KR20170100678A

KR20170100678A - 콤팩트 고속 커넥터

Info

Publication number: KR20170100678A
Application number: KR1020177023606A
Authority: KR
Inventors: 브랜든 제노위악; 켄트 이. 레그니어; 제리 카흘릭
Original assignee: 몰렉스 엘엘씨
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2017-09-04
Also published as: WO2017078763A1; JP2018508954A; US11258214B2; JP6951496B2; US20180233853A1; CN107210561A; KR101982747B1; JP6688921B2; TWI635675B; US10312645B2; JP2020123578A; JP6495461B2; US10770845B2; JP2019106384A; US20200403358A1; CN107210561B; US20200059051A1; TW201731180A

Abstract

커넥터 시스템은 회로 기판에 장착되는 전면 커넥터를 갖는 플러그 조립체를 포함한다. 커넥터는, 각각이 단자들의 열을 지지하는 2개의 웨이퍼를 갖고 심(shim) 및 페그(peg)를 사용하여 회로 기판에 대한 2개의 웨이퍼의 공간 관계를 정밀하게 제어한다. 웨이퍼는 회로 기판에 직접 접촉할 필요가 없고 단자는 솔더 연결부(solder connection)를 통해 회로 기판 상의 패드에 대해 회로 기판 및 커넥터 약간 위에 위치될 수 있는 미부를 가질 수 있다. 커넥터 시스템은 25 Gbps 데이터 속도를 지원할 수 있도록 최적화된다.

Description

콤팩트 고속 커넥터

관련 출원

본 출원은, 2015년 11월 6일자로 출원된 미국 가출원 제62/252,156호 및 2016년 3월 11일자로 출원된 미국 가출원 제62/306,922호에 대한 우선권을 주장하여, 이들 둘 모두는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.

기술분야

본 발명은 입력/출력("IO") 커넥터의 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는 소형 IO 커넥터에 관한 것이다.

IO 커넥터는 통상 네트워크 및 서버 응용예를 지원하는 데 사용된다. 공지된 IO 커넥터에는, 단 몇 가지만 예를 들면, SFP, QSFP, CXP 및 XFP 스타일 커넥터가 포함된다. 새로운 IO 커넥터 스타일은 PCIe 표준에서 사용할 수 있으며 그 표준에서 OCULINK 커넥터로서 공지되어 있다. QSFP 스타일 커넥터와 유사하게, OCULINK 커넥터는 입수가능한 4X 커넥터이고, 그에 따라서, 이는 넓은 범위의 응용예를 충족시키기에 충분한 대역폭 및 전면 패널 밀도를 제공함에 따라 많은 응용예를 위해 널리 선택될 것으로 기대된다. 그러나, QSFP 스타일 커넥터와 달리, OCULINK 커넥터는 0.5 mm 피치로 단자를 가지며 QSFP 스타일 커넥터보다 실질적으로 더 작다. OCULINK 커넥터의 실시예는 PCT 공개 번호 WO2014/113563호에 기술되어 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.

현재 OCULINK 커넥터는 16 Gbps 데이터 속도를 지원할 수 있으며(그리고, 4X 설계로, 양방향으로 64 Gbps의 대역폭을 제공함), 그에 따라서, 기존의 OCULINK 설계는 25 Gbps를 지원할 수 있는 QSFP 스타일 커넥터와 비교하여 성능 상 단점을 갖는다. 그러나, 크기의 차이가 크면, 성능의 트레이드오프(tradeoff)는 많은 응용예에 대해 허용가능하다. 기존의 커넥터 설계는 있는 그대로 유익하지만, 특정 개인은 더 높은 데이터 속도를 가능하게 하는 그러한 커넥터 시스템에 대한 개선의 가치를 인정할 것이다.

플러그 커넥터 조립체가 개시되어 있다. 플러그 커넥터 조립체는 정합 부분, 장착 부분, 및 커넥터와 회로 기판을 둘러싸는 커버를 포함한다. 커넥터는 쉘 하우징(shell housing) 주위를 감싸는 쉘을 포함한다. 커넥터는 회로 기판의 일 단부에 정합되고 와이어가 회로 기판의 타 단부에서 종단될 수 있다. 커넥터 하우징은, 각각이 단자들의 열을 지지하는 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼를 포함한다. 제1 및 제2 웨이퍼의 각각은 페그(peg)를 가질 수 있는데, 하나의 페그는 제1 웨이퍼와 제2 웨이퍼 사이의 공간 관계를 한정하기 위해 회로 기판의 컷아웃(cutout)을 통해 다른 웨이퍼의 페그를 가압한다. 단자는 솔더 연결부(solder connection)를 통해 회로 기판에 연결되고, 제1 및 제2 웨이퍼는 심(shim)을 통해 회로 기판에 의해 간접적으로 지지되게 위치되도록 구성된다. 단자는 0.5 mm 피치로 배열되고, 소정 실시예에서 플러그 커넥터는 25 Gbps 데이터 속도를 제공하도록 구성된다.

