(57)【要約】【解決手段】高速、高密度の電気コネクタが開示されている。コネクタはウェーハで構成されている。各ウェーハは、シールドプレートを覆って第１誘電体ハウジングを成形することによって形成されている。信号接点が第１誘電体ハウジング内に挿入され、第２ハウジングが第１ハウジングを覆って成形される。第１及び第２ハウジングを、シールドプレートと一体にロックして、機械的に強固なサブアッセンブリとするために、各種造形が設けられている。この様にして作られたコネクタは、正確なインピーダンス制御と低い漏話を含む優れた電気的特性を有している。【選択図】図１
2004521448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハから組み立てられる電気コネクタを製造する方法において、
ａ）上面と下面を有するシールドプレートを提供する段階であって、前記シールドプレートは、前記シールドプレートから伸張している複数の接点テイルを有しており、前記接点テイルは、前記接点テイルを前記シールドプレート面の上に持ち上げるために湾曲している部分を通して前記シールドプレートに接続されている、シールドプレートを提供する段階と、
ｂ）前記シールドプレート上に第１誘電体ハウジングを成形する段階であって、前記第１誘電体ハウジングは、１つのキャビティと、前記キャビティから伸張している複数の開口を有しており、前記接点テイルを前記シールドプレートに取り付けている前記湾曲している部分を封入している、第１誘電体ハウジングを成形する段階と、
ｃ）それぞれに、接点テイルと、接点領域と、前記接点テイルと前記接点領域とを接続する中間部分と、を有している複数の信号接点を提供する段階と、
ｄ）前記複数の信号接点を、前記中間部分が前記キャビティ内に在り、前記接点領域が前記複数の開口の１つの中に在り、前記接点テイルが前記第１誘電体ハウジングから伸張するように、前記第１誘電体ハウジングに挿入する段階と、
ｅ）前記キャビティ内に第２誘電体ハウジングを成形して、前記シールドと、前記第１誘電体ハウジングと、前記信号接点とをウェーハとして一体に固定し、それによって前記シールドプレートの接点テイルと前記信号接点が絶縁ハウジングに固定されるようにする段階と、から成るウェーハを製造するプロセスを含んでいる方法。
【請求項２】
前記シールドプレートは、前記シールドプレートの上面の上方に湾曲している第１の複数のタブを更に備えており、前記タブは、前記第１誘電体ハウジング内に封入されている、請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項３】
前記シールドプレートは、前記上面の上方に伸張している第２の複数のタブを含んでおり、前記第１誘電体ハウジングを成形する段階は、前記第２の複数のタブの周囲に窓を成形する段階を含んでおり、前記第２誘電体ハウジングを成形する段階は、前記タブを前記第２誘電体ハウジング内に封入する段階を含んでいる、請求項２に記載の電気コネクタ。
【請求項４】
前記キャビティは、前記信号接点の連結部分を受け入れる領域を有するように成形され、前記信号接点は、前記第１誘電体ハウジング内に、第１の面に垂直な方向に挿入される、請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項５】
前記シールドプレートは、前記上面の下に凹部を形成する浮き出し部分を有しており、前記浮き出し部分は、その中にホールを有しており、前記第１誘電体ハウジングを成形する段階は、前記第１誘電体ハウジングの第１部分を前記浮き出し部分の上方に形成し、前記第１誘電体ハウジングの第２部分を前記凹部と前記ホール内に形成し、それによって前記第１部分と前記第２部分とを固定する段階を含む、請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項６】
前記コネクタは、第２コネクタと連結するようになっている面を有しており、前記浮き出し部分は、前記面において前記プレートのエッジに沿っている、請求項５に記載の電気コネクタ。
【請求項７】
前記シールドプレートは浮き出し部分を有しており、前記第１誘電体ハウジングは、前記キャビティのフロアに凹部領域を含んでおり、それによって、前記信号接点と前記シールドプレートの前記浮き出し部分との間に空気スペースが設けられている、請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項８】
前記コネクタは、第２コネクタと連結するようになっている面を有しており、前記シールドプレートは、前記面に隣接するエッジに複数のスロットを有しており、フロントハウジングは、前記スロットと、前記面から離れている前記シールドプレートの一部を露出する開口を有している、請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項９】
前記複数の信号接点を挿入する段階は、前記信号接点を、前記第１誘電体ハウジングのチャネル内に押し込む段階を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の信号接点を挿入する段階は、前記信号接点を挿入する段階を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
第１部片と、相互連結可能な第２部片とを有している電気コネクタにおいて、
前記第１コネクタ部片は、
ａ）向かい合う側壁を有する第１ハウジングと、
ｂ）前記向かい合う側壁に並行な列になって配置されている複数のブレードと、
ｃ）それぞれに平坦な部分と複数のスロットを有している、隣接するブレードの列と列の間に配置されている複数の第１シールドプレートと、を備えており、
前記第２コネクタ部片は、
ａ）それぞれに前記第１コネクタ部片からの前記ブレードの１つと整列している複数の開口を備えた連結面を有する第２ハウジングと、
