TWI285010B - Electrical connector with wafers having split ground planes - Google Patents

Description

1285010 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於電氣連接器之電氣極板或電路板。 【先前技術】 板對板之電氣連接器可包含複數個電路板或電氣極板，以接 合相鄰連接器對應接點之邊緣。 第七圖係習知電氣極板100之局部剖面圖，前述電氣極板100 具有由介電材料例如模造塑膠所形成之主體112。訊號執跡114 係位在電氣極板100之一側102且可由間隙彼此分隔。電氣極板 100之第二側具有至少一個接地面116。如第七圖所示，前述接地 面116係由兩個訊號軌跡114所共同使用。因此，電能會從第一 訊號執跡傳送至接地面116,然後再傳送至第二接地面116(如箭 號所示）。 美國專利申請案公開號2002/0009926A1係在2000年2月3 曰申請，並在2002年1月24公開，其揭露一種使用電氣極板之 連接器（下稱’926號申請案）。下文並附上，926號申請案之全文， 以為參照。’926號申請案揭露一種電氣極板，其上具有殼體以承 載複數個電氣極板或電路板。第九圖係根據，926號申請案說明一 種電氣連接器。根據’926號申請案說明書之第一圖，也就是本說 明書第九圖，電氣連接器1111包含具有前殼u 2〇和組織器113〇 之殼體1112。具有接合邊緣ΐι16之電氣極板1113係由前述殼體 U12所承接並保持在該殼體中。電氣極板1113彼此平行並相隔 一段距離。前述電氣極板1113包含訊號執跡，以便為連接器提供 電氣傳輸路徑，所有電氣傳輪路徑係從連接器一端之接合介面延 伸至連接器另一端之安裝介面。 電氣極板之汛號軌跡係由共同接地面所隔開，接地面可置於 電氣極板之兩端。位在前述極板一側的接地面至少有一部分會位 1285010 於直接相對於前述極板另一側之訊號軌跡。因此，電氣極板第一 側之兩個訊號軌跡具有共同返回路徑至接地面，但是在電氣極板 第二側之訊號執跡會直接從前述相同的接地面穿過電氣極板主 體。電氣極板之主體通常係一薄層之介電材料。此外，電氣極板 第二側之訊號軌跡通常係藉由位在電氣極板第二側分隔之接地 面而與其他訊號軌跡分隔。 由單一訊號執跡所產生之電子雜訊、干擾等可能會傳至接地 面，接地面雖然可吸收並減輕雜訊和干擾情況，但卻無法完全將 其消除。因此，接地面便會有少量的電子雜訊和干擾等，從一訊 號執跡傳輸至另一訊號軌跡。亦即，接地面能將雜訊耦合至另一 訊號軌跡之電氣導線，如此一來，電子雜訊和干擾便從一訊號執 跡傳至另一訊號執跡。因此共用同一接地面之訊號軌跡可能會同 時存在雜訊和干擾等情形，而降低電氣連接器的性能。 第八圖係另一習知電氣極板118之局部剖面圖，前述電氣極 板118具有使用共同接地面122之差動訊號組120，透過共同接 地面122,電能便會從一差動訊號組120傳送至另一差動訊號組。 很多連接器系統係用來傳輸差動訊號組之訊號，每組差動訊 號皆包含互補訊號。如此一來，當差動訊號組中之一個訊號從“邏 輯零”狀態轉換成“邏輯壹”狀態，另一個訊號便會從“邏輯壹”轉換 成“邏輯零”。如果差動訊號組在時間上並不對稱，或差動訊號組 中信號軌跡的傳輸線特徵不同時，將產生新電流（由於差動訊號 組未消失）並傳送至接地面。前述新電流將透過共同接地面，由 一差動訊號組傳送至另一差動訊號組，干擾連接器並導致性能下 降。 因此，極需一種電氣極板將相鄰訊號路徑之通訊所產生的影響 降至最低。再者，該電氣極板亦必須產生較少干擾、串音、晃動 等現象。 7 1285010 【發明内容】 本發明係一種設置在電氣連接器中之電氣極板，包含：由介電 材料形成並具有第一側和第二側之主體。複數個訊號路徑、間隙 路徑和接地面係設在前述兩側之每一側，在前述兩側之其中之一 側上之每一訊號路徑係位於前述一側之兩個接地面之間，及前述 一側上之每一接地面係位於前述一側上之其中一訊號路徑和其 中一間隙路徑之間。 【實施方式】 第一圖係平面圖，顯示電氣極板11之第一側10。前述電氣 極板11包含主體12。前述主體12係由安裝邊緣13、接合邊緣 14、上邊緣16和後邊緣18所包圍。前述安裝邊緣13係承接並 固定在電氣連接器殼體之組織器中；及前述接合邊緣14係用以 接合另一電氣極板之接合邊緣。前述電氣極板11係由例如第九圖 所示之連接器殼體1112所承接和固定。複數個接地端20和訊號 端22沿著安裝邊緣13之鄰近區域彼此交叉間隔設置。亦即，每 個訊號端22係介於兩個接地端20之間。每個接地端20和訊號 端22皆具有孔洞24,以允許電氣訊號從電氣極板11之第一側10 傳送至該電氣極板11之第二側42 (參第二圖）。 複數個接地接觸片26和訊號接觸片28沿著接合邊緣14之 鄰近區域彼此交叉間隔設置。類似於接地端20和訊號端22之配 置方式，每一個訊號接觸片28係介於兩個接地接觸片26之間。 某些訊號接觸片28具有孔洞30，以允許電氣訊號從訊號接觸片 28傳送至電氣極板11之另一端。 每一接地接觸片26係機械地及電氣地透過共同接地面32連 接至對應的接地端20。每一接地面32具有接地接觸片26和對應 之接地端20，且最好是使用單一片體材料，例如銅，一體成型。 每一接地面32具有孔洞34設於主體12中，和接地接觸片26遙 1285010 遙相對。如第—圖所示，電氣極板11之第-側10包含接地面A， C，E，G 和 I 〇 ， 訊號接觸# 28可機械地及電氣地透過錢_4()連接至對 應^訊號端22，前述訊號軌跡4〇可和訊號接觸片28和訊號端 22曰一體成>5。前述訊號接觸片28、訊號端22和訊號路徑40最 好疋使用單-片體材料，例如銅，一體成型。如第一圖所示，電 氣極板11包含複數個訊號路徑，例如b，d，f和η。每―訊號路 控可具有訊號接觸片28和對應之訊號端22。如此—來，每一訊 说路么便會自職接觸片28延伸至對應之錢端Μ。 路徑，例如訊號路徑F，其具有連接職接觸片2 =“?，雖然第_圖和第二圖所示之訊號路徑係單二路 〗及路控亦可能是差動訊號路徑組。間隙路徑，例如訊 並不具有訊號軌跡4Q。但是，間隙路徑具有接觸間隙^ 产二者^接觸片28 ’以連接至中段間隙％，接著並連接至 衣、、>〇者汛號端22之終端間隙41。