본 발명은 일 예로서 예시되며, 동일한 참조 번호가 유사한 요소를 나타내는 첨부 도면에 한정되지 않는다.
도 1a는 플러그 커넥터 조립체의 일 실시예의 사시도를 도시한다.
도 1b는 도 1a에 도시된 플러그 커넥터의 부분 사시도를 도시한다.
도 2a는 리셉터클 커넥터와 정합하기 이전의 부분 플러그 커넥터 조립체의 사시도를 도시한다.
도 1b는 도 2a에 도시되어 있는 실시예이지만 부분 플러그 커넥터 조립체가 리셉터클 커넥터에 정합되어 있는 상태의 사시도를 도시한다.
도 3은 회로 기판 상에 위치된 커넥터의 일 실시예의 사시도를 도시한다.
도 4a는 도 3에 도시된 실시예의 다른 사시도를 도시한다.
도 4b는 선 4B-4B를 따라 취한 도 4a에 도시된 실시예의 단면 사시도를 도시한다.
도 4c는 도 4b에 도시된 실시예의 측면도를 도시한다.
도 4d는 선 4D-4D를 따라 취한 도 4a에 도시된 실시예의 단면 사시도를 도시한다.
도 4e는 도 4d에 도시된 실시예의 측면도를 도시한다.
도 5는 쉘의 일 실시예의 사시도를 도시한다.
도 6은 도 5에 도시된 쉘의 다른 사시도를 도시한다.
도 7은 회로 기판 상에 장착된 부분 커넥터이지만 예시를 위해 쉘이 제거된 상태인 사시도를 도시한다.
도 8은 도 7에 도시된 실시예의 다른 사시도를 도시한다.
도 9는 도 7에 도시된 실시예의 측면도를 도시한다.
도 10은 도 9에 도시된 실시예의 확대도를 도시한다.
도 11은 도 5e에 도시된 실시예의 확대도를 도시한다.
도 12는 도 11에 도시된 실시예의 사시도를 도시한다.
도 13은 도 12에 도시된 실시예의 단순화된 부분 사시도를 도시한다.
도 14a는 커넥터를 제공하는 데 사용될 수 있는 하우징 쉘 및 웨이퍼의 일 실시예의 분해 사시도를 도시한다.
도 14b는 도 14a에 도시된 실시예의 다른 사시도를 도시한다.
도 14c는 도 14a에 도시된 실시예의 다른 사시도를 도시한다.
도 15a는 반부 쉘과 웨이퍼의 분해 사시도를 도시한다.
도 15b는 다른 반부 쉘과 웨이퍼의 분해 사시도를 도시한다.
도 16은 리셉터클 커넥터의 일 실시예의 사시도를 도시한다.
도 17은 도 16에 도시된 커넥터의 단순화된 분해 사시도를 도시한다.
도 18은 도 16에 도시된 실시예와 상이한 장착 탭을 갖는 리셉터클 커넥터의 다른 실시예의 사시도를 도시한다.
도 19는 선 19-19를 따라 취한 도 18에 도시된 실시예의 단면 사시도를 도시한다.
도 20은 도 19에 도시된 실시예의 단순화된 사시도를 도시한다.
도 21은 선 21-21을 따라 취한 도 20에 도시된 실시예의 단면 사시도를 도시한다.
도 22는 도 20에 도시된 실시예의 분해 사시도를 도시한다.
도 23은 도 22에 도시된 실시예의 다른 사시도를 도시한다.
도 24는 커넥터의 하측 반부만을 도시하는, 도 23에 도시된 실시예의 단순화된 평면도를 도시한다.
도 25는 도 21에 도시된 실시예의 확대 후방 사시도를 도시한다.
도 26a는 종래 기술의 커넥터의 사시도를 도시한다.
도 26b는 도 26a에 도시된 커넥터의 단순화된 사시도를 도시한다.
도 27은 도 26b에 도시된 커넥터와 함께 사용하기에 적합한 케이지(cage)의 일 실시예의 사시도를 도시한다.
도 28은 도 27에 도시된 실시예의 다른 사시도를 도시한다.
도 29는 도 27에 도시된 실시예의 다른 사시도를 도시한다.
도 30은 도 27에 도시된 실시예의 평면도를 도시한다.
도 31은 도 26b에 도시된 커넥터와 함께 사용하기에 적합한 케이지의 다른 실시예의 사시도를 도시한다.
도 32는 도 31에 도시된 실시예의 측면도를 도시한다.
도 33은 도 26b에 도시된 커넥터와 함께 사용하기에 적합한 케이지의 다른 실시예의 사시도를 도시한다.
도 34는 도 33에 도시된 실시예의 다른 사시도를 도시한다.

후속하는 상세한 설명은 예시적인 실시예들을 설명하고 명시적으로 개시된 조합(들)으로 제한되게 하려는 것이 아니다. 그러므로, 달리 언급하지 않는 한, 본 명세서에 개시된 특징부들은 간결성을 위해 달리 도시되지 않은 추가의 조합들을 형성하기 위해 함께 조합될 수 있다.

도 1a 내지 도 15b는 커넥터(4)와 정합할 수 있는 플러그 커넥터 조립체(5)의 일 실시예의 특징부를 도시한다. 도시된 커넥터(4)는 포트(3)와 직각 구성을 갖고, 회로 기판(2) 상에 장착된다. 물론, 커넥터(4)의 다른 구성이 고려될 수 있고, 수직, 경사 또는 케이블 장착된 커넥터를, 제한 없이, 포함할 수 있다. 플러그 커넥터 조립체(5)는 (서버 응용예와 같은 상업용 세팅에서 요구되는 경향이 있는) 액티브 래치(active latch) 특징부를 제공하도록 구성되지만, 소비자 디바이스의 경우에는 패시브 래치(passive latch) 시스템이 더 바람직할 수 있고, 게다가, 액티브 래치 특징부는 생략될 수 있고 커넥터는 마찰 끼워맞춤에 의해 또는 누름가능 범프(depressible bump)에 의해 보유될 수 있는데, 이는 공지된 바와 같다.

