(57)【要約】【課題】【解決手段】誘電性ハウジングと、プリント回路板と合わさり得るようにされた少なくとも１対の信号導体とを含む電気コネクタである。対の信号導体は、第一及び第二の導体を含む。第一の導体は、第一の合わさり部分と、第一の合わさり部分から遠方の第一の接点部分と、その両者の間の中間部分とを含む。第二の導体は、第二の合わさり部分と、第二の合わさり部分から遠方の第二の接点部分と、その両者の間の第二の中間部分とを含む。第一及び第二の合わさり部分の各々は、合わさり部分の軸線を画成し、また、第一及び第二の接点部分の各々は接点部分の軸線を画成する。接点部分の軸線は、合わさり部分の軸線から偏位されている。
2008545250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気コネクタにおいて、
誘電性ハウジングと、
プリント回路板と合わさり得るようにされて、第一及び第二の導体を含む少なくとも１対の信号導体とを備え、
前記第一の導体は、第一の合わさり部分と、前記第一の合わさり部分から遠方の第一の接点部分と、その両者の間の第一の中間部分とを含み、
前記第二の導体は、第二の合わさり部分と、前記第二の合わさり部分から遠方の第二の接点部分と、その両者の間の第二の中間部分とを含み、
前記第一及び第二の合わさり部分の各々は、合わさり部分の軸線を画成し、また、前記第一及び第二の接点部分の各々は接点部分の軸線を画成し、前記接点部分の軸線は、前記合わさり部分の軸線から偏位されている、電気コネクタ。
【請求項２】
請求項１に記載の電気コネクタにおいて、
前記第一の導体は、前記第一の合わさり部分と前記第一の接点部分との間の第一の湾曲部分を含み、
前記第二の導体は、前記湾曲した合わさり部分と前記湾曲した接点部分との間の第二の湾曲部分を含む、電気コネクタ。
【請求項３】
請求項２に記載の電気コネクタにおいて、
前記第一及び第二の湾曲した部分は互いから拡がる、電気コネクタ。
【請求項４】
請求項１に記載の電気コネクタにおいて、
複数の対の信号導体を更に備え、前記対の各々は第一及び第二の導体を含み、前記第一及び第二の導体の各々は、合わさり部分と、前記合わさり部分から遠方の接点部分と、その両者の間の中間部分とを含む、電気コネクタ。
【請求項５】
請求項４に記載の電気コネクタにおいて、
前記信号導体対の各々は、前記第一及び第二の導体のそれぞれの中心軸線の間の第一の距離を画成し、
第二の距離は２つの隣接する前記信号導体対の間に画成され、
前記第二の距離は、前記対の一方の前記第一及び第二の導体の間の中間点から前記対の他方の前記第一及び第二の導体の間の中間点まで伸びており、
前記第二の距離は、前記第一の距離より長い、電気コネクタ。
【請求項６】
請求項４に記載の電気コネクタにおいて、
前記複数対の信号導体は、前記誘電性ハウジング内にて平行な縦列にて配設される、電気コネクタ。
【請求項７】
請求項６に記載の電気コネクタにおいて、
前記複数対の信号導体の前記縦列の間に配設された遮蔽体を更に備える、電気コネクタ。
【請求項８】
請求項１に記載の電気コネクタにおいて、
前記第一及び第二の合わさり部分の各々は中心軸線を含み、前記第一及び第二の接点部分の各々は中心軸線を画成し、前記第一及び第二の合わさり部分の前記中心軸線は、その間にて、前記第一及び第二の接点部分の前記中心軸線の間に画成された第二の距離よりも長い第一の距離を画成する、電気コネクタ。
【請求項９】
電気コネクタにおいて、
誘電性ハウジングと、
プリント回路板と合わさり得るようにされて、第一及び第二の導体を含む少なくとも１対の信号導体とを備え、
前記第一の導体は、第一の合わさり部分と、第一の接点部分と、その両者の間の第一の中間部分とを含み、
前記第二の導体は、第二の合わさり部分と、第二の接点部分と、その両者の間の第二の中間部分とを含み、
前記第一及び第二の合わさり部分の各々は中心軸線を含み、前記第一及び第二の接点部分の各々は中心軸線を画成し、前記第一及び第二の合わさり部分の前記中心軸線は、その間にて、前記第一及び第二の接点部分の前記中心軸線の間に画成された第二の距離よりも長い第一の距離を画成する、電気コネクタ。
【請求項１０】
請求項９に記載の電気コネクタにおいて、
前記第一の導体は、前記第一の合わさり部分と前記第一の接点部分との間の第一の湾曲部分を含み、
前記第二の導体は、前記湾曲した合わさり部分と前記湾曲した接点部分との間の第二の湾曲部分を含み、前記第一及び第二の湾曲した部分は互いから拡がる、電気コネクタ。
【請求項１１】
請求項９に記載の電気コネクタにおいて、
複数対の信号導体を更に備え、前記対の各々は第一及び第二の導体を含み、前記第一及び第二の導体の各々は、合わさり部分と、前記合わさり部分から遠方の接点部分と、その両者の間の中間部分とを更に含む、電気コネクタ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電気コネクタにおいて、
前記信号導体対の各々は、前記第一及び第二の導体のそれぞれの中心軸線の間の第一の距離を画成し、
第二の距離は２つの隣接する対の前記信号導体の間に画成され、
前記第二の距離は、前記対の一方の前記第一及び第二の導体の間の中間点から前記対の他方の前記第一及び第二の導体の間の中間点まで伸びており、
前記第二の距離は、前記第一の距離より長い、電気コネクタ。
【請求項１３】
請求項１１に記載の電気コネクタにおいて、
前記複数対の信号導体は、前記誘電性ハウジング内にて平行な縦列にて配設される、電気コネクタ。
【請求項１４】
相互接続組立体において、
第一のプリント回路板に取り付け可能な第一の電気コネクタであって、複数対の信号導体を含み、前記対の信号導体の各々が前記第一の電気コネクタのそれぞれの対の第一及び第二のめっき穴と係合可能である第一及び第二の導体を含み、前記対の第一及び第二のめっき穴は、複数の横断縦列及び横列にて配設される、前記第一の電気コネクタを備え、
前記第一のめっき穴は、互いに整合されて第一の軸線を画成し、前記第二のめっき穴の各々は、それぞれの第一のめっき穴から偏位され、前記第一のめっき穴の一方と前記第二のめっき穴の一方との間に画成された第二の軸線が第一の軸線に対して角度を成して向き決めされるようにした、相互接続組立体。
【請求項１５】
請求項１４に記載の相互接続組立体において、
前記第一及び第二の導体の各々は、第二のプリント回路板に取り付けられた第二の電気コネクタと接続される合わさり部分を含む、相互接続組立体。
【請求項１６】
請求項１４に記載の相互接続組立体において、
前記第一及び第二の導体の各々は、前記第一のプリント回路板のそれぞれの第一及び第二のめっき穴と係合する接点部分を含む、相互接続組立体。
【請求項１７】
請求項１６に記載の相互接続組立体において、
前記合わさり部分の各々は合わさり分の軸線を画成し、前記接点部分の各々は接点部分の軸線を画成し、前記接点部分の軸線は前記合わさり部分の軸線から偏位される、相互接続組立体。
【請求項１８】
請求項１６に記載の相互接続組立体において、
前記合わさり部分の各々は中心軸線を含み、前記接点部分の各々は中心軸線を画成し、前記合わさり部分の前記中心軸線は、その間にて、前記接点部分の前記中心軸線の間に画成された第二の距離よりも長い第一の距離を画成する、相互接続組立体。
【請求項１９】
請求項１４に記載の相互接続組立体において、
前記第二の軸線は前記第一の軸線に対して約４５°の角度とされる、相互接続組立体。
【請求項２０】
請求項１４に記載の相互接続組立体において、
前記信号導体の対の各々が前記第一及び第二の導体のそれぞれの中心軸線の間の第一の距離を画成し、
第二の距離が２つの隣接する対の前記信号導体の間に画成され、前記第二の距離は、前記対の一方の前記第一及び第二の導体間の中間点から前記対の他方の前記第一及び第二の導体間の中間点まで伸び、
前記第二の距離は前記第一の距離よりも長い、相互接続組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、改良された信号品位を有する高速度電気コネクタのような、電気相互接続システム用の電気コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気コネクタは多くの電子システムにて使用されている。別個のＰＣＢを容易に組み立て又は電子システムから除去することを許容する、プリント回路板（「ＰＣＢ」）間の接続を為すため、電気コネクタがしばしば使用されている。幾つかのＰＣＢ上にて電子システムを組み立て、その後に、そのＰＣＢが電気コネクタにより互いに接続されるようにすることは、単一のＰＣＢ上にシステムの全体を製造する場合よりも一般に容易で且つより経済的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電子システムは、一般に、より小型化し、迅速で且つ機能的により複雑化している。これらの変化は、これらの回路が作動する周波数と共に、電子システムの所定の領域内の回路数が近年、著しく増大していることを意味する。現在のシステムは、数年前のシステムよりもＰＣＢ間にてより多くのデータを伝達し、より高密度で且つより高周波数にて作動する電気コネクタを必要とする。
【０００４】
コネクタがより高密度となり、また、信号周波数が増すに伴い、信号導体間のインピーダンスの不適合又はクロストークに起因する反射の結果として、電気的雑音がコネクタ内にて発生される可能性がより大きくなる。このため、電気コネクタは、差分信号路間のクロストークを制御し且つ、信号路の各々のインピーダンスを制御する設計とされている。典型的に、接地に接続された金属ストリップ又は金属板である遮蔽部材は、信号導体に隣接する位置に配置されたとき、クロストーク及びインピーダンスの双方に影響を与える可能性がある。適正な設計の遮蔽部材は、コネクタの性能を著しく向上させることができる。
【０００５】
高周波性能は、差分信号を使用することにより改良される場合がある。差分信号は、「差動対」と称される１対の導電路により表わされる。導電路間の電圧差が信号を表す。一般に、差動対の２つの導電路は、互いに接近して伸びるように配置されている。差動コネクタにおいて、対の信号導体の何れかが他方の信号導体に対して接近する程度よりも近接して差分信号を伝搬する１対の信号導体を配置することも知られている。
【０００６】
遮蔽によって電気コネクタの高周波数の性能が近年改良されているにも拘らず、更に改良された性能を有する相互接続システムを備えることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、誘電性ハウジングと、プリント回路板と合わさり得るようにされた少なくとも１対の信号導体とを含む電気コネクタに関する。対の信号導体は、第一及び第二の導体を含む。第一の導体は、第一の合わさり部分と、第一の合わさり部分から遠方の第一の接点部分と、その両者の間の中間部分とを含む。第二の導体は、第二の合わさり部分と、第二の合わさり部分から遠方の第二の接点部分と、その両者の間の第二の中間部分とを含む。第一及び第二の合わさり部分の各々は、合わさり部分の軸線を画成し、また、第一及び第二の接点部分の各々は接点部分の軸線を画成する。接点部分の軸線は、合わさり部分の軸線から偏位されている。
【０００８】
