RU2713644C1

RU2713644C1 - Гнездовой разъем высокоскоростной связи

Info

Publication number: RU2713644C1
Application number: RU2018138613A
Authority: RU
Inventors: Бретт Д. РОБИНСОН; Джастин ВАГНЕР
Original assignee: Сентинел Коннектор Системз, Инк.
Priority date: 2016-05-04
Filing date: 2017-05-04
Publication date: 2020-02-05
Also published as: CN109478747A; AU2017260462A1; IL262491B; AU2017260462B2; PH12018502285A1; JP2019519068A; EP3453081A4; CN109478747B; TWI743118B; KR102318866B1; EP3453081A1; JP7339734B2; WO2017192800A1; TW201813215A; CA3022689A1; IL262491A; KR20190000888A; BR112018071868A2; MX2018013320A

Abstract

Изобретение относится к электротехнике. Высокоскоростной гнездовой разъем содержит множество экранирующих слоев, обеспечивающих изоляцию токопроводящих дорожек на подложке, что улучшает характеристики разъема. Технический результат заключается в обеспечении возможности передавать данные с высокой скоростью без помех. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 29 ил.

Description

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ПАТЕНТНЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящее раскрытие является заявкой PCT переведенной на международную фазу заявки США № 15/146,019, поданной 4 мая 2016 года, в настоящее время являющуюся патентом США № 9,627,816, которая является частичным продолжением и испрашивает приоритет патентной заявки США № 14/504,088, поданной 1 октября 2014 года, в настоящее время являющейся патентом США № 9,337,592, которая является частичным продолжением и испрашивает приоритет патентной заявки США № 13/739,214, поданной 11 января 2011 года, в настоящее время являющейся патентом США № 8,858,266, которая испрашивает приоритет предварительной патентной заявки США № 61/598,288, поданной 13 февраля 2012 года, все из которых во всей своей полноте включены в настоящее описание путем ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение относится к гнездовому разъему сетевой связи, используемому для подключения сетевого кабеля к устройству.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Поскольку электрические устройства связи и связанные с ними приложения становятся более сложными и мощными, более важными становится также их способности по сбору и обмену информацией с другими устройствами. Распространение этих интеллектуальных межсетевых устройств привело к необходимости увеличения пропускной способности данных в сетях, к которым они подключены, для обеспечения более высоких скоростей передачи данных, необходимых для удовлетворения этого спроса. В результате существующие стандарты протоколов связи постоянно совершенствуются или создаются новые. Почти все из этих стандартов требуют или значительно, прямо или косвенно, выигрывают от передачи сигналов высокой четкости по проводным сетям. Передача этих сигналов высокой четкости, которые могут иметь бóльшую пропускную способность и, соответственно, более высокие требования к частоте, требует поддержки согласованным образом. Однако даже по мере того, как более современные версии различных стандартов обеспечивают теоретически более высокие объемы или скорости передачи данных, они по-прежнему ограничены по скорости текущими разработками определенных физических компонентов. К сожалению, разработка таких физических компонентов страдает из-за отсутствия понимания того, что необходимо для достижения сигнала устойчивого качества на мультигигагерцовых и более высоких частотах.

[0004] Например, гнездовые разъемы связи используются в устройствах связи и в оборудовании для соединения или спаривания кабелей, используемых для передачи и приема электрических сигналов, которые представляют передаваемые данные. Зарегистрированный разъем RJ является стандартизованным физическим интерфейсом для соединения телекоммуникационного оборудования и оборудования обработки данных. Стандартизованный физический интерфейс RJ включает в себя как саму конструкцию разъема, так и схему соединений. Обычно используемым стандартным физическим RJ-интерфейсом для оборудования передачи данных является физический сетевой интерфейс RJ45, называемый также гнездовым разъемом RJ45. Гнездовой разъем RJ45 широко используется для локальных сетей, таких как те, которые используют протокол Ethernet 802.3 Института инженеров электротехники и электроники (IEEE). Гнездовой разъем RJ45 описан в различных стандартах, включая тот, который опубликован Американским национальным институтом стандартов (ANSI)/Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (TIA) в документе ANSI/TIA-1096-A.

[0005] Все компоненты электрического интерфейса, такие как кабели и гнездовые разъемы, включая гнездовой разъем RJ45, не только противостоят начальному потоку электрического тока, но и противостоят любым его изменениям. Это свойство называется реактивностью. Двумя соответствующими типами реактивности являются индуктивное сопротивление и емкостное сопротивление. Индуктивное реактивное сопротивление может быть создано, например, на основе движения электрического тока через провод, который имеет сопротивление, что вызывает магнитное поле, которое наводит в проводе электрическое напряжение. С другой стороны, емкостное реактивное сопротивление создается электростатическим зарядом, который возникает, когда электроны на двух противоположных поверхностях расположены близко друг к другу.

[0006] Чтобы уменьшить или избежать какого-либо ухудшения передаваемых сигналов, различные компоненты схемы связи, предпочтительно, имеют согласованные полные сопротивления. Если этого нет, то нагрузка с одной величиной импеданса будет отражать или посылать назад часть сигнала, переносимого кабелем с другим уровнем полного сопротивления, вызывая искажения сигнала. По этой причине разработчики и производители оборудования для передачи данных, такие как продавцы кабелей, проектируют и испытывают свои кабели, для того чтобы убедиться в том, что величины импеданса, а также уровни сопротивления и емкости кабелей соответствуют определенным эксплуатационным характеристикам. Гнездовой разъем RJ45 также является важным компонентом, присутствующим почти в каждой линии связи, однако производители такого разъема не уделяли такого же внимания его характеристикам. Таким образом, хотя проблемы, связанные с существующими гнездовыми разъемами RJ45, при испытаниях хорошо документировались, и их негативное влияние на высокочастотные линии передачи сигналов понятно, промышленность, похоже, сопротивляется решению проблем этого важного компонента физического уровня. Следовательно, существует необходимость в улучшенном гнездовом разъеме высокоскоростной связи.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Один вариант осуществления настоящего изобретения включает в себя гнездовой разъем высокоскоростной связи, включающий в себя корпус, содержащий порт для приема вилки, этот порт содержит множество штырьков, каждый из которых подсоединен к соответствующей сигнальной линии в вилке; экранирующий кожух, окружающий корпус; монтажную плату в корпусе, имеющую подложку, множество первых сквозных отверстий, продолжающихся сквозь подложку, причем, каждое первое сквозное отверстие выполнено с возможностью приема в себя штырька на корпусе, множество вторых сквозных отверстий, продолжающихся сквозь подложку, причем, каждое второе сквозное отверстие выполнено с возможностью приема в себя штырька на корпусе, первый набор токопроводящих дорожек на верхнем слое подложки, который соединяет по меньшей мере одно первое сквозное отверстие с по меньшей мере одним соответствующим вторым сквозным отверстием, первый экранирующий слой на первой стороне верхнего слоя на подложке, второй экранирующий слой, смежный с первым экранирующим слоем на подложке, и второй набор токопроводящих дорожек - на стороне подложки, противоположной верхнему слою, - который соединяет по меньшей мере одно первое сквозное отверстие с по меньшей мере одним соответствующим вторым сквозным отверстием.

[0008] В другом варианте осуществления второй набор токопроводящих дорожек соединяет между собой сквозные отверстия, отличные от сквозных отверстий, которые соединены на верхней поверхности.