도시된 플러그 커넥터 조립체(5)는 정합 부분(12) 및 몸체 부분(14)을 가지며 아암(9)에 의해 래치 작동기(7)에 결합되는 당김 블록(8)을 포함한다. 플러그 커넥터 조립체(5)의 일부는, 도시된 바와 같이 2 피스(two-piece) 구조로서 형성될 수 있고 절연 재료로 형성될 수 있는 커버(6) 내에 둘러싸여 있지만, 케이블 조립체가 외부 사용을 위한 것이라면, (커버의 내부에, 또는 차폐부가 내장된 커버(6)를 제조함으로써) 차폐부를 갖는 것이 바람직할 것이다. 서브-조립체(50)는 커넥터(55)에 부착된 회로 기판(80)을 포함한다. 공지된 바와 같이, 서브-조립체(50)는 회로 기판(80)에서 종단되는 케이블을 가질 것이고 서브-조립체(50)의 실질적인 부분이 커버(6) 내부에 위치될 수 있다. 도시된 실시예가 4X 구성을 도시하고 있지만, 제한 없이, 2X(더 작을 것임) 및 8X(더 클 것임)와 같은 다른 구성들이 고려될 수 있으며, 원하는 개수의 회로는 시스템 설계에 따라 변할 수 있다. 따라서, 도시된 특징부들은 특정 개수의 단자들에 제한되지 않고 대신에 더 일반적으로 적용가능하다.

커넥터(55)는 제1 반부 쉘(90) 및 제2 반부 쉘(120)을 포함하는 하우징 쉘(56)을 포함한다. 제1 및 제2 반부 쉘(90, 120)은 웨이퍼(100, 110) 주위로 연장되도록 그리고 아래에서 설명되는 바와 같이 단자(150, 160)를 지지하는 것을 돕도록 구성된다.

이해될 수 있는 바와 같이, 커넥터(55)는 액티브 래치 시스템(65)을 포함한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 대안의 실시예들은 응용예가 액티브 래치를 필요로 하지 않으면 이를 생략할 수 있다. 액티브 래치 시스템(65)은 베이스(69)로부터 연장되는 아암(68)을 포함하고, 아암(68)은 말단부에 위치되는 래칭 핑거(70)를 갖는다. 아암(68)은, 래치 핑거(70)가 개구(71) 내에 위치되도록 차폐부(60)의 후방 에지로부터 연장될 수 있고 전방으로 연장될 수 있는 베이스(69)로부터 절첩될 수 있다. 도시된 바와 같이, 개구(71)는 차폐부(60)의 상부 벽의 코너에 형성된다. 일 실시예에서는, 통기구(63)들이 차폐부(60)의 전방 에지(61)에 인접하게 제공될 수 있고, 이들 통기구(63)는 공기가 차폐부(60)의 일 면으로부터 차폐부(60)의 타 면으로 통과하게 함으로써 냉각을 제공하는 것을 도울 수 있다.

차폐부(60)는 회로 기판(80)에 차폐부를 고정시키는데 사용될 수 있는 선택적인 보유 핑거(66)를 포함한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 도시된 회로 기판(80)은 단자에 종단되는 (열로 제공되는) 패드(84)를 포함하고, 보유 핑거(66)와 정렬되는 접지 패드(88)를 포함할 수 있고, 이는, 원하는 경우, 접지 공통 특징부를 제공할 수 있다. 회로 기판(80)은 커버(6) 내의 회로 기판(80)의 위치 제어를 돕도록 노치(89) 및 정렬 리브(88)를 포함할 수 있고, 회로 기판(80)은 종래의 회로 기판 구조를 통해 형성될 수 있거나 또는 다른 부가 공정을 통해 형성될 수 있고, 트레이스(trace)를 지지하고 케이블(미도시) 내의 도체와 커넥터 내의 단자 사이의 연결을 제공한다.

웨이퍼(100, 110)는 단자(150, 160)를 각각 지지하는 절연 블록(101, 111)을 포함하고 단자(150, 160)는 단자 열(150a, 160a)로 구비된다. 단자(150)는 미부(tail)(152), 접점(154) 및 이들 사이에서 연장되는 몸체(156)를 포함한다. 유사하게, 단자(160)는 미부(162), 접점(64) 및 이들 사이에서 연장되는 몸체(166)를 포함한다. 접점은 0.5 mm 피치로 배열될 수 있으며 접점이 편향될 수 있도록 외팔보로 형성된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 비교적 작은 크기가 주어지면, 편향되는 접점(154, 164)은 접점(154, 164)이 정합 커넥터 상의 대응하는 고정 단자와 정합하는 것을 보장하면서 그의 손상을 피하기 위해 조심스럽게 제어되어야 한다. 커넥터의 소정 실시예가 영비복귀(non-return to zero, NRZ) 인코딩을 사용하여 25 Gbps를 지원하려는 것이기 때문에 전기적 성능을 저해할 스터브(stub)를 최소화하도록 설계되는 동안, 스터빙을 피하기 위해 적절한 인입(lead-in)을 제공하면서도 단자(150, 160)에 대한 손상 또는 고착(set)을 피하기에 적절한 보호를 제공하면서, 비교적 작은 편향 단자(150, 160)가 고정 단자와 정합할 때 충분한 접촉력을 갖는 것을 보장하는 것이 어려운 것으로 밝혀졌다.

