专利名称：具有模块化结构的高密度阻抗调谐连接器的制作方法
背景技术：
本发明通常涉及用于同信号线缆特别是高速信号线缆以及印刷电路板相连接的连接器，并且更特定地，涉及模块化结构的高密度连接器，其具有可选择的阻抗。
许多电子设备依赖传输线来传输相关设备之间的或者外围设备和计算机电路板之间的信号。这些传输线并入能够进行高速数据传输的信号线缆。
这些信号线缆可以使用沿线缆长度缠在一起的一条或多条双绞线，并且每条这种双绞线由相关的接地屏蔽所包裹。双绞线中的一条线上可能经历+1.0伏特的信号，而双绞线的另一条线上可能经历-1.0伏特的信号，并且因此这些线被称为“差分”双绞线，它是指差分的术语，即指其托架相反并且对称的信号。该双绞线结构最小化了或者减小了任何由其他电子设备所感应出来的电场，并且由此消除了电磁干扰。
为了维持从传输线或者线缆到相关电子设备电路的电气性能的完整性，所需的是获得在传输线内基本恒定的阻抗，并且避免传输线中阻抗的巨大的不连续性。控制连接器配合面处的传输线连接器阻抗的困难是公知的，这是因为传统的连接器阻抗典型地在通过连接器和跨越两个配合连接器元件的接口时改变，特别是在具有高密度的连接器时。尽管相对容易的是借助于维持信号导体和接地屏蔽的特定几何形状和物理配置来维持沿诸如线缆的电气传输线的所需阻抗，但是通常在线缆配合到连接器的区域遇到阻抗的变化。如果该阻抗变化很大，则它影响沿传输线传输的信号的完整性。因此所需的是维持整个连接器接口的所需阻抗，包括其到线缆和电路板的连接。
如在2001年8月28日发布的美国专利No.6,280,209中所示出的，已知在将接地端子和一对相关联地差分信号端子配置为三角形的方位用以形成端子的三联布置时，可以选择或者“调节”连接器系统的阻抗。然而，该结构没有针对如何增加该连接器中的端子的密度的问题。
因此本发明涉及用于提供线缆和连接器之间的改善的、高密度的连接的终止结构，该终止结构在终止区域中提供了高水平的性能并且其维持了通过线缆和设备连接器之间配合面的线缆的电气特性。
发明简述因此，本发明的通常的目的在于提供一种用于高速数据传输连接的改善的、高密度的连接器，其中最小化了通过连接器的阻抗的不连续性以便更好的尝试匹配传输线的阻抗。
本发明的另一个目的在于提供一种用于实现电路板和终止于传输线的相对连接器之间的高性能连接的改善的连接器，其中传输线包括多对差分信号线，每线对具有相关的接地，该连接器具有信号端子和与其相关接地端子，其配置成三个端子组的三角形样式用以形成三联体或者三合一体，以便在该连接器与相对连接器相配合时减少阻抗的不连续性的发生，并且进一步通过倒转相邻三角形的信号端子和接地端子的相关的组，在维持通过连接器的所需的预先选定的阻抗的同时向连接器提供了高密度的特性。
本发明的另一个目的还在于提供一种用于高密度应用的连接器，其中该连接器具有多个端子三合一体，该端子三合一体是相互隔离开来的两个信号端子和一个接地端子的三角形配置，以便增强三个端子之间的耦合，接地端子位于每个三角形配置的顶点，该连接器具有至少两个这样的三合一体，其中一个三合一体相对于另一个三合一体是倒转的，连接器端子被支撑在形成壳体模块的多个绝缘连接器壳体分段内，该绝缘连接器壳体分段形成可以容易地以沿连接器配合面的横向样式倒转的壳体模块。
本发明的另一目的在于提供一种具有由电介质材料形成的壳体的高密度连接器，该壳体具有多个设置于其内部的空腔，每个所述空腔包括导电端子，该壳体空腔安置在连接器中的三角形组中，并且每个所述三角形组包括一对信号端子和一个接地端子，相邻的三角形组相对于彼此互相倒转，该壳体由多个独立的壳体块形成，每个壳体块具有与其集成在一起的端子三联体，该壳体块是相互可接合的以使得壳体块易于相对于彼此被倒转，并且从而它们可用于形成具有预先选定宽度的连接器壳体。
是本发明的进一步的目的在于提供一种使用前述壳体块的连接器，其中每一个壳体块优选地由电介质材料和绝缘材料形成，并且其中至少两个壳体块具有不同的介电常数，或者具有将壳体块部分相互隔开的空气间隙。
是本发明的另一个目的还在于提供一种用于将多通道传输线连接到电子设备的具有可控阻抗的改善的高密度连接器，该连接器包括电气绝缘壳体、多个由壳体支撑的导电端子，该端子包括至少两个由三个分立端子组成的组，每个组限定了分立的信号传输线，并且每个端子组包括两个差分信号端子和一个相关的接地端子，每个组的三个端子设置于壳体内假想的三角形的角上并且每个端子组的假想的三角形在连接器壳体内相对于彼此是倒转的并且横向上相互隔开，每个端子组进一步被支撑在由绝缘材料形成的壳体模块内，该模块可接合到一起用以形成复合连接器壳体，其中每个模块由空气间隙相互隔开。
