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TWI593195B - 插座連接器組件 - Google Patents

插座連接器組件 Download PDF

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TWI593195B
TWI593195B TW101100910A TW101100910A TWI593195B TW I593195 B TWI593195 B TW I593195B TW 101100910 A TW101100910 A TW 101100910A TW 101100910 A TW101100910 A TW 101100910A TW I593195 B TWI593195 B TW I593195B
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TW
Taiwan
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contact
conductive
conductive gasket
signal contacts
assembly
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Application number
TW101100910A
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English (en)
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TW201232966A (en
Inventor
韋恩 山姆 戴維斯
羅伯特 奈爾 懷特曼二世
提摩西Ｒ 密尼客
Original Assignee
太谷電子公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 太谷電子公司 filed Critical 太谷電子公司
Publication of TW201232966A publication Critical patent/TW201232966A/zh
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    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/71—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Description

插座連接器組件
本發明係與用於互連電路板之電氣連接器組件有關。
有些電氣系統利用電氣連接器來互連兩個電路板，例如一母板與子卡。在某些系統中，為了使電氣連接器電氣連接，一中間平面電路板係於該中間平面電路板的相對前與後側部上設有前與後插頭連接器。其他系統係不使用中間平面電路板，而是藉由使電氣連接器直接連接於該等電路板上來電氣連接電路板。
然而，當速度與性能需求增加時，習知電氣連接器即不敷使用。在習知電氣系統中，訊號損失及/或訊號衰減是一個問題。此外，需要增加電氣連接器中的接點密度，以增加電氣系統的處理量，而不明顯增加電氣連接器的大小；且在某些情況下，則需減小電氣連接器的尺寸。這種密度的增加及/或尺寸的減小會對性能帶來其他負擔。
為了解決性能問題，某些習知系統係利用屏蔽來降低電氣連接器接點之間的干擾。然而，習知系統中所使用之屏蔽並非沒有缺點。舉例而言，在電氣連接器的匹配介面處使兩電氣連接器的接地構件電氣連接是有困難的，且其因在介面處之未適當屏蔽而具有一訊號衰減區。舉例而言，某些習知系統在連接在一起的兩電氣連 接器上都包含接地接點，以電氣連接電氣連接器的接地電路；在接地接點之間的連接一般係具有接地接點之端部，其覆蓋一段距離，藉此產生殘電(electrical stub)，其對系統的電氣性能有負面影響。
需要一種可提供有效屏蔽以符合特定性能需求之電氣連接器組件。
