(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する回路基板間で電気信号を伝搬する電気的接続装置において、
前記回路基板に対応した対応面を有する支持手段と、
前記回路基板の回路要素に相互接続され、前記対向面の間で前記支持手段を通して延び、互いに平行関係に間隔を置いて配列された複数の信号伝搬相互接続手段と、
前記信号伝搬相互接続手段の夫々と隔てられ、該信号伝搬相互接続手段の各々を囲むように配置された接地導体手段と、
前記接地導体手段を前記回路基板の接地導体に接続する接地相互接続手段と、
前記信号伝搬相互接続手段を前記接地導体手段と電気的に絶縁する誘電材料による絶縁手段と、を備え、
前記信号伝搬相互接続手段の各々と前記接地導体手段との間隔は、該信号伝搬相互接続手段の各々と隣接する他の信号伝搬相互接続手段との間の間隔より小であって、該信号伝搬相互接続手段と隣接する他の信号伝搬相互接続手段との間の信号結合が最小にされることを特徴とする電気的接続装置。
【請求項２】
前記信号伝搬相互接続手段の全てに関連する前記接地導体手段および前記絶縁手段の形態および特性は、前記信号伝搬相互接続手段で提供される全ての伝搬路が、実質的に同じ特性インピーダンスを有するように、形成されることを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置。
【請求項３】
前記支持手段は、前記信号伝搬相互接続手段又は前記接地相互接続手段を受け入れ、多重方向に列をなして配置された複数の貫通開口を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気的接続装置。
【請求項４】
前記信号伝搬相互接続手段が、前記複数の貫通開口から選択された貫通開口内に受け入れられ、前記回路基板との信号伝搬に対応した伝搬路が提供されることを特徴とする請求項３に記載の電気的接続装置。
【請求項５】
前記貫通開口の少くとも１つが、前記接地相互接続手段を受け入れ、支持するように配置された接地開口であり、
前記接地相互接続手段が、前記回路基板の接地導体と接続されることを特徴とする請求項３に記載の電気的接続装置。
【請求項６】
前記信号伝搬相互接続手段は、塊状の導体接触子要素を有することを特徴とする請求項４に記載の電気的接続装置。
【請求項７】
前記接地相互接続手段は、塊状の導体接触子要素を有することを特徴とする請求項５に記載の電気的接続装置。
【請求項８】
前記導体接触子要素の対向端部は、前記回路基板の導電性パッドに対面するように配置され、
前記導体接触子要素が、前記回路基板の前記導電性パッドと圧力係合するよう弾力的に圧縮可能であることを特徴とする請求項６又は７に記載の電気的接続装置。
【請求項９】
前記支持手段が、導電性基板であり、
前記接地導体手段が、前記導電性基板に含まれることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電気的接続装置。
【請求項１０】
前記接地導体手段は、前記貫通開口内に、前記信号伝搬相互接続手段の各々の周囲に係る導電性の環状表面を提供することを特徴とする請求項９に記載の電気的接続装置。
【請求項１１】
前記絶縁手段は、前記環状表面内に配置され、前記信号伝搬相互接続手段を受け入れる前記貫通開口を有し、前記信号伝搬相互接続手段と前記接地導体手段とを絶縁することを特徴とする請求項10に記載の電気的接続装置。
【請求項１２】
前記絶縁手段は、前記環状表面に配置された絶縁材料の被膜を有することを特徴とする請求項11に記載の電気的接続装置。
【請求項１３】
前記絶縁手段は、前記貫通開口に配置され、前記信号伝搬相互接続手段を受け入れる開口を有する絶縁性挿入体であることを特徴とする請求項11に記載の電気的接続装置。
【請求項１４】
前記絶縁手段は、プラスチック材料であることを特徴とする請求項12又は13に記載の電気的接続装置。
【請求項１５】
前記絶縁手段は、４弗化エチレン樹脂であることを特徴とする請求項12又は13に記載の電気的接続装置。
【請求項１６】
前記接地開口は、前記接地相互接続手段が接触し、前記接地導体手段によって提供される環状表面を有することを特徴とする請求項９に記載の電気的接続装置。
【請求項１７】
前記接地開口は、前記貫通開口内に配置され、前記接地相互接続手段を受け入れる開口を有する導電性挿入体であることを特徴とする請求項９に記載の電気的接続装置。
【請求項１８】
前記支持手段が、絶縁性基板であり、
前記絶縁手段は、前記絶縁性基板に含まれ、
前記接地導体手段が、前記信号伝搬相互接続手段の夫々と隔てられ、該信号伝搬相互接続手段の各々を囲むように配置されたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電気的接続装置。
【請求項１９】
前記接地導体手段は、前記貫通開口の各々の周囲に、該貫通開口と等距離で配置された複数の開口内に備えられることを特徴とする請求項18に記載の電気的接続装置。
【請求項２０】
前記開口は、互いに隣り合う複数の前記貫通開口の中央に配置されていることを特徴とする請求項19に記載の電気的接続装置。
【請求項２１】
前記接地導体手段は、前記開口の各々に提供される内表面に設けられることを特徴とする請求項19又は20に記載の電気的接続装置。
【請求項２２】
前記接地導体手段の各々は、前記支持手段の前記対向面に配置された相互接続手段で互いに接続されていることを特徴とする請求項18乃至21のいずれか一項に記載の電気的接続装置。
【請求項２３】
前記相互接続手段は、ウエブ導体であることを特徴とする請求項22に記載の電気的接続装置。
【請求項２４】
前記接地導体手段および前記相互接続手段は、金属被着で形成されていることを特徴とする請求項22又は23に記載の電気的接続装置。
【請求項２５】
前記接地開口は、前記接地相互接続手段を受け入れたときに接触する導体層を有することを特徴とする請求項18に記載の電気的接続装置。
【請求項２６】
前記導体層は、前記接地導体手段に接続されていることを特徴とする請求項25に記載の電気的接続装置。
【請求項２７】
前記接地導体手段、前記相互接続手段、および、前記導体層は、金属被着で形成されていることを特徴とする請求項25又は26に記載の電気的接続装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願の参照
本出願は1990年５月３日出願の米国出願番号No.518,295 Richard Jay Lindemanの共通係属中出願に開示された主題の一部継続するもので、該Lindeman出願は、米国特許No.4,806,110として1989年２月21日発行のRichard Jay Lindemanの共通係属中出願、出願番号No.947,317の分割出願として、1989年１月13日に出願されたRichard Jay Lindemanの現在は放棄された出願、出願番号No.297,303の継続出願である。上記出願、出願番号No.947,317は1987年12月１日に米国特許No.4,710,133として発行された1986年６月19日に出願の米国出願番号No.876,179のRichard Jay Lindemanの同時係属出願の一部継続出願である。この出願はまた1989年９月12日出願の米国出願番号No.406,142,Richard Jay Lindeman等の同時係属出願において開示された主題を一部継続し、これはまた米国出願番号No.297,303の上記出願に開示の主題を一部継続し、また1989年５月16日出願の出願番号No.07/352,499,Albert Nicholas Hopfer3世とRichard Jay Lindemanの同時係属出願に開示された主題と、1989年７月５日出願の出願番号No.07/375,588,Richard Jay LindemanとSaeed U.Zafarの同時係属出願に開示された主題との一部継続である。上記複数の出願の開示はリファレンスにより合併されている。
【０００２】
発明の背景
1.発明の分野
本発明は電気コネクタに関し、特に回路基板又はその間の電力、制御電圧又は基準電圧の伝送と同様に高周波信号の伝播用の他の部品間の設置に用いることが可能な電気コネクタに関する。本発明のコネクタは設置容易であり、かつ容易に経済的に製造可能であると同時に、高効率かつ高信頼性である。
【０００３】
