KR101121836B1 - 커넥터 장치 - Google Patents

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리차드 제이. 쉐어러
케빈 알. 메러디쓰
조하네스 피.엠. 커스터스
제롬 피. 다틸로
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

헤더 커넥터는 내부 표면 및 외부 표면을 가지는 헤더 본체를 포함한다. 복수개의 제1 개구 및 복수개의 제2 개구가 상기 헤더 본체의 내부 표면으로부터 외부 표면까지 연장된다. 상기 헤더 본체의 내부 표면으로부터 연장되는 핀 접촉부의 배열체를 형성하기 위해, 복수개의 신호 핀이 상기 복수개의 제1 개구 내로 삽입된다. 복수개의 차폐 블레이드가 상기 복수개의 제2 개구 내로 삽입된다. 상기 각각의 복수개의 차폐 블레이드는 그 제1 단부에, 대응 신호 핀에 인접하게 배치되도록 구성된 대략 직각형 차폐부를 가진다. 상기 복수개의 차폐 블레이드의 제1 단부는 상기 헤더 본체의 내부 표면과 실질적으로 동일 평면 상에 있다.
헤더 커넥터, 차폐 블레이드, 신호 핀, 접지 핀, 소켓 커넥터

Description

커넥터 장치{CONNECTOR APPARATUS}
본 발명은 전기 커넥터에 관한 것이며, 특히 인쇄 회로 기판에 부착하기 위한 고속 전기 커넥터에 관한 것이다.
고주파 신호 및 전류를 이송하는 컨덕터는 고주파 신호 및 전류를 이송하는 다른 컨덕터와 인접한 근방에 위치될 때, 간섭 및 혼선을 겪기 쉽다. 이러한 간섭 및 혼선은 신호 수신 시의 에러 및 신호 열화를 초래할 수 있다. 전송 지점으로부터 수신 지점까지 신호를 이송하면서, 일 차폐식 또는 동축식 케이블 내에서 이송되는 신호가 인접한 근방에 있는 다른 차폐식 또는 동축식 케이블에 의해 이송되는 신호와 간섭하는 것 등을 감소시키기 위해서 동축식 및 차폐식 케이블이 사용될 수 있다. 그렇지만, 연결 지점에서는, 차폐부가 종종 소실되고, 이로 인해 신호들 사이의 간섭 및 혼선을 허용한다. 개별 차폐식 와이어 및 케이블의 사용은, 매우 작은 공간에 많은 수의 연결을 이루어야 하는 필요로 인해서 연결 지점에는 바람직하지 않다. 이러한 배경에서, 다중 차폐식 도전성 경로를 보유하는 2 파트 고속 백플레인 전기 커넥터가 사용된다. 국제 전기 기술 위원회(International Electrotechnical Commission)의 명세서 제IEC 1076-4-101호는 인쇄 회로 기판과 함께 사용하기 위한 2 mm, 2 파트 커넥터용 파라미터를 제시한다.
사용자가 개선된 성능을 달성하기 위해 시스템을 변경 및 업그레이드할 때, 예컨대, 최신 고속 커넥터와, COMPACTPCI(메사추세츠주, 웨이크필드 소재, PICMG-PCI 인더스트리얼 컴퓨터 매뉴팩처러, 인크.의 상호) 및 FUTUREBUS+(뉴저지주 피스카타웨이 소재, 인스티튜트 오브 엘렉트리컬 앤드 엘렉트로닉 엔지니어스, 인크.의 상호) 표준 및 명세서를 따르는 커넥터들 사이의 하위 호환성에 관련된 문제점이 발생한다. 이는 차폐식 커넥터 시스템으로 교환함으로써 그들의 시스템 성능의 업그레이드를 희망하는 사용자는 커넥터 소자 양측 모두(헤더 및 소켓 성분)를 업그레이드해야만 하며, 아마도 추가적으로 그 시스템의 전체 패키지를 교환하여야 할 것이다. 예컨대, COMPACTPCI 또는 FUTUREBUS 커넥터와의 하위 호환성을 허용을 유지하면서도, 성능의 향상을 제공하는 커넥터 시스템이 요구된다.
본 명세서에서 설명된 본 발명의 일 태양은 전기 헤더 커넥터를 제공한다. 본 발명에 따른 일 실시예에서, 상기 헤더 커넥터는 내부 표면 및 외부 표면을 가지는 헤더 본체를 포함한다. 상기 헤더 본체는 내부 표면에서부터 외부 표면까지 연장되는 복수개의 제1 개구 및 복수개의 제2 개구를 포함한다. 상기 헤더 본체의 내부 표면으로부터 연장되는 핀 접촉부의 배열체를 형성하기 위해, 복수개의 신호 핀이 복수개의 제1 개구 내로 삽입되도록 구성된다. 복수개의 차폐 블레이드는 상기 복수개의 제2 개구 내로 삽입되도록 구성된다. 각각의 복수개의 차폐 블레이드는 그 제1 단부에 복수개의 신호 핀 중 대응하는 것에 인접하게 배치되도록 구성된 대략 직각형 차폐부를 가진다. 상기 복수개의 차폐 블레이드의 제1 단부는 상기 헤더 본체의 내부 표면과 실질적으로 동일 평면 상에 있다.
