專利名稱：具有變換阻抗和焊接平臺的傳輸線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多電路電子通信系統(tǒng)，更具體地講，本發(fā)明涉及一種用于這樣的系統(tǒng)中的專用傳輸通道結(jié)構(gòu)，并且這樣的一種專用傳輸通道結(jié)構(gòu)可以用于傳輸系統(tǒng)、芯片封裝、印刷電路板、互連設(shè)備的所有部分中，并連接到芯片、電路板、電纜和互連器并從其連出。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)知道了各種電子傳輸裝置。如果不是所有這些傳輸裝置，那也是其中的大多數(shù)傳輸裝置會(huì)受到例如頻率上限和信號在系統(tǒng)內(nèi)從一個(gè)點(diǎn)移到另一點(diǎn)所需要的實(shí)際時(shí)間的內(nèi)在速度限制，上述所需要的實(shí)際時(shí)間通常被稱為傳播延遲。它們僅僅是主要受限于由它們的結(jié)構(gòu)其次是它們的材料組成引起的它們的電子性能。一個(gè)傳統(tǒng)的方法是使用導(dǎo)電引腳，例如在圖1中所示的邊緣卡連接器中所發(fā)現(xiàn)的那些導(dǎo)電引腳。在這種類型的結(jié)構(gòu)中，多個(gè)導(dǎo)電引腳或端子20設(shè)置在塑料外殼21內(nèi)，這種設(shè)置提供了大約800-900MHz的工作速度。對這種標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)有代表性的是在本領(lǐng)域中被稱為“Hi-Spec”的邊緣卡連接器，其顯示在圖2中，在圖2中所述系統(tǒng)包括設(shè)置在絕緣連接器外殼27內(nèi)的大的接地觸頭25和小的信號觸頭26。較小的信號觸頭26和較大的接地觸頭25相耦合。在這些結(jié)構(gòu)中的信號觸頭不是差分信號觸頭(differential signal contact)，而僅是單端信號，其意是指在每個(gè)信號觸頭的兩側(cè)都有接地觸頭。這種系統(tǒng)的工作速度據(jù)信是大約2.3Ghz。
本領(lǐng)域里的另一個(gè)改進(jìn)被稱為“三元”或“三重”連接器，在該連接器中導(dǎo)電端子以三角方式設(shè)置在塑料外殼28內(nèi)，所述端子包括大的接地端子29以及兩個(gè)較小的差分信號端子30，如圖3所示，且在美國專利No.6,280,209中進(jìn)行了更詳細(xì)的描述。這種三元/三重結(jié)構(gòu)具有的明顯上限速度是大約4Ghz。從最簡單的意義上講，所有這三種方法在塑料外殼里使用了導(dǎo)電引腳，以便提供電子信號的傳輸線。
在這些類型的結(jié)構(gòu)中的每種結(jié)構(gòu)里，希望的是，保持通過所述系統(tǒng)的整個(gè)輸送路徑的功能性傳輸線，包括通過單個(gè)或多個(gè)電路板、配合接口以及所述系統(tǒng)的源和負(fù)載。從單個(gè)引腳構(gòu)建傳輸系統(tǒng)時(shí)在系統(tǒng)內(nèi)獲得需要的均勻性是很困難的。分立的點(diǎn)對點(diǎn)連接用于這些用于信號、接地和電源的連接器中。每個(gè)這些導(dǎo)體都設(shè)計(jì)為提供電力連續(xù)性的一種導(dǎo)體或者一種裝置，并通常不考慮傳輸線的影響。大多數(shù)導(dǎo)體設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)引腳區(qū)，使得不管它們設(shè)計(jì)的電氣功能，所有的引腳或端子都是相同的，所述引腳還設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)的間距、材料類型和長度。雖然在低的工作速度獲得了令人滿意的性能，但是在高的工作速度時(shí)，這些系統(tǒng)會(huì)把導(dǎo)體考慮為在系統(tǒng)中是不連續(xù)的，這影響其工作和速度。
在這些系統(tǒng)中的許多信號端子或引腳連接到相同的接地回路導(dǎo)體，因此形成了高的信號對地比，這無助于高速信號傳輸，這是因?yàn)樵谛盘柡偷刂g促成了大的電流回路，所述電流回路降低了帶寬并增加了系統(tǒng)的串?dāng)_，從而可能使得系統(tǒng)的性能降低。
帶寬(“BW”)和 成正比，其中L是系統(tǒng)部件的電感，C是系統(tǒng)部件的電容，并且BW是帶寬。即使在沒有間斷的總體上均勻的系統(tǒng)中，信號輸送系統(tǒng)的電感和電容部件起作用從而降低系統(tǒng)的帶寬。通過主要通過限制貫穿系統(tǒng)的電流路徑的面積而降低貫穿系統(tǒng)的整體路徑長度，并降低系統(tǒng)元件的總極板面積，這些電感和電容部件可以得到最少化處理。然而，當(dāng)傳輸頻率增大時(shí)，尺寸上的減小會(huì)產(chǎn)生其自身的問題，即有效物理長度會(huì)減少到相當(dāng)小的尺寸。在10Ghz范圍里以及其上的高頻率使得多數(shù)計(jì)算出的系統(tǒng)路徑長度都變得不可接受了。
除了在所述系統(tǒng)上限制性能因素的總計(jì)電感和電容，任何不均勻幾何形狀和/或材料過渡都會(huì)形成不連續(xù)。在以大約12.5吉比特每秒(Gbps)工作的低電壓差分信號系統(tǒng)中使用大約3.5Ghz作為最低截止頻率，介電常數(shù)為大約3.8的電介質(zhì)的使用將產(chǎn)生大約0.25英寸的臨界路徑長度，在所述長度之上可以容忍不連續(xù)。這種尺寸致使構(gòu)造在給定的四分之一英寸之內(nèi)包括源、傳輸負(fù)載和負(fù)載的系統(tǒng)的能力不切實(shí)際。。因此，可以看出，電子傳輸結(jié)構(gòu)的演變已經(jīng)從均勻結(jié)構(gòu)引腳配置發(fā)展到功能性的專用引腳配置再到嘗試單一結(jié)構(gòu)的接口，然而路徑長度和其它因素仍然限制著這些結(jié)構(gòu)。在上述現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的情況下，由于這些系統(tǒng)的物理限制以及這樣的傳輸所需的短的臨界路徑長度，使得傳輸高頻率信號不太可行。
