阻抗可调式连接器的制造方法
【专利摘要】一种插入电连接器的调谐体包括基座端部和多个从基座端部延伸的肋。所述多个肋彼此平行或基本平行，且设置为在调谐体插入电连接器时配合在电连接器的电触头之间。电连接器包括第一侧壁、第二侧壁、布置在第一侧壁和第二侧壁之间的第一连接器本体以及布置在第一侧壁和第二侧壁之间的第二连接器本体。第二连接器本体设置为与第一连接器本体相隔预定的距离，电连接器的电触头在第一连接器本体和第二连接器本体之间延伸。
【专利说明】阻抗可调式连接器
【背景技术】
1.【技术领域】
[0001]本发明涉及电连接器.更具体的，本发明涉及具有可调式阻抗的电连接器。
2.相关技术说明
[0002]电连接器用于将像印刷电路板这样的电气设备彼此通信。电连接器包括适于传输电信号到电气设备或其他电连接器的电触头或终端。
[0003]在一些已知的电连接器中，电触头由第一连接器本体或第二连接器本体的各端支承。电触头通常布置成阵列，成行和列排列。触头布置成阵列并由第一连接器本体和第二连接器本体支承的电连接器的一个示例在美国专利号737129中公开，其全文以参见的方式纳入本文。
[0004]常规的电连接器通常设计为调谐到一个特定的阻抗。因此，如果电气设备需要不同的阻抗特征(阻抗分布)(impedance profile),对于电气设备的每一特定阻抗特征需要不同的电连接器，从而各电连接器能够以电气设备必须的阻抗特征最佳地工作。因此，根据传统方法，必须购买或制造许多不同的电连接器用于需要不同电气特征的电气设备，这会导致明显的材料和人力成本。
[0005]此外，对于电连接器中的所有电触头，传统的电连接器在制造公差内通常只提供一个阻抗特征。也就是说，为了施加不同的阻抗特征到一个电连接器中某些电触头上，电连接器必须设计成在其电触头阵列的不同部分具有不同的阻抗特征。
[0006]然而，这种电连接器需要复杂的结构和仔细选材，使得这样的常规方法十分繁琐，且制造成本较高。不仅如此，各电连接器只提供为其设计的特定阻抗特征，由此难以适应需要不同阻抗特征的不同电气设备。此外，必须设计和生产不同的电连接器用于每个所需的不同的阻抗特征。
【发明内容】
[0007]为了克服上述问题，本发明中的优选实例提供了一种电连接器，可以快速并方便地调谐到不同的阻抗特征。
[0008]根据本发明的优选实例，调谐体被布置插入电连接器，并且该主体包括基座端部和多个从基座端部延伸的肋。所述多个肋互相平行或基本平行，且设置为在调谐体插入电连接器时，配合在电连接器中的电触头之间。此外，该调谐体包括电介质材料。
[0009]所述多个肋优选设置为布置在电触头的行之间。当插入电连接器时，所述多个肋优选地设置为沿电触头各行的整个长度延伸。当插入电连接器时，所述多个肋优选地设置为只沿电触头各行的一部分延伸，从而电触头各行的一部分不与所述多个肋中的一个相邻。此外，当插入电连接器时，所述多个肋优选地设置为只沿电触头特定的一行或几行延伸，从而电触头中至少有一行不在所述多个肋中的两条肋之间。当调谐体插入电连接器时，调谐体的基座端部优选地设置为与一列电触头接触。
[0010]该调谐体优选地包括锁销，设置为与电连接器的槽口配合。该调谐体优选地包括塑料材料，玻璃增强环氧树脂层压材料，或玻璃/纤维材料。该调谐体较佳地还包括一金属材料。
[0011]优选地，该调谐体中的多个肋中至少一个与基座端部成一体，使得该调谐体是单一连续的元件。优选地，所述多个肋中至少一个是附连于基座端部的分开元件。调谐体的至少一个边缘优选为倒角。
[0012]根据本发明的优选实例，电连接器组件包括第一侧壁，第二侧壁，布置在第一侧壁和第二侧壁之间的第一连接器本体，布置在第一侧壁和第二侧壁之间的第二连接器本体，多个在第一连接器本体和第二连接器本体之间延伸的电触头，以及调谐体，其包括基座端部和从基座端部延伸的多个肋。该第二连接器本体设置为与第一连接器本体有预定的距离，以及所述多个肋设置在电触头之间。
