专利名称：具有改进触头的连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电互连系统，更具体地说，本发明涉及互连系统中，尤其是在高速电连接器中改进的信号一体化。相关技术的背景
电连接器用于许多电子系统中。普遍而言，与将系统制造成单一组件相比，把系统制造在通过电连接器彼此连接的若干印刷电路板(“PCBs”)上更为容易且更具成本效率。用以互连若干PCB的传统布置是使一块PCB作为底板。接着，被称为子板或子插件板的其他PCB通过电连接器被连接至底板。电子系统已经普遍变得更小，更快，并且在功能上更为复杂。这些变化意味着，在电子系统给定面积中的电路数量已随着电路运作的频率而增加。所需的电连接器要能够用电以更高的速度处理更多的数据。制作高密度、高速连接器的困难之一在于，连接器中的电导体可能会靠得非常近，以至于在邻近的信号导体之间可能会产生电串扰。随着信号频率的增加，连接器中产生诸如反射、交扰及电磁辐射等形式的电噪声的可能性会更大。因此，要将电连接器设计成能在不同信号路径之间限制交扰及能控制各信号路径的特性阻抗。授予Kirk等人的美国专利第7，581，990号中示出了常规的电互连系统，
图1(a)到(b)局部重现了该项专利。Kirk等人专利的内容引用合并于此。如图1(a)所示，该系统包含子插件板连接器及底板连接器。该子插件板连接器具有一件或多件连接基片，各基片带有的电导体在一端具有连接至PCB的针形触头，在另一端具有双梁匹配触头10、12，及在两端之间具有将该针形触头连接至匹配触头10、12的中间部分。该中间部分嵌在该基片绝缘外壳5内，及刀片20、22嵌在该底板连接器护罩的绝缘外壳内。匹配触头10、12在底板连接器内连接至刀片20、22。参看图I (a)和(b)，匹配触头10、12包含信号触头10的差分对，及在差分对各端上的接地触头。底板刀片具有信号刀片20及接地刀片22，信号刀片20及接地刀片22分别与各自对应的信号匹配触头10及接地触头12联接。匹配触头10、12中的每一个包含双梁
14、16，双梁14、16具有与底板刀片20、22联接的弧形远端。此触头配置的优点之一在于，刀片只需在其接触梁的一个表面上被镀(诸如用金)，及梁也不需要复杂的制造技术并且更容易减小尺寸。匹配触头10、12及刀片20、22具有同一平面上的波导结构，该波导结构在连接器的中间部分内引导信号。控制子插件板及底板导体的电性能的是金属的厚度(很小程度)、信号及接地导体10、12的宽度(很大程度)，还有信号导体10及接地导体12之间的间距、形成差分对的两信号导体10之间的间距。子插件板及底板导体的电性能还会被介电常数、环绕导体10、12的绝缘材料的性质影响。人们期望信号及接地导体10、12的特性阻抗与信号及接地刀片20、22匹配并与其连接。但是，因为在导体10、12重叠的面积中，导体的有效厚度可能过大而不同导体之间的间距可能过窄，所以得到具有期望阻抗的匹配界面很具挑战性。为了在实际使用状况下确保可靠的信号连接，由于触点必须沿刀片20、22滑动一些距离以确保连接器被完全并可靠匹配，所以刀片20、22必须延伸过梁14、16。刀片20、22的超程区域是在触点上方的部分，在该处，触点10、12与刀片20、22匹配。超程区域在低频时会像过大的电容，在较高频下会像谐振短截线(例如，IOGHz及更高)。在图1(b)中，各分叉梁的外侧边缘比其各自分别的匹配刀片靠在一起的距离更近，这将提高梁区域的阻 抗，以部分补偿过大的电容及超程区域在第一个发生短截线谐振可能的频率以下时的阻抗降低的特性。但是，因为刀片外侧边缘之间的距离比与其匹配的梁的外侧边缘之间的距离宽，刀片超程部分彼此之间比分叉的梁外侧边缘彼此之间匹配得更为牢固。因此，图1(a)和(b)的现有技术并没有减少的问题有过大的电容，及较高频下的谐振短截线效果，在该处刀片的超程区内出现强电流及电荷。信号及接地的不同短截线部分之间的宽度及间距影响该过大的电容的大小及该谐振短截线效果的大小。刀片20、22更宽且比对应的导体10，12的梁部分的外侧边缘彼此靠得更近。由于刀片短截线部分之间的更牢固的匹配，刀片20、22更宽且比对应的导体10，12的梁部分的外侧边缘彼此靠得更近会在匹配界面的电性能上导致有害效果。这，反过来，会导致信号传递变差、匹配界面处信号反射和串扰增加，及导致阻抗匹配变差。短截线形成的不是预期路径的局部，而是附加路径的局部。
发明内容
