高速通信插座的制作方法

高速通信插座的制作方法
【专利摘要】一种高速通信插座，包括：外壳，包括用于接受插头的端口，端口包括多个针脚，每个针脚连接到插头中的对应的信号线；以及围绕外壳的屏蔽壳。屏蔽壳和外壳之间的柔性电路板，具有衬底，穿过衬底的多个通路，每个通路配置成接纳外壳上的针脚，在衬底的第一侧的多条迹线，每条迹线从多个通路中的对应通路延伸，与衬底的第一侧相对在衬底的第二侧的屏蔽平面。
【专利说明】高速通信插座
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本公开主张2012年2月13日提交的题为"HIGH SPEED JACK"的美国临时专利申 请No. 61/598288的优先权，其通过引用合并于此。

【技术领域】
[0003] 本公开涉及用于将网络线缆连接到设备的网络连接插座（jack)。

【背景技术】
[0004] 随着电子通信设备及其相关应用变得越来越复杂和强大，它们收集信息和与其他 设备共享信息的能力也变得越来越重要。这些智能联网设备的流行导致对提高它们连接到 的网络的数据吞吐能力的需求，以提供满足要求所需的改善的数据速率。结果，现有的通信 协议标准被不断地改善或创建新标准。几乎所有这些标准都直接或间接地要求或显著受益 于通过有线网络的高清信号通信。可能具有更大带宽且相当地具有更高频率要求的这些高 清信号的传输需要以一致的方式得到支持。然而，甚至随着各种标准的最近版本提供理论 上更高的数据速率或速度，它们的速度仍受到某些物理组件的当前设计的限制。令人遗憾 的是，这样的物理组件的设计受到不能理解需要什么来实现若干GHz和更高频率下的一致 信号质量的困扰。
[0005] 例如，通信插座在通信设备和装置中用于连接或耦接线缆，线缆用于传输和接收 表示正在被传递的数据的电信号。注册插座（RJ)是用于连接电信和数据设备的标准化物 理接口。RJ标准化物理接口包括插座结构和布线图案二者。用于数据设备的通常使用的RJ 标准化物理接口是RJ45物理网络接口，也称为RJ45插座。RJ45插座广泛用于局域网络，诸 如那些实施电气电子工程师学会（IEEE)802. 3以太网协议的局域网。RJ45插座描述于各种 标准中，包括由美国国家标准协会（ANSI)/电信行业协会（TIA)在ANSI/TIA-1096-A中发 布的标准。
[0006] 所有电气接口组件，诸如线缆和插座，包括RJ45插座，不仅会阻碍电流的初始流 动，而且还对抗电流的任何改变。此属性称为电抗。两种相关类型的电抗是电感电抗和电 容电抗。电感电抗可例如基于电流在线缆中的移动而产生，该移动导致磁场，磁场在线缆中 会感应电压。另一方面，电容电抗由来自两个相反表面的电子接近时出现的静电荷产生。
[0007] 为了减小或避免传输信号的任何退化，通信电路的各种组件优选具有匹配的阻 抗。否则，具有一阻抗值的负载将反射由不同阻抗水平的线缆携带的信号的一部分，导致信 号故障。因此，数据通信设备设计者和制造商诸如线缆供应商设计并且测试他们的线缆以 验证线缆的阻抗值以及电阻和电容水平符合某些性能参数。RJ45插座也是几乎每个通信电 路中的重要组件，然而插座制造商尚未提供对其性能的相同水平的关注。因此，虽然与现有 的RJ45插座相关的问题在测试中被很好地记录，并且它们对高频信号线路的负面影响得 到理解，但是本行业似乎不情愿解决物理层的此重要组件的问题。因此，需要改善的高速通 信插座。


【发明内容】

[0008] 在一不例中，高速通信插座可包括外壳，外壳包括用于接受插头（plug)的端口。 端口可包括：多个针脚（pin)，每个针脚连接到插头中的对应信号线；包围外壳的屏蔽壳； 以及屏蔽壳和外壳之间的柔性电路板。柔性电路板可包括：衬底；穿过衬底延伸的多个通 路，每个通路配置为容纳外壳上的针脚；在衬底的第一侧的多条迹线，每条迹线从多个通路 中的对应通路延伸；以及与衬底的第一侧相对在衬底的第二侧的屏蔽平面。
[0009] 在另一示例中，当加电时，每条迹线可以差分地匹配到第二相邻迹线。
[0010] 在另一示例中，匹配的迹线对中的第一迹线的阻抗值可以调整为基本等于匹配的 迹线对中的第二迹线的阻抗值。
[0011] 在另一示例中，可以通过迹线层和嵌入在电介质层中的返回信号层在每个通路中 形成电容器。
[0012] 在另一示例中，可以调整返回信号层和迹线层之间的距离，使得电容器具有大约1 pf和大约5 pf之间的值。
[0013] 在另一示例中，可以调整匹配的迹线组中的每条迹线的宽度、高度或长度，使得第 一迹线的阻抗匹配第二迹线的阻抗。
