TWI441390B - 用於夾層電路板總成之板連接器模組 - Google Patents

Description

用於夾層電路板總成之板連接器模組

本發明整體而言係關於電連接器之領域。更特定言之，本發明係關於一種高速板連接器模組及一包含複數個此等板連接器模組以連接一對應件至一電路板或卡之板連接器。詳言之，本發明係關於用於一夾層電路板總成之板連接器模組及板連接器。

已知在一電路板總成中以一種平行方式安裝一夾層卡於一基板上且在該基板之至少一電子裝置與該夾層卡之至少一電子裝置之間提供一信號互連。

對於在一基板與一或多個夾層卡之間提供互連係有需要增加靈活性。詳言之，所存在的需要在於使該基板及該夾層卡之間具有一較大的距離(堆疊高度)。這對於通常僅具有一有限高度之習知技術的板連接器而言係相當困難的，因為一旦超過一特定的限制長度，在將這些連接器插入至對應的電路板中時，這些連接器之信號及接地引腳便會撓曲或彎曲。尤其針對具有壓入配合式端子之板連接器而言，用以將一板連接器插入至該板之插入力可能會相當大。

在一夾層電路板總成中增加一基板與一夾層卡之間的距離係需要具有更高框架之更高的板連接器。如此一來，在施加一插入力時，該等信號及接地引腳便更有可能會產生撓曲或彎曲。

本發明之一目的係要提供一種板連接器模組及一包含複數個該等板連接器模組之板連接器，其允許在一夾層板總成中增加該基板及該夾層板之間的距離。

此目的可以藉由一板連接器模組來達成，其包含一容置延伸在一縱長方向中之大致平行的信號引腳及接地引腳之一陣列的框架，其中該框架包含大致平行於該等引腳而延伸的邊緣以及延伸在該等邊緣之間的一或多個橫向桿。

該等引腳彎曲之風險尤其係存在於較長引腳的例子中，其中該插入力被轉移至靠近該等引腳之近端處，亦即，未被插入至一電路板之該等引腳的末端處。該框架之該等橫向桿可以防止這些引腳的撓曲或彎曲，且因此允許在夾層電路板總成中具有更高的堆疊高度。其將該等引腳連結在一起，且限制或避免該等引腳之一或多個發生彎曲。

在本發明之一實施例中，該板連接器模組之該等引腳在該縱長方向上具有一長度，該長度介於10至60毫米且較佳地介於15至40毫米的範圍，以允許在一夾層電路板總成中之一基板及一夾層卡之間具有一增加的距離。

如請求項3、4及7所定義之本發明實施例所具有的優點在於空氣係構成一優於塑膠的介電質媒介。由於該板連接器模組之該等引腳係較佳地以作為一介電質媒介之空氣所隔離，因此在該板連接器模組之每一點處之金屬、空氣及塑膠的數量之間存在著一微妙的平衡，以配合沿著該等引腳之適當的阻抗。在一特定位置的高量塑膠通常可藉由減少金屬量來予以補償。因此，一基本上敞開的框架便允許金屬引腳具有一固定不變的寬度。再者，塑膠材料量的減少可以降低該板連接器模組的重量。

如請求項5所定義的本發明之實施例所具有的優點在於在該縱長方向上大致等距離的橫向桿提供沿著該等引腳之增進的彎曲抗性。

如請求項6所定義的本發明之實施例所具有的優點在於經技術證明的板連接端子，藉助於本發明而使得用於這些壓入配合式端子所需要的插入力並不會限制於該板連接器或板連接器模組之高度。

如請求項8所定義之本發明之實施例所具有的優點在於在相互引腳對之間可保持一固定阻抗。在該等引腳之部分上設置該等橫向桿會影響局部阻抗，而此影響係可藉由改變該等引腳相對於該阻抗未受到該等橫向桿所影響之該等引腳的部分的尺寸來予以補償。