ｂ）それぞれが前記開口の１つにアクセス可能な連結部分を有している複数の信号接点と、
ｃ）それぞれにスロットが形成されており、前記スロットが前記複数の第１シールドプレートの１つと係合するように配置されている、前記第１コネクタ部片の前記シールドプレートに垂直に前記第２ハウジング内に配置されている複数の第２シールドプレートと、を備えており、
ｄ）前記第２ハウジングは、前記第２シールドプレートの前記スロットに隣接する前記第２シールドプレートの部分を露出する形状となっていて、それによって、前記第１シールドプレートの前記スロットが前記露出した部分と係合するようになっている、電気コネクタ。
【請求項１２】
前記第２コネクタ部片は、複数のウェーハから組み立てられており、各ウェーハは、シールドプレートと、前記第２ハウジングの部分と、信号接点のコラムとを備えている、請求項１１に記載の電気コネクタ。
【請求項１３】
各ウェーハの前記第２ハウジングの部分は、前記シールドプレートの周囲にキャビティを残して成形され、前記キャビティには前記信号接点が配置されている第１部分と、前記キャビティ内に成形されている第２部分とを備えている、請求項１２に記載の電気コネクタ。
【請求項１４】
前記第２シールドプレートは、それぞれ、各スロットに隣接して接点を有しており、前記接点部材は、前記第１シールドプレートと係合する、請求項１１に記載の電気コネクタ。
【請求項１５】
前記第２ハウジングは、各接点部材と向かい合うテーパ面を有している、請求項１４に記載の電気コネクタ。
【請求項１６】
ａ）上面と下面を有し、前記上面には浮き出し部分が設けられ、それによって前記下面には凹部が形成されているシールドプレートを提供する段階と、
ｂ）前記シールドプレートの前記上面上と前記シールドプレートの前記下面の前記凹部内に、キャビティを有する第１絶縁ハウジングを形成する段階と、
ｃ）それぞれに、連結部分と、テイルと、前記連結部分と前記接点テイルを接続する中間部分とを有している信号接点を、前記キャビティ内に挿入する段階と、
ｄ）絶縁材料を前記キャビティ内に配置し、前記連結部分と前記テイルを露出させた状態で、前記信号接点を前記第１ハウジングに固定する段階と、
ｅ）前記各ウェーハを、１つのウェーハの凹部内に成形されている前記第１絶縁ハウジングが隣接するウェーハの前記信号接点の露出している連結部分に隣接するように、横に並べて積み重ねる段階と、から成る方法に従ってウェーハを製造することによって、複数のウェーハから電気コネクタを製造する方法。
【請求項１７】
前記各ウェーハを横に並べて積み重ねる方法は、前記各ウェーハを金属補強材に取り付ける段階を含んでいる、請求項１６に記載の電気コネクタを製造する方法。
【請求項１８】
前記シールドプレートは、複数の取り付け造形を有しており、前記第１絶縁ハウジングを成形する段階は、前記取り付け造形の第１部分を覆って絶縁体を形成する段階を含んでおり、前記絶縁材料をキャビティ内に配置する段階は、前記取り付け造形の第２部分の周囲に第２絶縁ハウジングを成形する段階を含んでいる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記シールドプレートを提供する段階は、前記シールドプレートの幾つかの部分を、前記プレートに対して直角に曲げて、スロットと、前記スロットに隣接する接点要素とを形成する段階を含んでいる、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
第１絶縁ハウジングを成形する段階では、前記各接点要素は露出した状態に保たれている、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記信号接点を前記キャビティ内に挿入する段階は、タイバーによって連結されている信号接点を挿入する段階を含み、前記第１絶縁ハウジングを成形する段階は、前記ハウジング内のホールをそのままにして、タイバーを露出した状態にしておく段階を含んでいる、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
連結界面を有するコネクタにおいて、
ａ）フロントエッジを有するシールドプレートであって、前記シールドプレートには、中に複数のリブが形成されており、中に設けられたスロットに隣接して、前記シールドプレートと直角に複数のビームが形成されているシールドプレートと、
ｂ）前記シールドプレートに固定されており、中に複数の開口が形成されているハウジングと、
ｃ）それぞれが前記複数の開口の１つの中に配置されている連結接点部分を有している複数の信号接点であって、隣接している前記信号接点の間には前記複数のビームの１つが設けられている信号接点と、を備えているコネクタ。
【請求項２３】
前記信号接点は、それぞれ、二重ビーム接点を備えている、請求項２２に記載のコネクタ。
【請求項２４】
前記信号接点は対で配置されており、隣接する対の間にビームが設けられている、請求項２３に記載のコネクタ。
【請求項２５】
前記ハウジングは複数の面を有しており、各面はビームに向かい合っており、前記面にはテーパが形成されている、請求項２２に記載のコネクタ。
【請求項２６】
前記コネクタはケーブルコネクタである、請求項２２に記載のコネクタ。
【請求項２７】
複数の列に配置されている複数の接点を有する型式の電気コネクタにおいて、
ａ）複数のホールの列の設けられた第１面を有しており、接点が前記ホールを通って伸張している導電性ハウジングと、
ｂ）それぞれが、ホールの列に沿って走っていて、前記ホール内に配置されている絶縁プラグと前記プラグをストリップに連結する絶縁材料とを備えている、複数の絶縁材料のストリップと、を備えており、
ｃ）前記接点は、前記プラグに繋ぎ止められている、電気コネクタ。
【請求項２８】