由于其结构上的优点本发明实现了这些目标。在本发明的主要方面，提供了一咱具有绝缘壳体的连接器，该绝缘壳体支撑具有独特的三联体图形的三个导电端子组，其中两个端子承载差分信号，而剩下的端子是用作接地平面或者回归至差分信号端子对的接地端子。该连接器支撑处于倒转样式(沿连接器配合面横向)的多个端子三联体，使得在连接器壳体中限定了两行端子，第一三联体的信号端子安置在连接器中的第一行而该第一三联体的接地端子安置在该连接器中的另一行，同时相邻的三联体的信号端子安置在该连接器中的该另一行而该相邻的三联体的接地端子安置在该连接器中的该第一行。这样，所有端子三联体的信号端子和接地端子都沿连接器配合面以倒转的样式配置。
这些端子在连接器中的三个一组的配置允许更加有效地控制从连接器与线缆或电路板的接合点，或者从连接器与反向相对连接器配合处的整个连接器的阻抗。
在这种方式中，第一连接器的每个所述三联体包括一对具有以并排次序对准在一起的接触部分的信号端子，并且其相互之间隔开预先限定的距离。接地端子与在第二行中的两个信号端子隔开。可以选择接地端子的宽度和它们离开每个所述三联体的信号端子的距离，使得该三个端子可以具有所需的电气特性，诸如电容等等，这些电气特性将影响连接器的阻抗。通过这种阻抗调节结构，在不改变端子配合位置的前提下提供了减小出现在连接器中的阻抗不连续性的更多机会。因此，可以将本发明的特征适当地描述为提供用于每个差分信号线对的“可调谐”的端子配置，和建立在线缆或其他电路基础上的相关的接地线配置。
在本发明的另一主要方面中，在连接器壳体中以倒转的样式通过多个“块”或“模块”提供这些可调谐的三联体，其每个包括配置为前述三角形配置的三个端子的组。这样，类似于沿连接器横方以交替样式的信号端子情况，相邻的端子三联体的接地端子位于连接器中不同的端子行。可以在连接器中利用多个端子块，并且可以使诸如电源端子和参考端子的其他连接器端子位于连接器中的其自身模块中或者端子块之间。
通过考虑下文的详细描述，将清楚地理解本发明地这些和其他目的、特征和优点。
附图简述在下面详细描述的过程中，将要参考附图，其中相似的参考数字表示相似的部分，附图中
图1是根据本发明的原理构建的用于安装在支撑电路板上的插口连接器或者插座连接器的透视图；图2是图1的连接器的透视图，但是说明的是该连接器的后端；图3是图1的连接器的正视图；图4是与图1的插座连接器相配合的插头连接器的正视图；图5是图1的连接器的分解图；图6是图1的连接器端面的示意图，示出了由其支撑的多个相关端子组的空间和倒转配置；图7是根据本发明的原理构建的连接器的另一实施例的透视图，其仅具有两个相关的信号-接地端子组并且利用低压力螺旋式端子，而不是平叶片端子；图8是图7的连接器的后视图；图9是图7的连接器的从后面观察的透视图，为清楚起见去掉了壳；图10是图7的连接器的从后面观察的透视图，但是其上安装了外壳；图11是图7的连接器中使用的端子组的透视图，说明了端子在其相关端子组内相对其他端子的相对位置和方向；图12是根据本发明的原理构建的另一插座式连接器的透视图，并且在连接器的壳体中并入了凹陷用以提供每个相关的端子组的端子之间的电介质间隙；
图13是另一插座式连接器的示意图，其简要地说明了相关端子组之间的空气间隙或者电介质间隙的另一种使用；图14是根据本发明的原理构建的另一插座式连接器的简图，并且说明了端子的配置，其中每一相关端子组预先形成在电介质中作为插入体，该插入体可以插入到连接器壳体中；图15是说明了在整个高速线缆连接中经历的典型的阻抗不连续性的曲线图，并且该图还说明了使用本发明的连接器时所经历的不连续性的减小；图16是通孔式的端子组的简要的透视图，说明了尾部部分和其互连部分是如何不需要在同一平面上的；图17是利用本发明的倒转的三合一体结构的自动式连接器的简图；图18是根据本发明的原理构建的单独的壳体块的正视简图，该壳体块包括用于差分信号传输的端子三联体；图19是根据图18的壳体块的、其中集成有端子组的壳体块的透视图；图20是模块化连接器的剖面图，该模块化连接器由两个图18的壳体块组装并且一起保持在外部托架部件或壳之中，并且壳体块是倒转的使得保持在其中的端子组被倒转；图21是图20的模块化连接器的前端示图；图22是模块化连接器的前端简图，该模块化连接器由两个图18的壳体块组装，一起保持在托架部件之中，但是以“直接”的样式接合在一起；和图23是本发明的插头式壳体块的透视图。
