CN102036469A

CN102036469A - 信号通道之间具有接地通道的印刷电路

Info

Publication number: CN102036469A
Application number: CN201010582785XA
Authority: CN
Inventors: 查德·W·摩根
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: US8080738B2; US20110081809A1; CN102036469B

Abstract

一种印刷电路(102)，包括具有一对相对的侧部(112，114)的衬底(121)。信号通道(170a)延伸过至少一个所述侧部并且至少部分地通过所述侧部之间的所述衬底。侵占通道(170b-170m)延伸过至少一个所述侧部并且至少部分地通过所述侧部之间的所述衬底。所述侵占通道以一定型式设置在所述信号通道周围，其中在所述信号通道和所述侵占通道之间限定了线性路径(178)。至少部分所述侵占通道沿着所述衬底设置成和所述信号通道直接邻近。接地通道(172)延伸过至少一个所述侧部且部分地通过所述侧部之间的所述衬底。所述接地通道设置在所述信号通道周围，以使沿着在所述信号通道和与其直接相邻的每个所述侵占通道之间的每个线性路径设置至少一个所述接地通道。

Description

信号通道之间具有接地通道的印刷电路

技术领域

本发明涉及一种印刷电路中的通道的布置。

背景技术

印刷电路，有时称为“电路板”，被广泛用于各种电连接器。例如，电连接器常用于将两个印刷电路互相连接在一起。印刷电路也可用作，例如，电连接器的背板或两个电连接器之间的中板电路。印刷电路的设计变得日益复杂。如此日益增长的复杂性可能是由，例如由印刷电路传导的信号数据速率的增大、每个电路输入/输出信号数量的增多、印刷电路尺寸的减小、印刷电路中层数的增多和/或印刷电路厚度的增加等因素引起。这些因素导致印刷电路中通道密度的增加。

由于印刷电路中通道密度的增加，传输信号的通道经历数量增多的信号衰减，例如不连续阻抗和/或串扰等。串扰发生在被相邻信号通道传送的信号彼此干扰时。例如，信号通道有时以差分对的方式布置在印刷电路中。相邻的差分对的信号通道之间的干扰会产生串扰。串扰可导致信号噪声增加，其使得正确地译出信号更加困难。信号衰减问题在高信号速度时尤其值得注意。在目前的高速电气系统中，用于配合电连接器的通道布置，也被称为印刷电路的“足迹”，是系统中最大的信号衰减源。因此，需要一种可以减少信号衰减的印刷电路。

发明内容

根据本发明，印刷电路包括具有一对相对侧部的衬底。信号通道延伸过至少一侧部并且至少部分地通过侧部之间的衬底。侵占通道(aggressor vias)延伸过至少一个侧部且至少部分地通过侧部之间的衬底。侵占通道以一定的型式布置在信号通道周围，在信号通道和侵占通道之间限定了线性路径。至少部分的侵占通道布置成沿着衬底直接邻近信号通道。接地通道延伸过至少一个侧部且部分地通过侧部之间的衬底。接地通道设置在信号通道周围，以使至少一个接地通道沿着信号通道和与该信号通道直接相邻的每个侵占通道之间的线性路径定位。

附图说明

图1是连接器组件的示例性实施例的透视图；

图2是图1所示的插座连接器之一的示例性实施例的透视图；

图3是图1所示的管座连接器之一的示例性实施例的透视图；

图4是图1所示的连接器组件的中板印刷电路的示例性实施例的一部分的平面图；

图5是图3所示的管座连接器的安装端的示例性实施例的一部分的平面图。

具体实施方式

图1是连接器组件100的示例性实施例的透视图。连接器组件100安装在中板印刷电路102上，为了清楚，图1中的中板印刷电路102以虚线示出。连接器组件100包括插座连接器104、管座连接器106、管座连接器108和插座连接器110。插座连接器104和管座连接器106安装在中板印刷电路102的侧部112上。管座连接器108和插座连接器110安装在中板印刷电路102的与侧部112相对的侧部114上。插座连接器104和管座连接器106通过中板印刷电路102电连接至管座连接器108和插座连接器110。

