(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、ベースの一方の面に配置されて、中央壁部材及び対向する側壁部材を形成する３つの平行な壁部材とを備えた本体を有するソケットと、
前記側壁部材に支持された複数の能動接触子と、前記中央壁部材の両側に支持された複数の受動接触子と、
前記ソケットに嵌合するように構成されたプラグとを具備し、前記プラグが、上壁と、前記ソケットの前記中央壁部材を受容するように離間した少なくとも２つの間隔をあけて垂下する平行な壁部材とを有する本体を備え、前記プラグの前記壁部材が、前記中央壁部材の前記受動接触子との係合を可能にする能動接触子を第１の壁表面上に有し、前記プラグの前記壁部材が、前記ソケットの側壁部材上の前記能動接触子との電気的係合を可能にする受動接触子を支持する対向する第２の壁表面を備え、前記ソケットと前記プラグとの嵌合時に前記ソケット及び前記プラグの能動接触子が弧状壁面に係合し、前記能動接触子を後方支持する該弧状壁面によって、前記能動接触子の長手方向に曲げ応力が分散され、前記能動接触子が前記壁面に向かって移動することによって、前記能動接触子の接触部分に発生する力を増大させる、電気的相互接続装置。
【請求項２】
前記能動接触子及び前記受動接触子がハンダテール部分を有し、
前記中央壁部材の前記接触子に結合された前記ハンダテール部分が、第１の平面において前記ソケットの本体から出ており、前記側壁部材の前記接触子に結合された前記ハンダテール部分が、第２の平面において前記ソケットの本体から出ており、前記第１の平面及び前記第２の平面が、前記ソケットの本体のベースから異なる距離に位置し、
前記第１の壁表面の前記接触子に結合された前記ハンダテール部分が、第３の平面において前記プラグの本体から出ており、前記第２の壁表面の前記接触子に結合された前記ハンダテール部分が、第４の平面において前記プラグの本体から出ており、前記第３の平面及び前記第４の平面が、前記プラグの本体の上壁から異なる距離に位置する、請求項１に記載の電気的相互接続装置。
【請求項３】
互いの間に長手軸線を規定する第１の端部及び第２の端部を各々に有し且つ前記長手軸線にほぼ垂直な方向に圧縮可能な単数又は複数の片持ち式バネ要素、を備える導電性ラッチ機構と、
少なくとも一つの側面を有し且つ前記単数又は複数の片持ち式バネ要素を受容するように構成された長形の受容スロットであって、前記バネ要素が該受容スロットに挿入されたときに、該受容スロットの前記側面に接触することによって、前記単数又は複数のバネ要素を圧縮するように構成された受容スロットを備え、前記ラッチ機構を受容するように構成された導電性受容溝と、
前記受容スロットの前記少なくとも一つの側面に形成される単数又は複数の輪郭凹所であって、前記単数又は複数の片持ち式バネ要素が該輪郭凹所内で拡がって該バネ要素を前記受容スロット内に固定することを可能とさせるように構成された単数又は複数の輪郭凹所と、
を備え、前記導電性ラッチ機構及び前記導電性受容溝が、前記ソケット及び前記プラグのそれぞれに結合され、前記ラッチ機構が前記受容溝に受容されたときに、前記ソケットと前記プラグとの間に少なくとも１つの回路を完成させる、請求項１に記載の電気的相互接続装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、一般に、ツーピースタイプ、カードエッジタイプ、および導電線タイプの相互接続を含む電気および電子コネクタで使用するための相互接続装置に関する。特に、本発明は、垂直方向／垂直方向間、マザーボード／ドーターボード間、垂直方向／直角方向間、またはストラドル式に基板を積重することを含む用途でプリント回路基板（ＰＣＢ）を接続するためのファインピッチコネクタの改良に関し、ある態様では、それぞれが４列の電気接触子を備えたプラグおよびソケットを含んで成る改良したコネクタに関する。
従来技術
当該技術では、基板間、基板と別な導電線との間、および基板とフレキシブル回路との間で多数の相互接続を行うためのコネクタが多数あり、それら全てのコネクタが基板単位面積当りの接続を最大にすることを目的としたものである。
例えば、基板／基板間のコネクタが、１９９３年２月１８日に公開された国際特許出願第ＷＯ９３／０３５１３号と、１９９５年１月１０日に発行された米国特許第５，３８０，２２５号とに例示されている。この公開公報は、コネクタ部分が同一の形状を有し、単一の向きで嵌合して適正な電気接続が確実に行われる雌雄同体（無性）構造の基板／基板間相互接続を例示している。さらに、これらのコネクタ部分のハンダテール（尾部）は、１ｍｍの間隔をあけて配置され、コネクタの各部分は、１列の受動接触子（固定接触表面）と１列の能動接触子（可動バネ接触表面）とを有するように形成される。この公開公報によれば、この関係は、１つのバネの高さしか必要がないので、必要となるＰＣＢ間全体のスタック高さ（結合した２つの回路基板間の距離）を低減させる。さらに、各コネクタはバネ接触子と固定接触子との両方を有するので、可動接触子に生じるバネ力は、その初期嵌合高さから最終嵌合高さまで同じとなる。可動バネ接触子は、ＰＣＢ間スタック高さに関係なく同じ所定量だけ曲げられる。上記引用の後者の特許は２列の接触子を構成するコネクタの使用を教示しており、該コネクタの各列が互い違いに配置された接触子を含んでいる。但し、このコネクタは、プラグ内では受動性接触子を、ジャック内では能動性の可撓性接触子を使用している。但し、これらの接触子は、全て間隔をあけて、１つのコネクタで、その長さ方向に４列の同数の接触子を形成するように互い違いに配置されている。国際公開公報第ＷＯ９０／１６０９３号には他のＰＣＢ／ＰＣＢ間相互接続が示されており、ここではＰＣＢスタック高さを増加させる対向するバネ接触子が採用された。
米国特許第４，８０４，３３６号は、標準の５０個の接触子から１００個までその密度を２倍にするために本体内で互い違いになった列のピン接触子を用いることによって密度を改良したＤ字状コネクタを開示している。特許第５，３８０，２２５号におけるように、互い違いにしたり重複させるだけでは、形成される相互接続の密度を十分に改善するのに役立たないが、それでもＰＣＢスタック高さを低減させることができる。
歴史的に、分割可能なツーピースコネクタは、ピンおよびソケット式またはリボン式のいずれかである。ピンおよびソケット式コネクタは、典型的には先端が相手方の接触子と整列してそれを変形させる多数ある内の１つの形状で加工された、主として円形または四辺形断面を有した概略直線状の中実銅合金ピンを利用する。これらのピンは、典型的には貴金属メッキで被覆された後、射出成形されたハウジング内に設置され、各ピンを位置決めして電気的に絶縁する。これらは、しばしば対称的な２列のピンの形で与えられる。典型的には、列内のピン間距離およびピン列間の距離は等しくなっている。ソケット接触子は様々な形状をとることができるが、通常は形状付与された端部を備えた直線状ピン列を受容するハウジング内に収容される。ソケット接触子は、典型的には、ピンとの嵌合の際に、寸法、反発力、および接触子材料内の内部応力レベルの物理的変化が起こることを意味する「能動的」なものである。ピン接触子は、典型的には、ソケットとの嵌合の際に、何の変化も、または非常に限定的な変化しか起こらないことを意味する「受動的」なものである。能動ソケットタイプの一例は、ピンとの嵌合の際に撓みが生じ、ピンに対して垂直な力を加えることで反作用を及ぼすことから「バネ接触子」として知られるものである。バネ接触子は、接触子のサイズの変化、ハウジング内の接触子の配置の変化、及び嵌合の際に起こり得る他の変化を吸収するようにも機能し得る。
リボンベースのコネクタは、典型的には、貴金属で被覆された概略矩形の銅合金ピンを利用している。これらのリボン式システムは、両接触子が通常は矩形状であり、それぞれが典型的には接触子の最も平らなまたは最も長い寸法に関して同様の接触子と嵌合する点で、ピンおよびソケット式システムと異なる。さらに、これらの接触子は、一般に開口しており、嵌合システムの両方のコネクタハウジングの半体の分割可能側から見えている。矩形部分は、コネクタピンの基板取り付け側に構成されてもよく、ケーブル取り付け側に構成されてもよい。ピンおよびソケット式システムと同様にリボン式システムは、従来、ソケットハウジング内には１種類の接触子を、プラグハウジング内にはそれとは異なる種類の接触子を利用していた。プラグとソケットとの両方で同種の接触子を逆向きに使用するシステムもあることがさらに分かっている。リボン式システムは、一方のハウジング内に能動接触子を備え且つ他方のハウジング内に受動接触子を備えても良く、両方のハウジングが互いに嵌合する能動接触子を収容していても良い。従来のリボン式システムは、単一コネクタハウジング内に、各列に同数の接触子を備えた２列の接触子を埋設している。
典型的な能動（または「バネ」）接触子は、プラスチックのような材料から構成されたコネクタハウジング内に取り付けられた金属接触子を含む片持ち梁構造を有する。このような構造では、片持ち式バネ接触子の一方の端部は、ハウジング内で比較的自由に移動するすなわち撓むが、接触子の他方の端部はコネクタハウジング材料内に相対的に固定されている。接触子がコネクタハウジングに留められる点は、「固定点」と呼ばれることもある。コネクタハウジングが対応するコネクタ構成要素と嵌合すると、片持ち式接触子の自由端は、ピン接触子や受動または能動リボン接触子のような他の接触子との接触によって撓まされる。２つの接触子が接する点は、「接触点」と呼ばれることがある。この撓曲は、能動接触子内に内部応力を引き起こすように働き、次いで、この内部応力が他の接触子に対して反作用力を発生させることとなる。この反作用力は、２つの接触子間の電気的接触を高め、接触子間の電気的抵抗（「集中抵抗」として知られる）を低減させるように接触点でそれらの接触子に相互に力を作用させるため、重要である。反作用力は、接触子の長さ、並びに、その断面（幅および厚さ）の関数である。最も重要なことは、内部応力と、接触子垂直力との両方が、接触子固定点、すなわち接触子基部からの距離に反比例することである。
従来型の片持ち式能動バネ接触子の構造には幾つかの欠点がある。片持ち式構造の能動バネの撓曲によって発生した内部応力は、典型的には、バネの基部から離れるに伴い、接触子の端部または接触点に向かって急速に減少する。これらの内部応力が接触子基部すなわち固定点においてしか十分に利用されないので、接触点における力は、接触子基部すなわち固定点からの距離の関数として減少して、その結果電気的接触が弱まり、集中抵抗が増す。集中抵抗は、電流が接続部分を流れるときの発熱の主因となり得る。発熱は、さらに、接触子材料内の応力を緩和させ、接触子垂直力をさらに減少させ、集中抵抗および発熱をさらに増加させることとなる。これは自己永続過程となる恐れがあり、この過程においては、付加的な熱が周囲に伝達され、応力緩和が継続していく。この過程は、接続が解かれるまで、または、周囲材料が軟化、溶融、または燃焼するまで継続する恐れもある。
従来の片持ち式接触子の他の欠点は、撓んだバネ接触子の基部におけるプラスチック「クリープ」の発生である。上述のように、最大内部応力は、撓んだバネ接触子がコネクタハウジング内に固定される固定点に現れる。プラスチックハウジングに対して金属接触子によって生み出される反作用力は、典型的には、時間に伴って、プラスチックを降伏または「クリープ」させる。この現象は、接触子基部の移動（シフト）を生じさせ、接触子の元の基部よりも下の場所への接触子の有効固定点の移動が結果として起こり得る。この現象は、接触子の有効撓曲長を増加させ、接触子撓曲によって生じる接触子垂直力を対応して減少させる。上述のように、接触子垂直力の減少に伴って、接触抵抗および動作温度も増すこととなる。接触子垂直力が減少すると、冷却ファンや輸送運動のような発生源からの衝撃や振動外乱に接続が影響を受けやすくなり得る。最後に、応力作用下で撓まされると、片持ち梁式バネ接触子は、永久撓曲や過大応力を生じやすい。バネ接触子の永久撓曲は、内部応力および接触子と垂直な力を減少させ得る。このことがさらに集中抵抗の増加を助長する。
したがって、接触子固定点から所定の距離に内部応力および接触子垂直力を長期間維持することができる接触子構造が所望される。
テングラー（Ｔｅｎｇｌｅｒ）の米国特許第４，４２０，２１５号は、接触手段と係合するように部材が挿入されるのに応じて変形中に有効長さが変化する接触アームを備えた片持ち式接触子構造を開示している。テングラーの特許で開示されている接触子は、コネクタハウジングの直線状表面と相互作用する湾曲したすなわち反った形状を有している。テングラーの特許で開示されている接触子構造の欠点の一つは、形状付与された接触子の輪郭を収容するのに必要とされるコネクタ幅が増すことである。幅を増大させる必要性は、一層小型化される構成要素への需要の観点から望ましくない。
テングラーの特許に対する代替的方策がドイツ特許出願第ＤＥ３７０３０２０号に示されている。同特許出願は、接触子バネの支持点と接触領域との間に延びる部分が接触領域の撓曲の過程で徐々に短くなる接触子構造を開示している。この場合、接触子は、コネクタハウジングの湾曲した表面と相互作用する線形状である。
電気コネクタ接触子の問題に加えて、コネクタ製品を受容するまたはそれらと係合するプリント回路基板は、典型的には、回路基板における或る程度の１次元的な反り、または２次元的な歪み／捻れの問題を有する。これらの基板は、さらに、厚さがまちまちになっていることもある。このような不均一性は、回路基板を含む接続構造に困難を生じさせ得る。例えば、反りまたは歪みを生じた基板に表面実装コネクタを取り付ける場合、コネクタのコンタクトテールと基板のハンダパッドとの間に均一で有効なハンダ接続を得ることは困難となり得る。さらに、反りまたは歪みを生じた基板は、カードエッジコネクタハウジングに整列せせて挿入することが困難となり、接続の信頼性を低下させることとなる。コネクタは、一般に、ピン数を増加させた構造であり、結果として、より高密度でありながらより長い形態で構成される。コネクタ長が増すと、プリント回路基板の反りや歪み捻れが、典型的には、コネクタの長さと幅の増加とに伴っていっそう悪化するので、その問題を悪化させる。さらに、多くのコネクタ使用者は、基板の穴を貫通して延びる長いテールを利用しない表面実装工程を用いた、より多数のコネクタの設置に移行している。表面実装構造は、上述のようにコネクタ脚部と表面パッド間の接触に依存するので、基板表面特性における反り、歪み、および他の変化は、特により長く高密度の表面実装接続の接続完全性に悪影響を与える恐れがある。最後に、基板取り付け工程では、全ての接合部で十分にリフローを行われることを確実にするべくハンダペーストを完全に活性化させるために、より高い温度が利用されるが、これらの高温度もまた基板の歪みを増加させる。基板の歪みは、典型的には、積層された回路基板の異なる層間の熱膨張率の差によって起こるものなので、これらの高温度もまた歪みを増加させ、それによって接続の問題を悪化させる。
代表的なカードエッジ形コネクタシステムは、カードエッジを受容するための空洞を備えたコネクタハウジングを採用している。カードエッジは、典型的には、多数の受動接触子を採用しており、コネクタハウジングは、典型的には、回路基板のカードエッジの受動接触子と嵌合するために多数の能動接触子を収容している。コネクタとのカードエッジの嵌合の際、接触子が損傷を受けずに適正な接続が２つの部品間で行われるように、係合に先だって、基板およびコネクタハウジングの接触子同士が位置合わせさせられることが重要となる。以前は、プリント回路基板が基板にコネクタを位置合わせするためのスルーホールのような機能部を備えていた。これらのスルーホールは、典型的には、片持ち式バネまたは枢支的に取り付けられた可動アームのような係合部材に取り付けられたラッチ機能部によって係合される。これらのスルーホールおよびラッチ部材はコネクタとカードエッジとの嵌合の際にそれらを位置合わせすることができないだけでなく、カードエッジ面に垂直に加えられる力によってコネクタハウジングにカードエッジをラッチ止めすることから、コネクタハウジングの一方の側または他方の側に基板を押しつける傾向を有し、嵌合された接触子に不均衡な力が加わることとなり得る。さらに、片持ち式に、または枢支的に取り付けられたラッチ機構は、かさばるものであり、製造するのも困難である。したがって、このような基板の不均一性に関係なくコネクタを基板に固定する機構が望まれる。
他の場合では、カードエッジコネクタは、リブのような極性手段がプリント回路基板に経路設定されたスロットとの位置合わせを行うように構成される。これらのコネクタの嵌合部分は、典型的には、剛性を有しており、所定位置に固定されるので、両方部品のそれぞれの機能部の大きさおよび配置に関する全ての条件下で、極性リブとスロット側壁との間に隙間が提供されることが求められる。さらに、典型的な回路基板のスロット機能部は、通常は、別段階で位置決め孔に対して相対的に、プリント回路基板上に形成または配置される。プリント回路基板上の導電性接触パッドも、典型的には、別段階で同じ位置決め孔に対して相対的に位置決めされる。従来のカードエッジコネクタシステムでは、典型的には、別の段階のために、複数の公差および隙間が要求される。これらの公差は本質的に累積する傾向があるので、嵌合相手の導電性パッドの境界と接触できないまたは部分的にしか接触しない導電性接触子を結果として生む嵌合構成要素を生じさせることで、カードエッジ構造のためのファインピッチ相互接続装置に不利に作用する。さらに、回路基板カード上のラッチ孔および接触子の位置決めの際の公差の相加的性質のため、これらのラッチ孔は、ラッチ部材機能部と係合されたときにコネクタハウジングの接触子と回路基板の接触子とを適正に整列させない恐れがある。したがって、回路基板および嵌合相手のカードエッジコネクタの接触子を適正に整列させ、回路基板の面に垂直な力を作用させることなく、この整列位置にカードエッジおよびコネクタを固定するための機構が望まれる。
コネクタ技術に関する他の問題には、ストラドル式構造でコネクタを表面実装する場合に起きるものがある。この構造では、典型的には、プリント回路基板の導電性パッドが基板の端縁近傍に配置され、これが通常は両面に存在している。基板にコネクタを接続するときには、接触子の導電性テールを、プリント回路基板の端縁に対して横方向（すなわち、側面方向に）並びにコネクタ取り付け方向の長手方向（すなわち、基板の着脱方向）に、正しく位置決めする際に、問題が発生することがある。
典型的には、機械的な留め具が、典型的にはホットバー（熱棒）によってまたはハンダペーストを加熱することによって行われるハンダリフローの前または後に、ストラドル式コネクタの各端部に設けられ取り付けられる。現存する機械的留め具は、いずれの条件でも設置作業に関する費用を増加させるものである。組立の際に起こり得る損傷に関連する費用がさらに存在する。また、この種の典型的な構造は、ハンドリング（取り扱い）の際やハンダ取り付け工程の際やその後でのハンドリングの際に基板上にコネクタを保持するのを導電性接触テールに頼っている。したがって、これらの期間中に移動または整列不良が起こる可能性がある。多くの場合においては基板が炉内を通過するコンベアー上に配置されるということから、上記の可能性は特にあり得ることである。この場合、ストラドル式コネクタは、典型的には、基板がコンベアー上に平らな状態で置かれるのを妨げるので、捻れ負荷またはトルクがコネクタにかかる。このことは、導電性接触子テール部分に不平衡な力配分を生じさせる。その最終的結果として、コネクタが正しくない位置（例えば、傾斜しているまたは中心からずれている）でハンダ付けされ得たり、一方の側の導電性接触子テールよりも他方の側の導電性接触子テールの方がより十分にハンダ付けされることとなる。したがって、ハンドリングの際または製造中に接触子テールが移動したり整列不良となることを防ぐように且つ簡単に、プリント回路基板にコネクタを固定することができるストラドル式接続装置が所望される。さらに、回路基板ハンダパッドに対して接触子テールを位置合わせさせるようなストラドル式接続機構が特に所望される。
あらゆるコネクタ製品の導体からなる導電性テール部分および基板取り付け部分は、一度設定されるとそれらがコネクタの製造工程およびプリント回路基板にコネクタを組み付けるための製造工程をかなり束縛するため、重要である。
電子産業のほとんど全ての製品は、絶え間なくより小型でより速い製品にとって換えられていく。コネクタの場合には、製品の大きさはコネクタが機能するホスト製品によって主に決められる。このことは、導電性部材がより小さく（より短く、薄く、および／または細く）なり、相互により密接して配置されることを意味する。導電性部材の大きさが減少すると、電気信号がより早くコネクタを通過することが可能となる。しかしながら、接地目的のため及びホスト製品でより多くの作業を並行して行うためにコネクタ製品でより高速性能を発揮させるには、通常より多くのピンが必要とされる。
密接した間隔で配置された導電性部材における電気信号は互いに干渉する可能性がある。２つの隣接する導電性部材間の容量結合や誘導結合は、近隣の導電性部材上にノイズ電圧を誘起する可能性がある。この好ましくないノイズ電圧は、「クロストーク」と呼称される。クロストークを制御し、最小限に抑えることは、高周波用途では特に重要となる。さらに、ほとんどのコネクタ利用態様では、多数の相互接続線が含まれている。これらの場合、クロストークは、影響を受ける導電性部材の大きさおよび数量により拡大される。
電流が帰還して、その結果、磁界を崩壊させるための接地経路を挿入することによって、クロストークを最小限に抑えることができる。これは実際に産業界で通常行われていることである。しかしながら、接地帰還経路があっても、ドリブンラインからクワイエットラインまでの電界結合は、典型的には、コネクタ形状に含まれる対称性の結果として発生する。したがって、機械的密度および電気的干渉の問題に同時に対処するテール出口構造が所望される。テール出口構造は、機械的密度と電気的設計の両方の特性に対処しているのが望ましい。
高周波性能または高速性能は、導電性部材の大きさと、材料と、幾何形状と、誘電性材料と、エアギャップを含む厚さと、対応する接地までの近接度または相対位置または信号導体と、その他同種のパラメータとの関数である。一般に、上記パラメータが、ベースプリント回路基板およびコネクタ実施形態を含む相互接続経路全体を通して、より均一になれば、より優れた高周波性能となる。高速信号発生のクロストークの局面は上記で説明された。インピーダンスは他の重要な電気パラメータである。両方とも、直接的な関係を有し、隣接する導電性要素の近接度に依存している。
従来より、導電性要素は絶縁ハウジング内に保持されている。これは、典型的には、導電性要素の各端縁部に単数又は複数の保持機能部（典型的にはバンプ（出っ張り）または突起）を配置し、導電性要素の対応する領域よりも大きさが意図的に小さくなっている絶縁ハウジング内の受容孔またはポケット内にそれらの保持機能部を強制的に挿入することによってなされる。ポケットの大きさは、断面の幅と厚さとの両寸法において、より小さくなっていても良く、導電性要素の突起領域と比べて幅が僅かだけ小さくなっていても良い。いずれの場合も、導電性要素がハウジングポケット内に強制的に挿入されると、そのハウジングが変形する。この変形は、ハウジングが作成される高分子材料が、典型的には、導電性要素を構成するために典型的に使用される銅合金材料の強度の１０％程度の強度であることから、起こる。したがって、ハウジングでの変形は、絶縁ハウジングで使用される高分子材料の破壊強度を超えたときに起こる。しかしながら、典型的には、ハウジング材料の一部は弾性領域のままになっている。よって、弾性平衡が存在する。さらに、絶縁ハウジングに典型的に使用される高分子材料は熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂の弾性率は、応力、温度、および時間の関数である。その最終的な効果は、典型的には、ポリマー（高分子）に加わる応力とポリマーが晒される環境の温度とに依存するハウジングポケットの幾何学的形状の変形が、時間の経過に伴って進行して増加することである。この現象は、典型的には、「クリープ」と呼称される。
ほとんどの電気的相互接続製品は１つ以上の導電経路を含んでいる。典型的には、これらは単数又は複数の行を有した長手方向列に配置されている。対称な機能部を備えた導電性要素がハウジングポケットに挿入されると、各バンプまたは突起の先端が典型的には隣接する導電性要素のバンプすなわち突起保持機能部と位置合わせされる。保持機能部は典型的には各要素の側部から突出していることから、導電性要素とその隣接する導電性要素との間の最短距離は、典型的には、対向する保持機能部間のものとなる。したがって、コネクタハウジングはこの領域内では薄くなっており、意図的な機械的干渉条件によって誘発された応力と結びつくと、絶縁ハウジングに好ましくない亀裂が入る恐れがある。このような亀裂は、多くの場合、応力集中係数のためポケットの隅の領域、ニットライン（接合線）領域で起こる。導電性要素の保持機能部とその隣接する導電性要素の保持機能部との間の距離が近いことによって起こる他の問題は、クロストークおよびインピーダンスである。上述のように、これらの現象は、直接的関係を有し、近傍の導電性要素との近接度に依存している。
したがって、コネクタの密度を犠牲にすることなく隣接する導電性要素間の距離を増大させる導電性要素構造または接触子保持構造が所望され、それによって導電性要素とコネクタハウジングとの間の電気的および機械的干渉の両方を低減させる。
