MXPA99007324A - Conector electrico de alta velocidad y alta densidad - Google Patents

Abstract

Un conector eléctrico de alta densidad y alta velocidad que se utiliza con tableros de circuito impreso. El conector es de dos piezas, una de las piezas tiene patillas y placas de blindaje y la otra pieza tiene contactos de señal de tipo receptáculo y placas de blindaje. Los blindajes tienen un arreglo de tierra que estáadaptado para controlar los campos electromagnéticos, para varios sistemas de arquitecturas, configuraciones de conmutación simultáneas y velocidades de señal, permitiendo que todos los contactos de señal tipo receptáculo se utilicen para transmisión de señal. Adicionalmente, por lo menos una pieza del conector estáfabricada a partir de plaquitas, con cada plano de tierra y columna de señal moldeado por inyección en los componentes que, cuando se combinan, forman una plaquita. Esta construcción permite una separación muy estrecha entre columnas adyacentes de contactos de señal asícomo el control rígido de la separación entre los contactos de señal y los blindajes. También permite la manufactura fácil y flexible, de manera que un conector que tiene plaquitas intermezcladas en una configuración para acomodar aplicaciones de un solo extremo, punto a punto y de tipo diferencial.

Description

CONECTOR ELÉCTRICO DE ALTA VELOCIDAD Y ALTA DENSIDAD CAMPO DK LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona en general con conectores eléctricos que se utilizan para interconectar tableros de circuito impreso y, más específicamente, conectores diseñados para llevar muchas señales de alta velocidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los conectores eléctricos se utilizan en muchos sistemas electrónicos. En general es más fácil y más económico elaborar un sistema sobre varios tableros de circuito impreso que van a unirse entre sí con conectores eléctricos. Un arreglo tradicional para varios tableros de circuito impreso es que un tablero de circuito impreso sirva como un plano trasero. Otros tableros de circuito impreso, llamados tableros secundarios, se conectan a través del plano trasero. Un plano trasero tradicional es un tablero de circuito impreso que tiene muchos conectores . Los trazos conductores en el tablero de circuito impreso se conectan a las patillas de señal en los conectores, de manera que las señales podrán enrutarse entre los conectores . Otros tableros de circuito impreso denominados "tableros secundarios" contienen también conectores que se conectan a los conectores del plano trasero. De esta manera, las señales son enrutadas entre los tableros secundarios a través del plano trasero. Las tarjetas secundarias normalmente se enchufan al plano trasero en un ángulo recto. Los conectores que se utilizan para estas aplicaciones contienen un doblez en ángulo recto y normalmente se denominan "conectores de ángulo recto" . Los conectores se utilizan también en otras configuraciones para interconectar tableros de circuito impreso e incluso para conectar cables a los tableros de circuito impreso. Algunas veces, uno o más tableros de circuito impreso pequeños están conectados a otro tablero de circuito impreso más grande . El tablero de circuito impreso grande recibe el nombre de "tablero madre" y el tablero de circuito impreso que se enchufa a éste se denomina tablero secundario. También, los tableros del mismo tamaño algunas veces se alinean en paralelo. Los conectores utilizados en estas aplicaciones algunas veces se denominan "conectores de apilación" o "conectores mezzani e" . Sin importar la aplicación exacta, los diseños de conectores eléctricos en general se han necesitado para reflejar las tendencias de la industria electrónica. Los sistemas electrónicos en general se han hecho más pequeños y más rápidos. También manejan mucho más datos que los sistemas construidos hace solo algunos años. Estas tendencias nos señalan que los conectores eléctricos deben llevar más señales de datos y en forma más rápida en un espacio más corto sin degradar la señal . Los conectores pueden elaborarse para que lleven más señales en menos espacio colocando los contactos de señal en el conector más cercanos entre si. Estos conectores se denominan "conectores de alta densidad" . La dificultad de colocar los contactos de señal más cercanos entre sí es que hay un acoplamiento electromagnético entre los contactos de señal . A medida que los contactos de señal se colocan más cercanos entre sí, el acoplamiento electromagnético aumenta. El acoplamiento electromagnético también aumenta a medida que la velocidad de las señales aumenta. En un conductor, la cantidad de acoplamiento electromagnético se indica midiendo la "interferencia" del conector. La interferencia en general se mide colocando una señal en uno o más contactos de señal y midiendo la cantidad señal acoplada a otro contacto de señal. La elección de cuáles contactos de señal se utilizan para las mediciones de interferencia así como las conexiones a los otros contactos de señal influirán en el valor numérico de la medición de la interferencia. Sin embargo, cualquier medida confiable de interferencia debe mostrar que la interferencia aumenta a medida que la velocidad de las señales aumenta y también que los contactos de señal se colocan más cercanos entre sl . Un método tradicional para reducir la interferencia es poner a tierra las patillas de señal dentro del campo de las patillas de señal. La desventaja de este planteamiento es que reduce la densidad de señal efectiva de la densidad del conector. Para hacer que el conector sea tanto de alta densidad como de alta velocidad, los diseñadores de conectores han