根據本發明，一種插座連接器組件係包含一前殼體與耦接至該前殼體之一接點模組，該前殼體具有一訊號接點開口與一接地接點開口，該等接點模組具有容置在對應訊號接點開口中之複數個訊號接點，該等訊號接點係配置以匹配於一插頭組件的對應訊號接點。該等接點模組係各具有一屏蔽本體，其為該等訊號接點提供電氣屏蔽，該等屏蔽本體各具有一匹配介面。一傳導墊圈位於該前殼體與該等接點模組之至少其一之間，該傳導墊圈係接合該至少一接點模組的該屏蔽本體之該匹配介面，該傳導墊圈係配置以於該至少一接點模組與該插頭組件的一接地接點之間提供一接地路徑，其係配置以延伸通過該接地接點開口以直接接合該傳導墊圈。
第一圖為一連接器系統100之示例具體實施例的立體圖，其說明了直接匹配在一起的一插座組件102與一插頭組件104。插座組件102及/或插頭組件104在下文 中係個別稱為一「連接器組件」或統稱為「連接器組件」。插座與插頭組件102、104係各電氣連接至個別的電路板106、108。插座與插頭組件102、104係用以使電路板106、108彼此連接於一可分離之匹配介面處。在一示例具體實施例中，當插座與插頭組件102、104匹配時，電路板106、108之方向係彼此垂直。在其他具體實施例中，電路板106、108之其他方向亦屬可行。
一匹配軸110係延伸通過插座與插頭組件102、104，插座與插頭組件102、104係以平行於匹配軸110之方向而沿其匹配在一起。
插座組件102包含一前殼體120，其固持複數個接點模組122。可設置任何數量的接點模組122以增加插座組件102的密度。接點模組122各包含複數個插座訊號接點124(示於第二圖)，其係容置在前殼體120中以匹配於插頭組件104。在一示例具體實施例中，各接點模組122具有一屏蔽本體126，以為插座訊號接點124提供電氣屏蔽。在一示例具體實施例中，屏蔽本體126係電氣連接至插頭組件104及/或電路板106。舉例而言，屏蔽本體126係藉由插座組件102所固持的傳導墊圈200而電氣連接至插頭組件104。屏蔽本體126係藉由一類似墊圈或其他方式(例如接地接腳)而電氣連接至電路板106。
插座組件102包含一匹配端部128與一固定端部130，插座訊號接點124係容置在前殼體120中，且以匹配端部128固持於其中而匹配至插頭組件104。插座 訊號接點124係排列為具有列與行之矩陣。在列與行中可設置任何數量的插座訊號接點124。插座訊號接點124也延伸至固定端部130以固定至電路板106。視需要者，固定端部130係實質上垂直於匹配端部128。
前殼體120在匹配端部128處係包含複數個訊號接點開口132與複數個接地接點開口134，插座訊號接點124係容置在對應的訊號接點開口132中。視需要者，一單一插座訊號接點124係容置在各訊號接點開口132中。當插座與插頭組件102、104匹配時，訊號接點開口132中也可容置對應的插頭訊號接點144。當插座與插頭組件102、104匹配時，接地接點開口134中係容置插頭接地接點146。當插座與插頭組件102、104為匹配以使插頭接地接點146電氣連接至對應接點模組122的屏蔽本體126時，插頭接地接點146係接合傳導墊圈200。
前殼體120係由介電材料(例如塑膠材料)並提供訊號接點開口132與接地接點開口134間之隔離。前殼體120使插座訊號接點124和插頭訊號接點144自插頭接地接點146隔離。前殼體120係使每一組插座與插頭訊號接點124、144與其他組插座與插頭訊號接點124、144隔離。
插頭組件104包含一插頭殼體138，其具有定義一腔部142之壁部140。插頭組件104具有一匹配端部150以及固定至電路板108之一固定端部152。視需要者，固定端部152係實質上平行於匹配端部150。插座組件 102係經由匹配端部150而容置在腔部142中。前殼體120接合壁部140以使插座組件102固持於腔部142中。插頭訊號接點144與插頭接地接點146係從一基部壁部148延伸至腔部142中。插頭訊號接點144與插頭接地接點146係延伸通過基部壁部148，且固定至電路板108。
