KR100815633B1 - 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에서, 장치는 전자 장치를 수용하기 위해 백플레인에 접속된 소켓 커넥터를 포함한다. 소켓 커넥터는 상기 전자 장치로부터 신호를 수신하기 위한 다수의 신호 컨택트의 쌍과, 전자 장치를 접지시키기 위한 다수의 접지 프레임을 포함한다. 소켓 커넥터는 또한 상기 접지면에 접속된 하나 이상의 접지핀의 세트를 포함하되, 상기 세트의 각각의 하나는 각각의 신호 컨택트들의 쌍들 간에 위치한다.

Description

장치, 시스템 및 방법{AN ADD-IN CARD TO BACKPLANE CONNECTING APPARATUS}
본 발명의 실시예는 전기 커넥터 분야에 관한 것으로, 특히 백플레인 커넥터(backplane connector)에 대한 애드인 카드(add-in card)에 관한 것이다.
컴퓨터 버스의 속도는 대역폭을 증가시켜 구동되도록 요구됨에 따라 지속적으로 증가하고 있다. 현재, 수많은 버스는 초당 수 기가비트로 동작한다. 이러한 수 기가비트의 버스는 비교적 높은 커넥터 성능을 요구한다. 특히, 버스 속도가 증가함에 따라, 비교적 높은 커넥터 혼신 성능은 비교적 합리적인 비용으로 달성하는 것을 점점 곤란하게 하고 있다. 가령, 제조 비용을 비교적 합리적인 수준으로 유지하면서 수 기가비트 주파수에서 1-3%의 혼신을 달성하기란 통상적으로 어려운 일이다.
현재, 비교적 고성능 백플레인 커넥터는 접지면 및 접지핀을 사용하여 전자기장을 분리시킴으로써 비교적 낮은 혼신을 달성하고 있다. 가령, 핀 앤드 소켓(pin-and-socket) 타입의 백플레인 커넥터는 내부 접지면과 접지핀을 모두 사용한다. 빔 앤드 블레이드 보드 대 보드(beam-and-blade board-to-board) 타입 커넥터 도 또한 혼신을 감소시키기 위해 내부 접지면을 사용한다. 그러나, 이러한 내부 접지면 커넥터는 테스크탑 컴퓨터에 사용하기란 적합하지가 않은데, 그 이유는 비교적 높은 비용과 적합하지 않은 형태 요인(form factor) 때문이다.
또다른 종래 기술의 커넥터 타입은 혼신을 감소시키기 위해 다중 레벨의 컨택트를 사용한다. 도 1은 종래 기술의 애드인 카드를 수용하기 위한 종래 기술의 소켓을 도시한다. 도 1에서, 소켓(100)은 하우징(102)을 포함한다. 그 하우징(102) 내부에서, 소켓은 애드인 카드를 접지시키기 위한 제 1 행의 로우 레벨 접지 컨택트(104)를 포함한다. 이 소켓은 또한 제 2 행의 하이 레벨 신호 및 접지 컨택트(106)를 포함한다. 상기 제 2 행의 컨택트에서, 상기 하이 레벨 신호 컨택트는 하이 레벨 접지 컨택트에 의해 소정의 간격으로 분리되어 신호 컨택들 간의 혼신을 감소시킨다.
도 2는 종래 기술의 애드인 카드를 도시한다. 도 2에서, 종래 기술의 애드인 카드(200)는 두개의 세트의 에지 핑거(202)를 포함한다. 각각의 세트의 에지 핑거(202)는 애드인 카드(200)가 상기 소켓(100) 내에 플러깅될 때, 소켓의 로우 레벨 접지 컨택트(104)와 접촉을 가능하게 하는 로우 레벨 컨택트(104)의 행을 포함한다. 각각의 에지 핑거 세트는 또한 애드인 카드(200)가 소켓(100) 내에 플러깅될 때, 소켓의 하이 레벨 신호 및 접지 컨택트(106)와 접촉을 가능하게 하는 하이 레벨 신호 및 접지 컨택트(206)의 행을 포함한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술의 소켓(100)의 한가지 단점은 그 인접하는 신호 컨택트들이 항상 균일하지는 않다는 것이다. 그의 경우, 신호 컨택트 (106)를 관통하는 신호 내에 지연 에러가 유입될 수 있다. 종래 기술의 소켓의 다른 단점은 로우 레벨 접지 컨택트(104)는 높은 버스 속도로 효과적인 혼신 보호를 제공하지 못한다는 것이다.