insertado miembros de blindaje entre los contactos de señal. Los blindajes reducen el acoplamiento electromagnético entre los contactos de señal contrarrestando asi el efecto de la poca separación o de la alta frecuencia de las señales. El blindaje, si se configura adecuadamente, también puede controlar la impedancia de las trayectorias de señal a través del conector, que también puede mejorar la integridad de las señales llevadas por el conector. Un uso temprano del blindaje se muestra en la exposición de la patente Japonesa 49-6543 de Fujitsu, Ltd. de fecha 15 de febrero de 1974. Las patentes de los Estados Unidos 4,632,476 y 4,806,107, ambas cedidas a AT&T Bell Laboratories, muestran diseños de conector en los que los blindajes se utilizan entre las columnas de los contactos de señal . Estas patentes describen conectores en los que los blindajes corren en forma paralela a los contactos de señal a través tanto del tablero secundario como de los conectores del plano trasero. Se utilizan vigas en voladizo para hacer los contactos eléctricos entre el blindaje y los conectores del plano trasero. Las Patentes 5,433,617; 5,429,521; 5,429,520 y 5,433,618, todas cedidas a Framatome Connestors International, muestran un arreglo similar. La conexión eléctrica entre el plano trasero y el blindaje se elabora, sin embargo, con un contacto tipo resorte. Otros conectores tienen a la placa de blindaje solamente dentro del conector de la tarjeta secundaria. Los ejemplos de estos diseños conectores pueden encontrarse en las patentes 4,846,727; 4,975,084; 5,496,183; 5,066,236, todas ellas cedidas a AMP, Inc. Otro conector con blindaje solamente dentro del conector del tablero secundario se muestra en la patente de los Estados Unidos 5,484,310, cedida a Teradyne, Inc. A partir de varias de las patentes que describen conectores que utilizan blindajes para reducir la interferencia, se apreciará que la colocación y conexión de los blindajes puede ocasionar un gran efecto sobre el desempeño eléctrico del conector. La configuración especifica del blindaje también puede tener un impacto considerable sobre las propiedades mecánicas del conector. Por ejemplo, la manera en la que se hace la conexión eléctrica con el blindaje puede influir en que haya o no "anclaje" cuando se acoplan los conectores. Anclaje (stubbing) significa que un contacto queda atrapado en otro contacto. Cuando hay anclaje, uno de los contactos normalmente queda dañado, requiriendo que el conector sea reparado o reemplazado. Sería muy deseable contar con un arreglo de blindaje que sea altamente eficaz para reducir la interferencia entre contactos de señal . También sería bastante deseable si el arreglo de blindaje fuera mecánicamente resistente (robusto) . También sería deseable que el conector fuera de fácil manufactura. También es bastante deseable controlar reflexiones de señal al controlar la geometría del blindaje y de los contactos de señal en el acoplamiento de impedancia de la conexión.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Con los anteriores antecedentes en menta, un objeto de la invención es proporcionar un conector de alta densidad y alta velocidad. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un conector de alto desempeño que permita que todos estos contactos de señal se utilicen para llevar a cabo las señales . También un objeto de la presente es un conector eléctrico que sea mecánicamente resistente (robusto) . Otro objeto de la invención es proporcionar un conector de fácil manufactura. Los objetos anteriores y otros se logran en un conector eléctrico que tiene placas de blindaje entre hileras de los contactos de señal tanto en los conectores del tablero secundario como en los conectores del plano trasero. Las placas de blindaje en el conector del plano trasero tienen contactos torsionales. Los contactos torsionales reducen significativamente la posibilidad de anclaje. También proporcionan un patrón altamente deseable de flujo de corriente a través de los blindajes, lo que aumenta su efectividad para reducir el acoplamiento inductivo entre contactos de señal y la interferencia resultante .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se comprenderá mejor en relación a la siguiente descripción más detallada y a los dibujos que se acompañan, en donde: la Figura 1 es una vista en despiece de un conector elaborado de acuerdo a la invención; la Figura 2 es un modelo de placa de blindaje utilizado en el conector de la Figura 1; la Figura 3 es una vista del modelo de placa de blindaje de la Figura 2 después de que se inserta por moldeo en un elemento de alojamiento; la Figura 4 es un modelo de contacto de señal utilizado en el conector de la Figura 1; la Figura 5 es una vista del modelo de contacto de señal de la Figura 4 después de que se ha insertado por moldeado dentro de un elemento de alojamiento; la Figura 6 es una modalidad alternativa del modelo de contacto de señal de la Figura 4, adecuado para utilizarse en la elaboración de un módulo diferencial; las Figuras 7A-7C son vistas operacionales de un conector de la técnica anterior; las Figuras 8A-8C son vistas operacionales similares del conector de la Figura 1; las Figuras 9A y 9B son patrones de trazo de señal y orificio de plano trasero para las modalidades de un solo extremo y diferencial de la invención, respectivamente; y la Figura 10 es una vista de una modalidad alternativa de la invención; la Figura HA es una modalidad alternativa de la placa 128 de la Figura 1; la Figura 11B es una vista en sección transversal tomada a través de la línea B-B de la Figura HA; la Figura 12 es una vista isométrica de un conector de acuerdo a la invención.

DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERIDA La Figura 1 muestra una vista en despiece de la unidad de plano trasero 100. El plano trasero 110 tiene un cabezal de patilla 114 unido a éste. La tarjeta secundaria 112 tiene un conector 116 de tarjeta secundaria unido a la misma. El conector 116 de tarjeta secundaria puede acoplarse con el cabezal 114 de la patilla para formar un conector. La unidad de plano trasero igualmente tiene muchos otros cabezales de patilla unidos a la misma de manera que pueden conectarse a ésta varias tarjetas secundarias. Además muchos cabezales de patilla pueden estar alineados extremo con extremo, de manera que puedan utilizarse muchos cabezales de patilla para conectarse a una tarjeta secundaria. Sin embargo, por claridad, solo se muestra una porción de la unidad de plano trasero y una sola tarjeta secundaria 112. El cabezal de patilla 114 se forma a partir de la gualdera 120. La gualdera 120 de preferencia se moldea por inyección a partir de un plástico, poliéster u otro material aislante adecuado. La gualdera 120 sirve como la base para el cabezal 114 de patilla. El piso (que no lleva número) de la gualdera 120 contiene columnas de orificio 126. Las patillas 122 están insertadas dentro de los orificios 126 con sus colas 124 extendiéndose a través de la superficie inferior de la gualdera 120. Las colas 124 se colocan a presión dentro de los orificios 136 de señal. Los orificios 136 son orificios pasantes chapados en la placa trasera 110 y sirven para conectar eléctricamente las patillas 122 a los trazos (no mostrados) en el plano trasero 110. Por claridad de ilustración, solo se muestra una patilla 122. sin embargo, el cabezal 114 de patilla contiene muchas columnas paralelas de patillas. En una modalidad preferida, hay ocho hileras de patillas en cada columna. La separación entre cada columna de patillas no es crítica. Sin embargo, un objeto de la invención es permitir que las patillas se coloquen estrechamente cercanas entre sí, de manera que pueda formarse un conector de alta densidad. A vía de ejemplo, las patillas dentro de cada columna pueden estar separadas en 2.25 mm y las columnas de las patillas pueden estar separadas en 2 mm. Las patillas 122 pudieran elaborarse por estampado de aleación de cobre con 0.4 mm de espesor. La gualdera 120 contiene una ranura 132 formada en su piso que corre en sentido paralelo a la columna de orificio 126. La gualdera 120 también tiene ranuras 134 formadas en sus paredes laterales . La placa de gualdera 128 se ajusta dentro de las ranuras 132 y 134. Las colas 130 se proyectan a través de los orificios (no visibles) en el fondo de la ranura 132. Las colas 130 se acoplan a los orificios de tierra 138 en el plano trasero 110. Los orificios de tierra 13S son orificios pasantes chapados que se conectan a los trazos de tierra en el plano trasero 110. En la modalidad ilustrada, la placa 128 tiene siete colas 130. Cada cola 130 cae entre dos patillas adyacentes 122. Sería deseable que el blindaje 128 tuviera una cola 130 lo más cercana posible a cada patilla 122. Sin embargo, el centrado de las colas 130 entre las patillas de señal adyacente 122 permitan que se reduzca la separación entre el blindaje 128 y una columna de patillas de señal 122. La placa de blindaje 128 tiene varios contactos 142 de viga torsional, formados en la misma. Cada contacto 142 se forma por brazos de estampado 144 -y 146 en la placa 128. Los brazos 144 y 146 se doblan entonces hacia fuera de la placa 128 del plano. Los brazos 144 y 146 son lo suficientemente largos para que se flexionen cuando se presionan hacia atrás hacia el interior del plano de la placa 128. Los brazos 144 y 148 son suficientemente resilientes para proporcionar una fuerza de resorte cuando se presionan hacia el plano de la placa 128. La fuerza de resorte generada por los brazos 144 y 14-6 crea un_ punto de contacto entre cada brazo 144 o 146 y la placa 150. La fuerza de resorte generada debe ser suficiente para asegurar este contacto, incluso después de que el conector 116 de la tarjeta secundaria se haya acoplado y desacoplado repetidamente del cabezal 114 de patilla. Durante la manufactura, los brazos 144 y 146 están acuñados . El acuñamiento reduce el espesor del material y aumenta la flexibilidad de las vigas sin debilitar la placa 128. Para un mejor desempeño eléctrico se desea que los brazos 144 y 146 sean lo más corto y recto posibles. Por lo tanto, se elaboran solo de la longitud que se requiera para proporcionar la fuerza de resorte requerida. Además, para el desempeño eléctrico, se desea que haya un brazo 144 ó 146 lo más cercano posible a cada patilla 122 de señal. Idealmente, tendría que haber un brazo 144 y 146 para cada patilla 122 de señal. Para la modalidad ilustrada con las ocho patillas de señal 122 por columna, habría idealmente ocho brazos 144 ó 146, haciendo un total de cuatro contractos 142 de viga torsional equilibrados. Sin embrago, solo tres contactos 142 de viga torsional equilibrados se muestran. Esta configuración representa un compromiso entre la fuerza de resorte requerida y las propiedades eléctricas deseadas. Las ranuras 140 sobre el blindaje 120 tienen la función de alinear el conector 116 de tarjeta secundaria con el cabezal 114 de la patilla. Las lengüetas 152 se ajustan dentro de la ranura 140 para el alineamiento y para evitar el movimiento lateral del conector 116 de la tarjeta secundaria en relación al cabezal 114 de la patilla. El conector 116 de la tarjeta secundaria se elabora de plaquitas 154. Solo una plaquita 154 se muestra con claridad, pero el conector 116 de la tarjeta secundaria tiene, en una modalidad