前記接点は、前記ハウジングのホール内に対で配置されている、請求項２７に記載のコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には電気的相互接続に、厳密には、印刷回路板を相互接続するのに用いられる、高速高密度の電気コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の電子回路は、印刷回路板上に作られることが多い。その場合、印刷回路板は、コンピュータワークステーションや通信ネットワーク用のルーターの様な完成したシステムを作り上げるために相互接続される。電気コネクタは、相互接続を形成するのに用いられることが多い。一般的に、コネクタは、２つの部片で構成され、各板に１部片ずつ取り付けられている。コネクタの両部片が連結して、板と板との間に信号の経路が形成される。
【０００３】
優れたコネクタは、幾つかの特徴を組み合わせて持っていなければならない。板と板との間を移動する際に信号が不当に歪むことのないよう、信号経路は、適切な電気特性を備えていなければならない。更に、コネクタは、両部片が、確実に容易且つ高い信頼性をもって連結できるようなものでなければならない。更に、コネクタは、印刷回路板の取り扱いで損傷したりしないよう、頑丈でなければならない。多くのシステムでは、高密度であることもコネクタの重要な要件で、つまり、コネクタは、単位長当たり多くの電気信号を運ぶよう期待されている。
【０００４】
非常に優れた高速且つ高密度の電気コネクタの例としては、米国、ニューハンプシャー州ナシュアの、テラダイン・コネクション・システムズ社が販売するＶＨＤＭTM及びＶＨＤＭ−ＨＳＤTMコネクタが挙げられる。
【０００５】
しかし、更に優れた電気コネクタを提供することが望まれている。コネクタを製造する簡単な方法を提供することも望まれている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、改良された高速且つ高密度の電気コネクタを提供することである。
上記及びこの他の目的は、ウェーハから作られた電気コネクタで達成される。各ウェーハは、シールド部材と、信号部材と、絶縁ハウジングとを備えている。ウェーハは、シールド部材と信号部材を絶縁ハウジング内に所定の関係で封入する複数の成形段階で形成されている。
【０００７】
好適な実施形態では、絶縁体は、信号接点を受け入れる場所を残して、シールドの周囲に成形される。次に、信号接点が前記場所内に配置され、第２成形オペレーションが実行されると、インタロック式成形ハウジングとなる。
【０００８】
好適な実施形態の別の構造によれば、シールド及びプラスチックのハウジングが、ウェーハに機械的な完全性を作り出すために形成される。
本発明の上記及びその他の目的、特徴、利点は、添付図面に示す遮蔽ウェーハ型コネクタに関する以下の具体的な説明から明白になるであろう。なお、各図面を通して、同じ部品には同様な参照番号を付している。説明を明瞭且つ容易にするために、図面は必ずしも縮尺が合っているわけではなく、本発明の原理を分かり易くすることに重点を置いている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に、パックプレーンコネクタ１０５とドータカードコネクタ１１０を備えた２部片型電気コネクタ１００を示している。パックプレーンコネクタ１０５は、バックプレーンシュラウド１０２と、ここでは差分信号対の列に配置されている複数の信号接点１１２とを含んでいる。シングルエンド型の信号接点１１２も考えられる。図示の実施形態では、バックプレーンシュラウド１０２は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニリン・スルフィド（ＰＰＳ）又は耐熱ナイロンのような誘電材料で成形されている。
【００１０】
信号接点１１２は、バックプレーンシュラウド１０２のフロア１０４を貫通して伸張し、シュラウド１０２の上下両側に接点領域を形成している。ここで、シュラウドフロア１０４の上側にある信号接点１１２の接点領域は、ブレード接点１０６の形態をしている。ここでは、シュラウドフロア１０４の下側に伸張している信号接点１１２の接点領域のテイル部分１１４は、圧入式の「針の目」順応接点の形態をしている。しかし、表面実装要素、ばね接点、はんだ付けピンなどのような他の構造でも構わない。典型的な構造では、パックプレーンコネクタ１０５は、ブレード接点１０６でドータカードコネクタ１１０と連結し、バックプレーンのメッキ付貫通孔に押し込まれているテイル部分１１４を通してバックプレーンの信号トレース（図示せず）に接続している。
【００１１】
バックプレーンシュラウド１０２は、更に、バックプレーンシュラウド１０２の互いに反対側の側辺の長さに沿って伸張している側壁１０８ａ、１０８ｂを有している。側壁１０８ａ、１０８ｂは、側壁１０８ａ、１０８ｂの内側表面に沿って垂直方向に走る溝を有している。溝１１８は、ドータカードコネクタ１１０を、シュラウド１０２内の適切な位置へ案内する働きをする。複数のシールドプレート１１６が、側壁１０８ａ、１０８ｂと平行に走っており、ここでは信号接点１１２の対の列と列の間に配置されている。目下の好適なシングルエンド型の構造では、複数のシールドプレート１１６が、信号接点１１２の列と列の間に配置されることになる。しかし、シュラウドの壁と壁の間を、図示と直角な方向にに走るシールドプレート１１６を有する構造を含め、別の遮蔽構造でもよい。
【００１２】
各シールドプレート１１６は、シュラウドベース１０４を貫通して伸張するテイル部分１１７を有している。ここでは、テイル部分１１７は、「針の目」従順接点として形成されており、バックプレーンに圧入されているが、表面実装要素、ばね接点、はんだ付けピンなどの別の構造でもよい。
【００１３】
ドータカードコネクタ１１０は、図示のように、補強材１３０で支持されている複数のモジュール又はウェーハ１２０を含んでいる。各ウェーハ１２０は、補強材のアパーチャ（番号は付けていない）に挿入され、各ウェーハ１２０を他のウェーハに対して位置決めし、更にウェーハ１２０の回転を防ぐ造形４４を有している。
