專利名稱：用于電連接器的寬邊耦合信號對配置的制作方法
用于電連接器的寬邊耦合信號對配置本申請是申請日為2007年10月沈日，名稱為“用于電連接器的寬邊耦合信號對 配置”，申請?zhí)枮?00780040601. 3的發(fā)明專利申請的分案申請。
背景技術：
電連接器可以在使用信號觸頭的電子設備之間提供信號連接。電連接器可以包括 引線框組件，引線框組件具有電介質(zhì)引線框外殼和多個從其延伸穿過的電觸頭。典型地，引 線框組件中的電觸頭布置成線陣，該線陣沿引線框組件伸展的方向延伸。觸頭可以沿線陣 延伸的方向成窄邊對窄邊布置。一個或多個引線框組件中的電觸頭可以形成差分信號對。 差分信號對可以由兩個攜帶差分信號的觸頭組成。差分信號的值或幅度可以是每個觸頭上 的各自的電壓之間的差。形成對的觸頭可以是寬邊耦合(即，布置成一個觸頭的寬邊正對 著與它成對的另一個觸頭的寬邊)。作為控制(例如，最小化或消除)形成差分信號對的觸 頭間的扭曲(skew)的機制，寬邊或微帶耦合經(jīng)常是期望的。當設計印刷電路板(PCB)時，電路設計者典型地為形成差分信號對的PCB上的跡 線建立期望的差分阻抗。從而，通常期望在電連接器中的差分信號觸頭之間保持相同的期 望阻抗，并沿差分信號觸頭的長度從它們的配合端到安裝端保持恒定的差分阻抗分布。進 一步期望最小化或消除插入損耗(即，由于在信號路徑中插入電連接器而導致的信號幅度 的降低)。插入損耗可以是電連接器工作頻率的函數(shù)。也就是說，插入損耗在較高的工作頻 率時可能更大。因此，存在對高速電連接器的需求，該高速電連接器最小化較高工作頻率時的插 入損耗，同時在差分信號觸頭間保持期望的差分阻抗。

發(fā)明內(nèi)容
公開的實施例包括一種電連接器，其具有形成兩對差分信號觸頭的至少四個電觸 頭。第一和第二電觸頭可以沿第一方向成窄邊對窄邊布置。第三電觸頭可以沿基本上橫切 第一方向的第二方向與第一電觸頭相鄰，并沿此方向與第一電觸頭成寬邊對寬邊布置。第 一和第三電觸頭可以定義差分信號觸頭對之一。第四電觸頭可以沿第二方向與第二電觸頭 相鄰且沿此方向與第二電觸頭成寬邊對寬邊布置。第二和第四電觸頭可以定義另一對差分 信號觸頭。上述兩對差分信號觸頭可以沿第二方向彼此發(fā)生偏移。該電連接器可以包括一個或多個非空氣電介質(zhì)，諸如設置于形成一對差分信號觸 頭的第一和第三電觸頭之間的第一非空氣電介質(zhì)，和設置于形成另一對差分信號觸頭的第 二和第四電觸頭之間的第二非空氣電介質(zhì)。該電連接器可以進一步包括一個或多個接地觸頭。例如，該電連接器可以包括第 一接地觸頭，其沿第一方向與第一電觸頭相鄰并沿此方向與第一電觸頭成窄邊對窄邊布 置。該電連接器還可以包括第二接地觸頭，其沿第一方向與第三電觸頭相鄰并沿此方向與 第三電觸頭成窄邊對窄邊布置。


圖IA和IB分別用等距視圖和側視圖描述了現(xiàn)有技術連接器系統(tǒng)的一部分；圖IC描述了圖IA和IB中示出的現(xiàn)有技術連接器系統(tǒng)的觸頭布置；圖2A和2B分別用等距視圖和側視圖描述了根據(jù)實施例的連接器系統(tǒng)的一部分；圖2C描述了范例電介質(zhì)材料，其可以布置在圖2A和2B中示出的插頭連接器的引 線框組件之間；圖2D描述了圖2A和2B中示出的插頭連接器的范例觸頭布置；圖3A和:3B分別用等距視圖和側視圖描述了根據(jù)另一實施例的連接器系統(tǒng)的一部 分；圖3C描述了圖3A和;3B中示出的插頭連接器的范例觸頭布置；圖4A和4B分別用等距視圖和側視圖描述了根據(jù)另一實施例的連接器系統(tǒng)的一部 分；圖4C描述了圖4A和4B中示出的插頭連接器的范例觸頭布置；圖5A和5B分別用等距視圖和后視圖描述了根據(jù)另一實施例的連接器的一部分；圖5C描述了圖5A和5B中示出的連接器的范例觸頭布置；圖6是圖5A-5C中示出的連接器所呈現(xiàn)的差分插入損耗與頻率關系的比較曲線 圖；圖7是圖5A-5C中示出的連接器所呈現(xiàn)的差分阻抗與時間關系的比較曲線圖；圖8是匯總了圖5A-5C中示出的連接器所呈現(xiàn)的多有源(multi-active)的最壞 情況串擾的表格；圖9A和9B用等距視圖描述了根據(jù)另一實施例的連接器的一部分；圖9C描述了圖9A和9B中示出的連接器的范例觸頭布置；圖10是圖9A-9C中示出的連接器所呈現(xiàn)的差分插入損耗與頻率關系的比較曲線 圖；圖11是圖9A-9C中示出的連接器所呈現(xiàn)的差分阻抗與時間關系的比較曲線圖；圖12是匯總了圖9A-9C中示出的連接器所呈現(xiàn)的多有源的最壞情況串擾的表 格；圖13A和13B用等距視圖描述了根據(jù)另一實施例的連接器的一部分；圖13C描述了圖13A和13B中示出的連接器的一部分的后視圖；圖13D描述了在圖13A-13C中示出的連接器的范例觸頭布置；圖14是圖13A-13D中示出的連接器所呈現(xiàn)的差分插入損耗與頻率關系的比較曲 線圖；圖15是圖13A-13D中示出的連接器所呈現(xiàn)的差分阻抗與時間關系的比較曲線 圖；圖16是匯總了圖13A-13D中示出的連接器所呈現(xiàn)的多有源的最壞情況串擾的表 格；圖17描述了根據(jù)另一實施例的電連接器的范例觸頭布置，其中差分信號觸頭成 窄邊對窄邊布置。
