专利名称：高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在UTP 4Pair中每Pair可以传输250MHz的高速通信用模组化插座，尤其是一种接收高频信号时可以消除相邻插销之间所生成的第一寄生电容，而且为了针对受到插销和传输线的电感影响而出现的相位不一致进行调整，在接近IDC端子的传输线上设置矫正电容以符合Category 6的性能要求，同时删除焊接工序并提高了网络使用质量的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座。
背景技术：
一般来说，为了利用电脑或电话机之类的终端机进行数据及语音通信时，需要把它们连接到已进入共同住宅或商业大楼内部的通信线路。插头和模组化插座是其中的一种连接工具。
图1是现有模组化插座的一实施例的分解斜视图。如图所示，现有模组化插座(1)主要包括了外壳(10)和连接外壳(10)背面的连接体(20)。
前述外壳(10)是由合成树脂材料制作的成型物，正面具有可允许模组化插头(2)插入的插头插口(11)，背面具有允许连接体(20)插入的结合单元。前述连接体(20)可以把模组化插头(2)和引入线加以电气连接，一端是与前述模组化插头(2)的端子进行电气连接的夹件(60)，另一端是与前述引入线的UTP电缆连接的多个IDC端子(51)。前述夹件(60)和IDC端子(51)通过印刷电路板(50)上的传输线进行电气连接。前述IDC端子(51)为了轻易地连接UTP电缆线而结合了具有特定形状的IDC型端子块(30)，其上端具有可以压入电线的连接用压块(40)。
因此，可以通过前述IDC型端子块(30)和连接用压块(40)把UTP电缆的电线(W)连接到IDC端子(51)上，如果再把模组化插头(2)插入前述外壳(10)的插口(11)，就能使前述模组化插头(2)的端子连接到夹件(60)的插销(61)并进行数据和语音通信。
图2是现有模组化插座的连接体(20)剖面图。
如图所示，在大小一定的印刷电路板(50)的一端安装了夹件(60)，另一端则垂直安装了多个IDC端子(51)。此时，前述夹件(60)由夹件本体(62)和被前述夹件本体(62)固定的多个插销(61)组成。前述多个插销(61)通过印刷电路板(50)上的连接孔连接传输线。前述印刷电路板(50)为了消除邻近插销(61)之间生成的寄生电容所引起的串扰而设置了一定的补偿电容器(52)。前述补偿电容器(52)由具有一定长度的导线组成，前述导线为了使相应的传输线能生成逆相位电容而相互靠近。
因此如图2的等效电路图所示，为现有模组化插座(1)引入低频信号后，将使被前述模组化插头(2)的端子加压而平行排列的相邻插销(61)之间生成寄生电容(A)并发生串扰现象。但是，在前述插销(61)发生的串扰将被印刷电路板(50)上的补偿电容器(52)所生成的逆相位电容(C)抵消。因此现有的模组化插座(1)在100MHz以下的低速通信时可以满足Category 5的性能要求。
但是如图3的等效电路图所示，当现有模组化插座(1)收到高频信号(例如250MHz以上)时，前述插销(61)本身、位于前述插销(61)和补偿电容器(52)之间的传输线、以及位于补偿电容器(52)和IDC端子(51)之间的传输线将生成第一和第二寄生电感(B)(D)。也就是说，插销(61)本身及位于前述插销(61)和补偿电容器(52)之间的传输线生成第一寄生电感(B)，而前述位于补偿电容器(52)和IDC端子(51)之间的传输线则生成第二寄生电感(D)。
如前述说明，在高频区的插销和传输线上阻止电流的交流阻抗，即电抗(reactance)会增加，因此仅仅在印刷电路板上设置补偿电容器(52)的现有方式无法完全消除串扰。所以现有的抗串扰图案及模组化插座无法符合最高传输频率达250MHz以上的Category 6的性能要求。
贯穿前述印刷电路板(50)的插销(61)和IDC端子(51)可以通过焊接工序固定在印刷电路板的底面并连接传输线。此时，为了防止焊接(Soldering)(5)时因高温引起表面氧化而使用的助焊剂可能污染印刷电路板上的抗串扰图案，使接点不稳定而引起接触不良。由于会减少绝缘抵抗，因此需要另行进行后处理作业。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种大幅相邻插销之间生成的寄生电容，在UTP 4Pair能够满足每Pair传输能力达250MHz的Category 6的性能要求，可以大幅减少插销本身生成的寄生电感及位于前述插销和补偿电容器之间的传输线所生成的寄生电感的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座。
本发明为了矫正因插销和补偿电容器生成的电容及插销和传输线生成的电感所引起的相位不一致，在接近IDC端子的传输线上另行安装了可以生成一定矫正电容的第二补偿电容器，实现了一种可以满足Category 6性能要求的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座。
本发明提供的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其前述补偿电容器的前端所生成的第一寄生电容及第一寄生电感与前述补偿电容器的后端所生成的第二寄生电容及第二寄生电感形成对称结构。