従来、コネクタ製品は、大きさまたは形状に関係なく、一貫して同種の接触子を含んでいた。この場合、典型的には、より高周波数の信号を通すために使用されるものと同じタイプのより小型の多数の接触子によって、電力がプリント回路基板と電子製品の他の素子との間に供給されてきた。コネクタ内の信号密度を増加させると、典型的には、導電性要素の大きさが小さくなり、電力を伝搬するこれら導電性要素の能力も低下する。これは、一般に、接触子材料の導電性と断面積が小さくなったこととに起因している。結果として、電力を供給するためには、より小型の接触子の数を増加させることが要求され、事実、典型的には接触子密度に影響を及ぼすことになる。
上述の構造に対する代替形態は、十分な大きさの別な電源用コネクタを介して電力を供給することである。典型的には、これらのコネクタは、その高さおよび大きさのために「アイコン（ｉｃｏｎ）」と呼称される。これらアイコン導電性要素の使用は接触子の密度の問題を解消する一助となるが、１つの基板上に２種類のコネクタを配置することに関連して費用がかかる。さらに、典型的には、アイコン導電性要素配置と他のコネクタと配置の間で水平方向と傾き方向すなわち「Ｚ」方向との両方向の位置における変化がある。最後に、典型的には、別なプリント回路基板または他のハウジングのいずれかに取り付けられる２つの嵌合する半体がある。これは、位置決めの変化の混乱をさらに増大させ、典型的には、コネクタが互いに機械的に干渉する環境を作り出す。
さらに、導電性要素の大きさおよび電力を伝導する能力が減少すると、典型的には、集中抵抗の増加に関する問題が増大する。詳細には、接触子の幾何学的形状がより小さくなると、接触子がより容易に変形または損傷することとなり、したがって、ハンダパッドのような接続点との接触が悪化しやすくなる。また、接触子がより小さくなると、経時的に、過大応力を受けるやすくなるまたは変形されやくすなり、接触力が減少し、集中抵抗が増加する。整列不良または応力緩和のいずれかにより、電源用接触子がハンダパッドと接続不十分となるとき、典型的には、集中抵抗が増すことにより、熱が発生する。上述のように、発熱は、典型的には、応力緩和およびハウジングクリープをさらに誘発させる。また、電源用接触子に関しては、接触領域を通って伝導される電流の量により、火災の危険性もより大きくなる。
したがって、変形を阻止し、ハンダパッド接続部との整列を維持し、優れた電気的接触断面積を維持し、優れた剛性をもたせることができる電源用接触子構造が所望される。
より小型で、速く、安価な製品に対する需要に応え、上述の問題に対処するために、改良が施されたファインピッチコネクタが所望される。現在のコネクタ製品は、多数の相互接続方法を調査したにも関わらず、これらの機会に対し最適な解決法を提供してはいない。したがって、低コストの相互接続をも提供する新規の高密度、高ピン数、および低断面輪郭の電気コネクタに対する必要性が存在しているのである。
発明の開示
開示されている方法および装置は、電気コネクタおよび電子コネクタにおいて使用するための分離可能な相互接続装置に関する。これらの製品は、複数のプリント回路基板と電気的または機械的に接続し、プリント回路基板間での電気信号の伝搬や、電力供給や、接地を容易にするために使用され得る。
本発明は、電子産業の設計基準に合致する相互接続装置を提供する。本発明の相互接続装置は、嵌合するソケットおよびプラグを含む。このソケットは、ベースと、ベースの一方の面に配置されて、中央壁部材および対向する同一の側壁部材を形成する３つの平行な壁部材とを含む本体を具備し、この中央壁部材が両面を有し、これらの側壁部材が中央壁部材の両面に対向する面を有する。電気接触子は、中央壁部材の両面に沿って配置されて、２列の接触子列を形成すると共に、側壁部材の対向面に沿って配置されて、追加の２列の接触子列を形成する。プラグは、上壁と、それぞれが両面を備え、ソケットの中央壁部材の各側に１つずつ配置されるようになっている、少なくとも２つの間隔をあけて垂下する平行な壁部材とを有する本体を具備する。電気接触子は、平行な壁部材の両面に沿って配置されて、中央壁部材の両面に沿って配置された電気接触子および側壁部材に沿って配置された電気接触子に電気的に接触するための４列の接触子列を形成する。
本発明の相互接続装置は、垂直方向、マザーボード／ドーターボード間、垂直方向／直角方向間、またはストラドル式の基板の積重のためのＰＣＢ／ＰＣＢ間の相互接続を可能にするソケットおよびプラグを含む。本発明の相互接続装置は、ハンダ接合部が０．４ｍｍの間隔で配置された２つの単一列で、またはハンダ接合部が０．８ｍｍ間隔で互い違いになった４列で、またはハンダ接合部間が０．８ｍｍ間隔のピン接合によるなど多数ある内の任意の方法でＰＣＢに結合される。様々な接続が、その部分のフットプリントおよびＰＣＢまたは他のもので使用される実面積の量を低減させる。
１つの実施態様によれば、相互接続装置の各部分すなわちソケット及びプラグに２列のバネ接触子（能動）列のみを設け、コネクタ部分の外側にある接触子上のハンダテール（尾部）を細くし、基板取り付け、安定性、クロストークに対する信頼性、およびインピーダンスの改善の確保のためにコネクタ部分にハンダテールを位置決めできるようにするための各コネクタ部分にノッチを形成することによって、相互接続装置の幅を減少させることができる。
１つの実施態様によれば、ソケットおよびプラグは、ソケットおよびプラグの長手方向断面を構成する平面に対して鏡像を形成する。さらに、好ましい実施態様では、ソケットおよびプラグの能動接触子は片持ち取り付けされており、それぞれがソケットをプラグと嵌合させる時に受動接触子に当たって電気的に接触する接触部分をなす弧状端部を伴って形成される。
１つの実施態様によれば、複数のコネクタ溝がソケットおよびプラグの両方に設けられる。複数のコネクタ溝を使用すると、所定面積内の接触子数を増すことができる。これらのコネクタ溝に関連するものは１列の接触子とすることもできる。プラグ内または関連するソケット内の列および溝数について様々な組合せが採用されることも可能である。１つの実施態様によれば、２つの溝を備えたコネクタピースが、３つの溝を備えたコネクタピースと結合することができ、これらのコネクタピースの両方が４列の接触子列を有する。
他の実施態様によれば、接触子支持構造体が能動接触子と相互作用するように設けられる。この接触子支持構造体は、任意の形状にすることができる。接触子構造体は、バネ接触子が撓まされたときにバネ接触子が係合する表面を提供する。この接触子支持によって、能動バネ接触子の有効固定点を接触子の自由端に向かって移動させて、接触子の有効長を短くすると同時に、低強度材料またはより小さなサイズを用いて接触子を介して事実上同じ力が供与されるようにする。１つの実施態様では、この接触子支持構造体は、能動接触子に隣接したコネクタハウジング内の湾曲壁によって形成される。
本願で開示されている相互接続装置は、能動および受動接触子の混在を含んでいる。能動接触子は、通常、接触子支持壁を採用するしないに関わらずバネ接触子を介して設けられる。１つの実施態様によれば、能動接触子は、受動接触子と係合するように湾曲した接触子端部を含む。受動接触子は、通常、構造上、比較的平らな比較的動かない接触子である。能動および受動の両方の混合は、比較的空間効率がよく、ソケットとプラグとの両方の間により均一に機械力を分布分配するので、ハウジング壁を薄くし、接触子ピッチを高め、単一のコネクタ内の接触子数を増加させるが可能となる。
相互接続装置の１つの実施態様の接触子は、垂直方向に互い違い配置にすることができる。詳細には、数個の接触子が他の接触子よりも高く垂直方向に延びていても良い。好ましい実施態様では、他の全ての接触子がその隣接する接触子よりも高くても低くても良く、したがって垂直方向に互い違い配置になった接触子のパターンとなる。接触子が互い違い配置になり得るので、２つのコネクタピース（または１つのコネクタピースと基板と）が共に１つにされると、幾つかの接触子が他の接触子よりも前にそれらの対応する接触表面と嵌合する。接触子が互い違い配置であると、逐次嵌合（すなわち、接地、または電力供給、または信号線が所定の順序で嵌合される）が可能となり、相互接続装置と結合するのに必要な挿入力を減少させる。互い違い配置の接触子が接触子支持構造体と共に使用される場合、隣接する接触子支持構造体も垂直方向に互い違い配置になっていても良い。
本願で使用のために開示されている接触子は、交互配置構造で配置することもできる。より詳細には、これらの接触子は、ハウジング壁と対向する側の接触子からオフセットされた位置に、ハウジング壁の対向する各側の個別の列内で配置することができる。１つの実施態様では、このオフセットは、同じ列内の接触子間の距離の半分であっても良い。このことは、接触子のテール部分をコネクタの側方に交互に形成できるようにする。このような配置構成は、接触子間の電気的隔離において利益を提供する。相互接続装置は、機械的により頑丈であり、ハウジング壁への接触による応力分布はハウジング壁全体により均一に広がるので、付加的な接触子支持を提供する。
開示されている相互接続装置と共に使用するための接触子は、マルチレベル（多段）形態でプラグまたはソケットハウジングを出ることができる。特定の実施態様によれば、接触子テールはバイレベル（２段）形態で様々な水平位置からハウジングを出る。接触子テール部分のこの配置構成は、任意の隣接する接触子テールまたは基部部分に対する３次元的分離を提供する。こうした分離により、多数の平面が形成され、各平面毎に接触子テールは各基板取り付け位置へ経路設定される。１つの実施態様によれば、接触子の最上平面は、コネクタの最も外側に位置する列にある接触子で形成されており、それぞれ次の内側列が逐次積層している。これらのテールも、Ｘ−Ｙ位置決めを提供し且つ分離を維持すなわち保持する溝またはノッチを介して、ハウジングを出ることができる。水平分離は、テールの幅を広くし、隣接する接触子間のピッチを細かくすることを可能とさせる。このマルチレベルのテールはこうして外部へ出て、クロストーク、機械的安定性、電力伝搬、およびピッチ特性を改善させる。
本願で開示されている相互接続装置の構成要素は、様々な方法で基板（例えば）プリント回路基板）に固定またはラッチ止めされ得る。この固定機能は、下方に延びて基板と係合するソケットハウジングまたはプラグハウジングを延長することによって提供されても良い。固定具はカードエッジ接続システムで利用されても良い。この固定具は、基板を貫通してそれと係合するバネ状フィンガを備えた延長ピースを含む、様々な方式で形成され得る。この固定具は、基板の変形をまっすぐにし、機械的安定性を提供してハンダ接合部を保護することができる。
開示されている相互接続装置のソケットおよびプラグ（またはカードエッジ）は、コネクタ構成要素が嵌合するとコネクタ構成要素を本質的に確実に留めるための分離可能なラッチシステムを含み得る。これらのラッチは、カードエッジ内のスロットと係合するコネクタピースのラッチ部分によって形成されても良いが、他の機械的配置構成も可能である。このラッチ部分は、ラッチ部分がスロットと係合するときには、バネ状機能を有する表面突起を有しても良い。このスロットは、表面突起を受容するように凹所状部分を含み、こうしてラッチ機能を達成するようにしても良い。これらのラッチは、導電性または非導電性のいずれであっても良い。導電性ラッチは、信号、電力、または接地伝搬の導電路とな離得る。これらのラッチは、嵌合が１つの方式でしか起こらないように極性キーをさらに提供するように相互接続装置内に配置されても良い。
１つの実施態様によれば、単数又は複数のストラドル式クリップが、開示されている相互接続装置のソケットまたはプラグと共に使用するために提供され得る。これらのクリップは、ソケットまたはプラグコネクタに永久的または着脱自在に取り付けるように構成されても良く、またはソケットコネクタまたはプラグコネクタの一部として構成されても良い。特に、これらのストラドル式クリップは、ハンダ付けのためなど、指定された基板の場所へのコネクタ接触子機能部の３次元的位置決めを提供することができる。これらのクリップは、指向的極性を提供するものや特定タイプのコネクタとの基板の選択的嵌合を行うためにキーが設けられたものを含む、様々な構造で提供され得る。これらのクリップは、さらに、基板の嵌合に先だって、関連する構成要素に取り付けられた接触子テールのような接触子機能部を保護するように、構成され得る。また、これらのクリップは、接触子機能部を基板取り付け後の機械的応力から保護することも可能である。
本願で開示されている相互接続装置で利用される接触子は、接触子をコネクタハウジングに確実に留めるようにコネクタハウジングと係合する接触子保持機能部（出っ張り、突起物、歯状物、延長体など）を含んでも良い。１つの実施態様によれば、これらの保持機能部は、接触子の一方の端縁から接触の他方の端縁まで交互配置になっている。したがって、２つの接触子間の距離は、各保持機能部の場所で狭くなるのではなく、比較的一定となる。そのような交互配置構成は、隣接する接触子間の電気的絶縁性を改善させ、接触子間のクロストークを減少させる。さらに、そのような交互配置構成は、機械的応力を減少させ、接触子間により薄い壁を採用することによってより細かいピッチを可能とさせる。
本発明の相互接続装置の接触子は、回転して形成されても良く、回転せずに形成されても良い。回転接触子は、典型的には、その幅よりも遙かに大きな厚さを有する。このような接触子は、屈曲工程ではなくスタンピングまたはブランキング工程によって形成され得る。接触子の厚さがより大きいため、回転接触子は、機械的に非回転接触子よりも強度が強くなり得る。さらに、回転接触子の幅が比較的狭い場合、接触子間のピッチが小さくできる。これらの回転接触子は、接触子支持構造体を採用するシステムで利用することもできる。
１つの実施態様によれば、複数の嵌合部分を備えた電源用接触子が設けられる。複数の嵌合部分は、電力伝搬および信頼性を増すために電源用接触子の分離可能部分および基板または導電線相互接続領域の両方に設けられても良い。これらの電源用接触子は、「Ｔ字形状」および／または「Ｕ字形状」の断面を備えることができる。これらの電源用接触子は、相互にグループ化されるか、逐次的に配置されるか、またはコネクタ構成要素内の信号接触子でランダムに分散されても良い。これらの電源用接触子は、コネクタの複数又は単数の端部に追加され得る単数又は複数の電源用モジュール内に設けられても良い。これらの電源用接触子は、関連する構成要素に対して機械的保持を提供し、コネクタ着座平面の画定を行うのに、十分な大きさとなるように構成されても良い。
【図面の簡単な説明】
図１は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による電気的相互接続装置のソケットの斜視図である。
図２は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による電気的相互接続装置のプラグの斜視図である。
図３は、相互接続のために所定位置に配置された図１のソケットおよび図２を切ったプラグの垂直断面図である。
図４は、図１、図２、図３、および図９に示される実施形態のものと異なる接触子テール出口構造を備えた開示されている方法および装置の実施形態の電気的相互接続装置のソケットおよびプラグの垂直断面図である。
図５は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による電気的相互接続装置のプラグの斜視図である。
図６は、Ｕ字状ソケットに挿入するＴ字状プラグを利用したツーピースコネクタの断面図である。
図７は、多溝（多チャンネル）ツーピースコネクタの断面図である。
図８は、配置キャップの断面図である。
図９は、嵌合した状態で配置された図１のソケットおよび図２のプラグの垂直断面図である。
図１０は、カードエッジと嵌合した位置に配置された状態で示された、開示されている方法および装置の１つの実施形態による電気的相互接続装置のカードエッジコネクタ構成要素の斜視図である。
図１１は、開示されている方法および装置の１つの実施形態の弧状支持表面に対し撓んだ状態になっている片持ち梁バネ接触子の簡略断面図である。
図１２は、図１１の撓んだ状態の片持ち梁バネ接触子に関する応力分布を示している図である。
図１３は、接触力によって撓んだ状態になっている非支持状態の片持ち梁バネ接触子の簡略断面図である。
図１４は、図１３の撓んだ状態の片持ち梁バネ接触子内の応力分布のグラフ図である。
図１５は、支持構造体として使用され得る代替的実施形態の断面図を示している。
図１６は、垂直方向に互い違いに配置された接触子と水平方向に互い違いに配置されたテール部分とを有した、開示されている方法及び装置の１つのカードエッジ実施形態のコネクタハウジングの斜視断面図である。
図１７は、図１６のコネクタハウジングの垂直断面図である。
図１８は、カードエッジと嵌合した位置で示されており且つプリント回路基板上に取り付けられた状態の図１６および図１７のコネクタハウジングの斜視断面図である。
図１９は、交互配置になっている能動タイプおよび受動タイプの接触子を有した開示されている方法および装置の１つの実施形態の電気的相互接続装置のプラグおよびソケットの斜視断面図である。
図２０は、交互配置タイプの接触子とコネクタ半体同士が嵌合する単一の溝とを有した開示されている方法および装置の１つの実施形態による電気的相互接続装置のプラグおよびソケットの斜視断面図である。
図２１は、図２０の電気的相互接続装置の実施形態の垂直断面図である。
図２２は、交互配置タイプの接触子とコネクタ半体同士が嵌合する２つの溝とを有した開示されている方法および装置の１つの実施形態による電気的相互接続装置のプラグおよびソケットの斜視断面図である。
図２３は、交互配置で混合された受動接触子および能動接触子とコネクタ半体同士が嵌合する２つの溝とを有した開示されている方法および装置の１つの実施形態による電気的相互接続装置のプラグおよびソケットの斜視断面図である。
図２４は、図２３の電気的相互接続装置の実施形態の垂直断面図である。
図２５は、図２２の電気的相互接続装置の実施形態の垂直断面図である。
図２６は、交互配置構造で混合された接触子配置の受動接触子および能動接触子とコネクタの半体同士が嵌合する単一の溝とを有した、開示されている方法および装置の電気的相互接続装置の実施形態のプラグおよびソケットの斜視断面図である。
図２７は、交互配置の接触子構造で混合された接触子配置の受動接触子および能動接触子とコネクタの半体同士が嵌合する２つの溝とを有した開示されている方法および装置の１つの実施形態による電気的相互接続装置のプラグおよびソケットの斜視断面図である。
図２８は、交互配置の接触子構造とコネクタの半体同士が嵌合する２つの溝とを有した開示されている方法および装置の１つの実施形態による電気的相互接続装置のプラグおよびソケットの斜視断面図である。
図２９は、開示されている方法および装置の他の実施形態の断面図である。
図３０は、開示されている方法および装置の１つの実施形態によるオフセットされたリボン接触子テール構造の接触子パターンの水平断面図である。
図３１は、従来のリボン接触子テール構造の水平断面図である。
図３２は、「インライン（直列形）テール」構造の複数の位置決めノッチを通過する接触子テールを有した開示されている方法および装置の１つの実施形態による電気的相互接続装置構成要素の斜視断面図である。
図３３は、位置決めノッチを備えた開示されている方法および装置の１つの実施形態によるプラグおよびソケットの側断面図および垂直断面図を示している。
図３４は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による接触子テール部材および位置決めノッチ構造の水平断面図である。
図３５は、開示されている方法および装置の他の実施形態による接触子テール部材および位置決めノッチ構造の水平断面図である。
図３６は、「マルチレベル（多段形）テール」構造の複数の位置決めノッチを通過する接触子テールを有した備えた、開示されている方法および装置による電気的相互接続装置の１つの実施形態の斜視断面図である。
図３７は、位置決めノッチを備えた図３６の電気的相互接続装置構成要素の実施形態の側断面図および垂直断面図を示している。
図３８は、インライン構造およびマルチレベルテール構造をそれぞれ有した開示されている方法および装置の２つの実施形態による接触子および接触子テールの空間的な配置を示している斜視断面図である。
図３９は、開示されている方法および装置の２つの実施形態によるインライン接触子テール出口構造およびマルチレベル接触子テール出口構造の空間的配置を示している垂直断面図および水平断面図を示している。
図４０は、開示されている方法および装置の１つのバイレベル（二段）テール実施形態によるカードエッジコネクタの斜視断面図である。
図４１は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による典型的インラインテール部材およびバイレベル部材の断面図である。
図４２は、電界分布線が示された図３９の実施形態によるインラインテール出口構造の平面断面図である。
図４３は、電界分布線が示された図３９の実施形態のマルチレベルテール出口構造の平面断面図である。
図４４は、２列テール構造で構成されたインラインテール構造およびマルチレベルテール構造を有した開示されている方法および装置の２つの実施形態による電気的相互接続装置構成要素の簡略垂直図および水平図である。
図４５は、１列テール構造で構成されたインラインテール構造およびマルチレベルテール構造を有した開示されている方法および装置の２つの実施形態による電気的相互接続装置構成要素の簡略水平図および垂直図である。
図４６は、開示されている方法および装置の１つの実施形態によるトリレベル（三段）テール出口構造の空間的配置を示す断面図である。
図４７は、マルチレベルテール構造を有した開示されている方法および装置の１つの実施形態による電気的相互接続装置の構成要素の斜視図であり、位置決めノッチを示している。
図４８は、キャップを備えたバイレベル構造、インラインプラスチックバイレベルリード線、キャップ無しバイレベル構造、リード線ガイドを備えたバイレベル構造、およびインライン構造を有した、開示されている方法および装置の５つの実施形態による電気的相互接続装置の構成要素の垂直断面図を示している。
図４９は、図４８の構成要素構造の側断面図を示す。
図５０は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による接触子テール部材および位置決めノッチの構造の水平断面図である。
図５１は、開示されている方法および装置の他の実施形態による接触子テール部材および位置決めノッチの構造の水平断面図である。
図５２は、開示されている方法および装置の他の実施形態による接触子テール部材および位置決めノッチの構造の水平断面図である。
図５３は、開示されている方法および装置の１つの実施形態によるコネクタ構成要素の斜視断面図である。
図５４は、コネクタをプリント回路基板に固定するために構成要素ハウジング上に設けられた３つの固定構造体を有した、開示されている方法および装置の１実施形態による電気的相互接続装置のカードエッジコネクタ構成要素の斜視断面図である。
図５５は、図５４のコネクタ構成要素の斜視断面図である。
図５６は、１つの固定構造体をより詳細に示している図５４および図５５のカードエッジコネクタハウジングの実施形態の基板取り付け側の一方の端部の拡大斜視図である。
図５７は、図５４および図５５のカードエッジコネクタハウジングの実施形態の基板取り付け側に配置された固定構造体の拡大断面図である。
図５８は、開示されている方法および装置の１つの実施形態によるコネクタハウジングに取り付けられた固定構造体の垂直断面図である。
図５９は、開示されている方法および装置によるコネクタハウジングに取り付けられ、プリント回路基板に係合された固定構造体の垂直断面図である。
図６０は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による３つの固定構造体を有したコネクタハウジングの側面図であり、誇張した凹状態のプリント基板と係合した２つの固定構造体を示している。
図６１は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による３つの固定構造体を有したコネクタハウジングの側面図であり、誇張した凹状態のプリント基板と係合した３つの全ての固定構造体を示している。
図６２は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による３つの固定構造体を有したコネクタハウジングの側面図であり、誇張した凸状態のプリント基板と係合した１つの固定構造体を示している。
図６３は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による３つの固定構造体を有したコネクタハウジングの側面図であり、誇張した凸状態の図６２のプリント基板と係合した３つの全ての固定構造体を示している。
図６４は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による固定構造体の断面図であり、典型的な寸法範囲を示している。
図６５は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による固定構造体を有した電気的相互接続装置構成要素の斜視断面図である。
図６６は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による分離可能なラッチ機構および固定構造体を有したカードエッジコネクタ構成要素の斜視断面図である。
図６７は、コネクタラッチ部分を有するカードエッジコネクタ構成要素と、相互接続のために所定位置に配置された対応する受容スロットおよび輪郭凹所を有するプリント回路基板との斜視断面図である。