기계식 인터페이스 관점으로부터 커넥터 시스템의 강인성을 개선하는 것을 돕기 위해, 바이어싱 레일(biasing rail)(95, 125)이 반부 쉘(90, 120) 상에 제공될 수 있고, 바이어싱 레일(95, 125)은 단자(150, 150)의 전방에 위치될 수 있다. 바이어싱 레일(95, 125)은 외팔보 방식으로 다수의 아암(97, 127)에 의해 지지되며, 바이어싱 레일(95, 125)은, 소정 실시예에서, 삽입된 정합 블레이드(blade)를 대응하는 정합 커넥터로부터 중심 위치를 향하여 가압하기 위한 것이다. 바이어싱 레일(95, 125)은 접점(154, 164)의 단부와 중첩되고, 그에 따라서, 삽입된 정합 블레이드가 단자(150, 160)에 스터빙되지 않도록 단자의 전방을 막는 것을 돕는다. 구체적으로, 바이어싱 레일(95, 125)은 단자(150, 160)의 전방에 위치되는데, 이때 바이어싱 레일의 내부 에지(AA)는 정합 커넥터에 초기 장벽을 제공하기 위해 단자 (150, 160)의 전방 에지(BB)보다 카드 슬롯의 중심에 더 가까이 위치된다. 따라서, 정합 커넥터의 정합 블레이드가 바이어싱 레일(95, 125)을 향하여 삽입될 때, 바이어싱 레일(95, 125)은 정합 블레이드를 가압하여 단자(150, 160)의 전방 에지 위로 지나가게 하고, 그에 따라서, 스터빙을 방지하는 것을 돕는다. 따라서, 바이어싱 레일(95, 125)은 단자(150, 160)에 대한 스터빙 및/또는 손상에 대한 가능성을 최소화하면서 정합 커넥터를 적절한 정합 위치로 지향시키는 것을 돕는다.

도면들로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 하우징 쉘(65)은 회로 기판(80)에 고정된 웨이퍼(100, 110)에 고정된다. 구체적으로, 제1 반부 쉘(90)은 웨이퍼(100)의 포켓(106) 내로 삽입되는 아암(96)을 포함한다. 잠금 핑거(103)가 아암 내의 잠금 개구(93) 내로 삽입되어 아암(96)을 포켓(106) 내에 보유하는 것을 돕는다. 일 실시예에서, 잠금 개구(93)는 잠금 핑거(103)가 평평해지고 스웨이징(swaging)되어 리벳 유사 구조를 형성할 때 잠금 핑거(103)가 상부에서 팽창되고 잠금 개구(93)로부터 빠져나오지 않도록 네거티브 테이퍼(negative taper)를 포함한다. 유사하게, 제2 반부 쉘(120)은 웨이퍼(110)의 포켓(116) 내로 삽입되는 아암(126)을 포함한다. 잠금 핑거(113)가 잠금 개구(123) 내로 삽입되고 평평해지고 제 위치로 스웨이징된다. 따라서, 하우징 쉘(65) 및 웨이퍼(100, 110)는 함께 견고하게 유지된다.

공평면성(co-planarity) 및 공차의 문제점 때문에, 카드 슬롯 내의 접점의 위치를 방해하지 않으면서 미부가 회로 기판(80) 상에 정밀하게 정렬되는 것을 정확하게 보장하는 것은 어려운 것으로 판명되었다. 동작 시, 제1 웨이퍼(100)는 제1 웨이퍼(100)로부터 연장되는 제1 페그(102)를 포함하고 제2 웨이퍼(110)는 제2 웨이퍼(110)로부터 연장되는 제2 페그(112)를 포함한다. 페그(102, 112)는 회로 기판(80)의 컷아웃(87)을 통해 서로 맞물려서 지지 기둥(79)을 형성하게 할 수 있다. 다수의 지지 기둥(79)이 최대 안정성을 위해 바람직하다. 컷아웃(87)은 바람직하게는 페그(102, 112) 주위에 간극을 제공하기에 충분히 크며, 페그가 웨이퍼(100, 110)들 사이의 공간 관계를 제어하도록 웨이퍼들이 서로에 대항하여 가압되게 하며, 컷아웃(87)은 개구를 제공하기 위해 회로 기판(80)의 내측에 위치될 수 있다. 바람직하게는, 웨이퍼(100, 110)는 회로 기판(80)에 직접 접촉할 필요없이 페그(102, 112)들이 바닥에 이를(bottom out) 수 있도록 구성될 수 있다. 이는, 제1 및 제2 페그(102, 112)가 정합 라인(130)을 형성하도록 서로에 대항하여 바닥에 이를 때, 웨이퍼가 회로 기판(80)을 물리적으로 가압하는 경우에 유지될 수 있는 것보다 더 엄격한 공차를 갖는, 웨이퍼(100, 110)들 사이의 고도로 제어된 거리를 제1 및 제2 페그(102, 112)가 제공할 수 있기 때문이다. 원하는 경우, 제1 및 제2 페그(102, 112)는 선택적으로는 접착제에 의해 서로 고정될 수 있다. 원하는 경우, 제1 웨이퍼(100) 및 제2 웨이퍼(110)는 각각, 제1 및 제2 웨이퍼(100, 110)로부터의 페그들이 서로 맞물리는 2개 이상의 위치가 존재하도록 복수의 페그(102, 112)를 포함할 수 있다. 소정의 실시예에서, 페그는 회로 기판(80)의 상부 표면(85a)과 하부 표면(85b) 사이에 있는 정합 라인을 형성할 것이고, 강인하고 콤팩트한 구조적 구성을 형성하도록, 도 4b에 도시된 바와 같이, 회로 기판의 내부에 있을 수 있다.