具體實施例方式圖IA和IB分別描述了現(xiàn)有技術連接器系統(tǒng)100的等距視圖和側視圖。連接器系 統(tǒng)100包括配合至插座連接器104的插頭連接器102。該插頭連接器102可以安裝到第一 基底上，第一基底諸如是印刷電路板106。插座連接器104可以安裝到第二基底上，第二基 底諸如是印刷電路板108。插頭連接器102和插座連接器104示為垂直連接器。也就是說， 插頭連接器102和插座連接器104中的每一個定義的配合平面大體上平行于它們各自的安 裝平面。插頭連接器102可以包括連接器外殼、基座110、引線框組件1 和電觸頭114。插 頭連接器102的連接器外殼可以包括接口部分105，其定義了一個或更多槽107。如下面進 一步討論的，槽107可以容置插座連接器104的一部分，并且因此可以有助于給連接器系統(tǒng) 100提供機械剛度和支持。插頭連接器102的引線框組件1 中的每一個可以包括第一引線框外殼1 和第 二引線框外殼130。第一引線框外殼1 和第二引線框外殼130可以由電介質(zhì)材料制成， 諸如是例如塑料。引線框組件1 可以是插入模制引線框組件(IMLA)且可以容納電觸頭 114的線陣。例如，如下面進一步討論的，電觸頭114的陣列可以在每個引線框組件126中 成窄邊對窄邊布置，即，相鄰的電觸頭114的窄邊可以彼此面對。插頭連接器102的電觸頭114可以各具有橫截面，其定義兩個相對的窄邊和兩個 相對的寬邊。每個電觸頭114也可以沿它的長度定義至少三部分。例如，如圖IB所示，每個 電觸頭114可以定義配合端116、引線部分118和接線端121。配合端116可以是刀片形， 且可以由插座連接器104的相應電觸頭136容置。接線端121可以是“柔順的”，并且因此 可以壓入配合至基座110的孔隙124中。接線端121可以與在基座110的基底面122上的 球柵陣列(BGA) 125電連接。電觸頭114的引線部分118可以從接線端121延伸至配合端 116。插頭連接器102的基座110可以由電介質(zhì)材料制成，例如是例如塑料?；?10 可以定義具有連接器面120和基底面122的平面?；?10定義的平面可以大體上平行于 印刷電路板106定義的平面。如圖IA中所示，基座110的連接器面120可以定義容置電觸 頭114的接線端121的孔隙124?；?10的基底面122可以包括上述BGA 125，其可以將 電觸頭114電連接到印刷電路板106。插座連接器104可以包括連接器外殼、基座112、引線框組件132和電觸頭136。插 座連接器104的連接器外殼可以包括接口部分109，其定義了一個或多個脊狀突起111。在 配合插頭連接器102和插座連接器104時，插座連接器104的連接器外殼上的脊狀突起111 可以與插頭連接器102的連接器外殼上的槽107嚙合。如此，正如上面提到的，槽107和脊 狀突起111可以給連接器系統(tǒng)100提供機械剛性和支持。該插座連接器104的每個引線框組件132可以包括引線框外殼133。引線框外殼 133可以由電介質(zhì)材料制成，諸如是例如塑料。引線框組件132中的每一個可以是插入模制 引線框組件(IMLA)并可以容納電觸頭136的線陣。例如，電觸頭136的陣列可以在引線框 組件132中成窄邊對窄邊布置，即，相鄰的電觸頭136的窄邊可以彼此面對。類似于電觸頭114，插座連接器104的電觸頭136可以具有橫截面，其定義了兩個 相對的窄邊和兩個相對的寬邊。每個電觸頭136可以沿其長度定義至少三個部分。例如，如圖IB所示，每個電觸頭136可以定義配合端141、引線部分144和接線端146。電觸頭 136的配合端141可以是用于容置公觸頭的任意插座，公觸頭諸如是電觸頭114的刀片形配 合端116。例如，該配合端141可以包括至少兩個相對的齒148，其在其間定義插槽。配合 端141的插槽可以容置電觸頭114的刀片形配合端116。該插槽的寬度(即，在該相對的 齒148之間的距離)可以小于刀片形配合端116的厚度。從而，相對的齒148可以在刀片 形配合端116的每個側面上施加力，由此將電觸頭114的配合端116保持在電觸頭136的 配合端141內(nèi)。替代地，如圖IA所示，配合端141可以包括單個齒148，其配置成與刀片形 配合端116的一側接觸。該電觸頭136的接線端146可以是“柔順的”，并且因此可以壓入配合至基座112 的一個孔隙(未示出)中。接線端146可以與基座112的基底面140上的球柵陣列(BGA) 142 電連接。每個電觸頭136的引線部分144可以從接線端146延伸至配合端141。該插座連接器104的基座112可以由電介質(zhì)材料制成，諸如是例如塑料。基座112 可以定義具有連接器面138和基底面140的平面?；?12定義的平面可以大體上平行于 印刷電路板108定義的平面。該連接器面138可以定義用于容置電觸頭136的接線端146 的孔隙(未示出)。盡管基座112的孔隙在圖IA和IB中未示出，但是基座112的連接器面 138中的孔隙可以與基座110的連接器面120中的孔隙IM相同或類似?；酌?40可以 包括BGA 142，其可以將電觸頭136電連接至印刷電路板108。圖IC描述了從插頭連接器102的正面觀察的觸頭布置190，電觸頭114在其中成 線陣布置。如圖IC所示，電觸頭114可以布置成5X4的陣列，然而可以理解，插頭連接器 102可以包括以各種配置布置的任意數(shù)目的電觸頭114。如圖所示，該插頭連接器102可以 包括觸頭行 150、152、154、156、158 和觸頭列 160、162、164、166。正如上面提到的，每個電觸頭114可以具有定義兩個相對的窄邊和兩個相對的寬 邊的橫截面。電觸頭114可以沿列160、162、164、166中的每一列成窄邊對窄邊布置。