[0014] 在另一示例中，可以在第一返回信号层下面的电介质层中形成第二返回信号层， 以形成第二电容器。
[0015] 在另一示例中，可以调整第一信号层和第二信号层之间的距离，以调整第二电容 器的值在1 pf和5 pf之间。
[0016] 在另一示例中，可以调整第一迹线和第二迹线的阻抗，使得当在第一迹线上传输 第一信号且在第二迹线上传输第二信号时，迹线是匹配的。
[0017] 在另一示例中，电容器、迹线和返回信号层可以与匹配的迹线组一起形成共模滤 波器。
[0018] 在另一示例中，可以调整电容器的值，使得共模滤波器防止信号从匹配的迹线反 射。
[0019] 在另一示例中，可以在衬底的一侧与第一屏蔽相对地形成第二屏蔽舌片（tab)。
[0020] 在另一示例中，迹线可以镀金。
[0021] 另一不例可包括一种高速通信插座，包括标准RJ45外壳，外壳包括用于接受插头 的端口，端口包括多个针脚，每个针脚连接到插头中的对应信号线。插座可包括包围外壳的 屏蔽壳以及在屏蔽壳与外壳之间的柔性电路板。柔性电路板可包括：衬底；延伸穿过衬底 的多个通路，每个通路配置为接纳外壳上的针脚；在衬底的第一侧的多条迹线，每条迹线从 多个通路中的对应通路延伸；以及与衬底的第一侧相对在衬底的第二侧的屏蔽平面。
[0022] 另一示例可包括使用标准RJ45外壳来制造高速通信插座的方法，标准RJ45外壳 具有前表面、背表面、顶表面、底表面、右表面和左表面，外壳包括多个针脚，每个针脚连接 到插头中的对应信号线。该方法可包括下列步骤：形成柔性电路板，柔性电路板具有：衬 底；延伸穿过衬底的多个通路，每个通路配置为接纳外壳上的针脚；在衬底的第一侧的多 条迹线，每条迹线从多个通路中的对应通路延伸；与衬底的第一侧相对在衬底的第二侧的 屏蔽平面；以及在柔性电路板的相对末端并且通过屏蔽迹线连接到电子电路板的至少两个 屏蔽舌片。将柔性电路板中的每个通路插入外壳中的对应针脚。弯曲柔性电路板，使得柔 性电路板的具有通路的部分位于外壳的底表面上并且与柔性电路板的具有屏蔽平面的部 分（其在外壳的背面部分上）正交。弯曲每个屏蔽舌片，使得一个屏蔽舌片与外壳的左侧 表面接触，一个屏蔽舌片与右侧表面接触，以及在柔性电路板和外壳上方形成屏蔽壳，使得 屏蔽壳与屏蔽舌片中的每一个接触。
[0023] 另一示例可包括一种高速通信插座，具有：包括用于接受插头的端口的外壳，端口 包括多个针脚，每个针脚连接到插头中的对应信号线；包围外壳的屏蔽壳；以及在屏蔽壳 和外壳之间的多层柔性电路板。多层柔性电路板可包括具有多条迹线的第一层，每条迹线 从多个通路中的对应通路延伸，位于第一层的与迹线相对的一侧的第二层电介质材料，位 于第二层的与第一层相对的一侧并且具有由导电材料制成的返回平面的第三层，位于第三 层的与第二层相对的一侧并且由电介质材料制成的第四层，以及位于第四层的与第三层相 对的一侧并且由导电材料制成的第五层。多个通路可以延伸穿过第一、第二、第三、第四和 第五层，每个通路配置为接纳外壳上的针脚。

【专利附图】

【附图说明】
[0024] 图1不出根据本公开各方面的一实施例配置的包括RJ45插座的1?速通信插座。
[0025] 图2示出图1的RJ45插座的左侧部分的底部透视部分。
[0026] 图3示出为图1的RJ45插座和柔性印刷电路板提供屏蔽的插座屏蔽件的底部和 右侧视图。
[0027] 图4示出图1的印刷电路板的前表面的顶视图的示意表示。
[0028] 图5示出图4的印刷电路板的背表面的顶视图的示意表示。
[0029] 图6A示出图4的印刷电路板的衬底的沿线BB的剖视图。
[0030] 图6B示出图4的印刷电路板中的通路的剖视图。
[0031] 图6C示出图4的印刷电路板中的通路的另一示例的剖视图。
[0032] 图7示出具有彼此匹配且平衡的发送和接收线缆对的RJ45插座的示意表示。
[0033] 图8示出信号线的差分平衡对的示意表示。
[0034] 图9示出用于基于第一信号和第二信号差分地平衡图4中的两条迹线的过程的示 意表不。
[0035] 图10示出去除了屏蔽件的图1的RJ45插座的后面透视图。

【具体实施方式】
[0036] 图1不出根据本公开各方面的一实施例配置的包括RJ45插座110、软性印刷电路 板（PCB) 120以及插座屏蔽件130的高速通信插座。如此处所描述的那样，根据本公开的各 方面，柔性PCB 120提供平衡的射频调谐电路，其可直接焊接到RJ45插座110的每个针脚 上，插座屏蔽件130为RJ45插座110和柔性PCB 120提供屏蔽，并且充当底盘接地。组合 起来，RJ45插座110、柔性PCB 120和插座屏蔽件130可以提供类似于调谐波导和管的功 能，通过它们可以传输通信信号，其中通信信号的能量部分通过插座屏蔽件130在管外传 播；通信信号的信息部分沿非电阻性的金导线在管内传播；由此可以获得高速数据信号速 度。例如，预期可以支持40千兆（Gb)以及更高的数据速度。