本发明的目的是沿导体的整个长度保持信号路径的电性能，尤其是在梁导体与底板刀片导体联接的匹配界面上。本发明的另一目的是通过联接梁的边缘及拆开刀片部分的超程区域以获得期望的电特性。本发明还有另一个目的是使信号导体较窄并使信号导体和接地导体之间的间距更窄，及在中间部分内，具有彼此靠近的信号和接地导体。本发明还有另一个目的是提供带有变窄狭窄刀片的匹配界面，以便使信号刀片的侧面距离邻近的接地刀片的侧面更远，尤其是在超程区域中的情形下。并且，本发明还有另一个目的是通过柔性导体梁提供带有改进阻抗匹配的匹配界面，该柔性导体梁从外侧边缘到外侧边缘量起来更宽，且连接至变窄的狭窄的刀片。本发明再有另一个目的是最小化导体和刀片之间的匹配界面的超程区域内的电流及电荷。本发明更有另一个目的是提供具有足够柔度的匹配导体，也足够坚固牢固以提供足够的标称法向力用于维持与刀片之间可靠的连接。本发明的另一个目的是提供单一触点梁的可选的可选设计，该设计具有有效的机械宽度及刚度，可独立于有效电宽度调节，该有效电宽度如其最外侧边缘之间的距离所确定的。本发明的另一个目的是向外移动导体的外侧边缘，以维持信号和接地导体之间的联接。本发明的另一个目的是加宽梁的外侧边缘，及具有的梁可选择地与地隔开并且差分组差分对的另一半独立于刀片。本发明更有另一个目的是通过使刀片变窄狭窄减小短截线的效应。按照本发明的这些及其他目的，提供互连系统用以将子插件板连接器的导体与底板连接器外壳内的刀片连接。子插件板具有的本体主体有两根细长的、自本体主体向外延伸的梁。这两根细长的梁各具有外侧边缘及内侧边缘，据此在内侧边缘之间界定了开口。底板连接器具有的本体主体有从所述第二导体本体主体向外延伸的变窄的狭窄的凸片部分。变窄的狭窄的凸片部分具有外侧相对边缘，并被定下尺寸，以便使变窄的狭窄的凸片部分在两根细长的梁的外侧边缘的至少部分之间密接配合，并在一些情况下，在两根细长的梁的内侧边缘的至少部分之间密接配合。据此，触头梁的外侧边缘之间的距离比与它们匹配的刀片的外侧边缘宽。这使不同导体的梁部分的外侧边缘之间的联接比刀片在超程区域内相应的边缘之间的联接更为牢固。附图的简要说明图I (a)、(b)是现有技术的系统的视
图2(a)、(b)、(C)示出了按照本发明的改进的匹配界面； 图3到5示出了按照本发明的可选实施例的导体和刀片；图6(a)、(b)显示了例示信号损失改进的图表。优选实施例的详细说明在说明附图例示的本发明的优选实施例过程中，会为了清晰而采用专门术语。但本发明并不意在受限于所选的专门用语，要理解的是，各专门用语包含所有以类似方式运作以完成类似目的的技术等同物。转向附图，图2(a)示出了互连系统的匹配界面3。可分开的匹配界面3具有的同一平面上的波导结构带有改进的电性能。匹配界面3普遍包含子插件板连接器的匹配触头或导体100、200，触头或导体100、200与底板连接器的导体或刀片300、400联接。导体100、200包含信号触头100和接地触头200，信号触头100和接地触头200分别在各自的中间部分97、99的远端段。中间部分97、99嵌在子插件板连接器的第一绝缘外壳5内。信号刀片300及两接地刀片400嵌在底板连接器的第二绝缘外壳7内。只要绝缘构件5、7能把触头100、200及刀片300、400固定就位，这些嵌入就可以或是完全嵌入或是露出顶部的局部嵌入。匹配触头100、200每一个具有两根细长的柔性梁110、120、210、220。柔性梁110、120,210,220各具有细长的腿状部部分112、122、212、222，弯部114、124、214、224，及远端或顶端116、126、216、226，柔性梁的以上部分都与导体中间部分97、99一体化成形。细长的腿状部部分112、122、212、222从导体中间部分的近端向外(图2 (a)实施例中向下)延伸。细长的腿状部部分112、122、212、222的外侧边缘在绝缘外壳5的导向表面处稍向外成角度，以使腿状部部分112、122、212、222具有比导体嵌入的中间部分97、99具有更宽的外侧宽度。由此，为了维持嵌入导体97、99相同的电性能，梁110、120、210、220分得更开，并因此也靠邻近的梁更近(即接地信号或信号增益至信号衰减)。即使环绕介质的电介质较低，本发明通过靠得更近，仍能维持同一平面上的传递结构的阻抗特性。细长的腿状部部分112、122、212、222的外侧边缘大致垂直于绝缘外壳5的表面，及平行于导体中间部分97、99远端段的纵向轴线。细长的腿状部部分112、122、212、222的内侧边缘从细长的腿状部部分112、122、212、222的近端向远端稍向外成角度。据此，腿状部部分112、122、212、222向内稍变细，以便使其在与导体中间部分97、99联接的远端较宽，在其连接至弯部114、124、214、224的近端较窄。梁110、120、210、220每一根形成的弹簧在近端较硬及在远端较软，以更加均匀地分配机械应力。这使得梁在不用发生永久变形的情形下可以被移置更大的距离。梁110、120、210、220面向外的边缘严格按照紧邻梁的位置及至紧邻梁的间距被配置(无论是接地或是信号组的另一半)，以获得期望的电性能。面向内的边缘被分开配置以提供变细的构造，用于获得机械弹簧特性，诸如刚度及抵抗由于塑性变形导致的过应力。腿状部部分112、122、212、222从导体100、200的正面大致垂直地延伸。