低串扰和阻抗受控的电连接器制造技术

披露一种电连接器和一种电缆组，其中导体单元和介质单元安排成复合工字梁形状结构，其中导体单元放在两个平行的介质和接地平面之间垂直方向的位置。我们发现，低串扰和受控阻抗来源于利用这种形状结构。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
低串扰和阻抗受控的电连接器和电缆组本专利技术专利申请为申请号96194767.5，申请日1996年6月11日，专利技术名称“低串扰和阻抗受控的电连接器和电缆组”的分案申请。
本专利技术涉及电连接器，更具体地，本专利技术涉及含控制电串扰和阻抗装置的电连接器。
技术介绍
在现有技术的电连接器中，随着互连密度的加大以及接点间隔接近于0.025英寸或0.5mm，极其靠近的接点增大了接点之间强的电串扰耦合的可能性。此外，保持对接点之间电特性阻抗控制的设计变得越来越困难。在大多数互连中，成对的插头/插座接点被带空气隙的结构塑料包围，造成了接触片的机械间隙。如在Fedder的美国专利No.5,046,960中所披露的，可利用这些空气隙对成对接点的特性阻抗给以一些控制。然而，在此之前，没有利用这些空气隙以及塑料结构来控制阻抗和串扰，更重要的是，没有去控制串扰。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术的问题。在本专利技术的连接器中有第一构件和第二构件，其中每一构件包括金属接触单元和介质基座。每一构件上的金属接触单元从介质基座的垂直方向伸出。两个金属接触单元连接在一起形成一般称之为“工字梁”形状结构。在工字梁结构下的构想是，使用成对接点边缘顶部和底部上经过结构介质到接地的强介质负载以及成对接点两侧上经过空气的较轻负载。保持受控的阻抗以及最大限度减小相邻接点之间耦合(和串扰)，通过这种方式使以上这两种不同的介质负载保持平衡。这样一来，在保持受控的阻抗以及较低的上升时间串扰积为百分之一纳秒的同时，全部互连线路能够用于传输信号。对于现有的0.05至0.025英寸间隔受控阻抗互连来说，典型的上升时间串扰积值的范围为2.5-4纳秒百分数。本专利技术的工字梁结构也有利于用在电缆组中。在这种电缆组内，一个控制支承介质腹板竖直地放在两个相对的凸缘单元之间。每个凸缘单元从腹板终端竖直地向外伸出。在腹板的相对两侧有镀金属信号线。凸缘的两个相对端面涂敷金属以形成接地面。两个或多个这种电缆组可一起使用，使凸缘端面互相毗连，以及导电部分的纵轴互相平行。在整个电缆组的周围也可以放置绝缘套。-->就具有本专利技术工字梁结构的连接器和电缆组而言，可以相信，在信地(gignal to ground)比大于1∶1情况下，上升时间串扰积与信号密度无关。本专利技术的上述技术方案使得当电连接器的接点间隔很近时不会增加串扰，从而解决了现有技术存在的问题。附图说明结合附图对本专利技术进一步加以描述，这些附图是：图1是本专利技术一个优选实施例连接器的概图；图1a是本专利技术另一个优选实施例连接器的概图；图2是本专利技术另一个优选实施例连接器的概图；图3是图2所示连接器的另一种概图；图4是本专利技术另一个优选实施例连接器的侧视图；图5是图4所示连接器的端视图；图6是图4所示连接器的透视图；图7是图4所示连接器中插座的端视图；图8是图7所示插座的底视图；图9是取自图7中IX-IX直线的横断面视图；图10是图4所示本专利技术优选实施例中插座的端视图；图11是图10所示插座的底视图；图12是是取自图10中XII-XII直线的横断面视图；图13是图10所示插座的透视图；图14是图4所示连接器中插头与插座在插入之前的横断面视图；图15是取自图4中XV-XV直线的横断面视图；图16是图13中本专利技术另一个优选实施例连接器的横断面视图；图17和图18是以下要描述的比较试验测试结果曲线图；图19是本专利技术一个优选实施例中电缆组的透视图；图20是图17中圆XVIII内区域的详图；图21是本专利技术另一个优选实施例中电缆组的横断面视图；-->图22是图17所示电缆组与插座结合使用的侧视图；图23是取自图20中XXIII-XXIII直线的横断面视图；图24是本专利技术另一个优选实施例连接器中插头的顶视图；图25是图24所示插头的底视图；图26是图24所示插头的端视图；图27是图24所示插头的侧视图；-->图28是插座的顶视图，该插座可以与图24所示本专利技术一个优选实施例中插头配合；图29是图28所示插座的底视图；图30是图28所示插座的端视图；图31是图28所示插座的侧视图；图32是取自图24和图28中XXXII-XXXII直线的部分横断面视图，这些部分是图24和图28所示插头与插座处在未插入状态；以及图33是取自图24和图28中XXXIII-XXXIII直线的部分横断面视图，插头与插座已处在插入状态。