[0037] 虽然下面使用RJ 45通信插座，但是，本通信插座不限于RJ 45通信插座，可以用 于任何类型的高速通信插座中，包括所有类别的模块化RJ型连接器、通用串行总线（USB) 连接器和插座、火线（1394)连接器和插座、HDMI (高清多媒体接口）连接器和插座、D-超小 型连接器和插座、条带型连接器或插座、或接收高速通信信号的任何其他连接器或插座。
[0038] 在本公开的各方面，此处公开的各种针脚和迹线可以由任何合适的导电元素组 成，诸如金、银或铜，或合金以及任何合适的导电元素的组合。例如，RJ45插座110的针脚和 插头触点组可包括镀金的铜针脚或导线，柔性PCB 120的迹线组可包括镀金的铜路径。使 用镀金来在铜上提供抗腐蚀导电层，铜通常是容易氧化的材料。另选地，在应用镀金之前， 可以在铜衬底上沉积诸如镍之类的合适的阻挡金属层。镍层可通过为金层提供机械支持来 改善镀金的耐磨性。镍层也可以降低可能存在于金层中的孔的影响。在较高频率时，镀金 不仅可以降低信号损失，而且还可以由于趋肤效应而提高带宽，趋肤效应是电流密度在导 体的外边缘最高。相比之下，单独使用镍将由于相同效应而在较高频率下导致信号恶化。因 此，在单独使用镀镍的RJ45插座中可能不会实现较高速度。例如，一旦信号进入GHz范围， 只镀镍的针脚或迹线可能会使其有用信号长度缩短到差不多三分之一，虽然此处描述了在 铜路径上使用镀金的某些优点，但是可以使用其他导电元素来电镀铜路径。例如，可以使用 也是非反应性的但是是好的导体的钼代替金来电镀铜路径。
[0039] 此处将简要地描述高速通信插座的主要组件中的每一个，即RJ45插座110、软性 印刷电路板（PCB) 120以及插座屏蔽件130,然后讨论这些组件如何进行交互操作以实现对 高速通信的支持。
[0040] 图2示出图1的RJ45插座110的前面部分的底部透视图，其中可以看出，提供了用 于插入插头（未示出）的插头开口 230。插头开口 230可配置成接收插头以将插头上的触 点耦接到RJ45插座110中的一组插头触点212。插头可以是RJ458位置8触点（8P8C)模 块化插头。插头触点组212形成为配置成附接到电路板上的通信电路的一组针脚210。例 如，RJ45插座110可通过使用一对柱状件220而安装到网络交换机设备的电路板，然后可以 将该组针脚210焊接到设备的电路板上的相应接触垫上。与图2所示的RJ45插座110类 似的插座本身提供RJ45线缆的插头与插座所集成到的设备的电路板之间的基本连接。然 而，插座不被设计为处理高速通信所需的通信频率。根据此处描述的公开方案的各方面配 置的RJ45插座110可以与诸如插座屏蔽件130和柔性PCB 120之类的其他组件集成，以便 它可以用于以较高速度进行通信，而没有来自瞬态信号的干扰。
[0041] 图3示出用于为RJ45插座110和柔性PCB 120提供屏蔽的插座屏蔽件的底部和右 侧视图。插座屏蔽件130包括顶部部分302、底部部分304、背面部分306、前面部分308、左 侧部分（未示出，但基本与右侧部分相同）和右侧部分310。为了提供所希望的屏蔽性质， 在本公开的一实施例中，插座屏蔽件130可包括导电材料，诸如但不限于钢、铜或任何其他 导电材料。在底部部分304附近，在插座屏蔽件130的右侧310和左侧（未示出）的一对 舌片320可用于接地和将插座屏蔽件130固定到设备（未示出）内的电路板。例如，插座 屏蔽件130上的舌片对320可插入到电路板上的一对匹配的安装孔中并焊接到其上。
[0042] 图4示出RJ45插座的PCB 120的前表面的顶视图的示意表示。PCB 120包括由电 介质材料制成的多层衬底402。衬底402的边缘由保护层404围绕。保护层404由非导电 材料制成，诸如但不限于塑料或柔性焊料掩模。衬底402的前表面包括穿过衬底402制成 的多个通路 406、408、410、412、414、416、418 和 420。每个通路 406、408、410、412、414、416、 418和420穿过衬底402,其尺寸可接纳针脚210。围绕每个通路406、408、410、412、414、 416、418和420的区域用诸如金之类的导电材料涂覆。
