(57)【要約】      （修正有）【課題】クロストークの発生を減少し、軽量で、高速の電気コネクタを提供する。【解決手段】電気的に導電性の接点２０４のリニア接点アレイ２０６と、その接点がその中に少なくとも部分的に延びるリードフレーム２０８とを有する。第１の指定において、それらの接点は、少なくとも１つの差動信号ペアを形成し、かつ、第２の指定において、それらの接点は、少なくとも１つの非平衡終端された信号導体を形成するように、選択的に接地接点か信号接点かのいずれかとして指定される。【選択図】図３７
2011018651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に導電性の接点のリニア接点アレイと、その中に前記接点が少なくとも部分的に延びるリードフレームとを有してなり、第１の指定において、前記接点が１ペアの信号接点を有する少なくとも１つの差動信号ペアを形成し、さらに、第２の指定において、前記接点が少なくとも１つの非平衡終端された信号導体を形成するように、前記接点は、接地または信号接点のいずれかとして選択的に指定することができる電気コネクタ。
【請求項２】
第３の指定において、前記接点は、この接点が少なくとも１つの差動信号ペアおよび少なくとも１つの非平衡終端された信号導体を形成するように選択的に規定することができる前記請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項３】
前記接点アレイは、前記第１指定における少なくとも１つの差動信号ペアに隣接し、さらに第２指定における少なくとも１つの非平衡終端された信号導体に隣接して配置される少なくとも１つの接地接点を有する前記請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項４】
前記接地接点は、前記第１指定および第２指定の両方において前記接点アレイ内に同一の関係位置に配置される前記請求項３記載の電気コネクタ。
【請求項５】
各信号接点は、それぞれの端子端を有し、さらに前記接地接点の端子端は、前記あらゆる信号接点のあらゆる端子端を越えて延びる前記請求項４記載の電気コネクタ。
【請求項６】
さらに、電気的に導電性の接点の第２リニア接点アレイと、この第２リニアアレイの接点が少なくとも部分的に延びる第２リードフレームとを有してなり、前記第２リニアアレイの接点は、第３指定において、前記接点が、信号接点のペアを有する少なくとも１つの差動信号ペアを形成し、さらに第４指定において、前記接点が、少なくとも１つの非平衡終端された信号導体を形成するように、選択的に接地または信号接点のいずれかを指定することができる前記請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項７】
前記第１リニアアレイにおける信号接点と前記第２リニアアレイにおける信号接点との間のクロストークは、望ましいレベルに制限される前記請求項６記載の電気コネクタ。
【請求項８】
前記第２リードフレームは、前記第１リードフレームに隣接して配置され、さらに、前記クロストークは、前記接点の形状の結果として制限される前記請求項７記載の電気コネクタ。
【請求項９】
前記クロストークは、隣接する接点間の間隙幅に対する接点幅の比の結果として制限される前記請求項８記載の電気コネクタ。
【請求項１０】
前記クロストークは、前記第１および第２リードフレーム間のあらゆるシールドプレートの欠如において制限される前記請求項８記載の電気コネクタ。
【請求項１１】
信号接点として指定される第１リニア接点アレイにおける前記接点は、信号接点として指定される第２リニアアレイにおける前記接点近くに比較的に低い電界を生成する前記請求項８記載の電気コネクタ。
【請求項１２】
前記信号接点の差動信号ペアはその間に間隙を有し、さらに、前記信号ペアは、前記間隙に比較的高い電界と、隣接する信号接点近くに比較的に低い電界とを生成する前記請求項１１記載の電気コネクタ。
【請求項１３】
前記隣接する信号接点は、前記第１リニア接点アレイにある前記請求項１２記載の電気コネクタ。
【請求項１４】
前記隣接する信号接点は、隣接するリニア接点アレイにある前記請求項１２記載の電気コネクタ。
【請求項１５】
前記隣接するリニア接点アレイは、前記第１リニア接点アレイに関連して互い違いに配置される前記請求項１４記載の電気コネクタ。
【請求項１６】
前記差動信号ペアは、約９０−１１０オームの差動インピーダンスを有する前記請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項１７】
前記非平衡終端された信号導体は、約４０−７０オームの非平衡終端インピーダンスを有する前記請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項１８】
前記差動信号ペア接点の少なくとも１つは、５ＧＨｚ近辺で約０.７ｄＢ以下の挿入損失を有する前記請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項１９】
前記差動信号ペアで測定されたマルチアクティブ近端クロストークは、ほぼ４０ピコ秒で１０−９０％の立上り時間で、約３％以下である前記請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項２０】
非平衡終端された信号導体で測定されたマルチアクティブ近端クロストークは、ほぼ１５０ピコ秒で２０−８０％の立上り時間で、約５から８％以下である前記請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項２１】
差動信号ペアで測定されたマルチアクティブ遠端クロストークは、ほぼ４０ピコ秒で１０−９０％の立上り時間で、約４％以下である前記請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項２２】
非平衡終端された信号導体で測定されたマルチアクティブ遠端クロストークは、ほぼ１５０ピコ秒で２０−８０％の立上り時間で、約３％以下である前記請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項２３】
行内において制限されたクロストークがある前記請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項２４】
クロストークは、隣接する接点間の間隙幅に対する接点幅の比の結果として制限される前記請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項２５】
非平衡終端された信号導体の少なくとも１つは、ほぼ４ＧＨｚで２ｄＢ以下の挿入損失を有する前記請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項２６】
電気的に導電性の接点のリニア接点アレイと、その中に接点が少なくとも部分的に延びるリードフレームとを有してなり、前記接点の少なくとも１つは、あらゆるシールドプレートまたは隣接するリードフレームの欠如で、受入れ可能なノイズレベルを有する電気信号を搬送する信号接点である電気コネクタ。
【請求項２７】
行内に制限されたクロストークがある前記請求項２６記載の電気コネクタ。
【請求項２８】
第１および第２信号接点を受けるようにされたリードフレームを有してなり、この信号接点は、第１指定において、前記接点が差動信号ペアを形成し、さらに、第２指定において、前記第１信号接点が非平衡終端された信号導体を形成するように、第１指定および第２指定のいずれかにおいて選択的に規定することができる電気コネクタ。
【請求項２９】
前記リードフレームは、前記第１信号接点に隣接する接地接点を受けるようにされる前記請求項２８記載の電気コネクタ。
【請求項３０】
前記第２指定において、第１信号接点は、接地接点を有する非平衡終端されたペアを形成する前記請求項２９記載の電気コネクタ。
【請求項３１】
さらに、前記リードフレームは、非平衡終端された信号導体である第３信号接点を受けるようにされる前記請求項２８記載の電気コネクタ。
【請求項３２】
さらに、前記リードフレームは、第２差動信号ペアを形成する第３および第４信号接点を受けるようにされる前記請求項２８記載の電気コネクタ。
【請求項３３】
電気的に導電性の接点のリニア接点アレイと、その中に前記接点が少なくとも部分的に延びるリードフレームとを有し、第１指定において、前記接点が１ペアの信号接点を有する少なくとも１つの差動信号ペアを形成し、さらに、第２指定において、前記接点が少なくとも１つの非平衡終端された信号導体を形成するように、前記接点は、接地または信号接点のいずれかとして選択的に指定することができる電気コネクタを提供することと、接地または信号接点として前記接点を指定することと、少なくとも１つの信号通路を有する回路基板に前記電気コネクタを電気的に接続することと、を有する方法。
【請求項３４】
さらに、信号接点として指定された接点を前記回路基板における信号通路に電気的に接続することを有する前記請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記信号通路は、非平衡終端された信号通路である前記請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
前記信号通路は、差動信号通路である前記請求項３４記載の方法。
【請求項３７】
さらに、前記接点は１ペアの信号接点を有する少なくとも1つの差動信号ペアを形成するように前記接点を指定すること、を有する前記請求項３３記載の方法。
【請求項３８】
少なくとも１つの非平衡終端された信号導体を形成するように前記接点を指定すること、を有する前記請求項３３記載の方法。
【請求項３９】
前記接点を、その接点が１ペアの信号接点と少なくとも１つの非平衡終端された信号導体とを有する少なくとも1つの差動信号ペアを形成するように指定すること、を有する前記請求項３３記載の方法。
【請求項４０】
少なくとも１つの信号通路を有する回路基板と、電気的に導電性の接点のリニア接点アレイとその中に前記接点が少なくとも部分的に延びるリードフレームとを有する電気コネクタであって、第１指定において、前記接点が１ペアの信号接点を有する少なくとも１つの差動信号ペアを形成し、さらに、第２指定において、前記接点が少なくとも１つの非平衡終端された信号導体を形成するように、前記接点は、接地または信号接点のいずれかとして選択的に指定することができるものと、を有してなり、前記電気コネクタは、電気的に前記回路基板に接続される装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的に電気コネクタの分野に関する。より特別には、この発明は、第１の指定において、それらの接点は、少なくとも１つの差動信号ペアを形成し、かつ、第２の指定において、それらの接点は、少なくとも１つの非平衡終端された信号導体を形成するように、選択的に、接地接点か信号接点かのいずれかとして指定される接点を有する電気コネクタに関する。
【０００２】
（関係する出願のクロスリファレンス）
この出願は、２００３年８月５日出願の米国特許出願第１０／６３４５４７号に対する優先権を主張する。
【０００３】
この出願は、２００１年１１月１４日出願の米国特許出願第０９／９９０７９４号の一部継続出願である２００２年１１月１４日出願の出願中の米国特許出願第１０／２９４９６６および２００２年５月２４日出願の米国特許出願第１０／１５５７８６号の一部継続出願である。上記関連米国出願のそれぞれの内容は、その全体を引用することによってここに組込まれる。
【背景技術】
【０００４】
電気コネクタは、信号接点を使用する電子装置間に信号接続を有する。多くの場合、この信号接点は、望ましくない干渉、または「クロストーク」が隣接する信号接点間に生じるほど密接して離間している。ここに使用されるように、「隣接する」の用語は、相互に隣りである接点（または列または行）をいう。クロストークは、１つの信号接点が電界を混合し、それによって信号の完全さを損なうために隣接の信号接点内に電気的干渉を引き起こすときに生じる。電子装置の小型化および高速化によって、高度な信号保全性の電子通信がより普及してきたので、クロストークの軽減が、コネクタ設計の重要な要素になってきている。
