KR102262955B1 - 비접촉 통신 유닛 커넥터 조립체 - Google Patents

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에릭 알름그렌
안쏘니 마이클 파델
로저 디. 이삭
개리 디. 맥코맥
마리엘 반 타텐호베
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키사, 아이엔씨.
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Abstract

비접촉 극고주파 커넥터 조립체들, 수동형 케이블 커넥터 조립체들, 및 능동형 케이블 커넥터 조립체들이 본 명세서에 개시된다. 일 실시예에서, 비접촉 커넥터 조립체는 EHF 신호들을 선택적으로 송신 및 수신하도록 동작 가능한 몇 개의 (EHF) 비접촉 통신 유닛, 및 이 EHF CCU들에 결합된 몇 개의 신호 유도 구조들을 포함할 수 있다. 신호 유도 구조들은 EHF 신호들을 복수의 EHF 신호 경로를 따라 유도할 수 있다.

Description

비접촉 통신 유닛 커넥터 조립체{CONTACTLESS COMMUNICATION UNIT CONNECTOR ASSEMBLIES}
관련 출원
본 출원은 2013년 8월 13일에 출원되고, 사실상 그 개시내용 전체가 여기에 참조로 포함되는 미국 가출원 특허 제61/865,542호의 우선권을 주장한다.
발명의 분야
본 개시 내용은 비접촉 커넥터 조립체에 관한 것이고 보다 구체적으로는 극고주파 신호들의 신호 경로를 제어하는 비접촉 커넥터 조립체에 관한 것이다.
반도체 제조 및 회로 설계 기술에서의 진보는 점점 더 높은 동작 주파수를 갖는 집적 회로(IC)의 개발 및 생산을 가능하게 하였다. 게다가, 그러한 집적 회로를 포함하는 전자 제품 및 시스템은 이전 세대의 제품보다 훨씬 더 많은 기능을 제공할 수 있다. 이러한 추가적인 기능은 일반적으로 점점 더 높은 속도에서의 점점 더 많은 양의 데이터의 처리를 포함하였다.
비접촉 극고주파(EHF) 커넥터 조립체들, 수동형 케이블 커넥터 조립체들, 및 능동형 케이블 커넥터 조립체들이 본 명세서에 개시된다. 일 실시예에서, 비접촉 커넥터 조립체는 EHF 신호들을 선택적으로 송신 및 수신하도록 동작 가능한 몇 개의 극고주파(EHF) 비접촉 통신 유닛(CCU), 및 이 EHF CCU들에 결합된 몇 개의 신호 유도 구조들을 포함할 수 있다. 신호 유도 구조들은 EHF 신호들을 복수의 EHF 신호 경로를 따라 유도할 수 있다.
수동형 케이블 커넥터 조립체는 커넥터 조립체의 적어도 하나의 신호 유도 구조와 인터페이스하는 데 사용하기 위한 유전체 결합 구조체로 구현될 수 있다. 상기 결합 구조체는 다발 어레이로 배열된 몇 개의 도파관을 포함할 수 있다. 상기 다발 어레이는 상기 적어도 하나의 신호 유도 구조와 인터페이스하는 인터페이스 부분, 테이퍼 부분, 및 연장 부분을 포함할 수 있고, 상기 인터페이스의 단면적은 상기 연장 부분의 단면적을 초과한다. 상기 다발 어레이는 다중 행, 다중 열 어레이로서 존재하거나 단일 행, 다중 열 어레이로서 존재할 수 있다.
능동형 케이블 커넥터 조립체는 제1 표면과 제1 축을 포함하는 기판, 상기 기판의 상기 제1 표면에 상기 제1 축을 따라 실장된 복수의 EHF 비접촉 통신 유닛(CCU)을 포함하는 비접촉 커넥터 조립체로 구현될 수 있고, 각각의 EHF CCU는 EHF 신호들을 선택적으로 송신 및 수신한다. 이 커넥터 조립체는 상기 복수의 EHF CCU에 결합된 신호 유도 구조를 포함할 수 있다. 이 신호 유도 구조는 각각이 상기 EHF CCU들 중 하나를 적어도 부분적으로 덮고 그 하나의 EHF CCU와 관련된 EHF 신호들을 EHF 신호 경로를 따라 유도하도록 구성된 몇 개의 신호 셰이핑 인캡슐런트를 포함할 수 있다.
소형의, 다중 행, 다중 열 비접촉 커넥터 조립체는 제1 및 제2 표면들과 제1 축을 포함하는 기판, 상기 기판의 상기 제1 표면에 상기 제1 축을 따라 실장된 제1 복수의 EHF 비접촉 통신 유닛(CCU) - 각각의 EHF CCU는 EHF 신호들을 선택적으로 송신 및 수신함 - 및 상기 기판의 상기 제2 표면에 상기 제1 축을 따라 실장된 제2 복수의 EHF 비접촉 통신 유닛(CCU) - 각각의 EHF CCU는 EHF 신호들을 선택적으로 송신 및 수신함 - 을 포함할 수 있다. 이 커넥터 조립체는 또한 상기 제1 복수의 EHF CCU에 결합된 적어도 제1 신호 유도 구조, 및 상기 제2 복수의 EHF CCU에 결합된 적어도 제2 신호 유도 구조를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 신호 유도 구조들은 각각의 EHF CCU와 관련된 EHF 신호들을 EHF 신호 경로를 따라 유도할 수 있다.
이와 같이 디바이스들 간의 통신이 개괄적으로 설명되었으며, 이제는 반드시 축척대로 그려지지는 않은 첨부 도면들을 참조한다.
도 1은 통신 시스템의 실시예를 예시한다;
도 2는 도 1의 시스템에서 사용 가능한 EHF 통신 유닛의 제1 예의 측면도이다;
도 3은 EHF 통신 유닛의 제2 예의 등각투영도이다;
도 4는 실시예에 따른, 기판에 실장된 예시적인 EHF CCU를 나타낸다;
도 5는 실시예에 따른, 도 4의 EHF CCU를 나타내지만, 예시적인 신호 유도 구조가 부가되어 있다;
도 6은 실시예에 따른, 비접촉 커넥터 조립체의 예시적인 분해도를 나타낸다;
도 7은 실시예에 따른 예시적인 EHF 신호 경로를 나타낸다;
도 8a 내지 도 8j는 다양한 실시예들에 따른 상이한 구성 단계들에서의 비접촉 커넥터 조립체를 나타낸다;
도 9는 실시예에 따른 예시적인 4 채널 다발 도파관(four channel bundled waveguide)을 나타낸다;
도 10은 실시예에 따른 예시적인 커넥터 조립체의 사시도를 나타낸다;
도 11a 및 도 11b는 다양한 실시예들에 따른 커넥터 조립체들을 이용하여 함께 연결될 수 있는 2개의 디바이스의 예시적인 도들을 나타낸다;
도 12a 및 도 12b는 실시예에 따라 함께 연결된 2개의 커넥터 조립체의 예시적인 평면도와 측면도를 나타낸다;
도 13a 내지 도 13d는 실시예에 따른, 커넥터 조립체의 상이한 도들을 나타낸다;
도 14a 내지 도 14g는 실시예에 따른, 다른 커넥터 조립체의 상이한 도들을 나타낸다;
도 15는 제1 및 제2 디바이스들에 대한 몇 가지 자석 얼라인먼트 실시예들을 나타낸다;
도 16a 내지 도 16c는 2개의 커넥터 조립체를 선택적으로 함께 짝짓기 위한 몇 가지 상이한 얼라인먼트 구조 실시예들을 나타낸다;
도 17a 내지 도 17e는 다양한 실시예들에 따른 다양한 커넥터 조립체들의 몇 가지 상이한 표면 텍스처들을 나타낸다.
이하에서는 예시적인 실시예들이 대표적인 예들이 도시되어 있는 첨부 도면들을 참조하여 더 자세히 설명된다. 개시된 통신 시스템 및 방법은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 설명되는 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 유사한 번호들은 전체에 걸쳐서 유사한 요소들을 가리킨다.
아래의 상세한 설명에서는, 설명의 목적으로, 다양한 실시예들의 충분한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 상세가 설명된다. 이 분야의 통상의 기술자들은 이러한 다양한 실시예들이 단지 예시적이며, 결코 한정을 의도하지 않는다는 것을 인식할 것이다. 본 개시 내용의 이익을 갖는 그러한 기술자들에게는 다른 실시예들이 쉽게 연상될 것이다.
게다가, 명료화를 위해, 본 명세서에서 설명되는 실시예들의 통상적인 특징들 모두가 도시되거나 설명되지는 않는다. 이 분야의 통상의 기술자는 이러한 임의의 실제 구현의 개발시 다수의 실시예 특유의 결정이 특정 설계 목적들을 달성하는데 요구될 수 있다는 것을 쉽게 알 것이다. 이러한 설계 목적들은 실시예마다 및 개발자마다 다를 수 있다. 더욱이, 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 개시 내용의 이익을 갖는 이 분야의 통상의 기술자들에게는 통상적인 엔지니어링 업무일 것이라는 것을 알 것이다.
오늘날의 사회 및 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서는, 고대역폭 모듈형 및 휴대용 전자 디바이스들이 점점 더 많이 사용되고 있다. 이러한 디바이스들 사이 및 그들 내에서 통신의 보안 및 안정성은 그들의 동작에 중요하다. 개선된 보안 고대역폭 통신을 제공하기 위해, 전자 디바이스들 사이, 및 각각의 디바이스 내의 부회로들 사이의 비접촉 통신의 고유 능력들은 혁신적이고 유용한 배열들로 이용될 수 있다.
그러한 통신은 무선 주파수 통신 유닛들 사이에서 일어날 수 있으며, 매우 가까운 거리에서의 통신은 EHF 통신 유닛에서 EHF 주파수들(통상적으로 30-300 GHz)을 이용하여 달성될 수 있다. EHF 통신 유닛의 일례는 EHF 통신-링크 칩이다. 본 개시 내용의 전반에서, 용어 통신-링크 칩 및 통신-링크 칩 패키지는 IC 칩들 또는 패키지들 내에 내장된 EHF 안테나들을 지칭하는 데 사용된다. 미국 특허 출원 공개 번호 2012/0263244와 2012/0307932에서, 그러한 통신-링크 칩들의 예들이 발견될 수 있다. 통신-링크 칩들은, 이들이 무선 통신을 제공하는지 여부와 이들이 EHF 주파수 대역에서 동작하는지 여부에 관계없이, 통신 유닛이라고도 지칭되는 통신 디바이스의 일례이다.