本発明は、また、誘電性ハウジングと、プリント回路板と合わさり得るようにされた少なくとも１対の信号導体とを含む電気コネクタにも関する。対の信号導体は、第一及び第二の導体を含む。第一の導体は、第一の合わさり部分と、第一の接点部分と、その両者の間の第一の中間部分とを含む。第二の導体は、第二の合わさり部分と、第二の接点部分と、その両者の間の第二の中間部分とを含む。第一及び第二の合わさり部分の各々は、中心軸線を含み、また、第一及び第二の接点部分の各々は中心軸線を画成する。第一及び第二の合わさり部分の中心軸線は、その間に、第一及び第二の接点部分の中心軸線間に画成された第二の距離もよりも長い第一の距離を画成する。
【０００９】
本発明は、また、第一のプリント回路板に取り付け可能である第一の電気コネクタを含む相互接続組立体にも関する。第一の電気コネクタは、複数の対の信号導体を含む。対の信号導体の各々は、第一及び第二の導体を含み、これらの導体は、第一の電気コネクタに形成されたそれぞれ対の第一及び第二のめっき穴と係合可能である。対の第一及び第二のめっき穴は、複数の横断縦列及び横列に配設されている。第一のめっき穴は、互いに整合されて第一の軸線を画成する。第二のめっき穴の各々は、それぞれの第一のめっき穴から偏位されており、このため、第一のめっき穴の１つと第二のめっき穴の１つとの間に画成された第二の軸線は、第一の軸線に対して角度を付けて向き決めされている。
【００１０】
本発明の目的、利点及び顕著な特徴は、添付図面と共に、本発明の１つの好ましい実施の形態を開示する以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、以下の説明に掲げ又は図面に示した構成要素の構造及び配置の詳細にのみその適用例が制限されるものではない。本発明は、その他の実施の形態にて実施可能であり、また、色々な方法にて実施し又は実行することができる。また、本明細書に記載された文言及び技術用語は、説明のためであり限定的なものとみなすべきではない。「含む」、「備える」又は「有する」、「保持する」、「関係する」及びその変形例を使用することは、以下に掲げたもの及びその等価物並びにそれらの追加的なものを包含することを意味するものである。
【００１２】
図１には、本発明に従って、遮蔽システムにて改良することができる一例としての先行技術のコネクタシステムが示されている。図１の例において、電気コネクタは、プリント回路板を直角にバックプレーンと接続し得るようにされた２部分の電気コネクタである。該コネクタは、バックプレーンコネクタ１１０と、バックプレーンコネクタ１１０と合わさり得るようにされたドータカードコネクタ１２０とを含む。
【００１３】
バックプレーンコネクタ１１０は、全体として縦列に配置された多数の信号導体を含む。信号導体は、典型的に、プラスチック又はその他の絶縁性材料にて成形されたハウジング１１６内に保持されている。信号導体の各々は、接点尾部１１２と、合わさり部分１１４とを含む。使用時、接点尾部１１２は、バックプレーン内にて導電性トレースに装着される。特に、接点尾部１１２は、バックプレーンの穴内に挿入される圧力嵌めした接点尾部である。圧力嵌め接点尾部は、穴内部の伝導性めっきと電気的接続を為す一方、穴は、バックプレーン内のトレースと接続される。
【００１４】
図１の例において、信号導体の合わさり部分１１４は、ブレードの形状とされている。バックプレーンコネクタ１１０内の信号導体の合わさり部分１１４は、ドータカードコネクタ１２０の信号導体の合わさり部分と合わさるように配置されている。この例において、バックプレーン１１０の合わさり部分１１４は、ドータカードコネクタ１２０の合わさり部分１２６と合わさり、信号を伝達するための分離可能な合わさる境界面を形成する。
【００１５】
ドータカードコネクタ１２０内の信号導体は、プラスチック又はその他の同様の絶縁性材料にて形成することができるハウジング１３６内に保持される。接点尾部１２４がコネクタ１２０のハウジングから伸びており、また、ドータカードに装着し得るように配置されている。図１の例において、ドータカードコネクタ１２０の接点尾部１２４は、接点尾部１１２と同様の圧力嵌め接点尾部である。
【００１６】
図示した実施例において、ドータカードコネクタ１２０は、ウェハ１２２から形成される。簡略化のため、単一のウェハ１２２が図１に示されている。ウェハ１２２は、コネクタの１つの縦列に対し各々、信号導体を保持するサブ組立体として形成される。ウェハは、金属補強材１３０のような支持構造体内にて共に保持される。ウェハの各々は、ウェハ１２２を補強材１３０に装着することのできるそのハウジング内の装着作用部１２８を含む。
【００１７】
コネクタ内に組み込まれたとき、ウェハの接点尾部１２４は、全体として、ドータカードコネクタ１２０の絶縁したハウジングの面から伸びている。使用時、この面は、ドータカードの面（図示せず）に対して押し付けられて、ドータカード内にて接点尾部１２４と信号トレースとを接続する。同様に、バックプレーンコネクタ１１０の接点尾部１１２は、ハウジング１１６の面から伸びている。この面は、バックプレーンの面（図示せず）に対して押し付けられ、接点尾部１１２がバックプレーン内にてトレースと接続することを許容する。このようにして、信号は、ドータカード１２０の信号導体を通ってドータカードからバックプレーンコネクタ１１０の信号導体内に進むことができ、この信号導体内にて導体はバックプレーン内のトレースと接続することができる。
【００１８】
図２には、本発明の１つの実施の形態に従ったバックプレーンコネクタ２１０が示されている。バックプレーンコネクタ２１０は、プラスチック又はその他の適した絶縁性材料にて成形することのできるハウジング２１６を含む。信号導体２０２がハウジング２１６に埋め込まれており、信号導体の各々は、ハウジング２１６の床２１８から伸びる合わさり部分２１４と、ハウジング２１６の下面から伸びる接点尾部２１２とを有している。接点尾部２１２は、プリント回路板と係合する既知のサーフェスマウント又は圧力取付け型接点尾部とすることができる。
【００１９】
信号導体２０２の接点尾部２１２及び合わさり部分２１４は、ハウジング２１６内にて多数の平行な縦列に配置することができる。信号導体２０２は、各縦列内にて対に配置されている。かかる形態は、差分信号を伝搬するコネクタにとって望ましい。図２には、例えば、各縦列にて５対の信号導体２０２が示されている。１つの実施の形態において、対の信号導体２０２は、１対内の個々の信号導体２０２が隣接する対の間の間隔、すなわち、１対の信号導体と隣接する対の直ぐ隣りの信号導体との間の間隔よりも接近するように配置される。隣接する対の信号導体間の間隔は、コネクタ内の遮蔽部材又はその他の接地構造に対する接点尾部を保持することができる。
【００２０】
信号導体２０２の各縦列の間に遮蔽体２５０を配置することができる。遮蔽体２５０の各々は、ハウジング２１６間のスロット２２０内に保持することができる。しかし、遮蔽体２５０を固定する任意の適当な手段を使用することができる。
【００２１】
遮蔽体２５０の各々は、薄板金属のような導電性材料にて出来ていることが好ましい。導電性の遮蔽構造体は、非導電性構造体をドータピングし又はコーティングして、これらを完全に又は部分的に導電性にするか、又は導電性粒子が充填されたバインダを成形し又は整形するといった任意な適した仕方にて形成することができる。遮蔽体２５０は、順応性部材を含むことができる。各遮蔽体２５０の薄板金属は、リン青銅、ベリリウム銅又はその他の展性な金属合金のような金属とすることができる。
【００２２】
遮蔽体２５０の各々は、バックプレーンコネクタ２１０がバックプレーンに装着されたとき、接地に結合される設計とさすることができる。かかる接続は、信号導体をバックプレーンに接続するため使用した接点尾部２１２と同様の、遮蔽体２５０上の接点尾部を通して行なうことができる。しかし、遮蔽体２５０は、任意の適した型式の接点尾部を通してバックプレーン上の接地に直接、接続するか又は１つ又はより多くの中間構造体を通して接地に間接的に接続することができる。バックプレーンコネクタ２１０は、ハウジング２１６を成形し、その後、信号導体２０２及び遮蔽部材２５０をハウジング２１６内に挿入することにより製造することができる。
【００２３】
図３を参照すると、ハウジング２１６内に挿入することのできる多数対の信号導体２０２を含むリードフレーム３００が示されている。各対の信号導体２０２は、第一及び第二の信号導体３２０Ａ、３２０Ｂを含む。信号導体の各々は、合わさり部分２１４と、接点尾部２１２とを含む。図３にて理解し得るように、信号導体の各々は、ハウジング２１６の床２１８内に配置することができる中間部分３２２Ａを含むこともできる。保持部材３２４は、ハウジング２１６内にてリードフレーム３００の各々を固定するため、ハウジングの床２１８に埋め込むことができる。
【００２４】
リードフレーム３００は、信号導体３２０Ａ、３２０Ｂを形成するため使用した薄板金属又はその他の材料から押し抜き加工することができる。リードフレーム３００は、簡略化のため、長い金属ストリップから押し抜き加工して多数の信号導体を形成することができる。図３には、例えば、７対の信号導体３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃ、３１０Ｄ、３１０Ｅ、３１０Ｆ、及び３１０Ｇが示されている。信号導体が半自動の工程にて押し抜き加工される実施の形態において、１つのストリップにて数千又は数万個の信号導体を押し抜き加工することができる。
【００２５】
対の信号導体２０２は、タイバー３０４によりキャリアストリップ３０２に対して保持されている。タイバー３０４は、対の信号導体２０２をリードフレーム３００から分離させ、その後に、これらをコネクタハウジング２１６内に挿入するため容易に切断できる比較的薄い金属ストリップである。幾つかの実施の形態において、信号導体の縦列の全体は、１回の工程にてリードフレーム３００から分離させ且つハウジング２１６内に挿入することができる。しかし、１回の工程にて任意の数の信号導体をハウジング２１６内に挿入することができる。対の信号導体が同時にハウジング２１６内に挿入される実施の形態において、対の信号導体をハウジング２１６内に挿入するため必要とされる場合と同一の間隔にてリードフレーム３００上にて隔てることが望ましい。同様に、多数の対がハウジング２１６内に同時に挿入される実施の形態において、対は、ハウジング２１６内に挿入するため必要とされるのと等しい間隔をリードフレーム３００上に有することが望ましい。
【００２６】
図３に示したように、対の信号導体２０２は、ハウジング２１６内に挿入するときに有するであろうと同一の間隔にてリードフレーム３００内に保持されている。対３１０Ｇ、３１０Ｆのような隣接する対の信号導体は、中心線上間隔Ｄ１を有する。幾つかの実施の形態において、Ｄ１は６ｍｍ以下とすることができ、１つの実施例において約５．６ｍｍであり、別の実施の形態において、約５ｍｍである。
【００２７】
図３にはまた、対３１０Ｅのような１対における信号導体３２０Ａ、３２０Ｂの中心線上間隔Ｄ２も示されている。幾つかの実施の形態において、Ｄ２は２ｍｍ以下とすることができ、また、１つの実施例において約１．８５ｍｍであり、別の実施例において、約１．２５ｍｍである。
【００２８】
１対の信号導体の各々の合わさり部分２１４の中心線上間隔は、対の信号導体の接点尾部２１２に対する中心線上間隔と等しくする必要はない。図３に示したように、対３１０Ｅの合わさり部分２１４の間の中心線上間隔Ｄ２は、接点尾部２１２の中心線上間隔Ｄ３よりも大きい。接点尾部２１２の中心線上間隔Ｄ３は、１．８５ｍｍ未満とすることができる。一部の実施の形態において、接点尾部２１２の中心線上間隔Ｄ３は約１．４ｍｍである。
【００２９】
