专利名称：接地互连的模块式接插件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电接插件，尤其是涉及高速、高密度的板对板接插件。
背景技术：
模块式接插件已经存在，用于连接各种电路板，例如子卡、母板、底板等。模块式接插件在电路板之间对密集装配的多个信号线进行传输。各模块式接插件包括平行堆叠的多个晶片或信号模块。晶片的两侧有地电位面和形成于该地电位面上的信号线。信号线在晶片的配合端之间传送数据，而地电位面控制阻抗。信号线可以布置在相邻晶片上，以便形成差动对。在差动对用途中，信号分开并沿第一方向经一对导体传送(因此通过一对插针或触点)。返回信号类似分开并沿相反方向经同一对导体传送(因此通过同一对插针或触点)。例如，在相邻晶片上的两个信号线可以形成差动对，并沿两个信号线传送分开的信号。
板对板接插件的趋势是增加数据速率和线密度。线密度是沿垂直于晶片的方向测量的、每线性英寸的差动对测量值。通常，增加数据速率和线密度增加了插入损耗以及在信号线之间的串扰。地电位面减小了信号线之间的干涉，因此降低了插入损耗和串扰。
不过，现有的模块式接插件很难在不严重衰减输出信号的情况下传输极高速的数据信号。特别是，当数据速率升高至吉赫范围时，模块式接插件的信号输出愈加衰减，例如超过1dB。该衰减也称为插入损耗。衰减部分是由于在接插件壳体内的地电位面在使用过程中发展了相对于其它地电位面的局部电势。在地电位面之间的电势积累使得地电位面以特定频率谐振，从而导致通过信号降级(插入损耗)，并增加了在晶片的信号线之间的串扰。
发明内容
因此需要一种电接插件，该电接插件与现有技术的接插件相比能够在减小衰减的情况下处理高速数据信号。
该问题通过根据权利要求1的电接插件来解决。
本发明是一种电接插件，该电接插件包括壳体，该壳体以平行间隔开的关系保持信号模块。各信号模块有形成于至少一侧上的配合端和地电位面。接地部件使至少两个信号模块上的地电位面电互连。
下面将通过实例并参考附图来介绍本发明，附图中图1是根据本发明实施例的接插件组件的俯视正透视图。
图2是根据本发明可选实施例的接插件组件的仰视后透视图。
图3是根据本发明可选实施例的接插件组件的俯视后透视图。
图4是根据本发明可选实施例的接插件组件的俯视后透视图。
图5是根据本发明可选实施例的信号模块和接地托架的俯视后透视图。
图6是根据本发明实施例的接地板的仰视正透视图。
图7是图6的接地板的俯视正透视图，该接地板与根据本发明实施例的信号模块连接。
图8是根据本发明实施例的信号模块的右侧平面图。
图9是根据本发明实施例的信号模块的左侧平面图。
图10是根据本发明实施例的接地板的仰视正透视图。
图11是根据本发明实施例的接地板的仰视正透视图。
图12是根据本发明实施例的、具有接插件组件间接地夹的接插件组件的俯视后透视图。
图13是根据本发明可选实施例的、具有接插件组件间接地夹的接插件组件的俯视后透视图。
图14是非本发明实施例的直角接插件组件的插入损耗性能的曲线图。
图15是根据本发明实施例的直角接插件组件的插入损耗性能的曲线图。
具体实施例方式
图1表示了根据本发明实施例形成的插头2。该插头2设置成与插座(未示出)配合，以便形成直角接插件组件(未示出)。插头2包括接插件壳体4和安装在该接插件壳体4中的多个信号模块6。信号模块6彼此平行布置，并间隔开间隙8。信号模块6包括相互形成直角的配合端10和12。配合端10包括焊盘14，用于与具有向下伸出的插针16的触点(未示出)配合。该插针16设置成插入子印刷电路板(PCB)(未示出)的过孔内。配合端12包括焊盘18，该焊盘18设置成与底板PCB(未示出)配合。信号模块包括具有地电位面24和信号线28的侧表面20和22。例如，各信号模块6包括六个地电位面24和四个信号线28。
各信号模块6还包括钻孔32，用于在制造过程中的定位目的；以及多个孔或过孔34。过孔34包括电导线36，该电导线36使各信号模块6的侧表面20和22上的地电位面24相互电连接。在图1的实施例中，接地杆38与不同信号模块6的地电位面24彼此电互连。
