[发明专利]差分信号电连接器

说明书

技术领域

本发明一般地涉及用于电子系统的电连接器，更具体地说，涉及用于高速、高密度系统的电连接器。

背景技术

电连接器被用在许多电子系统中。一般地说，在几块印刷电路板上制造系统然后用电连接器把它们连接起来是更容易和更经济的。

用来连接几块印刷电路板的传统的方案是有一块作为底板的印刷电路板。其它的印刷电路板(叫做子插件板)是通过底板连接起来的。

传统的底板是有许多连接器的印刷电路板。印刷电路板上的导电迹线连接到连接器中的信号针上，以致可以使信号在连接器之间传输。其它的印刷电路板(叫做“子插件板”)也包含连接器，该连接器插入底板上的连接器中。这样，信号通过底板在子插件板之间传输。子插件板通常垂直插入底板。用于这些应用的连接器包含直角弯，因此往往被称为“直角连接器”。

连接器也被用在用来使印刷电路板互相连接起来的其它配置中，甚至被用于将电缆连接到印刷电路板上。有时，一个或多个小的印刷电路板被连接到另一个大的印刷电路板上。大的印刷电路板被称为“母板”，而用插头插入母板的印刷电路板被称为子插件板。另外，同样大小的板有时被平行地排列。在这些应用中使用的连接器有时被称为“堆垛连接器”或“多层架构(mezzanine)连接器”。

不考虑确切的应用，电连接器的设计通常需要反映电子工业的趋势。电子系统通常已变得更小和更快。它们还处理比几年前建造的系统多得多的数据。为了满足这些电子系统正在改变的需求，一些电连接器包括屏蔽构件。依据它们的配置，屏蔽可以这样控制阻抗或减少干扰，以致信号接片可以靠得比较近。

屏蔽的早期运用是在1974年2月15日公开的Fujitsu，Ltd.公司的日本专利第49-6543号中揭示的。两份转让给AT & T Bell Laboratories的美国专利第4,632,476号和第4,806,107号揭示在多列信号接片之间采用屏蔽的连接器设计。在这些专利描述的连接器中，屏蔽是穿过子插件板和底板连接器两者平行于信号接片铺设。悬臂梁被用来在屏蔽和底板连接器之间形成电接触。全部转让给Framatome ConnectorsInternational的美国专利第5,433,617；5,429,521；5,429,520和5,433,618号揭示了相似的方案。然而，在底板和屏蔽之间的电连接是用弹簧型接触制成的。

其它的连接器仅仅在子插件板连接器内部具有屏蔽板。这样的连接器设计的实例可以在全部转让给AMP，Inc.的美国专利第4,846,727；4,975,084；5,496,183；5,066,236号中找得。另一种仅仅在子插件板连接器内部具有屏蔽的连接器是在转让给Teradyne，Inc.的美国专利第5,484,310号中揭示的。

另一种为了适应正在变化的需求对连接器所做的调整是连接器必须大得多。通常，连接器尺寸递增意味着制造业公差必须小得多。在一半连接器中的插针和另一半中的孔之间容许的失配是恒定的，而不管连接器的大小。然而，随着连接器变得更大这种恒定的失配(即公差)占连接器的总长度的百分比递减。所以，对于大的连接器来说，制造公差更小，这可能增加制造成本。避免这个问题的一条途径是使用模块化的连接器。位于Nashua，New Hampshire，USA的TeradyneConnection System开创一种叫做HD+的模块化的连接器系统，其中模块被组织在加强板上。每个模块都有多列信号接片，例如，15或20列。这些模块在金属加强板上固定在一起。

其它的模块化的连接器系统是在美国专利第5,066,236和5,496,183号中揭示的。那些专利描述只有一列信号接片的“模块终端”。该模块终端在塑料外壳模块中保持在适当位置。塑料外壳模块与整块的金属屏蔽构件结合在一起。屏蔽也可能被放在模块终端之间。

模块化的电连接器的技术状态是在美国专利第5,980,321和5,993,259号中揭示的(在此通过引证将它们并入)。那份专利示出了众多模块，由两个层板组装起来的每个模块都固定在叫做“加强板”的金属构件上结合在一起。那些专利的受让人Teradyne，Inc.出售叫做VHDM商业化的装置。

图1是从美国专利第5,980,321号复制的。图1展示“直角”连接器的实例。它被用于把底板110连接到子插件板112上。连接器的子插件板部分是由两块层板(接地层板166和信号层板168)制成的。