直连正交连接系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请和优先权的交叉引用
[0002] 本申请要求于2012年10月10日提交的标题为"DirectConnectOrthogonal ConnectionSystems"的美国临时专利申请第61/712, 141号的优先权的权益，其全部内容 通过引用并入本文中。
技术领域
[0003] 本公开内容总体上设及电互连系统，更具体地，设及高速电连接器。
【背景技术】
[0004] 电连接器用在许多电子系统中。在若干印刷电路板（"PCB")上制造系统通常比 将系统作为单个组件来制造更容易且更具成本效益。印刷电路板有时被称为子板或子卡并 且被保持在插件架中。然后，在子卡之间建立电连接。
[0005] 用于将子卡互连的传统布置是使用底板。底板是包括信号走线的大型PCB，信号走 线将电信号从一个子卡按路线发送至另一子卡。底板安装在插件架组件的后部，并且子卡 从插件架的前部插入。子卡彼此平行并且与底板成直角。
[0006] 为了易于组装，子卡通常通过可分离连接器连接至底板。通常，使用两片可分离电 连接器，其中一个连接器安装至子卡，而另一个连接器安装至底板。该些连接器相配接并且 建立大量导电路径。有时，引导子卡连接器与底板上的配接连接器正确对准的导销附接至 底板。
[0007] 用于将子卡互连的另一传统方法使用中板。在中板配置中，子卡连接至被称为中 板的大型PCB的前部和背部。中板通常安装在插件架组件的中屯、，并且子卡插入卡架的前 部和背部中。中板非常类似于底板，但是中板在两侧上具有连接器W连接至从组件的前部 和背部插入的子板。
[000引用于将子卡互连的另一技术是直接连接正交的子卡而不使用中板。电连接器用于 使子卡正交互连，其中每个子卡具有与另一子卡的连接器配接的连接器。
[0009] 使用直连正交配置的优点包括不受限于中板电路板的特定设计的灵活性、由于不 存在会阻挡气流的中板而产生的更好的冷却W及还有降低的成本。然而，使用直连正交配 置也产生了一些挑战，包括当扭转内部信号导体和接地导体W将两个正交子卡互连时维持 信号完整性。另外，缺少可W为子卡提供机械对准的诸如中板或底板的刚性物理支承结构 会产生挑战。
[0010] 在制造高密度、高速连接器的过程中的困难之一是连接器中的导电体可W如此接 近W至于在相邻信号导体之间可能存在电干扰。为了减少干扰，或者为了提供期望的电特 性，可W在相邻信号导体之间或周围放置屏蔽构件。屏蔽物通常是接地导体，其防止在一个 信号导体上携带的信号在另一信号导体上产生"串扰"。接地导体也影响每个信号导体的阻 抗，该会进一步促成期望的电特性。
[0011] 可W使用其他技术W控制连接器的性能。W差分方式传输信号也可W减少串扰。 在称为"差分对"的导电路径对上携带差分信号。该导电路径之间的电压差表示信号。通 常而言，差分对被设计成具有在该对导电路径之间的优选禪接。例如，与连接器中的相邻信 号路径相比，差分对的两个导电路径可W被布置成彼此更接近地延伸。在差分对之间可W 使用接地导体形式的屏蔽。
[0012] 在直连正交配置中维持信号完整性会是特别的挑战。通常期望的是在整个信号导 体的路径中具有一致的阻抗，该是因为阻抗的突变会改变信号完整性。然而，在信号导体与 接地导体之间的间距变化的附近或者沿信号路径的其他变化的附近，导电元件例如信号导 体和/或接地导体的阻抗会改变。在其中信号导体需要从一个板路由至另一个正交板的直 连正交连接器中，该样的变化难W避免。
[0013] 此外，在配接接口处，必须产生力W将来自可分离连接器的导电元件压在一起，使 得在两个导电元件之间进行可靠的电连接。经常地，该力由连接器中的一个连接器中的配 接部的弹性特征产生。例如，一个连接器的配接部可W包括形状如梁化earn)的一个或更多 个构件。当连接器被压在一起时，每个梁被另一连接器中形状如柱、销或叶片化lade)的配 接触头偏转。当梁被偏转时由梁所产生的弹性力提供接触力。
[0014] 产生机械力的需要对配接部的形状提出要求。例如，配接部必须足够大W产生进 行可靠的电连接的充足的力。该些机械要求会妨碍使用屏蔽，或者会指示在配接接口附近 在导电元件的阻抗改变的位置中使用导电材料。因为阻抗的突变会改变信号导体的信号完 整性，所W配接部通常被认为是连接器的噪声较大的部分。
【发明内容】