2.従来技術の背景
従来技術においては之まで多数の種々の形式の電気コネクタが使用され又は提案されて来たが、これらは塊状の（wadded）導体接点又はボタンを利用する電気コネクタを含むものであり、之等は接続されるべき一対の導体の両平面間で圧縮されるべき絶縁材の担体内の穴に正しい位置に設置された細い線の「塊体（wads）」又は「ボタン（buttons）」を一般に備えている。このような導電性の玉は電流に対し極めて低抵抗を有し、また極めて低いインダクタンスを有するという点で都合が良く、それ以外でも超高周波信号の伝搬に都合のよいものである。
【０００４】
しかしながら従来技術の装置は遺憾な点が若干あり、特に、信号伝送特性に関して、および回路基板間で低損失、有効および信頼度の高い信号伝送を得ることに関し問題があった。
電気コネクタに関する例えばR.J.リンデマンによる特開昭63−2271号公報（米国特許4710133、米国特許4806110対応）記載の発明の延長線上において電気コネクタに課せられた課題を解決するさらなる技術特徴が求められている。
【０００５】
発明の概要
本発明は従来技術に関し改良する目的をもって発展させられたもので、特に一方では合理的に低い価格でありながら効率がよく信頼性が高く、かつ製造可能でありながら、分離した回路基板もしくは他の部品間での信号の低損失伝送用に容易に使用可能であるコネクタを提供するためのものである。
【０００６】
本発明の別の目的は、回路基板等の間の高周波信号の有効かつ高信頼性な伝搬に関し、特に最適の電気特性を有するコネクタを提供するものである。
【０００７】
本発明においては、互いに対向する回路基板間で電気信号を伝搬する電気的接続装置において、前記回路基板に対応した対向面を有する支持手段と、前記回路基板の回路要素に相互接続され、前記対向面の間で前記支持手段を通して延び、互いに平行関係に間隔を置いて配列された複数の信号伝搬相互接続手段と、前記信号伝搬相互接続手段の夫々と隔てられ、該信号伝搬相互接続手段の各々を囲むうように配置された接地導体手段と、前記接地導体手段を前記回路基板の接地導体に接続する接地相互接続手段と、前記信号伝搬相互接続手段を前記接地導体手段と電気的に絶縁する誘電材料による絶縁手段と、を備え、前記信号伝搬相互接続手段の各々と前記接地導体手段との間隔は、該信号伝搬相互接続手段の各々と隣接する他の信号伝搬相互接続手段との間の間隔より小であって、該信号伝搬相互接続手段と隣接する他の信号伝搬相互接続手段との間の信号結合が最小にされることを特徴とする電気的接続装置、が提供される。
【０００８】
この出願は超高速集積回路の間で信号を伝搬するためのコネクタ構造の特徴に関する上記出願の主題を継続するもので、このような特徴は従来の構造に関連して発見され認識された問題点を作動的に克服し得るものである。特に、超高速で高容量のこのような超高周波信号を伝搬する試みがなされる場合、接地接続は静電電荷を発達させる傾向のあることが見出された。２つの相互接続された回路の接地平面間の電圧の移動は結果的に電子回路の基準電位レベルの損失を生じさせる可能性があり、したがってコンピュータ等の動作を不可能にする。回路とコネクタ間の不整合インピーダンスは、デジタル信号を伝送する場合に、反射および望ましからぬ定在波現象を生じさせ、その場合にデータ伝送における対応する誤差をともなう。信号路間の漏話が、周波数にしたがいおよび両者間の距離の減少にしたがい増加することもまた判明している。この問題は信号路に共通である接地接続の特性により実質的な程度まで影響される。一定の通路長の誘導リアクタンスは周波数と共に増加し、接地接続が実質的なリアクタンスを有するならば、それは高周波信号の伝搬又は高速パルス信号の伝搬に対し問題を生じさせる可能性がある。これは従来のコネクタの接地通路が、比較的低周波で信号を伝送する場合、問題を発生しなかった誘導リアクタンスを有するので認識されなかったものである。
【０００９】
典型的には、少なくとも１個のコネクタピンが過去においては接地接続用に使用されて来たが、或る場合には信号伝送用に使用されるそれぞれのピンは、クロストークの問題点を最小にする意図で、接地接続用に係合された隣接ピンを使用させることが可能である。このような方法では適切な解決策が得られないことが判明したが、それはそれにもかかわらず接地接続には実質的なインピーダンスが存在し得るし、またこの解決策はより多くのピンを必要とするということに基因することによるからである。更に、各信号ピンに対し２個以上のピンを用いるよう接地ピンの数が増加するとすれば、厳格な空間の制限および挿入の力の増加が必要事項として課されるであろう。
【００１０】
従来の構造上の他の１つの問題点は、信号通路のインピーダンス特性に関係する。電気コネクタの各信号通路は単位長当りの抵抗、インダクタンスおよび分布容量により決定される或る特性インピーダンスを有する電気的伝送線路として考えられる。比較的低い信号伝送周波数において、通路の実際のインピーダンスは通常は重要でない。しかし、高周波においては、通路の特性インピーダンスとそれに接続される回路の特性インピーダンスの間に実質的に不整合が存在する場合に、通路は反射、共振および定在波現象を生じ得る。また接続される回路の設計を容易にするようにすべての通路の特性インピーダンスが実質的に同じであることが特に望ましいこともまた観察されるべきである。
【００１１】
本発明によるコネクタにおいては、超高周波信号が隔った平行関係で設置された複数の接点部材を介して一方から他方の回路まで伝搬するし、導電性接地通路は該接点部材の各々に隔った平行関係で設けられ、接地通路は非常に低いインピーダンスが得られ、かつ相互接続回路間の電位差の生成を阻止する非常に低いインダクタンスと抵抗を有する。結果は、或る与えられた寸法のコネクタに収容され得るデータ伝送の速度と量の極めて実質的な増加である。この配置はまた共通接地通路のインピーダンスと隣接する信号通路間の漏話効果を最小にする。
【００１２】
本発明のコネクタの他の一つの技術特徴は、接続回路の設計を容易にするように実質的に同じであるすべての通路の特性インピーダンスに対し均一の特性インピーダンスを達成するようになっている構造に関する。更に他の一つの技術特徴は、相互に直接に接続される必要がなく、そのような各接地導体と他の各接地導体間の非常に低い交流インピーダンスを得られるように電気的に接続された複数の接地導体を使用することに関する。このような導体は導体相互に対しおよび／または外殻に対し使用可能であり、該外殻は信号部材を介して超高周波信号の伝搬に関し不利な影響を与えることなしに、直流供給電圧、基準電圧又はオンオフ制御電圧の伝送用又はその他の目的のために用いられる。
【００１３】
本発明はまた積層状回路基板間に挟まれることが可能なコネクタおよび弾性的閉塞用塊状のパッドのような弾性部材が導電性相互接続手段を得るのに用いられて、それぞれの導電性相互接続手段に隣接する関係で支えられる導電性接地を用いた回路基板間で超高周波信号を伝搬する構造の特徴に関する。
【００１４】
本発明のさらなる特徴は、特に小さな寸法のコネクタにおいて数の多数の、および／または高密度の関係において伝搬路を得ることに関連し、かつ積重ねられた関係で複数の回路基板の接続の促進に関連して、一方では付加的に重要な利点を達成しながら、上記従来の出願の構造の利点を達成する構造に関する。
【００１５】
本発明のより特定の技術特徴によれば、その各々が一対の回路基板の対向面間に狭設可能であるコネクタが得られ、複数の該コネクタは回路基板の積重ねの回路間の信号伝搬路を付与するのに使いられ得るものである。各コネクタは、一対の該回路基板上の導電性パッド（pads）に対し係合可能な対抗する終端をもつ複数の導電性相互接続手段を具備している。このような導電性相互接続手段はその各々が弾性的な塊状の要素を包含することが可能であり、各相互接続部材は各開口に対し、及びその内部に支持された導電性相互接続手段に対し隣接する関係の導電性接地手段を付与する支持構造の開口内に支持されるものであり、該導電性接地手段は該回路基板の接地用部材に接続するために配列されている。この支持構造は板状構造の形式であることが好ましく、該板状構造は内部に複数の導電性相互接続手段の支持用にそれを通る複数の相互接続開口を備えており、また該板状構造は回路基板の接地用部材の接続用に、およびそれぞれの導電性相互接続用手段に対し隣接の絶縁された関係にある接地を支えるために配設された導電性材料を具備するものである。高密度の伝搬路が可能となり、装置はある特定のパターンの相互接続手段の使用に限定されるものではない。開口は単一の行の配列、または、好適には多次元の配列であって例えば、複数の平行な行又は１対の回路基板の間の選択可能な伝搬路を得るために適しているようなある形式の規則的な又は不規則なパターンを有するものに配置されることが可能である。注意すべきことは、本明細書で使用される用語「回路板」は或る特定の形式の基板に限定されるものでなく、一般的な意味で本発明のコネクタの導電性相互接続手段により係合されることが可能な導電性の要素用の任意の形式の支持構造を包含するよう使用される。
