CN1305175C - 具有兼容接口的多个交换部件用的连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一连接器(1)，用以将具有彼此兼容的接口的交换部件(2)在一基板(3)上予以定位并产生接触，其包含伴随有接触组件(7)以及在对应的接触组件间存有内部接触连接(10)的多个插座装置(51，52，...)，其结果便是在交换部件(2)间的连接长度被缩短了，信号传播时间亦被缩短，那么在交换部件(2)便得以使用一较高时脉速度来操作。

Description

具有兼容接口的多个交换部件用的连接器

技术领域

本发明乃是一连接器，用以将具有接触区域以及彼此兼容的接口的交换部件在一基板上予以定位并产生接触，其包含一绝缘体、形成于该绝缘体之上而用以作为该交换部件排列的多个插座装置、配置于该插座装置内部区域且位于该交换部件上的相对应接触区域的对面的接触组件，以及接触装置，用以让配设于该基板之上或之内的信号线路产生电接触。

背景技术

具有多种配置的模块化电系统常伴随着具有一个或多个磁格的主机板而被提供。按照本系统的需求或是此系统的扩充层面，这些磁格被分另配置有一个模块化组件或是维持空着的。在此情况下，这些模块化组件的的接口需要完全相同或是彼此兼容。另外，此等模块化组件的功能相似度是不被要求的。例如，此模块化组件是交换部件，例如内存模块或是接口组。

此等磁格通常成形为固定于一基板上的连接器，例如一个主机板。这些连接器更在各个案下提供了一电连接于基板上的信号线路与在交换部件上的接触区域之间。

这些连接器激活了交换部件的简单的交换或是简单的更新。

此模块化系统的典型个案是一计算机系统(个人计算机，工作站，服务器)，其具有可扩充的主存储器、以连接器形式表现的内存模块的磁格，被提供于主机板上并按照该主存储器的需要而被配置于该内存模块。

因为该内存模块需要较快的传入与传出的时脉与数据传输速度，关于总线系统信号线路设计的需求便提升了。

举例来说，一个总线系统，例如已知的随机存取内存总线(RAMBUS)系统，提供了通过虚拟串联连接组而环绕成圈的受保护或不同的总线信号(可逆概念)。藉由此RAMBUS系统，相当高的时脉速度可藉显著增加而花费于主机板与内存模块的电路学的费用而实现于数据总线上。

相形之下，一个已知的DDRI系统(双倍数据传输率，Double DateRate)是一个具有信号线路的简单存根模块总线系统，该信号线路被联结以形成一主线路，由主机板上的一总线控制模块出发，并常在内存模块下方被导引至主机板上的一个终止点。存根模块由次会流排系统的主线路被导引至具有此内存模块(存根模块总线)的连接器。

为了有较高的时脉速度，如DDRII系统所能提供者，每个存根模块的末端都需有一个终止点，也就是说在该总线控制模块上以及各个内存模块上，因此，当时脉速度提升，该总线信号对来自于线路末端的反射变得更为敏感。

通常，短的信号线路，最低可能寄生电容，电感和电阻，还有信号线路路径上的最小反射点数对确定该总线系统上得较高时脉速度而言是需要的。

因此，现在已有一双直列内存模块(DIMM)连接器(可获自FCI公司)，其具有两个用以接收120-极(120-pole)DIMMs的兼容装置(磁格)。在此案例下，在该兼容装置中的每个接触组件被连接至该连接器之架上的连接装置。位于该连接器架上连接装置被排列成并列于一格状结构中的焊接球(球形格串联)。联结两个连接器以形成一双连接器，以便减少空间需求并增加安排电连接于主机板的弹性。

在一总线控制模块间的电信号线路的样式中，该连接器以及可能的终止点影响了在该信号线路上的信号品质，并且限制了在该信号线路上的最大时脉速度以及相关的数据传输速度。因此可预见计算机系统与内存模块两者都需要能在内部操作上具有较高资料的传输速度，为自行逐渐地增加限制系统数据传输速度的总线系统的最大数据传输速度。