[0013]所述多个电触头优选地设置为互相平行或基本平行。焊料优选沉积在所述多个电触头的每一个的一端。所述多个肋包括至少一个外肋，该外肋设置为配合在电连接器的电触头的诸行中的一行和电连接器的侧壁之间。
[0014]例如优选地，所述调谐体转换电触头中至少一部分的阻抗特征，从约100欧姆(差分)到约85欧姆(差分)，或转换电触头中至少一部分的阻抗特征，从约50欧姆(单端)到约75欧姆(单端)。
[0015]所述第二连接器本体优选地包括从其延伸的偏振键。优选地，所述调谐体中的多个肋中至少一个设置为与所述偏振键接触，以防止调谐体过度插入电连接器组件。偏振键优选为防止调谐体以不合适的定向布置在电连接器组件中，或以不合适的方向插入电连接器组件。
[0016]以下参考附图并对本发明的较佳实施例的详细描述会使本发明上述以及其他的特点、元件、特性和优点会更加明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是根据本发明的一个优选实例中的电连接器的立体图。
[0018]图2是根据本发明的一个优选实例中的调谐体的立体图。
[0019]图3A是图2中调谐体的俯视图。
[0020]图3B是图1中电连接器的俯视图，其中包括图2中的调谐体但不包括第二接连器体。
[0021]图3C是图1中电连接器的第一连接器本体的立体图。
[0022]图4A是图1中电连接器的立体剖视图,包括图2中的调谐体。
[0023]图4B是图1中电连接器的侧剖视图，包括图2中的调谐体。
[0024]图5是根据本发明的一个优选实例中的调谐体的立体图；
[0025]图6A是图5中调谐体的俯视图。
[0026]图6B是图1中电连接器的俯视图，包括图5中的调谐体但不包括第二接连器体。
[0027]图7是图1中电连接器的立体剖视图，包括图5中的调谐体。
[0028]图8是根据本发明的一个优选实例中的调谐体的立体图。
[0029]图9A是图8中调谐体的俯视图。
[0030]图9B是图1中电连接器的俯视图，包括图8中的调谐体但不包括第二接连器体。[0031]图10是图1中电连接器的立体剖视图，包括图8中的调谐体。
[0032]图11是根据本发明的一个优选实例的曲线图，它示出了通过对调谐体进行实验测试而确定的对于不同信号上升时间的阻抗。
【具体实施方式】
[0033]本发明的优选实例将参考图1到11详细描述。要注意的是，以下所有方面的描述都是说明性的而不是限制性的，并且不应被解释为限制本发明任何形式的应用或用途。
[0034]图1是根据本发明的一个优选实例中的电连接器10的立体图。电连接器10包括第一连接器本体11和第二连接器本体12。第一连接器本体11和第二连接器本体12定位和支承多个电触头15。优选地，该电触头15各自具有细长的针形；但是电触头可以是任何合适的形状。
[0035]用电连接器10中的第一壁13和第二壁14来设置第一接连器体11和第二连接器本体12，使第一接连器体11和第二连接器本体12相隔一定距离。电连接器10的高度取决于第一壁13和第二壁14的高度以及电触头的长度。即通过选择第一壁13和第二壁14的高度以及电触头15的长度来选择电连接器10的高度。第一壁13和第二壁14各有多个凸缘19，这些凸缘19有助于固定和定位第二连接器本体12。优选地，第二连接器本体12可从电连接器10上拆卸。
[0036]如图1所示，电触头15优选地布置成平行或基本平行于第一壁13和第二壁14的行的形式。特别地，电触头15优选布置成阵列。但是，电触头的布置不限于图1中的布置。例如，电触头15可以交错，在列之间或行之间有偏移，等等。
[0037]电触头15优选地包括可熔材料，例如焊料，该可熔材料在触头15的布置在电连接器10的底部的端部上。电触头15上的焊料用于在电连接器10和基底(未示出)之间形成机械和电连接。典型地，电连接器10将回流焊/焊接到印刷电路板(未示出)。但是，电连接器可以连接到任何其他的基底。对于可熔材料可以使用各种布置，如压接焊料(crimpedsolder),焊料球(sloder ball)或焊料包(solder charge)。此外,代替包括在电触头15上的焊料，任何其他可熔材料可用于形成机械和电连接。代替电触头15上具有焊料，可熔材料或焊料可以设置在电触头15要焊接于其上的基底上。此外，其他连接可用于电连接器10和基底之间的机械连接和电连接，如，顺应针，弹簧针，螺钉拧紧等。