【０００５】
クロストークを軽減するための１つの共通して使用される技術は、例えば、隣接の信号接点間に金属板を形成して、分離した電気シールドを配置することである。このシールドは、接点の電界の混合を阻止することによって電気接点間のクロストークを阻止するように作用する。図１Ａおよび１Ｂは、クロストークを阻止するようにシールドを使用する電気コネクタ用の代表的な接点配置を示している。
【０００６】
図１Ａは、差動信号ペアＳ＋、Ｓ−が行１０１−１０６に沿って配置されるように、信号接点Ｓと接地接点Ｇとが配置される配置を示している。図示されるように、シールド１１２は、接点行１０１−１０６の間に位置される。行１０１−１０６は、信号接点Ｓ＋、Ｓ−と接地接点Ｇとのあらゆる組合せを有することができる。接地接点Ｇは、同一行における異なる信号ペア間のクロストークを阻止するように作用する。シールド１１２は、隣接する行における差動信号ペア間のクロストークを阻止するように作用する。
【０００７】
図１Ｂは、差動信号ペアＳ＋、Ｓ−が列１１１−１１６に沿って配置されるように、信号接点Ｓと接地接点Ｇとが配置される配置を示している。図示されるように、シールド１２２は、列１１１−１１６の間に位置される。列１１１−１１６は、信号接点Ｓ＋、Ｓ−と接地接点Ｇとのあらゆる組合せを有する。接地接点Ｇは、同一列における差動信号ペアの間のクロストークを阻止するように作用する。シールド１２２は、隣接する列における差動信号ペア間のクロストークを阻止するように作用する。
【０００８】
より小形の、より軽量の通信機器のために、望まれることは、コネクタは、同一の性能特性を有しながら、より小形でより軽量にされることである。シールドは、さもなければさらなる信号接点を有するように使用されるコネクタ内の貴重な空間を縮小し、接点密度（さらにはしたがってコネクタ寸法）を制限する。さらに、そのようなシールドの製造や挿入は、そのようなコネクタを製造するのに関連する全コストを実質的に増加する。ある用途においては、シールドは、コネクタのコストの４０％またはそれ以上を構成することが知られている。シールドのその他の知られた不利益は、それらはインピーダンスを低下することである。このように、高い接点密度コネクタにおいてインピーダンスを充分に高くするためには、その接点が、多くの用途にとって充分に頑丈でなくなるほどに小さいことが必要である。
【０００９】
接点を絶縁し、それらをコネクタ内の位置に保持するように典型的に使用される誘電体は、また、望ましくないコストと重量を追加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、別のシールドの必要性なしにクロストークの発生を減少し、先行技術コネクタおいて見出せなかったその他の多様な利点を有する、軽量で、高速の電気コネクタ（すなわち、約１Ｇｂ／ｓ以上で、かつ典型的には約１０Ｇｂ／ｓのレンジで作動するもの）のための必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明による電気コネクタは、電気的に導電性の接点のリニア接点アレイと、その中に接点が少なくとも部分的に延びるリードフレームとを有する。行の内におけるような接点は、選択的に、接地接点または信号接点のいずれかであるとして、第１の指定において、それらの接点は、１ペアの信号接点を有する少なくとも１つの差動信号ペアを形成し、かつ、第２の指定において、それらの接点は、少なくとも１つの非平衡終端された信号導体を形成し、さらにそれらの接点は、第３の指定において、少なくとも１つの差動信号ペアおよび少なくとも１つの非平衡終端された信号導体を形成するように、選択的に接地接点か信号接点かのいずれかとして指定することができる。
【００１２】
接点アレイは、第１指定における少なくとも１つの差動信号ペアに隣接して、かつ、第２指定における少なくとも１つの非平衡終端された信号導体に隣接して配置された少なくとも１つの接地接点を有する。この接地接点は、第１指定および第２指定の両方における接点アレイ内に同一の関係位置に配置されている。この接地接点の終端は、この接地接点があらゆる信号接点の前に結合するように、信号接点の終端の下方に延びることができる。
【００１３】
第１リニアアレイにおける信号接点とそれに隣接するリニアアレイにおける信号接点との間のクロストークは、例え隣接する接点アレイ間のシールドがなくても、接点の形状の結果として望ましいレベルに制限される。例えば、クロストークは、隣接する接点間のギャップ幅に対する接点幅の比の結果として制限される。クロストークは、隣接するリードアレイ間のあらゆるシールド板の欠如があっても制限される。例えば、接点は、１アレイ内の信号接点が、隣接するアレイにおける信号接点近くに比較的低い電界を作り出すように形づくられる。差動信号ペアは、そのペアを形成する接点間に間隙を有する。このペアは、その間隙内に比較的高い電界と、隣接する信号接点近くに比較的低い電界を生成する。この隣接する信号接点は、第１アレイ内または隣接するアレイ内にあり、それは第１アレイに関して互い違いに配置される。
【００１４】
このようなコネクタを使用するシステムやこのようなコネクタを使用するための方法が、また説明され、クレームされている。
【００１５】
この発明は、さらにこの発明の限定されない例証的実施例によって、以下に続く詳細な説明において説明され、その中で図面を通して同様な引用数字が同様部分を表わしている。
【００１６】
特定の用語が便宜のためにのみ以下の記述において使用され、いかなる場合にもこの発明を限定するようには考えるべきではない。例えば、用語「頂」、「底」、「左」、「右」、「上方」、「下方」は、引用がなされる図において方向を指定している。同様に、用語「内方」および「外方」は、それぞれ、引用された対象の幾何学的中心に向かう、およびそれから離れる方向を指定している。その用語は、特に上述した語、その派生語、および同様の意味の語を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】クロストークを阻止するためにシールドを使用する電気コネクタ用の代表的な接点配列を示している。
【図１Ｂ】クロストークを阻止するためにシールドを使用する電気コネクタ用の代表的な接点配列を示している。
【図２Ａ】導電性および誘電体要素が通常のＩ形の形状に配置される電気コネクタ概略図である。
【図２Ｂ】信号および接地接点の配置内における等ポテンシャル領域を示す。
【図３Ａ】マルチアクティブクロストークのオフセットの効果を測定するために使用される導体配置を例証する。
【図３Ｂ】この発明の一概念によるマルチアクティブクロストークと端子の隣接する行間のオフセットとの間の関係を例証するグラフ。
【図３Ｃ】クロストークがワーストケースシナリオにおいて決定された接点配置を示す。
【図４Ａ】信号ペアが、行に配置される導体配置を示す。
【図４Ｂ】信号ペアが、行に配置される導体配置を示す。
【図４Ｃ】信号ペアが、行に配置される導体配置を示す。
【図５】信号ペアが、列に配置される導体配置を示す。
【図６】この発明の一概念よって配置された６行端子のアレイを示すダイアグラム。
【図７】この発明の他の実施例によって配置された６行端子のアレイを示すダイアグラム。
【図８】この発明による、例証的な直角電気コネクタの斜視図。
【図９】図８の直角電気コネクタの側面図。
【図１０】Ａ−Ａ線に沿う図８の直角電気コネクタの一部の端面図。
【図１１】Ｂ−Ｂ線に沿う図８の直角電気コネクタの一部の上面図。
【図１２】Ｂ−Ｂ線に沿う図８の直角電気コネクタの導体の切欠上面図。
【図１３Ａ】Ａ−Ａ線に沿う図８の直角電気コネクタの一部の切欠側面図。
【図１３Ｂ】図１３のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図１４】この発明による直角電気コネクタの例証的導体の斜視図。
【図１５】図８の直角電気コネクタの他の例証的導体の斜視図。
【図１６Ａ】代表的な直角電気コネクタを有する配電盤システムの斜視図。
【図１６Ｂ】直角電気コネクタを有する配電盤システムの代りの実施例の簡単化した図。
【図１６Ｃ】垂直コネクタを有するボード対ボードシステムの簡単化した図。
【図１７】図１６Ａに示されるコネクタのコネクタプラグ部分の斜視図。
【図１８】図１７のプラグコネクタの側面図。
【図１９Ａ】図１７のプラグコネクタのリード組立の側面図。
【図１９Ｂ】結合する間の図１９のリード組立を示す。
【図２０】この発明の一実施例による２行の端子の端面図。
【図２１】図２０の端子の側面図。
【図２２】この発明の他の実施例によるレセプタクルの上面斜視図。
【図２３】図２２のレセプタクルの側面図。
【図２４】単一行のレセプタクル接点の斜視図。
【図２５】この発明の他の実施例によるコネクタの斜視図。
【図２６】この発明の他の概念による１行の直角端子の正面図。
【図２７】Ａ−Ａ線に沿う図２６の直角端子の正面図。
【図２８】Ａ−Ａ線に沿う図２６の直角端子の正面図。
【図２９】この発明の他の概念による電気装置のバイアに端子が接続する端子の断面図を例証する。
【図３０】この発明による、他の例証的直角電気コネクタの一部の斜視図。
【図３１】この発明による、他の例証的直角電気コネクタの斜視図。
【図３２】レセプタクルコネクタの代りの実施例の斜視図。
【図３３】この発明によるコネクタを製造するための方法のフローダイアグラム。
【図３４Ａ】この発明によるコネクタ用ヘッダ組立の実施例の斜視図。
【図３４Ｂ】この発明によるコネクタ用ヘッダ組立の実施例の斜視図。
【図３５Ａ】この発明によるコネクタ用レセプタクル組立の実施例の斜視図。
【図３５Ｂ】この発明によるコネクタ用レセプタクル組立の実施例の斜視図。
【図３６】２つの回路基板間に信号通路を接続するこの発明によるコネクタの実施例の側面図。
【図３７】この発明による挿入モールドされたリード組立の実施例の側面図。
【図３８Ａ】図３７に示されるようなＩＭＬＡ用接点指定例を示す。
【図３８Ｂ】図３７に示されるようなＩＭＬＡ用接点指定例を示す。
【図３８Ｃ】図３７に示されるようなＩＭＬＡ用接点指定例を示す。
【図３９】この発明による挿入モールドされたリード組立の他の実施例の側面図。
【図４０Ａ】図３９に示されるようなＩＭＬＡ用接点指定例を示す。
【図４０Ｂ】図３９に示されるようなＩＭＬＡ用接点指定例を示す。
【図４０Ｃ】図３９に示されるようなＩＭＬＡ用接点指定例を示す。
【図４１】隣接する接点アレイ用の差動信号ペア接点指定例を示す。
【図４２Ａ】図４１に示されるような隣接する接点アレイ用の測定された性能のグラフ。
【図４２Ｂ】図４１に示されるような隣接する接点アレイ用の測定された性能のグラフ。
【図４２Ｃ】図４１に示されるような隣接する接点アレイ用の測定された性能のグラフ。
【図４２Ｄ】図４１に示されるような隣接する接点アレイ用の測定された性能のグラフ。
【図４３】隣接する接点アレイ用の非平衡終端された信号接点指定例を示す。
【図４４Ａ】図４３に示されるような隣接する接点アレイ用の測定された性能のグラフ。
【図４４Ｂ】図４３に示されるような隣接する接点アレイ用の測定された性能のグラフ。
【図４４Ｃ】図４３に示されるような隣接する接点アレイ用の測定された性能のグラフ。
【図４４Ｄ】図４３に示されるような隣接する接点アレイ用の測定された性能のグラフ。
【図４４Ｅ】図４３に示されるような隣接する接点アレイ用の測定された性能のグラフ。
【図４５Ａ】差動ペアにノイズを注入する非平衡終端されたアグレッサ用のクロストーク測定値。
【図４５Ｂ】差動ペアにノイズを注入する非平衡終端されたアグレッサ用のクロストーク測定値。
【図４５Ｃ】差動ペアにノイズを注入する非平衡終端されたアグレッサ用のクロストーク測定値。
【図４５Ｄ】差動ペアにノイズを注入する非平衡終端されたアグレッサ用のクロストーク測定値。
【図４５Ｅ】差動ペアにノイズを注入する非平衡終端されたアグレッサ用のクロストーク測定値。
【図４５Ｆ】差動ペアにノイズを注入する非平衡終端されたアグレッサ用のクロストーク測定値。
【図４６Ａ】非平衡終端された接点にノイズを注入する差動ペアアグレッサ用のクロストーク測定値。
【図４６Ｂ】非平衡終端された接点にノイズを注入する差動ペアアグレッサ用のクロストーク測定値。
【図４６Ｃ】非平衡終端された接点にノイズを注入する差動ペアアグレッサ用のクロストーク測定値。