본 명세서에서 설명된 본 발명의 다른 태양은 인쇄 회로 기판으로의 연결을 위한 시스템을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 커넥터 시스템은 제1 헤더 본체와 제2 헤더 본체를 포함한다. 상기 제1 및 제2 헤더 본체는 복수개의 제1 개구 및 복수개의 제2 개구가 관통하도록 형성되어 있는 전방 벽을 가진다. 상기 제1 및 제2 헤더 본체는 인쇄 회로 기판의 대향 측면 상에 위치된다. 복수개의 신호 핀은 상기 제1 및 제2 헤더 본체 내의 복수개의 제1 개구 내로 삽입되도록 구성된다. 각각의 복수개의 신호 핀은 상기 제1 및 제2 헤더 본체의 제1 개구 및 상기 인쇄 회로 기판을 관통하여 연속적으로 연장된다. 제1 복수 차폐 블레이드가 상기 제1 헤더 본체 내의 복수개의 제2 개구 내로 삽입되도록 구성되고, 제2 복수 차폐 블레이드가 상기 제2 헤더 본체 내의 복수개의 제2 개구 내로 삽입되도록 구성된다. 제1 복수 차폐 블레이드의 각 차폐 블레이드는 상기 제1 전방 벽의 내부 표면과 실질적으로 동일 평면 상에 있는 제1 단부를 가진다.
본 명세서에서 설명된 본 발명의 다른 태양은 커넥터 시스템을 제공한다. 본 발명에 따른 일 실시예에서, 상기 커넥터 시스템은 헤더 커넥터 및 상기 헤더 커넥터와 정합하도록 구성된 소켓 커넥터를 포함한다. 상기 헤더 커넥터는 내부 표면을 구비한 전방 벽을 가진다. 상기 전방 벽은 이를 관통하여 연장되는 복수개의 제1 개구 및 복수개의 제2 개구를 포함한다. 상기 헤더 본체의 내부 표면 위로 연장하는 핀 접촉부의 배열체를 형성하기 위해, 복수개의 신호 핀이 상기 복수개의 제1 개구 내로 삽입된다. 복수개의 차폐 블레이드가 상기 복수개의 제2 개구 내로 삽입된다. 각각의 복수개의 차폐 블레이드는 상기 헤더 본체의 내부 표면과 실질적으로 동일 평면 상에 있는 제1 단부를 가진다.
도1은 수형 핀 접촉부 및 차폐 블레이드의 배열체를 가지는 본 발명에 따른 헤더 커넥터를 도시한 분해 사시도이다.
도2는 도1의 차폐 블레이드의 연속적인 스트립을 도시한 사시도이다.
도3은 각 신호 핀의 둘레로 동축 차폐부를 형성하는 차폐 블레이드의 직각형상부에 의해 둘러싸인 신호 핀을 도시하는 헤더 커넥터의 전방벽의 단면도이다.
도4는 단부 대 단부로 위치된 2 개의 헤더 본체 및 상기 2 개의 헤더 본체를 가로질러 연장되는 차폐 블레이드의 스트립을 도시하는 사시도이며, 상기 차폐 블레이드의 스트립은 상기 2 개의 헤더 본체 내로 삽입되어 이들을 함께 연결하여 단일 블록을 형성하도록 구성된다.
도5는 소켓 커넥터 내의 리셉터클 접촉부 내로 헤더 커넥터 내의 핀 접촉부가 수용되기 전에, 소켓 커넥터 내의 핀 삽입창의 배열체가 헤더 커넥터 내의 핀 접촉부의 배열체와 정렬되도록 헤더 커넥터 내로 부분적으로 삽입된 소켓 커넥터를 도시한 도면이다.
도6a 및 도6b는 본 발명에 따른 헤더 커넥터에 의해 달성된 혼선의 감소를 도시하는 그래프이다.
도7a는 인쇄 회로 기판의 대향 측면에 위치된 본 발명에 따른 2 개의 헤더 커넥터를 도시한 부분 단면도이다.
도7b는 차폐 블레이드의 지그재그형 미부를 도시하는, 도7a의 선 7B-7B를 따라서 취한 단면도이다.
이하 양호한 실시예의 상세한 설명에서, 본 명세서의 일부를 구성하며, 예시를 위해 본 발명이 구현될 수 있는 구체적인 실시예가 도시된 첨부된 도면에는 도면 부호가 기재된다. 본원 발명의 기술 사상의 범위를 벗어나지 않으면서, 다른 실시예가 사용될 수도 있으며, 구조적 또는 논리적 변경이 이루어 질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 이하의 상세한 설명을 제한의 의미로 받아들여서는 안되며, 본원 발명의 기술 사상의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서 한정된다.
