(57)【要約】  コネクタシステムは、回路基板（３０）を通って延在する複数の穴（３６）を有する回路基板（３０）を含む。それぞれ前壁（１１０）を有する第１および第２のコネクタ本体（１０２）が、回路基板の第１および第２の側にそれぞれ位置決めされる。コネクタ本体の前壁は、回路基板穴と位置合わせされる複数の信号ピン開口部（１１６）を有する。複数の信号ピン（１０４）が、第１および第２のコネクタ本体の信号ピン開口部および回路基板穴を通って延在する。複数の回路基板穴のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つの回路基板穴の壁が回路基板穴を通って延在する信号ピンから離間されるように、回路基板穴を通って延在する信号ピンの直径よりも大きな直径を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板であって、該回路基板の第１の側から第２の側に延在する複数の回路基板穴を有する回路基板と、
該回路基板の前記第１の側に位置決めされた前壁を有する第１のコネクタ本体であって、前記前壁は、該前壁を通って延在する複数の信号ピン開口部を有し、該複数の信号ピン開口部は、前記複数の回路基板穴と位置合わせされる、第１のコネクタ本体と、
前記回路基板の前記第２の側に位置決めされる前壁を有する第２のコネクタ本体であって、前記前壁は、該前壁を通って延在する複数の信号ピン開口部を有し、該複数の信号ピン開口部は、前記複数の回路基板穴と位置合わせされる、第２のコネクタ本体と、
前記第１および第２のコネクタ本体の前記複数の信号ピン開口部および前記複数の回路基板穴を通って延在する複数の信号ピンと、
を備え、
前記複数の回路基板穴のうちの少なくとも１つは、該少なくとも１つの回路基板穴の壁が、前記回路基板穴を通って延在する前記信号ピンから離間されるように、前記回路基板穴を通って延在する前記信号ピンの直径よりも大きな直径を有する、コネクタシステム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの回路基板穴の直径は、前記回路基板の前記第１の側と前記第２の側との間のインピーダンスが、前記回路基板の前記第１および第２の側におけるインピーダンスと略整合するように選択される、請求項１に記載のコネクタシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの回路基板穴の前記壁は導電性を有する、請求項１に記載のコネクタシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの回路基板穴の前記導電性壁と前記回路基板穴を通って延在する前記信号ピンとの間に位置決めされる誘電材料をさらに備えた、請求項３に記載のコネクタシステム。
【請求項５】
前記誘電材料は空気である、請求項４に記載のコネクタシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの回路基板穴の前記導電性壁と前記回路基板穴を通って延在する前記信号ピンとの間に位置決めされる前記誘電材料は、前記少なくとも１つの回路基板穴の前記壁の誘電性コーティングを含む、請求項４に記載のコネクタシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの回路基板穴の前記導電性壁と前記回路基板穴を通って延在する前記信号ピンとの間に位置決めされる前記誘電材料は、前記信号ピン上に誘電性コーティングを含む、請求項４に記載のコネクタシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの回路基板穴の前記導電性壁と前記回路基板穴を通って延在する前記信号ピンとの間に位置決めされる前記誘電材料は、前記信号ピンを囲む誘電性スリーブを含む、請求項４に記載のコネクタシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの回路基板穴の前記導電性壁は、前記回路基板の共通接地に電気的に接続される、請求項３に記載のコネクタシステム。
【請求項１０】
前記第１のコネクタ本体および前記第２のコネクタ本体のうちの少なくとも一方で、前記複数の信号ピンに関連する複数のシールドブレードをさらに備える、請求項１に記載のコネクタシステム。
【請求項１１】
前記複数のシールドブレードは、前記回路基板上で共通接地に電気的に接続されている、請求項１０に記載のコネクタシステム。
【請求項１２】
前記複数のシールドブレードはそれぞれ、前記複数の信号ピンのうちの対応する信号ピンに隣接して配置されるように構成された略直角シールド部を備える、請求項１０に記載のコネクタシステム。
【請求項１３】
前記シールドブレードのうちの少なくとも一部は、材料の連続ストリップで形成されている、請求項１０に記載のコネクタシステム。
【請求項１４】
前記複数の信号ピンのうちの少なくとも１つは、前記回路基板の前記共通接地に接続されている、請求項９に記載のコネクタシステム。
【請求項１５】
