TW201813215A - 高速通訊插座 - Google Patents

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Abstract

一種製造一高速插座之方法，該方法包括下列步驟：形成包括用於接納一插頭的一埠口的一殼體，該埠口包括多數針腳其各自連結至該插頭中之一對應信號線，形成環繞該殼體的一屏蔽外殼，形成一基體的一頂層，於該基體中之該頂層之一第一側上的一第一屏蔽層，相鄰該基體中之該第一屏蔽層的一第二屏蔽層，及形成相鄰該第二屏蔽層的一底層，形成延伸貫穿該基體的多數第一通孔而各個第一通孔係經組配以容納該殼體上的一針腳，形成延伸貫穿該基體的多數第二通孔而各個第二通孔係經組配以容納該殼體上的一針腳。

Description

高速通訊插座
參考相關申請案 此揭示為提申日期2014年10月1日名稱「高速通訊插座」的美國專利申請案第14/504,088號的部分連續案，該案請求提申日期2013年1月11日名稱「高速通訊插座」的美國專利案第8,858,266號的優先權，二案全文爰引於此並融入本說明書之揭示。
發明領域 此揭示係有關於使用來連結網路電纜至裝置的網路連結插座。
發明背景 隨著電氣通訊裝置及其相關聯的應用變得愈來愈複雜及威力強大，其收集資訊且與其它裝置分享資訊的能力也變得更重要。此等智慧型互聯網裝置的激增已經導致連結的網路上需要有增高的資料通量以提供滿足此項需求需要的改良資料率。結果，經常性地改良現有通訊協定標準或產生新標準。幾乎全部此等標準皆直接地或間接地要求或從透過有線網路的高解析度信號的通訊而顯著獲益。此等高解析度信號，其可具有較大頻寬，及補償地可具有較高頻率要求，須以一致方式支援。然而，即便各項標準的較為晚近版本提供理論上的較高資料率或速度，其速度仍受某些實體組件的目前設計所限。不幸地，此等實體組件的設計仍受困於缺乏瞭解達成數十億赫茲及更高頻率的一致信號品質需要什麼條件。
舉例言之，通訊插座使用於通訊裝置及裝備用於使用來發射及接收表示通訊資料的電氣信號的電纜之連結或耦合。註冊插座(RJ)乃用於連結電信及資料裝備的標準化實體介面。RJ標準化實體介面包括插座構造及布線圖案兩者。常用於資料裝備的RJ標準化實體介面為RJ45實體網路介面，又稱RJ45插座。RJ45插座廣泛使用於本地區域網路，諸如實施美國電機及電子工程師學會(IEEE)802.3乙太網路協定者。RJ45插座係以各種標準描述，包括由美國國家標準學會(ANSI)/美國電信工業協會(TIA)於ANSI/TIA-1096-A中頒布者。
全部電氣介面組件，諸如電纜及插座，包括RJ45插座，不僅抵抗電流的初始流動，同時也對抗對其做任何改變。此項性質稱作電抗。兩型相關電抗為電感電抗及電容電抗。電感電抗例如可基於電流流經抵抗的電纜移動而產生，其引發磁場而於電纜中感應電壓。另一方面，電容電抗係當來自二相對表面的電子一起接近放置時由出現的靜電荷所產生。
為了減少或避免發射信號之任何降級，通訊電路的各種組件較佳地具有匹配阻抗。若否，則具有一個阻抗值的負載將以不同阻抗位準反射或回波由電纜所攜載的部分信號，造成信號故障。因此理由故，資料通訊裝備設計師及製造商，諸如電纜販售商，設計及測試其電纜以驗證電纜的阻抗值，以及電阻及電容位準遵照某些效能參數。RJ45插座也是接近每個通訊電路的顯著組件，然而，插座製造商並未對其效能提供相同程度的注意。如此，雖然現有RJ45插座的相關問題於測試中已有明確記載及瞭解其對高頻信號線的負面影響，但業界似乎不情願解決實體層之此種重要組件的問題。結果，需要有改良的高速通訊插座。
發明概要 本發明之一個實施例包括一高速通訊插座包括一殼體其包括用於接納一插頭的一埠口，該埠口包括各自連結至該插頭中之一對應信號線的多數針腳，包圍該殼體的一屏蔽外殼，於該殼體中之一電路板具有一基體，延伸貫穿該基體的多數第一通孔而各個第一通孔係經組配以容納該殼體上的一針腳，延伸貫穿該基體的多數第二通孔而各個第二通孔係經組配以容納該殼體上的一針腳，於該基體之一頂層上的一第一集合之線跡其連結至少一個第一通孔與至少一個對應第二通孔，於該基體中之該頂層之一第一側上的一第一屏蔽層，於該基體中相鄰該第一屏蔽層的一第二屏蔽層及於該基體之與該頂層之一相對側上的一第二集合之線跡其連結至少一個第一通孔與至少一個第二通孔。
於另一實施例中，該第二集合之線跡連結不同通孔而該等通孔連結至該頂面上。
於另一實施例中，該插座包括在該頂面上介於一第一集合之線跡間的一第一隔離區。
於另一實施例中，該插座包括在該頂面上介於一第二集合之線跡間的一第二隔離區。
於另一實施例中，該第一屏蔽層係被覆蓋於一導電材料中。
於另一實施例中，該導電材料不覆蓋環繞該等第一通孔及第二通孔之該周邊的一區。
於另一實施例中，該第二屏蔽層係被覆蓋於一導電材料中。
於另一實施例中，該導電材料不覆蓋環繞該等第一通孔及第二通孔之該周邊的一區。
於另一實施例中，該導電材料係包含銅及精加工銀。
於另一實施例中，該導電材料係包含銅及精加工銀。