[0009] В другом варианте осуществления гнездовой разъем включает в себя первую изолирующую область на верхней поверхности между первым набором токопроводящих дорожек.

[0010] В другом варианте осуществления гнездовой разъем включает в себя вторую изолирующую область на верхней поверхности между вторым набором токопроводящих дорожек.

[0011] В другом варианте осуществления первый экранирующий слой покрыт электропроводящим материалом.

[0012] В другом варианте осуществления электропроводящий материал не покрывает область вокруг периферии первых сквозных отверстий и вторых сквозных отверстий.

[0013] В другом варианте осуществления второй экранирующий слой покрыт электропроводящим материалом.

[0014] В другом варианте осуществления электропроводящий материал не покрывает область вокруг периферии первых сквозных отверстий и вторых сквозных отверстий.

[0015] В другом варианте осуществления электропроводящий материал содержит медь и финишное серебро.

[0016] В другом варианте осуществления электропроводящий материал содержит медь и финишное серебро.

[0017] Другой вариант осуществления настоящего изобретения включает в себя способ изготовления высокоскоростного гнездового разъема, каковой способ включает в себя этапы формирования корпуса, содержащего порт для приема вилки, порт содержит множество штырьков, каждый из которых подсоединен к соответствующей сигнальной линии в вилке, формирования экранирующего кожуха, окружающего корпус, формирования верхнего слоя на подложке, первого экранирующего слоя на первой стороне верхнего слоя на подложке, второго экранирующего слоя, смежного с первым экранирующим слоем на подложке, и формирования нижнего слоя, смежного со вторым экранирующим слоем, формирования множества первых сквозных отверстий, продолжающихся сквозь подложку, причем, каждое первое сквозное отверстие выполнено с возможностью приема в себя штырька на корпусе, формирования множества вторых сквозных отверстий, продолжающихся сквозь подложку, причем, каждое второе сквозное отверстие выполнено с возможностью приема в себя штырька на корпусе, формирования на верхнем слое подложки первого набора токопроводящих дорожек, который соединяет по меньшей мере одно первое сквозное отверстие с по меньшей мере одним соответствующим вторым сквозным отверстием, формирование второго набора токопроводящих дорожек на стороне подложки, противоположной верхнему слою, который соединяет по меньшей мере одно первое сквозное отверстие с по меньшей мере одним соответствующим вторым сквозным отверстием.

[0018] В другом варианте осуществления второй набор токопроводящих дорожек соединяет между собой сквозные отверстия, отличные от сквозных отверстий, которые соединены на верхней поверхности.

[0019] В другом варианте осуществления способ включает в себя в себя этап формирования первой изолирующей области на верхней поверхности между первым набором токопроводящих дорожек.

[0020] В другом варианте осуществления способ включает в себя в себя этап формирования второй изолирующей области на верхней поверхности между вторым набором токопроводящих дорожек.

[0021] В другом варианте осуществления первый экранирующий слой покрыт электропроводящим материалом.

[0022] В другом варианте осуществления электропроводящий материал не покрывает область вокруг периферии первых сквозных отверстий и вторых сквозных отверстий.

[0023] В другом варианте осуществления второй экранирующий слой покрыт электропроводящим материалом.

[0024] В другом варианте осуществления электропроводящий материал не покрывает область вокруг периферии первых сквозных отверстий и вторых сквозных отверстий.

[0025] В другом варианте осуществления электропроводящий материал содержит медь и финишное серебро.

[0026] В другом варианте осуществления электропроводящий материал содержит медь и финишное серебро.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0027] Фиг. 1 иллюстрирует гнездовой разъем высокоскоростной связи, сконфигурированный в соответствии с одним вариантом осуществления различных аспектов настоящего описания, которое включает в себя гнездовой разъем RJ45.

[0028] Фиг. 2 иллюстрирует вид в перспективе снизу левой боковой части гнездового разъема RJ45 по фиг. 1.

[0029] Фиг. 3 иллюстрирует вид нижней и правой стороны экрана гнездового разъема для обеспечения экранирования гнездового разъема RJ45 и гибкой печатной платы по фиг. 1.

[0030] Фиг. 4A иллюстрирует схематичное представление вида сверху передней поверхности печатной платы по фиг. 1.

[0031] Фиг. 4B иллюстрирует другой вариант схематичного представления вида сверху передней поверхности печатной платы по фиг. 1

[0032] Фиг. 5А иллюстрирует схематичное представление вида сверху задней поверхности печатной платы по фиг. 4.

[0033] Фиг. 5В иллюстрирует другой вариант схематического представления вид сверху задней поверхности печатной платы по фиг. 4.

[0034] Фиг. 6А иллюстрирует вид сечения подложки печатной платы по фиг. 4 по линии BB.

[0035] Фиг. 6В иллюстрирует вид сечения сквозного отверстия в печатной плате по фиг. 4.

[0036] Фиг. 6С иллюстрирует другой пример вида сечения сквозного отверстия в печатной плате по фиг. 4.

[0037] Фиг. 7 иллюстрирует схематичное представление гнездового разъема RJ45, имеющего согласованные и сбалансированные друг с другом пары передающих и приемных кабелей.

[0038] Фиг. 8 иллюстрирует схематичное представление дифференциально сбалансированной пары сигнальных линий.

[0039] Фиг. 9 иллюстрирует схематическое представление процесса, используемого для дифференциального баланса двух токопроводящих дорожек на фиг. 4 на основе первого сигнала и второго сигнала.

[0040] Фиг. 10А иллюстрирует вид сзади в перспективе гнездового разъема RJ45 по фиг. 1, при этом экран удален.

[0041] Фиг. 10В иллюстрирует вид сзади в перспективе другого варианта осуществления гнездового разъема RJ45 по фиг. 1, при этом экран удален.

[0042] Фиг. 11 изображает один вариант осуществления гнездового разъема высокоскоростной связи, содержащего жесткую подложку.

[0043] Фиг. 12 показывает схематичное представление слоев в жестком гнездовом разъеме высокоскоростной связи.

[0044] Фиг. 13А изображает вид сбоку гнездового разъема высокоскоростной связи.

[0045] Фиг. 13В изображает вид сверху жесткой подложки.

[0046] Фиг. 14А изображает грунтовой слой подложки.

[0047] Фиг. 14В изображает второй грунтовой слой подложки.

[0048] Фиг. 14С изображает нижний слой подложки.

[0049] Фиг. 14D изображает четвертый слой жесткой подложки.

[0050] Фиг. 15А показывает вносимые потери версии дифференциального режима гнездового разъема во время нормальной работы.

[0051] Фиг. 15В изображает графическое представление перекрестных помех ближнего поля гнездового разъема при нормальной работе.

[0052] Фиг. 15В изображает графическое представление перекрестных помех ближнего поля гнездового разъема при нормальной работе.

[0053] Фиг. 15D изображает обратные потери для гнездового разъема при нормальной работе.

