(57)【要約】      （修正有）【課題】インピーダンス特性を改善する改良型シュラウド構成を有する電気コネクタを提供する。【解決手段】電気コネクタ内に複数の回路ウェハ４０Ａを固定するためのシュラウド２２は頂壁と底壁との間に延在し複数の回路ウェハを受け入れるための複数のスロットを画定する複数の垂直部材を含む。各垂直部材は隣接する垂直部材の第２の側部に面する第１の側部を含む。第１の側部は隣接する垂直部材の第２の側部から第１の距離だけ離間する頂面領域２２０、中間面領域２２５、及び底面領域２３０を画定し隣接する垂直部材の第２の側部から第１の距離よりも大きい第２の距離だけ離間する、頂面領域と中間面領域と底面領域との間に位置する第１の凹面領域２３５及び第２の凹面領域２４０を画定する。第１の凹面領域及び第２の凹面領域は垂直部材と複数の回路ウェハ上に配設された１つまたは複数の高周波トレースとの間の直接接触を防止するように位置決めされる。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回路ウェハ（４０）を電気コネクタ内に固定するための前記電気コネクタの部分を形成しているシュラウドであって、
頂壁（２６）と、
底壁（２８）と、
前記頂壁（２６）と前記底壁（２８）との間に延在し、前記複数の回路ウェハ（４０）を受け入れるための複数のスロット（２１２）を画定する複数の垂直部材（２１５）であって、各垂直部材（２１５）が、隣接する垂直部材の第２の側部（２１０）に面する第１の側部（２０５）を含む、複数の垂直部材（２１５）と、を備え、
前記第１の側部（２０５）は、前記隣接する垂直部材の前記第２の側部（２１０）から第１の距離（Ｄ１）だけ離間されている頂面領域（２２０）、中間面領域（２２５）、及び底面領域（２３０）を画定するとともに、前記隣接する垂直部材の前記第２の側部（２１０）から前記第１の距離（Ｄ１）よりも大きい第２の距離（Ｄ２）だけ離間されている、前記頂面領域（２２０）と前記中間面領域（２２５）と前記底面領域（２３０）との間に位置する第１の凹面領域（２３５）及び第２の凹面領域（２４０）を画定しており、
前記第１の凹面領域（２３５）及び前記第２の凹面領域（２４０）は、前記垂直部材（２１５）と前記複数の回路ウェハ（４０）上に配設された１つまたは複数の高周波トレース（３０５及び３１０）との間の直接接触を防止するように位置決めされている、シュラウド。
【請求項２】
前記頂面領域（２２０）は前記頂壁（２６）から前記第１の凹面領域（２３５）の頂部部分まで延在し、前記底面領域（２３０）は前記底壁（２８）から前記第２の凹面領域（２４０）の底部部分まで延在する、請求項１に記載のシュラウド。
【請求項３】
前記中間面領域（２２５）は前記頂壁（２６）と前記底壁（２８）との間の中央にある、請求項１に記載のシュラウド。
【請求項４】
前記第１の凹面領域（２３５）及び前記第２の凹面領域（２４０）の高さは約５．０ｍｍである、請求項１に記載のシュラウド。
【請求項５】
前記第１の距離（Ｄ１）は約０．４５ｍｍであり、前記第２の距離（Ｄ２）は約０．６０ｍｍである、請求項１に記載のシュラウド。
【請求項６】
前記第２の側部（２１０）の表面は実質的に平坦である、請求項１に記載のシュラウド。
【請求項７】
電気コネクタであって、
底部ハウジングと、
前記底部ハウジング内に配設された複数の回路ウェハであって、各回路ウェハが高周波信号を通信するための１つまたは複数の高周波トレースを含む、複数の回路ウェハと、
前記電気コネクタの頂部を形成し、前記底部ハウジングに係合して前記複数の回路ウェハを前記底部ハウジングとの間に固定するように構成されているシュラウドとを備え、
前記シュラウドは、
頂壁と、
底壁と、
前記複数の回路ウェハ間の間隔を維持するための複数のスロットを画定する、前記頂壁と前記底壁との間に延在している複数の垂直部材であって、各垂直部材が、隣接する垂直部材の第２の側部に面する第１の側部を含む、複数の垂直部材と、を備え、
前記第１の側部は、前記隣接する垂直部材の前記第２の側部から第１の距離だけ離間されている頂面領域、中間面領域、及び底面領域を画定するとともに、前記隣接する垂直部材の前記第２の側部から前記第１の距離よりも大きい第２の距離だけ離間されている、前記頂面領域と前記中間面領域と前記底面領域との間に位置する第１の凹面領域及び第２の凹面領域を画定しており、