前記第１および第２のコネクタ本体のうちの少なくとも一方と嵌合するように構成されるソケットコネクタをさらに備える、請求項１に記載のコネクタシステム。
【請求項１６】
前記ソケットコネクタは回路基板に接続するように構成されている、請求項１５に記載のコネクタシステム。
【請求項１７】
前記ソケットコネクタはケーブルコネクタである、請求項１５に記載のコネクタシステム。
【請求項１８】
前記第１および第２のコネクタ本体はそれぞれ長手方向を有し、前記第１のコネクタ本体の前記長手方向は、前記第２のコネクタ本体の長手方向に直交する、請求項１に記載のコネクタシステム。
【請求項１９】
前記複数の回路基板穴の前記少なくとも１つは、前記回路基板穴を通って延在する２つの信号ピンを有する、請求項１に記載のコネクタシステム。
【請求項２０】
前記信号ピンは、前記第１および第２のコネクタ本体のうちの少なくとも一方の前記信号ピン開口部内に圧入により保持されている、請求項１に記載のコネクタシステム。
【請求項２１】
前記信号ピンは、前記第１および第２のコネクタ本体のうちの少なくとも一方の前記信号ピン開口部内に滑り嵌めにより保持されている、請求項１に記載のコネクタシステム。
【請求項２２】
前記第１および第２のコネクタ本体の前記信号ピン開口部は、前記回路基板穴と同軸に位置合わせされている、請求項１に記載のコネクタシステム。
【請求項２３】
コネクタシステムを回路基板に取り付ける方法であって、
前記回路基板の第１の側から前記回路基板の第２の側に延在する複数の回路基板穴を形成すること、
第１のコネクタ本体であって、前記複数の回路基板穴と位置合わせされる複数の信号ピン開口部を有する第１のコネクタ本体を、前記回路基板の前記第１の側に取り付けることと、
第２のコネクタ本体であって、前記複数の回路基板孔と位置合わせされる複数の信号ピン開口部を有する、第２のコネクタ本体を、前記第１のコネクタ本体とは逆の前記回路基板の前記第２の側に取り付けることと、および
前記位置合わせされた回路基板穴であって、該回路基板穴の壁が前記信号ピンから離間されるような寸法を有する前記回路基板穴と前記第１および第２のヘッダー本体の信号ピン開口部とに信号ピンを通すこと、
を含む方法。
【請求項２４】
前記回路基板穴の壁を導電性材料でコーティングすることをさらに含み、前記回路基板穴は、該回路基板穴の前記壁の前記導電性材料が前記信号ピンから離間されるような寸法を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記回路基板穴の前記壁の前記導電性材料を前記回路基板の共通接地に電気的に接続することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記回路基板の前記第１の側から前記回路基板の前記第２の側までの前記信号ピンをインピーダンス整合するように前記回路基板穴の寸法を決めることをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記回路基板穴の前記壁の前記導電性材料と前記回路基板穴内の前記信号ピンとの間に非空気の誘電材料を位置決めすることをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１および第２のコネクタ本体のうちの少なくとも一方で複数のシールドブレードを位置決めすることをさらに含み、前記複数のシールドブレードはそれぞれ、前記複数の信号ピンのうちの対応する信号ピンに隣接して配置されている、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記複数のシールドブレードのそれぞれを前記回路基板の接地に電気的に接続することをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
該回路基板であって、回路基板を通って延在する複数の穴を有し、該穴は導電性壁を有する回路基板と、
該回路基板に取り付けられるコネクタ本体であって、該コネクタ本体は、複数の信号ピン開口部および複数のシールドブレード開口部を有し、前記信号ピン開口部は前記回路基板穴と位置合わせされる、コネクタ本体と、
該コネクタ本体の前記複数の信号ピン開口部に保持され、前記回路基板穴を通って延在する複数の信号ピンと、
前記コネクタ本体の前記複数のシールドブレード開口部に保持される複数のシールドブレードであって、該複数のシールドブレードのそれぞれが前記複数の信号ピンのうちの対応する信号ピンに隣接して配置される略直角シールド部を第１の端部にそれぞれ有する複数のシールドブレードと、
を備え、
前記回路基板穴は、前記導電性壁が前記回路基板穴を通って延在する前記信号ピンから離間されるような寸法を有する、コネクタシステム。
【請求項３１】
前記回路基板穴の前記導電性壁および前記複数のシールドブレードは、共通接地に電気的に接続されている、請求項３０に記載のコネクタシステム。
【請求項３２】
前記回路基板穴の前記寸法は、前記回路基板を通る前記インピーダンスが前記回路基板の両側のシステムインピーダンスと略整合するように選択される、請求項３０に記載のコネクタシステム。
