CN101273501A - 高速、高密度电连接器 - Google Patents

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Abstract

一种电连接器包括形成有由非导电材料制成的接地屏蔽的片状件，该非导电材料由布置在其中的导电颗粒进行导电，由此消除现有技术连接器中发现的对金属接地屏蔽板的需要，同时保持足够的工作特性并最小化片状件中产生的电噪声。该片状件壳体形成有至少部分地围绕一对信号条的第一绝缘壳体和至少部分地围绕第一绝缘壳体和所述信号条的第二导电壳体。该壳体提供具有足够的结构完整性的片状件，避免用于片状件的附加支撑结构或部件的需要。在该片状件中可以采用接地条，以及该接地条可以形成在与所述信号条相同的平面中。该第二导电壳体可以连接(例如，模制)到接地条并与该信号条适当地隔开。该片状件还可以包括在一个片状件的信号条和相邻片状件的导电壳体之间的气隙，以进一步减小电噪声或其他损耗(例如，串扰)，而不牺牲显著的信号强度。

Description

高速、高密度电连接器
相关申请
本申请主张2005年6月30日申请的、名称为“高速、高密度电连接器”的美国临时专利申请No.60/695,705的权益，因此通过参考将其引入这里。
技术领域
本发明总体上涉及电互连系统，更具体地说，涉及提高互连系统，特别高速电连接器中的信号完整性。
背景技术
电连接器用于许多电子系统。通常，对于在通过电连接器互相连接的几个印刷电路板(“PCB”)上制造系统更容易和更成本有效。用于连接几个PCB的传统布置是让一个PCB用作底板。然后通过电连接器，穿过该底板连接称作子板或子卡的其他PCB。
电子系统通常变得越来越小、越来越快和功能越来越复杂。这些变化意味着，近年来，电子系统的给定区域中的电路数目连同电路工作时的频率一起显著地增加。当前系统在印刷电路板之间传递更多数据，以及需要能电处理增加的带宽的电连接器。
随着频率含量增加，可能有更多的能量损耗。能量损耗可能归于阻抗中断、模式转换、来自不完善屏蔽的泄漏或与其他导体的不希望耦合(串扰)。因此，将连接器设计成控制允许能量损耗的机构。构成传输路径的导体被设计成匹配系统阻抗，加强能量的已知传播模式，使涡流最小化以及将备用的传输路径互相隔离。控制能量损耗的一个例子是布置连接到地线的导体，地线邻近于信号接触元件放置，以用辐射的形式确定阻抗和使能量损耗最小化。
通过布置各种信号路径以便它们互相隔开更远并更靠近屏蔽件，可以控制不同信号路径之间的串扰。因此，不同的信号路径更易于与屏蔽件电磁耦合，以及互相更少耦合。对于给定级别的串扰，当保持与接地导体的足够电磁耦合时，信号路径可以被放置为更靠近在一起。
尽管典型地利用屏蔽件互相隔离的导体典型地由金属部件制成，但是美国6,709,294(′294专利)描述了由导电塑料制成连接器中的屏蔽板的延伸部分，美国6,709,294专利转让给与本申请相同的受让人，且因此被全部引入供参考。
电连接器可以被设计用于单端信号以及用于差分信号。在单信号传导路径上载运的单端信号，相对于公共参考导体的电压是所述信号。
差分信号是由称作“差分对”的一对传导路径表示的信号。导电路径之间的电压差表示该信号。通常，差分对的两个传导路径被布置成互相接近延伸。在导电路径对之间不希望屏蔽，但是在差分对之间可以使用屏蔽。
在转让给本申请的受让人的美国专利No.6,293，827(′827专利)中示出了差分对电连接器的一个例子。该′827专利公开了一种通过分开的屏蔽提供屏蔽的差分信号电连接器，该分开的屏蔽对应于每个差分信号对。转让给本申请的受让人的美国专利6,776,659(′659专利)示出了对应于单个信号导体的单个屏蔽。理想地，每个信号路径与连接器中的所有其他信号路径屏蔽。因此′827专利和′659专利都被全部引入供参考。
美国专利No.6,786,771，(′771专利)描述了使用损耗材料以减小不需要的谐振和提高连接器性能，特别在高速下(例如，1GHz或更大的信号频率，特别地超过3GHz)，′771专利被转让给本申请的受让人，且因此被全部引入供参考。
发明内容
在一个方面中，本发明涉及一种用于具有多个片状件的电连接器的片状件。该片状件包括壳体，该壳体包括第一绝缘壳体和第二导电壳体。该片状件还包括在第一绝缘壳体内布置的多个信号条。该第一绝缘壳体包括固定多个信号条并将多个信号条与第二导电壳体隔开的绝缘材料。该第二导电壳体由具有布置在其中的导电颗粒的非导电粘合剂材料形成，由此致使第二导电壳体导电。该第二导电壳体相对于多个信号条被配置和布置，以屏蔽多个信号条的至少一些信号条，从而减小或除去电噪声，该片状件没有金属屏蔽板。
在另一方面中，本发明涉及一种用于具有多个片状件的电连接器的片状件。该片状件包括壳体，该壳体包括第一绝缘壳体和第二导电壳体。该片状件还包括在第一绝缘壳体内布置的多个信号条。该第一绝缘壳体包括固定多个信号条并将该多个信号条与第二导电壳体隔开的绝缘材料。至少一个接地条被布置在第二导电壳体内并电耦合到第二导电壳体。至少一个接地条被布置在一平面中，以及多个信号条被布置在相同的平面中。该第二导电壳体由具有布置在其中的导电颗粒的非导电粘合剂材料形成，由此致使第二导电壳体导电。该第二导电壳体相对于多个信号条被配置和布置，以屏蔽该多个信号条的至少一些信号条，从而减小或除去电噪声。
