在配合区域中具有阻抗控制的非常高速、高密度电互连系统的制作方法
背景技术：
本专利申请总体上涉及用于互连电子组件的互连系统，例如包括电连接器的互连系统。
在许多电子系统中使用电连接器。将系统制造为可以与电连接器连接在一起的单独电子组件例如印刷电路板(“pcb”)通常更容易且更具成本效益。用于连接若干印刷电路板的已知布置是使一个印刷电路板用作背板。可以通过背板连接称为“子板”或“子卡”的其他印刷电路板。
已知的背板是可以安装有许多连接器的印刷电路板。背板中的传导迹线可以电连接到连接器中的信号导体，使得可以在连接器之间路由信号。子卡还可以安装有连接器。安装在子卡上的连接器可以插入安装在背板上的连接器。以这种方式，可以通过背板在子卡之间路由信号。子卡可以以直角插入背板。因此，用于这些应用的连接器可以包括直角弯曲并且通常也称为“直角连接器”。
连接器还可以用于互连印刷电路板以及用于将其他类型的设备例如电缆互连至印刷电路板的其他配置中。有时，一个或更多个较小的印刷电路板可以连接至另一较大印刷电路板。在这样的配置中，较大的印刷电路板可以被称为“母板”而连接至母板的印刷电路板可以被称为子板。此外，相同尺寸或类似尺寸的板有时可以平行对齐。用于这些应用的连接器通常被称为“堆叠连接器”或“夹层连接器”。
不管确切的应用如何，电连接器设计已经适于反映电子行业的趋势。电子系统通常越来越小、越来越快并且功能越来越复杂。因为这些改变，在电子系统的给定区域中的电路的数量以及电路工作的频率近年来显著增大。目前的系统在印刷电路板之间传递更多的数据，并且需要在电气上能够以比甚至几年前的连接器更高的速度处理更多的数据的电连接器。
在高密度高速连接器中，电导体可能彼此如此接近，使得邻近的信号导体之间可能存在电干扰。为了减小干扰并且为了以其他方式提供期望的电气性能，通常在邻近的信号导体之间或周围放置屏蔽构件。屏蔽可以防止一个导体上携带的信号在另一导体上产生“串扰”。屏蔽还可以影响每个导体的阻抗，其可以进一步有助于期望的电气性能。
可以在美国专利第4,632,476号和第4,806,107号中找到进行屏蔽的示例，其示出了在信号接触部的列之间使用屏蔽的连接器设计。这些专利描述了其中屏蔽通过子板连接器和背板连接器平行于信号接触部延伸的连接器。悬臂梁用于在屏蔽和背板连接器之间进行电接触。美国专利第5,433,617号、第5,429,521号、第5,429,520号和第5,433,618号示出了类似的布置，虽然背板和屏蔽之间的电连接是使用弹簧型接触部制成的。在美国专利第6,299,438号中描述的连接器中使用具有扭转梁接触部的屏蔽。美国预授权出版物2013-0109232中示出了其他屏蔽。
其他连接器在仅子板连接器中具有屏蔽板。可以在美国专利第4,846,727号、第4,975,084号、第5,496,183号和第5,066,236号中找到这样的连接器设计的示例。在美国专利第5,484,310中示出了仅在子板连接器中具有屏蔽的另一连接器。美国专利第7,985,097号是屏蔽的连接器的另一示例。
其他技术可以用于控制连接器的性能。例如，差分发射信号也可以减小串扰。差分信号被承载在被称为“差分对”的成对的传导路径上。传导路径之间的电压差表示信号。通常，差分对被设计有在该对的传导路径之间的优先耦合。例如，差分对的两个传导路径可以被布置成比连接器中的邻近的信号路径更靠近彼此延伸。在该对的传导路径之间不需要屏蔽，但是可以在差分对之间使用屏蔽。可以针对差分信号以及针对单端信号来设计电连接器。在美国专利第6,293,827号、第6,503,103号、第6,776,659号、第7,163,421号和第7,794,278号中示出了差分电连接器的示例。
对于适应不断变化的要求的连接器进行的另一种修改是在一些应用中使连接器变得更大。增加连接器的尺寸可能导致制造公差更严格。例如，不管连接器的尺寸如何，连接器的一半中的导体与另一半中的插座之间的允许的失配可以是恒定的。然而，当连接器变长时，该恒定失配或公差可能会变为连接器总体长度的下降百分比。因此，对于较大的连接器而言，制造公差可能更紧，这可能增加制造成本。避免该问题的一个方式是使用从模块构造的连接器来延伸连接器的长度。美国新罕布什尔州纳舒阿的teradyne连接系统开创了称为
在美国专利第5,066,236号和第5,496,183号中示出了另一模块化连接器系统。那些专利描述了均具有单列信号接触部的“模块端子”。模块端子固定在塑料壳体模块中。塑料壳体模块与一块金属屏蔽构件保持在一起。屏蔽也可以放置在模块端子之间。
技术实现要素：
描述了高速、高密度互连系统的实施方式。通过一个连接器的传导部和/或介电部的形状和/或位置可以获得非常高速的性能，所述传导部和/或介电部跨互连系统的功能配合范围中的一些或全部相对于配合连接器的信号导体以阻抗影响关系而被定位。
在一些实施方式中，提供了一种互连系统，包括：多个信号导体，多个信号导体中的每个信号导体均包括适于附接至印刷电路板的接触尾部、配合接触部和电耦接接触尾部和配合接触部的中间部；以及壳体部，该壳体部保持多个信号导体中的至少一个信号导体，壳体部包括配合区域，其中，至少一个信号导体的第一配合接触部被设置在壳体部的配合区域中；壳体部包括其中具有开口的配合接口表面，其中，开口被定尺寸并且被定位成容置来自用于与第一配合接触部配合的配合部件的第二配合接触部，并且壳体部的配合区域包括至少一个突出构件，至少一个突出构件沿配合方向延伸超过配合接口表面并且超过至少一个信号导体的第一配合接触部的远端。
在一些实施方式中，提供了一种互连系统，包括：多个信号导体，多个信号导体中的每个信号导体均包括适于附接至印刷电路板的接触尾部、配合接触部和电耦接接触尾部和配合接触部的中间部；以及至少一个参考导体，至少一个参考导体在至少两侧上包围多个信号导体中的至少一个信号导体的配合接触部；其中，至少一个参考导体沿配合方向延伸超过至少一个信号导体的配合接触部的远端，使得至少一个参考导体具有邻近配合接触部的第一区域以及延伸超过配合接触部的远端的第二区域，并且至少一个参考导体在第一区域中与配合接触部具有第一分离，而在第二区域中与配合接触部具有第二分离。
在一些实施方式中，提供了一种互连系统，包括：第一部件和第二部件，第一部件包括由第一介电壳体保持的第一多个传导元件，第二部件包括由第二介电壳体保持的第二多个传导元件，互连系统包括在第一多个传导元件和第二多个传导元件之间的可分离接口，其中，第一多个传导元件被配置成提供在第一部件内的第一信号路径，第一信号路径具有第一阻抗；第二多个传导元件被配置成提供在第二部件内的第二信号路径，第二信号路径具有第一阻抗；以及第一多个传导元件、第二多个传导元件、第一介电壳体和第二介电壳体被配置成提供配合区域，配合区域具有关于第一部件和第二部件之间的分离而改变的长度，并且当第一多个传导元件与第二多个传导元件配合时，阻抗跨配合区域改变到具有第二特征阻抗的转折点，使得从在第一部件内的第一信号路径处的第一阻抗到在转折点处的第二阻抗和从转折点处的第二阻抗到在第二部件内的第二信号路径处的第一阻抗的阻抗的变化跨配合区域被分布。
在一些实施方式中，提供了一种互连系统，包括：第一部件和第二部件，第一部件包括由第一壳体保持的第一多个传导元件，第二部件包括由第二壳体保持的第二多个传导元件，互连系统包括在第一多个传导元件和第二多个传导元件之间的可分离接口，其中，第一多个传导元件、第二多个传导元件、第一壳体和第二壳体被配置成提供配合区域，配合区域具有关于第一部件和第二部件之间的分离而改变的长度；第一多个传导元件包括信号导体，每个信号导体均包括：被设置在第一壳体内的中间部；从第一壳体延伸的配合部；以及在中间部和配合部之间的过渡部，其中，中间部具有第一宽度，并且配合部具有第二宽度，第二宽度大于第一宽度；以及第二多个传导元件包括信号导体和参考导体，每个参考导体包括：被设置在第二壳体内的中间部；从第二壳体延伸的配合部；以及在中间部和配合部之间的过渡部，其中，中间部与第二多个传导元件的信号导体中的邻近的信号导体具有第一分离，并且配合部与第一多个传导元件的信号导体中的邻近的信号导体具有第二分离。
在一些实施方式中，提供了一种互连系统，包括：第一部件和第二部件，第一部件包括由第一壳体保持的第一多个传导元件，第二部件包括由第二壳体保持的第二多个传导元件，互连系统包括在第一多个传导元件和第二多个传导元件之间的可分离接口，其中，第一多个传导元件包括信号导体和参考导体，并且第二多个传导元件包括信号导体和参考导体；第一多个传导元件、第二多个传导元件、第一壳体和第二壳体被配置成提供配合区域，配合区域具有关于第一部件和第二部件之间的分离而改变的长度，并且互连系统包括在配合区域中的多个介电构件，多个介电构件被定位成针对信号导体的至少一部分分离参考导体和邻近的信号导体，每个介电构件被成形为在参考导体和邻近的信号导体之间提供一定体积的介电材料，当第一部件和第二部件被分离时介电材料的体积沿配合区域的长度而改变。
前述是由所附权利要求限定的本发明的非限定性概述。
附图说明
附图不旨在按比例绘制。在附图中，由相似的附图标记表示在各个附图中示出的每个相同的或近似相同的部件。为了清楚，不是每个部件都可能在每个附图中标记。在附图中：
图1是根据一些实施方式的说明性电互连系统的等角图；
图2是图1的背板连接器的部分切掉的等角图；
图3是图2的背板连接器的引脚组件的等角图；
图4是图3的引脚组件的分解图；
图5是图3的引脚组件的信号导体的等角图；
图6是图1的子卡连接器的部分分解的等角图；
图7是图6的子卡连接器的晶圆组件的等角图；
图8是图7的晶圆组件的晶圆模块的等角图；
图9是图7的晶圆组件的绝缘壳体的一部分的等角图；
图10是图7的晶圆组件的晶圆模块的部分分解的等角图；
图11是图7的晶圆组件的晶圆模块一部分的部分分解的等角图；
图12是图7的晶圆组件的晶圆模块一部分的部分分解的等角图；
图13是图7的晶圆组件的晶圆模块的成对传导元件的等角图；
图14a是图13的成对传导元件的侧视图；
图14b是沿图14a的线b-b截取的图13的成对传导元件的端视图；
图15a是与如图3所示的引脚组件配合的如图8所示的晶圆模块的横截面图，其中，引脚组件的绝缘部分被切除并且在配合部件之间没有分离；
图15b是与如图3所示的引脚组件配合的如图8所示的晶圆模块的横截面图，其中，屏蔽被切除并且在配合部件之间没有分离；
图15c是与如图3所示的引脚组件配合的如图8所示的晶圆模块的横截面图，其中，屏蔽被切除并且在配合部件之间有分离；
图16a和图16b是通过与如图3所示的引脚组件配合的如图8所示的晶圆模块的面的横截面图，其中，在配合部件之间分别没有分离和有分离；
图17a至图17d是示出作为在各种分离量处通过具有不交叠介电部的两个电连接器的配合区域的距离的函数的阻抗的曲线图；
图18a至图18d是示出作为在各种分离量处通过具有交叠介电部的两个电连接器的配合区域的距离的函数的阻抗的曲线图；
图19a至图19c是在各种分离量处具有交叠介电部的两个电连接器的配合区域的示意图；
图20a示出了在连接器部件被完全压在一起以及由连接器的功能配合范围分离的情况下的参考两件式连接器的模拟时域反射计(tdr)曲线图；
图20b示出了针对被修改为包括如在图19a至图19c中所示的锥形介电部的图20a的参考两件式连接器在连接器部件被完全压在一起以及由连接器的功能配合范围分离的情况下的模拟tdr曲线图；
图20c示出了针对被修改为包括具有如在图16a和图16b中所示的位置和宽度的传导元件的图20a的参考两件式连接器在连接器部件被完全压在一起以及由连接器的功能配合范围分离的情况下的模拟tdr曲线图；
图20c示出了针对被修改为包括如图20b中的锥形介电部件和具有如图20c中的位置和宽度的传导元件两者的图20a的参考两件式连接器在连接器部件被完全压在一起以及由连接器的功能配合范围分离的模拟tdr曲线图；
图21a和图21b示出了在部件被完全配合的情况下的两件式、高速、高密度连接器的模块的一部分的替选实施方式；以及
图21c示出了在连接器部件被分离的情况下的图21a和图21b的连接器。
具体实施方式
发明人已经认识到并且意识到，可以使用以下设计来提高高密度互连系统的性能，特别是承载支持高数据速率所必需的非常高的频率信号的那些互连系统：该设计减少与形成配合接口的可分离部件的可变间距相关联的阻抗不连续性的影响。这样的阻抗不连续性可能产生增加近端串扰、衰减通过互连的信号、引起使远端串扰升高的电磁辐射或以其他方式降低信号完整性的信号反射。
本文中可以将可分离电连接器用作互连系统的示例。一些电连接器的配合接口被设计成使得当连接器处于所设计的配合位置时，穿过配合区域的信号导体的阻抗与连接器内的那些信号导体的中间部的阻抗匹配。对于具有单个信号导体的诸如同轴连接器的低密度互连，可以构造和操作配合连接器使得可靠地达到所设计的配合位置。在这样的低密度连接器的情况下，在选择部件的成形和定位或材料以避免阻抗不连续性方面可以有更大的设计灵活性。
然而，对于具有多个信号导体的高密度互连而言，难以针对所有信号导体同时实现所设计的配合位置。另外，通过在小体积中适当的接地和屏蔽的情况下满足机械要求来精确定位多个信号导体而强加的约束将可能用于连接一个或少量信号导体的连接器或电缆中的许多设计技术排除在外。例如，高密度连接器可以具有在6英寸或更大的连接器长度上展开的信号导体的阵列。假设要在可分离接口处配合差不多数百个信号导体，则这样的连接器可以具有英寸数量级或更大数量级的宽度。连接器的正常制造公差可以排除在这样宽的区域上配合在所设计的配合位置中的所有信号导体，因为当一个连接器的某些部分压靠配合连接器时，这些连接器的其他部分可能被分离。
将连接器按压在一起所需的力也可能导致连接器之间的分离的变化，使得连接器的所有部分不处于所设计的配合位置。将连接器推到一起所需的力与配合的信号导体的数量成比例地增加。对于具有多个信号导体的高密度连接器，该力可以在几十磅或更大的量级上。互连系统可以被设计成依靠人的行为以采用产生所需的配合力的方式将部件压在一起。然而，因为操作者组装系统的方式的可变性或许多其他可能的因素，当配合连接器时，可能不总是产生所需的力，使得连接器实际上未完全压在一起。