【請求項３３】
前記複数のシールドブレードの前記略直角シールド部は、前記複数の信号ピンを実質的に囲み、前記複数の信号ピンのそれぞれの周囲に同軸シールドを形成する、請求項３０に記載のコネクタシステム。
【請求項３４】
前記回路基板穴の前記導電性壁と前記回路基板穴を通って延在する対応する前記信号ピンとの間に位置決めされる誘電材料をさらに備える、請求項３０に記載のコネクタシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気コネクタに関し、特に、プリント回路基板に取り付けるための高速電気コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波数信号および電流を伝える導電体は、高周波数信号および電流を伝えている他の導体の近傍に配置されると干渉およびクロストークを受ける。この干渉およびクロストークは、信号の劣化および信号受信時のエラーを生じさせる恐れがある。信号を送信点から受信点まで伝えるために、同軸ケーブルおよびシールドケーブルを利用することができ、これは、あるシールドケーブルまたは同軸ケーブルで伝えられる信号が、近傍にある別のシールドケーブルまたは同軸ケーブルで伝えられる信号に干渉する危険性を低減する。しかし、接続点で、導体のシールドが失われることが多い。シールドが失われると、接続点近傍での信号間の干渉およびクロストークが生じる。個々にシールドされた配線およびケーブルを使用することは、多数の接続を非常に小さなスペースで行う必要性から接続点では望ましくない。こういった状況では、複数のシールドされた導電路を含む２パーツ高速バックボーン電気コネクタが使用される。例えば、国際電気標準会議からのＩＥＣ１０７６−４−１０１規格には、プリント回路基板と併せて使用するための２ｍｍの２パーツコネクタに向けてのパラメータが記されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ユーザが、パフォーマンスの向上を実現するためにシステムを変更またはアップグレードすると、問題が引き続き生じる。特に、多くの高周波数システムでは、導電体の小さな未シールド部であっても、導電体のインピーダンスが不連続になり、パフォーマンスを損なう干渉およびクロストークが発生する。改良されたシールドおよびインピーダンス制御を提供するコネクタシステムが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書において述べる本発明の一態様は、コネクタシステムを提供する。本発明による一実施形態では、コネクタシステムは、回路基板の第１の側から回路基板の第２の側に延在する複数の穴を有する回路基板を含む。前壁を有する第１のコネクタ本体が、回路基板の第１の側に位置決めされ、前壁は前壁を通って延在する複数の信号ピン開口部を有し、信号ピン開口部は回路基板穴と位置合わせされる。前壁を有する第２のコネクタ本体が、回路基板の第２の側に位置決めされ、前壁は前壁を通って延在する複数の信号ピン開口部を有し、信号ピン開口部は回路基板穴と位置合わせされる。複数の信号ピンが、第１および第２のコネクタ本体の信号ピン開口部および回路基板穴を通って延在する。複数の回路基板穴のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの回路基板穴の壁が、その穴を通って延在する信号ピンから離間されるように、その穴を通って延在する信号ピンの直径よりも大きな直径を有する。
【０００５】
本発明による別の実施形態によれば、コネクタシステムは、貫通する複数の穴を有する回路基板であって、穴は導電性壁を有する、回路基板を含む。コネクタ本体が回路基板に取り付けられ、複数の信号ピン開口部および複数のシールドブレード開口部を有し、信号ピン開口部は回路基板穴と位置合わせされる。複数の信号ピンが、コネクタ本体の複数の信号ピン開口部に保持され、回路基板穴を通って延在する。複数のシールドブレードが、コネクタ本体の複数のシールドブレード開口部に保持される。複数のシールドブレードは、複数の信号ピンのうちの対応する信号ピンに隣接して配置される略直角シールド部を第１の端部にそれぞれ有する。回路基板穴は、導電性壁が回路基板穴を通って延在する信号ピンから離間されるような寸法を有する。
【０００６】
