專利名稱：矩陣連接器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及電子部件(assemblies)，更具體地說，涉及在電子部件中的印刷電路板之間傳送(routing)信號的電連接器。
相關申請本申請要求于2001年2月1日提交的，美國臨時申請60/265,826的優(yōu)先權，在此通過引用將其結合進來。
背景技術：
電子系統(tǒng)通常由若干印刷電路板組成。這些電路板有時稱為“子插件板(daughter board)”。子插件板裝在插件箱中。然后，就可以在這些子插件板之間建立電連接。
一種傳統(tǒng)的方法是用底板(backplane)來互連子插件板。底版是一塊大的印刷電路板，(如果存在的話)一些有源元件連接到于其上。大部分情況下，底板都包括將信號從一塊子插件板傳送到另一塊上的信號跡線(signal trace)。它裝在插件箱部件的背面，而子插件板插在插件箱的前面。子插件板互相平行并與底板成直角。
為了便于裝配，子插件板通過可分離的連接器與底板連接。通常情況下，用兩部分的電連接器來連接底板和子插件板。在底板和子插件板上分別裝有連接器的一個部分。這些部分互相嚙合并構成許多導電的通路。有的時侯，在底板上附有導柱(guide pin)來引導底板連接器與子插件板連接器對齊。
兩部分的電連接器的每個連接器部分中都有接觸點(contact)，在兩個部分嚙合的時候它們可以形成電接觸。傳統(tǒng)的底板連接器的觸點是引腳或刀片(blade)型的，子插件板連接器的觸點是插座(receptacle)型的。在連接器嚙合的時候每個引腳都插到插座中去。
為了制造出高速、高密度的連接器，通常會在連接器中添加屏蔽。授予Stokoe等人的第5,993,259號美國專利中描述了理想的屏蔽層設計，將其結合在這里作為參考。該專利的Teradyne公司向市場推出了一種稱為VHDM的連接器，這獲得了商業(yè)成功。
并不是所有的電子部件都使用底板。有些使用的是中平面板(midplane)結構。在中平面板結構中，子板插到插件架(card rack)的前面和背面上。另一塊印刷電路板(稱為中平面板)裝在插件箱部件的中央。中平面板與底板非常相似，但是它兩側都有用于連接從部件的前面和背面插入的子插件板的連接器。
另外一種變化稱為矩陣結構(matrix configuration)。在矩陣結構中，子插件板從插件箱的前面和背面插入。然而，從前面插入的子插件板是與從背面插入的子插件板垂直的。連接器裝在這些電路板的互聯處以連接這些板子。
現在，對于矩陣結構來說還沒有合適的高速、高密度的連接器。

發(fā)明內容
相對于背景技術，本發(fā)明的一個目的是提供用于矩陣連接器的高速、高密度連接器。
提供易于制造的矩陣連接器也是本發(fā)明的一個目的。
上述的和其它目的在帶有兩個互配合部分的連接器中得到實現。每一個部分是從包括多個信號連接器和至少一個接地連接器的多個觸片(wafer)中制造的。觸片如此朝向，使得當被插入到矩陣連接器中時它們相互垂直。一個連接器部分包括垂直于該部分中的接地連接器、并且平行于配合部分中的接地連接器的多個垂直接地連接器。垂直的屏蔽部分電連接到每一個連接器部分中的接地連接器。


通過參考下面更詳細的描述并結合附圖可以更好的理解本發(fā)明，在這些附圖中圖1圖解說明了本發(fā)明中的矩陣部件；圖2是圖1中第一型連接器的分解圖；圖3是圖1中第二型連接器的分解圖；圖4A-4D是顯示圖2中的觸片的制造過程的一系列圖片；圖5是對適應部分(complaint section)的優(yōu)選實施例的圖解說明；圖6A和6B圖解說明了圖4C中的屏蔽板的其它元件的細節(jié)；圖7A和7B是顯示了優(yōu)選實施例的適應附件的其它細節(jié)的略圖；和圖8A和8B為顯示了圖3中的觸片的其它細節(jié)的略圖。
