TWI768290B - 提供接觸支撐和阻抗匹配特性之包覆成型導線架 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種電連接器，其包括：各自定義各別第一配合端及第二配合端之第一及第二相鄰電接觸，該第一及第二相鄰電接觸中之一第一者的該第一配合端定義一第一接觸表面，該第一及第二相鄰電接觸中之一第二者的該第二配合端定義與該第一接觸表面電絕緣之一第二接觸表面；及位於該第一與第二相鄰電接觸之間的一介電材料。當一配合連接器將一力施加至該第一接觸表面及該第二接觸表面時，該第一配合端及該第二配合端以及該介電材料均在一第一方向上移動。

Description

提供接觸支撐和阻抗匹配特性之包覆成型導線架
本發明係關於連接器。更確切地說，本發明係關於具有包覆成型導線架之連接器，該導線架包括相鄰接觸之間的腹板。
一已知連接器100展示於圖1中。連接器100包括環繞傳輸電信號之接觸102的介電外殼101。切掉圖1中之介電外殼101的部分，以便展示接觸102之底部列115。儘管圖1中未示，但連接器100經典型地安裝至印刷電路板(PCB)。PCB包括傳輸電信號之軌跡。介電外殼101包括開口103，例如可將邊緣卡插入至該開口中。該邊緣卡包括與接觸102之樑102a接合的襯墊。隨著邊緣卡插入至介電外殼101中，樑102a偏轉以在接觸102與襯墊之間產生機械連接及電連接。與展示於圖1中之連接器一起使用的邊緣卡將典型地包括頂部表面及底部表面上之襯墊，該等襯墊與接觸102之頂部列110(圖1中未示)接合且與接觸102之底部列115接合。連接器100中的接觸102在邊緣卡之襯墊與PCB中之軌跡之間提供電路徑。
圖7展示於圖1中所展示的連接器100之底部列115的接觸102。圖7中之接觸102處於一開放接腳場配置中，因為接觸102可被賦予不同功能，包括 (例如)作為信號接觸，亦即，單端信號之單一接觸或差分信號的一對接觸，或作為接地接觸，亦即，連接至接地的接觸。在高速應用中，可將相鄰接觸102配對在一起以傳輸差分信號。可由接地接觸107將相鄰差分對接觸106分隔開。藉由機械考量而非藉由信號完整性考量來判定圖7中之接觸102的形狀。
當在邊緣卡之襯墊與PCB中之軌跡之間傳輸電信號時，電信號可經歷信號完整性的降低，此係由於沿著信號路徑的變化之傳輸線阻抗。如圖2中所示，連接器100包括相鄰接觸102之間的絕緣介電質塑膠壁104以避免相鄰接觸102短路。可選擇該塑膠之介電特性以減少沿接觸樑102a之長度的潛在的阻抗失配。
如圖3及圖4中所示，就位置容限而言，壁104與接觸102之間需要額外空間，亦即因此當該接觸偏轉以與邊緣卡配合時，接觸102不會與壁104結合。該額外空間在接觸樑102a與壁104之間產生較寬氣隙105。接觸102與壁104之間的較寬氣隙105限制阻抗與傳輸線匹配的能力。
如圖2中所示，不存在當接觸樑102a經偏轉時與接觸102一起偏轉的結構。相鄰接觸樑102a之尖端102b可在偏轉期間展開得更寬或靠得更近，其可改變由接觸樑102a形成的傳輸線之阻抗。
高速連接器通常包括接地平面以分隔信號路徑且以將個別接地接觸107電連接在一起。圖5展示高速連接器100，其中相鄰信號接觸102被接地接觸107包圍。相鄰信號接觸102可集合在傳輸差分信號之差分對106中。
圖6為連接器100之截面視圖，其展示接觸102之頂部列110及底部列115。頂部列110及底部列115兩者之接觸102包括90°彎曲及自該90°彎曲向下 朝向PCB(未示出)延伸的一部分。可將頂部列110及底部列115之接觸102經表面安裝至PCB，從而與PCB上之襯墊產生機械連接及電連接。將PCB之襯墊連接至PCB中之軌跡。接觸之頂部列110的接觸102向外延伸且在接觸之底部列115之接觸102上延伸。
為了解決上文所述之問題，本發明之較佳實施方式提供一連接器，其可用於高速應用、具有改良的阻抗匹配且在接觸之間包括與接觸一起偏轉的材料。
根據本發明之較佳實施方式，電連接器包括各自定義各別第一配合端及第二配合端之第一及第二相鄰電接觸，第一及第二相鄰電接觸中之第一者的第一配合端定義第一接觸表面，第一及第二相鄰電接觸中之第二者的第二配合端定義與第一接觸表面電絕緣之第二接觸表面；及定位於第一與第二相鄰電接觸之間的介電材料。當配合連接器將力施加至第一接觸表面及第二接觸表面時，第一配合端及第二配合端以及介電材料皆在第一方向上移動。
電連接器更佳地包括第三電接觸，其經定位與第一及第二電接觸中之第二者緊密相鄰且邊對邊。較佳地，電連接器在第三電接觸與第一及第二相鄰電接觸中之第二者之間不含介電材料。
較佳地，第一及第二相鄰電接觸相對於介電晶圓外殼各自為懸臂式的，且介電材料為定位於第一與第二相鄰電接觸之間的腹板。較佳地，該腹 板相對於鄰近於介電晶圓外殼之樞軸點為懸臂式的，以使得當配合連接器將力施加至第一接觸表面及第二接觸表面時，該腹板亦在第一方向上移動。
電連接器更佳地包括藉由介電外殼承載的第一差分信號對及第二差分信號對，及定位於鄰近於介電外殼之接地屏蔽件。較佳地，介電外殼定義第一差分信號對之第一與第二相鄰信號接觸之間的第一氣隙，第二差分信號對之第三與第四相鄰信號接觸之間的第二氣隙，及第二信號接觸與第三信號接觸之間的第三氣隙，該第三氣隙將接地屏蔽件暴露於第二信號接觸與第三信號接觸之間的空氣中。
在大約1GHz與大約25GHz之間的頻率下，電連接器較佳地具有小於-1dB至大約1GHz之差分插入損耗。在大約1GHz與大約33GHz之間的頻率下，電連接器較佳地具有小於-1dB之差分插入損耗。在大約1GHz與大約34GHz之間的頻率下，頻域近端串擾較佳地低於-50dB。在大約1GHz與大約31GHz之間的頻率下，頻域近端串擾較佳地低於-60dB。在大約1GHz與大約34GHz之間的頻率下，頻域遠端串擾較佳地低於-50dB。在大約1GHz與大約25GHz之間的頻率下，頻域遠端串擾較佳地低於-60dB。