두문자어 "EHF"는 극고주파를 나타내며, 30 GHz 내지 300 GHz(gigahertz) 범위의 전자기(EM) 스펙트럼의 일부를 지칭한다. 용어 "송수신기"는 송신기(Tx) 및 수신기(Rx)를 포함하는 IC(집적 회로)와 같은 디바이스를 지칭할 수 있으며, 따라서 이 집적 회로는 정보(데이터)를 전송하고 수신하는데 모두 이용될 수 있다. 일반적으로, 송수신기는 (전송과 수신 사이에서 교번하는) 반이중 모드 또는 (전송과 수신을 동시에 하는) 전이중 모드로 동작할 수 있거나, 또는 송신기 또는 수신기로서 구성될 수 있다. 송수신기는 전송 및 수신 기능들을 위한 개별 집적 회로들을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때 용어 "비접촉", "결합된 쌍" 및 "근접 결합"은 (디바이스들과 같은) 엔티티들 간의 전기(유선, 접촉 기반)가 아닌 전자기(EM) 연결들 및 신호 운반을 지칭한다. 본 명세서에서 사용될 때, 용어 "비접촉"은 반송파-지원형(carrier-assisted) 유전체 결합 시스템을 지칭할 수 있다. 연결은 하나의 디바이스의 제2 디바이스에 대한 근접에 의해 유효화될 수 있다. 다수의 비접촉 송신기 및 수신기는 작은 공간을 차지할 수 있다. 전자기(EM)를 이용하여 설정된 비접촉 링크는 전형적으로 여러 지점으로 방송되는 무선 링크와 대비되는 점대점 링크일 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 EHF 송수신기들에 의해 출력되는 RF 에너지는 검증을 위한 또는 식별(ID) 코드를 송신하기 위한 FCC 요건들보다 낮을 수 있으며, 그렇지 않을 경우에는 데이터 전송 동안 데이터 흐름을 중단시킬 것이다.
도 1은 통신 시스템(100)을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 제2 디바이스(120)에 결합하도록 구성된 제1 디바이스(110)를 포함할 수 있다. 제1 디바이스(110)는 제2 디바이스(120)와 통신하고/하거나 그것에 연결되도록 구성될 수 있고 반대도 마찬가지이다. 또한, 제1 디바이스(110)와 제2 디바이스(120)는 서로 연결되어 통신할 수 있는 전자 디바이스들일 수 있다. 제1 디바이스(110)는 그들 각자의 인터페이스들(119 및 129)을 통해 디바이스(120)에 직접 결합할 수 있거나, 케이블 디바이스(도시하지 않음) 또는 다른 디바이스(도시하지 않음)가 그 2개의 디바이스를 함께 결합할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(110)는 모바일 디바이스 또는 컴퓨터와 같은 디바이스일 수 있고, 디바이스(120)는 디바이스(110)와 인터페이스하도록 설계된 케이블 디바이스일 수 있다. 제1 디바이스(110)는 하나 이상의 EHF 비접촉 통신 유닛(contactless communication unit, CCU)(112), 신호 유도 구조(114), 하나 이상의 신호 페이스(signaling face)(116), 하나 이상의 얼라인먼트 구조(117), 임의적인 도파관(118), 및 인터페이스(119)를 포함할 수 있다. 인터페이스(119)는 신호 유도 구조(114), 신호 페이스들(116), 하나 이상의 얼라인먼트 구조(117), 및 도파관(118) 중 하나 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 마찬가지로, 제2 디바이스(120)는 하나 이상의 EHF 비접촉 통신 유닛(CCU)(122), 신호 유도 구조(124), 하나 이상의 신호 페이스(126), 하나 이상의 얼라인먼트 구조(127), 임의적인 도파관(128), 및 인터페이스(129)를 포함할 수 있다. 인터페이스(129)는 신호 유도 구조들(124), 신호 페이스들(126), 하나 이상의 얼라인먼트 구조(127), 및 도파관(128) 중 하나 이상의 조합을 나타낼 수 있다.
EHF CCU들(112 및 122)은 EHF 신호들을 선택적으로 송신 및 수신할 수 있는 EHF 송수신기일 수 있다. 송신기로서 동작하고 있을 때, EHF CCU들은 전자기 EHF 신호를 송신할 수 있고, 수신기로서 동작하고 있을 때, EHF CCU들은 전자기 EHF 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 디바이스(110)는 2개의 EHF CCU를 포함할 수 있고 디바이스(120)는 2개의 EHF CCU를 포함할 수 있다. 디바이스(110)에서, 제1 EHF CCU는 송신기로서 동작할 수 있고 제2 EHF CCU는 수신기로서 동작할 수 있다. 마찬가지로, 디바이스(120)는 송신기와 수신기로서 각각 동작하는 제1 및 제2 EHF CCU들을 포함할 수 있다. 디바이스(110)의 송신기 EHF CCU는 디바이스(120)의 수신기 EHF CCU에 EHF 신호들을 송신할 수 있고, 디바이스(120)의 송신기 EHF CCU는 디바이스(110)의 수신기 EHF CCU에 EHF 신호들을 송신할 수 있다.
신호 유도 구조들(114 및 124)은 EHF CCU들에 그리고 그들로부터 EHF 신호들을 유도하는 데 이용될 수 있다. 각각의 EHF CCU는 EHF 신호를 송신 및/또는 수신하고 있을 때 복사장(radiation field)을 보일 수 있다. 제1 EHF CCU와 관련된 복사장의 치수들은 하나 이상의 다른 EHF CCU의 복사장과 잠재적으로 겹칠 수 있다. 그러한 겹침은 EHF 신호와의 크로스토크 또는 간섭을 야기할 수 있다. 신호 유도 구조들(114 및 124)은 EHF 신호 에너지를 EHF CCU의 복사장의 가로 치수들보다 작은 단면적 내로 유도하거나 집중시킬 수 있다. 결과적으로, EHF 신호들은 원하는 신호 경로를 따라 그리고 원하지 않는 경로들에서 멀어지게 이동하도록 집중될 수 있다. 신호 유도 구조들(114 및 124)은 임의의 적합한 형상을 보이도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 그 구조들은 EHF CCU를 부분적으로 또는 완전히 덮는 인캡슐런트(encapsulant)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 그 구조들은 EHF CCU를 둘러싸지만, EHF 신호 경로를 위한 개방 채널을 가지고 있는 신호 시준 구조(signal collimating structure)(예를 들어, 침니(chimney))로서 특징지어질 수 있다.
신호 유도 구조들은 신호 전파의 방향을 셰이핑(shape)하고 EHF 누설(크로스토크를 야기할 수 있음)을 완화시키기 위해 상이한 재료들의 조합으로 구성될 수 있다. 이러한 재료들은 EHF 신호들의 전파를 촉진하도록 동작할 수 있는 투과 재료들, EHF 신호들을 반사하도록 동작할 수 있는 반사 재료들, 및 EHF 신호들을 흡수하도록 동작할 수 있는 흡수 재료들을 포함할 수 있다. 투과 재료들의 예들은 전기적으로 비도전성(즉, 유전성)인 플라스틱들 및 기타 재료들을 포함할 수 있다. 반사 재료들은 예를 들어 금속들, 금속 합금들, 및 전기적으로 도전성인 다른 재료들을 포함할 수 있다. 흡수 재료들의 예들은 예를 들어 전기적으로 비도전성이지만 그들의 높은 유전율 및 투자율로 인해 유효 EHF 감쇠 공진을 보이는 자기적으로 로딩된 고무 재료들을 포함할 수 있다. 흡수 재료의 구체적인 예가 매사추세츠 랜돌프의 Emerson & Cuming Microwave Products에 의해 Eccosorb로서 판매된다.
일부 실시예들에서, 신호 유도 구조들은 상이한 재료 타입들 중 하나만으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 신호 유도 구조들은 도전성 재료만으로 또는 반사 재료만으로 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 구조는 2개 이상의 상이한 재료 타입들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 신호 유도 구조는 투과 및 반사 재료들로, 투과 및 흡수 재료들로 또는 반사 및 흡수 재료들로 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 구조들(114 및 124)은 투과, 반사 및 흡수 재료들로 구성될 수 있다.
신호 페이스들(116 및 126)은 EHF 신호들이 신호 유도 구조들(114 및 124)에 들어가고 나가는 각 디바이스 내의 물리적 또는 가상적 위치들을 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 페이스(116)는 신호 유도 구조(114)의 일부일 수 있고 페이스(126)는 신호 유도 구조(124)의 일부일 수 있다. 다른 실시예들에서, 페이스(116)는 물리적 하드웨어 부품으로 구현되지 않고, 집적 회로 또는 신호 유도 구조에 또는 그 근처에 존재하는 영역 또는 부분을 나타낼 수 있다. 각각의 디바이스(110 및 120)에 포함된 페이스들의 수는 EHF CCU들의 수 또는 원하는 신호 경로들의 수에 기초할 수 있다. 각각의 페이스는 EHF 신호 에너지가 이동하는 주축을 정의하는 초점축(focal axis)을 포함할 수 있다. 초점축은 페이스에 직교할 수 있다.
얼라인먼트 구조들(117 및 127)은 디바이스들(110 및 120) 사이에 EHF CCU들의 축방향 및 근위 얼라인먼트(axial and proximal alignment)를 제공할 수 있다(예를 들어, 디바이스(110)의 송신기 CCU와 디바이스(120)의 수신기 CCU의 얼라인먼트). CCU 쌍들의 적절한 얼라인먼트는 송신기와 수신기의 쌍들 중 적어도 하나 사이의 EHF 신호 통신과 따라서 2개의 디바이스 사이의 통신을 가능하게 할 수 있다. 게다가, 얼라인먼트 구조들(117 및 127)은 디바이스 간 연결을 위한 안내(guidance)를 제공할 수 있고, 또한 연결의 오리엔테이션을 제한하는 키잉 구조(keying structure)를 제공할 수 있다. 얼라인먼트 구조들(117 및 127)은 자석들, 도전성 플레이트들, 포고 핀들 또는 기타 핀들, 홈들, 채널들, 함몰부들, 만곡부들, 맞물림 키잉 부재들(interlocking keying members), 또는 직관적으로 디바이스들을 연결하도록 사용자들을 안내할 수 있는 임의의 다른 구조 등의 다양한 얼라인먼트 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 미리 결정된 공간 오리엔테이션으로 디바이스들을 배치하도록 사용자들을 안내하기 위해 자성 얼라인먼트 요소들이 이용될 수 있다. 다양한 다른 예들이 아래에 도 15 내지 도 17에 관련하여 논의된다. 일부 실시예들에서, 얼라인먼트 구조들(117 및 127)은 유니버설 연결들을 허용하도록 배열될 수 있거나 그것들은 특정하게 지향된 연결들을 제공하도록 배열될 수 있다.