페그의 개수와 관계없이, 제1 및 제2 페그(102, 112)는 높은 수준의 치수 제어로 제조될 수 있고 2개의 웨이퍼(100, 110)가 원하는 제어가능한 거리로 이격되는 것을 보장하는 것을 도울 수 있다. 원하는 경우, 단일의 더 긴 페그가 단지 하나의 웨이퍼 상에 사용될 수 있고, 이어서 더 긴 페그는 페그 대신에 다른 웨이퍼의 절연 블록의 표면을 가압할 것이고 회로 기판의 서로 반대편인 표면들 사이에 정합 라인이 배열되지 않을 것이라는 점에 유의해야 한다. 벽 두께의 편차가 성형에 문제를 야기할 수 있기 때문에 더 긴 페그는 사용하기가 더 어려운 경향이 있고, 그에 따라서 하나의 긴 페그 대신 2개의 더 짧은 페그를 사용하는 것이, 요구되지는 않지만, 바람직할 수 있다.

제1 및 제2 웨이퍼(100, 110)는 접착제일 수 있는 심(170)에 의해 회로 기판에 고정되고 심(170)은 커넥터를 회로 기판(80) 상에 설치하는 동안 웨이퍼(100, 110)와 회로 기판(80) 사이에서 편향/가압될 수 있다. 일단 심(170)이 고착되고 경화되면, 이는 웨이퍼(100, 110)가 회로 기판(80)에 직접 접촉할 필요없이 회로 기판(80)에 웨이퍼(100, 110)를 견고하게 고정시킬 것이다. 이해될 수 있는 바와 같이, 심(170)은, 구조적 강성을 제공하도록 제1 및 제2 웨이퍼(100, 110)를 회로 기판(80)에 견고하게 장착시키면서, 회로 기판(80)이 회로 기판(80)에 대한 제1 및 제2 웨이퍼(100, 110)의 위치에 대해 작은 범위의 Z-방향 공차를 갖게 한다. 미부(152, 162)는 광학 감지 또는 다른 바람직한 공정 제어의 사용으로 x 및 y 방향으로 (예를 들어, 회로 기판의 상부 및 하부 표면(85a, 85b)을 따라) 패드(84)에 신중히 정렬될 수 있고, 이어서, 리플로우(reflow)를 통해 패드(84)에 부착될 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 미부(152, 162)들은 이들이 패드(84) 위에 위치되지만 패드(84)와 접촉하지 않도록 정렬될 수 있고, 이어서, 솔더를 사용하여 회로 기판(80) 상에서 패드(84)와 미부(152, 162)의 위치 사이의 Z 방향의 어떠한 작은 편차도 보상되게 하고, 그에 따라서 전체 조립 공정이 비교적 강인해지도록 한다.

하우징 쉘에 대한 단자(150, 160)의 위치를 제어하는 것이 비교적 중요한 것으로 밝혀졌다. 특히, 단자(150, 160)는 바람직하게는, 바이어싱 레일(95, 125)이 원하는 스터빙 방지 이득을 제공할 수 있도록 위치된다. 도시된 설계는 하우징 쉘(65)의 위치가 단자의 위치를 직접 제어하는 제1 및 제2 웨이퍼(150, 160)의 위치에 기초하는 것을 보장하도록 돕고, 그에 따라서, 접점(154, 164)에 대한 바이어싱 레일(95, 125)의, 치수를 갖는 적층(dimensional stack-up)이 양호하게 제어될 수 있다.

도시된 하우징 쉘은 2개의 웨이퍼에 견고하게 장착된 2피스 설계이며, 이어서 이는 회로 기판에 견고하게 장착된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 쉘(60)은 전방 하우징/웨이퍼에 장착된다. 쉘(60)의 상부 벽(61a)은 강성 및 강도를 향상시키기 위해 형성된 돌출부(64)를 포함할 수 있고, 분리 라인은 함께 용접될 수 있다. 쉘(60)의 하부 벽(61b)은 또한 상부 벽 상의 돌출부와 유사한 돌출부(60)를 포함할 수 있다. 돌출부(들)(60)는, 도 4d 및 도 4e에 개시된 바와 같이, 보유 블록(104, 114)과 맞물릴 수 있고, 이는 쉘(60)이 하우징 쉘(65)에 견고하게 장착되게 한다(보유 핑거는 회로 기판과 맞물려서 추가적인 장착 견고성을 제공함). 제1 웨이퍼(100)가 페그(92,112)를 통해 제2 웨이퍼(110)를 가압하고 또한 심(170)을 통해 회로 기판(80)에 견고하게 장착됨에 따라, 결과적인 설계는 증가된 구조적 강성을 제공할 수 있는 효과적인 적층 구조를 형성하는 기계적으로 연속적인 구조를 상부 벽(61a)과 하부 벽(61b) 사이에 제공한다.