在另一方面中，本发明涉及一种用于具有多个片状件的电连接器的片状件。该片状件包括壳体，该壳体包括第一绝缘壳体和第二导电壳体。在该第一绝缘壳体内布置多个信号条。该第一绝缘壳体包括固定多个信号条并将该多个信号条与第二导电壳体隔开的绝缘材料。该多个信号条限定第一信号对和第二信号对。该第二导电壳体至少部分地由具有布置在其中的导电颗粒的非导电粘合剂材料形成，由此致使第二导电壳体导电。该第二导电壳体相对于多个信号条被配置和布置，以屏蔽该多个信号条的至少一些信号条，从而减小或除去电噪声。该第一绝缘壳体被布置在多个信号条的第一侧面上，以及其中该第一绝缘壳体和第二导电壳体被配置为，当至少两个片状件互相相邻布置时，在多个信号条的第二相对侧上提供气隙。该气隙包括第一信号对上的第一气隙和第二信号对上的第二分开气隙。
在再一方面中，本发明涉及一种用于具有多个片状件的电连接器的片状件。该片状件包括壳体，该壳体包括第一绝缘壳体和第二导电壳体。该第二导电壳体由具有在其中布置的导电颗粒的非导电粘合剂材料形成，由此致使第二导电壳体导电。该第二导电壳体具有基本上平坦部分和直立部分。该片状件还包括在第一绝缘壳体内布置的多个信号条。该第一绝缘壳体包括固定多个信号条并将该多个信号条与第二导电壳体隔开的绝缘材料。该第二导电壳体相对于多个信号条被配置和布置，以屏蔽多个信号条的至少一些信号条，从而减小或除去电噪声。该第二导电壳体的基本上平坦部分具有高达约2.0mm的厚度，以及直立部分用于将一个片状件的多个信号条与相邻片状件的多个信号条隔开约1.85mm至约4mm的距离。
附图说明
附图并不打算按比例绘制。在图中，各个图中所示的相同或几乎相同的元件由相同的数字表示。为了清楚，可以不在每个附图中标记每个部件。在图中：
图1是根据本发明的电连接器的示例性实施例；
图2是形成图1电连接器的部分的片状件简图；
图3A和3B是图2的片状件部件在其制造中的阶段的选择性实施例的简图；
图4是表示沿图1的线4-4获取的部分连接器的横截面图；以及
图5示出了根据本发明的一个实施例的性能曲线的曲线图。
具体实施方式
本发明不限于其应用于下面的说明书中阐述或附图中图示的结构细节和部件布置。本发明能够进行其他实施例或以多种方式实践或执行。此外，在此使用的措辞和专业词汇用于描述的目的，不应该被认为是限制。在此“包含”、“包括”或“具有”、“含有”、“涉及”的使用及其变体意味着包含此后列出的项目和其等效项以及附加项。
常规子板连接器典型地由耦合在一起的多个单片状件形成。每个片状件包括在非导电壳体内模制的信号框。在片状件内可以采用金属接地屏蔽板和连接金属条，以使得以诸如信号线之间和/或信号对之间的反射、阻抗、串扰和电磁辐射形式在片状件中产生的电噪声最小化。在某些片状件中，金属接地屏蔽件与导体或半导体模制的第一壳体部分结合使用，这种塑性材料具有在其中分散的导电颗粒。
本发明的一个实施例通过由没有金属昂贵的材料，如使得导电的不太昂贵的非导电材料，例如，包含导电填料的塑性材料形成整个接地屏蔽，可以减小这些现有技术片状件的制造成本和复杂性，由此不需要现有技术片状件中发现的金属接地屏蔽板，同时保持或增加工作特性。在一个实施例中，通过包括两个部分的壳体提供接地屏蔽，该两个部分包括保持并分开导电信号对的第一绝缘部分以及提供希望的电隔离的第二导电部分。该壳体可以形成有足够的结构完整性，以对片状件始终提供足够的支撑。
在一个实施例中，在与导电信号条相同的平面中形成片状件中的导电接地条，以及第二壳体部分(即，壳体中导电的部分)被连接(例如，模制)到该接地条，并与信号条适当地隔开。
为了以可接受的制造成本获得希望的工作特性，因此本发明的一个实施例在一个片状件的导电条(例如，信号条)和相邻片状件的导电壳体之间可以采用气隙或孔、空气通道或其他形状，以进一步减小电噪声或其他损耗(例如，串扰)，而不牺牲显著的信号强度。这些现象发生，至少部分地，是因为气隙在信号对的一个信号条和该信号对的另一信号条之间提供优先的信号通信或耦合，而屏蔽用来限制信号对中间的串扰。
参考图1，示出了多段电连接器100的一个实施例，包括底板连接器105、前壳体106和子板连接器110。底板连接器105包括底板罩102和在这里被布置在一列差分信号中的多个信号接触件112。在所示的实施例中，该信号接触件被成对地分组，如可以适于用于制造差分信号电连接器。信号接触件112的单端结构也是设想的，其中信号导体被均匀地隔开。在所示的实施例中，底板罩102由介质材料模制。这种材料的例子是液晶聚合物(LCP)、聚苯茚二酮硫化物(PPS)、高温尼龙或聚丙烯(PPO)。其他适合的材料可以被采用，本发明不限于这个方面。所有这些材料适合于根据本发明制造连接器中的粘合剂材料。
信号接触件112贯穿底板罩板102的底部104，在罩板102的底部104上面和下面提供接触区。这里，罩板底部104上面的信号接触件112的接触区适合于啮合前壳体106中的信号接触件。在所示的实施例中，啮合接触区是叶片接触的形式，尽管可以采用其他适合的接触结构，但是本发明不限于这个方面。
信号接触件112的尾部111在罩板底部104下面延伸且适合于啮合到印刷电路板。这里，该尾部是压配形式，“针眼”适应接触。但是，其他结构也是适合的，如表面安装元件、弹簧接触件、可软焊管脚等，但本发明不限于这个方面。在一个实施例中，子板连接器110与前壳体106啮合，前壳体106又与底板连接器105啮合以将底板中的信号迹线(未示出)连接到信号接触件112。