為了獲得有效的傳輸系統(tǒng)，必須從源通過接口到負(fù)載在整個(gè)輸送路徑上維持一個(gè)恒定且專用的傳輸線。這將包括可配合的互連器以及印刷電路板。因?yàn)橐_/終端關(guān)于彼此的尺寸、形狀和位置的潛在需要的變化，所以當(dāng)輸送系統(tǒng)由被設(shè)計(jì)用來與其他單獨(dú)導(dǎo)電引腳互聯(lián)的單獨(dú)導(dǎo)電引腳構(gòu)造時(shí)，這非常難以實(shí)現(xiàn)。例如，在直角連接器里，各排引腳/端子之間的關(guān)系在長度和電耦合上都發(fā)生變化了。包括系統(tǒng)的源和負(fù)載之間的所有區(qū)域的高速互聯(lián)設(shè)計(jì)原理，所述系統(tǒng)包括芯片封裝、印刷電路板、板連接器和電纜組件，正用在具有直到2.5Gbps的源的傳輸系統(tǒng)中。一個(gè)這樣的原理是故意接地原理，其在標(biāo)準(zhǔn)引腳區(qū)之上提供了另外的性能在信號和接地路徑之間增強(qiáng)耦合，并且單端操作被稱道。在這樣的系統(tǒng)中使用的另一個(gè)原理包括阻抗調(diào)整以使不連續(xù)最小化。還有另一個(gè)設(shè)計(jì)原理是引出線最優(yōu)化，其中信號和返回路徑被分配給引腳區(qū)中的特定引腳以使性能最大化。這些類型的系統(tǒng)關(guān)于獲得上述臨界路徑長度全都受到限制。
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的傳輸或輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了上述缺點(diǎn)，并以更高速工作。另外，本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供了焊接平臺或連接點(diǎn)，部件可以連接到所述焊接平臺或連接點(diǎn)并直接耦合到傳輸線上。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的傳輸結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)克服了上述缺點(diǎn)，并利用成組的導(dǎo)電元件以便形成單一機(jī)械結(jié)構(gòu)，該單一機(jī)械機(jī)構(gòu)提供了一種在某種意義上講類似于纖維光學(xué)系統(tǒng)的完整電子傳輸通道。本發(fā)明的焦點(diǎn)在于，提供一種完整的基于銅的電子傳輸通道，而不是利用單個(gè)導(dǎo)電引腳或者與銅導(dǎo)體可分離的接口作為傳輸通道，本發(fā)明的傳輸通道會(huì)產(chǎn)生更多可預(yù)測的電性能，并增大了對工作特點(diǎn)的控制。本發(fā)明的這樣改進(jìn)的系統(tǒng)據(jù)信在比0.25英寸大得多的延伸路徑上提供的工作速度對于數(shù)字信號傳輸可達(dá)至少12.5GHz。
相應(yīng)地，本發(fā)明的總體目的是提供一種用作成組元件通道鏈路的設(shè)計(jì)的波導(dǎo)管，其中所述鏈路包括伸長的電介質(zhì)主體部分以及沿著其外表面設(shè)置的至少兩個(gè)導(dǎo)電元件。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有給定橫截面的伸長主體部分的高速通道鏈路(或傳輸線)，所述主體部分由具有選擇出的介電常數(shù)的電介質(zhì)形成，所述鏈路在其基本結(jié)構(gòu)上具有設(shè)置在其外表面上的兩個(gè)導(dǎo)電元件，所述元件具有相似的尺寸和形狀并在其上彼此相對定向，以便通過在這兩個(gè)導(dǎo)電元件之間建立具體的電場和磁場并貫穿所述通道鏈路的長度上維持這些電場，來導(dǎo)引通過所述鏈路傳輸?shù)碾娔懿ā?br> 本發(fā)明的另外一個(gè)目的是通過選擇性地規(guī)定伸長的主體的外表面上的導(dǎo)電元件以及其間間隙的尺寸來維持平衡或非平衡的電磁場，從而控制通道鏈路的阻抗。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供改進(jìn)的電傳輸通道，其包括平面基片和形成在所述基片中的多個(gè)凹槽，所述凹槽具有相對的側(cè)壁，并且所述凹槽通過插入所述基片的凸區(qū)(land)而被隔開，諸如通過電鍍或沉積，所述凹槽的側(cè)壁具有沉積在其上的導(dǎo)電材料，以在所述凹槽之內(nèi)形成電子傳輸通道。
本發(fā)明的更進(jìn)一步的目的是提供預(yù)先設(shè)計(jì)的波導(dǎo)管，其中，利用至少一對導(dǎo)電元件以提供差分信號傳輸，亦即信號入(“+”)和信號出(“-”)，所述成對的導(dǎo)電元件布置在電介質(zhì)體的外部之上，以便允許建立每單位長度的電容、每單位長度的電感、阻抗、衰減以及每單位長度的傳播延遲，并且在所述導(dǎo)電元件形成的通道之內(nèi)建立這些預(yù)定的性能參數(shù)。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供優(yōu)選地均勻的圓形截面的固態(tài)鏈路形式的改進(jìn)傳輸線，所述鏈路包括布置在其上的至少一對導(dǎo)電元件，其用來引導(dǎo)通過那里的電波，所述鏈路包括具有布置在其上的兩個(gè)導(dǎo)電表面的介電材料的至少一個(gè)細(xì)絲(thin filament)，所述導(dǎo)電表面沿著所述絲的縱向延伸，并且被兩個(gè)圓弧外延(circumferential arcuate extent)隔開，所述導(dǎo)電表面進(jìn)一步被相互隔開以形成離散的雙元件傳輸通道，其減少了電流回路并且其中信號導(dǎo)體更加緊密地排列。
本發(fā)明還有另一個(gè)目的是提供用于高速應(yīng)用的非圓形傳輸線，其包括伸長的矩形或方形電介質(zhì)部件，所述電介質(zhì)部件以至少四個(gè)分離的扇形(sector)布置在其上的方式具有外表面，所述電介質(zhì)部件包括一對導(dǎo)電元件，其相互對準(zhǔn)并且布置在所述扇形中的兩個(gè)上，同時(shí)通過插入的扇形隔開。
本發(fā)明通過其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了上述和其它目的。在一個(gè)主要的方面中，本發(fā)明包括傳輸線，該傳輸線由具有預(yù)先選擇的介電常數(shù)和預(yù)先選擇的橫截面結(jié)構(gòu)形成。一對導(dǎo)電表面設(shè)置在電介質(zhì)線路或鏈路上，并優(yōu)選的是這樣的表面是彼此對齊且彼此分開。導(dǎo)電表面用作用于沿著傳輸鏈路引導(dǎo)電波的波導(dǎo)管。
在本發(fā)明的另一個(gè)主要方面中，導(dǎo)電元件作為一對一起成組地形成在單個(gè)元件上，因此形成了可以在連續(xù)的印刷電路板之間運(yùn)行且與其毫不困難的連接的單一波導(dǎo)管。導(dǎo)電表面可以通過選擇在其上通過例如電鍍進(jìn)行沉積導(dǎo)電材料在電介質(zhì)本體外表面上，或者通過模制或以其它方式將實(shí)際導(dǎo)體連接到主體上而形成。以這種方式，電介質(zhì)可以形成有彎曲，且存在于其表面上的導(dǎo)電表面沿著并貫穿電介質(zhì)體的彎曲維持著成組通道導(dǎo)體的其隔開的配置。