优选实施例详述本发明涉及一种改善的连接器，其适特别用于增强高速线缆的性能，特别适用于输入-输出(“I/O”)应用，也适用于其它类型的应用。更具体地，本发明试图在单独使用时或者同相对连接器组合使用时，施加机械均匀性和电气均匀性的措施来提高其性能。
许多与电子设备相关的外围设备，诸如摄像机或者便携式摄像机，以不同的频率传送数字信号。诸如其CPU部分的与计算机相关的其他设备高速工作用于数据传输。高速线缆用于将这些设备连接到CPU或者用于将该设备同两个或者多个CPU连接在一起。用于高速数据传输应用的线缆典型地包括作为双绞线或者独立线对的差分信号线对。
优化高速数据传输中的一个考虑因素是信号劣化，该信号劣化涉及到串扰和信号反射，并且另一个考虑因素是阻抗。通过屏蔽和使用差分信号线对，线缆中的串扰和信号反射可以在线缆中容易地得到充分的控制，但是由于在连接器中使用的多种和相异的材料的作用，将更加难于在连接器中控制这些方面。连接器的物理尺寸同样限制了可能修改连接器和端子的结构用以获得特别的电气性能的程度。
传输路径中的阻抗失配可以引起信号反射，该信号反射常常导致信号损耗、信号抵消等。因此，所需的是试图保持信号路径上的阻抗一致，用以维持传输信号的完整性。控制传输线缆的阻抗不是复杂的。然而，线缆终止处的连接器的阻抗以及安装在线缆连接处设备电路板上的连接器的阻抗通常在涉及阻抗的范围内不是控制得好的。从线缆的阻抗开始，阻抗可能变化很大。这两个元件之间的阻抗失配可能导致传输错误、限制带宽等等。
图15说明了通过传统的用于信号线缆的插头和插座连接器组件时出现的阻抗不连续性。通过信号线缆的阻抗接近恒定值或者基线值，如图15中51处右侧所示。该离开基线的偏差由50处的粗实线示出。该线缆阻抗基本上与图11的左侧和“PCB终止”轴的左侧所示52处的电路板的阻抗相匹配。竖轴“M”表示插口或者插座连接器和印刷电路板之间的终止点，同时竖轴“N”表示在两个配合插头和插口连接器之间出现的接口，并且竖轴“P”表示插头连接器到线缆处终止的点。
图15的曲线50表示典型的由传统连接器得到的阻抗“变化”或者“不连续性”，并且该曲线50指出了所出现的三个峰和谷，每个所述峰或谷具有各自的离开所示基线的距离(或值)H1、H2和H3。以欧姆为单位测量这些距离，与横“距离”轴相交的竖轴的基线具有零(0)欧姆的值。在这些传统的连接器组件中，由H1表示的高阻抗将典型地上升到约150欧姆，同时由H2表示的低阻抗将典型地下降到约60欧姆。H1和H2之间约90欧姆的宽的不连续性影响了连接器关于印刷电路板和线缆的电气性能。
本发明涉及特别适用于I/O(“输入-输出”)应用的、具有改善的结构的高密度连接器，其允许设置连接器的阻抗并且由此减小了前述的不连续性。事实上，可以通过本发明的连接器的设计来“调谐”它，用以改善连接器的电气性能。
图1是根据本发明的原理构建的插座或插口连接器100的透视图。看到连接器100包括由电介质材料(典型地为塑料)形成的绝缘连接器壳体112。在示出的实施例中，连接器壳体112具有两个叶状件或臂部分114a、114b，这两个部分114a、114b由后主体部分116延伸出并且形成了连接器的插座或者插口的一部分。正如所示出的，这些壳体叶状件部分支撑多个导电端子119。下叶状件部分114a可以包括一系列凹槽或者槽118，该凹槽或者槽118设置在下叶状件部分114a中并且适于在其中接收导电端子119中所选定的那些。上叶状件部分114b同样地包括相似的凹槽120，其相应地接收连接器110的剩余端子119。
为了提供对于连接器壳体112和其相关的端子119的整体屏蔽，连接器可以包括由金属片形成的第一壳或罩123，其具有包围主体部分116的上和下叶状件部分114a、114b的主体部分124。该第一罩123也可以优选地包括用于安装到印刷电路板102表面的引脚部分125，并且该引脚部分125提供到电路板上接地的连接，虽然尽管表面安装应用是优选的，但是悬垂引脚部分(未示出)可以形成有外罩，用于连接器100的通孔安装。还包括第二罩126，其在连接器壳体112的后部部分附近包围连接器壳体112的一部分，并且其向前延伸出用以包围第一罩123的主体部分124。第二罩126还可以利用安装引脚127和利用后折片，该折片向下折叠在连接器壳体112的后部，并且由向后弯曲盖在后盖在其上的片129固定在位。图4说明了与图1的插口/插座连接器100配合的插头连接器160。
