TW201608768A - 線纜端接結構 - Google Patents

Abstract

公開了一種線纜端接結構，其包括一線纜，所述線纜具有位於一屏蔽層內的絕緣的一第一及第二導體，所述線纜還包括一加蔽線。所述線纜安裝在一電路板上，所述電路板包括一第一墊和一第二墊，所述第一墊和所述第二墊分別焊接於所述第一導體和所述第二導體。一接地導孔位於所述第一及第二墊的前方且位於所述第一墊和所述第二墊之間，而所述加蔽線插入並焊接於所述接地導孔。

Description

線纜端接結構

本申請涉及連接器領域，更具體而言涉及一種端接線纜到一插頭連接器中的系統。

線纜連接器在高性能計算方案中變得越來越重要。隨著資料速率的提升，由於在發送信號穿過通常可用的電路板材料所存在的內在損失，故採用電路板將信號從一個位置處的一積體電路傳遞至電路板上的另一位置的習慣做法變得越來越具有挑戰性。因為這種損失是電路板的材料性能所導致的結果(且由此需要昂貴的材料以提供一顯著的改進)，所以減少系統在先前認為是較小的損失變得越來越重要。自然，當考慮到如何減少損失時找尋的一個地方就是任何的過渡區。如所知的，區域之間的過渡區往往導致阻抗不連續性，且這些不連續性在足夠高的信號頻率下可導致能量反射，能量反射不僅增大了插入損失而且往往導致串擾增強。

線纜連接器自然具有一過渡區，因為它們具有位於連接器部分的帶有接觸部的端子以及位於線纜部分的 導體。因此，儘管線纜自身可提供低的損失(處於每米損失低於5dB的數量級)，但是某些人群會賞識提供線纜和接觸部之間的一改進的過渡區的線纜元件的進一步改進。

一種線纜連接器包括一電路板，所述電路板具有一第一跡線、一第二跡線以及一接地導孔，所述接地導孔沿在所述第一跡線和所述第二跡線之間延伸的一直線設置。一線纜安裝於所述電路板。所述線纜包括包裹一第一導體和一第二導體的一第一屏蔽層。所述第一導體和所述第二導體各由一絕緣層包圍，所述兩個絕緣層分別沿所述兩個導體的長度以一筒形方式延伸，以形成一絕緣導體對。一加蔽線僅設置在所述屏蔽層內且與所述絕緣導體對相鄰。所述第一導體焊接於所述第一跡線。所述第二導體焊接於所述第二跡線。所述加蔽線焊接於所述接地導孔中。如果需要，則所述加蔽線可在延伸進入所述接地導孔之前從所述第一導體和所述第二導體之間通過。

本發明線纜端接結構包括一線纜，具有一外屏蔽層、帶有一絕緣包覆層的一第一導體、帶有一絕緣包覆層的一第二導體以及在所述外屏蔽層內且在所述第一導體及第二導體的側面定位的一加蔽線；以及一電路板，具有一邊緣，所述電路板具有一第一側面，所述第一側面具有帶有一第一墊的一第一跡線以及帶有一第二墊的一第二跡線，所述第一墊和所述第二墊間隔開，各個所述墊具有朝向所述邊緣延伸的一中心線，其中，所述電路板還包括位 於所述第一墊的中心線和所述第二墊的中心線之間的一接地導孔，所述第一導體焊接於所述第一墊，所述第二導體焊接於所述第二墊，而所述加蔽線焊接於所述接地導孔。

在一些實施態樣中，所述加蔽線在焊接於所述接地導孔之前在所述第一導體和所述第二導體之間橫向延伸。

在一些實施態樣中，所述加蔽線延伸進入所述接地導孔中。

在一些實施態樣中，所述電路板設置成能支援具有以一0.5mm間距設置的接觸部的一連接器。

在一些實施態樣中，所述墊定位成距離所述邊緣一第一距離，所述接地導孔定位成所述接地導孔的中心距離所述邊緣一第二距離，且所述第一距離至少要比所述第二距離大0.5mm。