在一示例具體實施例中，插頭訊號接點144係排列為差動對。插頭接地接點146係位於差動對之間，以提供相鄰差動對間之電氣屏蔽。在所述具體實施例中，插頭接地接點146係C字型，且於該對插頭訊號接點144的三個側部上提供屏蔽。與另一對插頭訊號接點144相關之插頭接地接點146係沿著其第四側部提供屏蔽，使得每一對訊號接點144係自同行與同列中的相鄰對屏蔽。在其他具體實施例中，插頭接地接點146之其他型態或形狀亦屬可行，例如L型接地接點、平坦或平面接點、個別接腳型接點、彈簧樑型接點等。在其他替代具體實施例中，插頭殼體138的壁部係位於成對的訊號接點144之間，其中該等壁部係具傳導性並提供電氣屏蔽。在其他替代具體實施例中，插頭接地接點146係對個別訊號接點144、或具有兩個以上訊號接點144之接點組提供屏蔽。
插頭接地接點146係延伸至邊緣154。當插頭接地接點146容置在接地接點開口134中時，邊緣154係接合傳導墊圈200以電氣連接插頭接地接點146與屏蔽本體126。
第二圖為其中一個接點模組122的分解圖，其繪示了用於固定至接點模組122的其中一個傳導墊圈200。
傳導墊圈200於接點模組122的屏蔽本體126與插頭接地接點146(示於第一圖)之間定義了一接地路徑。舉例而言，傳導墊圈200係接合且電氣連接至屏蔽本體126。
屏蔽本體126在接點模組122的前部處係包含一大致平面之匹配介面202。傳導墊圈200係鎖固至匹配介面202，例如利用傳導性黏著劑、傳導性環氧樹脂、鎖固特徵部(如垂片或閂鎖)等。或者是，傳導墊圈200係停置於匹配介面202上，且位於屏蔽本體126與前殼體120之間。
傳導墊圈200包含一平面本體，其具有一第一側部204與一第二側部206。傳導墊圈200係由一可壓縮材料製成，其可於插頭組件104匹配於插座組件102時受壓縮。舉例而言，傳導墊圈200係一彈性體片材，其可受壓縮以於屏蔽本體126及插頭接地接點146間定義一可壓縮介面。彈性體片材具傳導性，以於第一和第二側部204、206之間定義一傳導路徑。傳導墊圈200可由一彈性塑膠或橡膠材料製成，其具有傳導性充填材、傳導性鍍層、傳導性塗層等。或者是，傳導墊圈200可由一傳導性纖維所製成，例如編織網材。在其他替代具體實施例中，傳導墊圈200可由一金屬平板、金屬條片、或金屬模具或底模所製成。在這些具體實施例中，傳導墊圈200係包含可壓縮元件，例如彈簧指部，以確保傳 導墊圈200與屏蔽本體126及/或插頭接地接點146之間的接觸。或者是，不同於平面狀，傳導墊圈200可具有其他形狀，例如階梯狀介面，以用於非平面屏蔽本體126。
傳導墊圈200包含複數個開口208，其延伸通過垂直框件210與水平框件212所定義之複數個開口208。在所述具體實施例中，開口208係對齊於單一行中以用於一接點模組122。在替代具體實施例中，傳導墊圈200可包含多行，以用於多個接點模組122。在其他替代具體實施例中，傳導墊圈200係包含一單一開口，例如延伸於一對訊號接點124周圍之一開口或延伸於多對訊號接點124周圍之一開口。
第三圖為其中一個接點模組122的分解圖。接點模組122包含一支架214，其具有耦接在一起而形成支架214之一第一支架構件216與一第二支架構件218。支架構件216、218係由一傳導性材料製成。舉例而言，支架構件216、218係由一金屬材料鑄模而成。或者是，支架構件216、218係經壓鑄成形或由已經金屬化或塗覆有金屬層之一塑膠材料所製成。由於支架構件216、218係由傳導性材料製成，支架構件216、218係為插座組件102提供電氣屏蔽。當支架構件216、218耦接在一起時，支架構件216、218係定義了插座組件102的至少一部分屏蔽本體126。
支架構件216、218包含垂片220，其從其一側壁部222向內延伸。垂片220定義了其間之通道224。垂片 220與通道224係延伸於支架構件216、218的匹配介面226與固定介面228之間。匹配介面226係定義了屏蔽本體126(示於第一圖)的匹配介面202(示於第一圖)之部分。
接點模組122包含一對介電框部240、242，其圍繞插座訊號接點124。在一示例具體實施例中，插座訊號接點124初始係固持在一起成為一導線框(未示)，其係以介電材料覆模而成而形成介電框部240、242。也可使用覆模導線框以外之其他製造程序來形成接點模組122，例如將插座訊號接點124裝載至一成形之介電本體中。