【００１６】
１つの実施例において、支持構造は、回路基板接地部材と係合可能である対向する表面部分をもち、内部の導電性相互接続手段の支持用のそれぞれの開口内の絶縁性誘電材料の手段と共に、それを通る相互接続用開口を有する、高導電材料例えばアルミニウムの平板手段を包含する。この配置により、各導電性相互接続手段は、導電性により実質的に完全に包囲されることが可能であり、伝搬路の間の高度の絶縁が実現している。
【００１７】
他の１つの実施例において、支持構造は、導電性相互接続手段が設けられている複数の相互接続開口を有する絶縁性誘電体材料の基板を備え、導電性材料の接地手段は該基板に固定されそれぞれの導電性相互接続手段に隣接する関係で接地を提供しながら、回路基板の接地用パッドに接続されるよう配置される。好適には、それぞれの接地用開口は相互接続用開口に隣接する関係で該プレートにわたり延びている導電性材料を受け入れている。この配置は、完全な絶縁は提供しないが、高度の絶縁依然として提供し、コネクタの経済的な製作を容易にすることが可能である。例示として、めっきプロセスにより各接地用開口部に導電性材料が設けられることが可能であり、それにより「貫通してめっきされた（plated−through」接地要素が実現している。
【００１８】
本発明は、添付図面に関連しての以下の詳細な説明からより十分に明らかになるであろう他の目的、技術特徴、および利点を考慮している。
【００１９】
好適な実施例の説明
本発明の基本の形態は主として第１図および第11図に示され、これは請求項１に対応する。
参照番号10は本発明の原理に基づいて構成されたコネクタ組立体の一形式を一般に示しているが、これは回路板14を接続するための連結コネクタ11と12を備えている。図12〜図26に図示された本発明の他の形式のコネクタは回路板の間でその間の接続が得られるよう挟設されて配設されている。
【００２０】
コネクタ組立体10において、図示のコネクタ11はマザーボードとなる回路板13上の取付けられその一部を形成するに適合しており、コネクタ12はドータボードとなる回路板14を受け入れそれに固着されるに適合している。コネクタ11と12および本発明の一部を形成するコネクタの新規な技術特徴が本発明の一部を形成するもので、他の形態および他の目的に使用されることが可能であることは理解されるであろう。
【００２１】
図示のコネクタ11はコネクタ12の外殻16を受入れる外殻15を備え、該コネクタ11はしたがってレセプタクルの形式であり、かつコネクタ12はプラグの形式である。云うまでもなく、本発明はこの関係に限定されるものでなく、例えばコネクタ11は、コネクタ12がレセプタクルの形式となるプラグの形式をとることも可能であることが理解されよう。外殻15と16とはアルミニウムのような高導電金属より構成されるのが好ましく、相互におよび相互接続回路の電気接地体に電気的に接続されるのが好ましい。
【００２２】
本発明によれば、コネクタ11と12とは参照番号17と18により一般に示され、かつ相互接続回路の電気的接地に接続された中央プレートを具備する。プレート17と18とは図１の紙面に垂直な方向に、コネクタの長さに沿って伸びている中央平面接地板を一緒に規定する。図11に関連して後で論ずる如く、それぞれのプレート17,18は直流電源もしくは他の電圧の伝送用に使用可能な複数の分離板の形式をとるが、このような分離板の間で低い交流インピーダンスを有しており、極めて低インピーダンスの接地接続が得られ、その対向する側面上の接点間で電気的分離と遮蔽として作用する。プレート17はコネクタ11の外殻15に固着された絶縁材料の一対の部材19と20の間に挟まれ、かつプレート18はコネクタ12の外殻16内に固着された絶縁材料の一対の部材21と22の間に挟まれている。
【００２３】
図示の実施例において、コネクタ11は４群の接点を備え、第１の群の接点25は接地プレート17に比較的近くに位置され、接点26は接地板17から更に離れており同様に部材19により支持されており、接点27は接地プレートの対向側面上の部材20により支持され、かつ接地プレート17に極めて近く設けられ、また接点28は部材20により支持され、接地プレート17よりも更に距てられている。
【００２４】
図２に示すように、接点25と26とは相互にジグザクの関係にあり、接点27と28とは同様に相互にジグザグの関係にある。また図２に示されるように、外殻11は中間壁部19を有し、該コネクタを２部分に分離し、それに対し、２個の長手方向に距った接地プレート17と係合する接点群25−28が存在する。このような板17の各々と２個の連結する板18の各々とは、図11に関連して以下に論ずるように複数の分離した板状部の形式をとることが可能である。
【００２５】
各コネクタは多数の接点を有し、一例として各セクションは120個の接点を有し、２つのセクションに対し全体で240個の接点を有することになり、又図２の参照番号30で示される接点間距離は典型的には1.905mm（0.075インチ）であり、コネクタの全体の長さは12.7cm（５インチ）の大きさである。1.27mm（0.05インチ）の接点距離を有し全体で352個の接点が設置可能である。もちろん、図２に図示されるようにコネクタは２部分に分離される必要はなく、勿論適切な接点距離を使用し得ることが理解されるべきである。しかし、比較的多数の接点が、従来技術の構造を使用するときこのような接点間隔について遭遇されることが可能である問題点を避けながら、比較的接近した距離の接点をもつコンパクトコネクタ内に設けられることが可能であることは本発明の１つの重要な技術特徴である。
【００２６】
図７に示されるように、プラグコネクタ12は、接点25,26,27および28と嵌合するように用いられる接点31,32,33および34を有する。接点31と32とは接地板18の一片上に絶縁部材21により支持され、一方接点33と34とは接地板の反対側の絶縁部材22により支持される。
【００２７】
すべての接点は、協働する接地された高導電率の平板状接地板および外殻表面に同じ空間的関係を有し、それによりすべての信号伝送路は実質的に同じ特性インピーダンスを有する。
【００２８】
図１に最も良く示されるように、接点25の各々は部材19の表面19aから突出し、又部材21の開口21aに伸びて、破線で示される接点31の突出部31aを受入れる空孔端部25aを有する。コネクタ11の他の接点の夫々は接点25の構造の如き構造を有し、コネクタ12の他の接点のそれぞれは接点31のそれと同様の構造を有する。したがって図示の装置において、各接点25はめす型接点であり、各接点31はオス型接点であるが、接点は可逆可能であって、いかなる場合にも本発明は連結用信号接点のある特定の形式又は特定の関係に限定されるものではない。
【００２９】
接地板17の構造は図５に図示される。最大導電率用の0.00127mm（0.00005インチ）の金めっきを用いた大略0.1524mm（0.006インチ）の厚さの銅合金より構成されることが好ましく、またその構造は図示の如く突起状指又は歯17a,17bを用いて構成され、このプレート17の中央平面から反対方向に曲げられた端子端部17c,17dを有し、またコネクタ組立時にはプレート18の端部と圧力係合するための部分17eと17fを有している。組立前の歯17aと17bの関係は第４図に図示されている。組立時に歯17aと17bは絶縁部材21と22のそれぞれ22bと21b内に移動する。正常な嵌合の手順において、外殻16の端は外殻15内に移動し、その時プレート18の端縁は歯17aと17bの端子端17cと17dとの間で移動し、それから接点31−34の端は接点25−28の空孔端により規定されるソケットに移動する。この嵌合の手順により接地接続は信号接続の前に行なわれ、ある静電気の蓄積は信号接点の係合の前に放電される。これは、電子装置を、取扱いおよび修理の期間における損害から防護する。
