JP5143206B2

JP5143206B2 - 高速高密度の電気コネクタアッセンブリ

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Publication number: JP5143206B2
Application number: JP2010233270A
Authority: JP
Inventors: ストコー，フィリップ・ティー; ベイコン，ニール・ジェイ; ペイン，ジェイソン・ジェイ
Original assignee: アムフェノール・コーポレーション
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2024-06-23
Also published as: EP1645012B1; CN100405666C; WO2005004288A2; JP2007516565A; JP2011040409A; DE602004017869D1; JP4684225B2; ATE415002T1; WO2005004288A3; CN1842942A; US6814619B1; EP1645012A2

Description

本発明は、概括的には、印刷回路板を相互接続するための電気コネクタアッセンブリに関する。より具体的には、本発明は、漏話を最小限に抑えるよう改良し、減衰及びインピーダンスの不整合特性を改良する高速高密度の電気コネクタアッセンブリに関する。

電気コネクタは、多くの電子システムに用いられている。電気コネクタで互いに接続されることになる幾つかの印刷回路板（ＰＣＢ）上にシステムを作る方が、概ね容易で、費用対効果にも優れている。幾つかのＰＣＢを接続するための伝統的な配置は、バックプレーンとして作用する１つのＰＣＢを有することである。ドーターボード又はドーターカードと呼ばれる別のＰＣＢは、電気コネクタによって、バックプレーンを介して接続されることになる。

電子システムは、概ね、より小型、高速になり、機能的に複雑になっている。これは、典型的に、電子システムの所与のエリア内の回路数が、回路の作動する周波数と共に、近年相当に上がっていることを意味している。システムは、より多くのデータを扱うようになっており、増大した帯域幅を電気的に処理できる電気コネクタを必要としている。

信号の周波数が上がるにつれ、電気ノイズが、コネクタ内に、反射、漏話及び電磁放射のような形態で生成される可能性が増してくる。従って、電気コネクタは、異なる信号経路間の漏話を制御し、各信号経路の特性インピーダンスを制御できるように設計される。代表的なモジュール内の信号反射を低減するために、信号経路の特性インピーダンスは、一般的に、この経路の信号導体と、関連する接地導体との間の距離、並びに、信号導体の断面寸法と、これらの信号導体と接地導体の間に配置されている絶縁材料の実効誘電率との両方、によって決められる。

異なる信号経路の間の漏話は、様々な信号経路が互いにより間隔を空けて配置され、一般的には接地板であるシールド板により近付けて配置されるように、各種信号経路を配置することによって制御することができる。このように、異なる信号経路は、接地導体経路の方に電磁的に連結し、互いにはあまり連結しない傾向になる。所与レベルの漏話では、接地導体への十分な電磁的連結が維持されている場合は、信号経路を互いに近づけて配置することができる。

電気コネクタは、差分信号用のみならず、シングルエンド信号用にも設計することができる。シングルエンド信号は、単一の信号伝導路上を搬送され、導体の共通接地基準セットに対する電圧が信号である。このため、シングルエンド信号の経路は、共通基準導体に存在する同相ノイズに非常に敏感である。このことは、高周波信号経路の数が増大しているシステムにシングルエンド信号を使用することには重大な限界があることを呈示していると理解されている。

差分信号は、「差分対」と呼ばれる一対の伝導路によって表示される信号である。伝導路間の電圧差が信号を表示する。一般に、差分対の２つの伝導路は、互いに近接して走るように配置される。電気ノイズの他の発生源が差分対に電磁的に連結されている場合、対を成す各伝導路への影響は同じでなければならない。差分対上の信号は、２つの伝導路の電圧の差として取り扱われるので、差分対の両方の伝導路に連結されている共通のノイズ電圧は、信号に影響しない。つまり、シングルエンド信号経路と比べると、差分対は、漏話ノイズに対して鈍感になる。

差分対電気コネクタの一例が、米国特許第６，２９３，８２７号（８２７号特許）に示されている。８２７号特許は、本出願の譲受人に譲渡されており、同特許を参考文献としてここに援用する。８２７号特許は、シールドするために各差分信号の対に対応して個々のシールドを概ね使用する差分信号電気コネクタを開示している。

８２７号特許に開示されている電気コネクタと、他の目下入手可能な差分対電気コネクタの設計は、概ね満足できる性能を提供しているが、本発明の発明人は、目下入手可能な電気コネクタの設計は、高速（例えば、３ＧＨｚ以上の信号周波数）では、所望の最小漏話、インピーダンスと減衰の不整合特性を十分に提供できていないことに注目している。