【００１４】
図２に、１枚のウェーハを示している。図示のように、ウェーハ１２０は、ドータカードシールドプレート１０（図３）と信号リード線フレーム６０（図５）の両方の周りに形成されている誘電体ハウジング１３２、１３４を有している。シールドプレート１０と信号リード線フレーム６０の周りに誘電体ハウジングを形成する好適な方法を、図３−９と関連付けて詳細に議論することとする。
【００１５】
信号リード線フレーム６０から伸張している複数の信号接点テイル１２８ａ―１２８ｄと、シールドプレート１０の第１エッジから伸張している複数の接地接点テイル１２２ａ―１２２ｄは、各ウェーハ１２０の第１エッジから伸張している。好適な実施形態では、複数の信号接点テイル１２８ａ−１２８ｄと複数の接地接点テイル１２２ａ−１２２ｄは、１つの平面上に配置されている。
【００１６】
ここでは、信号接点テイル１２８ａ−１２８ｄと接地接点テイル１２２ａ−１２２ｄは共に、圧入式「針の目」従順構造の形態をしており、印刷回路板（図示せず）に設けられているメッキ付貫通孔に押し込まれている。信号接点テイル１２８ａ−１２８ｄと接地接点テイル１２２ａ−１２２ｄの構造は、この他に、表面実装要素、ばね接点、はんだ付けピン等でもよい。ここでは、信号接点テイル１２８は、差分信号を供給するように構成されており、その目的で、１２８ａ―１２８ｄの対で配置されている。
【００１７】
パックプレーンコネクタ１０５の信号接点１１２と連結する信号接点の連結接点領域１２４は、各ウェーハ１２０の第２エッジ付近にある。ここでは、連結接点領域１２４は、２重ビームの形態をしており、バックプレーン信号接点１１２のブレード接点エンド１０６と連結する。連結接点領域は、接点を保護するため、誘電体ハウジング１３２の開口部内に配置されている。ウェーハの連結面には開口部があるので、信号接点１１２もその開口部に入って、ドータカードとバックプレーンの信号接点同士が連結できるようになっている。
【００１８】
差分信号を伝達するために、ビーム１２４は、１２４ａ−１２４ｄ、１２４ａ’−１２４ｄ’の対に構成されている。シングルエンド型構造では、ビーム１２４は、対構造にはなっていない。
【００１９】
シールドビーム接点１２６ａ−１２６ｃは、二重ビームの接点の対１２４間で、ウェーハの第２エッジ近くに設けられている。シールドビーム接点は、ドータカードシールドプレート１０に接続されており、シールドプレート１０を形成するのに用いられているのと同じ金属シートで形成されているのが望ましい。ドータカードコネクタ１１０とパックプレーンコネクタ１０５が連結されると、シールドビーム接点１２６ａ．．．１２６ｃは、バックプレーンシールドプレート１１６の上部エッジと係合する。別の実施形態（図示せず）では、ビーム接点は、バックプレーンシールドプレート１１６の上に設けられ、ブレードは、二重ビーム接点１２４の対と対との間の、ドータカードシールドプレート１０の上に設けられている。つまり、シールド接点具体的形状は、本発明には重要ではない。
【００２０】
上記のように、ウェーハは、誘電体ハウジング１３２、１３４を含んでいる。好適な実施形態では、ウェーハ１２０は、２段階の成形過程で製造される。誘電材料製の第１ハウジング１３２は、ドータカードシールド１０の上部面を覆って形成されている。信号リード線フレーム６０（図５）は第１ハウジング１３２の表面上に配置され、第２誘電体ハウジング１３４は信号リード線フレーム６０を覆って形成され、信号リード線フレーム６０を第１誘電体ハウジング１３２と第２誘電体ハウジング１３４とで封入している。２段階の成形工程について、図３−９と関連付け、更に詳細に説明する。
【００２１】
図３に示すように、ドータカードシールド１０は、キャリアストリップ１２に取り付けられている。通常、キャリアストリップ１２に複数のドータカードシールドが取り付けられた状態で、組立装置に送られる。図示のように、キャリアストリップ１２には、一連のアパーチャが設けられている。ここで、キャリアストリップの各端部に配置されているアパーチャは、アライメントホール１３として利用される。好適な実施形態では、複数のシールドとキャリアストリップが、長い金属シートから打ち抜き成形される。
【００２２】
図示の実施形態では、ドータカードシールド１０は、一般的にタイバー１４ａ、１４ｂと呼ばれる２個所で、キャリアストリップ１２に取り付けられている。隣接するシールド１０とは、キャリアストリップ３０ａ及び３０ｂと表示されている位置で結ばれている。キャリアストリップ１４及び３０は、製造の間ウェーハを機械的に支持して取り扱い易くするため原位置に残されているが、ドータカードコネクタ１１０（図１）が組み付けられる前の都合の良いときに切り離される。
【００２３】
ドータカードシールド１０内には様々な造形が形成されている。先に述べたように、誘電体ハウジング１３２が、シールド１０の上面上に形成されている。複数のタブ１８及び２０は、シールド１０に形成され、上面の上方に曲げられている。誘電体ハウジング１３２がシールドプレート１０のこの面上に成形されると、タブ１８及び２０は、誘電体ハウジング内に埋め込まれ、シールド１０を誘電体ハウジング１３２に固定する。従って、これらの造形は、ウェーハ１２０の機械的完全性を高める。
【００２４】
第２グループのタブ３２０も、シールド１０の上面上に形成されている。図４と関連させると更に明確であるが、タブ３２０は、誘電体ハウジング１３４内に埋め込まれ、シールドと両方の誘電体ハウジングが確実に一体に固定されるようにして、ウェーハ１２０の機械的完全性を更に強化する。
【００２５】
