专利名称：具有配合耦接的电连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有触头模块的电连接器。
背景技术：
模块化连接器被广泛地应用在电子系统中，如计算机系统中。模块化连接器用来 将系统内的多个部件例如外围设备或网络连接于计算机。典型地，模块化连接器可以是插 头组件或插座(header)组件，它们相互配合从而在系统的部件之间提供电气连接。
模块化连接器一般包括多个信号触头和接地触头。信号触头和接地触头被布置成 排和/或列。信号触头一般成对布置，并且与相应的接地触头形成传输差分信号的触头组。 然而，在邻近的触头组的信号触头之间会发生电气干扰和串话。因为信号触头被彼此直列 式地布置成排和/或列，两个邻近的信号触头可能电气干涉并相互之间产生串话。在信号 触头之间的电气干涉和串话降低了系统的速度和操作效率。由于阻抗不连续，模块化连接 器的性能也会降低。例如，在差分和/或共用模式阻抗的不连续可能会存在。随着模块化 连接器密度的增大、模块化连接器尺寸的减小和/或数据速率增大，与电气干涉、串话和/ 或阻抗不连续有关的问题将会更为突出。 另外，传统的模块化连接器在制造中还会遇到其它的困难。例如，由于模块化连接
器密度增大和/或尺寸减小，制造这样的模块化连接器可能会比较困难和费时。 因此，需要一种具有改进的电气性能的模块化连接器，其可以以低成本的方式来制造。
发明内容
根据本发明，一种电气连接器包括具有配合端和安装端的壳体。多个触头模块被 壳体所保持。每个触头模块包括一连接板，该连接板具有相对的触头面和从该连接板的末 端延伸的凸缘。每个触头模块保持沿着触头平面布置的一对信号触头。凸缘和连接板形成 了通道，使触头面和信号触头暴露。多个接地触头被壳体所保持。每个接地触头被沿着相 应一个触头模块的一个凸缘布置。
图1示出了根据示例性的实施例形成的用于电子系统的一对电连接器； 图2是用于图1所示的电子系统的电连接器的剖面图； 图3是图2所示的电连接器的另一个剖面图； 图4示出了用于图2所示的电连接器的电路板的配合接口 ； 图5是具有被壳体所保持的触头的另一电连接器的剖面图； 图6示出了沿着触头的不同部分得到的图5所示的触头的剖面图； 图7示出了用于图5所示的电连接器的电路板的配合接口 ； 图8是其它的另一个电连接器的剖面图。
具体实施例方式
图1是根据本发明示例性的实施例得到的电子系统10的电连接器的剖面图。该 电连接器是用于连接电子系统IO内的多个部件的模块化连接器。该电连接器为针座或插 座连接器12和插头连接器14。在示出的实施例中，该连接器12被平板安装到电路板16， 其可以是电子设备的一部分，例如计算机。该插头连接器14可与该连接器12相配合以在 它们之间形成电气连接。该插头连接器14可被平板安装或线缆安装以将其它设备连接到 计算机。 该连接器12包括保持多个触头模块20的壳体18。每个触头模块20包括多个触 头22。该触头22端接于电路板16以在它们之间形成电路。该壳体18包括配合端24，其 具有被布置为与插头连接器14配合的配合接口 。该壳体18包括被安装到电路板16的安 装端26。该插头连接器14包括壳体28和多个被配置为与触头22配合以在它们之间形成 电气连接的配合触头30。 该连接器12和插头连接器14被示意性地示出为两个模块化连接器，该两个模块 化连接器在它们之间传输和/或接收电子信号。如图1所示的该模块化连接器12、14仅仅 是示意性表示的连接器，并且这里的主题可应用到多种不同应用中的各种不同类型的电连 接器。该模块化连接器12、14可具有任何的尺寸和/或形状，这取决于具体的应用场合。该 模块化连接器12、 14可具有任意数目的触头22、30，它们被布置成任何结构用于传输电子 信号。 图2是用于与该电子系统IO(如图l所示) 一起使用的电连接器100的剖面图。 该电连接器100为与图1中示出的电连接器12相似的针座或插座连接器。这里描述的电 连接器100的主题和特征可被等同地应用到插头型连接器，例如在图1中示出的插头连接 器14。 该电连接器100包括具有配合端104和安装端106的壳体102。该安装端106被 安装到电路板108。该配合端104包括朝向配合空腔112开口的开口 110。该插头连接器 (未示出)被配置为穿过该开口 110被装载到该配合空腔112内。该壳体102包括基本与 该安装端106相对的顶部114。该壳体102包括基本与配合端104相对的后部116。