本明細書において述べる本発明の別の態様は、コネクタシステムを回路基板に取り付ける方法を提供する。本発明による一実施形態では、この方法は、回路基板の第１の側から第２の側に延在する複数の穴を形成することを含む。第１のコネクタ本体が回路基板の第１の側に取り付けられ、第１のコネクタ本体は、回路基板穴と位置合わせされる複数の信号ピン開口部を有する。第２のコネクタ本体が、第１のコネクタ本体とは逆の回路基板の第２の側に取り付けられ、第２のコネクタ本体は、回路基板穴と位置合わせされる複数の信号ピン開口部を有する。信号ピンが、位置合わせされた回路基板穴と第１および第２のコネクタ本体の信号ピン開口部とに通され、回路基板穴は、回路基板穴の壁が信号ピンから離間されるような寸法を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下の好ましい実施形態の詳細な説明では、本発明の一部をなし、本発明を実施することができる特定の実施形態を例として示す添付図面を参照する。他の実施形態を利用することも可能であり、構造的または論理的な変更を、本発明の範囲から逸脱することなく行えることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は限定の意味で解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定される。
【０００８】
図１および図２は、本発明によるコネクタシステム２０の一実施形態を示す。コネクタシステム２０は、プリント回路基板３０、プリント回路基板３０の第１の側３２の第１のヘッダコネクタ１００ａ、およびプリント回路基板３０の第２の側３４の第２のヘッダコネクタ１００ｂを含む。第１および第２のヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂは、プリント回路基板３０に取り付けられるように構成され、プリント回路基板３０の両側３２、３４に背中合わせに位置決めされる。第１および第２のヘッドコネクタ１００ａ、１００ｂはそれぞれ、相手方ソケットコネクタ（図３）に接続するようにさらに構成される。ソケットコネクタは、例えば、ケーブル（ソケットコネクタ２００ａ）または別のプリント回路基板（ソケットコネクタ２００ｂ）に接続するように構成することができる。
【０００９】
各ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂは、複数の信号ピン１０４および複数のシールドブレード１０６を内部に受けるように構成されるコネクタ本体１０２を含む。コネクタ本体１０２は、任意の接地ピン１０８を受けるように構成してもよい。信号ピン１０４は直線ピンであり、圧入によりコネクタ本体１０２内に保持される。一実施形態では、シールドブレード１０６のうちの少なくとも２つ以上が、材料の連続ストリップから形成される。一実施形態では、接地ピン１０８は、長さを除いて信号ピン１０４と略同一である。別の実施形態では、接地ピン１０８は、プリント回路基板３０に圧入により保持されるように構成される。
【００１０】
各ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂのコネクタ本体１０２は、前壁１１０および前壁から垂直に突出して側方に延在する側壁１１２、１１４を含む。前壁１１０は、複数の信号ピン受け開口部１１６、複数のシールドブレード受け開口部１１８、および複数の接地受け開口部１２０を含み、これらはすべて前壁１１０の内面１２２と外面１２４との間に延在する。一実施形態では、複数のシールドブレード受け開口部１１８は、シールドブレード１０６の断面に合致して略直角の断面を有するように形成される。一実施形態では、開口部１１６、１１８、１２０は、内面１２２および外面１２４のうちの一方または両方に面取りした入口を含み、ピン１０４、１０８、およびシールドブレード１０６の挿入を助ける。開口部１１６、１１８、１２０は、特定の用途で要求されるように、信号ピン１０４、シールドブレード１０６、および接地ピン１０８を圧入または滑り嵌めのいずれかで受けるような寸法を有する。いくつかの実施形態では、ピン１０４、１０８は、圧入により一方のヘッダコネクタ１００ａに保持されるとともに、滑り嵌めにより他方のヘッダコネクタ１００ｂにより保持される。
【００１１】
ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂがプリント回路基板３０の両側３２、３４に取り付けられるとき、各信号ピン受け開口部１１６は、プリント回路基板３０を通って延在する対応する信号ピン穴３６と位置合わせされる。より詳細に後述するように、信号ピン穴３６の一部またはすべては、その穴を通って延在する関連の信号ピン１０４の直径よりも大きな直径を有する。一実施形態では、ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂの各信号ピン受け開口部１１６は、対応する信号ピン穴３６と同軸に位置合わせされる。信号ピン１０４は、ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂの対応する信号ピン受け開口部１１６に挿入されるように構成され、ピン１０４が第１のヘッダコネクタ１００ａ、プリント回路基板３０の信号ピン穴３６、そして第２のヘッダコネクタ１００ｂを連続して通って延在して、プリント回路基板３０の両側に信号ピン１０４のアレイを形成するのに十分な長さを有する。したがって、各信号ピン１０４は、第１のヘッダコネクタ１００ａの前壁１１０を超えて延在する第１の端部１５２および第２のヘッダコネクタ１００ｂの前壁１１０を超えて延在する第２の端部１５４を含む。一実施形態では、信号ピン１０４のアレイは、相手方ソケットコネクタ２００（図３）がヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂのうちの少なくとも１つに挿入されるときに、ソケットコネクタ２００のピン挿入窓２３０のアレイを受けるように構成される。