次に、図４Ａを参照すると、１対の信号導体３２０Ａ、３２０Ｂがリードフレーム３００から分離して拡大図にて示されている。この場合、信号導体３２０Ａ、３２０Ｂは、全体としてブレード型信号導体の形態にて示されている。しかし、信号導体３２０Ａ、３２０Ｂは、それぞれ湾曲部分４２２Ａ、４２２Ｂを含む。湾曲部分４２２Ａ、４２２Ｂは、接点尾部２１２に対して合わさり部分２１４の間隔及び向きと相違する所望の間隔及び向きを与えることができる。
【００３０】
接点尾部２１２の位置は、対の信号導体３２０Ａ、３２０Ｂの正面図を概略図的に示す図４Ｂにて見ることができる。図４Ｂの正面図から理解し得るように、湾曲部分４２２Ａ、４２２Ｂは、信号導体３２０Ａ、３２０Ｂの順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂに対する取り付け点をそれぞれ提供する。順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂは、信号導体３２０Ａ、３２０Ｂに対して偏心状態に取り付けられている。特に、順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂは、接点尾部の順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂの中心軸線の間の中心線上間隔Ｄ３が信号導体３２０Ａ、３２０Ｂの合わさり部分２１４の中心軸線間の中心線上間隔Ｄ２よりも小さいように取り付けられる。
【００３１】
以下により詳細に説明するように、図示した間隔は、バックプレーンの信号発信部分にて発生される雑音を減少させる。
【００３２】
相互接続システムの信号発信部分は、バックプレーンのようなプリント回路板のトレースとコネクタ内の信号導体との間の転移部を提供する。プリント回路板内にて、トレースは、接地面から全体として十分に制御された間隔を有している。接地面は、遮蔽効果及びインピーダンスを制御し、プリント回路板内の信号トレースが相互接続システムの比較的低雑音部分を提供するようにする。コネクタ本体内にて、同様のインピーダンス制御構造体は、遮蔽部材により提供することができる。しかし、かかるインピーダンス制御部分は、信号の発信作用に欠ける。更に、信号発信部分内の対の信号導体間にて、遮蔽効果は相互接続システムのその他の部分よりも低い。
【００３３】
信号導体対の順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂを互いにより接近するようにすれば、合わさり部分が導体と、相互接続システムのプリント回路板の関係しためっき穴とを互いにより接近させることを許容する。導体及びめっき穴を互いにより接近させれば、導体間の結合が増し、これに相応して差分信号を伝搬する対の導体間の結合程度を減少させる。このため、順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂ間の間隔を小さくすることにより、クロストークは減少する。
【００３４】
図４Ｃには、クロストークを更に減少させる信号導体３２０Ａ、３２０Ｂの追加的な形態が示されている。図４Ｃには、対の信号導体３２０Ａ、３２０Ｂの側面図が示されている。図４Ｃには、湾曲部分４２２Ａ、４２２Ｂは拡がること、すなわち、これらの部分は対の信号導体の合わさり部分２１４に対して反対方向に曲がることが示されている。その結果、相対的な軸線は、互いに偏位されており、このため、順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂは各々、合わさり部分２１４の中心から距離Ｄ４だけ偏位されている。距離Ｄ４は、０．５ｍｍ以下のように比較的短くしてもよい。１つの実施の形態において、距離Ｄ４は、約０．２ｍｍとすることができる。順応性部分の各々は、信号導体の公称中心から偏位させることができるが、対称に偏位させることは必ずしも必要とされず、また、双方の順応性部分を偏位させる必要もない。
【００３５】
湾曲部分４２２により提供される複合曲線の正味効果は、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃにより示されている。図５Ａには、１つの両面にて交差するときの先行技術の相互接続システム及び相互接続システムの信号導体が示されている。図５Ａの実施例において、該面は、バックプレーンコネクタ２１０が取り付けられるプリント回路板の信号発信部分に沿って示したものである。このように、図５Ａに示した信号導体は、導体５３０Ａ、５３０Ｂ、５３２Ａ、５３２Ｂのみを番号で示した、導体と関係したプリント回路板のめっき穴により示されている。図５Ａに示した図は、プリント回路板上のコネクタ「フットプリント（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）」と称されることがある。図５Ａにおいて、導体は、５１０Ａ、５１０Ｂのような縦列及び横列５２０Ａ、５２０Ｂにて矩形の配列で配置されている。
【００３６】
これに反して、図５Ｂには、湾曲部分４２２Ａ、４２２Ｂを各対の信号導体２０２と関係付けることに起因する２つの変更点が示されている。差分信号を伝搬する各対の導体は、５１０Ａ´、５１０Ｂ´のような、公称縦列の位置の回りにて導体列の１つの寸法に沿って配置されている。しかし、湾曲部分４２２Ａ、４２２Ｂのため、５３０Ａ´、５３０Ｂ´のような対の導体は、公称縦列位置５１０Ａ´に対し角度Ａだけ機械的に傾斜した軸線５４０に沿って配置されている。更に、順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂは、互いに偏心されているため、導体５３０Ａ、５３０Ｂのような、導体対の各々と関係しためっき穴は、５２０Ａ、５２０Ｂ（図５Ａ）のような横列よりも互いに接近した５２０Ａ´、５２０Ｂ´のような横列に属する。
【００３７】
横列を互いに接近させることは、差動対を形成する導体間の結合程度を増し、このことは、隣接する信号導体との結合程度を減少させる。各対が配設される軸線が機械的に傾斜していることの利点については、図６Ａ及び図６Ｂに関して説明する。
【００３８】
図６Ａには、図５Ａのフットプリントの一部分が示されている。図６Ａにおいて、１対の導体５３０Ａ、５３０Ｂ及び隣接する縦列中の１対の導体５３２Ａ、５３２Ｂが示されている。各対の穴は、プリント回路板の信号発信部分を通して導体を介して差分信号を伝搬することができる。図６Ａには、対の導体５３０Ａ、５３０Ｂを通って伝播された信号と関係した電磁界強度が示されている。図６Ａにおいて、ビア５３０Ａは、「＋」の極性を有するよう示され、ビア５３０Ｂは、「−」の極性の信号を伝搬する状態で示されている。かかる表示は、任意の一定の参照レベルに対する極性を示すのではなくて、差分信号の一部分を形成する信号を伝搬する導体を識別するため使用される。
【００３９】
平衡状態の差動対の場合、差動対の導体の各々の振幅は等しく、極性は逆である信号を伝搬し、各々からの電磁電位は対の導体間の中間点にて振幅は等しく、極性は逆であるから、対の導体間の中心点における電磁電位は、０である。従って、領域６１０は、対の導体５３０Ａ、５３０Ｂ間の中間点にて０の電磁界を有する。導体の何れかに接近して、遠方の導体からの電磁電位は、より接近した導体からの電磁電位を完全には打ち消さない。その結果、中心から離れた導体間にて電磁電位が増大した領域が生じる。電磁電位が僅かに増大した、かかる領域は、領域６１２Ａ、６１２Ｂにより示されている。領域６１２Ａ、６１２Ｂは、全体として同一振幅の電磁電位を保持している。しかし、導体５３０Ａにより接近した領域６１２Ａは、「＋」の極性を有する。これと逆に、領域６１２Ｂは「−」の極性を有するであろう。領域６１４Ａ、６１４Ｂは、同様に、逆極性の電磁電位を有し、領域６１４Ａは「＋」の極性を有し、領域６１４Ｂは「−」の電磁電位を有する。領域６１４Ａ、６１４Ｂは、領域６１２Ａ、６１２Ｂよりも導体の一方に更により接近しているから、領域６１４Ａ、６１４Ｂ内の電磁電位の振幅は、領域６１２Ａ、６１２Ｂ内の振幅よりも大きい。
【００４０】
信号導体から更に離れた領域において、電磁電位は、より接近した２つの信号導体により伝搬される信号の極性の影響を受けた極性を依然として有するが、振幅は、信号導体からの距離が長いため、減少するであろう。従って、領域６１６Ａ、６１６Ｂは、「＋」及び「−」の極性であるが、２つの領域６１４Ａ、６１４Ｂよりは振幅が小さい領域である。
【００４１】
何らかの特定の理論により拘束されるものではないが、本発明は、図６Ａは従来の電気コネクタの設計の短所を示すものであると認識する。特に、それらのめっきした穴５３２Ａ、５３２Ｂにより表わした、第二の差分信号を伝搬する信号導体は、導体５３０Ａ、５３０Ｂのような隣接する対の導体により発生された最大の電磁電位を表わす領域６１４Ａ、６１４Ｂに属する。更に、領域６１４Ａ、６１４Ｂ内の信号の極性は逆である。差分信号は、対内の双方の信号導体が同一振幅及び極性の放射線に曝されたとき、電磁電位に対して比較的非感受性であるが、差分信号を伝搬する対の導体が振幅又は極性の異なる電磁放射線に曝されたとき、差分信号は「雑音が多く」なる。従って、図６Ａには、雑音排除性、従って、クロストークの減少が望まれる箇所である隣接する対の比較的適正でない位置が示されている。
【００４２】
図６Ｂには、図４Ａに示した信号導体に対するコネクタ用のフットプリントにて生ずるであろう、差動対の導体５３０Ａ´、５３０Ｂ´と関係しためっきした穴のフィールドパターンが示されている。対５３０Ａ´、５３０Ｂ´と関係した放射線の全体的な強度は、信号が互いに接近しているため、減少するであろう。更に、傾斜角度Ａは、対の導体５３０Ａ´、５３０Ｂ´と関係した電磁電位のパターンを変化させ、５３２Ａ´、５３２Ｂ´のような隣接する対の導体に対する効果を減少させる。理解し得るように、参照番号６１０´、６１２Ａ´、６１２Ｂ´、６１４Ａ´、６１４Ｂ´、６１６Ａ´、６１６Ｂ´で示したような電磁電位の帯域は、角度Ａだけ隣接する対の導体５３０Ａ´、５３０Ｂ´に対して傾斜している。例えば、導体５３０Ａ´、５３０Ｂ´により画成された軸線５４０（図５Ｂ）は、整合した縦列５１０Ａ´の軸線に対して角度Ａだけ傾斜している。この傾斜は、図６Ａに示した形態よりも影響が著しく減少した電磁電位の帯域内に隣接する導体を配置することになる。
【００４３】
この影響力の減少は、２つの方法にて生じるであろう。第一に、５３２Ａ´、５３２Ｂ´のような隣接する対における信号導体は、対の導体５３０Ａ´、５３０Ｗから最大の電磁電位を表わす、帯域６１４Ａ´、６１４Ｗに属しない。更に、傾斜は、隣接する対における信号導体を同一極性の帯域内に動かす傾向となる。導体５３２Ａ´、５３２Ｂ´を通じて伝搬された差分信号は、共通モードの雑音に対して比較的非感受性であり、双方の導体５３２Ａ´、５３２Ｂ´を同一極性の電磁電位に曝すことにより共通モードの成分が増大し、また、差動対が曝される放射線の差動モード成分を減少させる。このため、導体５３２Ａ´、５３２Ｂ´を通して伝搬された差分信号内にて誘発された全体的な雑音は、図６Ａに示したような、導体５３２Ａ、５３２Ｂにより伝搬された信号内に導入される雑音レベルに比較して減少する。
【００４４】