插座连接器104包括安装接口116。插座连接器104在安装接口116处安装在印刷电路117上。相似地，插座连接器110在安装接口118处安装在印刷电路119上。为了清楚，图1中的印刷电路117和119以虚线示出。连接器组件100包括从插座连接器104延伸过插座连接器110的纵轴A₁。在示例性的实施例中，管座连接器106和108取向为使得管座连接器106和108绕纵轴A₁相互旋转90度。插座连接器104和110也绕纵轴A₁相互旋转90度。当通过中板印刷电路102以及管座连接器106和108电连接在一起时，插座连接器104和110在印刷电路117和119之间形成正交连接。可替代地，连接器104、106、108和110可在除了彼此为正交之外的任何其它取向上将印刷电路117和119连接在一起。例如，连接器104、106、108和110每个均关于纵轴A₁相对取向，以使印刷电路117和119在连接时互相基本平行地延伸。

如本中采用的，术语“印刷电路”打算表示任何电路，其中导电连接以预定的型式被印刷或沉积在电绝缘衬底上和/或中。中板印刷电路102、印刷电路117和印刷电路119包括各自的衬底121、123和125。每个衬底121、123和125可以是柔性衬底或刚性衬底。衬底121、123和125可由任何材料作成和/或包括任何材料，例如但不限于，陶瓷、环氧玻璃、聚酰亚胺(例如但不限于

等)、有机材料、塑料和/或聚合物等。在一些实施例中，衬底121、123和/或125是用环氧玻璃制成的刚性衬底，其有时称为“电路板”。每个衬底121、123和125可包括任何数量的层。

图2是插座连接器104的示例性实施例的透视图。插座连接器104包括电介质外壳120。外壳120包括配合面122，该配合面具有多个在其中延伸的触头通道124。触头通道124配置为以容纳来自管座连接器106(图1和5)的信号触头126(图3和5)和接地触头128(图3和5)。插座连接器104包括从配合面122向后延伸的护罩130。外壳120包括一个或多个引导脊132，以取向插座连接器104使其与管座连接器106配合。

外壳120保持多个触头模块134。每个触头模块134提供触头和将插座连接器104连接至管座连接器106和印刷电路117的传导路径。特别是，每个触头模块134包括引线框架(未示出)，其被过模制并封装在电介质外壳136中。外壳136具有容纳在插座连接器外壳120中的前部配合端(未示出)，以及配置为安装到印刷电路117(图1)的安装边缘138。触头模块134的安装边缘138结合以限定插座连接器104的安装接口116。每个触头模块134的引线框架包括配合触头(未示出)，其从外壳136的配合端向外延伸。配合触头在相应的一个触头通道124中延伸。当连接器104和106配合在一起时，每个配合触头分别接合相应的容纳在相应的触头通道124中的管座连接器106的信号或接地触头126和128(图3和5)。每个触头模块134的引线框架包括安装触头140，其从外壳136的安装边缘138向外延伸。安装触头140接合印刷电路117以将插座连接器104电连接到印刷电路117。

在示例性的实施例中，插座连接器104的安装接口116和配合面122大致垂直，以使插座连接器104互连彼此大致为直角的电气部件。可替代地，安装接口116相对于配合面122以任何其他的角度(例如，但不限于，平行)延伸，用于以不是直角的任何角度，例如，但不限于，平行，互连电气部件。

在该示例性的实施例中，插座连接器104和110选择大致彼此完全相同。因此插座连接器110在本文中不再详述。

图3是管座连接器106的示例性实施例的透视图。管座连接器106包括电介质外壳142，其具有配合端144和安装端146。配合端144接收插座连接器104(图2)。安装端146安装在中板印刷电路102(图1和4)上。外壳142包括一对相对的保护壁148和一对相对的保护壁150。在保护壁150上设置有引导槽152。引导槽152接收插座连接器104的引导脊132(图2)从而相对于管座连接器106取向插座连接器104。管座连接器106保持多个信号触头126和接地触头128。但是，管座连接器106可以还包括电源触头。在示例性的实施例中，信号和接地触头126和128分别被压配合到外壳142中。除了压配合的安装之外，信号和接地触头126和128分别用任何其它方法、设备和/或结构被外壳142保持。