電連接器更佳地包括一電連接器外殼。較佳地，該電連接器外殼不定義第一及第二相鄰信號導體之第一配合端與第二配合端之間的前肋。
介電材料較佳地為懸臂式的。
根據本發明之較佳實施方式，電連接器包括承載第一及第二相鄰電接觸之電連接器外殼。第一及第二相鄰電接觸各自定義各別第一配合端及第 二配合端，且電連接器外殼不定義第一及第二相鄰信號導體之第一配合端與第二配合端之間的前肋。
根據本發明之較佳實施方式，電連接器包括：介電外殼；藉由電介電外殼承載之第一電接觸，該第一電接觸定義第一接觸表面；藉由介電外殼承載且定位於鄰近於該第一電接觸以與第一電接觸一起定義一差分信號對之第二電接觸，該第二電接觸定義與該第一接觸表面電絕緣之第二接觸表面；及在第一電接觸與第二電接觸之間延伸之介電材料，該介電材料自鄰近於介電外殼之一點不斷延伸且在第一接觸表面之前終止。
介電材料較佳地為與介電外殼一體成型之腹板。較佳地，當配合連接器將力施加至第一接觸表面及第二接觸表面時，第一配合端及第二配合端以及懸臂式介電材料皆在第一方向上移動。介電材料較佳地為懸臂式的。較佳地，介電材料相對於鄰近於介電晶圓外殼之樞軸點為懸臂式的。
較佳地，第一及第二相鄰電接觸各自定義兩個相對邊，將第一及第二相鄰電接觸邊對邊定位，且第一及第二相鄰電接觸藉由介電材料鄰近於第一及第二配合端以物理方式彼此連接。
電連接器更佳地包括僅定位於第一與第二相鄰電接觸之間的介電按鈕。
根據本發明之較佳實施方式，電連接器包括藉由介電外殼承載的第一差分信號對及第二差分信號對，及定位於鄰近於介電外殼之接地屏蔽件。介電外殼定義第一差分信號對之第一與第二相鄰信號接觸之間的第一氣隙，第二差分信號對之第三與第四相鄰信號接觸之間的第二氣隙，及第二信號接觸與 第三信號接觸之間的第三氣隙，該第三氣隙將接地屏蔽件暴露於第二信號接觸與第三信號接觸之間的空氣中。
參考隨附圖式，本發明之上文及其他特點、元件、特徵、步驟及優勢將自本發明之較佳實施方式的以下詳細描述變得更加顯而易見。
10:導線架(底部列)
11:晶圓
12:接觸
12a:樑
12b:尖端
12c:尾部
13:腹板
14:按鈕
20:空腔
21:接地屏蔽件
22:相鄰/差分對
23:接地接觸
24:導電/有損屏蔽件
30:導線架(頂部列)
31:晶圓
32:接觸
32a:樑
32b:尖端
32c:尾部
33:腹板
34:按鈕
42:相鄰/差分對
43:接地接觸
44:屏蔽件
50:連接器
51:介電外殼
52:肋
60:導線架
61:晶圓
62:接觸
62c:尾部
63:腹板
64:按鈕
65:接地屏蔽件
65a:凸片
65c:尾部
70:凸形連接器
71:介電外殼
72:相鄰/差分對
80:導線架
81:晶圓
82:接觸
82b:尖端
82c:尾部
83:腹板
84:按鈕
85:接地屏蔽件
85b:接地屏蔽件尖端
85c:接地屏蔽件尾部
90:凹形連接器
91:介電外殼
92:相鄰/差分對
93:接地接觸
100:已知連接器1
101:介電外殼
102:接觸
102a:樑
102b:尖端
103:開口
104:壁
105:氣隙
106:相鄰/差分對
107:接地接觸
110:頂部列
115:底部列
120:籠型總成
121:罩籠
122:散熱片
123:纜線
124:開口
125:插孔
126:印刷電路板
127:保持閂鎖
128:夾子
131:晶圓
132:接觸
132a:樑
132b:尖端
133:腹板
134:按鈕
142:相鄰/差分對
143:接地接觸
[圖1]為習知連接器之剖視圖。
[圖2至圖4]為展示於圖1中之連接器之接觸的近視圖。
[圖5]為展示於圖1中之連接器之剖視圖。
[圖6]為展示於圖1中之連接器之橫截面圖。
[圖7]為用於展示於圖1中之連接器的接觸之俯視圖。
[圖8及圖9]為根據本發明之較佳實施方式之接觸的俯視圖。
[圖10]為根據本發明之較佳實施方式之底部列接觸之導線架的立體圖。
[圖11]為展示於圖10中之導線架的俯視圖。
[圖12]為展示於圖10中之導線架的側視圖，其展示接觸之偏轉。
[圖13]為展示於圖10中之導線架的局部前視圖。
[圖14]為根據本發明之較佳實施方式之導線架的立體圖。
[圖15]為展示於圖14中之以導電環氧樹脂填充之導線架的立體圖。
[圖16]為展示於圖15中之導線架之截面圖。
[圖17]為展示於圖14中之以較薄衝壓屏蔽件填充之導線架的立體圖。
[圖18]為展示於圖17中之導線架的截面圖。
[圖19]為根據本發明之較佳實施方式之頂部列接觸之導線架的正面立體圖。
[圖20]為展示於圖19中之導線架之背面立體圖。
[圖21]為展示於圖19中之導線架的俯視圖。
[圖22]為展示於圖19中之導線架的側視圖。
[圖23]為展示於圖19中之導線架的後視圖。
[圖24]為根據本發明之較佳實施方式之連接器之前視圖。
[圖25]為展示於圖24中之連接器之剖視圖。
[圖26]為根據本發明之較佳實施方式之連接器的立體圖。
[圖27]為來自展示於圖26中之連接器的導線架之接觸列之視圖。
[圖28]為展示於圖27中之導線架之接觸列的另一視圖。
[圖29]為展示於圖28中之接觸列之近視圖。
[圖30]為根據本發明之較佳實施方式之配合連接器的立體圖。
[圖31]為來自展示於圖30中之連接器的導線架之接觸列之視圖。
[圖32]為展示於圖30中之導線架之接觸列的另一視圖。
[圖33]為展示於圖32中之接觸列之近視圖。
[圖34及圖35]為根據本發明之較佳實施方式之籠型總成的立體圖。
[圖36及圖37]為展示於圖34中之籠型總成中之插座的接觸之近距立體圖。