本发明提供了一种不需要前述插销和IDC端子的焊接工序，实现了小型化，批量生产也很方便，尽量减少UTP电缆的引入数量并防止脱离，进一步提高了使用质量的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座。
为了实现前述目的，本发明的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座主要由可以正面插入模组化插头的外壳和作为连接体而包含印刷电路板的上·下端连接块结合而成。
高速通信用模组化插座包括了和模组化插头进行电气连接的插销、连接UTP电缆的多个IDC端子、通过一定的传输线把前述插销和多个IDC端子加以连接的印刷电路板，以及为了抵消前述插销之间所生成的寄生电容(A)而在前述印刷电路板的传输线上设置补偿电容器；前述插销本身和位于前述插销和补偿电容器之间的传输线所生成的第一寄生电感(B)和位于前述补偿电容器和IDC端子之间的传输线所生成的第二寄生电感(D)以前述补偿电容器为中心对称配置。
另外，为了矫正随着前述补偿电容器而增加的电容和因前述第一寄生电感及第二寄生电感而增加的电感所造成的相位不一致，在接近前述IDC端子的传输线上设置了可以生成第二矫正电容的第二补偿电容器。
本发明采取了可以尽量减少前述补偿电容器前端所生成的第一寄生电容(A)及第一寄生电感(B)的方式，因此能够轻易地和前述补偿电容(C)的后端生成的第二寄生电感(D)及第二补偿电容(E)形成对称结构。
此时，前述插销和相邻插销在之间前后间隔一定距离的情形下垂直安装，被模组化插头的端子施压时，由于相邻插销的倾斜角不同而相互交叉，不会形成平行排列的情形，前述插销为了尽量减少插销本身所生成的寄生电感而需要尽量短一些。
前述补偿电容器尽可能靠近插销安装以便尽量减少位于前述插销和补偿电容器之间的传输线所生成的第一寄生电感，位于前述补偿电容器和IDC端子之间的传输线所生成的第二寄生电感和前述补偿电容器的前端生成的第一寄生电感形成对称结构。
前述印刷电路板由3个基板和4个图案层组成，上基板顶面和下基板底面设置了从插销连接到IDC端子的传输线，中间基板的顶面和底面设置了可以补偿插销所生成的第一寄生电容的第一补偿电容器及可以改善因为补偿电容和寄生电感而来的相位不一致的第二补偿电容器。
前述印刷电路板的前述上基板和下基板加压固定于每个中间基板的顶面和底面，前述印刷电路板为了避免在高频区发生静电结合现象而使用介电常数为3.0以上的材料，前述中间基板的厚度超过1.6mm。
也就是说，在本发明的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座中，前述抗串扰图案被设置在高速通信用模组化插座的印刷电路板以便消除串扰，前述印刷电路板包括3个基板，其中的上基板顶面和下基板底面设置了从插销连接到IDC端子的传输线，中间基板的顶面和底面设置了可以补偿插销所生成的第一寄生电容的第一补偿电容器，以及可以改善因前述第一补偿电容器生成的补偿电容、插销及传输线所生成的寄生电感而引起的相位不一致的第二补偿电容器，上述两种电容器以一定间隔排列。
前述第一补偿电容器靠近插销安装，前述第二补偿电容器则靠近IDC端子。
另外，高速通信用抗串扰图案为了抵消在多个插销之间所生成的寄生电容(A)而设置了可以生成逆相补偿电容(C)的补偿电容器，前述补偿电容器的后方另行设置了第二补偿电容器，该第二补偿电容器生成的第二补偿电容(E)可以改善因其前端的寄生电容及电感而引起的相位不一致。前述抗串扰图案以前述的补偿电容(C)为中心形成了对称结构，一侧是其前端生成的第一寄生电容器(A)及前述插销本身和位于前述插销和补偿电容器之间的传输线所生成的第一寄生电感(B)，另一侧是前述补偿电容(C)的后端生成的第二补偿电容器(E)及位于前述补偿电容器和IDC端之间的传输线所生成的第二寄生电感(D)，为了形成前述的对称结构而尽量减少了前述第一寄生电容(A)和第二寄生电感(B)。
具有上述高速通信用抗串扰图案的模组化插座包括了可以插入模组化插头的外壳、引入UTP电缆的上·下端连接块、以及通过传输线把与前述模组化插头进行电气连接的插销和连接UTP电缆的多个IDC端子加以连接的印刷电路板。前述印刷电路板通过传输线把电气连接到模组化插头的插销和连接UTP电缆的多个IDC端子进行结合，前述下端连接块的下端结合前述印刷电路板，前述下连接块的上端则结合了引入UTP电缆的上连接块，前述结合后的印刷电路板和上·下端连接块则在前述外壳的后方结合。
此时，前述外壳由正面紧密插入模组化插头的插头插口、位于前述插头插口下端并可以把来自后方的插销加以固定的插销扣件、以及背面可以含括前述连接块底面的结合导引板单元构成了一体。
前述插销被前述插销扣件固定，并采取垂直结合方式以最短距离连接前述印刷电路板的传输线，前述印刷电路板采取了多层结构，前述插销和多个IDC端子在上端贯通结合并设置了多个补偿电容器。
前述下连接块的底面结合了前述印刷电路板，在对应于前述IDC端子的位置形成了多个贯通长孔，具有比贯穿前述贯通长孔的IDC端子高而比前述外壳的正面低的前加强壁和后加强壁，前述下连接块沿着前述外壳的结合导引板单元滑动并结合。
前述上连接块由可以覆盖前述下连接块的上板和具有可以插入前述IDC端子的端子插槽的两侧板组成，然后把后方引入的UTP电缆线加以分割后与前述IDC端子结合。