该电连接器IIO包括多个信号触头120和多个接地触头122，每个如图2所示。该 信号触头120包括配合端124、安装端126和在它们之间的中间部分128。在示出的实施例 中，该信号触头120是直角触头，这些直角触头具有布置为彼此大致垂直取向的配合和安 装端124U26。另外，在另一实施例中非直角的配置结构也是可以的。该配合端124被配置 为电气连接到该插头连接器的相应信号触头。该安装端126端接到该电路板108。在图示 的实施例中，在安装端126处设置有柔性插脚，用于端接到电路板108内的通孔。在另一实 施例中还可使用其它的端接方式或工艺，例如表面安装到电路板的顶部。
该接地触头122包括配合端134、安装端136和它们之间的中间部分138。在图示 的实施例中，该接地触头122是直角触头，这些直角触头具有彼此大致垂直取向的配合端 和安装端134、136。另外，在另一实施例中非直角触头也是可以的。该配合端134被布置为 电气连接到插头连接器的相应接地触头、或其它接地部分。该安装端136被端接到电路板 108。在图示的实施例中，在安装端136处设置有柔性插脚，用于端接到电路板108内的通孔。在另一实施例中还可以使用其它的端接方式或工艺，例如表面安装到电路板的顶面。
在示例性的实施例中，该电连接器100包括多个触头模块140，其中之一的剖面如 图2所示。该触头模块140保持至少一个信号触头120。可选择地，该触头模块140可另 外保持至少一个接地触头122。该触头模块140包括由绝缘材料制成的绝缘本体142，例如 塑料材料。该绝缘材料具有介电常数，以及可基于该介电常数来选择该材料的类型。该信 号触头120沿着该绝缘本体142的路线形成。可选择地，该信号触头120可沿着绝缘本体 142的外部表面的路线形成。可选择地，该信号触头120可被嵌入到该绝缘本体142内，例 如通过围绕该信号触头120的至少一部分过模制该绝缘本体142。 该触头模块140被保持在壳体102内，或者被另外固定到壳体102。在示例性的实 施例中，该触头模块140穿过该壳体102的后部116被装载到壳体102内。该触头模块140 包括配合端144和布置为基本垂直于配合端144取向的安装端146。信号触头120的中间 部分128的一部分，下面指的是配合部分148，从配合端144延伸进入配合空腔112用于与 插头连接器配合。该信号触头120的一部分从安装端146延伸，用于端接到电路板108。
在图示的实施例中，该接地触头122包括多个从该中间部分138延伸的凸起150。 该凸起150延伸进入壳体102内以将接地触头122耦接到壳体102。该触头模块140被装 载入壳体102内，从而使得该接地触头122被保持在壳体102和触头模块140之间。可选 择地，当该触头模块140被装载入壳体102内时，该接地触头122可啮合触头模块140的 外部表面。在另一实施例中，该接地触头122可被耦接到触头模块140，而不是耦接到壳体 102。例如，该凸起150可被固定到触头模块140。该接地触头122可与触头模块140 —起 被装载入壳体102内。 图3是沿线3-3得到的图2所示的电连接器100的剖面图。该触头模块140被示 出为在壳体102内。该信号触头120和接地触头122也被示出为在壳体102内。在示例性 的实施例中，该信号和接地触头120、122被布置为触头组160。每个触头组160包括一对信 号触头120和一个接地触头122。在每个触头组160内的信号触头120传输差分信号。每 个触头模块140与单个触头组160相关联。 