도1, 도2 및 도3은 본원 발명에 따른 헤더 커넥터(100)를 도시한다. 상기 헤더 커넥터(100)는 인쇄 회로 기판(30)에 부착되고 정합 소켓 커넥터(200)와 연결되도록 구성된다(도5에 도시됨). 상기 헤더 커넥터(100)는 헤더 본체(102), 복수개의 신호 핀(104), 내부에 복수개의 차폐 블레이드(106)가 형성되어있는 재료의 연속 스트립, 및 복수개의 접지 핀(108)을 포함한다. 길이를 제외하고 상기 접지 핀(108)은 싱기 신호 핀(104)과 실질적으로 동일하다. 헤더 본체(102)는 수직 전방 벽(110)과, 이로부터 수직으로 돌출하는 상단 및 바닥 측방향 연장 수평 벽(112 및 114)을 포함하도록 형성된다. 상기 전방 벽(110)은 복수개의 제1 신호 핀 수용 개구(116), 복수개의 제2 차폐 블레이드 수용 개구(118), 및 복수개의 제3 접지 핀 수용 개구(120)를 포함하도록 형성되며, 이들은 모두 전방 벽(110)의 내부 표면(122)과 외부 표면(124) 사이에서 연장된다. 상기 복수개의 제2 차폐 블레이드 수용 개구(118)는 대략 직각형 단면을 가지도록 형성된다. 상기 개구들(116, 118, 120)은 핀(104, 108) 및 차폐 블레이드(106)의 삽입을 보조하기 위해 내부 표면(122)과 외부 표면(124) 중 어느 하나 또는 양측 모두에 모따기 가공된 입구를 포함할 수 있다.
상기 소켓 커넥터(200)가 상기 헤더 커넥터(100) 내로 삽입될 때, 정합 소켓 커넥터(200)(도5에 도시됨) 내의 핀 삽입창(230)의 배열체 내로 수용되도록 구성되는 신호 핀(104)의 배열체를 형성하기 위해, 상기 복수개의 신호 핀(104)은 헤더 커넥터(100) 내의 복수개의 제1 신호 핀 수용 개구(116) 내로 삽입되도록 구성된다. 각 신호 핀(104)은 상기 헤더 커넥터(100)의 전방 벽(110) 위로 연장하는 제1 단부(152)와, 상기 제1 단부(152)로부터 이격되고 인쇄 회로 기판(30) 내의 개구(32) 내로 삽입되도록 구성되는 제2 단부(154)를 포함한다.
복수개의 차폐 블레이드(106)는 복수개의 제2 대략 직각형 차폐 블레이드 수용 개구(118) 내로 삽입되도록 구성된 대략 직각형 차폐부(128)를 포함하도록 형성된다. 각각의 복수개의 차폐 블레이드(106)의 상기 대략 직각형 차폐부(128)는 실질적으로 수직을 이루는 제1 다리부(130) 및 제2 다리부(132)를 포함한다. 각 차폐 블레이드(106)는 제1 단부(162) 및 제2 단부(164)를 포함한다. 상기 대략 직각형 차폐부(128)는 양호하게 제1 단부(162)를 향해 연장된다. 헤더 본체(102) 내로 삽입될 때, 상기 차폐 블레이드(106)의 제1 단부(162)는 신호 핀(104) 근방에서 헤더 커넥터(100)의 전방 벽(110)의 내부 표면(122)의 평면을 향해 연장되어서, 상기 제1 단부(162)는 내부 표면(122)과 실질적으로 동일 평면 상에 있다. 제1 단 부(162)는 내부 표면(122)의 평면보다 미세하게 상방 또는 하방으로 위치 설정될 수 있다. 각 차폐 블레이드(106)의 제2 단부(164)는 상기 제1 단부(162)로부터 이격되며 신호 핀(104)의 제2 단부(154) 근방에서 인쇄 회로 기판(30) 내의 구멍(34) 내로 삽입되도록 구성된다. 일 실시예에서, 차폐 블레이드(106)의 제2 단부(164)는 인쇄 회로 기판(30) 내부의 접지면(40)에 전기적으로 연결된다. 양호한 실시예에서 차폐 블레이드는 공통적으로 접지된다. 대체 실시예에서, 차폐 블레이드는 공통적으로 접지되지 않는다. 또 다른 대체 실시예에서, 적어도 하나의 신호 핀(104)이 접지면(40)과 전기적으로 연결되어서 상기 접지면을 경유하여 적어도 차폐 블레이드(106)와 공통적으로 접지된다.