[0015] 本发明人已经认识到并且理解可W用于改进直连正交连接器中的信号完整性的 技术。该样的连接器可W提供改进的高速、高密度直连正交互连系统。该些技术可W在使 用批量制造技术的连接器中实现，带来经济型连接系统。该些技术可W在用于直连正交互 连的连接器或其他连接器中一起使用、单独使用或者W任何适合的组合使用。
[0016] 一些方面设及为直接正交连接的连接器提供导电构件。导电构件可W电禪接至第 一连接器和第二连接器的接地导体，并且还可W具有配接连接器的信号导体可W穿过的开 口。因此，信号导体可W相对于接地的导电构件定位，使得沿着整个互连系统中的信号路径 的一致阻抗得W维持，W减少噪声和反射。
[0017] 相应地，在一些方面中，本发明可W被实施为包括多组导电元件和一个导电构件 的电连接器，每组导电元件包括第一类导电元件和第二类导电元件，导电构件包括穿过导 电构件的多个开口。第一类导电元件可W穿过开口，并且第二类导电元件可W电禪接至导 电构件。在一些实施例中，电连接器还可W包括多个绝缘壳体，其中多组导电元件中的每组 导电元件可W至少部分设置在多个绝缘壳体中的一个绝缘壳体中。导电构件可W包括单一 结构，并且多个绝缘壳体中的每个绝缘壳体可W机械地禪接至该导电构件。
[001引在一些方面中，本发明可W被体现为包括第一连接器的连接器系统，所述第一连 接器包括多个第一类导电元件和多个第二类导电元件。第一类导电元件中的每个第一类导 电元件可W包括配接部。第二连接器可W包括多个第=类导电元件和多个第四类导电元 件，第S类导电元件中的每个导电元件包括配接部。连接器系统可W包括导电构件。第一 类导电元件、第二类导电元件、第S类导电元件、第四类导电元件W及导电构件可W被成形 和定位，使得当第一连接器和第二连接器配接时，第一类导电元件和第=类导电元件的配 接部进行配接W建立穿过导电构件但与导电构件电绝缘的多个导电信号路径。第二类导电 元件可W电禪接至导电构件，并且第四类导电元件可W电禪接至导电构件。
[0019] 在一些实施例中，第一连接器可W安装至第一印刷电路板并且第二连接器可W安 装至第二印刷电路板。当第一连接器和第二连接器配接时，第一印刷电路板可W与第二印 刷电路板正交。
[0020] 在一些实施例中，第一部件可W具有第一多个信号导体和第一多个接地导体。第 一多个接地导体可W相对于第一多个信号导体的至少一部分定位W在包括第一多个信号 导体的第一部件内提供第一信号路径，每个第一信号路径具有第一阻抗。第二部件具有第 二多个信号导体和第二多个接地导体，第二多个接地导体相对于第二多个信号导体的至少 一部分定位W在包括第二多个信号导体的第二部件内提供第二信号路径，每个第二信号路 径具有第一阻抗。
[0021] 在一些方面中，可W提供一种制造电连接器的方法，该方法包括冲压出多个引线 框，每个引线框包括多个第一类导电元件和多个第二类导电元件。可W通过围绕多个引线 框的一部分形成绝缘壳体来形成子组件。第一类导电元件的一部分可W成直角弯曲。多个 子组件可W平行排列，其中多个子组件的第一类导电元件的一部分设置在导电构件中并且 多个子组件的多个第二类导电元件电连接至导电构件。
[0022] 在一些实施例中，多个引线框可W包括第一类引线框和第二类引线框。将多个子 组件平行排列可W包括在连续子组件中将第一类引线框和第二类引线框交替，使得第一类 引线框中的第一类导电元件的弯曲部被配置成沿着与第二类引线框中的第一类导电元件 的弯曲部的方向相反的方向弯曲。在一些实施例中，第一类引线框中的每个引线框中的第 一类导电元件的弯曲部和第二类引线框中的相邻引线框中的第一类导电元件的弯曲部可 W被配置成朝向彼此弯曲。
[0023] 一些方面设及提供具有至少=个梁的信号导体，=个梁中的一个比其他两个短， W建立沿细长尺度分布的多个接触点。在一些实施例中，第=梁可W烙合至配接部W对在 两个直接连接的连接器之间的对准中的偏移提供容差。
[0024] 相应地，在一些方面中，本发明可W被体现为包括多个导电元件的电连接器，其中 多个导电元件中的每个导电元件可W包括与导电元件的远端相邻的配接部。配接部可W包 括第一梁、与第一梁平行的第二梁W及比第一梁和第二梁短的第=梁。第一梁、第二梁W及 第=梁中的每个梁可W包括配接表面。在一些实施例中，配接表面中的每个配接表面可W 锻覆有金。