如先前提到的，本发明的一个目标是提供一种连接器，其具有相比于典型地在多电路连接器中所发现的更加接近地相似于系统(诸如线缆)阻抗的阻抗。本发明通过将在此处论及的作为配置成分立的相应组的多个相关端子的配置来实现这一目标，每个组在此处称为“三联体”或者称为“三合一体”，在最简单的意义上就是三个分立的端子的配置。在图6中示意性地说明了该三合一体或者三联体的示例，其中所示出的每个分立组的端子由假想的虚线互连在一起，并且该端子配置在每个所述假想的三角形的各个顶点上。
每个所述三联体涉及两个信号端子，诸如图1、3和6中说明的两个端子140、141，以及单一的接地端子150，该接地端子150被配置为与保持在插头部分162中的插头连接器160的对应端子161相配合，并且该接地端子150终止在线缆的差分对线的线(未示出)，该线缆托架强度相同但却互补的信号，即+1.0伏特和-1.0伏特。该差分对通常包括接地参考。在图6中示意性地示出了连接器100中相关端子组的配置。两个信号端子在水平方向上相互隔开，同时接地端子在垂直方向上与两个信号端子隔开以便增强每个三合一体的三个端子之间的电气耦合。正如可以从图6中看到的(通常在其165处示出)，每个端子组具有配置成三角形图形的两个其差分信号端子和其接地参考端子，其中每个端子可以在某一方面被认作限定了假想的三角形地一个顶点。
包括每个相关组的端子在图6中由虚线165互连用以形成前述的假想的三角形，并且可以进一步的看到，图6说明了沿连接器的横向(即沿方向W)但是以倒转的样式配置的六个分立的端子组。该六个端子组包括下列分立的端子140、141和150；142、143和151；144、145和152；146、147和153；148、149和154；以及240、241和250。每个所述端子组包括一对差分信号端子(意味着通过端子的尾部180，该端子连接到电路板上的差分信号迹线)和单一的接地参考端子。
将图5用作示例，优选地，所有端子的每一个都包括平叶片部分181，该平叶片部分181用于与插头连接器160的相对端子161滑动接触或者配合。如图1和5所示，每个三合一体的接地端子150、151优选地比三合一体的任何单独的一个相关信号端子140、141宽，并且它的宽度可能超过两个信号端子的组合宽度。端子180同样优选地包括主体部分182，该主体部分182将接触叶片和尾部部分181、180互连在一起。通过该设计，端子119可以容易地冲压并形成。端子119接收在插座连接器壳体部分112的下叶状件114a的对应槽118内，并且接触叶片部分181的自由端可以保持在形成于槽118的末端的开口中。
在图4的插头连接器中，该插头连接器优选地具有实心插头主体部分185和安置在插头主体部分185的相对表面上的端子。如果需要，则插头主体部分185可以包括键槽，该键槽适于接收图1的插座连接器的正向键188。正如所说明的，该键和键槽可以内插在至少一对分立的端子三联体组之间。
先将针对单一的相关端子组，即在图6的左侧示出的并且包括信号端子140、141(示为S1和S2)和接地端子150(G12)的端子组，讨论“三合一体”方面的优势。在某种意义上可以认为，两个信号端子140和141关于接地端子150配置为三角形的样式。在另一意义上，由于信号端子的一部分可能延伸出接地端子150的侧边缘外部的点，所以也可以认为它们“位于接地端子两侧”。这三个相关端子的三角形关系可能变化或者可能包括等边三角形关系、等腰三角形关系、不等边三角形关系等，仅有的限制是连接器100的所需宽度W。
端子119的接触叶片部分以悬臂的方式延伸出其各自的主体部分并且因此位于相对于中间主体部分的不同平面中。两行(顶和底或者上和下)中的端子的接触叶片部分相互隔开并且同样位于彼此分不同的平面上。优选地，每行的接触叶片部分相互平行，但是应当理解由于制造容差和其他的制造因素，这两组接触叶片部分可能不相互平行。
为了增加连接器100中的端子的密度，相关的相邻端子组彼此相互倒转。图6所示的插头连接器中非常详细地示出了这一点，其中可以看到，交替的相关端子组的接地端子，即端子150(G12)、152(G56)、153(G78)和250(G1112)连同居间的相关端子组的信号端子，即端子142、143(S3和S4)，和148、149(S9和S10)，沿连接器壳体112的一个(上)叶状件部分114b安放或者支撑在该叶状件部分114b上。以相似的方式，但以相反的样式，交替的相关端子组的信号端子，即140、141(S1和S2)，144、145(S5和S6)，146、147(S7和S8)和240、241(S11和S12)以及居间的相关端子组的接地端子，即151(G34)和154(G910)，沿另一个或者下叶状件部分114a安放或者支撑在该叶状件部分114a上。其他的端子，诸如电源输入和输出端子170和保留用于其他用途的端子171，可以位于上叶状件部分或下叶状件部分，如图6所说明的，图6可以认为是图4所示的插头连接器和图1所示的插座连接器的示意性框图。键部件173也可以形成在一个叶状件部分上，用以提供用于键合相对插头连接器160的手段。