底板罩102还包括沿底板罩102的相对侧面的长度延伸的侧壁108。侧壁108包括沿侧壁108垂直地延伸的沟槽118。沟槽118用来通过啮合凸出107引导前壳体106进入罩板102中的合适位置中。在某些实施例中，可以设置多个屏蔽板(未示出)，并使其与侧壁108平行延伸，所述屏蔽板这里位于信号接触件对112的行之间。在单端结构中，多个屏蔽板将位于信号接触件112的行之间。但是，可以形成其他屏蔽结构，包括具有在罩板的壁之间延伸、横向于所示的方向的屏蔽板或完全省略该屏蔽板。如果使用屏蔽板，则可以由金属片压制该屏蔽板，如下面将变得明白的，可以由附加容纳导电条的导电填料进行导电的非导电热塑性材料形成。
每个屏蔽板，如果使用，则包括一个或多个尾部，其贯穿罩底部或基体104。如同信号接触件的尾部一样，所示的实施例具有形成为“针眼”适应接触件的尾部，该接触件被压配到底板中。但是，其他结构也是适合的，如表面安装元件、弹簧接触件、可软焊管脚等，但本发明不限于这个方面。
如上所述，子板连接器110包括由支持件130支撑的多个模块或片状件120。每个片状件120包括被插入支撑件中的缝隙131中的特征，以相对于其他片状件设置每个片状件120以及进一步防止片状件120的旋转。当然，本发明不限于这个方面，以及不需要采用支撑件。此外，尽管支撑件被示出为附连到多个片状件的上面和侧面部分，但是本发明不限于这个方面，其他适合的位置可以被采用。
仅仅为了示例性目的，子板连接器110被图示有三个片状件120，每个片状件120具有围绕接地条或相反邻近接地条的信号导体对。但是，本发明不限于这个方面，这是因为片状件的数目以及在每个片状件中的信号导体和屏蔽条的数目可以依照要求而改变。每个片状件沿槽109被插入前壳体106中，以便通过啮合连接开口113插入接触尾部(图1中未示出)，以便与底板连接器105的信号接触件112进行电连接。
现在参考图2，示出了子板连接器的一个单独片状件。片状件120包括围绕信号条和屏蔽条(也称为接地条)的引线框形成的两个部件壳体132。片状件120优选通过围绕引线框的子组件模制壳体132的第一绝缘部分150(参见图4)来形成。如下面将更详细地描述，可以执行第二模制操作以将围绕模制到第一绝缘部分150的引线框的子组件模制壳体132的第二导电部分151(参见图4)，。
多个信号接触件尾部128和多个屏蔽接触件尾部122从每个片状件120的第一边缘延伸，从引线框的相应条的第一边缘延伸。在板对板连接器的例子中，这些接触尾部将信号条和屏蔽条连接到印刷电路板。在优选实施例中，在一个平面中布置每个片状件120上的多个屏蔽接触尾部和信号接触尾部122和128，尽管本发明不限于这个方面。此外，在优选实施例中，在一个平面中布置每个片状件120上的多个信号条和接地条，尽管本发明不限于这个方面。
这里，信号接触尾部128和屏蔽接触尾部122是压配“针眼”适应接触的形式，被按压进位于印刷电路板中的电镀穿孔中(未示出)。在优选实施例中，认为信号接触尾部128连接到印刷电路板上的信号迹线以及屏蔽接触尾部122连接到印刷电路板中的接地面。在所示的实施例中，信号接触尾部128配置为提供差分信号，为此成对地布置。
在每个片状件120的第二边缘附近是与底板连接器105的信号接触件112啮合的信号接触件的啮合接触区124。这里，以双柱的形式提供啮合接触区124以与底板信号接触件112的叶片接触端啮合。在所示的实施例中，啮合接触区124被露出。但是，本发明不限于这个方面，以及啮合接触区可以被设置在介质壳体132中的开口内以保护该接触件。片状件的啮合面中的开口允许信号接触件112也进入那些开口，以允许子板和底板信号接触件的啮合。可以采用其他适合的接触结构，本发明不限于这个方面。
在啮合接触区对124之间，以及在片状件的第二边缘附近设置屏蔽柱接触件126。当子板连接器110和底板连接器105啮合时，如果采用，则屏蔽柱接触件126连接到子板屏蔽条并啮合底板屏蔽板的上缘。在替换的实施例中(未示出)，在底板屏蔽板上设置柱接触件，以及在双柱接触件124的对之间的子板屏蔽板上设置叶片。应该理解，本发明不局限于所示的屏蔽接触件的特定形状，也可以采用其他适合的接触件。因此，所示接触件仅仅是示例性的，以及不认为是限制性的。
图3A示出了在制造的中间步骤片状件的一个实施例的引线框134。这里，屏蔽条136和信号条138被附连到载带310。在一个实施例中，在一个金属片上将压印用于许多片状件的条136，138。部分金属片将保持作为载带310。然后可以更容易地处理各个部件。当制造完成时，完成的片状件120然后可以从该载带切割，并装配到子板连接器中。尽管该载带被示出为邻近接触件124，126形成，但是本发明不限于这个方面，可以采用其他适合的位置，如在接触件122，128的端部/尾部，在端部之间，或在任意其他适合的位置。此外，金属片可以形成为使得在其他位置形成一个或多个附加载带，和/或可以采用导电条之间设置的桥接部件用于制造过程中的附加支撑。因此，所示的载带仅仅是说明性的并且不认为是限制性的。
