專利名稱：電連接器和傳輸線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高速信號的電連接器和一種傳輸線。
背景技術(shù)：
近年來，考慮到高速傳輸和頻率特性，同軸連接器經(jīng)常被用做板對板電連接器來互連諸如計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備內(nèi)置的電路板。另外，隨著連接到電路板上的諸如信號線和電源線等輸入和輸出線路數(shù)量的增加，經(jīng)常要用到多芯連接器。
然而，采用同軸端子的常規(guī)的多芯連接器的缺點(diǎn)在于它難以使由同軸端子裝配到多芯連接器上形成的同軸線的外層導(dǎo)體(接地，GND)的電位彼此相等，因而就難以使同軸線的特性阻抗彼此相等。另外，常規(guī)的電連接器往往是簡單地將同軸端子排列成例如兩列和四行而形成的多芯結(jié)構(gòu)，這樣就需要大量的部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電連接器，它能夠使多個傳輸線的特性阻抗容易地達(dá)到彼此相等，并且需要的部件數(shù)量較少，本發(fā)明還提供了一種傳輸線。
本發(fā)明的電連接器包括具有第一觸點(diǎn)的第一連接器；以及具有第二觸點(diǎn)的第二連接器，當(dāng)?shù)诙B接器裝配到第一連接器上時第二觸點(diǎn)與第一觸點(diǎn)形成接觸，其中一外部導(dǎo)體被保持在第一連接器和第二連接器中的至少一個中，當(dāng)?shù)谝贿B接器和第二連接器相互裝配時，外部導(dǎo)體的形狀使其幾乎完全地包圍所有的第一觸點(diǎn)和所有的第二觸點(diǎn)；并且其中，一個或多個屏蔽導(dǎo)體被保持在第一連接器和第二連接器中的至少一個中，當(dāng)?shù)谝贿B接器和第二連接器相互裝配時，屏蔽導(dǎo)體與外部導(dǎo)體共同使用，以使屏蔽導(dǎo)體幾乎完全地包圍第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)中的每一個，并且屏蔽導(dǎo)體保持與外部導(dǎo)體相等的電位。
根據(jù)如此結(jié)構(gòu)的電連接器，由于第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)的接觸所形成的信號線的地電位面完全是由同一個外部導(dǎo)體和屏蔽導(dǎo)體形成的，所以信號線的地電位面彼此等電位，這樣就容易地使這些信號線和地電位面形成的傳輸線的特性阻抗彼此相等。其結(jié)果為，使通過傳輸線傳送的信號在相位、傳輸速度和傳輸損失等方面具有相同的特性。另外，由于電連接器的結(jié)構(gòu)使得信號線幾乎完全被地電位面所包圍，可以防止如同軸線的情況那樣通過這種傳輸線傳送的信號對外部施加其影響或者是受到來自外部的影響。
根據(jù)上述的電連接器，當(dāng)?shù)谝贿B接器和第二連接器相互裝配時，屏蔽導(dǎo)體會彼此接觸形成組合元件。這樣就容易地使屏蔽導(dǎo)體彼此間實(shí)現(xiàn)等電位。
上述的電連接器可以僅包括一個屏蔽導(dǎo)體。這樣所提供的優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)一步減少了部件的數(shù)量。
在上述電連接器中，一個或多個屏蔽導(dǎo)體位于區(qū)域中，該區(qū)域在彼此面對的一個第一觸點(diǎn)和其它的第一觸點(diǎn)之間，并且該區(qū)域在彼此面對的一個第二觸點(diǎn)和其它的第二觸點(diǎn)之間。根據(jù)如此結(jié)構(gòu)的電連接器，由于屏蔽導(dǎo)體位于面對區(qū)域中，該區(qū)域在由一個第一觸點(diǎn)和一個第二觸點(diǎn)形成的信號線與其它的第一觸點(diǎn)和其它的第二觸點(diǎn)形成的信號線之間，可以確保通過信號線傳送的信號不會彼此干擾。