本發明之另一個實施例包括一製造一高速通訊插座之方法，該方法包括下列步驟：形成包括用於接納一插頭的一埠口的一殼體，該埠口包括多數針腳其各自連結至該插頭中之一對應信號線，形成環繞該殼體的一屏蔽外殼，形成一基體的一頂層，於該基體中之該頂層之一第一側上的一第一屏蔽層，相鄰該基體中之該第一屏蔽層的一第二屏蔽層，及形成相鄰該第二屏蔽層的一底層，形成延伸貫穿該基體的多數第一通孔而各個第一通孔係經組配以容納該殼體上的一針腳，形成延伸貫穿該基體的多數第二通孔而各個第二通孔係經組配以容納該殼體上的一針腳，於該基體之一頂層上形成一第一集合之線跡其連結至少一個第一通孔與至少一個對應第二通孔，於該基體之與該頂層之一相對側上形成一第二集合之線跡其連結至少一個第一通孔與至少一個第二通孔。
於另一實施例中，該第二集合之線跡連結不同通孔而該等通孔連結至該頂面上。
於另一實施例中，該方法包括在該頂面上介於一第一集合之線跡間形成一第一隔離區之該步驟。
於另一實施例中，該方法包括在該頂面上介於一第二集合之線跡間形成一第二隔離區之該步驟。
於另一實施例中，該第一屏蔽層係被覆蓋於一導電材料中。
於另一實施例中，該導電材料不覆蓋環繞該等第一通孔及第二通孔之該周邊的一區。
於另一實施例中，該第二屏蔽層係被覆蓋於一導電材料中。
於另一實施例中，該導電材料不覆蓋環繞該等第一通孔及第二通孔之該周邊的一區。
於另一實施例中，該導電材料係包含銅及精加工銀。
於另一實施例中，該導電材料係包含銅及精加工銀。
較佳實施例之詳細說明 圖1例示依據本揭示之各個面向的一個實施例組配的高速通訊插座其包括RJ45插座110、可撓性印刷電路板(PCB)120、及插座罩130。如於本文中描述，依據本揭示之各個面向，可撓性PCB 120提供其可直接焊接至RJ45插座110之各個針腳上的平衡射頻調諧電路，而插座罩130提供RJ45插座110及可撓性PCB 120的屏蔽，以及作為接地底座。RJ45插座110、可撓性PCB 120、及插座罩130組合時可提供類似調諧波導的功能及通訊信號可通過其中傳輸的一管，於該處通訊信號之能量部分於該管外部行進通過插座罩130；及通訊信號之資訊部分於該管內部沿無電阻金線行進；藉此允許獲得高速資料信號速度。舉例言之，預期可支援40十億位元(Gb)及以上的資料速度。
雖然以下使用RJ45通訊插座，但本通訊插座並不限於RJ45通訊插座及可使用於任何類型的高速通訊插座，包括全部類別的模組式RJ型連接器、通用串列匯流排(USB)連接器及插座、火線(Firewire)(1394)連接器及插座、高畫質多媒體介面(HDMI)連接器及插座、D-次迷你型連接器及插座、帶型連接器及插座、或接收高速通訊信號的任何其它連接器及插座。
於本揭示之各個面向中，此處揭示的各種針腳及線跡可由任何合宜導電元素組成，諸如金、銀、或銅、或合金及任何導電元素之組合。舉例言之，RJ45插座110之針腳與插頭接頭的集合可包括鍍金銅針腳或導線，而可撓性PCB 120之線跡的集合可包括鍍金銅路徑。鍍金係用來於銅上提供防蝕導電層，其通常為容易氧化的材料。另外，一層合宜障壁金屬，諸如鎳，可在施加金鍍覆之前沈積於銅基體上。鎳層藉由給金層提供機械背襯而改良金鍍覆的耐磨性。鎳層也可減少可能存在於金層中之孔徑的影響。於較高頻率，金鍍覆可能不僅減少信號損耗，同時也可增加來自蒙皮效應的頻寬，於該處於導體外緣上的電流密度為最高。相反地，單獨使用鎳將因相同效應所致導致較高頻率的信號降級。如此，單獨使用鎳鍍覆的RJ45插座中可能無法達成較高速度。舉例言之，只以鎳鍍覆的針腳或線跡一旦信號進入GHz範圍可能其有用信號長度縮短高達三倍，雖然此處已經描述於銅路徑上方使用金鍍覆的若干好處，但可使用其它導電元素來鍍覆銅路徑。舉例言之，鉑也是非反應性但屬良好導體，可使用鉑替代金來鍍覆銅路徑。
高速通訊插座的主要組件亦即，RJ45插座110、可撓性印刷電路板(PCB)120、及插座罩130各自將在討論此等組件如何互動以達成支援高速通訊之前在此提供簡單說明。
圖2例示圖1之RJ45插座110的前部之底視透視圖，於該處可見設有插頭開口230用於插入插頭(未顯示於圖中)。插頭開口230可經組配以接納插頭以將插頭上的接點耦合至RJ45插座110中之插頭接點之集合212。插頭可以是RJ45 8位置8接點(8P8C)模組式插頭。插頭接點之集合212係形成為經組配以附接至電路板上的通訊電路之針腳之集合210。舉例言之，RJ45插座110可透過一對柱220的使用而安裝至網路切換裝置的電路板，及然後針腳之集合210可焊接至裝置之電路板上的個別接觸襯墊。藉其自身，類似如圖2中例示的RJ45插座110之插座提供RJ45電纜之插頭與插座整合入其中的裝置之電路板間的基本連接性。然而，該插座並非設計來處理高速通訊需要的通訊頻率。如依據如於本文中描述的揭示辦法之各個面向組配的RJ45插座110可整合其它組件諸如插座罩130及可撓性PCB 120，使得其可使用來以較高速度通訊而不干擾瞬態信號。
圖3例示用來給RJ45插座110及可撓性PCB 120提供屏蔽的插座罩之底視及右側視圖。插座罩130包括頂部302、底部304、後部306、前部308、左側部(未顯示於圖中但實質上與右側部相同)及右側部310。為了提供期望的屏蔽性質，於本揭示之一個實施例中，插座罩130可包括導電材料，諸如，但非限制性，鋼、銅、或任何其它導電材料。在插座罩130的右側310及左側(未顯示於圖中)上接近底部304的一對凸耳320可使用來接地及固定插座罩130至裝置(未顯示於圖中)內部的電路板。舉例言之，於插座罩130上的該對凸耳320可插入電路板上一對匹配安裝孔徑內，及焊接其上。