通过这种结构，连接器的每对差分信号端子和其相关的电路板电路具有独立的与其相关的接地端子，这些接地端子延伸通过连接器，由此在电气性能方面更加接近地相似于互连线缆。在插头连接器160中维持同样的倒转的、三角形的关系，并且这一方面连同插座连接器100的结构保证了线缆的信号线在整个线缆长度内以同样的方式、在经过插头和插座接口时以基本相同的方式“看到”位于电路板上的接地。
与每对差分信号端子相关的、分立的接地端子的存在重要地赋予了作为一组的三个相关端子之间的电容性的、共模的耦合。该耦合将用于减小连接器的特定区域中的阻抗，并且用于减小通过整个线缆至电路板接口的总阻抗变化。同样地，本发明获得了更加接近地相似于图15阻抗曲线的直线基线50的阻抗曲线。端子上的尺寸和其间距在实际中可以改变用以“调谐”连接器的阻抗。在图15中解释了该可调谐能力的作用，其中通过线缆到电路板连接器组件处出现了总阻抗不连续性的减小。通过图15的虚线60示出了预期出现在本发明的连接器中的阻抗的不连续性。图15的实线表示在连接器系统中经历的典型的阻抗不连续性，并且通过比较虚线和实线，明显地减小了该不连续性的峰和谷的幅度H11、H22和H33。确信本发明明显地减小在传统连接器组件中经历的总的不连续性。在一个应用中，确信不连续性的最高水平是约135欧姆(H11处)，而不连续性的最低水平是约85欧姆(H22处)。本发明的连接器的目标基线阻抗将典型地从约28欧姆变化到约150欧姆，但是将优选地在约100到约110欧姆之间的范围中，其容差约为+/-5到+/-25欧姆。因此预期本发明的连接器将具有约50欧姆或者更少的总的不连续性(H11和H22之间的差)，这将导致从上述约90欧姆的传统的不连续性下降几乎50％。确信该优点源于出现在两个差分信号端子和其相关的接地端子之间的电容性耦合。然而。然而，应当理解，一方面该电容性耦合影响端子和支撑该端子的连接器的最终特性阻抗。
在图1-6的实施例中，接地端子接触叶片部分的宽度优选地大于对应的信号端子的接触叶片部分的宽度。在某些情况中，接地端子部分可能盖在至少一个其相关信号端子的一部分的上面或与之重叠，并且在其他的情况中，接地端子可能位于从信号端子侧边缘向上延伸的假想的线之间或者该假想的线附近。在由于其增加的宽度使接地端子大于其对应的信号端子的情况中，接地端子具有比信号端子更大的表面面积并且因此增大了耦合。
图7说明了连接器的另一实施例300，该连接器结合了本发明的原理并且利用了具有管脚型接触部分作为相对图1-6的平接触叶片部分的端子。在该连接器300中，利用了螺旋式端子302并且每个该端子302安放在电介质连接器壳体306的独立的相关空腔304中。正如所说明的，空腔304和其相关的端子302设置在连接器壳体中的两行中。在1988年4月26日发布的美国专利No.4,740,180中一般性地描述了该类型端子的接触部分的基础结构。如图11所示，该样式连接器300中的每个端子302具有该螺旋式的接触部分315，该接触部分315从主体部分316中延伸出，该主体部分316用于在其相关的连接器壳体空腔304内将端子302保持在位，并且所示的尾部部分318可用于将连接器300安装到电路板320的表面。端子302的尾部部分318通过互连部分319连接到接触部分和主体部分。尽管接触部分315的平面是不同的(但优选地平行)，但是互连部分319和尾部部分318的平面优选地是公共的。
这些类型的端子的所有尾部部分318均为表面安装尾部，并且因此位于与安装有连接器的电路板(未示出)的顶部表面相一致的单一的、公共的平面上。然而，如图11(幻图中)和图16中所说明的，该端子可以利用通孔安装尾部。在这种情况中，端子的尾部和主体部分将不位于公共的平面上，相反，接地端子和信号端子可能位于不同的平面中(图11和16中示出了垂直平面)并且相互隔开间距“D”。在此配置中，尾部318作为互连主体部分319的一部分出现并且接地端子尾部与信号端子尾部隔开。
