电连接器以及电气组件的制作方法
【专利摘要】本申请提供一种电连接器以及电气组件。在一个实例中，电连接器包括第一对导体、第二对导体、至少部分地隔离所述第一对导体与所述第二对导体的电磁干扰(EMI)吸收材料、以及至少部分地包绕第一对导体和第二对导体中的至少一者的导电屏蔽构件，该屏蔽构件被构造为主要通过反射来衰减电磁场。所述第一和第二对导体中的每一对导体均限定差分对或信号导体/接地导体对中的一者。所述EMI吸收材料可被构造为主要通过吸收来衰减因经由所述第一对和第二对导体中的一对导体传输电信号所产生的电磁场以降低所述电磁场对于所述第一对和第二对导体中的另一对导体的所述电磁干扰。
【专利说明】电连接器以及电气组件
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电连接器和电连接器组件。
【背景技术】
[0002]电连接器可允许电路板上的集成电路连接到电缆或电子装置。当电信号传送到电路板/从电路板传送电信号时，这些信号通过电连接器的导体来传送。在一些实例中，当信号线密度相对较低时，不难形成电气互连。此外，当设计用于相对较慢数据速率应用的连接器时，对信号完整性的关注非常少。然而，设备制造商和消费者总是不断要求更高的信号线密度和更快的数据速率。
[0003]已经开发出可用于高速电路(如，具有至少5GHz的传输速率的电路)的具有相对较高信号线密度的电连接器。然而，在使用较高信号线密度和较快数据速率的情况下，信号完整性可因例如电路之间增加的干扰而受到不利影响。可用的高速互连解决方案可为复杂的，使用对于即使小的制造变化都很敏感的精密制造组件设计，因此成本高且难以制造。
【发明内容】
[0004]一般来讲，本发明涉及电连接器，其包括电磁干扰(EMI)吸收材料以降低电连接器的相邻信号导体之间的串扰。例如，可提供EMI吸收材料以主要通过吸收来衰减因经由电连接器内的一个或多个信号导体传输电信号所产生的电磁场。在一些实例中，电磁场的衰减可降低串扰或者与经由电连接器内的导体传输电信号相关的其他干扰，由此来提高在整个相应电连接器上传输的信号的完整性。
[0005]在一个实例中，本发明涉及电连接器，其包括第一对导体；第二对导体；至少部分地隔离第一对导体与第二对导体的电磁干扰(EMI)吸收材料，以及至少部分地包绕第一对导体和第二对导体中的至少一者的导电屏蔽构件，该屏蔽构件被构造为主要通过反射来衰减电磁场，其中第一对和第二对导体中的每一对导体限定差分对或信号导体/接地导体对中的一者。EMI吸收材料被构造为主要通过吸收来衰减因经由第一对和第二对导体中的一对导体传输电信号所产生的电磁场以降低电磁场对于第一对和第二对导体中的另一对导体的电磁干扰，并且由EMI吸收材料提供的相应导体之间的电磁场的任何衰减百分比均小于由隔离第一对导体与第二对导体的EMI吸收材料提供的电磁场的衰减百分比。
[0006]在另一个实例中，本发明涉及电气组件，其包括第一电连接器；与第一电连接器相配合的第二电连接器；第一对导体和第二对导体，其中第一对和第二对导体中的每一对导体均限定差分对或信号导体/接地导体对中的一者；在第一连接器与第二电连接器相配合时至少部分地隔离第一对导体与第二对导体的电磁干扰(EMI)吸收材料；以及至少部分地包绕第一对导体和第二对导体中的至少一者的导电屏蔽构件，该屏蔽构件被构造为主要通过反射来衰减电磁场。EMI吸收材料被构造为主要通过吸收来衰减因经由第一对和第二对导体中的一对导体传输电信号所产生的电磁场以降低电磁场对于第一对和第二对导体中的另一对导体的电磁干扰，并且由EMI吸收材料提供的相应导体之间的电磁场的任何衰减百分比均小于由隔离第一对导体与第二对导体的EMI吸收材料提供的电磁场的衰减百分比。
[0007]在另一个实例中，本发明涉及电连接器，其包括第一对导体，所述第一对导体包括至少部分地由第一接地屏蔽包绕的第一导体以限定第一信号导体/接地导体对；隔离第一导体与第一接地屏蔽的第一介电层；第二对导体，所述第二对导体包括至少部分地由第二接地屏蔽包绕的第二导体以限定第二信号导体/接地导体对；隔离第二导体与第二接地屏蔽的第二介电层；以及包绕第一和第二对导体的电磁干扰(EMI)吸收材料。
[0008]在另一个实例中，本发明涉及电连接器，其包括第一多个导体；邻近第一多个导体的第二多个导体；电磁干扰(EMI)吸收材料；和接地屏蔽构件，其中第一多个导体和接地屏蔽构件形成第一多个信号导体/接地导体对并且第二多个导体和接地屏蔽构件形成第二多个信号导体/接地导体对。第一多个导体和第二多个导体由接地屏蔽构件和EMI吸收材料来隔离，并且第一多个导体中的各个导体彼此由EMI吸收材料来隔离。