圖4A例示RJ45插座之PCB 120的前表面之頂視示意代表圖。PCB 120包括由結合帶-線彎曲或相當技術的介電材料製成的多層基體402。基體402邊緣環繞有保護層404。保護層404係由非導電材料製成，諸如，但非限制性，塑膠或可撓性焊罩。基體402的前表面包括製作成貫穿基體402的多數通孔406、408、410、412、414、416、418及420。各個通孔406、408、410、412、414、416、418及420貫穿通過基體402及其尺寸可容納針腳210。環繞各個通孔406、408、410、412、414、416、418及420區域係以導電材料被覆，諸如金。環繞各個通孔406、408、410、412、414、416、418及420的被覆可以是實質上方形或實質上矩形。於另一實施例中，於圖4B中描繪，環繞各個通孔406、408、410、412、414、416、418及420的被覆可以是實質上圓形。藉將被覆層製作成圓形，可減少相鄰通孔406、408、410、412、414、416、418及420間之干擾。
多個線跡422、424、426、428、430、432、434及436自各個通孔406、408、410、412、414、416、418及420朝向PCB 120一端延伸。各個線跡422、424、426、428、430、432、434及436係從包括銅或金的導電材料製成。於一個實施例中，鎳層係形成於基體402上，及金層係形成於鎳層上以形成各個線跡422、424、426、428、430、432、434及436。各個線跡422、424、426、428、430、432、434及436朝向PCB 120的一後端延伸直到該線跡422、424、426、428、430、432、434或436到達接近該PCB 120相對於通孔406、408、410、412、414、416、418及420的一緣之一屏蔽線跡層490為止。各個線跡422、424、426、428、430、432、434及436包括相鄰第二部分470、472、474、476、478、480、482及484的第一部分454、456、458、460、462、464、466及468，而各個第二部分470、472、474、476、478、480、482及484延伸至屏蔽線跡層490而不接觸屏蔽線跡層490。各個第一部分454、456、458、460、462、464、466及468從個別第二部分470、472、474、476、478、480、482及484朝向一個別通孔406、408、410、412、414、416、418或420呈錐形。各個第二部分470、472、474、476、478、480、482及484具有隨線跡422、424、426、428、430、432、434或436而改變的長度。
兩個屏蔽凸耳486及488係位在PCB 120的相對緣上。各個屏蔽凸耳486及488係由覆蓋於導電材料例如，金或銅中的基體製成。屏蔽凸耳486及488係在基體402上藉屏蔽線跡層490電氣連結，該屏蔽線跡層490係延伸於屏蔽凸耳486及488間且係位在各個線跡422、424、426、428、430、432、434及436之第二部分470、472、474、476、478、480、482及484與該PCB 120相對通孔406、408、410、412、414、416、418及420的該緣間。
圖5A例示圖4A之印刷電路板之後表面的頂視示意代表圖。後表面包括通孔406、408、410、412、414、416、418及420、屏蔽凸耳486及488、及延伸於各個屏蔽凸耳486及488的後表面間之屏蔽線跡層502。屏蔽線跡層502覆蓋PCB 120之後表面介於屏蔽凸耳486及488間之該部分。屏蔽凸耳486及488包括返回通孔504、506、508、510、512、514、516及518，其貫穿基體402通過連結屏蔽線跡層490與屏蔽線跡層502。圖5B描繪圖4B之印刷電路板之後表面的頂視圖之另一實施例。
圖6A例示於PCB 120中之多層基體402沿圖4之線BB的剖面圖。多層基體402之第一層602包括由諸如PSR9000FST可撓性焊罩材料製成的焊罩部分。第二層604係形成於頂層下方及包括線跡422、424、426、428、430、432、434及436中之各者。各個線跡422、424、426、428、430、432、434及436具有長度(L)、高度(H)及寬度(W)，且與相鄰線跡分開達距離(S)。各線跡之長度(L)為沿可撓性電路板120之表面自其個別通孔406、408、410、412、414、416、418及420邊緣至屏蔽線跡層490延伸的線跡之長度。
各個線跡422、424、426、428、430、432、434及436延伸貫穿第一層602使得各個線跡422、424、426、428、430、432、434及436不被可撓性焊罩遮蓋。屏蔽線跡層490也形成於第二層604之部分上方而屏蔽線跡層490延伸貫穿第一層602。第三介電層606形成於第二層604下方。第三層606具有約0.002密耳至約0.005密耳之深度(D)，且係由具有介電常數大於3.0之材料製成，諸如，但非僅限於RO XT8100，羅傑森材料(Rogerson Material)或能隔離高頻電氣信號的任何其它材料。