図６８は、図６７のコネクタハウジングおよびプリント回路基板の嵌合状態を示している斜視断面図である。
図６９は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による分離可能なラッチ構造を有したカードエッジコネクタハウジングおよびプリント回路基板の斜視図であり、相互接続のために所定位置に配置されたラッチ構造を示している。
図７０は、開示されている方法および装置の１つの分離可能なラッチ実施形態による受容スロットおよび輪郭凹所を有したプリント回路基板の拡大斜視図である。
図７１は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による位置決め孔およびラッチ開口部が配設されたプリント回路基板の簡略側面図である。
図７２は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による接触子がその上に配設されたプリント回路基板を示している図７１のプリント回路基板の簡略側面図である。
図７３は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による、受容スロット、基板端縁、および整列ノッチを伴うプリント回路基板を示している図７１および図７２のプリント回路基板の簡略側面図である。
図７４は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による分離可能な導電性ラッチ機構を有した１ミリメートルピッチのカードエッジコネクタの斜視断面図である。
図７５は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による導電性ラッチ輪郭凹所を有したプリント回路基板の斜視図である。
図７６は、開示されている方法および装置の１つの導電性ラッチ実施形態に従って構成され、相互接続のために所定位置に配置されたカードエッジコネクタおよび対応するカードエッジの斜視断面図である。
図７７は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による分離可能な導電性ラッチ機構の斜視図である。
図７８は、開示されている方法および装置の他の実施形態による分離可能な導電性ラッチ機構の斜視図である。
図７９は、開示されている方法および装置の他の実施形態による分離可能な導電性ラッチ機構の斜視図である。
図８０は、開示されている方法および装置の他の実施形態による分離可能な導電性ラッチ機構の斜視図である。
図８１は、開示されている方法および装置の他の実施形態による分離可能な導電性ラッチ機構の斜視図である。
図８２は、嵌合した状態で配設された開示されている方法および装置の１つの分離可能な導電性ラッチ機構の実施形態によるコネクタハウジングおよびプリント回路基板の斜視断面図である。
図８３は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による受容スロットおよび２重輪郭凹所を設けて構成された回路基板の斜視図である。
図８４は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による長円形状輪郭凹所および延長された受容スロットを設けて構成された回路基板の斜視図である。
図８５は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による長円形状輪郭凹所を設けて構成された回路基板の斜視図である。
図８６は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による長円形状輪郭凹所および埋設された導電層を設けて構成された回路基板の斜視図である。
図８７は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による既に取り付けされたストラドル式設置の取り付けクリップを備えたコネクタハウジングの拡大斜視図である。
図８８は、開示されている方法および装置の１つの実施形態によるプリント回路基板と係合した既に取り付けされたストラドル式設置のクリップを備えたコネクタハウジングの斜視断面図であり、典型的な寸法を示している。
図８９は、図８８に示された実施形態と類似のコネクタハウジングの斜視断面図である。
図９０は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による既に取り付けされたストラドル式設置の取り付けクリップおよびストラドル式設置の取り付けクリップを受容するように構成されたプリント回路基板が相互接続のために所定位置に配置されているコネクタハウジングの簡略側面図である。
図９１は、図９０のプリント回路基板実施形態の斜視図である。
図９２は、開示されている方法および装置の他の実施形態によるコネクタハウジングおよび既に取り付けされたストラドル式設置の取り付けクリップの斜視断面図である。
図９３は、開示されている方法および装置の３つの可能なストラドル式設置の取り付けクリップ実施形態の斜視図を示している。
図９４は、開示されている方法および装置の１つのストラドル式設置の取り付け実施形態による交互配置になった接触子用フットプリント（設置ランド）の構造の水平断面図である。
図９５は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による交互配置になった接触子保持機能部を有した接触子の斜視図である。
図９６は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による交互配置になった接触子保持機能部を備えた接触子を有するコネクタハウジングの拡大斜視断面図である。
図９７は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による従来の接触子保持機能部を備えた接触子を有するコネクタハウジングの拡大斜視断面図である。
図９８は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による交互配置になった接触子保持機能部を備えた接触子を有するコネクタハウジングの垂直断面図である。
図９９は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による回転接触子の斜視図である。
図１００は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による回転接触子の空間的配置を示している側面図である。
図１０１は、開示されている方法および装置の１つのメッキスルーホール実施形態による、回転接触子を有し且つプリント回路基板上に配設されたコネクタハウジングの斜視断面図である。
図１０２は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による回転接触子を有するコネクタハウジングの斜視断面図である。
図１０３は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による回転接触子を有するカードエッジコネクタハウジングの斜視断面図である。
図１０４は、相互接続のために所定位置に配置された、開示されている方法および装置の１つの実施形態による回転接触子およびカードエッジを有したカードエッジコネクタ構成要素の斜視図である。
図１０５は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による「Ｔ字形状」基部の表面実装脚部分を備えた電源用接触子を有するコネクタハウジングの斜視断面図である。
図１０６は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による「Ｔ字形状」接触子の斜視図である。
図１０７は、相互接続のために所定位置に配置された、開示されている方法および装置の１つの実施形態による「Ｔ字形状」電源用接触子を備えたプラグおよびソケットを有するツーピース電気的相互接続装置の斜視断面図である。
図１０８は、相互接続のために所定位置に配置されて示された図１０７の実施形態の嵌合相手の「Ｔ字形状」電源用接触子を示している斜視図である。
図１０９は、嵌合した状態で配置された図１０７の実施形態の「Ｔ字形状」電源用接触子の斜視図である。
図１１０は、相互接続のために所定位置に配置された、開示されている方法および装置の１つの実施形態による２つの導電性フィンガ（指状体）を有した「Ｔ字形状」接触子構造体の斜視図である。
図１１１は、開示されている方法および装置の１つの実施形態による３つの導電性フィンガを有した「Ｔ字形状」電源用コネクタの斜視図である。
図１１２は、相互接続のために所定位置に配置された、開示されている方法および装置の１つの実施形態による４つの導電性フィンガを有した「Ｔ字形状」電源用接触子の斜視断面図である。
図１１３は、相互接続のために所定位置に配置された、開示されている方法および装置の１つの実施形態による４つの導電体フィンガを有した電源用接触子の斜視図である。
図１１４は、相互接続のために所定位置に配置された、開示されている方法および装置の１つの実施形態による２列の４つの導電体フィンガを有した電源用接触子の斜視図である。
図１１５は、相互接続のために所定位置に配置された、開示されている方法および装置の他の実施形態による２列の４つの導電体フィンガを有した電源用接触子の斜視図である。
図１１６は、開示されている方法および装置の１つのメザニン型実施形態による別個の電源用モジュールを有したプラグおよびソケットの斜視断面図である。
図１１７は、嵌合した状態で配置された、開示されている方法および装置の１つのストラドル式設置実施形態による別個の電源用モジュールおよびプリント回路基板を有したコネクタハウジングの斜視断面図である。
図１１８は、相互接続のために所定位置に配置された、開示されている方法および装置の１つのストラドル式設置実施形態による「Ｕ字形状」電源用接触子およびプリント回路基板の斜視図である。
図１１９は、本発明による電気的相互接続装置のソケットの斜視図である。
図１２０は、本発明による電気的相互接続装置のプラグの斜視図である。
図１２１は、相互接続のために所定位置に配置された図１１９のソケットおよび図１２０のプラグの垂直断面図である。
図１２２は、図１２１の実施形態によるソケットまたはプラグのフットプリントを示している概略図である。
図１２３は、第１改変形態のソケットおよびプラグの垂直断面図である。
図１２４は、図１２３によるソケットまたはプラグのフットプリントの概略図である。
図１２５は、受動接触子の斜視図である。
図１２６は、能動接触子の斜視図である。
発明を実施するための最良の形能
参照の最初として、図１および図２は、開示されている方法および装置による相互接続装置の１つの実施形態を示している。図１はソケットハウジング構成要素１６を示しており、図２はソケットハウジング１６と相互接続するための嵌合相手のプラグハウジング構成要素２６を示している。図１に示されるように、ソケット１６は、ベース１と、ベース１の一方の面に離間して配置された３つの平行な壁部材１ａとを含むハウジング本体を有している。図２に示されるように、プラグ２６は、ベース２と、ソケット１６の壁１ａを受容するように平行な位置に離間して配置された２つの壁部材２ａと、ハウジングシュラウド２７を形成する２つの外側壁部材とを含むハウジング本体を有している。能動接触子１２および対応する受動接触子１３が各コネクタハウジング構成要素１６、２６の内部に設けられている。図３には、図１の断面Ａ−Ａおよび図２の断面Ｂ−Ｂがコネクタの嵌合前の状態で示されている。図９には、図１の断面Ａ−Ａおよび図２の断面Ｂ−Ｂが嵌合した状態で示されている。図３に示されているように、接触子テール（尾部）２１は同一平面上にある。図４は、ソケット１６およびプラグ２６装置の実施形態がマルチレベル（多段形）接触子テール２１を有していることを除いて、図３に示されているものと同様の断面図を示している。マルチレベル接触テール出口構造の使用は、以下で、詳細に説明される。
複数の接触子列および接触子溝を有するツーピースコネクタ
典型的なツーピースコネクタは、Ｕ字形状ソケット内に挿入するＴ字形状プラグを利用する。図６は、そのようなコネクタの断面を示している。図６に示されているように、Ｕ字形状ソケット４はハウジング側壁５ａ、５ｂを有するソケットハウジング５を含んでいる。このハウジング５は、図１および図２に示されているハウジングなどのように長方形状に延長されても良い。図６では、単一のコネクタ溝７がハウジング側壁５ａおよび５ｂの間に形成されている。各ハウジング側壁５ａ、５ｂに隣接して１列の接触子が設けられている。２列の接触子列のそれぞれの接触子４ａと接触子４ｂが図６の断面図に示されている。これらの接触子の列は、同一平面内に形成されても良く、または代わりに、図２０に示されているように、１つの列の１つおきの接触子がコネクタ溝７にさらに突出するように互い違いに配置された接触子の並びになるようにしても良い。
このプラグ３は、中央壁６を有するプラグハウジングを含んでも良い。このプラグハウジングは、図６に点線で示されるように任意の外部シュラウド６ａおよび６ｂを含んでも良い。中央壁６の両側にコネクタ溝８および９が形成される。外部シュラウド６ａおよび６ｂが利用される場合、コネクタ溝８および９は（コネクタ溝７のような）囲包溝と見なすことができる。外部シュラウド６ａおよび６ｂが利用されない場合、コネクタ溝８および９は開放溝と見なすことができる。いずれの場合でも、接触子３ａおよび３ｂの列がコネクタ溝８および９に隣接する中央壁６に隣接して形成される。ソケット４に関してと同じように、接触子３ａおよび３ｂを含む接触子の各列は、同一平面の接触子列でも良く、幾つかの接触子が他の接触子よりもさらに溝内へ延びているような１列の互い違い配置になった接触子であっても良い。こうして、図６に示されるように、１つのコネクタ溝を備えたソケットと２つのコネクタ溝を備えたプラグとを有する相互接続装置が提供される。
図１、図２、図３および図４に示されている相互接続装置は、利点として、ソケットおよびプラグの両方に対して複数の溝を提供している。複数の溝を使用すると、コネクタの所定面積に設けられる接触子数を増加させることができる。したがって、従来のコネクタはプラグまたはソケットに２列の接触子列しか提供し得ないが、本開示による相互接続装置は、プラグピースおよびソケットピースのそれぞれで３列、４列、またはそれ以上の接触子列を利用することもできる。
例えば、図１、図２および図３に示されているように、プラグ２６は３つのコネクタ溝２６ａを有し、ソケット１６は２つのコネクタ溝１６ａを有する。さらに、プラグ２６内に４列の接触子列（２列の能動接触子１２の列および２列の受動接触子１３の列）が設けられ、同様にソケット１６内に４列の接触子列（２列の能動接触子１２の列および２列の受動接触子１３の列）が設けられる。ここでもまた、各接触子列内の接触子は、同一平面にあっても良く、コネクタ溝領域内に入り込む量を変えることによって互い違いに配置しても良い。
ソケットおよびプラグの両方で複数のコネクタ溝を使用する方法は、示されているような能動接触子および受動接触子の特定の組合せに限定されず、全てが能動接触子であることを含む他の組合せで利用され得る。さらに、２つのコネクタ溝（４列のコネクタ列を備えた）を備えた第２ピース（部品）に嵌合する３つのコネクタ溝（４列のコネクタ列を備えた）を備えた１つのピースを有するツーピース相互接続装置に関して主に示されているが、ソケットおよびプラグの両方において多数の溝の組合せを利用することができる。例えば、図７に示されているように、複数コネクタ溝の２つの変化形態が示されている。相互接続装置１０００は、４つのコネクタ溝１００６と５列の接触子１００８とを備えるハウジング１００４と嵌合し得る３つのコネクタ溝１００６と５列の接触子１００８とを備えるハウジング１００２を含んでいる。同様に、相互接続装置１０１０は、４つのコネクタ溝１００６と６列の接触子１００８とを備えるハウジング１０１４と嵌合し得る３つのコネクタ溝１００６と６列の接触子１００８とを備えるハウジング１０１２を含んでいる。例えば、２溝ピースに嵌合する２溝ピース、３溝ピースに嵌合する３溝ピース、５溝ピースに嵌合する４溝ピース、６溝ピースに嵌合する５溝ピースなどを含む様々な他の溝および列の組合せが使用され得る。例えば、図５は、１０個以上のの溝１００６を有する相互接続ピースを示している。囲包型や開放型のコネクタ溝の多くの組合せが利用されても良い。最後に、勘合するソケットおよびプラグにおいて等しい数の接触子列が必要とはされないようなプラグの１つの接触子列が対応するソケットの２列と係合するような状況を含む、様々な接触子列の様々な組合せが利用され得る。
接触子支持体の幾何学的形状
従来型の片持ち式能動バネ接触子に内在する接続信頼性の問題に対処するために、開示されている方法および装置の各実施形態は、接触子支持表面を有するコネクタハウジングを備えることもできる。図３は、撓んでいない片持ち式バネ接触子１２に隣接する凸形弧状接触子支持表面１０の１つの実施形態を示している。この接触子１２は熱可塑性ソケットコネクタハウジング１６に固定された固定された第１端部１４を有している。図９では、図３のバネ接触子１２が嵌合相手の接触子２０との接触により弧状支持表面１０に当接して撓んだ状態で示されている。
図９では、弧状支持表面１０とバネ接触子１２との間の相互作用が、バネ接触子の有効「固定点」を接触子の自由な第２端部１８に向かって移動させている。つまり、バネ接触子１２／支持表面１０間相互作用の外側点（「支持点」）と接触子１２の端部との間に存在するバネ接触子の長さが、支持表面に対する接触子の撓曲によって短くなっている。こうして、バネ接触子の有効長さが短くなり、接触子の第２端部に存在する内部応力が維持され、短くなった距離にわたって実質的に同じ力を伝える。図１１および図１２は、位置の関数として撓曲力および内部応力を図式的に示している。
図１１に示されているように、バネ接触子１２は、接触子垂直力（Ｆ）によって弧状支持表面１０の周りに曲げられる、すなわち撓まされる。図１２は、位置の関数として図１１の撓んだバネ接触子内の内部応力分布を示している。図１２に示されているように、内部応力は、図１３および図１４に示されているような支持を受けていない片持ち式バネ接触子における応力分布と異なり、バネ接触子１２の固定端部から自由端部まで完全に利用されている。図１１および図１２のバネ接触子１２が支持表面１０に当接して撓まされると、図１１に示されるように、支持点が位置１４から位置１４ａおよび１４ｂへ移動する。こうして、益々短くなった撓曲経路が接触子１２の支持点１４と自由端部１８との間に形成される。その結果、最大接触子垂直力は、接触子１２が支持表面１０の周りで曲げられても、接触子１２の自由端部１８において本質的に維持される。接触子１２の固定端部に存在する垂直力も、接触子１２が支持表面１０の周りで撓まされても、本質的に変わらずに維持される。
図９は、凸形弧状支持構造体１０に当接した能動バネ接触子１２の撓みを示している２つの嵌合したコネクタ構成要素の断面図である。図９に示されているように、２つのコネクタ構成要素が嵌合されるが、プリント回路基板カードエッジをコネクタ構成要素を接続する場合には代替的な実施形態が利用されても良い。図１０は、嵌合したカードエッジ１２ａおよびコネクタ構成要素１２ｂを有したカードエッジ実施形態の同様の断面図であり、凸形弧状支持構造体１０に対する撓みを示している。図１０では、コネクタ構成要素１２ｂを「ソケット」コネクタ構成要素と呼ぶことができ、カードエッジ１２ａが「プラグ」構成要素の役目を果たし得る。
図９に示されているように、接触子は湾曲形状の接触自由端部１８を備えて構成されても良い。接触子が撓んだときに接触自由端部１８を受容するために、変位空洞２４を支持構造体の外側端部に設けても良い。この変位空洞２４の背部壁は、接触子１２が過度に撓曲することを防止するピン止めとなる。接触子垂直力は図９の撓んだ接触子１２の自由端部において実質的に維持されるので、開示された構造のこの実施形態を用いたときには集中抵抗および発熱が最小限に抑えられる。撓んだバネ接触子１２は凸形弧状支持表面１０によって支持されるので、ハウジング材料の「クリープ」および振動による悪影響も最小限に抑えられる。支持点と接触子の自由端部との間が短くなった撓曲経路はより大きな接触垂直力を提供するように作用すると同時に、接触子材料に過度の圧力を加えたり接触子材料が永久撓曲を起こす可能性を低減させる。こうして、開示されている構造の支持された接触子を用いるコネクタは、従来のコネクタの接触子の構造と比べて、集中抵抗が減少し、寿命が改善され、より高い信頼性を有することとなる。開示されている方法および装置の他の利点は、所定の用途において、より低い強度でより安価な接触子材料を利用することができる能力を含み得る。さらに、開示されている方法および装置の実施形態は比較的真っ直ぐな接触子アームと、コネクタハウジングと一体となった接触子支持体とを利用するので、コネクタ全体の幅は、非支持の片持ち式接触子を採用するコネクタと実質的に同じである。これにより、開示されている方法および装置の実施形態は、特に小型化に適したものとなる。
図１、図２、図３、図４、および図９は、開示されている構造と共に巧く使用され得る接触子輪郭、接触子支持表面、および付随する変位空洞の実施形態を示している。撓曲特性および内部応力分布は、支持体や接触子輪郭の幾何学的形状を変えることによって変更され得るという利点を有している。図３および図９に示されている凸形弧状形状の他に、撓んだ接触子と接触し、支持するのに適した任意の支持形状が採用され得る。例えば、図１５に示されているように、これらに限定されるものではないが、（長円形すなわち楕円形のような）他の弧状形状、傾斜のある直線形状、単一点形状、またはそれらの組合せを含む、他の形状および構造が接触子支持表面１０に採用され得る。（図１５に示されているような）ある特定の例には、一方が傾斜角を有し他方が直線状の２つの線セグメント、両方が傾斜角を有している２つの線セグメント、全てが傾斜角を有している３つの線セグメント、１つが直線状で他の２つが傾斜角を有している３つの線セグメント、１つが直線状で他の３つが傾斜角を有している４つの線セグメント、１つの半径を有した１つの線セグメント、２つの線セグメントおよび１つの半径、および１つの楕円形表面が含まれる。さらに、これらに限定されるものではないが、直線状輪郭、弧状輪郭、または傾斜角を有した輪郭を有したものを含む直線状および非直線状の両輪郭を有する接触子が採用され得る。例えば、１つの実施形態として、有効固定点が嵌合している間の撓みに伴って接触子の自由端部に向かって移動するように、接触子の自由端部に向かって断面積がテーパー状になった接触子と共に、直線状接触子支持構造体が採用され得る。
接触子端部も、添付の図例で開示されている任意の形状だけでなく、これらに限定されるものではないが、曲線状、弧状、点状、傾斜角を有した形状を含む他の接触子で接触点を形成するのに適した任意の輪郭のものにすることができる。さらに、テーパー状の幅や厚さを有する、若しくは断面形状がまちまちの接触子が採用され得る。例えば、図９５は、テーパー状となった幅区画３３１を有する接触子３３４を示している。図９５に示されている実施形態に加えて、接触子は、より短いまたは長いテーパー状区画を伴って構成されたり、（基部から先端までの接触子長にわたるテーパー状区画のような）接触子の他の領域に位置するテーパ状区画を伴って構成されても良い。接触子の幅や厚さをテーパー状にすることによって、接触子の撓曲特性および他の性質を変更し得ることが利点である。接触子の幅や厚さを減少させると、接触子撓曲力が減少し、接触子の厚さを増加させるとその逆となるので、この撓曲特性および他の性質の変更は部分的に実現することが可能である。例えば、接触子は、挿入力を低減させ、よって相互接続装置での接触子数を増すことができるようにするために、接触子先端３３１ａに向かって幅や厚さを減少させるようにテーパー状に加工されても良い。したがって、接触子の撓曲力は、開示されている方法および装置の接触子支持体の幾何学的形状とテーパー状の接触子を組み合わせることによって相互作用的に最適化され得る。このようにして、接触子支持体の幾何学的形状の恩恵（クリープの減少、応力緩和の減少、厚さがより薄い接触子など）が、コネクタ挿入力を増大さることなく実現され得る。所望されれば、接触子先端に向かって幅や厚さがより大きくなるように接触子をテーパー状に加工することによって、接触子撓曲力（したがって、コネクタ挿入力）を増加させても良い。撓曲力を変える多数の領域を達成するために、可変または多数の接触子テーパー区画も可能である。最後に、接触子の幅は、開示されている方法および装置の接触子支持体の幾何学的形状と幾何学的に相互作用するようにテーパー状に加工されて、接触子の有効長さの変化が、例えば、撓曲の関数としてより急速にまたはより緩慢に起こるように変更されても良い。
同様に、変位空洞は、形状付与された接触子端部を収容するのに適した任意の幾何学的形状のものであっても良く、または空洞が無くても十分な間隙が存在する場合には必ずしも必要とはならない。さらに、開示されている構造の接触子支持構造体は、撓んだ接触子を支持するのに適した任意の材料から構成され得る。例えば、関連のコネクタハウジングと同じ（プラスチックまたはセラミックのような）材料が採用されても良く、または支持構造体がコネクタハウジングと異なる材料から構成されても良い。最後に、開示されている方法および装置の接触子支持構造体の恩恵は、能動接触子が受動接触子と嵌合する構成に対するものだけでなく、他の能動接触子と嵌合する能動接触子を採用するコネクタ構成のものに関しても享受することができる。
垂直方向に互い違い配置になっている接触子構造