【００３０】
プレート18の構造は図１と図18に示されている。その構造は増加された導電率に対し0.00127mm（0.00005インチ）の金めっきを用いて大略0.1524mm（0.006インチ）の厚さとなる銅合金より構成されることが望ましく、その構造は、回路板組立部へ接続するために開口した一般に管状部材18aを形成するために圧延された１つの端縁を有する。部分18aは回路板組立部14を形成する２つの回路板39と40の表面37と38上に対向する関係で伸びている接地端子と噛合っている。図示の装置において、厚い金属板41は回路板39と40の間に設けられてヒートシンクを形成する。回路板39および40は、延長部（ソケット）31a,32a,33aと34aを係合する端子を与えるように形成され、また接地板18の部分18aは組立前にすずめつき可能で組立後にそれぞれの端子にはんだ付けされ、必要に応じ他の結合操作が実行可能である。
【００３１】
図９は接地板18の代りに使用可能で、その長さに沿って複数の指又は歯を有する修正された接地板42を図示するもので、交互の歯42aは一方で外側に湾曲され、残りの歯は反対方向に外側に湾曲され、印刷回路基板39と40の接地端子と噛合うようになっている。
【００３２】
図10は組立部14の印刷配線板39と40の外側表面上で接地端子45と46と噛合うように形成された歯44aと44bを有する変形された接地板44を示している。
【００３３】
図11に示されるように、図示のコネクタ11の一部分の接地板17は４個の個別のプレート部17A,17B,17Cと17Dにより形成され、之等は長手方向に間隔のある関係にあるが、それらの間は狭い距離を有しており、接点間の距離より小であることが好ましい。コネクタ12の対応部分の接地板18は長手方向に距った関係であるが、それらの間の近接した距離をもつ４個の分離したプレート部分18A,18B,18Cおよび18Dにより形成される。プレート部分17A−17Dとプレート部分18A−18D間の交流インピーダンスは、高周波数においてプレート部分17A−17Dとプレート部分18A−18Dとは接続時に有効に一つの接地板を形成するように極めて低いことが望ましい。しかしながらこれらは電源、基準電圧又は制御電圧の伝送用には都合のよいことに使用可能である。
【００３４】
例えば、図11に線図的に示されるように、マザーボードのコネクタ11のプレート部分17A,17B,17Cと17Dとは直流電源56の夫々＋12V,＋5V、共通および−5Vの端子51,52,53と54に夫々接続可能でドータボードのコネクタ12のプレート部分18A,18B,18Cと18Dは夫々ドータボードの“A"回路62の電力入力端子57−60と、ドータボードの“B"回路68の電力入力端子63−66とに接続可能であり、又“A"と“B"回路とは図示の実施例の回路板39と40上にあり、かつ中央接地面の一方の側上の信号接点31と32および接地平面の反対の側上の信号接点33と34とに接続されている。又図示の如く、マザーボードのコネクタ11の信号接点25と26および信号接点27と28とは“C"と“D"信号回路69と70に夫々接続可能であり、回路69と70とは電源56の端子51−54に接続された端子71−74と端子75−78とを有している。電源56は端子51−54の信号接地に低い高周波インピーダンスを支え、又“A"と“B"回路62と68とは信号接地と端子57−60と63−66の間の低い高周波インピーダンスを支えるコンデンサを備えることが可能であることが理解されよう。
【００３５】
中間の壁部分29の他の側にある第２のコネクタ区分の板体は、区分17A−17Dと区分18A−18Dのような個別の板区分に分割されることが可能であるが、或る応用においては、1987年12月１日に米国特許第4,710,833号として発行された上記米国出願No.876,179に開示された実施例において提供されるように、２つの接地板、または２つの接地板と外殻が電圧の伝送用に必要とされるもののすべてである可能性があることが認識される。
【００３６】
本発明は、直流供給電圧の伝送用の前述のような接地板の使用には限定されず、そのような接地板は直流基準電圧およびオンオフ制御の電圧の伝送用に使用されることが可能であることは理解されるであろう。接地板はまた低周波交流電源、基準電圧或は制御電圧の伝送用にも使用可能であり、かつ特定の応用に対し所望の又は要求される程多くのプレート又はプレート部分が設置可能である。したがってこのような目的には接点を使用することは必要でなく、すべての接点は高周波信号の伝搬に使用するのに利用され得る。更にすべての接点と接地板と外被により得られる接地間では一様なインピーダンス特性が得られる。
【００３７】
図12は、本発明の原理に従って製作され、回路基板組立部86に装着されて図示されている６個のコネクタ80−85を示す。組立部86は４個の回路板87,88,89および90を包含し、該回路板は積重状に装着され、６個のボルト91−96により固定される。
【００３８】
コネクタ80−85は板87−90上の回路を相互接続する如く機能し、また図示の如く板の端縁部分の間で３個の対で設置されているので、板間のスペーサとして機能する。本発明のコネクタは板間の短い信号伝搬路を提供する点で有利であり、該板は、必要に応じ遮蔽され分離され、均一なインピーダンスを有しおよび、その他の点で高度に効率的である。その上、このコネクタは回路基板間の直流電圧と低周波交流電圧とを結合するのに用いられるものであって、非常にコンパクトな組立が達成される。また図示の如く、基板81−84上の部品の垂直方向の広さに従って選択されるので、三対のコネクタの垂直方向の寸法は異なっている。図示の如くコネクタ80と83は比較的小さな垂直方向の寸法を有しているが、一方コネクタ81と84とコネクタ82と85とは大きな垂直方向の寸法をもっている。
【００３９】
図13とおよび図14は夫々コネクタ81の平面図と側面図であり、図15は図13のXV−XV線に沿って実質的にとった断面図である。コネクタ80,82,83と85が異なる垂直方向の寸法を有し得ることを除けば、他のコネクタ80と82−85の構成はコネクタ81のそれと同様であることが理解されよう。コネクタ81は、絶縁材料より構成され、かつ上部および下部の平面101と102を有するブロック100を備えている。ブロック100は、図示のコネクタにおいて面101と102の間の中途にあり、かつ面101と102から等しくない距離に配置可能である面内で係合する下部面105と上部面106を夫々有する上部部材103と下部部材104により形成されることが好ましい。
【００４０】
図示のコネクタ81において、実質的にブロック100と同じであり、又ブロック100を形成する部材103と104と類似の２つの部材により形成される、絶縁材料の第２のブロック108が設けられている。２個のブロック100と108とは導電性材料の筐体110内に取付けられ、この筐体はボルト91と93の脚部を受入れるために案内溝113と114で形成された端部111と112およびブロック100と108の間にあって、ボルト92の脚部を受入れるためにそれを通る孔116を有する中央部115とを備えている。筐体110はまた側壁117と118を備え、該側壁118は図14の側面図において示され、上部ブロック部材は第13図において破線表示されて対向側壁117の一部分を示す。
【００４１】
重要な特徴は、図15に示されるように、ブロック100内の導電性材料の板119と120により一部分形成される中央接地平面が設けられることに関する。図15はオフセットの断面図であるから、板119の一部分のみが図15に示される。ブロック部材103の一部分は図14において破線で示され、板119はブロック100の内部端と筐体110の中央部115に接近して端部縁まで伸びている。同様の板はブロック108内に設けられて、その中央接地面を規定している。板119と120とは筐体110から絶縁されるが、筐体110と同様に板119と120とは直接に又は側路コンデンサを介して接続可能であるが、これは高周波信号の伝搬に関して接地電位にあるようにするためである。板119と120、およびブロック108内の対応する板はしたがって実質的に連続な接地平面を支える。同時に板119と120とは電気的に相互から、および筐体110から電気的に絶縁されているから、板は直流および低周波交流電圧を回路基板88と89の間で通電するために筐体を用いて使用することができる。