信号和接地触头126和128分别包括各自的配合端154和156以及各自的安装端158和160。配合端154和156均被限定尺寸和形状以容纳在插座连接器104的相应的一个触头通道124(图2)中。当连接器104和106配合在一起时，配合端154和156在触头通道124中接合插座连接器104的配合触头(未示出)。安装端158和160将管座连接器106安装到中板印刷电路102(图1和4)上。具体地，安装端158和160被安装在中板印刷电路102的相应的通道170和172(图4)中。在示例性的实施例中，每个安装端158和160被定位为容纳在各自通道170和172中，通道170和172由管座连接器108的相应的电子接触168(图1)的安装端166(图1)共有。也就是说，安装端158和160延伸到相同的各自通道170和172的相对的一端中作为管座连接器108的相应的电子接触168的安装端166。

在示例性的实施例中，管座连接器106和108选择为大致完全相同。因此本文中将不再详细描述管座连接器108。

图4是中板印刷电路102的示例性实施例的一部分的平面图。中板印刷电路102包括衬底121，衬底121包括侧边112和相对的侧边114(图1)。衬底121的侧边112示于图4中。衬底121包括多个信号通道170和多个至少部分地延伸过衬底121的接地通道172。具体地，每个信号通道170和每个接地通道172延伸过侧边112和114中的至少一个，且至少部分地通过它们之间的衬底121。在该示例性实施例中，每个信号通道170和每个接地通道172延伸过两个侧边112和114并且完全通过它们之间的衬底121。

信号通道170和接地通道172沿着衬底121以示例性的型式布置。信号通道170和接地通道172的型式在本文中称作中板印刷电路102的“足迹”。在图4的示例性实施例中，信号通道170布置在差分对174中。每个差分对174的信号通道172位于信号通道区域176中。每个信号通道区域176被设置在相应的差分对174的信号通道170周围的接地通道172所包围。图4中信号通道区域176的边界用虚线示出。在图4中可以看出，没有接地通道172位于信号通道区域176中。在一些示例性的实施例中，信号通道区域176是接地层防垫，其使接地层“在外面”以防止信号通道170短路。信号通道区域176的尺寸被选择为以提供预定阻抗。

在图4中所示的示例性型式中，差分对174包括差分对174a和以一定型式设置在差分对174a周围的多个差分对174b、174c、174d、174e、174f、174g、174h、174i、174j和174k。仅差分对174h、174i、174j和174k的每个的一部分示于图4中。尽管示出了十一个，但衬底121可包括任何数量的差分对174。另外，衬底121可包括任何数量的信号通道170和任何数量的接地通道172。差分对174a在本文中也可称作“差分信号对”，每个差分对174b-k在本文中也可称作“差分侵占对”。差分信号对174b-k的信号通道170在本文中称作“侵占通道”。本文中所说的术语“侵占”用于描述信号通道170，或信号通道170的差分对174，它们对其它相邻信号通道170和/或其他相邻差分对174造成电干扰。

在每个信号通道170和每个其它信号通道170之间限定了线性路径178。换句话说，可以从每个信号通道170画出到每个其它信号通道170的直线。图4中用虚线示出线性路径178。图4中仅示出一部分线性路径178。在示例性的实施例中，每个线性路径178从相应信号通道170之一的中心延伸至其它相应信号通道170的中心。可替代地，一个或多个线性路径178从两个相应信号通道170中至少一个上不同位置延伸而不是中心。差分对174b-g与差分对174a直接相邻，而差分对174h-k远离差分对174a，不直接相邻。如果没有在两个差分对174之间延伸的另一个差分对174，则这两个差分对174a直接相邻。例如，如果没有在两个差分对174之间延伸的另一个信号通道区域176，则这两个差分对174直接相邻。在一些示例性实施例中，如果没有被两个差分对174的信号通道170之间的线性路径178相交的另一个差分对174a，则这两个差分对174直接相邻。例如，在一些示例性实施例中，如果没有被两个差分对174的信号通道170之间的线性路径178相交的另一个信号通道区域176，则这两个差分对174直接相邻。