【図４６Ｄ】非平衡終端された接点にノイズを注入する差動ペアアグレッサ用のクロストーク測定値。
【図４６Ｅ】非平衡終端された接点にノイズを注入する差動ペアアグレッサ用のクロストーク測定値。
【図４６Ｆ】非平衡終端された接点にノイズを注入する差動ペアアグレッサ用のクロストーク測定値。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
電気コネクタのためのＩ形状−理論的モデル  図２Ａは、導電体および誘電体要素が、通常のＩ形状に配置される電気コネクタの概略的例証図である。そのようなコネクタが、譲渡人の「Ｉ−ビーム」技術に具体化されており、名称を「低クロスおよびインピーダンス制御される電気コネクタ」とする米国特許第５７４１１４４号に説明され、請求されており、その開示は、ここに全体として引用することによって組込まれる。低クロストークおよび制御されるインピーダンスが、この幾何学形状の使用から結果することが分かってきた。
【００１９】
図２Ａに示されるように、導電体要素は、２つの平行な誘電体と接地プレーン要素との間に直交して挿入することができる。このＩ-形状のような通信線幾何学形状の説明は、誘電体定数εおよび導体の頂縁および底縁に対称的に位置される接地プレーン１３および１５を有する、２つの水平な誘電体層１２および１４の間の数字１０で通常示される信号導体の垂直配置に由来する。この導体の側２０および２２は、空気誘電体定数ε0を有する空気２４に開放されている。このコネクタ用途において、この導体は、2つの区域２６および２８を有し、端対端または面対面に接合する。誘電体層１２および１４の厚さｔ１およびｔ２は、注文どおりに、通信線の特性インピーダンスを制御し、誘電体幅ｗｄに対する全高の比は、隣接する接点に対する電磁界の透磁力を制御する。初期の経験は、ＡおよびＢを越えて干渉を最小化するために必要である比ｈ／ｗｄは、ほぼ単一である（図２Ａに例証されるように）という結論を導いた。
【００２０】
図２Ａにおける線３０、３２、３４、３６、および３８は、空気誘電体空間における電圧と同等である。接地プレーンの１つに近接する等圧線をとり、境界ＡまたはＢに向かってそれに従うと、境界Ａまたは境界Ｂの両方が接地電位に非常に近いことが分かる。このことは、実際上の接地面が、境界Ａおよび境界Ｂのそれぞれに存在することを意味している。したがって、もし２つまたはそれ以上のＩ−形状のモジュールが並んで置かれていれば、実際上の接地面がモジュール間に存在し、モジュールの電界の混合がないことはほとんどない。一般に導体幅ｗｃと誘電体厚さｔ１、ｔ２とは、誘電体の幅ｗｄまたはモジュールピッチ（すなわち、隣接するモジュール間の距離）と比較して小さい。
【００２１】
実際のコネクタ設計における機械的制限を与えると、信号導体（ブレード／ビーム接点）幅および誘電体厚さの比率は、好ましい比から幾分逸脱し、ある最小の干渉が、隣接する信号導体間に存在する。しかしながら、上述したＩ−形状の幾何学形状を使用する設計は、他の従来の設計よりも、より低いロストークを有する傾向がある。
【００２２】
隣接する接点間のクロストークに影響する代表的な要素  この発明によれば、上述した基礎的な原理は、さらに分析され、拡張され、さらには、信号および接地接点の適切な配置および幾何学形状を決定することによって、接点間のシールドがない状態であっても、隣接する信号接点間のクロストークをさらに制限する仕方を決めるために使用することができる。図２Ｂは、この発明による信号接点Ｓおよび接地接点Ｇとの接点配置におけるアクティブな行に基づく差動信号ペアＳ＋、Ｓ−の隣接区域における電圧の等高線に沿ったプロットを有する。図示されるように、等高線４２は、０ボルトに最も近く、等高線４４は−１ボルトに最も近く、そして等高線４６は、＋１ボルトに最も近い。観察されたことは、電圧は、アクティブペアに最も近い「クワイエット」差動信号ペアで必ずしも０になる必要はないが、このクワイエットペアとの干渉は、ほぼゼロである。すなわち、ポジティブゴーイングクワイエット差動ペア信号接点に与える電圧は、ネガティブゴーイングクワイエット差動ペア信号接点に与える電圧とほぼ同一である。その結果、クワイエットペアのノイズは、それがポジティブとネガティブゴーイング信号の間の電圧の差であり、ゼロに近い。
【００２３】
このように、図２Ｂに示されるように、信号接点Ｓおよび接地接点Ｇは、第１差動信号ペアにおける差動信号が信号ペアを形成する接点間のギャップに高電界Ｈを、さらには、低い（すなわち接地電圧に近い）隣接する信号ペアに近く、電界Ｌ（接地電圧に近い）を生成するように、相互に寸法どりされ、配置される。この結果、隣接する信号接点間のクロストークは、特殊な用途用の受入れ可能なレベルに制限することができる。このようなコネクタにおいて、隣接する信号接点間のクロストークのレベルは、高速で、高い信号密度の用途であっても、隣接する接点間のシールドの（そしてコストの）必要がなくなる点に限ることができる。
【００２４】
上述したＩ-形状モデルのさらなる分析を通して、判明したことは、幅に対する高さの一定比は、はじめにそれが思われたようには決定的ではない。判明したことは、また、多数の要素が、隣接する信号接点間のクロストークのレベルに影響することである。その他のこともあることが予想されるが、そのような多くの要素が、以下に詳細に説明される。さらに、これらの要素の全てが考慮されるべきであるが、理解されるべきは、各要素は、単独で、特別な用途用にクロストークを充分に制限できることである。以下の要素のいくつかまたは全ては、特別なコネクタ設計用に適切な接点配置を決定することに考慮される。
【００２５】
ａ）より少ないクロストークが、隣接する接点が横型結合されるところ（すなわち、１接点の横型が、隣接する接点の横型に隣接するところ）、または、１つの接点のエッジが、隣接する接点の横型に隣接するところよりも、隣接する接点がエッジ結合されるところ（すなわち、１接点のエッジが隣接する接点のエッジに隣接するところ）で生じることが判明した。エッジ結合が強固であればあるほど、結合された信号ペアの電界は隣接するペアに向かってより小さく延び、初期のＩ-形状の理論的モデルの一定の高さ対幅比に対して、コネクタ用途はより小さく接近しなければならない。エッジ結合はまた、隣接するコネクタ間のより小さな間隔幅を許すものであり、さらに、充分に実施するには小さすぎる接点の必要性なしに、高い接触密度コネクタにおける所望のインピーダンスレベルの達成を容易にする。例えば、判明したことは、約０.３-０.４ｍｍの間隙が、接点がエッジ結合される約１００オームのインピーダンスを有するのに適切であり、一方、約１ｍｍの間隙が、同様の接点が横型結合されて同一のインピーダンスを達成するところで必要がある。エッジ結合は、また、接点が誘電体領域、接点領域、その他を通して延びるので、接点幅、したがって間隙幅を変更することを容易にする。
【００２６】
ｂ）判明したことは、また、クロストークは、「縦横比」、すなわち定められた行における隣接する接点間の間隙に対する行ピッチ（すなわち、隣接する行間の距離）の比を変更することによって効果的に減少することができることである。
【００２７】
ｃ）相互に関連して隣接する行を互い違いに配置することが、クロストークのレベルを減少する。すなわち、クロストークは、第１行における信号接点が隣接する行における隣接する信号接点に関してオフセットされる場合に、効果的に制限することができる。オフセットの量は、例えば、全列ピッチ、半列ピッチ、または特別なコネクタ設計用のクロストークの低レベル化を受入れ可能に結果するあらゆる他の距離であることができる。判明したことは、最適なオフセットは、例えば、行ピッチ、列ピッチ、端子の形状、端子を取り囲む絶縁材料（単数または複数）の誘電体定数（単数または複数）のような多数の要素に依存することである。さらに判明したことは、また最適なオフセットは、多くの場合、考えられる「ピッチによる」という必要はないことであった。すなわち、最適なオフセットは、連続体に沿ってあらゆるところにあり、列ピッチ（例えば全、または半列ピッチ）の全部分に対して限定されない。
【００２８】
図３Ａは、クロストークにおける隣接する行間のオフセットの効果を測定するために使用された接点配置を例証している。速い（例えば４０ｐｓ）立上り時間の差動信号は、アクティブペア１とアクティブペア２のそれぞれに印加された。近端クロストークＮxt１およびＮxt２は、クワイエットペアで決定され、それに対しては、隣接する行間のオフセットｄが、０から５.０ｍｍまで変化されたので、なんらの信号も印加されなかった。ノイズがアクティブペアにおける電流搬送接点からクワイエットペアにおいて誘発されるときに、近端クロストークが生じる。
【００２９】
図３Ｂのグラフに示されるように、マルチアクティブクロストークの発生（図３Ｂにおける太い実線）は、約１.３ｍｍおよび約３.６５ｍｍのオフセットで最小化される。この実験において、マルチアクティブクロストークは、アクティブペア１（図３Ｂの点線）およびアクティブペア２（図３Ｂの細い実線）のそれぞれからクロストークの絶対値の総数であると考えられた。このように、示されたことは、隣接する行は、隣接するペア間（この例では、約１.３ｍｍ）のクロストークの最適なレベルまで、相互に関連して変更可能にオフセットすることができることである。
【００３０】
ｄ）外部の接地の追加、すなわち隣接する接点行の変更端における接地接点の設置を通して、近端クロストーク（「ＮＥＸＴ」）および遠端クロストーク（「ＦＥＸＴ」）の両方が、さらに減少される。
【００３１】
ｅ）また判明したことは、接点を調整する（すなわち、その比率や幾何学形状的関係を維持しながら、接点の絶対的寸法を減じる）ことは、接点の電気的特性を不利に影響させることなしに増加した接点密度（すなわちリニアインチ当りの接点の数）を有することである。
【００３２】
これらの要素のいずれかまたは全てを考慮することによって、コネクタは、隣接する接点間のシールドを欠如しても、高パフォーマンス（すなわちクロストークの低発生）、高速（例えば１Ｇｂ/ｓより大きく、典型的には約１０Ｇｂ/ｓ）通信を実現するように設計することができる。また、理解されるべきことは、そのようなコネクタおよび技術は、そのような高速通信を提供することができるものであり、低速でも有益なものである。この発明によるコネクタは、ワーストケーステストシナリオにおいて、リニアインチ当り６３.５の結合された信号ペアを有し、４０ピコ秒で、約３％以下の近端クロストーク、および約４％以下の遠端クロストークを有するように図示されている。このようなコネクタは、５ＧＨzで約０.７ｄＢ以下の挿入損失、および４０ピコ秒の立上り時間で測定された約１００±８オームのインピーダンス整合を有している。
【００３３】
図３Ｃは、クロストークがワーストケースシナリオで決定された接点配置を示している。６アタッキングペアＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、およびＳ６のそれぞれからのクロストークは、「犠牲」ペアＶで決定された。６アタッキングペアＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、およびＳ６は、信号ペアＶに対する８最近隣接ペアの６である。決定されたことは、アタッキングペアＳ７およびＳ８からの犠牲ペアＶにおけるクロストークに関する付加的な影響は、無視できる程度であった。６最近隣接アタッキングペアからのこの組合されたクロストークは、各ペアからのピーククロストークの絶対値を総計することによって決定され、それは各ペアが同時に全て最高レベルで揃えていると思われる。このように、理解されるべきことは、これがワーストケースのシナリオであることであり、実際問題ではさらによりよい結果が達成されることである。
【００３４】
この発明による代表的な接点配置