前記第１の凹面領域及び前記第２の凹面領域は、前記垂直部材と前記複数の回路ウェハ上に配設された前記１つまたは複数の高周波トレースとの間の直接接触を防止するように位置決めされており、これにより前記電気コネクタのインピーダンス特性が改善される、電気コネクタ。
【請求項８】
前記頂面領域は前記頂壁から前記第１の凹面領域の頂部部分まで延在し、前記底面領域は前記底壁から前記第２の凹面領域の底部部分まで延在する、請求項７に記載の電気コネクタ。
【請求項９】
前記中間面領域は前記頂壁と前記底壁との間の中央にある、請求項７に記載の電気コネクタ。
【請求項１０】
前記第１の凹面領域及び前記第２の凹面領域の高さは約５．０ｍｍである、請求項７に記載の電気コネクタ。
【請求項１１】
前記第１の距離は約０．４５ｍｍであり、前記第２の距離は約０．６０ｍｍである、請求項７に記載の電気コネクタ。
【請求項１２】
前記第２の側部の表面は実質的に平坦である、請求項７に記載の電気コネクタ。
【請求項１３】
前記複数の回路ウェハは第１の回路ウェハ群及び第２の回路ウェハ群を含み、前記第１の回路ウェハ群における前記１つまたは複数の高周波トレースの構成は、前記第２の回路ウェハ群における前記１つまたは複数の高周波トレースの構成とは異なっており、
前記垂直部材の前記第１の凹面領域及び前記第２の凹面領域は、各垂直部材に関して同じ相対位置に配置されており、かつ、前記垂直部材と、前記第１の回路ウェハ群及び前記第２の回路ウェハ群のいずれであっても配設された前記１つまたは複数の高周波トレースとの間の直接接触を防止するように配置されている、請求項７に記載の電気コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、高周波信号を搬送する電気コネクタに関する。より詳細には、本発明は、インピーダンス特性の改善をもたらす改良型シュラウド構成を有する電気コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気システムには、バックプレーン回路基板を介して相互接続されたいくつかの電気モジュールが組み込まれているものがある。モジュールのコネクタが、バックプレーン上の相補的なコネクタへのモジュールの挿入を容易にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
各コネクタは、電気モジュールとバックプレーンとの間で１つまたは複数の信号を結合するように構成されることがある。コネクタを介して伝送される信号は、比較的高い周波数の信号となり得る。コネクタを介して通信される信号の劣化を最小限にするために、コネクタの構成には特別な注意を払わなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
解決策は、電気コネクタ内に複数の回路ウェハを固定するための電気コネクタの部分を形成しており、頂壁と、底壁と、頂壁と底壁との間に延在し、複数の回路ウェハを受け入れるための複数のスロットを画定する複数の垂直部材と、を含む、シュラウドによって提供される。各垂直部材は、隣接する垂直部材の第２の側部に面する第１の側部を含む。第１の側部は、隣接する垂直部材の第２の側部から第１の距離だけ離間されている頂面領域、中間面領域、及び底面領域を画定するとともに、隣接する垂直部材の第２の側部から第１の距離よりも大きい第２の距離だけ離間されている、頂面領域と中間面領域と底面領域との間に位置する第１の凹面領域及び第２の凹面領域を画定する。第１の凹面領域及び第２の凹面領域は、垂直部材と複数の回路ウェハ上に配設された１つまたは複数の高周波トレースとの間の直接接触を防止するように位置決めされている。
【０００５】
ここで本発明について、以下の添付の図面を参照して、例示により記載する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】複数の例示的な回路ウェハを収めている例示的な実施形態に従って形成された改良型電気コネクタの斜視図である。
【図２Ａ】図１の方向Ａで見たときの、改良型電気コネクタのシュラウドの正面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの断面Ｂ−Ｂ’に沿って得られたシュラウドの断面である。