如請求項9及10所定義之本發明的實施例之優點在於藉由刻意地在該等引腳上導入一預先界定的力轉移結構，如此便可以獲得一可靠且可預測的區域，在此區域中，該插入力係自該施力結構轉移至該等引腳。因此，便可以減少該框架的變形，尤其當施力結構直接與該等引腳上的結構相互作用時。因此，便可以製造出更高的板連接器模組且施用在一電路板上，以允許在一夾層電路板總成中之一基板與一夾層卡之間的距離可以增加。

如請求項11所定義的本發明之實施例所具有的優點在於在該等轉移結構之間的空氣間隙之相同寬度可以增進在該等信號引腳對中的阻抗匹配。

如請求項12所定義的本發明之實施例所具有的優點在於當此等板連接器模組被相鄰設置在一板連接器外殼中時，相鄰模組之該等凸部會彼此相抵靠或者僅在其間留下一小間隙。再者，該等凸部可以抵靠於該外殼的內壁。該等引腳之彎曲接著可進一步藉由該等凸部的相互作用及/或與該板連接器之該外殼的內壁相互作用來減小。

在本發明之另一態樣中係提供一種板連接器模組，其包含一容置延伸在一縱長方向而介於可以接觸一電路板之板連接端子及配接端子之間之大致平行的信號引腳及接地引腳之一陣列的框架。該框架包含大致平行於該等引腳之外側引腳而延伸之邊緣以及大致垂直於該縱長方向且大致平行於該等引腳之該平面而在該等引腳之兩側邊上延伸於該等邊緣之間的一或多個橫向桿。

在本發明之又另一態樣中係提供一種板連接器模組，其包含一容置延伸在一縱長方向中之一大致平行的信號引腳及接地引腳陣列的框架。該框架包含大致平行於該等引腳之外側引腳而延伸的邊緣以及大致垂直於該縱長方向且大致平行於該等引腳之該平面而在該等引腳之兩側邊上延伸於該等邊緣之間的一或多個橫向桿。較佳地，該等橫向桿包含延伸在一大致垂直於該等引腳之該平面的方向之凸部。

在本發明之又另一態樣中係提供一種板連接器模組，其包含一容置延伸在一縱長方向而介於可以接觸一電路板之壓入配合式板連接端子及配接端子之間之大致平行的信號引腳及接地引腳之一陣列的框架。該框架包含大致平行於該等引腳之外側引腳而延伸之邊緣以及大致垂直於該縱長方向且大致平行於該等引腳之該平面而在該等引腳之兩側邊上延伸於該等邊緣之間的一或多個橫向桿。較佳地，該等橫向桿包含延伸在一大致垂直於該等引腳之該平面的方向之凸部。

依照上述態樣之板連接器模組係允許用於夾層應用之板連接器可以具有一增加的堆疊高度。

本發明進一步提供一種板連接器，其包含一外殼，該外殼容置如上述之複數個大致平行配置的板連接器模組。

此一板連接器可應用在具有一增加之堆疊高度的夾層電路板總成中。

較佳地，該板連接器模組之框架包含固持結構，其可以與一板連接器之一外殼的對應互補性結構相互作用。

如請求項19及20所定義的本發明之實施例所具有的優點在於當此等模組被相鄰設置在一板連接器外殼中時，相鄰模組之該等凸部會彼此相抵靠或者僅在其間留下一小間隙。再者，該等凸部可以抵靠於該外殼的內壁。該等引腳之彎曲接著可進一步藉由該等凸部的相互作用及/或與該板連接器之該外殼的內壁相互作用來減小。

本發明進一步提供一種夾層電路板總成，其包含一第一電路板及一大致平行的第二電路板，其中該等電路板之至少一者包含一如上述之板連接器，而該板連接器則具有一或多個如上述之板連接器模組。

較佳地，該第一電路板及第二電路板係以一距離隔開設置，該距離係介於10至60毫米、較佳地介於14至45毫米且更佳地介於14至30毫米的範圍。此範圍包含介於該基板及該夾層卡的距離，該距離係遠大於習知技術的夾層電路板總成。