发明内容

因此，本发明之一目的即在于提供一排列，其确保连接器上的交换部件所接收、传出或是在所述交换部件之间都有高速的数据传输。

根据本发明的连接器，用以将具有接触区域以及彼此兼容的接口的交换部件在一基板上予以定位并产生接触，其包含：一绝缘体；多个插座装置，形成于该绝缘体上并用于配置该交换部件；多个接触组件，配置于所述插座装置内部区域且与所述交换部件上所分别对应的接触区域相对而设；以及多个接触装置，用以与配设于所述基板之上或内部的多个信号线路产生电接触，其中，多个接触连接形成于所述绝缘体之上或是内部，并使至少两个所述插座装置中分别相对应的所述接触组件彼此电连接。

根据本发明的另一种连接器，用以将具有接触区域以及彼此兼容的接口的交换部件在一基板上予以定位并产生接触，其包含：一绝缘体；多个插座装置，形成于所述绝缘体之上并用于配置所述交换部件；多个接触组件，配置于所述插座装置内部区域且与所述交换部件上所对应的接触区域相对而设；以及多个接触装置，用以让配设于所述基板之上或内部的多个信号线路产生电接触，以及多个接触连接，形成于所述绝缘体之上或是内部，并使在所述交换部件中的至少两个所述插座装置中相对应的所述接触组件彼此电连接，其中所述交换部件彼此能平行地电连接，其中所述插座装置彼此相邻并以一平行的方式来配置在一个与所述基板的一安装面相互平行的平面上。

根据本发的连接器因而在同型的多个兼容装置(磁格)的连接组件间有着接触连接。被提供于该兼容装置之间的同型交换部件接着便通过一基板上的接触连接而不再连接，其中该基板通常是一主机板，而该接触连接并非由该连接器的绝缘体上所提供的接触连接。

在此个案下，所谓的同型交换部件指的是那些拥有兼容机械与电子接口于该总线系统的交换部件。同型交换部件可在其它许多方面不同。假使此交换部件是一内存模决，那么后者则非常可能有完全不同的内部结构，例如具有不同记忆大小的内存芯片，但是为了一共享系统(例如DDRI，DDRII，RAMBUS)其将被配置以统一的接口。

总线系统的信号线路通过根据本发明的连接器上的接触装置而自该基板被引导至所对应的该插座装置的接触组件，该接触组件机械性地并导电性地连接于该接触装置。

与传统接器相比，介于邻近磁格上相对应的接触组件之间的信号路径长度将缩减，也就是说在该信号路径上传输的信号所需通过的接触组件的数量将变少。结果便是有效地缩小寄生线路电容，线路电阻以及线路电感(寄生性)，而且因为接触装置的数目减少了，反射点的数目亦减少了。

因为总线系统中的每个焊点都是造成一信号线路干扰或一信号线路与相邻信号线路间短路的一个潜在错误源，因此所述错误的发生频率也随着已大幅减少的焊点数目而跟着下降。该基板上的接触区域数或是通过板子的孔洞数亦相对应地减少，以致于基板上的电线路排列(路由，routing)被简化了。

信号线路的线路电阻降低或是该寄生效应的降低将特别利于本发明的一较佳实施例，其中接触连接分别被排列于对应的接触组件之间并以一最短方式连接于后者。

在一串联总线系统中，串联电连接的交换部件总线信号自位在第一插座装置中的第一交换部件开始而被循环至最后交换部件或是位在最后插座装置上的终止点。在此个案下，一插座装置的接触组件分别被指定至一输入部或是一输出部(可逆方式)。此总线信号接着经由该接触装置而自主机板出发而传送至该第一插座装置的输入部的接触组件上。在被排列于此插座装置的交换部件之上，该总线信号可能被决定并被传送至该输出部上的接触组件。经由此接触连接，插座装置的输出部上的接触组件被分别连至各个后继的插座装置的输入部上的接触组件。一个内存模块串联总线系统的个案便是RAMBUS概念。

相形之下，DDRI总线系统与DDRII系统于各种存根模块总线系统中。自介于总线控制模块与具有终止点的末端点之间(DDRI)或是介于总线控制模块与最后插入位置之间(DDRII)的一主线路出发，线路分支至个别插入位置。在此存根模块总线系统的一例当中，在根据本发明所得的连接器之中，该接触连接分别被配置于多个，但不是全部，所述插座装置上对应的接触组件之间。在此个案下，该接触装置被提供到至少一插座装置的接触组件上并电连接于该接触组件。该接触装置与该接触组件接着常被成形为片状，例如藉由压印。