[0025] 在一些实施例中，第一梁和第二梁中的每个梁可W具有第一厚度，第S梁可W具 有第二厚度，并且第二厚度可W与第一厚度不同。在一些实施例中，第二厚度可W小于第一 厚度。对于多个导电元件中的每个导电元件，第一梁和第二梁可W与导电构件一体形成，并 且第S梁可W烙合至导电构件。在一些实施例中，第S梁可W通过硬纤焊化razing)、焊接 (welding)或软纤焊（solding)烙合至导电构件。
[0026] 在一些实施例中，第一梁的配接表面可W包括第一梁的凸部的表面。第二梁的配 接表面可W包括第二梁的凸部的表面。第=梁的配接表面可W包括第=梁的凸部的表面。 对于多个导电元件中的每个导电元件，多个导电元件中的每个导电元件可W包括远端，并 且第一梁的凸部和第二梁的凸部可w与远端相距第一距离。第s梁的凸部可w与远端相距 第二距离，并且第二距离可W大于第一距离。在一些实施例中，第二距离可W比第一距离大 至少3mm。
[0027] 在一些方面中，可W提供一种制造电连接器的方法，该方法包括冲压出引线框。引 线框可W包括多个第一类导电元件。第一类导电元件中的每个第一类导电元件可W包括配 接部，配接部可W包括具有配接表面的至少一个梁。第一类导电元件中的每个第一类导电 元件可W附接有第二类导电元件，并且第二类导电元件可W包括至少一个梁。
[002引前述部分是对本发明的非限制性概述。根据在结合附图考虑时的本公开的各种非 限制性实施例的W下详细描述并且根据权利要求，其他优点和新型特征将变得明显。
【附图说明】
[0029] 在附图中；
[0030] 图1A是根据一些实施例的例示性的第一类直连正交电连接器的透视图；
[0031] 图1B是根据一些实施例的包括与第二类连接器配接的第一类连接器的例示性的 直连正交电互连系统的透视图；
[0032] 图2是根据一些实施例的图1B的直连正交互连系统中的导电构件被部分剖开的 放大图；
[0033] 图3A是根据一些实施例的适合用在图1A的第一类连接器中的薄片（wafer)的例 示性的第一第一类引线框的俯视图.
[0034] 图3B是根据一些实施例的图3A所示的例示性的第一第一类引线框300的侧视 图；
[0035] 图4A根据一些实施例的适合用在图1A的第一类连接器的薄片中的例示性的第二 第一类引线框的另一示例的俯视图；
[0036] 图4B是根据一些实施例的图4A中示出的例示性的第二第一类引线框400的侧视 图；
[0037] 图5是根据一些实施例的图1A中示出的例示性的第一类连接器的配接区域的透 视图；
[003引图6是根据一些实施例的适合用在图1B的第二类连接器的薄片中的例示性的第 二类引线框的俯视图；
[0039] 图7是根据一些实施例的图6中示出的例示性的第二类引线框600中的示出与第 一类引线框的配接部禪接的区域700的放大的透视图；
[0040] 图8A是根据一些实施例的第一类连接器的配接部与第二类连接器的配接部之间 的禪接的侧视图；
[0041] 图8B是根据一些实施例的第一类连接器与具有第=梁的第二类连接器的配接部 之间在该些配接部彼此完全配接时的禪接的侧视图；W及
[0042] 图8C是根据一些实施例的第一类连接器与具有第S梁的第二类连接器的配接部 之间在该些配接部彼此部分配接时的禪接的侧视图。
【具体实施方式】
[0043] 本发明人已经认识到并且理解可W单独地或W任何合适的组合来使用各种技术， W改进高速互联系统的性能。该些技术在直连正交互连系统中会特别有利。该些技术可W 使用传统制造技术来实施，产生了经济的连接器设计。然而，该些技术可W应用于其中在二 维中通过直角路由信号导体的机械要求已惯常导致影响性能的机械不连续的正交互连系 统。此外，本发明人已经认识到并且理解了对由于在没有中板的直连配置中缺少机械支承 而可能产生的性能问题进行补偿的技术。
[0044] 用于改进高速直连正交电连接器的性能的该样一个技术可能需要提供一种在两 个直接连接的连接器之间的整个正交互连保持大致一致的传输线特性的互连系统。本发明 人已经认识到并且理解在直连正交架构中在导电元件与接地参考之间维持一致的相对间 距特别具有挑战。在该样的配置中，导电元件例如信号导体可W通过正交互连结构被S维 压折。对导电元件的该种压折通过从金属板冲压出连接器中的一列导电元件中的全部导电 元件或一部分导电元件而实现W低成本制造导电元件。压折允许导电元件的配接表面由板 的表面上的材料形成。然而，压折会难W维持与接地参考的一致间距，从而造成信号路径阻 抗不连续。本发明人还已经认识到并且理解对导电元件=维压折可能在连接器结构内需要 附加的物理空间和/或电部件。因此，期望的是提供一种尺寸紧凑同时还减少噪声和反射 的问