일부 실시예들에서, 얼라인먼트 구조들(117 및 127)은 디바이스들(110 및 120) 사이에 전력을 송신할 수 있다. 예를 들어, 커넥터 인터페이스에 통합되는 금속 플레이트들 또는 핀들이 전력을 송신 또는 수신하도록 설계될 수 있다. 특정한 예에서, 2개의 디바이스가 함께 연결될 때 디바이스(110)는 얼라인먼트 구조들을 통해 디바이스(120)에 전력을 제공할 수 있다. 이렇게 하여, 디바이스(120)의 EHF CCU들(및 다른 회로)는 디바이스(120)가 자체의 전원을 가지고 있지 않을 때 전원을 제공받을 수 있다. 다른 예에서, 전력은 하나 또는 양쪽 도파관들(118 및 128)을 통하여 커넥터 조립체 인터페이스에 포함된 회로에 보내질 수 있다. 그러한 예에서, 도파관은 EHF 신호 송신 및 전력 송신을 위한 도관의 역할을 동시에 할 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 얼라인먼트 구조들(117 및 127)은, 예를 들어, 하나의 디바이스의 존재를 다른 디바이스에 알리기 위해 EHF 통신에 대안의 시그널링을 제공할 수 있다. 이 대안의 시그널링은 얼라인먼트 구조들(117 및 127)이 서로 인터페이스할 때 가능하게 될 수 있다. 예를 들어, 스위치가 구조들(117 및 127)이 서로 인터페이스할 때 활성화될 수 있고 그것들이 더 이상 함께 인터페이스되지 않을 때 비활성화될 수 있다.
임의적인 도파관들(118 및 128)은 EHF 신호들을 위한 연속적인 유전체 송신 매체일 수 있다. 도파관들(118 및 128)은 디바이스들 사이의 비접촉 결합 거리를 증가시키기 위해 이용될 수 있다. 도파관들은 동일한 커넥터 조립체에 위치한 인접한 EHF CCU들 사이의 및/또는 2개의 상이한 커넥터 조립체 또는 디바이스 내의 대각선으로 맞은편의 EHF CCU들 사이의 크로스토크를 추가로 감소시킴으로써 짝지어진 EHF CCU들 사이의 신호 전송을 향상시킬 수 있다. 도파관들은 EHF 신호들의 송신 경로를 추가로 유도함으로써 이를 달성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도파관은 디바이스의 각각의 EHF CCU와 관련될 수 있고, 이에 따라 결과적으로 다수의 도파관을 가진 디바이스가 된다. 원한다면, 비록 각각의 도파관이 그와 관련된 EHF CCU에서 비롯될지라도, 다수의 도파관이 단일의 통합된 도파관 케이블로 결합될 수 있다. 도파관들의 다양한 예들이 아래에 도 9에 관련하여 논의된다.
인터페이스들(119 및 129)의 원하는 디자인, 형상, 및 시그널링 특성들은 신호 유도 구조들, 신호 페이스들, 도파관들, 및 얼라인먼트 구조들의 재료 조성, 형상들, 및 구성들을 조정하는 것에 의해 선택될 수 있다. 이것은 유리하게도 디바이스 인터페이스들에 대한 개선된 설계 자유를 제공한다. 본 명세서에서 논의된 실시예들에 따른 인터페이스들은 다량의 데이터 전송들을 처리하기 위해 통상적으로 이용되는 표준 커넥터들(예를 들어, USB 커넥터들)로 제한되지 않는다. 이 표준 커넥터들은 전형적으로 연결을 설정하기 위해 물리적 정합(mating) 표면들을 필요로 하고 빈번한 사용과 물에 의한 손상으로 마모되기 쉽고, 전기적 연결을 만들기 위해 정확한 얼라인먼트를 필요로 한다. 본 명세서에 논의된 실시예들은 또한 EHF 신호들을 최소의 크로스토크로 또는 크로스토크 없이 디바이스들 사이의 하나 이상의 경로를 따라 이동하록 유도함으로써 설계 유연성이 어떻게 향상되는지를 보여준다.
도 2는 일부 구조적 컴포넌트들의 단순화된 도를 나타내는 예시적인 EHF 통신 회로(200)의 측면도이다. 도시된 바와 같이, 통신 회로는 커넥터 인쇄 회로 보드(PCB)(203) 상에 실장된 다이(202), 리드 프레임(도시하지 않음), 본드 와이어들(204)과 같은 하나 이상의 도전성 커넥터, 안테나(206)와 같은 트랜스듀서 및 캡슐화 재료(208)를 포함하는 집적 회로 패키지(201)를 포함할 수 있다.
다이(202)는 적절한 다이 기판상에 소형 회로로서 구성되는 임의의 적절한 구조를 포함할 수 있으며, "칩" 또는 "집적 회로(IC)"로도 지칭되는 컴포넌트와 기능적으로 동등하다. 다이 기판은 실리콘과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 임의의 적절한 반도체 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 다이(202)는 리드 프레임과 전기 통신하도록 실장될 수 있다. (도 3의 리드 프레임(318)과 유사한) 리드 프레임은 하나 이상의 다른 회로가 다이(202)와 기능적으로 연결되는 것을 가능하게 하도록 구성되는 도전성 리드들의 임의의 적절한 배열일 수 있다. 리드 프레임의 리드들은 리드 프레임 기판 내에 내장 또는 고정될 수 있다. 리드 프레임 기판은 리드들을 사전 결정된 배열로 실질적으로 유지하도록 구성되는 임의의 적절한 절연 재료를 이용하여 형성될 수 있다.
또한, 다이(202)와 리드 프레임의 리드들 간의 전기 통신은 하나 이상의 본드 와이어(204)와 같은 도전성 커넥터들을 이용하는 임의의 적절한 방법에 의해 달성될 수 있다. 본드 와이어들(204)은 다이(202)의 회로 상의 지점들과 리드 프레임 상의 대응하는 리드들을 전기적으로 연결하는 데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 다이(202)는 뒤집혀서 본드 와이어들(204)이 아니라 범프들 또는 다이 솔더 볼들을 포함하는 도전성 커넥터들을 사용할 수 있으며, 이는 일반적으로 "플립 칩" 배열로 알려진 것으로 구성될 수 있다. 안테나 또는 트랜스듀서 엘리먼트(206)는 전기 및 전자기 신호들 간의 변환을 위한 트랜스듀서 또는 안테나로서 구성된 임의의 적절한 구조일 수 있다. 엘리먼트(206)는 EHF 스펙트럼 내에서 동작하도록 구성될 수 있으며, 전자기 신호들을 송신 및/또는 수신하도록, 즉 송신기, 수신기 또는 송수신기로서 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 엘리먼트(206)는 리드 프레임의 일부로서 구성될 수 있다. IC 패키지(201)는 2개 이상의 엘리먼트(206)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 엘리먼트(206)는 다이(202)로부터 분리될 수 있으나 임의의 적절한 방법에 의해 그와 기능적으로 연결될 수 있으며, 다이(202)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 엘리먼트(206)는 (도 3의 320과 유사한) 안테나 본드 와이어들을 이용하여 다이(202)에 연결될 수 있다. 대안으로서, 플립 칩 구성에서, 엘리먼트(206)는 본드 와이어들(엘리먼트 320 참조)을 사용하지 않고서 다이(202)에 연결될 수 있다. 다른 실시예들에서, 엘리먼트(206)는 다이(202) 상에 또는 PCB(203) 상에 배치될 수 있다.
캡슐화 재료(208)는 IC 패키지(201)의 다양한 컴포넌트들을 고정된 상대 위치에 유지할 수 있다. 캡슐화 재료(208)는 IC 패키지의 전기 및 전자 컴포넌트들에 대한 전기적 절연 및 물리적 보호를 제공하도록 구성되는 임의의 적절한 재료일 수 있다. 예를 들어, 캡슐화 재료(208)는 성형 화합물, 유리, 플라스틱, 세라믹, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 캡슐화 재료(208)는 임의의 적절한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 캡슐화 재료(208)는 리드 프레임의 연결되지 않은 리드들을 제외한 IC 패키지의 모든 컴포넌트들을 캡슐화하는 직사각 블록의 형태일 수 있다. 하나 이상의 외부 연결이 다른 회로들 또는 컴포넌트들과 함께 형성될 수 있다. 예를 들어, 외부 연결들은 인쇄 회로 보드로의 연결을 위한 볼 패드들 및/또는 외부 솔더 볼들을 포함할 수 있다. IC 패키지(201)의 다른 컴포넌트들과 함께, 캡슐화 재료(208)는 본 명세서에서 DCCU라고 지칭되는 유전체 값을 가지고 있을 수 있다. 이 유전체 값은 최적 신호 방향 오리엔테이션을 달성하기 위해 본 명세서의 다양한 인터페이스 실시예들에 의해 고려되는 고려 사항일 수 있다.
IC 패키지(201)는 커넥터 PCB(203) 상에 실장될 수 있다. 커넥터 PCB(203)는 하나 이상의 적층된 층(212)을 포함할 수 있으며, 이들 중 하나는 PCB 접지 평면(210)일 수 있다. PCB 접지 평면(210)은 IC 패키지 상의 회로들 및 컴포넌트들에 대한 전기 접지를 제공하도록 구성되는 임의의 적절한 구조일 수 있다. 접지 층의 배치로 인해, 안테나로부터 적절한 거리에서, 전자기 방사 패턴은 기판으로부터 밖으로 향할 수 있다.
도 3은 일부 구조적 컴포넌트들을 나타내는 EHF 비접촉 통신 회로(300)의 다른 예의 단순화된 등각투영도이다. 도시된 바와 같이, 통신 회로(300)는 다이(302), 리드 프레임(318), 본드 와이어들(304)과 같은 하나 이상의 도전성 커넥터, 엘리먼트(306)와 같은 트랜스듀서, 하나 이상의 안테나 와이어 본드(320) 및 캡슐화 재료(308)를 포함할 수 있는 IC 패키지(301)를 포함할 수 있다. 다이(302), 리드 프레임(318), 하나 이상의 본드 와이어(304), 엘리먼트(306), 엘리먼트 본드 와이어들(320), 및 캡슐화 재료는 각각 도 2에 도시된 바와 같은 IC 패키지(201)의 다이(202), 본드 와이어들(204), 엘리먼트(206) 및 캡슐화 재료(208)와 같은 컴포넌트들과 기능적으로 유사할 수 있다. 또한, 통신 회로(300)는 PCB(203)와 유사한 커넥터 PCB(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
도 3에서, 다이(302)는 본드 와이어들(304 및 320)과 함께, 캡슐화 재료(308)에 캡슐화된다. 이 실시예에서, IC 패키지는 커넥터 PCB 상에 실장될 수 있다. 커넥터 PCB는 하나 이상의 적층된 층을 포함할 수 있으며, 이들 중 하나는 PCB 접지 평면일 수 있다. PCB 접지 평면은 PCB 상의 회로들 및 컴포넌트들에 대한 전기 접지를 제공하도록 구성된 임의의 적절한 구조일 수 있다. 접지 층의 배치로 인해, 안테나로부터 적절한 거리에서, 전자기 방사 패턴은 기판으로부터 밖으로 향할 수 있다. IC 패키지(301)의 다른 컴포넌트들과 함께, 캡슐화 재료(308)는 유전체 값 DCCU를 가지고 있을 수 있다. 이 유전체 값은 최적 신호 방향 오리엔테이션을 달성하기 위해 본 명세서의 다양한 인터페이스 실시예들에 의해 고려되는 고려 사항일 수 있다.