根據(jù)本發(fā)明的傳輸線包括信號線；幾乎完全地包圍所有信號線的外部導(dǎo)體；以及與外部導(dǎo)體共同使用，以幾乎完全地包圍各個信號線并且與外部導(dǎo)體保持等電位的一或多個屏蔽導(dǎo)體。
根據(jù)如此結(jié)構(gòu)的傳輸線，由于信號線的地電位面完全是由同一個外部導(dǎo)體和屏蔽構(gòu)造器形成的，使得用于信號線的地電位面彼此等電位，這樣就容易地使這些信號線和地電位面形成的傳輸線的特性阻抗彼此相等。其結(jié)果為，通過傳輸線傳送的信號在相位、傳輸速度和傳輸損失等方面具有相同的特性。另外，由于傳輸線的結(jié)構(gòu)使得信號線幾乎完全被地電位面所包圍，可以防止象同軸線的情況那樣通過這種傳輸線傳送的信號對外部施加其影響或者是受到來自外部的影響。


圖1是本發(fā)明的板對板電連接器的分解透視圖；圖2示出了圖1的電連接器的用于高速信號的端子組的接觸狀態(tài)；圖3示出了圖1所示電連接器的屏蔽板和觸點(diǎn)的接觸狀態(tài)；圖4是圖1所示的屏蔽板的透視圖；以及圖5是示出了圖1所示的電連接器的傳輸線。
具體實(shí)施例方式
以下要參照附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
根據(jù)圖1所示實(shí)施例的一種板對板電連接器1包括一對陰、陽連接器2和3。
如圖1所示，連接器2包括外殼21、主要用于低速信號的端子組22以及主要用于高速信號的端子組23。
外殼21由單件形成，其包括用于保持端子組22的端子組保持部21a，和用于保持端子組23的端子組保持部21b。端子組保持部21a有一個凹入部21c。另一方面，端子組保持部21b具有凹入部21d、21e、21f、21g、21h、21i和21j。凹入部21h和21j彼此連接。凹入部21h的外形和以凹入部21d、21e、21f和21g為頂點(diǎn)的正方形具有共同的中心，并且基本上完全包圍所有的凹入部21d、21e、21f和21g。在被凹入部21h包圍的區(qū)域中形成具有十字形狀的凹入部21i，該部還分別位于凹入部21d和21e之間、凹入部21e和21f之間、凹入部21f和21g之間以及凹入部21g和21d之間。
端子組22被保持在設(shè)在外殼21的端子組保持部21a中的凹入部21c的內(nèi)壁中，并且包括八個觸點(diǎn)22a、22b、22c、22d、22e、22f、22g和22h，它們形狀相同并且排列成兩列四行。
端子組23被保持在外殼21的端子組保持部21b中，并且包其括排列成兩列兩行的總共四個觸點(diǎn)24a、24b、24c和24d、和外部屏蔽板25以及屏蔽板26。
觸點(diǎn)24a、24b、24c和24d是分別呈圓柱形的導(dǎo)體，其形狀和尺寸彼此相同。觸點(diǎn)24a、24b、24c和24d被保持在外殼21的端子組保持部21b中，從而分別容納在凹入部21d、21e、21f和21g中。觸點(diǎn)24a和24b之間的距離、觸點(diǎn)24b和24c之間的距離、觸點(diǎn)24c和24d之間的距離以及觸點(diǎn)24d和24a之間的距離都是彼此相等的。
當(dāng)連接器2和連接器3相互裝配時，觸點(diǎn)24a、24b、24c和24d分別與以下將描述的連接器3的觸點(diǎn)34a、34b、34c和34d形成接觸，形成信號線Sa、Sb、Sc和Sd，通過信號線其上裝有連接器2的印刷電路板(未示出)和其上裝有連接器3的印刷電路板(未示出)之間可相互傳送信號(參見圖2和3)。