一存根模块总线系统被实现于此个案的连接器中，该接触连接构成主线路。藉由该接触装置，连接器的存根模块总线被连接至位于主机板上的信号线路。

在本发明连接器的一较佳实施例中，该接触装置被分配至一单一插座装置。该插座装置的接触组件随即机械地并电导性地连接于个别对应的接触装置而形成一单位。

若是需要，例如对DDRI系统而言，该存根模块总线系统的终止点亦被包含于该连接器中。在此个案中，一终止点在各个案下被导连至该接触连接的末端，其与供应接触装置相对。

在本发明连接器的特殊较佳实施例中，第一与最后插座装置两者都指定接触装置至该基板，且该第一与最后插座装置的接触组件分别伴随的相对应的接触装置而被提供。因此，该存根模块总线系统被重新放置回该基板。该终止点接着被提供于该基板之上。

在本发明的连接器应用于一星形总线系统的个案中，该接触装置在朝向该接触组件的一末端上形成一星点，由插座装置的接触组件而来的接触连接亦被重新设置于该星点。

假如介于该星点与该接触组件间的接触连接在每个个案中都必须有相同长度，即相同长度的导线，并因而有相同的信号传播时间，对所有连于该星点的插座装置而言都是有利的结果。结果，较高时脉速度可在此类系统中被实现。

在一较佳实施例中，应用于星形总线的本发明连接器具有两个插座装置。在此个案下，接触组件的纵轴以及/或是介于该星点与该接触组件间的接触连接，彼此间都是以45-75的倾斜度相互设置，以便减少在星点上的信号反射。

较佳地，该接触连接必须因应两个形成于该连接器的插座装置而在该星点形成一个60度角。

在另一较佳实施例中，本发明的连接器具有导片，其应用在排列于扩充模块上的交换部件的机械性稳定。举例来说，这些导片被收录在绝缘体内的该磁格之中或是包含有该绝缘体上的一系列凸块，如果需要，也可具有机械性固定与锁定装置。

被提供于星形总线系统上的终止点在馈给至该星点的各种状况下，有利地被排列在该绝缘体的里头或是上面，进以使得该终止点的一些特殊功效能得以实现。一对称性阻抗，也就是一个独立于一信号方向的阻抗，有利地在一星形总线系统的星点上造成一阻抗配对。

在一存根模块总线系统中，带有一接点(T点)的信号线路(传输线路)在各个案中具有相同的阻抗，例如50欧姆。在T点，就位在一信号线路上被带至该T点的信号而言，一并列线路由另外两个信号线路所构成，在此个案中，每线路将有25欧姆的阻抗效果，其构成错接(mismatch)并导致反射。一个在T点的阻抗错接仅可出现于该信号传输的一方向上。

在一个星形总线系统的个案中，该线路阻抗的三分之一电阻较佳地被提供于每个信号线路的星点上流。在一个60欧姆的环境当中，一60欧姆的阻抗总是有效的独立于星点上的一信号传输方向。该60欧姆阻抗始终导因于在该信号馈给线路上外加20欧姆的电阻而40欧姆的电阻产生于，就其某部分而言，包含有两输出信号线路阻抗的并列电路，其中该两输出信号线路阻抗为20欧姆的电阻与60欧姆的线路阻抗，也就是共80欧姆。由于此方向独立的阻抗配对，该星形总线系统具有了较高的数据传输速度。

在此个案中，该终止点最好是使用薄膜技术来形成。

对上述所有的总线系统而言，本发明连接器的一个特别有益的样式，由所述插座装置的一必要性并列方位的优点所产生，在每个个案中该插座装置彼此相邻排列。另外，若是需要，每个插座装置具有一般熟习此技艺者所能完成的编码装置，额外的导片以及固定组件或是弹出机制。