为了形成完全的片状件，如上面简要地陈述，在引线框134上方可以使用任意适合的模制技术，如插入模制来模制壳体132的绝缘部分150。在一个实施例中，至少在信号条上方模制绝缘壳体材料。接下来，在具有信号条的绝缘壳体150上方模制导电壳体材料。可以模制至少壳体132的导电部分151以使窗口324穿过该壳体，如所要求的。各个其他特征可以被模制到壳体132中，如减小厚度的区域，增加厚度的区域，通道，空腔等等，但本发明不限于这个方面。此外，壳体132的前面可以创建连接器的啮合面和包含孔(未示出)，以从底板连接器接收啮合接触部分，如在现有技术中所已知的。孔的壁保护啮合接触区。一旦模制完成，如所述，可以从引线框134除去载带310。
尽管引线框134显示为包含接地条136和信号条138，但是本发明不限于这个方面，以及可以在两个分开的引线框中形成各个条。因此，在选择性的实施例中，可以在图3B所示的引线框134′上形成信号条。图3A所示的接地条136可以形成在分开的引线框上，或分开地，依照要求，连同引线框134′一起模制在壳体中。在这种实施例中，使用适合的模制技术如插入模制，首先在适当的位置模制一个引线框，利用模制工序在被模制壳体的部分中形成空腔，以便接收另一引线框。然后，在该空腔中设置另一引线框，以及执行第二模制操作，从而模制另一引线框。替代的，两个引线框可以被同时模制在壳体中。此外，可以利用用于信号条的一个或多个引线框，但是本发明不限于这个方面。当然，在制造过程中不需要放置引线框并且可以采用单个条。应该理解根本不必执行一个或两个引线框上的模制或单个条上的模制，这是由于可以通过将屏蔽和信号条插入预先形成的壳体部分中来装配片状件，然后该壳体部分可以连同包括锁扣配合部件的各个部件一起固定。
根据本发明，第二壳体部分的所有或一部分由有选择地改变第二壳体部分的电气和/或电磁特性的材料形成，由此抑制噪声和/或串扰，改变信号导体的阻抗，或相反给予片状件期望的电气性能。以此方式，可以制成第二壳体部分以模拟金属屏蔽板插入，以便根据本发明金属屏蔽板可以被全部代替。用于至少部分壳体的用电磁材料填充的塑料的使用允许减少信号导体之间的电磁干扰。在优选实施例中，用包含导电填料的材料模制第二壳体部分151以致使第二壳体导电。如果足够地导电，则具有导电填料的第二壳体部分避免金属屏蔽板的需要。即使不完全导电，填充的塑料也可以吸收从相反将产生串扰的信号导体辐射的信号。
现有技术电连接器模制材料通常热塑性粘合剂制成，其中引入非导电纤维用于增加强度、尺寸稳定性以及减小使用的更高价格粘合剂量。玻璃纤维典型的具有约30％体积的填充物。
在本发明的一个实施例中，代替或除玻璃纤维之外，如下所述的电磁填料用于第二壳体部分的所有或一部分。该填料可以是导电的或可以是铁磁性的，取决于该材料希望的电性能。在一个实施例中，用提供损耗导电性(也称为“电损耗”)的一种或多种材料形成第二壳体部分。
在关注的频率范围上导电但是有一些损耗的材料在此通常被称为“电有损耗”材料。电有损耗材料可以由损耗介质和/或损耗导电材料形成。关注的频率范围取决于其中使用这种连接器的系统的工作参数，但是通常将在约1GHz和25GHz之间，尽管在某些应用中较高或较低频率可能是感兴趣的。某些连接器设计可以具有仅仅跨越这个范围一部分，如1至10GHz或3至15GHz的频率范围，。
电有损耗材料可以由传统地认为是介质材料的材料形成，如在所关心的频率范围中具有约大于0.003的电损耗切线的材料。“电损耗切线”是该材料的复数介电常数的虚部与实部的比率。
电有损耗材料也可以由通常被认为是导体但是在所关心的频率范围上是较差的导体的材料形成，包含充分地分散的颗粒或区域，从而它们不提供高导电性或相反提供有在所关心的频率范围上有导致较弱的体积导电率的性能。电有损耗材料典型地具有约1西门子/米至约6.1×107西门子/米，优选约1西门子/米至约1×107西门子/米，以及最优选约1西门子/米至约30,000西门子/米的电导率。
电有损耗材料可以是部分地导电的材料，如具有约1欧姆/平方和约106欧姆/平方之间的表面电阻率的那些材料。在某些实施例中，电有损耗材料具有约1欧姆/平方和约103欧姆/平方之间的表面电阻率。在某些实施例中，电有损耗材料具有约10欧姆/平方和约1000欧姆/平方之间的表面电阻率。
在某些实施例中，通过添加包含导电颗粒的填料到粘合剂形成电有损耗材料。可以用作填料以形成电有损耗材料的导电颗粒的例子包括形成为纤维、薄片、镍石墨粉或其他颗粒的碳或石墨。粉末、薄片、纤维、不锈钢纤维或其他颗粒形式的金属也可以用来提供适合的电有损耗性能。另外，可以使用填料的组合物。例如，可以使用金属电镀的碳颗粒。银和镍是用于纤维的适合的电镀金属。涂敷的颗粒可以被单独使用或与其他填料结合使用。也可以使用纳米管材料。也可以使用材料的混合物。
优选，该填料将以足够的体积百分率存在，以允许从颗粒到颗粒产生导电路径。例如，当使用金属纤维时，该纤维可以以约3％至40％体积存在。填料的数量可能影响材料的导电性能。在另一实施例中，用10％和80％体积之间的导电填料填充该粘合剂。更优选，该填充物超过30％体积。最优选，该导电填料被填充在40％和60％体积之间。
当使用纤维状填料时，该纤维优选具有约0.05mm和约15mm之间的长度。更优选，该长度在约0.3mm和约3.0mm之间。
在一个预期的实施例中，纤维状填料具有高的高宽比(长度与宽度的比率)。在那个实施例中，该纤维优选具有超过10，以及更优选超过100的高宽比。