在一些實施態樣中，還包括設置於所述電路板上的一成形罩，所述成形罩設置成有助保護和維持所述兩個導體和所述電路板之間的連接部位。

在一些實施態樣中，所述成形罩具有位於所述第一導體的焊接連接部位和所述第二導體的焊接連接部位之間的一凹槽。

在一些實施態樣中，所述電路板具有一第二側面，所述第二側面具有一第三跡線、一第四跡線以及另一接地導孔，所述第三跡線具有一第三墊而所述第四跡線具有一第四墊，且所述端接結構還包括一第二線纜，所述第 二線纜具有一第三導體、一第四導體、另一屏蔽層以及另一加蔽線，在端接於具有帶有第一墊的第一跡線以及帶有第二墊的第二跡線的所述電路板的第二側面時，所述第三導體焊接於所述第三墊，所述第四導體端接於所述第四墊，所述另一加蔽線置於並焊接於另一接地導孔。

在一些實施態樣中，所述成形罩覆蓋所述電路板的所述第一側面和所述第二側面，且設置成保護所述電路板兩側面上的焊接部位。

在一些實施態樣中，所述第一墊的中心線和所述第二墊的中心線平行，且與所述第一墊及第二墊的中心線等間距的一中心線穿過所述接地導孔。

20‧‧‧線纜端接結構

30‧‧‧電路板

30a‧‧‧邊緣

31‧‧‧第一跡線

32‧‧‧第二跡線

33‧‧‧墊

33a‧‧‧第一墊

33b‧‧‧第二墊

34a‧‧‧中心線

34b‧‧‧中心線

35‧‧‧接地導孔

35a‧‧‧中心線

40、41‧‧‧成形罩

42‧‧‧凹槽

50‧‧‧線纜

54‧‧‧第一導體

55‧‧‧第二導體

56‧‧‧加蔽線

57‧‧‧絕緣皮

59‧‧‧外屏蔽層

60‧‧‧焊錫帶

120‧‧‧線纜端接結構

130‧‧‧電路板

131‧‧‧跡線

131a‧‧‧端

135‧‧‧接地導孔

138‧‧‧距離

150‧‧‧線纜

154‧‧‧第一導體

155‧‧‧第二導體

156‧‧‧加蔽線

159‧‧‧外屏蔽層

本申請通過舉例說明且不限於附圖，在附圖中類似的附圖標記表示類似的部件，而且在附圖中：圖1示出一線纜端接於一電路板的一實施例的一立體圖；圖2示出圖1所示實施例的一簡化立體圖；圖3示出圖2所示實施例的另一立體圖；圖4示出圖3所示實施例的一部分分解立體圖；圖5示出圖4所示實施例的另一立體圖；圖6示出一線纜端接在一電路板的一第一側面的另一實施例的一立體圖；圖7示出一線纜端接結構在圖6所示的電路板的一第二側面的一立體圖； 圖8示出圖6所示實施例的一簡化立體圖；圖9示出圖6所示實施例的另一立體圖；及圖10示出圖9所示實施例的一部分分解立體圖。

下面具體的說明描述多個示範性實施例且不意欲限制到明確公開的組合。因此，除非另有說明，本文所公開的各種特徵可以組合在一起而形成出於簡明目的而未示出的多個另外組合。

如已知的，一線纜元件包括一線纜、一插頭連接器以及在所述線纜和所述插頭連接器之間的一連接結構(例如一線纜端接結構)。圖1-10示出了可用於提供一增強的線纜端接結構的特徵。應注意的是，圖1-10示出不同的端接結構，且並不意欲對支撐電路卡的其他設計(或所得到的連接器)進行限制。因此電路板的術語包括常規的電路板以及其他具有跡線和導孔的基板。

目前已確定的一件事是，儘管線纜端接結構在較低的信號頻率(諸如2.5GHz或甚至5GHz)下時較為不重要，但是在高的信號頻率(諸如10GHz及更高)下時就變得較為重要。一線纜和一電路卡(諸如一板卡)之間的常規端接結構會包括在電路板上的三個墊，其中兩個用於信號，一個用於一接地(假設用在更高頻率應用的一差分信號構造)。已有的設計使得所述三個墊以兩種基本構造之一佈置，即一接地-信號-信號佈置或一信號-接地-信號佈置。

已確定的是，這兩種已知的方法在更高的頻率下均存在問題。這些問題的一個原因在於兩個導體(它們形成一導電端子對且可稱為一差分對)通過絕緣層間隔開且兩個絕緣的導體並排放置在一外層內，所述外層通常為一屏蔽層(以提供免受寄生信號影響的另外的防護)。因此，在所述兩個導體之間存在以一差分模式起作用的一電磁場，以及在所述兩個導體和所述屏蔽層之間存在而可被視為是以一共模方式(common mode)起作用的一個場。儘管沿所述線纜行進時，這些場形狀維持得相當好(甚至在彎曲部分周圍)，從而存在的反射或阻抗不連續性最小。然而，當所述線纜端接於電路卡時物理結構得不到維持，且物理結構上的突變會改變這兩個場的形狀且造成所述線纜的各部件之間的阻抗變化、造成阻抗不連續性以及潛在的顯著反射(這將會增大插入損耗)。

