专利名称：用于电连接器的接口触头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于互连电路板类型的电连接器。
背景技术：
为了满足数字多媒体的需要，在目前的数字通信设备中经常期望较高的数据通过量。因此互连电路板的电连接器必须处理在日益增加的信号密度下的日益增加的信号速度。使用这种电连接器的一个应用环境是在高速下的差分电连接器，例如在远程通信或计算环境中的电连接器。在传统的方法中，两个电路板用电连接器安装到每个电路板彼此互连在背板和子卡板构造中。然而，沿着这些系统的信号传输线发生了信号退化。问题区域包括电连接器和电路板之间的接口以及电连接器之间的配合接口。在电连接器之间的配合接口处，匹配信号传输线的特性阻抗遇到了困难。存在对这样的电连接器的需求该电连接器在电连接器和配合电连接器之间的配合接口处形成可靠的电连接。
发明内容
根据本发明，一种电连接器包括壳体和由所述壳体保持的触头。所述触头具有配合接口，所述配合接口构造成与配合连接器的配合触头相配合。所述触头具有延伸到末端的平面形侧部。接口触头与所述触头的配合接口分开地设置并联接到所述触头的配合接口。所述接口触头具有基部和弹性梁，所述基部联接到接近所述末端的所述触头的平面形侧部，所述弹性梁在远离所述触头的平面形侧部的方向上从所述基部延伸。所述弹性梁构造成接合所述配合连接器的配合触头以形成所述触头和所述配合触头之间的电连接。
图1示出了根据一个示例性实施例形成的电连接器系统，显示了配合在一起的背板连接器和子卡连接器。图2为用于与电连接器系统一起使用的接口触头的前透视图。图3为用于图1所示的子卡连接器的触头模块的前透视图。图4为图1所示的背板连接器的顶透视图。图5示出了电连接在背板连接器的触头和子卡连接器的触头之间的接口触头。图6为背板连接器的一部分的横截面图，显示了电连接在背板连接器的触头和子卡连接器的触头之间的接口触头。图7示出了根据一个替代实施例形成的电连接器系统，显示了在配合状态的背板连接器和子卡连接器。图8为准备好与图7所示的背板连接器的一部分配合的子卡连接器的一部分的透视图。
具体实施例方式图1示出了根据一个示例性实施例形成的电连接器系统100。该电连接器系统100包括用于电连接背板电路板106和子卡电路板108的背板连接器102和子卡连接器104。虽然这里参照背板连接器102和子卡连接器104描述了电连接器系统100，然而应认识到这里的主题可以与除背板连接器和子卡连接器之外的不同类型的电连接器一起使用。所述背板连接器102和子卡连接器104仅是电连接器系统100的示例性实施例的示意，其中该电连接器系统100互联特定类型的电路板，即背板电路板和子卡电路板。在一个替代实施例中，可使用其它类型的电连接器。该电连接器可被用于电连接除了背板电路板和子卡电路板之外的其它类型的电路板。在其它的替代实施例中，该电连接器系统100可以与一个或更多安装连接器的线缆一起使用，而不是具有安装电连接器的板。在所示实施例中，背板连接器102构成安装到背板电路板106上的头部连接器。背板连接器102包括在其中接收子卡连接器104的腔室110。子卡连接器104在腔室110内电连接到背板连接器102。子卡连接器104被接收在腔室110内使得子卡电路板108通常垂直定向于背板电路板106。子卡连接器104构成为直角连接器，其中子卡连接器104的配合接口 112和安装接口 114相互垂直定向。子卡连接器104在安装接口 114处被安装到子卡电路板108。背板连接器102包括通常相互平行定向的配合接口 116和安装接口 118。背板连接器102在安装接口 118处被安装到背板电路板106。背板连接器102包括限定腔室110的壳体122。壳体122具有安装到背板电路板106的安装端124。壳体122保持在配合接口 116和安装接口 118之间延伸的多个独立的触头(图4所示)。子卡连接器104包括在其中保持多个触头模块132的壳体130。触头模块132保持在配合接口 112和安装接口 114之间延伸的独立的触头(图3所示)。如以下进一步详细描述的，电连接器系统100包括布置在配合接口 112，116处的多个接口触头120(图2所示)。