漏話、インピーダンス及び減衰の不整合というこれらの問題は、電気コネクタが、差分信号ではなくシングルエンド信号を使用する場合は、更に重要である。
従って、必要なのは、コネクタがシングルエンド信号を利用しているか、差分信号を利用しているかに関係なく、漏話の最小化、インピーダンス及び減衰の制御を改良した、高速高密度の電気コネクタ及びコネクタアッセンブリの設計である。

米国特許第６，２９３，８２７号

本発明の或る実施形態では、一端を印刷回路板に接続できる電気コネクタが開示されており、それは、絶縁ハウジングと、絶縁ハウジング内に配置されている複数の絶縁柱を含んでおり、絶縁柱は、少なくとも一列配置されている。各絶縁柱は、第１側と第２側を有しており、絶縁柱は、印刷回路板から遠ざかる方向に伸張している。複数の信号導体が設けられており、各信号導体は、印刷回路板に接続できる第１接点端部と、第２接点端部と、それらの間に、絶縁ハウジング内に配置されている中間部分とを有しており、信号導体は、絶縁柱の第１側に沿って配置されている。複数の接地導体が設けられており、各接地導体は、印刷回路板に接続できる第１接点端部と、第２接点端部と、それらの間に、絶縁ハウジング内に配置されている中間部分とを有しており、接地導体は、信号導体と接地導体が電気的に互いに絶縁されるように、絶縁柱の第２側に沿って配置されている。

本発明の電気コネクタアッセンブリの斜視図であり、第１電気コネクタを第２電気コネクタに連結しようとしているところを示している。図１の第１電気コネクタの分解図であり、複数のウェーハを示している。図２の第１電気コネクタのウェーハの内の１つの信号導体の斜視図である。図３の信号導体の側面図であり、信号導体の回りに絶縁ハウジングが形成されている。図５ａは、図２の第１電気コネクタのウェーハの１つのシールド条片の側面図である。図５ｂは、図５ａのシールド条片の斜視図である。２つのリードフレーム上に形成されている図５ａのシールド条片の側面図であり、各リードフレームは、シールド条片の半分を保持している。図５ａのシールド条片の側面図であり、シールド条片の回りに絶縁ハウジングが形成されている。図８ａは、図２の第１電気コネクタの１つのアッセンブリされた状態を示す斜視図である。図８ｂは、図８ａのアッセンブリされたウェーハの部分の正面図であり、印刷回路板に接続するように構成されている信号導体とシールド条片の第１接点端部を示している。図１の第２電気コネクタの絶縁ハウジングの斜視図である。図９の絶縁ハウジングの底面図である。図９の絶縁ハウジングに使用できる一列の絶縁柱の斜視図である。図１２ａは、図１の第２電気コネクタの接地導体の斜視図である。図１２ｂは、図１の第２電気コネクタの信号導体の斜視図である。図１１の一列の絶縁柱の斜視図であり、図１２ａの接地導体と、その中に配置されている図１２ｂの信号導体を示している。図１の第１電気コネクタ及び／又は第２電気コネクタのような本発明による電気コネクタを接続することのできる印刷回路板の部分の上面図である。図１５ａは、図１４の印刷回路板の接地面の部分を示す。図１５ｂは、図１４の印刷回路板の電源電圧面の部分を示す。図１４の印刷回路板の代替実施形態である、印刷回路板の部分の斜視図である。図１４の印刷回路板の又別の実施形態である、印刷回路板の部分の上面図である。

本発明の以上の特徴、並びに、本発明自体は、以下の図面の説明から十分に理解して頂けるであろう。
図１は、本発明の或る実施形態による電気コネクタアッセンブリを示している。電気コネクタアッセンブリ１０は、第２電気コネクタ２００と連結可能な第１電気コネクタ１００を含んでいる。

第１電気コネクタ１００は、図２−８ｂに詳細に示すように、複数のウェーハ１２０を含んでおり、複数のウェーハ１２０のそれぞれは、絶縁ハウジング１２２、複数の信号導体１２４（図３参照）及び複数のシールド条片１２６（図５ａ及び５ｂ参照）を有している。一例を挙げると、第１電気コネクタ１００は１０個のウェーハ１２０を備えており、各ウェーハ１２０は、１４個のシングルエンド信号導体１２４と、対応する１４個のシールド条片１２６を有している。しかしながら、後で明らかになるが、ウェーハ数と、各ウェーハの信号導体及びシールド条片の数は必要に応じて変えることができる。

第１電気コネクタ１００は、図示のように各端部に側壁１０２を有しており、各側壁１０２は、第２電気コネクタ２００の側壁２０２のガイドピン（対応ロッドと呼ぶこともある）２０４を受け入れるための開口部１０４を有している。各側壁１０２は、補強材１１０、１１１それぞれのスロットと係合する機構１０５、１０６を更に含んでいる。同様に、各ウェーハ１２０の絶縁ハウジング１２２には、補強材１１０、１１１それぞれのスロットと係合する機構１１３、１１４が設けられている。