優(yōu)選實施例描述圖1顯示了矩陣部件100的一部分。部件100包括垂直板110和水平板116。A型連接器裝在板112上，B型連接器裝在板116上。連接器112和116每一個都有很多個信號和接地接點尾線(contact tail)230，它們構成到在板上或板中的電路跡線的電氣連接。此外，每個連接器都有帶有嚙合部分232(圖2)和832(圖8)的導電元件。嚙合部分被定位，這樣當A型連接器和B型連接器嚙合的時候，就可以在板112和板116之間完成許多電路通路。
在圖解說明的例子中，板110和116是通常在矩陣部件中可以找到的傳統(tǒng)印刷電路板。應當理解這里只顯示了非常小的板子。在商業(yè)應用中，每個板子可能更大一些并包含許多電子裝置。
同樣，應當理解在矩陣部件的商業(yè)實施例中通常會有多于兩個的板子。例如，在要連接多個水平板和相同的垂直板的時候矩陣部件是非常有用的。按照這種方式，垂直板可以在垂直板之間傳送電信號。在包括多個垂直板和多個水平板的時候矩陣部件就更加有用了。按照這種方式，系統(tǒng)設計者就可以非常方便地在印刷電路板之間傳送信號。
在圖1中圖解說明的實施例中，A型連接器包括外罩118和頂蓋(cap)120。如同將在后面更詳細的描述的，每個連接器都由多個子部件或包含信號導體的觸片(圖3中的310)組成。
外罩118固定住觸片的后部。在圖解說明的實施例中，外罩118是絕緣的罩子，優(yōu)選地，它是由塑料或其它在電連接器的制造過程中通常所使用的材料制成。
在圖解說明的實施例中頂蓋120同樣由絕緣材料制成。頂蓋120提供了A型連接器110的嚙合表面。它將導電元件(member)的接觸部分定位于連接器內部，并同樣也保護它們免受物理破壞。
頂蓋120還有助于提供“浮動(float)”或“適應性(compliance)”。頂蓋120包括一些元件，諸如錐型表面121，它在兩個連接器嚙合的時候，在一個方向上產生力以對齊頂蓋120和124。連接器的適應機制將在下面更詳細地描述。
類似地，B型連接器114包括外罩122和頂蓋124。如同A型連接器一樣，外罩122將觸片固定在適當位置。頂蓋124同樣定位并且包括位于連接器內部的導電元件的接觸部分。頂蓋124提供諸如由凸出的壁126構成的屏障(shroud)來保護觸點。
屏障同樣用于在A型和B型連接器嚙合的時候來對齊它們。在圖解說明的實施例中，頂蓋120與屏障內部相配合。當頂蓋120與屏障嚙合(engage)的時候，A型連接器的接觸元件(contact element)就和B型連接器的接觸元件對齊。
為了進一步對齊，壁126還包括對齊元件(alignment feature)128。對齊元件128與頂蓋120上的與之互補的對齊元件嚙合，從而將連接器引導到嚙合位置。優(yōu)選地，對齊元件具有(諸如130(圖2)的)錐型表面來將連接器的前表面引導到Y向上的適當位置上。錐型表面132(圖2)與嚙合連接器上的互補元件嚙合，從而將連接器引導到X向上的適當的對齊位置上。在圖解說明的實施例中，頂蓋124是適應的并將嚙合連接器壓入頂蓋124來對齊頂蓋124和嚙合連接器。
現在轉到圖2，在分解圖中顯示了B型連接器114。圖中顯示了一個挨著一個堆放的多個觸片210。觸片與外罩122的內部相配合。在圖解說明的實施例中，每個觸片都包含諸如在外罩122中嚙合其它元件以將觸片固定在適當位置的元件220和222的元件。
各種嚙合元件都可以使用。在圖解說明的實施例中，元件220包括將槽(slot)221嚙合到外罩122上的接頭(tab)。如果需要，元件220還可以包括閂鎖(latch)來防止觸片在嚙合之后滑出。元件222包括接頭或夾持器(boss)或類似的突出物來在外罩122的內部嚙合互補的孔。
每個觸片都包括導電元件。在優(yōu)選的實施例中，將一些導電元件設計成用于承載信號的。其它導電元件用于接地。接地導體同樣可以用于屏蔽以減少在信號導體上承載的失真。
導電元件與印刷電路板116連接。接點尾線230從觸片的下緣凸出。在圖解說明的實施例中，接點尾線是壓配接觸的，這樣就將孔嚙合在印刷電路板的表面上。
導電元件同樣還包括從觸片210的前緣伸出的部分。在優(yōu)選的實施例中，信號導體作為嚙合接觸部分232從觸片210的前緣伸出。在圖2中顯示的嚙合接觸部分是刀片型的。然而，應當理解，已知的、并可以使用的嚙合接觸的形式有很多種，諸如引腳、插座或桿(beam)。
