[發(fā)明專利]直連正交連接系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380064517.0
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN104854761A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 約翰·羅伯特·鄧納姆
• 申請（專利權(quán)）人: 安費諾有限公司
• 主分類號: H01R12/71
• 分類號: H01R12/71
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 朱勝;陳煒

相關(guān)申請和優(yōu)先權(quán)的交叉引用

本申請要求2012年10月10日提交的并且題為“Direct?Connect?Orthogonal?Connection?Systems”的第61/712,139號美國臨時專利申請的優(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。與制造為單個組件的系統(tǒng)相比，在若干印刷電路板(“PCB”)上制造系統(tǒng)通常較容易且較具有成本效益。印刷電路板有時被稱為子板或子卡并且被保持在卡籠中。然后，在子卡之間建立電連接。

用于互連子卡的傳統(tǒng)布置是使用底板。底板是包括信號走線的大型PCB，信號走線對電信號從一個子卡到另一子卡進行布線。底板安裝在卡籠組件的背處，并且子卡從卡籠的前面插入。子卡彼此平行并且與底板成直角。

為了組裝的方便，子卡通常通過可分離連接器連接至底板。通常而言，使用兩片可分離電連接器，其中一個連接器安裝至子卡，同時另一連接器安裝至底板。這些連接器進行配接并且建立大量導(dǎo)電路徑。有時，引導(dǎo)子卡連接器與底板上的配接連接器進行合適對準(zhǔn)的引導(dǎo)銷被附接至底板。

用于互連子卡的另一傳統(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的前面和背面兩者。中板通常安裝在卡籠組件的中心，并且子卡被插入到卡架的前面和背面兩者中。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面和背面兩者插入的子板。

用于互連子卡的進一步的技術(shù)是直接連接正交的子卡而不使用中板。電連接器被用于正交互連子卡，其中每個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)點包括不限于中板電路板的特定設(shè)計的靈活性、因缺少會阻擋氣流的中板而產(chǎn)生的較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)部信號導(dǎo)體和接地導(dǎo)體以互連兩個正交子卡時維持信號完整性。另外，缺少可以針對子卡提供機械對準(zhǔn)的諸如中板或底板的剛性物理支承結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生挑戰(zhàn)。

制造高密度、高速連接器的困難之一是連接器中的電連接器可以如此接近使得在相鄰信號導(dǎo)體之間可能存在電干擾。為了減少干擾，并且另外為了提供期望的電特性，可以在相鄰信號導(dǎo)體之間或周圍放置屏蔽構(gòu)件。防止在一個信號導(dǎo)體上攜載的信號在另一信號導(dǎo)體上產(chǎn)生“串?dāng)_”的屏蔽通常是接地導(dǎo)體。接地導(dǎo)體也影響每個信號導(dǎo)體的阻抗，這會進一步有助于期望的電特性。

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也可以減少串?dāng)_。差分信號被攜載在被稱為“差分對”的導(dǎo)電路徑對上。該導(dǎo)電路徑之間的電壓差表示信號。通常而言，差分對被設(shè)計成具有導(dǎo)電路徑對之間的優(yōu)選耦接。例如，與連接器中的相鄰信號路徑相比，差分對的兩個導(dǎo)電路徑可以被設(shè)置成彼此更接近地延伸。可以在差分對之間使用接地導(dǎo)體形式的屏蔽。

在直連正交配置中維持信號完整性會是特別的挑戰(zhàn)。通常期望的是在整個信號導(dǎo)體的路徑中具有均勻阻抗，這是因為阻抗的突變會改變信號完整性。然而，導(dǎo)電元件例如信號導(dǎo)體和/或接地導(dǎo)體的阻抗會在信號導(dǎo)體與接地導(dǎo)體之間的間距變化附近或者沿信號路徑的其他變化附近改變。在信號導(dǎo)體需要被從一個板到另一正交板進行布線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)生力以從可分離連接器將導(dǎo)電元件壓在一起，以使得在兩個導(dǎo)電元件之間進行可靠的電連接。經(jīng)常地，該力借助連接器之一中的配接部的彈性特征而產(chǎn)生。例如，一個連接器的配接部可以包括被整形為梁的一個或更多個構(gòu)件。當(dāng)連接器被壓在一起時，每個梁被另一連接器中整形為柱、銷或葉片的配接觸頭偏轉(zhuǎn)。當(dāng)梁偏轉(zhuǎn)時由梁所產(chǎn)生的彈性力提供接觸力。

產(chǎn)生機械力的需要對于配接部的形狀提出要求。例如，配接部必須足夠大以產(chǎn)生充足的力來進行可靠的電連接。這些機械要求會排除使用屏蔽，或者會規(guī)定在配接接口附近的導(dǎo)電元件的阻抗改變的位置中使用導(dǎo)電材料。因為阻抗的突變會改變信號導(dǎo)體的信號完整性，所以配接部通常被認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)認識到并且理解可以用于改進直連正交連接器中的信號完整性的技術(shù)。這樣的連接器可以提供改進的高速、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)的連接器中實現(xiàn)，導(dǎo)致經(jīng)濟型連接系統(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、單獨使用或者以任何適合的組合使用。