专利名称：多芯电缆连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有多根信号线的多芯电缆连接器，或者具体来讲，涉及一种用 于高速传输的多芯电缆连接器。
背景技术：
随着高速传输的发展，越来越多的比现有技术包括更多数量的信号线的电缆连接 器已逐渐用于个人计算机和大容量存储设备中。另一方面，要求电缆连接器是紧凑的。因 此，多根信号线以高密度布置在连接器中。在这样的电缆连接器中，信号线之间的距离非常 短，以至于需要通过焊接等将每根信号线精确地与基板导电连接。例如，日本未经审查的专利公布No. 2003-109708公开了这样一种多芯高速信号 传输连接器，在该连接器中，“以这样的方式确定绝缘板的厚度，即，将一对未涂覆的接线端 安装在绝缘板的上表面和下表面上布置的信号触点上，以从绝缘板的上侧和下侧支撑绝缘 板，而不改变该接线端对在多根双芯电缆中的每根电缆的末端处的间距，所述多根双芯电 缆与布置在板上表面和下表面上的一对信号触点连接。”另外，日本未经审查的专利公布No. 2006-260850公开了一种具有下述构造的电 缆连接器，“所述构造包括接触组件，该接触组件被如此构造以使触点构建在电绝缘块单 元中；中继基板(relay substrate)，其一端与接触组件的背部上的触点连接，另一端具有 并置的接线端焊盘；电缆，其具有多根被涂覆的接线，每根被涂覆的接线包括接线和用于涂 覆该接线的电绝缘涂层；和遮蔽壳体，其覆盖接触组件、中继基板和电缆的端部，其中，被涂 覆电缆的接线的前端固定布置在中继基板的接线端焊盘上，并且其中被涂覆电缆的接线从 涂层的末端暴露的部分比接线薄，该较薄的接线部分固定在接线端焊盘上。”此外，日本未经审查的专利公布No. 2004-31257公开了 “一种与多个平衡传输电 缆连接的电缆连接器，该电缆连接器包括安装在匹配连接器上的连接器、固定在该连接器 上的信号触点和接地触点、用于固定电缆的定位器和固定在定位器上的接地板，其特征在 于，平衡传输电缆包括彼此绝缘的多根信号线和加蔽线，接地板与加蔽线连接，连接器和定 位器彼此接合，以使接地板和接地触点互连，同时彼此协作共同围绕所述多个平衡传输电 缆的每根信号线”。在将电缆的多根信号线焊接到基板时，需要将形成在基板上的布线图案 和每根信号线精确地设置在适当的位置上。这种定位操作通常很困难，一些常规的连接器 包括颇为复杂的用于定位要求的结构。 另外，在电缆连接器用于高速传输的情况下，在连接器中的一些点处，阻抗受到干 扰。特别地，在电缆中信号线被绝缘涂层覆盖的内部部分中，每根信号线和接地层之间沿着 电缆长度的距离恒定，因此，阻抗也是恒定的，所述绝缘涂层的外围被诸铜薄片的导电接地 层覆盖。另一方面，在电缆连接器的基板上形成特定尺寸的布线图案，因此，基板后续部分 的阻抗也被规定在预定值。因此，在每根信号线中涂层被切除并且其端部被焊接到基板上 的布线图的部分中，暴露的信号线与另一根信号线相邻布置，这有时会导致阻抗干扰。尤其 是在高频的高速传输中，这种阻抗干扰往往会增加，并且一旦干扰超过预定值，波形就受到干扰，信号质量就会降低。因此，本发明的至少一个实施例的目的在于提供这样一种多芯电缆连接器的结构 体，该结构体具有与形成在基板上的布线图案对齐并且电连接的多个电缆，其中，使用简单 的结构来为电缆信号线和基板布线图案的对齐和焊接提供便利，并将基板上的阻抗干扰抑 制到最小。
发明内容
为了实现上述目的，根据本发明的至少一个实施例，提供一种多芯电缆连接器，该连接器包括集束电缆，该集束电缆包括多个单电缆和导电加蔽线，所述多个单电缆均具有 被绝缘涂层同心覆盖的信号线和围绕信号线布置的导电薄片的接地层，所述导电加蔽线沿 着聚集成束的所述多个单电缆的至少一个接地层布置；基板，该基板具有前表面和背表面、 前表面和背表面中的每个上的布线图、在布线图的一端构成与匹配连接器的触点的焊盘、 在布线图的另一端分别构成信号线和加蔽线的触点的信号线安装部分和加蔽线安装部分； 对正板，该对正板具有前表面和背表面、布置在前表面上的用于容纳基板的基板容纳部分， 对正板具有多个构成用于容纳每根信号线的信号线容纳孔的垂直长通孔和多个用于容纳 加蔽线的加蔽线容纳部分，所述信号线容纳孔形成有其分别从基板容纳部分的上外沿和下 