另外， 電觸頭114可以沿行150、152、154、156、158中的每一行成寬邊對寬邊布置。如圖IC所示， 行150、154、158中的電觸頭114的寬邊可以小于行152、156中的電觸頭114的寬邊。每一 電觸頭114的所有側面可以由電介質(zhì)176圍繞，電介質(zhì)176可以是空氣。插頭連接器102中的電觸頭114可以包括接地觸頭G和信號觸頭S。如圖IC所示， 插頭連接器102的行150、154、158可以全部包括接地觸頭G。插頭連接器102的行152、156 可以包括接地觸頭G和信號觸頭S。例如，行152、156中的電觸頭114可以布置成G-S-S-G 式樣。如上面提到的，電觸頭114可以沿行150、152、154、156、158中的每一行成寬邊對寬 邊布置。因此，行152、156中的相鄰的信號觸頭S可以形成寬邊耦合差分信號對，諸如是圖 IC中所示的差分信號對174。圖2A和2B分別描述了根據(jù)實施例的連接器系統(tǒng)200的等距視圖和側視圖。連接 器系統(tǒng)200可以包括配合至插座連接器104的插頭連接器202。插頭連接器202可以安裝到 一個印刷電路板106上。插座連接器104可以安裝到印刷電路板108上。插頭連接器202 和插座連接器104示為垂直連接器。然而，可以理解，在替代的實施例中插頭連接器202和 插座連接器104中的兩者或任意之一可以是直角連接器。該插頭連接器202可以包括基座110、引線框組件1 和電觸頭114。如圖2B所 示，插頭連接器202可以進一步包括安置于相鄰的引線框組件1 之間的非空氣電介質(zhì)，非空氣電介質(zhì)諸如是電介質(zhì)材料204。特別地，電介質(zhì)材料204可以安置于容納一個或多個信 號觸頭S的相鄰引線框組件之間。電介質(zhì)材料204可以由任何合適的材料制成，諸如是例 如塑料。電介質(zhì)材料204可以模制為引線框組件126的一部分。替代地，可以獨立于引線 框組件1 對電介質(zhì)材料204進行模制，并隨后將電介質(zhì)材料204插入引線框組件1 之 間。圖2C描述了電介質(zhì)材料204的側視圖。如圖2C所示，電介質(zhì)材料204可以包括頭 部部分20fe、205b，其基本上彼此平行地延伸。電介質(zhì)材料可以進一步包括互連部分206a、 206b，其基本上彼此平行地延伸并基本垂直于頭部部分20fe、205b?；ミB部分206a、206b可 以將頭部部分20 連接至頭部部分20 。如上面附圖2A和2B提到的，電介質(zhì)材料204可以設置在具有信號觸頭S的相鄰 引線框組件1 之間(即，圖2A和2B中所示的內(nèi)部引線框組件126)。更具體地說，電介質(zhì) 材料204的頭部部分20 可以鄰近于第一引線框外殼1 并可以沿其長度延伸。電介質(zhì) 材料204的頭部部分20 可以鄰近于第二引線框外殼130并可以沿其長度延伸。從而，頭 部部分20fe、20 可以設置成鄰近于內(nèi)部引線框組件1 中的每個電觸頭114的至少一部 分。電介質(zhì)材料204的互連部分206a、206b可以基本平行于內(nèi)部引線框組件126中的電觸 頭114延伸。特別地，如后面將進一步討論的，互連部分206a、206b可以沿容納于內(nèi)部引線 框組件126中的每個信號觸頭的長度延伸。圖2D描述了從插頭連接器202的正面觀察到的觸頭布置四0，其包括電觸頭114 的線陣和電介質(zhì)材料204的一部分。類似于在圖IC中描述的觸頭布置，電觸頭114可以布 置成5X4陣列并可以定義觸頭行150、152、154、156、158和觸頭列160、162、164、166。插 頭連接器202中的電觸頭114可以具有定義兩個相對的窄邊和兩個相對的寬邊橫截面。電 觸頭114可以沿列160、162、164、166中的每一列成窄邊對窄邊布置。另外，電觸頭114可 以沿行150、152、154、156、158中的每一行成寬邊對寬邊布置。行150、154、158中的電觸頭 114的寬邊可以小于行152、156中的電觸頭114的寬邊。插頭連接器202中的電觸頭114也可以包括接地觸頭G和信號觸頭S。插頭連接 器202的行150、154、158可以全部包括接地觸頭G，而行152、156可以包括接地觸頭G和信 號觸頭S。例如，行152、156中的電觸頭114可以布置成G-S-S-G式樣。電觸頭114可以沿 行150、152、154、156、158中的每一行成寬邊對寬邊布置。因此，行152、156中的相鄰的信 號觸頭S可以形成寬邊耦合差分信號對174。如圖2D所示，電介質(zhì)材料204的互連部分206a、206b可以定義大體上矩形的橫截 面，且可以安置于列162、164中的相鄰的信號觸頭S之間。也就是說，互連部分206a、206b 可以安置于插頭連接器202中的每個寬邊耦合差分信號對174的信號觸頭S之間。另外， 每一電觸頭114的所有側面可以由電介質(zhì)176圍繞，電介質(zhì)176可以不同于設置于寬邊耦 合差分信號對174之間的電介質(zhì)材料204。圖2D進一步所示出的，互連部分206a、206b可以在行150、152、154、156、158的方 向上比每一電觸頭114延伸更大的距離(即，互連部分206a、20 可以比電觸頭114更寬)， 然而可以理解，在其它實施例中，互連部分206a、206b的寬度可以等于或小于電觸頭114的 寬度。