在優(yōu)選的實施例中的接地導體采取屏蔽板236的形狀，它平躺在觸片的主表面上。套筒(hub)238從觸片210上伸出并穿過板236上的孔，從而將其安全地固定在觸片上。
底板236包括壓配到印刷電路板116中的底孔中的接點尾線230。底板236還包括從觸片的前緣伸出的連接部分。底板236的前緣包括能與屏蔽板250嚙合的觸點240。
如圖2所示，每個觸片都包含一列信號觸點。屏蔽板236在觸片體上將一列觸點與相鄰的觸片上的一列觸點屏蔽開來。
當觸片一片挨著一片地組裝的時候，這些信號觸點列就形成一個長方形的信號導體陣列。在圖解說明的實施例中，陣列是方陣。每列觸片都包含十四個信號觸點，十四個觸片依次平行排列從而構成每列十四個觸點的十四行。
屏蔽板250位于信號觸點行之間的嚙合接觸區(qū)域。屏蔽板250與屏蔽板236電氣連接。每個屏蔽板250都與各個屏蔽板236上的觸點234嚙合。每個信號導體的大部分長度都鄰近于一個屏蔽板236或一個屏蔽板250。按照這種方式，就在信號導體的長度上提供了充分的屏蔽。
在觸片體和接觸部分之間是適應部分240，將在下面對它進行更詳細的描述。適應部分可以讓包含嚙合接觸部分的觸片相對移動到觸片的后部。同樣，應當注意，諸如220和222的觸片的連接點是位于后部的。因此，盡管觸片的后部固定在外罩和印刷電路板上，但是嚙合接觸部分可以相對板和外罩移動。在優(yōu)選的實施例中，適應部分對連接器的嚙合元件之間的不對齊進行調節(jié)。
屏蔽板250與頂蓋124配合并用任何一種常規(guī)的方式固定。例如，屏蔽板250的每個邊可能都要與頂蓋124的壁上的槽相配合。然而，在圖解說明的實施例中，頂蓋124具有包含多個孔的底部252。將每個屏蔽板切成構成多個指狀元件(finger)254的縫，每個指狀元件都穿過底部252上的孔。這些孔構成了在由頂蓋124的壁126構成的屏障中的嚙合表面。在圖解說明的實施例中，屏蔽板通過干涉配合牢固地固定在頂蓋上。
嚙合部分232從底部252上的孔中伸出。優(yōu)選地，孔足夠的小，以與嚙合部分232干涉配合，從而將它們固定在頂蓋部分124上。類似地，它們在由頂蓋124的壁126構成的屏障中提供嚙合表面。
在優(yōu)選的實施例中，頂蓋124不是牢固地連接在外罩122上。這里使用了一個連接裝置來為頂蓋部分提供適應性。由于頂蓋部分124中有適應性，因此在頂蓋124中的嚙合區(qū)域中也有適應性。顯然，如果連接器110和114不對齊，這種適應性就可以讓每個連接器的嚙合觸點合適地對齊。
在圖解說明的事實例中，適應性由在頂蓋124上的連接元件260和外罩122上的連接元件262提供，它們可以讓滑動式的附件與在各個連接器上的適應性部分240結合。優(yōu)選地，特定的附件形式可以讓頂蓋在如圖2中所示的X-Y平面上移動。同樣優(yōu)選的是，附件不允許在Z向上的適應性。在將連接器部分110和114推到一起嚙合的時候，理想的情況是嚙合部分在X-Y平面上對齊。所希望的是嚙合部分在Z向上能夠牢固地連接，這樣就可以產生足夠的嚙合力。
如同上面所描述的，電連接器具有與印刷電路板116牢固連接的部分。它們同樣還具有連接于頂蓋124上的部分。但是，這兩個部分是由適應部分240分割開的。按照這種方式，盡管這里仍然提供了確保合適的嚙合所需要的適應性，但還是可以通過連接器來建立連接。
現在轉到圖3，其中顯示了A型連接器的分解圖。連接器包含多個觸片310。和觸片210一樣，觸片310包括多個信號導體和屏蔽板336，用于連接在印刷電路板112上的多個接點尾線從觸片的下表面伸出。
觸片310一片挨著一片地堆放在一起，它們的主表面是平行的。觸片固定在外罩118上。觸片310上的連接零件332與外罩118中的槽321嚙合。類似地，元件321與外罩118中的其它槽嚙合。
在圖解說明的實施例中，每個觸片包括用做信號導體的十四個電分離導體。十四個觸片一個挨一個地堆放在一起形成一個行數和列數相等的矩形陣列。并且，和B型連接器114一樣，在觸片中的觸點之間的間距(pitch)的厚度與相鄰的觸片之間的空隙相同。因此，盡管A型連接器110中的觸片和B型連接器114中的觸片是垂直的，但是每個連接器都有帶有矩形陣列的觸點的嚙合接口，矩形陣列的觸點具有可以讓導體嚙合的接觸間隙。