圖8至圖23展示根據本發明之較佳實施方式之導線架。可將展示於圖8至圖18中之導線架用作底部列接觸，且可將展示於圖19至圖23中之導線 架用作頂部列接觸。該導線架可用於任何合適的連接器，包括與展示於圖1及圖5中之一者類似之連接器。導線架可用於具有在相鄰接觸之間不包括壁或肋之介電外殼的連接器。導線架亦可用於展示於圖24及圖25中之連接器，該連接器在接地接觸與差分信號接觸對之間具有肋，但在差分信號接觸對之間不具有肋。可在僅具有單列接觸之連接器中使用展示於圖8至圖23中之導線架。每列接觸亦可能使用多於一個導線架。可能使用下文所論述之技術來調諧差分對之阻抗以具有任何合適的阻抗，例如85±10Ω、92±10Ω或100±10Ω。
圖8展示底部列接觸12之導線架10。圖9展示與圖8相同且包括將差分對接觸22之間的接觸12與腹板13連接之晶圓11的導線架10。參考標號12一般係指所有接觸，其包括接地接觸23及差分對中之接觸22。
圖9及圖10展示由電介電塑膠製成之腹板13填充差分信號接觸22之相鄰接觸樑12a之間的間隙之至少一部分，該電介電塑膠為含有在足夠低以防止差分信號對之電短路之百分比下的磁性吸收材料(亦即磁性有損材料，諸如鐵氧體材料或碳材料)或其他類似材料之塑膠。晶圓11亦由與該腹板類似或與該腹板相同之材料製成。定義差分信號接觸22之相鄰接觸12藉由腹板13以物理方式連接，且差分信號接觸22不藉由腹板13以物理方式連接至接觸12，該接觸鄰近於差分信號接觸22但不包括於差分信號接觸中。腹板13較佳地由除空氣外之介電材料製成。舉例而言，腹板13可由塑膠藉由成型而製成，但其他合適的材料及方法亦可用於形成腹板13。腹板13可在第一方向D上移動且撓曲，該等方向均橫向於配合及解除配合方向M。
導線架10可藉由衝壓接觸12形成以具有如上所論述之所需形狀，且隨後藉由射出成型而形成晶圓11。可使用其他適合的方法代替射出成型來形成導線架10，該等方法包括(例如)屏障與填充囊封。在屏障與填充囊封中，屏障材料用於產生屏障，且接著以典型地紅外(IR)或熱固化或者硬化之囊封物填充該屏障。由於腹板13可代替相鄰接觸22之間的壁，接觸22之間的位置容限為寬鬆的，以使得相鄰接觸22移動而更靠近。由於相鄰接觸22之間的腹板13可由除空氣外之材料製成，該材料具有比空氣之介電常數(為1)更高之介電常數(為約3.5)，可能使接觸區域與相鄰傳輸線(諸如PCB上之彼等相鄰傳輸線)更佳地阻抗匹配。此外，由於相鄰接觸22在介電質腹板13中為緊固的，所以相鄰接觸22之間的位置在相鄰接觸22正經配合同時撓曲時保持固定。對所有接觸12之間的幾何結構之更佳控制減少連接器中之各種差分信號對之間的阻抗之變化。接觸22可定義接觸尖端12b。第一接觸尖端12b可進一步定義第一接觸表面12d，且第二接觸尖端12b可進一步定義第二接觸表面12d。第一接觸尖端12b及第二接觸尖端12b可與彼此緊密相鄰，且第一接觸表面12d及第二接觸表面12d可與彼此緊密相鄰。第一接觸表面12d及第二接觸表面12d可與各別配合PCB襯墊或配合連接器之各別配合接觸以物理方式、電方式或物理及電兩者之方式接觸。接觸22亦可定義兩個相對邊及兩個相對寬邊，且兩個相鄰接觸22可經邊對邊或寬邊對寬邊定位。腹板13可定位於兩個相鄰接觸22之邊或寬邊之間。
如圖11中所示，可使接觸12之尖端12b微動至一較大或較小間距。接觸12之尖端12b的間距應與邊緣卡上之襯墊之間的間距匹配。接觸12之尖端12b之間的較大間距對應於邊緣卡上之襯墊之間的較大間距。可使接觸12之尖 端12b微動以使得相鄰接觸12之尖端12b或接觸表面12d之間的間距對於接觸22之各相鄰對為相同的，以允許邊緣卡上之相鄰襯墊之間的相同間距，可使得邊緣卡更易於製造。接觸12之尖端12b之微動可產生具有較高阻抗之尖端12b。
如圖10、圖11、圖12及圖13中所示，腹板13可包括靠近接觸12之尖端12b或在晶圓11與接觸尖端12b或接觸表面12d之間的按鈕14(如圖11中所示)。按鈕14將腹板13錨定至接觸樑12a，使得腹板13在接觸樑12a偏轉時與接觸樑12a一起移動。即使當接觸樑12a經偏轉時，腹板13保持相鄰接觸22與彼此間隔開一恆定距離。相鄰接觸22之間的恆定距離改良阻抗匹配。腹板13、按鈕14或此兩者僅可定位於第一與第二電接觸22之間，且不可定位於第三電接觸與第一及第二電接觸22中之任一者之間，該第三電接觸與第一或第二電接觸22緊密相鄰。電連接器可在第三電接觸與第一及第二相鄰電接觸22中之任一者之間不含諸如腹板13或按鈕14之可移動介電材料。可將腹板13或按鈕14附接至晶圓11或不附接至晶圓11。
在一個較佳實施方式中，提供一種電連接器。該電連接器可包括第一及第二相鄰信號接觸，第一及第二相鄰信號接觸定義第一差分信號對及經定位與第一及第二電接觸中之第二者緊密相鄰、且可能與第一及第二電接觸中之第二者邊對邊的第三電接觸。將兩個第一及第二相鄰信號接觸彼此附接，以使得當接觸尾部藉由晶圓或另一介電外殼固定且將第一方向D的力施加至兩個第一及第二相鄰信號接觸中之一者時，即使第一及第二相鄰信號接觸不藉由導電材料以物理方式連接且沿著第一及第二相鄰信號接觸之整個物理長度上彼此電絕緣，第一相鄰信號接觸之第一配合端及第二相鄰信號接觸之第二配合端 亦在第一方向D中之一者上移動。第一及第二相鄰信號導體之第一配合端及第二配合端相對於晶圓或電介電晶圓外殼可為懸臂式的，該晶圓或電介電晶圓外殼可經固定且可承載具有相對於晶圓或晶圓外殼固定之各別導體部分的第一及第二相鄰信號導體。可將接觸尖端12b之接觸表面12d或相鄰接觸表面12d朝向至與共同平面一致且不垂直於共同平面。接觸尖端12b之接觸表面12d或相鄰接觸表面12d可不面向彼此或彼此相對。差分信號對之兩個相鄰接觸22之相鄰接觸表面12d可不處於平行平面上。即使僅將力直接施加至第一相鄰信號接觸之接觸尖端12b或接觸表面12d，或即使僅將力直接施加至緊密相鄰的第二相鄰信號接觸之接觸尖端12b或接觸表面12d，第一或第二相鄰信號接觸亦進行移動。換言之，即使第一及第二相鄰信號導體與彼此電絕緣，第一及第二相鄰信號導體亦不機械地彼此獨立。第一配合端及第二配合端、第一配合端或第二配合端可在橫向於具有配合電連接器(諸如配合PCB、配合卡緣或配合電接觸)之電連接器的配合方向之方向上移動。可藉由腹板將第一及第二相鄰信號導體彼此附接，該腹板自定位於鄰近於晶圓或其他電介電晶圓外殼或與晶圓或其他電介電晶圓外殼一體成型之樞軸點懸伸出，其中晶圓或其他電介電晶圓外殼及腹板可由上文所述之介電材料或其他磁性有損材料製成。
