用于平衡的高频连接器的PCB和电缆组件的制作方法

用于平衡的高频连接器的pcb和电缆组件


技术实现要素：

1.在本说明书的一些方面，提供了一种连接器组件，该连接器组件包括外壳、电路板和多根电缆，每根电缆包括多个导体。该外壳包括彼此组装并在其间限定外壳腔体的顶部外壳部分和底部外壳部分；该外壳包括用于与配合连接器配合的配合端和用于接纳一根或多根电缆的相反的电缆端。
2.该电路板设置在该外壳腔体中并且包括上主表面、相反的下主表面、靠近该配合端的前边缘和与该前边缘相反并且靠近该电缆端的后边缘。该电路板包括多个导电前焊盘，该多个导电前焊盘靠近该前边缘设置在该上主表面和该下主表面上；和多个导电后焊盘，该多个导电后焊盘靠近该后边缘设置在该上主表面和该下主表面上并且电连接到该前焊盘。该后焊盘在该上主表面和该下主表面中的每者上形成第一行后焊盘和第二行后焊盘，其中该第一行靠近该后边缘设置，并且该第二行设置在该第一行与该前焊盘之间。
3.该多根电缆的该多个导体包括非绝缘前端(uninsulated front ends)，该非绝缘前端端接在该上主表面和该下主表面上的该第一行后焊盘和该第二行后焊盘的该后焊盘处。对于该第一行中的一个第一行，每个非绝缘前端的至少一部分设置在由该相应的上主表面和下主表面限定的上平面和下平面之间。
4.在本说明书的一些方面，提供了一种连接器组件，该连接器组件包括外壳、电路板和电缆。该电路板至少部分地设置在该外壳内部并且包括设置在该电路板的与第二主表面相反的第一主表面上的多个导电焊盘。该电缆包括多个导体。该导体的非绝缘前端端接在该导电焊盘处，使得每个非绝缘前端的至少一部分设置在由该第一主表面和该第二主表面限定的第一平面和第二平面之间。
5.在本说明书的一些方面，提供了一种电路板组件，该电路板组件包括电路板，该电路板包括相反的第一主表面和第二主表面。第一绝缘导体和第二绝缘导体的非绝缘部分端接在设置在该相应的第一主表面和第二主表面上的导电焊盘处，使得在侧平面视图中，该第一导体和该第二导体中的仅一者的该非绝缘部分延伸超过该电路板的边缘。
附图说明
6.图1a和图1b是根据本说明书的实施方案的连接器组件的透视图；
7.图2是根据本说明书的实施方案的连接器组件的透视剖切视图；
8.图3a和图3b是根据本说明书的实施方案的用于连接器组件的印刷电路板的透视图；
9.图4a和图4b是根据本说明书的实施方案的连接器组件的分解视图；
10.图5a和图5b是根据本说明书的实施方案的端接在连接器组件中的印刷电路板上的电缆的透视图；并且
11.图6提供了根据本说明书的实施方案的用于连接器组件的电缆端接的侧视图。
具体实施方式
12.在以下说明中参考附图，该附图形成本发明的一部分并且其中以举例说明的方式示出各种实施方案。附图未必按比例绘制。应当理解，在不脱离本说明书的范围或实质的情况下，可设想并进行其他实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
13.对于高速电缆组件，连接器组件中的低输入差分插入损耗(由差分散射参数sdd21表示)是在信号传播通过组件时使误差最小化的关键因素。多个部件有助于插入损耗，包括与配合连接器的接口、pcb上的电路迹线、通孔和焊盘的结构、焊料连接的质量、电缆内导体的尺寸、部件的阻抗设计以及若干其他因素。
14.在这些因素中，pcb可显著地有助于组件和配合连接器的总损耗。例如，pcb可对17.5db的总组件贡献6分贝(db)或更多的损耗。通过良好的pcb设计实践，诸如使用具有较低介电常数的pcb材料，并且缩短pcb上的电路迹线的长度，可使这种损耗最小化。缩短pcb上的迹线长度可显著降低插入损耗。
15.高速电缆连接器组件的标准形状因数(诸如，八通道小形状因数可插拔模块osfp或四通道小形状因数可插拔双密度qsfp
‑
dd)在pcb的底部与底部连接器后壳的底板之间具有空间限制。这种空间限制通常要求引入的四根电缆中的三根电缆附接到pcb的上侧，并且第四根电缆附接到pcb的底部或下侧。在上侧放置三行需要具有较长电路迹线的较长pcb，这有助于系统的总插入损耗。将第三根电缆和相关联的焊料焊盘从pcb的上侧移动到pcb的下侧以靠近pcb的边缘可缩短所需的电路迹线并减少插入损耗。例如，诸如在标准osfp和qsfp
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dd形状因数连接器的情况下，pcb迹线可被缩短10mm或更多，从而产生大约0.3db的插入损耗改善。