本發明將進一步參考附圖來說明，其中該等附圖係概要地顯示依照本發明之較佳實施例。應瞭解，本發明在任何方面皆未侷限於這些特定及較佳實施例。

圖1描繪依照本發明之一實施例之夾層電路板總成1的部分切開視圖。該總成1包含一第一電路板或基板2及一第二電路板或夾層卡3，其配置成14至30毫米的距離(堆疊高度SH)。該基板2及夾層卡3可包含數個電子組件及電路跡線(未圖示在圖1中)。

一板連接器4，以下稱之為端頭4係被插入該基板2。該板連接器4包含一具有複數個板連接器模組10之外殼5，該等板連接器模組將在下文中參考圖2A至2C來進一步詳細說明。

該夾層卡3具有一插槽6，該插槽經構形而與該端頭4建立一電性接觸，俾允許在該基板2及該夾層卡3之間的信號傳輸。該插槽具有一外殼7。

該配接高度ML係設置在5.5至21.5毫米的範圍內。

該板連接器模組10及板連接器4係一高速板連接器，其可使信號以超過1Gb/s(千兆位元組/秒)，且較佳地超過2 Gb/s，諸如10 Gb/s或更高的速率來傳輸。

圖2A至2C分別顯示一板連接器模組10的正視圖、側視圖及立體視圖。

該板連接器模組10具有一框架11，該框架容置以一平面方式延伸在一縱長方向L上之大致平行信號引腳S及接地引腳G之一陣列。該等引腳S、G大致垂直延伸於配接端子M及壓入配合式板連接端子PF之間。然而應瞭解，本發明亦可用於其他類型的端子。例如，針對藉由自動放置機器而被插入基板中之端子(例如，焊膏中針腳型端子)而言，有可能會造成一或多個引腳的過度加壓。該框架11包含一藉由在該縱長方向L上施加力F來將該板連接器模組10插入至該基板2的施力桿12。該等引腳S、G包含一預先界定的力轉移區域13，其經構造以將施加在該施力桿12之力F轉移至該等引腳S、G。

該等引腳S、G係藉由以空氣作為一介電質媒介來予以隔離。該等引腳S、G具有的長度範圍為10至60毫米，諸如25毫米。

該框架11係一塑膠框架，其係由例如液晶聚合體(LCP)所製成。除了施力桿12以外，該框架11進一步包含一平行於該施力桿12以固持該等引腳S、G之下方桿14。該框架11進一步具有沿著一大致平行於位在該等引腳S、G之平面中之縱長方向L的方向而延伸在該施力桿12與該下方桿14之間的邊緣15。該施力桿12、下方桿14及邊緣15界定一框架空間16，其基本上係自橫向桿17敞開，此將在下文中詳述。

該等引腳S、G之空氣間隙以及大致敞開的框架空間16提供一增進的空氣介電質媒介以取代塑膠。然而，應瞭解，諸如LCP之塑膠亦可用以作為一介電質媒介。

該施力桿12緊密地配合該預先界定的力轉移結構13，以有助於且造成將一來自於該施力桿12之力在該轉移結構13處更可靠地轉移至該等引腳S、G。該施力桿12被設置在靠近該等引腳S、G之配接端子M處，使得該施力桿12易於使一加壓工具進入。

該施力桿12具有一T形狀，其經配置使得該水平部分係可用於施加力F，而該垂直腳被模製於該力轉移結構13上以建立一緊密的形狀配合。

該力轉移結構13具有一波浪狀結構或一蛇狀結構，尤其係用於能夠更佳地固定在該施力桿12中。此等結構被嵌設在塑膠中以防止該施力桿沿該等引腳S、G滑動。應瞭解，可以預期這些力轉移結構具有替代性形狀，其中該等引腳之截面形狀及在相鄰引腳之間的距離係保持大致固定不變。該力轉移結構13具有一相較於在該自由框架空間16中之該等引腳S、G之寬度W而被縮減的寬度，以供該塑膠框架內部之引腳對之間的阻抗匹配。再者，該力轉移結構13之形狀被設計成使得在該框架11中之相鄰引腳S、G之轉移結構13之間的該空氣間隙具有一大致相同的寬度。