腿状部部分112、122、212、222的远端与弯曲部分114,124,214,224连接，再依次与顶端116、126、216、226连接。弯曲部分114、124、214、224可以是相关腿状部部分112,122,212,222向内成角度的笔直段。据此，弯部114、124、214、224使、216、226彼此靠得更近。那就是说，相关信号触头100，使第一腿状部110的顶端116与第二腿状部120的顶端126靠得更近。顶端116、126可以是细长的并且大致平行于腿状部部分112、122的纵向轴线。据此，向内的弯曲部分114、124使得腿状部部分112、122被设置得彼此隔得很开，及顶端116、126靠得更近以联接刀片300。 第一腿状部部分112、122及第二腿状部部分212、222界定了两部分之间的开口或窗口 101、201。由于腿状部110、120稍向外成角度及也在近端更宽并向远端变细，所以窗口 101、201在近端比在远端稍小。窗口 101、201提供了期望的梁的柔度。另外，细长的腿状部部分是柔性的，尤其与单个的实心梁相比。柔度为至刀片300、400的连接提供了可靠的法向力。腿状部部分还维持了匹配触头100、200很大的总宽度。信号在腿状部部分112、122、212、222上(因为那些离邻近的信号和/或接地导体最近)流动，以使得腿状部部分在匹配区域内界定匹配触头100、200的有效宽度。据此，通过提供窗口 101、201，导体会变得更有柔性，以获得至刀片300、400的可靠连接，及匹配触头100、200的宽度可以被维持或者甚至被增大，用以为子插件板导体在匹配区域内提供期望的特性阻抗。按照本发明优选的实施例，期望的特性阻抗近似是85到IOOohm差分。信号匹配触头100从第一腿状部110的外侧至第二腿状部120的外侧的宽度大约是O. 8到I. 2mm。接地匹配触头200从第一腿状部210i的外侧至第二腿状部2201的外侧的宽度大约是I. O到3. 0mm。腿状部部分大约O. 2到O. 3mm宽及2. O到4. Omm长。这些腿状部部分的金属的厚度大约是O. I到O. 2毫米。刀片300、400嵌在第二绝缘外壳7内，并向外大致垂直地延伸(在图2 (a)的实施例中向上)。刀片300、400包含向内成角度304、404的主体部分302、402，及凸片部分306、406。主体部分302、402在绝缘外壳7的导向表面处稍向外成角度，以便使主体部分302、402比刀片300、400嵌入外壳7的面积宽。成角度的部分304、404向内成角度，以界定相关主体部分302、402狭窄的凸片部分306、406。可以提供任何适合的角度，但优选地是大约90到150度。凸片部分306、406具有的笔直前缘面对并大致平行于子插件板导体中间部分97、99的前缘。另外，如示，信号刀片比接地刀片短，以使接地刀片在信号刀片与信号导体匹配前与接地导体匹配。这使得在不破坏半导体的情形下能将任何静电接地。该前缘侧面308、408是斜面，以避免其成为障碍物。如示，信号触头100及信号刀片300的结构及功能类似于接地触头200及接地刀片400的结构及功能。但此处为了清晰相对于信号触头100及信号刀片300进行说明，及应该理解的是，类似的说明适用于接地触头200及接地刀片400。据此，相对于信号触头100及信号刀片300，变窄的狭窄的凸片部分306具有的宽度比配对匹配触头100的信号触头顶端116、126之间的距离更大。由于使外壳5、7靠在一起以配对匹配，顶端116、126接触凸片部分306并沿凸片部分306的顶面行进至刀片本体主体302。第一支腿腿状部部分112及第二支腿腿状部部分122彼此分开一段距离，分开的距离比刀片凸片部分306的宽度更大。支腿腿状部部分112、122的外侧边缘分开一段距离，分开的距离与刀片本体主体302的外侧边缘分开的距离大致相等，以便使配对匹配触头100、200隔开的量与刀片300、400隔开的量相等。图2(a)的配置允许使柔性梁110、120与相关刀片300的顶部匹配表面向上和向下运动(即图2(a)实施例的向内及向外)。梁110、120向下偏，以便使刀片300、400将梁110、120向上推，并使法向力确保顶端116、126及刀片300之间的可靠接触。金属导体的厚度，匹配触头100及刀片300可以是均匀的。通过在信号梁110、120的外侧边缘之间提供加宽的距离和/或在接地梁210、220的外侧边缘之间提供加宽的距离和/或在邻近的(例如，接地梁210及信号梁120)梁之间提供狭窄的缺口，使阻抗维持在匹配界面内。 一旦匹配触头100及刀片300完全匹配，顶端116、126在触点305处接触刀片主体302。图2(a)中用加粗箭头表示出最强电流的普遍区域，用于高频信号(例如，带有在25GHz范围内的电功率量)。电流在导体100的边缘附近流动，在该处，信号导体100与接地导体200靠得最近。