【００１２】
複数のシールドブレード１０６は、複数の略直角のシールドブレード受け開口部１１８に挿入されるように構成される略直角シールド部１２８を含むように形成される。複数の各シールドブレード１０６の略直角シールド部１２８は、略垂直になった第１の脚部１３０および第２の脚部１３２を含む。各シールドブレード１０６は第１の端部１６２および第２の端部１６４を含む。一実施形態では、シールドブレード１０６がコネクタ本体１０２に挿入されると、シールドブレード１０６の第１の端部１６２は、第１の端部１６２が内面１２２と略同一平面になるように、信号ピン１０４に隣接して、ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂの前壁１１０の内面１２２の平面に延在する。別の実施形態では、シールドブレード１０６がコネクタ本体１０２に挿入されると、シールドブレード１０６の第１の端部１６２は、ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂの前壁１１０の内面１２２の平面を超えて延在し、図１および図３において破線１０７で示すようにシールドソケットコネクタに接続する。後者の実施形態では、相手方ソケットコネクタ２００は、延在するシールドブレード１０７を受けるレリーフエリアを有することができる。
【００１３】
シールドブレード１０６の各ストリップは、プリント回路基板３０の対応する接地穴３８に挿入されるように構成される少なくとも１つのシールドテール１４８を含む。信号ピン１０４およびシールドブレード１０６がコネクタ本体１０２の前壁１１０に挿入されると、シールドテール１４８は、前壁１１０の外面１２４から外向きに延在する。ヘッダ１００ａ、１００ｂのシールドテール１４８は、プリント回路基板３０の接地穴３８に圧入するか、またはそこに半田付けすることができる。別法として、シールドテール１４８は、プリント回路基板３０に表面実装してもよい。一実施形態では、シールドブレード１０６のシールドテール１４８は、プリント回路基板３０内の接地板４０に電気的に接続される。一実施形態では、シールドブレード１０６は共通に接地される。別の実施形態では、シールドブレード１０６は共通に接地されない。一実施形態では、少なくとも１つの信号ピン１０４が、接地板４０と電気的に接続され、接地板４０を介して少なくとも１つのシールドブレード１０６と共通に接地される。
【００１４】
シールドテール１４８の数は、シールドブレード１０６の数と同じであってもよく、またはシールドブレード１０６の数と異なってもよい。一実施形態では、シールドブレード１０６の各ストリップは、２つのシールドブレード１０６毎に１つずつ、複数のシールドテール１４８を有し、この場合、シールドテール１４８は互い違いに、シールドブレード１０６のストリップに沿って１つ置きのシールドブレード１０６に位置合わせされる。他の実施形態では、シールドテール１４８がシールドブレード１０６のストリップの長さに沿って等間隔にまたは非等間隔に離間された他のシールドテール１４８対シールドブレード１０６の比を提供してもよい。シールドブレード１０６上に互い違いになったシールドテール１４８を有する実施形態は、プリント回路基板にヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂを背面装着する際に特に有用であり、これは、互い違いになったシールドテール１４８により、対峙したヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂのシールドテール１４８間に邪魔がない状態で（図４）ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂを背面装着できるためである。一実施形態では、シールドテール１４８は、特定の用途で望ましい場合（図５）、背面装着されたヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂを互いに直交するように取り付けることができるように等間隔の行列に位置決めされる。
【００１５】