前述插销由可以贯穿印刷电路板的插入部、可以靠在前述印刷电路板顶面的突出型固定部、以及在前述固定部的上端折曲的倾斜部组成。前述插销的前述插入部垂直贯穿印刷电路板的连接孔并连接到传输线，前述固定部与前述印刷电路板的顶面进行面接触，前述倾斜部的角度允许其与模组化插头的端子进行面接触并往外壳的后侧折曲。
前述外壳的结合导引板单元是上端开口呈“U”字形的板，它的两侧板后方具有结合槽和滑槽，前述插销扣件在外壳正面的高度可以含括前述插销的固定部长度并且朝后垂直装，其后方有深度不一的销导槽交错排列，排列方式以采取较长的销导槽和较短的销导槽相互交叉排列的方式比较好。
前述印刷电路板以3个基板和4个图案层组成较佳，为了使前述插销和IDC端子进行电气连接，上基板顶面和下基板底面设置了从插销连接到IDC端子的传输线，中间基板的顶面和底面设置了可以补偿插销所生成的第一寄生电容的第一补偿电容器及可以改善因为补偿电容和寄生电感而来的相位不一致的第二补偿电容器。
前述印刷电路板的顶面前方有前·后两排插销贯通呈“之”字形隔离的销连接孔并被固定，顶面后方有左·右两排IDC端子贯通端子连接孔并被固定。
前述IDC端子包括了其长度可以贯穿印刷电路板端子连接孔的接触部、从前述接触部延伸出来并且在侧面形成突出挡块，其大小可以被下连接块的贯通长孔含括的本体、以及位于前述本体的上端并且可以切开UTP电缆披覆的双刃切刀。
前述下连接块由位于两侧面且与前述外壳的结合槽结合的突出型结合槛、在前加强壁的内侧沿着上·下方向形成的突出型导件、位于后加强壁且能引入UTP电缆的下端电缆插口、在后加强壁的内侧沿着上·下方向形成的上端连接块导件、以及位于前述上端连接块导件的一端并能挡住上连接块的装卸槛的连接块挡件构成了体，另外还包括了其出口能允许前述IDC端子的切刀通过却挡住了IDC端子本体挡块的贯通长孔。
前述上连接块的上板顶面是内凹型折曲面，包括了位于前述上板正面的突出型护盖、在正面沿着上·下方向形成的导槽、位于后方且能与前述下连接块的连接块挡件结合的装卸槛、位于背面且能引入UTP电缆的上端电缆插口、为了使被引入前述电缆插口的电缆能在两侧板下端以反向对角的方式插入而与端子插槽形成直角的电线插槽、把引入上板下面的UTP电缆分割到前述电线插槽的突块。
因此，本发明模组化插座的印刷电路板先与插销结合后再连接到下连接块，结合后的前述下连接块再连接到前述外壳的后方，前述下连接块的上端与上连接块结合的同时，将对UTP电缆线加压而与IDC端子进行电气连接。由于插销和印刷电路板的孔之间的长度变短，因此大幅减少了插头和插销导入部的寄生电感，大幅减弱了高频时的初始近端串扰特性，加上补偿电容器的抗串扰效果，进一步提高了在高频区里的应用性。加上不使用IDC连接工具也能把UTP电缆线连接到模组化插座的背面，因此允许一般操作员轻易地进行电缆作业；由于省略了焊接工序，可以减少接点不良，进而提高使用效率。
图1是现有模组化插座的一个实施例分解斜视图；图2是现有模组化插座的连接体剖面图和其等效电路图；图3是为现有模组化插座在接收高频信号时的等效电路图；图4(a)(b)是本发明模组化插座的实施例分解斜视图和组装斜视图；图5(a)(b)是本发明的插销和IDC端子实施例的斜视图；图6是本发明模组化插座的连接体剖面图和其等效电路图；图7是本发明中串扰的实数区和虚数区的进行方向史密斯圆图(Smithchart)；图8是本发明印刷电路板的实施例分解斜视图；图9和图10是本发明中印刷电路板的抗串扰图案的实施例电路图；图11是本发明中下连接块和IDC端子的结合关系斜视图及局部剖面图；图12是本发明中上连接块的下端仰视图。
主要符号说明
100模组化插座(modular jack) 110外壳113结合导引板单元118插销扣件120插销 130印刷电路板140下连接块 150上连接块160IDC端子A第一寄生电容B第一寄生电感C补偿电容D第二寄生电感E第二补偿电容具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。
首先，图4(a)(b)是本发明模组化插座的实施例分解斜视图和组装斜视图，图5(a)(b)是依照本发明的插销和IDC端子的实施例斜视图。
如图所示，本发明模组化插座(100)包括了可以插入模组化插头(2)的外壳(110)和可以在前述外壳(110)的背面进行装卸的连接体。前述连接体包括了有多个插销(120)和IDC端子(160)在其顶面贯通结合的印刷电路板(130)、连接前述印刷电路板(130)并且可以在外壳(110)后方装卸的下连接块(140)、以及连接到前述下连接块上端的上连接块(150)。
此时，前述印刷电路板(130)可以使前述插销(120)和多个IDC端子(160)进行电气连接，前述插销(120)通过印刷电路板(130)上的连接孔(134)与印刷电路板(130)的传输线进行电气连接。前述印刷电路板(130)为了抵消相邻插销(120)之间所生成的寄生电容而设置了可以生成逆相补偿电容的补偿电容器(138)。
如图4(a)和图5(a)所示，前述插销(120)以每排4个共两排的方式插入前述印刷电路板(130)的连接孔(134)，该排列方式对应于前述连接孔(134)的加工位置，以尽量减少接收高频信号时所生成的寄生电容及寄生电感的方式组成。
