专利名称：高速边缘连接器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及计算机用的电连接器，更具体涉及对电路(例如两块印刷电路板)进行机械和电连接的高速边缘连接器。
由于计算机以越来越高的速度连续处理数据，因此要求“总线”型的电连接器(例如将处理器连到随机存取存储器上的连接器)用更小的空间来提供更高的数据传输率。特别是，有越来越大的压力要求减小连接器尺寸但又要增大数据通过的能力。
然而，从机械和电气性能考虑，难以达到连续的高速传输率。通常，短而粗的端子具有较低的电感，因而可改善其电性能。这可通过扩大的表面积和较小的串联通路阻抗达到，于是减小了信号的降级。但是从机械上考虑，长而细的端子通常更可取，因为它能保持有弹性的接触，利于配合，符合布置/密度规范。
因此，需要一种更紧凑的边缘连接器，它有更快的数据传输率而又不降低机械整体性或信号量。但是，紧凑的并列路径排列会造成明显的信号降级的交叉通信和/或不希望有的各种电平的电磁干扰。
本文所揭示和要求保护的本发明的电连接器和端子明显地提高了电路间的数据传输率，而没有实质的信号降级、电磁干扰或机械性能降低。其端子特别设计成能减小阻抗和信号降级，不会明显地降低机械强度。这种特别的端子已专门安放到连接器内，以进一步减小交叉通信和电磁干扰。
按照本发明的一个方面，提供了一种电边缘连接器，用于将第一电路板电和机械连接到第二电路板上，第一电路板具有一插入边和两个侧边。该连接器包括一个长形的绝缘外壳，其中有一纵向槽，用以啮合住第一电路板的插入边，还有多个横向端子容纳腔，使槽通到其每一边上；还包括多个信号端子，配置在槽的每一边上的一些端子容纳腔中；以及多个接地端子，配置在槽的每一边上的其他端子容纳腔中。信号端子和接地端子各有其根部、保持部、尾部、和一弹性臂。保持部从根部伸出，用以将端子保持在一容纳腔中；尾部也从根部伸出，用以将端子电连接到第二电路板上；弹性臂连到根部，用以将端子电连接到第一电路板上。其中每一接地端子包括从其根部延伸出的总体成锥形的表面积增大的部分，该部分靠近弹性臂，用以增强接地端子与相邻的信号端子之间的电耦合。
按照本发明的另一方面，提供了一种电边缘连接器，用于将第一电路板电和机械连接到第二电路板上，第一电路板具有一插入边和两个侧边。按照本方面，该连接器包括一个长形的缘缘外壳，其中有一纵向槽，用以啮合住第一电路板的插入边，还有多个横向端子容纳腔，使槽通到槽的每一边上；还包括多个第一、第二和第三端子，各配置在槽的每一边上的一些端子容纳腔中。三种不同端子各有其根部、保持部、尾部、和一弹性臂。保持部从根部伸出，用以将端子保持在一容纳腔中；尾部也从根部伸出，用以将端子电连接到第二电路板上；弹性臂连到根部，用以将端子电连接到第一电路板上。
本发明的再一方面涉及用于电边缘连接器中的一种端子，以便将第一电路板连接到第二电路板上。其中第一电路板具有一插入边和两个侧边。所说连接器包括一个长形的绝缘外壳，其中有一纵向槽，用以啮合住第一电路板的插入边，还有多个横向端子容纳腔，使槽通到槽的每一边上。该端子包括根部、保持部、尾部、弹性臂、和一锥形的表面积增大的部分。保持部从根部伸出，用以将端子保持在一容纳腔中；尾部也从根部伸出，用以将端子电连接到第二电路板上；弹性臂连到根部，用以将端子电连接到第一电路板上；锥形的表面积增大的部分从根部向上延伸出，靠近弹性臂，用以增强该端子与相邻端子之间的电耦合。