觸片310的導體具有從觸片的前緣伸出的嚙合部分。在優(yōu)選的實施例中，這些嚙合部分與在頂蓋120的下表面352中的凹槽相配合。如同在傳統(tǒng)的連接器中一樣，可以通過頂蓋120的嚙合表面中的通孔達到頂蓋120中的凹槽。當連接器110與連接器114嚙合的時候，頂蓋120與頂蓋124的壁相配合，這將連接器的嚙合接觸部分從連接器110帶入嚙合區(qū)域。連接器114的信號導體的嚙合部分穿過頂蓋120的嚙合表面中的孔，并與連接器110的導體的嚙合接觸部分建立電氣連接。
在圖解說明的實施例中，連接器114的信號導體的嚙合接觸部分是刀片型的。連接器110的信號導體的嚙合接觸部分必須是適合與刀片型結構進行電連接的形狀。優(yōu)選地，連接器110的信號導體的嚙合接觸部分將包括一個或多個桿，它們以這樣的方式彎曲以產生壓住刀片的彈力。優(yōu)選地，用于產生分離的桿型接觸的兩個平行放置的分離的桿構成了連接器110中的信號導體的嚙合連接部分。
連接器114中的接地導體的嚙合連接部分是指狀元件(finger)254。指狀元件254同樣提供類刀片的嚙合接觸部分。如同可以在圖3中看到的，屏蔽板336在它們的嚙合區(qū)域同樣有指狀元件354。然而，比完全的平板形狀要強的是，指狀元件354具有在其內進行切除的桿830(圖8)。在圖解說明的實施例中，桿在兩端固定屏蔽板，但將屏蔽板平面的中間弄彎。這種安排可以讓桿產生彈力。
在嚙合的時候，一個屏蔽板250的指狀元件254將平行并接近一個屏蔽板336的指狀元件354。由桿830產生的彈力將創(chuàng)建在屏蔽板之間所需要的電連接。按照這種方式，連接器110中的屏蔽板電連接到連接器114中的屏蔽板。
現在轉到圖4，它顯示了觸片210的制造過程。圖4A顯示了引線框(lead frame)410。引線框410是從通常用于制造電連接器中的信號觸點的導電材料板上刻出來的。優(yōu)選地，使用的是銅合金。
當引線框410刻后(stamped)，連接條(carrier strip)412就留了下來，從而可以更容易的處理引線框。引線框通過多個連桿(tie bar)414固定住連接條412。并且，信號導體416由連桿415連接。最終將切去連桿415從而留下多個電氣分離的信號觸點416。并且最終將切去連桿414以將觸片210從連接條上分離。
如同能夠看見的，每個信號觸點都有接點尾線230、嚙合接觸部分232、適應部分240和位于適應部分和接點尾線之間的中間部分。
在優(yōu)選的實施例中，從長條的導電材料上刻出多個引線框。引線框由連接條412連接并纏繞在(沒有顯示的)軸上。按照這種方式，可以加工和容易的處理整軸的觸片。然而，為了簡化起見，這里只顯示了軸的一部分。
一旦將引線框410刻成所需的形狀，就進行成形操作。成形操作在引線框410上創(chuàng)建任何從用于制造引線框的材料板上凸出的元件。它們精確的形狀和組成的數量將依賴于信號觸點的設計。在圖解說明的實施例中，將嚙合接觸部分232彎成與引線框的平面成90°角的形狀。這種彎曲使得接觸部分平滑、平坦的表面與引線框410的平面垂直。在使用中，在彎成這個角度的時候，來自連接器110的嚙合接觸表面將壓在接觸部分232的平面上。在平滑的表面上的接觸嚙合是優(yōu)選的。
圖4B圖解說明了制造觸片210的另一個步驟。將引線框410放入模具中，并將絕緣體420澆鑄在圍繞信號導體的中間部分的位置上。絕緣體420將信號導體416鎖定在適當的位置上。它們同樣還要對觸片210提供機械支撐，并將信號導體絕緣以防止發(fā)生短路。絕緣體420可以是任何一種合適的塑料，諸如那些在電連接器的制造中通常使用的材料。
圖中顯示了絕緣體420帶有多個套筒238，將它們鑄造在那里以便將來附加屏蔽板。將絕緣體420的表面鑄成可以容納屏蔽板236的形狀。