[0038]如图1所示，第一连接器本体11优选地包括至少一个定位销27。定位销27用于引导电连接器10到基底上的电连接器10要附连的合适位置。在电连接器10定位在基底上后，在焊接过程中，如图1所示，支座29用于固定电触头15的底部与电连接器10要焊接于其上的基底之间的距离。
[0039]如图1所示，电连接器中的电触头15沿电触头的延伸在第一连接器本体11和第二连接器本体12之间的长度由空气隔开。即，空气为分隔电触头15的电介质材料，其中电触头15在第一连接器本体11和第二连接器本体12之间延伸。
[0040]图2是根据本发明的一个优选实例中的调谐体50的立体图，图3A是图2中调谐体的俯视图。调谐体50包括从基座端部53延伸的多个内肋51和两条外肋52。
[0041]如图2和图3A所示，在制造公差内，调谐体50的内肋51和外肋52布置为平行或基本平行的从调谐体50的基座端部53延伸的间隔的板条。因此，当调谐体50插入电连接器10时，内肋51位于电触头的各行之间。
[0042]调谐体50可根据电连接器10的所需的介电特性或所需的阻抗特征，由任何适合的一种材料或多种材料制成。例如，调谐体50可以由任何塑料材料、玻璃增强环氧树脂层压材料(如FR-4)、其他玻璃/纤维材料、橡胶或类似的非金属材料制成。内肋51和外肋52可以与基座端部53成一体，使得调谐体50是一个单一连续的元件。或者，内肋51和外肋52可以是附连于基座端部53的单独元件。因此，内肋51和外肋52可以由不同的材料或是具有不同特性(如密度)的同一种材料制成以提供不同的阻抗特征。根据本发明的优选实例，调谐体50优选使用注塑工艺制成；但是，也可使用其他任何适合的工艺。此外，调谐体50可以注入空气空隙或玻璃珠。
[0043]调谐体50还可以包括金属材料，如混合合金，以在电连接器10中提供不同的电气特征，如接地板，汇流条，基准面等。包括在调谐体50中的金属材料可布置成连接到包括在印刷电路板中的导电迹线上。金属材料可以是镀或喷在调谐体50上，或调谐体50可以浸在金属材料中或包裹上薄箔。金属材料可以被包括在单一连续的形状中或包括在沿一个或多个的内肋51和外肋52的若干部段上。此外，调谐体50可以包括以下一个或更多:在内肋51和外肋52的至少一部分中的电容、电阻和感应材料。
[0044]图3B是图1中电连接器10的俯视图，包括图2中的调谐体50，但不包括第二接连器体12，图3C是电连接器10中的第一连接器本体11的立体图，以及图4是图1中电连接器10的立体剖视图，包括图2中的调谐体50。在图3B中已经去除电连接器10中的第二连接器本体12，以更清楚地显示调谐体50和电触头15。
[0045]如图2和3A所示，调谐体50优选地包括沿外肋52底边缘布置的锁销57。此外，如图3C所示，优选地包括若干槽口 17，其沿第一壁13和第一连接器本体11之间以及第二壁14和第一连接器本体11之间的角部。
[0046]因此，如图3B、3C和4所示，当调谐体50插入电连接器10时，调谐体50的锁销57与电连接器10的第一连接器本体11中相应的槽口 17接合，有助于将调谐体50固定在电连接器10中，并防止调谐体50以朝向调谐体50的基底端部53的方向从电连接器10中退出。如图3B和3C所示，第一壁13和第二壁14各有多个斜面18，这些斜面18帮助固定和定位第二连接器本体12。
[0047]凹部58、顶部斜端部59和底部斜端部59’优选地包括在调谐体50中，以允许调谐体50较容易地插入电连接器10中。此外，在各内肋51和外肋52的与基体端部53相对的尖端，每个内肋51和外肋52的内侧面优选为锥形，以提供也允许调谐体50更容易地插入电连接器10中的肋缝隙55。