连接器300可以包括一对罩、内罩308和外罩310，用以提供对整个连接器结构的屏蔽。如图9所示，内罩308可以在连接器壳体306一部分上延伸，而外罩310可以基本上以本领域公知的方式在基本上整个连接器壳体306上延伸。在本实施例中，连接器300不包括辅助端子，诸如可以在图1-6的连接器中利用的电源输入和输出端子或者状态检测端子。
在本实施例中，使用了两个接地端子320、321，并且每个接地端子分别与一对差分信号端子325、326和327、328相关。每个相关组的信号端子和接地端子以所需三角形的样式配置并且该组相互倒转，意味着如果认为连接器具有两个分立的端子行，则一组的接地端子320位于一个端子行中，同时另一差分端子组中的接地端子位于另一端子行中。相似地，倒转每个差分端子组的信号端子。此类型的应用在多信号通道应用上是有用的，其中每个差分端子组用于传送来自不同并且分立的通道的数据。
图12说明了根据本发明的原理构建的连接器的另一实施例400。在本实施例中，说明了以倒转的三角形样式的两个差分端子组402、404，但是组成每个差分组的三个端子由形成于连接器壳体408前面的凹陷或者空腔406隔开。该空腔具有小于连接器壳体深度的深度，并且其深度优选地在约0.5mm到约10mm之间的范围中。该深度在连接器壳体的配合面处提供了中空的空气间隙或者空气“池”，并且用于通过修改三联体中每个端子所具有的对其他端子的亲和力来提供电气绝缘的措施。由于将空气用作电介质，所以凹陷406用于将三个端子在某种程度上“联系”在一起。正如所说明的，优选的是，该凹陷位于假想的将三联体的三个端子连接在一起的三角形的边界中。
图13示意性地说明了，如何在连接器壳体422中形成凹陷或者空腔420，以使差分端子组相互绝缘。该情况中的凹陷420可以相比图12所示的凹陷更加深地突出进入连接器壳体中，并且如果需要，可以整体地延伸通过连接器壳体。在该类型的结构中，空腔420提供了具有空气的深的空气通道，其中该空气具有与连接器壳体材料不同的介电常数，并且因此将用于使端子三联体相互绝缘。
图14仍说明了另一实施例500，其中通过在电介质支撑体506上插入或者另外模塑三个相关端子510(包括两个信号端子S和一个接地参考端子G)的组来形成端子组“插入体”，电介质支撑体506可以具有通常的如图14所示的三角形配置用以形成可以插入到对应的空腔中的分立的插入体或模块。每个所述相关的组的端子通过支撑体506维持在其三角形的方位中，使得两个信号端子相互隔开并且接地端子与信号端子隔开。然后这些插入体或者模块插入到连接器壳体中的形状互补的空腔505中。在这种方式中，不同的电介质材料出现在每个相关端子组的端子中，也出现在相邻的端子组之间，其也是倒转的。模塑支撑体506的介电常数将与连接器壳体502的介电常数不同，用以提供端子三联体之间的另一电气绝缘的手段，并且至少在每个三联体的端子之间的耦合方面增强了电气亲和力。在端子组的支撑材料具有的介电常数高于周围的连接器壳体的介电常数的情况中，将增加三联体中端子之间的耦合，由此驱动三联体的阻抗下降。相反地，在端子组的支撑材料具有的介电常数低于周围的连接器壳体的介电常数的情况中，将降低三联体中端子之间的耦合，由此驱动三联体的阻抗上升。因此，可以在所有部分中和独立的三联体组(或信号通道)中调谐连接器的阻抗。
图17说明了管脚型自动连接器600中的本发明的倒转结构的实现方案。该连接器600具有绝缘壳体601，该壳体601具有多个在其中形成的空腔602。每个所述空腔602优选地包括设置于其内的导电端子，尽管在某些应用中，某些空腔可以是空的或者“盲的”。如图中所示，示出了两个信号通道，每个通道包括端子三联体603、604，其具有与单一的接地端子GRA和GRB相关的两个信号端子A+、A-和B+、B-。在该类型的应用中，端子三联体或者三合一体可以由电源“接地”型端子隔开，即电压输入和电压回归，+Vcc和-Vcc。该端子一直延伸通过壳体601的后部，在此处它们可以终止到束线的对应线或者终止到电路板。相对连接器将利用以相同方式配置的突出的端子与连接器600相配合。