圖4B還顯示了前絕緣體422跨越信號導體鑄在了接近信號觸點232的末端的地方。在連桿被切斷時，前絕緣體將信號觸點連接在一起。同樣還提供一個可以讓制造工具將觸片的信號接觸部分壓到頂蓋124中去的連接點。
圖4C顯示了在連接到觸片210上之前的屏蔽板236。和信號觸點一樣，從導電材料板上刻出多個屏蔽板并用連桿將它們連接在一起。在屏蔽板236上刻出多個孔430以和套筒238嚙合。孔430和套筒238的位置通常在鄰近絕緣體420的平坦的中間部分上。
屏蔽板236同樣還刻有多個適應部分240，它們從中間部分伸出。在圖解說明的實施例中，如同在觸片上的信號導體一樣，在每個屏蔽板236上大約也有相同數量的適應部分240。這些數量的適應部分是為了得到適當的接地電流和適當的適應性量而提供的。適應部分240越多，所提供的屏蔽就越好。
前部434從適應部分240上伸出。前部434固定在頂蓋124上。屏蔽觸點234位于前部434上。
和信號觸點一樣，屏蔽板236在刻好從用于制造屏蔽板的導電板上伸出的元件之后成型。接觸部分230同樣從屏蔽板236的中部伸出，并成型。
圖4D顯示了在裝配的后面階段的觸片210。屏蔽板236覆蓋在絕緣體420上。對屏蔽板施壓從而讓其在孔430中與套筒238嚙合。將連桿414切去從而讓觸片210從連接條412上脫離。然后就可以將觸片210插入外罩122中了。
在所示的過程之外，也可以包括這項技術中的其它制造過程。例如，可能希望鑄造信號接觸部分232的邊緣。變通地，給一些接觸部分鍍金可能會有好處。
圖5顯示了適應部分240的其它細節(jié)。如同可以看到的，適應部分通常是拉長的。然而，在圖解說明的實施例中，適應部分包含彎曲以增加適應性值。在圖解說明的實施例中，包括彎曲部分510和512。優(yōu)選地，彎曲部分510和512彎向相反的方向，以在不需要永久的接觸變形的情況下在X和Y向上提供適應性，從而為連接器提供自居中的特征。彎曲部分的數量、尺寸和形狀是可以變化的。然而，優(yōu)選的是，適應部分包括平滑的彎曲部分以提供更理想的電氣屬性。此外，彎曲部分還在Z向提供適應性。盡管通常頂蓋是不在Z向運動的，但是會有一些可以讓它在這個方向上產生一些運動的制造偏差。
在優(yōu)選的實施例中，適應部分大約有8mm長，它由截面大約為8平方毫米的材料制成。可以通過增加適應部分的長度或增加彎曲部分的半徑或數量來增加適應性值。相反地，如果需要較少的適應性，就可以除去彎曲、使用長度較短的片段或密度更大的材料。
轉到圖6，這里顯示了屏蔽板236的元件的其它細節(jié)。圖6A顯示了觸點234。觸點刻在前部434中。有一個間隙610。在屏蔽板上刻有剩有桿618和620的槽612和614。
間隙610比屏蔽板250的厚度要窄。因此，屏蔽板250就要壓入槽610中，桿618和620就變形縮進槽612和614中。然而，桿618和620將會對屏蔽板250施加足夠大的力。優(yōu)選地，這個力的大小應當足夠在屏蔽板250和屏蔽板236之間產生氣密密封。
轉到圖6B，其中顯示了屏蔽板236的接點尾線230的細節(jié)。在優(yōu)選的實施例中，接點尾線230包括壓配部分650。接頭652將壓配部分650連接到屏蔽板236的中間部分。這里，接頭從屏蔽板236的中間部分的平面上彎出。這個彎曲部分將壓配部分650和信號導體的壓配部分對齊。
圖4A顯示了信號導體的接點尾線成對分組，并且在每對之間都留有間隙。當屏蔽板236安裝在觸片210上的時候，每個用于屏蔽板236的接點尾線都適合放在兩個相鄰的信號導體對之間。
現在轉到圖7，這里顯示了在頂蓋124和外罩122之間的適應附件的其它細節(jié)。在圖解說明的實施例中，連接的元件位于外罩122相對的兩側上。這里有三套對齊的嚙合連接元件260和262。
元件260包括接頭716，它由突起720固定在頂蓋124的表面714外。這種布置就在表面714和唇緣(lip)716之間構成一個槽752。
元件262包括帶有后壁712的開孔722。唇緣718伸到孔722中距離后壁712一定距離的位置。這種布置就在后壁712和唇緣718之間構成一個槽754。