【図２Ｃ】図２Ａの断面Ｃ−Ｃ’に沿って得られたシュラウドの断面である。
【図３Ａ】改良型電気コネクタのシュラウド内に位置決めされた回路ウェハを示す図である。
【図３Ｂ】改良型電気コネクタのシュラウド内に位置決めされた異なる回路ウェアを示す図である。
【図４Ａ】改良型電気コネクタ及び従来の電気コネクタと関連付けられたインピーダンス波形を示す図である。
【図４Ｂ】改良型電気コネクタ及び従来の電気コネクタと関連付けられたインピーダンス波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
一態様では、電気コネクタ内に複数の回路ウェハを固定するための電気コネクタの部分を形成しているシュラウドは、頂壁と、底壁と、頂壁と底壁との間に延在し、複数の回路ウェハを受け入れるための複数のスロットを画定する複数の垂直部材と、を含む。各垂直部材は、隣接する垂直部材の第２の側部に面する第１の側部を含む。第１の側部は、隣接する垂直部材の第２の側部から第１の距離だけ離間されている頂面領域、中間面領域、及び底面領域を画定するとともに、隣接する垂直部材の第２の側部から第１の距離よりも大きい第２の距離だけ離間されている、頂面領域と中間面領域と底面領域との間に位置する第１の凹面領域及び第２の凹面領域を画定する。第１の凹面領域及び第２の凹面領域は、垂直部材と複数の回路ウェハ上に配設された１つまたは複数の高周波トレースとの間の直接接触を防止するように位置決めされている。
【０００８】
第２の態様では、電気コネクタは底部ハウジングを含み、底部ハウジング内に複数の回路ウェハが配設されており、各回路ウェハは、高周波信号を通信するための１つまたは複数の高周波トレースを含む。電気コネクタはまた、底部ハウジングに係合して複数の回路ウェハを底部ハウジングとシュラウドとの間に固定するように構成されている、電気コネクタの頂部を形成するシュラウドも含む。シュラウドは、頂壁と、底壁と、複数の回路ウェハ間の間隔を維持するための複数のスロットを画定する、頂壁と底壁との間に延在する複数の垂直部材と、を含む。各垂直部材は、隣接する垂直部材の第２の側部に面する第１の側部を含む。
第１の側部は、隣接する垂直部材の第２の側部から第１の距離だけ離間されている頂面領域、中間面領域、及び底面領域を画定するとともに、隣接する垂直部材の第２の側部から第１の距離よりも大きい第２の距離だけ離間されている、頂面領域と中間面領域と底面領域との間に位置する第１の凹面領域及び第２の凹面領域を画定する。第１の凹面領域及び第２の凹面領域は、垂直部材と複数の回路ウェハ上に配設された１つまたは複数の高周波トレースとの間の直接接触を防止するように位置決めされており、これにより電気コネクタのインピーダンス特性が改善される。
【０００９】
第３の態様では、電気製品は電気コネクタを含む。電気コネクタは底部ハウジングを含み、底部ハウジング内に複数の回路ウェハが配設されており、各回路ウェハは、高周波信号を通信するための１つまたは複数の高周波トレースを含む。電気コネクタはまた、底部ハウジングに係合して複数の回路ウェハを底部ハウジングとシュラウドとの間に固定するように構成されている、電気コネクタの頂部を形成するシュラウドも含む。シュラウドは、頂壁と、底壁と、複数の回路ウェハ間の間隔を維持するための複数のスロットを画定する、頂壁と底壁との間に延在する複数の垂直部材と、を含む。各垂直部材は、隣接する垂直部材の第２の側部に面する第１の側部を含む。
第１の側部は、隣接する垂直部材の第２の側部から第１の距離だけ離間されている頂面領域、中間面領域、及び底面領域を画定するとともに、隣接する垂直部材の第２の側部から第１の距離よりも大きい第２の距離だけ離間されている、頂面領域と中間面領域と底面領域との間に位置する第１の凹面領域及び第２の凹面領域を画定する。第１の凹面領域及び第２の凹面領域は、垂直部材と複数の回路ウェハ上に配設された１つまたは複数の高周波トレースとの間の直接接触を防止するように位置決めされており、これにより電気コネクタのインピーダンス特性が改善される。
【００１０】
図１は、例示的な実施形態に従って形成された電気コネクタ１０の斜視図を示している。電気コネクタ１０は、例えばＲＦ試験機器などの製品のバックプレーン回路基板を介して回路モジュール上の信号を他の回路モジュールと電気的に結合するのを容易にするように特化された回路モジュール上に配設された、多数のうちの１つであってもよい。