[0043] 多条迹线 422、424、426、428、430、432、434 和 436 从每个通路 406、408、410、412、 414、416、418 和 420 朝向 PCB 120 的末端延伸。每条迹线 422、424、426、428、430、432、434 和436由包括铜或金的导电材料制成。在一实施例中，在衬底402上形成镍层，在镍层上形 成金层以形成每条迹线422、424、426、428、430、432、434和436。每条迹线422、424、426、 428、430、432、434 或 436 朝向 PCB 120 的后端延伸，直到迹线 422、424、426、428、430、432、 434或436达到与通路406、408、410、412、414、416、418和420相对的PCB 120的边缘附近 的屏蔽迹线层490。每条迹线422、424、426、428、430、432、434和436包括与第二部分470、 472、474、476、478、480、482 和 484 相邻的第一部分 454、456、458、460、462、464、466 和 468， 每个第二部分470、472、474、476、478、480、482和484延伸到屏蔽迹线层490，而不接触屏蔽 迹线层490。每个第一部分454、456、458、460、462、464、466和468从相应的第二部分470、 472、474、476、478、480、482 和 484 朝向相应的通路 406、408、410、412、414、416、418 或 420 逐渐变细。每个第二部分470、472、474、476、478、480、482和484具有根据迹线422、424、 426、428、430、432、434 或 436 而变化的长度。
[0044] 两个屏蔽舌片486和488位于PCB 120的相对边缘处。每个屏蔽舌片486和488 由覆盖了导电材料（例如金或铜）的衬底制成。屏蔽舌片486和488通过衬底402上的屏 蔽迹线层490电连接，屏蔽迹线层490延伸于屏蔽舌片486和488之间，并且位于每条迹线 422、424、426、428、430、432、434 和 436 的第二部分 470、472、474、476、478、480、482 和 484 和与通路406、408、410、412、414、416、418和420相对的PCB 120的边缘之间。
[0045] 图5不出图4的印刷电路板的背表面的顶视图的不意表不。背表面包括通路406、 408、410、412、414、416、418和420,屏蔽舌片486和488,以及在各屏蔽舌片486和488的背 表面之间延伸的屏蔽迹线层502。屏蔽迹线层502覆盖PCB 120的背表面的在屏蔽舌片486 和488之间的部分。屏蔽舌片486和488包括返回通路504、506、508、510、512、514、516和 518,它们穿过衬底402,连接屏蔽迹线层490和屏蔽迹线层502。
[0046] 图6A示出PCB 120的多层衬底402的沿图4的线BB的剖视图。多层衬底402的 第一层602包括由诸如PSR9000FST柔性焊料掩模之类的材料制成的焊料掩模部分。第二 层604形成在顶层下，包括迹线422、424、426、428、430、432、434和436中的每个。每条迹 线422、424、426、428、430、432、434和436具有长度仏）、高度〇1)和宽度（1)，并且与相邻 的迹线分隔开距离（S)。每条迹线的长度（L)是迹线沿柔性电路板120的表面从其相应的 通路406、408、410、412、414、416、418和420的边缘延伸到屏蔽迹线层490的长度。
[0047] 每条迹线422、424、426、428、430、432、434和436延伸穿过第一层602，以便每条迹 线422、424、426、428、430、432、434和436不被柔性焊料掩模覆盖。屏蔽迹线层490还形成 在第二层604的一部分上，屏蔽迹线层490延伸穿过第一层602。在第二层604下方形成第 三电介质层606。第三层606具有大约0. 002密耳到大约0. 005密耳之间的深度（D)，并且 由具有大于3. 0的介电常数的材料制成，诸如但不限于R0 XT8100、R〇gerS〇n材料或能够隔 离高频电信号的任何其他材料。