小三角表示出信号及接地导体100、200靠得最近处附近的最高电磁功率汇流的普遍区域。由此，为了特性阻抗匹配，从各腿状部部分112、122外侧起的宽度界定了导体100在匹配区域内的宽度。人们进一步希望电流越过超程区域内的第一短截线谐振(即20GHz及更高)后能维持(不中断)。如箭头所示，在信号导体彼此最靠近处的信号导体的边缘上有电流汇聚。并且，如小三角所示，对应的高电磁功率流区域在两信号组导体和各信号导体及其邻近的接地的导体之间的区域内。信号刀片300内可能会发生谐振，本发明能减小此不希望的效果。如加粗带线箭头所示，电流从信号触头100的中间部分97起向下并沿信号触头100的边缘行进入各梁110、120。电流信号之后继续沿腿状部部分112、122向下至成角度部分114、124再至顶端116、126，在顶端116、126处，电流信号传至信号刀片300。此电流期望是一条持续向下的越过刀片300较低部分的路径。但电流的一些部分会分开并向上行经刀片凸片306，在该处被开放的电路反射，从而引起四分之一波长谐振效果。谐振还可能发生在接地刀片300内，但是本发明可以避免此谐振。由于电流从接地刀片400底部进入，电流很有可能向上经容器梁210、220，或继续在刀片400的凸片部分406上。如果电流持续向上经凸片部分，电流将碰击凸片部分406的末端，向回反射并引起谐振反射，在频率响应中的凹陷，及过多的反射。超程区域，即凸片406从触点水平线305到凸片部分406的导向末端的部分。此谐振通常会在约10到25GHz之间的某处发生，该处截短是传导信号的四分之一波长。只有图2(a)中显示电流在接地刀片内沿最靠近信号刀片300的边缘流动，该电流通常是中间频率(约IOMhz到5GHz)。在更低的频率时，电流也可以在与信号刀片300离得更远的接地刀片400的外侧边缘内流动，并流入各自的接地梁210。由此，刀片300、400的超程具有的不希望的效果包含它们会降低阻抗，具有过大的电容，及有发生短截线谐振的可能。通过将凸片部分306、406制作得更窄，如图2(幻所示，使它们与其他凸片及梁匹配得更少，凸片部分306、406所需要的在导体之间传导的信号能量更少。例如，凸片部分306与邻近的凸片部分406或与在邻近的凸片部分406上匹配的梁联接得更少。此配置在导体97、99的邻近的梁边缘之间的区域内提供更均匀的电磁路径，并且不是至由凸片306、404形成的超程短截线有牢固匹配的路径。例如，相比凸片部分306、406，信号梁120和接地梁2102为电磁波提供了更吸引的沿其行进的路径。但狭窄的凸片部分306、406提供了一定量的接触匹配擦或超程，以便即使连接器未完全匹配，仍能有连接。由此，本发明具有窄的刀片凸片部分406，及梁110具有的外侧边缘比凸片部分406的外侧边缘分得更开。这减小了短截线的不希望的效果，包含任何降低阻抗、减小容量及产生短截线谐振的趋势。宽的梁边缘更均匀地联接至邻近的导体并且维持信号传递路径期望的特性阻抗。与各传导路径配合的分得很开的梁组还会运作以提供来自沿期望的信号 传递路径行进的信号的凸片超程区域的电磁屏蔽。本发明提供了狭窄的凸片部分306、406，具有更靠近触点305的更靠近的顶端116、126、216、226、及梁110、120、210、220的更远的边缘。结果是，从匹配触头100、200至/来自刀片300、400的信号传递更好地联接至差分对的另一半或接地，可以在没有凹陷及具有减低的反射或回程损耗的情形下，获得延伸的频率响应。刀片300、400具有更好的性能并最小化形成谐振短截线的凸片部分306、406。挑选凸片部分306、406的宽度及至接地的间距，以为匹配触头100、200的导体提供期望的特性阻抗。通过使凸片部分306、406狭窄，将任何不期望的效果，包括超程区域产生太低的阻抗(即过大的电容)及变成谐振短截线的潜在可能最小化，并且传递的能量损失得更少。可以调整刀片主体304的宽度，以取得期望的阻抗及联接，还有获得期望的同一平面上的波导传输线几何形状。更宽的刀片主体304还可以为梁的匹配提供更大的面积。另外，狭窄的凸片部分306、406在邻近的凸片部分306、406的对面边缘之间提供了更大的距离Dfl彳。随着距离的增加，凸片部分306、406之间的匹配减小。在低于短截线谐振(近似0-5GHZ)的频率下，由于进入短截线的电流被由短截线开口末端反射的电流有效删除，并且无可察觉的相位延迟，大量的电流不会进入短截线。按照本发明的一优选实施例，接地刀片主体402的宽度大约是2mm，及接地刀片凸片406的宽度大约是O. 8mm,但主体402的宽度可以是凸片406宽度的I. 5到4倍。信号刀片主体302的宽度大约是I. 0mm，及信号刀片凸片的宽度大约是O. 7mm，但主体302的宽度可以是凸片306宽度的I. 5到3倍。图2(b)示出了用于信号导体97a，b和信号刀片导体300a，b的差分对的匹配界面。