在優(yōu)選的實施例中，槽752與唇緣718具有相同的厚度，槽750與接頭716具有相同的寬度。因此，當連接元件260和262嚙合的時候，接頭716就固定在槽750中，唇緣718就固定在槽752中。它們中的每一個都不能在Z向上移動足夠大的量。
然而，配合也不能太緊從而產生防止所有運動的干涉配合。接頭716應當能在槽750的X-Y方向上滑動，唇緣718應當能在槽752的X-Y方向上滑動。
連接元件262還應當包括防止頂蓋124滑動從而與外罩122脫離嚙合的制動器。制動器754防止向圖7A左側的過度運動。制動器756防止向圖7A右側的過度運動。向上的運動由壓在突起720上的唇緣718抑制了。在對齊元件260壓到它下面的對齊元件262上的時候就抑制了向下的運動。
然而，如同在嚙合的對齊元件的局部剖視圖中可以更清楚地看到的，在元件260和262之間有足夠的空間可以讓它在X-Y平面上運動。例如，突起720要做得足夠窄，從而在制動器754或756嚙合之前提供0.5mm的位移空間。并且，槽722要足夠長，從而在唇緣718與突起716嚙合或連接元件260落于其下的連接元件262之前允許0.5mm的位移。為了提供這種程度的適應性，適應部分要由大約為8平方毫米的材料做成大約8mm長。
轉到圖8，這里顯示了觸片310的細節(jié)。如同觸片210一樣，觸片310優(yōu)選地是通過在絕緣體820中嵌入包含信號觸點的引線框來制成信號觸點元件的方法做成。引線框在導電金屬板上刻出，然后做成所希望的形狀。在圖解說明的實施例中，嚙合接觸部分832通過首先刻出兩個桿，然后將桿彎曲成可以產生用于嚙合的足夠的彈力的形狀來作成分離的桿型觸點。一旦將引線框封裝到絕緣體820中，一個信號觸點就做好了。
分別地將屏蔽板336刻好和做好。在優(yōu)選的實施例中，它連接在絕緣體820上以構成屏蔽部件?？?34與套筒836嚙合以將屏蔽板336固定在適當的位置。圖8A顯示了連接了屏蔽板的觸片。圖8B分別顯示了信號觸點子部件和屏蔽板。
屏蔽板336也有用于建立電連接的刻好和做成的元件。接點尾線230連接在突起852上。突起852是這樣彎曲的以當屏蔽板336連接在絕緣體820上的時候，屏蔽板336的接點尾線230就與信號觸點的接點尾線對齊了。如同在上面描述的，接點尾線230要與印刷電路板中的信號跡線建立電連接。
屏蔽板336同樣要與嚙合連接器中的屏蔽板250建立電連接。在每個指狀元件354上都刻有桿830。桿從屏蔽板336的平面上彎出，因此，當指狀元件354在屏蔽板250上滑動的時候，就將桿830壓回屏蔽板的平面中，從而產生在嚙合連接器的屏蔽板之間建立電氣連接所需要的彈力。
按照這種方式，就可以提供用于矩陣應用的容易制造的連接器。在連接器的每一半上都可以使用觸片化的結構。并且，連接器是自對齊的，這就可以糾正在矩陣組件制造中產生的較大的位置偏差，使得使用矩陣結構的印刷電路板的電氣系統(tǒng)容易制造。自對齊的連接器對于矩陣組件來說更加重要，這是因為沒有了像底板或中平面板這樣的單一的結構來提供參照，這樣產生可以導致連接器不對齊的制造誤差的可能性就大大增加了。這里所示的設計可以在存在超過1mm的不對齊的情況下嚙合。
此外，這種設計可以屏蔽差不多整個長度的信號連接部分。鄰近信號觸點的屏蔽可以降低信號連接器之間的串話干擾。這對于控制信號導體的阻抗也是非常重要的。
這里已經描述了一個實施例，但還可以產生許多變通的實施例或對它的改變。例如，這里講過板子的定向是在水平和垂直方向上的。描述中的這些維度只是為描述優(yōu)選的實施例建立一個參考框架。在商業(yè)實施例中，可以根據電氣部件的需要在任意方向上定向所安裝的板子。同樣，應當理解，可以任意地定向安裝A型和B型連接器。例如，A型和B型連接器的位置可能是相反的。
同樣也不需要如圖中所示那樣將觸片固定在外罩中?？梢允褂萌我忸愋偷墓芾砥?organizer)來定位觸片。例如，可以使用帶有用來容納來自每個觸片的元件的孔的金屬條?；蛘?，通過將觸片固定在足夠堅固的塊上來固定觸片。例如，可以將觸片粘在一起。類似地，在接點尾線的機械位置不是很重要的應用中，可以省去外罩。