図４Ａは、この発明による行ベースの差動信号ペア（すなわち、差動信号ペアは行に配置される）を有するコネクタ１００を示している。（ここに使用されるように、「行」は、接点がエッジ結合される方向に引用される。「列」は行と直交する。）図示されるように、各行４０１-４０６は、頂から底への順で、第１差動信号ペアと、第１接地導体と、第２差動信号ペアと、第２接地導体とを有する。理解されるように、第１行４０１は、頂から底への順序で、信号導体Ｓ１＋およびＳ１−を有する第１差動信号ペアと、第１接地導体Ｇと、信号導体Ｓ７＋およびＳ７−を有する第２差動信号ペアと、第２接地導体Ｇとを有する。行４１３および４１６のそれぞれは、複数の接地導体Ｇを有する。列４１１および４１２は、ともに６差動信号ペアを有し、列５１４および５１５は、ともに他の６差動信号ペアを有する。接地導体の列４１３および４１６は、列４１１−４１２の信号ペアおよび列４１４−４１５の信号ペア間のクロストークを制限する。図４Ａに示される実施例において、行内への３６接点の配置は、１２差動信号ペアを有する。コネクタは、シールドが全くないので、接点は、比較的により大きく（シールドを有するコネクタにおけるものと比較して）作られる。したがって、より小さなコネクタスペースが、望ましいインピーダンスを達成するために必要である。
【００３５】
図４Ｂおよび４Ｃは、外部の接地を有するこの発明によるコネクタを示している。図４Ｂに示すように、接地接点Ｇは、各行の各端に配置される。図４Ｃに示されるように、接地接点Ｇは、隣接する行の代りの端に配置される。判明したことは、隣接する行の代りの端における接地接点Ｇの配置は、その他の点では同一であるがそのような外部の接地を有しない接点配置を有するコネクタと比較して、ＮＥＸＴにおいて３５％の減少、およびＦＥＸＴにおいて６５％の減少を結果として生じている。また、判明したことは、図４Ｂに示されるように、各接点行の両端での接地接点の配置を通して、基本的に同一の結果が達成されたことである。したがって、好ましいことは、クロストークのレベルを増加することなしに、接点密度を（外部の接地が、各行の両端に配置されるコネクタに関連して）増加するために、隣接する行の代りの端に外部接地を配置することである。
【００３６】
代りに、図５に示されるように、差動信号ペアが、列内に配置される。図５に示されるように、各列５１１−５１６は、２つの接地導体および差動信号ペアの繰返しの連続を有する。第１列５１１は、左から右への順序で、２接地導体Ｇと、差動信号ペアＳ１＋、Ｓ１−と、２接地導体Ｇとを有する。列５１２は、左から右への順序で、差動信号ペアＳ２＋、Ｓ２−と、２接地導体Ｇと、差動信号ペアＳ３＋、Ｓ３−とを有する。この接地導体は、隣接する信号ペア間のクロストークを阻止する。図５に示される実施例において、列への３６接点の配置は、単に９差動信号ペアを有するだけである。
【００３７】
図５に示される配置を有する図４Ａに示される配置との比較によって、理解されるべきことは、差動信号ペアの行配置が、列配置をするよりも信号接点のより高い密度を結果として生じることである。しかしながら、行内に配置された直角コネクタ用に、差動信号ペア内の接点は、異なる長さを有し、したがってそのような作動信号ペアは、内部のペア傾きを有する。同様に、列または行内への信号ペアの配置は、異なる差動信号ペアの異なる導体長さのために、内部のペアの傾きに結果する。このように、理解されるべきことは、行内への信号ペアの配置が、より高い接点密度に結果を生じたので、行または列内への信号ペアの配置は、特別な用途用に選択することができる。
【００３８】
信号ペアが、列または行内に配置されるか否かにかかわらず、各差動信号ペアは、差動信号ペアの、正導体Ｓｘ＋、負導体Ｓｘ−の間に差動インピーダンスＺ０を有する。差動インピーダンスは、同一の差動信号ペアの長さに沿う特定のポイントにおいて、同一の差動信号ペアの２信号導体間に存在するインピーダンスとして規定される。周知のように、差動インピーダンスを制御してコネクタが接続される電気装置のインピーダンスを整合することが望ましい。差動インピーダンスＺ０を電気装置のインピーダンスに整合することは、システム全体のバンド幅を制限する信号反射および／またはシステム共振を最小化する。さらに、望ましいことは、差動信号ペアの長さに沿ってほぼ一定であるように、すなわち、各差動信号ペアが、ほぼ一定の差動インピーダンスプロフィールを有するように差動インピーダンスＺ０を制御することである。
【００３９】
差動インピーダンスプロフィールは、信号および接地導体の位置によって制御することができる。特に、差動インピーダンスは、隣接する接地に対する信号導体の端の近接によって、さらに差動信号ペア内における信号導体の端間の間隙によって、決定される。
【００４０】
図４Ａを再度参照して、信号導体Ｓ６＋、Ｓ６−を有する差動信号ペアが、行４１３における１接地導体Ｇに近接して配置されている。信号導体Ｓ１２＋およびＳ１２−を有する差動信号ペアは、列４１３における１つと列４１６における１つとの２信号接地導体に近接して配置されている。従来のコネクタは、各差動信号ペアに近接する２接地導体を有して、インピーダンス整合問題を最小化している。接地導体の１つを除去することによって、典型的に、通信速度を減少するインピーダンス非整合を導いている。しかしながら、１つの隣接する接地導体の欠如は、ただ１つの隣接接地導体を有する差動信号ペア導体間の間隙を減少することによって、補償される。例えば、図４Ａに示されるように、信号導体Ｓ６＋およびＳ６−は相互から距離ｄ１離れて位置され、かつ信号導体Ｓ１２＋およびＳ１２−は相互から距離ｄ２離れて位置されている。その距離は、信号導体Ｓ１２＋およびＳ１２−の幅（導体幅が行の方向に沿って測定される場合）よりも信号導体Ｓ６＋およびＳ６−の幅をより広くすることによって制御される。
【００４１】
非平衡終端された信号、非平衡終端されたインピーダンスは、また、信号および接地導体の位置によって制御される。特に、非平衡終端されたインピーダンスは、信号導体と隣接する接地との間の間隙によって決定される。非平衡終端されたインピーダンスは、非平衡終端された信号導体の長さに沿う特定のポイントで、信号導体と接地との間に存在するインピーダンスとして規定される。
【００４２】
高バンド幅システム用の受入れ可能な差動インピーダンス制御を維持するために、望ましいことは、接点間の間隙を１インチの千分の２、３以内に制御することである。１インチの千分の２、３を越える間隙変化は、インピーダンスプロフィールにおける受入れることができない変更を生じる。しかしながら、受入れ可能な変更は、望まれる速度、受入れ可能なエラーレート、その他の設計要素に依存する。
【００４３】
図６は、端子の各行が各隣接する行からオフセットしている差動信号ペアおよび接地接点のアレイを示している。このオフセットは、端子の端から隣接する行における対応する端子の同一端までを測定されている。行ピッチの間隙長に対する縦横比は、図６に示されるように、Ｐ／Ｘである。判明したことは、約５の縦横比（すなわち、２ｍｍ行ピッチ、０.４ｍｍ間隙幅）は、適切であって、その行がまた互い違いであるクロストークを充分に制限する。行が互い違いでない場所では、約８−１０の縦横比であることが望ましい。
【００４４】
詳述したように、行をオフセットすることにより、あらゆる特別の端子において生じるマルチアクティブクロストークは、その特別なコネクタ用途用に受入れ可能であるレベルに制限することができる。図６に示されるように、各行は、隣接する行から距離ｄだけ行に沿う方向にオフセットされる。特に、行６０１は、行６０２からオフセット距離ｄだけオフセットされ、行６０２は、行６０３から距離ｄだけオフセットされる。各行は、隣接するコラムからオフセットされるので、各端子は、隣接する行において隣接する端子からオフセットされる。例えば、差動ペアＤＰ３における信号接点６８０は、図示されるように、距離ｄだけ差動ペアＤＰ４における信号接点６８１からオフセットされる。
【００４５】
図７は、端子の各行が隣接する行に関してオフセットされ差動ペアの他の形状を例証する。例えば、図示されるように、行７０１における差動ペアＤＰ１は、距離ｄだけ隣接する行７０２における差動ペアＤＰ２からオフセットされる。しかしながら、この実施例において、端子のアレイは、各差動ペアを分離する接地接点を有していない。むしろ、各行内の差動ペアは、同一の差動ペアにおける第２端子から差動ペアにおいて１端子を分離する距離よりも大きい距離だけ相互から分離される。例えば、各差動ペア内の端子間の距離がＹであり、差動ペアを分離する距離は、Ｙ＋Ｘ／Ｙ＞＞１の場合に、Ｙ＋Ｘである。そのような離間は、また、クロストークの減少に作用することが判明した。
【００４６】
この発明による代表的コネクタシステム
図８は、差動信号ペアの信号導体が差動信号ペアの長さに沿ってほぼ一定の差動インピーダンスを有する高速の電気コネクタに向けられるこの発明による直角電気コネクタの斜視図である。図８に示されるように、コネクタ８００は、第１区域８０１および第２区域８０２を有する。第１区域８０１は、電気的に第１電気装置８１０に接続され、第２区域８０２は、電気的に第１電気装置８１２に接続される。そのような接続は、ＳＭＴ、ＰＩＰ、はんだボールグリッドアレイ、プレス嵌め、またはその他の接続である。典型的には、そのような接続は、接続ピン間に離間する従来の接続を有する従来の接続である。しかしながら、そのような接続は、接続ピン間の他の離間を有する。第１区域８０１および第２区域８０２は、電気的にともに接続され、それによって、電気的に第１区域８１０を第２区域８１２に接続する。
【００４７】
理解できるように、第１区域８０１は、複数のモジュール８０５を有する。各モジュール８０５は、導体８３０の行を有する。図示されるように、第１区域８０１は、６モジュール８０５を有し、各モジュール８０５は、６導体を有する。しかしながら、モジュール８０５および導体８３０のあらゆる数が、使用される。第２区域８０２は、多数のモジュール８０６を有する。各モジュール８０６は、導体８４０の行を有する。図示されるように、第２区域８０２は、６モジュール８０６を有し、各モジュール８０６は、６導体８４０を有する。しかしながら、あらゆる数のモジュール８０６および導体８４０が使用される。
【００４８】
図９は、コネクタ８００の側面図である。図９に示されるように、各モジュール８０５は、フレーム８５０に固定された複数の導体８３０を有する。各導体８３０は、第１電気装置８１０への接続用のフレーム８５０から延びる接続ピン８３２と、第２区域８０２への接続用のフレーム８５０から延びるブレード８３６と、このブレード８３６に接続ピン８３２を接続する導体セグメント８３４とを有する。
【００４９】
各モジュール８０６は、フレーム８５２に固定される複数個の導体８４０を有する。各導体８４０は、接点インターフェース８４１と接続ピン８４２を有する。各接点インターフェース８４１は、第１区域８０１のブレード８３６への接続のためのフレーム８５２から延びる。各接点インターフェース８４０は、また第２電気装置８１２への電気的接続用のフレーム８５２から延びる接続ピン８４２に電気的に接続される。
【００５０】
各モジュール８０５は、隣接するモジュール８０５との整列のための第１穴８５６および第２穴８５７を有する。このように、導体８３０の多数行は、整列されている。各モジュール８０６は、隣接するモジュール８０６との整列用の第１穴８４７および第２穴８４８を有する。このように、導体８４０の多数行は、整列される。
【００５１】
コネクタ８００のモジュール８０５は、直角モジュールとして図示される。すなわち、１組の第１接続ピン８３２は、第１プレーン（例えば、第１電気装置８１０と共通面）に位置され、１組の第２接続ピン８４２は、第２プレーン（例えば、第２電気装置８２０と共通面）に位置される。第１プレーンを第２プレーンに接続するために、各導体８３０が電気装置８１０および８１２間を接続するために全体ほぼ９０度（直角に）曲がる。
【００５２】
導体配置を簡単化するために、導体８３０は四角形断面を有し、しかしながら、導体８３０は、いかなる形状であってもよい。この実施例において、導体８３０は、製造を容易にするために幅の厚さに対する高い比を有している。幅の厚さに対する特別な比は、望ましい通信速度、接続ピンレイアウト、およびその他同様なものを有する多様な設計パラメータに基づいて選択することができる。
【００５３】