信号导体的差分对与侧面上的接地导体彼此邻近(以便有接地导体，信号导体，信号导体，接地导体的构造)。如示，电流从刀片导体300b之一(在实施例中示出负信号导体)向上行进进入信号导体97b。邻近的接地导体400b内的电流在邻近的梁上在相反方向上行进，即，从子插件板接地99b至底板接地导体400b。并且，电流在差分对的其他导体300a、97a中反方向流动。就是说，电流从子插件板导体300a流向底板导体97a。并且，电流从底板接地导体400a向上行进至子插件板接地导体99a。通过控制邻近的信号和接地导体之间的间距或邻近的信号和接地导体边缘处的正负导体，获得此用于均匀功率流的电流的期望模式。在图2(a)中示出的单端信号匹配界面的类似方式中，信号及接地超程短截线彼此联接得更少，及被电磁能量的期望传递路径有效屏蔽，据此，减少短截线超程凸片的不期望的效果。在信号传导路径的各连续横截面水平线处(该处取的横截面垂 直于期望的信号功率流的方向)电流的这些方向表不出相位的相对符号或配合信号功率期望的单向电磁传导的电流的量值。对于脉冲，这些会在脉冲穿过给定横截面水平线时表示出不同导体上信号的相对符号。在不期望的短截线谐振的情况下，通常在刀片的超程区域内对应于功率流入及流出短截线区域(此处像电抗元件)，会有不期望的异相电流流动，与功率的从子插件板流至底板或反之的期望的单向方式形成对照。图2(c)示出了匹配界面3的可选实施例，在该实施例中，柔性梁110、120、210、220的腿状部弯曲部分114、124、214、224与腿状部部分112、122、212、222的纵向轴线形成合适的角度，及也与顶端116、126、216、226形成合适的角度。应该注意的是，弯曲部分可以与腿状部部分及远端部分成任何适合的角度。另外，虽然示出的远端部分的纵向轴线大致平行于刀片300、400的纵向轴线或导体中间部分97、99，但也可以形成任何适合的角度。并且，信号触头100可以与接地触头200的弯部214、224具有不同的角度，和/或第一弯部114可以与第二弯部124具有不同的角度。普遍而言，更长的弯部会增加梁内的扭力，从而增加柔度。图3(a)是图2(a) (b) (C)的刀片300、400的可选实施例，但只示出了单一的信号刀片300以便例示。俯视图(图3(a)的左上部)，侧视图(图3(a)右部的实施例)，及前缘的正视图(图3(a)底部的实施例)示出刀片300。通过提供在成角度部分304处减小宽度并导致细长的窄凸片部分306的宽的主体部分302使刀片300在匹配界面内狭窄。如底部图所示，主体部分302大致平坦，以具有大致矩形的横截面，凸片部分306却是大致弧形的，以用于半圆柱的半圆横截面。斜切凸片部分306的前缘310的顶部，以形成斜切的顶端部分308。图3(b)是图2 (a) (b) (c)的导体的匹配部分的可选实施例，与图3 (a)的刀片300、400 一起使用，但只示出了信号触头100以便例示。此处，信号触头100的主体部分101至少部分嵌入绝缘外壳(未示出)。信号触头100的匹配部分包含两根具有拉长腿状部部分112、122的柔性梁110、120，该拉长腿状部部分112、122大致平行于彼此地延伸并垂直于主体部分101的导向边缘前缘。横跨支承支承件构件150被提供在信号触头100的远端处，连接腿状部部分112、122的两远端。横跨支承支承件构件150在信号触头100的远端处提供更好的稳定性，但不会使导体太具刚性以至于不能在接合刀片300时弯曲。主体101、腿状部部分112、122，及横跨支承支承件构件150界定了其三者间的窗口 113。如右部的实施例所示，腿状部部分112、122的远端向上成弧形，之后，与横跨支承支承件构件150 —起，形成向下的反向弧。横跨支承支承件构件150具有带有向上触点156的第二反向弧，以便使导体的导向边缘前缘158相对于刀片300面向上，并与刀片300匹配。柔性腿状部部分112、122共同作用像单一梁元件，该单一梁元件的有效电宽度由最外侧边缘之间的距离决定，并且独立于由单个腿状部组合起来的真实宽度所决定的机械刚度可调节。可以在不改变腿状部部分112、122刚度的情形下调整有效电宽度。转向图3(c)，示出的刀片300及图3(a) (b)的信号匹配触头100正被匹配。当刀片300及信号触头100要被匹配，会使其分别的子插件板及底板外壳5、7靠拢。随着刀片300接近信号触头100，信号触头100的远端156在刀片300的远端310处接触斜切部分308。刀片300维持固定的位置，并将柔性梁110、120向上推。随着外壳5、7持续移动靠得更近，信号触头100的触点156沿凸片部分306的顶部表面滑动。当完全匹配后，横跨支承件构件150可以靠在凸片部分306的近端上(如示)，或靠在信号触头100的主体部分302上。由于凸片部分306是圆柱形，及触点156是弧形，所以刀片300及信号触头100之间的匹配界面是交叉棒配置。此交叉棒配置在两元件之间提供了界定得很好及可靠的触点。另外，信号触头100只在大致是刀片300及信号触头100的宽度中间的单一触头位置与刀片300连接。据此，凸片部分306的宽度大致窄，而信号触头100的宽度要大。