該框架11之該等橫向桿17延伸在該等邊緣15之間且橫越該敞開的框架空間16。由於該插入力F已在該等力轉移結構13處被轉移至該等引腳S、G，因此這些橫向桿17可用以作為一防止該等引腳S、G之彎曲的屏障件。顯示在圖2A中之該等橫向桿係以透明方式來顯示且在圖2C中係以部分透明方式來顯示，以圖示出該等引腳S、G被下切，亦即在這些桿17之位置處具有一縮減的寬度，以針對上述阻抗匹配考量而對該等桿17之塑膠存在來作出補償。該等橫向桿17係定位在該縱長方向L上之該等邊緣15上，使得該框架空間16被分割成大致相等的部分。應瞭解，該等橫向桿之數量取決於例如該板連接器模組10之高度以及該等引腳S、G之厚度。一具有15毫米高度之板連接器模組係可例如具有一橫向桿17，而具有40毫米高度之板連接器模組則例如可具有兩個、三個或四個橫向桿。具有厚引腳S、G之15毫米高度的板連接器模組可能甚至不需要任何桿，而具有極薄引腳S、G之此高度的板連接器模組10可能需要一橫向桿17。

應進一步瞭解，可以預期到用以防止該等引腳之彎曲的其他抗撓曲結構17，諸如以一對角線方式橫過該框架空間16的桿體。

如圖示之實施例中，該等橫向桿17具有延伸在一大致垂直於該等引腳S、G之平面的方向上的凸部18。這些凸部18之功能將參考圖3來進一步說明。

最後，該框架11具有用以與該端頭4之外殼5中的互補性結構協作之固持結構19。

圖3顯示在一外殼5中具有如圖2A至2C中所示之複數個板連接器模組10之板連接器4的截面視圖。

該模組10之固持結構19係與外殼5之互補性結構8協作以導引及固持該等模組10。該固持結構19及互補性結構8亦可用以作為極性特徵。該外殼5進一步具有收納結構或擋止件20，以收納各別模組10之框架11的下方桿14。該模組10之配置係使得該T形施力結構12皆被定位在該縱長方向之相同高度上，使得該等水平部分相抵靠。如圖所示，該T形施力結構12係易於藉由一加壓工具(未圖示)來接達以施加一插入力F來將加壓配合式板連接端子PF插入至該基板2。

很清楚地，相鄰模組10之該等橫向桿17的凸部18係相抵靠。如圖所示，該等外側模組10之該等凸部18抵靠於該外殼5的內表面。若一板連接器模組10之一引腳S、G在施加一力(例如，該插入力F)時係側向撓曲，其係垂直於一板連接器模組10之引腳S、G的平面，則相鄰模組10之相抵靠的凸部18便可以防止該等引腳的撓曲。然而應瞭解，依照本發明之板連接器模組10並不一定要具有此等凸部18。應進一步瞭解，具有及未具有凸部18之模組10亦可例如交替地插入至該端頭4的外殼5中，其中一第一板連接器模組10之該等凸部18與一相鄰第二板連接器模組10之該橫向桿相抵靠。再者，應瞭解，該等凸部18並不一定相抵靠，而是可以在其間留下一小間隙。

最後，應瞭解該等橫向桿17並不一定係連續桿，亦即連接該等邊緣15而未被中斷的桿。可替代地，該等橫向桿17亦可被中斷，如圖4A及4B所概要圖示者。

圖4A及4B概要圖示一板連接器模組之引腳S、G及橫向桿17。

在圖4A中，一橫向桿件21(由粗體黑線所示)係安裝在該等引腳S、G之下切部分(由虛線所示)之每一者上。該等橫向桿件21係共同構成一被中斷的橫向桿17。該等橫向桿件21具有凸部18(未圖示)，其可以與一相鄰板連接器模組10之一可能被中斷的橫向桿17的凸部相抵靠或者具有一小間隙。

在圖4B中，該等引腳S、G並未被下切而是具有一小孔(由虛線圓圈所示)，在該小孔上係安裝一橫向桿件21(由粗體黑線所示)。該等橫向桿件21係共同構成一被中斷的橫向桿17。再次地，該等橫向桿件21具有凸部18(未圖示)，其可以與一相鄰板連接器模組10之一可能被中斷的橫向桿17的凸部相抵靠或者具有一小間隙。