第四層608係形成於第三層606下方，而第四層608包括信號返回部及屏蔽線跡部502。信號返回部及屏蔽線跡部502兩者係由導電材料，較佳地為金或銅製成。第五層610係形成於第四層608上而第五層610具有可撓性焊罩部及屏蔽線跡層502部。可撓性焊罩部係由第一層602的可撓性焊罩部之相同材料製成。於替代釋例中，可撓性焊罩部係從與第一層602的可撓性焊罩部之不同材料製成。於替代釋例中，第二信號返回層(未顯示於圖中)可位在介電材料內。
為了消除由相鄰線跡造成的串擾，各個線跡422、424、426、428、430、432、434及436係電氣耦合至相鄰線跡422、424、426、428、430、432、434及436。舉個例示釋例，線跡422可耦合至線跡424。於操作期間，第一信號發射傳過第一線跡，及具有相反極性的相同信號發射傳過匹配線跡，藉此將線跡差異地耦合在一起。因線跡被差異地耦合在一起，各線跡的阻抗決定了線跡被如何驅動。如此各集合之匹配線跡的阻抗須實質上相等。
在一匹配集合之線跡中各個線跡422、424、426、428、430、432、434及436的物理特性係經調整以平衡用於發射的匹配線跡與透過各線跡發射的返回信號間之阻抗。各個線跡422、424、426、428、430、432、434及436之阻抗係藉由調整各個線跡之長度(L)、寬度(W)、高度(H)及針對透過各線跡422、424、426、428、430、432、434及436發射的各個信號的匹配線跡間之間隔(S)中之任一者或其組合而予調整。各個線跡422、424、426、428、430、432、434及436之高度(H)可以是約2密耳至約6密耳，及相鄰線跡422、424、426、428、430、432、434及436間之間隔(S)可以是約3密耳至約10密耳。
回頭參考圖4，各個線跡具有於第一部分454、456、458、460、462、464、466及468中之可變寬度及於第二部分470、472、474、476、478、480、482及484中之實質恆定寬度。據此，各個線跡422、424、426、428、430、432、434及436之寬度係沿線跡422、424、426、428、430、432、434及436之高度H於第一部分454、456、458、460、462、464、466及468或第二部分470、472、474、476、478、480、482及484中經調整，或於第一部分454、456、458、460、462、464、466及468及第二部分470、472、474、476、478、480、482及484兩者中經調整，使得當匹配線跡分開距離S時於一匹配集合中之各個線跡具有實質上相同阻抗。
因製造及材料上的不一致故，驅動通過各集合之差異匹配線跡422、424、426、428、430、432、434及436的信號可不相同，其造成一部分信號被反射回而引發共模干擾。為了消除共模干擾，於一匹配線跡集合中之各個線跡422、424、426、428、430、432、434或436包括共模濾波器，其係經調諧以消除於匹配集合中之任何共模干擾。各個濾波器包含由各個線跡422、424、426、428、430、432、434或436之通孔406、408、410、412、414、416、418或420及多層基體402之第四層608所形成的電容器。各個通孔406、408、410、412、414、416、418及420包括環繞基體402的第二層604及第四層608上的通孔406、408、410、412、414、416、418及420周邊形成的一層導電材料，諸如金或銅。第一層602上的導電材料係連結至與通孔406、408、410、412、414、416、418及420相關聯的線跡422、424、426、428、430、432、434及436，及第四層608上的導電材料係連結至第四層608的信號返回部。各個電容器之大小係由第二層604及第四層608上的導電材料間距決定。據此，調整相關於通孔406、408、410、412、414、416、418及420上的導電材料的第三層606之深度允許調整各個通孔406、408、410、412、414、416、418及420之電容效應。由通孔406、408、410、412、414、416、418及420及第四層608之返回部產生的電容器之大小為約0.1皮法拉第(pf)至約0.5 pf。基體402的頂面及底面可覆蓋於塑膠絕緣層中以進一步加強電路操作。
於各個通孔406、408、410、412、414、416、418及420中產生的電容器與信號返回層之特性電感之組合對各個線跡422、424、426、428、430、432、434或436產生共模濾波器。藉由基於線跡422、424、426、428、430、432、434及436之阻抗調整各個電容器的電容值，共模雜訊大減，藉以改進於各線跡422、424、426、428、430、432、434及436上的信號通量。