[0048] 在第三层606下方形成第四层608,第四层608包括信号返回部分和屏蔽迹线部分 502。信号返回部分和屏蔽迹线部分502二者都由导电材料（优选金或铜）制成。在第四 层608上形成第五层610,第五层610具有柔性焊料掩模部分和屏蔽迹线层502部分。柔性 焊料掩模部分使用与第一层602的柔性焊料掩模部分相同的材料制成。在替选示例中，柔 性焊料掩模部分由与第一层602中的柔性焊料掩模不同的材料制成。在替选示例中，第二 信号返回层（未示出）可位于电介质材料中。
[0049] 为了消除相邻迹线导致的串扰，每条迹线422、424、426、428、430、432、434和436 都电耦接到相邻迹线422、424、426、428、430、432、434和436。作为一说明性示例，迹线422 可耦接到迹线424。在操作过程中，第一信号沿第一迹线传输，具有相反极性的相同信号沿 匹配的迹线传输，由此将迹线差分地耦合在一起。由于迹线被差分地耦合在一起，所以每条 迹线的阻抗确定迹线如何被驱动。相应地，每组匹配迹线的阻抗都应基本相等。
[0050] 调整匹配迹线组中的每条迹线422、424、426、428、430、432、434和436的物理特 征，以平衡在每条迹线上传输的发射和返回信号的匹配迹线之间的阻抗。通过调整每条迹 线的长度（L)、宽度（W)、高度（H)和通过每条迹线422、424、426、428、430、432、434和436传 输的每个信号的匹配迹线之间的间隔（S)中的任何一项或组合，来调整每条迹线422、424、 426、428、430、432、434 和 436 的阻抗。每条迹线 422、424、426、428、430、432、434 和 436 的 高度（H)可在大约2密耳和大约6密耳之间，相邻迹线422、424、426、428、430、432、434和 436之间的间隔（S)可在大约3密耳和大约10密耳之间。
[0051] 返回到图4,每一迹线在第一部分454、456、458、460、462、464、466和468具有可 变宽度，在第二部分470、472、474、476、478、480和482具有基本上恒定的宽度。相应地，在 第一部分 454、456、458、460、462、464、466 和 468 或第二部分 470、472、474、476、478、480 和 482 中的任一个或在第一部分 454、456、458、460、462、464、466 和 468 和第二部分 470、472、 474、476、478、480 和 482 中的两者中调整每条迹线 422、424、426、428、430、432、434 和 436 的宽度，以及迹线422、424、426、428、430、432、434和436的高度H，以便当匹配的迹线分隔 开距离S时，匹配的组中的每条迹线具有基本相同的阻抗。
[0052] 由于制造和材料的不一致性，通过每组差分匹配迹线422、424、426、428、430、432、 434和436驱动的信号可能不相同，这导致信号的一部分反射，从而导致共模干扰。为了消 除任何共模干扰，匹配迹线组中的每条迹线422、424、426、428、430、432、434和436包括共 模滤波器，共模滤波器调谐为消除匹配组中的任何共模干扰。每个滤波器包括由每条迹线 422、424、426、428、430、432、434 或 436 的通路 406、408、410、412、414、416、418 或 420 和多 层衬底402的第四层608形成的电容器。每个通路406、408、410、412、414、416、418和420 包括在衬底402的第二层604和第四层608上绕通路406、408、410、412、414、416、418和420 的周边形成的诸如金或铜之类的导电材料层。第一层602上的导电材料连接到与通路406、 408、410、412、414、416、418 和 420 相关联的迹线 422、424、426、428、430、432、434 或 436,第 四层608上的导电材料连接到第四层608的信号返回部分。每个电容器的大小由第二层 604和第四层608上的导电材料之间的距离确定。相应地，调整第三层606相对于通路406、 408、410、412、414、416、418和420上的导电材料的深度，允许每个通路406、408、410、412、 414、416、418 和 420 的电容效应被调整。由通路 406、408、410、412、414、416、418 和 420 以 及第四层608的返回部分创建的电容器的大小在大约1皮法（pf)到大约5 pf之间。衬底 402的顶表面和底表面可以用塑料绝缘层覆盖，以进一步增强电路的操作。