基於在一正常端接中所述屏蔽層截止和電壓參考面藉由位於所述差分對的一側的一信號加蔽線連續的事實，上述的問題進一步加重。因此，所述兩個導體和在360度上突然延伸出的所述屏蔽層之間的耦合會沿一單個方向被集中。基於位於兩個導體之間但偏置的所述加蔽線隨後置於所述差分對的任一側或者直接位於所述兩個導體之間的事實，這些問題進一步複雜化。由此，所述電路板的墊定位使得所述線纜端接結構進一步複雜化並產生另外的信號完整性的問題。

已考慮解決這個問題的一種方法是在所述差分 對的相反兩側使用兩條加蔽線。儘管這樣一種設置的確有助在端接時提供更好的對稱性，但是使用兩條加蔽線在彎曲時會引起問題，且由此可能僅僅提供最低的系統受益水平。另外，在端接過程中，需要固定所述兩條加蔽線意味著需要另外的空間。因此，對於某些應用而言，使用兩條加蔽線並不能令人滿意。

如圖1-5所示，一線纜端接結構20的一實施例示出為能解決上述問題，且這些圖示出一加蔽線56端接於一接地導孔35中的一實施例。更具體地，一線纜50包括一第一導體54及一第二導體55(它們一起形成一導電對)，且各導體位於一絕緣皮57內。一加蔽線56沿所述導電對的一側設置，且一線纜屏蔽層59包裹加蔽線56和第一及第二導體54、55。應注意的是，優選使加蔽線56延伸進入接地導孔35中，以有助控制和定向端接，但是從電氣的觀點看，使加蔽線56焊接於接地導孔35而不延伸進入接地導孔35內是足夠的。

一電路板30包括一第一跡線31以及一第二跡線32，第一跡線31以及第二跡線32一起形成能沿電路板30延伸一預定距離的一差分傳輸線。第一及第二跡線31、32各包括設置為焊接於各自導體的一墊33。焊接角焊縫(solder fillet)60將導體54、55固定於墊33。如圖所示，一第一墊33a包括一中心線34a，而一第二墊33b包括一中心線34b。中心線34a、34b可相互平行，且一接地導孔35位於中心線34a、34b之間。在一實施例中，所述接地導孔 可定位成穿過接地導孔35並與中心線34a、34b平行的一中心線35a與中心線34a、34b等間距(例如恰好在中心線34a、34b中間)。如可認識到的，電路板30具有一邊緣30a，所述接地導孔處於距邊緣30a一第一距離的位置。各條跡線起始的位置距邊緣30a一第二距離，且所述第二距離大於所述第一距離。在一實施例中，所述第二距離至少要比所述第一距離大0.5mm，以提供更令人滿意的電氣性能。

儘管圖1-5所示的端接結構從一對稱的觀點出發看起來存在一些問題，但有點出人意料地己確定的是，這樣一種端接結構優於常規使用三個墊。另外，如能認識到的，使所述接地導孔位於在所述兩條信號跡線之間延伸的一中心線上允許一更為小型化的端接佈置。這樣一種結構尤其有益於連接器間距將小於0.8mm的實施例。例如，所示的結構在將支援一0.5mm間距的接觸部系統的一連接器中是行得通的。

應注意的是，儘管單獨的成形罩40、41示出(一個覆蓋每一端接對)，但是預計在實際中可採用一整體的成形罩(例如，單個成形罩可覆蓋所述電路板的一側或兩側和所述線纜的一部分)，以提供良好的應力消除並有助確保所述兩個導體牢固地連接於所述電路板。成形罩的使用是可選的，然而，也不意欲是限制，除非另有說明。在設置一成形罩的情況下，如果需要，所述成形罩上的一凹槽42可位於所述兩個導體之間，以改善端接區域的阻抗。