[0009]在另一个实例中，本发明涉及如下方法，其包括经由本发明所述的电连接器和电连接器组件中的一个或多个来传输数据。经由本发明的电连接器和电连接器组件的数据传输可包括经由电连接器和电连接器组件中的一个或多个导体的电信号传输。
[0010]本发明的一个或多个实施例的细节在附图和以下【具体实施方式】中说明。通过【具体实施方式】和附图以及权利要求书，本发明的其他特征、目标和优点将显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为示出实例电连接器的概念框图。
[0012]图2A-2E为示出包括EMI吸收材料的多种实例电连接器构型的示意图。
[0013]图3为示出包括EMI吸收材料的另一个实例电连接器构型的示意图。
[0014]图4为示出包括EMI吸收材料的另一个实例电连接器构型的示意图。
[0015]图5为示出实例多层屏蔽和EMI吸收材料构型的示意图。
[0016]图6和7为分别示出不具有和具有EMI吸收材料的实例电连接器的示意图。
[0017]图8A和8B为示出从图6和7的实例电连接器上执行的仿真中获得的S参数测量值相对信号频率的曲线图。
【具体实施方式】
[0018]图1为示出实例电连接器10的概念框图。电连接器10包括至少部分地位于电连接器18的外部壳体18内的第一对导体12和第二对导体14。一般来讲，电连接器10可用于将两个或更多个电路彼此电连接在一起。电连接器10可将两根或更多根电线或电缆中的导体彼此电连接在一起，或者可将一根或多根电线或电缆电连接到电气端子。电连接器10可提供两个或更多个电路之间的永久性或临时性连接。
[0019]电连接器10并不限于任何特定类型的电连接器构型或标准，而且可为任何合适的电连接器，所述电连接器包括两对或更多对导体以用于传送电信号，由此例如在整个电连接器10上传输数据。在一个实例中，电连接器10可被构造为背板连接器。在其他实例中，其可为电路板到电路板或者电缆到电路板的连接器。在一些实例中，电连接器10可支持高于大约10Gb/s的数据传送速率，例如，介于大约10Gb/s和大约20Gb/s之间的速率。此夕卜，尽管电连接器10示为包括两对导体12和14，但本发明的实例并不限于此。在一些实例中，电连接器10可包括不止两对导体，例如三对、四对、五对、或多于五对导体。
[0020]电信号可传送穿过每对导体12和14以经由电连接器10来传输数据。在一些实例中，第一对导体12和第二对导体14中的每一对均可被构造为差分对或信号导体/接地导体对。例如，第一对导体12和第二对导体14可限定差分对或信号导体/接地导体对，或者第一对导体12可限定差分对并且第二对导体16可限定信号导体/接地导体对。
[0021]对于其中第一对导体12和/或第二对导体14限定差分导体对的情况而言，差分导体对可允许采用差分信号传输技术来经由电连接器10传输数据。差分信号传输涉及通过一对导体传输两个互补信号，并且可用于模拟信号传输和数字信号传输。可通过接收装置来接收传导的电信号，所述接收装置读取例如由导体12和/或14中的相应导体传送的两个信号之间的电压差。
[0022]作为另外一种选择，对于其中第一对导体12和/或第二对导体14限定信号导体/接地导体对的情况而言，信号导体/接地导体对可允许采用单端信号传输来经由电连接器10传输数据。单端信号传输涉及使用导体对中的一个导体来传送表征数据信号的可变电压同时另一个导体接地以充当参考电压。可基于接地导体的参考电压来读取信号导体所传送的电压变化。
[0023]无论第一对导体12和第二对导体14限定差分对还是信号导体/接地导体对，均可在第一对导体12和第二对导体14之间经历串扰。串扰可被定义为一个导体(在一些情况下称为“受扰导体”)因暴露于流过另一个导体(在一些情况下称为“侵扰导体”)的能量所产生的电磁场而被感应的任何无用信号。在图1的实例中，在通过电连接器10传输数据的过程中，在第一对导体12中的导体内流动的能量可产生电磁场，所述电磁场在第二对导体14中的一个或两个导体内感应出无用信号,反之亦然。
[0024]受扰导体可经受的串扰水平可与下述因素直接相关:侵扰导体所传送的变化信号的电压随时间变化的斜率、以及受扰导体相对侵扰导体的接近度。在其中信号可以高速率(如，高于10Gb/s)切换并且信号导体可被布置为彼此相对较为靠近(如，小于2mm的间距)的高速数字通信应用中，串扰水平可超过驱动信号水平的20%以上的水平。