更に、タブ３１８は、プレートから形成されている。タブ３１８は、複数の目的に使われる。タブ１８、２０及び３２０と同様に、タブ３１８は、プレート１０を誘電体ハウジングに固定する役を果たす。更に、タブ３１８は、接点テイル１２２ａ．．．１２２ｄの取り付けポイントとして使われている。タブ３１８は、シールド１０の面の上方で曲げられているので、接点テイル１２２ａ．．．１２２ｄは、信号接点テイル１２８ａ．．．１２８ｄと整列して、各ウェーハの接点テイルの１つのカラムを形成している。更なる利点として、タブ３１８は、誘電体ハウジング内に接点テイル１２２ａ．．．１２２ｄを位置決めし、接点テイル１２２ａ．．．１２２ｄを印刷回路板内に押し込む際に、曲がり難いようにしている。その結果、コネクタは更に頑丈になる。
【００２６】
リング１６は、コネクタ要素を製造する間に使用できる整列用造形の例である。コネクタを製造する様々な段階で、構成要素は、工具に対して、或いはお互いに、整列させる必要が出てくる。例えば、シールドプレートの接点領域に選択的に金属被覆を施す必要がある場合、シールド１０は、型又は工具に対して整列させなければならない。リング１６は信号接点経路の外側にあり、従ってシールド１０の遮蔽効果に殆ど影響せず、整列の必要がなくなれば適宜切り離される。リング１６には、ハウジング内に埋め込まれ、切り離された後もリング１６を適所に保持してコネクタのオペレーションに干渉しないようにするタブ（番号を付さず）が設けられている。
【００２７】
シールド１０は、他にも造形が設けられている。ホール２２は、シールドプレート１０に設けられ、製造オペレーションの後の段階で、ウェーハ１２０の内側部分にアクセスできるようにしている。ホール２２の利用については、後で図７と関連付けて説明する。
【００２８】
シールドプレート１０のフロントエッジには、スロット３３２が設けられている。コネクタ部片が連結されるとき、各スロット３３２は、バックプレーンシールド１１６を受け入れる。更に、スロット３３２を形成するために切り取られた金属部は、シールドビーム接点１２６に成形されている。
【００２９】
スロット３３２を切ると、シールド１０のフロント部の機械的完全性が低下するので、シールド３３２のフロントエッジ付近には、浮き出し部分３３０及び浮き出しリブ３３３が形成されている。浮き出し部分を成形すると、この領域のシールドが強化される。浮き出し部分は、更に、ウェーハのシールドプレート１０を、隣接するウェーハから離す方向に移動させ、凹領域を作る。成形中に、凹領域は、成形材料で満たされ、誘電体領域（要素９１２、図９）が作られる。図１に示すように、信号接点１２４は、ウェーハの最上部で露出している。ドータカードとパックプレーンコネクタとが連結されると、ブレード１０６は、信号接点１２４を押し、上方向、即ち隣接するウェーハのシールドプレートに向けて付勢する。誘電体領域９１２は、ウェーハ上の信号接点が、隣接するウェーハのシールドプレートと接触するのを防止する。
【００３０】
図示の実施形態では、スロット３３２は、浮き出し部分３３０の全長に亘って伸張してはいない。各スロット３３２の上方には平面領域３３１がある。平面領域３３１は、図１に示している城郭風の上部エッジを有しているパックプレーンコネクタと係合するためのものである。
【００３１】
浮き出し部分３３０のプレートにはホール２６も設けられている。誘電体ハウジング１３２がシールド１０の上に成形される際に、誘電材料がホール２６を通って流れるので、誘電材料をシールド１０にロックし、コネクタのフロント端部の剛性が上がる。シールド１０にはホール２４も設けられている。ホール２４は、ホール２６と同様に、コネクタの部片を一体にロックするのに用いられる。誘電体ハウジング１３４が成形される際に、ホール２４は充填され、誘電体ハウジングをシールド１０にロックすることになる。
【００３２】
シールド１０には、コネクタの信号の完全性を高めるためにも、各種造形が設けられている。端部の列接点の周囲を遮蔽するため、突起２８ａ及び２８ｂが設けられている。コネクタの半分と半分とが連結されると、内側連結接点領域１２４ｂと１２４ｃは、それぞれ、パックプレーンコネクタから出ているシールドプレート１１６の間に挟まれることになる。しかし、外側の連結接点領域１２４ａと１２４ｄは、それぞれ、片側だけにパックプレーンコネクタから出ているシールドプレート１１６を有することになる。導線の周囲の接地導線の間隔及び形状は、その導線の信号伝達特性に影響を与えるので、特に連結接点領域では、導線の全ての側に接地された導線を有するのが望ましい場合もある。
【００３３】
内側の連結接点領域１２４ｂ及び１２４ｃに関しては、信号接点が取り付けられているウェーハ１２０のシールド１０と、隣接するウェーハのシールド１０が、連結している接点の２つの側面に接地面を形成する。別の２つの側面は、２つのバックプレーンシールド１１６によって遮蔽され、信号導線の連結部分の周囲に接地ボックスが形成される。外側の連結接点部分では、連結部分の周囲にも接地ボックスが形成され、４つの側面は、２つの隣接するウェーハ１２０のシールド１０と、バックプレーンシールド１１６と、突起２８ａ又は２８ｂの一方とで形成される。従って、外側の連結接点部分１２４ａ及び１２４ｄは、４面全てが接地導線という利点を持っている。全体として、全信号導線は、全ての対の導線に関して同じ対称なシールド特性を有しているのが望ましい。
【００３４】
図４には、次の製造段階のウェーハを示している。この図では、誘電体ハウジング１３２が、シールド１０を覆って成形されている。挿入成形は、当技術では既知であり、誘電体ハウジング内に導線を配置するためにコネクタ技術で用いられている。先行技術のコネクタとは対照的に、誘電材料が、シールド１０の面の大部分を覆って成形されている。更に、誘電材は、主にシールドの上面にあり、シールドの下面は露出したままである。
【００３５】
タブ１８、３１８及び２０は、図４では見えない。タブ１８、３１８及び２０は、誘電体ハウジング１３２内に埋め込まれている。誘電体ハウジング１３２は、タブ３２２の周囲に窓４２４を残して成形されるので、タブ３２２は見ることができる。同様に、誘電体ハウジングは、ホール２２及び２４の周囲には成形されていないので、ホール２２及び２４は見ることができる。しかし、誘電体ハウジング１３２は、ホール２６と浮き出し部分３３０の裏の空所を充填するように成形されているので、ホール２６は見えない。