图3 (C)中还示出，刀片300凸片部分306的前端部分至少部分进入信号触头100的窗口 113。确切地说，右部实施例示出凸片部分306至少部分重叠腿状部112、122。由此，因为腿状部部分112、122比凸片部分306要宽(在其内侧边缘处)，腿状部部分112、122提供了加强的凸片部分306的电磁屏蔽。凸片部分306完整地在窗口 113内，也在图4(a)的实施例中例示出。图3(d)示出了图3(a)的刀片300的另一可选实施例。在此实施例中，刀片300被安装至绝缘基座或基部350，绝缘基座或基部350被安装至绝缘支承件7。基部350支承凸片部分306，以便使凸片部分306在被信号触头100接触时不会弯曲。基部350还向上提高刀片300，脱离绝缘支承件7的同一平面的表面，以便使信号触头100与刀片300匹配有足够的空位。这会提供另外的空间，以便使腿状部部分112、122能够重叠凸片部分306，而不会有来自绝缘支承件的障碍。图4(a)到⑷示出用于匹配触头100、300的可选实施例，但只示出了信号匹配触头100以便例示。图4(a)类似于图2(c)，但腿状部部分112、122包含了提高腿状部部分112、122远端的向上弧形123。据此，第一腿状部段112’，122’与刀片300的凸片部分306重叠并也可以大致在同一平面上，以便使凸片部分306完全在窗口 113内。提高第二腿状部段112”，122”，以使其超过刀片302的主体部分302延伸。用这种方式，远端118、128可向下压在刀片主体302上，以维持与刀片主体302的可靠接触。同时，使第一腿状部段112’，122’对准凸片部分306，以通过梁腿状部段112’，122’具有更牢固(更完整)的凸片部分306的屏蔽。图4(b)大致类似于图2 (C)，但在信号触头100的主体101内包含弯部或台阶103。由此，图4(a)和4(b)彼此类似，除了图4(a)在腿状部部分112、122内包含弯部123，及图4(b)在主体部分101内包含台阶103。图4(c)、(d)类似于图4(b)，除了图4(c)、(d)中台阶103要更为显著。另外，腿状部部分112、122朝向刀片300向下成角度，然而在图4(a)、(b)中，腿状部部分112、122相关导体的主体101大致齐平。而且，弯部114、124可以具有向上(图4(c))或向下(图4(d))的坡道162及平台164。顶端116、126从平台164向下延伸以与刀片300匹配。图4(b)、(c)及(d)中的腿状部部分112、122的更宽的间距还提供了加强的刀片300凸片部分的电磁屏蔽。
如所见的，窗口 113中的一些大致是矩形，以便是窗口 113的宽度均匀，如图3(b)到(C)及4(a)中所示出的。相比之下，其他的窗口 113成角度，以便使窗口在靠导体绝缘外壳5最近的末端处较窄，在相对端较宽，如图2(a)到(C)。4(b)到(d)所示。对于成角度的窗口 113，刀片凸片部分306在窗口 113下方穿过并且不进入窗口 113。但是，因为刀片凸片部分306必须充裕地在窗口内配合，所以机械上，矩形窗口 113对于公差更敏感。图2到4示出本发明宽泛的适用性。运用在给定应用中的屏蔽取决于梁的期望宽度、凸片部分及其他尺寸约束条件。图5(a)到(C)示出了具有差分信号触头100的本发明的另一实施例。各信号触头100具有主体部分101，主体部分101具有带有较宽头部98的中间部分97。腿状部部分110、120从头部98起延伸，具有向上(离开刀片)的台阶170，然后是和缓向下的坡。如图5中最佳示出的，放上腿状部部分110、120，以便使其外侧边缘(在示出的实施例中，至少是内侧边缘的大部分)比凸片部分306更宽，目的是能提供一些凸片部分306的电磁屏蔽。但参看图5 (c)，凸片部分306在腿状部部分110、120下方，以便使窗口 113不接收凸片部分306，这使得在触头100、200与刀片300、400的匹配中能允许更大的机械公差。顶端 116,126是窄的，并且能够在基片外壳内与止块匹配以具有预紧力，如引用合并于此的授予Philip Stokoe的第13/214,851号美国专利申请所示出及说明的。对比图5(a)和2 (a)，弯曲部分114、124、214、224的底部可以如图3(b)接合起来。由此，信号及接地导体100、200的腿状部部分或梁110、120、210、220具有单一的顶端136及中央纵向槽。据此，如图2到5例示的实施例所示，梁110、120、21、220具有的腿状部部分112、122、212、222带有的外侧边缘比与其匹配的刀片300、400的超程区域的至少部分外侧边缘离得更开。