作為另一種變通的例子，應當理解，在優(yōu)選的實施例中通過在頂蓋124和外罩122之間的允許在X-Y平面的兩個垂直方向上移動的連接元件提供了平面的適應性。作為變通，B型連接器可能會提供只有一個方向上的適應性的連接元件?？梢杂葾型連接器上的類似結構提供在垂直的方向上的適應性通過兩者的結合來提供在平面上的適應性。
所示的在嚙合區(qū)域中的屏蔽板可以分成指狀元件。在圖解說明的實施例中，具有等于信號導體數量一半的指狀元件。在這種安排下，信號導體要分成鄰近屏蔽板的組。這種實施例在制造在一對信號導體上承載一個信號的不同連接器的時候是有用的。為了進一步提高電連接器的性能，可能會在不同的屏蔽板上切出切口。例如，可以在屏蔽板236上切出切口，以除去在承載差分信號的一對信號導體之間的導電材料。相反地，可以在屏蔽板336上切出切口，以除去信號導體之間的導電材料，從而增加由各對所承載的信號之間的電氣隔離。
同樣，應當理解，諸如236的屏蔽板在這里是以從金屬板上刻出來的形式圖解說明的。屏蔽板還可以變通地用在塑料板上的導電層的形式來創(chuàng)建。
此外，圖中顯示的觸點234有兩個桿從相反的方向壓住屏蔽板250。也可能通過由一個桿從一個方向壓住屏蔽板來創(chuàng)建電氣接觸。變通地，不需要在兩端固定桿。可能會變通地使用懸臂桿。
作為另一種變化，可能會希望用結構強度比塑料強的材料來做頂蓋124。因為對齊連接器是通過強行把連接器連到一起，直到頂蓋124的壁將頂蓋120引導入位為止，在嚙合的時候作用在頂蓋124上的力可能足夠大一這取決于連接器中的導體數量和印刷電路板之間不對齊的度數。一種變通是用陽極氧化鋁(anodized aluminum)或用其它金屬鑄造頂蓋124。如果使用導電金屬，之后就需要讓信號導體和金屬絕緣以避免信號導體發(fā)生短路?？赡軐⑺芰辖^緣墊圈(grommet)或其它絕緣體插到孔底252來將信號導體和金屬絕緣?？赡苓€希望將底板和金屬絕緣。
同樣，應當理解，在這里圖解說明了諸如128的對齊元件的形狀和位置。更一般地說，任何可以幫助連接器部分進行適當的對齊的錐型表面都可以使用。并且，并不需要讓對齊元件位于連接器部分之中。諸如對齊引腳和孔的分離的對齊結構可能會連接在連接器外罩或頂蓋上。
此外，不需要通過在信號觸點上澆鑄塑料的方式來制造觸片。作為一種將導體嵌入絕緣體中的變通的方法，可能將絕緣體澆鑄在屏蔽板上，它在絕緣體中為信號導體留出空間。然后將信號導體壓入這些空間并連接在絕緣體上。信號導體可以用信號導體上的鉤子來連接在絕緣體上?；蛘咴梢园趯w或絕緣體中以形成干涉配合?；蛘撸赡苓M行絕緣體的過澆鑄(over-molding)來密封信號導體周圍的空隙，將它們固定在絕緣體中。
同樣，完全不需要將屏蔽板連接在信號子部件上。可能會構造一種連接器，其中松散的屏蔽板位于信號子部件之間。
另一種變化可能是將絕緣元件放置在相鄰的信號導體之間或屏蔽元件和信號導體之間。例如，可能在屏蔽板336(特別是指狀元件354)上涂上絕緣體來防止它和信號導體接觸。或者，可能延伸前部422的絕緣體，讓它包括一個用于承接接觸部分的孔。因此，比將觸點插到頂蓋124中的孔中要好的是，孔可能已經鑄造在觸點周圍和頂蓋124將具有更多的開放框架。
因此，本發(fā)明將僅僅由附加的權利要求書的精神和范圍來限制。
權利要求
1.一種矩陣連接器，其包括a)多個子部件，它們每個都具有絕緣部分，并且每個都帶有嵌入其中的多個導電元件，每個導電元件都帶有從所述絕緣部分的第一表面伸出的嚙合接觸部分和從所述絕緣部分的第二表面伸出的接點尾線；b)連接在每個子部件的所述絕緣部分上的管理器，它平行地固定著所述子部件；c)多個第一型屏蔽元件，每個第一型屏蔽元件都與子部件平行放置并鄰近于所述子部件；d)其內帶孔的頂蓋，所述子部件的所述接觸部分伸到所述孔中；和e)多個第二型屏蔽板，它們每個都與至少一個第一型屏蔽板電連接，所述第二型屏蔽板都具有位于所述相同的子部件上的信號導體的相鄰的嚙合接觸部分之間的所述頂蓋的所述孔處的部分。
2.如權利要求1中所述連接器，其中所述管理器包括絕緣外罩。
3.如權利要求2中所述矩陣連接器，其中所述絕緣外罩具有在其內形成的多個槽，且每個所述子部件的所述絕緣部分包括與一個所述槽嚙合的接頭。