도3에 도시된 바와 같이, 차폐 블레이드(106)의 대략 직각형 차폐부(128)가 신호 핀(104)을 실질적으로 둘러싸서 각각의 복수개의 신호 핀(104)의 둘레로 동축 차폐부를 형성하도록, 상기 제1 신호 핀 수용 개구(116) 및 제2 차폐 블레이드 수용 개구(118)가 헤더 본체(102)의 전방 벽(110) 내에 대칭적으로 배열된다. 각각의 복수개의 제2 대략 직각형 차폐 블레이드 수용 개구(118)는 제1 및 제2 협소 목부(140 및 142)를 통해 제1 및 제2 단부부(136 및 138)에 연결되는 중앙부(134)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 협소 목부(140 및 142)는 차폐 블레이드(106)를 적소에 유지하기 위해 차폐 블레이드(106)의 제1 및 제2 다리부(130 및 132)를 마찰식으로 결합하도록 치수화된다. 각각의 상기 복수개의 제2 대략 직각형 개구(118)의 중앙부(134) 및 제1 및 제2 단부부(136 및 138)는 차폐 블레이드(106)의 대략 직각형 차폐부(128)의 주변에 공기 간극(144)을 제공하도록 형성된다. 상기 공기 간 극(144)의 기하학적 형상 및 치수와, 상기 직각형 차폐부(128)의 기하학적 형상, 치수 및 재료와, 상기 공기 간극(144)을 둘러싸는 헤더 본체(102)의 기하학적 형상, 치수 및 재료는 상기 헤더 커넥터(100)를 조정하여 특정 임피던스(예컨대, 50 ohms)로 정합되도록 구성된다. 상기 직각형 차폐 블레이드(106)의 구성은 재료 사용을 경제적으로 하는 방식인 연속 스트립 형태로서 대량 생산에 기여한다.
헤더(100)의 일 실시예에서, 복수개의 접지 핀(108)이 헤더 커넥터(100)의 전방 벽(110) 내의 복수개의 제3 접지 핀 수용 개구(120) 내로 삽입되도록 구성된다. 상기 복수개의 접지 핀(108)은 도5에 도시된 바와 같이, 소켓 커넥터(200)가 헤더 커넥터(100) 내로 삽입될 때, 소켓 커넥터(200)의 대응 접지 구조체의 접촉 아암(296)과 결합되도록 구성된다. 각 접지 핀(108)은 상기 헤더 커넥터(100)의 전방 벽(110) 위로 연장되는 제1 단부(172)와, 상기 제1 단부(172)로부터 이격되고 접지면(30)과의 전기 접촉이 제공되는 인쇄 회로 기판(30) 내의 구멍(38) 내로 삽입되도록 구성되는 제2 단부(174)를 포함한다. 만일 소켓 커넥터(200)가 접지 접촉을 포함하지 않거나 필요로 하지 않는다면, 접지 핀(108)이 헤더(100)에서 생략될 수 있다.
각각의 복수개의 신호 핀(104)과 접지 핀(108)은 핀 미부(146)를 포함하고, 차폐 블레이드(106)의 각 스트립은 적어도 하나의 차폐 미부(148)를 포함한다. 차폐 미부(148)의 수는 차폐 블레이드(106)의 수와 동일할 수 있고, 또는 차폐 블레이드(106)의 수와 상이할 수 있다. 양호한 실시예에서, 차폐 블레이드(106)의 각 스트립은 매 2개의 차폐 블레이드(106) 마다 1개의 차폐 미부(148)가 구비된 형태 로 복수개의 차폐 미부(148)를 가지며, 상기 차폐 미부(148)는 차폐 블레이드(106)의 스트립을 따라서 교번의 차폐 블레이드와 지그재그식으로 정렬된다. 대체 실시예에서, 차폐 미부(148)가 차폐 블레이드(106)의 스트립의 길이를 따라서 균일하게 또는 불균일하게 이격되는 형태로써, 차폐 블레이드(106)에 대한 다양한 비율의 차폐 미부(148)가 제공될 수 있다. 상기 지그재그식 차폐 미부(148)가 대향 헤더 커넥터(100)의 차폐 미부(148)들 사이에서 간섭 없이 헤더 커넥터(100)의 후방 대 후방 장착을 가능하게 하기 때문에, 차폐 블레이드(106) 상에 지그재그식 차폐 미부(148)를 가지는 실시예는 도7에 도시된 바와 같은 인쇄 회로 기판 상의 헤더 커넥터(100)의 후방 대 후방 장착 시에 특히 유용하다. 양호한 실시예에서, 후방 대 후방 장착된 헤더 커넥터가 서로에 대해 수직으로 장착될 수 있도록, 핀 미부(146) 및 차폐 미부(148)는 균일하게 이격된 매트릭스 내에 위치 설정된다. 신호 핀(104) 및 차폐 블레이드(106)가 헤더 본체(102)의 전방 벽(110) 내로 삽입될 때, 핀 미부(146) 및 차폐 미부(148)는 전방 벽(110)의 외부 표면(124)으로부터 외향으로 연장된다. 헤더(100)의 상기 핀 미부(146) 및 차폐 미부(148)는 인쇄 회로 기판(30) 내의 구멍(32, 34) 내로 가압 끼워 맞춤되거나 이에 납땝될 수 있다. 대안으로, 상기 핀 미부(146) 및 차폐 미부(148)는 대신 상기 인쇄 회로 기판(30)에 표면 장착될 수 있다.