图1是本发明的边缘连接器和端子就其一般使用环境看的分解透视图；图2是图1所示连接器沿2-2线作总体剖视的剖面图；图3是图1所示连接器沿3-3线作总体剖视的剖面图；图4是本发明的接地端子的正视图；图5是本发明的下部端子的正视图；图6是本发明的中部端子的正视图；图7是本发明连接器的端子保持腔内不同端子排列的剖视平面示意图。
连接器10示出本发明的一个最佳实施例。该连接器用于将边缘卡20上的第一电路电和机械连接到母板30上的第二电路上。如图1的分解图所示，该连接器包括一绝缘外壳12，其中有一纵向槽13和多个在槽13两边的横向定位端子保持腔14。端子容纳腔14至少局部地被从侧壁16向槽13伸出的横向壁15界定。在本实施例中，外壳12的底部可额外设有几个安装销(未画出)，以便于将连接器装到母板30上，但这对本发明并不是必要的，图上也未示出。拱心18对连接器提供了有利的附加结构稳定性，也有利于边缘卡20在连接器纵向槽13中的对准。
图1还示出边缘卡20，其插入边22用于插入连接器的纵向槽13。插入边22最好带有槽口或键槽24，以在边缘卡20插到纵向槽13中时啮合住拱心18。键槽24与拱心18对准有利于边缘卡20与外壳12对齐，也可提供定位以防边缘卡20插到不正确的位置上。边缘卡20具有正反两面的总平面26，带有焊点28或其他形式的电触点，它们靠近插入边22。焊点28离插入边22很近，当边缘卡完全插入纵向槽13中时焊点至少有一部分处在外壳12的纵向槽13中。
通过将装在外壳12底部的安装销(未画出)插入母板30上的尺寸大致相同的孔(未画出)中，可很好地将连接器装到母板30上并与之对准。借助多个贯穿电路板的通孔32和/或借助多个刻痕34或其上的其他表面型电焊点，可使母板30与连接器电接口。
如图4-6所示，本发明的一个最佳实施例给出三种不同型式的端子，用以插到端子保持腔14并保持在其中。本发明的该实施例给出多个接地或电源端子40(图4)、下部端子60(图5)和中部端子70(图6)。按地端子40是一个专用接地端子或者下部和中部端子60和70是专用信号端子，但这对本发明并不是必须的。不过，本文中以这种方式称呼它们会显得更清楚。
接地端子40最好有一总体为水平的根部42，由其伸出一些其他部分。具体是，从根部42伸出一保持部44，带有倒钩45，其插到外壳中时可将接地端子40保持在与其相关的端子保持腔中；一通孔用的尾部46可穿过母板30的通孔32并与其电连接；一表面安装用的尾部48具有一个较大的足部49，以将刻痕或焊点34电接合到母板30上；一弹性臂部分50，带有接触部54，以将焊点28电接合到边缘卡20的侧边26上，还带有一表面积增大的部分56。表面积增大的部分56最好有一大致成矩形的部分57和向上延伸的总体为锥形的三角形部分58。该表面积增大的部分56有利于特定接地端子40与相邻端子之间的电耦合。这种形式的耦合在本实施例中对于增强接地/电源端子与相邻信号端子之间的交叉耦合和减小相邻信号端子之间的交叉耦合是特别有用的。
表面积增大的部分56还能使接地端子40通过大电流，这在接地/电源的应用中通常是需要的。利用通孔用的尾部46和表面安装用的尾部48作两种对母板30的连接，这也有利于通过这两条路径使电流分开通向母板而得到较大的总电流。在此实施例中，两个尾部46和48几乎离接地端子40的主电流通路等距离地配置，即弹性臂部分50与根部42的汇合处差不多处在根部42的中间。几乎等距离配置的好处在于，由于有差不多相等的阻抗，可将电流几乎平均地分配到两条路径中。