本发明连接器的另一较佳样式产生于为了表面固定而以焊接球形式生成的接触装置，因此最小化了该接触装置的寄生效应并明显地简化的主机板上线路的路由(routing)。

附图说明

藉由参考图标，本发明被更详尽的解释于后，各相同参考符号用以表现相对应的组件。其中：

第一图呈现了本发明连接器的一配置剖面图，为本发明的第一实施例，其乃应用于存根模块总线系统；

第二图呈现了存根模块总线系统的传统连接器的配置剖面图；

第三图呈现了本发明连接器的一配置剖面图，为本发明的第二实施例，其乃应用于串联总线系统(可逆概念up/down approach)；

第四图呈现了本发明连接器的一配置剖面图，为本发明的第三实施例，其乃应用于星形总线系统；

第五图呈现了一个根据本发明连接器的第一实施例中所得到的一个配置透视图，其中该配置具有两个接触组件并在所述接触组件之间具有一接触连接；以及

第六图呈现了本发明连接器的第三实施例的接触接脚示意图。

具体实施方式

第一图至第四图指个人计算机(PC)系统，其主要内存可藉由以磁格作为内存模块而预设于主机板上的插入位置的设计来配置。然而，本发明连接器的设计多样性对熟习此技艺者而言是明显的。

第二图中所示的传统排列中，一总线控制模块31，多个连接器1，以及终止点11被配置于主机板例如基板3。总线控制模块31，多个连接器1，以及终止点11通过一存根模块总线系统的信号线路32而彼此电连接。该接触组件7被连结于所对应的一个接触装置8之上，在此范例中其成形为接触接脚。右侧的两个连接器1配备有具有接触区域6的交换部件2。在此配置状态下，其中一个交换部件2被排列于一个插座装置5之中，而该接触区域6与该接触组件7相对。在各个案中所形成的各个单元之中，一个接触装置8与一个接触组件7构成了一导性存根模块，其来自于成形为信号线路32的总线系统的主线路，其中该存根模块在各个案中具有与该存根模块长度成比例的寄生性质。在这方面，该存根模块长度将确定，以传播时间的方式，一个与一衬于底部而有用的信号有关的反射干扰信号的延迟。

相形之下，第一图中所示的具有一个本发明连接器1的功能兼容的排列具有一个位在该连接器1的绝缘体4内的接触连接10，其中所述接触连接10分别连接至插座装置51，52，53以及54上所对应到的接触组件7。第一插座装置51与最后插座装置54的接触组件7被分配至接触装置8，以便在配置于基板3之上或是里面的信号线路32产生电接触。第一插座装置51与最后插座装置54的接触组件7与接触装置8共组一单元。

存根模块总线系统的信号线路因而以接触连接10的形式被合并于连接器1。此存根模块的长度以及所连带影响的反射效应都减少了。介于各个交换部件2之间的信号路径的长度以及介于各个各个交换部件2间的信号传输时间的差异一连带地缩短。在连接器1与基板3之间可能出现的缺陷连接因在基板3与插座装置5之间需要的焊接点数已减少的缘故而跟着缩减。在基板3上很明显的还有其它较多空间可供连接器1下方的电线路所用，因此线路的配置位于基板3之上。

在第三图中，总线控制模块31以及交换部件2通过一串联总线系统(可逆概念)而相连接。接触连接10在每个个案中仅连接两个接触组件7，在各个案中，一个在插座装置51，52，53，54中的接触组件7被配置以一输出部72，而其它在后继的插座装置52，53，54，55中的接触组件7被配置以一输入部71。此串联总线系统在最后配置的插座装置54中需要一终止点模块21。

一个应用于一星形总线系统的本发明连接器被呈现于第四图a的剖面图与第四图b的平面图当中。在此个案中，一个绝缘体4在朝向基板3的侧面具有接触装置8。插座装置51，52为类似磁格的设计，且利用一个对主机板的一表面以及在所述装置之间维持倾斜60度的方式来设计。一个接触装置8，两个对应的接触组件7以及一个接触连接10在每个个案中组成一接触接脚13。介于星点12与位于两该对应接触组件7上的接触域70之间的同一连接长度有利地导致了各个接触接脚13。再者，与一信号的信号方向相独立的对称的衰退特性与反射点出现于每个个案之中。亦即，对所有总线信号而言，一个总线控制模块所发出或是接收的相同信号传播时间为了因应排列于插座装置51，52上的交换部件2而产生，进而产生了一个与传统连接器相比已有提升的时脉速度。

另外，绝缘体4具有稳定装置15，应用于被配置在扩充模块之上的交换部件2的机械性稳定作用上。

另外，在朝向基板3的一架设区域上的断流器16使得基板3上的终止点11能配置在连接器1下方的区域。

第五图图解了两对接触组件7，7’，分别藉由一接触连接10而相连。在此个案中，接触组件7，7’分别配置于一共享插座装置5，在该插座装置5之中以并列的方式彼此相对。

第六图a图解了一个星形总线系统的接触接脚13，其拥有接触装置8的功能部位、具有接触域70的接触组件7以及在第一个实施例中的接触连接10以及星点12。在此个案中，该接触接脚13能藉由常见的方式，例如压印，而以片状形成。