앞서 언급된 바와 같이, 플러그 커넥터는 기판 장착된 리셉터클 커넥터에 정합될 수 있다. 예시적인 직각 리셉터클 커넥터의 특징부가 도 16 내지 도 25에 도시되어 있다. 구체적으로, 커넥터(210)는 회로 기판(205) 상에 장착된다. 커넥터(210)는 포트(212)를 한정하는 케이지(220)를 포함한다. 케이지(220)는 단자가 패드 어레이(206)에 연결되는 동안 (관통 구멍 구성 또는 SMT 구성을 사용하여) 회로 기판(205)에 솔더 부착될 수 있는 레그(leg)(224)를 포함하고, 케이지(220)는 래칭 핑거(70)를 수용할 수 있는 고정 개구(226)를 포함한다.

커넥터(210)는 정합 블레이드(240)를 갖는 커넥터를 형성하도록 서로 고정되는 제1 단자 블록(241a) 및 제2 단자 블록(241b)을 포함하고 단자 블록들은 단자(262)들을 지지한다. 제1 단자 블록(241a)은 설부(tongue)(242a)를 갖고 제2 단자 블록(241b)은 설부(242b)를 갖고, 이들은 고정 핑거(243b)가 고정 개구(243a) 내로 삽입되고 그에서 평평해지고 스웨이징되는 것을 통해 함께 고정된다. 유사하게, 고정 페그(244b)는 고정 개구(244a) 내로 들어가서 평평해지고 스웨이징된다. 따라서, 제1 및 제2 단자 블록(241a, 241b)은 함께 유지될 수 있다.

케이지(220)의 서로 반대편인 면들 상에는 통기구(228)가 마련되어 공기가 서로 반대편인 면들 사이에서 흐르게 한다. 공기가 그들 사이에서 흐르게 하기 위해, 노치(246a, 246b)가 설부(242a, 242b)에 마련된다. 단자(262)들이 공기가 그들을 지나서 노치(246a, 246b) 내로 흐를 수 있도록 구성되면, 공기는 정합된 인터페이스를 통해 흐를 수 있다.

양호한 성능을 제공하기 위해, 노치(246a, 246b)는 또한 단자가 원하는 임피던스 프로파일을 갖도록 크기설정될 수 있다. 단자(262)들은 일정한 피치로 있는 미부(262a, 262b)를 가질 수 있는 한편, 몸체(264)는 단자들이 차등적 결합(differential coupling)을 갖고 차별적으로 결합되도록 이격되어 있다. 정렬 블록(252)이 지지 아암(256)에 의해 지지될 수 있고 정렬 블록(252)은 제1 열(261a) 및 제2 열(261b)이 일관되고 반복가능한 방식으로 제공되도록 단자의 위치를 제어하기 위해 너브(nub)(254) 및 채널(253)을 포함할 수 있다.

도 26a 및 도 26b는 기존의 수직 설계를 도시한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 차폐부(302)는 하우징(310) 주위에 장착되고 차폐부(302)는 차폐부를 제 위치에 지지하는 것을 돕는 2개의 솔더 탭(315)을 갖는다. 추가 지지가 소정 응용예에 바람직할 수 있다고 판명되었다. 하나의 가능한 대안은 (차폐부(302) 상에 미부를 놓는) 단순한 SMT 대신에 관통 구멍 솔더 부착을 사용하는 것이다. 단일 관통 구멍 솔더 부착 방법을 사용하면 향상을 가져오지만 모든 사용 사례에 충분하지 않을 수 있는 것으로 밝혀졌다. 추가 미부를 사용하려는 시도는 수직 커넥터가 커넥터를 지지 회로 기판과 정렬시키는 것을 돕는 페그를 포함하기 때문에 어렵다.

케이지의 대안 버전이 사용되어 수직 커넥터를 제 위치에 유지시킬 수 있는 것으로 판명되었다. 2개의 미부가 제공될 수 있고 차폐부의 상부로부터 연장된 아암에 의해 지지될 수 있다. 2개의 아암이 최대 강도로 사용될 수 있지만, 대안적인 실시예에서는 단일 아암이 사용될 수 있고 단자의 타 측부가 중심에 더 가깝게 위치된 단일 미부를 가질 수 있다. 아암은 수직 커넥터에 정합하는 경우에 인입을 향상시키는 것을 돕도록 형상화될 수 있다. 바람직하게는, 아암은 부품이 단일 블랭크(blank)로부터 설계되게 하도록 서로 반대편인 코너들에 위치된다. 원하는 경우, 아암은 절첩부(fold)를 포함할 수 있고 아암 내의 개구에 인접하게 차폐부에 용접되어 증가된 강도를 제공하게 할 수 있다.

미부는 2개의 커넥터가 동일한 회로 기판에 볼록부-대-볼록부(belly-to-belly) 방식으로 장착되게 하도록 일 측부에서 꺾일(jogged) 또는 오프셋될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 그러나, 많은 응용예에서, 수직 커넥터는 모두 회로 기판의 동일 면 상에 위치될 것이고, 그에 따라서, 오프셋된 미부는 필요하지 않다. 도시된 설계는 향상된 당김력을 가능하게 하고 미부의 양 측부들 상의 플랜지는 차폐부의 각방향 흔들림(angular rocking)을 최소화하도록 돕는다.