各信号導体１２４は、図１４に示す印刷回路板５０のような印刷回路板に接続可能な第１接点端部１３０と、第２電気コネクタ２００に接続可能な第２接点端部１３２と、両者の間の中間部分１３１とを有している。各シールド条片１２６は、図１４に示す印刷回路板５０のような印刷回路板に接続可能な第１接点端部１４０と、第２電気コネクタ２００に接続可能な第２接点端部１４２と、両者の間の中間部分１４１とを有している。

図１−８ｂに示している本発明の実施形態では、信号導体１２４の第１接点端部１３０は、印刷回路板にはんだ付けできるようになっている接点パッド１３３ａを有する接点尾部１３３を含んでいる。信号導体１２４の第２接点端部１３２は、以下に説明する第２電気コネクタ２００の対応する連結構造体に連結するように作られている双梁構造体１３４を含んでいる。シールド条片１２６の第１接点端部１４０は、印刷回路板にはんだ付けできるようになっている接触バッド１４３ａ、１４４ａをそれぞれ有している少なくとも２つの接点尾部１４３、１４４を含んでいる。シールド条片１２６の第１接点端部１４２は、第２電気コネクタ２００の対応する構造体に連結するときに、所定の量の可撓性を提供できるように作られている、相対する接点部材１４５、１４６を含んでいる。図面では、接点尾部は、はんだ付けするようになっているが、当業者には自明のように、信号導体１２４の第１接点端部１３０とシールド条片１２６の第１接点端部１４０は、印刷回路板に接続するためにどの様な既知の形態（例えば、圧入接点、圧力取り付け接点、穴内のペーストによるはんだ付け取り付け）を採ってもよい。

図５ａと５ｂに示すように、各シールド条片１２６の中間部分１４１は、第１エッジ１４７ａと第２エッジ１４７ｂを備えた表面１４１ｓを有しており、第１エッジ１４７ａと第２エッジ１４７ｂの内の少なくとも一方は曲げられている。好適な実施形態では、第１エッジ１４７ａは、シールド条片１２６の表面１４１ｓに実質的に垂直に曲げられており、第２接点端部１４２の端まで伸張している（が、第１接点端部１４０の端までは伸張していない）。以下に更に詳しく説明するように、シールド条片１２６の設計は、本発明の背景技術に記載している漏話、インピーダンス及び減衰の不整合の問題に取り組んでいる点で意義深い。

図４は、図３の信号導体１２４の側面図であり、信号導体１２４は、第１絶縁ハウジング部分１６０内に配置されている。第１絶縁ハウジング部分１６０は、プラスチックを射出成形することによって信号導体１２４の回りに形成されるのが望ましい。この工程をやり易くするため、信号導体１２４は、当該技術では既知のように、リードフレーム（図示せず）に一体に保持されているのが望ましい。必要不可欠というわけではないが、第１絶縁ハウジング部分１６０には、信号導体１２４に隣接して窓１６１が設けられている。これらの窓１６１には概ね２つの目的があり、（ｉ）射出成形工程の間、信号導体１２４を正しく配置できるようにする、（ii）所望のインピーダンス特性を達成できるようインピ
ーダンスを制御する、という目的である。

図７は、図５ａと５ｂのシールド条片１２６の側面図であり、シールド条片１２６は、第２絶縁ハウジング部分１７０内に配置されている。信号導体１２４の第２接点端部１３２は第１絶縁ハウジング部分１６０内に配置されていないが、シールド条片１２６の第２接点端部１４２は、第２絶縁ハウジング部分１７０内に配置されているのが望ましい。更に、シールド条片１２６の第２接点端部１４２の回りの第２絶縁ハウジング部分１７０は、第１及び第２絶縁ハウジング部分１６０、１７０が一体に取り付けられウェーハ１２０を形成するときに、信号導体１２４の第２接点端部１３２を受け入れることができるように作られている。

第２絶縁ハウジング部分１７０は、プラスチックを射出成形することによってシールド条片１２６の回りに形成されるのが望ましい。必要不可欠というわけではないが、第２絶縁ハウジング部分１７０には、シールド条片１２６に隣接して窓１７１が設けられている。これらの窓１７１は、注入成形工程の間、シールド条片１２６を正しく配置できるようにするためのものである。

射出成形工程をやり易くするために、シールド条片１２６は、図６に示すように、２つのリードフレーム１７２、１７４に一体に保持されているのが望ましい。リードフレーム１７２、１７４は、それぞれ複数のシールド条片１２６を一つおきに保持しているので、リードフレーム１７２、１７４を一体に配置すると、シールド条片１２６は、図５ａと５ｂに示すように整列する。図示の実施形態では、リードフレーム１７２、１７４は、それぞれ合計７個のシールド条片１２６を保持している。