介電框部240包含一前壁部244與一下壁部246。介電框部240包含複數個框部構件248。框部構件248固持插座訊號接點124。舉例而言，一不同插座訊號接點124係沿著一對應框部構件248與其內部而延伸。框部構件248封閉了插座訊號接點124。
插座訊號接點124具有自前壁部244延伸之匹配部分250以及自下壁部246延伸之接點尾部252。在其他具體實施例中，其他型態也是可行的。匹配部分250與接點尾部252係插座訊號接點124中自介電框部240延伸的部分。在一示例具體實施例中，匹配部分250一般係相對於接點尾部252垂直延伸。插座訊號接點124的內部部分或裝入部分係於介電框部240內轉換於匹配部分250與接點尾部252之間。在其他具體實施例中，匹配部分250與接點尾部252並非垂直；舉例而言，匹配 部分250係平行於接點尾部252。視需要者，匹配部分250可軸向對齊於接點尾部252。框部構件248為長形且一般係依循接點尾部252與匹配部分250之間的插座訊號接點124之路徑。
介電框部240包含了延伸通過框部構件248間之介電框部240的複數個窗部254。窗部254係使框部構件248彼此分隔。在一示例具體實施例中，窗部254係整個延伸通過介電框部240。窗部254係於介電框部240之內部、且位於固持在框部構件248中的相鄰插座訊號接點124之間。窗部254係沿著接點尾部252與匹配部分254之間的插座訊號接點124延伸。視需要者，窗部254係沿著各插座訊號接點124之長度的一主要部分(在對應的接點尾部252與匹配部分250之間所測得者)延伸。
在組裝期間，介電框部240、242與對應的插座訊號接點124係分別耦接至支架構件216、218。框部構件248係容置在對應的通道224中。垂片220係容置在對應的窗部254中，使得垂片220係位於相鄰的插座訊號接點124之間。支架構件216、218於個別插座訊號接點124之間及周圍提供電氣屏蔽。支架構件216、218提供電磁干擾(EMI,electromagnetic interference)及/或射頻干擾(RFI,radio frequency interference)之屏蔽。支架構件216、218也可提供其他類型干擾之屏蔽。支架構件216、218係利用垂片220而在框部240的外部周圍提供屏蔽，並因而在所有插座訊號接點124外部周圍以 及在插座訊號接點124之間提供屏蔽，以控制電氣特性，例如插座訊號接點124的阻抗控制、串擾控制等。
第四圖為插座組件102的前視立體圖，其具有用於裝載至前殼體120中之接點模組122。傳導墊圈200係耦接至接點模組122所定義之屏蔽本體126。傳導墊圈200係配置以由插頭接地接點146(示於第一圖)接合並對其電氣連接。傳導墊圈200定義了插頭接地接點146與屏蔽本體126間之一電氣路徑。
在一示例具體實施例中，支架214定義至少部分之屏蔽本體126。支架214係由傳導性材料製成，且於插座訊號接點124周圍提供電氣屏蔽。支架214係配置以利用耦接至對應支架214的接地屏蔽件260而電氣連接至電路板106(示於第一圖)之一接地平面。接地屏蔽件260係金屬平板，其接合且電氣連接至支架214。接地屏蔽件260包含自其延伸之接地接腳262，其係配置以容置在電路板106的鍍置接地貫孔中。接地屏蔽件260形成屏蔽本體126之部件。
在一替代具體實施例中，不同於使用接地屏蔽件260，支架214係藉由其他方式電氣連接至電路板106的接地平面。舉例而言，另一傳導墊圈係位於支架214與電路板106之間，以於其間產生一傳導路徑。
在另一替代具體實施例中，不同於以支架214定義屏蔽本體之部件，接地屏蔽件260即定義了屏蔽本體。支架214係非傳導性，例如固持接地屏蔽件260之塑膠部件。接地屏蔽件260係於一端部處接合傳導墊圈200、 而於另一端部處接合電路板106，以於傳導墊圈200和電路板106之間定義一傳導路徑。
在所述之具體實施例中，各接點模組122具有對其耦接之一分離傳導墊圈200。或者是，可使單一傳導墊圈耦接至所有的接點模組122。在其他替代具體實施例中，傳導墊圈200係耦接至前殼體120、而非耦接至接點模組122。