[0054] Фиг. 15Е изображает графическое представление перекрестных помех дальнего конца для гнездового разъема при нормальной работе; и

[0055] Фиг. 15F дает другое графическое представление перекрестных помех дальнего конца для гнездового разъема при нормальной работе.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0056] Фиг. 1 иллюстрирует гнездовой разъем высокоскоростной связи, сконфигурированный в соответствии с одним вариантом осуществления различных аспектов настоящего изобретения, которое включает в себя гнездовой разъем 110 RJ45, гибкую печатную плату 120 и экран 130 гнездового разъема. Как описано здесь в соответствии с различными аспектами данного изобретения, гибкая печатная плата 120 обеспечивает сбалансированную настроенную радиочастотную схему, к которой может быть припаян каждый штырек гнездового разъема 110 RJ45, в то время как экран 130 гнездового разъема обеспечивает экранирование гнездового разъема 110 RJ45 и гибкой печатной платы 120, а также выполняет функцию заземления шасси. В совместной комбинации гнездовой разъем 110 RJ45, гибкая печатная плата 120 и экран 130 гнездового разъема могут обеспечивать функциональность, подобную функциональности согласованного волновода и трубки, через которые могут передаваться сигналы связи, при этом часть энергии сигнала связи проходит вне трубки через экран 130 гнездового разъема, а информационная часть сигнала связи перемещается внутри трубки вдоль нерезистивной золотой жилы, тем самым обуславливая достижение сигналом данных высоких скоростей передачи. Например, предполагается, что таким образом могут поддерживаться скорости передачи данных в 40 гигабит (Гб/с) и выше.

[0057] Хотя далее по тексту используется гнездовой разъем связи RJ45, настоящий гнездовой разъем связи не ограничен гнездовыми разъемами связи RJ45 и может использоваться в любом типе гнездового разъема высокоскоростной связи, включая все типы модульных разъемов типа RJ, разъемы и гнездовые разъемы универсальной последовательной шины (USB), разъемы и гнездовые разъемы последовательной шины Firewire (1394), разъемы и гнездовые разъемы высококачественного мультимедийного интерфейса (HDMI), сверхминиатюрные разъемы и гнездовые разъемы D-типа, разъемы или гнездовые разъемы ленточного типа или любые другие разъемы или гнездовые разъемы, получающие сигнал высокоскоростной связи.

[0058] В различных аспектах этого изобретения различные описанные здесь штырьки и дорожки печатных плат могут быть образованы из любых подходящих электропроводящих элементов, таких как золото, серебро или медь, или из сплавов и комбинаций любых подходящих электропроводящих элементов. Например, набор штырьков и штекерных контактов гнездового разъема 110 RJ45 может включать в себя позолоченные медные штырьки или провода, в то время как набор дорожек гибкой печатной платы 120 может включать в себя позолоченные медные дорожки. Золотое покрытие используется для создания на меди, которая обычно является материалом, который легко окисляется, коррозионностойкого электропроводящего слоя. Альтернативно, на медную подложку до нанесения золотого покрытия может быть осажден слой подходящего барьерного металла, такого как никель. Слой никеля может улучшить износостойкость золотого покрытия, обеспечивая механическую защиту слоя золота. Кроме того, слой никеля может также уменьшить отрицательное влияние пор, которые могут присутствовать в слое золота. На более высоких частотах золотое покрытие может не только уменьшить потерю сигнала, но может также и увеличить полосу пропускания из-за скин-эффекта, из-за которого плотность тока на внешних краях проводника является максимальной. В отличие от этого, использование лишь только никеля вследствие того же эффекта приведет к ухудшению сигнала на более высоких частотах. Таким образом, в гнездовых разъемах RJ45, в которые используется только никелирование, более высокие скорости достигнуты быть не могут. Например, когда сигналы входят в гигагерцевый диапазон, штырек или токопроводящая дорожка, образованная осаждением только никеля, может иметь длину полезного сигнала, укороченную до трех раз; в то время как здесь были описаны некоторые преимущества использования золотого покрытия медной электропроводящей дорожки, для покрытия медных дорожек могут использоваться другие электропроводящие элементы. Например, вместо золота для покрытия медных дорожек может использоваться платина, которая также не реактивная, но является хорошим проводником.

[0059] Каждый из основных компонентов гнездового разъема высокоскоростной связи, а именно гнездо 110 RJ45, гибкая печатная плата (PCB) 120 и экран 130 гнездового разъема будут описаны здесь кратко, прежде чем обсуждать, как эти компоненты взаимодействуют для обеспечения поддержка высокоскоростной связи.

[0060] Фиг. 2 иллюстрирует вид в перспективе снизу передней части гнездового разъема 110 RJ45 по фиг. 1, на котором можно видеть, что для вставки вилки (не показана) предусмотрено отверстие 230 для вилки. Это отверстие 230 для вилки может быть выполнено с возможностью приема вилки для соединения контактов на вилке с набором вилочных контактов 212 гнездового разъема 110 RJ45. Вилкой может быть модульная вилка RJ45 на 8 положений и 8 контактов (8P8C). Набор вилочных контактов 212 сформирован в виде набора штырьков 210, выполненных с возможностью присоединения к схеме связи на монтажной плате. Например, гнездовой разъем 110 RJ45 может быть установлен на монтажной плате сетевого коммутационного устройства посредством пары стоек 220, а затем набор штырьков 210 может быть припаян к соответствующим контактным площадкам на монтажной плате этого устройства. Сам по себе гнездовой разъем, подобный гнездовому разъему 110 RJ45, как показано на фиг. 2, обеспечивает базовое соединение между штекером кабеля RJ45 и монтажной платой устройства, в которое встроен этот разъем. Однако этот гнездовой разъем не предназначен для обработки частот связи, необходимых для высокоскоростной связи. Гнездовой разъем 110 RJ45, будучи сконфигурирован в соответствии с различными аспектами раскрытого здесь подхода, как это описано, может быть интегрирован с другими компонентами, такими как экран 130 гнездового разъема и гибкая печатная плата 120, так чтобы он мог использоваться для связи на более высоких скоростях без помех от переходных сигналов.

[0061] Фиг. 3 иллюстрирует вид с нижней правой стороны экрана гнездового разъема, обеспечивающего экранирование гнездового разъема 110 RJ45 и гибкой печатной платы 120. Защитный экран 130 гнездового разъема включает в себя верхний участок 302, нижний участок 304, задний участок 306, передний участок 308, левый боковой участок (не показан, но по существу идентичен правому участку) и правый боковой участок 310. Для того чтобы обеспечить требуемые защитные свойства, защитный экран 130 гнездового разъема в одном варианте осуществления настоящего изобретения может включать в себя электропроводящий материал, такой как, но ими не ограничиваясь, сталь, медь или любой другой электропроводящий материал. Для заземления и крепления защитного экрана 130 гнездового разъема к монтажной плате внутри устройства (не показано) может использоваться пара язычков 320 с обеих сторон, с правой стороны 310 и с левой стороны (не показано) защитного экрана 130 гнездового разъема около нижнего участка 304. Например, пара язычков 320 защитного экрана 130 гнездового разъема может быть вставлена в пару согласованных установочных отверстий на монтажной плате и припаяна к ней.

[0062] Фиг. 4A показывает схематичное представление вида сверху передней поверхности печатной платы 120 гнездового разъема RJ45. Печатная плата 120 включает в себя многослойную подложку 402, выполненную из диэлектрического материала с использованием "гибкой полосковой" или эквивалентной технологии. Кромка подложки 402 окружена защитным слоем 404. Этот защитный слой 404 выполнен из непроводящего материала, такого как, - но не этим ограничиваясь, - пластик или гибкая припойная маска. Передняя поверхность подложки 402 содержит множество сквозных отверстий 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420, выполненных через подложку 402. Каждое из сквозных отверстий 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420 проходит через подложку 402, и ему придан такой размер, чтобы в нее входил штырек 210. Площадка, окружающая каждую из сквозных отверстий 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420, покрыта электропроводящим материалом, таким как золото. Покрытию, окружающему каждое сквозное отверстие 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420, может быть придана по существу квадратная или по существу прямоугольная форма. В другом варианте осуществления, изображенном на фиг. 4B, покрытие, окружающее каждое сквозное отверстие 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420, может быть по существу круговой формы. При выполнении покрытия круговой формы уменьшается взаимное влияние соседних сквозных отверстий 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420.