在示例性的实施例中，该触头模块140具有基本为I形的剖面，其包括连接板162 和在连接板162端部的第一与第二凸缘164、 166。凸缘164、 166限定触头模块140的侧部 168。在图示的实施例中，该触头模块140被布置在壳体102内，从而使得该侧部168毗邻 邻近的触头模块140。凸缘164、166和连接板162形成侧部168内的沟槽170，其向内延伸 到连接板162的触头平面172。该信号触头120沿着连接板162的每个触头平面172布置。 可选择地，该信号触头120可沿着在凸缘164、 166之间的连接板162大致居中地布置。该 沟槽170将信号触头120暴露到空气中或填充沟槽170的其它绝缘材料中。填充沟槽170 的空气或绝缘材料具有不同于触头模块140的介电常数的介电常数。 在示例性的实施例中，第二凸缘166的尺寸大于第一凸缘164并且包括在其外部 表面上的沟槽174。该沟槽174的尺寸和形状适于接收接地触头122的至少一部分。可选择 地，接地触头122可相对于连接板162大致居中布置。在示例性的实施例中，接地触头122 沿着触头组160的信号触头120之间的垂直平分线居中地布置。信号触头120因此从接地 触头122等距离地布置，并相对于接地触头122电气地对称。照此，电连接器100的电气性 能可被提高。例如，共用模式和差分模式阻抗可被维持在配合端124和安装端126(如图2所示)之间和/或在电路板之间。由此，模式转换和反射可被最小化和/或接地回馈电流 可被有效地取消从而减小噪声和/或串话。可选择地，信号触头120和接地触头122的设 计可被选择成以配合电路板的设计阻抗从而减小共用模式阻抗。因此，由于扭曲和/或不 对称信号所引起的共用模式能量反射的量将会减小。通过配合连接器与电路板的共用模式 阻抗，从而也使得电磁干扰和或信号损失减小。 在图示的实施例中，触头模块140被布置在壳体102内，从而使得每个触头模块 140的信号触头120沿着触头轴线176相互成排对准。凸缘164、 166具有沿着侧部168之 间的触头轴线176的宽度178。连接板162具有在触头轴线176的宽度180，其比凸缘164、 166的宽度178小。信号触头120沿着触头平面172布置，从而使得信号触头120的外部表 面182与触头平面172大致齐平。该外部表面182因此被分离开一等于宽度180的距离。 在可替换的实施例中，信号触头120可被不同地定位，从而使得分开外部表面182的距离大 于或小于宽度180。每个接地触头122具有沿着接地触头122的相对侧部边缘186之间限 定的触头轴线176的宽度184。在示例性的实施例中，接地触头122的宽度184大于分开信 号触头120的外部表面182的距离。因此，侧部边缘186被布置在信号触头120的外部表 面182之上。因此接地触头122阻碍不同触头组160的信号触头120之间的内在对耦接。 触头模块140和/或接地触头122的中心线可被分隔开一距离188。 触头模块140被布置在壳体102内，从而使得邻近触头模块140的沟槽170相互开 口以形成封闭空腔190。该空腔190被邻近的触头模块140的凸缘164、 166和连接板162 封闭。不同触头模块140的信号触头120者曝露在空腔190内。每个信号触头120被绝缘 材料从邻近信号触头120分隔开。例如，在每个触头组160内的信号触头120被连接板162 的绝缘材料分隔开，该绝缘材料具有特定的介电常数。邻近触头组160的都被暴露在空腔 190内的信号触头120被空气分隔开，空气具有与连接板162的绝缘材料的介电常数不同的 介电常数。可选择地，空腔190可被具有与空气不同介电常数的绝缘材料或物质填充。可 基于介电常数来选择分隔邻近信号触头120的材料，以控制邻近信号触头120之间的电气 性能和相互作用，例如，减小不同触头组160的信号触头120之间的耦接，这可以减小它们 之间的串话。 在示例性的实施例中，与由触头模块140和信号触头120限定的主要区域相比，电 连接器100包括具有辅助触头194的辅助配合区域192。