进一步有助于连接器分离的可变性，迫使连接器完全在一起所需的力的水平也可能在连接器所附接的基板例如印刷电路板中产生弯曲。例如，印刷电路板可以在中心处比端部弯曲得更多，并且安装在印刷电路板的中间附近的连接器的部分可以比印刷电路板的侧面附近的连接器的部分分离更多。
为了适应在不同于所设计的配合位置配合的部件，许多高密度连接器被设计为具有约2mm至5mm的“功能配合范围”。“功能配合范围”是指一个传导元件被设计成在配合的传导元件上滑动以从以下点到达所设计的配合位置的量：在该点处，传导元件以足够法向力接合以提供可靠的连接。在许多实施方式中，连接器在所设计的配合位置被完全压在一起，并且被完全压在一起的位置用作本文中所设计的配合位置的示例。
因为接触部相对于彼此滑动可以去除配合接触部上的氧化物或污染物，功能配合范围的某些部分提供“擦拭”，这是期望的，因为滑动接触中的传导元件可以从配合接触部去除污染物并且建立更可靠的连接。然而，高密度连接器中的功能配合范围通常大于“擦拭”所需的功能配合范围。在高密度连接器中，功能配合范围提供了使配合信号导体能够处于电接触的附加优点，即使当连接器部件由高达“功能配合范围”的量的距离分离时也如此。
发明人已经认识到并且意识到设计具有大的功能配合范围的连接器，特别是非常高速、高密度连接器的问题。传统上，被设计成适应在一定范围的位置上的任何点处的配合的连接器特别是当以高频工作时提供具有阻抗变化的信号路径，无论这些变化是相对于标称设计值还是为沿信号导体的长度的变化或这些变化既相对于标称设计值也为沿信号导体的长度的变化。
如果配合连接器被分离小于由连接器所支持的“功能配合范围”的量，则配合连接器的传导元件应该在配合区域中的某点处进行所需的电接触。然而，当在该点配合时，信号导体可能不具有到连接器的其他部分的使得信号导体处于完全配合的位置的相同的相对位置，这可能会影响阻抗。
例如，一个连接器中的信号导体与配合电连接器中的某些参考导体或介电材料之间的间距会影响信号导体的阻抗。当连接器之间的间距存在变化时，一个连接器中的信号导体和处于阻抗影响位置的这些其他结构之间的间距也可能会存在变化。因此，阻抗可以根据配合连接器之间的分离而变化。
当连接器被分离时，信号导体的一部分可能不会被具有与当连接器被完全压在一起时的有效介电常数相同的有效介电常数的材料包围。同样，信号导体和邻近的接地导体之间的分离可能不同于当连接器被完全压在一起时。因此，当连接器被分离时，尽管仍然足够靠近在一起以在功能配合范围内，但是配合区域内的信号导体的阻抗可能不同于所设计的阻抗，并且所得到的阻抗可以取决于部件之间的分离。
配合区域中的阻抗可以由信号路径几何形状引起，在信号路径几何形状中，互连系统的一部分根据设计而被定位，而其他部分从其所设计的位置移位。一个这样的差异来自于当两个部件被完全压在一起时相对于部件之间存在分离时的包围信号导体的材料的不同的有效介电常数。
例如，信号导体的一部分可以通过其中信号导体被介电结构包围的区域，该介电结构是同一连接器的一部分，使得不管两个连接器之间的相对分离如何，都保留这些结构和信号导体的相对位置。当介电材料位于信号导体和邻近的参考导体之间时，电介质可能会影响阻抗。例如，针对在连接器模块中的信号导体的中间部，信号导体、参考导体和电介质的固定关系可能发生，在该连接器模块中，信号导体被嵌入参考导体所附接的介电部中。
然而，在配合区域中，必须暴露传导元件的至少一部分以与配合模块中的配合接触部进行电连接。这些结构可能不会由形成与信号导体相同的模块的一部分的介电构件包围。当两个配合连接器被完全压在一起时，一个连接器的延伸配合接触部可以插入到另一连接器的配合接触部中。在该配置中，通过配合接触部的信号路径的阻抗可能受来自配合连接器的介电材料或邻近的参考导体和一个连接器中的信号导体的相对定位的影响。
在标称配合位置中，延伸部可以插入到配合连接器的配合接触部中。在一些实施方式中，配合连接器可以具有用作插座的配合接触部。对于插座内的延伸接触部的任何部分而言，可以通过插座相对于配合连接器中的阻抗影响结构例如介电材料和参考导体的定位来限定信号路径的阻抗。可以设计这些关系以提供期望的阻抗，该期望的阻抗因为是由部件在一个连接器内的相对位置确定的，因此可以独立于配合连接器之间的分离。
在一些实施方式中，插座可以被保持在介电壳体内。因此，配合接触部从第一连接器开始的延伸部可以在到达插座之前通过第二连接器的介电壳体。在该区域中，可以将配合连接器的介电常数以及参考导体的位置设置成使得当连接器处于完全配合位置时阻抗具有期望值。
在常规的连接器设计中，当配合连接器之间存在分离时，依靠配合连接器中的结构以获得期望的阻抗的一个连接器的配合接触部的一部分不会处于相对于配合连接器中的这些阻抗影响结构的所设计的位置处。因此，连接器之间的分离会导致在该区域中的阻抗不同于所设计的阻抗。该阻抗可以基于分离量而变化，从而引入更大的可变性。
例如，两个连接器可以具有当连接器完全配合时对接在一起的配合接口表面。从一个连接器延伸的配合接触部可以具有沿其长度变化的阻抗，其中，在相对于那些配合接口表面的不同的区域中具有不同的阻抗。连接器内的该信号路径的直到该连接器的配合接口表面的阻抗可以被控制为具有基于该连接器内的设计参数的值的标称值。可以将连接器的配合接口设计成使得当介电部彼此对接时，阻抗具有诸如50欧姆、85欧姆或100欧姆的值或其他合适值的值，以与互连系统的其他部分中的阻抗匹配。同样，可以将针对延伸接触部的一部分(其延伸通过配合连接器的配合接口表面)的信号路径的阻抗控制为具有基于配合连接器内的设计参数的值的标称值。
然而，两个配合接口表面之间的信号路径的任何部分可以具有不同于标称值的阻抗。信号路径的这样的一部分可能因为连接器之间的分离而存在，该分离偏离了针对完全配合的连接器的所设计的分离。在该区域中，可能没有放置在相对于信号导体的阻抗影响位置中的介电构件或参考导体。通常，包围配合接触部的材料是空气。例如，相比于用于形成连接器壳体的可以具有在2至4的范围中的相对介电常数的绝缘体，空气具有接近于1的介电常数。因此，被设计成当通过绝缘壳体时具有标称阻抗的信号导体在通过空气时会具有不同的阻抗，这意味着信号导体在配合接口表面之间可能具有不同于任一连接器壳体内的阻抗的阻抗。
其他设计参数可以导致沿配合接口表面之间的区域中的信号路径的与在连接器内的阻抗不同的阻抗。例如，在连接器壳体内被定位成提供标称阻抗的参考导体可以相对于在配合接口表面之间的区域内的信号导体具有与在连接器壳体内相比不同的间距。因为信号导体的阻抗可以取决于信号导体和邻近的参考导体之间的分离，所以在一个区域内的间距与另一区域内的间距不同可能导致从一个区域到另一区域沿信号路径的阻抗变化。对于其中参考导体固定到连接器的常规高速、高密度连接器而言，在配合接口表面之间的区域中的信号导体和参考导体之间的这样的间距(以及因此阻抗)当连接器完全配合时不同于当连接器被分离时。
配合区域中的阻抗受部件之间的分离的影响的事实意味着，特别对于已被设计为在中间部中以及通过配合区域具有均匀阻抗的高速连接器而言，当互连系统的部件不在其所设计的配合位置时，沿每个信号导体的长度将存在阻抗的变化。配合区域的至少一部分中的阻抗将不同于中间部中的阻抗，其中，阻抗由每个连接器内的结构决定，而不受部件之间的分离量的影响。
阻抗变化的影响可以取决于部件之间的分离量或连接器的工作频率范围。对于小的分离而言或对于低频信号而言，阻抗的这样的变化可能没有可辨别的性能影响。在低频下，分离即使等于连接器的全功能配合范围，也可能导致相对于连接器壳体内的信号导体的中间部的阻抗的非常小的差异。此外，在较低频率下，阻抗的这样的变化可以沿通过互连系统的信号路径的长度被有效地平均，使得阻抗的变化几乎没有影响。
然而，在较高频率下，与连接器的分离相关联的阻抗的变化会更为显著，达到限制了连接器性能的程度。这样的影响可能会因为由信号导体的中间部和配合区域之间的分离引起的阻抗的差异在较高频率下较大而导致。此外，在较高的频率下，归因于部件的分离的阻抗的变化呈现局部阻抗不连续性，而不是在整个信号导体的长度上平均的变化。例如，在高速互连系统中，连接器可以被设计为使得完全配合的连接器可以在连接器的工作频率的较高范围处在配合区域中提供与在中间部中的阻抗相差3欧姆或更少的阻抗。然而，当配合连接器被分离高达功能配合范围距离时，配合区域中的信号导体的一部分和信号导体的中间部之间的阻抗差会相差两倍、三倍或更多倍的预期差。取决于关注的频率范围，信号导体的实际阻抗和所设计的阻抗之间的该差异可以导致信号完整性问题。
关注的频率范围可以取决于使用这样的连接器的系统的操作参数，但是通常可以具有在约15ghz和50ghz之间的上限，例如，25ghz、30ghz或40ghz，尽管较高频率或较低频率在一些应用中可能是受关注的。一些连接器设计可以具有仅涵盖该范围的一部分的关注的频率范围，例如1ghz至10ghz或3ghz至15ghz或5ghz至35ghz。在这些较高频率下，阻抗的变化的影响会更为显著。
互连系统的工作频率范围可以基于可以以可接受的信号完整性通过互连的频率的范围来确定。信号完整性可以根据许多标准来测量，所述许多标准取决于为其设计互连系统的应用。这些标准中的一些可以涉及信号沿单端信号路径、差分信号路径、中空波导或任何其他类型的信号路径的传播。这样的标准的两个示例是沿信号路径的信号的衰减或来自信号路径的信号的反射。
其他标准可以涉及多个不同信号路径的交互。这样的标准可以包括例如近端串扰，该近端串扰被定义为在互连系统的一端处的一个信号路径上注入的信号的在互连系统的相同端上的任何其他信号路径处可测量的一部分。另一这样的标准可以是远端串扰，该远端串扰被定义为在互连系统的一端处的一个信号路径上注入的信号的在互连系统的另一端上的任何其他信号路径处可测量的一部分。
作为具体示例，可能需要信号路径衰减不大于3db功率损耗，反射功率比不大于-20db，并且单个信号路径对信号路径串扰贡献不大于-50db。因为这些特性是频率相关的，所以互连系统的工作范围被定义为符合指定标准的频率的范围。
因此，本发明人已经认识到并且意识到，期望在高速、高密度互连系统的可分离接口中使用技术以减小归因于形成接口的部件的可变分离的阻抗的变化的影响。这样的技术可以在配合区域中提供独立于可分离部件之间的分离的阻抗。替选地或附加地，不管可分离部件之间的分离如何，这样的技术都可以提供跨配合区域平滑变化的阻抗，以避免影响性能的幅度的不连续性。
可以通过选择一个或更多个传导元件和/或介电元件的形状和/或位置来实现不管部件之间的分离如何都减少或消除配合区域中的阻抗不连续性或这样的不连续性的影响的设计。根据一些技术，可以由从一个连接器突出的构件部分地或完全地通过分离配合连接器的空间来提供阻抗控制。因此，这些构件可以具有在连接器的功能配合范围的数量级上的尺寸，例如1mm至3mm，或者在一些实施方式中为至少2mm。这些突出构件可以是介电的和/或传导性的。因此，当连接器失配高达功能配合范围的距离时，这些构件将被定位在连接器之间的空间内。当连接器被分离小于功能配合范围时，一个连接器的突出构件可以突出到配合连接器中。然而，应当理解，突出构件可以延伸超过功能配合范围，使得即使连接器被分离功能配合范围，突出构件也将突出到配合连接器中。
突出构件可以被定位成减小或基本上消除与连接器的可变分离相关联的阻抗的变化。当连接器被分离时，可以通过使突出构件以与信号导体的阻抗影响关系处于连接器之间的配合区域中来实现这样的结果。突出构件的形状和位置可以使得不管连接器之间的分离如何在该配合区域中的信号导体的阻抗都提供期望的阻抗。连接器可以被设计成使得不管连接器之间的分离如何突出构件都不会影响任一连接器中的阻抗。
例如，突出构件可以是传导性的并且可以被配置成参考导体。在一些实施方式中，传导构件可以被配置成不管连接器之间的分离如何都在传导构件所附接的连接器内提供标称阻抗，但是对其他连接器中的阻抗影响很小或没有影响。这样的结果可以通过使突出构件与该连接器中的参考导体邻近来实现，使得不管连接器之间的分离量如何在该连接器中的信号导体和最近的参考导体之间的距离都没有显著差异。
相反，突出构件可以被成形且定位成影响沿连接器之间的信号路径的阻抗。例如，在当被分离时配合连接器之间的区域中，突出构件可以被成形且定位成在信号导体和参考导体之间提供间距，该间距与其他参数组合在该区域中提供标称阻抗。这样的其他参数可以包括信号导体的厚度或形状和/或该区域中材料的介电常数。
突出构件可以替选地或附加地是介电的，并且可以例如由形成连接器壳体的类型的介电材料形成。介电突出构件可以被成形和定位成通过跨连接器的配合接口区域分布可能由连接器的分离引起的阻抗变化来减小这些变化的影响。例如，当连接器被完全配合时，来自一个连接器的介电突出构件可以延伸到关于配合连接器中的信号导体的阻抗影响位置中。当部分失配时，该介电突出构件不会一直延伸到配合连接器中，从而占据较小的阻抗影响位置，并且留下具有空隙的区域。因为空隙可以被空气填充，所以分离意味着更多的空气处于关于该连接器内的信号导体的阻抗影响位置，从而降低了有效介电常数并且影响该区域中的阻抗。
如果该介电突出构件因为连接器之间的分离而不能完全延伸到连接器中，则介电突出构件反而填充两个连接器之间的空间的至少一部分，从而使用介电构件代替可能以其他方式存在于该分离中的空气。因此，相对于使空间完全被空气填充的情况，突出构件提高了在连接器之间的空间中的有效介电常数。因为该介电常数更接近于使完整的信号导体处于连接器壳体内的情况，例如当连接器之间没有分离时出现的情况，所以因为分离而导致的阻抗的任何变化的大小小于使整个空间都被空气填充的情况。
此外，连接器之间的分离的影响在更长的距离上扩展。阻抗影响位置中的介电材料的量的变化影响沿连接器之间的空间中的信号路径的阻抗以及沿连接器中之一内的信号路径的阻抗两者。通过跨沿信号路径的更大的距离分布阻抗的变化，在任何给定位置处的阻抗变化的突变可以较小，并且该变化的影响同样可以更小。