カードエッジおよびツーピースコネクタの両用途では、多くの場合、導電性要素の段階的嵌合すなわち逐次的嵌合を利用することが望ましい。段階的嵌合すなわち逐次的嵌合は、一般に、全ての導電性要素が同時には嵌合せず、２つのコネクタが合わされて一つになるときに、ある導電性要素が他の導電性要素よりも前に係合するような導電性要素の配置を指す。例えば、特定の順序で接地用回路や、信号用回路や、電源用回路を完成させるために、導電性要素の逐次的嵌合が必要とされることがある。逐次的嵌合は、さらに、一度には接触子の頂端の一部のしか係合しないので、嵌合させるのに要する最大挿入力を低下させる傾向を有する。したがって、図１６に示されている開示されている方法および装置の１つの実施形態では、コネクタのバネ部材やワイピング部分は、関連の接触子支持体と同じように垂直方向に互い違い配置になっている。この垂直方向に互い違い配置になった構成は、図１７の隠れ線で示されている。図１７に示されているように、２つの高さの接触子のバネ要素、すなわち上部接触子のバネ要素３０および下部接触子のバネ要素３２が存在する。さらに、２つの高さの接触子支持構造体、すなわち上部レベル接触子支持構造体３４および下部レベル接触子支持構造体３６が存在する。
垂直方向に互い違い配置になったコネクタ構成は、典型的には、図１６〜図１８に示されるように上部接触子のテール部分３８および下部接触子のテール部分４０が水平方向に互い違い配置になる構造をとることに留意すべきである。水平方向に互い違い配置にすることで、コネクタの位置に関係なく相互接続経路の物理的および電気的長さを同じにすることができる。これに従って、図１６は、垂直方向および水平方向に互い違い配置になったカードエッジ実施形態を示している。図１８も、垂直方向および水平方向に互い違い配置になったカードエッジ実施形態を示しているが、こちらは、嵌合相手のプリント回路基板４２が挿入された状態で示されている。図１６〜図１８は、回転接触子を備えたカードエッジ実施形態と共に使用する場合の垂直方向に互い違い配置になった接触子の概念を示しているが、垂直方向に互い違い配置になった接触子と支持構造体との組合せが、これらに限定されるものではなく、標準タイプのカードエッジまたはツーピースコネクタシステムを含む他のタイプの嵌合システムと共に使用され得ることは本開示内容の利点により明白であろう。さらに、垂直方向に互い違い配置になった接触子実施形態の利点は、これらに限定されるものではないが、「リボン」タイプ接触子を含む様々な断面形状を有した、事実上いかなるタイプの片持ち式バネ接触子に関しても、実現され得る。
交互および水平方向に互い違いになった接触子構造
開示されている方法および装置の実施形態は、オフセットリボンタイプの接触子や回転接触子のような他のタイプの接触子を用いて実施されても良い。図３は交互配置の接触子の１つの実施形態を示しており、この実施形態においては、接触子がプラグハウジング構成要素２６の壁部材２ａの両側の側部位置に交互に配置されている。図３の同じ側断面平面で見たときに、端部受動接触子２０ａの基部が見えていることと、中央壁２ａの反対側に配置された端部能動接触子の基部が見えないことによって、この交互配置が明示されている。図２２および図２５は、他の交互配置になった接触子の実施形態をそれぞれ斜視図および断面図で示している。図２２および図２５では、プラグハウジング７２の中央壁２ａの外側に配置された接触子２０ｂおよび２０ｃは、中央壁２ａの内側にそれぞれ位置する接触子２０ｄおよび２０ｅから側部方向（横方向）にオフセットされているのが示されている。図２２および図２５の実施形態では、接触子２０ｄがさらに接触子２０ｅから側部方向（横方向）にオフセットされているのが示されている。しかしながら、接触子２０ｄおよび２０ｅは、代替的な実施形態として、他の実施形態の全ての接触子２０ｂ〜２０ｅのように同じ中心線上に来るように構成されても良い。
図３０および図３１は、開示されている方法のオフセットリボンテール（尾部）の接触子パターンおよび先行技術の従来のパターンのそれぞれの水平断面図を示している。図３０では、接触子２２ａがコネクタ中央壁２２ｂの両側にオフセットした状態で配設され、それによって交互配置接触子の実施形態を形成しているのが示されている。対照的に、図３１は、接触子２３ａがコネクタ中央壁２３ｂの両側に互いに直接対向して配置されるように示されている先行技術の従来の接触子構成を示している。示されているようにして、交互配置の接触子は、コネクタ壁の両側に任意のコネクタ構成数で、例えば複数の溝や壁を有したコネクタ上に、配設され、嵌合相手のコネクタ構成要素の組合せの各半体に配設されても良い。
図１９は、開示されている方法および装置による未嵌合状態のツーピースコネクタの１つの実施形態の斜視断面図である。図１９に示されているコネクタ実施形態はリボン式システムであり、この実施形態においては、プラグ２６およびソケット１６の両方のハウジングが交互配置になっている４列の能動タイプ接触子および受動タイプ接触子を含んでいる。この構成では、プラグ２６およびソケット１６の両方の中央列は、典型的にはそれらを囲む外側列よりも１列当たり１つ多いまたは１つ少ない接触子を含んでいる。このオフセット配置の接触子構成または交互配置の接触子構成により、以下で説明されるように、より細かいピッチ、より高い密度、より高いピン数のコネクタ製品の製造が可能となる。
図３は、交互配置の接触子構造の断面を示している。この実施形態は、４列の接触子列を有するコネクタを利用しているが、交互配置の接触子構造が、例えば図４６に示されるような６列の接触子列といった、より多数またはより少数の接触子列を有する様々な他の構成で実施されても良い。さらに、図３は、任意選択で整列ノッチ２９を備えるハウジングシュラウド２７を有した、コネクタプラグを示している。本発明の方法および装置がハウジングシュラウド２７無しでうまく実施され得ることは本開示内容の利点と共に理解されよう。しかしながら、ハウジングシュラウド２７は、ピンの保護、構成要素の整列、機械的安定性、剛性、長手方向構成要素の反りまたは捻れに対する抵抗性を提供すること、およびコネクタ嵌合の際に極性を提供することを含む多くの理由で、典型的には採用されるものである。さらに、キー付きシュラウドが、特定のタイプのプラグとソケットの間のみで選択的な嵌合を許容させるために利用されても良い。
図３および図１９に示されている実施形態によって提供される有利な特徴の中には、能動接触子１２および受動接触子１３が混在することと、これらの接触子がオフセット配置または交互配置されていることとが含まれる。能動接触子および受動接触子が混在することは、より大きな空間を提供し且つ要する費用の低減につながる材料利用性を提供することによって、既存の方法および構造以上に密度を増大させる。これは、理由の一部として、比較的反りを有した（若しくは、かかる形状を付与された）能動バネ接触子よりも比較的平らな受動接触子が少ない空間しか占有しないからである。能動接触子および受動接触子を混在させることによって、機械的および熱的膨張応力は、両コネクタハウジング１６および２６に均等に分散される。これは、結果的に優れたシステム信頼性を生みだし、コネクタハウジングのリンクを増加させることを可能とさせ、これがピン数を高める可能性へ転化される。さらに、この構成は、コネクタ内の位置に関係なく（列１対列２対列３対列４を意味する）、コネクタハウジングを通る電気通路長の均一性を改善し、システムの電気的性能をより高くする。したがって、能動接触子および受動接触子を混在させることは、密度、ピン数、機械的性能、電気的性能、信頼性、および（使用される金属の量およびタイプの改善のような）費用便益を改善させる。
図３および図１９に示されている実施形態によって提供される第２の特徴は、オフセット配置または交互配置の接触子のパターンである。この交互配置の接触子パターンは、非常に細かいピッチのコネクタシステムを組立てる場合に利点を提供する。図１９および図９５に示されているように、このコネクタシステムの接触子テール（尾部）２１および表面実装脚部２３が接触子基部１３ｆの中心に配置されて、組立装置が接触子を配置してハウジング内に接触子を押し付けるために、接触子テール２１の各側部に（組立装置のための）適度な領域またはランド２５を提供しても良い。接触子テール２１が全ての接触子１２および１３に関しその中心に配置されており且つ接触子基部１３ｆが内側の列と外側の列との間で接触子位置の２分の１だけオフセットされている場合には、内側列の接触子の表面実装脚部分２３が、隣接する外側列の接触子の接触子基部１３ｆの間を通過し、図３および図１９に示されるように基板へと出て行くようにすることができる。したがって、結果として得られる基板取り付け工程および回路経路設定が簡易化される。示されているこれらの実施形態に加えて、交互配置の接触子パターンを、能動接触子および受動接触子を混在させることなく、採用しても良いことは本開示内容の利益と共に了解されよう。
最後に、図３、図４、図９に示されているように、プラグハウジング２６の内部壁１５は、ソケットハウジング１６の対応する外部壁１１よりも薄く製造されても良い。これは、プラグ能動接触子１２がプラグハウジング２６の内部壁１５の内側に位置する接触子支持構造体１０に当接して撓むこと、ソケット能動接触子１２がプラグハウジング２６の内部壁１５の内側に位置する接触子支持構造体１０に対して接触すること、および、プラグハウジング２６の内部壁１５の外側に位置するプラグ受動接触子１３とソケット能動接触子１２が接触することによって生じた嵌合力をオフセットすることによって、示されている実施形態で可能となる。したがって、プラグハウジング２６の内部壁１５の厚さは、誘電体絶縁容量および接触子支持構造体の幾何学的形状に対する要件のみによって決定することができ、コネクタ寸法のさらなる低減が可能となる。このような利点は、コネクタの一体化のために金属ハウジングまたは特別な支持機能部を必要とする従来の非交互配置の接触子構造では不可能である。また、このような利点は、接触子支持構造体１０が存在しない従来の片持ち梁式バネ接触子を用いても完全には実現することができない。これは、従来の能動接触子が支持を受けておらず、したがって反作用力を受動接触子１３に作用する平衡力に変えることができず、したがって、例えば、壁１５を厚くする必要があるからである。
開示されている方法および装置のオフセットされた接触子構成または交互配置になった接触子構成は、同じ有効接触子ピッチを有する従来の接触子構成よりも接触子支持を増加させている。構造的利点および機械的利点に加えて、この交互配置になった接触子の構成は、嵌合領域およびテール出口領域における隣接する接触子からの優れた電気的絶縁性を提供し、高速性能を提供することに加えて、絶縁耐力、絶縁抵抗などを増加させていると共に電気的性能の信頼性をより高めている。
これらの接触子は、様々な異なる方式でコネクタハウジング内に配置され得る。例えば、図２０および図２１は、コネクタ半体７２及び７４が嵌合する１つの主要な溝すなわちチャンネル７０を有する接触子構成を開示している一方で、図２２および図２５は、コネクタの半体７２および７４が嵌合する２つの主要な溝すなわちチャンネル７０を有する他の実施形態を示している。図２０では、接触子７６は、図２１の断面図に示されているように１つの主要な嵌合チャンネル７０の各側壁に沿って水平方向に互い違いに配置されている。対照的に、図２２では、接触子７６は、図２５の断面図に示されているように、前述のような交互配置になるように各溝内で交互に配置されている。利点として、交互配置の接触子構成および水平方向に互い違い配置の接触子構成の両方で、（図２３、図２４、図２６、図２７に示されるように）受動接触子および能動接触子を混在させた接触子配置を利用することができる。
（図２０および図２１に示されているような）水平方向に互い違いに配置されている接触子構成および（図２２および図２５に示されているような）交互に配置された接触子構成は、それぞれ、示されているものに加えて、様々な異なるコネクタ構成で採用され得ることは本開示の利点と共に了解されよう。例えば、水平方向に互い違いに配置されている接触子配置は、異なる数の溝を有するコネクタ構成要素や交互に配置された接触子構造を採用するコネクタ構成要素と共に採用されても良い。水平方向に互い違いに配置されている接触子構成、および交互に配置されている接触子構成が組み合わされ得る数多くの可能な方式の中には、別個の溝側壁に配置された別個の接触子構成としてのものもあれば、コネクタ壁の片側に設けられた水平方向に互い違いに配置されている接触子が同じコネクタ壁の反対側に配置された他の水平方向に互い違いに配置されている接触子と共に交互になった接触子配置で配置される「ハイブリッド」混合体としてのものもある。
図２０、図２１、図２２、図２５は、接触子が底部から装着されるコネクタ構造を示しており、図２３、図２４、図２６、図２７は、接触子が上部または分離可能な側から装着されるコネクタ構造を示している。接触子が、図１９に示されているような底部から装着される極めて類似のコネクタ構造が可能であることは本開示の利点と共に了解されよう。図１９、図２６、図２７は、前述されたような弧状支持表面を有する接触子支持構成を示していることに留意すべきである。交互配置の接触子構造は支持体の有無に関係なく巧く実施され得ることは本開示の利点と共に了解されよう。他の数多くの可能なコネクタハウジングおよび接触子の実施形態の１つだけを示すのであるが、図２９は、基板７０ｃとの接続のための直角テール出口構造で構成された接触子テール７０ａを有するコネクタ構成要素７０ｅを示している。図２９では、コネクタ構成要素７０ｅは、固定柱７０ｂによって基板７０ｃに取り付けられる。
図２０〜図２５に示されている実施形態では、各接触子先端７１は、閉空洞端部または成形キャップ７７によってコネクタ半体７２及び７４内に形成された対応するハウジングノッチ７３内に「埋設される」または「保持される」段付き形状部または屈曲形状部を設けて構成されている。ノッチ７３内に接触子先端７１をそのように保持することによって、接触子の整列（整合配置）が維持されて、接触子先端７１は、コネクタの嵌合の際に接触子７６が曲がるまたは潰れる状態となり得るチャンネル７０内への撓みまたは移動を拘束、防止される。図２６、図２７、図２８では、開示されている方法および装置の他の実施形態による、接触子先端を保護、整列させる代替方法が示されている。この実施形態では、接触子７６は、接触子先端７１が図２０、図２１、図２２、図２５の実施形態に示されているタイプのキャップ７７を用いずに十分に拘束及び保護を受け、整列されるように、ハウジング空洞壁７９に配設された隆起領域すなわちレッジ７９ａと接触するまたは相互に作用を及ぼし合う「Ｔ字形状」接触子先端７１を有している。図２２、図２３、図２６、図２７は、接触子支持構造を持たないコネクタ実施形態における「Ｔ字形状」接触子先端７１および嵌合空洞レッジ７９ａを示している。しかしながら、この構成は、接触子支持構造を有する開示されている方法および装置の実施形態で使用されることが典型的であり、有利なものである。空洞キャップが無いことは、コネクタハウジングをより短く、より小型にすることを可能とさせるだけでなく、空洞キャップの製造を不要にすることによって成形を簡単化させる。このことは、キャップがある場合、典型的には結合装置の制限が支持構造形状を形成することを妨げるので、接触子支持構造を有するコネクタハウジングに関して特に有利となる。
接触子先端、対応する空洞壁、およびレッジ形状は、それらに限定されるものではないが、他の寸法のＴ字形状、および一方の空洞壁とのみ相互に作用を及ぼすＬ字形状を含んだ、接触子先端を保護、整列させるのに適した他の幾何学的形状とすることができることは本開示の利点と共に了解されよう。
テール構造
開示されている相互接続装置および構造は、様々なテール出口構成を有するコネクタで実施されることが可能である。これらのテール出口構成は、接触子テールを整列（整合配置）させたり保持するための位置決めノッチを有する構成を包含しても良い。図３２および図３３に示されている実施形態では、接触子テール８０は全てコネクタベース８２と平行に所定の距離だけおいて同一平面上にあり、「インラインテール」構造と呼称されるもので、各接触子テールが絶縁ハウジングすなわち本体８６の端縁に向かって複数の位置決めノッチ８４を通過するまでその状態を維持している。位置決めノッチ８４は、溝、スロット、開口部、凹所、通路、歯などとして構成されても良い。各位置決めノッチ８４は、図３２および図３３に示されているように、対応する導電性接触機能部すなわち接触子テール８０を受容する。各位置決めノッチ８４は、図３４に示されているようにテーパ、抜き勾配、または角度８４ａを有した概略平行な側面を有し、各コネクタ構成要素１６及び２６上に存在し得る。存在する場合、テーパ８４ａは、ハウジング側壁内へノッチ形状８４を射出成形するためのものであり、かつ、接触子テール部分８０がノッチに位置合わせおよび挿入されるのを容易にする導電性接触子テール部分８０のための引き込み形状を提供するためのものである。図３５は、テーパ８４ａを有していないノッチ８０を有した代替的な実施形態を示している。一旦、導電性テール部材８０が対応するノッチ８４内に挿入されると、ノッチ８４は、運搬中、およびコネクタがプリント回路基板に取り付けられるまで、テール部材８０を所望位置に保持するように設計されている。
上述の位置決めノッチすなわち保持ノッチの使用を可能にしているのは、図３２および図３３に示される段付き表面実装（「ＳＭＴ」）テール構造である。この構造は、輸送中に表面実装接触子を受容し、保持、整合配置させるために、保持ノッチ８４をハウジング上に作成することを可能とさせている。図３３のコネクタ構成要素の断面Ａ−Ａおよび断面Ｂ−Ｂに示されているように、表面実装接触子のハンダ接合部に対してより高い強度を提供するように設計された平坦部分８９が設けられても良い。コネクタハウジングとプリント回路基板との間に開口部すなわち隙間を設ける役目を果たす「段部」８８が設けられ、その開口部すなわち隙間において、基板へのコネクタの物理的なハンダ付けに続いて基板取り付け工程により生じた材料残物が清浄化され得るようにしても良い。この段部８８は、ハンダ付け工程の際に基板に最も近接する半径部分の最外側に十分なハンダヒールが形成されることを可能にしている。ハンダフィレット（肉盛り部）は、典型的には、ハンダ付け工程の際に、段付きテールの平坦部分８９の両側および端部に形成される。開示されている方法および装置の１つの実施形態では、接触子基部８７と接触子テール８０との間の角度は、内角が９０°未満で形成されても良い。この場合には、接触子がハウジング内に組み付けられるとき、接触子テール８０がコネクタ側壁上のノッチ８４と位置合わせされ、組立工程の際に接触子基部８７と接触子テール８０との間の角度を約９０°まで機械的に開くように機能するコネクタハウジング８２との干渉の結果として生じる片持ち梁力によって生じた上向き圧力を通じてノッチ８４に保持される。一旦、接触子テール８０が位置決めノッチ８４に係合されると、表面実装脚部の強度は十分に増して、横方向および長手方向の位置決め（すなわち、隣接する接触子間のＸ−Ｙ位置の位置決め及び接触子テールの軸線に沿った位置決め）がより維持され易くなる。接触子テール８０の垂直方向位置決めは、接触子基部８７の着座深さを変えることによって調節されても良い。この方法を用いて、完全に平坦な接触子の組を提供し、それによって基板取り付け能力を高めることができる。
開示されている方法および装置の交互配置の接触子の実施形態が位置決めノッチの中心に配置された段付きＳＭＴテール構造と組み合わせられる場合、隣接する接触子テールとハンダ接合部との間の距離を広げるようにした接触子の３次元パッケージングが可能となる利点を有する。最終的な効果は、ハンダブリッジが実質的に最小限に抑えられることである。
開示されている方法および装置が実施される場合には、高い相互接続密度を達成し構造的一体性および信号鮮明度のような他の利点を提供するために、「マルチレベル（多段形）テール」構造の実施形態が段付きテール構造の有無に関わらず採用されても良い。マルチレベルテール構造は、接触子スタンピング（打ち抜き）および接触子形成作業に関する製造工程能力を増大させると同時に断面形状を比較的低く保ち且つ総製造費用を低く維持させる。例として、「バイレベル（２段形）テール」の実施形態が、図３６および図３７にそれぞれ斜視図および断面図で示されている。この実施形態では、上側テール層９０および下側テール層９２の２層の導電性テールが設けられ、したがって「バイレベル」となっている。図３６および図３７に示されているように、これらの層のそれぞれが互いに実質的に平行に配置される。図３６および図３７に示されているバイレベルテール実施形態では、各バイレベルテールは、導電性であり、略平坦な部分９８をさらに有した段付き表面実装脚部９６に結合された略平坦な部分９４を有している。導体９０および９２の平坦な部分９４は互いに平面上にあるように示されているが、それらは、「段付き接触子」構造に関して既に記載した方法を用いて調整されても良い。
図３８は、インライン（直列形）テール構造１００とマルチレベル（多段形）テール構造（この例ではバイレベル（２段形））１０１との比較を示している。図３８に示されているように、インラインテール構造１００およびバイレベルテール構造１０１の両方が長手方向に隣接するテール１０２及び１０４を有している。しかしながら、バイレベルテール構造１０１のテール１０２は、長手方向および垂直方向の両方向に分離しているため隣接する接触子間の分離度を増加させている。全高はインラインテール構造１００の実施形態と比べて増加しているが、バイレベルテール構造１０１によってなされる分離は導電性テール部分間のクロストークを実質的に減少させる。バイレベルテール構造１０１の実施形態によって設けられる付加された隙間は、テール幅を増加させることを可能とさせ、さらに電流容量および冷却性を増大させることを可能とさせる。さらに、テール幅を増加させると、テールが機械的により強くなり、製造工程の能力を高めさせることができる。
上述のように、本発明のバイレベルテール構造は、接触子テール列の分離を行うことによってクロストークの低減を達成する。インラインテール構造をバイレベルテール構造と比較するために１接地対１信号の比率を仮定した場合、図３８および図３９は、それぞれ、インラインテール構造１００およびバイレベルテール構造１０１に対するラインテール出口構造を示している。これらの図では、接地ラインは「Ｇ」の符号で示され、信号ラインは「Ｓ」の符号で示されている。図３８は、標準なインラインテール構造１００の幾何学的形状を斜視図で示しており、図３９は接触子１０６ａおよび１０６ｂと平坦なテール１０８とを断面図で示している。これらの図では、接地ラインは「Ｇ」の符号で示され、信号ラインは「Ｓ」の符号で示されている。ここでの接地および信号テールの表示は、単に説明のために過ぎず、どのテールが信号ラインであるか接地ラインであるかは変化し得る。
図４２および図４３は図３９の断面Ａ−ＡおよびＢ−Ｂをそれぞれ表しており、インラインテール構造およびバイレベルテール構造の両方に対するクロストーク作用を示するために、ＧＧＳＳＧＧ配置に対する電界分布線を含んでいる。図４２に示されているように、インラインテール構造では、クワイエットライン１１４がドリブンライン１１６と接地ライン１１８との間に直接配置されており、示されているようにドリブンライン１１６とクワイエットライン１１４との間でのクロストークの可能性を生じさせ得る。これは、典型的には、ドリブンライン１１６と次の最も近い接地１１８との間にクワイエットライン１１４が直接的に配置されている結果である。この点について、断面Ａ−Ａは結果として得られるＧＧＳＳＧＧ配置の電界分布を示している。
しかしながら、図４３に示されているように、バイレベルテール構造では、ドリブンライン１１２に隣接するクワイエットライン１１０がドリブンライン１１２とその次の最も近い接地ライン１１３との間に直接的に配置されておらず、クロストークの可能性を減少させている。さらに、図４３のバイレベルテール構造の実施形態では、クワイエットライン１１０とドリブンライン１１２との間の距離がインラインテール構造によって与えられるものよりも大きく、クロストークの可能性やその大きさをさらに低減させている。図３９に示されているように、コネクタハウジングの外側に配置された接触子１０６ａに接続された接触子テールは典型的には上側接触子テール列に配置され、コネクタハウジングの内側にされた接触子１０６ｂに接続された接触子テールは典型的には下側接触子テール列に配置されることに留意すべきである。この構成は、上側接触子テール部材が下側接触子テール部材によっていかなる点においても「交差」しない（または対応する垂直方向位置において同水平面に位置しない）ので、接触子テール（尾部）間の分離度を最大にする。
図３９の断面図に示されているように、インライン（直列形）導電性テール部材の厚さ１０３は、典型的には、バイレベル（２段形）導電性テール部材の厚さ１０５に等しい。しかしながら、バイレベルテール構造の幾何学的形状は、インラインテール部材の幅１０７よりも大きいバイレベルテール部材幅１０９を許容する。このように、バイレベルテール構造１０１のテール部材の断面は、インラインテール構造１００のテール部材の断面よりも大きな面積を有し且つ形状がより矩形状（および正方形でない）となるように構成され得る。