본 발명은 본 발명의 실시예를 예시하기 위해 사용되는 아래의 상세한 설명 및 첨부한 도면을 참조하여 명백하게 이해될 수가 있다.
도 1은 종래 기술의 애드인 카드를 수용하기 위한 종래 기술의 소켓을 도시한 도면이다.
도 2는 종래 기술의 애드인 카드이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 소켓의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 접지핀 및 신호 컨택트를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 접지 프레임(ground frame)의 경사진 도면을 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 접지 바(ground bar)를 포함한 애드인 카드의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 소켓 커넥터 및 애드인 카드를 포함한 컴퓨터 시스템이다.
아래의 상세한 설명에는 상세 세부가 기술된다. 그러나, 본 발명은 특정의 설명이 없이도 실시될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 다른 예에서, 잘 알려진 회로, 구조, 및 기술은 본 발명의 이해를 모호하게 하지 않도록 상세하게 도시되지는 않는다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 소켓의 단면도이다. 커넥터 소켓(300)은 백플레인(backplane), 마더보드, 혹은 다른 회로 보드에 접속되는 것으로, 이들은 아래에서 상세하게 기술될 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 커넥터 소켓(300)은 내부에 포함되는 컴포넌트들에 대한 구조적인 지지부를 제공하는 소켓 하우징(302)을 포함한다. 소켓 하우징(302)은 임의의 적당한 물질로 제조될 수 있다. 가령, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 하우징은 열가소성 물질로 구성된다. 커넥터 소켓 하우징(302)은 애드인 카드에 대해 신호를 송신하고 수신하는 신호 컨택트(304)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 신호 컨택트(304)는 차분 신호를 수신한다. 차분 신호는 180도 위상 시프트되고 두개의 별도의 도체를 통해 전달되는 신호이다. 또한, 일반적으로, 차분 신호는 실질적으로 동일한 길이를 갖는 도체를 통해 함께 송신된다. 신호 컨택트(304)는 임의의 적당한 도전성 물질로부터 제조될 수 있다. 가령, 신호 컨택트(304)는 구리 합금 혹은 다른 도전성 금속으로부터 제조될 수 있으며, 금 혹은 다른 적당한 마무리 물질로 도금될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 신호 컨택트(304)는 백플레인에 대해 표면 장착된다. 가령, 신호 컨택트(304)는 백플레인 장착 패드에 대해 솔더링된다. 백플레인 장착 패드(304)는 백플레인 장착 패드에 대해 솔더링된다. 백플레인 장착 패드는 솔더링을 위한 적당한 마무리부를 갖는 백플레인의 노출된 금속 표면(가령, 금속 표면을 노출시키도록 솔더 마스크가 에칭되어 제거되는 백플레인 부)일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 백플레인 장착 패드는 백플레인의 표면 상에 뻗어 있는 고속 신호 라인에 접속될 수 있다. 대신에, 백플레인 장착 패드는 비아를 사용하여 백플레인 내에 배치되는 신호 라인에 접속될 수도 있다. 비아는 백플레인 내에 포함되는 라인들, 패드들, 등에 대해 표면 라인, 패드 등을 접속시키는 상기 장착 플레인에 대해 가로지르도록 연장되는 스루홀(through-hole)의 형태의 도전성 라인이다.
커넥터 소켓(300)은 또한 소켓 하우징(302) 내에 배치되는 접지 프레임(308)을 포함한다. 접지 프레임(308)을 접지시키기 위해 접지 프레임(308)이 백플레인의 접지면(306)에 접속될 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 접지 프레임(308)은 대향하는 신호 컨택트들(304) 간의 혼신을 차단하는(즉, 좌측의 신호 컨택트들(304)과 우측의 신호 컨택트들 간의 혼신을 차단하는) 신호 컨택트(304)를 분리시키는 차폐물로서 동작한다. 접지 프레임(308)은 소켓 커넥터(300)의 임피던스를 실질적으로 일정하게 유지하는데 도움이 된다. 본 발명의 일 실시예에서, 접지 프레임(308)은 신호 컨택트(304)와 관련하여 실질적으로 일정한 지오메트리를 제공하도록 성형된다. 접지 프레임(308)은 도 5를 참조하여 보다 상세하게 기술될 것이다.