可以单独使用或以任何合适的组合使用这些技术。因此，在一些实施方式中，信号导体对可以被参考导体包围或者在一侧或更多侧与参考导体邻近。一些参考导体或所有参考导体的形状，包括参考导体从信号导体的轴线开始的分离，可以在通过配合连接器的信号路径上变化。信号导体的形状，包括信号导体的宽度，也可以变化。同样地，相对于邻近信号导体的空气量的绝缘材料的量也可以在配合区域上变化。可以单独地或组合地选择在沿配合区域的长度的不同位置处的这些设计参数的值，以提供沿配合区域内的信号导体的以下阻抗，该阻抗不会根据配合部件的分离而变化或者其中分布了这样的变化以减小阻抗不连续性。
在一些实施方式中，参考导体、信号导体和绝缘部中的一些或全部的形状可以在配合区域上变化，以便限定子区域。子区域中的至少一些子区域的长度可以取决于部件之间的分离，并且部件可以被成形为在子区域之间提供平滑的过渡。第一这样的子区域可以存在于第一部件内。第二子区域可以存在于第二部件内。第二子区域可以包括配合接口的一部分，其中具有弹性的信号导体被足够的空间包围以便根据需要进行弯曲，以产生收缩力。第三子区域可以在第一和第二子区域之间。第三子区域的长度可以取决于部件之间的分离。
在第一子区域中，参考导体可以与信号导体的轴线(这里称为“信号导体轴线”)分开第一距离。该距离可以适合于提供给定第一子区域中的信号导体的形状和材料的平均介电常数的期望阻抗。在上述示例中使空气包围信号导体的第二子区域中，参考导体可以与信号导体轴线分离第二距离。该第二距离可以适合于提供给定第二子区域中的信号导体的形状和材料的平均介电常数的期望阻抗。
在第三子区域中，参考导体和信号导体轴线之间的分离可以从邻近第一子区域的第一距离过渡到邻近第二子区域的第二距离。从第一部件延伸的信号导体的宽度也可以从第一子区域中的第一宽度过渡到第二子区域中的第二宽度。信号导体宽度的这样的过渡可以与参考导体和信号导体轴线之间的分离的变化和/或与邻近信号导体的材料的有效介电常数的变化相协调，以减小或消除阻抗的变化。
此外，配合区域内的介电构件可以被设计成提供对阻抗的平滑过渡。例如，在一些实施方式中，介电构件可被设计成使得当连接器处于标称配合位置时，围绕配合区域中的信号导体的材料的有效介电常数提供与中间部相同的阻抗。可以通过来自两个配合连接器的介电构件的交叠来提供该有效介电常数。这些构件可以成形为使得随着连接器之间的分离增加，交叠量平滑地减小。以这样的方式，可以减小当位于不同于标称配合定位的位置时由配合的连接器可能以其他方式产生的任何阻抗不连续性。
本文描述了电连接器的设计，该设计改善了诸如在包括高达约25ghz或高达约40ghz或更高的ghz范围内的频率处的高频信号的信号完整性，同时保持高密度，例如其中，邻近的配合接触部之间的间距在2mm或更小的量级上，包括例如在0.75mm至1.85mm之间或1mm至1.75mm之间的列中的邻近的接触部之间的中心到中心间距。配合接触部的列之间的间距可以是类似的，尽管不要求连接器中的所有配合接触部之间的间距相同。
图1示出了可以在电子系统中使用的形式的电互连系统。在该示例中，电互连系统包括直角连接器，并且可以用于例如将子卡电连接到背板。这些图示出了两个配合连接器。在该示例中，连接器200被设计成附接至背板，而连接器600被设计成附接至子卡。从图1中可以看出，子卡连接器600包括被设计成附接至子卡(未示出)的接触尾部610。背板连接器200包括被设计成附接至背板(未示出)的接触尾部210。这些接触尾部形成通过互连系统的传导元件的一端。当连接器安装到印刷电路板上时，这些接触尾部将与印刷电路板内的传导结构进行电连接，所述传导结构承载信号或者被连接到参考电位。
连接器中的每个连接器还具有配合接口，在该配合接口处，该连接器可以与另一个连接器配合或与另一连接器分离。子卡连接器600包括配合接口620。背板连接器200包括配合接口220。虽然在图1所示的视图中不完全可见，但是传导元件的配合接触部在配合接口处露出。
这些传导元件中的每个传导元件包括将接触尾部连接到配合接触部的中间部。中间部可以容置在连接器壳体内，其至少一部分可以是电介质，以在传导元件之间提供电隔离。另外，连接器壳体可以包括传导部或有损部，其在一些实施方式中可以在传导元件中的一些传导元件之间提供传导路径或部分传导路径。在一些实施方式中，传导部可以提供屏蔽。有损部也可以在一些情况下提供屏蔽，和/或可以在连接器内提供所需的电气性能。
在各种实施方式中，介电构件可以由诸如塑料或尼龙的介电材料模制或过模制(over-mold)。合适的材料的示例包括但不限于液晶聚合物(lcp)、聚苯硫醚(pps)、高温尼龙或聚丙烯(ppo)。因为本公开内容的各方面不限于此，所以可以使用其他合适的材料。
所有上述材料适合用作制造连接器时的粘结剂材料。根据一些实施方案，可以在粘结剂材料中的一些粘结剂材料或全部粘结剂材料中包括一种或更多种填料。作为非限制性示例，用玻璃纤维填充体积的30％的热塑性pps可以用于形成整个连接器壳体或壳体的介电部。
替选地或附加地，壳体的一部分可以由诸如加工的金属或压制的金属粉末的传导材料形成。在一些实施方式中，壳体的一部分可以由金属或其他传导材料形成，其中，介电构件将信号导体与传导部分离开。在所示的实施方式中，例如，背板连接器200的壳体可以具有由传导材料形成的区域，其中，绝缘构件将信号导体的中间部与壳体的传导部分离。
也可以以任何合适的方式形成子卡连接器600的壳体。在所示的实施方式中，子卡连接器600可以由本文称为“晶圆”的多个子组件形成。晶圆中的每个晶圆(图7中的700)可以包括壳体部，其可以类似地包括介电部、有损部和/或传导部。一个或更多个构件可以将晶圆保持在期望的位置。例如，支撑构件612和614可以以并排配置分别保持多个晶圆的顶部和后部。支撑构件612和614可以由任何合适的材料形成，任何合适的材料为例如冲压有接合各个晶圆上的对应功件的突舌、开口或其他功件的金属片。
可以形成连接器壳体的一部分的其他构件可以为子卡连接器600提供机械完整性和/或将晶圆保持在期望的位置。例如，前壳体部640(图6)可以容置形成配合接口的晶圆的部分。连接器壳体的这些部分中的任何部分或全部部分可以是介电的、有损的和/或传导性的，以实现互连系统的期望的电气性能。
在一些实施方式中，每个晶圆可以保持形成信号导体的一列传导元件。这些信号导体可以被成形和隔开以形成单端信号导体。然而，在图1所示的实施方式中，信号导体成对地成形和隔开，以提供差分信号导体。列中的每列可以包括用作接地导体的传导元件或者被用作接地导体的传导元件界定。应当理解，接地导体不需要连接到大地接地，而是被成形为携带参考电位，其可以包括大地接地、dc电压或其他合适的参考电位。“接地”或“参考”导体可以具有与信号导体不同的形状，该信号导体被配置成为高频信号提供合适的信号传输特性。
传导元件可以由金属或传导性的任何其他材料制成，并且为电连接器中的传导元件提供合适的机械性能。磷青铜、铍铜和其他铜合金是可以使用的材料的非限制性示例。传导元件可以以任何合适的方式(包括通过冲压和/或成形)来由这样的材料形成。
导体的邻近的列之间的间距不是关键的。然而，通过将导体更靠近放置在一起可以实现更高的密度。作为非限制性示例，导体可以是由0.4mm厚的铜合金冲压的，并且每列中的导体可以分离2.25mm，并且导体的列可以分离2mm。然而，在其他实施方式中，可以使用更小的尺寸来提供更高的密度，例如，厚度在0.2mm至0.4mm之间或者列之间或列中的导体之间的间距为0.7mm至1.85mm。此外，每列可以包括四对信号导体，使得其对于图1所示的互连系统实现了每线性英寸60对或更多对的密度。然而，应当理解，可以使用每列更多的对、列内的对之间的更紧的间距和/或列之间更小的距离来实现更高密度的连接器。
晶圆可以以任何合适的方式形成。在一些实施方式中，可以通过从金属片冲压传导元件的列以及在传导元件的中间部上过模制介电部来形成晶圆。在其他实施方式中，晶圆可以由模块组装，模块中的每一个包括单个单端信号导体、单对差分信号导体或任何合适数量的单端或差分对。
发明人已经认识到并且意识到，由模块组装晶圆可以有助于减小在诸如约25ghz至40ghz之间或更高的频率的较高频率下的信号对中的“倾斜”。在该上下文中，倾斜是指作为差分信号工作的对中的信号之间的电传播时间差。例如，在公开号2015/0236452的共同未决美国申请中设计了减小倾斜的模块化构造，其通过引用并入本文。
根据在该共同未决申请中描述的技术，在一些实施方式中，连接器可以由各自承载信号对的模块形成。模块可以被单独地屏蔽，例如通过将屏蔽构件附接至模块和/或将模块插入到组织器或其他结构中，所述组织器或其他结构可以在承载信号的传导元件周围的接地结构和/或对之间提供电屏蔽。
在一些实施方式中，每个模块内的信号导体对可以在其长度的大部分上被宽侧耦合。宽侧耦合使对中的信号导体能够具有相同的物理长度。为了便于在连接器所附接的印刷电路板的连接器覆盖区内路由信号迹线和/或构成连接器的配合接口，信号导体可以在这些区域中的一者或两者中以边缘到边缘耦合对齐。因此，信号导体可以包括其中耦接从边缘到边缘变化到宽侧的过渡区域，反之亦然。如下所述，这些过渡区域可以被设计成防止模式转换或抑制可能干涉互连系统的信号完整性的不期望的传播模式。
模块可以被组装成晶圆或其他连接器结构。在一些实施方式中，可以针对每个行位置(在其处，对要被组装成直角连接器)来形成不同的模块。可以将这些模块一起使用，以构建具有所需数量的行的连接器。例如，可以针对要被定位在连接器的有时称为a-b行的最短行处的对形成一个形状的模块。可以针对有时称为c-d行的下一最长行中的传导元件形成单独的模块。具有c-d行的模块的内部部分可以被设计成与具有a-b行的模块的外部部分吻合。
可以针对任何数量的对重复该模式。每个模块可以被成形为与携带针对更短行和/或更长行的对的模块一起使用。为了制造任何合适尺寸的连接器，连接器制造商可以将许多模块组装成晶圆，以在晶圆中提供期望数量的对。以这样的方式，连接器制造商可以为诸如2对的广泛使用的连接器尺寸引入连接器系列。随着客户要求的改变，连接器制造商可以获得针对每个附加对、或者针对包含多对、成组的对的模块的工具，以生产更大尺寸的连接器。用于生产针对较小连接器的模块的工具可以用于生产针对较大连接器的甚至较短行的模块。图8中示出了这样的模块化连接器。
图2提供了图1的互连系统的构造的进一步细节，图2示出了被部分切掉的背板连接器200。在图2所示的实施方式中，壳体222的前壁被切掉以展现配合接口220的内部部分。
在所示的实施方式中，背板连接器200也具有模块化构造。多个引脚模块300被组织以形成传导元件的阵列。引脚模块300中的每一个可以被设计成与子卡连接器600的模块配合。
在所示的实施方式中，示出了四行和八列的引脚模块300。在每个引脚模块具有两个信号导体的情况下，引脚模块的四行230a、230b、230c和230d创建总共具有四对信号导体或八个信号导体的列。然而，应当理解，每行或每列的信号导体的数量不是对本发明的限制。更多或更少数量的行的引脚模块可以包括在壳体222内。同样地，更多或更少数量的列可以包括在壳体222内。替选地或附加地，壳体222可以被认为是背板连接器的模块，并且多个这样的模块可以侧对侧对齐以延伸背板连接器的长度。
在图2所示的实施方式中，引脚模块300中的每一个均包含用作信号导体的传导元件。这些信号导体被保持在可以用作壳体背板连接器200的一部分的绝缘构件内。引脚模块300的绝缘部分可以被定位成将信号导体与壳体222的其他部分分开。在该配置中，壳体222的其他部分可以是例如可以因为使用有损材料而产生的部分传导性的或传导性的。
在一些实施方式中，壳体222可以包含传导部和有损部两者。例如，包括壁226和底板228的护罩可以由粉末金属压制或由传导材料以任何其他合适的方式形成。引脚模块300可以被插入到底板228内的开口中。
有损构件或传导构件可以被定位成与引脚模块300的行230a、230b、230c和230d邻近。在图2的实施方式中，分离件224a、224b和224c被示出在引脚模块的邻近的行之间。分离件224a、224b和224c可以是传导性的或有损的，并且可以作为同一操作的一部分而形成，或者由形成壁226和底板228的同一构件形成。或者，可以在形成了壁226和底板228之后将分离件224a、224b和224c分离地插入壳体222中。在分离件224a、224b和224c与壁226和底板228分离地形成并且随后插入至壳体222中的实施方式中，分离件224a、224b和224c可以由与壁226和/或底板228不同的材料形成。例如，在一些实施方式中，壁226和底板228可以是传导性的，而分离件224a、224b和224c可以是有损的或部分有损的并且部分传导性的。
在一些实施方式中，其他有损构件或传导构件可以垂直于底板228延伸到配合接口220中。构件240被示出为与最末端行230a和230d邻近。与跨配合接口220延伸的分离件224a、224b和224c相比，宽度与一列大致相同的分离件构件240被定位在与行230a和行230d邻近的行中。子卡连接器600可以在其配合接口620中包括用于容置分离件224a、224b和224c的槽。子卡连接器600可以包括类似地容置构件240的开口。构件240可以对分离件224a、224b和224c具有类似的电气效应，因为两者都可以抑制谐振、串扰或其他不期望的电气效应。构件240因为安装在子卡连接器600内的比分离件224a、224b和224c更小的开口中，因此可以在容置构件240的侧处实现子卡连接器600的壳体部的更大的机械完整性。
图3更详细地示出了引脚模块300。在该实施方式中，每个引脚模块包括用作信号导体314a和314b的成对的传导元件。信号导体中的每一个均具有被成形为引脚的配合接口部。信号导体的相对端具有接触尾部316a和316b。在该实施方式中，接触尾部被成形为压装配柔性(compliant)部。将接触尾部连接到配合接触部的信号导体的中间部通过引脚模块300。