図１０は、Ａ-Ａ線に沿うコネクタ８００の２モジュールの側面図であり、図１１は、Ｂ-Ｂ線に沿うコネクタ８００の２モジュールの平面図である。理解されるように、各ブレード８３６は、接点インターフェース８４１の２つの単一ビーム接点８４９間に位置し、それによって、第１区域８０１および第２区域８０２の間に電気接続を提供し、以下により詳細に説明される。接続ピン８３２が従来の接続空間を有する装置に結合されるように、この接続ピン８３２はモジュール８０５の中心線に最も近く位置される。接続ピン８４２は、接続ピン８４２が従来の接続空間を有する装置に結合されるように、モジュール８０６の中心線に最も近く位置される。しかしながら、接続ピンは、もしそのような接続空間が結合する装置によって支持されているならば、モジュール８０６の中心線からのオフセットに位置される。さらに、接続ピンが各図に例証されている間に、他の接続技術は、例えばはんだボールやそのようなものが考えられる。
【００５４】
接続ピンおよび導体のレイアウトを議論するために、図８の例証されたコネクタ８００に戻って、コネクタ８００の第１区域８０１は、６行および６列の導体を有する。導体８３０は、信号導体Ｓまたは接地導体Ｇのいずれかによる。典型的には、各信号導体Ｓは、差動信号ペアの正の導体または負の導体のいずれかとして使用され、しかしながら、信号導体は、非平衡終端された信号処理用の導体として使用される。さらには、そのような導体８３０は、行または列のいずれかに配置される。
【００５５】
導体配置に加えて、差動インピーダンスおよび挿入損失が、また導体に近接する材料の誘電体特性によって影響される。一般に、望ましいことは、低い誘電体定数を有する材料を用意すること、可能な限り導体と多く接することを有する。空気は、軽量コネクタを許し、最良の誘電特性を有するので望ましい誘電体である。フレーム８５０およびフレーム８５２は、ポリマー、プラスチックまたその類で構成され、望ましい間隙公差が維持され、使用されるプラスチックの量が最小化されるように導体８３０および８４０を固定する。したがって、コネクタの残りは空気誘電体を有し、さらには導体８３０および８４０はいずれも空気に両方とも位置し、最小限、第２の誘電体特性を有する第２の材料（例えばポリマー）内に位置する。したがって、第２材料において、ほぼ一定の差動インピーダンスプロフィールを有するために、差動信号ペアの導体間の空間は、変更することができる。
【００５６】
図示されるように、導体は、プラスチック内に包まれるよりも、むしろ主として空気に曝されることができる。誘電体としてプラスチックよりもむしろ空気の使用の方が多くの利益がある。例えば、空気の使用は、コネクタが、従来のコネクタよりもより少ないプラスチックで成形することができる。このようにこの発明によるコネクタは、誘電体としてプラスチックを使用する従来のコネクタよりも軽量に製造することができる。空気はまた、接点間により小さい間隙を許すので、それによって、よりよいインピーダンスと比較的大きな接点とのクロストーク制御を提供し、クロストークを減少し、誘電体損をより小さくし、信号速度を増加する（すなわち、より小さい伝播遅れ）。
【００５７】
主誘電体としての空気の使用を通して、軽量、低インピーダンス、低クロストークコネクタが、ボールグリッド組立（「ＢＧＡ」）としての使用に、直角コネクタに適切であるようにしたことである。典型的に、直角コネクタは、オフバランス、すなわち結合領域で不均衡に重い。したがって、コネクタは、結合する領域の方向に傾く傾向がある。ＢＧＡのはんだボールが、溶けている間、ある量を支持できるので、従来のコネクタは典型的にコネクタをバランスするために追加の量を有することができなかった。誘電体として、プラスチックよりもむしろ空気の使用を通して、コネクタの重さを減少できた。したがって、追加の量が、溶けたはんだボールをつぶすことなしに、コネクタをバランスして追加することができる。
【００５８】
図１２は、空気によって囲まれることから、フレーム８５０によって囲まれているために、導体通路として列における導体間の空間における変化を例証する。図1２に示されるように、接続ピン８３２においては、導体Ｓ＋およびＳ−の間の距離は、Ｄ１である。距離Ｄ１は、第１の電気装置８１０において空間を有して従来のコネクタと結合するように選択され、または差動インピーダンスプロフィールを最高に活用するように選択される。図示されるように、距離Ｄ１は、従来のコネクタと結合するように選定され、モジュール８０５の中心線に接近して配置される。導体Ｓ＋およびＳ−は、フレーム８５０を介して接続ピン８３２から移動するので、導体Ｓ＋、Ｓ−は、相互に向かって進み、空気領域８６０における分離距離Ｄ２において、頂点に至る。距離Ｄ２は、接地導体Ｇに対する接近のように、他のパラメータを与えるように、導体Ｓ＋およびＳ−間の望ましい差動インピーダンスを与えるように、選定される。望ましい差動インピーダンスＺ０は、システムインピーダンス（すなわち、第１の電気装置８１０）に依存し、１００オームまたはある他の値である。しかしながら、典型的に５％の公差が望まれ、ある用途には１０％が受入れ可能である。ほぼ一定の差動インピーダンスを考慮すると、１０％またはそれ以下の範囲である。
【００５９】
図１３Ａに示されるように、導体Ｓ＋およびＳ−は、空気領域８６０からブレード８３６に向かって位置し、ブレード８３６がフレーム８５０を退去するときに距離Ｄ３だけ離れるように、フレーム８５０内で相互に関して外方に進む。接点インターフェース８４１は、空気領域８６０からフレーム８５２に向かって進みながら、接点インターフェース８４１は相互に関して外方に進みながら、距離Ｄ４だけ離れるように接続ピン８４２において頂点に至る。図示されるように、接続ピン８４２は、フレーム８５２の中心線に近接して位置し、従来のコネクタ空間と結合する。
【００６０】
図１４は、導体８３０の斜視図である。理解されるように、フレーム８５０内において導体８３０が進み、内方または外方に、導体パスに沿うほぼ一定の差動インピーダンスプロフィールを維持する。
【００６１】
図１５は、２つの単一ビーム接点８４９であって、一方のビーム接点８４９は、ブレード８３６の各側におけるものを有する導体８４０の斜視図である。この設計は、各単一ビーム接点８４９は、さらにその隣接する接点から離れるので、減少したクロストーク性能を有する。また、この設計は、真の２重接点であるから、増加した接点の信頼性を有する。この設計は、また、接点の位置決めおよび接点の形成のために、厳しい公差の要求を減少することができる。
【００６２】
理解されるように、導体８４０は、内方または外方のいずれかに進み、ほぼ一定の差動インピーダンスプロフィールを維持し、第２の電気装置８１２におけるコネクタと結合する。行内への配置のために、導体８３０および８４０は、それぞれフレーム８５０、８５２の中心線に沿って位置決めされる。
【００６３】
図１３Ｂは、図１３ＡのＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図１３Ｂに示されるように、端子ブレード８３６は、ビーム接点８３９がブレード８３６の各側と係合するように、接点インターフェース８４１内に受入れられる。好ましくは、ビーム接点８３９は、コネクタの結合および離脱の間に、コネクタの電気特性を維持するのに充分である組合された面領域を覆って、ブレード８３６間の接点および接点インターフェース８４１を与えるように、寸法どりされ、形づくられる。
【００６４】
図１３Ａに示されるように、接点設計は、縦横比が、結合する領域に維持されることを可能にする。すなわち、コネクタ内のクロストークを制限するように選択された間隙幅に対する行ピッチの縦横比が、接点領域にも存在し、それによって、結合する領域におけるクロストークを制限する。また結合されなかったブレード接点の断面は、結合された接点の組合された断面ほぼ同一であるから、インピーダンスプロフィールは、コネクタが例え部分的にも結合されないとしても、インピーダンスプロフィールは維持される。このことは、少なくとも部分的には、結合された接点の組合された断面が、よりもむしろ、僅かに１つまたは２つの厚さの金属を有するので、先行技術のコネクタにおいて典型的である３つの厚さ（例えば図１３Ｂ参照）である。図１３Ｂに示されるように、コネクタをプラグインしないことは、断面に大きな変化を結果的に生じ、したがって、インピーダンス（もしコネクタが、適切でなく完全に結合されないならば電気的な性能の大きな低落を引き起こす）において大きな変化である。接点の断面はコネクタが結合されないから劇的には変化しないので、コネクタ（図１３Ａに示されるように）は、完全に結合されたときにそれがするように部分的に結合しない（すなわち１-２ｍｍだけ結合されない）ときに、ほぼ同一の電気特性を有することができる。
【００６５】
図１６Ａは、この発明の実施例による代表的な直角電気コネクタを有する配電盤システムの斜視図である。図１６Ａに示されるように、コネクタ９００は、プラグ９０２とレセプタクル１１００とを有する。
【００６６】
プラグ９０２は、ハウジング９０５と多数のリード組立９０８とを有する。ハウジング９０５は、信号通信用に適する電気接続が、第１の電気装置９１０と第２の電気装置９１２との間になされるように、多数のリード組立９０８を収容し整列するように形づくられる。この発明の一実施例において、電気装置９１０は、配電盤であり、かつ電気装置９１２は、ドーターカードである。しかしながら、電気装置９１０と９１２とは、この発明の範囲から逸脱することなしに、電気装置であることができる。
【００６７】
図示されるように、コネクタ９０２は、多数のリード組立９０８を有する。各リード組立９０８は、以下に述べるように、その中に端子または導体９３０の行を有する。各リード組立９０８は、あらゆる数の端子９３０を有する。
【００６８】
図１６Ｂは、コネクタ９０３が、結合するプラグおよびレセプタクルよりはむしろ単一装置であることを除いて、図１６Ａと類似の配電盤である。コネクタ９０３は、ハウジングと多数のリード組立（図示せず）とを有する。ハウジングは、信号通信に適切な電気接続が第１電気装置９１０と第２電気装置９１２との間になされるように、多数のリード組立（図示せず）を収容し、整列するように形づくられる。
【００６９】
図１６Ｃは、プラグコネクタ９０５が直角プラグコネクタであるよりもむしろ垂直プラグコネクタであることを除いて、図１６Ａに近似するボードトゥボードシステムである。この実施例は、２つの平行な電気装置９１０と９１３との間に電気接続をする。この発明によるレセプタクルコネクタは、例えば、ボード上に挿入モールドすることができる。このような空間、したがって性能は、維持される。
【００７０】
図１７は、電気装置９１０および９１２およびレセプタクルコネクタ１１００なしに示される図１６Ａのプラグコネクタの斜視図である。図示されるように、スロット９０７が、その中にリード組立９０８を収容し、かつ整列するハウジング９０５に形成される。図１７は、また、接続ピン９３２、９４２を示す。接続ピン９４２は、コネクタ９０２を電気装置９１２に接続する。接続ピン９３２は、コネクタ９０２をレセプタクル１１００経由電気装置９１０に電気的に接続する。接続ピン９３２および９４２は、貫通実装または表面実装接続を電気装置（図示せず）に提供するようにされる。
【００７１】
一実施例において、ハウジング９０５は、プラスチック製であるが、あらゆる適切な材料が使用できる。電気装置９１０および９１２に対する接続は、表面実装または貫通実装接続である。
【００７２】
図１８は、図１７に示されるように、プラグコネクタ９０２の側面図である。図示されるように、各リード組立９０８内に収容される端子の行は、隣接するリード組立の端子の他の行から距離ｄだけオフセットされる。そのようなオフセットは、先に、図６および７に関してより完全に議論されている。
【００７３】
図１９Ａは、単一リード組立９０８の側面図である。図１９Ａに示されるように、リード組立９０８の一実施例は、メタルリードフレーム９４０および挿入モールドされたプラスチックフレーム９３３を有する。この方法において、挿入モールドされたリード組立９３３は、端子または導体９３０の１行を含むように作用する。端子は、差動ペアか接地接点のいずれかを有する。この方法において、各リード組立９０８は、差動ペア９３５Ａおよび９３５Ｂと接地接点９３７とを有する。
【００７４】
また、図１９Ａに示されるように、各リード組立９０８に囲まれる差動ペアおよび接地接点の行は、信号-信号-接地形状に配置される。この方法において、リード組立９０８における端子の行の頂上接点は、接地接点９３７Ａである。接地接点９３７Ａに隣接して、差動ペア９３５Ａは、２つの信号接点で、正極性を有するものと負極性を有するものを有する。