在其他較佳實施方式中，可利用腹板及按鈕之組合，利用可移動的撓性或懸臂式介電材料、共用帶、桿或構件，或任何其他類型的非導電機械附接機構，將第一及第二相鄰信號導體彼此附接，該非導電機械附接機構使得第一及第二相鄰信號導體之第一配合端及第二配合端或接觸表面12d以及可移動的撓性或懸臂式介電材料均同時在同一方向上移動。第一及第二相鄰信號導 體之第一配合端及第二配合端可在功能上充當單一配合端。第一及第二相鄰信號導體及腹板均可同時在同一方向上移動，以在配合連接器(諸如配合PCB、配合卡邊緣或配合電接觸)之配合及解除配合期間將差分信號對之阻抗保持在1Ω至10Ω內。第一配合端及第二配合端具有至少兩個獨立自由度之運動。假設將相等但相反的力施加至兩個相鄰第一配合端及第二配合端，則第一配合端及第二配合端可自共用構件朝前以相反方向彼此獨立地移動。若僅將力施加至一個配合端，則彼配合端將比相鄰配合端偏轉更多，但隨著力(例如，以牛頓為單位進行量測)增大，第一配合端及第二配合端兩者均將在同一方向上移動。
如圖12及圖13中所示，腹板13可包括接觸樑12a之一活動部分(亦即，當與邊緣卡配合時移動的接觸12之一部分)上的按鈕14。按鈕14將腹板13錨定至接觸樑12a，使得腹板13在接觸樑12a偏轉時與接觸樑12a一起移動。即使當接觸樑12a經偏轉時，腹板13保持相鄰接觸22與彼此間隔開一恆定距離。相鄰接觸22之間的恆定距離改良不同信號通道之間的阻抗之均一性。重要的是，腹板13不機械地干擾接觸12與邊緣卡之配合。
可選擇晶圓11及腹板13之介電特性以使經由連接器傳輸之信號的信號完整性最佳化。
參考圖8及圖9，可將接觸12分為不同區，其中由於信號完整性考量及/或機械考量，接觸12之間的間距之配置改變。在接觸尖端12b之第一區中，相鄰接觸12之間的間距可與邊緣卡上之襯墊的間距匹配。由於接觸12之尖端12b為短柱，在該區中不再需要阻抗匹配。實際上，需要增大第一區中之阻抗以將其對邊緣卡中之傳輸的影響降至最低。
接觸樑12a與邊緣卡之間的經配合接觸大致出現在第一區與第二區之間的邊界處。在可移動接觸樑12a之第二區中，可調整差分對之接觸22之間的間距，此係因為具有較高介電常數之腹板13位於接觸22之間。在第二區中，亦可能減小差分對之接觸之間的間距以提高差分對之接觸22之間的耦合，且可增大相鄰差分對之間的間距以減少相鄰差分對之間的串擾。
第三區係指接觸12之嵌入部分，其中接觸12在配合期間不移動。在該區中，可進一步增大差分對之接觸22之間的間距，此係因為接觸22之該部分經嵌入於晶圓11中從而使得該部分無法移動。亦可能藉由移除晶圓11之部分而調整阻抗。舉例而言，在圖9中，可將與接地接觸23相鄰之晶圓11之部分移除以減少相鄰差分對22與接地接觸23之間的耦合。
在第四區中，接觸樑12a為固定的，因此可減小差分對中之接觸22之間的間距，此係由於在配合期間不需要機械運動容限。可藉由增大差分對接觸22之寬度來控制阻抗匹配。在第四區中，可能將空氣用作介電質，此係因為接觸樑12a之幾何結構中之自由度允許在不使用介電材料的情況下進行阻抗匹配。
在接觸尾部12c之第五區中，減小接觸12之寬度以保證足夠間距，從而使得可將接觸尾部12c焊接至PCB而不將相鄰接觸12短接在一起。
圖14展示導線架10之底視圖。導線架10之晶圓11包括沿著晶圓11之長度延伸的空腔20。可以導電環氧樹脂或類似硬化導電材料填充空腔20以澆築如圖15及圖16中所示之接地屏蔽件21。接地屏蔽件21可部分包圍相鄰接觸22。接地屏蔽件21可與接地接觸23進行電接觸。可使用導電環氧樹脂改變連接 器之共振頻率。舉例而言，諸如有損或磁性吸收材料之導電環氧樹脂可將共振頻率改變至高於28GHz，使得連接器在此頻寬下具有極佳信號完整性。
如圖17及圖18中所示，可使用成型金屬或有損金屬導電屏蔽件24代替導電環氧樹脂。該成型金屬或有損屏蔽件24較佳地為較薄衝壓金屬或基於碳之聚合物，但其他合適的材料亦可用於形成該成型金屬或有損屏蔽件24。如圖18中所示，成型金屬或有損屏蔽件24可部分包圍相鄰對22，且成型金屬或有損屏蔽件24可與接地接觸23進行接觸。
圖19至圖23展示可用作頂部列接觸32之導線架30。參考標號32一般係指所有接觸，該等接觸包括接地接觸43及差分對中之接觸42。如同底部列接觸12，頂部列接觸32之導線架30可包括腹板33及按鈕34。亦可將接觸32分為多個區。在接觸尖端32b之第一區中，可調整相鄰接觸32之間的間距以與邊緣卡上之襯墊的間距匹配。由於接觸32之尖端32b為短柱，在該區中不再需要阻抗匹配。實際上，需要增大第一區中之阻抗以將其對邊緣卡中之傳輸的影響降至最低。
當進行配合時，接觸樑32a與邊緣卡之間的接觸大致出現在第一區與第二區之間的邊界處。在可移動接觸樑32a之第二區中，可調整差分對之接觸42之間的間距，此係因為具有較高介電常數之腹板33位於差分對之接觸42之間。在第二區中，亦可能減小差分對之接觸42之間的間距以提高差分對之接觸42之間的耦合，且可增大相鄰差分對之間的間距以減少相鄰差分對之間的串擾。