另外，互連部分206a、206b可以在觸頭列160、162、164、166的方向上與每一電觸頭 114延伸基本相同的距離(S卩，每一互連部分206a、206b的高度可以與觸頭行152、156中電觸頭114的高度基本上相同)，然而可以理解，在其它實施例中互連部分206a、206b的高度 可以大于或小于電觸頭114的高度。圖3A和;3B分別描述了根據(jù)另一實施例的連接器系統(tǒng)300的等距視圖和側視圖。 連接器系統(tǒng)300包括配合至插座連接器104的插頭連接器302。插頭連接器302可以安裝 到印刷電路板106上。插座連接器104可以安裝到印刷電路板108上。插頭連接器302和 插座連接器104示為垂直連接器。然而，可以理解，在替代的實施例中插頭連接器302和插 座連接器104中的兩者或任意之一可以是直角連接器。插頭連接器302可以包括基座110、引線框組件1 和電觸頭114。如圖3A所示， 插頭連接器302可以進一步包括公共接地板178，其容納在至少一個引線框組件1 中。公 共接地板178可以是連續(xù)的導電片，其沿整個觸頭列延伸且被接地，從而遮蔽鄰近于公共 接地板178的所有電觸頭114。公共接地板178可以包括板部分180、接線端182和配合接 Π 184。更具體地，公共接地板178的板部分180可以容納于引線框組件126內(nèi)，并可從接 線端182延伸至配合接口 184。如圖3Α所示，公共接地板178可以包括從板部分180延伸 的接線端182，接線端182還從引線框組件126的第二引線框外殼130延伸。接線端182可 以是“柔順的”，并且因此可以壓入配合至基座110的孔隙124中。公共接地板178的接線 端182可以與基座110的底面122上的BGA 125電連接。公共接地板178還可以包括從板部分180延伸的配合接口 184，配合接口 184還在 引線框組件126的第一引線框外殼1 之上延伸。配合接口 184可以是刀片形，并可由電 觸頭136的相應的配合端141容置。圖3C描述了從插頭連接器302的正面觀察的觸頭布置390，觸頭布置390包括電 觸頭114的線陣和公共接地板178a、178b。電觸頭114和公共接地板178a、178b可以成 5X4的陣列布置并可以定義觸頭行150、152、154、156、158和觸頭列160、162、164、166。類 似于圖IC中描述的觸頭布置，插頭連接器302中的電觸頭114可以具有定義兩個相對的窄 邊和兩個相對的寬邊的橫截面。電觸頭114可以沿每一列162、164成窄邊對窄邊布置。另 外，電觸頭114可以沿行150、152、154、156、158中的每一成寬邊對寬邊布置。行150、154、 158中的電觸頭114的寬邊可以小于行152、156中的電觸頭114的寬邊。公共接地板178a、178b可以安置為分別鄰近于觸頭列162、164。從而，如圖3C所 示，公共接地板178a、178c可以代替圖IC所示的觸頭列160、166中的接地觸頭G。 插頭連接器302中的電觸頭114可以包括地觸頭G和信號觸頭S。插頭連接器302 的行150、154、158可以全部包括接地觸頭G，行152、156可以包括接地觸頭G和信號觸頭S 兩者。例如，公共接地板178a、178b和行152、156中的電觸頭114可以布置成G-S-S-G式 樣。電觸頭114可以沿行150、152、154、156、158中的每一行成寬邊對寬邊布置。因此，行 152,156中的鄰近的信號觸頭S可以形成寬邊耦合差分信號對174。
每個公共接地板178a、178b可以具有形狀上大體為矩形的橫截面。如圖3C所示， 每個公共接地板178a、17 可以基本上延伸觸頭列160、162、164、166的整個長度。公共接 地板178a、178b也可以在觸頭行方向上與每一電觸頭114延伸基本上相同的距離(即，每 個公共接地板178a、178b可以與電觸頭114具有基本上相同的寬度)，然而可以理解，在其 它實施例中，公共接地板178a、178b的寬度可以小于或大于電觸頭114的寬度。電觸頭114
8和公共接地板178a、178b的所有側面可以由電介質(zhì)176圍繞。圖4A和4B分別描述了根據(jù)另一實施例的連接器系統(tǒng)400的等距視圖和側視圖。 連接器系統(tǒng)400可以包括配合至插座連接器104的插頭連接器402。插頭連接器402可以 安裝到印刷電路板106上。插座連接器104可以安裝到印刷電路板108上。插頭連接器 402和插座連接器104示為垂直連接器。然而，在替代的實施例中，插頭連接器402和插座 連接器104中的兩者或任意之一可以是直角連接器。插頭連接器402可以包括基座110、引 線框組件126、電觸頭114、公共接地板178a、178b和電介質(zhì)材料204。圖4C描述了從插頭連接器402的正面觀察的觸頭布置490，觸頭布置490包括電 觸頭114的線陣、公共接地板178a、178b和電介質(zhì)材料204。如圖4C所示，電介質(zhì)材料204 的互連部分206a、206b可以定義大體為矩形的橫截面，且可安置于觸頭列162、164中的信 號觸頭S之間。也就是說，互連部分206a、206b可以安置在觸頭列162、164中的寬邊耦合 差分信號對174之間。另外，每一電觸頭114和公共接地板178a、178b的所有側面可以由 電介質(zhì)176圍繞，電介質(zhì)176可以不同于設置于寬邊耦合差分信號對174之間的電介質(zhì)材 料 204。如圖4C進一步所示的，公共接地板178a、178b可以安置為分別鄰近于觸頭列162、 164。從而，公共接地板178a、178b可以代替圖IC所示的在觸頭列160、166中的地觸頭G。 