２つのリードフレームを使用する理由は、製造し易くすることと関係している。図５ａと５ｂに関連して先に論じたように、各シールド条片１２６は、第１エッジ１４７ａと第２エッジ１４７ｂを備えた表面１４１ｓを有しており、エッジの少なくとも一方は曲げられている。シールド条片１２６は、図５ａと５ｂに示すように互いに近接して配置しなければならず（好適な実施形態では、第２絶縁ハウジング部分１７０がシールド条片１２６の回りに形成されるとき、各シールド条片１２６は、その隣接するシールド条片と、プラスチックの層によって電気的に絶縁されており、しかしながら、各ウェーハ１２０のシールド条片１２６は、互いに電気的に接続されていてもよい）、かつ曲げられたエッジ１４７ａ、１４７ｂを有していることが要件なので、製造工程の間、少なくとも２つのリードフレーム１７２、１７４を使用する必要がある。

リードフレーム１７２は、各シールド条片１２６の第２接点端部１４２に接続している連結棒１７５と、シールド条片１２６の第１接点端部１４０に接続している連結棒１７６を含んでいる。リードフレーム１７４は、各シールド条片１２６の第２接点端部１４２に接続している連結棒１７７と、シールド条片１２６の第１接点端部１４０に接続している連結棒１７８を含んでいる。これらの連結棒１７５−１７８は、後の製造工程の間に切断される。

なお、第１絶縁ハウジング部分１６０は、取り付け機構（図示せず）を含んでおり、第２絶縁ハウジング部分１７０は、第１絶縁ハウジング部分１６０の取り付け機構に対応する、これに取り付けるための取り付け機構（図示せず）を含んでいる。そのような取り付け機構は、突起と、それに対応する受け入れ開口部を含んでいる。当該技術で既知の他の取り付け機構を使用することもできる。

第１絶縁ハウジング部分１６０と第２絶縁ハウジング部分１７０とが一体に取り付けられ、図８ａと８ｂに示すウェーハ１２０が形成されると、各信号導体１２４は、その対応するシールド条片１２６に隣接して、表面１４１ｓに沿って配置される。表面１４１ｓの曲がったエッジ１４７ａ、１４７ｂは、対応する信号導体１２４に向けられている。本発明の図示の実施形態では、信号導体１２４の接点パッド１３３ａとシールド条片１２６の接点パッド１４３ａ、１４４ａは、図１４の印刷回路板５０のような印刷回路板に取り付けるため、直線に沿って整列している。接点パッド１３３ａ、１４３ａ、１４４ａを直線に沿って整列させる１つの方法は、信号導体１２４の第１接点端部１３０に、所定の曲率を有する湾曲部１３５（図３参照）を設けることである。なお、シールド条片１２６の第１接点端部１４０にも、所定の曲率を有する湾曲部分を設けてもよい。

第１電気コネクタ１００は、更に、異なる対の信号を搬送するように構成してもよい。この場合、第２の複数の信号導体が、複数のウェーハ１２０のそれぞれに設けられているのが望ましい。更に、各シールド条片の表面１４１ｓは、十分なシールドを提供できるように、対応する異なる対の信号の間の距離よりも幅が広いのが望ましい。

図９は、図１の第２電気コネクタ２００の絶縁ハウジング２１０の斜視図である。絶縁ハウジング２１０は、内側表面２１４ａと外側表面２１４ｂを備えた第１端壁２１４、内側表面２１５ａと外側表面２１５ｂを備えた第２端壁２１５、及び基部２１６を有している。第１及び第２端壁２１４、２１５の内側表面２１４ａ、２１５ａは、それぞれ第１電気コネクタ１００のウェーハ１２０を受け入れるための溝を画定している。第１及び第２端壁２１４、２１５の外側表面２１４ｂ、２１５ｂは、それぞれ補強材２０６のスロットと係合する機構２１８、２１９（図１に一方のみを示す）を画定している。

絶縁ハウジング２１０の基部２１６は、複数の開口部２１１を備えた上面２１６ａと、複数のスロット２１７を備えた底面２１６ｂ（図１０参照）を有している。以下に説明するように、スロット２１７と開口部２１６は、第２電気コネクタ２００の絶縁柱２３０に配置されている複数の信号導体２４０と接地導体２５０を受け入れるように構成されている。図９と図１０に示す絶縁ハウジング２１０は、ウェーハ１２０を受け入れるための１０個の溝と、絶縁柱２３０に配置されている信号導体２４０と接地導体２５０を受け入れるための１０個のスロット２１７を有しているが、絶縁ハウジングは、必要に応じてどの様な数の溝とスロットを設けるように設計してもよい。この設計の柔軟性によって、本発明のコネクタの解は、モジュール性のあるものになっている。