第三區係指接觸32之嵌入部分，其中接觸32在配合期間不移動。在該區中，可進一步增大差分對之接觸42之間的間距，此係因為接觸42之該部分經嵌入於晶圓31中從而使得該部分無法移動。亦可能藉由移除晶圓31之部分而調整阻抗。舉例而言，在圖23中，可將與接地接觸43相鄰之晶圓31之部分移除以減少相鄰差分對42與接地接觸43之間的耦合。亦可將差分信號對42之間的晶圓31之部分移除以改良效能。
在接觸尾部32c之第四區中，減小接觸32之寬度以保證足夠間距，從而使得可將接觸尾部32c焊接至PCB而不將相鄰接觸短接在一起。
如圖22中所示，晶圓31包括位於接觸32下方之屏蔽件44。可將屏蔽件44連接至接地接觸43。在此配置中，可由空氣與晶圓31之部分的組合將接地接觸43及差分對之接觸42分隔開。
圖23展示相對於第一及第二相鄰信號導體之第一配合端及第二配合端逆轉的一種方法。在第一及第二相鄰信號導體之未配合部分中，介電材料之腹板經移除且在第一及第二相鄰信號導體之間不添加介電材料之腹板。此外，介電材料之腹板亦經移除或在相鄰差分信號對之間不添加介電材料之腹板。在此情況下，空氣介電質可改良電連接器之阻抗與串擾，該空氣介電質獨立於定位於第一與第二相鄰信號導體之間的介電質腹板、與第一及第二相鄰信號導體之第一配合端及第二配合端相鄰。
圖24及圖25展示可與上文所論述之導線架10、導線架30一起使用的連接器50。連接器50在接地接觸43中之每一者與之相鄰差分對接觸42之間包括肋52，且在各差分對中之接觸42之間不包括壁。電連接器外殼51不定義第一 與第二相鄰信號導體之間或第一及第二相鄰信號導體之第一配合端與第二配合端之間的前肋。在不存在電連接器外殼前肋之情況下，第一及第二相鄰信號導體將不會電短路，此係因為第一及第二相鄰信號導體被上文所論述之框內導體腹板分隔開。可減小肋52之大小以使得肋52僅位於接觸尖端32b附近。亦可將肋52之部分移除，諸如(例如)僅留下存在於接觸尖端32b附近之肋52。增大接觸尖端32b之阻抗的另一配置應在差分對接觸42之間包括一個肋52，且不應在接地接觸43中之每一者與相鄰差分對接觸42之間包括肋52。此組態與展示於圖24及圖25中之配置相對。該相對配置實質上電等效於展示於圖24及圖25中之配置，但圖24及圖25中之配置提供用於機械性配合之更多肋52。獨立於與第一及第二相鄰信號導體之未配合部分相鄰之所定義的氣穴、獨立於相鄰差分接觸對之間所定義的氣穴、獨立於第一與第二相鄰信號導體之間所定義的腹板或與此等描述中之任何一或多者組合，去除肋52改良阻抗連續性。
在大約1GHz與大約25GHz之間的頻率下，連接器50達成小於-1dB之差分插入損耗。在大約1GHz與大約33GHz之間的頻率下，連接器50達成小於-1dB之差分插入損耗。在大約1GHz與大約34GHz之間的頻率下，連接器50之頻域近端串擾低於-50dB。在大約1GHz與大約31GHz之間的頻率下，連接器50之頻域近端串擾低於-60dB。在大約1GHz與大約34GHz之間的頻率下，連接器50之頻域遠端串擾低於-50dB。在大約1GHz與大約25GHz之間的頻率下，連接器50之頻域遠端串擾低於-60dB。
圖26至圖29說明本發明之第二較佳實施方式之連接器。如圖26中所示，凸形連接器70包括介電外殼71及包括複數個接觸總成之導線架60。如圖26中所定向，可將連接器70安裝至PCB，該PCB具有連接至PCB之軌跡的接觸。
圖27說明導線架60中之複數個接觸列中之一者。如圖27中所示，該接觸列包括兩個分開的接觸總成，該等接觸總成各自包括介電材料之晶圓61、經定義為相鄰差分對接觸72之複數個接觸62及導電性接地屏蔽件65。應理解，導線架60可包括一個或任何數目個類似總成。如圖27中所示，複數個差分對接觸62位於晶圓61與接地屏蔽件65之間，但亦可能為其他配置。
圖28說明展示於圖27中之接觸列的另一視圖。圖28展示突出穿過接地屏蔽件65之晶圓61的一部分，及經由接地屏蔽件65中之開口可見之差分對接觸72。
圖29說明展示於圖28中之導線架60之接觸列的視圖之近視圖。如經由圖29中之接地屏蔽件65中之開口所示，在相鄰差分對接觸72之接觸62之間存在腹板63及按鈕64。如上所述，腹板63及按鈕64可為介電材料之晶圓61之延伸，且用於調整接觸72之間的間距及阻抗以管理信號串擾及信號耦合。此外，圖29展示接觸62之尾部62c及接地屏蔽件65之尾部65c，接地屏蔽件之尾部用於將連接器70焊接至PCB。凸片65a可包括於接地屏蔽件65之部分處以定義可與配合連接器之接觸連接的接地屏蔽件65之部分，如下文進一步論述。
圖30說明本發明之第二較佳實施方式之配合連接器。如圖30中所示，凹形連接器90包括介電外殼91及包括複數個接觸總成之導線架80。如圖30中所定向，可將連接器90安裝至諸如PCB、軌跡、纜線等之電組件。當進行對 準時，圖30之凹形連接器90可與圖26之凸形連接器70配合，且將兩個PCB連接在一起。當進行配合時，凹形連接器90之接地接觸93及相鄰差分對接觸92進行實體接觸，且與凸形連接器70之接地屏蔽件65之對應部分及相鄰差分接觸72進行電連接。
圖31說明導線架80中之複數個接觸列中之一者。如圖31中所示，該接觸列包括兩個分開的接觸總成，該等接觸總成各自包括具有接觸93之導電性接地屏蔽件85、經展示突出穿過接地屏蔽件85之介電材料之晶圓81及複數個接觸82。應理解，導線架80可包括一個或任何數目個類似總成。
圖32說明展示於圖31中之接觸列之另一視圖。如圖32中所示，相鄰接觸82定義複數個差分對接觸92。差分對接觸92沿著接觸列交替地位於接地接觸93的集合之間。
圖33說明展示於圖32中之導線架80之接觸列的近視圖。如所示，在相鄰差分對接觸92之接觸82之間存在腹板83及按鈕84。如上所述，腹板83及按鈕84可為晶圓81之延伸，且可用於調整接觸92之間的間距及阻抗以管理信號串擾及信號耦合。此外，圖32展示接觸92之尾部82c及接地屏蔽件接觸93之尾部85c，接地屏蔽件接觸之尾部用於將連接器90焊接至PCB。