圖6B例示通孔406、408、410、412、414、416、418或420之剖面圖的示意代表。各個通孔406、408、410、412、414、416、418及420形成貫穿第一層602、第二層604、第三層606、第四層608及第五層610。第二層604係由導電材料諸如金或銅製成及環繞各個通孔406、408、410、412、414、416、418及420周邊。第二層604也連結各個通孔406、408、410、412、414、416、418及420到其個別線跡422、424、426、428、430、432、434或436。第三層606作為如圖6A中描述的介電層。第四層608形成於第三層606中及作為信號返回層。第五層610也係由導電材料諸如金或銅製成，及也以第一層602之相同方式環繞通孔周邊。密封層(未顯示於圖中)也可形成於第五層610上方。
第四層608與第二層604分開達距離D1及與610分開達距離D2。第二層604、第三介電層606、及第四返回信號層608的組合產生具有約0.1 pf至0.5 pf之電容值的電容器。藉由調整第四層608與第二層604的距離D1，通孔電容器之電容值係經調整。因通孔連結其相關聯的線跡與第四返回信號層608，故第二層604、第三介電層606、及第四返回信號層608的組合形成共模濾波器，其去除由因製程缺陷所導致的信號反射造成的任何干擾。藉著調整通孔電容器之電容值，共模濾波器可經調諧以消除發射信號或返回信號的反射所引發的實質上全部信號雜訊。
圖6C例示通孔406、408、410、412、414、416、418及420之剖面圖的另一釋例。第二返回信號層612係加至第一返回信號層608與第五層610間之第三層606。第二返回信號層612平行於第一返回信號層608及提供共模濾波器的過濾效果。藉由調整第一返回信號層608與第二返回信號層612間之距離D3，於該通孔中產生了由第一返回信號層608、第三層606及第二返回信號層612所形成的第二電容器。藉由調整距離D3，第二通孔電容器之值可經調整以加強共模濾波器之操作。又復，如發明人已知，於通孔中形成第二電容器允許在PCB 102之分開端上的線跡匹配。至於替代釋例，線跡422可與線跡436匹配。據此，藉由形成第二電容器，可調整根據RJ45標準定位的成對信號線。
圖7例示具有匹配的發射線跡及接收線跡的RJ45插座之示意代表圖。藉由調整各個線跡422、424、426、428、430、432、434或436之高度H、寬度W、及長度L，發射線路與接收線路可以是阻抗匹配。為了加強插座的操作，具有相反極性的相同高頻信號沿各對發射。因匹配線跡透過護罩而耦合故，成對信號線作為彼此的共模濾波器。又，若一個信號無法被遞送，則對應的相反信號線將遞送相同信號。因匹配線跡作為耦合至護罩的濾波器故，由高頻寬傳輸造成的雜訊係從信號中被過濾出。又復，因發射線路匹配接收線路故，信號的過濾係以較高準確度進行，原因在於與接地連結相反地，濾波器的參考點為信號本身。
圖8例示差分平衡成對信號線之示意代表圖。如圖描繪，各線跡之特性係經調整使得第一線跡之阻抗使用先前討論方法匹配第二線跡之阻抗。又，形成於各個通孔中的電容器與嵌置於PCB 120中之返回信號線形成一共模濾波器。藉由於發射信號及回應信號兩者的發射期間差分平衡二線跡，達成全然平衡的雙向通訊電路。
圖9例示針對發射信號及返回信號平衡匹配線跡之一方法的示意代表圖。於步驟902中，於匹配的一對線跡中各個線跡的物理特性係經調整使得線跡之阻抗為實質上相等。物理特性可包括於匹配線跡集合中各線跡的高度、長度及寬度及分開各線跡的距離。於步驟904中，具有第一極性的第一信號係沿匹配線跡集合中之第一線跡傳輸。第一信號可以是於大於10十億赫茲(GHz)之頻率操作的高頻通訊信號。於步驟906中，與第一信號實質上相同但具有第一信號的極性之相反極性的第二信號係與第一信號同時在該匹配線跡集合中之第二線跡上傳輸。於步驟908中，第一信號係於線跡的產生端及結束端量測，及二度量值經比較以決定沿線跡之長度的資料損耗量。於步驟910中，第一線跡或第二線跡的至少一個物理特性係基於量測得的信號損耗量加以調整。處理程序可返回步驟904直到信號損耗量小於約10分貝(db)為止。
於步驟912中，第三信號係在匹配線跡集合的第二線跡上傳輸。於步驟914中，實質上與第三信號相同但具有第三信號之相反極性的第四信號係在第一線跡上傳輸。於步驟916中，第三信號係在線跡的生成端及結束端上量測，及兩個度量經比較以決定沿線跡之長度的資料損耗量。於步驟918中，第一線跡或第二線跡的至少一個物理特性係基於量測得的信號損耗量加以調整。處理程序可返回步驟912直到信號損耗量小於約10分貝(db)為止。於另一釋例中，處理程序可返回步驟904以確定第三信號之損耗不受回應於第三信號之損耗所做調整的影響。
圖10例示位在插座110中的PCB 120。PCB 120之基體402係自可撓性材料製成，其允許PCB 120之第一部分相對於PCB 120之第二部分定向達約90度角。據此，PCB 120彎曲使得通孔406、408、410、412、414、416、418及420位在插座中的針腳210上方，及線跡422、424、426、428、430、432、434及436自通孔406、408、410、412、414、416、418及420延伸至用於插座的接點襯墊。屏蔽凸耳486及488經彎曲使得其與PCB 120呈約90度角。屏蔽凸耳486及488沿插座側邊置放使得插座之插座罩130接合屏蔽凸耳486及488。