弹性臂部分50最好包括垂直部分51，从表面积增大的部分56的矩形部分57伸出，并处在远离接地端子40的根部42的方向；向内拐角的部分52，从垂直部分51端部进一步向上朝接触部分54延伸，接触部分54是弹性臂部分50的最向内突出的一段；以及向外拐角的部分53，从接触部分54进一步向上和总体向外延伸。该向外拐角的部分54逐渐变细，起一导入作用，并可借助边缘卡20的插入边22而使弹性臂部分50平稳地偏移。端子40的顶端55也会插在端子容纳槽14的横向壁15之间，以减小端子向侧面偏斜。
如图5详细示出的，下部端子60最好包括根部61；保持部62，由根部向上延伸；表面安装用的尾部64，从根部61的外端向下和向外延伸；以及弹性臂部分66，从根部61向上和向内突出。保持部62最好具有倒钩63，以将下部端子60保持在其对应的端子保持腔中。表面安装用的尾部64最好有一足部65，以便以表面安装方式将下部端子60电连接到母板30表面上的刻痕或焊点34上。下部端子60的弹性臂部分66最好带有一个向内拐角的部分67，它从根部61向上和向内朝接触部分69延伸，接触部分69是弹性臂部分66的最向内突出的点。从接触部分69进一步向上和向外延伸的是一个向外拐角的部分68和顶端68′，起着与上述关于接地端子40的向外拐角的部分53和顶端55相同的作用。
如图6详细示出的，中部端子70最好包括根部71；保持部72，由根部向上延伸；表面安装用的尾部74，从根部71的外端向下和向外延伸；以及弹性臂部分76，从根部71向上和向内突出。保持部72最好具有倒钩73，以将中部端子70保持在其对应的端子保持腔中。表面安装用的尾部74最好有一足部75，以便以表面安装方式将中部端子70电连接到母板30表面上的刻痕或焊点34上。中部端子70的弹性臂部分76最好带有一个向内拐角的部分77，它从根部71向上和向内朝接触部分79延伸，接触部分79是弹性臂部分76的最向内突出的点。从接触部分79进一步向上和向外延伸的在本实施例中是一个向外拐角的部分78和顶端78′。于是，除了中部端子70的弹性臂部分76较长并与端子60的弹性臂部分66有不同斜度之外，中部端子70与下部端子60实际上是相同的。
如图7示意性示出的，三种不同的端子40、60和70总体放在纵向槽13每一边的端子保持腔14中。具体说，三种不同的端子在槽13的每一边上以一重复顺序严格地各用一次。在此最佳实施例中，该顺序是以相反方向从任一对下部端子60出发按越过槽13而相互反向对齐方式安排的。按照这种安排，每个中部端子70于是同接地端子40相对，而每个接地端子则与中部端子相对。
这种总体安排使得在槽的每一边，在每对相邻的大尺寸专用接地端子之间，严格安排着一个下部信号端子和一个中部信号端子。大尺寸接地端子的强耦合倾向和它们的增大的表面积能使插入的相邻信号端子之间电隔离，因而减弱了其间的交叉通信。此外，如图2和3所示，端子间的不同高度，特别是相邻的下部和中部信号端子60和70间的不同高度，以及各端子弹性臂部分有不同斜度，也减小了其间的交叉耦合。
图2和3是垂直于纵向槽13的剖面图，图中示出三个不同端子的接触臂有不同的高度和角度。由图还可看出被钩住的保持部分是如何将端子保持在其各自对应的端子保持腔中的。参差的高度不仅减小了交叉耦合，也在边缘卡20插入纵向槽13中时用于分散插入力，因而能使最大插入力减小。