在本發(fā)明的另一個(gè)主要方面中，傳輸線的外部可以被保護(hù)外殼或套管覆蓋。導(dǎo)電表面可以設(shè)置在具有相等寬度的平衡配置的電介質(zhì)體上，或者設(shè)置在具有一對或多對導(dǎo)電元件且導(dǎo)電元件具有不同寬度的非平衡配置的電介質(zhì)體上。三個(gè)導(dǎo)電元件可以設(shè)置在電介質(zhì)體上，以便支承在傳輸線上使用一對差分信號導(dǎo)體和一個(gè)相關(guān)接地導(dǎo)體的差分三元組。導(dǎo)電表面的數(shù)目僅僅被電介質(zhì)體的尺寸限制，四個(gè)這樣的分立導(dǎo)電元件可以用于支承兩個(gè)不同信號通道或具有雙接地的單差分對。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，單一傳輸線形成在一個(gè)腔室內(nèi)，或者在形成在基片內(nèi)的多個(gè)可選擇尺寸的金屬腔室內(nèi)?；闲纬砂疾垡员阈纬汕皇?，凹槽的側(cè)壁可以鍍有導(dǎo)電材料。在這種情況下在腔室或凹槽的側(cè)壁之間的氣隙用作傳輸通道的電介質(zhì)。在這種設(shè)計(jì)的傳輸結(jié)構(gòu)里，空氣的介電常數(shù)和電介質(zhì)體的介電常數(shù)不同且比它小，從而降低傳播延遲和電介質(zhì)熱損失，以便通過控制材料和幾何形狀，有選擇地提高在凹槽里的導(dǎo)電元件之間的電耦合，而不提高在傳輸線的相鄰信號傳輸通道之間的電耦合，同時(shí)增加了傳輸速度。
在本發(fā)明的另一個(gè)主要方面，上述的傳輸鏈路可以用于傳輸信號到基片的表面，例如電路板，并用于提供部件可以連接的平臺或端子。在這樣做的過程中，傳輸線上的信號通過傳輸線形成的平臺或端子可以直接耦合到設(shè)備。
本發(fā)明的傳輸線可以傳輸信號和能量，并因此可以很容易地分為分離的信號通道和能量通道。信號通道可以由預(yù)先選擇寬度的導(dǎo)電帶或路徑形成，而為了傳輸高電流，能量通道可以包括較寬的帶或者加大的連續(xù)導(dǎo)體帶。與信號帶相比，較寬的帶是加大的板區(qū)域，并具有高的電容。信號和能量通道可以被用作隔離區(qū)域的傳輸結(jié)構(gòu)的寬的不導(dǎo)電區(qū)域分開。因?yàn)樵谛纬稍谙旅娴碾娊橘|(zhì)基片的過程中可以形成隔離區(qū)域，所以隔離區(qū)域可以很容易的形成以便使得交叉污染或電力干擾最小化。
通過考慮下面的詳細(xì)描述，將會(huì)清楚地了解本發(fā)明的這些和其它目的、特點(diǎn)以及優(yōu)點(diǎn)。


在詳細(xì)描述中，經(jīng)常參考附圖，其中圖1是傳統(tǒng)連接器的終端表面的示意性平面圖；圖2是用于高速連接器的邊緣卡的示意性平面圖；圖3是使用了三元或三重高速連接器的示意性正視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的成組元件通道鏈路的透視圖；圖5是圖4的成組元件通道鏈路的示意性端視圖，其顯示了導(dǎo)電元件的弧形程度以及其間的間隔；圖6是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的成組元件通道鏈路的一個(gè)可選實(shí)施例的透視圖；圖7是用于使源與在傳輸鏈路上具有中間負(fù)載的負(fù)載相連接的本發(fā)明的傳輸鏈路的示意圖；；圖8是使用了傳統(tǒng)觸頭“A”和本發(fā)明的傳輸鏈路“B”的連接器元件的示意圖，其中具有在其“A”和“B”處的放大細(xì)節(jié)部分，其描繪了在各自系統(tǒng)中出現(xiàn)的電感；圖9是其中形成有直角彎曲的本發(fā)明的鏈路的一個(gè)可選構(gòu)造的透視圖；
圖10是使用了本發(fā)明的鏈路的傳輸線的示意圖；圖11是描繪了本發(fā)明的鏈路的可選介質(zhì)組成的透視圖；圖12是描繪了可選的導(dǎo)電表面配置的一排不同形狀的電介質(zhì)體的透視圖；圖13是可以用于形成本發(fā)明的鏈路的一排非圓形橫截面電介質(zhì)體的透視圖；圖14是適用于本發(fā)明的鏈路的另一排非圓形橫截面電介質(zhì)體的透視圖；圖15是結(jié)合了用于在兩個(gè)連接器之間提供傳輸線的本發(fā)明的多個(gè)元件鏈路的連接器組件的分解視圖；圖16是具有兩個(gè)被圖15的傳輸鏈路互連的連接器外殼的連接器組件的透視圖；圖17是本發(fā)明的傳輸通道的圖解視圖，其中兩個(gè)互連塊形成在通道的相對末端處，并且其描繪了本發(fā)明的潛在的柔軟屬性；圖18是可以用作具有不同透鏡特性的鏈路的一排不同配置的電介質(zhì)體的透視圖；圖19是在其上形成有不同信號通道的多個(gè)傳輸鏈路擠壓件的透視圖；圖20是用于本發(fā)明的多個(gè)傳輸鏈路擠壓件的透視圖；圖21是和本發(fā)明的分立傳輸鏈路一起使用的配合接口的透視圖，其中配合接口呈現(xiàn)中空端蓋形式；圖22是圖21的端蓋的后面透視圖，其描繪了在其中容納傳輸鏈路的端部的其中心開口；圖23是圖21的端蓋的前面透視圖，其描繪了外部觸頭的方向；圖24是多個(gè)傳輸鏈路直角、彎曲連接器組件的正視圖；圖25是連接器組件的一個(gè)終端的一個(gè)可選構(gòu)造的透視圖；圖26是適于將本發(fā)明的傳輸通道鏈路連接到電路板的連接器的透視圖；圖27A是圖26的連接器的輪廓透視圖，其以虛線的形式描繪了一些連接器的內(nèi)部觸頭；
圖27B是圖27A的連接器的內(nèi)部觸頭組件的透視圖，其中移去了側(cè)壁，并描繪了其上的耦合卡釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)和布置；圖28是沿著其線28-28獲得的圖26的連接器的剖視圖；圖29是一個(gè)傳輸結(jié)構(gòu)的透視圖，該傳輸結(jié)構(gòu)結(jié)合了變換阻抗，并通過從它們的通道內(nèi)折疊到基片的頂部而提供了連接平臺或端子，所述傳輸線通過連接平臺或端子并在通道的側(cè)面延伸；圖30是通過圖29中所示的傳輸線的剖視圖；圖31是在圖29和圖30里顯示的傳輸線的頂視圖；圖32是一個(gè)具有帶變化阻抗的傳輸線的電路板的透視圖，該電路板還提供了用于設(shè)備連接的連接平臺；圖33是一個(gè)分層印刷電路板的剖視圖，其描繪了設(shè)置在一層里并與一對通孔或通路接觸的傳輸結(jié)構(gòu)通道，上述通孔或通路位于通道的側(cè)面，以便與設(shè)置在電路板的底表面的頂部上的電路板的其它部分導(dǎo)電連接；圖34是另一個(gè)傳輸結(jié)構(gòu)的透視圖，該傳輸結(jié)構(gòu)根據(jù)本發(fā)明的原理建造并適于用于電路板應(yīng)用場合中；以及圖35是圖34的傳輸結(jié)構(gòu)的端視圖。