填充的材料可以被商业购买，如由Ticona以商品名
Figure A20068002394700201
销售的材料。损耗材料如损耗导电碳填充的粘合剂坯料，如美国的Massachusetts的Techfilm of Billerica销售的材料也可以被使用。该坯料可以包括用碳颗粒填充的环氧粘合剂。粘合剂围绕碳颗粒，所述碳颗粒用于坯料的增强作用。当插入片状件120中以形成所有或部分壳体时，该坯料粘附到屏蔽条。在一个实施例中，坯料通过坯料中的粘合剂粘结，该粘合剂在热处理工序中被固化。该坯料由此在屏蔽条之间提供电有损耗连接。强化纤维的各种形式，编织或非编织形式、涂敷或非涂敷可以被使用。非编织碳纤维是一种合适的材料。其他合适的材料，如由RTP公司销售的定制混合物可以被采用，但本发明不限于这个方面。
优选，粘合剂材料是具有超过250℃，以及更优选在270-280℃的范围内的回流温度的热塑性材料。LCP和PPS是适合的材料例子。在优选实施例中，使用LCP，这是因为它具有较低的粘滞度。优选，在没有填充的条件下，粘合剂材料在其回流温度下具有小于800厘泊的粘滞度。更优选，在没有填充的条件下，粘合剂材料在其回流温度下具有小于400厘泊的粘滞度。
当填充时模制材料的粘滞度应该足够低，以便它优选可以容易地用可利用的制模机来模制。当填充时，模制材料优选在其回流温度下具有低于2000厘泊的粘滞度，以及更优选在其回流温度下具有低于1500厘泊的粘滞度。应该理解，在模制操作过程中，通过增加其温度或压力，可以减小材料的粘滞度。但是，如果被加热到过高温度，粘合剂将损坏和获得低质量的部件。此外，市场上可买到的机器在它们可以产生的压力量方面受限制。如果制模机中的粘滞度过高，则在它填充模具的所有区域之前，注入到该模具中的材料将凝固。
粘合剂或基质可以是将凝固、固化的任意材料，或另外可以用来设置填料材料。在某些实施例中，该粘合剂可以是如在电连接器的制造中传统地使用的热塑性材料，以便于将电有损耗材料模制为希望的形状和设置为电连接器的制造的部件。但是，可以使用粘合剂材料的许多选择性形式。如环氧树脂类的可固化材料可以用作粘合剂。另外，可以使用诸如热固性树脂或粘合剂的材料。此外，尽管上述粘合剂材料用于通过围绕导电颗粒填料形成粘合剂来产生电损耗材料，，但是本发明不如此被限制。例如，导电颗粒可以被注入形成的基质材料中。如在此使用的，措词“粘合剂”包括含填料或用填料浸渍的材料。
根据一个实施例，现有技术的模制材料用来制造不需要导电的连接器壳体的一部分，以避免短路信号接触件，或相反产生不利的电性能。此外，在一个实施例中，通过使用具有不同电磁特性的材料没有取得益处的壳体的那些部分还由现有技术的模制材料制成，这是因为这种材料通常是价格低廉的，以及与用电磁材料填充的材料相比机械性更坚固。
图4中示出了子板连接器的一个实施例，是图1的部分连接器的横截面。具体地，图4示出了两个片状件120的部分横截面，根据本发明，每个片状件用两种类型的材料模制。第二壳体部分151由具有导电填料的材料形成，而第一壳体部分150由几乎没有导电填料的绝缘材料形成。根据本发明，第二壳体部分151充分导电从而消除对分开金属接地板的需要。
如图4所示，接地条136a，136b…连接到第二壳体部分151，这在壳体的这些部分模制到接地条的过程中可以完成，如上所述。在一个实施例中，接地条136b包括通过其形成壳体的材料可以流动的开口，由此在适当的位置固定接地条。可以采用用于固定接地条的其他适合的方法，但本发明不限于这个方面。根据本发明，导电壳体151和接地条136a，136b，…配合以屏蔽信号条138a，138b，…以限制噪声，如信号条对之间的电磁耦合。如上所述，壳体151可以被接地到系统，在该系统内通过在接地条的端部形成的一个或多个接地接触件，采用子板连接器。
由可模制的导电材料形成第二壳体部分151可以提供附加的益处。例如，通过例如，改变某些位置中的第二壳体部分的厚度，以隔开导电条靠近或远离第二壳体部分，可以改变一个或多个位置处的形状以改变该位置的连接器的性能。因而，一对信号条和地线，以及另一对信号条和地线之间的电磁耦合可以被改变，由此与其他形状相比更加屏蔽某些信号条，并且由此改变片状件的局部性能。在一个实施例中，第二导电壳体中布置的导电颗粒通常被均匀地布置，致使第二导电壳体的电导率通常恒定。在另一实施例中，第二导电壳体的第一部分与第二导电壳体的第二部分相比更导电，以便第二壳体部分的电导率可以改变。
此外，如图4所示，片状件120被设计成能载运差分信号。因此，每个信号被一对信号导体载运。以及，优选，每个信号导体与其相邻对中的导体相比更靠近其对中的另一导体。例如，一对信号导体138a载运一个差分信号，以及信号导体138b载运另一差分信号。因此，第二壳体部分151的凸出152被设置在这些对之间，以在相邻差分信号之间提供屏蔽。凸出157处于片状件120中的信号导体列的端部。它不屏蔽相同列中的相邻信号。但是，在行端部具有屏蔽凸出帮助防止从列到列的噪声或串扰。