애드인 카드(310)는 신호 컨택트(304)와 접지 프레임(308)이 애드인 카드 (310)와 접촉하는 방법을 설명하기 위해 도 3에 도시되지만, 그 카드는 커넥터 소켓(300)의 일부는 아니다. 도 3에 도시된 바와 같이, 신호 컨택트(304)는 접지 프레임(308)보다 높이가 더 높으며, 따라서 신호 컨택트(304) 및 접지 프레임(308)은 상이한 높이에서 애드인 카드(308)와 어울리게 된다. 이러한 소켓(300)은 도 3에는 도시되지 않는 접지핀을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 접지핀은 신호 컨택트(304)에 대해 그 형태가 동일하다. 즉, 접지핀은 동일한 사이즈로 된 소켓 하우징(302) 내에 동일하게 배치된다. 대안으로서, 접지핀은 신호 컨택트(304)와는 동일하지가 않다. 본 발명의 일 실시예에서, 접지핀은 신호 컨택트(304)와 동일한 높이에서 애드인 카드(310)와 접촉하도록 제조된다. 접지핀은 도 4에 도시된 바와 같이, 신호 컨택트들(304) 간의 중간에 배치된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 접지핀 및 신호 컨택트들의 레이아웃을 도시한다. 도 4는 도 3의 일예의 소켓 커넥터를 참조하여 기술될 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 각각의 접지핀(402)은 한 쌍의 신호 커넥터(304)를 분리한다. 본 발명의 대안의 실시예에서, 신호 컨택트를 분리하는 하나 이상의 접지 핀이 존재한다. 본 발명의 일 실시예에서, 각각의 신호 컨택트(304)의 쌍은 위에서 언급한 바와 같이 차분 신호를 송신하고 수신한다. 접지핀(402)은 (도시안된)접지면(306)에 접속될 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 접지핀(402)은 금이 도금되는 구리 합금으로 만들어지지만, 본 발명의 다른 실시예는 다른 적당한 물질을 요구한다. 본 발명의 다른 실시예는 가변하는 개수의 신호 컨택트(304) 및 접지핀(402)을 요구한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 접지 프레임의 경사도이다. 도 5에서, 접지 프레임(308)은 소켓 하우징(302)의 외부에 도시된다. 도 5는 도 3의 소켓을 참조하여 기술될 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 접지 프레임(308)은 그 길이가 대략 1인치 정도 된다. 그러나, 접지 프레임(308)은 본 발명의 대안의 실시에 따라, 더 길거나 더 짧을 수 있다. 도 4를 참조하는 본 발명의 일 실시예에서, 각각의 접지 프레임(308)은 두개의 접지면(402)과 두개의 신호 컨택트(304)의 길이에 걸친다. 도 5에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(308)은 접지 프레임(308)의 최대 컴포넌트가 되는 접지 프레임 바디(502)를 포함한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 접지 프레임 바디(502)는 컨택트 영역(504)을 형성하도록 모래 시계형 형태로 윤곽이 형성된다. 애드인 카드(310)와 접촉하는 컨택트 영역(504)은 접지 프레임 바디의 내부면을 따라 위치된다. 본 발명의 대안의 실시예에 따르면, 접지 프레임(308)은 애드인 카드(310)의 적절한 영역과 적당하게 접촉할 수 있는한 임의의 적당한 형상일 수 있다.
접지 프레임(308)은 접지 프레임 바디(502)와 그의 단부(510) 간의 갭(508)을 포함한다. 본 발명의 대안의 실시예에서, 접지 프레임 바디(502)는 갭(508) 및 단부(510)를 포함하지 않는다(즉, 접지 프레임 바디는 갭이 없는 하나의 연속적인 구조이다). 접지 프레임(308)은 접지 프레임 바디(502)에 부착된 장착 테일(mounting tails)(506)을 포함한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 장착 테일(506)은 접지 프레임 바디(502)의 베이스 하부에 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서, 접지 프레임(308)은 단일 조각의 시트 금속(single piece of sheet metal)으로부터 값싸게 제조되며, 접지 프레임 바디(502)의 부분들은 절단되어 장착 테일(56) 내에 성형된다. 본 발명의 일 실시예에서, 시트 금속은 구리 합금이다. 본 발명의 일 실시예에서, 컨택트 영역(504)는 금, 주석, 혹은 다른 적당한 도전성 물질로 도금된다. 장착 테일(506)은 전술한 바와 같이, 백플레인, 마드보드 혹은 다른 회로 보드의 접지면(306)에 접속될 것이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 장착 테일(506)은 백플레인의 접지면(306)에 대해 접지 프레임(308)을 접속시키는, 상기 백플레인에 대해 솔더링된 스루홀이 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 접지 프레임(308)은 페이스트인 홀 프로세스(paste-in-hole process)에 의해 백플레인에 솔더링되는 스루홀이다. 본 발명의 대안의 실시예에서, 접지 프레임(308)은 프레스 피트 프로세스(press-fit process)에 의해 백플레인에 장착된다. 본 발명의 다른 실시예는 가변하는 개수의 접지 프레임(308)을 요구한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 접지바를 포함하는 애드인 카드의 측면도이다. 도 6은 도 3 및 4의 일예의 소켓 커넥터를 참조하여 기술될 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 애드인 카드(600)는 백플레인에 대해 신호를 송신하고 수신하기 위한 다수의 쌍의 신호 패드(602)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 신호 패드(602)는 차분 신호를 송신하고 수신한다. 특히, 신호 패드(602)는 커넥터 소켓(300)의 신호 컨택트(304)와 어울리게된다.