每個公共接地板178a、178b可以具有形狀上大體為矩形的橫截面。如圖4C所示，每個公共 接地板178a、178b可以基本上延伸觸頭列160、162、164、166的整個長度。公共接地板178a、 178b也可以在觸頭行方向上與每一電觸頭114延伸基本上相同的距離(即，每個公共接地 板178a、178b可以具有與電觸頭114相同的寬度)，然而可以理解，在其它實施例中，公共接 地板178a、178b的寬度可以小于或大于電觸頭114的寬度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上述實施例破壞了在連接器上傳送的耦合波，導致了 4GHz區(qū)域附近一 個分貝的“吸出(suck out)”。塑料的一個目標是稍微改變在信號和地之間的阻抗，以最小 化該耦合波。地平面用于最小化耦合到接地的單個引腳邊的信號對，并提供連續(xù)的接地平圖5A和5B分別描述了根據(jù)實施例的連接器500的等距視圖和后視圖。連接器 500可以是插頭連接器或插座連接器。連接器500可以沒有接地板和/或串擾屏蔽。連接 器500可以安裝到印刷電路板510上，印刷電路板510可以包括一個或多個通孔512。連接 器500示為直角連接器。然而，可以理解，在替代實施例中，連接器500可以是垂直連接器。連接器500可以包括連接器外殼(未示出)，一個或多個引線框組件(未示出)和 電觸頭502。每個引線框組件可以是IMLA且可以容納電觸頭502的線陣。例如，每個線陣 中的電觸頭502可以成窄邊對窄邊布置，即，相鄰的電觸頭502的窄邊可以彼此面對。每個電觸頭502可以沿其長度定義至少三個部分。例如，每個電觸頭502可以定 義配合端M4、引線部分546和接線端M8。如圖5A所示，每個配合端544可以是刀片形并 適于通過對應的母觸頭(未示出)來容置。替代地，每個配合端544可以包括一個或多個 齒，其適于與對應的公觸頭(未示出)的一個或多個側面配合。每個接線端548可以配置 成以任何合適的方式聯(lián)接至印刷電路板510。例如，每個接線端548可以壓入配合由印刷電 路板510定義的通孔512中的一個中，或可以用諸如焊球的可熔元件表面安裝至印刷電路 板510。每個引線部分546可以從接線端548延伸到配合端M4。如下面進一步討論的，連接器500的電觸頭502可以包括信號觸頭S和/或接地觸頭G。連接器500可以進一步包括安置于相鄰引線框組件之間的非空氣電介質(zhì)，諸如是 電介質(zhì)材料508。特別地，該電介質(zhì)材料508可以安置于相鄰信號觸頭S之間，相鄰信號觸 頭由相應的相鄰引線框組件容納。電介質(zhì)材料508可以由任何合適的材料制成，諸如是例 如塑料。電介質(zhì)材料508可以模制為引線框組件的一部分，或者可以獨立于引線框組件進 行模制，并隨后插入引線框組件之間。圖5C描述了從連接器500的正面觀察的觸頭布置514，其包括電觸頭502的線 陣。電觸頭502可以成5X9的陣列布置并可以定義觸頭行516、518、520、522、5 和觸頭列 526、528、530、532、534、536、538、540、542，然而任何合適的配置適合于實施例。每列526、 528、530、532、534、536、538、540、542可以對應于IMLA。如圖5C所示，連接器500中的每個 電觸頭502可以具有定義兩個相對的窄邊和兩個相對的寬邊的橫截面。如圖5C進一步所 示的，接地觸頭G的寬邊可以大于信號觸頭S的寬邊。例如，列526、528、530、532、534、536、 538,540,542的方向上的接地觸頭G的寬邊的長度可以長于相同方向上的信號觸頭S的長 度。在實施例中，接地觸頭G的寬邊長度可以比信號觸頭S的寬邊的長度大約大兩倍。電觸頭502可以沿列5洸、5沘、530、532、5；34、536、538、540、542中的每一列成窄邊 對窄邊布置。另外，可以沿行516、518、520、522、5M中的每一行成寬邊對寬邊布置。行516、 518、520、522、524中的每一行中的相鄰的信號觸頭S可以形成一對差分信號觸頭504。接 地觸頭G可以設置于行516、518、520、522、524中的每對差分信號觸頭504之間。另外，電 介質(zhì)材料508可以設置于每對差分信號觸頭504的信號觸頭S之間。電介質(zhì)材料508可以 用于增加差分信號觸頭對504內(nèi)的場強，但不增加對與對之間的耦合、串擾和/或噪聲。另 外，接地觸頭G和信號觸頭S的所有側面可以由電介質(zhì)506圍繞，電介質(zhì)506可以是空氣。返回參考圖5A，電介質(zhì)材料508可以沿每對差分信號觸頭504中的相應的信號觸 頭S的長度延伸(即，大約從每個信號觸頭S的配合端544到接線端M8)。此外，相應的差 分信號觸頭對504的信號觸頭S可以具有與信號觸頭S的配合端544和接線端548之間測 量的長度基本上相等的長度。從而，每對差分信號觸頭504可以呈現(xiàn)大約為零的信號扭曲。每一觸頭列5洸、5沘、530、532、534、536、538、540、542可以定義觸頭式樣，即接地 觸頭G和信號觸頭S的布置。例如，列526中的電觸頭502可以(自頂部至底部)布置成 G-S-S-G-S式樣。列5 中的電觸頭502可以布置成S-G-S-S-G式樣，然而可以理解，當自 底部至頂部觀察時，列5 中的觸頭式樣可以與列5 中的觸頭式樣相同。列530中的電 觸頭502可以布置成S-S-G-S-S式樣，其可以不同于列526、528中的相應的觸頭式樣?？