可选择地，辅助配合区域192可大 致居中地布置在壳体102内，并且主要配合区域位于辅助配合区域192的两侧。辅助配合 区域192包括不同的配合接口，并且可包括用于与插头连接器配合的不同类型的触头。在 一个实施例中，辅助配合接口可以是SFP型配合接口。辅助配合区域192可用于传输不同 类型的信号和/或数据。辅助配合区域192可被用于以不同的速度传输信号和/或数据。 辅助触头194可以是信号触头或接地触头，这取决于具体的应用场合。辅助触头194被布 置成两排，但是在另一实施例中其它的布置方式也是可以的。辅助触头194具有可与信号 触头120的间隔198不同的间隔196。 图4示出了用于电连接器100(如图2所示)的电路板108的配合接口 200。该配 合接口 200包括多个用于信号触头120 (如图2所示)的信号通孔202以及多个用于接地 触头122 (如图2所示)的接地通孔204。接地通孔204沿着信号通孔202之间的垂直平分 线布置，因此可与每个信号通孔202等距离地布置。信号通孔202各自成排对准，并且接地通孔204各自成不同排地对准。 配合接口 200包括辅助配合区域206，其具有用于接收辅助触头194 (如图3所示) 的多个通孔208。通孔208被布置成四排，并且邻近排的通孔208交叉或偏移排列以提供更 密集的间隔。 图5是具有被保持在壳体506(如虚线所示)内的信号和接地触头502、504的另 一电连接器500的剖面图。与上述实施例相比，信号和接地触头502、504被壳体506所保 持，而不是触头模块。 信号触头502包括配合端514、安装端516和在它们之间的中间部分518。在图示 的实施例中，信号触头502是直角触头，其具有基本上彼此垂直布置的配合和安装端514、 516。配合端514被配置以电气地连接到插头连接器的相应信号触头。配合端516被配置 为端接到电路板。 中间部分518包括配合部分520和过渡部分522。配合部分520为基本平面状， 并且邻近配合端514布置。过渡部分522被布置在配合部分520和安装端516之间。过渡 部分522被布置成以将中间部分518从一个平面过渡到另一个平面。不同的平面可以是相 互平行的。例如，过渡部分522可将中间部分518基本上朝着电路板过渡，或可选择地，可 将中间部分518基本上远离电路板过渡。在图示的实施例中，过渡部分522包括设置在过 渡部分522与配合部分520的交叉部分的第一弯曲部524，以及第二弯曲部526。过渡部分 522可在第一和第二弯曲部524、526之间成一定的角度。可选择地，弯曲部524、526可以在 不同的方向上。 接地触头504包括配合端534、安装端536和在它们之间的中间部分538。在图 示的实施例中，接地触头504是直角触头，其具有基本上彼此垂直地取向的配合和安装端 534、536。配合端534被配置为电气地连接到插头连接器的相应接地触头，或其它接地部 分。安装端536端接到电路板。 中间部分538包括配合部分540和过渡部分542。配合部分540为基本平面状， 并布置在邻近配合端534处。过渡部分542设置在配合部分540和安装端536之间。过渡 部分542被配置为将中间部分538从一个平面过渡到不同的平面。这些不同的平面可以是 相互平行的。例如，过渡部分542可将中间部分538基本上朝着电路板过渡，或可选择地， 可将中间部分538基本上远离电路板过渡。在图示的实施例中，过渡部分542包括设置在 过渡部分542与配合部分540的交叉处的第一弯曲部544，以及第二弯曲部546。过渡部分 542可在第一和第二弯曲部544、546之间成一定的角度。可选择地，弯曲部544、546可在不 同的方向上。 在示例性的实施例中，电连接器500的信号和接地触头502、504对准成排。配合 部分520、540被布置成两排，以及中间部分518、538的剩余部分被布置成三排。过渡部分 522、524被布置为将信号和接地触头502、504从两排转变成三排。