图2表示了根据本发明可选实施例形成的插头42。该插头包括接插件壳体44和46(图2中未进行装配)。接插件壳体44包括顶壁48和后壁50，该顶壁48和后壁50使多个信号模块52保持彼此平行布置并间隔开间隙54。信号模块52包括布置在信号模块52的两侧60、62上的地电位面56和信号线58。地电位面56包括焊盘64，该焊盘64布置成接近信号模块52的配合端66。信号模块52还包括过孔68，该过孔68有通过的电导线，该电导线使在信号模块52的相对侧60和62上的地电位面56相互电连接。
接插件壳体46包括前壁70和底壁72，该前壁70和底壁72与顶壁48和后壁50连接。底壁72包括沿其长度方向延伸的槽道74，用于接收信号模块52的底边缘76。前壁70包括狭槽78，用于接收信号模块52的配合端66。
前壁70包括塑料导轨80，该塑料导轨80位于狭槽78之间并沿该狭槽78，且该塑料导轨80上夹持有触点托架82。触点托架82包括扁平本体部分84，该扁平本体部分84有扁平支脚86，该扁平支脚86夹住导轨80。当接插件壳体44和46配合时，狭槽78接收信号模块52的配合端66，触点托架82的扁平支脚86与地电位面56接合。例如，当接插件壳体44和46配合时，各触点托架82与两个相邻信号模块52的地电位面56电连接。
图3表示了根据本发明可选实施例形成的插头90。插头90包括接插件壳体92和94。该接插件壳体92包括其中的信号模块96。信号模块96包括侧表面98，该侧表面98上形成有地电位面100和信号线102。信号模块96保持在导电接地板104内，该导电接地板104有扁平的平行杆106。该平行杆106由在它们之间切出的平行狭槽108分开。狭槽108接收信号模块96，这样，信号模块96的平面垂直于接地板104的平面。杆106包括柔顺指110，该柔贴指110从该杆106上水平伸出，并朝着信号模块96的配合端112弯曲。柔顺指110与信号模块96的地电位面100接合并电互连。因此，全部地电位面100彼此电连接。
图4表示了根据本发明可选实施例形成的插头114，该插头114包括接插件壳体116和118。接插件壳体116包括其中的信号模块120和U形接地套122。接插件壳体116包括前壁124和底壁126，该前壁124和底壁126相互垂直。前壁124和底壁126包括L形槽道128(只部分可见)，用于接收信号模块120。槽道128在前壁124和底壁126之间的连接处130转90度。信号模块120包括侧表面132，该侧表面132上形成有地电位面134和信号线136。接地套122包括前部板和后部板138和140，它们彼此平行并间隔开。前部板和后部板138和140通过底板139而连接在一起。板138-140包括穿过它们切出的平行狭槽142，这些平行狭槽142由扁平杆144间隔开。狭槽142与槽道128对齐，并接收信号模块120。扁平杆144包括半圆形凸起146，该凸起146凸入狭槽142内，并与信号模块120上的地电位面134接合和电互连。
图5表示了根据本发明实施例形成的信号模块150，该信号模块150与U形接地托架152相邻并接合。信号模块150包括过孔154，该过孔154穿过有电导线156。信号模块150还包括侧表面158、160，该侧表面158、160上形成有地电位面162和信号线164。接地托架152包括平面形侧壁166和168，该侧壁166和168彼此平行并间隔开，并通过底壁170连接。侧壁166和168包括挤压凹窝172，该挤压凹窝172沿垂直于两侧壁166和168的方向离开这两侧壁向外凸出。凹窝172与信号模块150的地电位面162接合，从而与侧表面158上的地电位面162电互连。