梢栽谄溆嗔兄兄貜土?26、528、530中的觸頭式樣，即，列532可以具有與列5 相同的觸頭式樣，列534可以具有與列5 相同的觸頭式樣，列536可以具有與列530相同 的觸頭式樣，等等。從而，行518中的每對差分信號觸頭504可以與行516中的最近的差分 信號觸頭對504相偏移(沿行方向)一個完整的列間距。類似地，行520中的每對差分信 號觸頭504可以與行518的最近的差分信號觸頭對504相偏移(沿行方向)一個完整的列 間距。可以理解，一些信號觸頭S可以是中性觸頭，或“額外插腳”，并且對形成差分信號觸 頭對504不是必須的。如圖5C所示，行516、518、520、522、524中的每一差分信號觸頭對504的信號觸 頭S之一可以形成由虛線550定義的陣列。例如，線550可以從列528中的信號觸頭S的一個側面上的大約中心點處延伸到列536中的另一信號觸頭S的相同側面上的大約中心點 處。類似地，行516、518、520、522、524中的接地觸頭G也可以形成由虛線552定義的陣列， 線552可以從列532中的接地觸頭G的一個側面上的大約中心點處延伸到列540中的另一 接地觸頭G的相同側面上的大約中心點處?？梢岳斫?，虛線550、552可以分別從信號觸頭S和接地觸頭G的相同側面上的任 何合適的點延伸。進一步可以理解，每個虛線550、552可以相對于列526、528、530、532、 534,536,538,540,542的方向定義斜角。線550、552定義的斜角可以基本上相同或彼此不 同。如圖5C所示，由差分信號觸頭對504沿線550形成的陣列可以設置于由接地觸頭G沿 相應的的線552形成的兩個陣列之間。行與行之間接地觸頭G的偏移可以是零、小于列間距、等于列間距或大于列間距。 類似地，行與行之間差分信號觸頭對504的偏移可以是零、小于列間距、等于列間距或大于 列間距。行與行中心線的間隔A可以為大約1.4mm到2. 5mm，優(yōu)選地為大約2mm。列與列中 心線的間隔B可以為大約1. 3mm到2. 5mm，優(yōu)選地為大約1. 8mm。每個列中地與地的間隔C 可以為大約3. 9mm到6mm，優(yōu)選地為大約5. 4mm。每個列中信號到信號的間隔D可以為大約 1. 2mm，但是可以處于大約0. 3mm到2mm的范圍。接地觸頭G和/或信號觸頭S的材料厚度 E可以處于0. 2mm到0. 4mm的范圍，優(yōu)選厚度為大約0. 35mm。每個接地觸頭G的高度F優(yōu) 選為大約2. 4mm,但是高度F可以處于從大約Imm到2. 9mm的范圍。列中接地觸頭G和相鄰 的信號觸頭S之間的間隔J可以為大約0. 4mm，但是可以處于0. 2mm到0. 7mm的范圍。定義 差分信號觸頭對504的信號觸頭S之間的間隙距離H是大約0. 2mm到2. 5mm,間隙距離優(yōu)選 為大約1.8mm，且將電介質(zhì)材料508設置于形成對的信號觸頭S之間。然而，在列中的信號 觸頭S可以從陣列中心線間隔偏移一個材料坯料厚度或更多，優(yōu)選為在反方向上偏移大約 0. 2mm 到 0. 3mm。在實施例中，列5 可以包括沿列5 成窄邊對窄邊布置的第一信號觸頭S和第 二信號觸頭S。列5 可以包括鄰近于列5 中的第一信號觸頭S的第三信號觸頭S。列 530可以包括鄰近于列5 中的第二信號觸頭S的第四信號觸頭S。如圖5C所示，在基本 垂直于列528的方向上，第一和第三信號觸頭可以成寬邊對寬邊布置，且第二和第四信號 觸頭可以成寬邊對寬邊布置。第一和第三信號觸頭可以定義第一差分信號觸頭對504，且第 二和第四信號觸頭可以定義第二差分信號觸頭對504。如圖5C進一步所示，第一和第二差 分信號觸頭對504可以在基本垂直于列528的方向上彼此偏移。圖6是連接器500中的四個差分信號觸頭對504所呈現(xiàn)的差分插入損耗與頻率關 系的比較曲線圖600。如圖6所示，連接器500可以在4到6GHz的頻率范圍中呈現(xiàn)大約-1.5 分貝的插入損耗吸出。圖7是連接器500中的四個差分信號觸頭對504所呈現(xiàn)的差分阻抗與時間關系的 比較曲線圖700。如圖7所示，連接器500可以呈現(xiàn)大約100歐姆加或減6%的差分阻抗。圖8是匯總連接器500中的四個差分信號觸頭對504所呈現(xiàn)的多有源的最壞情況 串擾的表格800。如圖8所示，連接器500可以呈現(xiàn)在大約2. 6%到5. 5%的范圍內(nèi)的多有 源的最壞情況串擾。遠端串擾顯示在圖8的上部兩個象限內(nèi)，而近端串擾顯示在圖8的下部 兩個象限內(nèi)。盡管上升時間示出為50 (10-90 % )皮秒，但是該測量可以在35-1000 (10-90 % 或20-80%)皮秒之間。這些值大體上可以對應于大約一百億比特每秒或更多至小于622百萬比特每秒。圖9A和9B描述了根據(jù)另一實施例的一個連接器900的等距視圖。圖9C描述了 從連接器900的正面觀察的觸頭布置902，觸頭布置902包括電觸頭502的線陣。類似于連 接器500，連接器900可以沒有接地板和/或串擾屏蔽。連接器900可以是安裝到印刷電路 板510上的直角連接器，然而可以理解，在替代實施例中，連接器900可以是垂直連接器。該連接器900通?？梢园ㄅc連接器500相同的特征和/或元件，諸如一個或多 個用于容納電觸頭502的線陣的引線框組件(未示出)和設置于相鄰的信號觸頭S之間的 電介質(zhì)材料508。