在示例性的实施例中，信 号和接地触头502、504被取向成，以使得每个接地触头504仅设置在三排中的中间排550 中。信号触头502被布置在内排552或外排554中。在另一实施例中其它的布置方式也是 可以的，如包括比三排更多或更少的排，或信号或接地触头502、504位于排550-554中的不 同排中的布置结构。 图6示出了沿着触头的不同部分得到的信号和接地触头502、504的剖面图，即沿着穿过配合部分520、540的线A-A以及穿过过渡部分522、542下游的中间部分518、538的 另一部分的线B-B。如图6所示，触头502、504被布置在触头组560中。每个触头组560包 括一对信号触头502和一个接地触头504。在每个触头组560内的信号触头502传输差分 信号。在示例性的实施例中，接地触头504沿着触头组560的信号触头502之间的垂直平 分线居中地布置。从而信号触头502与接地触头504等距离地布置。 沿着穿过配合部分520、540的线A_A得到的剖面图示出了触头502、504被布置在 第一排或上部排562内以及第二排或下部排564内。触头组560被布置为使得触头502、 504处于交替反向的顺序。例如，在一个触头组560中的接地触头504布置在相对于信号触 头502的底部位置，同时邻近触头组560的接地触头504布置在相对于信号触头502的顶 部位置。因此，在上部排562中，一个触头组560的信号触头502被布置在邻近触头组560 的接地触头504的侧翼。相似地，在下部排564中，一个触头组560的信号触头502被布置 在邻近触头组560的接地触头504的侧翼。这样的布置结构可以减小邻近触头组560的信 号触头502之间的串话。 沿着穿过过渡部分522、524下游的中间部分518、538的线B-B得到的剖面图示出 了触头502、504被布置成三排，即内排552、中间排550和外排554。每个接地触头504设 置在中间排550中。信号触头502设置在其它排552、554中的一排中。在示例性的实施例 中，触头组560的两个信号触头502设置在相同排中。邻近触头组560的信号触头502布 置在每个接地触头504的相对侧，其使邻近触头组560的信号触头502之间的间距变得最 大。 回过头来参考图5，接地触头504沿着其中间部分538的绝大部分彼此之间大致对 准。例如，每个接地触头504设置在中间排550中并且从安装端536到过渡部分542彼此 之间大致对准。在示例性的实施例中，在触头组560中的信号和接地触头502、504每个在 相同方向上通过过渡部分522、542过渡。另外，邻近触头组560在相反的方向过渡。
图7示出了用于电连接器500(如图5所示)的电路板702的配合接口 700。该 配合接口 700包括用于信号触头502(如图5所示)的多个信号通孔702和用于接地触头 504(如图5所示)的多个接地通孔704。通孔702、704被布置在包括一对信号通孔702和 一个接地通孔704的组706中。接地通孔704被定位成沿着信号通孔702之间的垂直平分 线，并且因此被定位成与每个信号通孔702等距。通孔702、704被布置成三排，其中接地通 孔704位于中间排，以及信号通孔702位于外排。在邻近组706中的信号通孔702按照交 替反向顺序取向。 配合接口 700包括具有用于接收辅助触头的多个通孔710的辅助配合区域708，其 与辅助触头194(如图3所示)相似。通孔710被布置成四排，其中邻近排中的通孔710交 叉或偏移以提供更密的间隔。 图8是另一个连接器800的剖面图，其包括壳体802和多个触头模块804。触头模 块804与触头模块140(如图2和3所示)相似。每个触头模块804保持包括一对信号触 头808和一接地触头810的触头组806。 在图示的实施例中，每个触头模块804包括第一部分812和第二部分814。第一和 第二部分812、814相类似地形成并背靠背地布置以形成触头模块804。可选择地，第一和第 二部分812、814可如使用紧固件、粘接剂、或其它紧固方式耦接在一起。