上述的本发明最佳实施例较以往的连接器有明显的优点，特别表现在连接器速度的增高方面。由上述可见，本发明提供了一种新颖的用于机械和电连接各电路的高速边缘连接器。本发明不限于上述最佳实施例或任何特定实施例。本发明范围内所考虑到的各其他实施例的具体实例包括与本文所述有不同形状的三个不同端子的实施例。这些端子在连接器中可以有不同的功能，例如不专门带有如前述最佳实施例中的接地/电源和/或信号负载，其中包括按不同方式将各不同端子总体放入外壳的端子保持腔中，以及各端子有另外的通孔用的尾部和/或表面安装用的尾部的组合方式。在本发明范围内还可对前述最佳实施例作各种修改。本发明只受所附权利要求书限定。
权利要求
1．一种电边缘连接器，用于将第一电路板电和机械连接到第二电路板上，所述第一电路板具有一插入边和两个总体为平的面，所述连接器包括一个长形的绝缘外壳，其中有一纵向槽，用以容纳所述第一电路板的插入边，还有多个横向端子容纳腔，使所述槽通到该槽的每一边上；以及多个信号端子，配置在所述槽的每一边上的一些所述端子容纳腔中，和多个接地端子，配置在所述槽的每一边上的其他端子容纳腔中，所述信号端子和接地端子各有其根部、保持部、尾部和一弹性臂，保持部从所述根部伸出，用以将端子保持在一容纳腔中；尾部也从所述根部伸出，用以将端子电连接到所述第二电路板上；弹性臂连到所述根部，用以将端子电连接到所述第一电路板上；每一所述接地端子包括从其根部延伸出的总体成锥形的表面积增大的部分，该部分靠近所述弹性臂，用以增强所述接地端子与相邻信号端子之间的电耦合。
2．如权利要求1所述的电边缘连接器，其特征在于，所述各接地端子的弹性臂包括一向上和向内倾斜的部分，该部分总体沿所述成锥形的表面积增大的部分间隔开。
3．如权利要求1所述的电边缘连接器，其特征在于，所述表面积增大的部分包括一个总体成矩形的部分和一个总体成三角形的部分。
4．如权利要求1所述的电边缘连接器，其特征在于，各所述接地端子包括从所述根部延伸出的两个尾部，用以将所述端子电连接到所述第二电路板上。
5．如权利要求4所述的电边缘连接器，其特征在于，所述两个端子部分之一用于表面安装到所述第二电路板上，而另一个用于以通孔方式安装到所述第二电路板上。
6．如权利要求4所述的电边缘连接器，其特征在于，所述接地端子只有两个尾部，而所述接触的部分与所述根部连接处和所述两个尾部与所述根部连接处的距离大致相等。
7．如权利要求1所述的电边缘连接器，其特征在于，所述接地端子的各根部包括第一个总体为矩形的区域，总体沿所述外壳的下表面延伸；第二个总体为矩形的区域，从所述第一个总体为矩形的区域向上延伸，所述第二个总体为矩形的区域的一部分沿所述槽的一部分延伸；总体为三角形的部分，从所述第二个总体为矩形的区域向上延伸；且其中所述接地端子的弹性臂包括一个向上和向内倾斜的部分，该部分总体沿所述总体为三角形的部分间隔开。
8．用于电边缘连接器中的一种端子，用以将第一电路板连接到第二电路板上，其中第一电路板具有一插入边和两个总体为平的面，所述连接器包括一个长形的绝缘外壳，其中有一纵向槽，用以容纳所述第一电路板的插入边，还有多个横向端子容纳腔，使所述槽通到该槽的每一边上，所述端子包括根部；保持部，从所述根部伸出，用以将端子保持在一容纳腔中；尾部，也从所述根部伸出，用以将端子电连接到所述第二电路板上；弹性臂，连到所述根部，用以将端子电连接到所述第一电路板上；成锥形的表面积增大的部分，从所述根部延伸出，靠近所述弹性臂，用以增强所述端子与相邻端子之间的电耦合。
9．如权利要求8所述的端子，其特征在于，所述弹性臂包括一向上和向内倾斜的部分，该部分总体沿所述成锥形的表面积增大的部分间隔开。
10．如权利要求8所述的端子，其特征在于，所述表面积增大的部分包括一个总体成矩形的部分和一个总体成三角形的部分。