도 4는 실시예에 따른, 기판(410)에 실장된 극도로 단순화된 예시적인 EHF CCU(400)를 나타낸다. 도 4는 신호 유도 구조가 CCU(400)에 결합되기 전에 시작점을 나타낼 수 있다. 도시된 바와 같이, CCU(400)는 401a-f로서 도시된 6개의 면을 가지는 것으로 특징지어질 수 있다. 마찬가지로, 기판(410)도 6개의 면을 가지는 것으로 특징지어질 수 있는데, 그 중 3개만이 표시되어 있다(즉, 411a, 411c, 및 411e). CCU 면(401b)은 보드 면(411a)에 실장되는 것으로 도시되어 있다. 즉, CCU(400)는 기판(410)의 제1 표면에 실장될 수 있다. CCU(400)는 면(401c)이 면(411c)으로부터 거리(412)만큼 떨어져 배치되도록 실장될 수 있다. 도 4에는 예시적인 X, Y, Z 축들도 도시되어 있다.
도 5는 실시예에 따른, 도 4의 EHF CCU(400)를 나타내지만, CCU(400)와 기판(410) 상에 또는 주위에 배치된 예시적인 신호 유도 구조(500)가 부가되어 있다. 신호 유도 구조(500)는 CCU(400)의 모든 노출된 면들을 완전히 캡슐화할 수 있다. 즉, 기판(410)에 실장된 면 외의 모든 면들은 신호 유도 구조(500)에 의해 캡슐화될 수 있다. 일 실시예에서, 신호 유도 구조(500)는 CCU(400) 위에 딱 맞는 사전 성형된 구조일 수 있다. 다른 실시예에서, 구조(500)는 CCU(400) 위에 직접 몰드로서 적용될 수 있다. 구조(500)는 EHF 신호들을 Z 축 방향으로 CCU(400)를 향하여 그리고 그로부터 멀어지게 유도하기 위한 신호 페이스(501)(여기서는 구조(500)의 상부 부분으로 도시됨)를 포함할 수 있다. 원한다면, 구조(500)는 EHF 신호들을 CCU(400)를 향하여 그리고 그로부터 멀어지게 유도하기 위한 2개 이상의 신호 페이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구조(500)는 신호들을 Y 축을 따라 유도하기 위해 대향하는 면들(예를 들어, 면들(502 및 503))에 신호 페이스들을 포함할 수 있다. 신호 페이스는 그를 통하여 EHF 신호 에너지가 유도되는 영역을 나타낼 수 있다. 일반적으로 EHF 신호의 방향은 그 페이스에 직교하는 초점축에 의해 정의될 수 있다. 초점축은 비록 EHF 신호들이 초점축을 둘러싸는 공간을 차지할 수 있을지라도 EHF 신호 송신을 위한 원하는 경로를 정의할 수 있다.
일부 실시예들에서, 신호 유도 구조(500)는 침니 구조일 수 있고, 그것의 중공 통로(hollow passageway)가 EHF 신호들을 유도할 수 있다. 침니 구조의 초점축은 EHF CCU의 표면에 직교할 수 있다. 그러한 실시예에서, 신호 페이스는 EHF CCU일 수 있다.
도 6은 실시예에 따른, 비접촉 커넥터 조립체(600)의 예시적인 분해도를 나타낸다. 조립체(600)는 EHF CCU 어레이(610)와 신호 유도 구조(620)를 포함할 수 있다. EHF CCU 어레이(610)는 기판(611), X 축을 따라 정렬된 EHF CCU들(612-615), 및 도시된 바와 같이 인접한 CCU들 사이에 배치된 신호 억제 구조들(616-618)을 포함할 수 있다. 억제 구조들(616-618)은 EHF CCU들 사이의 크로스토크를 더 감소시킬 수 있다. 신호 유도 구조(620)는 대응하는 EHF CCU 위에 맞도록 구성된 캡슐화 부재들(622-625)을 포함하는 통합 구조일 수 있다. 구조(620)는 또한 대응하는 신호 억제 구조들 위에 맞도록 구성된 슬리브(sleeve) 부재들(626-628)도 포함할 수 있다. 캡슐화 부재들(622-625)은, 구조(500)가 도 5의 EHF CCU(400)을 덮은 방식과 유사하게, 각각의 EHF CCU의 5개의 노출된 면들을 덮을 수 있다. 부재들(622-625) 각각은 EHF 신호 에너지를 X-Y 평면에 직교하는 경로를 따라, 또는 Z 축 방향으로 유도하기 위한 각자의 신호 페이스(632-635)를 포함한다. 각각의 구조의 초점축(이들 중 하나가 축(629)으로 도시되어 있음)은 신호 페이스들(632-635)에 직교할 수 있다(Z 축). 각각의 부재의 신호 페이스들(632-635) 외의 부분들은 Y 및 X 방향들로의 EHF 신호 전파를 완화시키는 재료들로 설계되고 제조될 수 있다. 억제 구조들(616-618)은 X 방향을 따르는 신호 전파를 억제할 수 있다.
조립체(600)는 (도 7의) 케이블 디바이스(700)와 같은 케이블 디바이스 또는 (도 7의) 디바이스(710)와 같은 전자 디바이스에 통합될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 디바이스(700)가 디바이스(710)에 연결될 때, 디바이스들(700 및 710) 사이에 신호들을 송신하기 위한 경로들 또는 레인들(721-724)이 존재할 수 있다. 각각의 경로는 EHF CCU들의 결합된 쌍에 대응하고 원하는 신호 경로를 나타낼 수 있다. 도시된 바와 같이, 조립체(600)의 EHF CCU들은 단일 행에 배열되어 있기 때문에, 그것에 대응하는 경로들은 평행하고 동일 평면상에 있다. 도 7에는 얼라인먼트 구조들이 도시되어 있지 않지만, 다양한 얼라인먼트 구조들(예를 들어, 구조들(117 및 127))이 디바이스(700 및 710)를 함께 연결하는 것을 돕기 위해 이용될 수 있다.
도 8a 내지 도 8j는 본 발명의 실시예들에 따른 상이한 구성 단계들에서의 비접촉 커넥터 조립체를 나타낸다. 도 8a는 기판(801), EHF CCU들(810 및 820), 및 유전체 인캡슐런트들(812 및 822)을 포함할 수 있는 조립체(800A)의 예시적인 사시도를 나타낸다. 인캡슐런트들(812 및 822)은 각자의 신호 셰이핑 구조들의 일부를 형성할 수 있다. 조립체(800A)는 기판의 제2 표면에 실장된 추가적인 CCU들 및 인캡슐런트들을 포함할 수 있다(조립체(800A)의 예시적인 측면도를 나타내는, 도 8b에 도시됨). 도 8c는 조립체(800A)의 예시적인 평면도를 나타낸다. CCU들(810 및 820)은 기판(801)의 제1 표면에 실장되고 인캡슐런트들(812 및 822)은 CCU들(810 및 820) 주위에 각각 적어도 부분적인 경계를 형성한다. 유전체 인캡슐런트들(812 및 822)은 신호 셰이핑 구조의 일부를 형성할 수 있다. 게다가, 유전체 인캡슐런트(812 및 822)는 CCU들의 유효 유전체 경계를 연장할 수 있다. 위에 도 2 및 도 3에서 언급한 바와 같이, CCU는 IC 패키지를 둘러싸는 인캡슐런트(208 또는 308)에 의해 형성된 자신의 유전체 경계를 보일 수 있다. 인캡슐런트들(812 및 822)의 추가는 이 경계를 연장하고 유전율의 변화들을 더 완화할 수 있다. 또한, 인캡슐런트들(812 및 822)의 사용은 커넥터 조립체의 전체 사이즈를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
도 8b는 기판(801)의 제2 면에 실장된 EHF CCU들(830 및 840)을 나타낸다. CCU들(830 및 840)을 각각 덮는 인캡슐런트들(822 및 842)도 도시되어 있다. 각각의 CCU가 경로 또는 레인과 관련된다고 가정하면, 조립체(800A)는 4개의 그러한 경로를 가질 수 있다. 조립체(800A)의 경로들에 대한 간격 요건은 조립체(600)에 요구되는 것의 절반인데, 그 이유는 2개의 경로가 단일 행에 배열되는 것과 대조적으로 서로의 위에 포개지기 때문이다. 이것은 유리하게도 커넥터 조립체를 구성하기 위해 요구되는 풋프린트(footprint)를 감소시킨다. 신호 셰이핑 구조의 설계 선택에 따라, 경로들의 방향은 EHF 신호 에너지를 특정 방향으로 유도하도록 제어될 수 있다. 간소화를 위해, 신호 페이스들(813, 823, 833, 및 843)이 도시된 바와 같이 존재하는 것으로 가정한다. 신호 페이스들(813, 823, 833, 및 843)의 위치는 신호 셰이핑 구조가 EHF 신호들을 Y 축을 따라 제1 방향으로 유도하는 것을 가능하게 할 수 있다. 도시된 바와 같이, Y 축은 기판(801)의 표면에 평행하고 페이스들(813, 823, 833, 및 843) 각각에 직교하는 평면에 있다. 도 8a 및 도 8c에서, 제1 방향은 Y 축의 방향 A를 향할 수 있다. 대안으로, 신호는 Y 축의 방향 B를 향하여, 또는 Z 축을 따라 어느 한 쪽 방향으로 유도될 수 있다.
도 8c는 인캡슐런트들(812 및 822)이 CCU들(810 및 820)을 각각 부분적으로 덮을 수 있는 방식을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 인캡슐런트들(812 및 822)이 페이스들(813 및 823)을 덮지 않고 그것들과 각각 정렬될 수 있지만, 그 각자의 CCU들의 모든 다른 측면들을 덮을 수 있다. 도시하지 않은 다른 실시예들에서, 인캡슐런트는 CCU의 모든 5개 면을 덮을 수 있다. 또 다른 실시예(도시하지 않음)에서, 인캡슐런트는 3개의 면만 덮을 수 있다.