クロストークにて所望のレベルの減少効果を発生させる角度Ａの大きさは、差分信号を伝搬する１対の信号導体内の信号導体間の距離、対の信号導体間の間隔のような、因子に依存するであろう。角度Ａに対する適した大きさは、シミュレーションにより又は任意のその他の便宜な方法により経験的に決定することができる。一部の実施の形態において、角度Ａは約２０°以下とすることができる。かかる角度は、例えば、導体５３０Ａ´、５３０Ｂ´が直径１８ミル（０．４６ｍｍ）を有し且つ約１．４ｍｍだけ軸線５４０に沿って隔てられ、また、５１０Ａ´、５１０Ｂ´のような縦列の間隔が約２ｍｍである実施の形態に適している。
【００４５】
角度Ａを増大させることによりクロストークの減少を実現することができる。一部の実施の形態において、角度Ａは２００以上とすることができる。しかし、角度Ａが増大すると、５２０Ａ´、５２０Ｂ´のような横列の方向に向けて測定したとき、導体５３０Ｂ´、５３２Ａ´の間の距離は減少する。従って、隣接する信号導体の縦列間の伝達通路５５０´（図５Ｂ）のような伝達通路の幅は減少する。隣接する導体の縦列の間の妨害されない空間の幅が減少するに伴い、伝達通路５５０´内にて伝達できるトレースは少なくなり、又は導体から分離した状態を保つため、トレースは蛇行状パターンにて伝達しなければならない。これらは、真直ぐなトレースよりも信号の伝送特性を悪化させ、また、図５Ａの伝達通路５５０のような妨害物無しの伝達通路を通る場合よりも蛇行通路を通って伝送できるトレースは少ないから、トレースにとって蛇行状パターンは望ましくない。
【００４６】
伝達通路５５０´を通して信号を伝達する能力の損失は、伝達通路５５２´のように、直交する方向に向けて伸びる伝達通路の幅を増大させることで相殺することができる。しかし、角度Ａは、所望のレベルのクロストークの減少を実現するのに必要とされるように小さく保つことが望ましい場合がある。
【００４７】
１つの縦列内にて対の信号導体の各々を機械的に傾斜させることにより実現されるクロストークの減少は、任意の隣接する対の信号導体間のクロストークを減少させるべく採用することができる。例えば、図６Ｂは、対の導体５３０Ａ´、５３０Ｂ´を通って伝わる差分信号を導体５３２Ａ´、５３２Ｂ´内を伝わる信号と結合する状態が示されているが、図６Ｂに示したような導体の機械的に傾斜した配置は、導体５３２Ａ´、５３２Ｂ´と導体５３２Ａ´、５３２Ｂ´を通り又はフットプリント内にて各その他の隣接する対の間を伝わる信号との結合状態を同様に減少させる。
【００４８】
差分信号の導体の機械的に傾斜した配置は、相互接続システムのその他のフットプリントにて又はその他の部分にて採用することができる。例えば、図５Ｃには、１つのコネクタに対する１つの代替的なフットプリントが示されている。図５Ｃのフットプリントにおいて、対の導体は、縦列５１０Ａ´´、５１０Ｂ´´のような縦列に沿って配置される。個々の導体対は、２つの隣接する横列内に配置される。例えば、導体は、横列５２０Ａ´´、５２０Ｂ´´に配置される。図示したように、各対内の導体は、公称の縦列の向きに対して角度Ａだけ機械的に傾斜させてある。図５Ｃのフットプリントは、導体の横列５２０Ｃを含む点にて図５Ｂのフットプリントと相違する。横列５２０Ｃ内の導体は接地に接続し、これにより相互接続システムの信号発振部分を通して各縦列に沿って隣接する対の信号導体間に遮蔽効果を提供することができる。更に、横列５２０Ｃ内の導体は、フットプリントにて取り付けられたコネクタ内にて遮蔽部材との接続部を提供することができる。
【００４９】
図５Ｃには、クロストークを減少させるその他の技術と共に、クロストークを減少させるため、対の信号導体を機械的に傾斜させる方法を使用することが可能であることが実証されている。図７Ａ、図７Ｂには、クロストークを減少させることができる更なる方法が示されている。図７Ａには、相互接続システム内にてクロストークを更に減少させる作用部を含むウェハ１２２´が示されている。ウェハ１２２´の一部分７１０は、バックプレーンコネクタ２１０のハウジング２１６内に嵌まる形状とすることができ、また、バックプレーン２１０内にて信号導体の合わさり部分２１４と係合するウェハ１２２´内の信号導体の合わさり部分７１２を含むことができる。図示した実施の形態において、合わさり部分７１２は、バックプレーンコネクタ２１０の合わさり部分２１４と整合するよう対にて配置されている。
【００５０】
ウェハ１２２´は、部分７１０内にて信号導体間にキャビティ７２０を有するように形成することができる。キャビティ７２０は損失性インサート７２２を受け入れる形状とすることができる。損失性インサート７２２は、全体として損失性導体又は損失性誘電体と称する材料にて出来ており又はこれらの材料を含むことができる。電気的損失性材料は、また、全体として導体であると考えられるが、対象とする周波数範囲に渡って比較的不良な導体であり、高導電率を提供しないよう十分に分散された粒子又は領域を保持し又はその他、対象とする周波数範囲に渡って比較的弱いバルク導電率となる性質を持つように作製された材料にて形成することが出来る。
【００５１】
電気的損失性材料は、典型的に、１シーメンス／メートルないし６．１×１０７シーメンス／メートルの導電率を有する。好ましくは、１シーメンス／メートルないし１×１０７シーメンス／メートルの導電率を有する材料が使用され、また、ある実施の形態において、約１シーメンス／メートルないし３×１０４シーメンス／メートルの導電率を有する材料が使用される。
【００５２】
電気的損失性材料は、１Ω／平方ないし１０６Ω／平方の表面抵抗率を有するもののような、部分的に導電性材料としてもよい。ある実施の形態において、電気的損失性材料は、１Ω／平方ないし１０３Ω／平方の範囲の表面抵抗率を有する。別の実施の形態において、電気的損性材料は、１０Ω／平方ないし１００Ω／平方の範囲の表面抵抗率を有する。特定の例として、材料は、約２０Ω／平方ないし４０Ω／平方の範囲の表面抵抗率を有するものとすることができる。
【００５３】
ある実施の形態において、電気的損失性材料は、導電性粒子を保持するフィラーをバインダに添加することにより形成される。電気的損失性材料を形成するフィラーとして使用することができる導電性粒子の例は、繊維、フレーク、ニッケル−黒鉛粉体又はその他の粒子として形成される炭素又は黒鉛を含む。粉体、フレーク、繊維、ステンレススチール繊維又はその他の粒子の形態をした金属を適した使用して電気的損失性の性質を提供することもできる。これと代替的に、フィラーの組み合わせを使用してもよい。例えば、金属めっきした炭素粒子を使用することができる。銀及びニッケルは、繊維に対して適した金属めっきである。被覆した粒子は、単独にて又はその他のフィラーと組み合わせて使用することができる。ナノチューブ材料を使用することもできる。材料の混合体を使用することもできる。
【００５４】
好ましくは、フィラーは、粒子から粒子への導電路が形成されるのを許容するのに十分な体積率にて存在するものとする。例えば、金属繊維が使用されるとき、繊維は、体積比にて約３％ないし４０％で存在することができる。フィラーの量は、材料の導電性の性質に影響を与えるであろう。別の実施の形態において、バインダは、体積比にて１０％ないし８０％の比にて導電性フィラーが充填される。より好ましくは、この充填は、体積比にて３０％以上とする。最も好ましくは、導電性フィラーは、体積比にて４０％ないし６０％の範囲にて充填されるものとする。
【００５５】
繊維状フィラーが使用されるとき、繊維は、０．５ｍｍないし１５ｍｍの範囲の長さにて存在することが好ましい。より好ましくは、長さは、３ｍｍないし１１ｍｍの範囲とする。一例としての実施の形態において、繊維の長さは３ｍｍないし８ｍｍの範囲にある。
【００５６】
１つの考えられる実施の形態において、繊維状フィラーは、高アスペクト比（長さ対幅の比）を有する。該実施の形態において、繊維は、１０以上、より好ましくは、１００以上のアスペクト比を有することが好ましい。別の実施の形態において、ニッケルめっきした黒鉛フレークを保持するためのバインダとしてプラスチック樹脂が使用される。１つの特定的な例として、損失性導電性材料は、ニッケル被覆した黒鉛繊維３０％、ＬＣＰ（液晶ポリマー）４０％及びＰＰＳ（ポリフェニリンサルファイド）３０％とすることができる。
【００５７】
充填した材料は、ティコナ（Ｔｉｃｏｎａ）によりセルストラン（ＣＥＬＥＳＴＲＡＮ）（登録商標名）という商標名にて販売されている材料のような、市販のものを購入することができる。米国、マサチューセッツ州、ビレリカのテックフィルム（Ｔｅｃｈｆｉｌｍ）が販売する損失性導電性の炭素充填接着剤プリフォームのような、市販のプリフォームを使用することもできる。
【００５８】
損失性インサート７２２は、任意の適した方法にて形成することができる。例えば、充填したバインダは、損失性インサート７２２に望まれる断面と同一の断面を有するバーを使用して押出し成形することができる。かかるバーは、損失性インサート７２２に望まれるような厚さを有するセグメントとなるように切断することができる。次に、かかるセグメントは、キャビティ７２０内に挿入することができる。インサートは、締まり嵌めにより又は接着剤又はその他の固定手段を使用してキャビティ７２２内にて保持することができる。１つの代替的な例として、上述したように充填された未硬化の材料をキャビティ７２０内に挿入し且つその位置にて硬化させることができる。
【００５９】
図７Ｂには、導電性インサート７２２がその位置にあるウェハ１２２´が示されている。この図にて見ることができるように、導電性インサート７２２は、対の信号導体の合わさり部分７１２を分離させる。ウェハ１２２´は、ウェハ１２２´内にて信号導体に対してほぼ平行な遮蔽部材を含むことができる。遮蔽部材が存在するとき、損失性インサート７２２は、遮蔽部材に電気的に結合し且つ、直接的な電気的接続部を形成することができる。損失性インサートを遮蔽部材に固定するため、導電性エポキシ又はその他の導電性接着剤を使用して結合を実現することができる。これと代替的に、損失性インサート７２２を遮蔽部材に対して押し付けることにより損失性インサート７２２と遮蔽部材との間の電気的結合を実現してもよい。損失性インサート７２２が遮蔽部材に物理的に近接していることは、遮蔽部材と損失性インサートとの間に容量結合を実現することができる。これと代替的に、損失性インサート７２２がウェハ１２２´内にて十分な圧力にて遮蔽部材に対して保持される場合、直接的な接続部を形成してもよい。
【００６０】
しかし、損失性インサート７２２と遮蔽部材との間の電気的結合は必ずしも必要ではない。相互接続システムの合わさり部分７１０のクロストークを減少させるため、損失性インサート７２２を遮蔽部材無しにてコネクタ内で使用することができる。
【００６１】
本発明を示すために特定の実施の形態を選んだが、当該技術の当業者には、特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱せずに色々な変更及び改変例を具体化することが可能であることが理解されよう。
【００６２】
例えば、本発明は、図示したようなバックプレーン／ドータカードコネクタシステムに限定されるものではない。本発明は、中間面コネクタ、積層コネクタ、メザニン（ｍｅｚｚａｎｉｎｅ）コネクタのようなコネクタ内に又は任意のその他の相互接続システム内に組み込むことができる。
【００６３】
対の信号導体を機械的に傾斜させることにより、クロストークを減少させるアプローチ法は、バックプレーンの信号発信部分に導体穴を有する状態で示されているが、信号導体は、相互接続システムの任意の部分にて機械的に傾斜させることができる。例えば、導体は、ドータカードの信号発信部分内にて傾斜させることができる。これと代替的に、何れかのコネクタ片内の信号導体を傾斜させてもよい。