當與凸形連接器70之接地屏蔽件65之凸片65a進行配合時，接地接觸93之集合中之交替個別接觸82之尖端85b在相反方向上彎曲以有助於接觸及連接器保持。接觸92之尖端82b在與凸形連接器70中之接觸72之對應尖端相反的方向上彎曲。
圖34及圖35展示根據本發明之較佳實施方式之籠型總成120。可將收發器(未示出)插入至籠型總成120之開口124中。可使用任何合適的收發器。將籠型總成120安裝至PCB 126，且籠型總成包括罩籠121、散熱片122及纜線123。可使用任何合適的基板代替PCB 126。圖34展示具有散熱片122之籠型總成120，且圖35展示不具有散熱片122之籠型總成120。使用保持閂鎖127及夾子128將散熱片122附接至罩籠121，使得散熱片122相對於罩籠121漂浮。當將收發器插入至籠型總成120中時，保持閂鎖127及夾子128可提供將散熱片122推動至與收發器接觸之力。可能以任何合適的方式將散熱片122附接至罩籠121。舉例而言，可將散熱片122附接至罩籠121，從而使得散熱片不漂浮，亦即散熱片122相對於罩籠121為固定的。可能使用任何合適的熱交換器代替散熱片122，包括(例如)諸如冷卻板或散熱管之有效熱交換器。
如圖35中所示，將插孔125定位於罩籠121內。纜線123可自罩籠121之背部延伸，且可經連接至插孔125。纜線123可被稱作「飛躍纜線」，此係因為纜線123在插孔125與PCB 126上之遠端位置之間進行直接電連接，亦即纜線123飛躍PCB 126。任何合適的纜線可用於飛躍纜線123，包括(例如)雙軸纜線及同軸纜線。纜線123可包括低速飛躍纜線及高速飛躍纜線。
將插孔125安裝至PCB 126，且該插孔可包括一開口，收發器之邊緣卡可經插入至該開口中。圖36及圖37展示插孔125內之接觸132。接觸132中之每一者均包括樑132a、尖端132b及尾部(未示，但經連接至對應纜線123)。邊緣卡包括與接觸132之樑132a接合的襯墊。參考標號132一般係指所有接觸，其包括接地接觸143及差分對中之接觸142。由於邊緣卡經插入至插孔125中，使樑 132a偏轉以在接觸132與襯墊之間產生機械連接及電連接。與插孔125一起使用之邊緣卡可包括頂部表面及底部表面上之襯墊，該等襯墊與頂部列接觸132接合且與底部列接觸132接合。如圖37中所示，接觸132可經配置至四個列中：頂部前列、頂部後列、底部前列及底部後列。邊緣卡上之襯墊可經配置至相應列中。接觸132及襯墊之該配置可被稱作「雙重密度」。可使用接觸132及襯墊之其他配置，包括(例如)頂部列接觸及底部列接觸，及對應頂部列襯墊及底部列襯墊。
在插孔125中，可將一些接觸132直接連接至PCB 128，且可將其他接觸132連接至纜線123。插孔125可包括可插入至PCB 126中之對應電洞中以將插孔125安裝至PCB 126的壓配尾部或針眼型尾部。可能以其他方式將插孔安裝至中間PCB，包括(例如)表面安裝技術(SMT)或穿孔焊接。
如圖36及圖37中所示，接觸132包括於晶圓131中。接觸132之每一列均包括於其自身晶圓131中。腹板133填充差分信號接觸132之相鄰樑132a之間的間隙之至少一部分。腹板133可包括朝向接觸142之尖端132b之按鈕134。按鈕134將腹板133錨定至樑132a，使得腹板133在樑132a偏轉時與樑132a一起移動。即使當樑132a偏轉時，腹板133亦保持相鄰接觸142與彼此間隔開一恆定距離。相鄰接觸142之間的恆定距離改良阻抗匹配。
本文中所揭示之較佳實施方式之任何描述均可應用於本文中所揭示之其他較佳實施方式。應理解，前述描述僅說明本發明。在不脫離本發明的情況下，可由熟習此項技術者設計各種替代例及修改。因此，本發明意欲涵蓋屬於所附申請專利範圍之範圍的所有此類替代例、修改及變化。
13:腹板
14:按鈕
22:相鄰/差分對

Claims (49)

  1. 一種電連接器，其包含：一晶圓，其係介電的；具有一第一接觸表面之一第一衝壓電接觸；及具有一第二接觸表面之一第二衝壓電接觸，其中該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸自該晶圓延伸且相鄰於彼此而定位，以定義一第一差分信號對；且一可動懸臂式介電材料在該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸之間自該晶圓延伸，並止於該第一接觸表面之前。
  2. 如請求項1所述之電連接器，其中該可動懸臂式介電材料係與該晶圓一體之腹板。
  3. 如請求項1所述之電連接器，其中在一配合連接器於該第一接觸表面及該第二接觸表面施加一力時，該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸及該可動懸臂式介電材料皆沿一第一方向移動。
  4. 如請求項1所述之電連接器，其中該可動懸臂式介電材料相對於相鄰該晶圓之一樞軸點為懸臂式的。
  5. 如請求項1所述之電連接器，其中該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸各自定義兩相對邊緣；該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸以邊對邊定位；且該可動懸臂式介電材料物理上連接該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸。
  6. 如請求項1所述之電連接器，其進一步包含僅定位於該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸之間的一介電按鈕。