接口触头120被使用于电连接背板连接器102和子卡连接器104。接口触头120可控制沿着穿过配合接口 112，116所限定的信号传输线的特性阻抗。例如通过控制插入损失，回程损失或其它电气特性，接口触头120可控制在配合接口 112，116处的电气特性。图2是接口触头120的前透视图。接口触头120具有基部180和从该基部180延伸的一个或更多的弹性梁182。在一个示例性实施例中，接口触头120由诸如铜坯件的金属片冲压和成形。接口触头120可镀有导电层以改进接口触头120的电气特性。弹性梁182具有固定端184和自由端186。固定端184设置在基部180处。弹性梁182从固定端184延伸远离基部180使得自由端186在相对于基部180的平面外。弹性梁182在与相应的触头的配合过程中能够偏转，并且当偏转时提供抵抗这样的接触的弹性力。可设置任意数量的弹性梁182。在所示的实施例中，接口触头120包括两个弹性梁182，位于接近基部180相反的顶端和底端处。接口触头120构造成安装到另一个较大的触头以形成与相应的配合触头的接口。与用接口触头120电连接的触头相比，接口触头120相对小。因为接口触头120比这样的其它触头小很多，所以接口触头120可以被称为微触头(micro-contact)。例如，接口触头120可以不到其它触头大小的一半。接口触头120与这样的触头是分开的且分立的。接口触头120可被永久性地安装到所述触头中的一个，然而为其它触头限定了一个可分离的接图3为用于子卡连接器104(如图1所示)的触头模块132的一个的前透视图。触头模块132包括保持多个触头136的成对的保持器134。在一个示例性实施例中，触头136成对的布置，且每对传送差分信号。所述对中的触头136的每个可以被不同的保持器134保持并且布置成邻近所述对中的相应的触头136。可选地，保持器134可以由电介质材料制造，然后被金属化(metalize)。或者，保持器134可以不被金属化。在其它的替代实施例中，保持器134可以由金属材料制造，同时具有围绕触头136以将触头136与金属外保持器隔离的介电内保持器。在一个示例性实施例中，保持器134包模(overmold)在触头136上。保持器134然后被金属化。或者，保持器134可以包括内保持器和外保持器，其中内保持器环绕触头136包模并且然后外保持器形成环绕内保持器的壳。内保持器可以是电介质并且外保持器可以是金属或金属化的塑料。触头136从相应的保持器134的配合端138和相应的保持器134的安装端140延伸。在所示实施例中，配合端138和安装端140相互垂直。从安装端140延伸的触头136的部分构造成安装到子卡电路板108(图1所示)。在一个示例性实施例中，从安装端140延伸的触头136的部分构成诸如带眼针形(eye-of-the-needle)插针的柔性插针，该柔性插针压配合到子卡电路板108中的相应通孔中。在一个替代实施例中，触头136可具有不同的特征用于以不同的方式端接触头136到子卡电路板108。从配合端138延伸的触头136的部分构造成电连接到背板连接器102的相应的触头。可选地，接口触头120(图2所示)可被安装到从配合端138延伸的触头136的部分。触头模块132包括联接到保持器134的侧部的屏蔽件142。屏蔽件142提供了在保持器134和子卡电路板108之间的电路。可选地，当触头模块132被装入壳体130(图1所示)中时，屏蔽件142可在触头模块132之间提供电屏蔽。在一个示例性实施例中，屏蔽件142电接地。例如，屏蔽件142可以包括接地插针144，接地插针144接收于子卡电路板108中的相应通孔中以电接地屏蔽件142到子卡电路板108的一个或更多的接地层。屏蔽件142包括从屏蔽件142的前部向前地并且从保持器134的配合端138向前地延伸的屏蔽指146。屏蔽指146定位在触头136之间以在触头136的配合接口处在触头136之间提供电屏蔽。在一个替代实施例中，触头模块132可以包括延伸穿过保持器134的接地触头，而不是联接到保持器134的分开的屏蔽件142。例如，接地触头可被嵌入保持器134中。