이제 도 8d를 보면, 도파관들(815 및 825)을 가진 조립체(800D)의 다른 사시도가 도시되어 있다. 도 8e는 실시예에 따른 도파관들(825 및 845)을 가진 조립체(800D)의 예시적인 측면도를 나타낸다. 도 8d 및 도 8e에 도시된 바와 같이, 도파관들은 그것과 관련된 EHF CCU의 신호 페이스에 인접해 있고 EHF CCU와 관련된 인캡슐런트와의 유전체 연결을 완료한다. 예를 들어, 도파관(825)은 신호 페이스(823)에서 인캡슐런트(822)와 인터페이스하여 튜닝된 도파관을 형성한다. 즉, 도파관, 인캡슐런트, 및 도전성 차폐물(도 8f에 도시됨)의 조합은 EHF 신호들을 Y 축의 방향으로 이동하는 것으로 도시된 경로를 따라 유도하는 튜닝된 도파관을 형성할 수 있다.
이제 도 8f를 보면, 실시예에 따른 기판(801)의 제1 면에 실장된 도전성 차폐물(850)을 가진 조립체(800F)의 또 다른 사시도가 도시되어 있다. 제2 도전성 차폐물(도시하지 않음)이 기판(801)의 제2 면에 실장될 수 있다. 도 8g는 라인 G-G를 따라 절취한 조립체(800F)의 예시적인 단면을 나타내고 도 8h는 도전성 차폐물(850)을 가진 조립체(800F)의 예시적인 평면도를 나타낸다. 도전성 차폐물(850)은 인캡슐런트들(812 및 822)과, 도파관들(815 및 825) 위에 맞도록 구성된 다중벽 구조일 수 있다. 다중벽 구조는 EHF 신호들을 반사하는 부재들(851-855)(854는 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 부재들(851, 852, 853, 및 854)은 차폐물(850)의 "다리들(legs)"을 형성할 수 있고 부재(855)는 "다리들" 위에 놓인 평면 부재를 형성할 수 있다. 부재(852)가 EHF CCU들(810 및 820) 사이에 배치되는 방식에 유의한다. 부재(852)는 CCU들(810 및 820) 사이의 크로스토크를 방지하는 EHF가 관통할 수 없는 장벽을 제공한다. 도전성 차폐물(850)은 또한 노출된 페이스 부분들(856 및 857)도 포함할 수 있다. 노출된 페이스 부분들(856 및 857)은 비제한적인 EHF 신호 전파를 허용하는 열린 공극(open void)일 수 있다. 이 공극은, 예를 들어, 도파관이 그것과 관련된 인캡슐런트에 인접하도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 도파관(815)은 페이스 부분(856)을 통과하여 인캡슐런트(812)와 정합(mate)될 수 있다. 일부 실시예들에서, 노출된 페이스 부분들의 형상 및 오리엔테이션은 신호 페이스들의 그것을 모방할 수 있다. 예를 들어, 노출된 페이스(856)의 평면은 신호 페이스(813)의 평면에 평행할 수 있다. 구조(850)는 CCU들(810 및 820) 둘 다를 덮는 것으로 도시되어 있지만, 구조(850)는 하나의 CCU만을 덮기에 적합한 개별 구조들로 분리될 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한 구조(850)는 2개 초과의 CCU들을 덮도록 구성될 수 있다는 것도 알아야 한다.
도 8d, 도 8f, 및 도 8h에 도시된 도파관들은 모두 그들의 길이에 걸쳐 단면적 변화들을 보이는 것으로 도시되어 있다. 예를 들어, 그 변화는 테이퍼(taper) 또는 다른 가변적 기하 형상의 산물일 수 있다. 구체적으로 도 8h를 보면, 도파관(825)은 인터페이스 부분(860), 테이퍼 부분(862), 및 케이블 부분(864)을 포함할 수 있다. 인터페이스 부분(860)은 X 방향에서 케이블 부분(864)보다 더 넓을 수 있다. 게다가 인터페이스 부분(860)은 튜닝된 도파관을 제공하기 위해 인캡슐런트(822)의 치수들과 정확히 정렬하도록 치수 설정될 수 있다. 도 8i는 도 8d의 파선 원 I로부터 취한 조립체(800)의 일부의 확대도를 나타낸다. 도 8i는 인터페이스 부분(860)의 폭(Ww)과 높이(Hw)가 인캡슐런트(822)의 폭(WE)과 높이(HE)와 실질적으로 동일한 것을 보여준다.
도파관 기하 형상의 변화들은 EHF CCU로부터 튜닝된 도파관으로의 EHF 에너지 전달을 효과적으로 최대화할 수 있다. 즉, 도파관 기하 형상(특히 인터페이스 부분)이 EHF CCU의 기하 형상을 초과할 때, 튜닝된 도파관은 EHF CCU보다 작은 기하 형상을 가진 튜닝된 도파관보다 더 많은 EHF 에너지를 캡처할 수 있다. 튜닝된 도파관 기하 형상의 증가된 사이즈는 향상된 EHF 에너지 캡처의 이득을 실현하기 위해 도파관의 전체 길이에 걸쳐 일정하게 유지되지 않아도 된다. 결과적으로, 도파관은 인터페이스 부분에 대해 원위의 어떤 지점에서 더 작은 기하 형상으로 가늘어질 수 있다(tapered down). 이는 유리하게도 도파관 설계의 설계 유연성을 제공한다. 예를 들어, 테이퍼링은 도 8f와 도 9에 도시된 것과 같은 2개 이상의 도파관의 비교적 단단한 묶음(tight bundling)을 가능하게 할 수 있다. 도파관들의 단면 변화는 예시적인 것이지 의무적인 것은 아니라는 것을 알아야 한다. 상이한 도파관들의 다른 예들이 아래에 도 17a 내지 도 17e와 관련하여 도시되고 설명된다.
도파관들의 테이퍼링은 임의의 적합한 방법을 이용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 도파관은 재료를 압출 성형하는 것에 의해 제조될 수 있고 테이퍼는 압출 속도(extrusion rate) 또는 다이 사이즈와 같은 임의의 하나 이상의 압출 인자를 조정함으로써 획득될 수 있다. 다른 예에서, 도파관은 그의 일부가 넥 다운(neck down)되도록 당기는 힘을 받을 수 있다. 또 다른 예에서, 도파관은 적절한 치수와 테이퍼를 가진 성형된 부분(예를 들어, 사출 성형된)일 수 있다.
도 8a 내지 도 8i에 관련하여 설명된 실시예들에서 사용되고 있는 도파관들은 인캡슐런트와 인터페이스하는 독립된 컴포넌트로서 기술되었으며, 도전성 차폐물(850)과 함께, 그것들은 튜닝된 도파관을 형성한다. 도파관들은 기능적으로 커넥터 조립체에 제거 가능하게 부착될 수 있는 케이블처럼 행동할 수 있다. 예를 들어, 도파관은 다른 디바이스와의 연결을 설정하기 위해 차폐물(850)에 삽입될 수 있는 도파관들의 다발 그룹일 수 있다. 마찬가지로, 도파관들의 다발 그룹은 다른 디바이스와의 연결이 더 이상 필요하지 않을 때 제거될 수 있다. 다른 실시예들에서, 도파관과 인캡슐런트는 EHF CCU와 인터페이스하는 통합된 컴포넌트일 수 있다. 예를 들어, 통합된 도파관과 인캡슐런트는 기판(801)에 실장되어 인캡슐런트가 그러는 것과 동일한 방식으로 EHF CCU를 덮을 수 있고, 이 통합된 조합의 위에 도전성 차폐물(850)이 배치되어 튜닝된 도파관을 형성할 수 있다.
도 9를 보면, 예시적인 4 채널 다발 도파관(900)이 도시되어 있다. 다발 도파관(900)은 도파관들(815, 825, 835, 845)을 포함한다. 각각의 도파관은 도시된 바와 같이 인터페이스 부분(860), 테이퍼 부분(862), 및 연장 부분(864)을 보여준다. 각각의 도파관의 길이를 따라 신호 무결성을 유지하고/하거나 인접한 도파관들 사이의 크로스토크를 최소화하기 위하여 다발 내에 금속이 통합될 수 있다. 예를 들어, 인접한 도파관들 사이에 도전성 코팅들(도시하지 않음)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 도전성 코팅은 도파관들(815 및 825)을 도파관들(835 및 845)로부터 격리하기 위해 적용될 수 있고, 추가의 도전성 코팅이 도파관들(815 및 835)을 도파관들(825 및 845)로부터 격리하기 위해 적용될 수 있다. 도전성 코팅은 다발의 길이의 전체에 걸쳐 인접하여 배치될 수 있거나 도전성 코팅은 다발의 길이를 통하여 비인접하여(non-contiguously) 선택적으로 적용될 수 있다. 금속 코팅들 자체는 다발 도파관들 사이의 크로스토크를 최소화하기 위하여 유전체들에 의해 분리될 수 있다. 원한다면, EMI 차폐를 제공하기 위해 다발(900)의 주연부 주위에 도전성 클래딩 층이 배치될 수 있다. 이것은 도 8j에 예시되어 있다.
다발 도파관(900)은 커넥터 조립체와 제거 가능하게 인터페이스될 수 있는, 또는 수동형 또는 능동형 케이블들과 함께 작용하도록 설계될 수 있는 독립된 컴포넌트일 수 있다. 다발 도파관(900)은 "수동형" 컴포넌트이거나 "능동형" 컴포넌트"일 수 있다. 수동형 및 능동형의 지정은 도파관에 CCU들이 통합되어 있는지 여부에 의해 제어될 수 있다. 수동형 도파관은 기능적으로 제1 커넥터 조립체의 EHF 신호 경로들을 제2 커넥터 조립체로 연장하기 위한 케이블로서 작동할 수 있다. 수동형 도파관에서, 인터페이스 부분은 신호 조립체의 신호 유도 부분과 인터페이스할 수 있고 연장 부분의 말단은 다른 커넥터 조립체의 다른 신호 유도 구조와 인터페이스하는 다른 인터페이스 부분(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 능동형 도파관에는 CCU들이 통합되어 있을 수 있다. 예를 들어, 능동형 도파관은 EHF 신호 경로들 각각에서 EHF 신호들을 수신하고 이들을 다른 디바이스에 의해 사용하기 위한 전기 신호들로 변환할 수 있는 커넥터 조립체를 가질 수 있다.