外沿突出的上端和下端，所述加蔽线容纳部分被布置成距离基板容纳部分一定距离；和电 缆固定构件，该电缆固定构件用于将集束电缆和对正板一体地固定在对正板的背表面上； 其中基板的信号线安装部分一侧的端部被对正板的基板容纳部分容纳，并且通过将对正板 固定到电缆固定构件来将基板相对于电缆固定构件设置在合适的位置；其中电缆的接地层 的端面布置成与对正板的背表面接触，并且信号线从对正板的前表面暴露，以使基板的两 个表面与安装部分电连接；其中，通过加蔽线容纳部分将加蔽线布线在对正板的前表面侧， 并将基板表面中的至少一个与前表面上的安装单元电连接。对于根据本发明的多芯电缆连接器，可通过用于定位没有绝缘涂层的信号线的对 正板来将每根信号线精确地设置在基板上的适当的位置。另外，电缆连接器中会发生阻抗 干扰的区域基本上限于与对正板的厚度对应的长度的区域，因此，提供在高速传输时无噪 声影响的电缆连接器。
图1是根据本发明的实施例的多芯电缆连接器的透视图。图2是图1中显示的连接器的分解组装示意图。图3是沿着图1中显示的连接器的集束电缆的直径截取的剖面图。图4(a)是显示包括在图1中显示的连接器中的对正板的背表面的示意图，图4(b) 是显示对正板的前表面的示意图，图4(c)是沿着图4(b)中的线IV-IV截取的剖面图。图5是显示图1中显示的连接器的组装步骤和信号线插入到对正板的信号线容纳 孔中的状态的透视图。图6是显示图1中显示的连接器的组装步骤和从对正板突出的信号线与基板的布 线图案导电连接的状态的透视图。图7是显示图1中显示的连接器的组装步骤和加蔽线穿过对正板的加蔽线容纳孔然后与基板的布线图案导电连接的状态的透视图。
具体实施例方式图1是显示根据本发明的优选实施例的多芯电缆连接器的内部结构的透视图，图 2是其分解组装示意图。多芯电缆连接器(下文中简称为连接器)1包括电缆固定构件2、 固定在电缆固定构件2中的集束电缆3、用于将包括在集束电缆3中的信号线对正的对正 板4和与集束电缆3的信号线导电连接的基板5。虽然未示出，但是连接器1具有覆盖图1 中显示的整个内部结构的壳体，该壳体形成的形状可与和连接器1导电连接的插座(未示 出)配合。如图3所示，集束电缆3包括多个(在所示的情况下，8个)单电缆31，每个单电 缆具有分别被绝缘涂层311同心覆盖的两根信号线312和具有导电铜薄片等的接地层313， 接地层313围绕两根信号线布置，并被层合在PET等的基体构件314上。集束电缆3还包 括沿着多个单电缆31的外围布置的导电加蔽线32。虽然未示出，但是集束电缆3在相对 于壳体2远离基板5的一侧包括绝缘包层，其用于将多个单电缆31和加蔽线32共同覆盖 成基本上圆形的电缆轮廓。在所示的情况下，在基板5上没有包层的区域中，8个单电缆按 两行并置，每行有4个单电缆。单电缆的每个接地层313具有铜薄片等的导电表面，该导电 表面在单电缆外部，并以相同的电位与单电缆电接触。所示的情况包括两根加蔽线32，这 两根加蔽线32与多个单电缆31的聚集体平行布置，并与至少一个单电缆31的接地层313 接触，该接地层313与其它单电缆31的接地层电接触。或者，加蔽线32可围绕多个单电缆 31的聚集体成螺旋形地布置，并与多个单电缆31的每个接地层313接触。因此，加蔽线32 具有被多个单线电缆31共享的功能。因此，根据这个实施例，没有为每个单电缆布置加蔽 线，从而减少了基板5上的焊接点。根据本发明的单电缆31具有这样的结构，在该结构中， 接地层313彼此接触，因此，与普通电缆不同，在接地层313的外围没有树脂涂层。基板5具有前表面51和背表面52 (在图1和图2中背表面不可见)，每个表面形 成有布线图案53。每个布线图案52的一端形成有焊盘54，焊盘54构成与将与连接器1装 配的插座(未示出)的接触点，每个布线图案53的另一端形成有信号线安装单元55和加 蔽线安装单元56，信号线安装单元55构成与信号线312的接触点，加蔽线安装单元56构成 与加蔽线32的接触点。在基板5的背表面与其前表面一样类似地形成有布线图案、焊盘和 安装单元。如图4(a)至图4(c)所示，对正板4具有前表面41和背表面42。前表面41形成 有基板容纳部分43，用于在组装时容纳基板的端部。基板容纳部分43可以是如图所示的凹 陷或者是通孔。