如圖9A和9B所示，電介質(zhì)材料508可以沿每一差分信號觸頭對504中的 相應信號觸頭S的長度延伸，另外，連接器900可以與連接器500具有相同或類似的觸頭和 觸頭間隔尺寸。如圖9C所示，連接器900與連接器500的不同可以在于連接器900可以沒有任 何接地觸頭G。更具體地，觸頭布置902可以包括一個或多個沿列526、528、530、532、534、 536、538、M0、542中的每一列成窄邊對窄邊布置的信號觸頭S。另外，該信號觸頭S可以沿 行516、518、520、522、524中的每一行成寬邊對寬邊布置。行516、518、520、522、524中的每 一行中的相鄰信號觸頭S可以形成差分信號觸頭對504。與連接器500不同，接地觸頭G可 以不設置于連接器900的行516、518、520、522、524中的每一差分信號觸頭對504之間。圖10是連接器900中的四個差分信號觸頭對504所呈現(xiàn)的差分插入損耗與頻率 關系的比較曲線圖1000。如圖10所示，連接器900可以在4到6GHz頻率范圍呈現(xiàn)出大 約-0. 5dB的插入損耗吸出。圖11是連接器900中的四個差分信號觸頭對504所呈現(xiàn)的差分阻抗與時間關系 的比較曲線圖1100。如圖11所示，除一個以外的所有差分信號觸頭對504的差分阻抗可 以是大約100歐姆加或減10%?？梢岳斫猓梢哉{(diào)整差分阻抗(即，匹配至系統(tǒng)阻抗)，上 述調(diào)整可以通過將形成差分信號觸頭對504的信號觸頭S移得更靠近或更遠離、通過增加 或減小信號觸頭S的寬度和/或通過增加或減小在信號觸頭S間的間隙中的介電常數(shù)來實 現(xiàn)。圖12是匯總了連接器900中的四個差分信號觸頭對504所呈現(xiàn)的多有源的最壞 情況串擾的表格1200。如圖12所示，連接器900可以呈現(xiàn)出位于大約2. 7%到4. 范圍 內(nèi)的多有源的最壞情況串擾。遠端串擾顯示在圖12的上部兩個象限內(nèi)，近端串擾顯示在圖 12的下部兩個象限內(nèi)。圖13A和1 描述了根據(jù)另一實施例的連接器1300的等距視圖。圖13C描述了 連接器1300的后視圖。圖13D描述了從連接器1300的正面觀察得觸頭布置1302，觸頭布 置1302包括電觸頭502的線陣。類似于連接器500，連接器1300可以沒有接地板和/或串 擾屏蔽。連接器1300可以是安裝到印刷電路板510上的直角連接器，然而可以理解，在替 代實施例中，該連接器1300可以是垂直連接器。連接器1300通?？梢园ㄅc連接器500相同的特征和/或元件，諸如是一個或多 個用于容納電觸頭502的線陣的引線框組件(未示出)。每個線陣可以包括接地觸頭G和 信號觸頭S。另外，連接器1300可以具有與連接器500相同或類似的觸頭和觸頭間隔尺寸， 以及相同或類似的觸頭布置。如圖13D所示，連接器1300與連接器500的不同可以在于該連接器1300可以不包括設置于形成差分信號觸頭對504的相鄰信號觸頭S之間的電介質(zhì)材料508。此外，行與 行中心線的間隔K可以是大約1. 4mm到3mm，優(yōu)選地為1. 65mm到2mm。列與列中心線的間 隔L為大約1. 3mm到2. 5mm,優(yōu)選地為1. 4mm到1. 5mm。圖14是連接器1300中的四個差分信號觸頭對504所呈現(xiàn)的差分插入損耗與頻 率關系的比較曲線圖1400。如圖14所示，連接器1300可以在高達20GHz的頻率呈現(xiàn)出小 于-0. 5dB的插入損耗，以及在0到20GHz的頻率范圍呈現(xiàn)出大約為零的吸出。另外，該插 入損耗值表明在0到20GHz頻率范圍中最小限度的逐漸縮減。因此，一個或多個差分信號 觸頭對504的插入損耗可以在直到至少40GHz保持在-2dB或更少。圖15是連接器1300中的四個差分信號觸頭對504所呈現(xiàn)的差分阻抗與時間關系 的比較曲線圖1500。如圖15所示，除一個以外的所有差分信號觸頭對504的差分阻抗可 以是大約100歐姆加或減10%。如上所述，可以調(diào)整差分阻抗(即，匹配至系統(tǒng)阻抗)，上 述調(diào)整可以通過將形成差分信號觸頭對504的信號觸頭S移得更靠近或更遠離、通過增加 或減小信號觸頭S的寬度和/或通過增加或減小在信號觸頭S間的間隙中的介電常數(shù)來實 現(xiàn)。圖16是匯總了連接器1300中的四個差分信號觸頭對504所呈現(xiàn)的多有源的最壞 情況串擾的表1600。如圖16所示，連接器1300可以呈現(xiàn)出位于大約0. 3%到2. 范圍 內(nèi)的多有源的最壞情況串擾。遠端串擾顯示在圖16的上部兩個象限內(nèi)，近端串擾顯示在圖 16的下部兩個象限內(nèi)。在一個或多個上述實施例中，至少一部分電觸頭可以被插入模制在塑料中。另外， 該電連接器可以配置為用于平巖(flat rock)PCB的壓配插入。例如，電觸頭的一個或多個 線陣可以分層。然后可以將每個層壓的線陣組合到一起以形成實體或單獨的晶片的集合。 替代地，可以制造具有四、五或六個邊的盒子來圍繞電觸頭。盒的內(nèi)部可以填充有空氣、塑 料、PCB材料或它們的任意組合?？梢越?jīng)由焊球、可熔元件、焊料填角等將電連接器安裝到 印刷電路板上。圖17描述了從根據(jù)另一實施例的電連接器的正面觀察的觸頭布置1700，其中差 分信號觸頭成窄邊對窄邊布置。該觸頭布置1700可以包括電觸頭1732的線陣，其可以包 括接地觸頭G和信號觸頭S。