[0025]在一些实例中，为了解决此串扰现象，可在相邻信号线之间提供接地屏蔽导体。此行为的目的在于提供电场线的端接表面以降低与受扰导体的电容耦合以及提供接地电流返回路径以有助于消除与受扰导体的磁场耦合。在一些情况下，这种屏蔽可实际上消除侵扰导体和受扰导体之间的电容耦合。然而，如果所使用的导体结构(例如同轴结构)不能精确地消除或阻断由侵扰导体产生的磁场形式，则仍可通过受扰导体观察到磁感应串扰。因为对于产生实际上完美的信号-地消除或禁闭结构存在较少选择，则可能有利的是衰减逸出屏蔽结构的任何时变磁场，以进一步地降低对于邻近受扰导体的串扰。
[0026]根据本发明的一个或多个实例，如图1所示，电连接器10还可包括电磁干扰(EMI)吸收材料16。EMI吸收材料16可将电连接器10内的第一对导体12和第二对导体14彼此至少部分地隔离。当相对于第一对导体12和第二对导体14进行设置时，EMI吸收材料16可衰减因经由第一对和第二对导体12、14中的一对导体传输电信号所产生的电磁场，以降低电磁场对于第一对和第二对导体12、14中的另一对导体产生的电磁干扰。例如，EMI吸收材料16可衰减因能量流过第一对导体12中的一个或多个导体产生的电磁场，由此降低所产生的电磁场对于第二对导体14引起的电磁干扰，反之亦然。以此方式，EMI吸收材料16可降低第一对导体12和第二对导体14之间的串扰。
[0027]EMI吸收材料16可主要通过吸收所产生的电磁场来衰减由第一对导体12和/或第二对导体14产生的电磁信号。与这种机制形成对照的是，屏蔽材料可主要反射电磁场而非吸收电磁场。如将在下文所述，在一些实例中，这种屏蔽材料可与EMI吸收材料16结合使用以降低第一对导体12和第二对导体14之间的干扰。在任何情况下，EMI吸收材料16可衰减因经由第一对导体12和/或第二对导体14传输电信号所产生的电磁场，由此可例如通过降低或基本上消除由“侵扰导体”的电磁场在“受扰导体”内感应的无用信号来降低相应对之间的干扰。
[0028]EMI吸收材料16可为任何合适的材料，所述材料能够主要通过吸收来衰减由流过第一对导体12和/或第二对导体14中的一个或两个导体的能量所产生的电磁场。在一些实例中，EMI吸收材料16可具有如下介电材料，所述介电材料具有大于I的磁导率并且具有不可忽略不计的磁损耗角正切。不可忽略不计的磁损耗角正切可指大于大约0.1的损耗角正切值。EMI吸收材料16可具有类似于电子应用中所用的电解质的介电常数(如，大于大约2的值)以及相对较高的电阻率(如，大约100欧姆/平方或更大的值)。
[0029]实例EMI吸收材料包括但不限于铁磁材料，如铁氧体材料。铁酸盐材料可由包括Fe2O3和/或Fe3O4以及其他金属氧化物的非导电铁、氧化物化合物形成。在一些实例中，EMI吸收材料16可被形成为聚合物树脂层，所述聚合物树脂层包括粘结在树脂材料内的铁磁体粉末。在一些实例中，EMI吸收材料16的组成和结构可被选择为吸收一个或多个频率的电磁波，所述一个或多个频率的电磁波通常与第一对导体12和/或第二导体流在以预定速率传输数据的过程中所产生的电磁场相关。
[0030]EMI吸收材料16可具有单层或多层结构。在一些实例中，EMI吸收材料16可包括具有不同组成的多个层。层的不同组成可被选择为吸收不同频率的电磁波。这样，复合的EMI吸收材料16相比于单一的EMI吸收材料而言可吸收较宽频率范围的电磁波。如将在下文所述，在一些实例中，可将EMI吸收材料16的一个或多个层与屏蔽材料的一个或多个层相结合以提供如下复合结构，所述复合结构吸收和反射电磁波以衰减由电信号在第一对导体12和/或第二对导体14内的传输所产生的电磁场，由此降低相应对之间的干扰。
[0031]当设置在电连接器10内时,EMI吸收材料16可至少部分地隔尚第一对导体12和第二对导体14。在一些实例中，EMI吸收材料16可直接地设置在第一导体对12和第二导体对14之间以隔离第一导电对12和第二导电对14。一般来讲,EMI吸收材料16相对于第一对导体12和第二对导体14的位置可允许EMI吸收材料16衰减由第一对导体14所产生的电磁场的全部或一部分，由此降低第二对导体14内的BO干扰，反之亦然。在一些实例中，EMI吸收材料16可至少部分地或基本上完全地包绕第一对导体12以及第二对导体14。在其中EMI吸收材料16基本上完全包绕一对导体的构型中，EMI吸收材料16可吸收来自基本上所有方向的电磁场。这种构型可用于电连接器10包括不止两对导体的实施例中，其中可从电连接器10内的不同方向产生多个不同的电磁场。