[0053] 在每个通路406、408、410、412、414、416、418和420中创建的电容器和信号返回层 的特征电感的组合创建了用于每条迹线422、424、426、428、430、432、434或436的共模滤波 器。通过基于迹线422、424、426、428、430、432、434和436的阻抗来调整每个电容器的电容 值，大大地降低了共模噪声，由此改善每条迹线422、424、426、428、430、432、434和436上的 信号吞吐量。
[0054] 图6B示出通路406、408、410、412、414、416、418或420的剖视图的示意表示。每 个通路406、408、410、412、414、416、418和420形成为穿过第一层602、第二层604、第三层 606、第四层608和第五层610。第二层604由诸如金或铜之类的导电材料制成，并且包围每 个通路406、408、410、412、414、416、418和420的周边。第二层604也将每个通路406、408、 410、412、414、416、418 和 420 连接到其相应的迹线 422、424、426、428、430、432、434 或 436。 第三层606充当如图6A所示的电介质层。第四层608形成在第三层606中且充当信号返 回层。第五层610也由诸如铜或金之类的导电材料制成，也以与第二层602相同的方式包 围通路的周边。还可以在第五层610上方形成密封层（未示出）。
[0055] 第四层608与第二层604分隔开距离D1，与第五层610分隔开第二距离D2。第二 层604、第三电介质层606以及第四返回信号层608的组合产生具有在大约1 pf和5 pf之 间的电容值的电容器。通过调整第四层608与第二层604的距离D1，调整通路电容器的电 容值。由于通路将其相关联的迹线与第四返回信号层608连接，因此第二层604、第三电介 质层606以及第四返回信号层608的组合形成共模滤波器，其去除由制造过程中的缺陷所 产生的信号反射所导致的任何干扰。通过调整通路电容器的电容值，可以将共模滤波器调 谐为消除由传输或返回信号的反射所导致的基本上所有的信号噪声。
[0056] 图6C示出通路406、408、410、412、414、416、418和420的剖视图的另一示例。将 第二返回信号层612增加到第一返回信号层608和第五层610之间的第三层606。第二返 回信号层612平行于第一信号层608延伸，并且增强共模滤波器的滤波效果。通过调整第 一返回信号层608和第二返回信号层612之间的距离D3,在通路中创建由第一返回信号层 608、第三层606和第二返回信号层612形成的第二电容器。通过调整距离D3,可以调整第 二通路电容器的值，以增强共模滤波器的操作。进一步地，如发明人了解的，在通路中形成 第二电容器允许在PCB 102的单独末端的迹线匹配。作为一说明性示例，迹线422可与迹 线436匹配。相应地，通过形成第二电容器，可以实现根据RJ 45标准定位的信号线对。
[0057] 图7示出具有匹配的发送和接收迹线的RJ 45插座的示意表示。通过调整每条迹 线422、424、426、428、430、432、434或436的高度H、宽度W以及长度L，传输和接收线可以 是阻抗匹配的。为了增强插座的操作，沿每对传输具有相反极性的相同高频信号。由于匹 配迹线通过屏蔽件耦合，因此该对充当用于彼此的共模滤波器。此外，如果一个信号不能被 递送，则对应的相反信号线将提供相同的信号。由于匹配的迹线充当耦合到屏蔽件的滤波 器，因此高带宽传输所导致的噪声被从信号中滤除。此外，由于发送线与接收线匹配，所以 能以较大的准确度执行信号的滤波，因为滤波器的参考点是信号本身，与接地连接相反。
[0058] 图8示出差分地平衡的信号线对的示意表示。如图所示，使用前述方法，调整每条 迹线的特征，使得第一迹线的阻抗与第二迹线的阻抗匹配。此外，在每个通路中形成的电容 器与嵌入在PCB 120中的返回信号线形成共模滤波器。通过在发送和响应信号两者的传输 期间差分地平衡两条迹线，实现完全平衡的双向通信电路。
[0059] 图9示出对于发送和返回信号平衡匹配迹线的方法的示意表示。在步骤902中，调 整匹配的迹线对中的每条迹线的物理特征，以便迹线的阻抗基本相等。物理特征可包括每 条迹线的高度、长度和宽度以及分隔匹配迹线组中的每条迹线的距离。在步骤904中，沿匹 配的迹线组中的第一迹线，传输具有第一极性的第一信号。第一信号可以是以大于10千兆 赫（"GHz"）的频率操作的高频通信信号。在步骤906中，与第一信号同时，在匹配的迹线 组的第二迹线上传输基本与第一信号相同并且具有与第一信号的极性相反的极性的第二 信号。在步骤908中，在迹线的生成和终止端测量第一信号，并且将两个测量值进行比较， 以确定沿迹线的长度丢失的数据量。在步骤910中，基于测量到的信号损失量，调整第一迹 线或第二迹线的至少一个物理特征。过程可以返回到步骤904,直到信号损失量小于大约 10 分贝（"db"）。