圖6-10示出一端接結構120的一實施例。線纜150可以與線纜50類似的方式構造(具有第一及第二導體154、155、一加蔽線156以及一屏蔽層159)，且可端接於具有與電路板30基本相同的結構的一電路板130。由此，一接地導孔135與跡線131的一端131a之間的距離138優選可大於0.5mm。端接結構120的不同點在於線纜的方位旋轉了180度，從而加蔽線156在第一及第二導體154、155的上方而不是在下方延伸。相應地，所述加蔽線在插入接地導孔135之前在導體154、155之間橫向延伸。儘管可預期的這將會引起電磁場的問題，但有點出人意料地已確定的是，與圖1-5示出的實施例相比，使加蔽線156在電連接於接地導孔135之前在導體154、155之間延伸在管理所述兩個導體和所述屏蔽層之間的耦合提供了進一步改善並進一步減少阻抗的不連續性。

應注意的是，如圖所示，所述電路板的兩側均可端接線纜，從而在所述電路板的兩側導體焊接於墊(如果需要，墊可設置為與跡線的剩餘部分具有相同的尺寸或者不同的尺寸)。這樣一種結構不是必須的但有利於提供適合用於希望具有一小型連接器的應用的一更小型化的端接結構。

本文給出的申請以其優選實施例及示範性實施例說明了各個特徵。本領域技術人員在閱讀本申請後將作出處於隨附申請專利範圍和精神內的許多其他的實施例、修改、以及變形。

20‧‧‧線纜端接結構

30‧‧‧電路板

31‧‧‧第一跡線

32‧‧‧第二跡線

40‧‧‧成形罩

42‧‧‧凹槽

50‧‧‧線纜

Claims (10)

1. 一種線纜端接結構，包括：一線纜，具有一外屏蔽層、帶有一絕緣包覆層的一第一導體、帶有一絕緣包覆層的一第二導體以及在所述外屏蔽層內且在所述第一導體及第二導體的側面定位的一加蔽線；以及一電路板，具有第一邊緣，所述電路板具有一第一側面，所述第一側面具有帶有一第一墊的一第一跡線以及帶有一第二墊的一第二跡線，所述第一墊和所述第二墊間隔開，各個所述墊具有朝向所述邊緣延伸的一中心線，其中，所述電路板還包括位於所述第一墊的中心線和所述第二墊的中心線之間的一接地導孔，所述第一導體焊接於所述第一墊，所述第二導體焊接於所述第二墊，而所述加蔽線焊接於所述接地導孔。
2. 如請求項1所述的線纜端接結構，其中，所述加蔽線在焊接於所述接地導孔之前在所述第一導體和所述第二導體之間橫向延伸。
3. 如請求項1至2任一項所述的線纜端接結構，其中，所述加蔽線延伸進入所述接地導孔中。
4. 如請求項1至3任一項所述的線纜端接結構，其中，所述電路板設置成能支援具有以一0.5mm間距設置的接觸部的一連接器。
5. 如請求項1至4任一項所述的線纜端接結構，其中，所述墊定位成距離所述邊緣一第一距離，所述接地導孔定 位成所述接地導孔的中心距離所述邊緣一第二距離，且所述第一距離至少要比所述第二距離大0.5mm。
6. 如請求項1至5任一項所述的線纜端接結構，還包括設置於所述電路板上的一成形罩，所述成形罩設置成有助保護和維持所述兩個導體和所述電路板之間的連接部位。
7. 如請求項6所述的線纜端接結構，其中，所述成形罩具有位於所述第一導體的焊接連接部位和所述第二導體的焊接連接部位之間的一凹槽。
8. 如請求項1至7任一項所述的線纜端接結構，其中，所述電路板具有一第二側面，所述第二側面具有一第三跡線、一第四跡線以及另一接地導孔，所述第三跡線具有一第三墊而所述第四跡線具有一第四墊，且所述端接結構還包括一第二線纜，所述第二線纜具有一第三導體、一第四導體、另一屏蔽層以及另一加蔽線，在端接於具有帶有第一墊的第一跡線以及帶有第二墊的第二跡線的所述電路板的第二側面時，所述第三導體焊接於所述第三墊，所述第四導體焊接於所述第四墊，所述另一加蔽線置於並焊接於另一接地導孔。
9. 如請求項8所述的線纜端接結構，其中，所述成形罩覆蓋所述電路板的所述第一側面和所述第二側面，且設置成保護所述電路板兩側面上的焊接部位。
10. 如請求項1至9任一項所述的線纜端接結構，其中，所述第一墊的中心線和所述第二墊的中心線平行，且與所 述第一墊及第二墊的中心線等間距的一中心線穿過所述接地導孔。