도4는 단부 대 단부로 위치 설정된 제1 및 제2 헤더 본체(102, 102')와, 상기 제1 및 제2 헤더 본체(102, 102') 내의 차폐 블레이드 수용 개구(118)의 열 내로 삽입되도록 구성된 차폐 블레이드(106)의 복수개의 연속 스트립 중 하나를 도시 하는 사시도이다. 상기 차폐 블레이드(106)의 연속 스트립은 제1 및 제2 헤더 본체(102, 102') 사이에서 연장되고 이들을 하나로 묶어 단일 블록을 형성한다. 상기 차폐 블레이드(106)의 연속 스트립은 소정 수의 헤더 커넥터(100)를 연결하여 가변 길이의 헤더 커넥터를 생성하기위해 사용될 수 있다. 도2에 도시된 바와 같이, 상기 차폐 블레이드(106)의 스트립은 헤더 본체(102)들 사이의 고정된 연결을 제공하기 위해 그 대향 단부에 직각형 탭(106')을 포함하도록 형성될 수 있다.
소켓 커넥터(200)가 헤더(100)와 정합될 때의 소켓 커넥터(200)의 일 실시예가 도5에 도시된다. 소켓 커넥터(200)는 인쇄 회로 기판 또는 케이블 커넥터에 연결되도록 구성된 커넥터 등과 같은 다양한 커넥터 유형 중 하나가 될 수 있다. 본 발명에 따른 일 실시예에서, 소켓 커넥터(200)는 산업 표준 IEC 61076-4-101에 따른 하드 메트릭 커넥터이다. 다른 실시예에서, 소켓 커넥터(200)는 COMPACTPCI 또는 FUTUREBUS 산업 표준에 따른 하드 메트릭 커넥터이다. 각 실시예에서, 소켓 커넥터(200)는 헤더 커넥터(100)의 신호 핀(104)의 배열체와 전기적 접촉을 이루기 위한 복수개의 신호 접촉부(210) 및 상기 복수개의 신호 접촉부(210)와 관련된 적어도 하나의 차폐 요소(212)를 포함한다. 일 실시예에서, 소켓 커넥터(200)의 상기 적어도 하나의 차폐 요소(212)는 상기 복수개의 신호 접촉부(210)와 관련된 복수개의 스트립 라인형 차폐 요소를 포함한다. 소켓 커넥터(200)가 인쇄 회로 기판과 정합하도록 구성될 때, 소켓 커넥터(200)에는 인쇄 회로 기판 내의 구멍 내부로 가압 끼워 맞춤되거나 납땜될 수 있는 신호 미부(206) 및 차폐 미부(276)가 제공될 수 있다. 대안으로, 상기 핀 미부(206) 및 차폐 미부(276)는 상기 인쇄 회로 기판 에 표면 장착될 수 있다.
도5는 소켓 커넥터(200)를 구비한 헤더 커넥터(100)의 조립체를 도시한다. 소켓 커넥터(200)의 정합 리셉터클 접촉부(204) 내로 상기 신호 핀(104)을 삽입하기 전에, 소켓 커넥터(200) 내의 핀 삽입창(230)의 배열체가 헤더 커넥터(100) 내의 신호 핀(104)의 배열체와 정렬되도록, 헤더 커넥터(100)의 내부로 소켓 커넥터(200)의 삽입을 안내하기 위해서, 안내 슬롯(150) 또는 안내 핀(도시 안됨)과 같은 외부 안내 수단이 헤더 커넥터(100)의 대향 측면 상에 제공될 수 있다. 소켓 커넥터(200)가 헤더 커넥터(100) 내로 삽입될 때, 헤더(100)의 신호 핀(104)은 소켓 커넥터(200)의 신호 접촉부(210)와 전기적 접촉을 이룬다. 그렇지만, 헤더 커넥터(100)의 차폐 블레이드(106)는 소켓 커넥터(200)의 소정의 차폐 요소(212)와 접촉하기에는 너무 짧다. 일 실시예에서, 상기 헤더 커넥터(100)와 소켓 커넥터(200)가 정합된 상태에 있을 때, 헤더 커넥터(100)의 복수개의 차폐 블레이드(106) 및 소켓 커넥터(200)의 적어도 하나의 차폐 요소(212)는 전기적 접촉을 이룰 수 없다. 다른 실시예서, 헤더 커넥터(100)의 차폐 블레이드(106)와 소켓 커넥터(200)의 적어도 하나의 차폐 요소(212) 사이의 불필요한 불의의 또는 간헐적인 접촉이 가능하다. 필요하다면, 헤더 커넥터(100)의 접지 핀(108)은 소켓 커넥터(200)의 대응 접촉 아암(296) 또는 이와 유사한 구조체와 접촉할 수 있다.