[0060] 在步骤912中，在匹配的迹线组中的第二迹线上，传输第三信号。在步骤914中， 在第一迹线上传输与第三信号基本相同但具有与第三信号的极性相反的极性的第四信号。 在步骤916中，在迹线的生成和终止端测量第三信号，并将两个测量值进行比较，以确定沿 迹线的长度丢失的数据量。在步骤918中，基于测量到的信号损失量，调整第一迹线或第 二迹线的至少一个物理特征。过程可以返回到步骤912,直到信号损失量小于大致10分贝 ("db"）。在另一示例中，过程可以返回到步骤904,以确认第一信号的信号损失不受响应 于第三信号损失作出的调整的影响。
[0061] 图10示出位于插座110中的PCB 120。PCB 120的衬底402由柔性材料制成，其允 许PCB 120的第一部分取向为与PCB 120的第二部分成大约90度角。相应地，使PCB 120 弯曲，以便通路406、408、410、412、414、416、418和420位于插座中的针脚210上方，迹线 422、424、426、428、430、432、434 和 436 从通路 406、408、410、412、414、416、418 和 420 延伸 到插座的接触垫。使屏蔽舌片486和488弯曲，使得它们与PCB 120成大约90度角。屏蔽 舌片486和488沿插座的侧面定位，以便插座的插座屏蔽件130与屏蔽舌片486和488接 合。
[0062] 柔性PCB 120可使用允许柔性PCB 120弯曲的任何柔性塑料衬底来实现。如此处 所描述的那样，柔性PCB 120可以挠曲或弯曲，以符合RJ45插座110的现有形状因子，并 且被插座屏蔽件130所屏蔽。例如，柔性PCB 120可以附接到RJ45插座110,置于RJ45插 座110和插座屏蔽件130之间。柔性PCB 120屏蔽舌片486和488可以附接到插座屏蔽件 130,以提供到柔性PCB 120上的柔性电路的公共连接。然后，RJ45插座110的针脚组210 可以电耦接到其中使用RJ45插座110的设备的电路板。
[0063] 柔性PCB 120可配置为折叠并且符合RJ45插座110的形状，以便更好地适合诸如 插座屏蔽件130之类的现有外壳。例如，在所公开的方案的一方面，柔性PCB 120朝向柔性 PCB 120的中间部分以大致90度角弯曲，以折叠到插座屏蔽件130中。柔性PCB 120的屏 蔽舌片486和488折叠到插座屏蔽件130中并与其接触，可以焊接以将柔性PCB 120固定 到插座屏蔽件130。本领域技术人员将认识到，根据本公开的各方面，柔性PCB 120相对于 插座屏蔽件130内的RJ45插座110的取向可以变化。例如，柔性PCB 120可以充分薄，以 弯曲并且折叠到插座屏蔽件130的其他侧。可以将柔性PCB 120成形为完全沿插座屏蔽件 130的底部部分304分布，无需挠曲或弯曲到插座屏蔽件130中。
[0064] 前面的详细描述只是本公开的某些示例和实施例，在不偏离其精神或范围的情况 下，可以根据此处的本公开作出对所公开的各实施例的很多更改。因此，前面的描述不意味 着限制本公开的范围，而是给本领域技术的人员提供足够的公开以没有不适当的负担地实 施本公开。
【权利要求】
1. 一种高速通信插座，包括： 外壳，包括用于接受插头的端口，所述端口包括多个针脚，每个针脚连接到所述插头中 的对应的信号线； 围绕所述外壳的屏蔽壳； 在所述屏蔽壳和所述外壳之间的柔性电路板，其具有 衬底， 延伸穿过所述衬底的多个通路，每个通路配置为接纳所述外壳上的针脚， 在所述衬底的第一侧的多条迹线，每条迹线从所述多个通路中的对应的通路延伸，以 及 与所述衬底的第一侧相对在所述衬底的第二侧的屏蔽平面。
2. 如权利要求1所述的插座，其中，当加电时，所述多条迹线中的每条迹线差分地匹配 到所述多条迹线中的第二相邻迹线。
3. 如权利要求2所述的插座，其中，匹配的迹线对中的第一迹线的阻抗值被调整以基 本等于所述匹配的迹线对中的第二迹线的阻抗值。
4. 如权利要求1所述的插座，其中，电容器通过嵌入在电介质层中的迹线层和返回信 号层而形成在每个通路中。