保持器134可被包模在配合端138和安装端140之间延伸的接地触头上。或者，保持器134可包括或保持屏蔽指和接地插针。图4为背板连接器102的顶透视图。壳体122包括延伸在腔室110中的多个触头柱(contact tower) 160。触头柱160包括在其中接收背板连接器102的触头164的插孔162。例如，触头164可通过插孔162的底部被装入插孔162中。触头164暴露于插孔162内并且构造成用于配合接合子卡连接器104(图1所示)的触头136(图3所示)。当子卡连接器104配合到背板连接器102时，触头136被装入插孔162中。在一个示例性实施例中，每个触头柱160包括接收成对触头164的两个插孔162。触头164的对构成传送差分信号的触头的差分对。在一个示例性实施例中，接口触头120被安装到触头164并且和触头164 —起被装入插孔162中。触头164和接口触头120作为一体被装入插孔162中。图4示出了准备装入相应的插孔162中的触头164的一个。示出的接口触头120被安装到触头164。在一个示例性实施例中，接口触头120与触头164分开地设置。例如，接口触头120可以分开地制造并且在将触头164装入插孔162之前安装到触头164。触头164在配合段166和安装端168之间延伸。触头164通常具有延伸到配合端166处的末端174的平面形侧部170、172。安装端168构造成端接到背板电路板106(图1所示)。在一个示例性实施例中，触头164包括在安装端168处的柔性插针，该柔性插针构造成接收于背板电路板106中的相应通孔中。触头164包括从其延伸的倒刺或尖刺176。当触头164被装入插孔162中时，倒刺176接合插孔162的分界壁(boundary wall)。例如通过干涉配合，倒刺176将触头164保持在插孔162内。接口触头120被安装到接近配合端166处的末端174的侧部170。通过诸如将接口触头120点焊接或激光焊接到触头164的焊接方法，接口触头120可以被机械地紧固到侧部170。接口触头120可通过其它方法或途径被紧固到触头164，例如软焊(soldering)、使用导电粘合剂或环氧树脂、压接、或其它紧固方法。在一个示例性实施例中，基部180通常为平面形的并安装到触头164的侧部170。弹性梁182从基部180延伸远离触头164的侧部170。弹性梁182构造成接合子卡连接器104的触头136以形成在触头164和子卡连接器104的触头136之间的电连接。例如，自由端186(图2所示)构造成当子卡连接器104联接到背板连接器102时接合触头136。具有多个弹性梁182设置了在触头164和触头136之间接触的多个点。与触头164相比接口触头120相对小。接口触头120由比触头164薄的坯件冲压和成形。例如，触头164可以由具有大约比接口触头120的厚度大4倍的在侧部170、172之间测得的厚度的坯件冲压和成形。在所示实施例中，接口触头120由具有大约0.002英寸的厚度的片材制造并且触头164由具有大约0. 008英寸的厚度的片材制造。背板连接器102包括联接到壳体122的多个屏蔽件190。屏蔽件190沿着触头柱160延伸。在一个示例性实施例中，屏蔽件190设置在触头柱160的所有的侧部上以设置环绕触头柱160的周围的屏蔽。屏蔽件190可以电接地。例如，屏蔽件190包括从安装端124延伸的接地插针192。接地插针192接收在背板电路板106中的通孔中并电接地到背板电路板106的一个或更多接地层。在一个示例性实施例中，当子卡连接器104配合到背板连接器102时，屏蔽件142 (图3所示)的屏蔽指146 (图3所示)接合屏蔽件190以电共用屏蔽件190和屏蔽件142。图5示出了接口触头120电连接在背板连接器102(图1所示)的触头164的一个和子卡连接器104(图1所示)的触头136的一个之间。接口触头120安装到接近末端174的触头164的侧部170。接口触头120相对于触头164通过它们之间的机械附接被保持在适当的位置，其中机械附接例如焊接附接。与触头164的厚度178相比，基部180相对薄。弹性梁182从基部180向外延伸远离触头164。