도 8j는 실시예에 따라 도파관들에 적용된 도전성 클래딩(870)을 가진 조립체(800J)의 사시도를 나타낸다. 조립체(800J)는 실시예에 따른 완성된 커넥터 조립체를 나타낼 수 있다. 조립체(800J)는 다수의 신호 경로를 따라 EHF 신호들을 송신하는 완전 EMI 차폐형 연결 시스템일 수 있다.
도 10은 실시예에 따른 예시적인 커넥터 조립체(1000)의 사시도를 나타낸다. 조립체(1000)는 조립체(800J)와 유사할 수 있지만, 도파관이 누락되어 있다. 그러므로, 유사한 컴포넌트들은 유사한 양들과 특성들을 보일 수 있다. 조립체(1000)는 기판(1001), EHF CCU(1010), 인캡슐런트(1012), 및 도전성 차폐물(1050)을 포함할 수 있다. 하나의 CCU만이 도시되어 있지만, 임의의 수의 CCU가 기판(1001)의 제1 면에 배열될 수 있고 임의의 수의 CCU가 기판(1001)의 제2 면에 배열될 수 있는 것으로 이해된다. 게다가, 조립체(1000)는 신호 페이스(1013)와 열린 페이스 부분(1056)을 포함할 수 있다. 인캡슐런트(1012)와 도전성 차폐물(1050)의 조합은 Y 축을 따라 투사되고 있는 경로(1020)를 따라 EHF 신호들을 유도하는 튜닝된 도파관을 형성할 수 있다(개별 도파관을 요구하지 않음).
도 11a 및 도 11b는 다양한 실시예들에 따른 커넥터 조립체들을 이용하여 함께 연결될 수 있는 디바이스와 도파관 케이블의 예시적인 도들을 나타낸다. 디바이스(1110)는 전화기 또는 랩톱과 같은 전자 디바이스일 수 있고 도파관 케이블(1150)은 "수동형" 케이블 컴포넌트일 수 있다. 도파관(1150)은 어떤 EHF CCU도 포함하지 않기 때문에 "수동형"일 수 있다. 수동형 디바이스들은 EHF 신호들을 송신할 수 있지만, EHF CCU들이 없다. 독립형 도파관 또는 독립형 다발 도파관이 수동형 디바이스의 예이다. 도파관 케이블(1150)은 도파관 인터페이스(1160)를 터미널(terminal)(1170)에 연결하는 다발 도파관(1155)을 포함할 수 있다. 터미널(1170)은 (본 명세서에 설명된 것들과 같은 CCU들을 포함하는) 커넥터 조립체, 수동형 도파관 인터페이스, 또는 EHF CCU들을 포함하는 다른 디바이스일 수 있다. 디바이스(1110)와 케이블(1150) 양자는 완전 밀폐형 커넥터 인터페이스들(1120 및 1160)을 각각 이용할 수 있다. 완전 밀폐형 특징은 커넥터 인터페이스들(1120 및 1160)의 내부 컴포넌트들을 그것들을 완전히 둘러싸는 재료로 오버몰딩하는 것에 의해 실현될 수 있다. 이것은 결과적으로 내수성(water resistant)이 있고 잠재적으로 방수성이 있으며, 사용자 친화적인 연결 체험을 제공하는 비교적 선이 깨끗하고, 갈래가 없는(clean-lined, prong-free) 하우징을 생성할 수 있다.
커넥터 조립체(1120)는 도 10의 커넥터 조립체(1000)와 같은, 도파관들을 이용하지 않는 커넥터 조립체에 기초할 수 있다. 조립체(1120)가 하우징 디바이스(1110)에 통합되기 때문에, 튜닝된 도파관을 형성하기 위해 하나 이상의 개별 도파관을 이용할 필요가 없을 수 있다. 대안으로, 커넥터 조립체(1120)는 커넥터 조립체(800J)와 유사한 커넥터 조립체에 기초할 수 있지만, 비교적 단축된 도파관들을 가진다. 도시된 바와 같이 조립체(1120)는 디바이스(1110)와 케이블(1150) 사이에 EHF 신호들을 전도하기 위한 2 x 2 행렬의 경로들(1121-1124)을 포함할 수 있다. 커넥터 조립체(1120)는 케이블(1150)에 관하여 키잉된 삽입(keyed insertion)을 안내 또는 제공하는 하나 이상의 얼라인먼트 구조(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
케이블(1150)은 도 9의 다발 도파관(900)과 유사한 다발 도파관일 수 있다. 케이블(1150)은 디바이스(1110)와 터미널(1170) 사이에 EHF 신호들을 전도하기 위한 2 x 2 행렬의 경로들(1151-1154)을 포함할 수 있고, 이 경로들은 축(1162)에 평행하게 이동할 수 있다. 케이블(1150)이 디바이스(1110)와 정합될 때, 경로들(1121-1124 및 1151-1154)이 서로 인터페이스되어 4개의 인터페이스된 EHF 신호 경로들을 제공한다. 인터페이스되면, 터미널(1170)에서 비롯된 신호들은 커넥터 인터페이스(1160)를 통하여 커넥터 조립체(1120)로 전달될 수 있다. 게다가, 커넥터 조립체(1120)로부터 송신된 신호들은 인터페이스(1160)에 의해 수신되어 다발 도파관(1155)을 통하여 터미널(1170)로 송신된다. 커넥터 인터페이스(1150)는 커넥터 조립체(1120)(이 또한 얼라인먼트 구조들을 포함할 수 있음)에 관하여 키잉된 삽입을 안내 또는 제공하는 하나 이상의 얼라인먼트 구조(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 실시예에 따른 함께 연결된 커넥터 조립체들(1200 및 1250)의 평면도와 측면도를 나타낸다. 도 13a 내지 도 13d는 커넥터 조립체(1200)의 상이한 도들을 나타낸다. 특히, 도 13a 내지 도 13d는 조립체(1200)의 예시적인 평면도, 측면도, 정면도, 및 사시도를 각각 나타낸다. 도 14a 내지 도 14g는 커넥터 조립체(1250)의 상이한 도들을 나타낸다. 특히, 도 14a 내지 도 14g는 조립체(1250)의 예시적인 평면도, 측면도, 배면도, 정면도, 저면도, 후방 사시도, 및 전방 사시를 각각 나타낸다. 조립체들(1200 및 1250)의 논의 중에는 도 12 내지 도 14를 집합적으로 참조한다.
커넥터 조립체(1200)는 도시된 바와 같이 2 x 2 행렬로 배열된 4개의 도파관(1201-1204)을 가진 수동형 케이블 커넥터일 수 있다. 각각의 도파관은 그 각자의 연장 부재(1211-1214) 내에 안치될 수 있고 함께 묶여 다발 도파관(1208)을 형성할 수 있다. 연장 부재들(1211-1214)은 (조립체(1250)의) 수용 부재들(1261-1264) 중 대응하는 것과의 억지 끼워맞춤(interference fit)을 제공할 수 있다. 커넥터 조립체들(1200 및 1250)이 함께 연결될 때, 연장 부재들(1211-1214)은, 수용 부재들(1261-1264)과 함께, 각각의 EHF 신호 경로에 대한 튜닝된 도파관을 형성할 수 있다. 게다가, 연장 및 수용 부재들은 각각의 EHF 신호 경로에 대한 EMI 차폐물을 형성할 수 있다.
도 15는 제1 및 제2 디바이스들(1510 및 1520)에 대한 예시적인 자석 얼라인먼트 실시예를 나타낸다. 디바이스(1510)는 자석 얼라인먼트 엘리먼트들(1511 및 1512)을 포함할 수 있고, 디바이스(1520)는 자석 얼라인먼트 엘리먼트들(1521 및 1522)을 포함할 수 있다. 디바이스들(1510 및 1520)이 함께 연결될 때, 엘리먼트들(1511 및 1521)이 함께 연결될 수 있고, 엘리먼트들(1512 및 1522)이 함께 연결될 수 있다. 디바이스(1510)는 또한 얼라인먼트 엘리먼트(1514)를 포함할 수 있고 디바이스(1520)는 얼라인먼트 엘리먼트(1524)를 포함할 수 있다. 얼라인먼트 엘리먼트들(1514 및 1524)은 서로 인터페이스하고 디바이스들(1510 및 1520) 사이에 대안적인 신호 및/또는 전력 송신을 제공하도록 설계될 수 있다.
각각의 디바이스는 4개의 EHF CCU(파선 박스들에 의해 묘사되고 1-4로 번호 매겨짐)를 가진 커넥터 조립체를 포함한다. 게다가, 각각의 EHF CCU는 재방사 엘리먼트(예를 들어, 엘리먼트(206 또는 306)와 분리되고 별개인 슬롯 안테나)를 포함한다. 이 엘리먼트들 중 일부는 극좌표(예를 들어, 0도 또는 90도 중 어느 하나)에 따라 지향된 직사각형들로서 도시되어 있다. 재방사 엘리먼트들(1 및 3)은 둘 다 제1 오리엔테이션을 갖도록 정렬되고 엘리먼트들(2 및 4)은 둘 다 제2 오리엔테이션을 갖도록 정렬된다. 따라서 이러한 방식으로 엘리먼트들을 지향시키는 것은 인접한 EHF CCU들 사이의 크로스토크를 더 제거할 수 있다. 예를 들어, EHF CCU 1에서 나오는 EHF 신호들이 동일한 디바이스의 EHF CCU 2에 의해 포착되지 않을 수 있는데 그 이유는 그 엘리먼트들이 상이한 극좌표들로 정렬되기 때문이다. 이러한 매칭된 엘리먼트 오리엔테이션의 쌍은 임의의 튜닝된 도파관들이 EHF 신호들을 원하는 신호 경로를 따라 이동하도록 유도하는 것을 도울 수 있다. 게다가, 이러한 방식으로 엘리먼트를 지향시키는 것은 또한 2개의 상이한 디바이스들에 있는 대각선으로 맞은편의 EHF CCU들 사이의 크로스토크를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 디바이스들(1510 및 1520)이 함께 연결될 때, 같은 번호의 CCU가 서로의 위에 정렬된다. 재방사 엘리먼트들의 오리엔테이션은 디바이스(1510)의 CCU 1과 디바이스(1520)의 CCU 2 사이의 크로스토크를 완화시킬 수 있고, 반대도 마찬가지이다.