【００６４】
更なる例として、信号導体は、横列又は縦列に配置されるものとして説明した。明確に別段の記載がない限り、「横列」又は「縦列」という語は、特定の向きを意味するものではない。また、特定の導体は「信号導体」として規定される。このような導体は、高速度の電気信号を伝搬するのに適しているが、信号導体の全てをこの態様にて採用する必要があるわけではない。例えば、ある信号導体は、コネクタが電気システム内に設置されるとき、接地に接続するか、又は単に使用しなくてもよい。
【００６５】
縦列は、全て、同一数の信号導体を有するものとして示されているが、本発明は、矩形の配列の導体を有する相互接続システム内にて使用することにのみ限定されるものではない。また、１つの縦列内の全ての位置に、信号導体が存在するようにする必要もない。同様に、一部の導体は、接地又は参照導体として説明した。かかる導体は、接地と接続するのに適しているが、必ずしもこのように使用する必要はない。また、「接地」という語は、本明細書にて参照電位を意味するために使用した。例えば、接地は正又は負給電とし、また、アース接地にのみ限定する必要はない。また、信号導体は、ブレード及び二重ビームの形状とされた合わさり接点部分を有するものとして図示されている。代替的な形状も使用可能である。例えば、ピン及び単一のビームを使用することができる。かかる変更、改変例及び改良例は、本開示の一部とすることを意図するものであり、また、本発明の精神及び範囲に属することを意図するものである。従って、上記の説明及び図面は単に一例にしか過ぎないものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】先行技術のコネクタの分解斜視図である。
【図２】本発明の１つの実施の形態に従った電気コネクタの斜視図である。
【図３】図２の電気コネクタを製造するとき使用されるリードフレームの斜視図である。
【図４Ａ】図３のリードフレームの１対の信号導体の斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示した対の信号導体の概略図である。
【図４Ｃ】図４Ａに示した対の信号導体の概略図である。
【図５Ａ】先行技術の相互接続システムにおける信号導体の位置を示す概略図である。
【図５Ｂ】本発明の実施の形態に従った相互接続システムにおける信号導体の配置状態を示す概略図である。
【図５Ｃ】本発明の実施の形態に従った相互接続システムにおける信号導体の配置状態を示す概略図である。
【図６Ａ】先行技術の相互接続システムにおける対の信号導体の間の電気的締まり嵌め状態を示す概略図である。
【図６Ｂ】本発明の１つの実施の形態に従った対の信号導体間の締まり嵌め状態を示す概略図である。
【図７Ａ】電気コネクタの１つの代替的な実施の形態を示す部分分解斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａの電気コネクタの正面図である。
【図１】
2008545250.tif 000003
【図２】
2008545250.tif 000004
【図３】
2008545250.tif 000005
【図４Ａ】
2008545250.tif 000006
【図４Ｂ】
2008545250.tif 000007
【図４Ｃ】
2008545250.tif 000008
【図５Ａ】
2008545250.tif 000009
【図５Ｂ】
2008545250.tif 000010
【図５Ｃ】
2008545250.tif 000011
【図６Ａ】
2008545250.tif 000012
【図６Ｂ】
2008545250.tif 000013
【図７Ａ】
2008545250.tif 000014
【図７Ｂ】
2008545250.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月6日(2008.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年６月３０日付けで出願された米国仮特許出願番号６０／６９５，３０８による米国法３５  １１９条に基づく優先権を主張するものである。本出願は、米国仮特許出願番号６０／６９５，２６４に基づいて、２００６年６月２９日付けで出願された、合わさり接点領域内の遮蔽効果が改良されたコネクタ（Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ  Ｗｉｔｈ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ  Ｉｎ  Ｍａｔｉｎｇ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｒｅｇｉｏｎ）という
名称の共同出願係属中の米国特許出願番号 に関するものである。
【０００２】
本発明は、全体として、改良された信号品位を有する高速度電気コネクタのような、電気相互接続システム用の電気コネクタに関する。
【背景技術】
【０００３】
電気コネクタは多くの電子システムにて使用されている。別個のＰＣＢを容易に組み立て又は電子システムから除去することを許容する、プリント回路板（「ＰＣＢ」）間の接続を為すため、電気コネクタがしばしば使用されている。幾つかのＰＣＢ上にて電子システムを組み立て、その後に、そのＰＣＢが電気コネクタにより互いに接続されるようにすることは、単一のＰＣＢ上にシステムの全体を製造する場合よりも一般に容易で且つより経済的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子システムは、一般に、より小型化し、迅速で且つ機能的により複雑化している。これらの変化は、これらの回路が作動する周波数と共に、電子システムの所定の領域内の回路数が近年、著しく増大していることを意味する。現在のシステムは、数年前のシステムよりもＰＣＢ間にてより多くのデータを伝達し、より高密度で且つより高周波数にて作動する電気コネクタを必要とする。
【０００５】
コネクタがより高密度となり、また、信号周波数が増すに伴い、信号導体間のインピーダンスの不適合又はクロストークに起因する反射の結果として、電気的雑音がコネクタ内にて発生される可能性がより大きくなる。このため、電気コネクタは、差分信号路間のクロストークを制御し且つ、信号路の各々のインピーダンスを制御する設計とされている。典型的に、接地に接続された金属ストリップ又は金属板である遮蔽部材は、信号導体に隣接する位置に配置されたとき、クロストーク及びインピーダンスの双方に影響を与える可能性がある。適正な設計の遮蔽部材は、コネクタの性能を著しく向上させることができる。
【０００６】
高周波性能は、差分信号を使用することにより改良される場合がある。差分信号は、「差動対」と称される１対の導電路により表わされる。導電路間の電圧差が信号を表す。一般に、差動対の２つの導電路は、互いに接近して伸びるように配置されている。差動コネクタにおいて、対の信号導体の何れかが他方の信号導体に対して接近する程度よりも近接して差分信号を伝搬する１対の信号導体を配置することも知られている。
【０００７】
遮蔽によって電気コネクタの高周波数の性能が近年改良されているにも拘らず、更に改良された性能を有する相互接続システムを備えることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、誘電性ハウジングと、プリント回路板と合わさり得るようにされた少なくとも１対の信号導体とを含む電気コネクタに関する。対の信号導体は、第一及び第二の導体を含む。第一の導体は、第一の合わさり部分と、第一の合わさり部分から遠方の第一の接点部分と、その両者の間の中間部分とを含む。第二の導体は、第二の合わさり部分と、第二の合わさり部分から遠方の第二の接点部分と、その両者の間の第二の中間部分とを含む。第一及び第二の合わさり部分の各々は、合わさり部分の軸線を画成し、また、第一及び第二の接点部分の各々は接点部分の軸線を画成する。接点部分の軸線は、合わさり部分の軸線から偏位されている。
【０００９】
本発明は、また、誘電性ハウジングと、プリント回路板と合わさり得るようにされた少なくとも１対の信号導体とを含む電気コネクタにも関する。対の信号導体は、第一及び第二の導体を含む。第一の導体は、第一の合わさり部分と、第一の接点部分と、その両者の間の第一の中間部分とを含む。第二の導体は、第二の合わさり部分と、第二の接点部分と、その両者の間の第二の中間部分とを含む。第一及び第二の合わさり部分の各々は、中心軸線を含み、また、第一及び第二の接点部分の各々は中心軸線を画成する。第一及び第二の合わさり部分の中心軸線は、その間に、第一及び第二の接点部分の中心軸線間に画成された第二の距離もよりも長い第一の距離を画成する。
【００１０】
本発明は、また、第一のプリント回路板に取り付け可能である第一の電気コネクタを含む相互接続組立体にも関する。第一の電気コネクタは、複数の対の信号導体を含む。対の信号導体の各々は、第一及び第二の導体を含み、これらの導体は、第一の電気コネクタに形成されたそれぞれ対の第一及び第二のめっき穴と係合可能である。対の第一及び第二のめっき穴は、複数の横断縦列及び横列に配設されている。第一のめっき穴は、互いに整合されて第一の軸線を画成する。第二のめっき穴の各々は、それぞれの第一のめっき穴から偏位されており、このため、第一のめっき穴の１つと第二のめっき穴の１つとの間に画成された第二の軸線は、第一の軸線に対して角度を付けて向き決めされている。
【００１１】
本発明の目的、利点及び顕著な特徴は、添付図面と共に、本発明の１つの好ましい実施の形態を開示する以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、以下の説明に掲げ又は図面に示した構成要素の構造及び配置の詳細にのみその適用例が制限されるものではない。本発明は、その他の実施の形態にて実施可能であり、また、色々な方法にて実施し又は実行することができる。また、本明細書に記載された文言及び技術用語は、説明のためであり限定的なものとみなすべきではない。「含む」、「備える」又は「有する」、「保持する」、「関係する」及びその変形例を使用することは、以下に掲げたもの及びその等価物並びにそれらの追加的なものを包含することを意味するものである。
【００１３】
図１には、本発明に従って、遮蔽システムにて改良することができる一例としての先行技術のコネクタシステムが示されている。図１の例において、電気コネクタは、プリント回路板を直角にバックプレーンと接続し得るようにされた２部分の電気コネクタである。該コネクタは、バックプレーンコネクタ１１０と、バックプレーンコネクタ１１０と合わさり得るようにされたドータカードコネクタ１２０とを含む。
【００１４】
バックプレーンコネクタ１１０は、全体として縦列に配置された多数の信号導体を含む。信号導体は、典型的に、プラスチック又はその他の絶縁性材料にて成形されたハウジング１１６内に保持されている。信号導体の各々は、接点尾部１１２と、合わさり部分１１４とを含む。使用時、接点尾部１１２は、バックプレーン内にて導電性トレースに装着される。特に、接点尾部１１２は、バックプレーンの穴内に挿入される圧力嵌めした接点尾部である。圧力嵌め接点尾部は、穴内部の伝導性めっきと電気的接続を為す一方、穴は、バックプレーン内のトレースと接続される。
【００１５】