具體實(shí)施例方式
圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的成組元件通道鏈路50?？梢钥闯?，鏈路50包括伸長的電介質(zhì)體51，該電介質(zhì)本體51優(yōu)選的為圓柱細(xì)絲，且類似于一段纖維光學(xué)材料。它的不同之處在于，鏈路50用作預(yù)先設(shè)計(jì)的波導(dǎo)管以及專用傳輸介質(zhì)。在這一點(diǎn)上，主體51由具有特定介電常數(shù)的專用電介質(zhì)和施加在其上的多個(gè)導(dǎo)電元件52形成。在圖4和圖5中，導(dǎo)電元件52描繪為導(dǎo)電材料的伸長的外延、跡線或帶52，這樣，它們可以是具有確定橫截面的傳統(tǒng)銅或貴金屬外延，其可以模制或以其它方式通過例如粘合劑或其它裝置連接到鏈路50的電介質(zhì)體上。它們也可以通過例如合適的電鍍或真空沉積工藝形成在主體51的外表面55上。導(dǎo)電跡線52設(shè)置在外表面上，并具有沿著電介質(zhì)體的周邊延伸的寬度。
至少兩個(gè)這樣的導(dǎo)體用在每個(gè)鏈路上，典型地用于諸如+0.5伏和-0.5伏之類的差分信號的信號傳送。這樣的差分信號布置的使用允許我們將本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特性化為基本上在信號輸送路徑的整個(gè)長度之上維持的預(yù)先設(shè)計(jì)的波導(dǎo)管。電介質(zhì)體51的使用提供了在鏈路之內(nèi)發(fā)生的優(yōu)選的耦合。在最簡單的實(shí)施例中，如圖5所示，導(dǎo)電元件布置在兩個(gè)相對面上，以便導(dǎo)電元件中的每一個(gè)的電親和力通過在其上支撐它們的電介質(zhì)體相互作用，或者在如稍后將更加詳細(xì)地解釋的那樣的并且如圖29-30所示的導(dǎo)電通道的情況下，導(dǎo)電元件布置在空腔/多個(gè)空腔的兩個(gè)或更多內(nèi)面上，以建立跨越空腔間隙并且貫穿空氣電介質(zhì)的主要耦合模式。用這種方式，本發(fā)明的鏈路可以被認(rèn)為與纖維光學(xué)通道或外延電氣等效。
本發(fā)明目標(biāo)是電波導(dǎo)管。本發(fā)明的波導(dǎo)管旨在以從大約1.0Ghz到至少12.5Ghz并且優(yōu)選地更高的高頻在預(yù)期水平的電親和力下維持電信號。如2002年4月23日發(fā)布的美國專利號6,377,741中描述的那樣的光學(xué)波導(dǎo)管典型地依靠單個(gè)外涂層或覆層，其具有鏡似反射性質(zhì)，以維持在選擇的方向上移動(dòng)的光粒子。外涂層/覆層中的開口會(huì)導(dǎo)致穿過波導(dǎo)管的光分散，這負(fù)面影響了波導(dǎo)管的光束。微波波導(dǎo)管用于在非常高的頻率下指引微波束的能量，而不是傳輸它，如2002年9月5日發(fā)布的美國專利號6,114,677所示范的那樣，其中，微波波導(dǎo)管用于將微波引導(dǎo)到爐子的中心部分處。這樣的定向目標(biāo)同樣用于微波天線技術(shù)。在每個(gè)實(shí)例中，這些類型的波導(dǎo)管用于集中并指引穿過它們的微波光線的能量，而在本發(fā)明中，整個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為在需要的單個(gè)(或多個(gè))頻率和阻抗、電容和電感下維持電信號。
本發(fā)明的鏈路的效果取決于，通過利用電氣容器(electricalcontainment)的兩個(gè)或更多導(dǎo)電表面，引導(dǎo)并維持通過通道鏈路的數(shù)字信號。這將包括維持信號的完整性、控制散發(fā)以及使通過鏈路的損耗最小化。本發(fā)明的通道鏈路通過控制通道鏈路的材料和系統(tǒng)部件的幾何形狀，以便將會(huì)提供優(yōu)選的場耦合，而包含通過其傳輸?shù)男盘柕碾姶艌?。簡而言之，通過規(guī)定由相反電荷的亦即負(fù)的和正的差分信號的導(dǎo)體亦即導(dǎo)電表面52所限界的電吸引力的區(qū)域亦即電介質(zhì)體51，本發(fā)明產(chǎn)生了設(shè)計(jì)的傳輸線。
如圖5中更佳地示出，兩個(gè)導(dǎo)電表面52彼此相對設(shè)置在電介質(zhì)體51上。如圖4中所示的電介質(zhì)本體51具有圓柱桿形，而如圖5中所示的電介質(zhì)體51具有橢圓狀構(gòu)造。在每個(gè)這樣的情況下，導(dǎo)電表面或跡線52延伸了各自的弧長。圖4和5是本發(fā)明的“平衡”鏈路的代表，其中兩個(gè)導(dǎo)電表面52的周邊長度或弧形長度C是相同的，電介質(zhì)體51的非導(dǎo)電外表面55的周邊長度或弧形長度C1也是相同的。該長度也可被認(rèn)為限定了在導(dǎo)電表面之間的總間距D。如下面所說明的那樣，所述鏈路可以是“非平衡”的，其中一個(gè)導(dǎo)電表面具有的弧長比另一個(gè)要大，在這樣的情況下，傳輸線最適合于單端的，或者非差分信號應(yīng)用。在電介質(zhì)體和鏈路是圓形的情況下，鏈路可以用作通道接觸引腳，這樣就被使用在連接器應(yīng)用中了。這個(gè)圓形橫截面顯示了和傳統(tǒng)圓形接觸引腳相同類型的結(jié)構(gòu)。
如圖6所示，本發(fā)明的鏈路可以進(jìn)行改進(jìn)，以便不僅提供多個(gè)導(dǎo)電元件作為整體系統(tǒng)傳輸介質(zhì)的一部分，而且也在其中結(jié)合了相符合且同軸的纖維光學(xué)波導(dǎo)管，以便傳輸光線和光學(xué)信號。在這一點(diǎn)上，電介質(zhì)體51被挖去芯部，從而形成光學(xué)纖維58延伸穿過的中央開口57。電信號和光信號60都可以通過這個(gè)鏈路被傳輸。
圖7示意性的描繪了傳輸線70，該傳輸線70結(jié)合了在源71和負(fù)載72之間延伸的本發(fā)明的鏈路50。鏈路的導(dǎo)電表面52用作將源和負(fù)載以及在源和負(fù)載之間的其它次級負(fù)載73互連起來。系統(tǒng)中可以增加這樣的次級負(fù)載，以便控制通過系統(tǒng)的阻抗。線路阻抗在源處建立起來，并可以通過向傳輸線增加次級負(fù)載而得到改變。