図１１は、一列の絶縁柱２３０を示しており、各絶縁柱２３０は、第１側２３１と第２側２３２を有している。第１側２３１と第２側２３２には、それぞれ溝が設けられている。列を成す絶縁柱２３０は、図示のように互いに取り付けられているのが望ましい。これは、成形工程の間に、又は当該技術で既知の他の方法で行うことができる。各絶縁柱２３０は、更に、底面２３３に穴２３４を有しており、信号導体２４０は、ここを通して挿入される。また、別の実施形態（図示せず）では、絶縁柱２３０は、プラスチックを射出成形することによって、信号導体２４０の回りに形成される。

図１２ｂに示すように、各信号導体２４０は、図１４に示す印刷回路板５０のような印刷回路板に接続可能な第１接点端部２４１と、第１電気コネクタ１００の対応する信号導体１２４の第２接点端部１３２に接続可能な第２接点端部２４３と、それらの間の中間部分２４２とを有している。図１２ａに示すように、各接地導体２５０は、図１４に一部を示す印刷回路板５０のような印刷回路板に接続可能な第１接点端部２５１と、第１電気コネクタ１００の対応するシールド条片１２６の第２接点端部１４２に接続可能な第２接点端部２５３と、それらの間の中間部分２５２とを有している。

図１２ａ−１３に示している本発明の実施形態では、信号導体２４０の第１接点端部２４１は、印刷回路板にはんだ付けできるようになっている接点パッド２４４ａを有する接点尾部２４４を含んでいる。信号導体２４０の第２接点端部２４３は、第１電気コネクタ１００の対応する信号導体１２４の双梁構造体１３４に接続するブレードとして作られている。接地導体２５０の第１接点端部２５１は、印刷回路板にはんだ付けできるようになっている接点パッド２５４ａ、２５５ａをそれぞれ有している少なくとも２つの接点尾部２５４、２５５を含んでいる。接地導体２５０の第２接点端部２５３は、第１電気コネクタ１００の対応するシールド条片１２６の相対する接点部材１４５、１４６に接続するブレードとして作られている。図では、接点尾部をはんだ付けするようになっているが、当業者には自明のように、信号導体２４０の第１接点端部２４１と接地導体２５０の第１接点端部２５１は、印刷回路板に接続するのに、どの様な既知の形態（例えば、圧入接点、圧力取り付け接点、穴内のペーストによるはんだ付け取り付け）を採ってもよい。

図１２ａに示すように、各接地導体２５０の中間部分２５２は、第１エッジ２５７ａと第２エッジ２５７ｂを備えた表面２５２ｓを有しており、第１エッジ２５７ａと第２エッジ２５７ｂの内の少なくとも一方は曲げられている。好適な実施形態では、第１エッジ２５７ａは、接地導体２５０の表面２５２ｓに対し実質的に垂直に曲げられている。しかしながら、端部接地導体２５０の中の１つでは、第１エッジ２５７ａと第２エッジ１５７ｂの両方が曲げられているのが望ましい（図１３参照、最左の接地導体は、両方のエッジが曲げられている）。以下に詳細に説明するように、接地導体２５０の設計は、本発明の背景技術に記載している漏話、インピーダンス及び減衰の不整合の問題に取り組んでいる点で意義深い。

図１３は、一列の絶縁柱２３０を示しており、中に信号導体２４０と接地導体２５０が配置されている。信号導体２４０は、絶縁柱２３０の第１側２３１に沿って配置されており、接地導体２５０は、絶縁柱２３０の第２側２３２に沿って配置されている。絶縁柱２３０の第１側２３１と、第２側２３２は互いに反対側に配置されているので、信号導体２４０と接地導体２５０は、互いに電気的に確実に絶縁される。なお、絶縁柱２３０には、接地導体が穴２３４を通して絶縁柱２３０に挿入されるとき、接地導体２５０の曲げられた第１エッジ２５７ａ（及び／又は曲げられた第２エッジ２５７ｂ）を受け入れるように作られている割れ目が設けられている。

信号導体２４０と接地導体２５０が絶縁柱２３０に沿って配置されると、各接地導体２５０の曲げられた第１エッジ２５７ａは、対応する信号導体２４０の方向に向く。本発明の図示の実施形態では、信号導体２４０の接点パッド２４４ａと接地導体２５０の接点パッド２５４ａ、２５５ａは、図１４の印刷回路板５０のような印刷回路板に取り付けるため直線に沿って整列する。接点パッド２４４ａ、２５４ａ、２５５ａを直線に沿って整列させる１つの方法は、信号導体２４０の第１接点端部２４１に、所定の曲率を有する湾曲部２４８（図１２ｂ参照）を設けることである。接地導体２５０の第１接点端部２５１にも、所定の曲率を有する湾曲部分を設けてもよい。