図２に最も良く見られるように、信号ピン受け開口部１１６およびシールドブレード受け開口部１１８は、シールドブレード１０６の略直角シールド部１２８が、信号ピン１０４を実質的に囲って複数の各信号ピン１０４の周囲に同軸シールドを形成するようにコネクタ本体１０２の前壁１１０に対称に配置される。複数の略直角の各シールドブレード受け開口部１１８は、第１および第２の狭スロート部１４０および１４２により第１および第２の端部１３６および１３８に結合された中央部１３４を含む。第１および第２の狭スロート部１４０および１４２は、シールドブレード１０６の第１および第２の脚部１３０および１３２に摩擦係合して、シールドブレード１０６をコネクタ本体１０２内の定位置に保持するような寸法を有する。複数の略直角開口部１１８のそれぞれの中央部１３４、第１の端部１３６、および第２の端部１３８は、シールドブレード１０６の略直角シールド部１２８を囲むエアギャップ１４４を提供するように形成される。エアギャップ１４４の幾何学的形状および寸法、直角シールド部１２８の幾何学的形状、寸法、および材料、ならびにエアギャップ１４４を囲むコネクタ本体１０２の幾何学的形状、寸法、および材料は、指定されたインピーダンス（例えば、５０オーム）に整合するようにヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂを調整するように構成される。直角シールドブレード１０６の構成は、材料の使用量を節減するように連続ストリップで大量生産するのに適している。
【００１６】
図６Ａに示す一実施形態では、プリント回路基板３０の少なくとも１つの信号ピン穴３６は、信号ピン穴３６の壁３７が、信号ピン穴３６を貫通する関連の信号ピン１０４から離間されるような寸法を有する。すなわち、エアギャップ４２が信号ピン１０４と各信号ピン穴３６の壁３７との間に提供される。別の実施形態では、複数の各信号ピン１０４に関連する信号ピン穴３６は、穴３６の壁３７が関連する信号ピン１０４から離間されるような寸法を有する。信号ピン穴３６の幾何学的形状および寸法ならびに信号ピン穴３６を通る信号ピン１０４の幾何学的形状および寸法は、プリント回路基板３０の第１の側３２と第２の側３４との間のコネクタシステム２０のインピーダンスを調整し、それにより、プリント回路基板３０の第１および第２の側３２、３４でのインピーダンスが整合するように選択される。例えば、信号ピン穴３６および信号ピン１０４の寸法（ひいては壁３７と信号ピン１０４との間のエアギャップのサイズ）は、プリント回路基板３０の第１および第２の側３２、３４の間でのシステムのインピーダンスがヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂのインピーダンス（例えば、５０オーム）に整合するように選択することができる。
【００１７】
図６Ｂに示す一実施形態では、信号ピン穴３６の壁３７は、壁３７に導電性材料４４でメッキすることなどにより導電性を有するように作られる。一実施形態では、導電性壁３７は、回路基板３０の共通接地に電気的に接続される。一実施形態では、共通接地は、プリント回路基板３０内に接地板４０を備える。壁３７が導電性の場合、空気以外の誘電材料を壁３７とそこを通って延在する信号ピン１０４との間に位置決めしてもよい。図６Ｃに示す一実施形態では、誘電材料は、回路基板の穴３６の壁３７の誘電材料４４を覆う誘電コーティング４６を含む。図６Ｄに示す別の実施形態では、誘電材料は、信号ピン１０４の誘電コーティング４８を含む。図６Ｅに示すさらに別の実施形態では、誘電材料は誘電性スリーブ５０を含む。誘電性スリーブ５０は、信号ピン１０４に滑り嵌めしてもよく、または信号ピン穴３６内に滑り嵌めしてもよい。誘電性スリーブ５０は、信号ピン１０４と導電性壁３７との間の空間のすべてまたは一部のみを占めてよい。信号ピン１０４は、図６Ａ〜図６Ｅにおいて矩形の断面形状を有して示されているが、円形を含め、他の断面形状を有してもよい。
【００１８】
一実施形態では、２つの隣接する信号ピン穴３６が、細長い楕円形状の信号ピン穴３６’が形成されるように結合される（図６Ｆ）。２つの信号ピン１０４が、楕円形状の信号ピン穴３６’を通って延在し、差動ペア信号能力を生み出す。図６Ａ〜図６Ｅに関連して説明したように、各種実施形態では、楕円形状の信号ピン穴３６’の壁３７を、導電性材料で覆うことで導電性にしてもよく、誘電コーティングは壁３７または信号ピン１０４に適用してもよく、または信号ピン１０４と楕円形状の信号ピン穴３６’の導電性壁３７との間の空間のすべてまたは一部のみを占めるように誘電性スリーブを位置決めしてもよい。
【００１９】
一実施形態では、複数の接地ピン１０８が、ヘッダコネクタ１００の前壁１１０の複数の接地ピン受け開口部１２０に挿入されるように構成される。複数の接地ピン１０８は、ソケットコネクタ２００ａ、２００ｂが図３に示すようにヘッダコネクタ１００に挿入されるときに、ソケットコネクタ２００ａ、２００ｂの対応する接地構造の接点アーム２９６と係合するように構成される。各接地ピン１０８は、ヘッダコネクタ１００ａの前壁１１０を超えて延在する第１の端部１７２および第１の端部１７２から離間された第２の端部１７４を含み、プリント回路基板３０の接地穴３８に挿入されるように構成され、ここで、接地板４０との電気接点は任意に設けられている。ソケットコネクタ２００ａ、２００ｂが接地接点を含まない、または必要としない場合、接地ピン１０８をヘッダ１００ａ、１００ｂから省いてよい。
【００２０】