テール部材の幅がより大きくなることによって可能となる利点の中には、テール部材の断面積の増加がある。断面積のこのような増加は、テール部材の電流を伝導する能力を高める。さらに、テール部材の幅が大きくなると、テール断面の一貫性および曲げ部形成性を向上させる矩形断面を達成し易くする。これは、矩形断面がより明確で不変な中立軸線を形成して曲げがその周りで生じるからである。図４１に示されているように、ブランキング工程またはスタンピング工程による端縁効果は各テール要素長手方向側端縁１０３ａに傾斜形状を与える。この端縁効果は、導体の絶対的な大きさ、材料硬度などの関数であると考えられる。また、端縁効果は、アスペクト比（形状幅／形状厚さ）が１．０に近づき、それ以下に降下すると、実質的に非線形となると考えられている。例えば、インラインテール構造で典型的に見られるような実質的に正方形状の断面（すなわち、１．０に近いアスペクト比の断面）では、中立軸線１０３ｂが明確には識別されないばかりか、部品毎およびロット毎での再現性もなくなる。したがって、インラインテール構造の部材の曲げは一貫性または再現性がない。しかしながら、より矩形状の断面を有するバイレベルテール構造では、端縁効果が最小限に抑えられ、典型的には、中立軸線１０３ｃがはっきりと画定される。したがって、バイレベルテール構造の部材の曲げ部形成性は、典型的には、遙かに再現性および一貫性を有している。このことは、工場工程でのより高い収率を与え、さらにより同一平面性を有した製品を提供する。図示されてはおらず、インラインテール構造では不可能な構成であるが、任意選択として、テール部材の幅は、必要ならば、上側列のテール部材が下側列のテール部材の上に垂直方向に「重なる」ように十分大きく構成されても良い。
開示されている方法および装置の前述の接触子支持実施形態は、等しい接触子垂直力を達成するのに使用され得る比較的厚さの薄い接触子幾何学的形状によって支持を受けない接触子構造と比べて接触子およびテール部材の幅／厚さの比率を高めるまたは増加させるために使用され得ることに留意すべきである。所望されるのであれば、マルチレベルテール実施形態は、幅／厚さの比率を特に高められた、すなわち増加された接触子構造とするために、接触子支持実施形態と組み合わされても良い。
バイレベルテール実施形態によって可能となった接触子テールの幅の増加は、接触子テールをより強固にする利点を提供する。この剛性の増加は、ハンドリング（取り扱い）による損傷を最小限に抑える一助となる。テール幅の増加は、さらに、接触子の電気抵抗を減少させ、それによって、導線のインダクタンスを低減させ、より大きな電力を伝導できるようにする。さらに、バイレベル（２段形）テール実施形態でのテールの分離度を増すと、バイレベルで構成された接触子はインライン（直列形）テール構造または先のテール幾何学的形状構造で構成された接触子よりも良く熱を伝達することができるので、電力取り扱い能力も高まる。また、テールの分離度がより大きくなると、隣接する接触子間でハンダブリッジが起こる機会が少なくなる。図３６〜図３９はバイレベルテール実施形態構造を有するツーピース多列リボン式コネクタ構造の実施形態を示しているが、開示されているマルチレベル（多段形）テール実施形態が、これらに限定されるものではないが、図８９に示されているようなストラドル式コネクタ実施形態、および図４０に示されているようなカードエッジ実施形態を含む他の任意の多列製品構造と組み合わせて実施され得ることはこの開示の利点と共に了解されよう。例えば、バイレベルテール構造を有するカードエッジコネクタ９５ａが図４０に示されている。さらに、バイレベルテール実施形態に加えて、例えば３つのテール列１０６ｃ、１０６ｄ、１０６ｅを備えた図４６に示されるようなトリレベル（３段形）テール構造といった、他のマルチレベル（多段形）テール構造が採用されても良い。同じように、より多列の接触子テール列を備えた他のマルチレベルテール構造も可能となろう。
上述、さらに図４４に示されているように、開示されている方法および装置のバイレベルテールの実施形態１２０およびインラインテールの実施形態１２２は、２列テール構造を使用するコネクタ実施形態で実施されても良い。さらに、バイレベルテール実施形態１２４およびインラインテール実施形態１２６の両方が、図４５に示されるように、１列テール構造で実施されても良い。組合せスタンピング工程が、典型的には、１列構造でバイレベル実施形態を実施する場合に使用され、それによって図４７に示されているように導電性テール部分１３２にネックダウン部分（ネック付き下降部分）１３０を造る。
図４８は、開示されている方法および装置で旨く実施され得る多くの可能なバイレベルテール実施形態のうちのほんの幾つかの断面図を示している。これらの実施形態は、キャップを備えたバイレベル構造１４０、インラインプラスチックバイレベルリード線構造１４４、キャップ無しのバイレベル構造１４６、およびリード線ガイド付きバイレベル構造１４８を含んでいる。比較のために、インラインテール構造１４２がさらに示されている。より詳細には、図３６に示されているものは、キャップも無く、接着剤も使用していないが、図４８に示されているようなリード線ガイドを備えたバイレベル構造の要素１４８である。これらのリード線ガイドは、上側テール列を収容するより大きなノッチの間の凸部分に配置され、位置する本質的に小さなノッチである。図４８では、要素１４６は要素１４８と同じであるが、いわばノッチ内に小ノッチを持たないバイレベル構造を示している。要素１４０は、絶縁ハウジングから分離している射出成形されたキャップ部分を有している。このキャップ部分は、テール部分を所定位置に完全に保持して、全自由度を実質的に無くすために、その上に逆ノッチパターンを備えている。このキャップは、典型的には、テールがノッチ内に配置された後に組み付けられる。要素１４２はインライン構造である。要素１４４は、完全なインライン構造のものと同じ絶縁ハウジングを利用した部分的バイレベル構造である。要素１４４でのクロストークは、典型的には、インライン構造１４２の場合と比べて改善されるが、これに関しては、要素１４０、１４６、１４８ほど良好ではない。しかしながら、要素１４４は、典型的には低断面が欠かせない点において、要素１４０、１４６、１４８を上回る利点を有する。要素１４４では、テール幅はインライン構造１４２の場合と同じであることが求められるので、バイレベルの十分な利点が生かされ得ない。図４９は、図４８に示される各実施形態のテール構造の側面図を示している。図示されていないが、インライン実施形態およびバイレベル実施形態の両方がテール位置決めノッチを用いずに実施されても良いことは本開示の利点と共に了解されよう。
導電性テール部分を整列位置や位置決めノッチ内に、確実に保持するために採用され得る接着剤の使用は、図４８および図４９には示されていない。これらに限定されるものではないが、熱硬化性接着剤の硬化、または熱活性（熱可塑性）接着剤の再溶融を含むテールを確実に留めるのに適した任意の接着方法が使用され得る。さらなる実施形態では、図５０に示されるように導電性テール部材部分８０とノッチ８４ａとの間に機械的干渉を生じさせるために、小さめに加工されたノッチ８４ａが設けられても良い。あるいはまた、図５１に示されるように同じくノッチ８４ａとの干渉作用を達成するために、大きめに加工されたテール部材部分８０が設けられても良い。この機械的干渉は、最終的な自由度に対する保持手段を提供する役目を果たす。
様々な位置決めノッチ構造が様々な異なるタイプの接触子テールおよびテール出口構造と共に採用され得ることは本開示の利点と共に了解されよう。例えば、位置決めノッチは、複数または単数の窪んだ、半筒状、半月状、ピラミッド形状、または台形状の突起の形をとることができる。開示されている方法および装置の位置決めノッチと共に採用され得る接触子テールのタイプには、リボンタイプ、回転タイプ、屈曲したピンタイプ、段付きタイプがある。位置決めノッチは、上述のように交互配置またはオフセットされた接触子構造だけでなく、任意の従来型接触子構造と共に、または他の構造と共にうまく採用され得る。
示されているこれらの構造に加えて、開示されている方法および装置のバイレベル実施形態およびインライン実施形態が、メッキスルーホール（「ＰＴＨ」）製品の実施形態で採用されても良い。
図５２および図５３に示されているように、導体からなるテール部材および位置決めノッチの構造は、所望されれば「浮動式」実施形態で（すなわち、テール部材８０ａがノッチ８４内で自在に上下移動して、図５２の矢印８０ｃで示されるようにプリント回路基板と直角方向に、間隙を作るように）構成されても良い。このような実施形態では、浮動テール部材８０は、付加基板の反りまたは曲がりを吸収し、段付き表面実装脚部とハンダパッドとの間に正の垂直力を提供することができる。どちら（インラインまたはマルチレベル）のテール構造でも導体からなるテール部材を浮動状態にすることができる。このような場合、浮動テール部分８０ａは、図５２に示されているように、ハンダ付けの前に基板にコネクタを設置する際に、位置決めノッチ内で移動することができる。図５２は、設置され、ノッチ８４の丸みを帯びた表面８０ｄと係合した後の浮動テール部材８０ｂをさらに示している。
代替的な実施形態では、ノッチ８４は、導電性テール部分が丸みを帯びた部分８０ｄと係合しないように形状が延長され得る。このような実施形態では、導体テール部材８０ａは、浮動状態を維持し、基板の反り効果を吸収し得る片持ち式バネ機能を提供し、それによって接触子テール部材脚部と基板ハンダパッドとの間に接触を維持することができる。このような実施形態では、接触子テールの平面化は、大いに接触子基部と接触子テールとの間の内部屈曲（または角度）（典型的には約９０度である）の精度、およびコネクタを基板上に配置するために使用され得る任意の設置方法に依存し得る。
典型的には、接触子基部と接触子テールとの間の内部屈曲は、コネクタハウジングに対する角度および垂直方向位置が、時間の経過に伴って、コネクタハウジング内の着座深さの関数として、変動する。この変動は典型的に採用される接触子テール屈曲工程によってさらに増大されるが、この接触子テール屈曲工程では接触子テールの全列が同時に曲げられる。したがって、接触子の全列を通して別個の接触子基部と接触子テールとの間で均一な角度または半径を実現することは多くの場合困難である。平面化工程が、これらの変化に対処するために採用されても良い。このような工程では、各接触子の着座深さは、全接触子の接触子脚部分が実質的に同一面となるまで個別に調節される。浮動式接触子テール実施形態が採用されるときには、接触子角度および位置決めの変化は、浮動距離によって、および接触子基部と接触子テール部材との間の位置および角度の大きさについての慎重な準備および整備によって、考えられなければならない。さらに、典型的に採用される多くの実装機械は、比較的軽い力、すなわち下方への僅かな力で、コネクタ構成要素を回路基板上に設置する。浮動テール部材実施形態と共に使用される場合、回路基板上にコネクタを手作業で取り付けること、または浮動片持ち梁接触テール部材によってコネクタハウジング上に生成された上方への力とバランスを取るのに十分な下方への力を作用させる機械を採用することが典型的である。
固定具／永久ラッチの実施形態
開示されている方法および装置の１つの実施形態は、例えば図５４、図５５、図５６に示されているように、例えばハンダリフローの前後及び最中に、ツーピースコネクタシステムのプラグまたはソケットを固定するような用途のため、またはプリント回路基板にカードエッジコネクタを固定するための、固定装置を提供する。プリント回路基板と共に使用される場合、固定装置は、凹状または凸状の反りまたは曲がりのいずれかを有したプリント回路基板をまっすぐにすることを企図するので、厚さ変動の差に適応する目的で、接合されたコネクタ製品の接触子テールが、取り付けられる基板に係合するようになっている。１つの実施形態では、固定構造体は、ハンダ付け工程が完了すると永久的な機械ラッチとなり、特に、ハンドリング、衝撃、嵌合、嵌合の解除、または振動によって誘発されるハンダ接合部（ＳＭＴまたはＰＴＨのいずれか）への機械的応力を無くすまたは最小限に抑える役目を果たす。図５７はカードエッジコネクタ製品の基板取り付け側の固定構造体の１つの実施形態を断面図で示している。
図５４は、固定構造体１６２の１つの実施形態を備えたカードエッジコネクタハウジング１６０の斜視図を示している。図５５は、図５４のカードエッジコネクタハウジング１６０の断面図を示している。図５４および図５５に示されているように、コネクタハウジング１６０は、接触子テール１６４に隣接してコネクタハウジングのベースに配置された３つの固定構造体１６２を有している。図５６は、図５４および図５５のカードエッジコネクタハウジング１６０の基板取り付け側の一方の端部の拡大斜視図であり、１つの固定構造体１６２をより詳細に示している。同様に、図５７は、カードエッジコネクタハウジング１６０の基板取り付け側に配置された固定構造体１６２の拡大断面図を示している。
示されている実施形態では、固定構造体は、製造費用を最小限に抑えるためにコネクタハウジングの一部として成形された構造で示されている。しかしながら、固定構造体は、別々に製造されて、次にコネクタハウジングに組み立てられても良い。さらに、固定構造体は、取り付けられたコネクタハウジングと同じまたは異なる材料のものであっても良い。例えば、固定構造体は、プラスチック、（カートリッジ黄銅、合金「ＣＡ２６０」のような）金属から製造され得る。しかしながら、コネクタハウジングの一部として固定構造体を成形することによれば、ファインピッチ（細ピッチ）表面実装接触子に対する公差を低減させることができる。図５８に示されているように、本実施形態の典型的な固定構造体は、コネクタベース１７４の下に突出しているポスト（柱）１７２の端部に少なくとも２つの片持ち式バネフィンガ（指状体）１７０が存在するように設計されている。典型的な実施形態では、片持ち式バネフィンガ１７０は、示されているように、ポスト１７２の両側に配置される。ポストの一方の側に１つのフィンガしか配置されないものもあるが、存在し得るフィンガの数に理論的制限があるわけではない。事実、固定構造体の場所やそれがコネクタハウジングの一部として成形されるかどうかに依存して、ポスト周りに、本質的に連続的なバネフィンガを形成するために、完全な円錐状や銃弾状の形状が採用されても良い。
図５９に示されている実施形態では、コネクタハウジング１６０に取り付けられた固定構造体１６２は、プリント回路基板１６８に形成された固定開口部すなわち固定穴１６６に進入、貫通して、外に出ることによってプリント回路基板１６８に係合され得る。固定構造体および対応する固定開口部は、典型的には、形状が円形であるが、これらの構成要素のいずれかまたは両方が、これらのものに限定されるものではないが、長円形、横長形、正方形、矩形、台形、または不均等形状を含む、回路基板に配置される固定開口部に固定構造を嵌合させるのに適した任意の他の形状を有し得ることは本開示の利点と共に了解されよう。円状の固定具形状および開口部形状が採用される場合、受け入れ側の製品構造によって制約を受けない限り、回路基板にコネクタハウジングを嵌合させるのに要求される特定の向きはバネフィンガにないことは本開示の利点と共に了解されよう。一旦、固定開口部内に挿入され、留められると、固定具のバネフィンガは、分離の際、または取り扱いを受ける時に、片持ち梁機能により付加的に強度を増加させることに留意すべきである。この付加される強度は、全体の耐久性（ｒｕｇｇｅｄｎｅｓｓ）や靱性を増加させる。
開示されている方法および装置の実施形態では、固定構造体の片持ち式バネフィンガ１７０の先端は、図５４〜図５７および図６０〜図６３に示されているように、回路基板の固定開口部に完全に挿入または係合されたときに、基板表面と平行（またはそれに対して平ら）になるよう回路基板表面に着座するように構成されても良い。あるいはまた、片持ち式バネフィンガ１７０は、図５８、図５９、図６４に示されているように、先端が回路基板に向くように回路基板表面に着座させて構成されても良い。図５９では、片持ち式バネフィンガ１７０の先端１７０ａは、円１７０ｂ内の回路基板１６８に対して「突き立てられる」ようにして着座した状態で示されている。「突き立てられる」ように基板と嵌合するように構成されている場合、フィンガは、典型的には、嵌合工程の際に圧縮または変形され、さらに公差を吸収し密着したはめあいとなる。平坦なまたは突き立てられるバネフィンガ表面のいずれかと共に使用される可能なバネフィンガ表面の実施形態には、図５７および図６６に最もよく示されているように、「段付き」輪郭１６２ａを有する片持ち式バネフィンガがある。図示されている段付き構造の他にも、段付き形状が、固定構造体フィンガのポスト側を含むフィンガ表面上の任意の場所に配置され得る。さらに、バネフィンガはその表面上に配置された複数の段を有しても良い。最後に、バネフィンガ１７０の先端が添付の図に示されているように方形にされるのではなく丸みを付けられ得ることは本開示の利点と共に了解されよう。製造上の限定により、実際は、丸みを帯びた表面がより多く採用されるであろう。
プリント回路基板が複数の形式（凹、凸、または両者の混在）で凸凹となることは希なことではない。典型的には、基板の凸凹は、２５．４ｍｍ当たりで約０．０ｍｍ〜約０．２５４ｍｍの範囲である。この凸凹は、典型的には、積層された層から成る積層基板の製造の結果であり、凸凹を有した基板上においてコネクタテールと対応するハンダ接続との間の接続均一性の問題を引き起こす。この問題は、若干の反りや曲がりを吸収することができるメッキスルーホール構造よりも表面実装ハンダパッド接続の場合に、より典型的且つ深刻となり、特に接続長が長くなればさらに悪化し得るものである。図６０〜図６３は、回路基板と図５４〜図５７の固定構造体とコネクタハウジングとの組合せの係合を示している。単純化のため、これらの取り付けは、回路基板とハウジングのみを示しており、接触子テールの存在は示していない。利点として、固定構造体は、コネクタ接触子テールが回路基板表面上に配置された対応するハンダパッドと実質的に均一な接触をするように、凸凹を有した（凹状、凸状、または両方の）プリント回路基板にコネクタを取り付けることを可能にさせることがある。このようにして、コネクタ長が増大すると同時に表面実装接続の品質を高めることが可能である。
図６０は、回路基板１６８に存在する対応する穴１６６に固定構造体１６２が完全に係合する前の凹状態を誇張されたプリント回路基板１６８を示している。図６１は、完全に係合された状態にあるときにプリント回路基板１６８に残留している公差の反りを誇張して示している。図６２は、プリント回路基板１６８に存在する対応する穴１６６に固定構造体１６２が完全に係合する前の凸状態を誇張されたプリント回路基板１６８を示している。図６３は、図６２の凸状プリント回路基板１６８が完全に係合した状態を示している。示されている各例では、固定構造体と対応する固定穴との嵌合工程は、表面実装（ＳＭＴ）接触子を引き付けてプリント回路基板のパッド上に溶着された対応するハンダペーストと能動的な嵌合状態にすることを目的としている。嵌合したコネクタおよび基板の組合体のコネクタ接触子テールと基板ハンダパッドとの間の関係は、プリント回路基板の撓みに依存し得ることに留意すべきである。幾つかの場合においては、導体からなる接触子脚部およびテール（尾部）の撓みによってハンダパッド上に相互作用力が発生し得る。他の基板状態では、導体からなる接触子脚部はパッドより上にあって、ハンダペースト内に位置しても良い。
図５８および図５９に示されているように、開示されている方法および装置の固定構造体の実施形態は、典型的には、ポスト（柱）１７２とバネフィンガ（指状体）１７０との間に、工具（ツール）の強度や摩耗に便宜を図るために、図５９および図５９にそれぞれ示されるような底部湾曲部分すなわち半径部分１７８と任意選択の平坦部分１７９とを有する隙間１７６を含んでいる。これは、固定構造体が成形されるスタンピングされるかに関わらず同じとなる。さらに、図５８または図５９の実施形態のいずれも、成形工程の結果としての任意の形状変化を最小限に抑えられるように、プラスチックの芯抜きおよび断面サイズの維持を目的として、図５８に示されるような穴またはスロット１７５を有しても良い。中でも、スロット１７５は、全ての壁断面の厚さを実質的に共通とさせるように働き、固定構造体１６２の各断面が比較的均一に冷却し、実質的に反ったり、曲がったり、収縮したりしないように、製造時の冷却速度の差を実質的に最小限に抑える手助けをする。穴またはスロット１７５は、典型的には、ポスト１７２の直径の約１／３に形成され、典型的には形状がテーパー状または円錐状に加工される。図６４は、開示されている方法および装置の固定構造体／コネクタハウジング実施形態の典型的な実施形態を示している。図６４は、さらに、そのような実施形態の典型的な寸法範囲を示している。しかしながら、電子装置の構成要素の継続的な小型化のため、より小さな寸法の固定構造体の実施形態がより典型的なものである。
固定装置の表面実装実施形態では、典型的には、接触子をパッドに配置するために、単数又は複数のプラスチック配置ピンがコネクタベース上に存在する。さらに、固定装置の実施形態は、例えば、一方の端部により大きな固定具を使用し他方の端部により小さな固定具を使用することによって、または図６０〜図６３に示されているように各固定具間の距離を等しくせずに複数の固定具を使用することによってコネクタと回路基板との間に極性を提供するために、使用されても良い。上述のように、固定構造体は、カードエッジコネクタ、または代わりに図６５に示されるようなツーピースコネクタ実施形態と共に、使用されても良い。上述の実施形態に加えて、プリント回路基板と共に使用される他のタイプの構成要素構造体に固定構造体を配置することが有利になり得る。そのような１つの例は、マザーボードに対して垂直、平行、または任意の角度構成で配置されたプリント基板を支持する外部支持構造体、フレーム、またはカードガイドであろう。そのような構成要素または構造体は、典型的にコネクタの端部に位置決めされるか、あるいはまた、その外部にあっても良い。
極性キーおよび分離可能なラッチシステム
開示されている方法および装置のさらに別の実施形態では、分離可能なラッチ機構２００が、図５４、図５５、図６５に示されているように設けられても良い。この実施形態は、ファインピッチコネクタとプリント回路基板との整列および保持に関連する問題に対応することに向けたものである。典型的には、カードエッジコネクタ装置と共に使用されるが、ツーピースコネクタシステムなど、他のタイプの装置と共に巧く利用することもできる。さらに、前述した開示されている方法および装置の任意の実施形態と組み合わされても良い。このラッチ機構がコネクタをカードエッジにラッチ固定する役目を果たしても良く、コネクタとカードエッジが唯一の様式で嵌合するように極性機能を果たすように構成されても良い。
図５４に示されている実施形態では、カードエッジコネクタは、プリント回路基板のエッジ部分を受容してそれと嵌合するように設計されている空洞２０２を有している。空洞２０２の中央には、分離可能なラッチ機構２００が示されている。この分離可能なラッチ機構２００は、図５５、図６６、図６７においてさらに詳細に断面で示されており、２つの片持ち式バネ部材２０８を形成するようにスロット２０６によって２分割され、テーパー状の先導端縁部すなわち整列ノッチ２０５と共に位置決め輪郭２１０を有した中央レールすなわちリブ２０４から成る。典型的には、整列、極性を持たせることや２つのコネクタハウジングの半体を相互に結合することによってコネクタハウジングを強化することを目的として採用されるレールまたはリブ２１２内における任意選択の先導部の詳細断面がさらに示されている。レール２１２内の先導部に代えてまたはにそれに加えて、中央レール２０４が、図５５、図６６に示されているように、延長部２０１に先導部を有するように構成されても良い。いずれの場合も、レール２１２に先導部が採用される場合、典型的には、図６７に示されているように、間隙２０３がレール２１２内の先導部から中央レール２０４を分離させる。
ラッチ機構２００が、図５４に示されているもののように、部分的または全体的に空洞２０２よりも上方に配置されていても良い。この実施形態の実施においては、分離可能なラッチ機構２００が、図６７〜図７０に示されているように、プリント回路基板２２４の受容スロット２２０および輪郭凹所構成部２２２と嵌合するように設計される。分離可能なラッチ機構の実施形態がコネクタハウジング及びカードエッジの２つの端部間の中間に位置する場所に示されているが、分離可能なラッチ機構が、コネクタとカードエッジとを唯一の様式で嵌合させるべく積極的な極性を提供するために、カードエッジやコネクタハウジングの中心線からオフセットした位置に配置され得ることは本開示の利点と共に了解されよう。さらに、複数のラッチ機構が利用されても良い。
図６７、図６８に示されているように、極性キーおよび分離可能なラッチシステムを用いるときには、コネクタラッチ部分２００は、コネクタ本体部分２２１内に収容された多数の導電性接触子２３０のなんらかの係合に先だって、基板２２４とコネクタ本体２２１とを係合させ、それらの間の位置合わせをなさしめ得る。この嵌合過程においては、先ず、補強レールまたはリブ２１２が整列ノッチ２３２によって受容スロット２２０に案内される。基板２２４とコネクタ本体２２１とがさらに係合されると、位置決め輪郭部２１０（この場合、テーパー状の先導端縁２０５を備えた半径状または丸みを帯びた突起体の形態である）が整列ノッチ２３２と接触する。これが起こると、位置決め輪郭部２１０および一体的な片持ち式バネ部材２０８がスロット２０６によって形成された空間内へ内側に撓み始める。嵌合が続行されると、位置決め輪郭部２１０はさらに受容スロット２２０内へ摺動して、プリント回路基板のスロット側壁２２６によってさらに圧縮される。嵌合の際、圧縮されたバネ部材２０８に付帯する位置決め輪郭部２１０の半径状または丸みを帯びた突起体は、それらがスロット側壁２２６にある円形状輪郭凹所２２２内で拡張し着座するまで、回路基板２２４内の位置決めスロット側壁２２６を押圧し、それに沿って摺動していく。輪郭凹所２２２の輪郭形状は位置決め輪郭部２１０に対して相補的な形状になっている。着座状態では、ラッチ固定された片持ち式バネ部材２０８が継続してラッチ中心に向かって撓まされており、積極的な位置合わせを行わせ、経時的な保持性を増大させている。本実施形態のラッチシステムの構成要素は、コネクタハウジングを分離可能なプリント回路基板にしっかりと確実に保持するように設計されている。しかしながら、ラッチ部材の保持力に打ち勝ってば、嵌合対を分離することも可能である。本実施形態のラッチシステム機構により提供されるさらに別の利点には、構成要素の嵌合時に完全に嵌合したことを知らせるために提供される可聴クリック音や触感が含まれる。