헤더 커넥터(100)의 차폐 블레이드(106)가 소켓 커넥터(200)의 차폐 요소(212)와 전기적 접지 접촉을 하지 않기 때문에, 당업계의 숙련자는 차폐 블레이드가 없는 헤더 상으로의 상호 연결의 전기적 성능을 개선하기 위한 차폐 블레이 드(106)의 제공을 기대하지 않을 것이며, 구체적으로 혼선의 감소를 기대하지 않을 것이다. 그렇지만, 도6a 및 도6b의 그래프에 도시된 바와 같이, 상호 연결 시에 발생되는 혼선은 예상외로 감소된다. 도6a의 그래프는 35 ps 상승 시간을 가지는 신호를 도시하며, 도6b의 그래프는 100 ps 상승 시간을 가지는 신호를 도시한다. 도6a의 예에서, 혼선은 차폐 블레이드(106)가 없는 헤더에 대해 대략 3.5 % [선(300)]에서부터 차폐 블레이드(106)가 제공된 헤더에 대해 대략 2.5 % [선(302)] 까지, 28 % 이상의 개선을 보이며 감소되었다. 도6b의 예에서, 혼선은 차폐 블레이드(106)가 없는 헤더에 대해 대략 3.1 % [선(300')]에서부터 차폐 블레이드(106)가 제공된 헤더에 대해 대략 2.3 % [선(302')] 까지, 25 % 이상의 개선을 보이며 감소되었다.
본 발명에 따른 커넥터 시스템의 다른 실시예가 도7a 및 도7b에 도시된다. 제1 및 제2 헤더 커넥터(100, 100')가 인쇄 회로 기판(30)의 대향 측면 상에 후방 대 후방식으로 위치 설정된다. 제1 및 제2 헤더 커넥터(100, 100')는 각각 전체적으로 전술된 바와 같이 구성되고, 각각은 헤더 본체(102), 신호 핀(104), 차폐 블레이드(106) 및 선택적으로 접지 핀(108)을 포함한다. 대체 실시예에서, 일 헤더 커넥터(100, 100')의 차폐 블레이드(106)는 점선(107)으로써 도시된 바와 같이 차폐식 소켓 커넥터에 연결되도록 내부 표면(122)의 평면 위로 교번식으로 연장될 수 있다. 후자의 실시예에서, 정합 소켓 커넥터(200)는 상기 연장된 차폐 블레이드(107)를 수용하기 위해 릴리프 영역을 가질 수 있다.
인쇄 회로 기판(30)의 양 측면 상에 신호 핀(104)의 배열체를 형성하기 위 해, 핀(104, 108)이 제1 헤더 커넥터(100), 인쇄 회로 기판(30) 및 제2 헤더 커넥터(100')를 연속적으로 통과하여 연장되는 것을 제외하고는, 복수개의 신호 핀(104) 및 선택적인 접지 핀(108)은 전술된 바와 같이 헤더 커넥터(100, 100') 내의 복수개의 제1 신호 핀 수용 개구(116) 내로 삽입되도록 구성된다.
제1 및 제2 헤더 커넥터(100, 100')의 복수개의 차폐 블레이드(106)는 전술된 바와 같이 복수개의 제2 대략 직각형 차폐 블레이드 수용 개구(118) 내로 삽입되도록 구성된 대략 직각형 차폐부(128)를 구비하도록 형성된다. 각 차폐 블레이드(106)의 차폐 미부(148)는 인쇄 회로 기판(30) 내로 삽입되도록 구성되고, 전술된 바와 같이 지그재그식으로 형성되어 대향 헤더 커넥터(100, 100')의 차폐 미부는 서로 간섭하지 않는다. 양호한 실시예에서, 차폐 미부(148)는 균일한 매트릭스 내에 위치 설정되어, 특정 응용 분야에서 필요하다면 헤더 커넥터(100, 100')의 종방향 축이 서로에 대해 수직으로 위치 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 헤더 커넥터(100, 100')의 차폐 블레이드(106)의 차폐 미부(148)는 인쇄 회로 기판(30) 내부의 접지면(40)에 전기적으로 연결된다. 양호한 실시예에서, 차폐 블레이드(106)는 공통적으로 접지된다. 대체 실시예에서, 차폐 블레이드는 공통적으로 접지되지 않는다. 또 다른 대체 실시예에서, 적어도 하나의 신호 핀(104)이 접지면(40)과 전기적으로 연결되어서 상기 접지면을 경유하여 적어도 차폐 블레이드(106)와 공통적으로 접지된다.