在侧表面160(未示出)上的地电位面162通过过孔154的电导线156而与侧表面158上的地电位面162电连接。因此，信号模块150的全部地电位面162都相互电连接。也可选择，信号模块150和接地托架152可以以信号模块150和金属托架152交替布置的方式堆叠在接插件壳体(未示出)内，这样，几个信号模块150的全部地电位面162都相互电连接。在该结构中，在凹窝172和地电位面162之间的摩擦使金属托架152保持就位。
图6表示了根据本发明实施例形成的接地板174。该接地板174用于插入平行的信号模块(未示出)之间，并能够安装在信号模块上。接地板174包括扁平本体部分176。该扁平本体部分176包括沿垂直于扁平本体部分176的平面的方向从该扁平本体部分176上伸出的过孔接合梁178。扁平本体部分176还包括与扁平本体部分176的平面成锐角地从该扁平本体部分176上伸出的地电位面接合梁180。地电位面接合梁180沿与过孔接合梁178的延伸方向相反的方向离开扁平本体部分176弯曲。
图7表示了信号模块182，该信号模块182上安装有金属板174。信号模块182包括用于在制造过程中定位的钻孔184。信号模块182还有侧表面186和188，该侧表面186和188上形成有地电位面190和信号线192。地电位面190包括过孔194，该过孔194穿过信号模块182延伸。过孔194有穿过的电导线196，该电导线196使侧表面186上的地电位面190与侧表面188上的地电位面190电连接。金属板174的过孔接合梁186插入侧表面186上的选定过孔194中，从而使金属板174与地电位面190电连接，并物理安装在该地电位面190上。因此，信号模块182的全部地电位面都彼此电连接。
也可选择，附加金属板174和信号模块182可以以交替方式堆叠在接插件壳体(未示出)中，这样，多个信号模块182的全部地电位面190彼此电互连。在这样的结构中，金属板174的地电位面接合梁180与信号模块182的侧表面188上的地电位面190接触。各金属板174的地电位面接合梁180将与侧表面188的地电位面190电连接，但是并不物理安装在该地电位面190上，而各金属板174的过孔接合梁178将与侧表面186的地电位面190电连接，并物理安装在该地电位面190上。
图8表示了根据本发明实施例形成的信号模块200的右侧平面图。信号模块200包括配合端202和204，该配合端202和204相互垂直，并有用于与触点(未示出)配合的焊盘206。信号模块200包括用于在制造过程中定位的钻孔207。信号模块200还包括侧表面208，该侧表面208有地电位面210-212和信号线214和216。信号线214位于地电位面210和211之间，信号线216位于地电位面211和212之间。地电位面210-212包括过孔218，该过孔218有穿过它延伸的电导线。
图9表示了信号模块200的左侧平面图。信号模块200包括与侧表面208相对的侧表面222。侧表面222包括地电位面224-226和信号线228和230。信号线228位于地电位面224和225之间，而信号线230位于地电位面225和226之间。穿过过孔218延伸的电导线使侧表面208的地电位面210-212与侧表面222的地电位面224-226电连接。例如，地电位面210与地电位面224电连接，地电位面211与地电位面224和225电连接，而地电位面212与地电位面225和226电连接。
图10表示了根据本发明实施例形成的接地触点232，用于插入以平行方式(未示出)堆叠的信号模块200之间。接地触点232是金属冲压条带，它有矩形端部234和236，该矩形端部234和236设置成插入接插件壳体(未示出)中的狭槽内。接地触点232包括高度238、宽度240和厚度242。接地触点232包括弹簧元件244，该弹簧元件244有圆角的端部246，该端部246超过接地触点232的厚度240而向外伸出。当接地触点232插入接插件壳体(未示出)中的信号模块200之间时，弹簧元件244的圆角端部246与信号模块200的地电位面210-212和224-226接合，从而使信号模块200的侧表面208上的地电位面210-212与在相邻信号模块200的侧表面222上的地电位面224-226电连接。