対称的で半径方向に弧状の位置決め凹所２２２および対応する半径方向に弧状の位置決め輪郭部２１０が示されているが、限定されるものではないが、長円形状、横長形状、細長形状、楕円形状、半菱形状、角付き形状などを含む位置決め凹所および輪郭部の形状の他の実施形態を採用することもできる。片持ち式バネフィンガ２０８の組上に長手方向に複数の輪郭形状を配置することも可能である。位置決め凹所および輪郭部は、形状が非対称であってもよく、例えば、バネ状の「シェパードフック」形状または極性を与える役目を果たす片側形状に構成されていても良い。中央レールや位置決めスロットの一方の側に、単一の片持ち式バネフィンガや、単一の輪郭部や、単一の凹所を有する実施形態も可能である。さらに、例えば、圧縮性や弾性を有する任意の適切な構造または材料を用いることによって着座力または嵌合力を提供するために、弾性を有した片持ち式バネ構造に代わる実施形態が採用されても良い。また、補強レールは存在しなくてもよく、図６７および図６８に示されるように関連する位置決め輪郭部と異なる面上に配置されたり、図６６に示されるように固定構造体のような本開示の他の機能部と組み合わされることが可能である。受容スロットおよび補強レールの組合せが、溝や溝状経路や他の幾何学的形状の機能部のような極性を持たせる機構と共に構成されても良い。
プリント回路基板のラッチ受容構成は、標準的な基板製造加工中に製造され留ことが可能である。加工の際、コネクタハウジングに位置決め輪郭部（例えば、半径状体）の中心線を配置すること、並びに、プリント回路基板上の受容スロットに位置する輪郭凹所または穴の中心線を配置することが重要となることが典型的である。しかしながら、それぞれの幅や公差は、位置決め輪郭部の圧縮嵌合特性により重要とはならいのが典型的である。これら輪郭部は、典型的には、撓んで、それによって、受容スロットおよび輪郭凹所内で嵌合する際に、意図的にラッチ形状全体を変化させる。典型的な実施形態では、カード内の受容スロットのエッジと、コネクタハウジングラッチ部分の中央レールや補強レールの外壁との間に間隙が存在する。
プリント回路基板に分離可能なラッチシステムの受容部分を構築するための１つの実施形態が図７１〜図７３を参照して検討される。プリント回路基板の最初のドリル穿孔作業においては、典型的には、任意のメッキスルーホールまたは非メッキスルーホールおよび全ての位置決め穴は、カードをＸ方向およびＹ方向に位置決めし、それによって位置決め穴に対する基準を確立するように、ドリル穿孔される。同時に、典型的には、ラッチまたは位置決め開口部２４０も同じ基準の一部としてプリント回路基板にドリル穿孔される。可能であれば、開口部２４０は、典型的には、図７１に示されるように変動を最小限に抑えるために任意の位置決め穴２４２と同じ直径のものである。このようにして、基準が、カードの片側の位置決め穴ラッチ開口部に対して確立される。したがって、位置決め穴と同じ加工の一部として位置決め開口部２４０を作成することによって、位置決め開口部は元のカードの基準の一部となり、他の者たちによって行われる次の作業や製造段階での変動の問題の可能性が最小限に抑えられる。しかしながら、開口部２４０は、分離可能なラッチ機構に適した任意の大きさのものであっても良く、所望されれば、カードまたは基板の製造工程内で任意の時期に形成されても良い。
典型的には、図７２に示されるような構成の製造過程基板を生産するために、これらの段階に続いて（フォトリソグラフィー、積層加工、メッキ加工などのような）標準的な工程を用いて、基板製造が完了する。次いで、経路設定工程が行われてもよい。典型的には、図７３に示されているように、このような経路設定工程の際に、基板端縁２４６および受容スロット経路２４８が経路設定加工（すなわち切削加工）される。受容スロット経路２４８は、典型的には、最初にドリル穿孔されたラッチ開口部すなわち位置決め開口部２４０に実質的に中心がくるように形成される。完成時に、最初にドリル穿孔されたラッチ開口部２４０は受容スロット２４８になるまで広げられ、それによって受容スロット２４８を完成させ、さらに、図７３に示されているようにプリント回路基板２４４に輪郭凹所２４９および整列ノッチ２４７を形成する。輪郭凹所を形成する１つの手法を説明したが、多数の異なる方法が利用され得ることは了解されよう。
典型的なカードエッジコネクタ構成では、（経路設定加工の変動などに起因する）嵌合公差の必要性は、大きめに形成したコネクタハウジングや極性スロットを作成することによって対処されるため、カードのエッジとコネクタの端部との間には間隙が存在し、極性スロットと極性リブとの間にも間隙が存在する。しかしながら、これらの間隙および公差は、カードエッジ接触子とコネクタ接触子とが適正に整列しないように、嵌合したカードが移動するまたは着座させられることを許容することがあり、それによって接触面積が減少させられ、接触子間のクロストークの可能性が増大させられる。上述のラッチシステム実施形態は、必要とされる公差変数の数を減少させることによって、カードエッジコネクタシステムが有する典型的な限界を克服し、実質的に全ての導電性接触子が対応導電性パッドとこれらのパッドのそれぞれの境界内で完全に接触するファインピッチ相互接続装置を達成する利点を有する。これは、部分的には、位置決め輪郭部２１０を輪郭凹所２２２内で（一方の側に片寄らせるのではなく）中心に位置させ、それによって内蔵する極性／位置決めスロットの過大な（必要以上に大きい）公差により「偏心」状態でコネクタが取り付けられる可能性を改善するように働く片持ち式バネ部材２０８によって、達成される。さらに、位置決め穴工程の一部として位置決め開口部２４０をドリル穿孔することによって、例えば位置決めスロットの経路設定といった後続段階によるカード／コネクタ嵌合に影響を及ぼし得る任意の寸法変動が、大いに最小化される。最後に、圧縮されているときに、片持ち式バネ部材２０８は、嵌合したカードおよびコネクタが互いに対してさらに移動するのを防止するように作用する。
本実施形態では、嵌合の際のカードおよびコネクタの適正な位置決めは、典型的には、ラッチシステム機構と、最終製品キャビネット内にあるカードガイドシステムとの組合せを利用して達成される。このようなカードガイドシステムが、典型的には、内部コネクタスロットの幅内に回路基板の全幅を受容して、それによって（ラッチシステム実施形態の２軸位置決めと異なる）第３の軸線での位置決め拘束を与える。典型的には、コネクタ及びカードは変形可能体または移動可能体ではないことから、これらの間には全ての場合において設計上の隙間が存在する。隙間は典型的には約０．１２７ｍｍ（約０．００５インチ）であり、カード幅は約７６．２〜約１２７ｍｍ（約３〜約５インチ）程度であることから、カードエッジコネクタに完全に嵌合されたときにはプリント回路基板のあらゆる回転は極めて小さくなる。
利点として、上述の機械的特徴、利点、利益に加えて、分離可能なラッチシステムの１つの実施形態は、直接的にまたはコネクタのラッチシステムを通る電気通路の一部として、プリント回路基板を他のプリント回路基板に電気的に接続するようにされても良い。図７４は、１ｍｍピッチのカードエッジコネクタについての断面を示しており、導電性ラッチ機構２６４の上方に配置された、整列、極性、接触子保護機構／補強レール２６２を含むような実施形態を示している。この実施形態では、ラッチ部分２６４の位置決め輪郭部２６６は、図７５に示されているようなプリント回路基板２７０の（典型的には金メッキされている）輪郭凹所２６８と同じように、（典型的には金メッキされており）導電性になっている。このような実施形態では、輪郭凹所の導体２７２が、関連するプリント回路基板内またはプリント回路基板上に配置された、単一または多数の導電層、ストリップ、または導電線に、電気的に接続されても良い。示めされている実施形態では、輪郭凹所２６８が、導電性メッキスルーホールの形態で輪郭凹所導体２７２を有するように構成されている。位置決め輪郭部２６６は、例えば銅合金、鋼、アルミニウム合金のような導体から構成されたラッチ部分の一部であっても良く、代わりに又はさらに、金のような導電性材料でメッキされていても良い。導電性ラッチ部分２６４は、典型的には、コネクタ、回路基板、または他の接続手段内の対応する接触子に接続され得る導電性接触ピン２００ａを有している。導電性接触ピン２００ａは、典型的には、スズ／鉛ハンダ配合物で被覆メッキされている。あるいはまた、ラッチ部分２６４は、分離可能なラッチ部分２６４内またはそれ上に配置された、単数又は複数の埋設導電性層または表面導電性層、ストリップ、または導電線に接続されても良い。位置決め輪郭部２６６や輪郭凹所２６８やラッチ部分２６４は、上述のように金でメッキされても良いが、ニッケルおよびスズ／鉛または金で電気メッキされた銅のような他の適切な導電性材料が使用されても良いことは本開示の利益と共に了解されよう。導電性スリーブの使用を含む他の実施形態も可能である。
開示されている方法および装置の導電性ラッチ実施形態により提供される利点の中には、プリント回路基板２７０への、またはプリント回路基板２７０から（例えば、プリント回路基板２７０の内部層２７０ａへ）の電力接続、信号接続、および接地接続が、図７６に示されているように、導電性ラッチ機構２００および導電性接触子テール２００ｃを介して行われ得ることがある。このような信号は、技術的操作のために必要とされるものであっても良く、または関連回路または電気的構成要素システムを正しく機能させる「所有権キー」として使用されても良い。１ｍｍのカードエッジコネクタ２７１上のプリント回路基板２７０の導電性凹所２６８と嵌合する導電性輪郭部２６６を有した導電性ラッチ２６４が、図８２の断面図を通じて示されている。プリント回路基板２７０内に配置され、導電性凹所２６８に電気的に接続されている導電性内部層２７３がさらに図８２に示されている。
分離可能な非導電性ラッチ実施形態に対して説明されたように、導電性輪郭凹所と位置決め輪郭部との組合せは、非導電性実施形態に対して上述されたものを含む数多くの適切な形状および構成を有し得る。開示されている方法および装置の分離可能な導電性ラッチ機構２００の５つの異なる実施形態が、図７７〜図８１に示されている。図７７〜図７９の各実施形態は、前述した導電性ラッチ実施形態のものに従って、導電性材料からなる中実部品から構成されている。しかしながら、図７７〜図７９のラッチ機構２００は構造が中空であっても良い。さらに、図７７〜図７９に示されている実施形態のそれぞれは、対応するメッキスルーホールまたは例えばコネクタ本体に設けられた他の適切なタイプの接触子と嵌合して電気的接続を確立するように設計された接触ピン機構を有している。また、図７７および図７８は、コネクタ本体または他のハウジングにラッチ機構２００を固定するための保持機構またはスエージ（ｓｗａｇｅｓ）２００ｂを有している。図８０および図８１は、各バネ要素２００ｅが対応する表面実装接触子または他の適当な電気接触子と電気的に接触させるための個別の接触子テール２００ｃを備えた平坦なリボン状バネ要素２００ｅを有する分離可能なラッチ実施形態を示している。図８０では、バネ要素２００ｅは、「Ｕ字形状」横断部材２００ｄと相互に接続または結合されている。（隆起させた窪みのような）他の保持機構、（正方形状、折れ曲がった形状、横長形状、または不規則形状のような）接触ピン、および例えばコネクタ本体および対応する電気接触子と嵌合させ、それらとの接続を確立するために適切な（段付きのような）接触子テール構造が採用され得ることは本開示の利益と共に了解されよう。上述の各ラッチ機構実施形態は、分離可能な非導電性ラッチ機構構成において、部分的または全体的に、巧く採用され得ることもまた了解されよう。
さらに、開示されている方法および装置の分離可能な導電性ラッチシステム実施形態は、複数の導電性経路を有しても良い。例えば、図８２に示されている導電性凹所半体２６８および位置決め輪郭部半体２６６の各々は、ラッチシステム実施形態が係合されるとき、個別の回路経路を完成させ得る。これは、例えば関連する回路基板２７０内またはそれ上の単数又は複数の個別の導電層に各輪郭凹所半体２６８を電気的に接続することによって、すなわち、例えば（銅層のような）導電性層が接続されることを意図されていない分離可能なラッチ機構の一部に隣接する輪郭凹所の表面に導電性層が存在しないようにまたは露出しないように、導電性層を再度エッチングすることによって可能となり得る。同様にして、各位置決め輪郭部半体２６６は、関連するコネクタ２７１内の個別の回路経路に電気的に接続され得る。これも、例えば、接触子テール２００ｃを個別の回路経路に接続し、図８０の実施形態の非導電性の横断部材２００ｄを設けることによって、図８０および図８１に示されるような実施形態で達成されても良い。図７７〜図７９の実施形態では、ラッチ機構２００は、例えば、同軸の導電性絶縁材料設計を導電性ピン２００ａに付与することによって、または多数の接触点および信号経路を提供するために導電性ラッチ機構本体の残り部分から接触ピン２００ａを絶縁することによって、多数の位置決め輪郭要素から複数の信号を伝搬するように構成され得る。二導電性経路の実施形態が上述されたが、開示されている方法および装置の分離可能なラッチ機構を通る付加的な導電性経路もまた、例えば、輪郭凹所および位置決め輪郭部の各部分を互いに絶縁された個別の部分にさらに分離することによって、可能となる。次に、これらの個別の部分が、関連する基板およびコネクタ内のそれぞれの個別回路経路に電気的に接続されても良い。
開示されている方法および装置の極性キーおよびラッチシステムの実施形態は、嵌合が見えない状況において使用されても良く、メッキスルーホールまたは表面実装製品構成と互換性を有している。これらの実施形態は、コネクタ上の単一のラッチシステムで実施されても良く、また、複数のラッチシステムが非導電性ラッチシステムおよび導電性ラッチシステムの任意の所望の組合せでコネクタ上で使用されても良い。これに関して、複数の分離可能なラッチ機構および凹所が、同じ横方向軸線上で使用されてもよく（すなわち、１つの位置決めスロット内に配置された複数の凹所内に幾つかのラッチ機構が嵌合する）、またはコネクタとカードエッジとのインターフェイスに沿って横方向に異なる各位置に配置されてもよい。いずれの場合においても、複数のラッチ機構は、導電性、非導電性であってもよく、それらが混在していても良い。例として、図８３は、２つの輪郭凹所２２２を備えた単一の受容スロット２２０を有した回路基板の１つの実施形態を示している。この実施形態では、前述した任意の実施形態に従って、輪郭凹所２２２は、両方が導電性でなくても良く、その一方が導電性でも良く、両方が導電性でも良い。輪郭凹所２２２は、複数の位置（いずれの場合においても、各位置は所望されれば独立した回路経路を提供し得る）で単一の分離可能なラッチ機構を受容するように構成されても良く、また、２つの分離可能なラッチ機構を同時に受容するように構成されても良い。補強レールを受容するための空間および単一の分離可能なラッチ機構の複数位置での嵌合を許容するための隙間を提供するために、上述されたように、受容スロット拡張部２２０ａが設けられても良い。回路基板が同様に２個を越える輪郭凹所を備えて構成されても良いことは本開示の利益と共に了解されよう。
開示されている方法および装置を用いて可能となる他の多くの受容スロット／輪郭凹所実施形態のうちの幾つかのみが図８４〜図８６に示されている。図８４は、拡張された受容スロット部分２２０ａを有した長円形輪郭凹所２２２が設けられた回路基板２２４を示している。長円形輪郭凹所２２２は、例えば、同じ長円形状の位置決め輪郭部と嵌合するために使用されても良く、前述したような丸みを帯びた形状を有した単数又は複数の位置決め輪郭部と嵌合するための公差を提供するために使用されても良い。後者の場合、嵌合した位置決め輪郭部と輪郭凹所との接続は、所望ならば嵌合中に、作動範囲（必要ならば異なる回路経路を完成させるように機能し得る）の全体を通じて調整可能に摺動するように設計されても良い。さらに、輪郭凹所２２２は、位置決め穴のドリル穿孔に先だって経路設定（すなわち切削加工）をなされても良く、そのドリル穿孔とは異なる作業時に経路設定されても良い。図８５は、拡張された受容スロット部分２２０ａを備えていないことを除いて、図８４に示されたものと類似の実施形態を示している。図８６は、回路基板２２４内に配設された導電性層２２０ｂおよび２２０ｃを備えた、図８５に示されたものと類似の実施形態を示している。示されているように、導電性層２２０ｂおよび２２０ｃは、図８１に示されているもののように、嵌合相手の分離可能なラッチ機構の対応する位置決め輪郭部と接触することを許容するために、受容スロット２２２において露出していても良い。点線２２０ｄは、導電性層２２０ｂおよび２２０ｃの境界を示している。受容スロット２２２が導電層２２０ｂおよび２２０ｃとの接触を向上させるために導電性材料でメッキされていても良いことと、回路基板２２４の一部または全体に配設された単一導電層が採用されても良いよいのみならず、導電層２２０ｂおよび２２０ｃの面の他形状が採用されてもこととが、本開示の利益と共に了解されよう。２つを越える導電層が、（回路基板の面に対して）単一または複数の面配置で回路基板内に配設され、単一または複数のラッチ機構と組合せられ得ることがさらに了解されよう。後者の場合、複数ラッチ機構は、例えば、２つのラッチ機構および２つの導電層が８つの異なる信号経路を提供し得るように、回路基板内の複数の層の別々な部分で別々な回路を完成するように構成され得る。
最後に、図６６に断面で示されているように、傾斜要素２０７が、分離可能なラッチ機構２００の有無に関わらずカードエッジコネクタハウジングに採用されても良い。傾斜要素２０７および（Ｔ字状部分を備えた）リブ２０９は、プリント回路基板がコネクタハウジングに入るとプリント基板にまたがるように、コネクタハウジングの各半体上に配置される。このような傾斜要素２０７およびリブ２０９は、プリント基板がコネクタ内に入るときにプリント基板を真っ直ぐにして、整列させ易くする。傾斜要素２０７およびリブ２０９は、異なる角度または湾曲した導入機能部を有するなど、図６６に示されるもの以外の幾何学的形状を有しても良い。
極性を提供するために代替的な方法が使用されても良い。例えば、図１および図２を参照して、ソケット１６およびプラグ２６が唯一の方向で嵌合するようにソケット１６およびプラグ２６のハウジングの大きさを形成することによって、極性を提供しても良い。より詳細には、プラグ２６の端部２６ｅがプラグ端部２６ｆよりも厚くして、同様に、ソケット１６の端部がソケットの一方側に、ソケットの他方側の端部１６ｅには欠けている拡張部１６ｆを有しても良い。このようにして、ソケット１６およびプラグ２６は、プラグ端部２６ｅがソケット端部１６ｅと結合し、プラグ端部２６ｆがソケット端部１６ｆと結合するように嵌合し得るが、大きさが異なるので、逆向きの嵌合は起きない。したがって、極性は、コネクタハウジングの大きさと形状とによって固有なものとして提供され得る。
以上でカードエッジの実施形態に関して記載したが、上述されたのと同様にして、分離可能なラッチシステムがツーピースコネクタシステムと共に採用され得る。例えば、位置決め輪郭部を有する分離可能なラッチ機構がソケットコネクタのハウジング内に一体化され、輪郭凹所を設けた対応する受容スロットが嵌合相手のプラグコネクタ内に一体化されても良い。勿論、位置決め輪郭部を備えたラッチ機構が代わりにプラグコネクタのハウジング内に一体化され、輪郭凹所を設けた対応する受容スロットが結合ソケットコネクタのハウジング内に一体化され得ることは本開示の利益と共に了解されよう。
ストラドル式実施形態
図８９に示されているような開示されている方法および装置のストラドル式実施形態では、プリント回路基板３０６の導電性パッド３０６ａは、典型的には、基板のエッジの近傍に配置されており、通常は両面に存在している。この実施形態では、コネクタハウジング３０２は、図８９に示されているように、基板３０６を「またぎ」、パッド３０６ａと接触するように構成されている接触子脚部３０６ｂを有した接触子テール３０６ｃを有している。接触子脚部３０６ｂとパッド３０６ａ間で接続が行われ得るようにコネクタハウジング３０２に対して基板３０６を位置決めし安定化させるために、コネクタハウジング３０２に一体的に設置された取り付けクリップ３００が同様に基板３０６を「またぐ」ように使用されても良い。
開示されている方法および装置の１つの実施形態は、従来のストラドル式取り付けコネクタ取り付け構造の限界を実質的に解消するストラドル式取り付けクリップである。このストラドル式取り付けクリップ実施形態は表面実装が可能であり、不都合な機械的な力がハンダ接合部または小断面接触子テールに圧力を加えることを実質的に防ぐために使用され得る。本実施形態のストラドル式取り付け構造では、図９２に示されている実施形態に示されるように受容開口部３００ａが形成されるように、接触子３００ｂがコネクタハウジング３０２に配置され、位置決めされている。開口部３００ａは、典型的には、受容開口部３００ａ内への基板の挿入、またはその逆のときに、プリント回路基板の各面と機械的に嵌合するような大きさに形成される。挿入時には、接触子テールすなわち導体テール３００ｃが、典型的には開口部３００ａよりも大きいプリント回路基板によって相互に変位、撓曲させられる。
実際には、本発明のストラドル式取り付けクリップ３００は、図８７に示されているように、コネクタハウジング３０２に永久的にラッチ固定されても良い。１つの実施形態では、クリップの取り付け手段を提供するように設計された部分が、図８７に示されるように「Ｕ字」形状部分３０４で構成されたバネフィンガ（指状体）によって形成されている。図８９に示されているように、この「Ｕ字」形状部分３０４のエッジは、梱包時および基板上の両方で、接触子テール３０６ｃがハンドリングにより損傷することを防ぐために、形成されたＳＭＴ接触子脚部３０６ｂの境界を越えて延びるように構成されても良い。
図８９は、マルチレベル（多段形）テール構成、この場合はバイレベル（２段形）テール３０６ｃを採用するストラドル式取り付けコネクタハウジング３０２と共に使用される開示されている方法および装置のストラドル式取り付けクリップ３００を示している。図８９に示されているように、「Ｕ字」形状部分からなるバネフィンガ３０４は、プリント回路基板３０６と係合して、回路基板３０６が各バネフィンガ３０４の間に形成された溝３０５を貫通するように設計されている。そのように係合すると、バネフィンガ３０４は、コネクタ３０２を基板３０６上の所定位置に保持し、それによって、例えばハンダ付け工程が完了するまで、接続一体性を保護するために使用され得るバネ垂直力を基板３０６に対して付与する。例えば、一旦係合されてから、バネフィンガ３０４がハンダ付けや接着剤のような他の適切な固定手段によって、基板３０６に留められても良い。ストラドル式取り付けクリップをプリント回路基板に留めるのに、余分な段階、または機械的接続やマルチピース（多部品）接続が不要であるので、ストラドル式取り付けコネクタの回路基板への取り付けは、従来の構造に関連する工程よりも大いに単純化される。「Ｕ字」形状バネフィンガ３０４がさらに基板の厚さの差を許容し吸収するように働くことが利点であり、これら厚さの差は、ロット内およびロット間の両方で、現在、産業上一般的に存在しているものである。さらに、基板の厚さの差は、異なる回路基板構造間および製造者間でも一般的に存在するものである。
図８９に示されているように、各バネフィンガ３０４間に形成された「Ｕ字」形状溝３０５の基部表面３０８は、基板３０６がコネクタ３０２と係合すると基板３０６を位置決めし、こうして基板３０６に関して導電性接触子テール３０６ｃを位置決めするための機械的止め具を提供することが可能である。Ｕ字状溝の基部表面３０８はさらに、嵌合力を吸収すると同時に取り付けクリップ３００とプリント回路基板３０６との間のハンダ接合部３０９に圧力が加わることを防止するための機構を提供し得る。図８８は、示されているタイプの１つの実施形態に対する典型的な寸法形状を示している。
ストラドル式取り付けクリップ３００を受容するように構成されているプリント回路基板部分３０６の１つの実施形態が図９０に示されている。示されているように、基板３０６は、ハンダパッド３１０、並びに、基板３０６のエッジに垂直にエッジまで経路設定された付随するスロット３１１を有しており、このスロット３１１は、対応する導電性接触子テール要素を受容するように設計されている導電性接触子パッド３１２の各側の境界となっている。このような構成では、ストラドル式取り付けコネクタ３１４とプリント回路基板３０６との間で三次元的な整列を提供するために、スロット３１１が使用され得る。ハンダパッド３１０は、図８８に示されているように、バネフィンガ３０４と回路基板３０６との間にハンダ接合部３０９を形成するために、使用され得る。示されてはいないが、プリント回路基板に対するストラドル式取り付けコネクタの極性は、個々のスロットおよび対応する取り付けクリップをそれぞれ異なる幅や深さにすることによって達成され得る。図９１は、図９０の回路基板実施形態を斜視図で示している。