[0063] От каждого из сквозных отверстий 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420 к концу печатной платы 120 продолжается множество токопроводящих дорожек 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436. Каждая токопроводящая дорожка 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 выполнена из электропроводящего материала, включающего медь или золото. В одном варианте осуществления на подложке 402 сформирован слой никеля, а на никелевом слое сформирован слой золота, в результате чего и образована каждая токопроводящая дорожка 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436. Каждая токопроводящая дорожка 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 продолжается в направлении заднего конца печатной платы 120, пока токопроводящая дорожка 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 или 436 не достигнет экранирующего слоя 490 токопроводящей дорожки рядом с краем печатной платы 120 напротив сквозных отверстий 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420. Каждая токопроводящая дорожка 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 включает в себя первый участок 454, 456, 458, 460, 462, 464, 466 и 468, смежный со вторым участком 470, 472, 474, 476, 478, 480, 482 и 484, при этом каждый второй участок 470, 472, 474, 476, 478, 480, 482 и 484, продолжается до экранирующего слоя 490 токопроводящей дорожки, не соприкасаясь с этим экранирующим слоем 490 токопроводящей дорожки. Каждый первый участок 454, 456, 458, 460, 462, 464, 466 и 468 сужается от соответствующего второго участка 470, 472, 474, 476, 478, 480, 482 и 484 в направлении соответствующего сквозного отверстия 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 или 420. Каждый второй участок 470, 472, 474, 476, 478, 480, 482 и 484 имеет длину, которая изменяется в зависимости от токопроводящей дорожки 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 или 436.

[0064] По противоположным краям печатной платы 120 расположены два экранирующих язычка 486 и 488. Каждый экранирующий язычок 486 и 488 выполнен из подложки, покрытой электропроводящим материалом, например, золотом или медью. Эти экранирующие язычки 486 и 488 электрически соединены между собой на подложке 402 экранирующим слоем 490 токопроводящей дорожки, который продолжается между экранирующими язычками 486 и 488 и расположен между вторыми участками 470, 472, 474, 476, 478, 480, 482 и 484 каждой токопроводящей дорожки 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 и краем печатной платы 120 напротив сквозных отверстий 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420.

[0065] Фиг. 5А иллюстрирует схематичное представление вида сверху задней поверхности печатной платы по фиг. 4. Эта задняя поверхность включает в себя сквозные отверстия 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420, экранирующие язычки 486 и 488 и экранирующий слой 502 токопроводящей дорожки, продолжающийся между задними поверхностями каждого экранирующего язычка 486 и 488. Экранирующий слой 502 токопроводящей дорожки покрывает участок задней поверхности печатной платы 120 между экранирующими язычками 486 и 488. Экранирующие язычки 486 и 488 включают в себя возвратные сквозные отверстия 504, 506, 508, 510, 512, 514, 516 и 518, которые проходят через подложку 402, соединяя экранирующий слой 490 токопроводящей дорожки и экранирующий слой 502 токопроводящей дорожки. Фиг. 5В изображает другой вариант схематического представления вида сверху задней поверхности печатной платы по фиг. 4В.

[0066] Фиг. 6А иллюстрирует вид сечения многослойной подложки 402 печатной платы 120 по линии BB на фиг. 4. Первый слой 602 многослойной подложки 402 включает в себя участок припойной маски, образованный из материала, такого как гибкая паяльная масса PSR9000FST. Второй слой 604 сформирован под верхним слоем и представляет собой каждую из токопроводящих дорожек 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436. Каждая токопроводящая дорожка 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 имеет длину (L), высоту (H) и ширину (W) и отделена от соседней токопроводящей дорожки расстоянием (S). Длина (L) каждой токопроводящей дорожки представляет собой длину, на которую токопроводящая дорожка продолжается вдоль поверхности гибкой печатной платы 120 от края ее соответствующего сквозного отверстия 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420 до экранирующего слоя 490 токопроводящей дорожки.

[0067] Каждая токопроводящая дорожка 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 продолжается через первый слой 602 таким образом, что эта каждая токопроводящая дорожка 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 гибкой припойной маской не покрыта. Поверх участка второго слоя 604 также образован экранирующий слой 490 токопроводящей дорожки, при этом экранирующий слой 490 токопроводящей дорожки продолжается через первый слой 602. Под вторым слоем 604 образован третий, диэлектрический слой 606. Этот третий слой 606 имеет глубину (D) примерно между 0,002 мм до примерно 0,005 мм и образован из материала, имеющего диэлектрическую постоянную, большую, чем 3,0, например, но им не ограничиваясь, из материала "Rogers" RO XT8100 или из любого другого материала, способного блокировать высокочастотный электрический сигнал.

[0068] Под третьим слоем 606 образован четвертый слой 608, при этом четвертый слой 608 включает в себя участок возврата сигнала и экранирующий участок 502 токопроводящей дорожки. И участок возврата сигнала, и экранирующий участок 502 токопроводящей дорожки выполнены из электропроводящего материала, предпочтительно из золота или меди. На четвертом слое 608 образован пятый слой 610, при этом пятый слой 610 имеет гибкий участок припойной маски и экранирующий участок 502 токопроводящей дорожки. Гибкий участок припойной маски выполнен из того же материала, что и гибкий участок припойной маски первого слоя 602. В альтернативном примере гибкий участок припойной маски выполнен из материала, отличного от материала гибкой припойной маски первого слоя 602. В альтернативном примере второй слой возврата сигнала (не показан) может быть расположен в диэлектрическом материале.

[0069] Для того чтобы устранить перекрестные помехи, обусловленные соседними токопроводящими дорожками, каждая токопроводящая дорожка 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 электрически соединена с соседней токопроводящей дорожкой 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436. В качестве иллюстративного примера токопроводящая дорожка 422 может быть связана с токопроводящей дорожкой 424. Во время работы первый сигнал передается по первой токопроводящей дорожке, а идентичный сигнал, имеющий противоположную полярность, передается по парной токопроводящей дорожке, тем самым дифференциально связывая эти токопроводящие дорожка между собой. Поскольку токопроводящие дорожки дифференциально связаны между собой, импеданс каждой токопроводящей дорожки определяет, каким образом работает эта токопроводящая дорожка. Соответственно, импеданс каждого набора парных токопроводящих дорожек должен быть по существу равным.

[0070] Физические характеристики каждой токопроводящей дорожки 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 в согласованном наборе токопроводящих дорожек настраивают, для того чтобы сбалансировать импедансы согласованных токопроводящих дорожек для передачи и возврата сигналов, передаваемых по каждой токопроводящей дорожке. Импеданс каждой токопроводящей дорожки 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 настраивают, регулируя любое одно или комбинацию длины (L), ширины (W), высоты (H) каждой токопроводящей дорожки и расстояние (S) между согласованными токопроводящими дорожками для каждого сигнала, передаваемого по каждой токопроводящей дорожке 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436. Высота (H) каждой токопроводящей дорожки 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 может составлять между примерно 2 мм и примерно 6 мм, а расстояние (S) между соседними токопроводящими дорожками 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 может составлять между примерно 3 мм и примерно 10 мм.