圖8示意性地描繪了在本發(fā)明的鏈路和傳統(tǒng)導(dǎo)體之間的區(qū)別，上述本發(fā)明的鏈路和傳統(tǒng)導(dǎo)體被描繪為都由電介質(zhì)塊76支撐。兩個(gè)分立的傳統(tǒng)導(dǎo)體77由銅或另一種導(dǎo)電材料形成，并以引腳的方式延伸穿過塊76。如放大部分“A”所示，由于放大的電流回路，所以兩個(gè)分立的導(dǎo)體提供了具有大的電感(L)的開放單元結(jié)構(gòu)。顯然不同的是，由于導(dǎo)電表面布置的如電介質(zhì)體51那樣彼此接近，所以本發(fā)明的鏈路在恒定阻抗下具有較小的電感(L)?？梢栽谥圃爝^程中控制這些鏈路50的尺寸，并且擠壓加工將是優(yōu)選的制造工藝，其中例如通過選擇性的電鍍工藝，導(dǎo)電表面隨著電介質(zhì)體一起延伸，或者被分開地進(jìn)行擠壓，使得所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)是電鍍成形多樣性。在這樣的擠壓工藝中可以很容易地控制電介質(zhì)體51的體積和在設(shè)置于其上的導(dǎo)電元件之間的間距。導(dǎo)電表面優(yōu)選地延伸了電介質(zhì)體的長度，并可以在希望終止連到連接器、電路板或類似部件的傳輸線的位置處稍微在其末端之前結(jié)束。
如圖9所示，電介質(zhì)體可以向前以顯示的90度直角彎曲的形式或以任何其他角度取向具有彎曲80。如顯示的那樣，導(dǎo)電表面52以導(dǎo)電表面以其開始和結(jié)束的相同的它們之間的分隔間距和相同的寬度的方式延伸通過彎曲80。電介質(zhì)體51和導(dǎo)電表面52容易地維持了它們的間距和分隔通過彎曲以消除任何潛在的損耗。
圖10顯示了使用本發(fā)明的鏈路的傳輸線。鏈路50被認(rèn)為是由一個(gè)或更多單個(gè)的電介質(zhì)體51形成的傳輸電纜，并且它的一個(gè)末端82端接到印刷電路板83。為了使電路板處的任何不連續(xù)最小化，這種端接可以是直的。還提供了使任何不連續(xù)維持在最小的短轉(zhuǎn)接鏈路84。這些鏈路84維持傳輸鏈路的分組方面。可以提供終端接口85，其中，鏈路以最小幾何形狀不連續(xù)或阻抗不連續(xù)的方式端接到連接器。用這種方式，在傳輸線的長度之上維持了導(dǎo)電表面的分組，導(dǎo)致幾何形狀和電氣兩者的均勻性。
圖11顯示了本發(fā)明的傳輸鏈路50的多種不同的橫截面。在最右邊的鏈路90中，中心導(dǎo)體93由空心的電介質(zhì)體94環(huán)繞，所述電介質(zhì)體94依次支撐多個(gè)導(dǎo)電表面95，其由優(yōu)選地用電介質(zhì)體94的部分填充的插入間隔分開。這種構(gòu)造適合于在功率應(yīng)用中使用，其中功率由中心導(dǎo)體93運(yùn)送。在圖11的中間的鏈路91中，中心覆蓋(central cover)96優(yōu)選地由選擇的電介質(zhì)制成，并且具有支撐在它上面的導(dǎo)電表面97。優(yōu)選地提供保護(hù)外絕緣套98，以保護(hù)和/或使內(nèi)部鏈路絕緣。圖11的最左邊的鏈路92具有保護(hù)外套99，其封入可電鍍的聚合環(huán)(polymeric ring)100，所述聚合環(huán)100環(huán)繞或者導(dǎo)電的或者絕緣的核心101。環(huán)100的部分101用導(dǎo)電材料電鍍并通過未電鍍的部分隔開，以規(guī)定環(huán)的主體上希望的兩個(gè)或更多導(dǎo)電表面?？蛇x擇地，或者包圍核心的或者鏈路92的元件不管哪一個(gè)，可以用空氣填充，并且可以經(jīng)由適當(dāng)?shù)闹ё^緣子(standoff)或類似物從內(nèi)部部件隔開。
圖12顯示了使它們的外部區(qū)域與電介質(zhì)體51相結(jié)合以形成不同類型的傳輸鏈路的鏈路110-113的排列。鏈路110具有電介質(zhì)體51的外表面上布置的不同弧長的(亦即不平衡的)兩個(gè)導(dǎo)電表面52a、52b，所以鏈路110可以提供單端信號操作。鏈路111具有兩個(gè)等間距的和規(guī)定尺寸的(或“平衡的”)導(dǎo)電元件52，以提供有效的差分信號操作。鏈路112具有三個(gè)導(dǎo)電表面115以支持兩個(gè)差分信號導(dǎo)體115a和相匹配的接地導(dǎo)體115b。鏈路113具有布置在其電介質(zhì)體51上的四個(gè)導(dǎo)電表面116，其中，導(dǎo)電表面116可以或者包括兩個(gè)差分信號通道(或?qū)?，或者包括具有一對相關(guān)接地的單個(gè)差分對。
圖13顯示了如鏈路120的方形構(gòu)造或如鏈路121-122的矩形構(gòu)造之類的多邊形構(gòu)造的一種類型的非圓形鏈路120-122的排列。電介質(zhì)體51可以被擠壓具有突出的凸區(qū)部分125，其被電鍍或以其它方式用導(dǎo)電材料覆蓋。單獨(dú)的導(dǎo)電表面布置在電介質(zhì)體的單獨(dú)側(cè)面上，并且優(yōu)選地，導(dǎo)電表面的差分信號對布置在主體的相對側(cè)面上。這些凸區(qū)部分125可以用于以這樣的方式“嵌”入到終端連接器的連接器槽中連接器終端(未顯示)和導(dǎo)電表面125之間的接觸易于實(shí)現(xiàn)。
圖14顯示了可以與本發(fā)明一起使用的一些另外的電介質(zhì)體。一個(gè)主體130被顯示為凸面，而其他兩個(gè)主體131、132被顯示為普通凹面構(gòu)造。電介質(zhì)體的圓形截面具有將電場強(qiáng)度集中在導(dǎo)電表面拐角處的趨勢，而如主體130所示的輕微凸面形式則具有均勻地集中電場強(qiáng)度的趨勢，其導(dǎo)致較低的衰減。如電介質(zhì)體131、132所示的凹面主體可以具有有益的串?dāng)_減少方面，因?yàn)樗騼?nèi)集中電場。這些導(dǎo)電表面的寬度或弧長，如圖14所示，小于支撐它們的各個(gè)主體側(cè)面的寬度或弧長。
重要的是，傳輸鏈路可以形成為單個(gè)擠壓件200(圖15-16)，在其上攜帶多個(gè)信號通道，每個(gè)這樣的通道包括一對導(dǎo)電表面202-203。這些導(dǎo)電表面202、203由支撐它們的插入電介質(zhì)體204以及將它們互聯(lián)在一起的連接板部分205相互隔開。這個(gè)擠壓件200可以用作總的連接器組件220的部分，其中，該擠壓被接收到連接器殼211中形成的互補(bǔ)形狀的開口210中。開口210的內(nèi)壁可以選擇性地電鍍，或者可以將接觸件212插入到殼211中以接觸導(dǎo)電表面，并在必要時(shí)提供表面安裝架或通孔尾部。