:號路徑B和F係透過軌跡4G相連，相反地，由非導電物 二才成之間隙36、38和41係形成在間隙路徑D 觸片Μ和訊號端22之間。再者，如第二圖所示，訊號路徑^ m號接㈣28 (訊號路徑D，和H，原本是設計用來作為電 第1ΪΓ-另:側的路徑）係透過軌跡40連接至電氣極板11 (如 然炊7f帛一側之對應訊號端22。根據第一圖和第二圖，雖 =第'路㈣和F之訊號端22係經由軌跡4〇連接至電氣u =一側上之對應訊號接觸片28，但是間隙路徑F，之 碥22和訊號接觸片28^ ^ 過間隙36相互連接。亦即^㈣38、41所圍繞’並透 ^ 41 λ ^ Ρ由非钕電材料所構成之間隙3ό、38 ^第=ΛΡ_Β’和F’之㈣賴片28和錢端22之 —θ β ^出’雖然電氣極板11之-側具有軌跡40， 1285010 但是執跡40之正下太+ ρ ,,γ 方或另一側係為間隙％、 路徑之間隙路徑。 41和不具 間隔 3 6 ’、3 8 ’ 和 41，式 ，0 ,r 成間隙36、38和41係位在接地面32和 觸間^隔38，所j如第一圖所不’接地面八和訊號路徑B係由接 ” A、㈣’而接觸間隔沈接著更連接至中段間隔36，， 22之替埶]36、38、41’和連接至訊號接觸片28和訊號端 .„Κ3 厅隔開别述汛唬接觸片28和訊號端22係位 :^ ' 38和41’之間。亦即’接地面Α和C係、由主動訊號 徑之«路feB所隔開。此外，在電氣極板u之第—側1〇上， =也面C和㈣由間隙36、38和41所隔開，但不包括訊號執跡 η亦即’接地面c和E係由間隙路徑D所隔開，其間亦不具訊 5虎執跡4〇1述間隙36、38和41並不包含任何導電物質。前述 間，36，、38,和41，亦不具導電物質，且係由主體12之上表面、 相鄰接地面32之外側邊緣及相鄰執跡4()之外側邊緣、訊號接觸 片28和訊號端22所定義。前述間隙38之形成，可使相鄰接地 面32之電氣通訊降至最低，或降至可容忍的範圍内。 前述間隔36，、38，、41，和間隙36、38、41是按照訊號和接 地面之輪廓，例如：訊號路徑B包含執跡40,以電氣連接訊號路 裣B之吼號接觸片28和訊號端22。前述訊號軌跡40 (和其餘之 Λ號路徑B)係介於兩個中段間隔38，之間，且該中段間隔38，之 形狀配合訊號轨跡40和相鄰接地面Α (在訊號執跡4〇之一端） 和接地面C (在訊號轨跡40之另一端）之形狀。或者，間隔36,、 38 41和間隙3 6、3 8、41亦可不依循訊號和接地面之輪廓，而 疋其他不同形狀。 第二圖係平面圖，顯示電氣極板11之第二侧42。如第二圖 所不’在電氣極板U第一側1〇且和間隙路徑B搭配之間隙路徑 10 Ϊ285010 t vt路位，其係由前述接觸隙38、 端間隙41所定義。^以於笛θ 36和終 印味* 義頒似於弟—圖，間隙路徑之訊號接觸片28和 况唬编22分別包含孔洞3〇 > 板u之另—側。 卩允讀达“喊至電氣極 第一圖係沿著第二圖線3_3之電氣極板夏丄之剖面圖。前 j路徑B’係訊號路徑B之鏡像並彼此相對。因為訊號路徑^ 以號軌跡40 ’所以_路徑&具有由間隙％、38、41所界定 路徑。如果訊號接路徑28在電氣極板U之-侧具有訊 _ ，、，且另一側搭配之間隙路徑不具訊號軌跡40時，路徑 二、F-F、H-H’則和上述B_B，情況相同。亦即，間隙路徑會鏡 ，出，動訊號路徑，而該訊號路#係直接對應至間隙路徑。因此 電氣極板上之第-側10的訊號軌跡40即對應至第二側之間隙 38。電氣極板11各側之接地面32係互相分離如此一來，另一 侧之訊號軌跡40將不會直接對著另一侧之接地面32。因為接地 面32係由間隙36、3 8、4 i隔開，因此從一接地面32傳送至另 —接地面32之電氣訊號將會受阻、減弱或消滅。 如第三圖所示，在電氣極板u 一側之訊號軌跡4〇係和另一 端相對位置上之中段_ 36搭配。電氣極板u —側之接地面係 彼此相隔-段距離，域距離至少相當於電氣極板u另—側叹號 軌跡40之寬度。例如：電氣極板u之第二側之訊號路徑h，之訊。 號軌跡4G，係透過間隙路徑η之中段間隙％ (意即直接透過） 鏡射至第一側10 °再者’訊號路徑Η’之軌跡40和接地面Γ、G， 係由軌跡40和接地面G> j，間之中段間隔％，所隔開。因此，訊 號路徑H，將完全不會接觸相鄰接地面（如H，、I，接地面），且間 隙路裣Η (在第-御！ 1〇)亦不具任何接地面物質。