[0048]如图4A、4B、7和10所示，第二连接器本体12优选地包括从其延伸的偏振键23。该偏振键23防止调谐体50以不合适的方向或不合适的定向插入电连接器10中。S卩，偏振健23只允许调谐体50在电连接器10的不包括偏振键23的一端插入电连接器10。此外，偏振键23防止调谐体50过度插入电连接器10，如果调谐体50的基底端部53撞击电触头15，有可能会损坏电触头15。如图4A、4B、7和10所示代替使用偏振键23，可以使用其他任何合适的偏振键或对准机构。特别地，调谐体53的基底端部可用于防止调谐体50过度插入电连接器10。即，调谐体50和电连接器10可以布置成，当调谐体50完全插入电连接器10时，最靠近基体端部53的那列电触头15抵靠于基体端部。[0049]因此，根据本发明中的优选实例，当调谐体50的内肋51布置在电连接器10中的电触头15相邻行之间时，内肋51改变电触头51的相邻行之间的介电特性，进而改变了电连接器10的阻抗特征。如上所述，内肋51和外肋52可以由不同的材料或是具有不同特性(如密度)的同一种材料制成，以在电触头15的相邻行之间提供不同的阻抗特征。
[0050]图5是根据本发明的一个优选实例中的调谐体60的立体图，且图6A是图5中调谐体的俯视图。调谐体60包括从基座端部63延伸的多个内肋61和两条外肋62。
[0051]如图5和图6A所示，在制造公差内，调谐体60的内肋61和外肋62布置为平行或基本平行的从调谐体60的基座端部63延伸的分隔开的板条。因此，当调谐体60插入电连接器10时，内肋61在电触头诸行的一部分之间。调谐体60可根据电连接器10的所需的介电特性或所需的阻抗特征，由任何适合的一种材料或多种材料制成。特别地，调谐体60可以由本文中所述的调谐体50所使用的相同材料制成。
[0052]图6B是图1中电连接器10的俯视图，包括图5中的调谐体60，不包括第二接连器体12，以及图7是图1中电连接器10的立体剖视图，包括图5中的调谐体60。图6B中去除电连接器10中的第二连接器本体12，以更清楚地显示调谐体60和电触头15。
[0053]如图5和6A所示，调谐体60优选包括沿外肋62底边缘布置的锁销67。此外，如关于本文的图3C所示，槽口 17优选包括在第一壁13和第一连接器本体11之间以及第二壁14和第一连接器本体11之间的角部上。
[0054]因此，如图3C、6B和7所示，当调谐体60插入电连接器10时，调谐体60的锁销67与电连接器10的第一连接器本体11中相应的槽口 17接合，以有助于将调谐体60固定在电连接器10中，并防止调谐体60以朝向调谐体60的基底端部63的方向从电连接器10中退出。
[0055]凹部68优选包括在调谐体60内，以允许调谐体60更容易地插入电连接器10中。此外，在各内肋61和外肋62的与基体端部63相对的尖端，每个内肋61和外肋62的内侧面优选为锥形，以提供也允许调谐体60更容易地插入电连接器10中的肋缝隙65。调谐体60可以有顶部斜端部59和底部斜端部59’，与调谐体50中的顶部斜端部59和底部斜端部59’相似。调谐体63的基底端部可用于防止调谐体60过度插入电连接器10。S卩，调谐体60和电连接器10可以布置成，当调谐体60完全插入电连接器10时，最靠近基体端部63的那一列电触头15抵靠于基体端部。
[0056]与调谐体50相比，调谐体60的内肋61和外肋62只沿电连接器长度的一部分延伸。因此，只有靠近内肋61和外肋62布置的电触头15由于被调谐体60分开使它们的阻抗特征变化。然而，布置在内肋61和外肋62范围以外的电触头15’只通过空气隔开，因此不能使它们的阻抗特征变化。
[0057]图8是根据本发明的一个优选实例中的调谐体70的立体图，图9A是图8中调谐体的俯视图。调谐体70包括从基座端部73延伸的多个内肋71和一条外肋72。