为了防止信号导体138a，138b...通过导电壳体151被短路在一起和/或防止任意信号导体通过屏蔽条或壳体151被短路到地线，如上所述，由适合的介质材料形成的绝缘壳体部分150用来绝缘信号条。尽管如所述的，在一个实施例中，绝缘壳体部分150首先模制有导电条，然后在第二模制操作中模制第二导电壳体，但是本发明不限于这个方面，这是因为可以首先模制该导电壳体，以及在第二模制操作中具有导电条(即至少信号条)的绝缘壳体部分可以被模制到该导电壳体。当然，其他适合的模制技术可以被采用，以产生任何一个壳体部分，但是本发明不限于这个方面。在一个实施例中，如所示的，绝缘壳体包括在相邻信号对之间布置的直立部分153。
尽管不需要，但是绝缘部分150可以提供有邻近信号导体124的窗口(未示出)。这些窗口通常被用来服务多个目的，包括：(i)在注入模制工序过程中保证信号条被正确地设置，(ii)提供阻抗控制以实现希望的阻抗性能，以及(iii)便于插入具有不同于绝缘部分150的电性能的材料，如果希望如此。
根据本发明的另一方面，在信号条上方既不设置第二壳体的绝缘材料也不设置任意导电材料；相反，用相邻片状件的导电壳体在一个片状件的信号条之间设置气隙158。当然，本发明不限于这个方面，以及相同的绝缘部分150(或不同的绝缘材料)可以用来填充气隙。
如所述，信号对上的气隙在信号对的导体之间提供优先的耦合，同时减小相邻信号对之间的相对耦合(即，串扰)。此外，信号对之间设置的直立凸出152也减小相邻信号对之间的耦合。
此外，接近信号对的一半中设置空气的能力提供一机构，以去偏离对内的信号。电信号从连接器的一端传播到另一端部花费的时间被称为传播延迟。对内的每个信号具有相同的传播延迟是重要的，通常称为在对内具有零偏离。连接器或传输线结构内的传播延迟起因于介电常数，此处较低的介电常数意味着较低的传播延迟。介电常数亦称为相对介电系数。空气或真空具有最低可能的介电常数，具有1的值，而介质材料如LCP具有较高值。例如，LCP具有在约2.5和约4.5之间的介电常数。信号对的每一半通常具有不同的物理长度。根据本发明的一个方面，为了使信号具有相同的传播延迟，尽管它们具有物理上不同的长度，介质材料和任意导体周围的空气的比例被调整。换句话说，在物理较长信号对附近更多空气移动，因此降低信号对周围的有效介电常数，以及减小其传播延迟。因为介电常数被降低，因此信号的阻抗上升。为了保持信号对内的平衡阻抗，用于空气附近的信号的金属导体尺寸的厚度或宽度上的尺寸被增加。这致使具有不同的物理几何形状，但是具有相同的传播延迟和阻抗外形的两个信号导体。
在有些情况下，从一个片状件的屏蔽至相邻片状件的屏蔽提供直接接触可能是有益的，以进一步最小化噪声。例如，用来将信号路径互相电隔离(屏蔽)的金属导体常常可以支持它们之间的电磁传播模式。在作为共振的测量中可以看到该替换的模式。从将该共振移出所关心区域的一种方法是将最大电压点处的导体短路在一起。
根据本发明的一个方面，导电壳体151被模制以提供通常平坦的部分160和通常直立的支撑部分157。除将一个片状件的导体与相邻片状件的壳体隔开适合量之外，支撑部分157也可以用来从一个片状件的导电壳体151与相邻片状件的导电壳体提供直接电通信。
为了提供足够的结构完整性，仍提供希望的电性能，在一个实施例中，导电壳体151的基本上平坦部分160的厚度(t1)高达约2.0mm。在另一实施例中，该厚度(t1)约为0.025mm和约1.5mm之间。在另一实施例中，该厚度(t1)约为0.25mm和约0.75mm之间。基本上平坦部分的厚度(t1)不必相对恒定。以此方式，导电壳体151的电性能可以被局部地改变。亦即，导电壳体151的一个部分可以具有不同于导电壳体151的其他部分的电性能。在一个实施例中，将一个片状件的导电条的平面与相邻片状件的导电条的平面分开的距离(d)约为1mm和约4mm之间。在另一实施例中，距离(d)约为1.5mm和约4mm之间。在优选实施例中，距离(d)约为1.85mm和约4.0mm之间。在一个实施例中，从壳体的导电部分151至导电条的下侧测量的壳体的绝缘部分150的厚度(t2)高达约2.5mm。在另一实施例中，该厚度(t2)约为0.25mm和约2.5mm之间。在另一实施例中，该厚度(t2)约为0.5mm和约2.0mm之间。所属领域的普通技术人员将明白，可以根据需要改变接地条136a，136b，…和信号条138a，138b，…的厚度，所述需要例如希望的工作特性、制造成本。在一个实施例中，接地条136a，136b，…和/或信号条138a，138b，…的厚度可以约为0.1mm至约0.5mm之间。当然，其他适合的厚度可以被采用，本发明不限于这个方面。
尽管图4示出了在导电壳体中模制的接地条，但是本发明不限于这个方面，这是因为接地条可以通过任意合适的装置被电耦合到导电壳体。此外，在一个实施例中，假如以提供信号条的足够屏蔽方式形成或配置导电壳体以将噪声减小至希望的级别或完全消除它，那么根本不必采用接地条。如上所述，通过改变希望位置的导电壳体的尺寸和/或通过，例如，增加或减小希望位置的导电填料量来改变希望位置的导电壳体的电导率，可以实现这个目的。
根据本发明的另一方面，该连接器系统可以包括2005年6月30日申请的共同待审的美国临时专利申请No.60/695,264(代理案号05-2028(T0529.70046US00具有特快专寄邮寄标号No.EV493484392 US))中描述的一个或多个部件，该专利申请因此被全部引入供参考。在一个实施例中，在信号导体的接触件之间形成具有空腔的片状件。该空腔被构形为接收有损耗插件，由此可以进一步减小串扰。在另一实施例中，前壳体可以形成有屏蔽板，也帮助减小串扰。