preferida, varias plaquitas apiladas lado a lado. Cada plaquita 154 contiene una columna de receptáculo 158. Cada receptáculo 158 se acopla con una patilla 122 cuando el cabezal 114 de patilla y el conector 116 de la tarjeta secundaria se acoplan. De esta manera, el conector 116 de la tarjeta secundaria se elabora de tantas plaquitas como columnas de patilla hay en el cabezal 114 de patilla. Las plaquitas 154 están soportadas en un rigidizador 156. El rigidizador 156 de preferencia se forma por estampado de una tira metálica. Se estampa con características para sostener la plaquita 154 en una posición requerida sin rotación y por lo tanto incluye de preferencia tres puntos de unión. El rigidizador 156 tiene la ranura 160A formada a lo largo de su borde frontal. La lengüeta 160B se acopla dentro de la ranura 160A. El rigidizador 156 incluye también orificios 162A y 164A. Los bornes 162B y 164B sé" ajustan dentro de los orificios 162A y 164A. Los bornes 162B y 164B están dimensionados para proporcionar un ajuste de interfaz en los orificios 162A y 164A. La Figura 1 muestra solo unas cuantas de las ranuras 160A y los orificios 162A y 164A, por claridad. El patrón de ranuras y orificios se repite a lo largo de la longitud del rigidizador 156 en cada punto en donde va a unirse una plaquita 156. En la modalidad ilustrada, la plaquita 154 se elabora de dos piezas, la pieza de blindaje 166 y una pieza de señal 168. La pieza de blindaje 166 se forma insertando el alojamiento de moldeo 170 alrededor de la porción frontal del blindaje 150. La pieza de señal 168 se elabora insertando el alojamiento de moldeo 172 alrededor de los contactos 410A...410H (Figura 4). La pieza de señal 168 y la pieza de blindaje 166 tienen características que mantienen a las dos piezas juntas. La pieza de señal 168 tiene los bornes 512 (Figura 5) formado sobre una superficie. Los bornes se alinean con las pinzas 174 y se insertan dentro de las mismas, estando estas cortadas dentro de los blindajes 150. Las pinzas 174 acoplan a los bornes 512 y sostienen a la placa 150 firmemente contra la pieza de señal 168. El alojamiento 170 tiene cavidades 176 formadas en el mismo. Cada cavidad 176 está conformada para recibir uno de los receptáculos 158. Cada cavidad 176 tiene a la plataforma 178 en su fondo. La plataforma 178 tiene un orificio 180 formado a través de la misma. El orificio 180 recibe a una patilla 122 cuando el conector 116 de tarjeta secundaria se acopla con el cabezal 114 de patilla. Por lo tanto, las patillas 122 se acoplan con los receptáculos 158, proporcionando una trayectoria de señal a través del conector. Los receptáculos 158 se forman con dos patas 182. Las patas 182 se ajustan en lados opuestos de la plataforma 178 cuando los receptáculos 158 se insertan dentro de las cavidades 176. Los receptáculos 158 se forman de manera que la separación entre las patas 182 sea más pequeña que la anchura de la plataforma 178. Para insertar los receptáculos 158 dentro de la cavidad 176 es por lo tanto necesario utilizar una herramienta para separar las patas 182. Los receptáculos forman lo que se conoce como un contacto precargado. Los contactos precargados que se forman tradicionalmente presionando al receptáculo contra una plataforma en forma de pirámide. El vértice de la plataforma abre las patas a medida que el receptáculo es empujado hacia abajo sobre éstas. Este contacto tiene una fuerza de inserción menor y es menos probable que produzca anclaje sobre la patilla cuando se acoplan los dos conectores . Los receptáculos de la invención proporcionan las mismas ventajas pero estas se logran insertando los receptáculos desde un lado y no presionándolos contra una pirámide. El alojamiento 172 tiene las ranuras 184 formadas en el mismo. Como se describió antes, los bornes 512 (Figura 5) se proyectan a través de la placa 150. Cuando las dos plaquitas se apilan lado con lado, los bornes 512 de una plaquita 154 se proyectarán dentro de las ranuras 184 de una plaquita adyacente. Los bornes 512 y las ranuras 184 ayudan a sostener a las plaquitas adyacentes juntas y evitar la rotación de la plaquita respecto a la siguiente plaquita. Estas características, junto con el rigidizador 156 eliminan la necesidad de una caja o alojamiento separado para sujetar a las plaquitas, simplificando así el conector. Los alojamientos 170 y 172 se muestran con varios orificios (que no tienen número) . Estos orificios no son críticos para la invención. Son "orificios de apriete" utilizados para sujetar las placas 150 o los contactos de receptáculo 410 durante el moldeo por inyección. Se desea sujetar estas piezas durante el moldeo por inyección para conservar una separación uniforme entre las placas y los contactos de receptáculo en el producto terminado. La Figura 2 muestra con mayor detalle el modelo o blanco utilizado para elaborar la placa 150. En una modalidad preferida, las placas 150 se estampan a partir de un rollo de metal. Las placas se retienen sobre la tira portadora 210 para facilitar el manejo. Después de que la placa 150 se moldea por inyección para formar una pieza de blindaje 166, la tira portadora puede cortarse. Las placas 150 incluyen orificios 212. Los orificios 212 se llenan con plástico a partir del alojamiento 170, de esta manera traban la placa 150 en el alojamiento 170. La placa 150 incluye también ranuras 214. Las ranuras 214 se colocan para que queden entre los receptáculos 158. Las ranuras 214 sirven para controlar la capacitancia de la placa 150, que puede elevar o disminuir en forma global la impedancia del conector. También pueden canalizar el flujo de corriente en la placa cerca de los receptáculos 158, que son