2개의 커넥터 조립체가 함께 정합될 때, 얼라인먼트 안내, 유지, 및/또는 정합 제한들을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이제 도 16a 내지 도 16c를 보면, 얼라인먼트 안내, 유지, 및/또는 정합 제한들을 제공하는 몇 가지 상이한 실시예들이 도시되어 있다. 도 16a는 얼라인먼트 안내 및 유지를 위해 자석들을 이용하는 커넥터 조립체들의 예시적인 예를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 커넥터 조립체(1610)는 커넥터 조립체(1620)와 인터페이스하고 있다. 예를 들어, 커넥터 조립체(1610)는 조립체(800J) 또는 커넥터 조립체(1150)와 같은 케이블 디바이스와 관련될 수 있고, 커넥터 조립체(1620)는 디바이스(1110)와 같은 디바이스와 관련될 수 있다. 커넥터 조립체(1610)는 자기 인력을 보이는 재료로 구성될 수 있는 정합 표면(1612)을 포함할 수 있다. 정합 표면(1612)은 커넥터 조립체(1610)의 주연부 주위에 존재할 수 있다(예를 들어, 링의 형상으로). 커넥터 조립체(1620)는 정합 표면들(1622 및 1624)을 포함할 수 있다. 표면(1622)은 북쪽 극성을 가진 자석일 수 있고 표면(1624)은 남쪽 극성을 가진 자석일 수 있다. 조립체들(1610 및 1620)이 서로 인터페이스될 때, 정합 표면들(1612, 1622, 1624)은 커넥터들을 함께 끌어당기고 그것들을 함께 유지할 수 있다.
도 16b는 실시예에 따른, 정합 제한을 위해 키잉 엘리먼트들을 이용하고 얼라인먼트 안내 및 유지를 위해 자석들을 이용하는 커넥터 조립체들의 예시적인 예를 나타낸다. 커넥터 조립체(1630)는 정합 표면(1632)과 표면(1632) 내에 통합되는 적어도 하나의 암형(female) 얼라인먼트 엘리먼트(1634)를 포함할 수 있다. 암형 얼라인먼트 엘리먼트(1634)는 상대 수형(male) 얼라인먼트 엘리먼트를 수용하기에 적합한 임의의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 암형 얼라인먼트 엘리먼트(1634)는 공동(cavity), 채널, 함몰부, 또는 리세스로서 특징지어질 수 있다. 커넥터 조립체(1640)는 정합 표면들(1642, 1644, 1646)을 포함할 수 있다. 정합 표면들(1642, 1644, 1646) 중 하나 이상이 자성일 수 있지만, 필수는 아니다. 적어도 하나의 수형 얼라인먼트 엘리먼트(1648)가 정합 표면들 위로 돌출할 수 있다. 수형 얼라인먼트 엘리먼트(1648)는 암형 얼라인먼트 엘리먼트(1634)에 맞도록 설계될 수 있다. 수형 얼라인먼트 엘리먼트(1648)는 돌기부(protrusion), 마루부(ridge), 융기 부재(raised member), 또는 다른 적합한 구조로서 특징지어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 엘리먼트(1648)는 전력 노드 또는 자석일 수 있다.
얼라인먼트 엘리먼트들(1634 및 1648)의 사용은 커넥터 조립체들(1630 및 1640)이 서로 인터페이스하는 방식의 오리엔테이션을 제한하는 키잉 메커니즘을 제공할 수 있다. 도시된 바와 같이, 조립체(1630)는 하나의 오리엔테이션에서만 조립체(1640)와 인터페이스할 수 있다. 이제 도 16c를 보면, 하나 이상의 상이한 유형의 상대 커넥터 조립체들과의 선택적 또는 유니버설 인터페이스 능력들을 가진 커넥터 조립체들을 갖는 것이 바람직한 상황들에서 상이한 키잉 엘리먼트들이 이용될 수 있다. 논의의 편의를 위하여, 커넥터 조립체들은 삽입 커넥터들 및 수용 커넥터들로 분류될 수 있다. 삽입 커넥터들은, 때때로 돌기부들이라고 불릴 수 있는, 수형 얼라인먼트 부재들을 포함할 수 있다. 수용 커넥터들은, 때때로 홈들이라고 불릴 수 있는, 암형 얼라인먼트 부재들을 포함할 수 있다. 원한다면, 삽입 및 수용 커넥터들은 수형 및 암형 얼라인먼트 부재들의 혼합을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 1650, 1651, 1652로서 표시된, 3개의 상이한 삽입 커넥터가 존재하고 1653, 1654, 1655로서 표시된 3개의 상이한 수용 커넥터가 존재한다. 각각의 커넥터의 돌기부 및 홈 배열은 자명하고 예시적이다. 삽입 커넥터 조립체(1650)는 수용 커넥터 조립체들(1653 및 1655)과는 인터페이스할 수 있지만, 1654와는 인터페이스할 수 없다. 삽입 커넥터 조립체(1651)는 수용 커넥터 조립체들(1654 및 1655)과는 인터페이스할 수 있지만, 1653과는 인터페이스할 수 없다. 삽입 커넥터 조립체(1652)는 수용 커넥터 조립체(1655)와만 인터페이스할 수 있다.
특정한 또는 유니버설 커넥터 기능을 위해 상이한 커넥터 키잉 구성들이 설계될 수 있다. 예를 들어, 커넥터가 USB 커넥터와 같은 하나의 기능만을 가지는 것이 바람직할 수 있거나, 커넥터가 2개 이상의 상이한 기능의 유니버설 지원을 제공하는 것이 바람직할 수 있다(예를 들어, USB 및 디스플레이 포트). 특정한 예로서, 커넥터 조립체들(1650 및 1653)은 제1 기능을 지원하도록 구성될 수 있다(예를 들어, USB 커넥터). 커넥터 조립체(1652)는 제2 기능을 지원하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 디스플레이 포트). 커넥터 조립체들(1651, 1654, 1655)은 다수의 기능을 지원하도록 구성될 수 있다(예를 들어, USB 및 디스플레이 포트).
도 17a 내지 도 17e는 다양한 실시예들에 따른 다양한 커넥터 조립체들 및 도파관 케이블들의 몇 가지 상이한 표면 텍스처들을 나타낸다. 이 표면 텍스처 변화들은 본 명세서에 설명된 실시예들을 이용하여 가능하게 되는 여러 상이한 가능성들 중 일부만을 제공한다. 도 17a 내지 도 17e의 논의는 신호 유도 구조들, CCU들, 얼라인먼트 엘리먼트들, 또는 본 명세서에 논의된 다른 특징들에 대해 특정하게 언급하지 않을 수 있지만, 그러한 특징들의 임의의 조합이 이용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 표면 텍스처들 중 일부는 겉치레일 수 있고 다른 것들은 기능적일 수 있고, 일부는 양자의 조합일 수 있다. 예를 들어, 텍스처들 및/또는 형상들의 기능적 목적은 보다 높은 EHF 에너지 처리량을 가능하게 하기 위해 연결 밀도를 증가시키는 것일 수 있다.
도 17a는 쐐기 형상의 커넥터 조립체(1700)를 나타낸다. 조립체(1700)는 2개 이상의 개별 도파관의 다발 도파관(1702)을 포함할 수 있다. 개별 도파관들 각각은 인터페이스(1704)에서 종단할 수 있다. 인터페이스(1704)는 기울어진 또는 쐐기 형상을 보일 수 있다. 이는 각각의 개별 도파관의 신호 페이스들(1706-1709)이 차단된 또는 네모로 된 형상(blocked or squared off shape)을 가진 커넥터 인터페이스에 비하여 상대적으로 더 큰 표면 면적을 가지게 되는 결과를 가져올 수 있다(이는 각자의 EHF 신호 경로들을 따르는 EHF 신호의 에너지 전달을 개선할 수 있다).
도 17b는 다각형 기둥 형상의 커넥터 조립체들(1710 및 1712)을 나타낸다. 조립체(1710)는 조립체(1712)의 다각형 홈통 인터페이스(1714)에 들어맞을 수 있다. 도 17c는 조립체(1720)의 윤곽들에 맞는 플러그 형상의 커넥터 조립체(1725)를 수용하도록 작용하는 움푹 들어간 공동(sunken cavity) 형상의 커넥터 조립체(1720)를 나타낸다. 일부 실시예들에서, 움푹 들어간 공동은 관통 구멍(through-hole)일 수 있거나, 그것은 일정 깊이의 공동일 수 있다. 도 17d는 실시예에 따른 모자이크식으로 만든(tessellated) 커넥터 조립체(1730)를 나타낸다. 조립체(1730)는 인터페이스(1734)를 형성하는 몇 개의 커넥터 페이스들(1732)을 포함한다. 커넥터 페이스들(1732)은 결과적으로 기복이 있는 표면 텍스처를 야기하는 일련의 테라스식 형태들을 포함할 수 있다. 이 기복이 있는 표면 텍스처는 연결 밀도를 증가시킬 수 있고, 이는 예를 들어 EHF CCU가 각각의 표면상에 또는 아래에 배치되는 것을 가능하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 커넥터 페이스들(1732)은 몇 개의 마루(1736)와 골(1738)을 형성할 수 있다. 도 17e는 계단 형상의 커넥터 인터페이스(1740)를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 인터페이스(1740)는 몇 개의 계단을 포함할 수 있고, 그 각각은 도파관 또는 신호 유도 구조와 관련된 것이다.
본 명세서에서 설명된 개시 내용은 독립적인 용도를 갖는 다수의 별개의 발명들을 포함하는 것으로 생각된다. 이러한 발명들 각각이 그의 바람직한 형태로 개시되었지만, 본 명세서에서 개시되고 예시적인 바와 같은 그들의 특정 실시예들은 다양한 변경들이 가능하므로 한정적인 것으로 간주되지 않아야 한다. 각각의 예는 위의 개시 내용에서 개시된 실시예를 정의하지만, 어떠한 하나의 예도 궁극적으로 청구될 수 있는 모든 특징들 또는 조합들을 반드시 포함하지는 않는다. 설명에서 "하나의" 또는 "제1" 요소 또는 그의 등가물을 언급하는 경우, 그러한 설명은 하나 이상의 그러한 요소를 포함하며, 둘 이상의 그러한 요소를 요구도 배제도 하지 않는다. 또한, 식별된 요소들에 대한 제1, 제2 또는 제3과 같은 서수 지시자들은 요소들을 구별하는 데 사용되며, 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 그러한 요소들의 필요한 또는 제한된 수를 지시하지 않고, 그러한 요소들의 특정 위치 또는 순서를 지시하지 않는다.
위의 설명을 읽은 후에 이 분야의 통상의 기술자에게는 본 발명의 다양한 변형들 및 변경들이 명확해질 것이지만, 예시적으로 도시되고 설명된 특정 실시예들은 결코 한정적인 것으로 간주되는 것을 의도하지 않는다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 바람직한 실시예들의 상세들에 대한 참조는 그들의 범위를 한정하는 것을 의도하지 않는다.