[0071] Возвращаясь к фиг. 4, каждая токопроводящая дорожка имеет переменную ширину на первом участке 454, 456, 458, 460, 462, 464, 466 и 468 и по существу постоянную ширину на втором участке 470, 472, 474, 476, 478, 480 и 482. Соответственно, ширина каждой токопроводящей дорожки 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 регулируется либо на первом участке 454, 456, 458, 460, 462, 464, 466 и 468, либо на втором участке 470, 472, 474, 476, 478, 480 и 482 или и на первом участке 454, 456, 458, 460, 462, 464, 466 и 468, и на втором участке 470, 472, 474, 476, 478, 480 и 482 вместе с высотой H токопроводящих дорожек 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436, так что когда согласованные токопроводящие дорожки разделены расстоянием S, каждая токопроводящая дорожка в согласованном наборе имеет по существу один и тот же импеданс.

[0072] Из-за наличия производственных допусков и разбросов характеристик материалов сигнал, передаваемый через каждый набор дифференциально согласованных токопроводящих дорожек 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 может быть не идентичным, что приводит к тому, что часть сигнала отражается назад, вызывая помехи группового типа. Для того чтобы устранить любые помехи группового типа, каждая токопроводящая дорожка 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 или 436 в согласованном наборе токопроводящих дорожек включает в себя фильтр синфазного режима, который настроен на устранение любых помех группового типа в согласованном наборе. Каждый фильтр состоит из конденсатора, образованного сквозными отверстиями 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 или 420 каждой токопроводящей дорожки 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 или 436 и четвертым слоем 608 многослойной подложки 402. Каждое сквозное отверстие 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420 включает в себя слой электропроводящего материала, такого как золото или медь, сформированный по периферии сквозных отверстий 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420 во втором слое 604 и в четвертом слое 608 подложки 402. Электропроводящий материал первого слоя 602 соединен с токопроводящими дорожками 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 или 436, связанными со сквозными отверстиями 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420, а электропроводящий материал четвертого слоя 608 соединен с участком возврата сигнала четвертого слоя 608. Размер каждого конденсатора определен расстоянием между электропроводящим материалом второго слоя 604 и четвертого слоя 608. Таким образом, настройка глубины третьего слоя 606 относительно электропроводящего материала на сквозных отверстиях 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420 позволяет создавать емкостный эффект каждого из сквозных отверстий 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420. Конденсаторы, образованные сквозными отверстиями 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420 и возвратным участком четвертого слоя 608, наделены емкостью от примерно 0,1 пикофарады (пФ) до примерно 0,5 пФ. Для дальнейшего улучшения работы схемы верхняя и нижняя поверхности подложки 402 могут быть покрыты пластиковым изолирующим слоем.

[0073] Комбинация конденсатора, созданного каждым из сквозных отверстий 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420 и характеристическая индуктивность слоя возврата сигнала создает фильтр синфазного режима для каждой токопроводящей дорожки 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 или 436. Регулировкой величины емкости каждого конденсатора на основе импеданса токопроводящих дорожек 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 производится дальнейшее уменьшение синфазного шума, и тем самым - улучшение пропускной способности сигнала по каждой токопроводящей дорожке 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436.

[0074] Фиг. 6В иллюстрирует схематичное представление поперечного сечения сквозных отверстий 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 или 420. Каждое сквозное отверстие 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420 образовано проходящим через первый слой 602, второй слой 604, третий слой 606, четвертый слой 608 и пятый слой 610. Второй слой 604 выполнен из электропроводящего материала, такого как золото или медь, и окружает по периметру каждое сквозное отверстие 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420. Второй слой 604 также соединяет каждое сквозное отверстие 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420 с его соответствующей токопроводящей дорожкой 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 или 436. Третий слой 606 действует как диэлектрический слой, как это показано на фиг. 6А. Четвертый слой 608 сформирован в третьем слое 606 и работает как слой возврата сигнала. Пятый слой 610 также выполнен из электропроводящего материала, такого как медь или золото, и тоже окружает сквозное отверстие по периметру таким же образом, что и второй слой 602. Поверх пятого слоя 610 может быть также сформирован герметизирующий слой (не показан).

[0075] Четвертый слой 608 отделен от второго слоя 604 расстоянием D1, а от пятого слоя 610 - вторым расстоянием D2. Комбинация второго слоя 604, третьего диэлектрического слоя 606 и четвертого слоя 608 возврата сигнала образует конденсатор, имеющий величину емкости между примерно 0,1 пФ и 0,5 пФ. Величина емкости "сквозного" конденсатора настраивается изменением расстояния D1 между четвертым слоем 608 и вторым слоем 604. Поскольку сквозное отверстие соединяет соответствующую токопроводящую дорожку с четвертым слоем 608 возврата сигнала, то комбинация второго слоя 604, третьего диэлектрического слоя 606 и четвертого слоя 608 возврата сигнала образует фильтр синфазного режима, который устраняет все помехи, обусловленные отражением сигнала, возникающие в результате несовершенства производственного процесса. Регулируя величину емкости "сквозного" конденсатора, фильтр синфазного режима может быть настроен для устранения по существу всех шумов сигнала, вызванных отражением сигнала передачи или возврата.

[0076] Фиг. 6С иллюстрирует другой пример сечения сквозных отверстий 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420. К третьему слою 606 между первым слоем 608 возврата сигнала и пятым слоем 610 добавлен второй слой 612 возврата сигнала. Этот второй слой 612 возврата сигнала проходит параллельно первому сигнальному слою 608 и увеличивает фильтрующий эффект фильтра синфазного режима. Изменением расстояния D3 между первым слоем 608 возврата сигнала и вторым слоем 612 возврата сигнала в сквозном отверстии создается второй конденсатор, образованный первым слоем 608 возврата сигнала, третьим слоем 606 и вторым слоем 612 возврата сигнала. Изменением расстояния D3, можно регулировать величину емкости конденсатора второго сквозного отверстия, для того чтобы улучшить работу фильтра синфазного режима. Дополнительно, как выяснили авторы изобретения, образование второго конденсатора в сквозном отверстии обуславливает согласование токопроводящих дорожек по разделенным концам печатной платы 102. В качестве иллюстративного примера - токопроводящая дорожка 422 может быть согласована с токопроводящей дорожкой 436. Соответственно, формированием второго конденсатора могут получаться пары сигнальных линий, расположенные в соответствии со стандартом RJ45.

[0077] Фиг. 7 иллюстрирует схематичное представление гнездового разъема RJ45, имеющего согласованные передающие и приемные токопроводящие дорожки. Изменением высоты H, ширины W и длины L каждой токопроводящей дорожки 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 или 436 можно выравнивать импеданс линий передачи и приема сигналов. Для того чтобы улучшить работу гнездового разъема, по каждой паре линий передают одинаковые высокочастотные сигналы, имеющие противоположные полярности. Поскольку согласованные токопроводящие дорожки соединены между собой через экран, то эти парные линии работают одна для другой как фильтры синфазного режима. Кроме того, если один сигнал не может быть доставлен, то соответствующая противоположная сигнальная линия будет передавать идентичный сигнал. Поскольку согласованные токопроводящие дорожки действуют как связанные с экраном фильтры, то шум, обусловленный широкополосным пропусканием, из сигнала отфильтровывается. Более того, поскольку линия передачи согласована с линией приема, то фильтрация сигнала выполняется с большей точностью, поскольку опорной точкой для фильтров является сам сигнал относительно заземления.