図９２および図９３は、前述したように回路基板にハンダ付け若しくは繋止され得る比較的幅の広いバネフィンガ要素を有するストラドル式取り付けクリップの他の可能な実施形態を示している。図９３に示されているように、回路基板のエッジと相互に作用するように設計された位置決め壁３０７が回路基板との位置合わせおよび配向を行うために設けられても良い。図９２および図９３に示されているストラドル式クリップ実施形態では、溝またはノッチ機能部３０１が、位置合わせを目的としてプリント基板上の対応する機能部と係合するため、または付加的にハンダを充填するための領域を作るために、設けられ得る。機能部３０１は、同様の理由で回路基板内の対応する溝またはノッチ内に収容できる隆起した部分であっても良い。
回路基板にストラドル式取り付けクリップを位置合わせさせるのに適した任意の他の位置合わせ機能部または各位置合わせ機能部を組合せたものが採用されても良い。代替的な実施形態では、位置合わせ機能部が採用されなくても良い。さらに、ストラドル式取り付けクリップは、回路基板をまたいで保持するのに適した任意の構造を有しても良い。
典型的には、本実施形態によるストラドル式取り付けクリップは、（ＣＡ２６０のような）銅合金から作成され、ニッケル基材上にスズ／鉛をメッキされている。このような金属クリップは高密度で冗長な保持機構を提供する。開示されている方法および装置のストラドル式取り付けクリップは、これらの限定されるものではないが、金属、プラスチック、セラミック、またはそれらの混合物を含むプリント基板を保持するのに適した他の任意の材料から構成され得る。利用さ得る特定の金属は、他の燐青銅、ベリリウム銅、洋銀、鋼などを含む。
開示されている方法および装置のストラドル式取り付けクリップ３００の数多くの可能な実施形態のうちの幾つかのみが図９２および図９３に示されている。これらの実施形態に加えて、Ｕ字形状構造体を回路基板に取り付けるのに適した任意の手段または構造体で連結された回路基板を保持するのに適したＵ字形状構造体の他の任意の変形が採用され得る。さらに、付加的なバネ作用を提供するために、回路基板にハンダ付け若しくは接続された１つのバネファインガ（すなわちＵ字形状半体）のみを有する構成やＵ字形状溝３０５の基部表面３０８の下に延びる細い溝を備えた構成が使用されても良い。
図８８、図９０、図９１に示されているように、「Ｕ字」形状バネフィンガ３０４の撓曲を行い易くしたり可能にする任意選択の位置合わせノッチ３１６および先導機能部３１７が、典型的には、プリント回路基板３０６の経路設定加工が施されたエッジによって提供される。しかしながら、適切な先導機能部３１８は、各バネフィンガ３０４の先端部に提供されても良い。
典型的には、ストラドル式取り付け実施形態を有するコネクタの接触子フットプリントは、プリント回路基板の各面に対称的に配置される。しかしながら、プリント回路基板に取り付けるための交互配置のフットプリント構成が形成されても良い。図９４は、例えば、４列の接触子列を備えたコネクタで採用され得る交互配置の接触子フットプリント実施形態の側断面図を示している。図９４では、接触子フットプリント３２０ａ、３２０ｂは、回路基板３２０ｆの前面（または見える手前側の面）に設けられており、実線で示されている。接触子フットプリント３２０ｃ、３２０ｄは、基板３２０ｆの裏面（または隠れた向こう側の面）に設けられている。本実施形態は、例えば、典型的には第１の面に見られる接触子を列１から列２の位置に、典型的には列２に見られるものを列１に向けることによって作られても良く、それによって図９４に示されるようなパッド配置を作る。
図９４の実施形態は、例えば、ストラドル式取り付けコネクタへの接続のためのスルーホールを比較的難なく設置できるようにすることによって、多層基板でのより優れた経路設定ができることが利点である。すなわち、回路基板は、接続が所望される交互配置のパッドの反対側のみに基板内の導電層が存在するように構成され、それによって、他のパッドに選択的に接続された導電層と干渉することなく、任意の所定パッドの反対側に基板を貫通させて導電性ホールを設けることができるようにしても良い。したがって、望ましくない接続を回避するためにハンダパッドの反対側に選択的に浅いホールをドリル穿孔する必要性が根本的に解消される。
最後に、図８７、図８８、図９２、図９３に示されているように、開示されている方法および装置のストラドル式取り付けクリップ実施形態が、表面実装クリップまたは基板貫通クリップと同じコネクタハウジング実施形態において使用されるように構成されても良い。可能とさせる１つの方法は、保持機能部（保持要素）３１５を備えた取り付け耳状部３１３を使用することによるものである。１つの実施形態では、取り付け耳状部３１３はコネクタハウジング３０２に配置された対応する凹所３１９に摺動可能に収容されるような大きさに形成され、保持機能部３１５はハウジング３０２（図１および図２において機能部１６ｈおよび２６ｈとしてそれぞれ示されている）内の対応する切り欠き付き凹所に動かないように収容される大きさに形成される。例えば、表面実装保持装置および基板貫通固定装置を含む様々な他の保持機構が、同じコネクタハウジング構造を様々な異なる装置と互換性を持って使用され得るようにするために、取り付け耳状部３１３や保持機能部３１５を備えて構成されても良い。「スナップ留め」固定具などのような完全に異なる構造と並んで、取り付け耳状部３１３、保持機能部３１５、および凹所３１９の他の構造が、保持装置をコネクタハウジングに留めるために採用され得ることは本開示の利益と共に了解されよう。
接触子保持機能部
接触子は、典型的には、「出っ張り」または「突起部」の形状で構成される保持機能部（保持要素）を有するコネクタハウジング内に固定される。図９７に示されているように、従来の保持機能部は、典型的には、接触子の基部に近接する場所の接触子３４０の両側または両端縁に形成されている（この場合、「２つの出っ張り」配置）。これら保持機能部は、コネクタ構成要素の絶縁ハウジング３４４の受容ポケット３４２に挿入するように設計されている。図９７にさらに示されているように、従来の保持機能部は、典型的には、対称的な幾何学形状で構成されており、接触子３４０がコネクタハウジング３４４に挿入される場合、各出っ張りすなわち突起部の先端３４０ａが典型的には隣接する接触子の出っ張りすなわち突起部先端３４０ａと整合するようになっている。結果的に、図９７に示されているように、対向する保持機能部の先端３４０ａの間の位置には、隣接する各要素間に短くなった距離または隙間３３６が存在する。従来の各保持機能部の先端３４０ａの間のコネクタハウジング材料が接触子３４０と絶縁ハウジング３４４との間の機械的干渉によって誘発される応力を受ける場合、望ましくない亀裂が絶縁ハウジング２４４に誘発される恐れがある。このような亀裂は、多くの場合、応力集中係数および生じ得るニットライン（接合線）領域のために、隅部分で起こる。
図９５に示されている開示されている方法および装置のさらに他の実施形態では、導電性の接触子３３４の一方の側の突起状保持機能部３３０の場所は、それらが導電性接触子３３４の反対側の端縁上の対応する保持機能部３３２と対称的な位置にならないようにまたは直接的に対向する状態にならないように変更することもできる（そのような接触子の保持機能部の幾何学的形状は「非整合配置状態」と呼ばれ得る）。図９５は、かかる構成の１例のみを示しており、「互い違い配置になった２つの突起」実施形態と呼ぶこともできる。図９６および図９８に示されているように、このように突起状保持機能部を変更することによって、導電性接触子の端縁３３８の対の間の距離３３６をより大きくより均一にすることができる。非整合配置接触子の保持機能部の幾何学的形状によって形成された接触子３４０の間のより大きくより均一な間隙は、製品の別々な接触子間の「クロストーク」の低減を達成するために、使用され得る場合もある。さらに、本実施形態の非整合配置の保持機能部構造は、導電性接触子が挿入されるときに生じた内部干渉状態で誘発される応力を分散させることによって絶縁ハウジング３４４の受容ポケット３４２内での亀裂の発生を最小限に抑えるように働き得る。亀裂が発生しなければ、三次元的拘束が維持されることから、絶縁ハウジングへの導電性部品の保持が直接的に改善される。
上述のこれらの特徴に加えて、非整合配置保持機能部の実施形態は、全体設計内で生じるバネ機能の増大により絶縁ハウジングへの導電性部品に対して優れた保持を与える。例えば、高分子をベースにしたコネクタハウジングの場合、変形した高分子材料の一部が弾性領域内になるだけでなく、隣接する接触子上の機能部または突起間で曲げられた梁部分によって付加的なバネ機能も生じる。この撓曲は高分子材料内の応力状態を変化させ、同じ応力および温度に晒されているのであれば、絶縁ハウジングと導電性接触子の保持突起領域との間に結果として生じる相互作用力がより長期間存在するようになる。このことは、導電性接触子上の機能部または突起に対してより大きな突出体または複数の突出体を使用することを可能にし、導電性接触子と絶縁ハウジングとの間の保持力を増加させることになろう。保持力は、突起状保持機能部によって絶縁ハウジング材料を隣接する対応凹所内に移動させることによって増大させることもできる。
回転接触子
図９９および図１００に示されているように、接触子構成は、図９５に示されているような典型的なリボン接触子構成から９０度回転させることもできる。図９９に示されているように、接触子は自由端３６０ａとテール（尾部）３６０ｂとを有するように構成され得る。図９９に示されているように、この実施形態では、接触子３６４の厚さ３６０は、典型的には、接触子幅３６２の何倍にもなっている。これは、回転接触子構造体３６４が、シートの厚さが接触子の幅となるように、典型的にはシート材料からスタンピングまたはブランキングによって作成されるからである。接触子構造体は、従来の接触子で典型的に採用されるような屈曲作業ではなくブランキングまたはスタンピング作業によってその全体構造が形成または決定され得ることが利点となる。図９９および図１００の実施形態では、各接触子３６４の基部から突出する保持機能部すなわち突起３６６が存在しており、これら突起３６６は本実施形態の接触子３６４を絶縁ハウジングに留めるために組み込まれ得るものである。この能力においては、保持機能部３６６は、典型的なコネクタハウジング製造公差の範囲のために典型的には回転接触子よりも相対的に広くなっているコネクタハウジング接触子空洞内への相対的に薄い回転接触子の保持を維持する働きをするように設計されている。成形作業の限界のために、これらの製造範囲によって薄い接触子本体部分よりも広いコネクタ受容ポケットまたは空洞を作り出す場合がある。保持機能部３６６は、この場合に空洞内に接触子を留めるために空洞壁に対して接触子を押すまたは撓ませるように設計される。
本実施形態の実施に当たっては、交互配置または従来通りの保持機能部または突起が単数又は複数の端縁に採用され得る。図１０１は、多くの可能なメッキスルーホール構成の１つにおいて使用される保持機能部３６６を有した本実施形態の接触子３６４を示している。接続ハウジング３７８の受容ポケットとの機械的干渉を提供する端縁保持機能部３６６ａがさらに設けられている。本実施形態の回転接触子３６４は、厚さ／幅の比が相対的に大きいので、典型的には、同じ用途で使用される従来のリボン接触子よりも機械的強度が強い。したがって、接触子嵌合による反作用力は、従来のリボン接触子では典型的であるように主に単一点（接触子基部）においてコネクタハウジングに伝達されるのではなく、典型的には回転接触子本体を介して吸収、伝達される。このような力は、典型的には、回転接触子によって、回転接触子が接続され得る回路基板３７４ａのような他の構成要素だけではなく、コネクタハウジングの実質的に全ての隣接領域に対して伝達される。その結果、上述のようなコネクタハウジングの「クリープ」の可能性が大いに低減され得る。
さらに、回転接触子は、単位長さ当たりの弾性および強度、すなわち、小型化された構成要素に特に有利な特性を従来のリボン接触子以上に増大させる。回転接触子は、それ自体の比較的薄い幅のために、従来の接触子以上にコネクタ構成の直線ピッチを増やすことを可能とさせる。このことにより、コネクタ接触子分離壁３７９の幅を減少させることなくコネクタ密度を増大させることができる。このことは、コネクタ成形技術の実際上の限界が最小の接触子分離壁厚さ（すなわち、約０．１２７ｍｍ（約５ミル）〜約０．２５４ｍｍ（約１０ミル））を決定し、したがって分離壁の厚さを低減させることによって達成可能なコネクタ密度の増加を制限しているので、有利となる。したがって、開示されている方法および装置の回転接触子実施形態の利益は、接触子支持構造体の有無に関わらずに実現され得る。
図１０２を参照すると、図９９に示されているような回転接触子３６４がコネクタハウジング３７０に挿入されて示されているが、コネクタハウジング３７０は、接触子分離壁３７９だけでなく前述したような任意選択の支持構造体３７２を備えており、３つの面で回転接触子３６４を支持している。この３つの面を備えた支持体は、接触子３６４がその弱い幅方向に曲がるまたは捻れることを防止している。この実施形態および同様の実施形態では、支持構造体は、リボンタイプの接触子に関して上述されたのと実質的に同様にして、回転接触子と相互作用し、動作する。しかしながら、支持構造体が前述したカードエッジコネクタシステムおよびツーピースコネクタシステムで使用される回転接触子と共に使用される場合には、付加的な利点が実現され得る。例えば、図１８および図１０１に示されているように、回転接触子の構造体３６４は、接触子構造体３６４がコネクタの嵌合の際に撓むと、メッキスルーホール部分３７６の対応する表面実装部３７４に反作用力を生じさせる。この反作用力は、ハンダ接合部のさらなる保証および保護を生み、ハウジングの接触子保持部分を保護する。回転接触子構造体３６４が、例えばコネクタハウジング３７８の接触子支持構造体３７８ａに当接して撓むと、ハウジングは外側に曲げられ得る。ハウジングのこの曲がりは、典型的には、回転接触子テール３９０に対してコネクタハウジング３７８のノッチ部分３９４に下側方向へ力を作用させ、接触子テール３９０がプリント回路基板の接続機能部３７４に下向きの力を働かせることとなる。したがって、ハンダ接続部は圧縮状態で設置され、ハンダパッドとの接触が強化される。さらに、ハンダ接続部における圧縮力への回転接触子を介した力の伝達と連結した回転接触子の弾性の増加は、コネクタハウジングの両側面に働く力を減少させ、したがって、より狭いコネクタハウジングが可能となり得る。回転接触子構造体３６４を有するコネクタのメッキスルーホール形式がさらに図１０１に示されている。
回転接触子の弾性の増加、および回転接触子が接触子支持構造体と共に使用される場合に生成される結果として生じる比較的大きな接触垂直力のため、前述した挿入力を減少させるために接触子支持構造体の実施形態と共に垂直方向に互い違い配置になった回転接触子を採用することが望ましいことに留意すべきである。このような実施形態が図１６〜図１８に示されている。
本実施形態の実施においては、接触子が撓んでいるときには、必ずしも必要ではないが、接触子がその隣接する接触子に対して、または接触子の分離可能な端部の列内の任意の接触子に対して露出していないように、各接触子がコネクタハウジングによって完全に絶縁されていることが望ましい。
示されている実施形態では、カードエッジ構成が示されているが、ここで説明されたシステムが同じようにツーピースコネクタ構成と共に使用され得ることは本開示の利益と共に了解されよう。さらに、カードエッジ構成の回路基板が互いに垂直をなす必要もないことも了解されよう。例えば、基板は、これらに限定されるものではないが、４５度または互いに平行をなすことを含む任意の適切な角度で構成され得る。開示されている方法および装置の他の実施形態では、図１６〜図１８に示されているような表面実装構成において、カードエッジテール部分３８および４０が互い違いに配置されることもある。不可欠ではないが、カードエッジ実施形態のコネクタハウジングは、典型的には、図１０３に示されているような中央ラッチすなわち極性部分３８０を備える。さらに、このカードエッジコネクタハウジングは、典型的には、図１０４に示されるようにプリント回路基板３８８へのハウジング３８６の保持のための耳状部分３９２を備えている。この機能部は、図１０２〜図１０４に示されるようにテール部分３９０の着座面の識別、およびカードガイドや安定化のために機能させることもできる。また、図１０４は、カードエッジシステムで使用されるハンダ取り付け用プリント回路基板３８８ｅおよび分離基板３８８を示している。
図１０１〜図１０４は、さらに、接触子テール部分３９０を整列した状態で保持するノッチ３９４を示している。ノッチ部分３９４における回転接触子の位置決めは、前述したノッチ部分の実施形態へのリボンタイプ接触子の位置決めとは若干異なる。接触子テールの「極性」は、コネクタハウジングに対するテール位置決めの均一性に関係する。典型的には、接触子テールは、コネクタハウジング着座面の下約０ｍｍ（約０ミル）と約０．１０１６ｍｍ（約４ミル）との間の位置に「平坦化」される。回転接触子の場合、典型的には従来のリボンタイプ接触子を着座させるときに行われるように、個々の接触子毎を基礎にしたものではなく、平面構成で一度に全ての回転接触子構造体３６４を同時に着座させることによって平坦化が達成され得ることが利点である。このようにして、典型的には、各回転接触子３６４と絶縁ハウジング３８６との間の各ノッチ領域に、間隙（図５０〜図５３に関して記載されたものと同様）が形成される。回転接触子構造体の剛性が典型的には均一な接触子テールの平坦化を生成または供給するために、この間隙が存在するが、一方で、成形技術によるノッチ寸法の差または不一致は実質的に均一な接触子テールと不均一なノッチ表面との間で間隙の形成を引き起こし得る。スタンピングによって形成されたテール幾何学形状と連結した回転接触子の剛性が増すことで、ハンダパッドとの嵌合に必要なテール幾何学形状を形成するのに幾つかの屈曲作業に依存し得る従来のリボン接触子テールよりを上回る、ハンダパッドとのより均一な着座が可能となることが好都合である。これら従来の接触子の屈曲作業は、接触子間にバラツキを引き起こし、ハンダパッドと均一に嵌合しない接触子テールを作り出す恐れがあるものである。
最後に、弾性が増加したことから、従来のリボン接触子と同様の撓曲力を達成するためには、回転接触子が、「小型化される」、テーパー状に加工される、延長される、または幾何学形状的にまたは構造的に変更される必要があり得ることに留意すべきである。
電源用接触子
図１０５は、開示されている方法および装置のさら別の実施形態による電源用接触子部分４１０を含んだカードエッジコネクタ４００の底面図を示している。この実施形態では、各電源用接触子４１２は、「Ｔ字形状」ベース４１４と、表面実装脚部分４１６とを有している。特に、この実施形態は、カードエッジ実施形態及びツーピース実施形態の両方の相互接続装置の信号部分と一体的に電力を高密度で伝導することを可能にするために、低インダクタンスの一体電力供給手段を提供するように設計されている。本実施形態の実施において、この構成は、応力、温度、時間によって発生する金属応力緩和現象や高分子クリープ／プラスチッククリープを最小限に抑える手助けをする。この構成は低インダクタンスで電力を伝達するのに十分な断面を提供している。
図１０５に示されているように、１つの電源用接触子の実施形態は、そのＴ字形状ベース４１４の各側に分離した段付き表面実装脚部分４１６を有している。これら分離した段４１６はヒール（かかと）面積を増加させ、これによって、より強く、より信頼性のあるハンダ接続を可能にしている。複数の段４１６は、複数のハンダ接合部を提供し、それによって万が一単数又は複数の接合部が機能しなくなっても大丈夫な接合の冗長性を提供している。示されてはいないが、本実施形態のＴ字形状接触子と共に、限定されるものではないが、より少数またはより多数の分離した段部分を持つものや、分離した段部分を持たないものや、電源用接触子のベース全体に単一または複数の接触領域を提供するものを含む他の脚部分構成が使用され得る。さらに、本実施形態のＴ字形状接触子は、図示されていないが、メッキスルーホール構成において使用されても良い。
図１０６は、プリント回路基板と嵌合するための接触子の分離可能な嵌合側に「Ｕ字形状」または音叉タイプ溝４１８を有した開示されている方法および装置のＴ字形状接触子４１２の１つの実施形態を示している。Ｕ字形状溝４１８はバネフィンガ（指状体）４２０によって形成されている。バネフィンガ４２０は典型的には１片の材料からスタンピングによって作成されるので、従来のツーピース接触子よりも精密な寸法のカード受容間隙または溝４１８が作成され得る。さらに、回転接触子の実施形態と同じように、開示されている方法および装置のスタンピングによって作成されたＴ字形状接触子によって提供される典型的な厚さ／幅比率により、接触子嵌合応力の実質的に全てが吸収され、それによって、より小さい剛性および弾性のコネクタハウジング材料によらずに、接触子材料に対する応力緩和現象を制限する。
図１０７は、平行基板（またはメザニン）構成でのツーピース実施形態（ソケット４２０ｂとプラグ４２０ａ）と一体的になった電源用接触子のためのＴ字形状構造の１つの実施形態を示している。ソケット４２０ｂは電源用接触子４３０を含んでおり、プラグ４２０ａは電源用接触子４３２を含んでいる。図１０８は、未嵌合状態での図１０７の実施形態と類似の２つの別個の嵌合３本フィンガ電源用接触子４３０および４３２を示している。これらの接触子は、交互配置の能動および受動導電性バネフィンガ４３６および４３８をそれぞれ有し、バネフィンガは、示されているように、別のコネクタハウジングで逆の関係となるように配置されると、嵌合、係合することができるようになっている。図１０９は、能動および受動導電性バネフィンガ４３６および４３８が係合し、それによって冗長な接触子インターフェイス接続および比較的大きな総接触断面積を提供する嵌合状態で、これらの同じ電源用接触子４３０、４３２を示している。少数または多数のフィンガを有するものや、能動および受動バネ接触子が異なる関係または交互配置でない関係で配置されているものを含む、異なる数またはタイプの能動および受動バネフィンガを有する他の実施形態が採用され得ることはこの開示の利益と共に了解されよう。さらに、他の適宜の導電性バネフィンガ形状が採用され得る。例えば、図１１０、図１１１、図１１２は、それぞれ、各接触子の分離可能な部分に配置された２つ、３つ、４つの導電性フィンガを有するＴ字形状接触子構造体４４１ａ、４４１ｂ、４４１ｃを示している。図１１０は、嵌合の際に接触子先端４４０ｄによって発生するトルクによる接触子４４０ｂおよび４４０ｃの捻れを防ぐためにまたはその捻れに抵抗するために、接触子ベース４４０ｃ上に配置された、接触子の嵌合の際に接触子ベース４４０ｂと係合するための安定化要素４４０ａを示している。
多くの他の可能な電源用導体の実施形態のうちのほんの一例を示すと、図１１３は、Ｔ字形状ベース部分を持たない、「並設」カード嵌合のための４本導体フィンガ接触子構成を示している。この実施形態は、１つの実質的な接触部（すなわち、低インダクタンスであり、冗長なハンダ接合部およびバネフィンガなどを有するもの）を提供するにあたって接続されるベース部分４４０および４４２を有している。図示された実施形態に示されているように、接触子の冗長性は、Ｔ字形状構成であろうと無かろうと、複数の分離可能なバネ導体フィンガおよび複数のハンダ脚部分が存在することによって提供される。接触子は任意の部分で故障が発生し得ることから、電源用接触子の分離可能なバネフィンガ部分及び接触子脚部ハンダ接合部分の両方にこのような冗長性を有することが典型的には望ましいことが本開示の利益と共に了解されよう。
電源用接触子の実施形態は、さらに、２列またはそれ以上の列数の導体からなる接触子を含む多数の導体からなる接触子列構成を有しても良い。例えば、図１１４、図１１５は、２列のバネ導体フィンガを有した、嵌合する「Ｕ字形状」電源用接触子の実施形態を示している。図１１４では、ベース部分４４４および４４６が示されており、各々が２列の４本の導体フィンガ４４４ａおよび４４６ａをそれぞれ有している。各々が電気的接触のために比較的大きな表面積を有している接触子表面４４４ｂおよび４４６ｂが、各ベース部分４４４および４４６の対向する端部にそれぞれ設けられる。開口ベース領域４４４ｃおよび４４６ｃが、接触子表面４４４ｂおよび４４６ｂのそれぞれの組の間に画定される。複数列の導体フィンガが二重接触子と同じように付加的な冗長性を与えることが好都合である。
図１１５では、ベース部分４４８および４４９が、図１１３の実施形態と同じように、各々が２列の４本導体フィンガ４４８ａおよび４４９ａと、２つの接触子表面４４８ｃおよび４４９ｃとを有した状態で示されている。しかしながら、この実施形態では、コネクタの応力を吸収し、それによって応力緩和およびクリープ現象を最小限に抑えるために、中実基部領域４４８ｃおよび４４９ｃが設けられている。電源用接触子の実施形態が、列当たり４本よりも多いまたは少ない導体を有する２列を越える導体フィンガを利用し得ることは、本開示の利益と共に了解されよう。さらに、基部領域は、示されているように、完全に中実であるまたは開口しているのと対照的に、部分的に開口していても良いことは了解されよう。
開示されている方法および装置の実施形態では、並びに、分離している各基板取り付けインターフェイスにおける整列のため、並びに、高密度化のための両方の目的のために、単一ハウジング内で一体的になっている電源用接触子構造体を提供することが典型的には望ましい。しかしながら、製品コストの問題によって個別モジュールの使用が決定され得る場合もある。したがって、図１１６および図１１７は、ツーピース製品のメザニンおよびストラドル式取り付け構成のための別個の電源用モジュール４５０をそれぞれ示している。示されている両実施形態では、電源用モジュール４５０は、基板取り付けクリップ４５４が挿入される領域に配置されている。上記の実施形態で使用された同じコネクタハウジングへの電源用接続を提供するためにこれらの電源用モジュールが使用され得ることが利点である。コネクタハウジングへの電源用モジュールの取り付けが、ストラドル式取り付けクリップおよび他の取り付け装置に対して上記で説明された同じ取り付け耳状体を用いて達成されても良い。