1．．．夾層電路板總成

2．．．基板

3．．．夾層卡

4．．．板連接器

5．．．外殼

6．．．插槽

7．．．外殼

8．．．互補性結構

10．．．板連接器模組

11．．．框架

12．．．施力桿

13．．．力轉移區域

14．．．下方桿

15．．．邊緣

16．．．框架空間

17．．．橫向桿

18．．．凸部

19．．．固持結構

20．．．收納結構

21．．．橫向桿件

F．．．力

G．．．引腳

L．．．縱長方向

M．．．配接端子

PF．．．壓入配合式板連接端子

S．．．引腳

SH．．．堆疊高度

W．．．寬度

在該等圖式中：圖1描繪依照本發明之一實施例之夾層電路板總成的部分切開視圖；圖2A至2C顯示依照本發明之一實施例的板連接器模組，其係用於圖1之夾層電路板總成；圖3顯示依照本發明之一實施例的板連接器的截面視圖，其具有複數個如圖2A至2C所示的板連接器模組；及圖4A及4B係概要顯示具有中斷之橫向桿的引腳。

10．．．板連接器模組

11．．．框架

12．．．施力桿

14．．．下方桿

15．．．邊緣

16．．．框架空間

17．．．橫向桿

19．．．固持結構

M．．．配接端子

PF．．．壓入配合式板連接端子

Claims (21)