如圖17所示，電觸頭1732可以布置成6X9的陣列并可以定 義觸頭行 1702、1704、1706、1708、1710、1712 和觸頭列 1714、1716、1718、1720、1722、1724、 1726、17觀、1730，然而，任何合適的配置可以適合于實施例。每列1714、1716、1718、1720、 1722、1724、1726、1728、1730可以對應于IMLA0如圖17所示，連接器中的每個電觸頭1732 可以具有橫截面，其定義了兩個相對的窄邊和兩個相對的寬邊。如圖17進一步所示，接地 觸頭G的寬邊可以大于信號觸頭S的寬邊。例如，在實施例中，地觸頭G的寬邊可以比信號 觸頭S的寬邊大大約兩倍。電觸頭 1732 可以沿列 1714、1716、1718、1720、1722、1724、1726、1728、1730 中的每 一列成窄邊對窄邊布置。另外，至少一部分電觸頭1732可以沿行1702、1704、1706、1708、 1710,1712 中的每一行成寬邊對寬邊布置。列 1714、1716、1718、1720、1722、1724、1726、 1728,1730中的每一列中的相鄰的信號觸頭S可以形成差分信號觸頭對1734。接地觸頭G 可以設置于列1714U716U718U720U722U724U726U728U730中的每一差分信號觸頭 對1734之間。接地觸頭G和信號觸頭S的所有側面可以由電介質(zhì)506圍繞。
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觸頭列1714、1716、1718、1720、1722、1724、1726、1728、1730 中的每一列可以定義 觸頭式樣。例如，列1714中的電觸頭1732可以布置(自頂部至底部移動)成G-S-S-G-S-S 式樣。列1716中的電觸頭1732可以布置成S-S-G-S-S-G式樣，然而可以理解，當自底部至 頂部觀察時，列1716中的觸頭式樣可以與列1714中的觸頭式樣相同。列1718中的電觸頭 1732可以布置成S-G-S-S-G-S式樣，其可以不同于列1714、1716中的相應的觸頭式樣。可以在其余列中重復列1714、1716、1718中的觸頭式樣，S卩，列1720可以與列1714 具有相同的觸頭式樣，列1722可以與列1716具有相同的觸頭式樣，列17M可以與列1718 具有相同的觸頭式樣，等等?？梢岳斫猓恍┬盘栍|頭S可以為中性觸頭或“額外插腳”，并 且對于形成差分信號觸頭對1734不是必須的。如圖17所示，行1702、1704、1706、1708、1710、1712中的接地觸頭G可以形成由虛 線1736定義的一個或多個陣列。例如，線1736之一可以從列1716中的接地觸頭G的一個 側面上的大約中心點處延伸到列17 中的另一接地觸頭G的相同側面上的大約中心點處。 可以理解，虛線1736可以從接地觸頭G的相同側面上的任何合適的點延伸。每一虛線1736 可以相對于列1714U716U718U720U722U724U726U728U730的方向定義斜角。每一 線1736定義的斜角可以基本相同或彼此不同。
權利要求
1.一種電連接器，包括沿第一方向定義第一觸頭式樣的電觸頭的第一線陣；與所述第一線陣相鄰的電觸頭的第二線陣，其中，所述第二線陣沿與所述第一方向相 反的第二方向定義第二觸頭式樣，并且其中，所述第一和第二觸頭式樣基本相同；以及與所述第二線陣相鄰的電觸頭的第三線陣，其中，所述第三線陣沿所述第一或第二方 向定義第三觸頭式樣，其中，所述第三觸頭式樣不同于所述第一和第二觸頭式樣，并且所述 第一、第二和第三式樣在電觸頭的相鄰線陣中重復。
2.如權利要求1所述的電連接器，進一步包括圍繞電觸頭的所述第一、第二和第三線 陣中每一個的大部分的空氣電介質(zhì)。
3.如權利要求1所述的電連接器，其中，所述第一線陣包括成窄邊對窄邊布置的第一 多個電觸頭，其中，所述第二線陣包括成窄邊對窄邊布置的第二多個電觸頭，其中，所述第三線陣包括成窄邊對窄邊布置的第三多個電觸頭，其中，所述第一線陣的第一電觸頭和所述第二線陣的第二電觸頭形成第一對差分信號 觸頭，并且其中，所述第二線陣的第三電觸頭和所述第三線陣的第四電觸頭形成第二對差分信號 觸頭。
4.如權利要求3所述的電連接器，其中，所述第一和第二對差分信號觸頭在基本垂直 于所述第一方向的第四方向上彼此發(fā)生偏移。
5.如權利要求3所述的電連接器，其中，所述第一多個電觸頭、所述第二多個觸頭和所 述第三多個觸頭分別包括第一接地觸頭、第二接地觸頭和第三接地觸頭，并且其中，所述第一、第二和第三接地觸頭形成相對于所述第一方向定義斜角的陣列。
6.如權利要求3所述的電連接器，其中，所述第一和第二對差分信號觸頭形成相對于 所述第一方向定義斜角的陣列。
全文摘要
一種電連接器，其具有形成兩對差分信號觸頭的至少四個電觸頭。第一和第二電觸頭可以沿第一方向成窄邊對窄邊布置。第三電觸頭可以沿基本上橫切第一方向的第二方向與第一電觸頭相鄰，并沿此方向與第一電觸頭成寬邊對寬邊布置。第一和第三電觸頭可以定義差分信號觸頭對之一。第四電觸頭可以沿第二方向與第二電觸頭相鄰且沿此方向與第二電觸頭成寬邊對寬邊布置。第二和第四電觸頭可以定義另一對差分信號觸頭。上述兩對差分信號觸頭可以沿第二方向彼此發(fā)生偏移。
文檔編號H01R13/646GK102064406SQ20101052610
公開日2011年5月18日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權日2006年10月30日
發(fā)明者J·E·巴克, J·德格斯特, S·B·史密斯, S·H·賽爾屈 申請人:Fci公司