【００４２】
複数の長形の導電性スラグ（slugs）122が回路基板88と89の間の信号を伝搬するためにブロック100と108の内部に設けられ、２個のこのようなスラグ122は第15図に示されている。このようなスラグの上方および下方端部を回路基板88と89の導体に接続するために圧縮力のある導電性ボタンが設けられている。図示の構成において、このような導電性ボタンは、板119と120により規定される中央接地平面の対向する側面上にあり、かつ破線125と126により示される第１の対平面内におけるスラグの２個の行の上方端において２個の行のボタン123と124を備えている。２個の付加的な行のボタン127と128とは、破線129と130により示され、かつ中央接地平面の対向する側面上にあり、かつ第１の対平面125と126と筐体110の対向する側面壁117と118との間にある第２の対平面内にある付加的な２個の行のスラグの上方端に設けられている。
【００４３】
導電性ボタンの行はまた板119と120の上方端を回路基板88上の導体に接続するために設けられ、板119の上方端縁と係合する４個のボタン131−134および板120の上方端縁と係合する２個のボタン135と136とを備えている。導電性ボタン137と138の付加的な行は筐体110の側壁117と118の上方端縁と係合している。
【００４４】
重要な特徴は、該コネクタの導電性スラグを通してすべての信号伝搬路に対する一様な特性インピーダンスの達成に関する。図示の構成において、第１の対の平面125と126のスラグから板119と120までの距離は、第２の対の平面129と130のスラグから筐体110の側面壁までの距離に実質的に等しい。このことから、第１の対の平面125と126のスラグから筐体の側壁117と118までの距離は、第２の対の平面129と130のスラグから板までの距離に等しいことが導かれる。したがって、夫々のスラグの回路の接地を付与するのに使用可能な導電性材料の平坦な面に対する関係は、他のスラグの各々の関係と同じである。更に、スラグは一様な方法で装着されており、それぞれのスラグからそれに隣接するスラグまでの一様な距離を有している。その結果として一様な特性インピーダンスが得られるということである。好適には、第１の対の平面125と126のスラグが、それぞれのスラグとそれに隣接するスラグ間の一様にして所望の間隔を得ている間にコネクタの幅を最小にするように、第２の対の平面129と130のスラグとジグザグ配列の関係にある。
【００４５】
導電性ボタン123,124,127および128,131−136,137と138は、回路基板89の下側の上の導電性パッドと係合するために、ブロック100の上方部材103の上方面101における空胴内に装着され、また対応する系列の導電性ボタンは、回路基礎88の上方側面上の導電性パッドと係合させるために、ブロック100の下方部材104の下方面102内の空胴内に装置されている。それぞれのボタンは弾性的におよびランダムに丸型の詰め物をした薄いゲージ用の電気的に伝導性ワイヤを具備する細長い円柱状の接点部材の形式であることが典型的に可能である。このようなボタンは、適切な接点圧力がこのようなボタンとそれにより係合される接点表面の間で維持される場合に低いインピーダンス接続を支える。
【００４６】
スラグ122の２個は第15図のオフセット断面図に示されており、これは平面126に上方端を有し、ボタン124の２個と係合している。それぞれのスラグ122はブロック100における開口内に位置され、これは上方および下方部材103と104における一直線の開口139と140により規定されるものであり、端子の上方端および下方端の表面は夫々ブロック86の上方表面101と下方表面102の下および上における実質的に等しい距離にそれぞれ距てられており、ボタン124の１つとコネクタの下方面における対応するボタン124Aとを受入れる空胴が得られる。図示されたスラグ122の１つの上方端における空胴141のみを詳細に説明するが、下方端の空胴やコネクタの他の空胴も実質的に同じ形式を有している。
【００４７】
上方部材103内の空胴141は、「砂時計状（hour−glass）」の形状を有し、中間の頸部142、内方の拡開状の部分143、および外方の拡開状の部分144を包含する表面部分により規定される。上方部材103における開口139の残部は、まっすぐの円筒状の表面部分146により規定され、該表面部分は内方の拡開状の部分143から部材103の下部表面まで下方に向けて延びている。
【００４８】
くびの部分142は極めて小さな軸方向の寸法を有し、ボタン124の自由な弾性的軸方向圧縮をして信頼度の高い低抵抗接続を得ることを許容させながらボタン124をしっかりときまった場所に保持するように設置された場合に、局所的な圧縮圧力をボタン124に加えるものである。内部のじょうご形部分143は、ボタンが設置される場合にボタンの下方部分が伸びて行く拡張部分を支えることにより、自由弾性的な軸方向圧縮を許容している間にボタンの固定された保持をきまった場所に付加的に確実に保証するものである。外方の拡開状の部分144は、ボタンの設置を容易にし、ボタンの任意の突出する細いワイヤの部分がコネクタと回路板の対向する面の間に捕捉されることを回避する。それはまた、設置されるときのボタンの自由な軸方向の圧縮を容易にし、組立中又は組立後に生ずる可能性のあるコネクタと回路板の任意の横断方向の相対的な偏位運動を収容する。それは好適には極めて円滑な形式のものであり、ボタンの設置を容易にし、ボタンの突出するワイヤの部分を捕捉することを生じさせる可能性のある尖鋭な縁部を回避する。
【００４９】
コネクタの組立に際して、開口をブロック部材103と104の中に入れるようにプレート119と120を位置決めしている間、およびスラグ122が空胴を規定する表面を通過しないように、相互間で係合する下部および上部の面105と106において部材103と104の開口を入れるようにスラグ122を位置決めしている間に、部材103と104とは一緒に移動される。プレート119と120およびスラグ122とは取付具を用いてプレス嵌めで設置されその正確な位置決めを得ることが好ましい。スラグ122の端子の端部は１組の突起部103Aと104Aにより係合され、この突起部はブロック部材103と104の一体部分として形成され、かつ放射状に内側に伸びてスラグ122と局部的に加圧嵌合をすることになる。図17は120゜の弓形に間隔をおいた関係にある３個の突起部103Aを示し、これは１組の突起部とそれぞれ他の組の突起部を形成するもので、それにより同様に突起部が形成され得る。突起部103Aと104Aとはスラグを開口139と140において中心位置の関係に保持し、かつスラグの長さに沿って空気間隙に備え、以後説明するように本発明の重要と特徴に従ってインピーダンス制御に備えている。他の等価手段もスラグを中心の位置の関係に保持し、スラグの長さに沿って空隙を支えるように使用可能である。例えば、カラー（collars）は、前記の先行の特許出願番号No.07/375,588において示されるように、個別の要素としてまたはスラグ122の一体化部分としてスラグ122上に設けられることが可能である。
【００５０】
図15と図16に示すようにスラグ122が設置されると、参照番号122Aで示されるスラグの上方端子端面はくび部分142の下方端の下に位置決めされ、その反対の端子端面122Bはコネクタの下方側における空胴の対応面に関して同様に位置決めされ、それによって上記した拡張領域が得られる。ブロック部材103と104とは相互嵌合の面105と106において、適切な手段例えば接着材の使用により固着されることが可能である。
【００５１】
ブロック部材103,104とスラグ122の組立後にボタン123,124,127と128,131−136,137と138とはスラグ122、板119,120の上方、および筐体110の側壁の上方端縁部の上方に設けられたそれぞれの空胴内に設置される。初期の正規の又は無応力の状態において、各ボタンは、外方の拡開状の部分144の直径より実質的に小で頸部142の直径より僅かだけ少し大である直径をもつ一般的に正しく円筒形状のものであることが可能であり、その態様は、電気的に効率的な接触圧力を得るよう自由な軸方向の圧縮を許容しつつボタンを確実にその位置に保持するのに十分であることである。
【００５２】