前述插销(120)由可以贯穿印刷电路板的插入部(121)、可以靠在前述印刷电路板顶面的突出型固定部(122)、以及在前述固定部的上端折曲的倾斜部(123)组成。前述插销(120)的前述插入部(121)垂直贯穿印刷电路板的连接孔(134)并连接到传输线(137a，137b)，前述固定部(122)与前述印刷电路板(130)的顶面进行面接触，前述倾斜部(123)的角度允许其与模组化插头的端子进行面接触并往前述外壳(110)的后侧折曲。
由于和插入外壳(110)插头插口(115)的模组化插头(2)端子连接，同时以最短距离连接印刷电路板(130)的图案层并加以固定，因此可以计量减少模组化插头(2)和插销(120)接触部位所生成的寄生电感，可以补偿并减少近端串扰。
如图6所示，本发明的插销(120)的相邻插销(120)之间前后间隔一定距离，因此即使被模组化插头(2)的端子从后方加压，也因为相邻插销(120)的倾斜角不同而相互交叉，不会形成平行排列的情形，可以尽量减少相邻插销(120)之间所生成的寄生电容(A)。本发明的插销(120)由于垂直安装于印刷电路板(130)的顶面，大幅减少了插销(120)的长度，进而尽量减少了插销(120)所生成的寄生电感(B)。
图6是本发明的连接体的剖面图和其等效电路图。如图所示，本发明的连接体具有长度较短、形状单纯的插销(120)安装在印刷电路板(130)的一端。前述插销(120)被插入印刷电路板(130)的连接孔(134)内并与传输线(137)接触。为了抵消相邻插销(120)之间所生成的寄生电容(A)，在印刷电路板(130)的插销(120)安装部位设置了可以生成逆相补偿电容(C)的补偿电容器(138)。把补偿电容器(138)安装在靠近插销(120)的位置，就能尽量减少位于前述插销(120)和补偿电容器(138)之间的传输线(137)所生成的第一寄生电感(B)。为了矫正其前端生成的寄生电容、补偿电容及寄生电感所引起的相位不一致，位于前述补偿电容器(138)和IDC端子(160)之间的传输线(137′)，尤其是接近前述IDC端子(160)的传输线(137′)上应安装第二补偿电容器(139)。
参考图7的史密斯圆图(Smith chart)，下面说明串扰补偿对于串扰的实数区和虚数区的进行方向带来的影响。首先，在没有安装补偿电容器(138)的情形下接收高频信号时，曲线将位于史密斯圆图的下面(补偿前)。如果虚数区是负值，就表示具有电容成分。然后安装补偿电容器(138)消除寄生电容器，史密斯圆图的曲线将往上移动，实数值也变小(补偿后)，它表示补偿电容(138)抵消了寄生电容并减弱了直流抵抗。但是仅仅安装补偿电容器(138)却无法满足Category 6的性能要求。这是因为，高频区生成的寄生电感妨碍了阻抗匹配(Matching)。因此，本发明在靠近IDC端子(160)的部位安装第二补偿电容器(139)，就能使史密斯圆图的曲线移动到能够满足Category 6的性能要求的范围内。
如前述说明，为了矫正模组化插座(100)在接收高频信号时生成的寄生电容及寄生电感所引起的相位不一致现象，本发明在第一补偿电容器(138)的后端另外安装了第二补偿电容器(139)。此时，前述第二补偿电容器(139)尽量靠近IDC端子(160)，可以补偿位于前述第一补偿电容器(138)和第二补偿电容器(139)之间的传输线(137′)所生成的寄生电感(D)的影响。
因此如图6等效电路图所示，本发明的高速通信用抗串扰图案采取的是以前述第一补偿电容器(138)所生成的补偿电容(C)为中心的对称结构，一侧是插销(120)所生成的第一寄生电容(A)及位于前述插销(120)和第一补偿电容器(138)之间的传输线(137)所生成的第一寄生电感(B)，另一侧位于前述位于第一补偿电容器(138)和第二补偿电容器(139)之间的传输线(137′)所生成的第二寄生电感(D)及位于前述IDC端子(160)的第二补偿电容器(139)所生成的第二补偿电容(E)。
为了实现前述的对称结构，需要尽量减少插销(120)所生成的第一寄生电容(A)及位于前述插销(120)和第一补偿电容器(138)之间的传输线(137)所生成的第一寄生电感(B)。因此如前述说明，需要使插销(120)的结构简单化，使相邻插销(120)不要相互平行排列。而且为了尽量减少前述插销(120)及位于前述插销(120)和第一补偿电容器(138)之间的传输线(137)所生成的寄生电感(B)，第一补偿电容器(138)应尽量接近插销(120)。
前述第二补偿电容器(139)应尽量靠近IDC端子(160)，位于第一补偿电容器(138)和第二补偿电容器(139)之间的传输线(137′)所生成的第二寄生电感(D)应调整到和第一补偿电容器(138)的前端生成的第一寄生电感(B)维持一致。前述印刷电路板(130)上生成的电容器和传输线之间应避免发生干涉。
图8是本发明印刷电路板的实施例分解斜视图。
如图示，本发明印刷电路板(130)采取了多层结构。例如，本发明的印刷电路板(130)包括3个基板和4个图案层，前述印刷电路板(130)的顶面前方有前·后两排插销(120)贯穿呈“之”字形隔离的销连接孔(134)并被固定，顶面后方有左·右两排IDC端子(160)贯穿端子连接孔(135)并被固定。此时，前述插销(120)和IDC端子(160)不必在下端进行焊接过程，它们分别通过插入部(121)和接触部(161)紧密插入销连接孔(134)和端子连接孔(135)并固定。