当子卡连接器104与背板连接器102配合时，触头136邻近触头164定位使得触头136的侧部194面对触头164的侧部170。侧部194通常为平面形的。弹性梁182接合侧部194并且限定了用于与触头136配合的可分离的接口。通过接口触头120形成了在触头164、136之间的电连接。具有多个弹性梁182设置了与触头136接触的多个点。因为具有大量的连接减小了阻抗并且允许更多的电力穿过接口被传输，所以当互连诸如电力触头的具体类型的触头时，可能期望具有很多接触点。触头136、164分别具有重叠的区域210、212。重叠的区域210、212限定了触头136、164的配合接口 200、202。配合接口 200、202是互相面对并且构造成配合在一起的触头136、164的部分。接口触头120定位在重叠的区域210、212之间。接口触头120电连接到触头136的配合接口 200和触头164的配合接口 202。在一个示例性实施例中，接口触头120具有同时接近重叠的区域210、212的两端定位的弹性梁182。例如，接口触头120具有接近触头136的末端214设置的一个弹性梁182。另一个不同的弹性梁182接近触头164的末端174设置。具有接近端部的弹性梁182减少了短柱(stub)的出现和/或影响。较少的接触短柱长度在触头136、164的接口处提供了较好的电通过量。图6为通过触头柱160的一个的电连接器系统100的一部分的横截面图，显示了接口触头120电连接在触头136、164之间。当接口触头120被安装到触头164时，触头164为接口触头120提供了机械刚性。触头136、164两者构成了通常为平的并且在插孔162内互相平行布置的叶片型触头。触头136、164之间的接口具有小的截面积，其由触头136、164的宽度230和触头136、164各自的外侧部172、234之间的间隔232限定。与其它类型的触头相比，配合接口的截面积相对小，其它类型的触头例如插座触头或音叉类型的触头，其中触头中的一个同时布置在其它触头的两侧上。在配合接口处具有小的截面积允许严格的控制在配合接口处的信号传输线的阻抗。弹性梁182形成了在触头136、164之间的极小的电连接。图7示出了根据一个替代实施例形成的电连接器系统300。电连接器系统300包括用于电连接背板电路板306和子卡电路板308的背板连接器302和子卡连接器304。除背板和子卡连接器之外的其它类型的电连接器可用于替代实施例中。在所示实施例中，背板连接器302构成了安装到背板电路板306的头部连接器。背板连接器302包括在其中接收子卡连接器304的腔室310。子卡连接器304在腔室310内电连接到背板连接器302。子卡连接器304接收于腔室310中使得子卡电路板308通常垂直于背板电路板306定向。子卡连接器304构成直角连接器，其中子卡连接器304的配合接口 312和安装接口 314互相垂直定向。子卡连接器304在安装接口 314处被安装到子卡电路板308。背板连接器302包括通常互相平行定向的配合接口 316和安装接口 318。背板连接器302在安装接口 318处被安装到背板电路板306。如以下进一步详细描述的，电连接器系统300包括布置在配合接口 312、316处的多个接口触头320(图8所示)。接口触头320可类似于接口触头120(图4所示)。接口触头320被使用于电连接背板连接器302和子卡连接器304。接口触头320可控制穿过配合接口 312、316限定的沿着信号传输线的特性阻抗。例如通过控制插入损失、回程损失、或其它电气特性，接口触头320可以控制配合接口 312、316处的电气特性。背板连接器302包括限定腔室310的壳体322。壳体322具有安装到背板电路板306的安装端324。壳体322保持在配合接口 316和安装接口 318之间延伸的多个独立的触头364(图8所示)。子卡连接器304包括由多个触头模块332和端壁333限定的壳体330。一个端壁333已经被移除以示出触头模块332。触头模块332保持在配合接口 312和安装接口 314之间延伸的独立的触头336。每个触头模块332包括保持多个触头336的一个或更多的保持器334和支撑保持器334的支撑壁335。