4.如權利要求1中所述矩陣連接器，其中所述管理器包括金屬管理器。
5.如權利要求1中所述矩陣連接器，其中每個所述子部件都具有澆鑄在多個導電元件周圍的絕緣部分。
6.如權利要求1中所述矩陣連接器，其中在每個所述子部件中的所述導電元件都具有包括引腳的接觸部分。
7.如權利要求1中所述矩陣連接器，其中每個所述第一表面和所述第二表面是垂直的。
8.如權利要求1中所述矩陣連接器，其中每個所述第一型屏蔽板都包括至少一個帶有適應部分的槽，第二型屏蔽板插到所述槽中并與所述適應部分建立電連接。
9.如權利要求1中所述矩陣連接器，其中每一個所述第一型屏蔽元件都包括接點尾線，接點尾線用于與印刷電路板建立電連接，由此，所述第二型屏蔽板通過所述第一型屏蔽板與所述印刷電路板電連接。
10.如權利要求1中所述矩陣連接器，其中每個所述第二型屏蔽板都和每個所述第一型屏蔽板連接。
11.如權利要求1中所述矩陣連接器，其中每個所述第二型屏蔽板都包括多個接觸區(qū)域，接觸區(qū)域用于與嚙合電連接器中的屏蔽板建立電連接。
12.如權利要求1中所述矩陣連接器，其中所述頂蓋由絕緣材料做成。
13.如權利要求1中所述矩陣連接器，其中所述頂蓋包括多個用于容納它們之間的嚙合連接器的側壁。
14.如權利要求1中所述矩陣連接器還包括印刷電路板，其帶有與所述印刷電路板電連接的接點尾線。
15.如權利要求14中所述矩陣連接器在矩陣部件中，所述矩陣部件包括平行地裝在所述印刷電路板上的第一多個板子和與所述板子垂直地安裝的第二多個印刷電路板。
16.一種電連接器部件，包括a)第一連接器，包括i)多個第一型子部件，它們每個都具有絕緣部分，并且每個都帶有嵌入其中的多個導電元件，每個導電元件都帶有從所述絕緣部分的第一表面伸出的嚙合接觸部分和從所述絕緣部分的第二表面伸出的接點尾線，每個所述第一型子部件都與位于嚙合區(qū)域中的矩形陣列中的所述嚙合接觸部分平行放置；ii)多個第一型屏蔽元件，每個第一型屏蔽元件都與第一型子部件平行放置并鄰近于第一型子部件；iii)多個第二型屏蔽板，它們每個都與至少一個第一型屏蔽板電連接，所述第二型屏蔽板都具有位于所述相同的子部件上的信號導體的相鄰的嚙合接觸部分之間的嚙合部分；和b)第二連接器，包括i)多個第二型子部件，它們每個都具有絕緣部分，并且每個都帶有嵌入其中的多個導電元件，每個導電元件都帶有從所述絕緣部分的第一表面伸出的嚙合接觸部分和從所述絕緣部分伸出的接點尾線，每個所述第一型子部件都與位于嚙合區(qū)域中的矩形陣列中的所述嚙合接觸部分平行放置；ii)多個第三型屏蔽元件，每個第三型屏蔽元件都與第二型子部件平行放置并鄰近于第二型子部件，每個第三型屏蔽元件都具有伸入的嚙合區(qū)域的嚙合部分；c)其中，當所述第一連接器和所述第二連接器嚙合的時，所述第一連接器的所述嚙合部分與所述第二連接器的所述嚙合部分建立連接，并且所述第二屏蔽板的所述嚙合部分與所述第三屏蔽板的所述嚙合部分接觸。
17.如權利要求16中所述矩陣連接器，其中所述第一連接器包括具有包圍所述嚙合區(qū)域的前罩。
18.如權利要求17中所述矩陣連接器，其中所述前罩包括絕緣體，且所述多個第二型屏蔽板與平行于所述側壁地連接到在所述前罩上。
19.如權利要求17中所述矩陣連接器，其中每個所述第二型屏蔽板與每個所述第一型屏蔽板連接。
20.如權利要求17中所述矩陣連接器，其中每個所述第一型屏蔽板包括都包括至少一個帶有適應部分的槽，第二型屏蔽板插到所述槽中并與所述適應部分建立連接。
全文摘要
一種適于在矩陣組件中使用的電連接器組件。所述電連接器組件具有兩個連接器，它們每個都由觸片裝配而成。所述單個觸片是受屏蔽了的，并且分離的屏蔽板位于一個連接器中，它與這個連接器中的所述觸片相交。此外，在至少一個所述連接器中的觸片包括可以讓所述兩個連接器自對齊的適應部分。
文檔編號H01R13/658GK1502145SQ02805724
公開日2004年6月2日 申請日期2002年2月1日 優(yōu)先權日2001年2月1日
發(fā)明者菲利普T·斯托科, 托馬斯S·科恩, S 科恩, 菲利普T 斯托科 申請人:泰拉丁公司