[0032]如将在下文所示，电连接器10还可包括隔离形成一对导体的各个导体的介电绝缘体材料。介电绝缘体材料可将EMI吸收材料16与第一对导体12和第二对导体14中的每个导体隔离。用于包绕各个导体的实例介电绝缘体材料包括但不限于树脂，例如液晶聚合物(LCP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸环己二甲酯(PCT)、和高温尼龙(HTN)。
[0033]如本文所述，EMI吸收材料16因衰减电磁场而提供的降低干扰可取决于多个因素，例如，经由第一和第二对导体传输数据的速率以及导体对之间的接近度。在一些实例中，可利用第一对导体和/或第二对导体14以大于lGb/s的速率传输数据。在这种实例中，可将EMI吸收材料16设置在电连接器10内以在数据传输的过程中将第一和第二对导体12、14之间的串扰水平降低至少3dB。在一些实例中，当第一对导体12与第二对导体14的距离在大约6毫米(mm)之内(例如，在大约4mm之内或者在大约2mm和大约0.5mm之间)时，可提供这种降低水平。
[0034]在一些实例中，EMI吸收材料16并不隔离形成电连接器10内的导体对的相应导体。例如，第一对导体12可在限定第一对导体12的相应导体之间基本上不含EMI吸收材料16。在一些情况下，仅上述介电材料可隔离相应导体。在其他实例中，可在导体对中的相应导体之间的某个水平处提供EMI吸收材料16。然而，在各个构型中，由EMI吸收材料提供的相应导体之间的电磁场的任何衰减小于由隔离第一对导体与第二对导体的EMI吸收材料提供的电磁场的衰减。
[0035]如上文所述，在一些实例中，电连接器10可任选地包括由电磁屏蔽材料形成的屏蔽构件。屏蔽构件可对于因电信号经由第一对和第二对导体12、14中的一对导体的传输所产生的电磁场提供额外的衰减，以降低电磁场对于第一对和第二对导体12、14中的另一对导体的电磁干扰。与主要通过吸收来衰减电磁场的EMI吸收材料16不同，由电磁屏蔽材料形成的屏蔽构件可主要通过反射电磁场来衰减所产生的电磁场。在一些实例中，可将这种屏蔽材料与EMI吸收材料16相结合，这样所提供的总体电磁场衰减的水平高于单独由屏蔽材料和EMI吸收材料16提供的衰减水平。
[0036]如上文所述，在一些实例中，屏蔽材料可与EMI吸收材料一起提供以形成多层结构。在一些实例中，屏蔽材料可设置在包绕第一对导体12的EMI吸收材料16的外面。在这种构型中，因信号经由一对导体中的一个或多个导体的传输所产生的任何电磁波可被屏蔽材料反向反射到EMI吸收材料例如以供EMI吸收材料16进一步地吸收，而不允许电磁场干扰第二对导体14。除此之外或作为另外一种选择，屏蔽材料可设置在电连接器10内的一对导体与EMI吸收材料16之间。可提供主要通过反射的屏蔽材料，以将电磁场容纳在产生电磁场的导电对内以及将相同导体对与任何外部电磁场(例如由电连接器10中的另一个导体对产生的电磁场)屏蔽开。
[0037]实例电磁屏蔽材料可包括导电材料(例如，具有大于IX 106S/m的电导率的材料)，例如Cu、Al、或具有任何合适电导率的其他金属、以及它们的合金。在一些实例中，屏蔽材料可包括镀Ni的Cu材料并且可包括Sn、SnPb、或贵金属的镀层。
[0038]在一些实例中，电连接器10可由两个或更多个结构形成，所述两个或更多个结构被构造为彼此相配合以形成电连接器组件。例如，电连接器10可包括第一凸型电连接器和第二凹型电连接器，其中第一凸型电连接器包括多个销轴导体，所述多个销轴导体被构造为接纳在限定于第二电连接器中的相应插座内。对于其中电连接器10包括多个可连接结构的实例而言，相应结构彼此可永久性或临时性地配合在一起。当相应结构彼此相配合时，电连接器10限定由EMI吸收材料16至少部分地隔离的第一对导体12和第二对导体14，如上文所述。
[0039]在一些实例中，电连接器10的相应结构可包括EMI吸收材料16的基本上全部、一部分、或基本上不包括EMI吸收材料16。例如，对于处于非配合构型的两个连接器组件，第一连接器可包括EMI吸收材料16的基本上全部并且第二连接器可基本上不包括EMI吸收材料16。作为另外一种选择，第一连接器和第二连接器中的每一个可包括EMI吸收材料16的部分。无论情况如何，这两个连接器在彼此相配合时均限定由EMI吸收材料16隔离的第一和第二对导体12、14，所述EMI吸收材料16呈现如下构型:其被构造为主要通过吸收来衰减因经由第一对和第二对导体12、14中的一对导体传输电信号所产生的电磁场，以降低电磁场对于第一对和第二对导体12、14中的另一对导体的电磁干扰，反之亦然。除了 HMI吸收材料16之外，形成电连接器10的电连接器可包括类似形式的电磁屏蔽材料。在一些实例中，没有一个单独连接器包括具有能够根据需要来衰减所产生的电磁场的数量或构型的EMI吸收材料16或者EMI吸收材料16和屏蔽材料的组合。相反，电连接器部分仅以配合构型才能形成电连接器10，由此通过吸收或者吸收和反射来衰减所产生的电磁场，以将电连接器10内的干扰降至所需水平，如本文所述。