第２電気コネクタ２００は、更に、異なる対の信号を搬送するように構成することもできる。この場合、第２の複数の信号導体を、絶縁柱２３０の各列に設けるのが望ましい。更に、各接地導体の表面２５２ｓは、十分なシールドを提供できるように、対応する異なる対の信号の間の距離よりも幅が広いのが望ましい。

一例として、第２電気コネクタ２００の絶縁ハウジング２１０は、信号導体２４０とその上に配置されている接地導体２５０とを有する１０列の絶縁柱２３０を収容するように図示している。各列は、１４個の絶縁柱２３０を有している。各列が１４個の絶縁柱２３０を有するこれら１０列は、第１電気コネクタ１００の１０個のウェーハ１２０に対応しており、各ウェーハ１２０は、１４個の信号導体１２４と、対応するシールド条片１２６とを有している。当業者には自明のように、ウェーハ１２０の数、信号導体１２４とシールド条片１２６の数、絶縁柱２３０の列の数、及び信号導体２４０と接地導体２５０の数は、必要に応じて変えることができる。図は、絶縁柱２３０を絶縁ハウジング２１０の開口部に挿入できるように示しているが、絶縁柱２３０は、成形によって絶縁ハウジング２１０と一体に形成してもよいことも明白であろう。

図１４は、第１電気コネクタ１００及び／又は第２電気コネクタ２００のような、本発明による電気コネクタを接続することのできる印刷回路板５０の部分を示している。図１４は、印刷回路板５０上の表面取り付けパッドのレイアウトの或る実施形態である。信号導体の表面取り付けパッド５２と接地導体の表面取り付けパッド５３は、電気コネクタの信号導体と接地導体の接点尾部に対応する列に整列している。各取り付けパッドには、円５２ａ、５３ａが図示されているが、これは、対応する表面取り付けパッドの下に導電路が好適に配置されている場所を示している。なお、この好適な実施形態では、導電路は、表面取り付けパッドのため見ることはできない。ここでは、一例として、５列の表面取り付けパッドのみを示している。

信号導体の表面取り付けパッド５２は、概ねＩ字型に構成されており、接地導体の表面取り付けパッド５３も、概ねＩ字型に構成されているが、円５３ａに近い端部５４は、隣接する信号導体の表面取り付けパッド５２の方向に向かっている。更に、図１４に示すように、参照番号５５で示す、互いに隣接する接地導体の表面取り付けパッドでは、接地導体の表面取り付けパッドは、架橋部分５７で互いに接続されている。これらの架橋部分５７は、隣接する接地導体の表面取り付けパッド５５を、略Ｈ字型形状にしている。

先に述べたように、表面取り付けパッド５２、５３の下は、導電路になっている。つまり、信号導体の表面取り付けパッド５２の下には信号導体接続導電路があり、接地導体の表面取り付けパッド５３の下には接地導体接続導電路ある。当該技術では既知のように、印刷回路板は、一般的に誘電体基板の多重層で形成され、１つ又は複数の誘電層の上に導電トレース又は面が形成される。導電路は、一般的に多重層の印刷回路板の層と層の間に伸張している。多重層の印刷回路板の全層を貫通して伸張する導電路は、貫通孔と呼ばれることも多い。導電路は、通常、基板の層が印刷回路板に形成された後で形成される。導電路は、異なる層上の導電トレースと交差する。導電路は、更に、印刷回路板に取り付けられている構成要素を、印刷回路板の内側層の導電トレースに相互に接続する。

図１４の隣接する列の間には、印刷回路板５０内に経路指定チャネル（図示せず）がある。隣接する繰り返しパターンの間にも、接地導体接続導電路−信号導体接続導電路−接地導体接続導電路の列に沿って経路指定チャネルが設けられている。なお、１つの列の信号導体接続導電路と隣接する接地導体接続導電路の間の距離は、隣接する導電路の列間の距離よりは短い。更に、導電路の各列では、一方の側の信号導体接続導電路と隣接する接地導体接続導電路の間の距離は、他方の側の信号導体接続導電路と隣接する接地導体接続導電路の間の距離と同様であるのが望ましい。表面取り付けパッドの構成と導電路の相対的位置により、漏話は最小に抑えられる。