支撑壁335可由金属材料或金属化的塑料材料制成以在邻近的保持器334之间提供屏蔽。端壁333联接到相应的支撑壁335以封闭保持器334。保持器334可同时在保持器334的两侧上保持触头336。保持器334包括多个导轨337，多个导轨337被导轨337之间的槽338分开。支撑壁335和/或端壁333的部分延伸进入槽338中以在不同的导轨337上的触头336之间提供屏蔽。每个导轨337保持相应的触头336。导轨337在它的配合端处具有指339，并且触头336沿着指339延伸。可选地，为了与背板连接器302配合，触头336沿着指339暴露在外。可选地，保持器334包括右侧部和左侧部，右侧部和左侧部为分开的部件并且联接在一起。右侧部保持触头336并且左侧部也保持触头336。在一个示例性实施例中，保持器334由电介质材料制造。例如，保持器334可以由塑料材料模制。触头336在相应的导轨337上布置在保持器334的侧部上。可选地，触头336可被附着在保持器334的侧部上。或者，保持器334可围绕触头336被模制。在其它的替代实施例中，触头336被嵌入保持器334中，例如通过将主体包模在触头336上。触头336从相应的保持器334的安装端340延伸。在一个示例性实施例中，从安装端314延伸的触头336的部分构成了诸如带眼针形插针的柔性插针，该柔性插针压配合到子卡电路板308中的相应的通孔中。端壁333安装到最外的支撑壁335。端壁333在触头模块332和邻近的触头模块332之间提供了电屏蔽。在一个示例性实施例中，端壁333电接地。例如，端壁333可被电连接到支撑壁335和/或触头模块332保持的分开的屏蔽件342。屏蔽件342可被电连接到背板连接器302的接地部件。背板连接器302包括延伸在腔室310中的多个触头柱360。触头柱360由诸如塑料材料的电介质材料制造。可选地，触头柱360可与壳体322分开地设置并联接到壳体322。或者，触头柱360可以与壳体322整体成形。触头柱360包括插孔362 (图8所示)，当子卡连接器304与背板连接器302配合时，插孔362接收保持器334的指339和子卡连接器304的触头336。背板连接器302的触头364(图8所示)也接收在插孔362中用于与触头336相配合。当子卡连接器304联接到背板连接器302时，屏蔽件342定位在触头柱360之间。在一个实例性实施例中，屏蔽件342在触头柱360的行之间延伸。子卡连接器304的支撑壁335在触头柱360的列之间延伸。屏蔽件342和支撑壁335协作以提供环绕触头柱360的周围的屏蔽。屏蔽件342可以电接地。例如，屏蔽件342可以电连接到电接地的触头柱360。屏蔽件342可以电连接到支撑壁335和/或端壁333，支撑壁335和/或端壁333可以是金属或被金属化以及诸如通过电连接到背板电路板306的接地层电接地。图8为准备好与背板连接器302的一部分配合的子卡连接器304的一部分的透视图。图8示出了具有触头336的保持器334中的一个，然而为了清楚起见将支撑壁335 (图7所示)移除。图8还示出了触头柱360的一行，为了清楚起见将壳体322(图7所示)移除。触头柱360如透明(see-through)的被示出以示出插孔362中的触头364。图8还示出了准备好装入触头柱360的插孔362中的背板连接器302的触头364的一个。示出的接口触头320安装到触头364。在一个示例性实施例中，两个触头364装入每个插孔362中并且布置在插孔362的相对侧，用于同时与导轨337的两侧上的触头336相配合。触头364可类似于触头164 (图4所示)。触头364在配合端366和安装端368之间延伸。触头364通常具有延伸到在配合端366处的末端374的平面形侧部370、372。安装端368构造成端接到背板电路板306(图7所示)。在一个示例性实施例中，触头364包括在安装端368处的柔性插针，该柔性插针构造成接收于背板电路板306中的相应通孔中。在一个示例性实施例中，接口触头320与触头364分开地设置。例如，接口触头320可分开地制造并且在触头364装入插孔362之前被安装到触头364。接口触头320安装到接近配合端366处的末端374的侧部370。