[0040]图2A-2E为示出包括EMI吸收材料16的多种实例电连接器构型的示意图。每个实例连接器均以沿着基本上垂直于实例连接器中的导体的纵向轴线的平面的横截面视图示出。为了便于阐述，示出的实例主要包括两对导体。然而，这些实例构型可在包括两对或更多对导体的任何电连接器中来实施。
[0041]如将在下文所述，每个实例电连接器均包括至少两对彼此由EMI吸收材料16至少部分地隔离的导体，其中每对导体限定信号导体/接地导体对或差分对。按照本文的提供，EMI吸收材料16被构造为主要通过吸收来衰减因经由第一对和第二对导体中的一对导体传输电信号所产生的电磁场，以降低电磁场对于第一对和第二对导体中的另一对导体的电磁干扰。就EMI吸收材料衰减形成任何实例构型中的导电对的相应导体之间的电磁场而言，该衰减百分比小于由隔离一对导体和另一对导体的EMI吸收材料所提供的电磁场的衰减百分比。
[0042]如图2A所示，电连接器20包括导体22、24、26、和28。导体22和24限定第一对导体25并且导体26和28限定第二对导体29。具体地讲，导体22和24、以及导体26和28可各自被构造为信号导体，在这种情况下，电连接器20可包括两个差分导体对。作为另外一种选择，导体22和导体24中的一者可被构造为信号导体并且导体22和导体24中的另一者可被构造为接地导体以限定信号导体/接地导体对。相似地，在一些实例中，导体26和导体28中的一者可被构造为信号导体并且导体26和导体28中的另一者可被构造为接地导体以限定信号导体/接地导体对。
[0043]电连接器20还包括介电绝缘材料30，所述介电绝缘材料30将第一对25和第二对29中的各个相应导体彼此隔离并且还将EMI吸收材料与导体22、24、26、和28隔离。EMI吸收材料16包绕导体22和24以包封由导体22和24限定的第一导电对25。EMI吸收材料16还包绕导体26和28以包封由导体26和28限定的第二导电对29。如图所示，EMI吸收材料将由导体22和24限定的第一导体对25与由导体26和28限定的第二导体对29至少部分地隔离。在这种构型中，EMI吸收材料可衰减因经由限定第一导体对25的导体22和24传输电信号所产生的电磁场，由此降低电磁场对于由导体26和28限定的第二导体对29所产生的干扰，反之亦然。
[0044]尽管在图2a中电连接器20示为在导体26和28之间以及在导体22和24之间不包括EMI吸收材料16，但在其他实例中，EMI吸收材料16可设置在导体22和24之间和/或导体26和28之间。然而，在具有这种构型的一些实例中，就EMI吸收材料衰减形成导电对的相应导体(如，导体22和24)之间的电磁场而言，该衰减百分比小于由隔离一对导体(如，导体22和24)和另一对导体(如，导体26和28)的EMI吸收材料所提供的电磁场的衰减百分比。即，在其中EMI吸收材料16设置在导体22和24之间的实例中，就导体22和24之间的EMI吸收材料衰减电磁场而言，这种衰减百分比小于隔离由导体22和24形成的导体对与由导体26和28形成的导体对的EMI吸收材料16所提供的电磁场的衰减百分比。
[0045]示于图2B中的电连接器32包括导体22、24、26、和28、介电材料30、以及EMI吸收材料16，并且可基本上类似于电连接器20 (图2A)。然而，在电连接器32中，EMI吸收材料16包括包绕相应导体对25和29的两个单独部分。EMI吸收材料16的部分各自被介电绝缘材料34包绕，所述介电绝缘材料34还用于隔离HMI吸收材料16的两个部分。介电绝缘材料34可为任何合适的介电绝缘材料(例如，上文所述的那些材料)并且可为介电材料30的相同或不同组合物。
[0046]示于图2C中的电连接器36包括导体22、24、26、和28、介电材料30、以及EMI吸收材料16，并且同样可基本上类似于电连接器20 (图2A)。然而，在电连接器36中，屏蔽材料38包绕第一对导体25和第二对导体29，并且设置在导体22、24、26、28与EMI吸收材料16之间。屏蔽材料38可为任何合适的电磁屏蔽材料，例如，上文所述的那些材料。按照本文的提供，屏蔽材料38可主要通过反射来衰减因电信号经由第一对导体25的传输所产生的电磁场，以降低电磁场对于第二对导体29的电磁干扰，反之亦然。这种衰减可补充由EMI吸收材料提供的衰减(其可主要通过吸收而非通过反射来衰减所产生的电磁场)。在一些实例中，屏蔽材料38可接地并且可用作一个或多个信号导体的参考导体以限定一个或多个信号导体/接地导体对。