在引脚模块300的相对的外表面处附接有用作参考导体320a和320b的传导元件。参考导体中的每一个均具有接触尾部328，其被成形为用于与印刷电路板内的通孔形成电连接。参考导体也具有接触部。在所示的实施方式中，示出了两种类型的配合接触部。柔性构件322可以用作压靠子卡连接器600中的参考导体的配合接触部。在一些实施方式中，表面324和326替选地或附加地可以用作配合接触部，其中来自配合导体的参考导体可以压靠参考导体320a或320b。然而，在所示的实施方式中，参考导体可以被成形为使得仅在柔性构件322处形成电接触。
图4示出了引脚模块300的分解图。信号导体314a和314b的中间部被保持在可以形成背板连接器200的壳体的一部分的绝缘构件410内。绝缘构件410可以是围绕信号导体314a和314b成型的插入件。在图4的分解图中可见参考导体320b压靠的表面412。同样，在该图中也可见压靠图4中构件410的不可见的表面的参考导体320a的表面428。
可以看出，表面428基本上是不间断的。诸如突舌432的附接功件可以形成在表面428中。这样的突舌可以啮合绝缘构件410中的开口(在图4所示的视图中不可见)，以将参考导体320a保持在绝缘构件410上。类似的突舌(未编号)可以形成在参考导体320b中。如图所示，用作附接机构的这些突舌位于信号导体314a和314b之间的中心，其中来自该对的辐射或对该对的影响相对较低。此外，诸如436的突舌可以形成在参考导体320a和320b中。突舌436可以啮合绝缘构件410以将引脚模块300保持在底板228中的开口中。
在所示的实施方式中，柔性构件322不是从压靠绝缘构件410的表面412的参考导体320b的平面部分切割的。而是，柔性构件322从金属片的不同部分形成并且被折叠成与参考导体320b的平面部分平行。以这种方式，没有开口由于形成柔性构件322留在参考导体320b的平面部分中。此外，如图所示，柔性构件322具有两个柔性部424a和424b，两个弹性部424a和424b在其远端处连接在一起但是被开口426分离。该配置可以在期望的位置提供具有合适的配合力的配合接触部，而不会在引脚模块300周围的屏蔽中留下开口。然而，在一些实施方式中，可以通过将单独的柔性构件附接至参考导体320a和320b来实现类似的效果。
可以以任何合适的方式将参考导体320a和320b保持到引脚模块300。如上所述，突舌432可以啮合壳体部中的开口434。附加地或替选地，带或其他功件可以用于保持参考导体的其他部分。如图所示，每个参考导体包括带430a和430b。带430a包括突舌，而带430b包括适于容置这些突舌的开口。这里，参考导体320a和320b具有相同的形状，并且可以用相同的工具制成，但是被安装在引脚模块300的相对表面上。因此，一个参考导体的突舌430a与相对的参考导体的突舌430b对准，使得突舌430a和突舌430b互锁并且将参考导体保持就位。这些突舌可以啮合在绝缘构件中的开口448中，这可以进一步有助于将参考导体保持在相对于引脚模块300中的信号导体314a和314b的期望定向上。
图4还展现了绝缘构件410的锥形表面450。在该实施方式中，表面450相对于由信号导体314a和314b形成的信号导体对的轴线成锥形。表面450在更靠近配合接触部的远端处更靠近信号导体对的轴线而在远离远端处远离轴线的意义上成锥形。在所示的实施方式中，引脚模块300相对于信号导体对的轴线对称，并且邻近信号导体314a和314b中的每个形成锥形表面450。
根据一些实施方式，配合连接器中的邻近的表面中的一些或全部可以是锥形的。因此，尽管图4中未示出，但是子卡连接器600的与锥形表面450邻近的绝缘部分的表面可以以互补的方式成锥形，使得当连接器处于设计的配合位置时，来自配合连接器的表面彼此吻合。
如下面更详细地描述的，配合接口中的锥形表面可以避免根据连接器分离的阻抗的突然变化。因此，设计成邻近配合连接器的其他表面也可以类似地成锥形。图4示出了这样的锥形表面452。如图所示，锥形表面452在信号导体314a和314b之间。表面450和452协作以在信号导体的两侧的绝缘部分上提供锥形。
图5示出了引脚模块300的进一步细节。此处，信号导体被示出为与引脚模块分离。图5可以表示在被绝缘部分过模制或者以其他方式被并入引脚模块300之前的信号连接器。然而，在一些实施方式中，图5未示出，信号导体在被组装成模块之前可以通过运载带或其他合适的支撑机构保持在一起。
在所示实施方式中，信号导体314a和314b相对于信号导体对的轴线500是对称的。分别具有被成形为引脚的配合接触部510a或510b。分别还具有中间部512a或512b以及514a或514b。这里设置了不同的宽度以为配合连接器和印刷电路板提供匹配的阻抗，尽管分别具有不同的材料或构造技术。如图所示，可以包括过渡区域，以提供不同宽度的区域之间的逐渐过渡。还可以包括接触尾部516a或516b。
在所示的实施方式中，中间部512a、512b、514a和514b可以是平坦的，具有宽侧和较窄的边缘。在所示实施方式中，该对的信号导体边缘到边缘对齐，因此被配置用于边缘耦合。在其他实施方式中，信号导体对中一些或全部可以替代地是宽侧耦合的。
配合接触部可以是任何合适的形状，但是在所示的实施方式中，配合接触部是圆柱形的。圆柱形部分可以通过将金属片的一部分卷成管或以任何其他合适的方式形成。这样的形状可以例如通过从包括中间部的金属片冲压形状而产生。该材料的一部分可以被卷成管以提供配合接触部。替选地或附加地，线材或其他圆柱形元件可以被平坦化以形成中间部，留下配合接触部为圆柱形。可以在信号导体中形成一个或更多个开口(未编号)。这样的开口可以确保信号导体与绝缘构件410牢固地啮合。
转到图6中，以部分分解图示出了子卡连接器600的进一步细节。如图所示，连接器600包括以并排配置保持在一起的多个晶圆700a。这里，示出了对应于背板连接器200中的八列引脚模块的八个晶圆。然而，与背板连接器200一样，连接器组件的尺寸可以通过并入每个晶圆更多行、每个连接器更多的晶圆或每个互连系统更多的连接器来配置。
晶圆700a内的传导元件可以包括配合接触部和接触尾部。示出了从适于安装在印刷电路板上的表面连接器600延伸的接触尾部610。在一些实施方式中，接触尾部610可以通过构件630。构件630可以包括绝缘部、有损部或传导部。在一些实施方式中，与信号导体相关联的接触尾部可以通过构件630的绝缘部。与参考导体相关联的接触尾部可以穿过有损部或传导部。
在一些实施方式中，传导部可以是柔性的，例如可以由传导弹性体或本领域已知的用于形成垫圈的其他材料产生。柔性材料可以比构件630的绝缘部分更厚。这样的柔性材料可以被定位成与连接器600要附接至的子卡的表面上的焊盘对准。这些焊盘可以连接到印刷电路板中的参考结构，使得当连接器600附接至印刷电路板时，柔性材料与印刷电路板表面上的参考焊盘接触。
构件630的传导部或有损部可以被定位成与连接器600内的参考导体电连接。这样的连接可以例如通过穿过传导部的有损部的参考导体的接触尾部形成。替选地或附加地，在有损部或传导部是柔性的实施方式中，当连接器被附接至印刷电路板时，这些部分可以被定位成压靠配合参考导体。
晶圆700a的配合接触部被保持在前壳体部640中。前壳体部可以由任何合适的材料制成，任何合适的材料可以是绝缘的、有损的或传导性的，或者可以包括任何合适的组合或这样的材料。例如，前壳体部可以使用与以上针对壳体壁226所述的那些类似的材料和技术来由填充的有损材料模制或者可以由传导材料形成。如图所示，晶圆由各自具有由参考导体包围的成对的信号导体的模块810a、810b、810c和810d(图8)来组装。在所示的实施方式中，前壳体部640具有多个通道，每个通道被定位成容置这样的一对的信号导体和相关联的参考导体。然而，应当理解，每个模块可以包含单个信号导体或多于两个的信号导体。
图7示出了晶圆700。多个这样的晶圆可以并排对齐并且与一个或更多个支撑构件保持在一起，或以任何其他合适的方式形成子卡连接器。在所示的实施方式中，晶圆700由多个模块810a、810b、810c和810d形成。对齐模块以形成沿晶圆700的一个边缘的一列配合接触部，以及沿晶圆700的另一边缘的一列接触尾部。在其中晶圆被设计用于直角连接器的实施方式中，如图所示，那些边缘是垂直的。
在所示的实施方式中，模块中的每一个均包括至少部分地包围信号导体的参考导体。参考导体可以类似地具有配合接触部和接触尾部。
可以以任何合适的方式将模块保持在一起。例如，可以将模块保持在壳体内，在所示的实施方式中，壳体形成有构件900a和900b。构件900a和900b可以单独形成，然后固定在一起，在它们之间捕获模块810a，...，810d。构件900a和900b可以以任何合适的方式(例如通过形成过盈配合或卡扣配合的附接构件)保持在一起。替选地或附加地，可以使用粘合剂、焊接或其他附接技术。
构件900a和900b可以由任何合适的材料形成。该材料可以是绝缘材料。替选地或附加地，该材料可以是或可以包括有损或传导的部分。构件900a和900b可以例如通过将这样的材料模制成期望的形状而形成。或者，构件900a和900b可以例如经由嵌件成型操作围绕模块810a，...，810d就位形成。在这样的实施方式中，不必分离地形成构件900a和900b。而是，可以在一个操作中形成用于保持模块810a，...，810d的壳体部。
图8示出了没有构件900a和900b的模块810a，...，810d。在此视图中，参考导体是可见的。信号导体(图8中不可见)被包围在参考导体内，形成波导结构。每个波导结构包括接触尾部区域820、中间区域830和配合接触区域840。在配合接触区域840和接触尾部区域820内，信号导体边缘对边缘定位。在中间区域830内，信号导体被定位成用于宽侧耦合。设置有过渡区域822和842以在边缘耦合定向和宽侧耦合定向之间过渡。这些区域可以被配置成当在耦合定向之间过渡时避免模式转换。
虽然参考导体可以基本上包围每个对，但是不要求外壳不具有开口。在所示的实施方式中，参考导体可以被成形为留下开口832。这些开口可以在外壳的较窄壁中。这样的开口可以抑制不期望的能量传播模式。在构件900a和900b通过在模块上过模制有损材料来形成的实施方式中，可以使有损材料填充开口832，这可以进一步抑制可能降低信号完整性的不期望的信号传播模式的传播。
图9示出了可以是构件900a或900b的代表的构件900。可以看出，构件900形成有通道910a，...，910d，通道910a，...，910d被成形为容置图8所示的模块810a，...，810d。在模块处于通道中的情况下，构件900a可以被固定到构件900b。在所示实施方式中，构件900a和900b的附接可以通过使一个构件中的诸如柱920的柱通过另一构件中的诸如孔930的孔来实现。柱可以焊接或以其他方式固定在孔中。然而，可以使用任何合适的附接机构。
构件900a和900b可以由有损材料模制或包括有损材料。任何合适的有损材料可以用于“有损”的这些和其他结构。进行传导但是以某些损耗进行传导的材料或者通过其他物理机制吸收在关注的频率范围内的电磁能量的材料在本文被统称为“有损“材料。电有损材料可以由有损介电材料和/或传导不良材料和/或有损磁性材料形成。磁性有损材料可以例如由传统上被认为是铁磁材料的材料形成，铁磁材料为例如在关注的频率范围内具有大于约0.05的磁损耗角正切的材料。“磁损耗角正切”是材料的复电导磁率的虚部与实部的比率。实际的有损磁性材料或含有有损磁性材料的混合物也可以在关注的频率范围的一部分上展现有用的介电损耗量或传导损耗效应。电有损材料可以由传统上被认为是介电材料的材料形成，介电材料为例如在关注的频率范围内具有大于约0.05的电损耗角正切的材料。“电损耗角正切”是材料的复介电常数的虚部与实部的比率。电有损材料也可以由通常被认为是导体但是在关注的频率范围内是相对较差的导体的材料形成，包含以下传导颗粒或区域：该传导颗粒或区域足够分散使得其不能提供高传导率或者以其他方式被制备成与诸如铜的良好导体相比在关注的频率范围内具有导致相对较弱的体传导率的性质。电有损材料通常具有约1西门子/米至约100,000西门子/米以及优选地约1西门子/米至约10,000西门子/米的体传导率。在一些实施方式中，可以使用具有介于约10西门子/米和约200西门子/米之间的体传导率的材料。作为具体示例，可以使用具有约50西门子/米的传导率的材料。然而，应当理解，材料的传导率可以根据经验来选择或通过使用已知的模拟工具确定合适的传导率的电气仿真来选择，所述合适的传导率提供适当的低串扰和合适的低信号路径衰减或插入损耗。
电有损材料可以是部分传导性材料，例如表面电阻率在1ω/平方至100,000ω/平方之间的材料。在一些实施方式中，电有损材料的表面电阻率在10ω/平方至1000ω/平方之间。作为具体示例，材料的表面电阻率可以在约20ω/平方至80ω/平方之间。
在一些实施方式中，通过向粘结剂中添加含有传导颗粒的填料来形成电有损材料。在这样的实施方式中，有损构件可以通过模制具有填料的粘结剂或以其他方式将具有填料的粘结剂成形为期望形式来形成。可以用作填料以形成电有损材料的传导颗粒的示例包括被形成为纤维、薄片、纳米颗粒或其他类型的颗粒的碳或石墨。粉末、薄片、纤维或其他颗粒形式的金属也可以用于提供合适的电有损特性。或者，可以使用填料的组合。例如，可以使用金属镀覆的碳颗粒。银和镍是针对纤维的电镀的合适的金属。可以单独使用或与其他填料例如碳薄片组合使用涂覆的颗粒。粘结剂或基质可以是将设置、固化或以其他方式用于定位填料材料的任何材料。在一些实施方式中，粘结剂可以是传统上用于制造电连接器以便作为制造电连接器的一部分将电有损材料模制成期望形状和位置的热塑性材料。这样的材料的示例包括液晶聚合物(lcp)和尼龙。然而，可以使用许多粘结剂材料的替选形式。诸如环氧树脂的可固化的材料可以作为粘结剂。或者，可以使用诸如热固性树脂或粘合剂的材料。