由于梁外侧控制电流的流动，所以可以在不严重影响电性能的情形下，改变内侧边缘。在其他优选实施例中，腿状部部分的内侧边缘可以比刀片300、400的至少一部分超程区域宽(例如，图5a);在还有的其他的优选实施例中(例如图2a、2b、3c、4a等)，腿状部部分的外侧边缘及内侧边缘比刀片300、400的整个超程区域宽。优选地，但腿状部中央纵向轴线之间的距离比刀片300、400的凸片306的外侧边缘大。如此处所使用的，超程区域普遍指刀片300、400的部分，该部分从匹配触头100、200接触刀片300、400处起至刀片300,400的前缘。那普遍包含如果不是全部也是大多数的凸片部分306、406，并且还包含主体部分302、402的一部分。另外，通过将刀片在超程区域处及凸片部分306处制作得更窄，减小短截线过大的电容。并且，信号与地及互补的另一半信号间隔得更开，以降低不希望的电容。这提供了更理想的传递线几何形状，如由图2(a)中的电流线箭头及电磁域功率传导三角所示出的。转向图6(a)，示出的图表示出经由连接器传递的功率，该连接器合并了图1(a)到(b)的惯常的匹配界面。此处，实线表示出被传递的功率相对频率的情况，及虚线是回程损耗，表示出功率反射相对频率的情况。较好的传递损耗要不多于2db，较低的回程损耗要在近似15GHz的频率下少于_15db。但由于匹配接触界面超程中的谐振问题，在频率接近大约20GHz时，性能会降低。刀片的超程部分与较窄的分叉容器触头匹配产生的谐振同时使反射的功率增至_5db，而其余要被传递的功率下降以形成-20db的窄哑点。超过了谐振点，性能会短暂地提升，直到另一次不匹配引起降低。与图6 (a)形成对照，图6(b)的图是使用合并图2到5的本发明的改进匹配界面的连接器的表现。此处，被传递的功率(即实线)，在整个O到40GHz的频率范围内保持大致平滑，并且从O到20多GHz只有少于2db的插入损耗。并且，回程损耗(即虚线)到20多GHZ都是缓慢稳定地上升并且在整个的此频率范围内都未示出急剧较高的回程损耗峰值。本发明能减少由连接器匹配界面内的不匹配及谐振效果引起的传递损耗及不期望的信号反射。虽然优选地是将本发明运用于高频率(MHz及更高)下，但本发明也可以用在较低的频率下。匹配界面可以被提供用于单一或差分对信号导体。匹配界面可以经由惯常的冲压工艺形成。本发明可适用的一起使用的刀片只需要在表面的界定接触擦面积上的一个部分镀金。
应该将上述说明及附图认为是仅仅对本发明的原理的例示。可以将本发明配置成多种形状及尺寸，并且不意欲由优选实施例限制本发明。本技术领域中的技术人员会容易地想到本发明的许多应用。因此，我们不期望将本发明限制在披露的具体实例及示出及说明的运作中。而是，可以将所有适合的修改方式及等同物诉诸成落在本发明的所界定的范围内。
权利要求
1.一种电连接器组件包括 第一连接器，所述第一连接器具有第一导体，所述第一导体带有主体及两根细长的、从所述第一导体主体起向外延伸的梁，所述两根细长的梁各具有外侧边缘；以及， 第二连接器，所述第二连接器具有第二导体，所述第二导体带有主体及狭窄的、从所述第二导体主体起向外延伸的凸片部分，所述狭窄的凸片部分具有外侧相对边缘，其中所述狭窄的凸片部分配合在所述两根细长的梁的所述外侧边缘的至少部分之间。
2.如权利要求I所述的连接器组件，其中所述狭窄的凸片部分的形状大致是矩形。
3.如权利要求I所述的连接器组件，所述两根细长的梁中的每ー根进ー步具有与所述外侧边缘相対的内侧边缘，其中开ロ被界定在所述两根细长的梁的所述内侧边缘之间，及所述狭窄的凸片部分被接收在所述开ロ的至少部分内。
4.如权利要求I所述的连接器组件，所述两根细长的梁中的每ー根进ー步具有与所述外侧边缘相対的内侧边缘，其中开ロ被界定在所述两根细长的梁的所述内侧边缘之间，及所述狭窄的凸片部分被接收在整个所述开ロ内。
5.如权利要求I所述的连接器组件，所述两根细长的梁中的每ー根进ー步具有与所述外侧边缘相対的内侧边缘，其中所述狭窄的凸片部分配合在所述两根细长的梁的所述内侧边缘的至少部分之间。
6.如权利要求I所述的连接器组件，所述两根细长的梁中的每ー根进ー步具有与所述外侧边缘相対的内侧边缘，其中所述狭窄的凸片部分配合在所述两根细长的梁的整个所述内侧边缘之间。
7.如权利要求I所述的连接器组件，所述两根细长的梁中的每ー根进ー步具有中央纵向轴线，其中所述狭窄的凸片部分配合在所述两根细长的梁的所述中央纵向轴线的至少部分之间。
8.如权利要求I所述的连接器组件，所述两根细长的梁中的每ー根进ー步具有中央纵向轴线，其中所述狭窄的凸片部分配合在所述两根细长的梁的整个所述中央纵向轴线之间。
9.如权利要求I所述的连接器组件，其中所述两根细长的梁具有连接至所述第一导体主体的近端、连接至所述第二导体的远端，及在所述近端和所述远端之间的中间部分。
10.如权利要求9所述的连接器组件，其中所述远端相对于所述中间部分向内转向。