圖17顯示了兩個(gè)傳輸通道50的布置，其布置得如顯示的那樣，在一個(gè)末端處端接到連接器塊180，并且穿過直角塊182，所述直角塊182包括形成在其中的一系列直角通道183，其接收傳輸通道鏈路，如顯示的那樣。在如圖17所示的布置中，將會(huì)理解的是，傳輸通道鏈路可以在連續(xù)的制造過程中制造，諸如通過擠壓，并且每個(gè)這樣的通道可以被制造具有內(nèi)在的或集成的導(dǎo)電元件52。在這些元件的制造中，可以控制傳輸通道自身的幾何形狀，以及電介質(zhì)體上的導(dǎo)電元件的間距和定位，以便傳輸通道會(huì)作為一致和單一的電子波導(dǎo)管執(zhí)行，所述波導(dǎo)管將支持信號(通信)量的單個(gè)通道或“路線”。因?yàn)閭鬏斖ǖ梨溌返碾娊橘|(zhì)體可以被制造得相當(dāng)柔軟，所以本發(fā)明的系統(tǒng)容易適合于伸長的長度之上的各種路徑，而不顯著犧牲系統(tǒng)的電氣性能。一個(gè)連接器端塊180可以垂直對準(zhǔn)地維持傳輸鏈路，而塊182可以以直角取向維持傳輸通道鏈路的末端，用于端接到其他部件。
圖18顯示了一組凸面電介質(zhì)塊或體300-302，其中，分開距離L變化，并且所述塊的外表面306的曲線305在鏈路300-302之中上升。用這種方式，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以選擇主體的形狀以提供不同的透鏡特性，用于集中當(dāng)導(dǎo)電元件被通電時(shí)產(chǎn)生的電場。
圖19顯示了具有由連接板402互聯(lián)的一系列電介質(zhì)體或塊401的多通道擠壓件400，其中，導(dǎo)電表面403為多個(gè)或復(fù)合的。如圖13中顯示的構(gòu)造那樣，這樣的擠壓件400支持多個(gè)信號通道，所述通道中的每一個(gè)優(yōu)選地包括一對差分信號導(dǎo)電元件。
圖20顯示了如圖15和16所示的標(biāo)準(zhǔn)擠壓件200。本發(fā)明的鏈路可以端接到連接器和其他殼體中。圖21-23顯示了作為某種圓錐形端蓋的一個(gè)終端接口，所述端蓋具有空心主體501，其具有中心開口502。主體可以支持一對終端504，其與電介質(zhì)體51的導(dǎo)電表面52相配合。端蓋500可以插入到連接器殼或電路板中的各種開口中，并且同樣地，優(yōu)選地包括圓錐形插入末端510。端蓋500可以被構(gòu)造以僅端接單個(gè)傳輸線，如圖21-23所示，或者它可以成為多個(gè)終端接口的部分并端接多個(gè)不同的傳輸線，如圖24和25所示。
圖24顯示了一系列鏈路520適當(dāng)位置上的端蓋500，所述鏈路520端接到端塊521，其具有表面安裝終端522，以便端塊521可以附著到電路板(未顯示)。端蓋不需要采取附圖中顯示的圓錐形結(jié)構(gòu)，而是可以采取其他形狀和構(gòu)造，類似于下面顯示和說明的那樣。
圖25顯示了端塊570的替換構(gòu)造。在這種布置中，傳輸線或鏈路571由電介質(zhì)形成，并且包括形成在它們的外表面上的一對導(dǎo)電外延572(為了清楚起見，僅在一個(gè)側(cè)面上顯示了外延572，而它們的對應(yīng)的外延則形成在鏈路571的面對到圖25的紙面中的表面上)。這些導(dǎo)電外延572經(jīng)由電路板574的內(nèi)部形成的導(dǎo)電通路575連接到電路板574上的跡線573。如果希望的話，這樣的通路也可以構(gòu)造在端塊570的主體之內(nèi)。通路575優(yōu)選地如顯示的那樣裂開，并且它們的兩個(gè)導(dǎo)電部分由插入間隙576分開，以在板的水平面上維持兩個(gè)導(dǎo)電傳輸通道的分離。
圖26顯示了安裝到印刷電路板601的端蓋或塊600。這種風(fēng)格的端蓋600充當(dāng)連接器，并因而包括殼體602，其具有中心槽603，所述中心槽603具有接受傳輸鏈路的突出部分的各種鍵槽604。端蓋連接器600可以具有多個(gè)用于訪問的窗口620，以將接觸件607的導(dǎo)電尾部606焊接到電路板601上的相應(yīng)的相對跡線。在如顯示的那樣的表面安裝尾部的實(shí)例中，尾部606可以使它們的水平部分609在端蓋殼體下面褶起，以減少需要的電路板焊盤尺寸以及系統(tǒng)在電路板處的電容。
圖27A顯示了端蓋連接器600的局部輪廓視圖，并且顯示了接觸件或終端607如何支撐在連接器殼602之內(nèi)，并且延伸通過連接器殼602。終端607可以包括雙線接觸端608，用于冗余接觸(并且用于提供平行電路)，并且連接器600可以包括耦合卡釘615，其具有倒U形并且增強(qiáng)跨越殼體的終端的耦合。能夠看到耦合卡釘615具有伸長的主干，其縱向延伸通過連接器殼602。由沿著耦合卡釘?shù)拈L度的間隔相互隔開的多個(gè)支腿朝向電路板向下延伸，并且每個(gè)這樣的支腿都具有大于它相對的終端的相應(yīng)寬度的寬度。如附圖所示，與終端對準(zhǔn)地安置耦合卡釘支腿。這些雙線終端607的尾部增強(qiáng)了連接器的穩(wěn)定性。在這點(diǎn)上，它也提供了對終端的控制，所述終端構(gòu)成了(橫向)跨越殼體槽601的通道。雙重接觸路徑不僅提供了路徑冗余，而且還減少了通過終端的系統(tǒng)的電感。圖27B是圖26和圖27A的端蓋連接器600中使用的內(nèi)部接觸組件的視圖。終端607布置在連接器的相反側(cè)面上，并且安裝在各個(gè)支撐塊610之內(nèi)。這些支撐塊610相互隔開預(yù)先選擇的距離，其有助于使終端接觸件608隔開。
具有完全U形或葉片形狀的導(dǎo)電耦合卡釘615可以被提供，并且可以夾在終端607和支撐塊610之間，以增強(qiáng)終端607之間和之中的耦合。耦合卡釘615具有一系列的葉片620，其由插入間隔621隔開，夾在成對的相對接觸件(圖28)608之間，并且朝向電路板的表面向下延伸?？ㄡ?15縱向延伸通過連接器塊610之間的連接器主體。連接器塊610和連接器殼602(特別其側(cè)壁)可以具有形成在其中的開口616，其在其中接收接合插塞(engagement plug)617，以保持兩個(gè)部件相互配準(zhǔn)。同樣可以使用其他附著手段。圖28是連接器600的端視圖，其顯示了耦合卡釘在一對相對的接觸件608之間的插入以及連接器塊610和連接器殼602的接合。
盡管進(jìn)行了上面所述，但是圖29描繪了根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的傳輸通道鏈路的另一實(shí)施例。在圖29中，電介質(zhì)基片700設(shè)置有傳輸線，該傳輸線具有變換阻抗，但是其也提供了在電路板表面上的表面平臺，傳輸線通過電路板表面而形成。這個(gè)基片可以是電路板結(jié)構(gòu)，該電路板結(jié)構(gòu)可以由多個(gè)不同層和樹脂、環(huán)氧化物、玻璃纖維、FR4和其它電路板類型材料形成。
特別地，圖29顯示了具有形成在其表面702里的槽704的基片700，且槽704具有第一和第二相對表面706和708。上述表面從電介質(zhì)700的表面702向下延伸到預(yù)先選擇的深度D的布置槽704的基部或底部的地方。如圖所示，在相對表面712和714之間產(chǎn)生有介入空間W。介入空間W也限定了槽704的底表面710的寬度。
