專利名稱：高速連接器封裝和封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印刷電路板(PCB)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種類型高速連接器封裝和 封裝方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，壓接高速連接器是印刷電路板中經(jīng)常使用的一種連接器，例如HM-ZD線束 連接器(Tyco)。但是，為了高速連接器封裝(footprint)通孔(或者PTH)更好的阻抗連續(xù) 性和散射參數(shù)，需要改善其阻抗連續(xù)性?，F(xiàn)有技術(shù)沒有給出解決方案。原始的HM-ZD線束 高速連接器封裝對(duì)于經(jīng)由對(duì)于A和B微分信號(hào)通孔的設(shè)計(jì)不具有平衡的高速度。連接器的供貨商(Tyco)進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)以確保連接器內(nèi)部良好的阻抗連續(xù)性。 這些設(shè)計(jì)形成了他們的有關(guān)連接器產(chǎn)品的專利。但是連接器供應(yīng)商沒有提供解決方案用于 高速信號(hào)過連接器過孔的信號(hào)阻抗連續(xù)性控制。HM-ZD高速連接器PCB封裝引腳描述如圖 8所示。在圖8中所示HM-S)封裝中，差分信號(hào)孔CD參考到兩行接地孔，差分信號(hào)孔AB參 考到一行接地孔。圖9示出了這種連接器的實(shí)際封裝尺寸圖。該尺寸圖由連接器的供貨商 資料提供。圖10是HM-ZD連接器的外觀圖，可以看到連接器的內(nèi)部設(shè)計(jì)，在AB和⑶差分 針孔的左側(cè)，有靠得比較近的參考地金屬片，而在AB和CD差分針孔的上側(cè)部分的參考金屬 片(和左側(cè)的金屬片是一體)，離AB和CD差分針孔較遠(yuǎn)，所以AB和CD針孔主要都參考到 各自左側(cè)的金屬片，而金屬片對(duì)于差分針孔的兩根針，則表現(xiàn)為平衡結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)形成 了 HM-ZD高速連接器本身的專利。圖11顯示HM-ZD連接器的側(cè)視圖，可以看到將和PCB連 接部分的6行針腳，對(duì)應(yīng)于圖8及圖9的6行針孔。因?yàn)檩^大的阻抗不連續(xù)性將帶來較差的信號(hào)反射，用于實(shí)現(xiàn)高速串行信道的準(zhǔn)則 是保持良好的阻抗連續(xù)性。較差的阻抗連續(xù)性對(duì)于接收眼圖有不利的作用。如果眼圖不滿 足接收要求，設(shè)計(jì)將是失敗的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種阻抗連續(xù)性較好的高速連接器封裝和封裝方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種高速連接器印刷電路板封裝，所述高速連接 器印刷電路板包括至少一對(duì)差分信號(hào)線孔和接地孔，所述接地孔設(shè)置在所述一對(duì)差分信號(hào) 線孔的一側(cè)，其中在所述一對(duì)差分信號(hào)線孔的另一側(cè)設(shè)置附加接地孔，使得所述接地孔與 所述附加接地孔關(guān)于所述一對(duì)差分信號(hào)線孔的中心線軸對(duì)稱。優(yōu)選地，所述接地孔是差分信號(hào)的回流參考孔，與印刷電路板的地平面相連接。優(yōu)選地，所述一對(duì)差分信號(hào)線孔之間的間距與所述一對(duì)差分信號(hào)線孔中的一個(gè)與 所述接地孔之間的間距相等。優(yōu)選地，所述一對(duì)差分信號(hào)線孔中的另一個(gè)與所述附加接地 孔之間的間距與所述一對(duì)差分信號(hào)線孔之間的間距相等。優(yōu)選地，其中所述間距對(duì)于不同 的連接器有不同的值，對(duì)于HM-ZD連接器是1. 5mm。
優(yōu)選地，去除所述高速連接器印刷電路板中未使用的內(nèi)層焊盤。優(yōu)選地，所述高速連接器印刷電路板封裝還包括近似橢圓的反焊盤，其中設(shè)置所 述反焊盤的外邊緣與鉆孔孔壁之間的間距，使得經(jīng)由所述鉆孔形成的差分信號(hào)線的阻抗不 連續(xù)性最小。優(yōu)選地，所述高速連接器是HM-ZD線束連接器。優(yōu)選地，對(duì)于2. 4mm厚的HR408HR 聚酯膠片制成的電路板，所述反焊盤的外邊緣與鉆孔孔壁之間的設(shè)計(jì)間距值為16. 7mil。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提出了一種高速連接器印刷電路板的封裝方 法，所述高速連接器印刷電路板包括至少一對(duì)差分信號(hào)線孔和接地孔，其中將所述接地 孔設(shè)置在所述一對(duì)差分信號(hào)線孔的一側(cè)，在所述一對(duì)差分信號(hào)線孔的另一側(cè)設(shè)置附加接地 孔，使得所述接地孔與所述附加接地孔關(guān)于所述一對(duì)差分信號(hào)線的中心線孔軸對(duì)稱。優(yōu)選地，所述一對(duì)差分信號(hào)線孔之間的間距與所述一對(duì)差分信號(hào)線孔中的一個(gè)與 所述接地孔之間的間距相等。優(yōu)選地，所述高速連接器印刷電路板的封裝方法還包括步驟去除所述高速連接 器印刷電路板中未使用的內(nèi)層焊盤。