[0078] Фиг. 8 иллюстрирует схематичное представление дифференциально сбалансированной пары сигнальных линий. Как показано на схеме, характеристика каждой токопроводящей дорожки настроена таким образом, что импеданс первой токопроводящей дорожки согласован с импедансом второй токопроводящей дорожки с использованием ранее описанных способов. Кроме того, конденсаторы, образованные в каждом сквозном отверстии, образуют фильтр синфазного режима с встроенной в печатную плату 120 линией сигнала возврата. Посредством дифференциальной балансировки двух токопроводящих дорожек во время передачи обоих сигналов - и передаваемого, и ответного - получается полностью сбалансированная двухсторонняя коммуникационная цепь.

[0079] Фиг. 9 иллюстрирует схематичное представление способа балансировки согласованных токопроводящих дорожек для сигнала передачи и сигнала возврата. На этапе 902 регулируют физические характеристики каждой токопроводящей дорожки в согласованной паре токопроводящих дорожек так, чтобы импедансы токопроводящих дорожек были по существу равны между собой. Эти физические характеристики могут включать в себя высоту, длину и ширину каждой токопроводящей дорожки, а также расстояние, разделяющее каждую токопроводящую дорожку в согласованном наборе токопроводящих дорожек. На этапе 904 по первой токопроводящей дорожке согласованного набора токопроводящих дорожек передают первый сигнал, имеющий первую полярность. Первым сигналом может быть высокочастотный сигнал связи, идущий на частоте более 10 гигагерц (ГГц). На этапе 906 по второй токопроводящей дорожке согласованного набора токопроводящих дорожек одновременно с первым сигналом передают второй сигнал, по существу идентичный первому сигналу и имеющий полярность, противоположную полярности первого сигнала. На этапе 908 первый сигнал измеряют на конце генерации и на приемном конце токопроводящей дорожки, и два измерения сравнивают для определения величины потерянных данных вдоль длины токопроводящей дорожки. На этапе 910, на основе измеренной величины потери сигнала регулируют по меньшей мере одну физическую характеристику первой токопроводящей дорожки или второй токопроводящей дорожки. Процесс может возвращаться к этапу 904 до тех пор, пока величина потери сигнала не будет меньше, чем приблизительно 10 децибел (дБ).

[0080] На этапе 912 по второй токопроводящей дорожке согласованного набора токопроводящих дорожек передают третий сигнал. На этапе 914 по первой токопроводящей дорожке передают четвертый сигнал, по существу идентичный третьему сигналу, но имеющий полярность, противоположную полярности третьего сигнала. На этапе 916 третий сигнал измеряют на конце генерации и на приемном конце токопроводящей дорожки, и эти два измерения сравнивают, для того чтобы определить величину потерянных данных вдоль длины токопроводящей дорожки. На этапе 918 на основе измеренной величины потери сигнала регулируют по меньшей мере одну физическую характеристику первой токопроводящей дорожки или второй токопроводящей дорожки. Процесс может возвращаться к этапу 912 до тех пор, пока величина потери сигнала не будет меньше, чем приблизительно 10 децибел (дБ). В другом примере процесс может вернуться к этапу 904, чтобы проверить, что на величину потери первого сигнала не повлияла настройка, выполненная в ответ на величину потери третьего сигнала.

[0081] Фиг. 10 показывает печатную плату 120, расположенную в гнездовом разъеме 110. Подложка 402 печатной платы 120 выполнена из гибкого материала, который позволяет ориентировать первый участок этой печатной платы 120 относительно второго участка печатной платы 120 примерно на 90 градусов. Соответственно, печатная плата 120 изогнута таким образом, что сквозные отверстия 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420 расположены в гнездовом разъеме над штырьками 210, а токопроводящие дорожки 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 и 436 продолжаются от сквозных отверстий 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 и 420 до контактных площадок гнездового разъема. Экранирующие язычки 486 и 488 изогнуты таким образом, что они идут примерно под углом 90 градусов к печатной плате 120. Эти экранирующие язычки 486 и 488 расположены вдоль боковой стороны гнездового разъема так, что экран 130 гнездового разъема входит в зацепление с экранирующими язычками 486 и 488.

[0082] Гибкая печатная плата 120 может быть реализована с использованием любых гибких пластиковых подложек, которые позволяют гибкой печатной плате 120 изгибаться. Как здесь описано, гибкую печатную плату 120 можно изгибать или сворачивать, так чтобы она соответствовала имеющемуся типоразмеру гнездового разъема 110 RJ45 и была экранирована экраном 130 гнездового разъема. Например, гибкая печатная плата 120 может быть прикреплена к гнездовому разъему 110 RJ45, помещена между гнездовым разъемом 110 RJ45 и экраном 130 гнездового разъема. Экранирующие язычки 486 и 488 гибкой печатной платы 120 могут быть прикреплены к экрану 130 гнездового разъема для обеспечения общего соединения с гибкой схемой на гибкой печатной плате 120. Затем набор штырьков 210 гнездового разъема 110 RJ45 может быть электрически подсоединен к монтажной плате устройства, в котором используется этот гнездовой разъем 110 RJ45.

[0083] Гибкая печатная плата 120 может быть выполнена с возможностью складывания и соответствия форме гнездового разъема 110 RJ45 для лучшей установки в существующем корпусе, таком как экран 130 гнездового разъема. Например, в одном аспекте раскрытого здесь подхода гибкую печатную плату 120 изгибают под углом приблизительно в 90 градусов в направлении средней секции гибкой печатной платы 120, так чтобы она свернулась в экран 130 гнездового разъема. Экранирующие язычки 486 и 488 гибкой печатной платы 120 сгибают, и их, "обнявших" снаружи экран 130 гнездового разъема, можно припаять, чтобы прикрепить гибкую печатную плату 120 к этому экрану 130 гнездового разъема. Специалисты в данной области техники поймут, что ориентация гибкой печатной платы 120 относительно гнездового разъема 110 RJ45 внутри экрана 130 гнездового разъема в соответствии с различными аспектами изобретения может изменяться. Например, гибкая печатная плата 120 может быть достаточно тонкой, для того чтобы ее можно было изогнуть и свернуть по другим сторонам экрана 130 гнездового разъема. Гибкой печатной плате 120 может быть придана такая форма, чтобы она могла целиком лежать вдоль нижней секции 304 экрана 130 гнездового разъема без необходимости ее изгиба или сворачивания в экране 130 гнездового разъема.

[0084] Предшествующее подробное описание представляет собой лишь некоторые примеры и варианты осуществления настоящего изобретения, и понятно, что в соответствии с приведенным здесь изобретением в раскрытые варианты осуществления могут быть внесены многочисленные изменения, не выходящие за рамки его сущности или объема. Поэтому предшествующее описание предназначено не для ограничения объема изобретения, а - лишь для предоставления специалисту в данной области техники достаточных разъяснений для практического осуществления изобретения без чрезмерных усилий.