전술된 개선된 전기적 성능 이외에도, 본 명세서에서 설명된 헤더 커넥터(100)는 특히 헤더 커넥터(100)의 조립시, 및 인쇄 회로 기판(30)에의 부착 시에 또 다른 이점을 제공한다. 일 실시예에서, 차폐 블레이드(106) 및 핀(104, 108)은 모두 인쇄 회로 기판(30)에의 부착 전에 헤더 본체(102) 내로 삽입될 수 있다. 대안으로, 차폐 블레이드(106)는 먼저 헤더 본체(102) 내로 삽입될 수 있고, 핀(104, 108)이 없는 헤더는 인쇄 회로 기판(30)과 정렬되고 차폐 미부(148)를 경유하여 이에 체결될 수 있다. 헤더 본체(102) 내의 개구(116, 120)는 이후에 핀(104, 108)의 삽입 안내부 및 스트레이트너(straightener)로서 사용될 수 있고, 이로 인해, 조립시에 핀(104, 108)이 뭉개지거나 다른 손상을 입을 가능성을 감소시킨다. 개구(116, 120)용의 모따기 가공된 입구가 핀(104, 108)의 삽입을 보조하기위해 내부 표면(122) 및 외부 표면(124) 중 어느 하나 또는 양측 모두에 제공될 수 있다. 상기 조립 방법은 도7에 도시된 바와 같이 인쇄 회로 기판 상에 후방 대 후방식으로 헤더 커넥터를 장착할 때 조합될 수 있다. 상기 예에서, 핀(104, 108)이 없는 제1 헤더 커넥터(100)가 인쇄 회로 기판(30)의 일 측면 상에 장착될 수 있고, 이후에 핀(104, 108)이 있는 제2 헤더 커넥터(100)가 상기 인쇄 회로 기판(30)의 대향 측면 상에 설치될 수 있다. 외부 표면(124)에 있는 개구(116, 120)용 모따기 가공된 입구는 회로 기판(30)을 통과해 들어오는 핀(104, 108)을 포획하기 때문에 상기 조립 방법에서 유용하다. 최종적으로, 각 예에서, 차폐 미부(148)를 사용하여 인쇄 회로 기판(30)에 헤더 커넥터(100)를 체결하는 것은 헤더 커넥터(100)에 제공되는 당기는 힘에 대한 부가적인 내성을 제공한다.
헤더 커넥터(100) 및 소켓 커넥터(200)의 모든 플라스틱 부분은 의도하는 응용분야를 위한 바람직한 기계적, 전기적 물성치를 가지는, 예컨대, 액정 폴리 머("LCP")와 같은 적합한 열가소성 재료로 몰드될 수 있다. 도전성 금속 부분은, 예컨대, 도금된 구리 합금 재료로 만들어질 수 있지만, 다른 적합한 재료가 당업계의 숙련자에 의해 인지될 것이다. 커넥터 재료, 기하학적 형상, 및 치수는 모두 상기 부분 전체를 통해서 특정 임피던스를 유지하도록 설계된다.
양호한 실시예를 설명하기 위해 본 명세서에서 구체적인 실시에가 예시되고 설명되었지만, 동일한 목적을 달성하기 위해 계산된 광범위하고 다양한 대체 및/또는 등가의 작업이 본원 발명의 기술 사상의 범위를 벗어나지 않으면서 도시되고 설명된 구체적인 실시예를 대신할 수 있다는 것이 당업계의 숙련자에 의해 이해될 것이다. 기계 분야, 전자 기계 분야, 및 전기 분야의 숙련자들은 본원 발명이 매우 광범위하고 다양한 실시예로서 구현될 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다. 본 출원은 본 명세서에서 논의된 양호한 실시예의 소정의 개조 또는 변형을 포괄하기 위한 것이다. 그러므로, 본 발명은 명백히 단지 청구범위 및 그 등가물에 의해서만 한정되어야 한다.

Claims (14)

  1. 전기 헤더 커넥터로서,
    내부 표면 및 외부 표면을 갖고, 내부 표면으로부터 외부 표면까지 연장되는 복수의 제1 개구 및 복수의 제2 개구를 구비하는 헤더 본체; 및
    복수의 제2 개구에 삽입되도록 구성된 복수의 차폐 블레이드로서, 복수의 차폐 블레이드 각각은 복수의 제1 개구에 삽입되는 복수의 신호 핀 중 대응하는 하나에 인접하게 배치되도록 구성된 직각형 차폐부를 제1 단부에 구비하고, 복수의 차폐 블레이드의 제1 단부들은 헤더 본체의 내부 표면과 동일 평면상에 있는, 복수의 차폐 블레이드
    를 포함하고,
    헤더 커넥터가 소켓 커넥터와 조립될 때 차폐 블레이드의 제1 단부가 소켓 커넥터의 차폐 요소와 전기적으로 접촉하지 않도록 차폐 블레이드의 제1 단부를 구성하는, 전기 헤더 커넥터.