圖30顯示了如圖29所示的電介質(zhì)基片700和槽704的側(cè)面剖視圖。圖30顯示了槽704具有第一長度712，該第一長度712具有用參考數(shù)字714表示的第一“末端”。這個(gè)第一長度712延伸到圖29的右側(cè)一段不確定距離處，然而該第一長度的終端被認(rèn)為是第一長度712的“第二”末端，但是在附圖中沒有顯示出這個(gè)“第二”末端。
圖31是如圖29所示的電介質(zhì)基片700和槽704的頂視圖。圖31顯示了槽704的第一長度712的第一末端714具有設(shè)置在槽704的相對表面706和708上的導(dǎo)電涂層716。在槽表面706和708上的涂層716是導(dǎo)電涂層，例如粘合劑基底的金屬帶。然而，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，電介質(zhì)基片700是塑料的，并且涂層716可以包括施加到構(gòu)成基片的塑料或電介質(zhì)上的金屬鍍層或電鍍板?？蛇x的實(shí)施例將包括蒸氣沉積金屬、噴射金屬、導(dǎo)電填充物的導(dǎo)電涂料。
如圖30和31所示，在相對側(cè)壁上通過槽704的第一長度712的導(dǎo)電涂層716從基片700的表面702“向下”延伸到槽的底部710，這就是槽的深度“D”。在可選實(shí)施例中，導(dǎo)電涂層716并不完全延伸到底部710，而是向下延伸了部分的槽的深度D。在其它實(shí)施例中，在相對表面706和708上的涂層可以包含不相等的區(qū)域。
圖30和31顯示了槽的第二長度720，該第二長度和槽的第一長度712連續(xù)并且鄰接。第二槽長度720具有用參考數(shù)字714表示的第一末端(在圖30和31的右側(cè)虛線表示處)以及用參考數(shù)字722表示的第二末端(朝向圖30和31的左側(cè)顯示的虛線處)。槽704的第二長度720是在相對表面706、708上的導(dǎo)電涂層716從槽704的底部710向上回退過的一段槽704的長度。因?yàn)閷?dǎo)電涂層逐漸地且增加地沿著第二長度720向上回退，所以大體相等面積的導(dǎo)電涂層可以被施加或沉積到基片700的表面702上。
在圖30里，(該圖是沿著圖29里的剖面線A-A的視圖)在第一長度712的第一末端714處，導(dǎo)電涂層716在第一和第二長度712、720之間電連續(xù)，但是它沿著第二長度720從槽704的底部710向上回退。如圖31所示，當(dāng)在相對表面706和708上的涂層716的面積沿著第二長度720向上回退時(shí)，在表面702上的導(dǎo)電涂層716開始從槽704的相對表面706、708伸出。
如圖31所示，也被認(rèn)為是表面金屬化的導(dǎo)電材料716可以在槽704的兩側(cè)上從槽704伸出等于槽704的深度D的一段距離。因?yàn)榛?00的表面702上的導(dǎo)電表面716和在槽的相對表面706、708上的導(dǎo)電表面716是電連續(xù)的，所以沿著通過在相對表面706、708上的導(dǎo)電涂層716形成的傳輸線傳輸?shù)男盘枠?gòu)成波導(dǎo)管。
通過改變在相對表面706、708上的導(dǎo)電材料的表面積，在相對表面之間的分布電容會(huì)變化，從而改變了傳輸結(jié)構(gòu)的阻抗。這樣，回退導(dǎo)電表面將減小傳輸結(jié)構(gòu)的電容耦合，從而增加了傳輸結(jié)構(gòu)的阻抗，因此，這種結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是具有變換阻抗的傳輸線。在這一點(diǎn)上，應(yīng)該理解的是，在槽的相對側(cè)上的兩個(gè)導(dǎo)電表面將以可以利用導(dǎo)體的全部高度D的寬側(cè)電容耦合處進(jìn)行接合，然后當(dāng)導(dǎo)體離開槽710并進(jìn)入到基片700的頂表面702上時(shí)減小到邊緣耦合。在邊緣耦合的情況下，僅僅導(dǎo)體的邊緣以電耦合進(jìn)行接合。
盡管圖29描繪了在相對表面706、708和其導(dǎo)電涂層716之間的介入空間是空氣，但是本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施例設(shè)想用非空氣的電介質(zhì)填充在相對表面(其可以被稱為“密封通道”結(jié)構(gòu))706、708之間在槽704的至少所述第二長度720上的空間。在圖30里，從參考數(shù)字714向左延伸的交叉影線代表非空氣電介質(zhì)。如圖30所示，電介質(zhì)材料730從第一長度712的第一末端714在深度上沿著第二長度720增加到第二長度720的第二末端722填充槽704。填充在相對表面706、708之間的介入空間將幫助防止焊料向下傳送到槽704里。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，非空氣電介質(zhì)和形成基片700的電介質(zhì)材料相同。
圖32是作為電路板的電介質(zhì)基片700的透視圖。例如信號處理器(或集成電路)、無線電路或其它設(shè)備的電子設(shè)備750電連接到在基片表面702上的兩個(gè)焊接平臺726-1和726-2上。在圖31中在基片700的表面702上的鍍金屬層716的長度處顯示有這些焊接平臺726-1和726-2。焊接平臺726-1和726-2使得電子設(shè)備直接連接到通過在形成于基片700里的相對側(cè)壁上的導(dǎo)電表面形成的傳輸線上。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在相對表面706、708上的導(dǎo)電材料716彼此電隔開，并傳導(dǎo)相反極性的信號，所述相反極性的信號也被稱為差分信號。這樣，在相對表面706、708上的導(dǎo)電涂層716被稱為“差分對”。
圖33以剖視圖的形式顯示了彼此堆疊在頂部上的一對電路板或兩個(gè)電路板層801、802。底層802具有如上所述形成于其中的通道或槽804，其中兩個(gè)導(dǎo)電表面805a、805b設(shè)置在其相對側(cè)上，并升高離開所述通道從而沿著底層802的頂表面806延伸。這種應(yīng)用最適合于和多層電路板的一個(gè)內(nèi)部層一起使用，并且在其中使用的阻抗變換器可以用作將寬側(cè)電耦合轉(zhuǎn)換為具有邊緣耦合的平的內(nèi)部平臺結(jié)構(gòu)，該邊緣耦合將允許連通到穿過板的通路，以便使得信號從在整體板結(jié)構(gòu)內(nèi)的一個(gè)信號層移到另一信號層，或者允許信號移到多層電路板結(jié)構(gòu)的底表面上。