此外，虽然上述粘结剂材料可以通过在传导颗粒填料周围形成粘结剂来产生电有损材料，但本发明不限于此。例如，传导颗粒可以浸渍到形成的基体材料中，或者可以例如通过将传导涂层施加到塑性部件或金属部件上来涂覆在形成的基体材料上。如本文所用的术语“粘结剂”包括封装填料的材料，其被使用填料浸渍或以其他方式用作保持填料的基底。
优选地，填料将以足够的体积百分比存在，以使得能够从颗粒到颗粒产生传导路径。例如，当使用金属纤维时，纤维可以以体积的约3％至40％存在。填料的量会影响材料的传导性能。
填充的材料可以商业购买，例如由celanese公司以商品名
可以使用以织造或非织造形式、被涂覆或未涂覆的各种形式的增强纤维。非织造碳纤维是一种合适的材料。因为本发明不限于此，因此可以使用其他合适的材料，例如rtp公司出售的定制混合物。
在一些实施方式中，可以通过冲压预成型件或有损材料片来制造有损构件。例如，可以通过使用适当的开口图案冲压如上所述的预成型件来形成插入件。然而，代替这种预成型件或除了这种预成型件之外还可以使用其他材料。例如，可以使用铁磁材料片。
然而，也可以以其他方式形成有损构件。在一些实施方式中，可以通过交织诸如金属箔的传导材料和有损材料的层来形成有损构件。这些层可以例如通过使用环氧树脂或其他粘合剂彼此刚性地附接，或者可以以任何其他合适的方式保持在一起。层可以在彼此固定之前具有期望的形状，或者可以在它们保持在一起之后被冲压或以其他方式成形。
图10示出了晶圆模块1000的构造的进一步细节。模块1000可以代表连接器中模块中的任何模块，例如图7至图8所示的模块810a，...，810d中的任何模块。模块810a，...，810d中的每个模块均可以具有相同的一般构造，并且对于所有模块而言，一些部分可以是相同的。例如，对于所有模块而言，接触尾部区域820和配合接触区域840可以是相同的。每个模块可以包括中间部区域830，但是中间部区域830的长度和形状可以根据模块在晶圆内的位置而变化。
在所示的实施方式中，模块100包括保持在绝缘壳体部1100内的成对的信号导体1310a和1310b(图13)。绝缘壳体部1100至少部分地被参考导体1010a和1010b包围。可以以任何合适的方式将该子组件保持在一起。例如，参考导体1010a和1010b可以具有彼此啮合的功件。替选地或附加地，参考导体1010a和1010b可以具有啮合绝缘壳体部1100的功件。作为另一示例，如图7所示，当构件900a和900b被固定在一起时，就可以保持参考导体就位。
图10的分解图展现了配合接触区域840包括子区域1040和1042。子区域1040包括模块1000的配合接触部。当与引脚模块300配合时，来自引脚模块的配合接触部将进入子区域1040并且啮合模块1000的配合接触部。这些部件可以被定尺寸为支持“功能配合范围”，使得如果模块300和模块1000被完全压在一起，则模块1000的配合接触部将沿来自引脚模块300的引脚滑动等于配合期间的“功能配合范围”的距离。
子区域1040中的信号导体的阻抗将主要由模块1000的结构限定。该对的信号导体的分离以及信号导体与参考导体1010a和1010b的分离将设置阻抗。在本实施方式中为空气的、包围信号导体的材料的介电常数也会影响阻抗。根据一些实施方式，可以选择模块1000的设计参数以在区域1040内提供标称阻抗。该阻抗可以被设计为与模块1000的其他部分的阻抗匹配，模块1000的其他部分的阻抗又可以被选择为与互连系统的其他部分或印刷电路板的阻抗匹配，使得连接器不产生阻抗不连续性。
如果模块300和模块1000处于其标称配合位置，即模块300和模块1000在该实施方式中完全压在一起，则引脚将在模块1000的信号导体的配合接触部内。子区域1040中的信号导体的阻抗仍将主要受子区域1040的配置影响，为模块1000的其余部分提供匹配的阻抗。
子区域340(图3)可以存在于引脚模块300内。在子区域340中，信号导体的阻抗将由引脚模块300的构造决定。阻抗将由信号导体314a和314b的分离以及信号导体314a和314b与参考导体320a和320b的分离来确定。绝缘部410的介电常数也会影响阻抗。因此，可以选择这些参数以在子区域340内提供以下阻抗，该阻抗可以被设计成与子区域1040中的标称阻抗匹配。
由模块的构造决定的子区域340和子区域1040中的阻抗很大程度上独立于在配合期间模块之间的任何分离。然而，模块300和模块1000分别具有子区域342和子区域1042，其中，来自所述模块的部件以可以影响阻抗的方式与来自配合模块的部件交互。因为部件在两个模块中的定位可以影响阻抗，所以阻抗可以根据配合模块的分离而变化。在一些实施方式中，这些部件被成形或定位成不管分离距离如何都减小阻抗的变化，或通过跨配合区域分布变化来减少阻抗的变化的影响。
当引脚模块300被完全压靠模块1000时，子区域342和子区域1042中的部件可以组合以提供标称配合阻抗。因为模块被设计成提供功能配合范围，即使这些模块被分离高达功能配合范围的量，模块1000和引脚模块300内的信号导体也可以配合，使得模块之间的分离可以导致在沿配合区域中的信号导体的一个或更多个位置处的阻抗相对于标称值变化。这些构件的适当形状和定位可以通过跨配合区域的一部分分布变化来减小该变化或减小该变化的影响。
在图3和图10所示的实施方式中，子区域1042被设计成当模块1000完全压靠引脚模块300时与引脚模块300交叠。设计突出绝缘构件1042a和1042b的尺寸以分别适合于空间342a和342b。在模块被压在一起的情况下，绝缘构件1042a和1042b的远端压靠表面450(图4)。这些远端可以具有与表面450的锥形互补的形状，使得绝缘构件1042a和1042b分别填充空间342a和342b。该交叠产生可以近似子区域340内的结构的信号导体、电介质和参考导体的相对位置。当模块300和模块1000被完全压在一起时，可以设计这些部件的尺寸以提供与子区域340中的阻抗相同的阻抗。当模块被完全压在一起(其在该示例中为标称配合位置)时，信号导体将跨由子区域340、子区域1040组成的配合区域以及子区域342和子区域1042交叠的地方具有相同的阻抗。
如下面更详细描述的那样，还可以设计这些部件的尺寸，并且这些部件可以具有根据模块300和模块1000的分离提供阻抗控制的材料特性。可以通过以下方式来实现阻抗控制：即使这些子区域不完全交叠也提供通过子区域342和子区域1042的大致相同的阻抗，或者不管模块的分离如何也提供逐渐的阻抗过渡。
在所示实施方式中，该阻抗控制部分地由与模块300完全或部分地交叠的突出绝缘构件1042a和1042b根据模块300和模块1000之间的分离来提供。这些突出绝缘构件可以减小来自引脚模块300的引脚周围的材料的相对介电常数的变化的大小。
阻抗控制也可以由传导元件的形状或位置来提供。阻抗控制也由参考导体1010a和1010b中的突出部1020a和1022a以及突出部1020b和1022b来提供。这些突出部在垂直于信号导体对的轴线的方向上影响在该对的信号导体的一部分与参考导体1010a和1010b之间的分离。该分离与诸如所述部分中的信号导体的宽度的其他特性结合可以控制所述部分中的阻抗，使得所述阻抗接近连接器的标称阻抗或者不会以可能导致信号反射的方式突然变化。配合模块之一或两者的其他参数可以被配置用于这样的阻抗控制。
转到图11，示出了模块1000的示例性部件的进一步细节。图11是模块1000的分解图，没有示出参考导体1010a和1010b。在所示实施方式中，绝缘壳体部1100由多个部件组成。中心构件1110可以由绝缘材料模制。中心构件1110包括两个槽1212a和1212b，在所示实施方式中形成成对的信号导体的传导元件1310a和传导元件1310b可以插入到所述两个槽1212a和1212b中。
盖1112和盖1114可以附接至中心构件1110的相对侧。盖1112和盖1114可以有助于将传导元件1310a和传导元件1310b保持在槽1212a和1212b内，并且与参考导体1010a和1010b具有受控分离。在所示的实施方式中，盖1112和盖1114可以由与中心构件1110相同的材料形成。然而，不要求材料相同，并且在一些实施方式中可以使用不同的材料，例如以在不同的区域提供不同的相对介电常数，以提供信号导体的期望阻抗。
在所示的实施方式中，槽1212a和1212b被配置成保持成对的信号导体以用于在接触尾部和配合接触部处进行边缘耦合。在信号导体的相当一部分中间部中，该对被保持用于宽侧耦合。为了在信号导体的端部处的边缘耦合到中间部中的宽侧耦合之间过渡，在信号导体中可以包括过渡区域。中心构件1110中的槽可以被成形为提供该过渡区域。在盖1112和盖1114上的突出部1122、1124、1126和1128可以将传导元件压靠在这些过渡区域中的中心部分1110上。
图12示出了模块1000的进一步细节。在该图中，示出了与中心构件1110分离的传导元件1310a和传导元件1310b。为了清楚起见，未示出盖1112和盖1114。在该图中可见接触尾部1330a和中间部1314a之间的过渡区域1312a。类似地，也可见中间部1314a和配合接触部1318a之间的过渡区域1316a。对于传导元件1310b而言，类似的过渡区域1312b和过渡区域1316b可见，使得能够在接触尾部1330b和配合接触部1318b处进行边缘耦合以及在中间部1314b处进行宽侧耦合。
配合接触部1318a和配合接触部1318b可以由与传导元件相同的金属片形成。然而，应当理解，在一些实施方式中，传导元件可以通过将单独的配合接触部附接至用于形成中间部的其他导体来形成。例如，在一些实施方式中，中间部可以是电缆，使得通过将电缆与配合接触部端接(terminate)来形成传导元件。
在所示的实施方式中，配合接触部是管状的。这样的形状可以通过从金属片冲压传导元件然后形成以将配合接触部卷成管状形状来形成。管的圆周可以足够大以容置来自配合引脚模块的引脚，但是可以与引脚吻合。管可以分成两个或更多个段，形成柔性梁。图12中示出了两个这样的梁。可以在梁的远侧部分形成凸起部或其他突出部，产生接触表面。这些接触表面可以涂覆有金或其他传导性的延性材料，以增强电接触的可靠性。
当传导元件1310a和传导元件1310b被安装在中心构件1110中时，配合接触部1318a和配合接触部1318b装备在开口1220a、1220b内。配合接触部被壁1230分离。配合接触部1318a和配合接触部1318b的远端1320a和1320b可以与平台1232中的开口例如开口1222b对齐。这些开口可以被定位成容置来自配合引脚模块300的引脚。壁1230、平台1232和绝缘突出构件1042a和1042b可以例如在一个模制操作中形成为部1110的一部分。然而，可以使用任何合适的技术来形成这些构件。
图13更详细地示出了形成信号导体的对1300的传导构件1310a和1310b的定位。在所示的实施方式中，传导构件1310a和1310b各自具有边缘以及在这些边缘之间的更宽的边。接触尾部1330a和1330b沿列1340对齐。通过该对齐，传导元件1310a和传导元件1310b的边缘在接触尾部1330a和1330b处彼此面对。相同晶圆中的其他模块将类似地具有沿列1340对齐的接触尾部。来自邻近的晶圆的接触尾部将沿平行列对齐。平行列之间的空间在连接器所附接的印刷电路板上产生路由通道。配合接触部1318a和配合接触部1318b沿列1344对齐。虽然配合接触部是管状的，但是配合接触部1318a和配合接触部1318b所附接的传导元件1310a和传导元件1310b的部分是边缘耦合的。因此，配合接触部1318a和配合接触部1318b可类似地被称为是边缘耦合的。
相比之下，中间部1314a和1314b与彼此面对的较宽侧对齐。中间部在行1342的方向上对齐。在图13的示例中，如由列1340(其表示附接至子卡的点)和列1344(其表示附接至背板连接器的配合引脚的位置)之间的直角反映的，示出了用于直角连接器的传导元件。
在其中在晶圆内使用边缘耦合对的常规直角连接器中，在每对内，子卡处的外侧行中的传导元件较长。在图13中，传导元件1310b附接在子卡处的外侧行处。然而，因为中间部是宽侧耦合的，所以中间部1314a和1314b平行贯穿连接器的穿过直角的部分，使得两个传导元件都不在外侧行中。因此，因为不同的电路径长度而不会引入偏斜。
此外，在图13中，介绍了用于避免偏斜的另一技术。虽然用于传导元件1310b的接触尾部1330b处于沿列1340的外侧行处，但是传导元件1310b的配合接触部(配合接触部1318b)处于沿列1344的较短的内侧行处。相反，传导元件1310a的接触尾部1330a处于沿列1340的内侧行处，但是传导元件1310a的配合接触部1318a处于沿列1344的外侧行中。因此，在接触尾部1330b附近行进的信号的相对于1330a的较长路径长度可以由在配合接触部1318b附近行进的信号的相对于配合接触部1318a的较短路径长度补偿。因此，所示的技术可以进一步减少偏斜。
图14a和图14b示出了同样的成对信号导体内的边缘耦合和宽侧耦合。图14a是沿行1342的方向看的侧视图。图14b是沿列1344的方向看的端视图。图14a和图14b示出了边缘耦合的配合接触部和接触尾部以及宽侧耦合的中间部之间的过渡。
配合接触部(例如1318a和1318b)的附加细节也是可见的。配合接触部1318a的管状部分在图14a所示的图中是可见的，而配合接触部1318b的管状部分在图14b所示的图中是可见的。其中配合接触部1318b的被编号的梁1420和1422的梁也是可见的。
转到图15a至图15c，示出了不管配合连接器的配合位置相对于标称配合位置的偏离如何都可以控制阻抗的方式的进一步细节。在图15a至图15c中，省略或部分切除了一些连接器部件以展现用于跨连接器的功能配合范围提供阻抗控制的多种技术。在该实施方式中，传导元件和介电构件两者的形状影响配合区域中的阻抗。