Claims (38)

  1. 비접촉 커넥터 조립체로서,
    커넥터 인터페이스 하우징을 포함하고,
    상기 커넥터 인터페이스 하우징은:
    극고주파(EHF) 신호들을 선택적으로 송신 및 수신하도록 동작 가능한 복수의 EHF 비접촉 통신 유닛(CCU);
    상기 EHF CCU들에 결합된 복수의 신호 유도 구조(signal directing structures) - 상기 신호 유도 구조들은 상기 EHF 신호들을 복수의 EHF 신호 경로를 따라 유도하고, 상기 EHF CCU들은 상기 커넥터 인터페이스 하우징 내에서 다중 행, 다중 열 어레이로 배열되고, 상기 신호 유도 구조들은, 상기 어레이 내의 상기 EHF CCU들의 간격이, 상기 신호 유도 구조들이 없는 경우에 상기 EHF CCU들 중 어느 하나로부터 나오는 무방향성 EHF 에너지가 다른 EHF CCU로부터 나오는 무방향성 EHF 에너지와 겹치도록 이루어질지라도, 인접한 EHF CCU들 사이의 크로스토크를 완화시킴 -; 및
    상기 커넥터 인터페이스 하우징 내의 상기 신호 유도 구조들에 해제 가능하게 결합되는 복수의 도파관
    을 포함하고,
    각각의 도파관은:
    상기 신호 유도 구조들 중 하나와 인터페이스하는 인터페이스 부분;
    연장 부분; 및
    상기 인터페이스 부분과 상기 연장 부분 사이에 존재하는 테이퍼 부분
    을 포함하고,
    상기 인터페이스 부분은 케이블 부분의 단면보다 큰 단면을 갖는, 비접촉 커넥터 조립체.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도파관들은 상기 커넥터 인터페이스 하우징의 주연부(periphery)로부터 고정된 거리를 연장하고, 상기 도파관들은 상기 EHF 신호 경로들 중 적어도 하나를 상기 고정된 거리까지 연장하는, 비접촉 커넥터 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도파관들 각각은 상기 신호 유도 구조들 중 하나와 직접 인터페이스하는, 비접촉 커넥터 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호 유도 구조들 각각은 상기 EHF 신호 경로들 중 하나의 초점축을 정의하는 신호 페이스(signaling face)를 포함하고, 상기 도파관들 각각은 초점축을 포함하는, 비접촉 커넥터 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 신호 유도 구조들 및 상기 도파관들의 초점축들은 동축으로 정렬(co-axially aligned)되는, 비접촉 커넥터 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터 인터페이스 하우징은 적어도 하나의 얼라인먼트 구조를 포함하는, 비접촉 커넥터 조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 얼라인먼트 구조는 키잉 엘리먼트(keying element)를 포함하는, 비접촉 커넥터 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 도파관은 다발 도파관(bundled waveguide)을 형성하도록 묶이고, 상기 다발 도파관의 단면적은 상기 커넥터 인터페이스 하우징의 단면적보다 작은, 비접촉 커넥터 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 도파관의 말단은 터미널에 결합되는, 비접촉 커넥터 조립체.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 신호 유도 구조들 각각은 상기 EHF 신호의 방향을 상기 경로들 중 하나를 따라 집중시키는 인캡슐런트(encapsulant)를 포함하는, 비접촉 커넥터 조립체.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 신호 유도 구조들 각각은:
    상기 EHF CCU들 중 하나의 적어도 일부를 덮는 인캡슐런트; 및
    상기 인캡슐런트의 적어도 일부를 덮는 도전성 구조
    를 포함하는, 비접촉 커넥터 조립체.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터 인터페이스 하우징은 쐐기, 다각형, 및 모자이크(tessellations)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 형상으로 특징지어지는, 비접촉 커넥터 조립체.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 신호 유도 구조들 각각은:
    인캡슐런트; 및
    상기 인캡슐런트에 고정되는 도파관
    을 포함하는, 비접촉 커넥터 조립체.
  17. 비접촉 커넥터 조립체로서,
    커넥터 인터페이스 하우징을 포함하고,
    상기 커넥터 인터페이스 하우징은:
    극고주파(EHF) 신호들을 선택적으로 송신 및 수신하도록 동작 가능한 복수의 EHF 비접촉 통신 유닛(CCU) - 각각의 EHF CCU는 안테나를 포함함 -;
    상기 EHF CCU들에 결합된 복수의 신호 유도 구조 - 상기 신호 유도 구조들은 상기 EHF 신호들을 복수의 EHF 신호 경로를 따라 유도함 -; 및
    상기 커넥터 인터페이스 하우징 내의 상기 신호 유도 구조들에 해제 가능하게 결합되는 복수의 도파관
    을 포함하고,
    각각의 도파관은:
    상기 신호 유도 구조들 중 하나와 인터페이스하는 인터페이스 부분;
    연장 부분; 및
    상기 인터페이스 부분과 상기 연장 부분 사이에 존재하는 테이퍼 부분
    을 포함하고,
    상기 테이퍼 부분은 상기 도파관의 가변적 압출 속도와 상기 도파관을 당기는 힘 중 하나로부터 도출되는, 비접촉 커넥터 조립체.
  18. 비접촉 커넥터 조립체로서,
    제1 표면과 제1 축을 포함하는 기판;
    상기 제1 축을 따라 상기 기판의 상기 제1 표면에 실장된 복수의 EHF 비접촉 통신 유닛(CCU) - 각각의 EHF CCU는 EHF 신호들을 선택적으로 송신 및 수신하고, 각각의 EHF CCU는 안테나를 포함함 -; 및
    상기 복수의 EHF CCU에 결합된 신호 유도 구조
    를 포함하고,
    상기 신호 유도 구조는, 상기 EHF CCU들 중 하나의 EHF CCU를 적어도 부분적으로 덮고 상기 하나의 EHF CCU와 관련된 EHF 신호들을 EHF 신호 경로를 따라 유도하도록 각각 구성되는 복수의 신호 셰이핑 유전체 인캡슐런트를 포함하고, 상기 복수의 신호 셰이핑 유전체 인캡슐런트는, 상기 기판 상의 상기 EHF CCU들의 간격이, 상기 복수의 신호 셰이핑 유전체 인캡슐런트가 없는 경우에 상기 EHF CCU들 중 어느 하나로부터 나오는 무방향성 EHF 에너지가 다른 EHF CCU로부터 나오는 무방향성 EHF 에너지와 겹치도록 이루어질지라도, 인접한 EHF CCU들 사이의 크로스토크를 완화시키는, 비접촉 커넥터 조립체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 기판, 상기 EHF CCU들, 및 상기 신호 유도 구조를 둘러싸는 하우징을 더 포함하는, 비접촉 커넥터 조립체.
  20. 제19항에 있어서,
    복수의 도전성 케이블을 더 포함하고, 상기 복수의 도전성 케이블 각각은 상기 기판에 그리고 터미널에 전기적으로 결합되는, 비접촉 커넥터 조립체.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 터미널은 물리 링크를 통하여 전기 신호들을 전달하기 위한 표준 기반 프로토콜에 따라 데이터를 송신하도록 설계된 커넥터인, 비접촉 커넥터 조립체.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 표준 기반 프로토콜은 USB, 디스플레이포트(DisplayPort), PCIe, SATA, SAS, MHI, HDMI, 이더넷(Ethernet), 선더볼트(Thunderbolt), 퀵패스(Quickpath), D-PHY, M-PHY, DVI, 및 하이퍼트랜스포트(Hypertransport)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 비접촉 커넥터 조립체.
  23. 제18항에 있어서,
    인접한 EHF CCU들 사이에 배치된 차폐 부재를 더 포함하고, 상기 신호 유도 구조는 상기 차폐 부재를 적어도 부분적으로 캡슐화하는, 비접촉 커넥터 조립체.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 인캡슐런트들 각각은 EHF 신호들을 상기 제1 표면에 수직인 방향으로 유도하도록 구성되는, 비접촉 커넥터 조립체.
  25. 비접촉 커넥터 조립체로서,
    제1 및 제2 표면들과 제1 축을 포함하는 기판;
    상기 제1 축을 따라 상기 기판의 상기 제1 표면에 실장된 제1의 복수의 EHF 비접촉 통신 유닛(CCU) - 각각의 EHF CCU는 EHF 신호들을 선택적으로 송신 및 수신함 -;
    상기 제1 축을 따라 상기 기판의 상기 제2 표면에 실장된 제2의 복수의 EHF 비접촉 통신 유닛(CCU) - 각각의 EHF CCU는 EHF 신호들을 선택적으로 송신 및 수신함 -;
    상기 제1의 복수의 EHF CCU에 결합된 적어도 제1 신호 유도 구조; 및
    상기 제2의 복수의 EHF CCU에 결합된 적어도 제2 신호 유도 구조
    를 포함하고,
    상기 적어도 제1 및 제2 신호 유도 구조들은, 상기 제1 및 제2 표면들 상에 실장된 상기 EHF CCU들의 간격이, 상기 신호 유도 구조들이 없는 경우에 상기 EHF CCU들 중 어느 하나로부터 나오는 무방향성 EHF 에너지가 다른 EHF CCU로부터 나오는 무방향성 EHF 에너지와 겹치도록 이루어질지라도, 인접한 EHF CCU들 사이의 크로스토크를 완화시키고,
    상기 적어도 제1 및 제2 신호 유도 구조들은 각각의 EHF CCU와 관련된 EHF 신호들을 EHF 신호 경로를 따라 유도하고, 상기 EHF 신호 경로는 상기 제1 표면에 평행한 평면에 그리고 상기 기판의 제3 표면에 직교하는 방향으로 지향되고, 상기 제3 표면은 상기 제1 및 제2 표면들에 수직인, 비접촉 커넥터 조립체.
  26. 삭제
  27. 제25항에 있어서,
    상기 적어도 제1 및 제2 신호 유도 구조들 각각은:
    인캡슐런트; 및
    도전성 차폐물
    을 포함하는, 비접촉 커넥터 조립체.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 신호 유도 구조들은 각각 적어도 하나의 도파관을 수용하도록 구성되는, 비접촉 커넥터 조립체.
  29. 제28항에 있어서,
    각각의 도파관은:
    상기 신호 유도 구조들 중 하나에 접하도록 구성된 인터페이스 부분;
    연장 부분; 및
    상기 인터페이스 부분과 상기 연장 부분 사이에 존재하는 테이퍼 부분
    을 포함하는, 비접촉 커넥터 조립체.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 테이퍼 부분은 상기 도파관의 가변적 압출 속도와 상기 도파관을 당기는 힘 중 하나로부터 도출되는, 비접촉 커넥터 조립체.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 인터페이스 부분은 케이블 부분의 단면보다 큰 단면을 갖는, 비접촉 커넥터 조립체.
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
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