図１の例において、信号導体の合わさり部分１１４は、ブレードの形状とされている。バックプレーンコネクタ１１０内の信号導体の合わさり部分１１４は、ドータカードコネクタ１２０の信号導体の合わさり部分と合わさるように配置されている。この例において、バックプレーン１１０の合わさり部分１１４は、ドータカードコネクタ１２０の合わさり部分１２６と合わさり、信号を伝達するための分離可能な合わさる境界面を形成する。
【００１６】
ドータカードコネクタ１２０内の信号導体は、プラスチック又はその他の同様の絶縁性材料にて形成することができるハウジング１３６内に保持される。接点尾部１２４がコネクタ１２０のハウジングから伸びており、また、ドータカードに装着し得るように配置されている。図１の例において、ドータカードコネクタ１２０の接点尾部１２４は、接点尾部１１２と同様の圧力嵌め接点尾部である。
【００１７】
図示した実施例において、ドータカードコネクタ１２０は、ウェハ１２２から形成される。簡略化のため、単一のウェハ１２２が図１に示されている。ウェハ１２２は、コネクタの１つの縦列に対し各々、信号導体を保持するサブ組立体として形成される。ウェハは、金属補強材１３０のような支持構造体内にて共に保持される。ウェハの各々は、ウェハ１２２を補強材１３０に装着することのできるそのハウジング内の装着作用部１２８を含む。
【００１８】
コネクタ内に組み込まれたとき、ウェハの接点尾部１２４は、全体として、ドータカードコネクタ１２０の絶縁したハウジングの面から伸びている。使用時、この面は、ドータカードの面（図示せず）に対して押し付けられて、ドータカード内にて接点尾部１２４と信号トレースとを接続する。同様に、バックプレーンコネクタ１１０の接点尾部１１２は、ハウジング１１６の面から伸びている。この面は、バックプレーンの面（図示せず）に対して押し付けられ、接点尾部１１２がバックプレーン内にてトレースと接続することを許容する。このようにして、信号は、ドータカード１２０の信号導体を通ってドータカードからバックプレーンコネクタ１１０の信号導体内に進むことができ、この信号導体内にて導体はバックプレーン内のトレースと接続することができる。
【００１９】
図２には、本発明の１つの実施の形態に従ったバックプレーンコネクタ２１０が示されている。バックプレーンコネクタ２１０は、プラスチック又はその他の適した絶縁性材料にて成形することのできるハウジング２１６を含む。信号導体２０２がハウジング２１６に埋め込まれており、信号導体の各々は、ハウジング２１６の床２１８から伸びる合わさり部分２１４と、ハウジング２１６の下面から伸びる接点尾部２１２とを有している。接点尾部２１２は、プリント回路板と係合する既知のサーフェスマウント又は圧力取付け型接点尾部とすることができる。
【００２０】
信号導体２０２の接点尾部２１２及び合わさり部分２１４は、ハウジング２１６内にて多数の平行な縦列に配置することができる。信号導体２０２は、各縦列内にて対に配置されている。かかる形態は、差分信号を伝搬するコネクタにとって望ましい。図２には、例えば、各縦列にて５対の信号導体２０２が示されている。１つの実施の形態において、対の信号導体２０２は、１対内の個々の信号導体２０２が隣接する対の間の間隔、すなわち、１対の信号導体と隣接する対の直ぐ隣りの信号導体との間の間隔よりも接近するように配置される。隣接する対の信号導体間の間隔は、コネクタ内の遮蔽部材又はその他の接地構造に対する接点尾部を保持することができる。
【００２１】
信号導体２０２の各縦列の間に遮蔽体２５０を配置することができる。遮蔽体２５０の各々は、ハウジング２１６間のスロット２２０内に保持することができる。しかし、遮蔽体２５０を固定する任意の適当な手段を使用することができる。
【００２２】
遮蔽体２５０の各々は、薄板金属のような導電性材料にて出来ていることが好ましい。導電性の遮蔽構造体は、非導電性構造体をドータピングし又はコーティングして、これらを完全に又は部分的に導電性にするか、又は導電性粒子が充填されたバインダを成形し又は整形するといった任意な適した仕方にて形成することができる。遮蔽体２５０は、順応性部材を含むことができる。各遮蔽体２５０の薄板金属は、リン青銅、ベリリウム銅又はその他の展性な金属合金のような金属とすることができる。
【００２３】
遮蔽体２５０の各々は、バックプレーンコネクタ２１０がバックプレーンに装着されたとき、接地に結合される設計とさすることができる。かかる接続は、信号導体をバックプレーンに接続するため使用した接点尾部２１２と同様の、遮蔽体２５０上の接点尾部を通して行なうことができる。しかし、遮蔽体２５０は、任意の適した型式の接点尾部を通してバックプレーン上の接地に直接、接続するか又は１つ又はより多くの中間構造体を通して接地に間接的に接続することができる。バックプレーンコネクタ２１０は、ハウジング２１６を成形し、その後、信号導体２０２及び遮蔽部材２５０をハウジング２１６内に挿入することにより製造することができる。
【００２４】
図３を参照すると、ハウジング２１６内に挿入することのできる多数対の信号導体２０２を含むリードフレーム３００が示されている。各対の信号導体２０２は、第一及び第二の信号導体３２０Ａ、３２０Ｂを含む。信号導体の各々は、合わさり部分２１４と、接点尾部２１２とを含む。図３にて理解し得るように、信号導体の各々は、ハウジング２１６の床２１８内に配置することができる中間部分３２２Ａを含むこともできる。保持部材３２４は、ハウジング２１６内にてリードフレーム３００の各々を固定するため、ハウジングの床２１８に埋め込むことができる。
【００２５】
リードフレーム３００は、信号導体３２０Ａ、３２０Ｂを形成するため使用した薄板金属又はその他の材料から押し抜き加工することができる。リードフレーム３００は、簡略化のため、長い金属ストリップから押し抜き加工して多数の信号導体を形成することができる。図３には、例えば、７対の信号導体３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃ、３１０Ｄ、３１０Ｅ、３１０Ｆ、及び３１０Ｇが示されている。信号導体が半自動の工程にて押し抜き加工される実施の形態において、１つのストリップにて数千又は数万個の信号導体を押し抜き加工することができる。
【００２６】
対の信号導体２０２は、タイバー３０４によりキャリアストリップ３０２に対して保持されている。タイバー３０４は、対の信号導体２０２をリードフレーム３００から分離させ、その後に、これらをコネクタハウジング２１６内に挿入するため容易に切断できる比較的薄い金属ストリップである。幾つかの実施の形態において、信号導体の縦列の全体は、１回の工程にてリードフレーム３００から分離させ且つハウジング２１６内に挿入することができる。しかし、１回の工程にて任意の数の信号導体をハウジング２１６内に挿入することができる。対の信号導体が同時にハウジング２１６内に挿入される実施の形態において、対の信号導体をハウジング２１６内に挿入するため必要とされる場合と同一の間隔にてリードフレーム３００上にて隔てることが望ましい。同様に、多数の対がハウジング２１６内に同時に挿入される実施の形態において、対は、ハウジング２１６内に挿入するため必要とされるのと等しい間隔をリードフレーム３００上に有することが望ましい。
【００２７】
図３に示したように、対の信号導体２０２は、ハウジング２１６内に挿入するときに有するであろうと同一の間隔にてリードフレーム３００内に保持されている。対３１０Ｇ、３１０Ｆのような隣接する対の信号導体は、中心線上間隔Ｄ１を有する。幾つかの実施の形態において、Ｄ１は６ｍｍ以下とすることができ、１つの実施例において約５．６ｍｍであり、別の実施の形態において、約５ｍｍである。
【００２８】
図３にはまた、対３１０Ｅのような１対における信号導体３２０Ａ、３２０Ｂの中心線上間隔Ｄ２も示されている。幾つかの実施の形態において、Ｄ２は２ｍｍ以下とすることができ、また、１つの実施例において約１．８５ｍｍであり、別の実施例において、約１．２５ｍｍである。
【００２９】
１対の信号導体の各々の合わさり部分２１４の中心線上間隔は、対の信号導体の接点尾部２１２に対する中心線上間隔と等しくする必要はない。図３に示したように、対３１０Ｅの合わさり部分２１４の間の中心線上間隔Ｄ２は、接点尾部２１２の中心線上間隔Ｄ３よりも大きい。接点尾部２１２の中心線上間隔Ｄ３は、１．８５ｍｍ未満とすることができる。一部の実施の形態において、接点尾部２１２の中心線上間隔Ｄ３は約１．４ｍｍである。
【００３０】
次に、図４Ａを参照すると、１対の信号導体３２０Ａ、３２０Ｂがリードフレーム３００から分離して拡大図にて示されている。この場合、信号導体３２０Ａ、３２０Ｂは、全体としてブレード型信号導体の形態にて示されている。しかし、信号導体３２０Ａ、３２０Ｂは、それぞれ湾曲部分４２２Ａ、４２２Ｂを含む。湾曲部分４２２Ａ、４２２Ｂは、接点尾部２１２に対して合わさり部分２１４の間隔及び向きと相違する所望の間隔及び向きを与えることができる。
【００３１】
接点尾部２１２の位置は、対の信号導体３２０Ａ、３２０Ｂの正面図を概略図的に示す図４Ｂにて見ることができる。図４Ｂの正面図から理解し得るように、湾曲部分４２２Ａ、４２２Ｂは、信号導体３２０Ａ、３２０Ｂの順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂに対する取り付け点をそれぞれ提供する。順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂは、信号導体３２０Ａ、３２０Ｂに対して偏心状態に取り付けられている。特に、順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂは、接点尾部の順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂの中心軸線の間の中心線上間隔Ｄ３が信号導体３２０Ａ、３２０Ｂの合わさり部分２１４の中心軸線間の中心線上間隔Ｄ２よりも小さいように取り付けられる。
【００３２】
以下により詳細に説明するように、図示した間隔は、バックプレーンの信号発信部分にて発生される雑音を減少させる。
【００３３】
相互接続システムの信号発信部分は、バックプレーンのようなプリント回路板のトレースとコネクタ内の信号導体との間の転移部を提供する。プリント回路板内にて、トレースは、接地面から全体として十分に制御された間隔を有している。接地面は、遮蔽効果及びインピーダンスを制御し、プリント回路板内の信号トレースが相互接続システムの比較的低雑音部分を提供するようにする。コネクタ本体内にて、同様のインピーダンス制御構造体は、遮蔽部材により提供することができる。しかし、かかるインピーダンス制御部分は、信号の発信作用に欠ける。更に、信号発信部分内の対の信号導体間にて、遮蔽効果は相互接続システムのその他の部分よりも低い。
【００３４】
信号導体対の順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂを互いにより接近するようにすれば、合わさり部分が導体と、相互接続システムのプリント回路板の関係しためっき穴とを互いにより接近させることを許容する。導体及びめっき穴を互いにより接近させれば、導体間の結合が増し、これに相応して差分信号を伝搬する対の導体間の結合程度を減少させる。このため、順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂ間の間隔を小さくすることにより、クロストークは減少する。
【００３５】