[0047]示于图2D中的电连接器40包括导体22、24、26、和28、介电材料30、EMI吸收材料16、以及屏蔽材料38，并且可基本上类似于电连接器36 (图2D)。然而，在电连接器40中，EMI吸收材料16包括包绕相应导体对25和29的两个单独部分((类似于电连接器32 (图2B))。EMI吸收材料16的部分各自被介电绝缘材料42包绕，所述介电绝缘材料42还用于隔离EMI吸收材料16的两个部分。介电绝缘材料42可为任何合适的介电绝缘材料(例如，上文所述的那些介电绝缘材料)，并且可为介电材料30的相同或不同组合物。
[0048]不于图2E中的电连接器44包括第一多个导体45、第二多个导体47、介电材料30、EMI吸收材料16、以及屏蔽材料38。屏蔽材料38可为接地的，以使得第一多个导体45中的各个导体与屏蔽材料38的相邻部分限定信号导体/接地导体对。相似地，第二多个导体47中的各个导体与屏蔽材料38的相邻部分可限定信号导体/接地导体对。作为另外一种选择，第一多个导体45可限定两个差分导体对。相似地，第二多个导体47可限定两个差分导体对。
[0049]在图2E所示的构型中，至少部分地由第一多个导体45限定的每个导体对与至少部分地由第二多个导体47限定的每个导体对由EMI吸收材料16以及屏蔽材料38隔离。这样，EMI吸收材料16和/或屏蔽材料38可衰减因经由第一多个导体45传输电信号所产生的电磁场，以降低所产生的电磁场对于至少部分地由第二多个导体47限定的一个或多个导体对的干扰，反之亦然。还可设想到其中不存在屏蔽38的连接器44的替代实例。
[0050]图3为示出包括EMI吸收材料16的另一个实例电连接器46的示意图。为清楚起见，电连接器46以沿着基本上垂直于导体48、50的纵向轴线的平面截取的横截面视图示出。
[0051]电连接器46包括导体48和50、介电绝缘材料30、屏蔽材料38、以及EMI吸收材料16。介电绝缘材料30包绕导体48和导体50中的每一个。屏蔽材料38包括两个单独部分，所述两个单独部分各自包绕导体48和导体50中的一者以及包绕相应导体的介电材料30。在每种情况下，屏蔽材料38可为接地的。这样，导体48和包绕导体48的屏蔽材料38部分可限定信号导体/接地导体对，并且导体50和包绕导体50的屏蔽材料38部分也可限定信号导体/接地导体对。由导体48、导体50与接地屏蔽材料38限定的每个信号导体/接地导体对均被EMI吸收材料16包绕。
[0052]如图所示，电连接器46包括导体48，所述导体48由接地屏蔽38的第一部分包绕以形成限定信号导体/接地导体对的导体对。介电材料30将导体48与接地屏蔽38的第一部分隔离开。相似地，电连接器46包括导体50，所述导体50由接地屏蔽38的第二部分包绕以形成限定信号导体/接地导体对的导体对。尽管导体48和50各自被示为完全由屏蔽材料38的相应部分包绕，但在一些实例中，屏蔽材料38可仅部分地包绕导体48和50中的一者或两者。介电材料30将导体50与接地屏蔽38隔离开。电连接器46还包括EMI吸收材料16，所述EMI吸收材料16包绕由导体48、50与屏蔽材料38限定的第一和第二对导体。
[0053]在电连接器46中，EMI吸收材料16至少部分地隔离由导体48、50与屏蔽材料38限定的相应导体对。按照本文的构造，在经由信号导体/接地导体对中的一者或两者传输电信号的过程中，EMI吸收材料16可主要通过吸收来衰减源自电信号传输的电磁场，由此降低相对相应导体对之间的干扰。在一些情况下，电连接器46内的电磁场可由屏蔽材料38主要通过反射来进一步地衰减，以进一步地降低相应导体对之间的干扰。
[0054]图4为示出包括EMI吸收材料16的另一个实例电连接器52的示意图。电连接器52包括第一多个导体45、第二多个导体47、介电材料30、EMI吸收材料16、和屏蔽材料38。第一多个导体45和第二多个导体47各自布置成彼此相邻的带状线构型。第一多个导体45和第二多个导体47由EMI吸收材料16和屏蔽材料38隔离开。屏蔽材料38可为接地的，以使得第一和第二多个导体45、47中的相应导体与屏蔽材料38限定信号导体/接地导体对。