図１１８は、開示されている方法および装置の図１１７の実施形態による二重Ｕ字形状電源用接触子４６０を示している。この電源用接触子実施形態は、コネクタハウジング材料ではなく接触子材料に対して、より正確なストラドル式取り付け間隙を与え、応力緩和を制限することを含む、前述の電源用接触子と同様の利点を提供するストラドル式構成を有している。このストラドル式取り付け構成が、嵌合コネクタ並びにそれが取り付けられるプリント回路基板への中心線取り付けが可能となるように設計されることは、本開示の利益と共に了解されよう。この実施形態では、電源用接触子４６０の基板取り付け部分４６４は、図１１８に示されるようにＵ字形状に構成されている。Ｕ字形状部分４６４は、プリント回路基板４６６と係合するように設計されており、プリント回路基板４６６が各バネフィンガ４７０間に形成された「Ｕ字状」の溝４６８を貫通するようになっている。他の実施形態と同じように、係合が起こると、バネフィンガ４７０は基板４６６にバネ垂直力を与え、このバネ垂直力により、例えばハンダ付け工程が完了するまで、基板上のコネクタ位置を保持する。このバネ垂直力は、さらに、電源用接触子４６０と回路基板４６６のパッド領域４９０との間の接触を改善するように働き、電気抵抗および発熱を低減させる。コネクタ取り付け部分４６２もまたＵ字形状に構成されている。Ｕ字形状部分４６２は、ブレードと係合するように設計されており、コネクタのブレードがバネフィンガ４８０間に形成された「Ｕ字状」溝４６９を貫通し、それによって前述のようにブレードに対してバネ垂直力を生じさせるようになっている。本実施形態は、プリント回路基板に接続された比較的大きな電源用ラグ（耳状部）を不要にすることが利点である。この実施形態および同様の実施形態は、１つのカードエッジではなく、２つのカードエッジをコネクタに接続するために使用され得ることは本開示で了解されよう。
Ｕ宇形状バネフィンガ４７０は、さらに、基板厚さの差を吸収することが好ましいが、この基板厚さの差は、ロット内およびロット間の両方で、および異なる回路基板設計と製造者との間で、現在産業上で一般的に存在するものである。図示されてはいないが、Ｕ字形状バネフィンガの撓曲を容易にしたり可能にするために、電源用接触子用の導入部が、典型的には、前述のようにプリント回路基板４６６の経路設定加工を施されるエッジによって提供される。しかしながら、適宜の導入部が、図１１８に示されるように、各バネフィンガ４７０の先端４７２に設けられても良い。
開示されている方法および装置の実施において、電源用接触子は、典型的には、高い導電性を有するベース材料、最も典型的には銅合金から構成される。典型的には、分離可能なインターフェイス４８０は金でメッキされ、基板取り付けインターフェイス４８２はスズ／鉛組成物でメッキされる。ここで両者のベースは共にニッケルである。しかしながら、電力を伝導するのに適した他の任意の材料および構造を採用することができ、例えば、上述のインターフェイスのいずれかが完全に金で、または完全にスズ／鉛組成物でメッキされても良い。いずれかのインターフェイスに適した他の可能な材料は、これらの限定されるものではないが、金で「フラッシュメッキ」したパラジウム／ニッケル、アルミニウム、アルミニウム合金、またはそれらの混合物を含んでいる。
前述した回転接触子の実施形態と同様に、開示されている方法および装置のスタンピングを施された電源用接触子の実施形態は、従来の接触子よりも剛性および弾性を増加させることが利点となる。剛性がより高くなったため、発熱または他の原因による応力緩和作用はいずれも、プラスチックコネクタハウジング内ではなくて主に電源用接触子内の金属応力緩和によるものとなる。したがって、応力緩和に関連する問題が最小限に抑えられる。
開示されている方法および装置の電源用接触子の実施形態が、非電源用接触子に関して既に開示した接触子の実施形態のいずれかを用いて実施され得ることは、本開示の利益と共に了解されよう。開示されている方法および装置の電源用接触子は、典型的には、前述の接触子支持構造体の実施形態が比較的高剛性であるためそれらでは実施されないが、所望されれば、接触子支持構造体を電源用接触子実施形態で採用しても良い。これは、比較的薄い幅の電源用接触子実施形態に対しては特に当てはまる。開示されている方法および装置の嵌合する接触子の全ての実施形態と同様に、本実施形態の嵌合する電源用接触子は、そのハンダ付けされたテール接続部よりも接触子嵌合領域においてより大きな接触子断面積を有することが望ましい。これは、嵌合する接触子表面は、実際上、微視的には粗く、したがって総接触表面積の一部である導電性接触面積しか生成しないからである。
既に示され、説明された表面実装構成の代わりとして、同様の特徴を有する開示されている方法および装置の電源用接触子実施形態が、表面実装機能部の所定位置に単数又は複数のメッキスルーホール接触ピンまたは突起を有するメッキスルーホール構成で利用されても良い。
基板組立用配置キャップ
本願で開示されている相互接続装置を利用するプリント回路基板の組立の際には、一般的に、プラグおよびソケットがプリント回路基板にハンダ付けされる。プラグまたはソケットのプリント回路基板への配置は手動で行われても良く、自動で行われても良い。図８は配置キャップの使用を示しており、この配置キャップは基板組立工程を支援するためにプラグおよびソケットに挿入され得る。特に、回路基板上にプラグ２６を配置するに先だって、配置キャップ２６Ｐは、図８の矢印の方向で示されるようにプラグ２６に挿入され得る。同様に、配置キャップ１６Ｐがソケット１６に挿入され得る。いずれの場合も、配置キャップは、プラグまたはソケットの能動バネによって係合され、コネクタピース内に保持される。
この配置キャップ２６Ｐは、比較的大きな表面積部分２６Ｓを有し、同様に、この配置キャップ１６Ｐも比較的大きな表面積部分１６Ｓを有する。これらの表面積部分２６Ｓおよび１６Ｓは、使用者がソケットまたはプラグをつまみ上げるのに利用し得る場所を提供する。例えば、使用者は、プラグまたはソケットを拾い上げ、配置するために真空機構を利用しても良く、真空拾い上げ機構はそのような配置を行うために表面積部分１６Ｓおよび２６Ｓと係合しすることができる。あるいはまた、これらの表面１６Ｓまたは２６Ｓは、機械式拾い上げ機構、または磁気式拾い上げ機構とでも、係合できるように形成され得る。使用者がプリント回路基板上にソケットまたはプラグを配置し、拾い上げ機構から解放した後に、使用者はプラグまたはソケットの接触テールをプリント回路基板にハンダ付けすることができる。ハンダ付け工程が完了した後、コネクタピースの嵌合に先だって配置キャップ２６Ｐおよび２６Ｓが除去され得る。好ましくは、配置キャップは、ソケットハウジングおよびプラグハウジングと同様のアルミニウムまたはプラスチックから形成され得る。このようにして、比較的大きな表面積が提供され、使用者は製造工程中に比較的容易にプラグまたはソケットを配置、移動できるようになる。これらの大きな表面積は、拾い上げおよび配置専用の表面積を提供する必要がない高密度接続のためにコネクタ領域をより完全に利用できるように、順次除去されても良い。図示されていないが、同様の配置キャップがカードエッジ接続ソケットで利用されても良い。
例
以下の例は例示的なものであり、本発明の範囲またはその請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
以下の例では、開示されている方法および装置のツーピースコネクタ実施形態が開示されている。これらの例で開示されている様々な接触子は、図１０に示されているような開示されている方法および装置のカードエッジ実施形態で採用され得ることは本開示の利益と共に了解されよう。
例１
例１は、上述の幾つかの特徴を有する開示されている方法および装置の１つの実施形態を表している。例１で開示されている実施形態は、垂直／垂直間、マザーボード／ドーターボード間、垂直／直角間、またはストラドル式に基板を積層する際に使用するための改善された高密度、ファイン（細）ピッチの電気的相互接続装置を提供する。この実施形態は、ハンダ脚部が２本の単一線を形成する場合には、ＰＣＢ上の回路に相互接続の接触子を接続するハンダ接合部間を０．４ｍｍ間隔にでき、または、代わりにハンダパッドが図示されるように４列になって互い違いに配置される場合には０．８ｍｍの間隔にすることができる。
添付図面において、図１１９、図１２０、および図１２１は、図１および図２に示されているものと類似の本発明による相互接続装置を示しており、この相互接続装置はソケット６１０およびプラグ６１１を含んでなり、それぞれ、図１２５に示されているような受動接触子６１４と、図１２６に示されているような能動接触子６１５とを利用している。このソケット６１０は、ベース６１８とそのベース６１８の一方の面に配置された離間している３つの平行な壁部材とを含んでなる本体６１６を有している。これらの３つの平行な壁部材は、両側に表面を有する中央壁部材６１９と、互いと対向し且つ中央壁６１９に対向して、互いの鏡像としてベース上に配置されている対向する同一の側壁部材６２０および６２１とを形成している。２列の同じ能動接触子６１５が側壁部材６２０および６２１に支持されており、２列の同じ受動接触子６１４がソケット本体６１６の中央壁部材６１９の両側の表面上に支持されている。２列の能動および受動接触子は、互いに対してオフセットされて配置されている。これら接触子６１４および６１５は、ソケット６１０内に配置された嵌合部分を有している。それらは、いかなるようにＰＣＢまたは他の回路支持部材に接続されても良いが、図示されているように、接触子はベース６１８を通ってその端部に隣接するオフセットハンダ脚部まで延びている寸法が減少しているハンダテールを有している。これらのハンダテール６１４ａおよび６１５ａは、図示されているように、ベース６１８の開口部６２２および６２４をそれぞれ貫通して配置されており、接触部分に対して約８５度の夾角をなすように曲げられて、ベース６１８の側壁部材６２０および６２１と反対側に形成された安定化ノッチ６２５の間でソケットの外側の方にハンダテールを向けられている。受動接触子６１４のハンダテール６１４ａは、脚部６１４ｂに至るまで、能動接触子６１５上のハンダテール６１５ａほど遠くまでは延びていないことに留意すべきである。ハンダテール６１４ａおよび６１５ａは、インピーダンスを制御するために受動および能動接触子に関して実質的に同じ長さになっている。
プラグ６１１は、本体６３０と、２列の受動接触子６１４の列と、２列の能動接触子６１５の列とを有している。この本体６３０は、上壁を形成する壁６３１と、離間して平行位置で本体６３０の中央に配置された垂下する側壁６３２および６３４とを有しており、側壁６３２と側壁６３４との間にソケットの中央壁６１９および受動接触子６１４を受容する。相互接続装置のための外側カバー部材を形成する壁６３５および６３６が壁６３２および６３４に対して外側に離間して配置されている。これらの壁６３５および６３６は、ガイドを形成するように斜面にまたはテーパー状に加工された端縁を有し、それらの間に側壁６２０および６２１を受容する。これらの壁６３５および６３６は、囲いであり、相互接続の作業には必ずしも必要なものではない。壁６３２および６３４には、対向する２列の能動接触子６１５が配置されており、壁部材６３２および６３４の反対面には、ソケット６１０の能動接触子６１５による係合のために受動接触子６１４が配置されている。このプラグ６１１はソケットと嵌合するように形成されており、プラグの壁部材６３２および６３４はソケットの中央壁６１９上の２列の受動接触子の列と係合できる離間して配置された２列の能動接触子６１５の列を支持していると共に、ソケットの側壁部材６２０および６２１上の能動接触子６１５と電気的係合ができる接触子６１４を支持する外側壁表面を有している。プラグ上の接触子は、数多くの方式でＰＣＢに接合され得るが、図示されているように、回路に接合するように構成された段付きハンダ脚部まで上壁６３１の開口部を通って等距離にわたって延びるハンダテール部分を有している。これらハンダテールは、平面内にあって、本体６３０の両側面に沿って位置する各ノッチに保持されている。ハンダ脚部６１４ａおよび６１５ａは４列の接触点列を形成する。ソケットの４列のハンダ脚部列に対応するプラグの４列のハンダ脚部列は、それぞれのプラグおよびソケットに近接して互い違いに配置されたハンダパッド列を形成している。ソケット６１０の中央壁部材から支持を受けた接触子６１４のハンダ脚部は、ソケット６１０の側壁部材６２０および６２１によって支持された接触子６１５のハンダ脚部６１５ｂに対して、内側に、隣接してオフセットまたは階段状になるように配置されている。同じ関係は、逆ではあるが、プラグに対しても当てはまる。
ソケット６１０およびプラグ６１１は、ソケットおよびプラグを垂直方向に分割する中間面の各側に、対応する数の接触子を有している。中央壁上の接触子６１４のテール部分６１４ａは、ソケットの側壁部材６２０および６２１の対向する側に配置された接触子６１５の接触子テール６１５ａによって形成される２列の接触子接合部６４９および６４７の列の内側に位置する２列の接触子接合部６４６および６４８の列を形成している（図１２２参照）。図１１９〜図１２１の実施形態では、ソケット６１０およびプラグ６１１は、ソケットおよびプラグの長手方向断面を形成する平面に対して鏡像を形成している。さらに、好ましい実施形態では、ソケットおよびプラグの能動接触子が、ソケットをプラグと嵌合させる時に受動接触子に当たってこれと接触する接触部分を形成する弧状端部部分を伴ってそれぞれが形成されており、支持されている。この関係が、図１２６を参照して、以下で説明される。
ソケット６１０およびプラグ６１１の端部は、取り付けブラケット６４０を支持するように形成されている。これらのブラケット６４０は、ソケットおよびプラグが取り付けられるＰＣＢにソケットおよびプラグをそれぞれ保持するために、ソケットおよびプラグに取り付けられている。ソケットの端部壁から端部壁まで中央壁を延長するために、ソケット６１０の強度が中央壁部材６１９上に多数の受動接触子を設けることによって向上させられている。壁部材６３２および６３４をプラグの端部壁と端部壁との間に延在させることも望ましい。
図１２１に示されているように、各能動接触子６１５は、側壁部材６２０および６２１と壁部材６３２および６３４の壁表面６４５に隣接して配置されており、壁表面６４５は所定半径の弧状構成で形成されている。この構造は、接触子の寿命を延ばし、プラグがソケットに挿入されたときに能動接触子６１５のバネ力を増加させる。さらに、能動接触子の撓曲応力は、ベース６１８または上壁６３１からの接触子の出口点で孤立分布するのとは反対に、ソケットまたはプラグの接触子本体の長さに沿って分布している。示されている実施形態では、壁表面６４５の半径は、２．１７ｍｍ〜６．３５ｍｍ（０．０８５インチ〜０．２５インチ）の長さを有する接触子（すなわち、接触子の長さは湾曲表面から離れている位置から接触部分までの能動接触子の片持ち梁の長さである）の場合で、１．２７ｍｍ〜３３ｍｍ（０．０５インチ〜１．３インチ）となり得る。示されている相互コネクタでは、この半径は、３．２ｍｍ（０．１２５インチ）〜８．９ｍｍ（０．３５インチ）であり、能動接触子の片持ち梁の長さは２．１７ｍｍ（０．０８５インチ）〜２．９ｍｍ（０．１１５インチ）である。能動接触子６１５のためのこの接触子支持体構造を用いると、より短い接触子の使用、接触子におけるより薄い材料の使用、およびより幅の狭い接触子の使用が可能となる。このことは相互接続部の高さおよび長さを低減させながらも、接触子間の所望接触力を維持させる。このように、ＰＣＢのスタック高さまたは基板間の間隔が減少させられる。接触子のための湾曲支持体を備えたこの構造は、壁支持体無しの片持ち取り付けのバネ負荷した接触子と比べると、挿入力を低減させ、衝撃や振動の悪影響を軽減させ、応力緩和をも低減させる。接触子６１５の形状は、さらに、表面接触を改善させ、間隔を増すことによりクロストークを減少させ、小さくなった断面はＰＣＢ上のメッキした回路部品またはフレキシブル回路部品との良好なインピーダンス整合を提供する。ハンダ接合部から相互接続部を経て対応するハンダ接合部までの電気的長さは、接触子間の全ての相互接続部に関して等しい長さとなるべきである。
例２
例２は図１２３に図示されており、本発明による相互接続装置のさらなる実施形態を示している。この実施形態では、ソケット６５０およびプラグ６５５は、各々、上述したように本体を有している。このソケット本体６５１は、ベース６５２と、ベース６５２の一方の面に配置された３つの平行な壁部材６５３、６５４、および６５６とを含んでなり、これら３つの壁部材は、中央壁部材６５３と、対向する同一の側壁部材６５４および６５６とを形成している。中央壁部材６５３は両側に表面を有しており、側壁部材は中央壁部材６５３の両側の表面に対向する表面を有している。電気接触子６６０および６６１は、中央壁部材６５３の両側の表面に沿って配置されて、２列の接触子列を形成しており、電気接触子６６２および６６３は、それぞれ、側壁部材６５４および６５６の対向する表面に沿ってそれぞれ配置され、２列の接触子列を形成している。接触子６６１および６６２は、ソケット６５０の横断方向に整列しており、それらは接触子のハンダテール６６５によって形成される列に沿って配置された接触子６６０および６６３に対して互い違い配置となるように配置されている。４列でのハンダテール６６５のこの互い違い配置のパターンが図１２４に示されている。
プラグ６５５は、上壁６７６とそれぞれが両側に表面を有する離間して垂下する少なくとも２つの平行な壁部材６７６および６７８とを有する本体６７５を含んでなる。壁部材６７６および６７８は、ソケット６５０の中央壁部材６５３の各側に１つずつ配置されるようになっている。電気接触子６８０および６８１が平行壁部材６７６の両側の表面に沿って配置されており、電気接触子６８２および６８４が壁部材６７８の両側の表面に沿って配置されている。接触子６８０と６８１とがプラグ６５５の長手方向にオフセットされていると共に、要素６８０と６８２とが横断方向に整列しており、こうして、ソケットの電気接触子６６２、６６０、６６１、および６６３と電気的に接触するように互い違い配置になった４列の接触子列を形成している。接触子６８１および６８２は中央壁部材６５３の両側の表面に沿って配置された電気接触子６６０および６６１と嵌合し、電気接触子６８０および６８４が側壁部材６５４および６５６に沿って配置された接触子６６２および６６３と電気的に接触するように配置されている。接触子の全てが同一のものとして示されているが、図１２２に示されていると共に図１２４にソケットのフットプリントで示されるように、２つの単一線でまたは互い違いに配置された形式でハンダ脚部を有するフットプリントとなるような改変がこれらの接触子に行われても良い。
図１２４は、ソケット６５０からＰＣＢへのハンダテールのフットプリントを示している。第１列のフットプリントは、接触子６６２に関する接触子のそれぞれの位置を示しており、第２列は、接触子６６０の列を示しており、第３列は接触子６６１の列を示しており、第４列は接触子６６３の列を示している。これらの接触子の互い違い形態は、図１２１の相互接続装置のパターンと異なるように互い違い配置になっている。これらのパターンは、本発明に対して変更を施すことなく両方の装置で同じようにすることもできる。
図１２５を参照すると、嵌合する接触子を案内するために斜面に加工された自由端を備えた略均一寸法の接触部分６８０を含んでなる受動接触子６１４が示されており、面から延びるボタン６８１ａは嵌合相手の接触子とのロック装置を提供し、突起６８８がソケットおよびプラグのベースまたは上壁に接触子６１４を保持させるべくベースまたは上壁の開口部６２２の壁と摩擦によりロック状態で係合させるために接触子の基部の近傍の対向する両端縁に形成されている。上述のように、接触子６１４は、幅が減寸されているハンダテール６１４ａを有しており、接触部分６８０に対して約８５度の角度に屈曲されている。この夾角は、ハンダテールを所定平面に配置するために９０度未満になっている。ハンダテール６１４ａは、メッキされた回路上のパッドと接触するオフセットしたハンダ脚部６１４ｂまで外側に延びている。
図１２６は、能動接触子６１５を示しており、この能動接触子６１５は接触子の自由端に隣接して形成された弧状接触部分６８５を伴って形成され、そこでは最も狭い部分で幅が約０．４５ｍｍ（０．０１８インチ）になっている。この接触部分６８５は、０．５ｍｍ（０．０２インチ）の幅を有する本体６８６から先細になっている。本体６８６の基部には、接触子６１５を所定位置に保持させるべくソケットのベース６１８またはプラグの上壁６３１において開口部６２４の両側で摩擦接触させるための突起６８８がある。突起６８８では、接触子６１５は０．５５ｍｍ（０．０２２インチ）幅である。材料の厚さは、０．１６ｍｍ（０．００６２インチ）である。これら開口部６２４は、接触部分６８５が本体内へ通過できるような形状にされており、より幅の広い本体部分６８６は開口部のより長い穴あき部分（図示せず）に進入し、ここで突起がこの穴あき部分の端部と係合する。接触子６１５は本体部分６８６に対して所定角度で形成されたハンダテール６１５ａを有しており、この夾角は、ノッチ内でハンダテール６１５ａをベースまたは上壁の外側表面または上壁に対して押しつけて、接触子６１５の本体部分を壁表面６４５に保持するために、８５度またはそれに近い角度になっている。これらハンダテール６１５ａは、回路パッドと電気的に接触するオフセットされたハンダ脚部６１５ｂで終端している。支持壁６４５と共に、厚さおよび幅を減寸された接触子は、接触力を維持し、接触部分６８５を平坦化させることを可能とさせ、優れたインダクタンスを提供し、インピーダンスを改善させ、応力緩和を軽減させる。
接触子とハンダテールとの間の夾角として、９０度未満、または約８５度の角度を使用する代わりに、保持装置６４０がソケットおよび基板に固定されるとき、ハンダテールが回路パッドに向かってバネ負荷されるように、９０度を超える角度、例えば９２度となるようにすることもある。ハンダテールへの脚部のこの弾性的取り付けは、組立時にハンダテールを同一の高さにする。
接触子６１４および６１５の材料は、黄銅合金、イリノイ州、イースト・オールトンのＯｌｉｎ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからのＮｏ．Ｃ７０２５であっても良い。この材料は、約９６．２％の銅、約３％のニッケル、約０．６５％のシリコン（珪素）、および約０．６５％のマグネシウムを含んでなる。
開示されている方法および装置の実施においては、コネクタハウジング構成要素は、典型的には、これらに限定されるものではないが、「ＤＵＰＯＮＴ  ＺＥＮＩＴＥ」および「ＨＯＥＲＥＳＴ−ＣＥＬＥＮＥＳＥ  ＶＥＣＴＲＡ」を含む射出成形されたガラス充填高分子から構成されている。ハウジングは、他のプラスチック、セラミック、金属、ゴム、またはそれらの混合物のような、他の適切な材料から製造され得る。接触子は、これらに限定されるものではないが、金属、金属合金、導電性金属酸化物、およびそれらの混合物、を含む任意の適切な導電性材料から製造され得る。最も典型的な接触子は、ニッケルの基層で完全にメッキされ且つコネクタの嵌合の際に電気的および機械的接続が他の接触子と行われる接触の分離可能な部分（または「摺動領域」）上を金の薄層で選択的にメッキされた、（「ＯＬＩＮ  ７０２５」のような）銅合金から製造される。ストラドル式取り付けクリップは、これらに限定されるものではないが、金属、プラスチック、セラミック、またはそれらの混合物を含む、任意の適切な剛性材料から構成され得る。最も典型的には、ストラドル式取り付けクリップは、カートリッジ黄銅、合金２６０として一般に知られる金属から製造される。
また、本願で示されているように、コネクタはプリント回路基板に取り付けられるが、開示されている方法および装置のコネクタは、フレキシブル回路、ＴＡＢテープ、セラミック、ばら線、フラットリボンケーブルのような、多数の種類の配線機構および基板と共に使用され得る。
本発明は様々な改変および代替形態に適応可能であるが、ここでは特定の実施形態が例として示され、説明されている。しかしながら、本発明は、開示されている特定の形態に限定されることを意図したものではないことは了解されよう。むしろ、本発明は、添付の請求の範囲によって定義されるように本発明の精神および範囲内で改変、均等、および代わるべきものの全てを含むものである。さらに、開示されている構造および方法の異なる態様が、様々な組合せまたは個別的に利用されても良い。したがって、本発明は、本願で示されているこれらの組合せのみに限定されるものではなく、他の組合せも含むものである。
【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６】
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【図８】
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【図９】
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【図１１１】
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