如图4中示出，接地通道172以异一定型式设置在差分对174周围。沿着差分对174a的信号通道170和与差分对174a直接相邻的每个差分对174的信号通道170之间的每个线性路径178设置至少一个接地通道172。换句话说，差分对174a和每个直接相邻的差分对174的信号通道170之间的每个线性路径178与接地通道172相交。例如，线性路径178ab从差分对174a的信号通道170a延伸至直接相邻的差分对174b的信号通道170b。如图4中示出，线性路径178ab与接地通道172之一相交。类似地，线性路径178ac从信号通道170a延伸至直接相邻的差分对174b的另一个信号通道170c。线性路径178ac也和接地通道172之一相交。与差分对174a直接相邻的其它差分对174c、174d、174e、174f和174g包括各自的信号通道对170d和170e、170f和170g、170h和170i、170j和170k以及170l和170m。线性路径178ad、l 78ae、178af、178ag、178aj、178ak、178al和178am从信号通道170a延伸至各自的信号通道170d、170e、170f、170g、170j、170k、170l和170m。每个线性路径178ad、178ae、178af、178ag、178aj、178ak、178al和178am与接地通道172之一相交。

除了信号通道170a之外，差分对174a包括信号通道170n。线性路径178nb从信号通道170n延伸至直接相邻的差分对174b的信号通道170b。线性路径178nb与接地通道172之一相交。线性路径178nc从信号通道170n延伸至直接相邻的差分对174b的另一个信号通道170c。线性路径178nc也与接地通道172之一相交。线性路径178nd、178ne、178nh、178ni、178nj、178nk、178nl和178nm从信号通道170n延伸至各自的信号通道170d、170e、170f、170g、170j、170k、170l和170m。如图4所示，每个线性路径178nd、178ne、178nh、178ni、178nj、178nk、178nl和178nm与接地通道172之一相交。

与线性路径178相交的接地通道172便于差分对174a的信号通道170a和170n与每个直接相邻的差分对170b-g的信号通道170之间电绝缘。在示例性的实施例中，在本文中仅描述了差分对174a具有沿着每个线性路径178设置的接地通道172，该线性路径178在其中的信号通道170a和170b以及每个直接相邻的差分对174b-g的信号通道170之间。但是，除了差分对174a之外或者替代差分对174a，中板印刷电路102的任何其它差分对174可具有沿着线性路径178设置的接地通道172，该线性路径178在其中的信号通道170和每个直接相邻的差分对174的信号通道170之间。另外，中板印刷电路102可包括任何数量的具有沿着每个线性路径178设置的接地通道172的差分对174，该线性路径178在其中的信号通道170和每个直接相邻的差分对174的信号通道170之间。尽管线性路径178每个均示出并描述为每个仅与单个接地通道172相交，但每个线性路径178可以与任何数量的接地通道172相交。如本文所示，线性路径178与相应的接地通道172的中心相交。但是，每个线性路径178可以与相应的接地通道172的任何部位相交。

图4中示出的信号通道170、接地通道172和差分对174的型式仅作为示例。信号通道170、接地通道172和差分对174可以设置为任何其它型式，只要至少一个差分对174具有沿着每个线性路径178设置的接地通道172，其中线性路径178在其中的信号通道170和每个直接相邻的差分对174的信号通道170之间。在示例性的实施例中，在衬底121的侧边112上的信号通道170、接地通道172和差分对174的型式与衬底121的侧边114上的型式可选择的大致完全相同。因此本文中不再详细描述衬底121的侧边114。

尽管图4所示的每个信号通道170设置在差分对174中，但是中板印刷电路102不受其限制。而是，中板印刷电路102的一个或多个信号通道170可以不设置在差分对中。在差分对中没有设置一个或多个信号通道170的这些实施例中，一个或多个信号通道170可具有沿着每个线性路径178设置的接地通道172，其中线性路径178在信号通道170和与其直接相邻的其它信号通道170之间。不设置在差分对174中的信号通道位于信号通道区域176中，信号通道区域176由信号通道170周围设置的接地通道172所限定。没有接地通道172位于信号通道区域176中。如果另一个信号通道170没有在两个信号通道170之间延伸，则这两个信号通道170直接相邻。例如，如果另一个信号通道区域176没有在两个信号通道170之间延伸，则这两个信号通道170直接相邻。在一些实施例中，如果另一个信号通道170没有与两个信号通道170之间的线性路径178相交，则这两个信号通道170直接相邻。例如，在一些实施例中，如果另一个信号通道区域176没有与两个信号通道170之间的线性路径178相交，则这两个信号通道170直接相邻。