回路基板を有するコネクタ81の組立を容易にするために一対の調整ピン147と148がブロック100内の穴に圧入されてブロック100とブロック108から上方に突出し、回路板88の調整穴に伸びている。ピン147と148とは回路板88を通って延び、次のより高いコネクタ82のブロックの調整穴に入る。同様のピンは所望されれば、コネクタの対向する下方面から突出する如く設置可能である。図12の組立図において、すべてのコネクタの組立後にボルト91−96のナットはかしめられて、コネクタ80−85のすべての導電性ボタンを圧縮して回路板87−90の導電性パッドと圧力嵌合され、それに対し安定にして信頼性の高い電気的接触が得られる。
【００５３】
図17に示されるように、変形された形式の空洞が、筐体側壁の上方端縁と係合するボタン137と138を受入れるために設けられている。上方ブロック部材103は筐体側壁の上方端子端縁を超えて伸びているその上方端部に１対の外方へ突出する唇状部分を有し、このような突出する唇状部分の一方、150は図18に示されるように筐体側壁117の上方端縁117Aを超えて設けられる。それに隣接する空洞は、筐体側壁117の上方端縁117Aの下にある底面151と、上方ブロック部材103の側面103Bと一直線になっている表面152と、一部分が円筒形である表面153と、面152の端部に伸びているその上方部分と、斜角状の（beveled）外側面154とを備えている。ボタンが面151,152,153および154により形成される空洞内に圧入されると、ボタンの下方部分は片側に傾いて弾性的に圧縮されて筐体側壁117の上方内側表面部分と堅固に嵌合される。
【００５４】
本発明のさらなる重要な技術特徴は、コネクタ81を介して信号伝搬路における特性インピーダンスの制御に関する。コネクタを使用する際に筐体側壁117と118の上方および下方端部端縁と板119と120の上方および下方端部端縁とは、直接又は分路キャパシタを介して接地に接続されている回路板パッドに導電性ボタンを介して接続され、筐体側壁と板119と120とはそれによって高周波信号の伝搬のための接地面を規定する。スラグ122の各々は１対のこのような接地面の間に設けられ、それらと協働して、その長さに沿って実質的に均一の断面の構成を有し、それにより均一な特性インピーダンスを有する伝搬路を規定する。均一な特性インピーダンスは極めて望ましいことであり、その理由は、エネルギの望ましからぬ反射、定在波の発生、および経路の長さに沿っての信号の減衰が避けられるからである。スラグにより与えられる信号経路の特性インピーダンスが、相互接続された回路板の導電性パッド、回路板上の回路要素、および導電性配線（traces）を導電性パッドへ相互接続する板の上の導電性配線において提供される特性インピーダンスと整合することは極めて望ましいこともまた、判明した。回路板の設計者が高周波信号の有効で信頼性のある伝搬が臨界的であるパッドにおいて所望の特性インピーダンスを得るように板を設計することは可能である。この理由により、コネクタの各スラッグの特性インピーダンスが知られていることが望ましいことが判明した。すべてのスラグに同じ特性インピーダンスを付与することにより、設計は特に容易になる。
【００５５】
長さに沿って均一の特性を有する伝送線路の特性インピーダンスは、単位長当りの直列インピーダンス対単位長当りの分路アドミッタンスの比の平方根に等しい。高周波においては、直列インピーダンスと分路アドミッタンスの式の抵抗分は極めて小さく、その特性インピーダンスは実用上の目的に対しては、単位長当りのインダクタンス対単位長当りのキャパシタンスの比の平方根に等しいとみなし得る。接地平面に対し平行な関係にある円形導体の単位長当りのインダクタンスはその直径およびそのような接地面に対する空間的な関係の関数である。接地面に対し平行な関係にある導体の単位長当りのキャパシタンスは、導体と接地面間の媒体の誘電率の関数である。図示の実施例における隣接スラグ間の距離は2.54mm（0.1インチ）であり、その他の寸法は図面示されるものと同じ比率の状態にある。
【００５６】
それだけでは本発明の技術特徴にはならないが、図示の構造において、参照番号86によりあらわされるような空気の空間は、各スラグ122の外側表面とブロック部材103と104内の開口139と140により支えられる内部表面の間で提供されることが認識される。筐体110内のブロック部材103と104の組立とブロック部材内の板119と120の組立を許容するために、相対的な寸法は、板119と120の表面とブロック部材103と104の間と同様に、筐体110の側壁117と118の内側表面と絶縁材料のブロック部材103と104の間にもまた空気の空間がある様になっている。その効果は直列関係において相互に、又分路関係において伝搬路に対し３個のキャパシタンスを支えるものであり、一つのキャパシタンスは空気の空間86により支えられるものであり、他のキャパシタンスはブロック要素103と104の誘電材料により得られるものであり、第３のキャパシタンスはブロック要素103と104、および筐体側壁117と118および板119と120の間の空気の空間により支えられる。空気の誘電率は本質的に１であり、いっぽうブロック要素の誘電率は実質的にそれより高い。スラグ122に沿って空気の空間の寸法を制御することにより、広汎な範囲内の所望の特性インピーダンスは一定の誘電率を有するある誘電材料に対し得られるものである。その上、すべてのスラグに対し空気の空間に関する同じ寸法を使用することにより、および上記の如く隣接する接地平面に対するすべてのスラッグの同じ関係を使用することにより、すべてのスラッグは同じ特性インピーダンスの経路を支え得ることにより相互接続されるべき回路板の設計を容易にするものである。
【００５７】
図示の構造においてはスラグは円筒状の形を有し、又突起部
103Aと104Aとは各スラグを中央の関係において正確に位置決めするに役立つが、任意の等価の形状および位置ぎめの手段が使用されることが可能である。
【００５８】
修飾および変形がなされ得ることは理解されるであろう。例えば、板119と120の如き中央接地板が必要とされない或る応用において、導電性スラグの１つ以上の列は、接地可能であるコネクタの１対の対向する側壁の間において装着可能となる。その他の修飾と変形が、本発明の新規な概念の精神と範囲から逸脱することなしに行なわれることが可能である。
【００５９】
図19は、本発明の原理に従い製作される他の１つの形式のコネクタ150の一部分の上面図である。コネクタ150は、それぞれの信号伝搬装置に隣接する関係にある接地用導体を付与する接地構造を有しながら、一対の回路基板の間の信号の伝搬用の相互接続デバイスを支持する板152を備えている。板152の図示部分は１対の回路基板の対向部分の間に挟設される如く配置され、該板の選択された開口内に設置された導電性相互接続装置と共にそれを通る多数の開口を有し、該板は導電性相互接続装置の対向する端を回路基板の対向する表面上の導電性パッドに対し嵌合するためのものである。多数の開口を設けることにより、回路設計者は回路基板の設計とその上の導電性パッドの位置決めに関し極めて大きな柔軟性を有している。
接地導体手段の隣接部分は信号伝搬の相互接続手段の各々を一般的に包囲する関係をもって延びている。
図19ないし図23および図24ないし図26に示される構成において、接地導体手段152,170の隣接部分164,169,194は、信号伝搬の相互接続手段153,183の各々を一般的に包囲する関係をもって延びている。
【００６０】
本発明の特徴を図示するために、８個の相互接続装置153−160が、板152のある開口において、接続されるべき回路基板のパッドの位置決めに従って、ユーザの選択可能な位置に設置されて示されている。これらの中で、装置（device）153−157は信号伝搬用に使用可能なプレート152の接地構造から絶縁されており、一方装置（devices）158−160は板の接地用構造の距てられた位置に接地接続を行うために使用される。
【００６１】
図20は板152の構成と、信号伝搬用に使用可能な図示の装置の一つである装置153の装着を図示する断面図である。図示されるような装置153は、接続されるべき回路板の導電性パッドの表面の間で弾性的に圧縮可能である細い線の「塊体」（wad）を含む形式の塊体の導体の接点又はボタンの形状のものである。装置153は板152内の開口164の内側における絶縁性の誘電材料の環162の内部に装着されており、板152は例えばアルミニウムのような導電性材料より構成され、かつ接地されることにより相互接続装置153を完全に包囲する接地用導体を提供する。