具体实施方式基本的工字梁传输结构表示在图1中。把这种传输线结构描述成工字梁是因为，一般用数字10表示的信号导体处在介电常数为ε的两个水平介质层12与14之间的竖直位置，接地面13和15对称地放在信号导体的上边缘和下边缘。导体的两侧20和22朝着介电常数为ε0的空气24。在一种连接器的应用中，该导体是由两段导体26和28构成，或端对端，或面对面衔接。介质层12和14的厚度t1和t2初步控制了传输线的特性阻抗，总高度h与介质宽度Wd的纵横比控制穿透到相邻接点的电磁场。最大限度减少A与B以外耦合的纵横比近似地等于1，如图1所示。图1中曲线30，32，34，36和38是空气-介质空间的电压等位线。取一条接近于接地面的等位线，并跟踪它指向边界A和B，可以看出，边界A和B非常接近于地电位，这意味着边界A和B是真正的接地面，如果两个或多个工字梁组件并排放置，组件之间是真正的接地面，组件之间不存在耦合。通常，导体宽度Wc和介质厚度应该小于介质宽度或组件间隔。给定连接器实际设计中的机械约束，信号导体(闸刀/导板触头)宽度与介质厚度的比例关系必须与最佳比例有些偏离，使相邻信号导体之间存在一些微小耦合。然而，利用基本的工字梁结构为指导的设计比普通方法有较低的串扰。参照图1a，另一个实施例表示在此图中，介质用12’和14’表示，其相应的接地面为13“和15’。在此实施例中，导体26’和28’分别从介质层12’和14’伸出，但导体26’与28’是侧到侧衔接而不是边到边衔接。一例用于0.025英寸间隔连接器的实际电路和机械工字梁设计使用8×8-->密耳导板26”和8×8密耳闸刀28”，当插入时，形成8×16密耳信号接点，接点的横断面表示在图2中。介质厚度t为12密耳。这种结构的电压等位线画在图3中，其中真正的地在相邻的接点位置，于是，相邻接点之间存在一些耦合。参照图2，工字梁传输结构适应于非完全匀称的多导体系统。信号导体40，42，44，46和48在两个分别安装在基座51和53上的水平介质接地面50与52之间沿垂直方向伸展，介质的介电常数为ε。多个导体的侧面为空气间隔54，56，58，60，62和64。参照图3，图中画出另一个多导体连接器，其中平行导体66，68和70在两个水平介质接地面72与74之间沿垂直方向伸展，这两个接地面分别安装在基座73和75上。多个导体的侧面是空气间隔76，78，80和82，等位线用数字84和86表示。电连接器具体参照图4至图12，本专利技术连接器通常由数字90表示的插头和用数字92表示的插座构成。插头最好包括金属的插头外壳94，此外壳有窄的前段96和宽的后段98。前段有顶部100和后部102。宽的后段有顶部104和底部106。插头还有两个端面108和110。在前段和后段的顶部有纵向槽112，114，116，118和119。在这些槽上有开孔12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电连接器，包括：第一构件，包括：至少两个第一金属触头，该两个金属触头具有一个定向和由相对的辅助表面和相对的主表面限定的一个细长的截面，至少一个所述主表面暴露于具有第一介电常数的材料；以及第一介质基座，该基座具有大 于所述第一介电常数的第二介电常数，位于所述第一金属触头的一个所述辅助表面处，并具有第一接地面，其中所述金属触头的另一个所述辅助表面位置远离所述介质基座；以及第二构件，包括：至少两个第二金属触头，该两个金属触头的定向与所述第一 构件的所述第一金属触头的定向大致相似，且具有由相对的主表面和相对的辅助表面限定的一个细长的截面，至少一个所述主表面暴露于具有所述第一介电常数的所述材料；以及第二介质基座，该基座的介电常数大约等于所述第一介质基座的所述第二介电常数，且 位于所述第二金属触头的一个辅助面处并具有其位置与所述第一接地面平行的第二接地面，其中，所述第二金属触头的另一个所述辅助表面位于远离所述第二介质基座而与所述第一构件的相应的第一金属触头电接触，形成配合的触头对；从而，所述触头的相对于所 述接地面和其他所述触头有被定位，这样，在所述配合的触头对的所述辅助表面处与所述接地面的连接，就大于在每个所述配合触头对的所述主面处与邻近配合触头对的连接，使得每个所述配合的触头对适于在第一和第二接地面之间的一个区域内传递一个具有被控的串扰的信号。...