【００１１】
コネクタ１０は、例示的な実施形態ではドーターボードである回路基板１２上に装着されるように構成されたレセプタクルコネクタに対応していてもよい。コネクタ１０は、嵌合面１４と、コネクタ１０を回路基板１２に接続するためのインターフェースを含む装着面１６と、を有する。
【００１２】
例示的な実施形態では、装着面１６は、レセプタクルコネクタ１０が互いに実質的に直角な電気構成要素を相互接続するように、嵌合面１４に対して実質的に直交する。コネクタ１０の嵌合面１４は、バックプレーンコネクタのインターフェースを画定する。１つの実施形態では、コネクタ１０を使用して、ドーターボードをバックプレーン回路基板に相互接続してもよい。他の実施形態では、コネクタ１０を、互いに直角以外の角度である電気構成要素を相互接続するように構成することができる。
【００１３】
本発明について差動信号を搬送するコネクタの観点から記載するが、本明細書において以下の記載は例示的に示す目的のものに過ぎず、発明の概念の１つの潜在的用途に過ぎないことを理解されたい。本発明の利益及び利点は、他の種類の信号コネクタとウェハの組合せにも等しく生じることが諒解される。
【００１４】
コネクタ１０は、上側ハウジング部分またはシュラウド２２と下側ハウジング部分２４とを有する、誘電性ハウジング２０を含む。シュラウド２２は、コネクタ１０の嵌合面１４に近接している頂壁２６及び底壁２８をそれぞれ含む。頂壁２６及び底壁２８は、上側ハウジング２２から、コネクタ１０の嵌合方向でもある矢印Ａの方向において前方に延在する。
【００１５】
シュラウド２２は、第１の端部３２及び第２の端部３４に端部開口部３０を含むことができる。シュラウド２２及び下側ハウジング部分２４は１つに結合されて、ハウジング２０の中にカードエッジ接続により受け入れられている複数の回路ウェハ４０を保持するための開いた枠組を形成している。
【００１６】
回路ウェハ４０は、信号コンタクトパッド４４と、接地コンタクトパッド４６と、コンタクトパッド４４を介して通信される信号を導くための高周波トレースと、を含む。
【００１７】
コネクタ１０はモジュール式の構造であり、図１に示す実施形態では、１２枚の回路ウェハ４０を含む。代替の実施形態では、より多くの、またはより少ない数の回路ウェハ４０を使用してもよいことを理解されたい。
【００１８】
図２Ａは、図１の方向Ａで見たときの、シュラウド２２の正面図を示している。図２Ｂは、図２Ａの断面Ｂ−Ｂ’に沿って得られた断面図を示している。図２Ｃは、図２Ａの断面Ｃ−Ｃ’に沿って得られた断面図を示している。
【００１９】
上で指摘したように、シュラウド２２は電気コネクタ１０の頂部に対応している。シュラウド２２は、電気コネクタ１０の下側ハウジング部分２４と協働して下側ハウジング部分２４とシュラウド２２との間に複数の回路ウェハ４０を固定するように構成されている。
【００２０】
図２Ａ〜図２Ｃを参照すると、シュラウド２２は、頂壁２６と、底壁２８と、頂壁２６と底壁２８との間に延在する複数の垂直部材２１５と、を含む。垂直部材２１５は、回路ウェハ４０を受け入れるための及び回路ウェハ４０間の間隔を維持するための、複数のスロット２１２を画定する。
【００２１】
各垂直部材２１５は、隣接する垂直部材の第２の側部２１０に面する第１の側部２０５を含む。第１の側部２０５は、隣接する垂直部材の第２の側部２１０から第１の距離Ｄ１だけ離間されている、頂面領域２２０、中間面領域２２５、及び底面領域２３０を画定する。第１の側部２０５は、また、頂面領域２２０と中間面領域２２５と底面領域２３０との間に、第１の凹面領域２３５及び第２の凹面領域２４０も画定することができる。垂直部材２１５の第２の側部２１０は全体に平坦であってもよく、または、第１の側部２０５に見られる特徴と類似の特徴を有してもよい。
【００２２】
第１の凹面領域２３５及び第２の凹面領域２４０は、隣接する垂直部材２１５の第２の側部２１０から第１の距離Ｄ１よりも大きい第２の距離Ｄ２だけ離間されている。距離Ｄ１は、シュラウド２２と回路ウェハ４０との間の滑り嵌めを容易にするために、回路ウェハ４０の厚さに概ね相当していてもよい。例えば、約０．４５ｍｍより僅かに小さい厚さを有する回路ウェハ４０に関して、第１の距離Ｄ１は、滑り嵌めを提供するために約０．４５ｍｍであってもよい。第２の距離Ｄ２は、第１の凹面領域２３５及び第２の凹面領域２４０内の垂直部材２１５のどの部分も回路ウェハ４０に接触しないことを保証するように選択される。例えば、第２の距離Ｄ２は約０．６０ｍｍであってもよい。これにより、第１の凹面領域２３５及び第２の凹面領域２４０が回路ウェハ４０と接触しないことが保証される。