優(yōu)選地，所述高速連接器印刷電路板的封裝方法還包括提供近似橢圓的反焊盤， 并且設(shè)置所述反焊盤的外邊緣與鉆孔孔壁之間的間距，使得經(jīng)由所述鉆孔形成的差分信號(hào) 線的阻抗連續(xù)性最好。因?yàn)檩^大的阻抗不連續(xù)性將帶來不良的信號(hào)反射，影響接收端信號(hào)的正確接收， 通過根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的封裝和方法可以提高高速串行信道中良好的阻抗連續(xù)性。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的內(nèi)信號(hào)層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的內(nèi)接地層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示出了內(nèi)信號(hào)層的結(jié)構(gòu)示意圖(有出線)；圖4示出了反焊盤參數(shù)的示意圖；圖5示出了在16mil間距情況下封裝通孔的差分阻抗的仿真圖；圖6示出了在17mil間距情況下封裝通孔的差分阻抗的仿真圖；圖7示出了在16. 7mil間距情況下封裝通孔的差分阻抗的仿真圖；圖8示出了現(xiàn)有技術(shù)HM-ZD線束高速連接器封裝信號(hào)引腳的示意圖；圖9示出了現(xiàn)有技術(shù)HM-ZD線束連接器的PCB封裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖10和圖11示出了現(xiàn)有技術(shù)印刷電路板的外觀示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例提供詳細(xì)參考。為解釋本發(fā)明將參考附圖描述下述實(shí)施 例。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的內(nèi)信號(hào)層的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，在根 據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的高速連接器除了包括差分信號(hào)線對(duì)和在所述差分信號(hào)線一側(cè)設(shè)置 的接地通孔之外，還包括在在所述差分信號(hào)線另一側(cè)設(shè)置的附加接地通孔。通過這種對(duì)稱 的接地通孔結(jié)構(gòu)，使得可以向差分信號(hào)線對(duì)提供平衡的接地通孔，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)稱的電流回流結(jié)構(gòu)。如圖1所示，在圖1中，將一行附加接地通孔設(shè)置在A信號(hào)行附近。從A行到附加 接地通孔行的間距是1.5mm。實(shí)際上，所述附加接地通孔與最鄰近信號(hào)線的距離與相鄰差分 信號(hào)線之間的間距相同。同理，該距離也是差分信號(hào)線對(duì)中的另一行信號(hào)線與相鄰的接地 行之間的間距。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的內(nèi)接地層的結(jié)構(gòu)示意圖。與圖1所述的實(shí)施 例相比，本發(fā)明第二實(shí)施例的區(qū)別在于去除了未使用的內(nèi)層焊盤。通過去除未使用的內(nèi)層 焊盤，使得過孔的孔壁的連續(xù)性更好，到參考地過孔的阻抗變異更小。圖3示出了已經(jīng)去除了未使用的內(nèi)層焊盤的電路板示意圖。PCB上的走線通過焊 盤和過孔連接。而未使用的焊盤均已經(jīng)被去除，從而節(jié)省了焊盤空間，同時(shí)也避免了這些未 使用的焊接焊盤對(duì)信號(hào)的影響。由于PCB工藝要求，外層的焊盤必須保留，所以只有內(nèi)層的 未使用焊盤會(huì)被去掉。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的反焊盤結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖4所示，本發(fā)明 提出了一種近似橢圓的反焊盤(anti-pad)來進(jìn)行阻抗控制。所述反焊盤的尺寸由三維電 磁仿真來確定。設(shè)置所述反焊盤的外邊緣與鉆孔孔壁之間的間距，使得經(jīng)由所述鉆孔形成 的差分信號(hào)線的阻抗連續(xù)性最小。在現(xiàn)有的應(yīng)用中，(2.4_電路板厚和!^408皿聚酯膠 片)，在鉆孔孔壁與反焊盤的外邊緣之間保持16. 7mil的間隔可以實(shí)現(xiàn)良好的阻抗連續(xù)性。 其中，這種鉆孔與反焊盤之間的最佳間距是通過三維電磁仿真軟件計(jì)算得來的。圖5示出 了在16mil間距情況下封裝通孔的差分阻抗的仿真圖；圖6示出了在17mil間距情況下封 裝通孔的差分阻抗的仿真圖；圖7示出了在16. 7mil間距情況下封裝通孔的差分阻抗的仿 真圖。在所述仿真過程中，進(jìn)行了從直流到IOGHz的仿真。如圖5-圖7所示，對(duì)于現(xiàn)有的 電路板，反焊盤的外邊緣與鉆孔孔壁之間的間距為16. 7mil時(shí)，高速連接器封裝的差分阻 抗變異幅度最小。其中所述間距對(duì)于阻抗控制起作用。所述阻抗控制的間距值和效果可以 由Ansoft公司SIwave或者HFSS等3維電磁場(chǎng)軟件仿真得到。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)可以為高速信道性能帶來益處。因?yàn)檩^大的阻抗不連續(xù)性將帶 來較差的信號(hào)反射，用于實(shí)現(xiàn)高速串行信道的準(zhǔn)則是保持良好的阻抗連續(xù)性。較差的阻抗 連續(xù)性對(duì)于接收眼圖有不利的作用。如果眼圖不滿足接收要求，設(shè)計(jì)將是失敗的。而根據(jù) 本發(fā)明實(shí)施例的封裝，可以提供均衡的接地孔，進(jìn)而提供平衡的回流通路，從而實(shí)現(xiàn)最好的 阻抗連續(xù)性，即最小的阻抗變化。