然而，就通孔而言，可缩短每个单电缆的信号线的暴露部分(暴露的长度)。 换句话讲，可缩短每个绝缘涂层311的暴露部分的根部和基板5上对应的信号线312的焊 接点之间的距离。另一方面，在基板容纳部分43被形成为至少部分与基板端部接触的凹陷 的构造中，可按电缆的纵向方向定义基板5和对正板4的相对位置。另外，对正板4具有用 于容纳信号线312的多个信号线容纳孔44。如图所示，每个信号线容纳孔44为竖直的长通 孔，或者更具体地讲，具有分别从基板容纳部分43外围的上沿和下沿突出的上端部441和 下端部442。上端部441和下端部442均具有在组装连接器时精确地定位每根信号线312 的功能。对正板4还具有用于容纳加蔽线32的加蔽线容纳部分45，该加蔽线容纳部分45被布置成距离基板容纳部分43—定距离。或者，在这种情况下都被示出为孔的加蔽线容纳部分45可以是凹口。对正板4在背表面42上还可具有凹陷，这些凹陷分别用于容纳围绕 信号线312的多个绝缘涂层311。接着，对组装连接器1的步骤进行说明。首先，在图2中显示的集束电缆3中，在 每个单电缆31的末端处将绝缘涂层311在纵向方向上切断预定长度，以使仅信号线312暴 露。每个单电缆31在其外表面上具有接地层313，与普通电缆不同，在接地层313的外部没 有树脂涂层。因此，可从接地层313从其被切断的端部最邻近的地方移除绝缘涂层312，从 而可使阻抗失配的部分的长度最短。在接地层313的外部存在树脂涂层时，可基本上在与 树脂涂层的端部相同的平面中切断接地层313。然而，在这种情况下，不能使用于移除绝缘 涂层311的切削刀片与(接地层313上的)树脂涂层被移除的端部紧邻的地方接触，绝缘 涂层311将会从(接地层313上的)树脂涂层突出。结果，在绝缘涂层311的突出部分中， 信号线的阻抗将会受到干扰。接着，如图5所示，将从每个单电缆31的端部暴露的信号线312从对正板的背部 插入到对正板4的信号线容纳孔44的上端部441和下端部442 (图4)中。上端部441和 下端部442具有与信号线312的轮廓基本相同的尺寸，并且彼此相对，基板容纳部分43居 于其间。如此对正的信号线的行与行之间的距离与基板5的厚度基本相等，因此，将信号线 精确地设置在适当的位置上，即，在基板5上对正。另外，每个接地层313的端面3131 (图 2和图3)优选与对正板4的背表面42接触。本文所使用的单词“接触”不必要求是物理接 触，而是可包括如下的情况，即，在接地层的端面3131和对正板4的背表面42之间形成就 传输信号频率而言引起可忽略的小的阻抗干扰的间隙。结果，可在对正板4之前保持单电 缆的恒定阻抗。此外，可通过调整基板5的端部和(单电缆上的)绝缘涂层的端部(暴露 部分的根部)之间的间隙来减小这个部分的阻抗干扰。在处理过程中，将从底表面到对正 板4的基板容纳部分43的背表面42的厚度设置为与将实现的阻抗相符的尺寸。然后，可 通过在对正板4上机械地设置基板5和电缆来简单地在这个部分中实现最佳的阻抗。接着，如图6所示，从对正板4的前表面41突出的信号线分别与形成在基板5的两 个表面上的信号线安装部分55导电连接。可(例如)通过焊接来手动建立导电连接。然 而，鉴于通过对正板4并使弹性的绝缘涂层暴露来将每根信号线精确地设置在适当位置上 的事实，可相当容易地使焊接工作自动化。接着，如图7所示，将两根加蔽线32从背部插入到对正板4中，两根加蔽线32穿 过对正板4的加蔽线容纳孔45从前表面41突出，并与形成在基板5的两个表面上的加蔽 线安装部分56导电连接。另外，在这种情况下，例如可通过手动焊接工作来建立导电连接。 虽然图5至图7示出信号线导电连接在基板5的前表面51上，但是也可在背表面52上执 行类似的操作。如图1所示，以围绕集束电缆3外部这样的方式布置电缆固定构件2，并在集束电 缆上使用粘合剂将电缆固定构件2 —体地固定到对正板4和集束电缆3。可预先将粘合剂 涂布到集束电缆上，然后可围绕集束电缆布置电缆固定构件2，或者在预先布置电缆固定构 件2之后，可通过未示出的开口将粘合剂注入在电缆固定构件2和集束电缆3或对正板4 之间的间隙中。对正板4的每个信号线容纳孔44的上端部441和下端部442被形成为与 信号线基本相同的尺寸，因此，对正板4具有的功能是当将粘合剂涂布到对正板4的背表面时，阻挡粘合剂向着基板流出。