图18-23说明了本发明的另一实施例，其中连接器壳体具有模块化结构。如图18中简要示出的，提供了连接器“块”或者“模块”700，其具有采用方块形状的绝缘(优选电介质)主体部分701，该方块具有顶表面702、底表面703、左侧表面704和右侧表面705。三个导电端子710-712配置在主体部分701中，并且优选地通过适当的工艺，诸如夹物模压或者包覆成型，模塑在主体部分701中的适当位置。这些端子710-712配置为两行，如图18和19所示，两个差分信号端子710、711(在图18中标为S)以隔开距离D1的样式形成两行中的一行。相关的接地端子712(在图18中标为G)形成两行中的第二行并且与信号端子S所在的第一行相隔距离D2。如图18中的点线所示，三个端子710-712配置为三角形配置，端子配置在假想的三角形的顶点。优选地，该端子通过壳体块维持在该壳体块前表面和后表面715、716之间的该三角形配置中，并且在从该块的前表面或者后表面715、716观察该块时，该图形是容易地看到的。端子710-712延伸通过该块并且具有向前的接触部分720和后面的尾部部分721，尾部部分721在图19中示出为通孔尾部部分，但是应当理解，可以使用其他的尾部部分，诸如图9中的类型的表面安装尾部318。该样式连接器中使用的端子可以是所示的管脚式端子，或者是图7中所示的低压力螺旋式端子，或者其可以是如图1和3所示的平叶片部分140、141和150。
重要的是，壳体块700优选地形成有接合装置706，其沿该壳体块700左侧和右侧704、705设置。在图18-21的实施例中，这些接合装置706采用从壳体块700侧壁704、705向外延伸的突起707和使突起707相互隔开的凹口708的形式。这些凹口708或者凹陷接收另一壳体块的突起，如图20和21中所示，使得可以容易地组装所需长度LC的的连接器。为了使连接器块700保持在位，如图20中所说明的，提供了托架部件或者外部壳体730。因此本发明的连接器具有模块化的本质。该托架部件730还优选地具有以凹口732和突起733的形式的接合装置731，该凹口732和突起733在形状上是互补的，并且与壳体块700的接合装置706隔开。优选地，该突起采用楔形部件形式，其提供了不单独依赖于摩擦干涉的接合。尽管该接合装置在图中被示出为榫眼和榫式接合装置，但是应当理解，可以使用其他的样式。
在壳体块700上形成的接合装置706可以配置成即使得它们在倒转时互补，从而它们容易地连结到相邻的壳体块中。在图20-21清楚地示出了这一点。在那些图中，可以看到，倒转一个壳体块并且使其连结到相邻的壳体块。在这种方式中，两个壳体块形成两个端子行，并且倒转该端子使得相邻块的信号端子倒转，即第一端子三联体的两个差分信号端子S1设置在所说明的第一行或上面的行，同时第二端子三联体(和壳体块)的两个差分信号端子S2设置在连接器700的第二行或下面的行。相似地，两个分立的端子组的接地端子G1、G2位于不同的行中。在图20和21中示出的配置中，端子三联体以倒转的样式配置，而在图22中，以非倒转的样式示出了它们，其中每组的信号端子S1、S2设置在第一(上)行，而接地端子G1、G2配置在第二(下)行。
突起707的尺寸还可以定得比它们的相对凹陷708稍小以便限定空气间隙735，如图20-22所示。所示出的该空气间隙735水平配置在连接器组件中，并且应当理解，壳体块的突起可以在不同的方向上减小尺寸以便产生垂直的空气间隙736，如图22中由虚线所说明的。相似地，可以修改块的结构使得空气间隙735如图20所示是水平的。尽管可以认为，由于其三角形配置，端子组在某种意义上是电气绝缘的，但是每个三联体的差分信号端子将呈现出关于彼此和关于其相关端子的电气亲和力，由于空气具有与壳体材料不同的介电常数，因此空气间隙将提供相邻端子组之间的额外电气绝缘。相似地，壳体块可以由具有不同介电常数的材料形成，使得具有低介电常数的一个壳体块由两个具有较高介电常数的壳体块立于该块的两侧。这将影响每个三联体中的端子之间的耦合，也影响相邻三联体之间的交叉耦合。
图23说明了连接器壳体块800的另一实施例，说明了本发明的块如何用于形成插头和插座式连接器。连接器模块800具有绝缘主体801，其具有从壳体模块800前表面延伸出的突出插头或者接触叶片部分802。两个信号端子的平接触部分803和相关的接地端子804配置在插头部分802的相对表面或者侧面上，用于与配合连接器的相对端子相配合。插头部分802可以由壳体模块材料形成，优选地由电介质材料形成，或者其可以是分立的部分，包括由壳体保持的电路板，用以提供延伸的插头部分。壳体模块800的主体提供有以突起808和凹陷806的形式的接合装置。如前面描述的壳体模块中，在倒转时该突起以图20和21的方式相交错用以互相接合。本实施例中的端子的尾部805是表面安装尾部并且这样它们弯曲到端子接触部分所位于的平面外。为了正确地确定端子的方向用于组装倒转的连接器，有必要的是，使不同壳体模块端子的尾部弯曲并且形成在相反的方向。换言之，在图23中说明了向下弯曲的尾部部分805，并且为了提供倒转的结构，每个相邻的连接器壳体中的端子尾部部分应在相反的方向弯曲，即向上弯曲。