图15a示出了当引脚模块300与子卡模块1000配合时的配合接口区域。为了展现内部结构部件，未示出子卡模块1000的参考导体1010a。也未示出引脚模块300的一部分，使得信号导体314a和314b是可见的。参考导体1010b的突出部1020b相对于信号导体314a的定位在图15a中是可见的。突出部1020b被设置成与参考导体320b距信号导体314a的轴线1510(在垂直于轴线的方向上)大致相同的距离。参考导体1010a上的对应突出部1020a(在图15a中不可见)与信号导体314a分离大致相同的距离。在信号导体314b和突出部1020b之间设置相同的间距。围绕信号导体314a和314b对称地定位类似的突出部1022a和1022b。
图15a示出了压在一起的模块300和模块1000，表示这些模块的标称配合位置。在该位置，虽然在图15a中不可见，但是引脚模块300的参考导体320a和320b将比突出部1020a和1020b以及突出部1022a和1022b更靠近信号导体314a和314b。因此，在与这些突出部邻近的配合接口的部分中，沿信号导体314a和314b的阻抗将通过在引脚模块300的信号导体314a和314b与参考导体320a和320b之间的在垂直于轴线1510的方向上的分离来部分地确定。
图16a示出了沿图15a中的线16-16所示的方向穿过配合模块的横截面。在图16a中，中间部512b被示出为定位在参考导体320a和320b之间。在中间部512b和参考导体320a和320b之间的分离s1如图16a所示。突出部1022a和1022b在参考导体320a和320b外侧，但是具有处于近似分离s1处的表面。在所示的实施方式中，突出部1022a和1022b不接触参考导体320a和320b，这使得这些部件在配合和不配合期间能够相对运动。
突出部1022a和1022b仍然可以电连接到参考导体320a和320b。电连接可以通过柔性构件或以任何其他合适的方式进行。例如，柔性构件322(图4，图16a中未示出)可以进行这样的接触。
图15b示出了模块300和模块1000的配合接触部。引脚模块300中的信号导体的配合接触部510a和配合接触部510b被示出为被插入到模块1000中，使得它们与模块1000中的信号导体的配合接触部1318a和配合接触部1318b啮合。在所示实施方式中，配合接触部510a和配合接触部510b是圆形的，例如引脚。诸如1420和1422的管状梁缠绕并且接触配合接触部510a和配合接触部510b。在区域1040中，信号沿由配合接触部1318a和配合接触部1318b或配合接触部510a和配合接触部510b指示的路径行进。配合接触部中的每一个与邻近的参考导体的距离大致相同，邻近的参考导体在本示例中是模块1000的参考导体1010a和1010b。该分离受在区域1040中表示为s2(图16a)的参考导体相对于信号导体的轴线的位置的影响。该距离s2部分地确定区域1040中的信号导体的阻抗。
其他参数也可以影响该区域中的阻抗，其他参数包括中间部512a和512b的厚度、中间部512a和512b之间的分离以及中间部512a和512b的宽度。围绕信号导体的材料的有效介电常数也可以影响阻抗。在一些实施方式中，可以将这些参数设置为向区域1040内的信号导体提供期望的标称阻抗。该标称阻抗可以是任何合适的值，但是可以被选择为与连接器将要附接的印刷电路板的阻抗匹配。
在区域1040中，影响阻抗的这些连接器设计参数基本上独立于模块300和模块1000之间的分离。因为配合接触部510a和配合接触部510b装备在配合接触部1318a和配合接触部1318b内，因此信号导体与最近的参考导体之间的分离将由配合接触部1318a和配合接触部1318b的形状和位置决定。将配合接触部510a和配合接触部510b插入配合接触部1318a和1318b中更长距离或更短距离不改变距离s2。而是，插入量仅改变在配合接触部510a和配合接触部510b上的信号导体进行接触的位置，其不会对阻抗产生实质影响。因此，在区域1040内，阻抗基本上独立于模块300和模块1000之间的分离。
引脚模块300类似地包括区域340，在区域340中，信号路径的阻抗独立于模块300和模块1000之间的分离。在区域340中，阻抗由引脚模块300的参数确定。因为配合模块1000的参数对阻抗没有实质影响，所以区域340中的阻抗独立于模块300和模块1000之间的分离。而是，部分514a和514b之间的形状和分离以及部分514a和514b与参考导体320a和320b之间的分离都有助于区域340中的阻抗。这些参数的值可以被选择成提供期望阻抗或标称阻抗。在一些实施方式中，期望阻抗或标称阻抗可以与区域1040中的阻抗匹配。
然而，如由图15b和图15c的比较以及图16a和图16b的比较所示，在区域1542中，可以影响信号导体上的阻抗的参数的值可以取决于模块300相对于模块1000的位置。在区域1542中，阻抗受到模块中之一中的部件相对于另一模块的位置的影响。例如，在区域1542的至少一部分中，与引脚模块300中的信号导体314a和314b最近的参考导体是来自模块1000的参考导体1010a和1010b。另外，在区域1542的一些部分中，附接至模块1000的介电材料处于相对于传导元件314a和314b的阻抗影响位置处。在所示的实施方式中，针对在连接器的功能工作范围内的模块300和模块1000的至少一些位置，当介电材料至少部分地决定信号导体314a和314b之间的相对介电常数或信号导体314a或314b中任一个和最近的参考导体之间的相对介电常数时，该介电材料处于阻抗影响位置处。
例如，因为突出部1042a和1042b在信号导体之一和最近的参考导体之间，所以突出部1042a和1042b处于阻抗影响位置处。例如，突出部1042a在信号导体314a和由参考导体1010a和1010b(图15b和图15c中未示出)的组合形成的参考导体之间。从图15b和图15c的比较可以看出，突出部1042a和1042b以多种方式影响阻抗。
图15b示出了标称配合位置的模块300和模块1000。在这种配置中，诸如平台1232的介电部是模块300的邻近的介电部410。在该标称配合位置中，这些介电部被设计成彼此压靠或分离对信号导体的阻抗没有显著的影响的这样小的距离。在该标称配合位置，突出部1042a和1042b沿电介质410的侧延伸，占据参考导体1010a和1010b(图15b中未示出)和信号导体314a和314b的中间部之间的空间。突出部1042a和1042b在完全配合位置中的这种位置影响围绕信号导体314a和314b的中间部512a和512b的材料的相对介电常数，其可以用于计算其他参数的值(例如，信号导体的宽度或厚度、信号导体之间的分离或信号导体和参考导体之间的分离)。
如图15c所示，当模块300和模块1000分离小于连接器的功能工作范围时，出现子区域1562。该子区域通过模块300和模块1000的在标记为x的方向上的分离而形成。该分离意味着中间部512a和512b的一部分通过空气而不是突出部1042a和1042b的介电材料与邻近的参考导体分离。因此，围绕这些信号导体的相对介电常数在子区域1562中减小，这将增大该子区域1562中的阻抗。
该子区域1562的长度可以取决于模块300和模块1000之间的分离。突出部1042a和1042b可以在连接器的功能工作范围的数量级上，使得在连接器的一些操作状态下子区域1562可以具有在功能工作范围的数量级上的长度。
尽管在如此大的距离上潜在增大阻抗可能与提供以下连接器的期望相反，但是突出部1042a和1042b提供了使阻抗的变化分布在较长距离上的补偿优点：该连接器提供独立于模块300和模块1000的分离的阻抗。因为阻抗的逐渐变化对信号完整性的影响比相同幅度的突变改变更小，所以跨较长距离分布阻抗变化对信号完整性的影响较小。
此外，在所示实施方式中，突出部1042a和1042b被配置为减小因为模块300和模块1000之间的分离而可能以其他方式在子区域1564中出现的阻抗的增大。图15c所示子区域1564包括配合接触部510a和配合接触部510b的从介电部410延伸的不在配合接触部1318a和配合接触部1318b内的部分。在图15b所示的实施方式中，当模块300和模块1000处于标称配合位置时，配合接触部510a和配合接触部510b中几乎没有或没有在区域1040中的配合接触部1318a和配合接触部1318b外部。因此，沿配合接触部510a和配合接触部510b的阻抗由区域1040的阻抗决定。如上所述，区域1040中的多个连接器参数的值可以被选择成在区域1040中提供不受模块300和模块1000的分离的影响的期望阻抗。
然而，随着模块300和模块1000之间的分离增大，从介电部410延伸的配合接触部510a和配合接触部510b的较大部分在区域1040外部。在这种分离的情况下，空气(其可以以其他方式包围从电介质410延伸的配合接触部510a和配合接触部510b的部分)被突出部1042a和1042b替换。如图所示，这些突出部占据配合接触部510a和配合接触部510b与邻近的参考导体1010a和1010b(图15b和图15c中未示出)之间的空间的一部分。此外，在所示的实施方式中，因为突出部1042a和1042b具有在功能配合范围的量级上的长度，所以不管分离如何这些突出部将邻近配合接触部510a和配合接触部510b。
图17a至图17d到图18a至图18d示意性地示出了延伸绝缘部的形状和位置可以如何减小当配合时由连接器的分离引起的阻抗的变化的影响。图17a至图17d到图18a至图18d的比较结合图19a至图19c示出了介电材料的定位可以如何根据配合模块的分离减小跨配合区域的阻抗变化的大小和/或影响。图17a至图17d示出了来自在配合模块中的阻抗影响位置的一个连接器模块中的没有介电部的连接器。连接器模块1710和1720示意性地示出了平的、相对配合的接口表面。然而，应当理解，连接器的配合面可以不如图所示是平的。例如，连接器的配合面可以包括有助于将配合接触部从配合连接器引导到连接器的腔体中的聚集功件。替选地或附加地，连接器可以包括有助于对准配合连接器或确保仅被设计成用于配合的连接器可以配合的对准功件或偏振功件。此外，应当认识到，连接器模块将包括为了简单起见而未示出的传导元件。
图17a示出了彼此抵靠的模块1710和1720。通过模块1710和1720的信号路径可以被设计成通过图17a所示的配合区域具有大致均匀的阻抗，因为介电材料、参考导体和信号导体的相对定位被固定在每个模块内。模块1710和1720中的每个模块可以被设计成具有相同的标称阻抗，使得通过模块1710和1720的信号路径的阻抗可以由曲线1730a表示。
曲线1730a示出了根据通过连接器的配合区域的距离x的阻抗。曲线1730a是理想的阻抗曲线，没有考虑与柔性构件(其提供用于模块1710和1720中的传导元件之间的配合)相关联的阻抗不连续性或其他阻抗伪影的影响。然而，曲线1730a示出了通过模块1710和1720的均匀阻抗。
图17b示出了当稍微失配时的同一模块1710和1720。模块被分离小于功能配合范围，使得仍然可以在模块中的传导元件之间形成电接触，使得通过这两个模块能够存在信号路径。曲线1730b也是跨连接器的配合区域的这种阻抗的理想曲线，突出了由连接器的分离引起的阻抗的变化。
曲线1730b在每端示出约等于曲线1730a的均匀阻抗的阻抗。该阻抗反映出在模块中的每一个内，信号路径的阻抗由结构参数的值来决定，结构参数的值诸如信号导体的宽度和厚度以及信号导体与同一模块中最近的参考导体之间的分离。其他参数包括分离信号导体和参考导体的材料的有效介电常数。对于承载差分信号的信号导体而言，这些参数还可以包括该对的信号导体之间的分离以及该对的信号导体之间的有效介电常数。这些参数的值不取决于连接器模块的分离，使得不管分离如何通过连接器的这些部分的阻抗都是相同的。
然而，模块之间的分离确实产生了子区域，在该子区域中，相对介电常数不是由连接器的材料的介电常数决定而是由填充模块1710和1720之间的空间1722b的空气的介电常数决定。当分离小于连接器的功能配合范围时，在模块1710和1720中的传导元件之间将仍存在电连接，使得通过空间1722b形成信号路径。因为该区域中的相对介电常数低于模块1710和1720内的相对介电常数，所以阻抗较高，如由曲线1730b中尖峰1732b所示。对于非常高频的信号，尖峰1732b可能影响信号完整性。
图17c示出了具有较大空间1722c的模块1710和1720。从曲线1730c可以看出，该尖峰与尖峰1732b的幅度相同。然而，在配合区域中的较大的距离上存在较高的阻抗。
该图案在图17d中继续。更大的空间1722d导致在曲线1730d中与尖峰1732b具有相同幅度但是存在较大距离上的阻抗尖峰1732d。该阻抗的尖峰可以存在于与连接器的功能配合范围一样大的距离，并且连接器仍应满足连接器规格。
然而，发明人已经认识到并且意识到，阻抗尖峰对信号完整性的影响可以取决于存在该阻抗尖峰的距离。此外，阻抗尖峰的幅度可以取决于通过连接器的信号的频率。较高的频率可以导致阻抗的幅度变化较大。因此，如图17b至图17d所示的阻抗尖峰可能会对非常高频的连接器造成破坏。
图18a至图18d示出了将来自一个模块的介电部定位在相对于配合模块的阻抗影响位置中可以如何减小与连接器模块的分离相关联的阻抗变化的幅度或影响中任何一个。如图所示，模块1810具有模块1820的一部分可以延伸到其中的开口。在所示的实施方式中，模块1820延伸超过模块的标称配合面1812进入模块1810的一部分中。如图17a至图17d所示，沿着通过模块1810和1820的信号路径的阻抗取决于与形成该信号路径的传导元件邻近的材料的有效介电常数。在这种情况下，对于所示的配置，有效介电常数取决于模块1810和1820的交叠部分的量。例如，在标称配合接口1812处，模块具有进行交叠使得介电材料的量与图17a中的介电材料的量大致相同的互补形状。此外，该介电材料的量存在于通过配合区域的所有点处。因此，如曲线1830a所示，通过配合区域的阻抗基本上均匀并且与曲线1730a所示的阻抗基本相同。