図４Ｃには、クロストークを更に減少させる信号導体３２０Ａ、３２０Ｂの追加的な形態が示されている。図４Ｃには、対の信号導体３２０Ａ、３２０Ｂの側面図が示されている。図４Ｃには、湾曲部分４２２Ａ、４２２Ｂは拡がること、すなわち、これらの部分は対の信号導体の合わさり部分２１４に対して反対方向に曲がることが示されている。その結果、相対的な軸線は、互いに偏位されており、このため、順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂは各々、合わさり部分２１４の中心から距離Ｄ４だけ偏位されている。距離Ｄ４は、０．５ｍｍ以下のように比較的短くしてもよい。１つの実施の形態において、距離Ｄ４は、約０．２ｍｍとすることができる。順応性部分の各々は、信号導体の公称中心から偏位させることができるが、対称に偏位させることは必ずしも必要とされず、また、双方の順応性部分を偏位させる必要もない。
【００３６】
湾曲部分４２２により提供される複合曲線の正味効果は、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃにより示されている。図５Ａには、１つの両面にて交差するときの先行技術の相互接続システム及び相互接続システムの信号導体が示されている。図５Ａの実施例において、該面は、バックプレーンコネクタ２１０が取り付けられるプリント回路板の信号発信部分に沿って示したものである。このように、図５Ａに示した信号導体は、導体５３０Ａ、５３０Ｂ、５３２Ａ、５３２Ｂのみを番号で示した、導体と関係したプリント回路板のめっき穴により示されている。図５Ａに示した図は、プリント回路板上のコネクタ「フットプリント（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）」と称されることがある。図５Ａにおいて、導体は、５１０Ａ、５１０Ｂのような縦列及び横列５２０Ａ、５２０Ｂにて矩形の配列で配置されている。
【００３７】
これに反して、図５Ｂには、湾曲部分４２２Ａ、４２２Ｂを各対の信号導体２０２と関係付けることに起因する２つの変更点が示されている。差分信号を伝搬する各対の導体は、５１０Ａ´、５１０Ｂ´のような、公称縦列の位置の回りにて導体列の１つの寸法に沿って配置されている。しかし、湾曲部分４２２Ａ、４２２Ｂのため、５３０Ａ´、５３０Ｂ´のような対の導体は、公称縦列位置５１０Ａ´に対し角度Ａだけ機械的に傾斜した軸線５４０に沿って配置されている。更に、順応性部分４２４Ａ、４２４Ｂは、互いに偏心されているため、導体５３０Ａ、５３０Ｂのような、導体対の各々と関係しためっき穴は、５２０Ａ、５２０Ｂ（図５Ａ）のような横列よりも互いに接近した５２０Ａ´、５２０Ｂ´のような横列に属する。
【００３８】
横列を互いに接近させることは、差動対を形成する導体間の結合程度を増し、このことは、隣接する信号導体との結合程度を減少させる。各対が配設される軸線が機械的に傾斜していることの利点については、図６Ａ及び図６Ｂに関して説明する。
【００３９】
図６Ａには、図５Ａのフットプリントの一部分が示されている。図６Ａにおいて、１対の導体５３０Ａ、５３０Ｂ及び隣接する縦列中の１対の導体５３２Ａ、５３２Ｂが示されている。各対の穴は、プリント回路板の信号発信部分を通して導体を介して差分信号を伝搬することができる。図６Ａには、対の導体５３０Ａ、５３０Ｂを通って伝播された信号と関係した電磁界強度が示されている。図６Ａにおいて、ビア５３０Ａは、「＋」の極性を有するよう示され、ビア５３０Ｂは、「−」の極性の信号を伝搬する状態で示されている。かかる表示は、任意の一定の参照レベルに対する極性を示すのではなくて、差分信号の一部分を形成する信号を伝搬する導体を識別するため使用される。
【００４０】
平衡状態の差動対の場合、差動対の導体の各々の振幅は等しく、極性は逆である信号を伝搬し、各々からの電磁電位は対の導体間の中間点にて振幅は等しく、極性は逆であるから、対の導体間の中心点における電磁電位は、０である。従って、領域６１０は、対の導体５３０Ａ、５３０Ｂ間の中間点にて０の電磁界を有する。導体の何れかに接近して、遠方の導体からの電磁電位は、より接近した導体からの電磁電位を完全には打ち消さない。その結果、中心から離れた導体間にて電磁電位が増大した領域が生じる。電磁電位が僅かに増大した、かかる領域は、領域６１２Ａ、６１２Ｂにより示されている。領域６１２Ａ、６１２Ｂは、全体として同一振幅の電磁電位を保持している。しかし、導体５３０Ａにより接近した領域６１２Ａは、「＋」の極性を有する。これと逆に、領域６１２Ｂは「−」の極性を有するであろう。領域６１４Ａ、６１４Ｂは、同様に、逆極性の電磁電位を有し、領域６１４Ａは「＋」の極性を有し、領域６１４Ｂは「−」の電磁電位を有する。領域６１４Ａ、６１４Ｂは、領域６１２Ａ、６１２Ｂよりも導体の一方に更により接近しているから、領域６１４Ａ、６１４Ｂ内の電磁電位の振幅は、領域６１２Ａ、６１２Ｂ内の振幅よりも大きい。
【００４１】
信号導体から更に離れた領域において、電磁電位は、より接近した２つの信号導体により伝搬される信号の極性の影響を受けた極性を依然として有するが、振幅は、信号導体からの距離が長いため、減少するであろう。従って、領域６１６Ａ、６１６Ｂは、「＋」及び「−」の極性であるが、２つの領域６１４Ａ、６１４Ｂよりは振幅が小さい領域である。
【００４２】
何らかの特定の理論により拘束されるものではないが、本発明は、図６Ａは従来の電気コネクタの設計の短所を示すものであると認識する。特に、それらのめっきした穴５３２Ａ、５３２Ｂにより表わした、第二の差分信号を伝搬する信号導体は、導体５３０Ａ、５３０Ｂのような隣接する対の導体により発生された最大の電磁電位を表わす領域６１４Ａ、６１４Ｂに属する。更に、領域６１４Ａ、６１４Ｂ内の信号の極性は逆である。差分信号は、対内の双方の信号導体が同一振幅及び極性の放射線に曝されたとき、電磁電位に対して比較的非感受性であるが、差分信号を伝搬する対の導体が振幅又は極性の異なる電磁放射線に曝されたとき、差分信号は「雑音が多く」なる。従って、図６Ａには、雑音排除性、従って、クロストークの減少が望まれる箇所である隣接する対の比較的適正でない位置が示されている。
【００４３】
図６Ｂには、図４Ａに示した信号導体に対するコネクタ用のフットプリントにて生ずるであろう、差動対の導体５３０Ａ´、５３０Ｂ´と関係しためっきした穴のフィールドパターンが示されている。対５３０Ａ´、５３０Ｂ´と関係した放射線の全体的な強度は、信号が互いに接近しているため、減少するであろう。更に、傾斜角度Ａは、対の導体５３０Ａ´、５３０Ｂ´と関係した電磁電位のパターンを変化させ、５３２Ａ´、５３２Ｂ´のような隣接する対の導体に対する効果を減少させる。理解し得るように、参照番号６１０´、６１２Ａ´、６１２Ｂ´、６１４Ａ´、６１４Ｂ´、６１６Ａ´、６１６Ｂ´で示したような電磁電位の帯域は、角度Ａだけ隣接する対の導体５３０Ａ´、５３０Ｂ´に対して傾斜している。例えば、導体５３０Ａ´、５３０Ｂ´により画成された軸線５４０（図５Ｂ）は、整合した縦列５１０Ａ´の軸線に対して角度Ａだけ傾斜している。この傾斜は、図６Ａに示した形態よりも影響が著しく減少した電磁電位の帯域内に隣接する導体を配置することになる。
【００４４】
この影響力の減少は、２つの方法にて生じるであろう。第一に、５３２Ａ´、５３２Ｂ´のような隣接する対における信号導体は、対の導体５３０Ａ´、５３０Ｗから最大の電磁電位を表わす、帯域６１４Ａ´、６１４Ｗに属しない。更に、傾斜は、隣接する対における信号導体を同一極性の帯域内に動かす傾向となる。導体５３２Ａ´、５３２Ｂ´を通じて伝搬された差分信号は、共通モードの雑音に対して比較的非感受性であり、双方の導体５３２Ａ´、５３２Ｂ´を同一極性の電磁電位に曝すことにより共通モードの成分が増大し、また、差動対が曝される放射線の差動モード成分を減少させる。このため、導体５３２Ａ´、５３２Ｂ´を通して伝搬された差分信号内にて誘発された全体的な雑音は、図６Ａに示したような、導体５３２Ａ、５３２Ｂにより伝搬された信号内に導入される雑音レベルに比較して減少する。
【００４５】
クロストークにて所望のレベルの減少効果を発生させる角度Ａの大きさは、差分信号を伝搬する１対の信号導体内の信号導体間の距離、対の信号導体間の間隔のような、因子に依存するであろう。角度Ａに対する適した大きさは、シミュレーションにより又は任意のその他の便宜な方法により経験的に決定することができる。一部の実施の形態において、角度Ａは約２０°以下とすることができる。かかる角度は、例えば、導体５３０Ａ´、５３０Ｂ´が直径１８ミル（０．４６ｍｍ）を有し且つ約１．４ｍｍだけ軸線５４０に沿って隔てられ、また、５１０Ａ´、５１０Ｂ´のような縦列の間隔が約２ｍｍである実施の形態に適している。
【００４６】
角度Ａを増大させることによりクロストークの減少を実現することができる。一部の実施の形態において、角度Ａは２００以上とすることができる。しかし、角度Ａが増大すると、５２０Ａ´、５２０Ｂ´のような横列の方向に向けて測定したとき、導体５３０Ｂ´、５３２Ａ´の間の距離は減少する。従って、隣接する信号導体の縦列間の伝達通路５５０´（図５Ｂ）のような伝達通路の幅は減少する。隣接する導体の縦列の間の妨害されない空間の幅が減少するに伴い、伝達通路５５０´内にて伝達できるトレースは少なくなり、又は導体から分離した状態を保つため、トレースは蛇行状パターンにて伝達しなければならない。これらは、真直ぐなトレースよりも信号の伝送特性を悪化させ、また、図５Ａの伝達通路５５０のような妨害物無しの伝達通路を通る場合よりも蛇行通路を通って伝送できるトレースは少ないから、トレースにとって蛇行状パターンは望ましくない。
【００４７】
伝達通路５５０´を通して信号を伝達する能力の損失は、伝達通路５５２´のように、直交する方向に向けて伸びる伝達通路の幅を増大させることで相殺することができる。しかし、角度Ａは、所望のレベルのクロストークの減少を実現するのに必要とされるように小さく保つことが望ましい場合がある。
【００４８】
１つの縦列内にて対の信号導体の各々を機械的に傾斜させることにより実現されるクロストークの減少は、任意の隣接する対の信号導体間のクロストークを減少させるべく採用することができる。例えば、図６Ｂは、対の導体５３０Ａ´、５３０Ｂ´を通って伝わる差分信号を導体５３２Ａ´、５３２Ｂ´内を伝わる信号と結合する状態が示されているが、図６Ｂに示したような導体の機械的に傾斜した配置は、導体５３２Ａ´、５３２Ｂ´と導体５３２Ａ´、５３２Ｂ´を通り又はフットプリント内にて各その他の隣接する対の間を伝わる信号との結合状態を同様に減少させる。
【００４９】
差分信号の導体の機械的に傾斜した配置は、相互接続システムのその他のフットプリントにて又はその他の部分にて採用することができる。例えば、図５Ｃには、１つのコネクタに対する１つの代替的なフットプリントが示されている。図５Ｃのフットプリントにおいて、対の導体は、縦列５１０Ａ´´、５１０Ｂ´´のような縦列に沿って配置される。個々の導体対は、２つの隣接する横列内に配置される。例えば、導体は、横列５２０Ａ´´、５２０Ｂ´´に配置される。図示したように、各対内の導体は、公称の縦列の向きに対して角度Ａだけ機械的に傾斜させてある。図５Ｃのフットプリントは、導体の横列５２０Ｃを含む点にて図５Ｂのフットプリントと相違する。横列５２０Ｃ内の導体は接地に接続し、これにより相互接続システムの信号発振部分を通して各縦列に沿って隣接する対の信号導体間に遮蔽効果を提供することができる。更に、横列５２０Ｃ内の導体は、フットプリントにて取り付けられたコネクタ内にて遮蔽部材との接続部を提供することができる。
