用于连接用于高速数据传输的电引线的电连接接口的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于连接用于高速数据传输的电引线的电连接接口。本发明特别 地专注于板到板的互连。
【背景技术】
[0002] 由于近来开发的具有例如25Gbps的数据传输速率的通讯系统中的高数据速率， 信号完整性，比如信号线之间的串扰的减少，变为主要关注点。
[0003] 理想地，互连系统将在没有失真的情况下输送信号。失真的一种类型被称为串扰。 当一个信号在其他信号线上产生不期望的信号时串扰发生。通常地，串扰由在信号线之间 的电磁耦合引起。因此，串扰是高速度、高密度互连系统的专有的问题。当信号线被靠近到 一起或当它们输送的信号具有较高的频率时电磁耦合增大。这些条件都存在于高速度、高 密度互连系统。连接器中的不连续常常使任意串扰问题加剧。已知的是插入屏蔽件到连接 系统中的连接器内以便减少串扰的影响。
[0004] 此外，已知使用差分信号用于传输信息。一个差分信号在两个导体上被输送，其中 该信号被表示为在导体之间的电水平的差异。差分信号比单端信号对于串扰更具抵抗力， 因为施加到导体上的任何寄生信号将通常改变两个导体的水平，但不改变水平之间的差 异。
[0005] 因此，传统的高速度传输组件使用电路板作为基板，以连接到具有一对用于输送 每个差分信号的电线的另一电路板。第一印刷电路板在其至少一个表面上具有迹线和垫， 其中特定接触垫要通过焊接至位于第二印刷电路板上的配合垫而被接触。该迹线跨相应的 第一和第二印刷电路板传输电信号。
[0006] 从第一印刷电路板到第二印刷电路板的传输当然同样地需要能够处理高数据速 率。而且，由于互连的小形状因数，邻近的或甚至更远的线对之间的串扰是重要的参数。接 地平面层常被用于屏蔽导线抵抗信号失真。
[0007] 然而，在两个印刷电路板被焊接的电连接接口处，由于信号反射，阻抗补偿必须被 使用以避免信号失真。因此，传统的电连接接口在迹线的传导垫被焊接到彼此的特定区域 处无需内部接地层。在第一和第二印刷电路板的接地平面层之间的电连接是通过提供地对 地互连引线实现的，该地对地互连引线越过接地平面自由间隙延伸。这个板对板互连件的 尺寸可相当显著，典型地为1200 ym每个差分信号对，考虑到当前的回流焊接技术允许在 焊珠之间最小200 ym的间距且限制焊珠宽度到200 ym。
[0008] 然而，由此，降低信号完整性的信号线之间的串扰和其他效果不再被充分有效地 消除。
【发明内容】
[0009] 因此本发明的目的为针对信号完整性和串扰减少改进高速板对板连接接口，同时 保持小形状因数和成本有效的构造。这个目的通过独立权利要求的主题而解决。有利地， 本发明的连接接口元件的有利改进是从属权利要求的主题。
[0010] 本发明是基于以下发现，通过布置以彼此至少部分地重叠的方式互连的、两个电 路板的接地平面层，特别地，在电连接接口的区域中，差分信号通过短条线的顺利传输可被 实现。互连性能可被改善，且通过允许减少地对地互连件的数量，总的互连尺寸也可被减 小。
[0011] 特别地，根据本发明用于连接用于高速数据传输的电引线的电连接接口包括第一 基板，该第一基板承载至少一个第一电传导引线，该第一电传导引线具有被连接到至少一 个第二电传导引线的接口区域。该第一基板还包括至少一个第一接地平面层。第二基板承 载至少一个第二电传导引线和至少一个第二接地平面层。
[0012] 该第一和第二电传导引线分别被布置在第一和第二基板的相邻表面上。该至少一 个第一接地平面层被布置为与至少一个第一传导层电绝缘，且第二接地平面层与至少一个 第二传导引线电绝缘。该第一和第二接地平面层被布置为彼此至少部分地重叠。
[0013] 在将所谓的E/0引擎（电-光引擎）电路连接至另一电路载体的情况下，发明人 认识到，对于印刷电路板与这样的E/0引擎电路载体之间的重叠，仅仅非常特定的值在所 有决定性特性上都获得令人满意的结果。特别是，信号完整性性能上，即差分模和共模回波 损耗以及串扰和模式转换以及串扰和模式转换，必须是充分地高的。另一方面，对于E/0引 擎，特别是对于IC和光电部件以及必需的导热材料，应该留有足够的空间。可以发现，范围 在0. 5和0. 8mm之间的重叠距离产生最佳结果。