向着对正板4的基板侧流出的粘合剂将会覆盖信号线312和基板5之间的焊接部分以及基板5的布线图案53，并干扰阻抗。鉴于这种情况，如图2所 示，可形成具有与单电缆31的轮廓互补的形状的电缆容纳孔21，或者可采用使用电缆固定 构件的构造，在该构造中，通过将诸如热熔性粘合剂或热塑性树脂凝固在集束电缆上来将 多个单电缆31和对正板4 一体地固定在对正板4的背表面上。在处理过程中，可使用模具 等形成电缆固定构件。最后，安装未示出的与将装配的连接器(插座)对应的壳体，由此完 成多芯电缆连接器1。通过将对正板4和电缆固定构件2中的一者或两者固定在壳体上，防 止会被施加到集束电缆3的张力传送到焊接部分并引起断电。在连接器1中，如上所述，单电缆31的每根信号线和接地层之间的距离恒定，因 此，直到对正板4的背表面，集束电缆的阻抗也是恒定的。然而，对于每根信号线与基板5 连接的信号线安装部分55的后面的部分，由形成在基板5上的布线图案53来精确地定义 阻抗。因此，在根据本发明的连接器中，可引起高速传输问题的阻抗干扰限于信号线不再被 绝缘涂层311覆盖的部分和基板5的信号安装部分55之间的区域，即，与对正板4的厚度 对应的长度的区域。因此，与现有技术相比，可显著地缩短会发生阻抗干扰的区域的长度。 因此，提供这样一种电缆连接器，在该电缆连接器中，高速传输中的阻抗干扰基本不引起问 题。由于上述原因，从阻抗的观点来讲，对正板4理想上尽可能地薄，只要它具有定位 每根信号线的功能和所要求的强度。然而，通过在对正板4中形成导电层，也可在对正板中 获得与单电缆的阻抗类似的阻抗，所述导电层与信号线的距离等于单电缆中沿着对正板4 的厚度的接地层和信号线之间的距离。在这种情况下，不需要由于考虑到阻抗而减小对正 板的厚度。
权利要求
一种多芯电缆连接器，包括集束电缆，所述集束电缆包括多个单电缆和导电加蔽线，所述多个单电缆均具有分别被绝缘涂层同心覆盖的一对信号线和围绕这对信号线布置的导电薄片的接地层，所述导电加蔽线沿着聚集成束的所述多个单电缆的至少一个接地层布置；基板，所述基板具有前表面和背表面、在所述前表面和所述背表面中的每个上的布线图案、在每个布线图案的一端构成与匹配连接器的触点的焊盘、以及在所述布线图案的另一端分别构成信号线和加蔽线的触点的信号线安装部分和加蔽线安装部分；对正板，所述对正板具有前表面和背表面、形成在所述前表面上的用于容纳所述基板的基板容纳部分、用于容纳各根所述信号线的多个信号线容纳孔、和用于容纳所述加蔽线的多个加蔽线容纳部分，所述多个信号线容纳孔构成多个竖直的长通孔，所述长通孔的上端和下端分别从所述基板容纳部分的上外沿和下外沿突出，所述多个加蔽线容纳部分被布置成距离所述基板容纳部分一定距离；和电缆固定构件，所述电缆固定构件用于将所述集束电缆和所述对正板一体地固定在所述对正板的背表面上，其中所述基板靠近所述信号线安装部分的一端被所述对正板的所述基板容纳部分容纳，并且通过将所述对正板固定到所述电缆固定构件来将所述基板相对于所述电缆固定构件设置在适当的位置；其中所述单电缆的接地层的端面布置成与所述对正板的背表面接触，并且所述信号线从所述对正板的前表面暴露，以使所述基板的两个表面与所述信号线安装部分电连接；以及其中，通过所述对正板的所述加蔽线容纳部分将加蔽线布线到所述对正板的前表面侧，所述加蔽线在所述对正板的前表面侧与所述基板的两个表面中的至少一个上的所述加蔽线安装部分电连接。
全文摘要
本发明提供了一种多芯电缆连接器，在该连接器中，为将电缆的信号线对正和将信号线焊接到基板的布线图案提供便利，并使基板上的阻抗失配最小。多芯电缆连接器(1)包括电缆固定构件(2)；集束电缆(3)，该集束电缆(3)容纳在电缆固定构件(2)中；对正板(4)，该对正板(4)用于将集束电缆(3)中包括的信号线(312)对正；以及基板(5)，该基板(5)形成有与集束电缆(3)的信号线(312)导电连接的布线图案(53)。
文档编号H01R12/53GK101803121SQ200880108136
公开日2010年8月11日 申请日期2008年9月18日 优先权日2007年9月21日
发明者松冈宏行, 桑原研尔, 远藤敏郎 申请人:3M创新有限公司