可撓性PCB 120可使用允許可撓性PCB 120彎曲的任何可撓性塑膠基體具體實施。如於本文中描述，可撓性PCB 120可以彎折或彎曲以隨形於RJ45插座110的現有形狀因數且由插座罩130屏蔽。舉例言之，可撓性PCB 120可附接至RJ45插座110，位在RJ45插座110與插座罩130間。可撓性PCB 120之屏蔽凸耳486及488可附接至插座罩130以提供共通連結至可撓性PCB 120上的可撓性電路。然後RJ45插座110之針腳之集合210可電氣耦合至於其中使用RJ45插座110的一裝置的電路板。
可撓性PCB 120可經組配以摺疊及隨形於RJ45插座110之形狀以便更佳地匹配現有殼體，諸如插座罩130。舉例言之，於揭示辦法之一個面向中，可撓性PCB 120以約90度角朝向可撓性PCB 120的中段彎曲，以摺疊成插座罩130。可撓性PCB 120之屏蔽凸耳486及488摺疊至插座罩130上且接觸插座罩130，及可經焊接以將可撓性PCB 120固定至插座罩130。熟諳技藝人士將瞭解插座罩130內部可撓性PCB 120相對於RJ45插座110的方向性可依據本揭示之各個面向改變。舉例言之，可撓性PCB 120可夠薄以彎折且摺疊至插座罩130的其它側邊。可撓性PCB 120可經成形而完全沿插座罩130的底部區段304平舖而無需彎折或彎曲入插座罩130內。
前文詳細說明部分只是本揭示之若干釋例及實施例，及不背離其精義或範圍可根據本文揭示對揭示實施例做出眾多變化。因此，前文描述並不表示限制揭示範圍，反而給使用不當負擔來實施本發明的熟諳技藝人士提供充分揭示。
圖11描繪含一剛性基體的高速通訊插座之一個實施例。高速通訊插座1100包括插座殼體1102，其係經組配以接納通訊插頭(未顯示於圖中)。基體1300置放於殼體之下表面上使得針腳1306從基體1300延伸用來與在設置時插座安裝其上的電路板接合。
圖12描繪於剛性高速通訊插座中之各層的示意代表圖。基體1300包括含多數通孔(未顯示於圖中)其各自的尺寸可容納一針腳的一頂層1202，含如前文討論的多數阻抗匹配線跡之一第二層1204，及含通孔其係同心對齊第一層1202中之通孔的一第三層1206及第四層1208。第一層1202係藉非導電材料，諸如，但非限制性，羅傑士(Rogers)材料製成的第一中間層1210而與第二層1204分開。第二層1204係藉第二中間層1212與第三層1206分開，及第三層1206與第四層1208係藉第三中間層1214分開。頂焊罩層1216係形成於與第一中間層1210相對的第一層1202之該側上。於一個實施例中，第一層1202、第二層1204、第三層1206及第四層1208包含1/4盎司銅及1/4盎司精加工銀。於一個實施例中，第一中間層1210、第二中間層1212及第三中間層1214係自羅傑士R04003材料製成。於另一實施例中，第一層1202係藉黏著劑黏合至第一中間層1210，第二及第三層1204及1206係藉黏著劑黏合至第二中間層1212，及第三層1206及第四層1208係藉黏著劑黏合至第三中間層1214。
圖13A描繪高速通訊插座之側視圖。插座包括一剛性基體1300，剛性基體1300包括在基體1300底側上的第一集合之針腳1302及在基體1300頂側上的第二集合之針腳1304。圖13B描繪剛性基體1300之頂視圖。剛性基體1300包括延伸貫穿基體1300的多數第一通孔1306、1308、1310、1312、1314、1316、1318及1320，其接合在基體1300對側上的第一集合之針腳1302。第一集合之針腳1302係經組配以接合電路板上的通孔(未顯示於圖中)以提供插座與電路板間之通訊連結。第二集合之針腳1304中之各者接合定位在基體1300的與第一通孔1306、1308、1310、1312、1314、1316、1318及1320相對側上的第二通孔1322、1324、1326、1328、1330、1332、1334及1336。第二集合之針腳1304係經組配以當插頭插入插座內時接合插頭的對應針腳。
線跡1338係形成於基體1300之頂表面上及連結第二通孔1326至第一通孔1310，及線跡1340連結第二通孔1328至第一通孔1312。第一隔離區1342係形成於線跡1338與1340間以提供二線跡1338與1340間之隔離。線跡1344連結第二通孔1334至第一通孔1318，及線跡1346連結第二通孔1336至第一通孔1320。第二隔離區1348隔離線跡1340與線跡1344，及第三隔離區1350隔離線跡1344與線跡1346。隔離平面1352環繞第二通孔1322、1324、1326、1328、1330、1332、1334及1336與基體邊緣間，及線跡1338及1346與基體1302邊緣間之基體1302周邊延伸。於一個實施例中，隔離區及平面係由1/4盎司銅及1/4盎司銀之材料製成。藉由提供不同線跡間之隔離，線跡間之電氣干擾效應減低或消除。於一個實施例中，通孔形成於各個隔離區以連結隔離區到下方接地層。