也就是说，上基板(136a)的顶面和下基板(136c)的底面设置了可以从插销(120)连接到IDC端子(160)的传输线(137a，137b)，中间基板(136b)的顶面和底面设置了可以补偿插销(120)所生成的第一寄生电容的第一补偿电容器(138)及可以改善因为补偿电容和寄生电感而来的相位不一致的第二补偿电容器(139)。前述上基板(136a)和下基板(136c)分别被加压固定在前述中间基板(136b)的顶面和底面上。
此时，本发明印刷电路板(130)为了避免在高频区发生静电结合(capacitive coupling)现象而使用介电常数为3.0以上的FR4(环氧玻璃)，同时为了防止其顶面和底面的电容器之间发生静电结合，前述中间基板(136b)的厚度应超过1.6mm。前述上基板(136a)和下基板(136c)应具备0.2mm左右的厚度。
前述IDC端子(160)的一端具有可以切开UTP电缆线披覆的双刃切刀(163)，不仅可以使电线实现电气连接，还可以同时紧密固定下连接块(140)。
图9和图10是将本发明抗串扰图案应用到印刷电路板时的实施例示意图。图9a和图10a是位于上基板(136a)顶面的传输线，图9b和图10b是位于下基板(136c)底面的传输线，图9c和图10c是位于中间基板(136b)顶面的第一补偿图案和第二补偿图案，图9d和图10d是位于前述中间基板(136b)底面的第一补偿图案和第二补偿图案。如图所示，前述第一补偿图案非常接近插销的连接孔，前述第二补偿图案则接近IDC端子的连接孔。
下面结合图4(a)(b)对本发明高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座的结构进行详细说明。
前述外壳(110)正面具有可以紧密插入模组化插头(2)的插头插口(115)，上·下面则有可以装卸配线板或出线板的止挡突块(111)和弹性钩(112)。前述外壳(110)结合了位于前述插头插口(115)下端并可以把来自后方的插销(120)加以固定的插销扣件(118)及背面可以含括前述连接块(140)底面的结合导引板单元(113)。
此时，前述外壳(110)的结合导引板单元(113)是上端开口呈“U”字形的板，它的两侧板后方具有结合槽(114)和滑槽(117)，随着前述下连接块(140)沿着前述滑槽(117)滑动，前述下连接块(140)的结合槛(142)将被前述结合槽(114)挡住并结合。
前述外壳(110)的插销扣件(118)在外壳正面的高度可以含括前述插销(120)的固定部长度并且朝后垂直安装，其后方有深度不一的销导槽(118a)交错排列，插销(120)被前述销导槽(118a)挡住并固定。
前述下连接块(140)是模组化插座(100)的本体，其底面结合印刷电路板(130)，上端则结合上连接块(150)，沿着前述外壳(110)的结合导引板单元(113)进行结合。
图11是本发明的下连接块和IDC端子的结合关系斜视图及局部剖面图。如图4(a)(b)和图11所示，前述下连接块(140)具有数量与印刷电路板(130)上的IDC端子(160)对应且以特定角度相对的多个贯通长孔(141)；为了在结合印刷电路板(130)时可以防止杂质进入IDC端子(160)，还设置了比贯穿前述贯通长孔(141)的IDC端子(160)高而比前述外壳(110)的正面低、可以被前述外壳(110)的结合导引板单元(113)含括的前加强壁(143a)和后加强壁(143b)。前述下连接块(140)的两侧面设置了可以和前述外壳(110)的结合槽(114)进行滑动结合并固定的突出型结合槛(142)。
此时，前述的前加强壁(143a)的内侧具有可以使上连接块(150)在上·下方向轻易结合的突出型导件(147)，前述的后加强壁(143b)具有可以容纳UTP电缆的下端电缆插口(146)，在后加强壁(143b)的内侧沿着上·下方向设置了上端连接块导件(144)。在前述上端连接块导件(144)的一端设置了可以止挡上连接块(150)的装卸槛(151)的连接块挡件(145)。
因此，其下端是印刷电路板(130)的IDC端子(160)贯穿了贯通长孔(141)并固定，其上端是上连接块(150)沿着突出型导件(147)和上端连接块导件(144)而结合。沿着前述外壳(110)的结合导引板单元(113)从前述插销(120)插入，两侧面上的结合槛(142)沿着前述外壳(110)的滑槽(117)滑动并被结合槽(114)固定，进而与外壳(110)结合。
如图5(b)所示，可以贯穿下连接块(140)的贯通长孔(141)的IDC端子(160)包括了其长度可以贯穿印刷电路板(130)的端子连接孔(135)的接触部(161)、从前述接触部(161)延伸出来并且在侧面形成突出挡块(162a)，其大小可以被下连接块(140)的贯通长孔(141)含括的本体(162)、以及位于前述本体的上端并且可以切开UTP电缆披覆的双刃切刀(163)。
因此，如图11所示，下连接块(140)的贯通长孔(141)允许前述IDC端子的切刀(163)通过，而其出口则不允许本体的挡块(162a)通过，前述IDC端子(160)的接触部(161)插入印刷电路板(130)的端子连接孔(135)内，本体的挡块(162a)则被贯通长孔(141)挡住并固定。
前述上连接块(150)通过IDC端子(160)把UTP电缆线与印刷电路板(130)加以电气连接。如图4(a)(b)及本发明的上连接块下端仰视图(图12)所示，前述上连接块(150)包括了可以覆盖前述下连接块(140)的上板(155)及下侧具有可以插入前述IDC端子(160)的端子插槽(158)的两侧板(157)，把从后方引入的UTP电缆线(W)分割后连接到前述IDC端子(160)。