图11表示了根据本发明实施例形成的接地触点248的仰视正视图，该接地触点用于插入以平行方式(未示出)堆叠的信号模块200之间。接地触点248是金属冲压条带，它有平面形本体部分250和矩形端部252和254，该矩形端部252和254设置成插入接插件壳体(未示出)中的狭槽内。接地触点248包括从端部252向端部254垂直延伸的边缘256和258。边缘256和258包括柔顺梁260-265，该柔顺梁260-265从边缘256和258水平向外伸出，并与接地触点248的平面形本体部分250成一定角度。柔顺梁260-265包括弯曲端部268，用于与信号模块200的地电位面210-212和224-226接合。当接地触点248安装在接插件壳体中的信号模块200之间时，柔顺梁260-265的弯曲端部268与信号模块200的地电位面210-212和224-226接合，从而使信号模块200的侧表面208上的地电位面210-212与在相邻信号模块200的侧表面222上的地电位面224-226电连接。
图12表示了根据本发明可选实施例形成的插头270。该插头包括配合的接插件壳体272和274，该接插件壳体272和274中有多个彼此平行对齐的信号模块276。插头270包括侧面278和280。侧面278包括接插件组件间接地夹282。接地夹282包括两个“之”字形杆284和286。杆284包括拐角288-290，这些拐角288-290朝着在最靠近侧面278的信号模块276上的地电位面292而向内凸出，并与该地电位面292接触。杆286包括拐角294-296，这些拐角294-296离开拐角288-290而向外凸出，并设置成与相邻插头270的信号模块276上的地电位面292接触，从而与相邻插头270的信号模块276的地电位面电互连。
图13表示了根据本发明实施例形成的插头300。插头300包括配合的接插件壳体302和304，该接插件壳体302和304中有多个彼此平行的信号模块306。插头300包括侧面308和310。侧面308包括接插件组件间接地夹312。接地夹312包括三个扁平梁314-316。梁314和316包括弯折318，该弯折318朝着在最靠近侧面308的信号模块3066上的地电位面320而向内凸出，并与该地电位面320接触。中间梁315离开接插件组件300而向外弯曲，并设置成与在相邻插头300的侧面310上的接地夹312的中间梁315接触，从而与相邻插头300的地电位面320电互连。
图14表示了没有根据本发明实施例形成的直角接插件组件的插入损耗性能的曲线图。该曲线描绘了沿y轴的插入损耗(测量单位为dB)相对于沿x轴的传递信号基频(测量单位为GHz)。插入损耗等于(电压输出/电压输入)的、以10为底的对数的20倍。电压输入是在信号线一端输入的信号的测量值(单位为伏)，电压输出是在信号线的相对端输出的信号的测量值(单位为伏)。当基频从0.00增加至5.00GHz时，插入损耗的绝对值增加。当基频从5.00增加至6.00GHz时，插入损耗的绝对值总体增加，但是在范围322和324内，插入损耗的绝对值减小。当基频为4.00GHz时，插入损耗的绝对值大于1.00dB 326。当基频为5.00GHz时，插入损耗的绝对值大约为2.50dB 328。在基频为6.00GHz时，插入损耗的绝对值为大约4.00dB 330。
图15表示了根据本发明实施例形成的直角接插件组件的插入损耗性能的曲线图。该曲线描绘了沿y轴的插入损耗(测量单位为dB)相对于沿x轴的基频(测量单位为GHz)。当基频从0.00增加至6.00GHz时，插入损耗的绝对值增加。当基频为4.00GHz时，插入损耗的绝对值小于1.00dB 332。当基频为5.00GHz时，插入损耗的绝对值小于1.50dB 334。在基频为6.00GHz时，插入损耗的绝对值仍然小于1.50dB 336。