11．如权利要求8所述的端子，其特征在于，所述端子包括从所述根部延伸出的两个尾部，用以将所述端子电连接到所述第二电路板上。
12．如权利要求11所述的端子，其特征在于，所述两个端子部分之一用于表面安装到所述第二电路板上，而另一个用于以通孔方式安装到所述第二电路板上。
13．如权利要求11所述的端子，其特征在于，该端子只有两个尾部，而所述弹性臂与所述根部连接处和所述两个尾部与所述根部连接处的距离大致相等。
14．一种电边缘连接器，用于将第一电路板电和机械连接到第二电路板上，所述第一电路板具有一插入边和两个总体为平的面，所述连接器包括一个长形的绝缘外壳，其中有一纵向槽，用以容纳所述第一电路板的插入边，还有多个横向端子容纳腔，使所述槽通到该槽的每一边上；以及多个第一端子，配置在所述槽的每一边上的一些所述端子容纳腔中；多个第二端子，配置在所述槽的每一边上的其他端子容纳腔中；以及多个第三端子，配置在所述槽的每一边上的一些端子容纳腔中；其中所述第一、第二和第三端子各有与其他两个端子不同的形状，所述第一、第二和第三端子的每一个都有其根部、保持部、尾部和一弹性臂，保持部从所述根部伸出，用以将端子保持在一端子容纳腔中；尾部也从所述根部伸出，用以将端子电连接到所述第二电路板上；弹性臂连到所述根部，用以将端子电连接到所述第一电路板上。
15．如权利要求14所述的电边缘连接器，其特征在于，所述第一端子和所述第二端子在不同高度上与所述第一电路板接触。
16．如权利要求15所述的电边缘连接器，其特征在于，所述第三端子在既不同于所述第一端子也不同于所述第二端子与所述第一电路板接触高度的高度上与所述第一电路板接触。
17．如权利要求16所述的电边缘连接器，其特征在于，每个所述第三端子都包括一个总体成锥形的表面积增大的部分，该部分从其根部延伸出，靠近所述弹性臂，用以增强所述第三端子与相邻端子之间的电耦合。
18．如权利要求14所述的电边缘连接器，其特征在于，在所述纵向槽的至少一边所述端子容纳腔以重复三种端子的顺序将各第一端子、第二端子和第三端子容纳于其中，使得各所述端子在此每一顺序中严格出现一次。
19．如权利要求18所述的电边缘连接器，其特征在于，在所述纵向槽的两边所述端子容纳腔以重复三种端子的顺序将各第一端子、第二端子和第三端子容纳于其中，使得各所述端子在此每一顺序中严格出现一次。
20．如权利要求19所述的电边缘连接器，其特征在于，对于每个端子容纳腔，所述第一端子之一容纳在所述纵向槽的一边，而有另一端子容纳腔容纳所述第一端子之一使之直接与所述纵向槽交叉。
21．如权利要求19所述的电边缘连接器，其特征在于，所述第一和第二端子用以通过信号电流，而所述第三端子用以通过返回到地的电流。
全文摘要
一种连接第一和第二电路板的电边缘连接器和端子,第一电路板有插入边和两侧边。连接器包括长形绝缘外壳,其中有容纳插入边的纵向槽和多个横向端子容纳腔。多个信号端子装在一些腔中,多个接地端子装在其余腔中。各端子都有根部、由其伸出以将端子保持在腔中的保持部、从根部伸出以将端子电连接到第二电路板的尾部和连到根部以将端子电连接到第一电路板的弹性臂。接地端子有锥形面积增大的部分,以增强其与相邻信号端子间的电耦合。
文档编号H01R12/18GK1237017SQ98119519
公开日1999年12月1日 申请日期1998年9月14日 优先权日1998年5月21日
发明者R·A·尼尔森, D·L·布鲁克 申请人:莫列斯公司