trayectorias de señal. Mientras más alto es el flujo de corriente de retorno cerca de las trayectorias de señal se reduce más la interferencia. La ranura 216 es similar a las ranuras 214 pero es más grande para permitir que un dedo 316 (Figura 3) pase a través de la placa 150 cuando ésta se moldea para dar un alojamiento 170. El dedo 316 es un dedo pequeño de material aislante que pudiera ayudar a sostener una placa 128 contra la placa 150. El dedo 316 es opcional y pudiera omitirse. Obsérvese en la Figura 1 que las dos cavidades centrales 176 tienen su pared intermedia retirada parcialmente. El dedo 316 de una plaquita adyacente 154 (no mostrada) se ajustaría dentro de este espacio para completar la pared entre las dos cavidades centrales . El dedo 316 se extendería más allá del alojamiento 170 y se ajustaría dentro de una ranura 184B de una plaquita adyacente (no mostrada) . La ranura 218 permite que la región de cola 222 se doble hacia fuera del plano de la placa 150, si se desea. La Figura 9A muestra trazos 910 y 912 sobre un tablero de circuito impreso dirigidos entre los orificios utilizados para montar un conector de acuerdo a la invención. La Figura 9A muestra porciones de una columna de orificios de señal 186 y porciones de una columna de contactos de tierra 188. Cuando el conector se utiliza para llevar señales de un solo extremo, se desea que los trazos 910 y 912 estén separados por tierra en el mayor grado posible. Por lo tanto, se desea que los orificios de tierra 188 estén centrados entre la columna de orificios de señal 186 de manera que los trazos de señal 910 y 912 puedan dirigirse entre los orificios de señal 186 y los orificios de tierra 188. Por otra parte, la Figura 9B muestra el enrutamiento preferido para las señales de par diferencial. Para las señales de par diferencial se desea que los trazos sean dirigidos lo más cercanos posibles. Para permitir que los trazos 914 y 916 se cierren entre sí, los orificios de tierra 188 no están centrados entre las columnas de los orificios de señal 186. Por el contrario, están desplazados para estar lo más cerca posible de la hilera de contactos de señal 186. Esta colocación permite que los dos trazos de señal 914 y 916 se enruten entre los orificios de tierra 188 y una columna de orificios de señal 186. En la configuración de un solo extremo, la región de cola 222 se dobla hacia fuera del plano de la placa 150. Para la configuración diferencial, ésta no se dobla. También debe observarse que la placa 128 (Figura 1) puede similarmente doblarse en su región de cola, si se desea. En la modalidad preferida, aunque la placa 128 no esté doblada para las señales de un solo extremo y esté doblada para las señales diferenciales. Las lengüetas 220 están dobladas fuera del plano de la placa 150 antes del moldeo por inyección del alojamiento 170. Las lengüetas 220 se enrollarán entre los orificios 180 (Figura 1) . Las lengüetas 220 ayudan a asegurar que la placa 150 se adhiera al alojamiento 170.

También refuerzan al alojamiento 170 a través de su cara, es decir, la superficie orientada hacia el cabezal 114 de las patillas. La Figura 3 muestra al blindaje 150 después de que ha sido insertado por moldeo dentro del alojamiento 170 para formar la porción de tierra 166. La Figura 3 muestra que el alojamiento 170 incluye las proyecciones 310 en forma de pirámide sobre la cara de la pieza 166 del blindaje. Los rebajes acoplantes (no mostrados) están incluidos en el piso del cabezal 114 de patilla. Las proyecciones 310 y los rebajes acoplantes sirven para evitar que la fuerza de resorte de los contactos 142 de viga torsional separen a las plaquitas adyacentes 154 cuando el conector 116 de tarjeta secundaria se inserta dentro del cabezal 114 de patilla. La Figura 4 muestra un blanco o modelo 400 para el contacto de receptáculo. El blanco modelo para contacto de receptáculo de preferencia se estampa de una hoja de metal. Varios blancos se estampan en un rollo. En la modalidad preferida, hay ocho contactos de receptáculo 410A...410H. Los contactos de receptáculo 410 se mantienen juntos sobre las tiras portadoras 412, 414, 416, 418 y 422. Estas tiras portadoras se seccionan para contactos separados 410A...410H después de que el alojamiento 172 se ha moldeado alrededor de los contactos. Las tiras portadoras pueden retenerse durante la mayor parte de la operación de manufactura para el fácil manejo de las porciones de receptáculo 168. Cada uno de los contactos de receptáculo 410A...410H incluye dos patas 182. Las patas 182 se pliegan y doblan para formar el receptáculo 158. Cada contacto de receptáculo 410A...410H incluye también una región de transmisión 424 y una región de cola 426. La Figura 4 muestra que las regiones de transmisión 424 están separadas equidistantemente. Este arreglo se prefiere para señales de un solo extremo, ya que da por resultado la máxima separación entre los contactos . La Figura 4 muestra que las regiones de cola son adecuadas para ajustarse a presión dentro de los orificios pasantes chapados. Otros tipos de regiones de cola pudieran utilizarse. Por ejemplo, las colas de soldadura pudieran utilizarse. La Figura 5 muestra blancos o modelos 400 para el contacto de receptáculo después de que el alojamiento 172 sea moldeado alrededor de éste. La Figura 6 muestra un blanco 600 de contacto de receptáculo adecuado para utilizarse en una modalidad alternativa de la invención. Los contactos de receptáculo 610A...610H están agrupados en pares: (610A y 610B) , (610C y 610D) , (610E y 610F) y (610G y 610H) . Las regiones de transmisión 624 de cada par están lo más cercanas posibles entre sí mientras que se conserva la impedancia