[0058]如图8和图9A所示，在制造公差内，调谐体70的内肋71和外肋72布置为平行或基本平行的从调谐体70的基座端部73延伸的分隔开的板条。因此，当调谐体70插入电连接器10时，内肋71在电触头15中一部分行之间。调谐体70可根据电连接器10的所需的介电特性或所需的阻抗特征，由任何适合的一种材料或多种材料制成。特别地，调谐体70可以由本文中所述的调谐体50所使用的相同材料制成。[0059]图9B是图1中电连接器10的俯视图，包括图8中的调谐体70，不包括第二接连器体12，以及图10是图1中电连接器10的立体剖视图，包括图8中的调谐体70。图9B中去除电连接器10中的第二连接器本体12，以更清楚地显示调谐体70和电触头15。
[0060]如图9A所示，调谐体70优选包括沿外肋72底边缘布置的锁销77。此外，如关于本文的图3C所示，槽口 17优选包括在第一壁13和第一连接器本体11之间以及第二壁14和第一连接器本体11之间的角部。
[0061]因此，如图3C、9B和10所示，当调谐体70插入电连接器10时，调谐体70的锁销77与电连接器10的第一连接器本体11中的槽口 17的一个接合，以帮助将调谐体70固定在电连接器10中，并防止调谐体70以朝向调谐体70的基底端部73的方向从电连接器中退出。
[0062]凹部78，顶部斜端部79和底部斜端部79’优选地包括在调谐体70内，以允许调谐体70更容易地插入电连接器10中。此外，在各内肋71和外肋72的与基体端部73相对的尖端，每个内肋71和外肋72的内侧面优选为锥形，以提供也允许调谐体70更容易地插入电连接器10中的肋缝隙75。如本文中讨论以及图10中所示，第二连接体12优选包括偏振键23，以防止调谐体70以不合适的方向插入电连接器10中。此外，偏振键23防止调谐体70过度插入电连接器10，如果调谐体70的基底端部73撞击电触头15，有可能会损坏电触头15。代替使用偏振键23，可以使用其他任何合适的偏振键或对准机构。特别地，调谐体73的基底端部可用于防止调谐体70过度插入电连接器10。即，调谐体70和电连接器10可以布置成，当调谐体70完全插入电连接器10时，最靠近基体端部73的那列电触头15抵靠在基体端部。
[0063]与调谐体50相比，调谐体70的内肋71和外肋72只沿电连接器的某些行延伸。因此，只有靠近内肋71和外肋72布置的电触头15由于被本调谐体70分开而有阻抗特征变化。然而，不是靠近内肋71和外肋72的任何布置的电触头15’只通过空气隔开，因此不具有其阻抗特征变化。
[0064]因此，根据本发明中的优选实例中的调谐体60、70只允许电连接器10中的一部分电触头15使它们的阻抗特征变化。电触头15’的剩余部分不受调谐体60、70的影响。
[0065]图11是根据本发明的一个优选实例的曲线图，它示出了通过对调谐体进行实验测试而确定的对于不同信号上升时间的阻抗。
[0066]为得到图11中的验证测试结果，使用一个预先设计的不包括电连接器的测试板。该测试板设计为用于测试在100欧姆(差分)环境下的已知电连接器。S卩，测试差分信号通过传输电连接器15的两个成对电触头上的互补信号来完成。使用测试设备来完成测试，该测试设备包括连接到TEKTRONIX CSA(泰克公司的通信信号分析仪)8000上的GIGA-TEST (千兆一测试)探头。为测试调谐体，将其插入电连接器，且电连接器连接于测试板。然后，测试设备转输一测试信号，测试设备监测电连接器对测试信号的反射。特别地，测试信号从一个探头发送到测试电路板迹线，在连接器处反射，然后通过测试电路板迹线返回到所述一个探头中。该反射信号用于计算阻抗值，并显示实时结果。图11中的曲线来源于TEKTR0NIXCSA8000的前面板的屏幕截图。
[0067]表I概括在板和带有调谐体的电连接器上进行的测试的结果，类似于上述针对图11描述的测试。测试10块板，确定各板的最大和最小平均阻抗。表I中的最大平均阻抗和最小平均阻抗是指为各被测试的板确定的平均最大和最小阻抗中的最大和最小值。表2概括了在板和不带调谐体的电连接器上进行的类似测试的结果，不同的是，表2显示测试到的最大和最小阻抗。