应当理解，可以使用连接器壳体模块的其他配置，即使未示出它们。例如，插座连接器壳体块可能具有在其前表面形成的支撑该端子的槽或插座，并且如图23中所示，该插座可以具有短于壳体模块宽度WHM并且相似于插头部分802宽度WPP的宽度，使得在任何组装的连接器中，插头和插座部分可以沿组装的连接器的配合面是不连续的。
权利要求
1.一种高密度电气连接器，包括保持多个导电端子的壳体，该端子具有用于与配合连接器的相对端子的相对接触部分相配合的接触部分，所述端子包括至少第一和第二分立的端子组，每个分立的端子组包括一对差分信号端子和相关的接地端子，所述壳体由至少第一和第二相互接合的分段形成，第一所述分段支撑所述第一分立端子组，并且所述第二所述分段支撑所述第二分立端子组；和两个分立端子组设置在所述壳体上的至少两行中，该两行中的一行包括来自所述第一分立端子组的一对差分信号端子和来自所述第二分立端子组的接地端子，所述两行的另一行包括来自所述第二分立端子组的一对差分信号端子和来自所述第一分立端子组的接地端子，所述第一和第二分立端子组在所述壳体内相对于彼此是倒转的。
2.权利要求1的高密度连接器，其中每个所述壳体第一和第二相互接合分段包括形状互补的突起和凹陷。
3.权利要求1的高密度连接器，其中所述壳体第一和第二相互接合分段的形状互补的突起和凹陷设置在所述分段的相对侧。
4.权利要求3的高密度连接器，其中每一个所述壳体第一和第二相互接合分段中的形状互补的突起和凹陷是楔形的。
5.权利要求1的高密度连接器，其中所述端子包括从所述壳体分段的第一表面延伸的接触部分和从所述壳体分段的第二表面延伸的尾部部分。
6.权利要求5的高密度连接器，其中所述第一和第二表面设置在所述壳体分段的相对侧。
7.权利要求1的高密度连接器，进一步包括接合所述壳体分段并将其保持在一起作为一个单元的外部托架部件。
8.权利要求7的高密度连接器，其中所述托架部件包括在其内部接收所述壳体分段的内部空腔。
9.权利要求5的高密度连接器，其中对于每个所述壳体分段，所述信号端子接触部分在水平方向上相互隔开，并且所述接地端子接触部分与所述信号端子接触部分在垂直方向上隔开。
10.权利要求9的高密度连接器，其中每个所述壳体分段包括从所述第一表面延伸出的绝缘接触叶片部分，并且所述信号端子和接地端子接触部分设置在所述插头部分的相对侧。
11.权利要求2的高密度连接器，其中每个所述壳体的第一和第二相互接合分段的形状互补的突起和凹陷包括榫眼和榫部件。
12.权利要求1的高密度连接器，其中所述端子在每个所述壳体分段中配置为三角形图形，使得所述两个差分信号端子和所述相关的接地端子配置在假想的三角形的顶点并且维持通过所述壳体分段的三角形图形。
13.权利要求5的高密度连接器，其中所述端子接触部分在所述壳体分段的第一表面上配置为三角形图形，由此在从所述壳体分段的所述第一表面观察时，所述两个差分信号端子和所述相关的接地端子的所述接触部分配置在假想的三角形的顶点。
14.权利要求13的高密度连接器，其中所述端子尾部部分在所述壳体分段第二表面上配置为三角形图形，由此在从所述壳体分段的第二表面观察时，所述两个差分信号端子和所述相关的接地端子的所述尾部部分配置在假想的三角形的顶点。
15.权利要求2的高密度连接器，其中所述突起和凹陷的尺寸设置为使得在与所述相互接合壳体分段的一部分相邻的部分之间留下空气间隙。
16.权利要求15的高密度连接器，其中空气间隙在水平方向延伸。
17.权利要求15的高密度连接器，其中空气间隙在垂直方向延伸。
全文摘要
一种用于将线缆连接器配合到电路板的终止结构包括多个相关的端子组，每个端子组包括一对差分信号端子和接地参考端子。每个相关的端子组在通过连接器处配置为三角形的图形，用以减小通过该连接器的阻抗，并且这些组固定在可相互接合在一起形成连接器壳体的模块或者块中。壳体模块允许相邻的相关端子组容易地倒转，使得交替的相关端子组的接地参考端子与居间端子组的信号端子一起位于连接器的一行中，同时居间端子组的接地参考端子与交替的相关端子组的信号端子一起位于连接器的第二行中。
文档编号H01R12/16GK1656652SQ03811474
公开日2005年8月17日 申请日期2003年6月23日 优先权日2002年6月21日
发明者伽林·F·弗罗姆, 杰伊·H·内尔 申请人:莫莱克斯公司