11.如权利要求9所述的连接器组件，其中所述远端包括相对于所述中间部分向内转向的弯曲部分，及相对于所述弯曲部分向外转向的接触端，其中所述顶端接触所述第二导体。
12.如权利要求11所述的连接器组件，其中所述两根细长的梁的所述顶端大致平行于所述两根细长的梁的所述中间部分。
13.如权利要求11所述的连接器组件，其中所述顶端是弧形的，以形成与所述第二导体接触的触点。
14.如权利要求13所述的连接器组件，其中所述第二导体具有半圆形的横截面。
15.如权利要求11所述的连接器组件，其中所述两根细长的梁的所述顶端比所述第二导体的所述狭窄的凸片部分窄。
16.如权利要求15所述的连接器组件，其中所述顶端与所述狭窄的凸片部分及所述第ニ导体主体滑动接合。
17.如权利要求9所述的连接器组件，进ー步包括连接所述两根细长的梁的所述远端的横跨构件。
18.如权利要求I所述的连接器组件，其中所述两根细长的梁大致垂直于所述第一导体主体延伸。
19.如权利要求I所述的连接器组件，其中所述第二导体具有半圆形的横截面。
20.如权利要求I所述的连接器组件，其中所述狭窄的凸片部分配合在所述两根细长的梁的整个外侧边缘之间。
21.如权利要求I所述的连接器组件，其中所述第一导体大致与所述第二导体在同一平面上，所述第一导体具有连接至所述第二导体的主要面向表面的远端，及具有使所述远端移出所述第二导体所在平面的反向的弯部。
22.第二连接器包括底板连接器。
23.如权利要求22所述的连接器组件，其中所述第一导体包括基片，所述第二导体包括刀片。
24.如权利要求I所述的连接器组件，其中所述第一导体具有至少部分嵌入绝缘外壳的中间部分。
25.如权利要求I所述的连接器组件，其中所述细长的梁在同一平面。
26.如权利要求I所述的连接器组件，其中所述细长的梁由同样的材料一体化形成。
27.—种电连接器包括 第一连接器，所述第一连接器具有第一导体，所述第一导体带有主体及两根细长的、从所述第一导体主体起向外延伸的梁，所述两根细长的梁各具有外侧边缘及内侧边缘，其中所述外侧边缘之间以第一距离隔开，开ロ被界定在所述两根细长的梁的所述内侧边缘之间；以及 第二连接器，所述第二连接器具有第二导体，所述第二导体带有主体及狭窄的、从所述第二导体主体起向外延伸的凸片部分，所述狭窄的凸片部分具有被第二距离隔开的外侧相对边缘，其中所述第一距离大于所述第二距离。
28.如权利要求27所述的连接器，其中所述狭窄的凸片部分的形状是矩形。
29.如权利要求27所述的连接器，其中所述狭窄的凸片部分被接收在所述开口内。
30.如权利要求27所述的连接器，其中所述两根细长的梁的内侧边缘之间被第三距离隔开，其中所述第三距离大于所述第二距离。
31.一种电连接器包括 第一连接器，所述第一连接器具有第一导体，所述第一导体带有主体及两根细长的、从所述第一导体主体起向外延伸的梁，所述两根细长的梁各具有外侧边缘及内侧边缘，其中所述外侧边缘之间被第一距离隔开，开ロ被界定在所述两根细长的梁的内侧边缘之间；以及 第二连接器，所述第二连接器具有第二导体，所述第二导体带有主体及狭窄的、从所述第二导体主体起向外延伸的凸片部分，所述狭窄的凸片部分具有被第二距离隔开的外侧相对边缘，其中所述第一距离大于所述第二距离，及所述第二连接器与所述第一连接器的所述两根细长的梁滑动接合； 第三连接器，所述第三连接器具有第三导体，所述第三导体带有主体及两根细长的、从所述第三导体主体起向外延伸的梁，所述两根细长的梁各具有外侧边缘及内侧边缘，其中所述外侧边缘之间被第一距离隔开，开ロ被界定在所述两根细长的梁的内侧边缘之间，及其中所述第三连接器的所述两根细长的梁中的至少ー根的所述外侧边缘与所述第一连接器的所述两根细长的梁中的至少ー根的所述外侧边缘联接；以及 第四连接器，所述第四连接器具有第四导体，所述第四导体带有主体及狭窄的、从所述第四导体主体起向外延伸的凸片部分，所述狭窄的凸片部分具有被第四距离隔开的外侧相对边缘，其中所述第一距离大于所述第二距离，及所述第四连接器与所述第三连接器的所述两根细长的梁滑动接合。
全文摘要
一种电连接器，用于连接子插件板连接器基片的导体与底板连接器外壳内的刀片。子插件板导体具有主体及两根细长的、从主体向外延伸的梁。两根细长的梁各具有外侧边缘及内侧边缘，借此，开口被界定在内侧边缘之间。底板导体具有导体及狭窄的、从所述第二导体主体向外延伸的凸片部分。狭窄的凸片部分具有外侧相对边缘，并被定下尺寸，以使狭窄的凸片部分配合在两根细长的梁的外侧边缘的至少部分之间，及在一些情况下，配合在两根细长的梁的内侧边缘的至少部分之间。
文档编号H01R24/00GK102683940SQ20121003410
公开日2012年9月19日 申请日期2012年2月7日 优先权日2011年2月7日
发明者布赖恩·彼得·柯克, 托马斯·S·科恩, 马克·W·盖乐斯 申请人:安费诺公司