因为通信速度上升至数千兆数据率，所以必须补偿接收器处的互连中的损耗，以正确地识别数据。这些技术通常被称为均衡。补偿损耗的能力取决于性能曲线的线性度。图5示出了具有无损耗或低损耗材料的互连与具有特意包括结构的有损耗互连的性能比较的性能曲线。有损耗或“电有损耗”材料的使用帮助线性化性能曲线，这可以提高互连性能。
因此描述了本发明的至少一个实施例的几个方面，应当理解，对于所属领域的技术人员来说，各种改变、改进和改善将是容易发生的。
作为一个例子，可以通过将电有损耗部件电容性耦合到两个结构可以提供屏蔽。因为不需要提供直接导电路径，因此电有损耗材料可以不连续，在电有损耗材料的分段之间具有电绝缘材料。
此外，在平坦层中示出了形成导电壳体的部分导电材料。不需要这种结构。例如，可以仅仅在屏蔽条之间或仅仅在选择屏蔽条，如发现对谐振最敏感的那些屏蔽条之间设置部分导电区。
此外，尽管参考子板连接器展示和描述发明性方面，但是应该理解本发明不限于这个方面，这是因为发明原理可以包括在其他类型的电连接器，如底板连接器、电缆连接器、层叠连接器、夹层连接器或芯片插座中。
这种改变、改进和改善被认为是本公开的一部分，以及被认为是在本发明的精神和范围内。由此，上述描述和附图仅仅是举例。

Claims (35)

1.一种用于具有多个片状件的电连接器的片状件，所述片状件包括：
包括第一绝缘壳体和第二导电壳体的壳体；以及
布置在所述第一绝缘壳体内的多个信号条，所述第一绝缘壳体包括固定所述多个信号条、并将所述多个信号条与所述第二导电壳体隔开的绝缘材料；
其中所述第二导电壳体由具有布置在其中的导电颗粒的非导电粘合剂材料形成，由此致使所述第二导电壳体导电，所述第二导电壳体相对于所述多个信号条配置和安排，以屏蔽所述多个信号条的至少一些信号条，从而减小或除去电噪声，所述片状件没有金属屏蔽板。
2.根据权利要求1的片状件，还包括布置在所述第二导电壳体内并电耦合到所述第二导电壳体的至少一个接地条。
3.根据权利要求2的片状件，其中所述至少一个接地条布置在平面中，以及其中所述多个信号条布置在所述相同的平面中。
4.根据权利要求3的片状件，其中所述至少一个接地条与所述多个信号条隔开。
5.根据权利要求4的片状件，其中所述第一绝缘壳体构造并布置为将所述信号条与所述接地条隔开。
6.根据权利要求1的片状件，其中所述第一绝缘壳体布置在所述多个信号条的第一侧面上，以及其中所述第一绝缘壳体和所述第二导电壳体配置为，当至少两个片状件互相邻近布置时，在所述多个信号条的第二相对侧上提供气隙。
7.根据权利要求1的片状件，其中构造和布置所述第二导电壳体，由此所述多个信号条的第一信号条的屏蔽量不同于所述多个信号条的第二信号条的屏蔽量。
8.根据权利要求7的片状件，其中所述第二导电壳体形成有平坦部分，所述平坦部分具有邻近所述多个信号条的第一信号条的第一部分、和邻近所述多个信号条的第二信号条的第二部分，其中所述第一部分具有第一厚度并且所述第二部分具有第二厚度，其中所述第一厚度不同于所述第二厚度。
9.根据权利要求1的片状件，其中所述第二导电壳体形成有平坦部分，所述平坦部分具有高达约2.0mm的厚度。
10.根据权利要求1的片状件，其中所述第二导电壳体形成有平坦部分和直立部分，所述直立部分适用于电耦合到相邻片状件的第二导电壳体。
11.根据权利要求1的片状件，其中所述第二导电壳体形成有平坦部分和直立部分，所述直立部分适用于将一个片状件的多个信号条与相邻片状件的多个信号条隔开在约1.85mm和约4.0mm之间的距离。
12.根据权利要求1的片状件，其中布置在所述第二导电壳体中的所述导电颗粒通常始终均匀地布置。
13.根据权利要求1的片状件，其中所述第二导电壳体的第一部分比所述第二导电壳体的第二部分更导电。
14.根据权利要求1的片状件，其中所述第二导电壳体形成有平坦部分，以及其中所述第一绝缘壳体布置在所述多个信号条的第一侧面上，并且在所述多个信号条和所述第二导电壳体的平坦部分之间，所述第一绝缘壳体具有高达约2.5mm的厚度。
15.根据权利要求1的片状件，其中所述第二导电壳体由电有损耗材料形成。
16.一种形成权利要求2的片状件的方法，包括：
至少部分地在所述多个信号条周围模制所述第一绝缘壳体；以及
至少部分地在所述第一绝缘壳体和所述多个信号条周围、以及在所述至少一个接地条周围模制所述第二导电壳体，其中模制所述第一绝缘壳体和所述第二导电壳体包括：形成所述各个壳体以产生作为邻近信号条对的气隙的空腔，并在相邻信号条对之间产生屏蔽。
17.一种用于具有多个片状件的电连接器的片状件，所述片状件包括：
包括第一绝缘壳体和第二导电壳体的壳体；
布置在所述第一绝缘壳体内的多个信号条，所述第一绝缘壳体包括固定所述多个信号条并将所述多个信号条与所述第二导电壳体隔开的绝缘材料；以及
布置在所述第二导电壳体内并电耦合到所述第二导电壳体的至少一个接地条，其中所述至少一个接地条布置在平面中，以及其中所述多个信号条布置在所述相同的平面中，
其中所述第二导电壳体由具有布置在其中的导电颗粒的非导电粘合剂材料形成，由此致使所述第二导电壳体导电，所述第二导电壳体相对于所述多个信号条配置和布置，以屏蔽所述多个信号条的至少一些信号条，从而减小或消除电噪声。