图18b示出了模块1810和1820之间的空间1822b。在沿着配合区域的多个点处，例如在标称配合接口1812处，与信号路径邻近的材料的有效介电常数将反映模块1810和1820的介电常数和这些模块之间因为空间1822b而存在的空气的介电常数的平均值。在曲线1830b中示出了对空间1822b的阻抗的影响。
如图所示，曲线每端处的阻抗处于与曲线1830a所示的基线相同的水平。该阻抗对应于与信号导体邻近的介电材料的占据与信号导体邻近的空间的量。然而，因为空间1822b，尽管模块1810和1820交叠，但是交叠的介电材料未完全占据阻抗影响位置。而是，因为空间1822b而引入的空气使有效介电常数降低，从而增大了阻抗。
空间1822b与空间1722b在相同的数量级上。然而，通过比较图18b和图17b，可以看出，在图18b中该空间的影响较小。首先，模块1810和1820中的至少一个模块的介电部在跨配合区域的所有位置处与信号导体处于阻抗影响关系，并且不存在仅由空气决定有效介电常数的位置。因此，阻抗增大的幅度在图18b中比在图17b中较小。其次，在曲线18230b中不存在阻抗的突然增大。相反，曲线1830b包括增大到平台1832b和从平台1832b减小的更逐渐的过渡1834b和1836b。逐渐的过渡与相同幅度的突然变化相比提供更少反射，进一步减小与空间1822b相关联的阻抗变化的影响。
在图18c和图18d中可以看到类似的图案。空间1822c大于1822b，导致平台1832c处的阻抗比在1832b处的阻抗大。然而，因为模块1810和1820被成形为使得逐渐的过渡1834c和1836c将阻抗的变化分布在更大距离上，类似地避免了曲线1830c中的突然过渡。
在图18d中，模块1810和1820由超过模块1810和1820的交叠的量的空间1822d完全分离。因此，存在全部是空气而不是来自模块1810或1820中任何一个的介电材料的配合区域的一部分。该区域由可以表示阻抗增大的幅度(其等于与尖峰1732d相关联的阻抗增大的幅度)的平台1832d反映。然而，因为逐渐的过渡1834d和1836d，因此即使阻抗增大相同幅度，该变化的影响也较小。
如由图18a至图18d所示，阻抗影响位置中的交叠绝缘部分可以减小连接器之间的分离的影响。虽然图18a至图18d所示的模块的锥形形状有助于逐渐的过渡，但是不要求模块具有呈锥形或在其整个长度上呈锥形的交叠介电部以实现益处。图18a至图18d中示意性示出的益处也可以使用诸如突出部1042a或1042b的突出部来实现。图17b至图17d到图18b至图18d的比较示出了本文所公开的技术可以跨配合接口分布阻抗变化。如在这些图中可见，在配合区域的一端处的阻抗等于连接器的中间部内的阻抗。与图17b至图17d所示的阻抗的突然增大和减小相反，图18b至图18d中的阻抗跨配合区域单调增大。增大量取决于连接器之间的分离的量，但是不管增大量如何，都跨配合区域分布该增大，对高频信号的影响较小。
图19a至图19c示意性地示出了当模块300和模块1000具有不同程度的分离时邻近信号导体314a的介电部的配置。在所示的实施方式中，模块300和模块1000之间的接口出现在互补的锥形表面处。例如，图19a示出了互补的锥形表面452和1552。同样，其他接口表面是锥形和互补的，例如锥形表面450和1550。
尽管锥形件450和1550以及452和1552未在整个配合范围内延伸，但是通过以与图18b至图18d相同的方式提供逐渐的过渡，它们可以减小与连接器模块的分离相关联的阻抗不连续性的影响。
此外，在所示实施方式中，突出部1042a具有与功能配合范围相当的长度。不管模块300和模块1000之间的分离如何(例如，即使当分离全功能配合范围)，突出部1042a都与信号导体314a邻近。以这种方式，即使当模块300和模块1000被分离完全配合的范围，信号导体314a的任何一部分都不会被空气完全包围。这使得在针对信号导体314a的阻抗影响位置中的材料的有效介电常数更均匀，并且更类似于区域1040和340(图15c)的有效介电常数。因此，跨区域1542的阻抗的变化小于常规连接器，在常规连接器中，来自配合连接器的介电构件不交叠并且更少地影响信号完整性。
参考导体的构造还可以根据模块300和模块1000的分离提供期望的阻抗分布(profile)。例如，突出部1020a、1020b、1022a和1022b可以被成形并且定位成跨区域1542提供更均匀的阻抗。在一些实施方式中，突出部1020a、1020b、1022a和1022b可以减小子区域1564中的阻抗，该阻抗如图17b所示可以以其他方式高于配合区域中的其他子区域中的阻抗。因此，避免了会以其他方式影响信号完整性的阻抗不连续性。突出部1020a、1020b、1022a和1022b达到这种效果的方式可以通过比较图16a和图16b看出。
图16a示出了单个信号导体314b。在所示的实施方式中，信号导体314b与信号导体314a形成一对。为了说明的简单，仅示出了信号导体314b，但是应当理解，与结合信号导体314b描述的结构相当的结构也可以被设置成邻近信号导体314a。包括这样的结构可以提供平衡的电气对，这在一些实施方式中可能是期望的。
在图16a所示的模块300和模块1000的标称配合位置，信号路径行进通过区域1040和区域1640。在区域1040中，阻抗由模块1000中的结构决定。尽管配合接触部510b从模块300延伸到模块1000中的区域1040中，但它被包含在配合接触部1318b中，因此不会影响沿信号路径的阻抗。类似地，在区域1640中，忽略上面单独讨论的突出部1042a和1042b的影响，阻抗由模块300中的结构决定。
在区域1040中，例如，阻抗由诸如t2(其表示该区域中的信号导体的厚度)以及s2(其表示信号导体和最近的参考导体之间的分离)的尺寸来决定。尽管在图16a的图中不可见，但是在区域1040中，配合接触部510b被配合接触部1318b包围。因此，配合接触部510b和相邻参考导体之间的有效分离可以小于图16a中可见的间距。
在区域1640中，阻抗由诸如t1(其表示该区域中的信号导体的厚度)以及s1(其表示参考导体相对于信号导体的轴线的位置)的尺寸来决定。所述尺寸以及可能的其他参数的值可以被选择成提供在区域1040和1640中基本相同的阻抗，以便通过连接器提供均匀的阻抗。
尺寸在区域1040和1640中是不同的。然而，至少部分是因为在那些区域中存在不同的材料组合，尽管如此，即使尺寸不同，阻抗也可以基本相同。例如，区域1040主要由空气填充，而区域1640主要由介电材料410填充。此外，信号导体在区域1040中比在区域1640中更宽。除了配合接触部510b相对于中间部512b的尺寸更大以外，配合接触部1318b(在图16a的横截面中不可见)可以围绕配合接触部510b，使其有效地更大。因为这些原因，s2可以大于s1，同时仍然提供基本上相同的阻抗。
当模块300和模块1000被压在一起时针对区域1040和1640建立的尺寸可能不会在当模块分离时形成的子区域1564中提供相同的期望阻抗。例如，在模块之间的分离为距离d的情况下，如图16b所示，配合接触部510b的一部分在模块1000内的任何配合接触部的外部。配合接触部510b的直径跨功能配合范围是均匀的，以使得配合接触部1318b能够啮合在配合接触部510b上的任何位置。因此，如果参考导体1010a和1010b从信号导体轴线1510b分离在区域1040中提供期望的阻抗的相同的距离s2，则阻抗会太高。因此，参考导体1010a和1010b被成形为提供小于s2的分离s3。在本实施方式中，s3也大于s1。
如图所示，距离s3由突出部1022a和1022b确定。距离s3等于s2减去突出部1022a和1022b的高度。因此，可以独立于s2设置距离s3。此外，因为不需要突出部1022a和1022b接触参考导体320a和320b，所以也可以独立于距离s1设置距离s3。如图所示，突出部1022a和1022b沿着子区域1564的整个长度延伸。在所示实施方式中，突出部1022a和1022b具有与模块300和模块1000的功能配合范围近似的长度。因此，只要模块被分离小于功能配合范围，突出部1022a和1022b的位置将限定配合接触部510b和最近的参考导体之间的分离。因此，突出部1022a和1022b的尺寸可以被选择成控制受子区域1564中的参考导体和信号导体之间的分离影响的那部分阻抗，并且不管模块300和模块1000在功能配合范围中的哪个位置配合都可以提供该阻抗。
现在转到图20a至图20d中，示出了用于说明与参考导体和接地导体相关联的参数的适当选择以及与介电材料相关联的参数的选择的影响的计算机模拟图示。这些图是时域反射计(tdr)曲线图。tdr沿信号路径发送脉冲，并且测量该脉冲的沿信号路径的不同点反射的能量在发射器处被接收回来的时间。因为反射是由阻抗变化引起的，所以所反射的能量的量表示阻抗变化的大小。接收到反射能量的时间表示沿着信号路径到出现特定阻抗变化的位置的距离。因此，绘制根据时间的接收到的能量，如图20a至图20d所示，展现了根据沿着信号路径的距离的阻抗。可以对接收到的信号进行滤波，使得曲线图表示特定频率处的阻抗。在该示例中，频率适合于非常高频率的信号，如60ghz。
在图20a所示的模拟中，迹线2010a表示当连接器被完全压在一起时沿着信号路径的阻抗。迹线2012a表示当连接器被分离其功能配合范围时的阻抗。在图示中，功能配合范围为2mm。每个迹线示出了跨配合接口区域的阻抗的某些变化。例如，阻抗在迹线2010a中下降约7欧姆，表示配合接触部例如配合接触部1318a和配合接触部1318b或因为机械或其他原因未被成形为精确地提供期望的阻抗的其他结构的影响。相比之下，迹线2012a中的阻抗尖峰上升约5欧姆，表示当连接器失配时沿着信号路径的一部分的空气而不是介电材料的影响。总的来说，在该示例中，在完全配合位置和失配位置之间可能存在约12欧姆的阻抗的变化z1。
图20b至图20d示出了在图20a的连接器模型被调整为包括阻抗补偿技术的情况下的相同类型的tdr曲线图。在图20b中，阻抗补偿技术包括从一个连接器突出到配合连接器的介电构件。该技术可以由例如突出部1042a和1042b来实现。
图20b中的迹线2010b图示了当连接器被完全压在一起时沿着信号路径的阻抗。因此，迹线2010b看起来类似于迹线2010a。迹线2012b表示连接器失配在制作迹线2012a时使用的相同距离，并且表示连接器仍处于功能配合范围内的最大失配距离。迹线2012b类似地示出了与空气邻近信号导体部失配相关联的阻抗的增大，其在完全配合位置中邻近较高相对介电常数材料。迹线2012b上的阻抗增大小于2012a上的阻抗增大，通过相对于图20a中所示的基线配置减少与信号导体邻近的空气的量来展现突出部1042a和1042b的影响。在这种情况下，阻抗的变化z2在9欧姆至10欧姆之间，比基线中减小约20％。
图20c是当图20a的基线模型被修改为包括例如如图16b所示的传导元件时的tdr曲线图，其中信号导体厚度和信号导体到参考导体间距被设置为相对于区域1040和1640补偿在连接器部分地失配时形成的子区域1564中的介电常数和导体间距的差异。例如，在该模型中包括突出部1020a、1020b、1022a和1022b。
图20c中的迹线2010c示出了当连接器被完全压在一起时沿信号路径的阻抗。因此，迹线2010c看起来类似于迹线2010a。迹线2012c代表连接器失配在制作迹线2012a和2012b时使用的相同距离。迹线2012c类似地示出了与信号导体和参考导体在失配位置中的不同位置相关联的相对于完全配合位置的增大的阻抗。迹线2012c上的阻抗的增大小于2012a上的阻抗的增大，通过减小信号导体和参考导体相对于图20a中表示的基线配置的相对位置的变化来展现突出部1020a、1020b、1022a和1022b的影响。在这种情况下，阻抗的变化z3为约8欧姆，比基线中小约33％。
图20d是当图20a的基线模型被修改为包括如图20b中表示的介电结构的修改和如图20c中的传导元件的结构的修改两者时的tdr曲线图。图20b和图20c示出了可以有利地单独使用这些技术。图20d示出了可以有利地一起使用这些技术。
图20d中的迹线2010d示出了当连接器被完全压在一起时沿信号路径的阻抗。因此，迹线2010d看起来与迹线2010a类似。迹线2012d表示连接器失配在制作迹线2012a、2012b和2012c时使用的相同距离。迹线2012d类似地示出了与在连接器被部分失配时形成的区域1542中的阻抗影响参数的值的差相关联的相对于完全配合位置的增大的阻抗。迹线2012d的阻抗增大小于2012a上的阻抗的增大，展现了阻抗补偿技术的影响，该技术解决了在区域1542中的阻抗影响参数的值相对于区域1040和1640的变化。在这种情况下，在完全配合和部分失配位置之间的阻抗变化z4为约6欧姆，比基线小约50％。
用于生成图20a至图20d时使用的模型示出了性能改进。尽管阻抗可变性改善了50％是显著的，特别是对于非常高速的连接器而言，但是这些示例并不是为了说明对可实现的性能改进的限制。应用本文展现的设计技术结合其他优化实践可以提供阻抗变化的甚至更大的降低。在一些实施方式中，例如，在完全配合至连接器被失配到功能配合范围的结束的位置之间的最大阻抗差可以大于50％，例如大于60％、70％或75％。在一些实施方式中，阻抗差可以在例如50％至75％或60％至80％的范围内。
此外，如本文所述的设计技术可以导致在操作中为通过连接器的信号路径提供可预测的阻抗的连接器。电子系统的设计者可以基于连接器的标称阻抗来设计系统的其他部分。因为连接器未完全配合而在操作中出现的与这种标称阻抗的偏离会影响整个电子系统的性能。因此，期望连接器提供在指定的操作条件下尽可能小的偏离的阻抗。在一些实施方式中，跨处于完全配合或部分失配的配置中的配合区域的阻抗偏离在一些实施方式中可以在高达60ghz的频率下为3欧姆或更小。在其他实施方式中，变化可以是4欧姆或更小或可以是2欧姆或更小。在其他实施方式中，与跨配合区域的标称阻抗的偏离可以在1欧姆至4欧姆或1欧姆至3欧姆的范围内。