애드인 카드(600)는 애드인 카드(600) 내에 배치된 접지면(도시안됨)에 접속된 접지바(604)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 접지바(604)는 비아(610)에 의해 애드인 카드 접지면에 접속된다. 본 발명의 일 실시예에서, 비아(610)는 접지 패드(608)가 접지바(604)에 접속되는 모든 위치에 배치된다. 대안으로, 비아는 접지 패드(608)의 상부에 위치하거나 접지바(604) 상의 다른 지점에 간격을 두고 배치될 수 있다. 도 6에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 접지바(604)는 하나의 연속하는 금속의 조각이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 접지바(604)는 다수의 상호 접속된 금속 패드를 포함한다. 애드인 카드(600)는 도 6에 도시된 바와 같이, 접지바(604)에 대해 수직 방향으로 향해 있는 접지 패드(608)를 포함한다. 접지 패드(608)는 접지바(604)에 접속된다. 본 발명의 일 실시예에서, 접지 패드(608)는 금이 도금된 구리 합금으로 만들어진다. 그러나, 본 발명의 대안의 실시예는 다른 적당한 물질을 요구한다. 접지 패드(608)는 애드인 카드(600)의 동일한 측의 혼신을 감소시키는데 실질적으로 도움이 된다. 특히, 접지 패드(608)가 접지핀(404)과 어울리게 될 경우, 상기 접속은 신호 컨택트(304)를 분리시켜, 인접한 쌍의 신호 컨택트들(304) 간의 혼신을 실질적으로 감소시킨다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 소켓 커넥터 및 애드인 카드를 포함하는 일예의 시스템을 도시한다. 시스템(700)의 문맥에서 기술되지만, 본 발명은 하나 이상의 집적 회로를 포함한 임의의 적당한 컴퓨터 시스템으로 구현될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(700)은 후술될 컴포넌트들이 배치될 회로 보드를 포함한다. 컴퓨터 시스템은 프로세서(702)를 포함한다. 컴퓨터 시스템(700)은 메모리(732), 프로세서 버스(710) 및 입력/출력 제어기 허브(ICH)(740)를 포함한다. 프로세서(702), 메모리(732) 및 ICH(740)는 프로세서 버스(710)에 결합된다. 프로세서(702)는 임의의 적당한 프로세서 아키텍처를 포함하며, 본 발명의 일 실시예에 대해 캘리포니아 산타클라라의 인텔 코포레이션사로부터 입수가능한 펜티엄 계열로 사용되는 인텔 아키텍처를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 대해, 컴퓨터 시스템(700)은 하나, 둘, 혹은 그 이상의 프로세서를 포함하되, 그 중의 하나는 본 발명의 실시예에 따라 존재하는 인스트럭션 세트를 실행할 수 있다.
메모리(732)는 데이터(가령, 이미지 데이터) 및/또는 인스트럭션을 저장하며, DRAM과 같은 임의의 적당한 메모리를 포함할 수 있다. 그래픽 제어기(734)는 정보 디스플레이 장치의 표시를 제어한다.
입력/출력 제어기 허브(ICH)(740)는 컴퓨터 시스템(700)용 I/O 장치 혹은 주변 컴포턴트에 대해 인터페이스를 제공한다. ICH(740)는 ICH(740)와 통신 관계에 있는 프로세서(702), 메모리(732), 및/또는 임의의 적당한 장치 혹은 컴포넌트에 대한 임의의 적당한 통신 링크를 제공하기 위한 임의의 적당한 인터페이스 제어기를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 대해, ICH(740)는 애드인 카드(400)에 접속된다. 본 발명의 일 실시예에서, 애드인 카드(400)는 소켓 커넥터(300)를 갖는 회로 보드에 접속된다.