在組裝期間，接點模組122係裝載至前殼體120中，使得傳導墊圈200係位於前殼體120的一後端部270以及屏蔽本體126的匹配介面202之間。匹配部分250係從支架214向前延伸，並裝載至訊號接點開口132中。匹配部分250係延伸通過傳導墊圈200中的對應開口208。
第五圖與第六圖分別為連接器系統100的一部分之垂直與水平截面圖，其繪示了匹配於插頭組件104之插座組件102。傳導墊圈200係位於接點模組122的前殼體120與屏蔽本體126之間。傳導墊圈200的第一側部204係接合屏蔽本體126。
插座訊號接點124與插頭訊號接點144係延伸至前殼體120的訊號接點開口132中，且於訊號接點開口132內彼此匹配。插頭接地接點146延伸通過前殼體120的接地接點開口134，因此邊緣154係接合傳導墊圈200的第二側部206。藉由使邊緣154接合傳導墊圈200，即可在插頭接地接點146的最前方點形成傳導接地路徑時消除殘電。並無彈簧樑或其他接地元件(例如從接地屏 蔽260)沿著插頭接地接點146的表面延伸，即如同傳統的連接器系統。在插頭接地接點146與傳導墊圈200之間的介面以及在傳導墊圈200與屏蔽本體126之間的介面係提供一直線接地連接，並消除電氣接地殘電。除此之外，如第五圖與第六圖所示，C字型插頭接地接點146係沿著C字型插頭接地接點146的頂部(在A處)以及沿著兩側(在B與C處)完全接合傳導墊圈200。
傳導墊圈200在插頭接地接點146與屏蔽本體126間係至少部分受壓縮，以確保對插頭接地接點146與屏蔽本體126兩者之電氣連接。視需要者，接地屏蔽件260的一前邊緣280係接合傳導墊圈200的第一側部204，以直接連接接地屏蔽件與傳導墊圈200。舉例而言，前邊緣280係延伸至或超過支架構件216、218(示於第三圖)之匹配介面226，以接合傳導墊圈200。
第七圖說明根據一示例具體實施例而形成之一替代插座組件302。插座組件302係類似於插座組件102(示於第一圖)，然插座組件302並不包含與一電路板(未示)產生電氣連接之接地屏蔽件。反而是，插座組件302包含接點模組304，其具有定義了屏蔽本體308之傳導支架306。屏蔽本體308在接點模組304之底部處具有固定介面310。一傳導墊圈312係配置以連接至接點模組304與電路板之間的固定介面310。傳導墊圈312定義了接點模組304與電路板之一接地平面間的傳導路徑。傳導墊圈200係用於前殼體120與接點模組304之間。
在另一替代具體實施例中，插座組件具有不同類型 的匹配介面，其中傳導墊圈係設於匹配介面處，以產生通過插座組件之接地路徑。舉例而言，插座組件可為一卡緣連接器，其具有一狹槽以容置電路板之邊緣。傳導墊圈係由插座組件所固持，且接合插入插座組件之電路板上的接地墊。傳導墊圈也可使用於其他類型的連接器上，以形成連接器與另一構件(可為另一連接器、電路板或另一電子構件或裝置)間之傳導路徑。
第八圖為根據一示例具體實施例而形成之另一插頭組件404的前視立體圖。插頭組件404係類似於插頭組件104(示於第一圖)，然插頭組件係包含L型插頭接地接點406，而非C字型插頭接地接點146(示於第一圖)。在其他具體實施例中也可使用其他形狀的插頭接地接點。插頭接地接點406具有前邊緣408，其係配置以接合一對應插座組件(未示)所固持之一傳導墊圈(未示)。
100‧‧‧連接器系統
102‧‧‧插座組件
104‧‧‧插頭組件
106‧‧‧電路板
108‧‧‧電路板
110‧‧‧匹配軸
120‧‧‧前殼體
122‧‧‧接點模組
124‧‧‧接點
126‧‧‧屏蔽本體
128‧‧‧匹配端部
130‧‧‧固定端部
132‧‧‧開口
134‧‧‧開口
138‧‧‧插頭殼體
140‧‧‧壁部
142‧‧‧腔部
144‧‧‧接點
146‧‧‧接點
148‧‧‧基部壁部
150‧‧‧匹配端部
152‧‧‧固定端部
154‧‧‧邊緣
200‧‧‧傳導墊圈
202‧‧‧介面
204‧‧‧側部
206‧‧‧側部
208‧‧‧開口
210‧‧‧框件
212‧‧‧框件
214‧‧‧支架
216‧‧‧支架構件
218‧‧‧支架構件
220‧‧‧垂片
222‧‧‧側壁部
224‧‧‧通道
226‧‧‧匹配介面
228‧‧‧固定介面
240‧‧‧框部
242‧‧‧框部
244‧‧‧前壁部
246‧‧‧下壁部
248‧‧‧框部構件