ソケットコネクタ２００ａ、２００ｂは、プリント回路基板に接続するように構成されたコネクタ（ソケットコネクタ２００ｂ）またはケーブルコネクタ（ソケットコネクタ２００ａ）等の種々の任意のコネクタタイプであってよい。本発明による一実施形態では、ソケットコネクタ２００ａ、２００ｂは、業界規格ＩＥＣ６１０７６−４−１０１に準拠したハードメトリックコネクタである。別の実施形態では、ソケットコネクタ２００ａ、２００ｂは、コンパクトＰＣＩ（ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ）（登録商標）またはフューチャーバス（ＦｕｔｕｒｅＢｕｓ）（登録商標）業界規格に準拠したハードメトリックコネクタである。各実施形態において、ソケットコネクタ２００ａ、２００ｂは、ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂの信号ピン１０４のアレイと電気的に接触するための複数の信号接点２１０および複数の信号接点２１０に関連する少なくとも１つのシールド要素２１２を含む。一実施形態では、ソケットコネクタ２００ａ、２００ｂの少なくとも１つのシールド要素２１２は、複数の信号接点２１０に関連する複数のストリップラインシールド要素を備える。ソケットコネクタ２００ｂは、プリント回路基板と嵌合するように構成される場合、プリント回路基板の穴に圧入するか、またはそこに半田付けすることができる信号テール２０６およびシールドテール２７６を設けることができる。別の実施形態では、ピンテール２０６およびシールドテール２７６は、プリント回路基板に表面実装される。
【００２１】
図３は、ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂとソケットコネクタ２００ｂ、２００ａのそれぞれとの組立体を示す。ガイドスロット１５０またはガイドピン（図示せず）等の外部ガイド手段をヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂの両側に設けて、信号ピン１０４をソケットコネクタ２００ｂ、２００ａの相手方レセプタクルコネクタ２０４に挿入する前に、ソケットコネクタ２００ｂ、２００ａのピン挿入窓２３０のアレイがヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂの信号ピン１０４のアレイと位置合わせされるように、ソケットコネクタ２００ｂ、２００ａのヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂへの挿入を案内することができる。ソケットコネクタ２００ｂ、２００ａがヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂに挿入されると、ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂの信号ピン１０４がソケットコネクタ２００ｂ、２００ａの信号接点２１０に電気的に接触する。シールドブレード１０６の構成に応じて（例えば、シールドブレード１０６が内面１２２を超えて延在するか否か）、ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂのシールドブレード１０６は、ソケットコネクタ２００ｂ、２００ａのシールド要素２１２と電気的に接触するか、またはしない。一実施形態では、ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂの複数のシールドブレード１０６およびソケットコネクタ２００ｂ、２００ａの少なくとも１つのシールド要素２１２は、ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂおよびソケットコネクタ２００ｂ、２００ａが嵌合した状態のときに電気的に接触しない。他の実施形態では、ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂのシールドブレード１０６とソケットコネクタ２００ｂ、２００ａの少なくとも１つのシールド要素２１２との電気的な接触が提供される。提供される場合、ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂの接地ピン１０８は、ソケットコネクタ２００ｂ、２００ａの対応する接点アーム２９６または同様の構造に接触する。
【００２２】
本明細書において述べる接続システム２０は、信号路がプリント回路基板３０を通過する際の信号路のインピーダンスを制御することにより提供される電気性能の向上に加えて、特に、ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂの組み立ておよびプリント回路基板３０への取り付けの際に他の利点も提供する。一実施形態では、シールドブレード１０６は、まず、ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂのコネクタ本体１０２に挿入され、ピン１０４、１０８のない第１および第２のヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂが、シールドテール１４８を介してプリント回路基板３０と位置合わせされて固定される。次に、コネクタ本体１０２の開口部１１６、１２０が、ピン１０４、１０８の挿入を案内し真っ直ぐにするものとして使用され、それにより、組み立て中にピン１０４、１０８をぶつけたり、または別の様式で破損させたりする確率を低減する。