【００７５】
図示されるように、接地接点９３７Ａおよび９３７Ｂは、挿入モールドされたリード組立９３３からより大きい距離延びる。図１９Ｂに示されるように、そのような形状は、信号接点９３５が対応するレセプタクル接点１１０２Ｓと結合する前に、接地接点９３７が対応するレセプタクル接点１１０２Ｇをレセプタクル１１００内に結合することを可能にする。このように接続された装置（図１９Ｂには図示せず）は、信号通信がそれらの間で生じる前に、共通接地をもたらすことができる。このことは装置のホットな接続を有する。
【００７６】
コネクタ９００のリード部材９０８は、直角モジュールとして示される。説明のために、１組の第１接続ピン９３２が、第１平面（すなわち、第１電気装置９１０と共通面）に位置し、さらに１組の第２接続ピン９４２が、第１平面と直交する第２平面（すなわち、第２電気装置９１２と共通面）に位置する。第１平面を第２平面に接続するために、各導体９３０は、全体に約９０度（直角）延びるように形成され、電気装置９１０および９１２を電気的に接続する。
【００７７】
図２０および２１は、それぞれ、この発明の一概念による２行の端子の端面および側面図である。図２０および２１に示されるように、端子の隣接する行は、相互に関して互い違いである。換言すれば、オフセットが、隣接するリード組立における端子間に存在する。特別に、図２０および２１に示されるように、距離ｄのオフセットが行１の端子と行２の端子との間に存在する。図示されるように、このオフセットｄは、端子の全長に沿って続く。上述したように、このオフセットは、信号搬送接点間の距離を進めることによってクロストークの発生を減少する。導体配置を簡単化するために、導体９３０は、図２０および２１に示されるように、四角形断面を有する。導体９３０は、しかしながら、あらゆる形でもよい。
【００７８】
図２２は、図１６Ａに示されるコネクタのレセプタクル部分の斜視図である。レセプタクル１１００は、コネクタプラグ９０２（図１６Ａに示されるように）と結合し、２つの電気装置（図示せず）に接続して使用することができる。特に、接続ピン９３２（図１７に示されるように）は、穴１１４２に挿入されて、コネクタ９０２をレセプタクル１１００に電気的に接続することができる。レセプタクル１１００は、また、整列構造１１２０を有して、レセプタクル１１００内へのコネクタ９００の整列と挿入とを助ける。一旦挿入されると、構造１１２０は、また、レセプタクル１１００内に一旦挿入されたコネクタを固定するように作用する。そのような構造１１２０は、それによってコネクタとレセプタクルとの間に生じるその間に機械的損傷を結果するあらゆる移動を阻止する。
【００７９】
レセプタクル１１００は、それぞれ複数の端子（その尾部のみが図示されている）を含む複数のレセプタクル接点組立１１６０を有する。端子は、コネクタ９００とあらゆる結合する電気装置（図示せず）との間に電気通路を有する。
【００８０】
図２３は、構造１１２０、ハウジング１１５０、レセプタクルリード組立１１６０を有する図２２のレセプタクルの側面図である。図示されるように、図２３は、また、レセプタクルリード組立が、この発明による相互からオフセットされていることを示している。上述したように、そのようなオフセットは、上述したようにマルチアクティブクロストークの発生を軽減する。
【００８１】
図２４は、レセプタクルハウジング１１５０に収容されない単一レセプタクル接点組立の斜視図である。図示されるように、組立１１６０は、複数の２重ビーム導体端子１１７５および絶縁体材料製のホルダ１１６８を有する。一実施例において、ホルダ１１６８は、接点の周りのプラスチックインジェクションモールド製であるが、あらゆる適切な絶縁材料がこの発明の範囲を逸脱することなしに使用することができる。
【００８２】
図２５は、この発明の他の実施例によるコネクタの斜視図である。図示されるように、コネクタ１３１０およびレセプタクル１３１５は、電気装置を接続するために、ケーブル１３２５に対する回路基板１３０５のように組合せて使用される。特別に、コネクタ１３１０がレセプタクル１３１５と結合するときは、電気接続は、基板１３０５とケーブル１３２５との間で確立される。ケーブル１３２５は、そのときに信号を、そのような信号を受けるに適切なあらゆる電気装置（図示せず）に送信することができる。
【００８３】
この発明の他の実施例において、考えられることは、オフセット距離ｄは、コネクタにおける端子の長さ中、変化する。この方法においては、そのオフセット距離は、導体のいずれかの端だけでなく端子の長さに沿って変化することができる。この実施例を例証するために、かつ図２６を参照して、直角端子の単一行の側面図が示されている。図示されるように、区域Ａの端子の高さは、高さＨ１であり、区域Ｂにおける端子の断面の高さは、高さＨ２である。
【００８４】
図２７および２８は、それぞれ、Ａ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿う直角端子の行の端面図である。図２６に示される端子の単一行に加えて、図２７および２８は、また、コネクタハウジングに収容された隣接する組立に収容された端子の隣接する行を示す。
【００８５】
この発明によれば、隣接する行のオフセットは、リード組立内の端子の長さに沿って変化することができる。より特別には、隣接する行間のオフセットは、端子の隣接する区域によって変化する。この方法において、行間のオフセット距離は、端子の区域Ｂにおけるよりも端子の区域Ａにおいて異なる。
【００８６】
図２７および２８に示されるように、端子の区域ＡにおけるＡ−Ａ線に沿う端子の断面高さは、Ｈ１であり、Ｂ−Ｂ線に沿う区域Ｂにおける端子の断面高さは、高さＨ２である。図２７に示されるように、区域Ａにおける端子のオフセットは、端子の断面高さがＨ１であるが、距離Ｄ１である。
【００８７】
同様に、図２８は、端子の区域Ｂにおける端子のオフセットを示す。図示されるように、端子の区域Ｂにおける端子間のオフセット距離は、Ｄ２である。好ましくは、オフセットＤ２は、クロストークを最小化するように選定され、空間またはその他のパラメータが異なることから、オフセットＤ１とは異なることができる。端子間で生じるマルチアクティブクロストークは減少され、それによって、信号完全性が増加する。
【００８８】
この発明の他の実施例において、クロストークをさらに減少するために、隣接する端子行間のオフセットは、結合される印刷回路基板におけるバイア間のオフセットとは異なる。バイアは、印刷回路基板上の２またはそれ以上の層間の導電通路である。典型的には、バイアは、２つまたはそれ以上の導体が相互に接続される適切な場所で、印刷回路基板を貫通して生成される。
【００８９】
このような実施例を例証するために、図２９は、端子が電気装置におけるバイアに結合するので端子の４行の断面の正面図を例証している。そのような電気装置は、図１６Ａに例証されるようにこれらと近似することができる。コネクタ（図示せず）の端子１７１０は、接続ピン(図示せず)によってバイア１７００内に挿入される。しかしながら、接続ピンは、図１７に示されるこれらと近似することができる。
【００９０】
この発明の実施例によれば、隣接する端子行間のオフセットは、結合された印刷回路基板におけるバイア間のオフセットと異なる。特に、図２９に示されるように、隣接する行端子のオフセット間の距離は、Ｄ１であり、電気装置におけるバイアのオフセット間の距離は、Ｄ２である。この発明によるそれらの最適値に対するこれらの２つのオフセット距離を変更することにより、この発明のコネクタにおいて生じるクロストークは、減少するとともに、それに対応する信号完全性は、維持される。
【００９１】
図３０は、直角電気コネクタ１１００の他の実施例の一部分の斜視図である。図３０に示されるように、導体９３０は、第１平面からこの第１平面に対して直交する第２平面に位置する。隣接する導体９３０間の距離Ｄは、導体９３０の幅が変化しても、さらには導体９３０の通路が迂回路であるとしても、ほぼ一定にとどまる。この実質的に一定の間隙Ｄは、導体の長さに沿って実質的に一定の差動インピーダンスを有する。
【００９２】
図３１は、直角電気コネクタ１２００の他の実施例の斜視図である。図１２に示されるように、モジュール１２１０はフレーム１２２０に位置され、隣接するモジュール１２１０間の適切な空間を有する。
【００９３】
図３２は、レセプタクル１１００’の代りの実施例の斜視図である。図３２に示されるように、コネクタ１１００’は、接続ピン１１７５’間に適切な空間を有する。フレーム１１９０は、凹所を有し、その中に導体１１７５’が固定される。各導体１１７５’は、単一接点インターフェース１１９１および接続ピン１１９２を有する。各接点インターフェース１１９１は、上述したように、対応するプラグ接点に対する接続のためのフレーム１１９０から延びる。各接続ピン１９４２は、第２の電気装置への電気接続のためのフレーム１１９０から延びる。レセプタクルコネクタ１１９０は、縫い工程を経て組立てることもできる。
【００９４】
導体９０３の長さを越えて望ましい間隙公差を得るために、コネクタ９００は、図３３に例証されるような方法によって製造される。図３３に示されるように、ステップ１４００で、導体９３０は、導体９３０間の所定の間隙を有する型空間に位置される。導体９３０の相対的位置は、フレーム９５０によって維持される。残留歪みによって生じる後続するそりや捻れは、完全性に影響し、しかしよく指摘されるものであれば、その結果として生じるフレーム９５０は、望ましい間隙の公差を維持するために充分な完全性を有する。この方法において、導体９３０間の間隙は、１インチの千分の１０の可変性をもって制御することができる。
【００９５】
好ましくは、最良の実施を提供するために、コネクタを介する電流搬送通路は、できる限り高い導電性をなすように製造される。電流搬送通路は、接点の外方部分にあると知られているので、望ましいことは、接点は、高導電性材料の厚い外部層をもってメッキされることである。そのような高導電性材料の実施例は、金、銅、銀、チタン合金を含む材料である。
【００９６】
選択的に指定される接点を有するコネクタ  図３４Ａおよび図３４Ｂは、この発明によるコネクタ用ヘッダ組立の実施例を示す。図示されるように、ヘッダ組立２００は複数の挿入モールドされたリード組立（ＩＭＬＡ）２０２を有する。この発明の概念によれば、ＩＭＬＡ２０２が、変更なしに、非平衡終端された信号送信、差動信号送信、またはこの非平衡終端された信号送信および差動信号送信の組合せのために使用される。
【００９７】
各ＩＭＬＡ２０２は、複数の電気的に導電接点２０４を有する。好ましくは、ＩＭＬＡ２０２は、それぞれのリニア接点アレイ２０６を形成する。図示されるように、理解されるべきは、リニア接点アレイは接点列として配置されるけれども、リニア接点アレイ２０６は接点行として配置される。また、ヘッダ組立２００は、１５０接点を有して示される（すなわち、ＩＭＬＡ当り１５接点を有する１０ＩＭＬＡ）が、理解されるべきは、あらゆる望ましい数の接点を有し、コネクタはあらゆる数のＩＭＬＡを有することができる。例えば、１２または９電気接点を有するＩＭＬＡもまた、考えられる。したがって、この発明によるコネクタは、あらゆる数の接点を有することができる。
【００９８】
ヘッダ組立２００は、接点がそれを介して延びる、電気的に絶縁するリードフレーム２０８を有する。好ましくは、リードフレーム２０８はプラスチックのような誘電体材料から製造される。この発明の概念によれば、リードフレーム２０８は可能な限り少ない材料から構成される。別の方法によれば、コネクタは、空気充填である。すなわち、接点は、第２誘電体として空気を使用して相互から絶縁することができる。空気の使用は、クロストークの減少、低重量コネクタを提供する（より重い誘電体材料を全体に使用するコネクタと比較して）。
【００９９】
接点２０２は、回路基板との係合のための端子端２１０を有する。好ましくは、理解されるべきは、端子端は、プレス嵌め、あらゆる表面実装または貫通実装端子端であることができるが、端子端は、従順な端子端である。接点はまた、補完的なレセプタクル接点と係合するための結合する端２１２を有する（図３５Ａ-Ｂとの関係で以下に説明される）。