【技术特征摘要】
US 1995-6-12 08/452020;US 1995-6-12 08/4520211.一种电连接器，包括：第一构件，包括：至少两个第一金属触头，该两个金属触头具有一个定向和由相对的辅助表面和相对的主表面限定的一个细长的截面，至少一个所述主表面暴露于具有第一介电常数的材料；以及第一介质基座，该基座具有大于所述第一介电常数的第二介电常数，位于所述第一金属触头的一个所述辅助表面处，并具有第一接地面，其中所述金属触头的另一个所述辅助表面位置远离所述介质基座；以及第二构件，包括：至少两个第二金属触头，该两个金属触头的定向与所述第一构件的所述第一金属触头的定向大致相似，且具有由相对的主表面和相对的辅助表面限定的一个细长的截面，至少一个所述主表面暴露于具有所述第一介电常数的所述材料；以及第二介质基座，该基座的介电常数大约等于所述第一介质基座的所述第二介电常数，且位于所述第二金属触头的一个辅助面处并具有其位置与所述第一接地面平行的第二接地面，其中，所述第二金属触头的另一个所述辅助表面位于远离所述第二介质基座而与所述第一构件的相应的第一金属触头电接触，形成配合的触头对；从而，所述触头的相对于所述接地面和其他所述触头有被定位，这样，在所述配合的触头对的所述辅助表面处与所述接地面的连接，就大于在每个所述配合触头对的所述主面处与邻近配合触头对的连接，使得每个所述配合的触头对适于在第一和第二接地面之间的一个区域内传递一个具有被控的串扰的信号。2.按照权利要求1的电连接器，其中在所述第一构件内的所述金属触头从所述第一介质基座大体上垂直地伸出。-->3.按照权利要求2的电连接器，其中所述第二金属触头从所述第二介电基座大体上垂直地伸出。4.按照权利要求3的电连接器，其中所述第一构件的所述金属触头与所述第二构件的所述金属触头邻接。5.按照权利要求4的电连接器，其中所述第一金属触头从所述第一构件的所述介质基座有间隔且平行地伸出，所述第二金属触头从所述第二构件的所述介质基座伸出，并且从所述第一构件伸出的所述多个金属触头的每一个都与所述第二构件的所述金属触头之一电接触。6.按照权利要求5的电连接器，其中从所述第一构件伸出的所述多个金属触头的每一个都与从所述第二构件伸出的所述多个金属触头之一邻接。7.按照权利要求6的电连接器，其中所述第一构件是一个插头且所述第二构件是一个插座。8.按照权利要求7的电连接器，其中所述插头包括一个围绕着所述金属触头和介质基座的外壳构件。9.按照权利要求8的电连接器，其中所述介质基座具有一个向前伸出物。10.按照权利要求9的电连接器，其中所述介质基座的向前伸出物具有多个有间隔且平行的槽，并且所述多个金属触头的每一个都位于所述多个有间隔且平行的槽的一个槽内。11.按照权利要求10的电连接器，其中所述插头外壳具有一个-->后开口端以露出所述介质基座。12.按照权利要求11的电连接器，其中所述金属触头通过所述介质基座向后伸出，形成终端后向接头。13.按照权利要求12的电连接器，其中所述插头装设一个接地结构。14.按照权利要求13的电连接器，其中所述插头外壳具有一个外侧，且所述接地结构是一个弹簧，该弹簧从所述外壳沿其所述外侧向后伸出。15.按照权利要求7的电连接器，其中所述插座包括一个围绕着所述金属触头和介质基座的外壳构件。16.按照权利要求15的电连接器，其中所述介质基座具有一个向前伸出物。17.按照权利要求16的电连接器，其中所述介质基座的向前伸出物具有多个有间隔且平行的槽，并且所述多个金属触头的每一个都位于所述多个有间隔且平行的槽的一个槽内。18.按照权利要求17的电连接器，其中所述插座外壳具有一个后开口端以露出所述介质基座。19.按照权利要求18的电连接器，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德A埃尔克，戴维F福斯曼，
申请(专利权)人：FCI公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]