二のコンタクト端子と前記第四のコンタクト端子との間隔と等しいと共に、
    該隣接並走部分における前記第三のコンタクト端子の幅は、前記第四のコンタクト端子の幅と等しいことを特徴とする請求項11から16のいずれか一項に記載のメモリーカードソケット。
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