【００６２】
絶縁性誘電体材料の層165と166とは導電性の板152の対向する表面上に設けられているが、これは該板の表面と相互接続回路板の導電性の配線（conductive traces）の間の直接電気接触を回避するためのものである。
【００６３】
環162の内方表面は参照番号162aにより示される狭くなった頸部を有することが好適であり、この頸部は軸方向に印加された圧縮力に応答して装置153の終端の横方向膨張を許容しながら該装置153を確実に保持するよう作動可能である。図20に示されるような構造において、環162と層165と166の両方ともテフロン（登録商標名）又は他のプラスチック材料の被覆により形成される。図示された被覆は一様な厚さを有し、開口164は環162の狭くなった頸部162aの廻りに狭くなった頸部164aを備えている。しかしながら、開口164は一様な直径を有し、被覆され自身は厚みを増すことによって狭められた頸部が得られることが理解されるであろう。アルミニウム板の陽極酸化または他の同様なプロセスは、特に板152の対向する面上において付加的保護を得るために、もしくは回路板のトレースとの接触に対する唯一の保護として、絶縁材料の層を形成するために使用可能である。
【００６４】
図21は板152への接地接続を行うために使用された図示された装置の一つである装置158の装着を示している。その場合に、装置158は開口167内に取付けられ、開口167は開口164と同様であり、それは狭められた頸部167aを有するがプラスチック材料により被覆されるものでなく、装置158の外側表面と直接嵌合する露出金属面の表面が得られるものである。
【００６５】
信号伝搬において用いられる装着の別の構造は第22図に示されている。対抗する面上に絶縁材料の層171と172を有する導電性板170間の開口169内に設置されたプラスチックの挿入体の形式になっている環168が設けられている。この構成において開口169は一様な直径を有し、挿入体168は狭められた頸部168aが得られるように形成された内側面を備え得る。図21の装置において、環168の壁の厚さは、所望の特性インピーダンスを得るようになっている接地された導電性板168の隣接表面および該装置153の間にあるキャパシタンスを制限範囲内で得るように選択可能である。また挿入体168のような挿入体は装置の設置可能であるそれらの開口内にのみ設けられる必要がある。
【００６６】
接地時に使用される構造の１つの代替形態が図23に示される。この構造において環状の挿入体174が板170の開口175内に設置され、挿入体174は導電性材料より構成され、図22の挿入体168と同じ形状を有する。図22の装置と同時に使用されると、板170内のすべての開口は同じ寸法と同じ構成を有する。
【００６７】
図24は図19に類似の平面図であるが、本発明の原理に従って構成される他の１つの形式のコネクタ180の一部分を示している。コネクタ180は１対の回路板の間の信号伝搬用の相互接続装置を支持する板182を備えており、同時に各信号伝搬装置と隣接関係にある接地導体を付与する接地構造を有している。コネクタ180において、板182は絶縁材料より成るが、導電性材料を用いて接地構造を形成する。板152に関連して前述されたように、板182の図示の部分は一対の回路板の対向する部分の間で挟設される如く配列され、導電性相互接続の装置と共にそれを通る多数の開口を有し、該相互接続の装置は、回路板の対向面上の導電性パッドと該デバイスの反対の端とが嵌合するために該板の選択された開口内に設置されている。多数の開口を与えることにより、回路設計者は回路板の設計とその上の導電性パッドの位置決めに関し大きな柔軟性を有する。
【００６８】
本発明の技術特徴を図示するために、接続されるべき回路板のパッドの位置決めに従ってユーザが選択し得る位置に８個の相互接続装置183−190が板182のある開口内に設置されて示されている。これらの中で、装置183−187は信号伝搬用に用いることの可能な板182の接地構造から絶縁されており、一方、装置188−190は該板の接地用構造の距った位置に接地接続を行うために用いられる。
【００６９】
図25は、板182の構造と尊号伝搬用に使用される図示の相互接続装置の一つである装置183の装着を図示する断面図である。塊体の導体の接点又はボタンの形状であるものとして示される装置183は、絶縁性の誘電材料より成る板182の開口192内に取付けられ、該開口192は、好適には、図示されるうような狭い頸部192aを有する。
【００７０】
１つの接地構造であって、相互接続デバイスに隣接する関係にあり好適には該相互接続装置に平行な関係にある板182内の開口195を通って伸びる導体194を包含するものが設けられる。図示される配置においては、導体194のマトリックスが設けられ、その場合に導体194の４個は各相互接続装置を受け入れる開口に対し包囲する関係にある。導体194の端部は、図24に示された板182の側面上の導体197のウエブにより相互接続され、また導体194の反対側の端部は板182の反対側上の導体198の同様なウエブにより相互接続される。導体194,197および198はめっき方法により形成されることが好ましく、開口195は「貫通してめっきされた」であって板を通って伸び、それにより穴の形状を有する導体194が得られる。本発明はめっき方法を用いて導体を形成することに限定されるものでなく接地用導体は他の手段により形成され得ることが理解されるであろう。
【００７１】
絶縁材料の層197aと198aとは板182の反対の面上における導体197と198のウエブの外側面上に設けられて、このような導体の表面と相互接続された回路板又は塊体の接点部材の導電性トレース間の直接的電気接触を阻止するものである。
【００７２】
図26は板182に連結された接地用構造に接地接続を行うのに使用される図示された装置の一つである装置188の装着を示している。この場合において、装置188は開口164と同様であり、かつ狭められた頸部199aを備えているが、装置188の外方表面と直接に導電的に嵌合するための内方表面を備えた環状導体200の形式である開口199内に設けられている。導体200の対抗する終端は導電層201および202により包囲されそれらへ接続され、該導電層は板182の対抗面上の導体197および198のウエブへの電気的接続を提供する。各層は導体194,197、および198を形成するために用いられるめっき工程により形成され得るものである。
【００７３】
図19−図26の構造については、各信号伝搬用相互接続の装置の接地構造と誘電材料に対する形態と関係は、他のすべての信号伝搬の装置についての場合と同じである。その結果、各経路に沿う直列インダクタンス対分路キャパシタンスの比の関数である特性インピーダンスはコネクタのすべての信号伝搬路に関して均一である。この技術特徴は重要であり、その理由は、各経路の特性インピーダンスが相互接続される回路板用の回路の特性インピーダンスと整合し信号伝搬を妨害する可能性のある極めて望ましからぬ反射、定在波、および共振を最小にするという他の１つの設計を容易にするからである。
【００７４】