表1:带调谐体的差分阻抗
【权利要求】
1.一种插入电连接器的调谐体，包括: 基座底部；以及 多个从所述基座底部延伸的肋；其中 所述多个肋彼此平行或基本平行； 所述多个肋设置成在所述调谐体插入所述电连接器时配合在所述电连接器中的所述电触头之间；以及 所述调谐体包括电介质材料。
2.如权利要求1所述的调谐体，其特征在于所述多个肋布置为设置在电触头行之间。
3.如权利要求1所述的调谐体，其特征在于所述多个肋布置为当插入所述电连接器时沿各行电触头的整个长度延伸。
4.如权利要求1所述的调谐体，其特征在于当插入所述电连接器时，所述多个肋布置为只沿各行电触头的一部分延伸，从而各行电触头的一部分与所述多个肋中的一个都不相邻。
5.如权利要求1所述的调谐 体，其特征在于当插入所述电连接器时，所述多个肋设置为只沿电触头的一行或几行延伸，从而电触头中至少有一行不在所述多个肋中的两个肋之间。
6.如权利要求1所述的调谐体，其特征在于当插入所述电连接器时，所述调谐体的所述基座端部被设置为与一列电触头接触。
7.如权利要求1所述的调谐体，其特征在于还包括锁销，所述锁销设置为与所述电连接器的槽口配合。
8.如权利要求1所述的调谐体，其特征在于所述调谐体包括塑料材料、玻璃增强环氧树脂层压材料、，或玻璃/纤维材料。
9.如权利要求1所述的调谐体，其特征在于所述调谐体包括金属材料。
10.如权利要求1所述的调谐体，其特征在于所述多个肋中的至少一个与所述基座端部成一体，使得所述调谐体是单一连续的元件。
11.如权利要求1所述的调谐体，其特征在于所述多个肋中的至少一个是附连于所述基座端部的单独元件。
12.如权利要求1所述的调谐体，其特征在于所述调谐体的至少一个边缘是倾斜的。
13.—种电连接器组件，所述组件包括: 第一侧壁和第二侧壁； 布置在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间的第一连接器本体； 布置在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间的第二连接器本体，所述第二连接器本体布置成与所述第一连接器本体相隔预定距离； 在所述第一连接器本体和所述第二连接器本体之间延伸的多个电触头；以及 调谐体，所述调谐体包括基座端部和从所述基座端部延伸的多个肋；其中 所述多个肋布置在所述电触头之间。
14.如权利要求13所述的电连接器组件，其特征在于所述多个电触头设置为互相平行或基本平行。
15.如权利要求13所述的电连接器组件，其特征在于焊料沉积在所述多个电触头的每一个的一端。
16.如权利要求13所述的电连接器组件，其特征在于: 所述多个肋包括至少一个外肋；以及 所述至少一个外肋设置为配合在所述电连接器的成行的所述电触头中的一行和所述电连接器的侧壁之间。
17.如权利要求13所述的电连接器组件，其特征在于所述调谐体将所述电触头中的至少一部分的阻抗特征从约100欧姆(差分)转换到约85欧姆(差分)。
18.如权利要求13所述的电连接器组件，其特征在于所述调谐体将所述电触头中的至少一部分的阻抗特征从约50欧 姆(单端)转换到约75欧姆(单端)。
19.如权利要求13所述的电连接器组件，其特征在于所述第二连接器本体包括从其延伸的偏振键。
20.如权利要求19所述的电连接器组件，其特征在于所述调谐体中的所述多个肋中的至少一个设置为与所述偏振键接触。
21.如权利要求19所述的电连接器组件，其特征在于所述偏振键防止所述调谐体以不合适的定向布置在所述电连接器组件中，或以不合适的的方向插入所述电连接器组件。
【文档编号】H01R13/6477GK104011947SQ201280063984
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年12月19日 优先权日:2011年12月21日
【发明者】J·蒙高德 申请人:申泰公司