權(quán)利要求
1.一種高速連接器印刷電路板封裝，所述高速連接器印刷電路板包括至少一對(duì)差分信 號(hào)線孔和接地孔，所述接地孔設(shè)置在所述一對(duì)差分信號(hào)線孔的一側(cè)，其中在所述一對(duì)差分 信號(hào)線孔的另一側(cè)設(shè)置附加接地孔，使得所述接地孔與所述附加接地孔關(guān)于所述一對(duì)差分 信號(hào)線孔的中心線軸對(duì)稱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速連接器印刷電路板封裝，其中所述接地孔是差分信號(hào)的 回流參考孔，與印刷電路板的地平面相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速連接器印刷電路板封裝，其中所述一對(duì)差分信號(hào)線孔之 間的間距與所述一對(duì)差分信號(hào)線孔中的一個(gè)與所述接地孔之間的間距相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速連接器印刷電路板封裝，其中所述一對(duì)差分信號(hào)線孔中 的另一個(gè)與所述附加接地孔之間的間距與所述一對(duì)差分信號(hào)線孔之間的間距相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4中任一項(xiàng)所述的高速連接器印刷電路板封裝，其中所述間距對(duì) 于不同的連接器有不同的值，對(duì)于HM-ZD連接器是1.5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速連接器印刷電路板封裝，其中去除所述高速連接器印刷 電路板中未使用的內(nèi)層焊盤。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速連接器印刷電路板封裝，還包括近似橢圓的反焊盤，其 中設(shè)置所述反焊盤的外邊緣與鉆孔孔壁之間的間距，使得經(jīng)由所述鉆孔形成的差分信號(hào)線 的阻抗不連續(xù)性最小。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高速連接器印刷電路板封裝，其中所述高速連接器是HM-ZD 線束連接器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高速連接器印刷電路板封裝，其中對(duì)于2.4mm厚的HR408HR 聚酯膠片制成的電路板，所述反焊盤的外邊緣與鉆孔孔壁之間的設(shè)計(jì)間距值為16. 7mil。
10.一種高速連接器印刷電路板的封裝方法，所述高速連接器印刷電路板包括至少一 對(duì)差分信號(hào)線孔和接地孔，其中將所述接地孔設(shè)置在所述一對(duì)差分信號(hào)線孔的一側(cè)，在所述一對(duì)差分信號(hào)線孔的另一 側(cè)設(shè)置附加接地孔，使得所述接地孔與所述附加接地孔關(guān)于所述一對(duì)差分信號(hào)線的中心線 孔軸對(duì)稱。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高速連接器印刷電路板的封裝方法，其中所述一對(duì)差分信 號(hào)線孔之間的間距與所述一對(duì)差分信號(hào)線孔中的一個(gè)與所述接地孔之間的間距相等。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高速連接器印刷電路板的封裝方法，還包括步驟去除所述高速連接器印刷電路板中未使用的內(nèi)層焊盤。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高速連接器印刷電路板的封裝方法，還包括提供近似橢圓 的反焊盤，并且設(shè)置所述反焊盤的外邊緣與鉆孔孔壁之間的間距，使得經(jīng)由所述鉆孔形成 的差分信號(hào)線的阻抗連續(xù)性最好。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速連接器印刷電路板封裝和封裝方法。所述封裝包括至少一對(duì)差分信號(hào)線孔和接地孔，所述接地孔設(shè)置在所述差分信號(hào)線孔的一側(cè)，其中在所述差分信號(hào)線孔的另一側(cè)設(shè)置附加接地孔，使得所述接地孔與所述附加接地孔關(guān)于所述差分信號(hào)線孔軸對(duì)稱。通過根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的封裝和封裝方法，使得高速連接器封裝的阻抗連續(xù)性最好。
文檔編號(hào)H01R12/51GK102110920SQ200910201000
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者喻駿 申請(qǐng)人:上海貝爾股份有限公司