图5是管座连接器106的安装端146的示例性实施例的一部分的平面图。信号触头126和接地触头128的安装端158和160分别以示例性的型式沿着外壳142的安装端146设置。在图5的示例性实施例中，信号触头126的安装端158设置在差分对274中。每个差分对274的安装端158位于信号触头区域276中。每个信号触头区域276由设置在相应的差分对274的安装端158周围的接地触头安装端160界定。图5中部分信号触头区域276的边界用虚线示出。为了清楚省略了表示剩余边界的虚线。由图5中的边界可以看出，没有接地触头安装端160位于信号触头区域276中。

在图5所示的示例性实施例中，差分对274包括差分对274a和以一定型式设置在差分对274a周围的多个差分对274b、274c、274d、274e、274f、274g、274h、274i、274j和274k。图5中仅示出了每个差分对274h、274i、274j和274k的一部分。尽管示出了十一个，但管座连接器106可包括任何数量的差分对274。另外，管座连接器106可包括任何数量的信号触头126和任何数量的接地触头128。本文中差分对274a可称作“差分信号对”，同时每个差分对274b-k在本文中可称作“差分侵占对”。本文中差分信号对274b-k的信号触头126可称作“侵占触头”。本文中所用术语“侵占”用于表述信号触头126或信号触头126的差分对274与其它相邻信号触头126和/或其它相邻的差分对274电干扰。

线性路径278限定在信号触头126的每个安装端158和每个其它安装端158之间。换句话说，从每个安装端158到每个其它安装端158可以画直线。图5中用虚线表示线性路径278。图5中仅示出部分线性路径278。在示例性的实施例中，每个线性路径278从相应安装端158的中心延伸至其它相应安装端158的中心。可替代地，一个或多个线性路径278从至少一个或两个相应安装端158上的不同位置而不是中心延伸。差分对274b-g与差分对274a直接相邻，差分对274h-k远离差分对274a，不直接相邻。如果另一个差分对274没有在两个差分对274之间延伸，则这两个差分对274直接相邻。例如，如果另一个信号触头区域276没有在两个差分对274之间延伸，则这两个差分对274直接相邻。在一些实施例中，如果另一个差分对274没有与两个差分对274的安装端158之间的线性路径278相交，则这两个差分对274直接相邻。例如，在一些实施例中，如果另一个信号触头区域276没有与两个差分对274的安装端158之间的线性路径278相交，则这两个差分对274直接相邻。

接地触头128的安装端160以一定型式设置在差分对274周围。至少一个接地触头安装端160沿着每个线性路径278设置，其中线性路径278在差分对274a的安装端158和差分对274a直接相邻的每个差分对274的安装端158之间。换句话说，在差分对274a的安装端158和与其直接相邻的差分对274的安装端158之间的每个线性路径278与接地触头安装端160相交。

与线性路径278相交的接地触头安装端160便于使差分对274a的安装端158和每个直接相邻差分对270b-g的安装端158电绝缘。在示例性的实施例中，本文中仅描述了差分对274a具有沿着线性路径278设置的接地触头安装端160，其中该线性路径278是在其中安装端158和每个直接相邻的差分对270b-g的安装端158之间。但是，除了差分对274a之外或替代差分对274a，管座连接器106的任何其它差分对274可具有沿着每个线性路径278设置的接触安装端160，其中线性路径278在其中的安装端158和每个直接相邻的差分对274的安装端158之间。另外，管座连接器106可包括任何数量的具有沿着每个线性路径278设置的接地触头安装端160的差分对274，其中线性路径278在其中的安装端158和每个直接相邻的差分对274的安装端158之间。尽管本文中示出并描述了每个线性路径278仅与单个接地触头安装端160相交，但线性路径278可以与任何数量的接地触头安装端160相交。如本文所示，线性路径278与相应接地触头安装端160的中心相交。但是，每个线性路径278可与相应接地触头安装端160的任何部位相交。