但間隙路徑η 具有接觸間隙38、中段間隙36和終端間隙4丨，但卻不具軌跡4〇。 沿標線X之側向方向跨越訊號軌跡4〇之區域係終端間隙％。同 1285010 樣地連接至汛唬軌跡40之訊號接觸片28也可自接觸間隙％ · X方向榼越其上。換言之，主動訊號路徑例如訊號路徑B，可 /由位在接觸間隙38、中段間隙36和終端間隙41間之鏡射間隙路 徑定義，前述間隙36、38、41係由介電材料構成，但不含 導電物質。 7 因為接地面32彼此分離，因此沒有共同路徑可將各種形式 的能量例如_音、雜訊和晃動從低訊號路徑，例如訊號路徑A， 傳送至高訊號路徑，例如訊號路徑H，。因此相較於習知電氣極 板，任何從低訊號路徑傳送至高訊號路徑之能量會逐漸消減。相 對於訊號路徑H，（也就是間隙路徑H)之區域並不具接地面材料，籲 故可做為導電路徑或耗合結構，以供能量傳播之用。因為對應至 訊號路徑H’之區域並無任何導電路徑，所以自訊號路徑h，傳送 至訊號路徑F之能量會減少。同樣地，在其他訊號路徑例如訊號 路徑=、m H，間傳播之能量亦會減少、消失或降至最低， 第四圖係電氣極板11局部剖面圖，顯示根據本發明之另一實 施例。在本實施例中，每個軌跡40及/或訊號路徑36、136 ς 搭配著-個接地面32。而且，如第四圖所示，如果搭配之接地二 32都位在相對之一側，例如電氣極板u的第一側1〇時，所有訊 號路徑36、136皆會位在第二側42。因此來自軌跡4〇及〆或訊籲 號路徑36、136之大部分電能不論是以串音、晃動等形式呈現， 皆會自主體12中如塑膠之介電材料傳送至搭配之接地面。任 何自一訊號路徑36傳送至另一訊號路徑136之能量即使不是全 部也皆會被減弱，至少大部分電能無法自一接地面32傳送至相 鄰之接地面32。 第五圖係電氣極板11的局部剖面圖，顯示根據本發明電氣極 板所形成之又-實施例。第五圖之實施例和第—圖至第三圖所顧 示之實施例類似’惟-不同處即是，後者之所有訊號路徑136係 12 1285010 位在電氣極板11之同一側，例如第二側42，而搭配之接地面32 則在第一側10。類似於第一圖至第三圖所顯示之實施例，訊號路 徑136係沿著方向X並直接對應至具有中段間隙38之間隙路徑。 因此，雖然能量會透過兩個訊號路徑136間之一側10上的接地 面32 ,自低訊號路徑136傳送至中訊號路徑136，但是能量卻無 法自低訊號路徑136傳送至高訊號路徑136。即使不是全部，但 至少大部分電能皆無法在相鄰接地面32之間傳送，因為其間並 沒有任何導電材料以供能量傳輸之用。 第六圖係電氣極板11的局部剖面圖，顯示根據本發明電氣極 板所形成之又另一實施例，本實施例使用了差動訊號組46。每一 差動訊號組46皆搭配訊號、個別的接地面32。因此，各種形式 的雜訊、晃動、_音等能量，便會自差動訊號組46傳送至搭配 之個別的接地面32,但卻不會傳送至其他接地面32。每一差動 訊號組46可對應至具有間隙38之間隙路徑如線χ所示，且接地 面32係置於間隙38之間（類似於第一圖至第三圖和第五圖所示 之實施例）。 由於接地面彼此分離，因此本發明之實施例可提供電氣極板 將相鄰訊號路徑之通訊降至最低。亦即，每個接地面僅搭配單一 訊號路徑或接地面。因為接地面彼此分隔，所以多數或所有電能 並不會從電氣極板同一側之一接地面傳送至另一接地面。整體而 s，本發明之實施例提供一種產生較少干擾、串音和晃動等之電 氣極板。 ^ 本發明電氣極板之接地面和訊號路徑之數量可多於或少於 圖式上所示之數量。例如：電氣極板之每—侧訊號路徑之數量可 多於或少於圖式中之四個訊號路徑，電氣極板可包含具有第一側 和第二側-體成型之主體’或兩側各自為獨立之構件，且可迅速 相互連接或拆卸錢接至巾段構件。本發明之實_可詩任何 13 1285010 使用電氣極板之電氣連接器。再者，本發明之實施例可用於減輕 系統中訊號路徑、執跡等之串音、干擾和晃動等現象。 14 1285010 【圖式簡單說明】 第一圖係根據本發明之第一實施例之電氣極板之第一侧 平面圖。 〈 第二圖係根據本發明之第一實施例之電氣極板之第二側。 第三圖係根據本發明之實施例之電氣極板沿著第二圖線3， 之剖面圖。 ^ 第四圖係根據本發明之電氣極板之另一實施例之局部剖面 圖 第五圖係根據本發明之電氣極板之又一實施例之局部气 面 第六圖係根據本發明之電氣極板之又另一 面圖 實施例之局部剖

