[發(fā)明專利]直連正交連接系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380062622.0
• 申請(qǐng)日: 2013-10-09
• 公開（公告）號(hào): CN104823330A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約翰·羅伯特·鄧納姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安費(fèi)諾有限公司
• 主分類號(hào): H01R12/71
• 分類號(hào): H01R12/71
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;李春暉

相關(guān)申請(qǐng)和優(yōu)先權(quán)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2012年10月10日提交的標(biāo)題為“Direct?Connect?Orthogonal?Connection?Systems”的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/712,141號(hào)的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容總體上涉及電互連系統(tǒng)，更具體地，涉及高速電連接器。

背景技術(shù)

電連接器用在許多電子系統(tǒng)中。在若干印刷電路板(“PCB”)上制造系統(tǒng)通常比將系統(tǒng)作為單個(gè)組件來制造更容易且更具成本效益。印刷電路板有時(shí)被稱為子板或子卡并且被保持在插件架中。然后，在子卡之間建立電連接。

用于將子卡互連的傳統(tǒng)布置是使用底板。底板是包括信號(hào)走線的大型PCB，信號(hào)走線將電信號(hào)從一個(gè)子卡按路線發(fā)送至另一子卡。底板安裝在插件架組件的后部，并且子卡從插件架的前部插入。子卡彼此平行并且與底板成直角。

為了易于組裝，子卡通常通過可分離連接器連接至底板。通常，使用兩片可分離電連接器，其中一個(gè)連接器安裝至子卡，而另一個(gè)連接器安裝至底板。這些連接器相配接并且建立大量導(dǎo)電路徑。有時(shí)，引導(dǎo)子卡連接器與底板上的配接連接器正確對(duì)準(zhǔn)的導(dǎo)銷附接至底板。

用于將子卡互連的另一傳統(tǒng)方法使用中板。在中板配置中，子卡連接至被稱為中板的大型PCB的前部和背部。中板通常安裝在插件架組件的中心，并且子卡插入卡架的前部和背部中。中板非常類似于底板，但是中板在兩側(cè)上具有連接器以連接至從組件的前部和背部插入的子板。

用于將子卡互連的另一技術(shù)是直接連接正交的子卡而不使用中板。電連接器用于使子卡正交互連，其中每個(gè)子卡具有與另一子卡的連接器配接的連接器。

使用直連正交配置的優(yōu)點(diǎn)包括不受限于中板電路板的特定設(shè)計(jì)的靈活性、由于不存在會(huì)阻擋氣流的中板而產(chǎn)生的更好的冷卻以及還有降低的成本。然而，使用直連正交配置也產(chǎn)生了一些挑戰(zhàn)，包括當(dāng)扭轉(zhuǎn)內(nèi)部信號(hào)導(dǎo)體和接地導(dǎo)體以將兩個(gè)正交子卡互連時(shí)維持信號(hào)完整性。另外，缺少可以為子卡提供機(jī)械對(duì)準(zhǔn)的諸如中板或底板的剛性物理支承結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生挑戰(zhàn)。

在制造高密度、高速連接器的過程中的困難之一是連接器中的導(dǎo)電體可以如此接近以至于在相鄰信號(hào)導(dǎo)體之間可能存在電干擾。為了減少干擾，或者為了提供期望的電特性，可以在相鄰信號(hào)導(dǎo)體之間或周圍放置屏蔽構(gòu)件。屏蔽物通常是接地導(dǎo)體，其防止在一個(gè)信號(hào)導(dǎo)體上攜帶的信號(hào)在另一信號(hào)導(dǎo)體上產(chǎn)生“串?dāng)_”。接地導(dǎo)體也影響每個(gè)信號(hào)導(dǎo)體的阻抗，這會(huì)進(jìn)一步促成期望的電特性。

可以使用其他技術(shù)以控制連接器的性能。以差分方式傳輸信號(hào)也可以減少串?dāng)_。在稱為“差分對(duì)”的導(dǎo)電路徑對(duì)上攜帶差分信號(hào)。該導(dǎo)電路徑之間的電壓差表示信號(hào)。通常而言，差分對(duì)被設(shè)計(jì)成具有在這對(duì)導(dǎo)電路徑之間的優(yōu)選耦接。例如，與連接器中的相鄰信號(hào)路徑相比，差分對(duì)的兩個(gè)導(dǎo)電路徑可以被布置成彼此更接近地延伸。在差分對(duì)之間可以使用接地導(dǎo)體形式的屏蔽。

在直連正交配置中維持信號(hào)完整性會(huì)是特別的挑戰(zhàn)。通常期望的是在整個(gè)信號(hào)導(dǎo)體的路徑中具有一致的阻抗，這是因?yàn)樽杩沟耐蛔儠?huì)改變信號(hào)完整性。然而，在信號(hào)導(dǎo)體與接地導(dǎo)體之間的間距變化的附近或者沿信號(hào)路徑的其他變化的附近，導(dǎo)電元件例如信號(hào)導(dǎo)體和/或接地導(dǎo)體的阻抗會(huì)改變。在其中信號(hào)導(dǎo)體需要從一個(gè)板路由至另一個(gè)正交板的直連正交連接器中，這樣的變化難以避免。

此外，在配接接口處，必須產(chǎn)生力以將來自可分離連接器的導(dǎo)電元件壓在一起，使得在兩個(gè)導(dǎo)電元件之間進(jìn)行可靠的電連接。經(jīng)常地，該力由連接器中的一個(gè)連接器中的配接部的彈性特征產(chǎn)生。例如，一個(gè)連接器的配接部可以包括形狀如梁(beam)的一個(gè)或更多個(gè)構(gòu)件。當(dāng)連接器被壓在一起時(shí)，每個(gè)梁被另一連接器中形狀如柱、銷或葉片(blade)的配接觸頭偏轉(zhuǎn)。當(dāng)梁被偏轉(zhuǎn)時(shí)由梁所產(chǎn)生的彈性力提供接觸力。

產(chǎn)生機(jī)械力的需要對(duì)配接部的形狀提出要求。例如，配接部必須足夠大以產(chǎn)生進(jìn)行可靠的電連接的充足的力。這些機(jī)械要求會(huì)妨礙使用屏蔽，或者會(huì)指示在配接接口附近在導(dǎo)電元件的阻抗改變的位置中使用導(dǎo)電材料。因?yàn)樽杩沟耐蛔儠?huì)改變信號(hào)導(dǎo)體的信號(hào)完整性，所以配接部通常被認(rèn)為是連接器的噪聲較大的部分。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到并且理解可以用于改進(jìn)直連正交連接器中的信號(hào)完整性的技術(shù)。這樣的連接器可以提供改進(jìn)的高速、高密度直連正交互連系統(tǒng)。這些技術(shù)可以在使用批量制造技術(shù)的連接器中實(shí)現(xiàn)，帶來經(jīng)濟(jì)型連接系統(tǒng)。這些技術(shù)可以在用于直連正交互連的連接器或其他連接器中一起使用、單獨(dú)使用或者以任何適合的組合使用。