diferencial. Esto aumenta la separación entre pares adyacentes. Esta configuración mejora la integridad de señal para señales diferenciales. La región de cola 626 y los receptáculos del blanco 400 y 600 de los contactos de receptáculo son idénticos. Estas son las únicas porciones de los contactos de receptáculo 410 y 610 que se extienden desde el alojamiento 172. Por lo tanto, la porción de señal 168 es externamente la misma ya sea para las señales diferenciales o para las señales de un solo extremo. Esto permite que las plaquitas de señal diferencial y de un solo extremo se mezclen en un solo conector de tarjeta secundaria. La Figura 7A ilustra un conector de la técnica anterior como auxiliar para explicar el desempeño mejorado de la invención. La Figura 7A muestra una placa de blindaje 710 con una viga en voladizo 712 formada en la misma. La viga en voladiza 712 se acopla con una hoja 714 del cabezal de patilla. El punto de contacto se marca como X. La hoja 714 está conectada a un plano trasero (no mostrado) en el punto 722. Las señales se transmiten a través de las patillas de señal 716 y 718 que corren adyacentes a la placa de blindaje. La placa 710 y la placa 714 actúan como la señal de retorno. La ruta de señal 720 a través de estos elementos se muestra como un ciclo. Debe observarse que la ruta de señal 720 se corta a través de la patilla 718. Como es bien sabido, una señal que viaja en un ciclo que pasa a través de un conductor se acoplará inductivamente al conductor. Por lo tanto, el arreglo de la Figura 7A tendrá un acoplamiento o interferencia relativamente alto de las patillas 716 a 718. La Figura 7B muestra una vista lateral del arreglo de la Figura 7A. Como la viga en voladizo 712 está por arriba de la hoja 714, su distancia desde la patilla 716 es d^_ . En contraste, la hoja 714 tiene una separación d2 , que es más grande. En la transmisión de las señales de alta frecuencia, la distancia entre la trayectoria de señal y la tierra dictan la impedancia de la trayectoria o ruta de la señal. Los cambios en distancia significan cambios en impedancia. Los cambios en impedancia ocasionan reflexiones de la señal, lo cual no es deseable. La Figura 7C muestra el mismo arreglo durante el acoplamiento. La hoja 714 debe deslizarse bajo la viga en voladizo 712. Si no se inserta correctamente, la hoja 714 puede topar contra el extremo de la viga 712 en voladizo. Este fenómeno se llama "anclaje" . Este fenómeno es muy poco deseable en un conector ya que puede romper el conector.

En contraste, la Figura 8 muestra en sentido esquemático los componentes de un conector fabricado de acuerdo a la invención. Las placas de blindaje 128 y 150 se traslapan. El contacto se hace en el punto marcado con una X en la viga torsional 146. La ruta de señal 820 se muestra que pasa a través de una patilla de señal 122, regresan a la placa pasante 150 hacia el punto de contacto X, pasa a través del brazo 146, a través de la placa 128 y a través de la cola 130. La trayectoria o ruta de señal 820 se completa entonces a través del plano trasero (no mostrado en la Figura 8) . Significativamente, la ruta de señal 820 no se corta a través de ninguna patilla 122 de señal que esté adyacente. En esta forma, la interferencia se reduce significativamente con respecto a la técnica anterior. La Figura 8B ilustra en forma esquemática a las placas 128 y 150 antes de acoplarse con el conector 116 de tarjeta secundaria al cabezal 114 de patilla. En la perspectiva de la Figura 8B, el brazo 146 se muestra doblado hacia afuera del plano de la placa 128. A medida que las placas 150 y 128 se deslizan una a lo largo de la otra durante el acoplamiento, el brazo 146 se presiona hacia el plano de la placa 128. La Figura 8C muestra las placas 128 y 150 en la configuración acoplada. La depresión 810 que se hace en el brazo 146 se muestra al tocar la placa 150. La fuerza de resorte torsional generada al presionar el brazo 146 hacia el plano de la placa 128 asegura un buen contacto eléctrico. Debe observarse que la separación entre las placas 128 ó 150 y un contacto de señal adyacente no tiene una discontinuidad tan grande como la que se muestra en la Figura 7B. Esta mejora reforzará el desempeño eléctrico del conector. También debe observarse que al moverse de la configuración de la Figura 8B a la de la Figura 8C no hay una superficie abrupta que pudiera originar el anclaje. Por lo tanto, con contactos torsionales, la resistencia mecánica del conector debe mejorarse en comparación con la técnica anterior. - _ __ La Figura 10 muestra una modalidad alternativa de una plaquita 154 (Figura 1) . En la modalidad de la Figura 10 un blanco de blindaje sobre la tira portadora 1010 está encapsulado en un alojamiento aislante 1070 a través de moldeo por inyección. Las colas del blindaje 1030 se muestran extendiéndose desde el alojamiento 1070. El alojamiento 1070 incluye cavidades 1016, 1017, 1018 y 1019. El blanco de blindaje se corta y se dobla para hacer los contactos 1020 dentro de las cavidades 1016, 1017, 1018 y 1019. Las cavidades 1016, 1017, 1018 y 1019 tienen orificios 1022 formados en sus pisos. Las patillas de los cabezales de patilla se insertan a través de los orificios durante el acoplamiento y unión, a través de la propiedad de resorte de la patilla, así como de los contactos 1020 que aseguran la conexión eléctrica al blindaje. En la modalidad de la Figura 10, los contactos de señal se estampan en forma separada. La sección de línea de transmisión de los contactos se tiende en las cavidades 1026. Las porciones de receptáculo de los contactos de señal se insertan dentro de las cavidades 1024. Una plaquita como se ilustra