阻抗變換器結(jié)構(gòu)可以用于這個(gè)電容中，以便將水平傳輸結(jié)構(gòu)通道變?yōu)榇怪蓖方Y(jié)構(gòu)，以便與電路板的其它層通信，從而實(shí)現(xiàn)從最后或表面層將信號插入或引渡。
圖34和35描繪了涉及適合于用于在印刷電路板結(jié)構(gòu)中的密封通道類型布置的實(shí)施例。它們使用了成組元件通道傳輸結(jié)構(gòu)650，該成組元件通道傳輸結(jié)構(gòu)650特別適于在高密度接觸間隔時(shí)傳輸高電壓和高電流。傳輸線650的主體可以由電介質(zhì)形成，或者可以結(jié)合到電路板層中，它具有一系列形成于其中的凹槽或槽651，該凹槽或槽651從其一個(gè)表面652延伸進(jìn)入其主體部分。這些槽的側(cè)壁654例如通過電鍍以導(dǎo)電形式涂有導(dǎo)電材料，結(jié)果形成了一系列彼此相對的“鍍層”655，該鍍層655還通過通常將占有槽651的介入空間、或空氣被分開。
在圖34和35的左側(cè)，塞子658顯示為填充所述通道，這個(gè)塞子可以包括蓋部659和一個(gè)或多個(gè)舌部或填充物660，所述舌部或填充物660從蓋部659下垂，并延伸進(jìn)入槽651的空間，并將其完全占有。塞子658，特別是其填充部分660，在相對導(dǎo)電表面之間延伸，并使其絕緣，以便防止在其之間發(fā)生形成電弧。塞子可以填充有電介質(zhì)材料，該電介質(zhì)材料優(yōu)選地具有選擇出來以便影響導(dǎo)體之間耦合的介電常數(shù)，典型地，介電常數(shù)將是等于或大于電介質(zhì)體的介電常數(shù)的常數(shù)，以便增強(qiáng)耦合并降低沿著那個(gè)長度上的傳輸線的阻抗，這在電力傳輸中是非常希望得到的。接地平板659可以沉積在圖34和35的傳輸線的下表面上，以便提供增加的電容耦合。
以這種方式，且在圖35中最佳示意性示出，相反極性(即“+”或“-”)的導(dǎo)電觸頭對彼此電隔開，但是形成了一個(gè)完整的電路。特別是由于大量的普通并聯(lián)電路，本發(fā)明的傳輸元件所涉及的尺寸允許在低電感輸送模式下獲得很高的密度。在圖34和35的右側(cè)顯示的是用于實(shí)現(xiàn)這種隔開的另一裝置，優(yōu)選地具有信號傳遞導(dǎo)電表面，亦即使用符合整個(gè)槽和平臺結(jié)構(gòu)的共形涂層661，但是其在兩個(gè)導(dǎo)電表面之間提供了電絕緣或隔離。在電鍍表面654、655之間的距離可以很小，可以達(dá)到0.4mm等的數(shù)量級，絕緣涂層或薄膜661防止在導(dǎo)電元件對之間發(fā)生電弧或短路。電流橫向跨過并可能在其兩個(gè)相對表面上的傳輸線里的相對元件對的使用，將導(dǎo)致傳輸線系統(tǒng)的回路電感下降。共形涂層或薄膜661優(yōu)選地具有的介電常數(shù)小于電介質(zhì)體的介電常數(shù)，對于信號傳輸應(yīng)用，接近于空氣1.0的介電常數(shù)是優(yōu)選采用的。
從以上所述，顯而易見的是，具有變換阻抗的傳輸線的導(dǎo)體可以從槽的相對側(cè)通過基片折疊到基片表面上。傳輸線導(dǎo)體可以形成為焊接平臺，所述焊接平臺部件可以通過焊接而連接起來。用電介質(zhì)填充槽可以防止焊料被傳送入槽中。
權(quán)利要求
1.一種具有變換阻抗和表面焊接平臺的傳輸線，所述傳輸線包括具有表面的電介質(zhì)基片；槽，其被形成而通過所述電介質(zhì)基片的表面，所述槽具有深度D1，且具有通過介入空間彼此隔開的第一和第二相對表面，所述槽也包括具有第一和第二末端的第一長度，每個(gè)所述相對槽表面沿著第一長度具有從基片表面向下延伸進(jìn)入所述槽達(dá)到深度D2的導(dǎo)電表面；以及所述槽的第二長度，其具有鄰接所述第一長度的第二末端的第一末端，在所述第二長度里的相對槽表面每個(gè)在所述第二長度的第一末端處都具有導(dǎo)電表面，上述導(dǎo)電表面和在所述第一長度里的導(dǎo)電表面電連續(xù)，并在所述第二長度的第一末端處從基片表面向下延伸進(jìn)入所述槽達(dá)到所述深度D2，在所述第二長度的相對表面上的導(dǎo)電表面從所述深度D2沿著所述第二部分的長度連續(xù)地向上回退到處于所述第二部分的第二末端處的零深度處；并且在所述第二長度的第一末端處，所述電介質(zhì)基片表面在所述槽的兩側(cè)上具有表面敷鍍金屬，在所述槽的兩側(cè)上的所述表面敷鍍在所述第二部分的第一末端處的寬度是零，并且在所述第二部分的末端處從相對槽表面連續(xù)地延伸出距離D，所述表面敷鍍金屬與在所述槽部分內(nèi)的導(dǎo)電表面能進(jìn)行導(dǎo)電。
2.如權(quán)利要求1所述的傳輸線，還包括在所述槽的所述第二長度里填充相對表面之間的空間的非空氣電介質(zhì)，所述非空氣電介質(zhì)具有從深度D延伸到在所述第二長度的第一末端處的槽的底部的厚度，所述非空氣電介質(zhì)的厚度沿著所述第二長度向上連續(xù)增加至所述第二長度的第二末端處的基片表面。
3.如權(quán)利要求2所述的傳輸線，其中，所述非空氣電介質(zhì)是所述電介質(zhì)基片材料。
4.如權(quán)利要求1所述的傳輸線，其中，在所述槽的相對表面上的所述導(dǎo)電表面是不同的差分對。
5.如權(quán)利要求1所述的傳輸線，還包括以可操作方式連接到在所述槽的兩側(cè)上的表面敷鍍金屬的電子設(shè)備。
6.如權(quán)利要求1所述的傳輸線，其中，所述深度D1等于所述深度D2。
7.如權(quán)利要求1所述的傳輸線，其中，具有表面的所述電介質(zhì)基片是電路板。
8.如權(quán)利要求1所述的傳輸線，其中，從所述槽的第一末端到所述的第二末端的耦合阻抗可以進(jìn)行選擇控制，以便形成恒定阻抗，或者在所述傳輸結(jié)構(gòu)的第一和第二末端處的不同阻抗之間相配的阻抗。
全文摘要
一種用于高頻差分信號并具有變換阻抗的傳輸線形成在基片中。所述傳輸線包括槽，所述槽的相對表面帶有能夠傳輸電信號的導(dǎo)電表面。在相對表面上的導(dǎo)電表面逐漸沿著槽的長度回退。等量的敷鍍金屬施加到基片表面上，并與在槽的相對側(cè)壁上的導(dǎo)電表面電連續(xù)。在基片表面上的敷鍍金屬提供了焊接平臺。在槽里的電介質(zhì)防止焊料引入。
文檔編號H05K1/02GK1922940SQ200480042070
公開日2007年2月28日 申請日期2004年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月24日
發(fā)明者大衛(wèi)·L·布倫克爾, 維克托·扎德烈 申請人:莫萊克斯公司