1. 一種板連接器模組(10)，包含一容置延伸在一縱長方向(L)中之一大致平行引腳(S、G)陣列的框架(11)，其中該框架包含一施力桿(12)及及一平行於該施力桿之另一桿(14)及大致平行於該等引腳而延伸的邊緣(15)以及延伸在該等邊緣之間的一或多個橫向桿(17)，該框架藉由該施力桿(12)、該等橫向桿及該桿(14)支撐該等引腳(S、G)以適於避免該等引腳(S、G)之撓曲。
2. 如請求項1之板連接器模組(10)，其中該等引腳在該縱長方向上具有一介於10至60毫米且較佳地介於14至30毫米之範圍中的長度。
3. 如請求項1或2之板連接器模組(10)，其中該框架(11)係一基本上敞開的框架。
4. 如請求項1或2之板連接器模組(10)，其中該框架(11)包含沿著一在該等引腳之該平面中大致平行於該縱長方向(L)的方向而延伸在該施力桿及該另一桿之間的邊緣(15)，且其中該施力桿、該另一桿及該等邊緣界定一空間(16)，該空間基本上係自延伸於該等邊緣之間的該等橫向桿(17)大致平行於該施力桿而敞開。
5. 如請求項4之板連接器模組(10)，其中該框架包含將該空間(16)分割成數個大致相等部分之兩個或以上的橫向桿(17)。
6. 如請求項1或2之板連接器模組(10)，其中該等引腳包含在該縱長方向上施加一力(F)後用以插入一電路板中之壓 入配合式板連接端子(PF)。
7. 如請求項1或2之板連接器模組(10)，其中該等引腳(S、G)係在該框架(11)中以一空氣間隙或另一介電質媒介隔開。
8. 如請求項1或2之板連接器模組(10)，其中該等引腳之一或多個在該等橫向桿之高度處係具有一縮減的寬度。
9. 如請求項1或2之板連接器模組(10)，其中該框架(11)包含一延伸在該等邊緣(15)之間以將該板連接器模組插入至一板中的施力結構(12)，且其中該等引腳之一或多個包含一經構造用以將施加在該施力結構上的一力轉移至該等引腳之預先界定的力轉移區域。
10. 如請求項9之板連接器模組(10)，其中該施力結構包含一用以將該板連接器模組插入至一板中之施力桿(12)，該桿大致橫向於該縱長方向且大致平行於該等引腳之平面而延伸，且被定位在該縱長方向上大致位於該預先界定的力轉移區域(13)之一高度。
11. 如請求項9之板連接器模組(10)，其中該等引腳(S、G)係藉由在該框架(11)中之一空氣間隙或一介電質媒介所隔離，且每一引腳之該預先界定的力轉移區域包含一轉移結構(13)，其形狀經設計而使得在該框架中之相鄰引腳之轉移結構之間的該空氣間隙具有一大致相同的寬度。
12. 如請求項1或2之板連接器模組(10)，其中該等橫向桿(17)包含延伸於一大致垂直於該等引腳之該平面之方向上的凸部(18)。
13. 一種板連接器模組(10)，包含一容置延伸在一縱長方向(L)而介於可以接觸一電路板(2)之板連接端子(PF)及配接端子(M)之間之大致平行的信號引腳(S)及接地引腳(G)之一陣列的框架(11)，其中該框架包含大致平行於該等引腳之外側引腳而延伸之邊緣(15)以及大致垂直於該縱長方向且大致平行於該等引腳之該平面而在該等引腳之兩側邊上延伸於該等邊緣之間的一或多個橫向桿(17)。
14. 一種板連接器模組(10)，包含一容置延伸在一縱長方向(L)中之一大致平行引腳(S、G)陣列的框架(11)，其中該框架包含大致平行於該等引腳之外側引腳而延伸的邊緣(15)以及大致垂直於該縱長方向且大致平行於該等引腳之該平面而在該等引腳之兩側邊上延伸於該等邊緣之間的一或多個橫向桿(17)，且其中該等橫向桿(17)包含延伸在一大致垂直於該等引腳之該平面之方向上的凸部(18)。
15. 一種板連接器模組(10)，包含一容置延伸在一縱長方向(L)而介於用以接觸一電路板(2)之壓入配合式板連接端子(PF)及配接端子(M)之間之大致平行的引腳(S、G)之一陣列的框架(11)，其中該框架包含大致平行於該等引腳之外側引腳而延伸之邊緣(14)以及大致垂直於該縱長方向且大致平行於該等引腳之該平面而在該等引腳之兩側邊上延伸於該等邊緣之間的一或多個橫向桿(17)，且其中該等橫向桿(17)包含延伸在一大致垂直於該等引腳之該平面之方向上的凸部(18)。
16. 一種板連接器(4)，其包含一外殼(5)，該外殼容置如請求項1或13或14或15之複數個大致平行配置的板連接器模組。
17. 如請求項16之板連接器(4)，其中該等模組(10)之該等框架(11)包含可以與一板連接器之一外殼(5)之對應的互補性結構(8)相互作用的結構(19)。
18. 如請求項16之板連接器(4)，其中該框架(11)包含平行於該等引腳延伸之邊緣(15)及一或多個延伸在該等邊緣之間且大致垂直於該縱長方向(L)且大致平行於該等引腳之該平面的橫向桿(17)，該等橫向桿包含延伸在一大致垂直於該等引腳之該平面的凸部(18)，使得一相鄰板連接器模組(10)之一框架之橫向桿的凸部與該等凸部相抵靠或與該等凸部界定一小於0.1毫米且較佳地小於0.05毫米的間隙。
19. 如請求項16之板連接器(4)，其中該框架(11)包含平行於該等引腳延伸之邊緣(15)及一或多個延伸在該等邊緣之間且大致垂直於該縱長方向(L)且大致平行於該等引腳之該平面的橫向桿(17)，該等橫向桿包含延伸在一大致垂直於該等引腳之該平面的凸部(18)，使得該框架之該等橫向桿之凸部係與該外殼相抵靠或與該外殼界定一小於0.1毫米且較佳地小於0.05毫米的間隙。
20. 一種夾層電路板總成(1)，其包含一第一電路板(2)及一大致平行的第二電路板(3)，其中該等電路板之至少一者包含一如請求項16之板連接器(4)。
21. 如請求項20之夾層電路板總成(1)，其中該第一電路板 (2)及第二電路板(3)係以一距離隔開設置，該距離係介於10至60毫米且較佳地介於14至30毫米的範圍。