外部屏蔽板25是例如通過彎折一塊扁平的導(dǎo)體板而形成的，以具有大致呈正方形的外形。正方形的側(cè)邊長度是觸點(diǎn)24a的中心與觸點(diǎn)24b的中心之間距離的二倍。外部屏蔽板25被保持在外殼21中，以便其容納在設(shè)在端子組保持部21b內(nèi)的凹入部21h中，使其包圍住所有四個觸點(diǎn)24a、24b、24c和24d，并且其外部正方形和以四個觸點(diǎn)24a、24b、24c及24d為頂點(diǎn)的正方形具有共同的中心。
當(dāng)連接器2和連接器3相互裝配時，外部屏蔽板25與以下將描述的屏蔽板26和連接器3上的屏蔽板35組合，為信號線形成上述的地電位面。
屏蔽板26是一塊扁平的導(dǎo)體板。屏蔽板26容納在設(shè)在端子組保持部21b中的凹入部21i內(nèi)，以便使其處在外部屏蔽板25內(nèi)部，并且還位于觸點(diǎn)24a和24b之間以及觸點(diǎn)24c和24d之間。在此處應(yīng)該注意到，屏蔽板26至少處在面對區(qū)域A(參見圖5)和面對區(qū)域C(參見圖5)中，區(qū)域A中觸點(diǎn)24a與24b彼此面對，區(qū)域B中觸點(diǎn)24c與24d彼此面對。
如圖3所示，當(dāng)連接器2和連接器3相互裝配時，屏蔽板26被插入以下將描述的連接器3的屏蔽板35的凹槽35a中。
如圖1所示，連接器3包括外殼31、主要用于低速信號的端子組32和主要用于高速信號的端子組33。
外殼31由單件形成的，其包括用于保持端子組32的端子組保持部31a，和用于保持端子組33的端子組保持部31b。端子組保持部31a具有凸出部31c。另一方面，端子組保持部31b具有“U形”框架部31d。當(dāng)連接器2和連接器3相互裝配時，凸出部31c容納在凹入部21c內(nèi)，該凹入部設(shè)在連接器2的外殼21中，而連接器2的端子組保持部21b容納在框架部31d中。
端子組32包括總共八個觸點(diǎn)32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g和32h，它們的形狀相同并且排列成兩列四行，并且被保持在凸出部31c的側(cè)壁上，該凹入部設(shè)在外殼31的端子組保持部31a中。當(dāng)連接器2和連接器3相互裝配時，觸點(diǎn)32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g和32h分別接觸到觸點(diǎn)22a、22b、22c、22d、22e、22f、22g和22h。
端子組33被保持在外殼31的端子組保持部31b中，并且其包括排列成兩列兩行的總共四個觸點(diǎn)34a、34b、34c和34d、外部屏蔽板35以及連接件36。
觸點(diǎn)34a、34b、34c和34d是大體上呈圓柱形的導(dǎo)體，其形狀和尺寸彼此相同。觸點(diǎn)34a、34b、34c和34d被分別保持在外殼31的端子組保持部31b中。觸點(diǎn)34a和34b之間的距離、觸點(diǎn)34b和34c之間的距離、觸點(diǎn)34c和34d之間的距離以及觸點(diǎn)34d和34a之間的距離都是彼此相等的。
當(dāng)連接器2和連接器3相互裝配時，觸點(diǎn)34a、34b、34c和34d分別與連接器2的觸點(diǎn)24a、24b、24c和24d進(jìn)行接觸，以形成信號線Sa、Sb、Sc和Sd(參見圖2和3)。
當(dāng)連接器2和連接器3相互裝配時，如圖3所示，屏蔽板35接觸到連接器2的屏蔽板26以形成組合件。如圖4所示，屏蔽板35具有凹槽35a、35b和35c的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過部分地切去扁平的導(dǎo)體板而形成，當(dāng)連接器2和連接器3相互裝配時，如圖2所示，屏蔽板35具有的尺寸使其適合被裝入連接器2的外部屏蔽板25內(nèi)。屏蔽板35被保持在外殼31的端子組保持部31b中，使其屏蔽部35d被置于觸點(diǎn)34a和34d之間，并且使其屏蔽部35e被置于觸點(diǎn)35b和35c之間。屏蔽板35的屏蔽部35d至少處在面對區(qū)域D(參見圖5)中，區(qū)域D中觸點(diǎn)34a與34d彼此面對，而屏蔽部35e至少處在面對區(qū)域C(參見圖5)中，區(qū)域C中觸點(diǎn)34b與34c彼此面對。