【００３６】
誘電体ハウジング１３２には様々な造形が成形されている。壁４５２によって周囲を囲まれているキャビティ４５０は、ハウジング１３２の概ね中心部分にある。キャビティ４５０のフロアにはチャネル４２２が形成され、誘電体ハウジングの狭い間隔で配置された突起部分を形成している。図６で更にはっきり示しているが、チャネル４２２は、信号導線を位置決めするのに用いられる。更に、開口４２６は、それぞれの信号接点の連結接点領域を作るために成形されている。当技術では既知であるように、誘電体ハウジング１３２のフロント面は、コネクタの連結面を作っており、パックプレーンコネクタからのブレード１０６を受け入れるホールを含んでいる。開口４２６の壁は、連結接点領域を保護している。
【００３７】
図示の実施形態では、開口４２６のフロアは、中に凹部４５４が形成されている。シールドプレート１０は、凹部４５４を通して見ることができる。コネクタの部片が連結されると、ブレード１０６は、フロント連結面を通って開口４２６に入り、信号接点１２４によって、開口４２６のフロアに押し付けられる。従って、凹部４５４は、ブレード１０６とシールドとの間に挟まれて、空気のスペースを残すことになる。凹部４５４によって形成される空気のスペースは、連結界面付近の信号経路のインピーダンスを増大させるが、これは、そうでなければ、インピーダンスが低い信号経路区画となってしまう。信号経路のインピーダンスは、全体を通して均一であることが望ましい。
【００３８】
スロット４１０は、スロット３３２とシールドビーム接点１２６を露出するように成形されている。スロット４１０にパックプレーンコネクタからのシールドプレート１１６が挿入されると、シールドプレート１１６はシールドビーム接点１２６と電気的接続を形成する。各スロット４１０は、シールドビーム接点１２６と向かい合うテーパ面４１２を有している。バックプレーンとドータカードコネクタを連結させると、シールドプレート１１６はスロット４１０に入る。シールドプレート１１６は、シールドビーム接点１２６のばね作用によって、テーパ面４１２に向けて押し付けられることになる。テーパ面４１２のテーパは、バックプレーンシールドプレート１１６のリーディングエッジをスロット４１０の奥の端部位置へと案内し、コネクタを連結させる間にシールドプレートが突き刺さるのを防止する。
【００３９】
誘電体ハウジング１３２内にはホール４３０が設けられており、タイバー１４ａをシールドプレート１０から切り離す目的で、リング１６にアクセスできるようになっている。信号及び接地接点に近いタイバーを切り離すと、信号及び接地部材に取り付けられているスタブを減少させることができる。スタブは、デバイスの電気特性を変えるので、高周波では望ましくないことがある。
【００４０】
図５では、信号接点ブランク５１０が示されている。信号接点ブランク５１０は、長い金属シートから型押し成形される。１枚の金属シートから多数の信号接点ブランクが成形されており、信号接点ブランクは、キャリアストリップ５１２上に一体に保持されている。キャリアストリップ５１２には、割り出しのために、或いはキャリアストリップの取り扱いを容易にするために穴を設けてもよい。
【００４１】
図５に示すように、各信号接点は、必要な連結接点領域１２４及び接点テイル１２８を有するように型押し成形されている。更に、各信号接点は、接点領域と接点テイルを接続している中間部分５１８を有している。
【００４２】
各信号接点は、最初に成形され、タイバー５１６によって一体に保持され、タイバー５１４によってキャリアストリップに保持される。これらのタイバーは、コネクタが組み立てられている間、信号接点ブランクを機械的に安定して保持する。しかし、タイバーは、コネクタを使用する前に切り離さなければならない。そうしなければ、信号接点を短絡させてしまう。タイバーを切り離す方法を、図７に関連付けて示す。
【００４３】
信号接点ブランク５１０は、金属から型押し成形されるのが望ましい。伝統的にコネクタに用いられている金属としては、銅ベースのベリリウム合金とりん青銅が挙げられる。信号接点部分、特に接点領域は、酸化を低減し、電気的接続の信頼性を向上させるため、必要なら、金でコーティングしてもよい。
【００４４】
信号接点は、突起５２０も含んでいる。上記のように、信号接点は、誘電体ハウジング１３２のチャネル４２２内に配置される。突起５２０は、チャネル４２２の壁をグリップして、信号接点を適所に保持する。
【００４５】
製造オペレーションの次の段階で、信号接点ブランク５１０は、図４に示す誘電体ハウジング１３２に重ね合わされる。製造のこの状態にあるウェーハ１２０を図６に示している。キャリアストリップ１２と５１２の穴は、信号接点を、シールド１０のキャリアストリップと共に一列に並べるのに用いられる。シールド１０を覆う誘電体ハウジング１３２を成形した成形オペレーションも、キャリアストリップ１２の穴を基準にしているので、コネクタの全部品を正確に整列させることができる。信号接点をチャネル４２２内に押し付けるための工具も、これらの穴を位置決めに利用することができる。
【００４６】
図７では、タイバーの切り離しを示している。誘電体ハウジング１３２を超えて伸張しているこれらのタイバー５１４は、ハウジング１３２の外側の点で、容易に切断することができる。タイバーは、できるだけハウジング近くで切断するのが望ましい。
【００４７】
誘電体ハウジング１３２の内部にある各タイバー５１６は、ホール２２上を通過している。工具をホールに貫通させることによって、タイバー５１６を切断することができる。
次に、ウェーハは、第２成形オペレーションに掛けられる。このオペレーションでは、キャビティ４５０が埋められ、誘電体ハウジング１３２となる（図２）。しかし、開口４２６は埋められないので、連結接点領域１２４は自由に動いて、必要な連結力を提供することができる。