图5中所示安装端158、安装端160和差分对274的型式仅作为示例。安装端158、安装端160和差分对274可以被设置为任何其它型式，只要至少一个差分对274具有沿着线性路径278设置的接地触头安装端160，其中线性路径278在其中的安装端158和每个直接相邻的差分对274的安装端158之间。在示例性的实施例中，管座连接器106上的安装端158、安装端160和差分对274的型式可选择地与管座连接器108上的型式大致完全相同。因此本文中不再详细描述管座连接器108。

尽管图5中示出的每个安装端158设置在差分对274中，但管座连接器106并不限于此。相反，管座连接器106的一个或多个安装端158可以不设置在差分对中。在一个或多个安装端158不设置在差分对中的示例性实施例中，一个或多个安装端158可具有沿着线性路径278设置的接地触头安装端160，其中该线性路径278在安装端158和与其直接相邻的其它安装端158之间。不设置在差分对274中的安装端158位于信号触头区域276中，该信号触头区域276由设置在安装端158周围的接地触头安装端160界定。没有接地触头安装端160位于信号触头区域276中。如果另一个安装端158没有在两个安装端158之间延伸，则这两个安装端158直接相邻。例如，如果另一个信号触头区域276没有在两个安装端158之间延伸，则这两个安装端158是直接相邻的。在一些实施例中，如果另一个安装端158没有与在两个安装端158之间的线性路径278相交，则这两个安装端158直接相邻。例如，在一些实施例中，如果另一个信号触头区域276没有与两个安装端158之间的线性路径278相交，则这两个安装端158是直接相邻的。

本文中描述和/或阐述的实施例可提供信号衰减减小的印刷电路足迹。

尽管相对于图1所示的连接器组件100描述了并示出了本文所要描述和/或示出的主题，但应当理解，本文中描述和/或示出的主题的优点可以应用于包括印刷电路的任何其它连接器系统。另外，本文描述和/或示出的主题不限于用于中板印刷电路102。相反，本文描述和/或示出的主题可用于印刷电路117和/或119。

Claims

1.一种印刷电路(102)，包括具有一对相对的侧部(112，114)的衬底(121)，延伸过至少一个所述侧部并且至少部分地通过所述侧部之间的所述衬底的信号通道(170a)，延伸过至少一个所述侧部并且至少部分地通过所述侧部之间的所述衬底的侵占通道(170b-170m)，所述侵占通道以一定型式设置在所述信号通道周围，其中在所述信号通道和所述侵占通道之间限定了线性路径(178)，至少部分所述侵占通道沿着所述衬底设置成和所述信号通道直接邻近，接地通道(172)延伸过至少一个所述侧部且部分地通过所述侧部之间的所述衬底，其特征在于，所述接地通道设置在所述信号通道周围，以使沿着在所述信号通道和与该信号通道直接相邻的每个所述侵占通道之间的每个线性路径设置至少一个所述接地通道。

2.如权利要求1所述的印刷电路，其中所述线性路径从所述信号通道的中心延伸至所述侵占通道的中心。

3.如权利要求1所述的印刷电路，其中所述信号通道包括信号通道的差分信号对(174a)，所述侵占通道包括侵占通道的差分侵占对(174b-174g)，所述接地通道设置在所述差分信号对周围，至少一个所述接地通道沿着每个线性路径设置，其中所述线性路径在所述差分信号对的所述信号通道和与所述差分信号对直接相邻的每个所述差分侵占对的所述侵占通道之间。

4.如权利要求1所述的印刷电路，其中所述线性路径从所述信号通道的中心延伸至所述侵占通道的中心，其中没有其它侵占通道沿着所述信号通道和与所述信号通道直接相邻的所述侵占通道之间的所述线性路径设置。

5.如权利要求1所述的印刷电路，其中所述信号通道设置在信号通道区域(176)中，该信号通道区域由在所述信号通道周围延伸的接地通道界定，每个侵占通道设置在侵占通道区域(176)中，该侵占通道区域由在所述侵占通道周围延伸的接地通道界定，其中没有其它侵占通道区域在所述信号通道区域和与所述信号通道区域直接相邻的所述侵占通道区域之间延伸。