図１５ａは、印刷回路板５０の誘電層の１つに形成された接地面６０の部分を示している。通常、印刷回路板５０は、２つ以上の接地面を有している。接地面６０を貫通して、信号導体接続導電路６１と、隣接する接地導体接続導電路６２が伸張している。各信号導体接続導電路６１には、信号導体接続導電路６１を取り囲んで、接地面層６０の影響を受けないエリア６３が設けられている。この自由エリアは、「アンチパッド」と呼ばれることもある。各接地導体接続導電路６２には、接地導体接続導電路６２に隣接して、接地面層６０の影響を受けない少なくとも１つの分離エリア６４が設けられている。図１５ａに示す実施形態では、各接地導体接続導電路６２に隣接して、そのようなアンチパッド６４が３個設けられ、信号導体接続導電路６１を取り囲んで円形のアンチパッド６３が設けられている。

図１５ｂは、印刷回路板５０の誘電層の１つに形成されている電源電圧面７０の部分を示している。通常、印刷回路板５０は、２つ以上の電源電圧面を有している。電源電圧面７０を貫通して、信号導体接続導電路６１と、隣接する接地導体接続導電路６２が伸張している。信号導体接続導電路６１と、その隣接する接地導体接続導電路６２には、信号導体接続導電路６１を取り囲んで、電源電圧面層７０の影響を受けないエリア７２と、接地導体接続導電路６２を取り囲んで、電源電圧面層７０の影響を受けないエリア７３、７４が設けられている。図１５ｂに示す実施形態では、各アンチパッド７２、７３、７４は、円形で、互いに接続されている。

実施したテストから、導電路と、そのそれぞれのアンチパッドのこの構成は、所望の電気的並びに熱的特性を提供できることが実証されている。しかしながら、当業者には自明のように、この他の構成を使用することもできる。

図１６は、図１４の印刷回路板５０の代替実施形態である印刷回路板８０の一部分の斜視図を示している。信号導体表面取り付けパッド８２と接地導体表面取り付けパッド８３は、電気コネクタの信号導体と接地導体の接点尾部に対応する列状に整列している。しかしながら、図１４の取り付けパッド５２、５３とは違い、図１６の信号導体表面取り付けパッド８２と接地導体表面取り付けパッド８３は、共にまっすぐなＩ字型に構成されている。更に、参照番号８５で示している互いに隣接する接地導体表面取り付けパッドでは、接地導体表面取り付けパッドは、２つの架橋部分８６、８７によって互いに接続されている。これらの架橋部分８６、８７は、隣接する接地導体表面取り付けパッド８５を、略Ｈ字型の構成としている。更に、印刷回路板８０の表面取り付けパッドの各列の下にある導電路は、直線に沿って整列しているのが望ましい。

図１７は、図１４の印刷回路板５０の更に別の実施形態である印刷回路板９０の一部分の上面図である。印刷回路板９０は、第１列９０ａと第２列９０ｂが交互に配置されている。各第１列９０ａは、図１６の表面取り付けパッドの列と同様である。各第２列９０ｂも、図１６の表面取り付けパッドの列と同様であるが、図１６の表面取り付けパッドの列が、第１列９０ａに対して右又は左へずれた形になっている。図１７の図示の実施形態では、第２列９０ｂは、第１列９０ａに対して右へずれているので、第１及び第２列９０ａ、９０ｂの各信号導体接続導電路は、少なくとも３辺に隣接する接地導体接続導電路を有することになる。

なお、印刷回路板９０では、各信号導体表面取り付けパッド８２は、同じ列の各側に接地導体表面取り付けパッド８３を有し、更にそれと直交方向に、隣接する列内に接地導体表面取り付けパッドを有しているので、表面取り付けパッドの隣接する列と列の間の距離（即ち、列９０ａと９０ｂの間の距離）は、図１６の表面取り付けパッドの隣接する列の間の距離より短くすることができる。

電気コネクタアッセンブリ１０の設計は、有意な利点を提供する。第一に、本設計は、モジュール構造のコネクタを提供する。つまり、コネクタで提供したい信号の数は、ウェーハ及び絶縁柱の列の数を増減するだけで、簡単に変えられる。更に、各ウェーハ及び絶縁柱では、信号導体の数とシールド条片／接地導体の数は、設計と製造工程に最小限の修正を加えるだけで変えることができる。従って、電気コネクタアッセンブリ１０のモジュール設計によって、意味のある経費及び資源上の利点を実現することができる。

有意な電気信号の利点は、電気コネクタアッセンブリ１０によっても実現される。例えば、電気的分析は、漏話の大幅な低減を実証した。更に、電気的分析は、最小の減衰とインピーダンスの不整合特性を実証した。更に、電気コネクタアッセンブリ１０は、電気的分析では（６Ｇｂ／ｓを超える）高いデータ率を提供する。従って、本発明の電気コネクタアッセンブリ１０は、既存のコネクタアッセンブリに勝る有意な利点を提供している。