18.根据权利要求17的片状件，其中所述第一绝缘壳体布置在所述多个信号条的第一侧面上，并且其中所述第一绝缘壳体和所述第二导电壳体配置为，当至少两个片状件互相邻近布置时，在所述多个信号条的第二相对侧上提供气隙。
19.根据权利要求17的片状件，其中所述第二导电壳体形成有平坦部分，所述平坦部分具有高达约2.0mm的厚度。
20.根据权利要求17的片状件，其中所述第二导电壳体形成有平坦部分和直立部分，所述直立部分适用于电耦合到相邻片状件的第二导电壳体。
21.根据权利要求17的片状件，其中所述壳体形成有平坦部分和直立部分，所述直立部分适用于将一个片状件的多个信号条与相邻片状件的多个信号条隔开在约1.85mm和约4.0mm之间的距离。
22.根据权利要求17的片状件，其中所述第二导电壳体形成有平坦部分，以及其中所述第一绝缘壳体布置在所述多个信号条的第一侧面上、并且在所述多个信号条和所述第二导电壳体的平坦部分之间，所述第一绝缘壳体具有高达约2.5mm的厚度。
23.根据权利要求17的片状件，其中，所述第二导电壳体由电有损耗材料形成。
24.一种形成权利要求17的片状件的方法，包括：
至少部分地在所述多个信号条周围模制所述第一绝缘壳体；以及
至少部分地在所述第一绝缘壳体和所述多个信号条周围、以及在所述至少一个接地条周围模制所述第二导电壳体，
其中模制所述第一绝缘壳体和所述第二导电壳体包括：形成所述各个壳体，以产生作为邻近信号条对的气隙的空腔并在相邻信号条对之间产生屏蔽。
25.一种用于具有多个片状件的电连接器的片状件，所述片状件包括：
包括第一绝缘壳体和第二导电壳体的壳体；以及
布置在所述第一绝缘壳体内的多个信号条，所述第一绝缘壳体包括固定所述多个信号条并将所述多个信号条与所述第二导电壳体隔开的绝缘材料，所述多个信号条限定第一信号对和第二信号对，
其中所述第二导电壳体至少部分地由具有布置在其中的导电颗粒的非导电粘合剂材料形成，由此致使所述第二导电壳体导电，所述第二导电壳体相对于所述多个信号条配置和布置，以屏蔽所述多个信号条的至少一些信号条，从而减小或消除电噪声，
其中所述第一绝缘壳体布置在所述多个信号条的第一侧面上，以及其中所述第一绝缘壳体和所述第二导电壳体配置为，当至少两个片状件互相邻近布置时，在所述多个信号条的第二相对侧上提供气隙，其中所述气隙包括：在所述第一信号对上方的第一气隙、和在所述第二信号对上方的第二独立气隙。
26.根据权利要求25的片状件，还包括布置在所述第二导电壳体内并电耦合到所述第二导电壳体的至少一个接地条。
27.根据权利要求26的片状件，其中所述至少一个接地条布置在平面中，以及其中所述多个信号条布置在所述相同的平面中。
28.根据权利要求25的片状件，其中所述第二导电壳体形成有平坦部分，所述平坦部分具有高达约2.0mm的厚度。
29.根据权利要求25的片状件，其中所述第二导电壳体形成有平坦部分和直立部分，所述直立部分适用于电耦合到相邻片状件的第二导电壳体。
30.根据权利要求25的片状件，其中所述第二导电壳体形成有平坦部分和直立部分，所述直立部分适用于将一个片状件的多个信号条与相邻片状件的多个信号条隔开在约1.85mm和约4.0mm之间的距离。
31.根据权利要求25的片状件，其中所述第二导电壳体形成有平坦部分以及其中所述第一绝缘壳体布置在所述多个信号条的第一侧面上、并且在所述多个信号条和所述第二导电壳体的平坦部分之间，在所述第二导电壳体和所述多个信号条之间的所述第一绝缘壳体的厚度约为0.04mm。
32.根据权利要求25的片状件，其中所述第二导电壳体由电有损耗材料形成。
33.一种形成权利要求25的片状件的方法，包括：
至少部分地在所述多个信号条周围模制第一绝缘壳体；以及
至少部分地在所述第一绝缘壳体和所述多个信号条周围、并在所述至少一个接地条周围模制所述第二导电壳体，
其中模制所述第一绝缘壳体和所述第二导电壳体包括：形成所述各个壳体，以产生作为邻近信号条对的气隙的空腔、并在相邻信号条对之间产生屏蔽。
34.一种用于具有多个片状件的电连接器的片状件，所述片状件包括：
包括第一绝缘壳体和第二导电壳体的壳体，所述第二导电壳体由具有布置在其中的导电颗粒的非导电粘合剂材料形成，由此致使所述第二导电壳体导电，所述第二导电壳体具有基本上平坦的部分和直立部分；以及
布置在所述第一绝缘壳体内的多个信号条，所述第一绝缘壳体包括固定所述多个信号条、并将所述多个信号条与所述第二导电壳体隔开的绝缘材料，
其中所述第二导电壳体相对于所述多个信号条配置和布置，以屏蔽所述多个信号条的至少一些信号条，从而减小或除去电噪声，其中所述第二导电壳体的所述基本上平坦部分具有高达约2.0mm的厚度，以及其中所述直立部分适用于将一个片状件的多个信号条与相邻片状件的多个信号条隔开约1.85mm至约4mm的距离。
35.一种形成权利要求34的片状件的方法，包括：
至少部分地在所述多个信号条周围模制所述第一绝缘壳体；以及
至少部分地在所述第一绝缘壳体和所述多个信号条周围、以及在所述至少一个接地条周围模制所述第二导电壳体，
其中模制所述第一绝缘壳体和所述第二导电壳体包括：形成所述各个壳体，以产生作为邻近信号条对的气隙的空腔、并在相邻信号条对之间产生屏蔽。
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