可选择地，第一和第二部分812、814可彼此相互保持在壳体802内，而彼此之间不耦接。第一部分812保持 信号触头808的第一部分，以及第二部分814保持信号触头808的第二部分。第一和第二 部分812、814两者协同工作以保持接地触头810。接地触头810沿着信号触头808之间的 垂直平分线居中地布置。第一和第二部分812、814两者限定将每个信号触头808暴露到空 气中的沟槽816。 触头模块804以交替反向顺序的方式被布置在壳体802中。例如，邻近触头模块 804彼此之间旋转大约180度。邻近触头模块804的接地触头810被布置在触头模块804 的相对侧(如与触头模块804的底部相对的顶部)。在示例性的实施例中，触头模块804交 叉排列在壳体802内，从而使得触头模块804布置在相对于壳体802底部的不同垂直高度 处。这样，信号触头808被布置成两排，即上排818和下排820。可选择地，触头模块可被布 置为使得接地触头810在排818、820内对齐。例如，每个接地触头810在普通排中与邻近 触头模块804的信号触头808大致对齐。 电连接器800包括具有辅助触头824的辅助配合区域822。辅助配合区域822包 括不同的配合接口，并可包括与插头连接器配合的不同类型的触头。信号和接地触头808、 810以及辅助触头824可被布置为端接到具有配合接口 200、700(分别示于图4和图7)的 电路板，或另外，可端接到具有完全不同配合接口的电路板。当端接到具有配合接口 700的 电路板时，信号和接地触头808、810可通过过渡部分过渡。
权利要求
一种电连接器(12)，该电连接器包括具有配合端(104)和安装端(106)的壳体(18)，以及被该壳体所保持的多个触头模块(140)，其特征在于每个触头模块包括连接板(162)，该连接板具有相对的触头平面(172)和从该连接板末端延伸的凸缘(164，166)，每个触头模块保持沿着所述触头平面布置的一对信号触头(120)，其中所述凸缘和所述连接板形成使触头平面和信号触头暴露的沟槽(170)，以及多个接地触头(122)被所述壳体所保持，每个接地触头沿着相应的一个触头模块的一个凸缘布置。
2. 根据权利要求1所述的电连接器，其中所述信号触头穿过所述连接板彼此对准，并从所述接地触头等距离地布置。
3. 根据权利要求1所述的电连接器，其中所述信号触头沿着所述凸缘之间的所述连接板大致居中地布置。
4. 根据权利要求1所述的电连接器，其中所述接地触头大致居中地布置在所述连接板上，所述接地触头具有沿着延伸过所述信号触头的凸缘的宽度(184)。
5. 根据权利要求1所述的电连接器，其中所述沟槽在所述凸缘之间朝向空气开口。
6. 根据权利要求1所述的电连接器，其中所述触头模块被布置在所述壳体内，从而使得邻近的触头模块的沟槽彼此开放以形成空腔(190)，并且不同触头模块的信号触头暴露在所述空腔内。
7. 根据权利要求6所述的电连接器，其中所述信号触头沿着触头轴线(176)布置，并且邻近的信号触头沿着所述触头轴线被不同的绝缘材料分隔开。
8. 根据权利要求7所述的电连接器，其中在所述对内分隔所述信号触头的绝缘材料具有第一介电常数，并且分隔不同对的信号触头的绝缘材料具有不同于所述第一介电常数的第二介电常数。
全文摘要
一种具有配合耦接的电连接器(12)，其包括具有配合端(104)和安装端(106)的壳体(18)。多个触头模块(140)被该壳体所保持。每个触头模块包括连接板(162)，该连接板具有相对的触头平面(172)以及从该连接板的末端延伸的凸缘(164、166)。每个触头模块保持一对沿着该触头平面布置的信号触头(120)。该凸缘和连接板形成使触头平面和信号触头暴露的沟槽(170)。多个接地触头(122)被所述壳体所保持。每个接地触头沿着相应的一个触头模块的一个凸缘布置。
文档编号H01R13/648GK101710660SQ200910253029
公开日2010年5月19日 申请日期2009年9月17日 优先权日2008年9月17日
发明者迈克尔·W·福格 申请人:泰科电子公司