第七圖係習知電氣極板之局部剖面圖。 第八圖係使用差動訊號組之另一習知電氣極板 圖。 勺4剖面 第九圖係根據，926號申請案之電氣連接器。 [主要元件符號對照說明] 10 · · ·第一側

U···電氣極板 12···主體 U···安裝邊緣 14 · · ·接合邊緣 Μ···上邊緣 U···後邊緣 20···接地端 22···訊號端 24、30、34···孔洞 15 1285010 26…接地接觸片 28…訊號接觸片 32…共同接地面 36、36’…中段間隙 38、38’…接觸間隔 40…訊號路徑 41、41’…終端間隙 4 2…第二側 46…差動訊號組

136···訊號路徑 B，D\F，H^1fl 號路徑

Bf，D，Ff，H…間隙路徑 A，Af，C，E，E、G，G、I，Γ …接地面

16

Claims (1)

1285010 拾、申請專利範園： 卜-種電氣極板，係設置在電氣連接器中，該電氣極板包含由 介電材料所形成並具有第-側和第二側之主體，其特徵在於： 複數個訊號路徑、間隙路徑和接地面係設在前述兩側之每 -側，在前述兩側之其t之-侧上之每_訊號路徑係位於前述 -側之兩個接地面之間，及前述—側上之每—接地面係位於前 述一側上之其中一訊號路徑和其中一間隙路徑之間。 2拉如Λ請專利朗帛1項所述之電氣極板，其中每-前述訊號 =包含導電軌跡及前述導電軌跡每—側上之間隔，及其令每 一前述間隙路徑不具導電執跡。、 3、—如申請專利範圍帛丨項所述之電氣極板，其中位在前述主體 —側上之每—訊號路徑係直接穿越前述主體另一側上 一間隙路徑。 八

17