如圖3所示，當(dāng)連接器2和連接器3相互裝配時，屏蔽板35的凹槽35a對于待插入的連接器2的屏蔽板26為開口。凹槽35a的寬度小于屏蔽板26的厚度，當(dāng)連接器2和連接器3相互裝配時，以便確保屏蔽板35和屏蔽板26能彼此接觸。屏蔽板35的凹槽35b和35c的設(shè)置使得屏蔽板26容易地插入屏蔽板35的凹槽35a。當(dāng)連接器2和連接器3相互裝配時，凹槽35b和35c在屏蔽板35中設(shè)置成的這種位置和尺寸，使得地電位面(屏蔽板26和屏蔽板35)處在信號線Sa與Sc彼此面對的面對區(qū)域和信號線Sb與Sd彼此面對的面對區(qū)域中(參見圖5)。
當(dāng)連接器2和連接器3相互裝配時，屏蔽板35與連接器2的外部屏蔽板25和屏蔽板26組合，以形成信號線Sa、Sb、Sc和Sd的地電位面。
連接件36是大致呈S形的導(dǎo)體。如圖2所示，當(dāng)連接器2和連接器3相互裝配時，連接件36插入設(shè)在連接器2的外殼21中的凹入部21j并且與連接器2的外部屏蔽板25形成接觸。
以下要說明當(dāng)連接器2和連接器3相互裝配時由連接器2的端子組23和連接器3的端子組33形成的傳輸線。
當(dāng)連接器2和連接器3相互裝配時，如圖5所示，連接器2的觸點(diǎn)24a、24b、24c和24d分別與連接器3的觸點(diǎn)34a、34b、34c和34d形成相互接觸，形成四條信號線Sa、Sb、Sc和Sd。同樣，地電位面也由連接器2的外部屏蔽板25和屏蔽板26以及連接器3的屏蔽板35形成。
如圖2和5所示，在此處應(yīng)該注意到形成地電位面的外部屏蔽板25幾乎完全包圍了所有信號線Sa、Sb、Sc和Sd。同樣，如圖5所示，地電位面(屏蔽板26和屏蔽板35)處在面對區(qū)域A、面對區(qū)域B、面對區(qū)域C和面對區(qū)域D中，區(qū)域A中信號線Sa與Sb彼此面對，區(qū)域B中信號線Sb與Sc彼此面對，區(qū)域C中信號線Sc與Sd彼此面對，以及區(qū)域D中信號線Sd與Sa彼此面對。另外，如圖5所示，該地電位面(屏蔽板26和屏蔽板35)處在信號線Sa與Sc彼此面對的面對區(qū)域中和信號線Sb與Sd彼此面對的面對區(qū)域中。這樣，信號線Sa、Sb、Sc和Sd就分別被地電位面(外部屏蔽板25、屏蔽板26和屏蔽板35)幾乎完全包圍。
值得注意的是，盡管外部屏蔽板25沒有完全包圍信號線Sa、Sb、Sc和Sd，外部屏蔽板25只是以這樣的方式包圍住信號線Sa、Sb、Sc和Sd，以使信號不會受到外部的影響也不會對外部施加影響。盡管在外部屏蔽板25與屏蔽板26和35之間有間隙，屏蔽板26和35仍然靠近外部屏蔽板25定位，從而防止信號線彼此相互施加影響。進(jìn)而，盡管凹槽35a、35b和35c在屏蔽板35內(nèi)形成，其位置和尺寸仍可以防止信號線彼此間施加影響。
如圖5所示，信號線Sa、Sb、Sc和Sd各自處在被位于其周圍的地電位面包圍的各區(qū)域中心。
在信號線Sa、Sb、Sc和Sd與地電位面之間具有上述物理關(guān)系的四條傳輸線是由信號線Sa、Sb、Sc和Sd以及地電位面形成的，并且四條傳輸線彼此具有相同的形狀和尺寸。
彼此間相互接觸的連接器2的屏蔽板26和連接器3的屏蔽板35被連接到印刷電路板(未示出)的地電位面上，并且通過連接件36將連接器2的外部屏蔽板25也連接到印刷電路板(未示出)的地電位面上。這樣就能使連接器2的外部屏蔽板25和屏蔽板26以及連接器3的屏蔽板35彼此間保持相等的電位。同樣，由于信號線Sa、Sb、Sc和Sd的地電位面是相同的，使傳輸線的地電位面彼此間形成相等的電位。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的電連接器，由于傳輸線被制成相同的形狀和尺寸，并且使傳輸線的地電位面彼此間達(dá)到等電位，就使得傳輸線的阻抗特性彼此相同。這樣就使得通過這種傳輸線傳送的信號在相位、傳輸速度、傳輸損失等方面具有相同的特性。