5. 如权利要求4所述的插座，其中，所述返回信号层和所述迹线层之间的距离被调整 以使得所述电容器具有大约1 pf和大约5 pf之间的值。
6. 如权利要求3所述的插座，其中，匹配的迹线组中的每条迹线的宽度、高度或长度被 调整以使得所述第一迹线的阻抗匹配所述第二迹线的阻抗。
7. 如权利要求4所述的插座，其中，第二返回信号层形成在所述第一返回信号层下面 的所述电介质层中以形成第二电容器。
8. 如权利要求7所述的插座，其中，所述第一信号层和第二信号层之间的距离被调整 以调整所述第二电容器的值在1 pf和5 pf之间。
9. 如权利要求3所述的插座，其中，所述第一迹线和第二迹线的阻抗被调整以使得当 在所述第一迹线上传输第一信号并且在所述第二迹线上传输第二信号时所述迹线是匹配 的。
10. 如权利要求4所述的插座，其中，所述电容器、迹线和返回信号层与所述匹配的迹 线组形成共模滤波器。
11. 如权利要求10所述的插座，其中，所述电容器的值被调整，使得所述共模滤波器防 止信号从所述匹配的迹线反射。
12. 如权利要求11所述的插座，包括在所述衬底的与所述第一屏蔽相对的一侧的第二 屏蔽舌片。
13. 如权利要求1所述的插座，其中，所述迹线被镀金。
14. 如权利要求1所述的插座，其中，所述衬底包括具有大于3. 0的介电常数的电介质 材料。
15. -种高速通信插座，包括标准RJ45外壳，所述标准RJ45外壳具有用于接受插头的 端口，所述端口包括连接到所述插头中的对应的信号线的多个针脚，所述插座包括： 围绕所述外壳的屏蔽壳； 在所述屏蔽壳和所述外壳之间的柔性的电路板，其具有 衬底， 延伸穿过所述衬底的多个通路，每个通路配置为接纳所述外壳上的针脚， 在所述衬底的第一侧的多条迹线，每条迹线从所述多个通路中的对应的通路延伸，以 及 与所述衬底的第一侧相对在所述衬底的第二侧的屏蔽平面。
16. -种使用标准RJ45外壳来制造高速通信插座的方法，所述标准RJ45外壳具有前表 面、背表面、顶表面、底表面、右表面和左表面，所述外壳包括多个针脚，每个针脚连接到所 述插头中的对应的信号线，所述方法包括下列步骤： 形成柔性电路板，所述柔性电路板具有衬底，延伸穿过所述衬底的多个通路，每个通路 配置为接纳所述外壳上的针脚，在所述衬底的第一侧的多条迹线，每条迹线从所述多个通 路中的对应的通路延伸，与所述衬底的第一侧相对在所述衬底的第二侧的屏蔽平面，以及 在所述柔性电路板的相反末端并且通过屏蔽迹线连接到所述电路板的至少两个屏蔽舌片， 将所述柔性电路板中的每个通路插入所述外壳中的对应的针脚； 使所述柔性电路板弯曲，以便所述柔性电路板的具有所述通路的部分位于所述外壳的 底表面上并且与所述柔性电路板的具有所述屏蔽平面的位于所述外壳的背面部分的部分 正交； 使每个屏蔽舌片弯曲，以便它们中的一个屏蔽舌片与所述外壳的所述左侧表面接触， 一个屏蔽舌片与所述右侧表面接触；以及 在所述柔性电路板和所述外壳上方形成屏蔽壳，使得所述屏蔽壳与所述屏蔽舌片中的 每个接触。
17. -种高速通信插座，包括： 外壳，包括用于接受插头的端口，所述端口包括多个针脚，每个针脚连接到所述插头中 的对应的信号线； 围绕所述外壳的屏蔽壳； 在所述屏蔽壳和所述外壳之间的多层柔性的电路板，其具有 具有多条迹线的第一层， 在所述第一层的与所述迹线相对的一侧的电介质材料的第二层， 在所述第二层的与所述第一层相对的一侧并且具有由导电材料制成的返回平面的第 三层， 在所述第三层的与所述第二层相对的一侧并且由电介质材料制成的第四层， 在所述第四层的与所述第三层相对的一侧并且由导电材料制成的第五层， 延伸穿过所述第一、第二、第三、第四和第五层的多个通路，每个通路配置为接纳所述 外壳上的针脚。
18. 如权利要求17所述的插座，其中，电容器通过所述第一层上的多条迹线之一、所述 第二层和所述第三层的组合而形成在每个通路中。
19. 如权利要求18所述的插座，其中，所述第二层的深度被调整，使得每个通路中的电 容器具有大约1 pf和大约5 pf之间的值。
20. 如权利要求17所述的插座，包括 形成在所述第四层和第五层之间的第六层，所述第六层由导电材料制成，以及 形成在所述第六层和所述第五层之间的第七层，所述第七层由电介质材料制成。
【文档编号】H01R13/6466GK104145383SQ201380009135
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年1月24日 优先权日:2012年2月13日
【发明者】B·D·罗宾逊 申请人:定点连接系统股份有限公司