【００２３】
図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、頂面領域２２０、中間面領域２２５、及び底面領域２３０のサイズ及び位置は、垂直部材２１５の第１の側部２０５が回路ウェハ４０の重要な領域、例えば図示したような高周波トレース３０５及び３１０が配置され得る領域と、直接接触するのを防止するように選択されてもよい。別の言い方をすれば、頂面領域２２０、中間面領域２２５、及び底面領域２３０の構成は、垂直部材２１５の第１の凹面領域２３５及び第２の凹面領域２４０が回路ウェハ４０の重要な領域を覆って位置決めされるように選択される。重要な領域における垂直部材２１５と回路ウェハ４０との間の接触を防止することは、電気コネクタのインピーダンス特性を改善する助けとなり得る。
【００２４】
１つの例示的な実装形態では、頂面領域２２０は頂壁２６から下に約３．１２ｍｍである距離Ｌ１だけ延在してもよい。底面領域２３０は、底壁２８から上向きに約２．２２ｍｍである距離Ｌ３だけ延在してもよい。中間面領域２２５は、垂直部材２１５内で垂直方向の中央にあり、約４．１８ｍｍである高さＬ２を有してもよい。この構成により、おおよそで約４．９０ｍｍ〜５．１５ｍｍの間の長さを有する、第１の凹面領域２３５及び第２の凹面領域２４０を提供できる。
【００２５】
一部の実装形態では、異なる高周波トレースの構成を有する回路ウェハを利用してもよい。例えば、図３Ａは、５つの高周波トレース３０５を有する第１のタイプの回路ウェハ４０Ａを示している。図３Ｂは、４つの高周波トレース３１０を有する第２のタイプの回路ウェハ４０Ｂを示している。この場合、頂面領域２２０、中間面領域２２５、及び底面領域２３０のサイズ及び位置の構成は、垂直部材２１５の第１の側部２０５が、いずれのタイプの回路ウェハ４０Ａ及び４０Ｂの重要な領域とも直接接触するのを防止するように選択されてよい。
【００２６】
図４Ａ及び図４Ｂは、１６ｐｓ、２０／８０の立ち上がり時間を使用してシミュレートしたインピーダンス波形を示している。これらの波形は、上記の特徴を有さないシュラウドを利用する従来のコネクタと比較したときの、上記の構成を用いて実現可能なインピーダンスの改善を説明する助けとなる。図４Ａでは、従来のコネクタ及び改良型コネクタの両方のバックプレーン側にＴＤＲパルスが投入されており、図４Ｂでは、従来のコネクタ及び改良型コネクタの両方のドーターカード側にＴＤＲパルスが投入されている。いずれの波形も、約５オームのインピーダンスの改善を示しており、この場合理想的なインピーダンスは１００オームである。
【００２７】
シュラウド及び電気コネクタについて特定の実施形態及び寸法を参照して記載してきたが、本出願の特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができ、及び等価物で置換できることが、当業者には理解されるであろう。例えば、中間表面領域２２５を設ける１つの理由は、回路ウェハ４０に追加の支持を提供することである。しかしながら、追加の支持が必要ない状況では、中間面領域２２５を除去して、頂面領域２２０と底面領域２３０との間に一続きの凹状領域を設けてもよい。特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、上で開示した教示に特定の状況または材料を適合させるために、他の修正を行ってもよい。したがって、特許請求の範囲は、開示した特定の実施形態のうちのいずれか１つにではなく、特許請求の範囲の範囲内に収まる任意の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2019024001.tif 000008
【図４Ａ】
2019024001.tif 000009
【図４Ｂ】
2019024001.tif 000010
【外国語明細書】
2019024001000001.pdf