另外，信號線Sa、Sb、Sc和Sd幾乎被地電位面完全包圍，并且地電位面(屏蔽板26和屏蔽板35)處在信號線Sa與Sb之間的面對區(qū)域A中、信號線Sb與Sc之間的面對區(qū)域B中、信號線Sc與Sd之間的面對區(qū)域C中、信號線Sd與Sa之間的面對區(qū)域D中、信號線Sa與Sc之間的面對區(qū)域中以及信號線Sb與Sd之間的面對區(qū)域中。因此，和同軸線的情況一樣，可以防止通過信號線Sa、Sb、Sc和Sd傳送的信號受到來自外部的影響或者是對外部施加影響。此外還可以防止所傳送的信號彼此間相互干擾。進(jìn)而，例如是在信號線和地電位面按上述的物理關(guān)系布置的情況下，可以獲得與同軸線大致相同的傳輸特性。
另外，由于對于信號線Sa、Sb、Sc和Sd的地電位面采用了共用部件(外部屏蔽板25、屏蔽板26和屏蔽板35)，與同軸端子簡單地按順序排列的情況相比，可以減少部件的數(shù)量。例如，如果將四個同軸端子排列成兩列兩行，每一對陰、陽連接器就需要有四個用于信號線的觸點(diǎn)和用于地電位面的四個外部導(dǎo)體，這樣所需的部件總數(shù)是十六個。與此相反，按照本發(fā)明實(shí)施例的電連接器總共需要十一個部件，這樣就減少了部件數(shù)量。應(yīng)該注意到，與同軸連接器簡單地按順序排列的電連接器相比，按照本發(fā)明的電連接器，用于高速信號的信號線越多，部件減少的數(shù)量就越多。
盡管在上文中解釋了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該認(rèn)識到本發(fā)明不應(yīng)該被局限于上述的實(shí)施例，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)還可以對本發(fā)明的設(shè)計(jì)做出各種各樣的變形和變型。例如，盡管在上述實(shí)施例中采用了四條高速信號線Sa、Sb、Sc和Sd，還可以選擇使用任何所需數(shù)量的信號線(例如是排列成兩列三行的總共六條信號線，或者是排列成三列三行的總共九條信號線)。同樣，如果采用的屏蔽板有能力防止信號間彼此干擾，還可以將這些屏蔽板分別布置在各對相面對的信號線之間。
盡管在上述實(shí)施例中對于連接器2和3各提供一個屏蔽板，也可以進(jìn)行改動，可以為連接器2和3中的任一個提供具有十字形狀的組合屏蔽板。按照這樣的改動就能進(jìn)一步減少部件數(shù)量。
另外，只要能夠獲得所需的特性阻抗，外部屏蔽板和屏蔽板的形狀以及信號線Sa、Sb、Sc和Sd與地電位面(外部屏蔽板25、屏蔽板26和屏蔽板35)之間的物理關(guān)系并非僅限于上文所述?？梢詫τ尚盘柧€Sa、Sb、Sc和Sd及地電位面形成的四條傳輸線的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，做成彼此不同的形狀和尺寸。
另外，本發(fā)明顯而易見地可以應(yīng)用于各種類型的電連接器以及板對板電連接器。同樣，具有上述形狀的傳輸線顯而易見地可以用做電纜中的傳輸線，以及裝配電連接器形成的傳輸線。
權(quán)利要求