尽管本发明的特定实施例采用了用于直角接插件组件的插头，但是其它实施例也可以包括用于直插插件组件或正交接插件组件的插头。
尽管本发明的特定实施例采用来用于接插件组件的插头，但是其它实施例也可以包括用于接插件组件的插座。
权利要求
1.一种电接插件包括信号模块(6、52、96、120、182、200、276、306)，该信号模块有配合端(12、66、112、202)，并有形成于各所述信号模块的至少一侧上的地电位面(24、56、100、134、162、210、、211、212、224、225、226、292、312)；以及壳体(4、44、46、92、94、116、118、272、274、302、304)，该壳体以平行间隔开的关系保持信号模块，其特征在于通过接地部件(38、82、104、122、152、174、232、248、282、312)使至少两个所述信号模块上的所述地电位面电互连。
2.根据权利要求1所述的电接插件，其中各所述信号模块有与它的相应所述地电位面电连接的过孔(34)，且所述接地部件包括接地杆(38)，该接地杆(38)使所述至少两个信号模块上的所述过孔互连。
3.根据权利要求1所述的电接插件，其中一个所述信号模块有与它的各相对侧上的地电位面电连接的过孔(34)。
4.根据权利要求1所述的电接插件，其中各所述信号模块有多个在所述至少一侧上的所述地电位面(210、211、212；224、225、226)。
5.根据权利要求4所述的电接插件，其中各所述信号模块有布置在相邻的所述地电位面之间的信号线(214、216；228，230)。
6.根据权利要求1所述的电接插件，其中所述接地部件(232)包括弹簧元件(244)，该弹簧元件与在相邻的所述信号模块上的所述地电位面接合。
7.根据权利要求1所述的电接插件，其中所述接地部件包括导电接地板(104、140)，该导电接地板有一系列狭槽(108、142)，各所述狭槽接收相应的所述信号模块，且所述接地板有凸起(110、146)，该凸起与所述地电位面接合。
8.根据权利要求1所述的电接插件，其中所述接地部件包括U形托架(152)，该U形托架(152)的侧壁(166、168)有凸出的凹窝，该凹窝与相邻的所述信号模块的所述地电位面接合。
9.根据权利要求1所述的电接插件，其中所述接地部件包括板(174)，该板(174)有弹性梁(180)，该弹性梁与相邻的所述信号模块的所述地电位面接合。
10.根据权利要求1所述的电接插件，其中至少一个所述信号模块有与它的所述地电位面(190)电连接的导电过孔(194)，且所述接地部件包括具有梁(178)的板(174)，该梁与所述过孔(194)的壁接合。
11.根据权利要求1所述的电接插件，还包括夹(282)，该夹安装在壳体上，所述夹包括沿一个方向伸出以便与一个所述信号模块的所述地电位面接合的部分(288、289、290)以及沿相反方向伸出以便与相邻电接插件中的信号模块的地电位面接合的部分(294、295、296)。
12.根据权利要求1所述的电接插件，还包括夹(312)，该夹(312)安装在所述壳体上，所述夹包括沿一个方向延伸以便与一个所述信号模块的所述地电位面接合的部分(318)；以及沿相反方向延伸以便与安装在相邻电接插件上的夹的相应梁接合的梁(315)。
全文摘要
一种电接插件，包括壳体，该壳体以平行间隔开的关系保持信号模块。各信号模块有形成于至少一侧上的配合端和地电位面。接地部件使至少两个信号模块上的地电位面电互连。
文档编号H01R13/658GK1650478SQ03810003
公开日2005年8月3日 申请日期2003年3月14日 优先权日2002年3月19日
发明者布伦特·R·罗瑟梅尔, 迈克尔·J·菲利普斯, 亚历山大·M·沙夫, 戴维·W·赫尔斯特, 兰德尔·R·亨利, 詹姆斯·L·费德, 林恩·R·赛普, 戴维·K·福勒, 阿塔利·S·泰勒 申请人:蒂科电子公司