en la Figura 10 muestra que pueden utilizarse cualquier número de contactos de señal por columna. En la Figura 10, se muestran cuatro contactos de señal por columna. Esa figura también ilustra que las patillas pudieran utilizarse en lugar de una placa 128. Sin embargo, pudiera haber diferencias en el desempeño eléctrico. Pudiera utilizarse una placa junto con la configuración de la Figura 10. En ese caso, en lugar de una serie de orificios separados 1022 en las cavidades 1016, 1017, 1018 y 1019, se cortaría una ranura a través de las cavidades . La Figura HA muestra una modalidad alternativa para los contactos 142 sobre la placa 128. La placa 1128 incluye una serie de contactos torsionales 142. Cada contacto está hecho de un estampado sobre el brazo 1146 a partir de la placa 1128. Aquí, los brazos tienen una forma generalmente en serpentina. Como se describe antes, es deseable que los brazos 146 sean lo suficientemente largos para proporcionar buena flexibilidad. Sin embargo, también se desea que la corriente fluya a través de los contactos 1142 en un área que es lo más angosta posible en una dirección perpendicular al flujo de corriente a través de las patillas de señal 122. Para lograr estos dos objetivos, los brazos 1146 se estampan en una forma de serpentina. La Figura 11B muestra a la placa 1128 en sección transversal a través de la línea indicada como B-B en la Figura 1A. Como se muestra, los brazos 1146 se doblan fuera del plano de la placa 1128. Durante este acoplamiento de la mitad del conector, se presionan hacia el plano de la placa 1128, generando así una fuerza torsional . La Figura 12 muestra una vista adicional del conector 100. La Figura 12 muestra la cara 1210 del conector 116 de tarjeta secundaria. La superficie inferior del cabezal 114 de patilla también es visible. En esta vista, puede observarse que las colas 124 de ajuste a presión de la placa 128 tienen una orientación que está en ángulo recto a la orientación de las colas 130 de ajuste a presión de las patillas de señal 122.

EJEMPLO Se elaboró y probó un conector de acuerdo a la presente invención. Las pruebas se hicieron con la configuración de un _ solo extremo y las mediciones se hicieron en una línea de señal activada con las diez líneas más cercanas. Para tiempos de elevación de señal de 500ps, la interferencia en retroceso fue " de 4.9%. La interferencia en avance fue de 3.2%. La reflexión fue muy pequeña para poder medirse. El conector proporcionó una densidad de señal real de 101 pulgadas por línea. Habiendo descrito una modalidad, podrán visualizarse varias modalidades alternativas o variaciones. Por ejemplo, el tamaño de conector pudiera aumentarse o disminuirse en relación a lo mostrado. También, es posible que los materiales diferentes a los expresamente mencionados puedan utilizarse para construir el conector. Pueden también hacerse varios cambios en las estructuras específicas. Por ejemplo, las pinzas 174 se muestran en general como radialmente simétricas. Pudieran mejorar la efectividad de una placa 150 -de blindaje si las pinzas 174 se alargaran con un eje mayor corriendo en sentido paralelo a los contactos de señal en las piezas de señal 168 y un eje menor perpendicular, lo más corto posible. También, las técnicas de manufactura pudieran variar. Por ejemplo, se desea que el conector 116 de la tarjeta secundaria se forme organizando una pluralidad de plaquitas sobre un rigidizador. También es posible que una estructura equivalente pueda formarse insertando una pluralidad de piezas de blindaje y receptáculos de señal dentro de un alojamiento moldeado. Por lo tanto, la invención- debe limitarse solamente por el espíritu y alcance de las reivindicaciones anexas .

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES ; 1. Un conector eléctrico que comprende: a) un cabezal de patilla que comprende: i) una base aislante; ii) una pluralidad de columnas de patillas unidas a la base aislante, cada columna tiene una pluralidad de patillas; iii) una primera pluralidad de placas unida a la base aislante, cada placa está colocada entre una columna adyacente a las patillas y cada placa tiene formada dentro de la misma una pluralidad de contactos torsionales; b) un conector de tarjeta secundaria que comprende : i) una base aislante conformada para acoplarse con la base aislante del cabezal de patilla; ii) una pluralidad de columnas de receptáculos, cada columna tiene una pluralidad de receptáculos dispuestos para acoplar una patilla de la pluralidad de patillas; iii) una segunda pluralidad de placas, cada placa está dispuesta entre una columna adyacente de receptáculos y está colocada para acoplar a la pluralidad de contactos torsionales de una placa de la pluralidad de placas en el cabezal de patilla.
2. 2. El conector eléctrico según la reivindicación 1, en donde: a) cada una de la pluralidad de columnas de patillas incluye un primer número de patillas; y b) cada una de la primera pluralidad de placas en el cabezal de patilla tiene un segundo número de colas de contacto que se extienden desde la misma, el segundo número es igual o mayor al primer número, menos uno.
3. 3. El conector eléctrico según la reivindicación 1, en donde cada uno de "los contactos torsionales comprende por lo menos un brazo estampado a partir de una placa de la primera pluralidad de placas, y el brazo está conectado a la placa en dos puntos y se dobla fuera del plano de la placa.
4. 4. El conector eléctrico según la reivindicación 1, en donde cada uno de los contactos torsionales comprende un brazo estampado fuera de una placa de la primera pluralidad de placas, el brazo tiene un espesor que es menor al espesor de la placa.