[0085] Фиг. 11 изображает один вариант осуществления гнездового разъема высокоскоростной связи, содержащего жесткую подложку. Гнездовой разъем высокоскоростной связи 1100 включает в себя корпус 1102 гнездового разъема, который выполнен с возможностью приема вилки связи (не показана). Подложка 1300 расположена на нижней поверхности корпуса таким образом, что от подложки 1300 продолжаются штырьки 1306 для сцепления с монтажной платой, на которой смонтирован гнездовой разъем при его установке.

[0086] Фиг. 12 показывает схематичное представление слоев в жестком гнездовом разъеме высокоскоростной связи. Подложка 1300 содержит верхний слой 1202, включающий в себя множество сквозных отверстий (не показаны), каждой из которых придан соответствующий размер для входа в нее штырька, второй слой 1204, включающий в себя множество согласованных по импедансу токопроводящих дорожек, как это описано выше, а также третий слой 1206 и четвертый слой 1208, включающие в себя сквозные отверстия, которые введены концентрично относительно сквозных отверстий в первом слое 1202. Первый слой 1202 отделен от второго слоя 1204 первым промежуточным слоем 1210, выполненным из непроводящего материала, такого как - но им не ограничиваясь - материал компании "Rogers". Второй слой 1204 отделен от третьего слоя 1206 вторым промежуточным слоем 1212, а третий слой 1206 и четвертый слой 1208 разделены третьим промежуточным слоем 1214. На стороне первого слоя 1202 напротив первого промежуточного слоя 1210 образован верхний слой 1216 припойной маски. В одном варианте осуществления первый слой 1202, второй слой 1204, третий слой 1206 и четвертый слой 1208 составлены из ¼ унции (7,1 г) меди и ¼ унции (7,1 г) готового серебра. В одном варианте осуществления первый промежуточный слой 1210, второй промежуточный слой 1212 и третий промежуточный слой 1214 выполнены из материала компании "Rogers" R04003. В другом варианте осуществления первый слой 1202 приклеен к первому промежуточному слою 1210 посредством адгезивного материала, второй и третий слои 1204 и 1206 приклеены ко второму промежуточному слою 1212 посредством адгезивного материала, и третий слой 1206 и четвертый слой 1208 приклеены к третьему промежуточному слою 1214 посредством адгезивного материала.

[0087] Фиг. 13А показывает вид сбоку гнездового разъема высокоскоростной связи. Гнездовой разъем включает в себя жесткую подложку 1300, содержащую первый набор штырьков 1302 на нижней стороне подложки 1300 и второй набор штырьков 1304 на верхней стороне подложки 1300. Фиг. 13В показывает вид сверху жесткой подложки 1300. Жесткая подложка 1300 включает в себя множество сквозных отверстий 1306, 1308, 1310, 1312, 1314, 1316, 1318 и 1320, продолжающихся сквозь подложку 1300, в которые вставляется первый набор штырьков 1302 на противоположной стороне подложки 1300. Этот первый набор штырьков 1302 выполнен с возможностью вставки в сквозные отверстия (не показаны) на монтажной плате для обеспечения коммуникативного соединения между гнездовым разъемом и монтажной платой. Каждый из второго набора штырьков 1304 входит во вторые сквозные отверстия 1322, 1324, 1326, 1328, 1330, 1332, 1334 и 1336, расположенные на стороне подложки 1300 напротив первых сквозных отверстий 1306, 1308, 1310, 1312, 1314, 1316, 1318 и 1320. Второй набор штырьков 1304 сконфигурирован с возможностью взаимодействия с соответствующими штырьками в вилке, когда вилка вставлена в гнездовой разъем.

[0088] Токопроводящая дорожка 1338 нанесена на верхнюю поверхность подложки 1300 и соединяет второе сквозное отверстие 1326 с первым сквозным отверстием 1310, а токопроводящая дорожка 1340 соединяет второе сквозное отверстие 1328 с первым сквозным отверстием 1312. Для обеспечения изоляции между двумя токопроводящими дорожками 1338 и 1340 между этими токопроводящими дорожками 1338 и 1340 образована первая изолирующая область 1342. Токопроводящая дорожка 1344 соединяет второе сквозное отверстие 1334 с первым сквозным отверстием 1318, а токопроводящая дорожка 1346 соединяет второе сквозное отверстие 1336 с первым сквозным отверстием 1320. Вторая изолирующая область 1348 изолирует токопроводящую дорожку 1340 от токопроводящей дорожки 1344, а третья изолирующая область 1350 изолирует токопроводящую дорожку 1344 от токопроводящей дорожки 1346. По периферии подложки 1302 между вторыми сквозными отверстиями 1322, 1324, 1326, 1328, 1330, 1332, 1334 и 1336 и краем подложки, а также между токопроводящими дорожками 1338 и 1346 и краем подложки 1302 продолжается изолирующая плоскость 1352. В одном варианте осуществления изолирующие области и изолирующие плоскости выполнены из материала, который содержит ¼ унции меди и ¼ унции серебра. Обеспечением изоляции между различными токопроводящими дорожками уменьшаются или устраняются эффекты электрических помех между токопроводящими дорожками. В одном варианте осуществления в каждой изолирующей области образованы сквозные отверстия для соединения изолирующих областей с нижними заземляющими слоями.

[0089] Фиг. 14А изображает заземляющий слой 1400 подложки 1300. Этот заземляющий слой 1400 расположен смежно с верхним слоем 1300. Заземляющий слой 1400 включает в себя заземляющую плоскость 1402. Заземляющая плоскость 1402 покрывает поверхность заземляющего слоя 1400, за исключением области вокруг периферии первых сквозных отверстий 1306, 1308, 1310, 1312, 1314, 1316, 1318 и 1320 и вторых сквозных отверстий 1322, 1324, 1326, 1328, 1330, 1332, 1334 и 1336. Поверхность заземляющего слоя 1400 покрыта электропроводящим материалом, образующим заземляющую плоскость 1402. В одном варианте осуществления этот материал содержит ¼ унции меди и ¼ унции серебра.

[0090] Фиг. 14В изображает второй заземляющий слой 1404 подложки 1300. Этот второй заземляющий слой 1404 покрыт электропроводящим материалом, который охватывает, по существу, всю поверхность второго заземляющего слоя 1404, исключая площадь вокруг первых сквозных отверстий 1306, 1308, 1310, 1312, 1314, 1316, 1318 и 1320 и вторых сквозных отверстий 1322, 1324, 1326, 1328, 1330, 1332, 1334 и 1336. В одном варианте осуществления материал, покрывающий второй слой 1404, содержит ¼ унции меди и ¼ унции серебра

[0091] Фиг. 14С изображает нижний слой 1406 подложки 1300. Этот нижний слой 1406 включает в себя первые сквозные отверстия 1306, 1308, 1310, 1312, 1314, 1316, 1318 и 1320 и вторые сквозные отверстия 1322, 1324, 1326, 1328, 1330, 1332, 1334 и 1336. Токопроводящая дорожка 1408 соединяет второе сквозное отверстие 1322 с первым сквозным отверстием 1306, а токопроводящая дорожка 1410 соединяет второе сквозное отверстие 1324 с первым сквозным отверстием 1308. Изолирующая область 1412 отделяет токопроводящую дорожку 1408 от токопроводящей дорожки 1410. Вторая изолирующая область 1418 отделяет токопроводящую дорожку 1410 от токопроводящей дорожки 1414, а третья изолирующая область 1420 отделяет токопроводящую дорожку 1414 от токопроводящей дорожки 1416. По периферии нижнего слоя 1406 между вторыми сквозными отверстиями 1322, 1324, 1326, 1328, 1330, 1332, 1334 и 1336 и краем подложки 1302, а также между токопроводящими дорожками 1408 и 1416 и краем подложки 1302 продолжается изолирующая плоскость 1442.