250‧‧‧匹配部分
252‧‧‧接點尾部
254‧‧‧窗部
260‧‧‧接地屏蔽件
262‧‧‧接腳
270‧‧‧後端部
280‧‧‧前邊緣
302‧‧‧插座組件
304‧‧‧接點模組
306‧‧‧支架
308‧‧‧屏蔽本體
310‧‧‧固定介面
312‧‧‧傳導墊圈
404‧‧‧插頭組件
406‧‧‧接點
408‧‧‧前邊緣
第一圖為一連接器系統之示例具體實施例的立體圖，其說明了一插頭組件與一插座組件。
第二圖為插座組件之一接點模組的分解圖，其繪示了用於固定至接點模組之一傳導墊圈。
第三圖為一接點模組的分解圖。
第四圖為插座組件之前視立體圖，其接點模組係用於裝載至插座組件的一前殼體中。
第五圖與第六圖為連接器系統的一部分之截面圖，其繪示了與插頭組件匹配之插座組件。
第七圖說明根據一示例具體實施例而形成之另一插座組件。
第八圖為根據一示例具體實施例而形成之另一插頭組件的前視立體圖。
100‧‧‧連接器系統
102‧‧‧插座組件
104‧‧‧插頭組件
106‧‧‧電路板
108‧‧‧電路板
110‧‧‧匹配軸
120‧‧‧前殼體
122‧‧‧接點模組
126‧‧‧屏蔽本體
128‧‧‧匹配端部
130‧‧‧固定端部
132‧‧‧開口
134‧‧‧開口
138‧‧‧插頭殼體
140‧‧‧壁部
142‧‧‧腔部
144‧‧‧接點
146‧‧‧接點
148‧‧‧基部壁部
150‧‧‧匹配端部
152‧‧‧固定端部
154‧‧‧邊緣
200‧‧‧傳導墊圈

Claims (8)

  1. 一種插座連接器組件，其包含一前殼體與耦接至該前殼體之接點模組，該前殼體具有訊號接點開口與接地接點開口，該等接點模組具有容置在對應訊號接點開口中之複數個訊號接點，該等訊號接點係配置以匹配於一插頭組件的對應訊號接點，其特徵在於：該等接點模組係各具有一屏蔽本體，其為該等訊號接點提供電氣屏蔽，該等屏蔽本體各具有一匹配介面、位於該前殼體與該等接點模組之至少其一之間的一傳導墊圈，該傳導墊圈係接合該至少一接點模組的該屏蔽本體之該匹配介面，該傳導墊圈係配置以於該至少一接點模組與該插頭組件的一接地接點之間提供一接地路徑，其係配置以延伸通過該接地接點開口以直接接合該傳導墊圈。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之插座連接器組件，其中該傳導墊圈係平面，其具有一第一側部與一第二側部，該第一側部係接合該至少一接點模組的該匹配介面，該第二側部係配置以接合該插頭組件的該接地接點。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之插座連接器組件，其中該傳導墊圈在該至少一接點模組與該插頭組件的該接地接點之間係可壓縮。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之插座連接器組件，其中該傳導墊圈係鎖固地固持在該前殼體與該至少一接點模組的該匹配介面之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之插座連接器組件，其中該等接點模組係固持該等訊號接點為一差動對，該傳導墊圈具有一開口，其中該等訊號接點之該等差動對係容置在該傳導墊圈的對應開口中。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之插座連接器組件，其中該等接點模組包含一傳導支架，其係固持該等介電框部，該等介電框部係固持該等訊號接點，該等傳導支架係定義該屏蔽本體並提供該等訊號接點周圍之屏蔽，該等傳導支架之一前端部係定義該匹配介面並接合該傳導墊圈。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之插座連接器組件，其中在該等接點模組裝載至該前殼體之前，該傳導墊圈係裝設至該前殼體或該至少一接點模組之其中之一。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之插座連接器組件，其中該插座組件包含複數個傳導墊圈，其各裝設至一對應接點模組。
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