【０１００】
図３４Ａに示されるように、ハウジング２１４Ａが、好ましい。このハウジング２１４Ａは、端壁２１６Ａの第１ペアを有する。図３４Ｂは、端壁２１６Ｂの第１ペアおよび端壁２１８Ｂの第２ペアを有する周辺シールド組立２１４Ｂとともにヘッダ組立を示している。
【０１０１】
この発明の概念によれば、ヘッダ組立は、あらゆる内部シールドを欠くことができる。すなわち、ヘッダ組立は、例えば、隣接する接点アレイ間に、あらゆるシールドプレートを欠くことができる。この発明によるコネクタは、高速、高周波、迅速立上り信号送信用でさえ、そのような内部シールドを欠くことができる。
【０１０２】
図３４Ａ-Ｂに示されるヘッダ組立２００は、直角コネクタ用に図示されているが、理解されるべきことは、この発明のコネクタは、例えば、中二階コネクタのようなあらゆるタイプのコネクタであることである。すなわち、適切なヘッダ組立は、あらゆるタイプのコネクタ用のこの発明の原理によって、設計することができる。
【０１０３】
図３５Ａ、および３５Ｂは、この発明によるコネクタ用のレセプタクル組立の実施例を示している。レセプタクル組立２２０は、複数のレセプタクル接点２２４を有し、そのそれぞれは、それぞれ結合する端２１２を受入れるようにされている。さらに、レセプタクル接点２２４は、結合する端２１２の配置に補完的である配置に調整される。このように、結合する端２１２は、組立の結合時にレセプタクル接点２２４によって受入れられることができる。好ましくは、結合する端２１２の配置を補完するために、レセプタクル接点２２４は、リニア接点アレイ２２６を形成するように調整される。再度、レセプタクル組立２２０は、１５０接点とともに示されているが、理解されるべきは、この発明によるコネクタは、あらゆる数の接点を有することができることである。
【０１０４】
各レセプタクル接点２２４は、補完的ヘッダ接点２０４の結合する端２１２を受けるための、結合する端２３０と、回路基板との係合のための端子端２３２とを有する。
【０１０５】
好ましくは、端子端２３２は、理解されるべきは、端子端はプレス嵌め、ボール、またはあらゆる表面実装または貫通実装端子端であることであるが、従順な端子端である。ハウジング２３４は、また好ましくは相互に関係してＩＭＬＡを位置決めし、かつ保持する。
【０１０６】
この発明の概念によれば、レセプタクル組立は、また、あらゆる内部のシールドを欠くことができる。すなわち、レセプタクル組立は、例えば、隣接する接点アレイ間に、あらゆるシールドプレートを欠くことができる。
【０１０７】
図３６は、２つの回路基板２４０Ａ-Ｂ間の信号通路を接続する、この発明によるコネクタの実施例を示す。回路基板２４０Ａ-Ｂは、例えば、マザーおよびドータボードである。一般的に、回路基板２４０Ａ-Ｂは、１またはそれ以上の差動信号通路、１またはそれ以上の非平衡終端された信号通路、または、差動信号通路および非平衡終端された信号通路の組合せを有する。信号通路は、典型的に、電気的導体パッド２４４に電気的に接続される電気的導体トレース２４２を有する。コネクタ接点の端子端は、典型的にと導電パッドに電気的に結合される（例えば、はんだ付け、ＢＧＡ、プレス嵌め、または、この技術分野で周知の他の技術によって）。もし回路基板が多層回路基板（図示）であるならば、信号通路は、また、回路基板を介して延びる電気導体バイア２４３を有する。
【０１０８】
典型的に、装置製造者は、与えられた用途用に信号通路を規定する。この発明の概念によれば、構造的な変更なしに同一のコネクタが使用でき、差動または非平衡終端された信号通路のいずれにも接続する。この発明の概念によれば、装置製造者は、上述したような電気コネクタ提供することができる（すなわち、電気コネクタは、接地または信号接点のいずれかとして選択的に指定することができるリニアアレイの接点を有する）。装置の製造業者は、そのときに、接地または信号接点のいずれかとして接点を指定することができ、コネクタを回路基板に電気的に接続できる。コネクタは、電気的に回路基板に、例えば、信号接点として指定した接点を接続することによって、回路基板の信号通路に接続することができる。信号通路は、非平衡終端された信号通路または差動信号通路であることができる。接点は、差動信号ペアおよびまたは非平衡終端された信号導体のあらゆる組合せを形成するように指定することができる。
【０１０９】
図３７は、この発明によるＩＭＬＡ２０２の実施例の側面図である。ＩＭＬＡ２０２は、電気的に導電接点２０４のリニア接点アレイ２０６、および接点２０４が少なくとも部分的に延びるリードフレーム２０８を有する。この発明の概念によれば、接点２０４は、接地または信号接点のいずれかとして選択的に指定できる。第１指定において、接点は、信号接点のペアを有する少なくとも１つの差動信号ペアを形成する。第２指定において、接点は、少なくとも１つの差動信号ペアと少なくとも１つの非平衡終端された信号導体とを形成する。
【０１１０】
図３８Ａ-３８Ｃは、図３７に示されるようなＩＭＬＡ用の接点指定の一例を示す。図３８に示されるように、例えば、接点ｂ、ｃ、ｅ、ｆ、ｈ、ｉ、ｋ、ｌ、ｎ、およびｏは、信号接点であると規定することができ、一方、例えば、接点ａ、ｄ、ｇ、ｊ、およびｍは、接地接点であると規定することができる。そのような指定において、信号接点ペア、ｂ-ｃ、ｅ-ｆ、ｈ-ｉ、ｋ-ｌ、およびｎ-ｏは、差動信号ペアを形成する。図３８Ｂに示されるように、例えば、接点ｂ、ｄ、ｆ、ｈ、ｊ、ｌ、およびｎは、信号接点であると規定することができ、一方、例えば、接点ａ、ｃ、ｅ、ｇ、ｉ、ｋ、ｍ、およびｏは、接地接点と規定することができる。そのような指定において、信号接点ｂ、ｄ、ｆ、ｈ、ｊ、ｌ、およびｎは、非平衡終端された信号導体を形成する。図３８Ｃに示されるように、接点ｂ、ｃ、ｅ、ｆ、ｈ、ｉ、ｋ、ｌ、およびｎは、例えば、信号接点であると規定することができ、一方、接点ａ、ｄ、ｇ、ｉ、ｋ、ｍ、およびｏは、例えば、接地接点であると規定することができる。そのような指定において、信号接点ペアｂ-ｃ、およびｅ-ｆは、差動信号ペアを形成し、さらに、信号接点ｈ、ｊ、ｌ、およびｎは、非平衡終端された信号導体を形成する。理解されるべきは、通常、各接点は、用途の要求にしたがって信号接点か接地接点かのいずれかとして規定することができることである。
【０１１１】
図３８Ａ-３８Ｃに示される各指定において、接点ｇおよびｍは、接地接点である。詳細に上述したように、必要ではないが、望ましくは、接地接点用に信号接点よりもさらに延びることである。このことは、接地接点は、信号接点が接触する前に接触をなすので、信号接点が結合する前にシステムを接地するようにすることが、望ましい。接点ｇおよびｍは、いずれかの指定において、接地接点であることから、接地接点ｇおよびｍの端子端は、あらゆる信号接点が結合し、かつなおＩＭＬＡは変更なしにいずれかの指定を支持する前に結合するので、他の接点の端子端を越えて延びることができる。
【０１１２】
図３９は、この発明による挿入モールドされたリード組立の他の実施例を示す側面図である。図４０Ａ-４０Ｃは、図３９に示されるようなＩＭＬＡ用の接点指定例を示す。
【０１１３】
図４０Ａに示されるように、接点ａ、ｂ、ｄ、ｅ、ｇ、ｈ、ｊ、ｋ、ｍ、およびｎは、例えば、信号接点であると規定され、一方、例えば、接点ｃ、ｆ、ｉ、ｌ、およびｏは、接地接点であると規定することができる。そのような指定において、信号接点ペアａ-ｂ、ｄ-ｅ、ｇ-ｈ、ｊ-ｋ、およびｍ-ｎは、差動信号ペアを形成する。図４０Ｂに示すように、接点ａ、ｃ、ｅ、ｇ、ｉ、ｋ、ｍ、およびｏは、例えば、接地接点であると規定することができ、一方、接点ｂ、ｄ、ｆ、ｈ、ｊ、ｌ、およびｎは、接地接点であると規定することができる。そのような指定において、信号接点ａ、ｃ、ｅ、ｇ、ｉ、ｋ、ｍ、およびｏは、非平衡終端された信号導体を形成する。図４０Ｃに示されるように、接点ａ、ｃ、ｅ、ｇ、ｈ、ｊ、ｋ、ｍ、およびｎは、例えば、信号接点であると規定することができ、一方、ｂ、ｄ、ｆ、ｉ、ｌ、およびｏは、例えば、信号接点であると規定することができる。そのような指定において、信号接点ａ、ｃ、およびｅは、非平衡終端された信号導体を形成し、さらに信号接点ペアｇ-ｈ、ｊ-ｋ、およびｍ-ｎは、差動信号ペアを形成する。再度、理解されるべきは、通常、各接点は、その用途の要求に応じて、このように信号接点か接地接点かのいずれかとして規定することができる。図４０Ａ-４０Ｃに示される各指定において、接点ｆおよびｌは、接地接点であり、その端子端は、他の接点の端子端を越えて延びることができる。接地接点ｆおよびｌは、そのあらゆる信号接点が結合する前に結合する。
【０１１４】
接点アレイは、接点間の望ましいインピーダンスが達成されるように、さらには、挿入損失およびクロストークが隣接するＩＭＬＡ間のシールドプレートの欠如があっても受入れ可能なレベルに制限されるように形づくられる。さらに、インピーダンス、挿入損失およびクロストークの望ましいレベルが、シールドなしであっても単一ＩＭＬＡは、隣接するＩＭＬＡの存否のコネクタシステムとして独立して機能することができる。換言すれば、この発明によるＩＭＬＡは、隣接するＩＭＬＡに適切に機能することを要求しない。
【０１１５】
この発明は、軽量、高接点密度コネクタを提供するが、接点密度は、製造コストまたは特別な製品要求が高密度用の要求を否定する場合に犠牲にされる。この発明によるＩＭＬＡは、隣接するＩＭＬＡを要求しないで適切に機能するので、ＩＭＬＡは、性能における大幅な低減なしに相対的に一緒に接近するか、または相互から相対的に離間している。より大きなＩＭＬＡ空間は、より大きな径の接点ワイヤの使用を容易にし、このワイヤは、公知の自動生産工程を使用して、製造し操作する。
【０１１６】
図４１は、接点が各ＩＭＬＡにおけるそれぞれ複数の差動信号ペアを形成するために規定されるＩＭＬＡＩ１、Ｉ２の隣接するペア用の接点配置を示す。この説明の目的のために、リニア接点アレイ２４６Ａおよび２４６Ｂは、接点行を考慮することができる。列は、Ａ−Ｏとして参照される。信号接点は、対応する列の文字によって指定され、接地接点は、ＧＮＤで指定される。図示されるように、接点１Ａおよび１Ｂはペアを形成し、接点２Ｂおよび２Ｃはペアを形成する等々である。
【０１１７】
多数のパラメータが、この発明によるＩＭＬＡ用の適切な接点アレイ形状を決定することにおいて考慮することができる。差動の、非平衡終端された、または両者の組合せとして指定することができるＩＭＬＡにおいて、隣接する接点アレイ間のシールドの必要性なしに、例えば、接点の厚さと幅、隣接する接点間の間隙幅、および隣接する接点カップリングは、インピーダンス、挿入損失およびクロストークの受入れられる、または最適なレベルを提供する適切な接点アレイ形状を決定することにおいて考慮することができる。これらの、さらにはその他のパラメータの考慮に関連する問題が、詳細に上述されている。理解されるべきは、そのようなパラメータが合わされて、特別なコネクタ用途の要求にふさわしいことであるが、この発明によるコネクタの例は、そのようなコネクタ用に得られたパラメータ値および性能データを提供するために説明されている。
【０１１８】
この発明の実施例において、各接点は、約１ｍｍの接点幅Ｗを有し、かつ接点は、１.４ｍｍセンターＣに設置することができる。このように、隣接する接点は、それらの間に約０.４ｍｍの間隙幅を有することができる。ＩＭＬＡは、その中にまたはそれを介して接点が延びるリードフレームを有することができる。このリードフレームは、約０.３５ｍｍの厚さＴを有する。隣接する接点アレイ間のＩＭＬＡ空間ＩＳは、約２ｍｍである。さらに、接点は、その接点アレイの長さに沿ってエッジ結合することができる。
【０１１９】
通常、隣接する接点間の間隙幅ＧＷに対する接点幅Ｗの比Ｗ/ＧＷは、隣接する接点アレイ間にシールドを必要とする従来のコネクタよりも、この発明によるコネクタにおいて、より大きい。そのようなコネクタは、公開された米国特許出願２００１/０００５６５４Ａ１号に説明されている。出願２００１/０００５６５４号に説明されているもののような典型的なコネクタは、隣接するリード組立間のシールドプレートを当てにしているので、１つ以上のリード組立の存在を要求する。リードフレームが相互に隣接して配置されるときに、その接点が各側に沿ってシールドプレート間に配置されるように、そのようなリード組立は、主として、リードフレームの一側に沿って配置されるシールドプレートを有する。隣接するリードフレームの欠如において、その接点は、一側のみでシールドされ、それは受入れ可能でない性能に結果する。