[0055]如图所示，电连接器52的构型可基本上类似于图2E所示的电连接器44的构型。然而，与电连接器44 (图2E)的构型不同，第一多个导体45和第二多个导体47中的每一者的相应导体彼此由EMI吸收材料16的部分隔离开。按照本文的构造，在经由通过电连接器52限定的信号导体/接地导体对中的一者或两者传输电信号的过程中，EMI吸收材料16可主要通过吸收来衰减源自电信号传输的电磁场，由此降低电连接器52中的其他导体对之间的干扰。在一些情况下，电连接器52内的电磁场可由屏蔽材料38主要通过反射来进一步地衰减，以进一步地降低相应导体对之间的干扰。
[0056]图5为示出包括屏蔽材料38和EMI吸收材料16的实例多层构型54的示意图。如上文所述，在一些实例中，可使用EMI吸收材料16和屏蔽材料38的组合来代替仅EMI吸收材料16，例如，以至少部分地隔离电连接器中的两对或更多对导体。EMI吸收材料16和屏蔽材料38的组合可用于衰减电连接器内产生的电磁场。在操作中，EMI吸收材料16可主要通过吸收来衰减因经由一对导体传输电信号所产生的电磁场，而屏蔽材料38可主要通过反射来衰减因经由一对导体传输电信号所产生的电磁场。在一些实例中，EMI吸收材料16和屏蔽材料38的组合所提供的电磁场的衰减程度可高于由每种材料单独提供的电磁场的衰减程度。
[0057]在图5所示的实例中，多层构型54包括由EMI吸收材料16隔离开的两层屏蔽材料38。然而，可设想到其他构型。在一些实例中，可通过屏蔽材料38隔离开两层EMI吸收材料16，或者可将单层EMI吸收材料16与屏蔽材料层相组合，所述屏蔽材料层位于相对由EMI吸收材料16层包绕的一对导体而言的前侧和/或背侧。在一些实例中，通过在EMI吸收材料16的背侧包括一层或多层屏蔽材料38，未被EMI吸收材料16层吸收的电磁波可由屏蔽材料38反射回EMI吸收材料16层以供EMI吸收材料16进一步地吸收。实例并不限于两层或三层构型，而且可在EMI吸收材料16和屏蔽材料38上包括任何合适数量的呈交替构型的层。
[0058]如图5所示，在一些实例中，一层或两层屏蔽材料38可为穿孔层，所述穿孔层具有延伸穿过屏蔽材料38的层的多个小孔。一般来讲，屏蔽材料38的层中的穿孔可用于散射以及反射电磁波以衰减电磁场。电磁场的散射可用于将多层结构衰减的电磁场离域到较大面积上。这样，EMI吸收材料16对电磁波的吸收可因相邻屏蔽材料38的层对EMI波的散射而得到增强，由此可改善由EMI吸收材料16主要通过吸收来提供的整体衰减。
[0059]对于其中一层屏蔽材料38为穿孔的情况而言，可将小孔以任何合适的图案和尺寸设置在屏蔽材料层中。例如，可将小孔以网格状图案设置在屏蔽材料38的层中。在一些情况下，屏蔽材料层中的小孔的尺寸可小于旨在被屏蔽材料38反射的电磁波的波长。在一些实例中，小孔的中心至中心间距可为旨在被屏蔽材料38反射的电磁波的波长的大约四分之一。
[0060]可使用任何合适的技术来形成描述于本发明中的实例电连接器。在一些实例中，可利用模塑、注射、涂布、和/或膜施用技术来将EMI吸收材料16施用到实例构型中的电连接器上。
[0061]SM
[0062]下述实例示出了本发明的一个或多个实施例，但并不限定本发明的范围。
[0063]为了评价EMI吸收材料对于包括多个导体对的电连接器内的信号完整性的影响，构造出两个实例电连接器。这两个电连接器的构型为基本上相同的，不同的是一个电连接器包括根据本发明的一个或多个实例的EMI吸收材料，而另一个电连接器不包括EMI吸收材料。然后按照下文所述来评价每个电连接器的串扰特性。
[0064]图6为示出不包括EMI吸收材料的实例电连接器56的示意图，并且图7为示出确实包括EMI吸收材料16的实例电连接器58的示意图。如图所示，每个电连接器包括由介电绝缘体材料30和屏蔽材料38隔离开的成列的多个信号导体(如，导体57和59)。然而，在图7所示的构型中，电连接器58还包括隔离成列的信号导体和屏蔽材料38的EMI吸收材料16。用于电连接器58中的EMI吸收材料16为3M AB3010EMI Absorber (由明尼苏达州梅普尔伍德(Maplewood，MN)的3M生产)，其为羰基铁粉基材料。EMI吸收材料的厚度为大约8密耳。屏蔽材料为Cu并且介电绝缘体材料30为具有大约3.4的介电常数的液晶聚合物。
[0065]为了便于举例说明，在图6和7中示出了仅两列的四个导体。实际上，用于实例仿真中的实例电连接器包括设置成四列的八行导体。表1和表2表示两个实例电连接器的实际构型。表1表示差分近端端口，并且表2表示用于下文的S参数测量中的差分远端端口。表1和2中的数字和阴影表示两个电连接器构型中的差分对。使用第3列中的CD对和第4列中的EF对之间的耦合来评价电连接器56和58相对于彼此的串扰性能。
[0066]