通过诸如将接口触头120点焊接或激光焊接到触头364的方法，接口触头320可机械地紧固到侧部370。接口触头320可通过其它方法或途径被紧固到触头364，其它方法或途径例如软焊、使用导电粘合剂或环氧树脂、压接、或其它紧固方法。与触头364相比，接口触头320相对小。接口触头320具有基部380和从基部380延伸的一个或更多的弹性梁382。在一个示例性实施例中，基部380通常为平面形的并被安装到触头364的侧部370。弹性梁382从基部380延伸远离触头364的侧部370。弹性梁382构造成接合子卡连接器304的触头336以形成在触头364和子卡连接器304的触头336之间的电连接。具有多个弹性梁382设置了在触头364和触头336之间接触的多个点。当子卡连接器304与背板连接器302配合时，导轨337的指339被装入触头柱360的相应插孔362中。触头364布置在插孔362内使得接口触头320面对相应的插孔362的中心。导轨337在它的两侧上都有触头336。在一个示例性实施例中，导轨337的两侧上的触头336构造成传送差分信号。当子卡连接器304与背板连接器302配合时，触头336的平面形侧部与接口触头320的弹性梁382配合。具有多个弹性梁382设置了与触头336接触的多个点。
权利要求
1.一种电连接器(102，302)，包括壳体(122,33 和由所述壳体保持的触头(164，364)，所述触头具有配合接口 002)，所述配合接口(20 构造成与配合连接器(104，304)的配合触头(136，336)相配合，所述触头具有延伸到末端(174，374)的平面形侧部(170，370)，所述电连接器的特征在于接口触头(120，320)与所述触头的配合接口分开地设置并联接到所述触头的配合接口，所述接口触头具有基部(180)，所述基部联接到接近所述末端的所述触头的平面形侧部，所述接口触头具有弹性梁(182，382)，所述弹性梁在远离所述触头的平面形侧部的方向上从所述基部延伸，所述弹性梁构造成接合所述配合连接器的配合触头以形成所述触头和所述配合触头之间的电连接。
2.根据权利要求1的电连接器，其中，所述接口触头包括从所述基部延伸并构造成接合所述配合触头的多个弹性梁(182，382)。
3.根据权利要求1的电连接器，其中，所述接口触头机械地安装到所述触头，所述弹性梁限定了用于与所述配合触头配合和不配合的可分离的接口。
4.根据权利要求1的电连接器，其中，所述触头具有第二平面形侧部(172，372)，所述触头具有在所述第一和第二平面形侧部之间的厚度，所述接口触头的基部具有的厚度小于所述触头的厚度的一半。
5.根据权利要求1的电连接器，其中，所述接口触头被焊接到所述触头的平面形侧部使得所述接口触头被永久联接到所述触头，所述触头和所述接口触头作为一体被装入所述壳体，所述弹性梁限定了用于与所述配合触头配合和不配合的可分离的接口。
6.根据权利要求1的电连接器，其中，所述壳体包括插孔(162，362)，所述触头和所述接口触头被保持在所述插孔内，所述插孔构造成当所述配合连接器和所述电连接器配合在一起时，在所述插孔中接收所述配合触头以与所述接口触头相配合。
全文摘要
一种电连接器(102)包括壳体(122)和由所述壳体保持的触头(164)。所述触头具有配合接口(202)，所述配合接口(202)构造成与配合连接器(104)的配合触头(136)相配合。所述触头具有延伸到末端(174)的平面形侧部(170)。接口触头(120)与所述触头的配合接口分开地设置并联接到所述触头的配合接口。所述接口触头具有基部(180)和弹性梁(182)，所述基部联接到接近所述末端的所述触头的平面形侧部，所述弹性梁在远离所述触头的平面形侧部的方向上从所述基部延伸。所述弹性梁构造成接合所述配合连接器的配合触头以形成所述触头和所述配合触头之间的电连接。
文档编号H01R12/71GK102570116SQ201110419130
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月8日 优先权日2010年10月1日
发明者全明洙 申请人:泰科电子公司