본 발명의 일 실시예에 대해, ICH(740)는 데이터 및 인스트럭션을 가령 하나 이상의 적당한 USB 장치 내지 하나 이상의 USB 포트(744)에 저장하기 위해, HDD 혹은 CD ROM과 같은 하나 이상의 적당한 집적 드라이브 전자장치(IDE) 드라이브(742)에 대한 인터페이스를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 대해, ICH(740)는 키보드(751), 마우스(752), 플로피디스크 드라이브(755), 하나 이상의 적당한 장치 내지 하나 이상의 병렬 포트(753)(가령, 포인터), 및 하나 이상의 적당한 장치 내지 하나 이상의 직렬 포트(754)에 대한 인터페이스를 제공한다.
따라서 백플레인 커넥터 장치에 대한 애드인 카드가 기술되었다. 본 발명이 수개의 실시예에 따라 기술되었지만 당업자라면 본 발명이 기술된 실시예에 국한되는 것이 아니라, 본 발명의 첨부된 청구범위의 사상과 영역 내에서 수정 및 대안이 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서 상세한 설명은 제한하는 것이 아닌 예시적인 것으로 간주될 것이다.

Claims (23)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 백플레인에 접속하고 전자 장치를 수용하기 위한 소켓 커넥터를 포함하는 장치로서,
    상기 소켓 커넥터는
    상기 소켓 커넥터의 상부의 대향하는 면에 배치되며, 상기 전자 장치로부터 신호를 수신하기 위한 복수의 신호 컨택트 쌍-상기 신호 컨택트 쌍 각각은 제 1 차분 위상 신호를 수신하는 제 1 컨택트 및 제 2 차분 위상 신호를 수신하는 제 2 컨택트를 구비함-과,
    백플레인의 접지면에 접속하는 복수의 접지핀-상기 접지핀들 중의 하나는 각각의 신호 컨택트 쌍들 간에 위치하는-과,
    접지면에 접속되고, 상기 대향하는 복수의 신호 컨택트 쌍을 서로로부터 절연시키며 상기 복수의 신호 컨택트 쌍의 하부에 배치되는 복수의 접지 프레임을 포함하고,
    상기 접지 프레임 각각은 적어도 2개의 접지 핀과 2개의 신호 컨택트 쌍의 길이에 미치며, 상기 접지 프레임 각각은 백플레인에 솔더링(soldering)되는 스루홀이며,
    상기 장치는 상기 신호 컨택트 각각의 사이에 제 2 접지핀을 더 포함하는 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 백플레인에 접속된 소켓 커낵터의 상부의 대향하는 면 상에 배치된 복수의 신호 컨택트 쌍-상기 신호 컨택트 쌍 각각은 제 1 차분 위상 신호를 수신하는 제 1 컨택트 및 제 2 차분 위상 신호를 수신하는 제 2 컨택트를 구비함-과,
    상기 백플레인의 접지면에 접속하는 복수의 접지핀- 상기 접지핀 각각은 상기 신호 컨택트 쌍 각각의 사이에 위치함-과,
    상기 백플레인의 접지 면에 접속하며 상기 복수의 신호 컨택트 쌍의 하부의 소켓 커넥터에 배치되는 복수의 접지 프레임-상기 접지 프레임 각각은 적어도 2개의 접지핀과 2개의 신호 컨텍트 쌍의 길이에 미치며, 상기 접지 프레임 각각은 백플레인에 솔더링되는 스루홀임-과,
    상기 소켓 커넥터 내에 삽입되는 복수의 애드인 카드의 신호 패드 쌍-상기 복수의 신호 패드 쌍은 상기 소켓 커넥터의 신호 컨택트 쌍과 결합됨-과,
    상기 애드인 카드의 접지면에 결합되는 애드인 카드의 접지바-상기 접지바는 상기 소켓 커넥터 내의 하나 이상의 접지 프레임의 셋트에 결합됨-와,
    상기 접지바 및 각각의 신호 패드 쌍 사이에 위치 각각에 수직으로 결합되는 복수의 접지 패드를 포함하되,
    상기 접지 패드는 상기 소켓 커낵터의 접지핀에 결합하는
    장치.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 접지 프레임은 상기 백플레인의 접지면에 접속되는 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 백플레인은 프로세서를 포함하는 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 접지 프레임은 그 길이가 대략 1인치인 장치.
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