【００２３】
別の実施形態では、シールドブレード１０６は、第１および第２のヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂのコネクタ本体１０２に挿入される。プリント回路基板３０への取り付け前、ピン１０４、１０８は、第１のヘッダコネクタ１００ａのコネクタ本体１０２のみに挿入され、圧入によりそこに保持される。ピン１０４、１０８および第１のヘッダコネクタ１００ａから延在するシールドテール１４８は、プリント回路基板３０の対応する開口部３６、３８に挿入され、第１のヘッダコネクタ１００ａは、シールドテール１４８によりプリント回路基板３０の第１の側３２に固定される。次に、第２のヘッダコネクタ１００ｂが、プリント回路基板３０の反対側３４にあるピン１０４、１０８に取り付けられる。最後に、第２のヘッダコネクタ１００ｂは、シールドテール１４８を介してプリント回路基板３０に固定される。
【００２４】
別の実施形態では、シールドブレード１０６は、第１および第２のヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂのコネクタ本体１０２に挿入される。ピン１０４、１０８も、プリント回路基板３０への取り付け前に第１のヘッダコネクタ１００ａのコネクタ本体１０２に挿入され、圧入によりそこに保持される。第２のヘッダコネクタ１００ｂ（シールドブレード１０６を有する）が、プリント回路基板３０の第２の側３４に取り付けられる。次に、ピン１０４、１０８および第１のヘッダコネクタ１００ａから延在するシールドテール１４８が、プリント回路基板３０の第１の側３２から対応する開口部３６、３８に挿入され、第２のヘッダコネクタ１００ｂの対応する開口部１１６、１２０を通して案内される。次に、第１のヘッダコネクタ１００ａは、シールドテール１４８を介してプリント回路基板３０の第１の側３２に固定される。
【００２５】
各実施形態では、ピン１０４，１０８、およびシールドブレード１０６の挿入を助けるために、開口部１１６、１１８、１２０用の面取りされた入口を前壁１１０の内面１２２および外面１２４のうちの一方または両方に設けることができる。外面１２４にある開口部１１６、１２０用の面取りされた入口は、ピン１０４、１０８が回路基板３０を通過する際にピン１０４、１０８を捕らえるのに特に有用である。
【００２６】
ヘッダコネクタ１００ａ、１００ｂおよびソケットコネクタ２００ａ、２００ｂのプラスチックパーツはすべて、意図する用途に所望の機械的特性および電気的特性を有する液晶ポリマー（「ＬＣＰ」）等の適した熱可塑性材料から成形される。導電性金属パーツは、例えばメッキを施した銅合金材料から作られるが、他の適した材料も当業者には認められるであろう。コネクタの材料、幾何学的形状、および寸法はすべて、パーツ全体を通して指定されたインピーダンスを保つように設計される。
【００２７】
好ましい実施形態の説明を目的として本明細書において特定の実施形態を図示し説明したが、本発明の範囲から逸脱せずに、同じ目的を達成するように計算された様々な代替および／または等価な実施態様で、図示し説明した特定の実施形態を置き換えられることが当業者に理解されるであろう。機械分野、電気機械分野、および電気分野での当業者は、本発明を非常に広く様々な実施形態で実施可能なことを容易に理解するであろう。本願は、本明細書において考察した好ましい実施形態の適応または変形をすべて包含するものである。したがって、明らかに、本発明は特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明によるコネクタシステムの一実施形態の部分分解組立斜視図である。
【図２】各信号ピンの周囲に同軸シールドを形成するシールドブレード直角部で囲まれた信号ピンを示す、図１のコネクタシステムからのヘッダコネクタの前壁の断面図である。
【図３】プリント回路基板の両側にあるヘッダコネクタに一部挿入された２つのソケットコネクタを示す、図１の線３−３に沿ったコネクタシステムの部分断面図である。
【図４】シールドブレードのスタガードテールを示す、図３の線４−４に沿った断面図である。
【図５】プリント回路基板の両側で互いに直角に取り付けられたコネクタシステムのヘッダを示す斜視図である。
【図６Ａ−６Ｆ】本発明によるプリント回路基板を通って延在する信号ピンの複数の実施形態の概略断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【国際調査報告】
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