还可以通过提供阻抗的逐渐变化而产生另外的益处。逐渐变化可以对信号完整性的影响比类似幅度的突然变化较小。例如，使用本文所述的技术可以减小阻抗尖峰的影响，在一些实施方式中，在0.5mm的配合区域中没有阻抗变化超过1欧姆的区段。在其他实施方式中，变化可以是2欧姆或更小或0.5欧姆或更小。在其他实施方式中，阻抗变化可以在0.5欧姆至2欧姆或0.1欧姆至1欧姆的范围内。
应当理解，根据本文所述的原理，可以设计提供阻抗控制的其他结构。图21a至图21c示出了也提供阻抗控制的针对传导元件的替选设计。在该实施方式中，信号导体的配合接触部是圆柱形管。一个连接器具有比另一连接器更小直径的管，使得较小的管装备在较大的管内。通过较小管上的向外突出部和/或较大管上的向内突出部来确保管之间的电接触。这些突出部可以延伸大于较大管和较小管之间的直径差的量。通过使管中的一个管或两个管分裂，可以在配合接触部处产生柔性以提供充分的配合接触力。如果外部较大的管被分裂，则其直径可以随着较小的管被插入而略微增加，产生提供期望的配合接触力的弹簧力。替选地或附加地，如果内部较小的管分裂，则其直径可以在其被插入较大的管中时被压缩，产生所需的弹簧力。
图21a至图21c以横截面示出了具有被成形为管的配合接触部的成对信号导体的配合接口。图21b示出了该对，其中管被并排示出在标称配合位置，该标称配合位置在所示的实施方式中使连接器被完全压在一起。图21a是从图21b中的线a-a看的，使得只有该对的信号导体中之一的配合接触部可见。图21c示出与图21a相同的图，但连接器被分离功能配合范围。
管2118a和管2118b形成用于两个传导元件的成对配合接触部。这些传导元件的中间部是不可见的，但是它们可以如上所述或以任何其他合适的方式被成形。在所示的实施方式中，管2118a和管2118b可以形成被设计用于附接至背板如背板连接器200(图1)的头部的一部分。这些管也同样可以保持在传导性的、有损的和/或介电的壳体中。
管2138a和管2138b可以形成诸如子卡连接器600(图1)的配合连接器的配合接触部。管2138a和管2138b分别附接至保持在介电壳体部2134内的传导元件2136a和2136b的端部。
在所示的实施方式中，管2138a和管2138b被保持在壳体部2134内的近端。管2138a和管2138b的其余部分从壳体部2134延伸。因此，围绕两个配合接触部的材料是空气，不管连接器的分离如何，空气都将限定对于该对的配合接触部的阻抗影响位置的有效介电常数。
每个连接器中的成对信号导体与参考导体邻近。在一些实施方式中，每对被参考导体或参考导体的组合包围。头部中的成对的管2118a和管2118b例如可以被参考导体2110包围。成对的管2138a和管2138b被参考导体2130包围。在所示的示例中，每个参考导体被表示为单个结构。这样的结构可以通过将金属片卷成管或箱或其他合适的形状来形成。在一些实施方式中，该金属片的端部可以不被固定，使得结构的尺寸可以增大或减小，这可以提供用于配合的柔性。替选地或附加地，结构中的一些结构或所有结构可以由多个件形成。例如，在图10的实施方式中，参考导体1010a和1010b一起形成围绕成对信号导体的结构。这样的结构也可以用于如图21a至图21c成形的接触部。此外，对于其他实施方式所述的技术，例如在参考导体之间并入有损材料也可以同样应用于图21a至图21c所示的传导元件。
为了在配合连接器中的传导元件之间提供配合，管2138a和管2138b分别装备在管2118a和管2118b内。参考导体2110装备在参考导体2130内。为了提供配合结构之间的柔性，以确保产生法向力以提供足够的接触力用于可靠的配合，这些管和参考导体可以被分裂。例如，管2138a和管2138b以及管2118a和管2118b可以通过将传导材料的片卷成管状形状来形成。可以使该材料的端部(未示出)不附接，使得端部可以移动以压缩或扩大管的直径。
可以替选地或附加地使用提供柔性的其他技术。例如，参考导体的一部分可以与参考导体的主体分离以类似地为柔性的。在所示的实施方式中，突出部2114被设置在参考导体2110上，用于与配合连接器中的参考导体2130进行电连接。这些突出部可以被形成为邻近参考导体2110的主体中切割的一个或更多个狭缝(未示出)。狭缝可以被布置成将承载突出部2114的参考导体2110的部分与参考导体的主体分离以形成悬臂梁。或者，参考导体的狭缝分离部分可以足以使包含突出部的参考导体的部分可变形。替选地或者附加地，可以通过突出部2114本身的变形来提供柔性接触。
不管突出部具有柔性的方式如何，图21a和图21c示出了插入到参考导体2130中的参考导体2110。突出部2114压靠参考导体2130。在所示的横截面中，两个突出部2114是可见的。应当理解，可以包括提供多个接触点的多个突出部，但是为了简单起见未进行示出。这些突出部中的一些突出部或所有突出部可以被定位成不管连接器之间的分离如何都确保接触，只要连接器被压在一起足以在连接器的功能配合范围内即可。例如，在功能配合范围为2mm的实施方式中，区域2160可以为2mm长。区域2160表示来自配合连接器的结构的可以交叠的区域。在该示例中，区域2160是来自一个连接器的参考导体2110可以被插入到另一连接器的参考导体2130中的区域。从图21a和图21c的比较可以看出，只要连接器足够靠近至一起以使突出部2114进入区域2160，就可以形成配合连接器中的传导元件之间的接触。如果连接器更靠近在一起，则参考导体2110将进一步延伸到参考导体2130中，但仍将进行电连接。
类似地，如果连接器足够靠近以在功能配合范围内，则形成针对一个连接器的信号导体的配合接触部的管将进入形成另一个连接器中的信号导体的配合接触部的管。例如，管2138b被示出为进入用作配合接触部的管2118b。至于参考导体，可以提供突出部和柔性以确保配合接触部之间的足够的配合力，以提供可靠的连接。在所示的实施方式中，管2138b具有向外指向的突出部，并且管2118b具有向内指向的突出部。此外，管中的一个管或两个管可以通过卷金属片而不固定片的端部来形成，使得当管2138b被压入管2118b中时可以将管扩展或压缩，从而产生柔性和用于可靠配合的相应的力。
在所示的实施方式中，管2138b和管2118b中的每个管均具有两个突出部，在管2138b和管2118b之间形成四个接触点。向外指向的突出部2132形成在管2138b上，并且向内指向的突出部2112形成在管2118b上。然而，应当理解，可以使用任何合适数量的突出部来形成任何合适数量的接触点。
配合接触部和参考导体的这种配置提供了其中阻抗很大程度上独立于配合连接器之间的分离距离的配合接口。例如，在图21a所示的配置中，在区域2160中，阻抗大部分由中间部2136a和2136b和参考导体2110之间的分离确定，所述分离仅略小于到参考导体2130的分离。绝缘部2134的介电常数也影响阻抗。虽然在参考导体2130和绝缘部2134之间存在将一些空气引入阻抗影响位置的间隙2150，但是间隙2150相对较窄，使得填充间隙的空气和绝缘部2134的介电常数之间的介电常数差可以在关注的频率范围上对阻抗具有可忽略的影响。间隙2150例如可以在0.2mm或更小的数量级上。在一些实施方式中，间隙2150可以具有大约0.1mm或更小数量级的宽度，并且可以例如为绝缘部2134的宽度的10％或更小。
当连接器配合并且参考导体2110进入间隙2150时，对来自该间隙的空气的代替对于将中间部2136a和2136b与参考导体2130分离的材料的有效介电常数可以仅有可忽略的影响。因此，在图21a至图21c的实施方式中，由配合连接器被部分地失配而不是完全配合而产生的介电材料的相对位置的变化不影响区域2160中的阻抗。
当参考导体2110进入2150时，当连接器完全配合时，参考导体2110比参考导体2130更靠近中间部2136a和2136b。然而，如在完全配合和部分失配位置之间，中间部2136a和2136b与最近的参考导体之间的距离的变化相对较小，为该分离的百分比，使得完全配合和部分失配的位置之间的阻抗的任何变化同样小。
在区域2140中，阻抗部分地由参考导体2110和诸如信号导体2118b的信号导体之间的间距决定。此外，分离信号导体和参考导体的材料的介电常数也可以影响该区域中的阻抗。在该实施方式中，这些导体被空气分离。通过比较图21a和图21c，可以看出，这些阻抗影响关系不管连接器是完全配合还是部分失配都是相同的。因此，在完全配合和部分失配位置之间，区域2140中的阻抗存在可忽略的变化。因此，在两个区域2140和区域2160中，在完全配合和部分失配位置之间存在相对较小的阻抗变化。这些区域中的设计参数的值可以被选择成提供与互连系统的期望值匹配的阻抗。两个区域中的阻抗可以是相同的。然而，这不是本发明的要求。
在部分失配位置中形成在区域2140和区域2160之间的区域2152可以被设计为具有接近区域2140和区域2160中的任一个或两者的阻抗的阻抗。在一些实施方式中，在部分失配的位置处，区域2152中的阻抗可以在区域2140的阻抗和区域2160的阻抗之间。例如，当连接器被分离连接器的功能工作范围时，该值可以在区域2140中的阻抗和区域2160中的阻抗之间。
在所示的实施方式中，例如在图21c中，区域2150中的阻抗可以部分地由参考导体2110和信号导体的配合接触部2138b之间的间距决定。分离这些导体的电介质是也可以影响阻抗的空气。如图所示，如果连接器被分离小于功能配合范围，则不管连接器之间的分离的量如何，配合接触部2138b和参考导体2110都完全跨区域2152延伸。因此，独立于分离保持这些传导结构之间的阻抗影响关系。类似地，不管分离如何，相对于这些结构的阻抗影响位置处的电介质都是空气。因此，不管连接器之间的分离如何，区域2152中的阻抗都可以是恒定。因此，跨配合区域的三个所示的子区域，图21a至图21c的实施方式不管连接器之间的分离如何都提供了阻抗的很小变化或没有变化。
尽管上面描述了传导元件、壳体和屏蔽构件的特定配置的细节，但是应当理解，这些细节仅为了说明的目的而提供，因为本文公开的概念能够以其他方式实现。在这方面，因为本公开内容的各方面不限于附图中示出的特定组合，所以可以以任何合适的组合使用本文所述的各种连接器设计。
因此已经描述了几个实施方式，应当理解，本领域技术人员可以容易地想到各种改变、修改和改进。这些改变、修改和改进旨在在本发明的精神和范围内。因此，上述说明和附图仅作为示例。
可以对本文所示和所述的说明性结构进行各种改变。例如，描述了用于改进电互连系统的配合接口处的信号质量的技术的示例。这些技术可以单独使用或以任何合适的组合使用。此外，连接器的尺寸可以从所示的尺寸增大或减小。此外，除了明确提到的材料以外的材料可以用于构造连接器。作为另一示例，列中具有四个差分信号对的连接器仅用于说明性目的。在连接器中可以使用任何所需数量的信号导体。
互连系统中形成可分离接口的许多类型的部件可能会出现与跨配合接口区域的阻抗变化或根据配合部件的分离而从标称值或设计值的偏离相关联的问题。可以将诸如电子系统中的用于将子卡连接到背板的可分离连接器用作可能出现该问题的示例。然而，应当理解，使用连接器是示例性的而不是限制本发明。类似的技术可以与插座一起使用，该插座可以安装到印刷电路板并且形成到诸如半导体芯片的部件的可分离接口。替选地或附加地，在连接器、插座或其他部件附接至印刷电路板的地方可以应用这些技术。虽然这些部件不旨在于电子系统的正常操作期间与印刷电路板分离，但是在工作期间部件的分离受到其作为单独的部件制造然后被一起组合在接口处产生的部件的相对定位的影响。
也可以变化制造技术。例如，描述了通过将多个晶圆组织到加强件上而形成子卡连接器600的实施方式。可以通过将多个屏蔽件和信号插座插入模制壳体中而形成等同的结构。
此外，已经描述了两个配合部件的完全配合位置和部分分离位置之间的阻抗的变化。在一些情况下，该完全配合位置具有抵靠配合部件的壳体的一个部件的壳体。应当理解，不管设计的配合位置中的部件之间的设计分离如何，本文描述的原理都是适用的。例如，连接器部件可以被设计成具有其中部件被分离2mm的配合位置。如果分离更多或更少，在没有如本文所述的技术的情况下，阻抗会与设计的配合位置的阻抗不同，导致影响性能的阻抗不连续性。
作为另一示例，描述了由模块形成的连接器，模块中的每个模块包含一对信号导体。每个模块不一定正好包含一对，或者连接器中的所有模块中的信号对的数量不一定相同。例如，可以形成2对或3对模块。此外，在一些实施方式中，可以形成在单端或差分对配置中具有两个、三个、四个、五个、六个或更多数量的行的核心模块。在连接器被晶圆化的实施方式中的每个晶圆或每个连接器可以包括这样的核心模块。为了制造具有比在基本模块中所包括的行更多的行的连接器，可以将附加模块(例如，各自具有较小数量的对，诸如每个模块单对)耦接至核心模块。
此外，虽然参照具有直角配置的子板连接器示出和描述了许多创造性方面，但是应当理解，本公开内容的各方面不受限于此，因为本发明构思中的任何发明构思，无论是单独或与一个或更多个其他发明构思组合都可以用于其他类型的电连接器，例如背板连接器、电缆连接器、堆叠连接器、夹层连接器、i/o连接器、芯片插座等。
在一些实施方式中，接触尾部被示出为压配合“针眼”的柔性部，其被设计成装备在印刷电路板的通孔内。然而，因为本公开内容的各方面不限于使用用于将连接器附接至印刷电路板的任何特定机构，所以也可以使用其他配置，例如表面安装元件、弹簧接触部、可焊接引脚等。
本公开内容不限于以下描述和/或附图中阐述的部件的布置或构造的细节。仅为了说明的目的提供了各种实施方式，并且本文描述的概念能够以其他方式被实践或执行。此外，本文使用的措词和术语是为了描述的目的，不应被视为限制。本文使用“包括(including)”、“包括(comprising)”、“具有”、“含有”或“涉及”及其变体意在包括其后列出的项(或其等同物)和/或作为附加项。
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