도 27 내지 도 34는 변형 및 당김력에 대해 저항하기에 더 적합한 차폐부(402)의 실시예의 특징부를 도시한다. 차폐부(402)는 개구부(405)를 한정하는 몸체(403)를 갖고, 몸체(405)로부터 개구부에서 상향 연장된 후 절첩된 섹션(412)을 거쳐 하향 연장된 2개의 아암(410)을 갖는다. 아암(410)의 말단부에는 회로 기판 내에 솔더링되기 위한 복수의 레그(414)가 있다. 견부(shoulder)(416)는, 레그(414)가 회로 기판 내로 과도하게 삽입되지 않고 또한 향상된 당김력을 위해 회로 기판에 솔더링하기 위한 추가의 표면적을 제공하는 것을 보장하도록 돕는다. 추가의 강인성을 제공하기 위해, 시임(seam)(413)이 아암(410) 상에 구비된다. 시임(413)은 아암(410)이 몸체(403)에 부착되도록 접착제 재료를 통해 부착 또는 용접될 수 있고, 그에 따라서 아암(410)을 강화할 수 있다.

플러그 커넥터와 정합하는 것을 돕기 위해, 차폐부(402)는 인입 특징부(407, 409)를 포함할 수 있다. 차폐부(402)는 아암(410)을 몸체(403)에 고정하기 위한 택 용접부(tack weld)(419)를 포함하는 대안적인 설계를 가질 수 있다. 인입부의 사용에 관계없이, 아암(410)은 직선인 제1 베이스(411a) 및 오프셋을 갖는 (위에서 언급 한 바와 같이, 볼록부-대-볼록부 구성을 도울 수 있는) 제2 베이스(411b)를 가질 수 있다.

도 33 및 도 34에 도시된 바와 같은 대안적인 실시예에서는, 탭(422)이 몸체(403)에 형성될 수 있고 탭(422)은 아암(410) 내의 세장형 슬롯(423)을 통해 연장된다. 세장형 슬롯(423)은 아암(410)이 탭(422) 위로 절첩되게 한다. 이어서, 도시된 탭(422)은 위로 절첩되고, 아암(410)을 몸체(403)에 고정시키는 것을 그리고 몸체(403)에 아암(410)을 용접할 필요없이 부가적인 구조 강성을 제공하는 것을 돕는다. 따라서, 차폐부(402)의 몸체(403)에 의해 아암(410)을 지지하기 위해서 상이한 방식들이 존재한다.

본 명세서에 제공된 개시 내용은 그의 바람직하고 예시적인 실시예에 관한 특징부들을 설명한다. 첨부된 청구범위의 범주 및 사상 내에 있는 많은 다른 실시예들, 수정들 및 변형들이 본 발명의 검토로부터 당업자에게서 일어날 것이다.