前述上连接块的上板(155)的顶面为了方便徒手操作而形成了内凹型折曲面，为了防止结合下连接块(140)时有杂质进入，在前述上板(155)的正面设置了突出型护盖(153)。
在上连接块(150)的后方形成了可以结合前述下连接块(140)连接块挡件(145)的突出型装卸槛(151)，其背面具有了可以引入UTP电缆(W)的上端电缆插口(156)，位于前述上连接块(150)两侧板(157)下端的电线插槽(152)，可以使通过前述电缆插口(156)引入的电缆(W)在两侧以反向对角的方式插入，前述电线插槽(152)与插入前述印刷电路板(130)的IDC端子(131)的端子插槽(158)形成直角，数量和位置相互对应。
前述上板(155)的下面设置了可以把引入的UTP电缆线(W)加以分割并导向两侧电线插槽(152)的具有一定尺寸的突块(154)。在前述上连接块(150)的正面设置了和前述上端电缆插口(156)大小一样的插口，其正面的前述护盖(153)下面设置了可以和前述突出型导件(147)进行滑动结合的导槽(154)，前述导槽(154)的位置与前述下连接块(140)的突出型导件(147)对应。
UTP电缆线(W)将通过前述上连接块(150)的上端电缆插口(156)被引入，前述引入电缆线(W)被突块(154)分割后位于电线插槽(158)。前述上连接块(150)将在连接到印刷电路板(130)的下连接块(140)的上端进行结合，此时，UTP电缆将通过对应于上连接块上端电缆插口(156)的下连接块(140)下端电缆插口(146)进入，接着把上连接块的上板(155)往下压，使前述UTP电缆线将被插入端子插槽(158)的IDC端子(160)的切刀(163)切开披覆并实现电气连接。
下面结合图4(a)(b)和图6对本发明高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座的结合状态和动作状态详细说明。
前述插销(120)的插入部(121)垂直插入结合印刷电路板(130)并维持电气连接，前述印刷电路板(130)在IDC端子(160)一边贯穿前述下连接块(140)的贯通长孔(141)，一边使挡块(162a)被出口处狭窄的贯通长孔(141)挡住的情形下，插入下连接块(140)的下端并结合。
下连接块(140)的结合槛(142)沿着位于前述外壳(110)后方的结合导引板单元(113)的滑槽(117)而进入结合槽(114)并进行结合，上连接块(150)的导槽(154)在下连接块(140)的上侧沿着突出型导件(147)进行结合，装卸槛(151)则沿着连接块挡件(145)和上端连接块导件(144)进行结合；在与下连接块(140)结合的同时，连接到电线插槽(152)的UTP电缆线披覆被印刷电路板(130)的IDC端子切刀(163)切开并实现电气连接。
前述插销(120)的结构可以使受到高频信号时尽量减少所生成的寄生电容及寄生电感。由于本发明的插销(120)中相邻的插销(120)在前后方向隔着一定距离，可以尽量减少插销(120)之间所生成的第一寄生电容(A)。本发明的插销(120)垂直安装于印刷电路板(130)的顶面，可以尽量缩短插销(120)的长度，进而尽量减少插销(120)所生成的第一寄生电感(B)。另外，把第一补偿电容器(138)安装在靠近插销(120)的部位，就能尽量减少位于前述插销(120)和补偿电容器(138)之间的传输线(137)所生成的第一寄生电感(B)。如前述尽量减少第一电容和第一寄生电感(B)就能使抗串扰图案成对称结构。
因此，在本发明模组化插座(100)的后侧插入并结合连接体后，通过下连接块(140)和上连接块(150)把UTP电缆的电线(W)接到前述IDC端子(160)。然后在前述模组化插座(100)的插口(115)插入模组化插头(2)，模组化插头(2)的端子就能与插销(120)实现电气连接并连接到前述IDC端子(160)。在这种状态下接收一定的高频信号，就会在前述模组化插头(2)的端子和其连接插销(120)之间生成第一寄生电容(A)，前述插销(120)和位于前述插销(120)和第一补偿电容器(138)之间的传输线(137)则生成第一寄生电感(B)。此时，应如前述说明尽量减少前述第一寄生电容(A)和第一寄生电感(B)。
然后，前述第一补偿电容器(138)将生成可以抵消第一寄生电容(A)的逆相补偿电容(C)。位于前述第一补偿电容器(138)和第二电容器(139)之间的传输线(137′)则受到高频影响而生成第二寄生电感(D)。此时，前述第二寄生电感(D)和前述第二寄生电感(B)为了形成对称关系而调整其长度。前述第二补偿电容器(139)将生成第二补偿电容(E)以便矫正因其前端所生成的第一寄生电容(A)、第二寄生电感(B)、补偿电容(C)及第二寄生电感(D)而引起的相位不一致现象。
由于前述插销(120)和IDC端子(160)不必经过焊接工序就能结合印刷电路板(130)，因此可以提高线路接点的效率。
本发明的对称结构型抗串扰图案不仅可以消除高频区生成的寄生电容，还可以消除寄生电感，可以符合高速通信用Category 6的性能要求。
本发明虽然只针对前述实施例和附图进行了详细说明，但是在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，这在同一行业人士来说是非常明显的，因此该变形及修改属于本发明的权利要求范围是理所当然的。