以上、本発明の好適な実施形態と代替実施形態について説明してきたが、当業者には自明のように、これらの概念を組み込んだ別の実施形態も使用することができる。
従って、これらの実施形態は、開示している実施形態に限定されるのではなく、特許請求の範囲に記載する精神及び範囲によってのみ制限されるものとする。

ここに引用している全ての出版物及び関連物は、参考文献としてその全体をここに援用する。

Claims

第２電気コネクタに連結可能な第１電気コネクタを含んでいる電気コネクタアッセンブリにおいて、
第１印刷回路板に接続可能で、平行に整列した複数のウェーハを含んでいる前記第１電気コネクタであって、前記各ウェーハは、
第１絶縁ハウジングと、
複数の第１信号導体であって、前記各信号導体は、前記第１印刷回路板に接続可能な第１接点端部と、前記第２電気コネクタに連結可能な第２接点端部と、それらの間に、前記第１絶縁ハウジング内に配置されている中間部分と、を有している、第１信号導体と、
複数のシールド条片であって、前記各シールド条片は、前記第１印刷回路板に接続可能な第１接点端部と、前記第２電気コネクタに連結可能な第２接点端部と、それらの間に、前記複数の第１信号導体の１つに隣接して前記第１絶縁ハウジング内に配置されている中間部分と、を有している、シールド条片と、を備えており、
前記シールド条片の前記各中間部分は、第１エッジと第２エッジを備えた表面を有しており、前記第１エッジと前記第２エッジの少なくとも一方は曲げられていて、前記複数の第１信号導体と前記対応するシールド条片が前記第１絶縁ハウジング内に配置されると、前記中間部分の曲げられたエッジが、前記対応する第１信号導体の方向に向くようになっている、第１電気コネクタと、
第２印刷回路板に接続可能な前記第２電気コネクタであって、
複数の開口部を備えた上面及び複数のスロットを備えた底面を有する基部を有する第２絶縁ハウジングと、
前記第２絶縁ハウジング内に配置されている複数の絶縁柱であって、前記絶縁柱は、前記第１電気コネクタの前記ウェーハに対応する列に配置されており、前記各絶縁柱は、第１側と第２側を有しており、前記絶縁柱は、前記第１及び前記第２電気コネクタが連結されているとき、前記第１電気コネクタの方向に伸張しており、各列が前記スロットの１つに受け入れられるように構成され、各列は当該列を成す絶縁柱が互いに取り付けられている、絶縁柱と、
複数の第２信号導体であって、前記各第２信号導体は、前記第２印刷回路板に接続可能な第１接点端部と、前記第１電気コネクタに連結可能な第２接点端部と、それらの間に、前記第２絶縁ハウジング内に配置されている中間部分と、を有しており、前記第２信号導体は前記絶縁柱の前記第１側に沿って配置されている、第２信号導体と、
複数の接地導体であって、前記各接地導体は、前記第２印刷回路板に接続可能な第１接点端部と、前記第１電気コネクタに連結可能な第２接点端部と、それらの間に、前記第２絶縁ハウジング内に配置されている中間部分と、を有しており、前記接地導体は、前記絶縁柱の前記第２側に沿って配置されていて、前記第２信号導体と前記接地導体が互いに電気的に絶縁されるようになっている、接地導体と、を備えている第２電気コネクタと、を備えている電気コネクタアッセンブリ。
前記シールド条片の前記第１接点端部は少なくとも２つの接点尾部を備えており、前記第１信号導体の前記第１接点端部は１つの接点尾部を備えており、前記シールド条片と前記第１信号導体の前記接点尾部は、前記第１印刷回路板に接続可能に構成されており、
前記接地導体の前記第１接点端部は少なくとも２つの接点尾部を備えており、前記第２信号導体の前記第１接点端部は１つの接点尾部を備えており、前記接地導体と前記第２信号導体の前記接点尾部は、前記第２印刷回路板に接続可能に構成されている、請求項１に記載の電気コネクタアッセンブリ。
前記第１電気コネクタの各ウェーハは、更に、複数の第３信号導体を有しており、前記各第３信号導体は、第１接点端部と、第２接点端部と、それらの間に、前記第１絶縁ハウジング内に配置されている中間部分と、を有しており、前記第１信号導体と前記第３信号導体は、異なる対の信号を形成するため前記第１絶縁ハウジング内に配置されており、
前記第２電気コネクタは、更に、複数の第４信号導体を有しており、前記各第４信号導体は、第１接点端部と、第２接点端部と、それらの間に、前記第２絶縁ハウジング内に配置されている中間部分と、を有しており、前記第２信号導体と前記第４信号導体は、異なる対の信号を形成するため前記第２絶縁ハウジング内に配置されている、請求項１に記載の電気コネクタアッセンブリ。