本発明の実施に際し、特許請求の範囲に規定される条件に必要に応じ下記の諸条件をさらに付加することができる。例えば、本発明による電気コネクタにおける信号伝搬の相互接続手段の各々と接地導体手段の隣接部分の間の間隔は信号伝搬の相互接続手段の各々と隣接する信号伝搬の相互接続手段の任意の他のものとの間の間隔より小であって各信号伝搬の相互接続手段とそれに隣接する他の信号伝搬の相互接続手段の間の信号結合は最小にされていることができる。また、接地導体手段の隣接部分は信号伝搬の相互接続手段の各々を一般的に包囲する関係をもって延びていることができる。また、接地導体手段は絶縁材料の部材により支持され信号伝搬の相互接続手段と隣接関係にある部分および信号伝搬の相互接続手段と隣接関係にある部分のすべてを接続する追加の相互接続部分を包含することができる。また前記の追加の相互接続部分は絶縁材料の部材の外側にあり回路板上の導電性パッドおよびトレースに直接接触することを防止するよう外側の絶縁材料の層を有することができる。また、支持手段に包含される誘電材料の絶縁手段は、信号伝搬の相互接続手段を受け入れる貫通開口の多方向の列を有する絶縁材料の部材を包含し、接地導体手段は絶縁材料の部材により支持され、信号伝搬の相互接続手段とウエブ手段とが隣接関係にある部分を包含し、ウエブ手段は信号伝搬の相互接続手段に隣接関係にある部分のすべてを接続する追加の相互接続部分を提供することができる。また、前記のウエブ手段の追加の相互接続部分は絶縁材料の部材の外側にあり、回路板上の導体パッドおよび導体トレースとの直接の接触を防止するよう外側の絶縁材料の層を有することができる。また、前記のウエブ手段の相互接続部分は絶縁材料よりなる部材の対抗する側において２つの群をなし、接地手段の隣接する部分は絶縁材料の部材を通って延び、それぞれが対抗する終端においてウエブ手段の対の相互接続部分に接続されることができる。また、前記の接地相互接続手段は間隔をおいた複数の開口の少なくとも１つが接地の開口になるような手段を包含し、この接地の開口は弾力性のある導体手段を受け入れ支持し、回路板の接地導体と前記の接地導体手段の間の接続を行ない接地相互接続手段を提供するものであることができる。また、電気コネクタにおける前記の回路板の支持手段は、導体パッドを有する回路板の対抗する表面に対面する関係にある支持手段の対抗する面に対し一対の回路板の間に設けられるよう配列され、前記の支持手段は対抗する面の間でそれを通って延びる一対の間隔をもつ一対の開口を有しこの開口は信号伝搬の相互接続手段を受け入れ支持し、信号伝搬の相互接続手段は、対抗する終端が回路板の導体パッドと圧力により係合するよう弾力的に圧縮可能なものであることができる。
また、本発明による電気コネクタにおける前記の信号伝搬の相互接続手段は塊状にされた導体接触子要素を包含することができる。また、前記の接地相互接続手段は塊状にされた導体接触子要素を包含することができる。また、前記の間隔をおいた複数の信号伝搬の相互接続手段は、支持手段において列をなして配置され、回路板間の伝搬路の希望されるパターンを選択的に得ることができる。また、前記の絶縁手段は上記導電性材料における開口に位置づけられる絶縁挿入体を包含することができる。また、前記の絶縁挿入体はプラスチック材料であることができる。また、前記の絶縁手段は導電性材料における上記開口に位置する絶縁材料の被膜を包含することができる。また、前記の被膜は４弗化エチレン樹脂（テフロン）であることができる。また、接地導体手段の導電性材料の部材における前記の開口は列をなして配置されることができる。また、前記の接地相互接続手段は前記の開口の少くとも１つに位置づけられる導電性挿入体を包含することができる。
また、本発明による電気コネクタにおける前記の接地相互接続手段は、前記の複数の開口の少くとも１つが弾力的な導電性手段を受理し支持するよう配置される接地開口である１つの手段を包含し、回路板接地導体と上記接地導体手段は接続され接地相互接続手段が形成されることができる。また、前記の開口は開口の列をなして配置され、その開口内に信号伝搬の相互接続手段が上記回路板と接地相互接続手段の間の伝搬路の希望されるパターンが選択的に得られるよう配置され、開口の少くとも１つが弾力的な導電手段を受け入れそれを支持するようは配置される接地導体であるようにする１つの手段を包含し、回路板接地導体と導体手段を接続し接地相互接続手段を形成させることができる。また、前記の絶縁手段は、導電性材料における開口に位置し、信号伝搬の相互接続手段を絶縁することができる。
また、本発明による電気コネクタにおける前記の信号伝搬の相互接続手段は塊状にされた導体接触子要素を包含し、接地相互接続手段は塊状にされた導体接触子要素を包含することができる。また、前記の信号伝搬の相互接続手段は塊状にされた導体接触子要素を包含することができる。また、前記の信号伝搬の相互接続手段に隣接する部分は金属被着された開口であることができる。また、前記の金属被着された開口は、信号伝搬の相互接続手段に隣接する開口の列をなして配置されることができる。また、前記の接地相互接続手段は塊状にされた導体接触子要素を包含することができる。また、前記の信号伝搬の相互接続手段は塊状にされた導体接触子要素を包含することができる。また、前記の接地導体手段は信号伝搬の相互接続手段に平行する導電性材料の壁部分を包含することができる。また、前記の壁部分は第１の壁部分であり、導体は導電性材料の第２の壁部分をさらに具備することができる。また、前記の壁部分は信号伝搬の相互接続手段の間の中間壁部分であることができる。また、前記の壁部分は接続装置の外側にあることができる。また、前記の壁部分は、終端対終端の関係に配置され相互に絶縁されており、接続装置の接地平面を規定する導電性材料の複数の中間壁部分の１つであることができる。また、前記の信号伝搬の相互接続手段は、圧縮可能な弾力的なものであることができる。
本発明の新規な概念の精神および範囲から逸脱することなく修飾および変形が行なわれ得ることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の原理に基づいて製作された一対の連結コネクタの横断面図であり、図１の下部コネクタはレセプタクルで上部コネクタはプラグであり回路基板組立部に接続されて図示される。
【図２】図２は縮小スケールによる図１のレセプタクルコネクタの平面図で、中間部分の破断図を有する。
【図３】図３は図２のレセプタクルコネクタの側面図である。
【図４】図４は図２の断面図よりは大きな寸法で、しかし図１のそれよりは小さな寸法によるレセプタクルコネクタの断面図であり、特にコネクタの歯の係合フィンガーの関係を示す。
【図５】図５はレセプタクルコネクタの接地板の部分透視図である。
【図６】図６は図１のプラグコネクタの側面図であって縮小寸法によるものである。
【図７】図７は図６に図示されたプラグコネクタの平面図である。
【図８】図８はプラグコネクタの接地板の一部分の部分図である。
【図９】図９はプラグコネクタ用の１つの変更された接地板を示す図である。
【図１０】図10はプラグコネクタ用の他の１つの変更された接地板を示す図である。
【図１１】図11は図１のXI−XI線による断面図である。
【図１２】図12は回路板組立部に設置された本発明の電気コネクタを示す透視図である。
【図１３】図13は図12のコネクタの平面図である。
【図１４】図14は図13のコネクタの正面図である。
【図１５】図15は図13の実質的にXV−XV線による断面図である。
【図１６】図16は拡大寸法によって図13のコネクタの一部分の断面図でコネクタの絶縁部材のボタン受け空洞の詳細図を示す。
【図１７】図17は図16の実質的にXVII−XVII線による断面部である。
【図１８】図18は図16に類似の断面図であるが、絶縁部材のボタン受け入れの空洞の詳細と、該空洞のケーシングの側壁の上縁部に対する関係を示す。
【図１９】図19は本発明のコネクタの１つの他の形式の一部分の平面図であって回路基板と信号伝搬装置と接地用相互接続装置の一体化部分との間に配置されたコネクタである。
【図２０】図20は図19の実質的に20−20線による断面図、およびコネクタ構造の一形式とその信号伝搬用相互接続を図示する。
【図２１】図21は図19の実質的に21−21線による断面図であって、図20に類似するが、一形式のコネクタの接地用相互接続装置を図示する。
【図２２】図22は図20に類似の断面図であるが、他の１つの形式コネクタ構造とその信号伝搬用相互接続装置を示す。
【図２３】図23は図21に類似の断面図であるが、他の１つの形式のコネクタの接地用相互接続装置を図示する。
【図２４】図24は図19に類似している本発明の更に他の１つの形式のコネクタの一部分の平面図であって、該コネクタは回路板と一体化用信号伝搬装置と接地用相互接続装置の一体化物の間に位置するよう配置される。
【図２５】図25は図24の実質的に25−25線による断面図であって、コネクタの構造および信号伝搬用相互接続装置を図示する。
【図２６】図26は図24の実質的に26−26線に沿った断面図であり、図25に類似しているが該コネクタの接地用相互接続装置を図示する。
【図４】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１９】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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