  2. 인쇄 회로 기판으로의 연결을 위한 커넥터 시스템으로서,
    복수의 제1 개구 및 복수의 제2 개구가 관통하도록 형성된 전방 벽을 갖는 제1 헤더 본체;
    복수의 제1 개구 및 복수의 제2 개구가 관통하도록 형성된 전방 벽을 갖는 제2 헤더 본체로서, 제1 및 제2 헤더 본체는 인쇄 회로 기판의 대향 측면상에 위치하는, 제2 헤더 본체;
    제1 헤더 본체에서 복수의 제2 개구에 삽입되도록 구성된 복수의 제1 차폐 블레이드; 및
    제2 헤더 본체에서 복수의 제2 개구에 삽입되도록 구성된 복수의 제2 차폐 블레이드
    를 포함하고,
    복수의 제1 차폐 블레이드의 각 차폐 블레이드는 제1 헤더 본체의 전방 벽의 내부 표면과 동일 평면상에 있는 제1 단부를 구비하고,
    헤더 커넥터가 소켓 커넥터와 조립될 때 복수의 제1 차폐 블레이드의 제1 단부가 소켓 커넥터의 차폐 요소와 전기적으로 접촉하지 않도록 복수의 제1 차폐 블레이드의 제1 단부를 구성하는, 커넥터 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    복수의 제1 개구 및 복수의 제2 개구가 관통하도록 형성된 전방 벽을 갖는 제3 헤더 본체;
    복수의 제1 개구 및 복수의 제2 개구가 관통하도록 형성된 전방 벽을 갖는 제4 헤더 본체로서, 제3 및 제4 헤더 본체는 인쇄 회로 기판의 대향 측면상에 각각 제1 및 제2 헤더 본체에 인접하게 위치하는, 제4 헤더 본체; 및
    제3 및 제4 헤더 본체에서 복수의 제1 개구에 삽입되도록 구성된 복수의 신호 핀으로서, 복수의 신호 핀 각각은 제3 및 제4 헤더 본체의 제1 개구 및 인쇄 회로 기판을 연속적으로 통과하여 연장되는, 복수의 신호 핀
    을 포함하고,
    복수의 제1 차폐 블레이드는 제1 및 제3 헤더 본체에서 복수의 제2 개구에 삽입되도록 구성되고, 복수의 제1 차폐 블레이드는 제1 및 제3 헤더 본체를 함께 결합하도록 제1 및 제3 헤더 본체 사이에서 연장되는 연속적인 재료 스트립으로 형성되고,
    복수의 제2 차폐 블레이드는 제2 및 제4 헤더 본체에서 복수의 제2 개구에 삽입되도록 구성되고, 복수의 제2 차폐 블레이드는 제2 및 제4 헤더 본체를 함께 결합하도록 제2 및 제4 헤더 본체 사이에서 연장되는 연속적인 재료 스트립으로 형성되는, 커넥터 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    복수의 신호 핀 중 적어도 하나는 인쇄 회로 기판과 접촉하지 않으면서 인쇄 회로 기판을 통과해 연장되는 커넥터 시스템.
  5. 커넥터 시스템으로서,
    내부 표면을 갖고 복수의 제1 개구 및 복수의 제2 개구가 관통하여 연장되는 전방 벽을 포함하는 헤더 본체와; 헤더 본체의 내부 표면 위로 연장되는 핀 접촉부의 어레이를 형성하도록 복수의 제1 개구에 삽입되는 복수의 신호 핀과; 각각 제1 단부를 갖고, 복수의 제2 개구에 삽입되는 복수의 차폐 블레이드를 포함하는 헤더 커넥터로서, 복수의 차폐 블레이드의 제1 단부는 헤더 본체의 내부 표면과 동일 평면상에 있는, 헤더 커넥터; 및
    헤더 커넥터와 정합하도록 구성된 소켓 커넥터로서, 헤더 커넥터와 소켓 커넥터가 정합된 상태에 있을 때 헤더 커넥터의 복수의 차폐 블레이드 및 소켓 커넥터의 적어도 하나의 차폐 요소는 전기적 접촉이 방지되는, 소켓 커넥터
    를 포함하는 커넥터 시스템.
  6. 인쇄 회로 기판에 커넥터 시스템을 장착하는 방법으로서,
    복수의 제1 개구 및 복수의 제2 개구가 관통하는 제1 헤더 커넥터를 인쇄 회로 기판의 제1 측면에 부착하는 단계로서, 복수의 제1 차폐 블레이드가 제1 헤더 커넥터에서 복수의 제2 개구에 삽입되는, 제1 헤더 커넥터를 인쇄 회로 기판의 제1 측면에 부착하는 단계;
    복수의 제1 개구 및 복수의 제2 개구가 관통하는 제2 헤더 커넥터를 제1 헤더 커넥터와 대향하는 인쇄 회로 기판의 제2 측면에 부착하는 단계로서, 복수의 제2 차폐 블레이드가 제2 헤더 커넥터에서 복수의 제2 개구에 삽입되고, 복수의 신호 핀이 제2 헤더 커넥터에서 복수의 제1 개구에 삽입되는, 제2 헤더 커넥터를 인쇄 회로 기판의 제2 측면에 부착하는 단계
    를 포함하고,
    제2 헤더 커넥터가 인쇄 회로 기판에 부착될 때 제1 헤더 커넥터에서 복수의 제1 개구 각각은 제2 헤더 커넥터의 복수의 신호 핀 중 대응하는 하나를 수용하고, 복수의 제1 및 제2 차폐 블레이드 중 적어도 하나의 각 차폐 블레이드는 상응하는 헤더 커넥터의 내부 표면과 동일 평면상에 있는 제1 단부를 구비하고,
    상응하는 헤더 커넥터가 소켓 커넥터와 조립될 때 상응하는 차폐 블레이드의 제1 단부가 소켓 커넥터의 차폐 요소와 전기적으로 접촉하지 않도록 상응하는 차폐 블레이드의 제1 단부를 구성하는, 인쇄 회로 기판에 커넥터 시스템을 장착하는 방법.
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