Claims

플러그 커넥터 조립체로서,
몸체 부분을 한정하는 커버;
상기 커버로부터 연장된 정합 부분을 한정하는 쉘(shell);
상기 쉘 내에 위치된 커넥터 - 상기 커넥터는 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼를 포함하고, 상기 제1 및 제2 웨이퍼의 각각은 단자들의 열을 지지하는 절연 블록을 갖고, 상기 열의 단자들의 각각은 상기 단자의 서로 반대편인 단부들 상에 접점 및 미부(tail)를 포함하고, 상기 커넥터는 상기 웨이퍼들의 서로에 대한 상대 위치를 한정하는 지지 기둥을 포함하고, 상기 지지 기둥은 상기 웨이퍼들 사이에서 연장되고, 상기 커넥터는 상기 웨이퍼들 주위에 위치된 하우징 쉘을 추가로 포함하고, 상기 하우징 쉘은 카드 슬롯을 한정하고, 상기 접점들은 상기 카드 슬롯 내에 위치됨 -;
상기 단자들의 상기 미부들에 정합되는 회로 기판 - 상기 회로 기판은 상기 지지 기둥이 상기 회로 기판에 대해 횡방향으로 연장되게 하는 컷아웃(cutout)을 가짐 -; 및
상기 회로 기판의 양 면들 상에 위치되고, 상기 회로 기판을 상기 웨이퍼들에 기계적으로 결합시키는 고정 층을 포함하는, 플러그 커넥터 조립체.
제1항에 있어서, 상기 쉘은 상기 정합 부분의 제1 면 및 제2 면 상에 통기구들을 포함하고, 상기 통기구들은 상기 접점들과 정렬되고 공기가 상기 제1 면과 제2 면 사이에서 흐르게 하도록 구성된, 플러그 커넥터 조립체.
제1항에 있어서, 상기 웨이퍼들과 상기 회로 기판 사이의 공간 관계는 상기 웨이퍼들과 상기 회로 기판 사이의 직접적인 물리적 접촉에 의해 제어되지 않는, 플러그 커넥터 조립체.
제1항에 있어서, 상기 쉘은 상기 쉘과 상기 회로 기판 사이에 기계적인 지지를 제공하기 위해 상기 회로 기판과 맞물리는 서로 반대편인 핑거들을 갖는, 플러그 커넥터 조립체.
제4항에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 쉘과 상기 회로 기판 사이에 접지 연결부를 제공하기 위해 상기 핑거들과 정렬된 접점 패드를 포함하는, 플러그 커넥터 조립체.
제1항에 있어서, 상기 쉘은 상기 쉘 내로 일체로 형성된 래치 아암(latch arm)을 포함하고, 상기 래치 아암은 상기 쉘에 구비된 래치 개구를 통하여 연장된 래칭 돌기부를 갖는, 플러그 커넥터.
플러그 커넥터 조립체로서,
몸체 부분을 한정하는 커버;
상기 몸체 부분으로부터 연장된 케이블;
상기 커버로부터 연장된 정합 부분을 한정하고, 2개의 서로 반대편인 면들 상에 돌출부를 포함하는 쉘;
상기 쉘 내에 위치된 커넥터 - 상기 커넥터는 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼를 포함하고, 상기 제1 및 제2 웨이퍼의 각각은 단자들의 열을 지지하는 절연 블록을 갖고, 상기 열의 단자들의 각각은 상기 단자의 서로 반대편인 단부들 상에 접점 및 미부를 포함하고, 상기 커넥터는 상기 웨이퍼들 주위에 위치된 하우징 쉘을 추가로 포함하고, 상기 하우징 쉘은 카드 슬롯을 한정하고, 상기 접점들은 상기 카드 슬롯 내에 위치되고, 상기 하우징 쉘은 상기 돌출부에 위치된 보유 블록을 포함함 -;
상기 단자들의 상기 미부들에 정합되는 회로 기판; 및
상기 회로 기판의 양 면들 상에 위치되고 상기 회로 기판을 상기 웨이퍼들에 기계적으로 결합시키는 고정 층을 포함하고,
상기 쉘, 하우징 쉘, 절연 블록, 고정 층 및 상기 회로 기판은 상기 쉘의 상기 2개의 서로 반대편인 면들 사이에 적층 구조체를 형성하는, 플러그 커넥터 조립체.
제7항에 있어서, 상기 하우징 쉘은 상기 접점들의 전방에 위치된 바이어싱 레일(biasing rail)을 포함하고, 상기 바이어싱 레일은 삽입된 정합 블레이드(blade)가 상기 접점들과 정확하게 정렬되게 하도록 구성된, 플러그 커넥터 조립체.
제8항에 있어서, 상기 바이어싱 레일은 복수의 지지 아암들에 의해 지지되고, 상기 바이어싱 레일은 상기 정합 블레이드가 상기 카드 슬롯 내로 삽입되는 경우 편향되도록 구성된, 플러그 커넥터 조립체.
제8항에 있어서, 상기 바이어싱 레일은 상기 바이어싱 레일이 상기 접점들과 중첩되도록 상기 접점들의 에지를 지나서 연장된, 플러그 커넥터 조립체.
제7항에 있어서, 상기 고정 층은 상기 고정 층이 경화되기 전에 상기 회로 기판에 대해 상기 웨이퍼가 조절가능하게 위치되게 하는 경화성 재료인, 플러그 커넥터 조립체.
제7항에 있어서, 상기 웨이퍼는 컷아웃을 갖고, 상기 하우징 쉘은 상기 컷아웃 내에 위치되는 아암을 포함하는, 플러그 커넥터 조립체.
제12항에 있어서, 상기 아암은 개구를 갖고, 상기 컷아웃은 상기 개구 내에 위치되는 잠금 부재를 포함하는, 플러그 커넥터 조립체.
제13항에 있어서, 상기 잠금 부재는 상기 개구를 충전하도록 고온-형성되고, 상기 개구는 네거티브 테이퍼(negative taper)를 갖는, 플러그 커넥터 조립체.
플러그 커넥터 조립체로서,
몸체 부분을 한정하는 커버;
상기 커버로부터 연장된 정합 부분을 한정하는 쉘;
상기 쉘 내에 위치된 커넥터 - 상기 커넥터는 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼를 포함하고, 상기 제1 및 제2 웨이퍼의 각각은 단자들의 열을 지지하고, 상기 열의 단자들의 각각은 상기 단자의 서로 반대편인 단부들 상에 접점 및 미부를 포함하고, 페그(peg)가 상기 웨이퍼들 중 하나 상에 구비되고, 상기 페그는 상기 제1 웨이퍼와 상기 제2 웨이퍼 사이의 공간 관계를 한정하고, 상기 커넥터는 상기 웨이퍼들 주위에 위치된 하우징 쉘을 추가로 포함하고, 상기 하우징 쉘은 카드 슬롯을 한정하고, 상기 접점들은 상기 카드 슬롯 내에 위치됨 -;
상기 단자들의 상기 미부들에 정합되는 회로 기판 - 상기 회로 기판은 상기 페그가 상기 회로 기판을 통하여 횡방향으로 연장되게 하는 컷아웃을 가짐 -; 및
상기 회로 기판의 양 면들 상에 위치되고, 상기 회로 기판을 상기 웨이퍼들에 기계적으로 결합시키는 고정 층을 포함하는, 플러그 커넥터 조립체.
제15항에 있어서, 상기 페그는 상기 제1 웨이퍼 상의 제1 페그이고, 상기 커넥터는 상기 제2 웨이퍼 상에 제2 페그를 포함하고, 상기 제1 페그 및 상기 제2 페그는 서로 가압되어 정합 라인을 한정하는, 플러그 커넥터 조립체.
제16항에 있어서, 상기 정합 라인은 상기 회로 기판의 제1 면과 제2 면 사이에 위치된, 플러그 커넥터 조립체.
제15항에 있어서, 상기 컷아웃은 상기 회로 기판 내의 개구인, 플러그 커넥터 조립체.