5. 5. El conector eléctrico según la reivindicación 1, en donde los receptáculos adyacentes dentro de la misma columna están separados por una cantidad menor o igual a 2 mm y las columnas adyacentes de receptáculos están separadas en una cantidad menor o igual a 2.25 mm .
6. 6. El conector eléctrico según la reivindicación 1, en donde cada uno de los contactos torsionales contiene un brazo y el brazo tiene una forma de serpentina.
7. 7. El conector eléctrico según la reivindicación 1, en donde el conector de tarjeta secundaria comprende una pluralidad de módulos, el conector comprende adicionalmente un rigidizador metálico al cual cada una de la pluralidad de módulos está unido.
8. 8. Un conector eléctrico incorporado dentro de una unidad de plano trasero con un plano trasero y por lo menos una tarjeta secundaria, el conector eléctrico comprende : a) una primera pieza conectora que tiene : i) una pluralidad de contactos _ -de señal en forma de patilla, cada contacto de señal tiene una porción de cola unida al plano trasero, los contactos de señal en forma de patilla están colocados en una pluralidad de columnas paralelas; ii) una primera pluralidad de placas de blindaje, cada placa de blindaje está colocada entre columnas adyacentes de los contactos de señal y cada una tiene una pluralidad de porciones de cola que se extienden desde la misma y están unidas al plano trasero, cada porción de cola de cada placa de blindaje está colocada entre las porciones de cola de los contactos de señal adyacentes dentro de la misma columna de contactos de señal, en donde para cada placa de blindaje, hay una porción de cola entre cada par de contactos de señal adyacentes en una columna adyacente de los contactos de señal ; b) una segunda pieza conectora que tiene: i) una pluralidad de contactos de señal de receptáculo, la pluralidad de contactos de señal de receptáculo está colocada en una pluralidad de columnas paralelas, donde cada receptáculo está colocado para acoplar un contacto de señal en forma de patilla; ii) una segunda pluralidad de placas de blindaje, cada placa de blindaje está colocada entre columnas adyacentes de contactos de señal de receptáculo, en donde cada placa de blindaje de la segunda pluralidad de placas de blindaje se acopla mecánicamente con una placa de blindaje de la primera pluralidad de placas de blindaje, con los brazos de contacto unidos a una de las placas de blindaje de la primera o segunda pluralidad de placas de blindaje, en dos puntos.
9. 9. El conector eléctrico según la reivindicación 8, en donde cada columna de contactos de señal tiene por lo menos seis contactos de señal.
10. 10. El conector eléctrico según la reivindicación 8, que comprende adicionalmente un medio para proporcionar una trayectoria de corriente de retorno para que cualquier contacto de señal en forma de patilla, específico, no cruce a ningún otro contacto de señal en forma de patilla, en donde el medio incluye la primera pluralidad de placas de blindaje y la segunda pluralidad de placas de blindaje.
11. 11. El conector eléctrico según la reivindicación 8, en donde las porciones de cola de los contactos de señal y las porciones de cola de las placas son colas de ajuste a presión y las porciones de cola de los contactos de señal están en ángulo recto respecto a las porciones de cola de las placas.
12. 12. El conector eléctrico según la reivindicación 8, en donde una porción de la primera pluralidad de placas tiene una ranura cortada en la misma y la placa tiene un doblez a lo largo de una línea perpendicular a la ranura, la porción de la placa en un lado del doblez forma una región de cola y la porción de la placa en el otro lado del doblez forma una región de blindaje, la región de cola y la región de blindaje son paralelas y las porciones de cola están conectadas a la región de cola de la placa.
13. 13. El conector eléctrico según la reivindicación 8, en donde las porciones de cola de la primera pluralidad de placas están puestas a tierra en el plano trasero.
14. 14. Un conector eléctrico del tipo que tiene dos piezas interacoplables, cada pieza tiene una pluralidad de contactos de señal colocados en columnas para definir un campo de contactos de señal, el conector comprende adicionalmente una pluralidad de medios, colocados entre columnas adyacentes de contactos de señal, para proporcionar una trayectoria de corriente de retorno para cada uno de los contactos de señal dentro de una columna de contactos de señal, las trayectorias de corriente de retorno quedan dentro del campo de los contactos de señal, en donde cada medio para proporcionar una trayectoria de corriente de retorno comprende un par de placas paralelas que se acoplan eléctricamente una a otra, en una pluralidad de puntos, las placas tienen una pluralidad de colas de contacto que se extienden desde las mismas, las colas de contacto se colocan en forma intermedia a los contactos de señal adyacentes .
15. 15. El conector según la reivindicación 14, en donde el número de colas de contacto en _cada una de las placas es mayor o igual al número de contactos de señal en cada una de las columnas, menos uno.
16. 16. El conector según la reivindicación 15, en donde una de las placas en cada par de placas paralelas tiene estampada en la misma una pluralidad de brazos que tienen por lo menos dos extremos y que están unidos a la placa en los dos extremos .
17. 17. El conector según la reivindicación 16, en donde cada uno de los brazos está acuñado para tener un espesor ... que el espesor de la placa.
18. 18. El conector según la reivindicación 17, en donde cada uno de los brazos tiene una forma de serpentina.
19. 19. El conector según la reivindicación 14, en donde los contactos de señal están separados para proporcionar una densidad de señal real de por lo menos 100 por pulgada lineal y una interferencia en retroceso menor a 5% a un tiempo de elevación de 500 pseg.
20. 20. El conector según la reivindicación 19, en donde el número de contactos de señal en cada columna es de ocho.