【０１２０】
隣接する接点アレイ間のシールドプレートは、この発明によるコネクタには要求されないから、（以下に詳細に説明するように、クロストーク、インピーダンス、挿入損失の望ましいレベルは、その接点の形状によって、この発明によるコネクタで達成することができるので）補完的シールドを有する隣接するリード組立は、要求されず、かつ、単一のリード組立が、あらゆる隣接するリード組立の欠如において受入れ可能に機能することができる。
【０１２１】
図４２Ａは、図４１に示される各差動信号ペアを介して、信号伝達時間の機能として差動インピーダンスの反射プロットを有する。差動インピーダンスは、第１テストボード、協働ヘッダバイア、信号ペア、協働レセプタクルバイア、および第２テストボードを介して伝達された信号として多様な時間での各信号ペアのために測定された。図示されるように、各差動信号ペアは、約９０−１１０オームの差動インピーダンスを有し、この差動インピーダンスは、各信号ペアを通して、相対的に一定（すなわち、コネクタの長さにわたって、±約５オーム）である。約９２−１０８オームの差動インピーダンスが好ましい。各信号ペア用のインピーダンスプロフィールはあらゆる他の信号ペア用のインピーダンスプロフィールとほぼ同一である。差動インピーダンスは、信号レベルの１０％-９０％からの４０ＰＳ立上り時間に測定された。
【０１２２】
図４２Ｂは、図４１に示される各差動信号ペア用の信号周波数の機能として挿入損失のプロットである。図示されるように、挿入損失は、１０ＧＨｚまでは信号に相対的に一定（約−２ｄＢ以下）であり、さらに各ペア用の挿入損失は、各他のペア用の挿入損失とほぼ同一である。
【０１２３】
図４２Ｃおよび４２Ｄは、それぞれ、各信号ペアで測定されるようにマルチアクティブ近端および遠端のクロストークのワーストケース測定Oｓを提供する。クロストークは、信号レベルの１０％−９０％からの４０および１００ｐｓの立上り時間に測定された。
【０１２４】
図４３は、接点が各ＩＭＬＡのそれぞれ複数の非平衡終端された信号を形成するように規定される導体ＩＭＬＡの隣接するペア用の接点配置を示す。このＩＭＬＡは、図４１に示されるものと同一であり、単なる相違は接点定義のみである。再度、リニア接点アレイ２４６Ａおよび２４６Ｂは接点行を考慮し、その列は、Ａ-Ｏとして参照される。信号接点は、対応する列の文字によって指定され、接地接点は、ＧＮＤで指定される。図示されるように、接点１Ａ、２Ｂ、１Ｃ等々は、非平衡終端された信号導体である。
【０１２５】
図４４は、図４３に示される各信号接点を介して信号伝達時間の機能として非平衡終端されたインピーダンスの反射プロットである。非平衡終端されたインピーダンスは、第１テストボード、協働ヘッダバイア、信号接点、協働レセプタクルバイア、および第２テストボードを介して伝達された信号として多様な時間での各信号接点のために測定された。図示されるように、各非平衡終端された信号導体は、約４０−７０オームの非平衡終端されたインピーダンスを有し、この非平衡終端されたインピーダンスは、各信号接点を通して、相対的に一定（すなわち、コネクタの長さにわたって、±約１０オーム）である。非平衡終端された約４０−６０８オームのインピーダンスが好ましい。各信号接点用のインピーダンスプロフィールは、あらゆる他の信号接点用のインピーダンスプロフィールとほぼ同一である。非平衡終端されたインピーダンスは、信号レベルの１０％-９０％からの４０ＰＳ立上り時間に測定された。
【０１２６】
図４４Ｂは、信号レベルの２０％−８０％からの１５０ｐｓの立上り時間に測定され、図４３に示される各信号接点用を介して信号送信時間の機能として非平衡終端されたインピーダンスのプロットである。
【０１２７】
図４４Ｃは、図４３に示される各信号接点用の信号周波数の機能として挿入損失のプロットを提供する。図示されるように、挿入損失は、約４ＧＨｚまでは相対的に一定（約−２ｄＢより小さい）であり、各接点用の挿入損失は、あらゆる他の接点用の挿入損失とほぼ同一である。
【０１２８】
図４４Ｄおよび４４Ｅは、それぞれ、各信号接点で測定されるようにマルチアクティブ近端および遠端のクロストークのワーストケース測定を提供する。このクロストークは、信号レベルの２０％−８０％からの１５０ｐｓの立上り時間に測定された。
【０１２９】
図４５Ａ-４５Ｆは、差動ペアにおける非平衡終端されたアグレッサ注入ノイズのためのクロストーク測定を提供する。信号接点は、対応する列の文字によって指定され、ペアは、ボックスによって囲まれている。接地接点はＧＮＤによって指定される。各アレイにおける各差動ペア用には、ペアの半分が駆動された（すなわち、接点Ｂ、Ｅ、Ｈ、Ｋ、およびＮ）。近端または遠端差動ノイズ電圧は、隣接するペアにおいて測定された。アグレッサペアの非駆動の半分は、５０オームで終端された。クロストークパーセンテージは、４０ｐｓ（１０％−９０％）、１００ｐｓ（１０％−９０％）、および１５０ｐｓ（２０％−８０％）。示される番号は、隣接する差動ペアの差動ノイズとして明示している非平衡終端された信号電圧のパーセンテージを示している。
【０１３０】
図４６Ａ-４６Ｂは、非平衡終端された接点における差動ペアアグレッサ注入ノイズ用のクロストーク測定値を提供する。再度、信号接点が、対応する列の文字によって指定され、接地接点は、ＧＮＤによって指定される。各アレイの各差動ペア用に、ペアは駆動され、近端非平衡終端された電圧が、隣接するペア（すなわちＢ、Ｅ、Ｈ、Ｋ、およびＮ）の半数で測定された。犠牲ペアの使用しない半分は、５０オームで終端する。クロストークのパーセンテージは、４０ｐｓ（１０％−９０％）、１００ｐｓ（１０％−９０％）、および１５０ｐｓ（２０％−８０％）。示される番号は、隣接する非平衡終端された接点における非平衡終端されたノイズとして明示している差動信号電圧のパーセンテージを示している。
【０１３１】
要約すると、この発明は、同一のＩＭＬＡ内における差動ペアまたは非平衡終端された信号のいずれか用に使用することができるＩＭＬＡ設計に基づく拡大可能な、逆の２片の配電盤コネクタシステムである。行差動ペアは、ほぼ２.５Ｇｂ/ｓｅｃ以下から１２.５Ｇｂ/ｓｅｃ以上の速度で、低挿入損失および低クロストークを実証している。代表的な形状は、全てシールドを介入することなく、１インチスロットセンタ当り、１５０位置、０.８インチ当り１２０位置を有する。ＩＭＬＡは、スタンドアロンであり、ＩＭＬＡは、カスタマ密度または製造工程の検討用に必要である中心線空間内に、積み上げられる。実施例は、２ｍｍ、２.５ｍｍ、３.０ｍｍ、４.０ｍｍに限定されない。誘電体として空気を使用することによって、改良された低損失性能がある。各ＩＭＬＡ内に結合する電磁カップリングの利点をとることによって、この発明は、良好な信号密度およびＥＭＩ性能を有するシールドレスのコネクタを得ることができる。スタンドアロンＩＭＬＡは、エンドユーザにピンを、差動ペア信号、非平衡終端された信号、または電源として指名するかどうかを特定させることができる。少なくとも８０Ampの容量が、軽量、高速コネクタにおいて得られる。
【０１３２】
理解されるべきは、先行する例証実施例は、単に説明のためにのみ提供され、この発明を限定するように解釈するのものでは決してない。ここに使用された用語は説明および例証の用語であり、限定の語ではない。さらに、この発明は、特別な構成、材料、実施例に関して説明されているが、その特別に開示されたものに限定されるものでない。むしろこの発明は、その付属された請求項の範囲内において、作用的に均等な構成、方法、用途に拡張される。この分野における当業者であれば、この明細書の教示の利点を得て、この発明の精神および概念から逸脱することなく変更や改良をおこなうことができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３８Ｃ】
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【図３９】
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【図４０Ａ】
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【図４０Ｂ】
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【図４０Ｃ】
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【図４１】
2011018651.tif 000059
【図４２Ａ】
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【図４２Ｂ】
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【図４２Ｃ】
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【図４２Ｄ】
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【図４３】
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【図４４Ａ】
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【図４４Ｂ】
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【図４４Ｃ】
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【図４４Ｄ】
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【図４４Ｅ】
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【図４５Ａ】
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【図４５Ｂ】
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【図４５Ｃ】
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【図４５Ｄ】
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【図４５Ｅ】
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【図４５Ｆ】
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【図４６Ａ】
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【図４６Ｂ】
2011018651.tif 000077
【図４６Ｃ】
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【図４６Ｄ】
2011018651.tif 000079
【図４６Ｅ】
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【図４６Ｆ】
2011018651.tif 000081
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月10日(2010.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に導電性の接点のリニア接点アレイと、その中に前記接点が少なくとも部分的に延びるリードフレームとを有してなり、その電気コネクタは、金属シールドを欠如しており、かつ、前記リニア接点アレイは、隣接するリードフレームの存否に無関係に、所望レベルのインピーダンスおよびクロストークの範囲内で、独立したコネクタ装置として機能する電気コネクタ。
【外国語明細書】
2011018651000001.pdf