  7. 如請求項1所述之電連接器，其進一步包含緊密相鄰於該第二衝壓電接觸之一第三衝壓電接觸；其中該電連接器在該第二衝壓電接觸及該第三衝壓電接觸之間不含除了空氣以外之介電材料，該第二衝壓電接觸及該第三衝壓電接觸自該晶圓延伸。
  8. 如請求項1所述之電連接器，其中該晶圓位於一射出成型介電晶圓外殼內；其中該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸及該可動懸臂式介電材料各自相對於該晶圓為懸臂式的。
  9. 如請求項1所述之電連接器，其進一步包含定義一第二差分信號對的第三衝壓電接觸及第四衝壓電接觸。
  10. 如請求項1所述之電連接器，其進一步包含：相鄰於該晶圓之一接地屏蔽件；及位於該第一差分信號對及該第二差分信號對之間的一氣隙，該氣隙將該接地屏蔽件暴露於該第一差分信號對及該第二差分信號對之間。
  11. 一種電連接器，其包含：具有一第一接觸表面之一第一衝壓電接觸；具有一第二接觸表面之一第二衝壓電接觸，該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸相鄰於彼此而定位以形成邊對邊耦接；以及一射出成型介電外殼，其包括自該射出成型介電外殼且在該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸之間延伸的一可動懸臂式介電材料，且該介電外殼止於該第一接觸表面之前，其中 該可動懸臂式介電材料相對於相鄰該射出成型介電外殼之一樞軸點為懸臂式的且在該樞軸點樞轉。
  12. 如請求項11所述之電連接器，其中該可動懸臂式介電材料係與該射出成型介電外殼一體之腹板。
  13. 如請求項11所述之電連接器，其中在一配合連接器於該第一接觸表面及該第二接觸表面施加一力時，該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸及該可動懸臂式介電材料皆沿一第一方向移動。
  14. 如請求項11所述之電連接器，其中該可動懸臂式介電材料物理上連接該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸。
  15. 如請求項11所述之電連接器，其進一步包含僅定位於該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸之間的一介電按鈕。
  16. 如請求項11所述之電連接器，緊密相鄰於該第二衝壓電接觸之一第三衝壓電接觸；其中該電連接器在該第二衝壓電接觸及該第三衝壓電接觸之間不含除了空氣以外之介電材料，該第二衝壓電接觸及該第三衝壓電接觸自該射出成型介電外殼延伸。
  17. 如請求項11所述之電連接器，其進一步包含位在該射出成型介電外殼內之一射出成型介電晶圓外殼；其中該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸及該可動懸臂式介電材料各自相對於該射出成型介電晶圓外殼為懸臂式的。
  18. 如請求項11所述之電連接器，其進一步包含定義一第二差分信號對的第三衝壓電接觸及第四衝壓電接觸。
  19. 如請求項18所述之電連接器，其進一步包含：相鄰於該射出成型介電外殼之一接地屏蔽件；以及位於該第一差分信號對及該第二差分信號對之間的一氣隙，該氣隙將該接地屏蔽件暴露於該第一差分信號對及該第二差分信號對之間。
  20. 一種電連接器，其包含：一射出成型介電外殼；一第一衝壓電接觸，其包含自該射出成型介電外殼延伸之一第一接觸表面；一第二衝壓電接觸，其包含自該射出成型介電外殼延伸之一第二接觸表面，該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸相鄰於彼此定位，以定義一第一差分信號對；緊密相鄰於該第二衝壓電接觸之一第三衝壓電接觸，其自該射出成型介電外殼延伸；以及除了空氣以外之一介電材料，其僅在該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸之間延伸，除了空氣以外之該射出成型介電材料自相鄰於該射出成型介電外殼之一點連續地延伸且終止於該第一接觸表面之前；其中該電連接器在該第二衝壓電接觸及該第三衝壓電接觸之間不含除了空氣以外之介電材料，該第二衝壓電接觸及該第三衝壓電接觸自該射出成型介電外殼延伸。
  21. 如請求項20所述之電連接器，其中除了空氣以外之該介電材料係與該射出成型介電外殼一體之腹板。
  22. 如請求項20所述之電連接器，其中在一配合連接器於該第一接觸表面及該第二接觸表面施加一力時，該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸及該懸臂式介電材料皆沿一第一方向移動。
  23. 如請求項20所述之電連接器，其中除了空氣以外之該射出成型介電材料相對於相鄰該介電外殼之一樞軸點為懸臂式的。
  24. 如請求項20所述之電連接器，其中除了空氣以外之該介電材料物理上連接該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸。
  25. 如請求項20所述之電連接器，其進一步包含僅定位於該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸之間的一介電按鈕。