【００５０】
図５Ｃには、クロストークを減少させるその他の技術と共に、クロストークを減少させるため、対の信号導体を機械的に傾斜させる方法を使用することが可能であることが実証されている。図７Ａ、図７Ｂには、クロストークを減少させることができる更なる方法が示されている。図７Ａには、相互接続システム内にてクロストークを更に減少させる作用部を含むウェハ１２２´が示されている。ウェハ１２２´の一部分７１０は、バックプレーンコネクタ２１０のハウジング２１６内に嵌まる形状とすることができ、また、バックプレーン２１０内にて信号導体の合わさり部分２１４と係合するウェハ１２２´内の信号導体の合わさり部分７１２を含むことができる。図示した実施の形態において、合わさり部分７１２は、バックプレーンコネクタ２１０の合わさり部分２１４と整合するよう対にて配置されている。
【００５１】
ウェハ１２２´は、部分７１０内にて信号導体間にキャビティ７２０を有するように形成することができる。キャビティ７２０は損失性インサート７２２を受け入れる形状とすることができる。損失性インサート７２２は、全体として損失性導体又は損失性誘電体と称する材料にて出来ており又はこれらの材料を含むことができる。電気的損失性材料は、また、全体として導体であると考えられるが、対象とする周波数範囲に渡って比較的不良な導体であり、高導電率を提供しないよう十分に分散された粒子又は領域を保持し又はその他、対象とする周波数範囲に渡って比較的弱いバルク導電率となる性質を持つように作製された材料にて形成することが出来る。
【００５２】
電気的損失性材料は、典型的に、１シーメンス／メートルないし６．１×１０７シーメンス／メートルの導電率を有する。好ましくは、１シーメンス／メートルないし１×１０７シーメンス／メートルの導電率を有する材料が使用され、また、ある実施の形態において、約１シーメンス／メートルないし３×１０４シーメンス／メートルの導電率を有する材料が使用される。
【００５３】
電気的損失性材料は、１Ω／平方ないし１０６Ω／平方の表面抵抗率を有するもののような、部分的に導電性材料としてもよい。ある実施の形態において、電気的損失性材料は、１Ω／平方ないし１０３Ω／平方の範囲の表面抵抗率を有する。別の実施の形態において、電気的損性材料は、１０Ω／平方ないし１００Ω／平方の範囲の表面抵抗率を有する。特定の例として、材料は、約２０Ω／平方ないし４０Ω／平方の範囲の表面抵抗率を有するものとすることができる。
【００５４】
ある実施の形態において、電気的損失性材料は、導電性粒子を保持するフィラーをバインダに添加することにより形成される。電気的損失性材料を形成するフィラーとして使用することができる導電性粒子の例は、繊維、フレーク、ニッケル−黒鉛粉体又はその他の粒子として形成される炭素又は黒鉛を含む。粉体、フレーク、繊維、ステンレススチール繊維又はその他の粒子の形態をした金属を適した使用して電気的損失性の性質を提供することもできる。これと代替的に、フィラーの組み合わせを使用してもよい。例えば、金属めっきした炭素粒子を使用することができる。銀及びニッケルは、繊維に対して適した金属めっきである。被覆した粒子は、単独にて又はその他のフィラーと組み合わせて使用することができる。ナノチューブ材料を使用することもできる。材料の混合体を使用することもできる。
【００５５】
好ましくは、フィラーは、粒子から粒子への導電路が形成されるのを許容するのに十分な体積率にて存在するものとする。例えば、金属繊維が使用されるとき、繊維は、体積比にて約３％ないし４０％で存在することができる。フィラーの量は、材料の導電性の性質に影響を与えるであろう。別の実施の形態において、バインダは、体積比にて１０％ないし８０％の比にて導電性フィラーが充填される。より好ましくは、この充填は、体積比にて３０％以上とする。最も好ましくは、導電性フィラーは、体積比にて４０％ないし６０％の範囲にて充填されるものとする。
【００５６】
繊維状フィラーが使用されるとき、繊維は、０．５ｍｍないし１５ｍｍの範囲の長さにて存在することが好ましい。より好ましくは、長さは、３ｍｍないし１１ｍｍの範囲とする。一例としての実施の形態において、繊維の長さは３ｍｍないし８ｍｍの範囲にある。
【００５７】
１つの考えられる実施の形態において、繊維状フィラーは、高アスペクト比（長さ対幅の比）を有する。該実施の形態において、繊維は、１０以上、より好ましくは、１００以上のアスペクト比を有することが好ましい。別の実施の形態において、ニッケルめっきした黒鉛フレークを保持するためのバインダとしてプラスチック樹脂が使用される。１つの特定的な例として、損失性導電性材料は、ニッケル被覆した黒鉛繊維３０％、ＬＣＰ（液晶ポリマー）４０％及びＰＰＳ（ポリフェニリンサルファイド）３０％とすることができる。
【００５８】
充填した材料は、ティコナ（Ｔｉｃｏｎａ）によりセルストラン（ＣＥＬＥＳＴＲＡＮ）（登録商標名）という商標名にて販売されている材料のような、市販のものを購入することができる。米国、マサチューセッツ州、ビレリカのテックフィルム（Ｔｅｃｈｆｉｌｍ）が販売する損失性導電性の炭素充填接着剤プリフォームのような、市販のプリフォームを使用することもできる。
【００５９】
損失性インサート７２２は、任意の適した方法にて形成することができる。例えば、充填したバインダは、損失性インサート７２２に望まれる断面と同一の断面を有するバーを使用して押出し成形することができる。かかるバーは、損失性インサート７２２に望まれるような厚さを有するセグメントとなるように切断することができる。次に、かかるセグメントは、キャビティ７２０内に挿入することができる。インサートは、締まり嵌めにより又は接着剤又はその他の固定手段を使用してキャビティ７２２内にて保持することができる。１つの代替的な例として、上述したように充填された未硬化の材料をキャビティ７２０内に挿入し且つその位置にて硬化させることができる。
【００６０】
図７Ｂには、導電性インサート７２２がその位置にあるウェハ１２２´が示されている。この図にて見ることができるように、導電性インサート７２２は、対の信号導体の合わさり部分７１２を分離させる。ウェハ１２２´は、ウェハ１２２´内にて信号導体に対してほぼ平行な遮蔽部材を含むことができる。遮蔽部材が存在するとき、損失性インサート７２２は、遮蔽部材に電気的に結合し且つ、直接的な電気的接続部を形成することができる。損失性インサートを遮蔽部材に固定するため、導電性エポキシ又はその他の導電性接着剤を使用して結合を実現することができる。これと代替的に、損失性インサート７２２を遮蔽部材に対して押し付けることにより損失性インサート７２２と遮蔽部材との間の電気的結合を実現してもよい。損失性インサート７２２が遮蔽部材に物理的に近接していることは、遮蔽部材と損失性インサートとの間に容量結合を実現することができる。これと代替的に、損失性インサート７２２がウェハ１２２´内にて十分な圧力にて遮蔽部材に対して保持される場合、直接的な接続部を形成してもよい。
【００６１】
しかし、損失性インサート７２２と遮蔽部材との間の電気的結合は必ずしも必要ではない。相互接続システムの合わさり部分７１０のクロストークを減少させるため、損失性インサート７２２を遮蔽部材無しにてコネクタ内で使用することができる。
【００６２】
本発明を示すために特定の実施の形態を選んだが、当該技術の当業者には、特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱せずに色々な変更及び改変例を具体化することが可能であることが理解されよう。
【００６３】
例えば、本発明は、図示したようなバックプレーン／ドータカードコネクタシステムに限定されるものではない。本発明は、中間面コネクタ、積層コネクタ、メザニン（ｍｅｚｚａｎｉｎｅ）コネクタのようなコネクタ内に又は任意のその他の相互接続システム内に組み込むことができる。
【００６４】
対の信号導体を機械的に傾斜させることにより、クロストークを減少させるアプローチ法は、バックプレーンの信号発信部分に導体穴を有する状態で示されているが、信号導体は、相互接続システムの任意の部分にて機械的に傾斜させることができる。例えば、導体は、ドータカードの信号発信部分内にて傾斜させることができる。これと代替的に、何れかのコネクタ片内の信号導体を傾斜させてもよい。
【００６５】
更なる例として、信号導体は、横列又は縦列に配置されるものとして説明した。明確に別段の記載がない限り、「横列」又は「縦列」という語は、特定の向きを意味するものではない。また、特定の導体は「信号導体」として規定される。このような導体は、高速度の電気信号を伝搬するのに適しているが、信号導体の全てをこの態様にて採用する必要があるわけではない。例えば、ある信号導体は、コネクタが電気システム内に設置されるとき、接地に接続するか、又は単に使用しなくてもよい。
【００６６】
縦列は、全て、同一数の信号導体を有するものとして示されているが、本発明は、矩形の配列の導体を有する相互接続システム内にて使用することにのみ限定されるものではない。また、１つの縦列内の全ての位置に、信号導体が存在するようにする必要もない。同様に、一部の導体は、接地又は参照導体として説明した。かかる導体は、接地と接続するのに適しているが、必ずしもこのように使用する必要はない。また、「接地」という語は、本明細書にて参照電位を意味するために使用した。例えば、接地は正又は負給電とし、また、アース接地にのみ限定する必要はない。また、信号導体は、ブレード及び二重ビームの形状とされた合わさり接点部分を有するものとして図示されている。代替的な形状も使用可能である。例えば、ピン及び単一のビームを使用することができる。かかる変更、改変例及び改良例は、本開示の一部とすることを意図するものであり、また、本発明の精神及び範囲に属することを意図するものである。従って、上記の説明及び図面は単に一例にしか過ぎないものである。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】先行技術のコネクタの分解斜視図である。
【図２】本発明の１つの実施の形態に従った電気コネクタの斜視図である。
【図３】図２の電気コネクタを製造するとき使用されるリードフレームの斜視図である。
【図４Ａ】図３のリードフレームの１対の信号導体の斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示した対の信号導体の概略図である。
【図４Ｃ】図４Ａに示した対の信号導体の概略図である。
【図５Ａ】先行技術の相互接続システムにおける信号導体の位置を示す概略図である。
【図５Ｂ】本発明の実施の形態に従った相互接続システムにおける信号導体の配置状態を示す概略図である。
【図５Ｃ】本発明の実施の形態に従った相互接続システムにおける信号導体の配置状態を示す概略図である。
【図６Ａ】先行技術の相互接続システムにおける対の信号導体の間の電気的締まり嵌め状態を示す概略図である。
【図６Ｂ】本発明の１つの実施の形態に従った対の信号導体間の締まり嵌め状態を示す概略図である。
【図７Ａ】電気コネクタの１つの代替的な実施の形態を示す部分分解斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａの電気コネクタの正面図である。
【国際調査報告】
2008545250.tif 000016
2008545250.tif 000017
2008545250.tif 000018