圖14A描述基體1300之地面層1400。地面層1400置放相鄰頂層1300。地面層1400包括接地平面1402。接地平面1402覆蓋地面層1400之表面但環繞第一通孔1306、1308、1310、1312、1314、1316、1318及1320及第二通孔1322、1324、1326、1328、1330、1332、1334及1336之周邊的該區域除外。地面層1400之表面被覆於導電材料以形成接地平面1402。於一個實施例中，該材料為1/4盎司銅及1/4盎司銀。
圖14B描繪基體1300之第二地面層1404。第二地面層1404係以導電材料覆蓋，其實質上覆蓋第二地面層1404之全體表面，但環繞第一通孔1306、1308、1310、1312、1314、1316、1318及1320及第二通孔1322、1324、1326、1328、1330、1332、1334及1336之周邊的該區域除外。於一個實施例中，覆蓋第二地面層1404的材料為1/4盎司銅及1/4盎司銀。
圖14C描繪基體1300之底層1406。底層1406包括第一通孔1306、1308、1310、1312、1314、1316、1318及1320及第二通孔1322、1324、1326、1328、1330、1332、1334及1336。線跡1408連結第二通孔1322與第一通孔1306，及線跡1410連結第二通孔1324與第一通孔1308。隔離區1412分開線跡1408與線跡1410。第二隔離區1418分開線跡1410與線跡1414，及第三隔離區1420分開線跡1414與線跡1416。隔離平面1422環繞第二通孔1322、1324、1326、1328、1330、1332、1334及1336與基體1302邊緣間，及線跡1408及1416與基體1302邊緣間之底層1406周邊延伸。
圖15A-15F描繪針對高速通訊插座之測試結果的線圖表示型態。圖15A顯示於正常操作期間插座之差分模式版本的插入損耗。如線圖顯示，於趨近2000 MHz之速度時，插入損耗為約1.8 db。圖15B及15C描繪於正常操作中針對插座之近場串擾的線圖表示型態。圖15D描繪於正常操作期間針對插座的返回損耗。線圖也顯示針對IEEE 40GBase-T標準的效能要求。如線圖指示，於趨近2000 MHz之速度時，插座的效能表現比IEEE 40GBase-T標準的效能要求更佳。圖15E描繪於正常操作期間針對插座之遠端串擾的線圖表示型態。線圖也顯示針對IEEE 40GBase-T標準的效能要求。如線圖指示，於趨近2000 MHz之速度時，插座的效能表現比IEEE 40GBase-T標準的效能要求更佳。圖15F描繪於正常操作期間針對插座之遠端串擾的另一幅線圖表示型態。
如圖15A-15F驗證，藉將線跡及接地平面連結基體1300上，插座能夠以極高速度發射資料而無干擾。又，藉配置基體之各層以提供多個接地層，基體上的線跡之分隔加大，進一步改良了插座的效能。
於本揭示中，用詞「一(a)」或「一(an)」係取作包括單數及複數兩者。相反地，若屬合宜，任何述及複數項目將包括單數。
須瞭解此處揭示之本較佳實施例之各項變化及修正將為熟諳技藝人士顯然易知。不背離本揭示之精髓及範圍且不減低預期的優點可做出變化及修正。因此預期此等變化及修正係由隨附之申請專利範圍涵蓋。
110‧‧‧RJ45插座
120‧‧‧可撓性印刷電路板(PCB)
130‧‧‧插座罩
210、1302、1304‧‧‧針腳之集合
212‧‧‧插頭接點之集合
220‧‧‧一對柱
230‧‧‧插頭開口
302‧‧‧頂部
304‧‧‧底部
306‧‧‧後部
308‧‧‧前部
310‧‧‧右側部
320‧‧‧一對凸耳
402、1300‧‧‧基體
404‧‧‧保護層
406、408、410、412、414、416、418、420‧‧‧通孔
422、424、426、428、430、432、434、436、1338、1340、1344、1346、1408、1410、1414、1416‧‧‧線跡
454、456、458、460、462、464、466、468‧‧‧第一部分
470、472、474、476、478、480、482、484‧‧‧第二部分
486、488‧‧‧屏蔽凸耳
490、502‧‧‧屏蔽線跡層
504、506、508、510、512、514、516、518‧‧‧返回通孔
602、1202‧‧‧第一層
604、1204‧‧‧第二層
606、1206‧‧‧第三層
608、1208‧‧‧第四層
610‧‧‧第五層
612‧‧‧第二返回信號層
902-918‧‧‧步驟
1100‧‧‧高速通訊插座
1102‧‧‧插座殼體
1202‧‧‧頂層
1210‧‧‧第一中間層
1212‧‧‧第二中間層
1214‧‧‧第三中間層
1216‧‧‧頂焊罩層
1306、1308、1310、1312、1314、1316、1318、1320‧‧‧第一通孔
1322、1324、1326、1328、1330、1332、1334、1336‧‧‧第二通孔
1342、1412‧‧‧第一隔離區
1348、1418‧‧‧第二隔離區
1350、1420‧‧‧第三隔離區
1352、1422‧‧‧隔離平面
1400‧‧‧地面層
1402‧‧‧接地平面
1404‧‧‧第二地面層
1406‧‧‧底層
圖1例示依據本揭示之各個面向的一個實施例組配的高速通訊插座其包括RJ45插座，