  26. 如請求項25所述之電連接器，其進一步包含在自定位於該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸之間之該介電按鈕於該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸之一相對側上僅定位於該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸之間之另一介電按鈕。
  27. 如請求項20所述之電連接器，其進一步包含位於該射出成型介電外殼內之一射出成型介電晶圓外殼；其中該第一衝壓電接觸、該第二衝壓電接觸及除了空氣以外之該介電材料各自相對於該射出成型介電晶圓外殼為懸臂式的。
  28. 如請求項20所述之電連接器，其進一步包含一第二差分信號對。
  29. 如請求項28所述之電連接器，其進一步包含：相鄰於該射出成型介電外殼定位之一接地屏蔽件；以及位於該第一差分信號對及該第二差分 信號對之間的一氣隙，該氣隙將該接地屏蔽件暴露於該第一差分信號對及該第二差分信號對之間。
  30. 一種電連接器，其包含：一晶圓，其係介電的；具有一第一接觸表面之一第一衝壓電接觸；及具有一第二接觸表面之一第二衝壓電接觸，其中該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸自該晶圓延伸且相鄰於彼此而定位；及一可動懸臂式介電材料，其自該晶圓至少部分地在該第一衝壓電接觸與該第二衝壓電接觸之間延伸且止於該第一接觸表面之前。
  31. 如請求項30之電連接器，其中該可動懸臂式介電材料係與該晶圓一體之腹板。
  32. 如請求項30之電連接器，其中在一配合連接器於該第一接觸表面及該第二接觸表面施加一力時，該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸及該可動懸臂式介電材料皆沿一第一方向移動。
  33. 如請求項30之電連接器，其中該可動懸臂式介電材料相對於相鄰該晶圓之一樞軸點為懸臂式的。
  34. 如請求項30之電連接器，其中該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸各自定義兩相對邊緣；且該可動懸臂式介電材料物理上連接該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸。
  35. 如請求項30之電連接器，其進一步包含僅定位於該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸之間的一介電按鈕。
  36. 如請求項35之電連接器，其中該介電按鈕將該可動懸臂式介電材料錨定於該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸上。
  37. 如請求項30之電連接器，其進一步包含緊密相鄰於該第二衝壓電接觸之一第三衝壓電接觸；其中該電連接器在該第二衝壓電接觸及該第三衝壓電接觸之間不含除了空氣以外之介電材料，該第二衝壓電接觸及該第三衝壓電接觸自該晶圓延伸。
  38. 如請求項30之電連接器，其中：該晶圓位於一射出成型介電外殼內；且該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸及該可動懸臂式介電材料各自相對於該晶圓為懸臂式的。
  39. 如請求項30之電連接器，其進一步包含第三衝壓電接觸及第四衝壓電接觸。
  40. 如請求項39之電連接器，其進一步包含：位於該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸之間的一介電按鈕；及位於該第三衝壓電接觸及該第四衝壓電接觸之間的另一介電按鈕。
  41. 如請求項39之電連接器，其中沒有介電按鈕位於該第二衝壓電接觸及該第三衝壓電接觸之間。
  42. 如請求項39之電連接器，其進一步包含：相鄰於該晶圓之一接地屏蔽件。
  43. 一種電連接器，其包含： 具有一第一接觸表面之一第一衝壓電接觸；具有一第二接觸表面之一第二衝壓電接觸，該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸相鄰於彼此而定位；及一射出成型介電外殼，其包含一可動懸臂式介電材料，其自該射出成型介電外殼且至少部分地在該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸之間延伸並止於該第一接觸表面之前，其中該可動懸臂式介電材料相對於相鄰該射出成型介電外殼之一樞軸點為懸臂式的且在該樞軸點樞轉。
  44. 如請求項43之電連接器，其中該可動懸臂式介電材料係與該射出成型介電外殼一體之腹板。
  45. 如請求項43之電連接器，其中，在一配合連接器於該第一接觸表面及該第二接觸表面施加一力時，該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸及該可動懸臂式介電材料皆沿一第一方向移動。
  46. 如請求項43之電連接器，其中該可動懸臂式介電材料物理上連接該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸。
  47. 如請求項43之電連接器，其進一步包含僅位於該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸之間之一介電按鈕。
  48. 如請求項43之電連接器，其進一步包含位於該射出成型介電外殼內之一射出成型介電晶圓外殼；其中該第一衝壓電接觸及該第二衝壓電接觸及該可動懸臂式介電材料各自相對於該射出成型介電晶圓外殼為懸臂式的。
  49. 如請求項43之電連接器，其進一步包含：相鄰於該射出成型介電外殼之一接地屏蔽件。
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