如前述说明，本发明提供了一种在UTP 4Pair能够满足每Pair传输能力达250MHz的Category 6的性能要求的高速通信用抗串扰图案及模组化插座。
本发明高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座为了改善相位不一致的现象，使第一补偿电容器的前端生成的第一寄生电容及第一寄生电感和前述第一补偿电容器的后端生成的第二寄生电感及第二补偿电容形成对称结构。
本发明不需要使用另行的工具，徒手即可轻易地连接电线(Wire)，本发明把插座加以小型化，不仅制造工序简单，批量生产也很方便。而且在安装插销和IDC端子时不必经过焊接工序，因此不会发生接点不良，进而提高了产品质量。
权利要求
1.一种包括了和模组化插头进行电气连接的插销、连接UTP电缆的多个IDC端子、通过一定的传输线把前述插销和多个IDC端子加以连接的印刷电路板，以及为了抵消前述插销之间所生成的寄生电容(A)而在前述印刷电路板的传输线上设置了补偿电容器的高速通信用模组化插座，其特征是前述插销本身和位于前述插销和补偿电容器之间的传输线所生成的第一寄生电感(B)和位于前述补偿电容器和IDC端子之间的传输线所生成的第二寄生电感(D)以前述补偿电容器为中心对称配置；为了矫正随着前述补偿电容器而增加的电容和因前述第一寄生电感及第二寄生电感而增加的电感所造成的相位不一致，在接近前述IDC端子的传输线上设置了可以生成第二矫正电容的第二补偿电容器。
2.根据权利要求1所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是采取了可以尽量减少前述补偿电容器前端所生成的第一寄生电容(A)及第一寄生电感(B)的方式，因此能够轻易地和前述补偿电容(C)的后端生成的第二寄生电感(D)及第二补偿电容(E)形成对称结构。
3.根据权利要求1或2所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述插销和相邻插销在之间前后间隔一定距离的情形下垂直安装，被模组化插头的端子施压时，由于相邻插销的倾斜角不同而相互交叉，不会形成平行排列的情形。
4.根据权利要求3所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述插销为了尽量减少插销本身所生成的寄生电感而尽量缩短其长度。
5.根据权利要求1所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述补偿电容器尽可能靠近插销安装以便尽量减少位于前述插销和补偿电容器之间的传输线所生成的第一寄生电感。
6.根据权利要求1所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是位于前述补偿电容器和IDC端子之间的传输线所生成的第二寄生电感和前述补偿电容器的前端生成的第一寄生电感形成对称结构。
7.根据权利要求1所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述印刷电路板由3个基板和4个图案层组成，上基板顶面和下基板底面设置了从插销连接到IDC端子的传输线，中间基板的顶面和底面设置了可以补偿插销所生成的第一寄生电容的第一补偿电容器及可以改善因为补偿电容和寄生电感而来的相位不一致的第二补偿电容器。
8.根据权利要求7所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述上基板和下基板分别加压固定于每个中间基板的顶面和底面。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述印刷电路板为了避免在高频区发生静电结合现象而使用介电常数为3.0以上的材料。
10.根据权利要求7-9之任一项所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述中间基板的厚度超过1.6mm。
11.根据权利要求1所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述高速通信用模组化插座包括了可以插入模组化插头的外壳、引入UTP电缆的上·下端连接块、以及通过传输线把与前述模组化插头进行电气连接的插销和连接UTP电缆的多个IDC端子加以连接的印刷电路板；外壳由正面紧密插入模组化插头的插头插口、位于前述插头插口下端并可以把来自后方的插销加以固定的插销扣件、以及背面可以含括前述连接块底面的结合导引板单元构成一体；多个插销被前述插销扣件固定并以最短距离连接前述印刷电路板的传输线；印刷电路板的上端有前述插销和多个IDC端子贯穿并结合，形成了多个补偿电容器的多层结构型印刷电路板；下连接块的底面结合了前述印刷电路板，在对应于前述IDC端子的位置形成了多个贯通长孔，具有比贯穿前述贯通长孔的IDC端子高而比前述外壳的正面低的前加强壁和后加强壁，沿着前述外壳的结合导引板单元滑动并结合；及上连接块由可以覆盖前述下连接块的上板和具有可以插入前述IDC端子的端子插槽的两侧板组成，可以把后方引入的UTP电缆线加以分割后与前述IDC端子结合。