[0014] 根据有利实施例，第一和第二接地平面层中的至少一个被提供有至少一个空隙。 通过在与两个基板上的第一和第二电传导引线之间的过渡接口相邻的区域中提供这样的 空隙，且从而仅仅在其周边区域留下接地层的窄条，串扰随模式转换水平减少。同时，在接 口处的差分阻抗仅仅受微不足道的影响，以致两个电路板之间的过渡的电性能被保持。
[0015] 特别地，在沿传导引线的方向上测量，在至少一个印刷电路板的边缘处的接地条 具有比接口区域的尺寸的百分之十更小的尺寸。这个确保对第一和第二引线之间的阻抗匹 配的特别小的影响。
[0016] 此外，当提供多个电引线且因此提供多个空隙时，间隙可通过接地腹板从彼此分 离开。为了进一步地改进共模阻抗和模式变换，形成另外的接地腹板的另一条传导线可被 引入间隙中，覆盖一对连接信号线，以便一对电引线的单独的引线从彼此分离开。
[0017] 通过设计这个分离的接地腹板以使之具有与传导引线的该区域相邻的锥形区域， 其中传导引线的该区域具有比其垫部的区域中更小的宽度，自感系数可被减小。另一方面， 当然电引线还可被布置在每对传导引线的公共空隙的附近中。
[0018] 本发明可有利地被用于互连所有类型的电路承载件，比如印刷电路板（PCB)，柔性 印刷电路（FPC)，陶瓷电路承载件或任何其他适当的基板。要被连接的第一和第二基板可为 相同类型或不同类型。接地平面层可由在这些电路承载件的表面中或表面上的结构化的铜 层形成。
[0019] 根据本发明，该第一和第二接地平面层通过被布置在重叠区域中的至少一个接触 点电连接到彼此。这意味着在第三尺度上的直接接触被执行，且不需要提供延伸入信号引 线的区域的额外引线。该至少一个接触点可定位为与接口区域相邻或远离接口区域。具体 位置的选择可通过由于尺寸和信号完整性赋予的限制来引导。例如，在共模阻抗，模式变换 和串扰是非常关键的系统中，接触点可以定位在信号引线的接触垫之间，使得所谓GSSG构 造被形成，意味着每对信号线通过接地接触点从相邻一个分离开。然而，为了符合更多的严 格尺寸限制条件，GSSSSG配置也可被提供。
【附图说明】
[0020] 附图并入说明书且形成说明书的一部分，以示出本发明的几个实施例。这些图与 描述一起，用来解释本发明的原理。附图仅仅用于图解本发明如何制造和使用的优选和替 代的实施例的目的，且不限制本发明到示出和描述的实施例。此外，实施例的几个方面可各 自或以不同的组合，形成根据本发明的方案。其他特征和优点将从下面的本发明的如示出 在附图中的各个实施例的更具体描述而变得明显，在附图中相同的参考标号指示相同的部 件。
[0021] 图1示出了根据本发明的第一实施例的电连接接口的一部分的透视图；
[0022] 图2示出了根据本发明的第二实施例的电连接接口的一部分的透视图；
[0023] 图3示出了根据本发明的第三实施例的电连接接口的一部分的透视图；
[0024] 图4示出了从第一信号引线的一侧观察的图1的实施例在额定阻抗90Q处的差 模阻抗轮廓，其中具有15ps的20%至80%上升时间；
[0025] 图5示出了与图4中的阻抗轮廓相对应的回波损耗；
[0026] 图6示出了从第一信号引线的一侧观察的图1的实施例在额定阻抗22. 5 Q处的 共模阻抗轮廓，其中具有15ps的20%至80%上升时间；
[0027] 图7示出了与图6中的阻抗轮廓相对应的回波损耗；
[0028] 图8示出了图1的实施例的近端串扰和远端串扰；
[0029] 图9示出了图1中所示的互连的模式转换；
[0030] 图10示出了从第一信号引线的一侧观察的图3所示的实施例在额定阻抗90Q处 的差模阻抗轮廓，其中具有15ps的20%至80%上升时间；
[0031] 图11示出了与图10中的阻抗轮廓相对应的回波损耗；
[0032] 图12示出了从第一信号引线的一侧观察的图3的实施例在额定阻抗22. 5 Q处的 共模阻抗轮廓，其中具有15ps的20%至80%上升时间；
[0033] 图13示出了与图12中的阻抗轮廓相对应的回波损耗；
[0034] 图14示出了图3中所示的互连的近端和远端串扰；
[0035] 图15示出了图3中所示的互连的模式转换；
[0036] 图16示出了根据另一有利实施例的电连接接口的俯视图；
[0037] 图17示出了从FPC侧观察的图16的实施例在额定阻抗90 Q和15ps的20%至 80%上升时间的情况下的差模阻抗轮廓；
[0038]