【００４８】
図８は、パックプレーンコネクタと連結しているコネクタに組み込まれているウェーハ１２０を示している。ブレード１０６は、信号接点１２４と係合している。バックプレーンシールドプレート１１６は、スロット４１０内に入り、シールドビーム接点１２６と係合している。
【００４９】
図示の実施形態では、シールドプレート１１６は、複数のスロット８１２を有しており、シールドプレート１１６の上部エッジに沿って城郭を形成している。各スロット８１２は、平面領域３３１（図３）と係合しており、平面領域３３１は、ハウジング１３２が成形される際に、スロット４１０内に露出したまま残されている（図４）。スロット８１２は、シールドプレート１０内に形成されるスロット３３２の必要な深さを減少させるが、シールドプレート１１６がシールドビーム接点１２６と連結する領域内では、シールドプレート１１６は十分な長さを持っている。スロット３３２の必要な深さを減少させると、ウェーハの機械的な完全性が向上する。シールドプレートを長くすることができると、望ましい「先行連結」量が増える。先行連結とは、コネクタ連結の間にドータカードとパックプレーンコネクタが互いに押し付けられる際に、接地接点が連結する点と信号接点が連結する点の間の距離のことである。
【００５０】
図９では、連結されたウェーハ１２０を、シールド側から示している。上記のように、誘電体ハウジング１３２は、シールド１０の上面上に成形されている。従って、シールド１０の下面９１０は、図９で見ることのできるウェーハ１２０の側に見ることができる。シールド１０の上面上の浮き出し部分３３０（図３）と浮き出しリブ３３３（図３）は、下面９１０に凹部を作っている。これらの凹部は、誘電体ハウジング１３２の成形中に誘電材で満たされ、誘電体領域９１２となる。誘電体領域９１２は、複数の目的を果たす。誘電体領域は、埋められたホール２６（図３）を有するプラスチックと相互作用して、誘電体ハウジング１３２を、ウェーハ１２０の上部エッジに沿ってシールドプレート１０にロックする。更に、シールドプレート１０を、隣接するウェーハの信号接点１２４から絶縁する。従って、誘電体領域は、信号接点が接地短絡する機会を低減する。
【００５１】
図１０に、パックプレーンコネクタの別の実施形態を示している。この実施形態では、シュラウド１００２は、導電性材料で形成されている。好適な実施形態では、導電性材料は、ダイカスト亜鉛のような金属である。おそらく、金属は、クロム酸塩又はニッケルでコーティングされ、陽極酸化を防止することになる。
【００５２】
ブレードが導電性シュラウドと短絡するのを防止するために、誘電体スペーサーをシュラウド１００２内に挿入し、その後ブレード１０６を前記スペーサー内に挿入する。好適な実施形態では、シュラウド１００２のフロアのホール１０１２内には、誘電体ストリップが押し込まれる。各誘電体ストリップは、プラスチックで成形され、下面にプラグ１０２４を設けて、ホール１０１２と締まりばめを形成している。誘電体ストリップ１０１０内のホール１０１６は、ブレード１０６を受け入れる。誘電体ストリップ１０１０は、一般的な誘電体スペーサーと比べて製造が簡単になる。
【００５３】
上記のように作られているコネクタには幾つかの利点がある。１つの利点は、多段階成形プロセスから生まれている。シールド１０によって形成される信号接点と接地面の間の間隔は、非常に厳密に制御される。間隔を制御するとインピーダンスを良好に制御することができ、望ましい。
【００５４】
別の利点としては、シールドプレート１０上に誘電体ハウジングを形成することで、ウェーハ全体の厚さを低減し、高密度のコネクタを形成できるようになる。
また、誘電材料の上に誘電材料を成形することで、コネクタ製造中の利点が生じる。第２誘電体ハウジング１３４の外周部は、第１誘電体ハウジング１３２が既に成形されている場所と重なる。誘電体ハウジング１３４の外周部が形成されている部位では、成形オペレーションの間に、型の壁がプラスチック材料の流れを遮断する。従って、第２誘電体ハウジング１２４を成形するときには、型は誘電体ハウジング１３４にクランプ留めされる。成形オペレーションに必要な精度が緩和され、更に、第２誘電体ハウジング１３４を成形する場合の様に、型をプラスチックにクランプする場合は、型寿命が伸びると期待できる。
【００５５】
もう１つの利点は、重ね成形オペレーションでウェーハを作ると、コネクタのファミリーを、接点のコラムの間のピッチを変えて安価に作れるようになることである。コラム間ピッチは、重ね成形１３４の厚さを変えることで変えることができる。ピッチを広げると、例えば漏話が減少することになるので、コネクタの速度が上がる。更に、ピッチを広げて、８ミルのトレースではなく１０ミルのトレースをコネクタへ引けるようにするのも望ましい。作動速度が上がるにつれて、より厚いトレースが必要になることが多い。開示されている設計を利用すれば、ハウジング１３２、シールド１０及び信号接点ブランク５１０を形成するのに、ウェーハの厚さに関係なく同じ工具を用いることができる。アッセンブリの工具も同じものを利用できる。ピッチの異なるコネクタに対して、製造プロセス及び工具の可成りの部分が共通しているのは、大きな利点である。
【００５６】
更に、２段階の成形オペレーションは、接点テイルを、シールド及び信号接点の両方に関し、絶縁ハウジング内に固くロックする。接点テイルをハウジング内へ固くロックするのは、特に、圧入接点で製作されているコネクタには重要である。コネクタが印刷回路板に取り付けられている場合、接点は、非常に強い力を受ける。テイルが絶縁ハウジング内に固くロックされていなければ、接点が曲がったり崩れたりして、コネクタと板との適切な相互接続が阻まれる危険が増す。
【００５７】
以上、本発明を、好適な実施形態に関連付けて具体的に図示し説明してきたが、当業者には理解頂けるように、特許請求の範囲に網羅されている本発明の範囲から逸脱することなく、形状及び細部には様々な変更を加えることができる。