[0092] Фигуры 15A-15F есть графическое представление результатов испытаний гнездового разъема высокоскоростной связи. Фиг. 15А показывает вносимые потери версии дифференциального режима гнездового разъема при нормальной работе. Как видно из графика, при скоростях, приближающихся к 2000 МГц, вносимые потери составляют примерно 1,8 дБ. Фигуры 15B и 15C показывают графическое представление перекрестных помех ближнего поля для гнездового разъема при нормальной работе. Фиг. 15D показывает обратные потери гнездового разъема при нормальной работе. График также показывает требования к характеристикам по стандарту IEEE 40GBase-T. Как показывает график, на скоростях, приближающихся к 2000 МГц, гнездовой разъем работает лучше, чем того требует стандарт IEEE 40GBase-T. Фиг. 15Е представляет графическое изображение перекрестных помех на дальнем конце для гнездового разъема при нормальной работе. График также показывает требования к характеристикам по стандарту IEEE 40GBase-T. Как показывает график, на скоростях, приближающихся к 2000 МГц, гнездовой разъем работает лучше, чем того требует стандарт IEEE 40GBase-T. Фиг. 15F представляет другое графическое изображение перекрестных помех на дальнем конце для гнездового разъема при нормальной работе.

[0093] Как показывают фигуры 15A-15F, при должной конфигурации и соединении на подложке 1300 токопроводящих дорожек и плоскостей заземления гнездовой разъем способен передавать данные без помех с очень высокой скоростью. Кроме того, при конфигурации слоев подложки с обеспечением множества заземляющих слоев изоляция токопроводящих дорожек на подложке увеличивается, еще более улучшая характеристики гнездового разъема.

[0094] В настоящем описании следует считать, что признаки единственного числа относятся как к единственному числу, так и ко множественному числу. И наоборот, любая ссылка на множественные позиции при необходимости должна относиться и к единственному числу.

[0095] Следует понимать, что для специалистов в данной области техники будут очевидны различные изменения и модификации в отношении предпочтительных в настоящее время раскрытых здесь вариантов осуществления. Такие изменения и модификации могут быть сделаны без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения и без уменьшения его ожидаемых преимуществ. Поэтому предполагается, что такие изменения и модификации охватываются приложенными пунктами формулы изобретения.

Claims

1. Гнездовой разъем высокоскоростной связи, включающий в себя:

корпус, содержащий порт для приема вилки, причем порт содержит множество штырьков, каждый из которых подсоединен к соответствующей сигнальной линии в вилке;

экранирующий кожух, окружающий корпус;

монтажную плату в корпусе, имеющую

подложку,

множество первых сквозных отверстий, продолжающихся сквозь подложку, причем каждое первое сквозное отверстие выполнено с возможностью приема в себя штырька на корпусе,

множество вторых сквозных отверстий, продолжающихся сквозь подложку, причем каждое второе сквозное отверстие выполнено с возможностью приема в себя штырька на корпусе,

первый набор токопроводящих дорожек на верхнем слое подложки, который соединяет по меньшей мере одно первое сквозное отверстие с по меньшей мере одним соответствующим вторым сквозным отверстием;

первый экранирующий слой на первой стороне верхнего слоя на подложке;

второй экранирующий слой, смежный с первым экранирующим слоем на подложке; и

второй набор токопроводящих дорожек на стороне подложки, противоположной верхнему слою, который соединяет по меньшей мере одно первое сквозное отверстие с по меньшей мере одним вторым сквозным отверстием.

2. Гнездовой разъем по п. 1, в котором второй набор токопроводящих дорожек соединяет сквозные отверстия, отличные от сквозных отверстий, соединенных на верхней поверхности.

3. Гнездовой разъем по п. 1, включающий в себя первую изолирующую область на верхней поверхности между первым набором токопроводящих дорожек.

4. Гнездовой разъем по п. 1, включающий в себя вторую изолирующую область на верхней поверхности между вторым набором токопроводящих дорожек.

5. Гнездовой разъем по п. 1, в котором первый экранирующий слой покрыт электропроводящим материалом.

6. Гнездовой разъем по п. 5, в котором электропроводящий материал не покрывает область вокруг периферии первых сквозных отверстий и вторых сквозных отверстий.

7. Гнездовой разъем по п. 1, в котором второй экранирующий слой покрыт электропроводящим материалом.

8. Гнездовой разъем по п. 7, в котором электропроводящий материал не покрывает область вокруг периферии первых сквозных отверстий и вторых сквозных отверстий.

9. Гнездовой разъем по п. 5, в котором электропроводящий материал содержит медь и финишное серебро.

10. Гнездовой разъем по п. 7, в котором электропроводящий материал содержит медь и финишное серебро.

11. Способ изготовления высокоскоростного гнездового разъема, причем упомянутый способ содержит этапы, на которых:

формируют корпус, содержащий порт для приема вилки, причем порт содержит множество штырьков, каждый из которых подсоединен к соответствующей сигнальной линии в вилке;

формируют экранирующий кожух, окружающий корпус;

формируют верхний слой на подложке,

первый экранирующий слой на первой стороне верхнего слоя на подложке,

формируют нижний слой, смежный со вторым экранирующим слоем,

формируют множество первых сквозных отверстий, продолжающихся сквозь подложку, причем каждое первое сквозное отверстие выполнено с возможностью приема в себя штырька на корпусе,

формируют множество вторых сквозных отверстий, продолжающихся сквозь подложку, причем каждое второе сквозное отверстие выполнено с возможностью приема в себя штырька на корпусе,

формируют первый набор токопроводящих дорожек на верхнем слое подложки, который соединяет по меньшей мере одно первое сквозное отверстие с по меньшей мере одним соответствующим вторым сквозным отверстием,

формируют второй набор токопроводящих дорожек на стороне подложки, противоположной верхнему слою, который соединяет по меньшей мере одно первое сквозное отверстие с по меньшей мере одним вторым сквозным отверстием.

12. Способ по п. 11, в котором второй набор токопроводящих дорожек соединяет сквозные отверстия, отличные от сквозных отверстий, соединенных на верхней поверхности.

13. Способ по п. 11, содержащий этап, на котором формируют первую изолирующую область на верхней поверхности между первым набором токопроводящих дорожек.

14. Способ по п. 11, содержащий этап, на котором формируют вторую изолирующую область на верхней поверхности между вторым набором токопроводящих дорожек.

15. Способ по п. 11, в котором первый экранирующий слой покрывают электропроводящим материалом.

16. Способ по п. 15, в котором электропроводящий материал не покрывает область вокруг периферии первых сквозных отверстий и вторых сквозных отверстий.

17. Способ по п. 11, в котором второй экранирующий слой покрывают электропроводящим материалом.

18. Способ по п. 17, в котором электропроводящий материал не покрывает область вокруг периферии первых сквозных отверстий и вторых сквозных отверстий.

19. Способ по п. 15, в котором электропроводящий материал содержит медь и финишное серебро.

20. Способ по п. 17, в котором электропроводящий материал содержит медь и финишное серебро.