接触接脚13的第二个实施例被表现于第六图b。在此个案中，星点12被成形为一辅助基板14。该辅助基板14，在此个案中被平行方位于该基板3，将亦可被垂直配置于后者。终止点(星形电阻器)被提供于该辅助基板14之上或是里头。假使该辅助基板14为陶板所构成，那么该终止点藉薄膜技术来完成。假使该辅助基板14为电路板(PCB)，那么该终止点是表面安装装置(SMD，surface mounted devices)或是埋藏的电阻器。

参考符号清单

1连接器

10接触连接

11终止点

12星点

13接触接脚

14辅助基板

15稳定装置

16断流器

2交换部件

21终止交换群

3基板

31总线控制模块

32，32′信号线路

4绝缘体

5个别插座装置

51第一插座装置

52，53插座装置

54最后插座装置

6接触区域

7，7′接触组件

70接触域

71输入部

72输出部

8接触装置

9内部区域

Claims (14)

1.一连接器，用以将具有接触区域以及彼此兼容的接口的交换部件在一基板上予以定位并产生接触，其包含：

一绝缘体；

多个插座装置，形成于该绝缘体上并用于配置该交换部件；

多个接触组件，配置于所述插座装置内部区域且与所述交换部件上所分别对应的接触区域相对而设；以及

多个接触装置，用以与配设于所述基板之上或内部的多个信号线路产生电接触，

其特征在于，多个接触连接形成于所述绝缘体之上或是内部，并使至少两个所述插座装置中分别相对应的所述接触组件彼此电连接。

2.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述接触连接笔直成形，并平行配置于所述基板的一表面上。

3.如权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，

一个插座装置的所述接触组件分别被配置至多个信号馈给接触组件的一输入部或是多个信号输出接触组件的一输出部，

所述接触装置被提供于第一插座装置的所述输入部相对应的所述接触组件之上，并且电连接于所述接触组件，

所述接触连接分别配置于前述的一个插座装置的输出部，以及另一个后继的插座装置的输入部所相对应的所述接触组件之间，

使得所述交换部件可以串联方式来电连接。

4.如权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，

所述接触连接在至少多个所述插座装置上分别相互对应的所述接触组件之间形成；

所述接触装置被提供于至少一个插座装置的所述接触组件上，使得

所述交换部件可平行地电连接。

5.如权利要求4所述的连接器，其特征在于，

所述接触装置被提供于前述的一个插座装置上的所述接触组件；

至少一个与一个所述接触连接相电连的终止点被配置于所述绝缘体之上或是内部，使得所述信号线路至少能部分被所述连接器终止。

6.如权利要求4所述的连接器，其特征在于，

所述接触装置分别被配置于第一与最后插座装置的所述接触组件上，而所述信号线路可在所述基板上被终止。

7.如权利要求第1项所述的连接器，其特征在于，

所述接触装置分别具有一星点，且连至相对应的所述接触组件的所述接触连接分别被导至所述星点。

8.如权利要求7所述的连接器，其特征在于，

介于所述星点与所述所指定的插座装置的相对应接触组件之间的所述接触连接的长度必须均一。

9.如权利要求7或8所述的连接器，其特征在于，所述接触组件的纵轴和/或介于所述星点与所述接触组件之间的所述接触连接两两之间、以及相对于所述接触装置的纵轴之间都以45-75度的方式偏位。

10.如权利要求7或8所述的连接器，其特征在于，

多个终止点被配置于所述绝缘体，其介于所述星点与所述接触装置以及所述星点与所述接触连接之间。

11.如权利要求10所述的连接器，其特征在于，所述终止点(11)使用薄膜技术来生成。

12.如权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，所述插座装置以彼此相邻且平行的方式而配置。

13.如权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，所述接触装置为了表面安装而成形为焊接球。

14.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，提供所述接触连接，使得所述交换部件彼此能平行地电连接，且所述插座装置彼此相邻并以一平行的方式来配置在一个与所述基板的一安装面相互平行的平面上。

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