【００５８】
例えば、本発明は、直角のパックプレーンコネクタに適用するように説明している。本発明は、互いに並行な印刷回路板同士を接続する中二階又は積層コネクタのような別の構成にも利用できる。本発明は、ケーブルコネクタの製造にも用いられる。ケーブルコネクタを作るには、コネクタを取り付けるために利用している接点テイルを、ケーブルと取り替えればよい。ケーブルは被覆されており、ケーブルのシールドをコネクタのシールドに取り付けることが多い。パワーコネクタの信号接点は、直角に曲がらないことが多い。しかし、パワーコネクタの連結界面は、通常、直角のドータカードコネクタの連結界面と同じである。同じ界面を有していると、パワーコネクタを、ドータカードコネクタと同じパックプレーンコネクタに差し込むことができる。
【００５９】
もう１つの例として、各製造段階の順序を入れ替えることもできる。タイバー５１４及び５１６が切り離される順番は、コネクタ製造にとって重要ではない。最初にタイバー５１４を切り離し、次に、誘電体ハウジング１３４を成形する前に、キャリアストリップ５１２を除去してもよい。
【００６０】
同様に、誘電体ハウジング１３４を成形する前に、キャリアストリップ５１６を切断して、信号接点ブランク内の信号接点を分離してもよい。成形オペレーションの後でキャリアストリップ５１６を切断すると、ホール２２は露出したままとなる。
【００６１】
更に、接点要素の具体的な形状は、説明を目的に図示している旨理解頂きたい。本発明によるコネクタには、接点要素に、様々な形状、寸法及び位置を適用することができる。例えば、シールド部材は１枚のプレートである必要はなく、複数のシールドセグメントで形成してもよい。更に、スロットをシールドプレートに形成して、プレートの共振を減じることもできる。
【００６２】
別の例として、１８及び３２２のようなタブが、誘電体ハウジングをシールドプレート１０に取り付ける役割を果たす取付造形として示されている。ホール２６も、取り付け造形の一例である。タブとホールは、相互に取り替えてもよい。替わりに、別の形状の取付造形を用いてもよい。
【００６３】
更に、熱可塑性材料は広く射出成形に用いられており、これを成形段階に使用することもできる。他の形式の成形を用いることもできる。更に、誘電体ハウジング１３４は、モールディング成形で形成しなくともよい。そうではなく、キャビティ４５０を、エポキシ又は他の硬化性材料で満たすことによって形成してもよい。
【００６４】
更に別の変更も可能である。上記実施形態では、金属補強材が示されている。ウェーハをプラスチック支持構造体へ取り付ける段階、又は、ウェーハを互いに固定する段階を含め、他のウェーハ取付方法も考えられる。
【００６５】
更に、好適な実施形態の例として用いられているコネクタは、対になった接点で差動コネクタを形成している。高速差動コネクタ、特に毎秒ギガビットを上回る信号を伝達するコネクタでは、対の線と線との間のスキュー（即ち、伝播時間の差）が、重大な信号歪みを引き起こすことになりかねない。「差分信号電気コネクタ」と題する１９９８年１１月２４日出願の米国特許出願第０９／１９９，１２６号には、スキューを取り除く方法が示されている。スキューは、信号接点の周囲に空気の窓を選択的に配置することによって等化される。信号の伝播速度は空気中で変化するので、一対の接点の内の片方の周囲だけに空気を配置すれば、スキューは低下する。上記特許出願第０９／１００，１２６号に示されている窓は、信号接点の中間部分を収容するキャビティのフロアに凹部を設けることによって、容易に形成することができる。なお、上記特許出願第０９／１００，１２６号を参考文献としてここに援用する。窓は、第２絶縁ハウジングが成形されるときに作ることもできる。
【００６６】
なお、本発明の恩恵を享受するためには、上に掲げた特徴及び記載されている利点の全てが同時に存在しなくてはならない旨理解頂きたい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】２部片型モジューラー電気コネクタの図である。
【図２】本発明の或る実施形態により組み立てられた図１のウェーハの図である。
【図３】シールドプレートの図である。
【図４】図３のシールドプレートを含むウェーハサブアッセンブリの図である。
【図５】信号リード線フレームの図である。
【図６】図４のウェーハサブアッセンブリ上に配置されている図５の信号リード線フレームの図である。
【図７】信号リード線フレームのキャリアストリップ・タイバーが切断された後の、図６のアッセンブリを示している。
【図８】パックプレーンコネクタと連結されているウェーハを示す図である。
【図９】パックプレーンコネクタと連結されているウェーハを反対の角度から見た図である。
【図１０】パックプレーンコネクタの別の実施形態の分解図である。
【国際公開パンフレット】
2004521448.tif 000003
2004521448.tif 000004
2004521448.tif 000005
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2004521448.tif 000033
2004521448.tif 000034
2004521448.tif 000035
2004521448.tif 000036
2004521448.tif 000037
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004521448.tif 000038
2004521448.tif 000039
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004521448.tif 000040
2004521448.tif 000041
【国際調査報告】
2004521448.tif 000042
2004521448.tif 000043