【权利要求】
1.一种电连接器，包括: 第一对导体； 第二对导体； 至少部分地隔离所述第一对导体与所述第二对导体的电磁干扰吸收材料；以及至少部分地包绕所述第一对导体和所述第二对导体中的至少一者的导电屏蔽构件，所述屏蔽构件被构造为主要通过反射来衰减电磁场， 其中所述第一对和第二对导体中的每一对导体限定差分对或信号导体/接地导体对中的一者， 其中所述电磁干扰吸收材料被构造为主要通过吸收来衰减因经由所述第一对和第二对导体中的一对导体传输电信号所产生的电磁场以降低所述电磁场对于所述第一对和第二对导体中的另一对导体的电磁干扰，并且 其中由所述电磁干扰吸收材料提供的相应导体之间的电磁场的任何衰减百分比小于由隔离所述第一对导体与所述第二对导体的所述电磁干扰吸收材料提供的所述电磁场的衰减百分比。
2.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述屏蔽构件被构造为在经由所述第一对导体和第二对导体传输电信号的过程中降低所述第一对导体和第二对导体之间的串扰，其中所述电磁干扰吸收材料被构造为与所述屏蔽构件相结合来将所述第一对导体和第二对导体之间的串扰降低到所需水平，所述电磁干扰吸收材料与所述屏蔽构件相结合产生的降低的程度超过仅由所述屏蔽构件提供的降低。
3.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述屏蔽构件包括包绕所述第一对导体的第一屏蔽构件和包绕所述第二对导体的第二屏蔽构件，其中所述电磁干扰吸收材料夹置在所述第一屏蔽构件和第二屏蔽构件之间。
4.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述第一和第二对导体被构造为以大于IGb/s的速率传输数据，其中所述电磁干扰吸收材料被构造为在传输所述数据的过程中将所述第一和第二对导体之间的串扰改善至少3dB。
5.根据权利要求1所述的电连接器，还包括屏蔽材料，其中所述电磁干扰吸收材料和所述屏蔽材料形成多层结构，所述多层结构包括至少部分地隔离所述第一对导体与所述第二对导体的电磁干扰吸收材料和所述屏蔽材料的交替层。
6.根据权利要求1所述的电连接器，其中由所述电磁干扰吸收材料提供的相应导体之间的电磁场的任何衰减小于由隔离所述第一对导体与所述第二对导体的所述电磁干扰吸收材料提供的电磁场的衰减。
7.—种电气组件,包括: 第一电连接器； 与所述第一电连接器相配合的第二电连接器； 第一对导体与第二对导体，其中所述第一对和第二对导体中的每一对导体限定差分对或信号导体/接地导体对中的一者； 在所述第一连接器与所述第二电连接器相配合时至少部分地隔离所述第一对导体与所述第二对导体的电磁干扰吸收材料；以及 至少部分地包绕所述第一对导体和所述第二对导体中的至少一者的导电屏蔽构件，所述屏蔽构件被构造为主要通过反射来衰减电磁场， 其中所述电磁干扰吸收材料被构造为主要通过吸收来衰减因经由所述第一对和第二对导体中的一对导体传输电信号所产生的电磁场以降低所述电磁场对于所述第一对和第二对导体中的另一对导体的电磁干扰，并且 其中由所述电磁干扰吸收材料提供的相应导体之间的电磁场的任何衰减百分比小于由隔离所述第一对导体与所述第二对导体的所述电磁干扰吸收材料提供的电磁场的衰减百分比。
8.—种电连接器,包括: 第一对导体，所述第一对导体包括至少部分地由第一接地屏蔽包绕的第一导体以限定第一信号导体/接地导体对； 隔离所述第一导体与所述第一接地屏蔽的第一介电层； 第二对导体，所述第二对导体包括至少部分地由第二接地屏蔽包绕的第二导体以限定第二信号导体/接地导体对； 隔离所述第二导体与所述第二接地屏蔽的第二介电层；以及 包绕所述第一和第二对导体的电磁干扰吸收材料。
9.一种电连接器，包括: 第一多个导体； 邻近所述第一多个导体的第二多个导体； 电磁干扰吸收材料；和 接地屏蔽构件， 其中所述第一多个导体和所述接地屏蔽构件形成第一多个信号导体/接地导体对并且所述第二多个导体和所述接地屏蔽构件形成第二多个信号导体/接地导体对， 其中所述第一多个导体与所述第二多个导体由所述接地屏蔽构件和所述电磁干扰吸收材料隔离开，并且 其中所述第一多个导体中的相应导体彼此由所述电磁干扰吸收材料隔离开。
【文档编号】H05K9/00GK203722002SQ201190000938
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2011年12月8日 优先权日:2010年12月15日
【发明者】亚历山大·W·巴尔 申请人:3M创新有限公司