1.一種電連接器，其包括具有第一觸點(diǎn)的第一連接器；和具有第二觸點(diǎn)的第二連接器，當(dāng)所述第二連接器裝配到所述第一連接器上時，該第二觸點(diǎn)與該第一觸點(diǎn)形成接觸，其中，一外部導(dǎo)體被保持在該第一連接器和該第二連接器中的至少一個中，當(dāng)該第一連接器和該第二連接器相互裝配時，該外部導(dǎo)體形成為幾乎完全地包圍所有上述第一觸點(diǎn)和上述第二觸點(diǎn)；以及其中，一個或多個屏蔽導(dǎo)體被保持在該第一連接器和該第二連接器中的至少一個中，當(dāng)該第一連接器和該第二連接器相互裝配時，該屏蔽導(dǎo)體與上述外部導(dǎo)體共同使用，以使該屏蔽導(dǎo)體幾乎完全地包圍上述第一觸點(diǎn)和上述第二觸點(diǎn)中的每一個，并且該屏蔽導(dǎo)體保持與該外部導(dǎo)體相等的電位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接器，其特征在于，當(dāng)該第一連接器和該第二連接器相互裝配時，上述屏蔽導(dǎo)體彼此進(jìn)行接觸以形成組合元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接器，其特征在于，其只包括一個屏蔽導(dǎo)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接器，其特征在于，一個或多個上述屏蔽導(dǎo)體位于區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域處在彼此面對的其中一個上述第一觸點(diǎn)和其它上述第一觸點(diǎn)之間，并且該區(qū)域還處在彼此面對的其中一個上述第二觸點(diǎn)和其它上述第二觸點(diǎn)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電連接器，其特征在于，一個或多個上述屏蔽導(dǎo)體位于區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域處在彼此面對的其中一個上述第一觸點(diǎn)和其它上述第一觸點(diǎn)之間，并且該區(qū)域還處在彼此面對的其中一個上述第二觸點(diǎn)和其它上述第二觸點(diǎn)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電連接器，其特征在于，一個或多個上述屏蔽導(dǎo)體位于區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域處在彼此面對的其中一個上述第一觸點(diǎn)和其它上述第一觸點(diǎn)之間，并且該區(qū)域還處在彼此面對的其中一個上述第二觸點(diǎn)和其它上述第二觸點(diǎn)之間。
7.一種傳輸線，其包括信號線；外部導(dǎo)體，其形成為幾乎完全地包圍所有的上述信號線；以及，一個或多個屏蔽導(dǎo)體，其與外部導(dǎo)體共同使用，以幾乎完全地包圍每個上述信號線，并且該屏蔽導(dǎo)體保持與上述外部導(dǎo)體相等的電位。
全文摘要
一種電連接器,其包括具有第一觸點(diǎn)的第一連接器;以及具有第二觸點(diǎn)的第二連接器,當(dāng)?shù)诙B接器裝配到第一連接器上時,第二觸點(diǎn)與第一觸點(diǎn)形成接觸,一外部導(dǎo)體被保持在第一連接器和第二連接器中的至少一個中,當(dāng)?shù)谝贿B接器和第二連接器相互裝配時,外部導(dǎo)體的形狀使其幾乎完全地包圍所有的第一和第二觸點(diǎn);并且其中,一個或多個屏蔽導(dǎo)體被保持在第一連接器和第二連接器中的至少一個中,當(dāng)?shù)谝贿B接器和第二連接器相互裝配時,屏蔽導(dǎo)體與外部導(dǎo)體共同使用,以幾乎完全地包圍每個第一和第二觸點(diǎn),并且屏蔽導(dǎo)體保持與該外部導(dǎo)體相等的電位。
文檔編號H01R13/648GK1375895SQ02107470
公開日2002年10月23日 申請日期2002年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月19日
發(fā)明者田啟明, 山方博文 申請人:日本壓著端子制造株式會社