圖2例示圖1之RJ45插座110的左側部之底視透視圖，
圖3例示用來給圖1之RJ45插座及可撓性印刷電路板提供屏蔽的插座罩之底視及右側視圖，
圖4A例示圖1之印刷電路板的前表面之頂視示意代表圖，
圖4B例示圖1之印刷電路板的前表面之頂視示意代表圖的另一實施例，
圖5A例示圖4之印刷電路板的後表面之頂視示意代表圖，
圖5B例示圖4之印刷電路板的前表面之頂視示意代表圖的另一實施例，
圖6A例示圖4之印刷電路板的基體沿線BB之剖面圖，
圖6B例示圖4之印刷電路板中一通孔之剖面圖，
圖6C例示圖4之印刷電路板中一通孔的另一釋例之剖面圖，
圖7例示具有彼此匹配及平衡的發射及接收電纜對的RJ45插座之示意代表圖，
圖8例示一差分平衡對之信號線的示意代表圖，
圖9例示使用來基於一第一信號及一第二信號差分平衡圖4中之二線跡的方法之示意代表圖，
圖10A例示圖1之RJ45插座其罩被去除的後側透視圖；
圖10B例示圖1之RJ45插座其罩被去除的另一實施例之後側透視圖；
圖11描繪包括一剛性基體的高速通訊插座之一個實施例；
圖12描繪於剛性高速通訊插座中之該等層的示意代表圖，
圖13A描繪高速通訊插座之側視圖；
圖13B描繪該剛性基體的頂視圖；
圖14A描繪該基體之一地面層；
圖14B描繪該基體之一第二地面層；
圖14C描繪該基體之一底層；
圖14D描繪該剛性基體之一第四層；
圖15A顯示於正常操作期間插座之差分模式版本的插入損耗；
圖15B描繪於正常操作中針對插座之近場串擾的線圖表示型態；
圖15C描繪於正常操作中針對插座之近場串擾的線圖表示型態；
圖15D描繪於正常操作期間針對插座之返回損耗；
圖15E描繪於正常操作期間針對插座之遠端串擾的線圖表示型態；及
圖15F描繪於正常操作期間針對插座之遠端串擾的另一線圖表示型態。

Claims (20)

  1. 一種高速通訊插座，其包括： 一殼體其包括用於接納一插頭的一埠口，該埠口包括各自連結至該插頭中之一對應信號線的多數針腳； 包圍該殼體的一屏蔽外殼； 於該殼體中之一電路板具有 一基體， 延伸貫穿該基體的多數第一通孔而各個第一通孔係經組配以容納該殼體上的一針腳， 延伸貫穿該基體的多數第二通孔而各個第二通孔係經組配以容納該殼體上的一針腳， 於該基體之一頂層上的一第一集合之線跡其連結至少一個第一通孔與至少一個對應第二通孔； 於該基體中之該頂層之一第一側上的一第一屏蔽層； 於該基體中相鄰該第一屏蔽層的一第二屏蔽層；及 於該基體之與該頂層之一相對側上的一第二集合之線跡其連結至少一個第一通孔與至少一個第二通孔。
  2. 如請求項1之插座，其中該第二集合之線跡連結不同通孔而該等通孔連結至該頂面上。
  3. 如請求項1之插座，其包括在該頂面上介於一第一集合之線跡間的一第一隔離區。
  4. 如請求項1之插座，其包括在該頂面上介於一第二集合之線跡間的一第二隔離區。
  5. 如請求項1之插座，其中該第一屏蔽層係被覆蓋於一導電材料中。
  6. 如請求項5之插座，其中該導電材料不覆蓋環繞該等第一通孔及第二通孔之該周邊的一區。
  7. 如請求項1之插座，其中該第二屏蔽層係被覆蓋於一導電材料中。
  8. 如請求項7之插座，其中該導電材料不覆蓋環繞該等第一通孔及第二通孔之該周邊的一區。
  9. 如請求項5之插座，其中該導電材料係包含銅及精加工銀。
  10. 如請求項7之插座，其中該導電材料係包含銅及精加工銀。
  11. 一種製造一高速插座之方法，該方法包括下列步驟 形成包括用於接納一插頭的一埠口的一殼體，該埠口包括多數針腳其各自連結至該插頭中之一對應信號線； 形成環繞該殼體的一屏蔽外殼； 形成一基體的一頂層； 於該基體中之該頂層之一第一側上的一第一屏蔽層； 相鄰該基體中之該第一屏蔽層的一第二屏蔽層；及 形成相鄰該第二屏蔽層的一底層， 形成延伸貫穿該基體的多數第一通孔而各個第一通孔係經組配以容納該殼體上的一針腳， 形成延伸貫穿該基體的多數第二通孔而各個第二通孔係經組配以容納該殼體上的一針腳， 於該基體之一頂層上形成一第一集合之線跡其連結至少一個第一通孔與至少一個對應第二通孔； 於該基體之與該頂層之一相對側上形成一第二集合之線跡其連結至少一個第一通孔與至少一個第二通孔。
  12. 如請求項11之方法，其中該第二集合之線跡連結不同通孔而該等通孔連結至該頂面上。
  13. 如請求項11之方法，其包括在該頂面上介於一第一集合之線跡間形成一第一隔離區之該步驟。
  14. 如請求項11之方法，其包括在該頂面上介於一第二集合之線跡間形成一第二隔離區之該步驟。
  15. 如請求項11之方法，其中該第一屏蔽層係被覆蓋於一導電材料中。
  16. 如請求項15之方法，其中該導電材料不覆蓋環繞該等第一通孔及第二通孔之該周邊的一區。
  17. 如請求項11之方法，其中該第二屏蔽層係被覆蓋於一導電材料中。
  18. 如請求項17之方法，其中該導電材料不覆蓋環繞該等第一通孔及第二通孔之該周邊的一區。
  19. 如請求項15之方法，其中該導電材料係包含銅及精加工銀。
  20. 如請求項17之方法，其中該導電材料係包含銅及精加工銀。
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