12.根据权利要求11所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述插销由可以贯穿印刷电路板的插入部、可以靠在前述印刷电路板顶面的突出型固定部、以及在前述固定部的上端折曲的倾斜部组成。
13.根据权利要求11或12所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述插销的前述插入部垂直贯穿印刷电路板的连接孔并连接到传输线，前述固定部与前述印刷电路板的顶面进行面接触，前述倾斜部的角度允许其与模组化插头的端子进行面接触并往外壳的后侧折曲。
14.根据权利要求11所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述外壳的结合导引板单元是上端开口呈“U”字形的板，它的两侧板后方具有结合槽和滑槽。
15.根据权利要求11或12所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述插销扣件在外壳正面的高度可以含括前述插销的固定部长度并且朝后垂直装，其后方有较长的销导槽和较短的销导槽相互交叉排列。
16.根据权利要求11所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述印刷电路板的顶面前方有前·后两排插销贯通呈“之”字形隔离的销连接孔并被固定，顶面后方有左·右两排IDC端子贯通端子连接孔并被固定。
17.根据权利要求16所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述IDC端子包括了其长度可以贯穿印刷电路板端子连接孔的接触部、从前述接触部延伸出来并且在侧面形成突出挡块，其大小可以被下连接块的贯通长孔含括的本体、以及位于前述本体上端的双刃切刀。
18.根据权利要求11所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述下连接块由位于两侧面且与前述外壳的结合槽结合的突出型结合槛、在前加强壁的内侧沿着上·下方向形成的突出型导件、位于后加强壁且能引入UTP电缆的下端电缆插口、在后加强壁的内侧沿着上·下方向形成的上端连接块导件、以及位于前述上端连接块导件的一端并能挡住上连接块的装卸槛的连接块挡件构成了体。
19.根据权利要求11或18所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述下连接块包括了其出口能允许前述IDC端子的切刀通过却挡住了IDC端子本体挡块的贯通长孔。
20.根据权利要求11或18所述的高速通信用抗串扰图案及包含该图案的模组化插座，其特征是前述上连接块的上板顶面是内凹型折曲面，包括了位于前述上板正面的突出型护盖、在正面沿着上·下方向形成的导槽、位于后方且能与前述下连接块的连接块挡件结合的装卸槛、位于背面且能引入UTP电缆的上端电缆插口、为了使被引入前述电缆插口的电缆能在两侧板下端以反向对角的方式插入而与端子插槽形成直角的电线插槽、把引入上板下面的UTP电缆分割到前述电线插槽的突块。
21.一种安装于高速通信用模组化插座的印刷电路板以消除串扰的抗串扰图案，其特征是前述印刷电路板包括3个基板，其中的上基板顶面和下基板底面设置了从插销连接到IDC端子的传输线，中间基板的顶面和底面设置了可以补偿插销所生成的第一寄生电容的第一补偿电容器，以及可以改善因前述第一补偿电容器而生成的补偿电容、插销及传输线所生成的寄生电感而引起的相位不一致的第二补偿电容器，上述两种电容器以一定间隔排列。
22.根据权利要求21所述的高速通信用抗串扰图案，其特征是前述第一补偿电容器靠近插销安装，前述第二补偿电容器则靠近IDC端子。
23.一种为了抵消在多个插销之间所生成的寄生电容(A)而设置了可以生成逆相补偿电容(C)的补偿电容器的高速通信用抗串扰图案，其特征是前述补偿电容器的后方另行设置了第二补偿电容器，该第二补偿电容器生成的第二补偿电容(E)可以改善因其前端的寄生电容及电感而引起的相位不一致；前述抗串扰图案以前述的补偿电容(C)为中心形成了对称结构，一侧是其前端生成的第一寄生电容器(A)及前述插销本身和位于前述插销和补偿电容器之间的传输线所生成的第一寄生电感(B)，另一侧是前述补偿电容(C)的后端生成的第二补偿电容器(E)及位于前述补偿电容器和IDC端之间的传输线所生成的第二寄生电感(D)，为了形成前述的对称结构而尽量减少了前述第一寄生电容(A)和第二寄生电感(B)。
全文摘要
本发明涉及一种高速通信用模组化插座，尤其是一种为了消除相邻插销之间的寄生电容所引起的串扰而在传输线上设置补偿电容器，同时设置了第二补偿电容器的高速通信用串扰补偿图案及包含该图案的模组化插座。本发明的高速通信用串扰补偿图案及包含该图案的模组化插座包括下列单元由位于插头插口下端并固定插销的插销扣件和结合导引板单元组成的外壳；多个插销和IDC端子在上端贯通结合并具有多个补偿电容器的多层结构型印刷电路板；底面结合印刷电路板并沿着外壳的结合导引板单元进行滑动结合的下连接块；与前述下连接块的上端结合，并把从后引进的UTP电缆线加以分割后连接到IDC端子的上连接块。
文档编号H01R13/00GK1808788SQ20061000028
公开日2006年7月26日 申请日期2006年1月10日 优先权日2005年1月11日
发明者金大成, 金正坤, 李正锡, 金修钟 申请人:株式会社大银电子