16.应当指出的是，虽然本文提供的许多示例和附图描述了使用四根电缆，但这些示例并非旨在进行限制。通常，电缆被定义为存在于单个束或包装中的一组两个或更多个电导体(例如，共享的绝缘材料套筒中的两个或更多个导体)。本文所述的具有四根电缆(例如，图4a的电缆60、61、62和63)的示例实施方案可以用任何适当数量的电缆来完成。例如，图4a的电缆60(在图中示出为具有16个导体)可被替换为各自具有八个连接器的两根较小电缆、各自具有四个导体的四根较小电缆、各自具有两个导体的八根较小电缆、具有12个导体的一根电缆和具有四个导体的一根电缆或较小电缆和导体的任何其他适当组合。还应当指出的是，在不脱离本文所述构思的意图的情况下，本文的示例和附图中描绘的“电缆”中的一个或多个电缆可以用单独的绝缘导体代替。出于本说明书的目的，术语“电缆”应被定义为包括较小电缆和/或单独导体的任何适当组合。
17.根据本说明书的一些方面，提供了一种连接器组件，该连接器组件包括外壳、印刷电路板(也称为“电路板”或“pcb”)和多根电缆，每根电缆包括多个导体。在一些实施方案中，外壳包括彼此组装并在其间限定外壳腔体的顶部外壳部分和底部外壳部分；该外壳包括用于与配合连接器配合的配合端和用于接纳一根或多根电缆的相反的电缆端。
18.在一些实施方案中，电路板设置在外壳腔体中并且包括上主表面、相反的下主表面、在配合端附近的前边缘和与前边缘相反并且在电缆端附近的后边缘。在一些实施方案中，电路板包括多个导电前焊盘(例如，对应于配合连接器组件中的配合连接点的导电焊盘)，该多个导电前焊盘在前边缘附近设置在上主表面和下主表面上；和多个导电后焊盘，该多个导电后焊盘在后边缘附近设置在上主表面和下主表面上并且电连接到前焊盘。在一
些实施方案中，前焊盘形成设置在电路板的上主表面上的第一行前焊盘和设置在电路板的下表面上的第二行前焊盘。在一些实施方案中，后焊盘在上主表面和下主表面中的每者上形成第一行后焊盘和第二行后焊盘，其中第一行设置在后边缘附近，并且第二行设置在第一行与前焊盘之间。换句话讲，电路板的上主表面和下主表面中的每者包括两行后焊盘：靠近电路板的后边缘的第一行后焊盘，和远离后边缘的第二行后焊盘。
19.在一些实施方案中，外壳的电缆端接纳并连接到多个引入的电缆(例如，四个引入的电缆)。在一些实施方案中，多根电缆中的至少一根电缆可为基本上扁平的(即，与电缆的宽度和/或长度相比，电缆的厚度或高度相对较小)。电缆的多个导体包括非绝缘前端，该非绝缘前端端接在上主表面和下主表面上的第一行后焊盘和第二行后焊盘的后焊盘处。在一些实施方案中，对于第一行中的一个第一行，每个非绝缘前端的至少一部分设置在由相应的上主表面和下主表面限定的上平面和下平面之间(即，通过连接到位于电路板的后边缘附近的后焊盘，电缆的绝缘部分的主体可以定位在电路板的边缘后面并且基本上与电路板共面，而不是在电路板上方或下方)。
20.在一些实施方案中，连接器组件可以是八通道小形状因数可插拔模块(osfp)连接器组件。在其他实施方案中，连接器组件可以是四通道小形状因数可插拔双密度(qsfp
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dd)连接器组件。
21.根据本说明书的一些方面，提供了一种连接器组件，该连接器组件包括外壳、印刷电路板(“电路板”或“pcb”)和至少一根电缆。在一些实施方案中，电路板至少部分地设置在外壳内部并且包括设置在电路板的与第二主表面相反的第一主表面上的多个导电焊盘。该电缆包括多个导体。在一些实施方案中，导体的非绝缘前端端接在电路板上的导电焊盘处，使得每个非绝缘前端的至少一部分设置在由第一主表面和第二主表面限定的第一平面和第二平面之间。在一些实施方案中，导电焊盘可以设置在电路板的边缘附近，使得当非绝缘前端端接在导电焊盘处时，电缆的绝缘部分的主体可以定位在电路板的边缘后面并且基本上与电路板共面。
22.在一些实施方案中，电缆可以是基本上扁平的。在一些实施方案中，电缆可包括多个绝缘导体和多个非绝缘导体。例如，非绝缘导体可包括非绝缘无载导体(uninsulated drain conductor)。
23.在一些实施方案中，外壳可包括顶部外壳部分和底部外壳部分，该顶部外壳部分和该底部外壳部分彼此组装并在其间限定外壳腔体。在一些实施方案中，电路板可设置在外壳腔体内。在一些实施方案中，外壳可为金属。在一些实施方案中，连接器组件可进一步包括组装到外壳的拉片或推拉片(例如，用于在高度拥挤的应用中与连接器配合和/或解除配合的延伸材料突片)。
24.根据本说明书的一些方面，提供了一种电路板组件，该电路板组件包括电路板，该电路板包括相反的第一主表面和第二主表面。在一些实施方案中，第一绝缘导体和第二绝缘导体的非绝缘部分端接在设置在相应的第一主表面和第二主表面上的导电焊盘处，使得在侧平面视图中，第一导体和第二导体中的仅一者的非绝缘部分延伸超过电路板的边缘。在一些实施方案中，导体的延伸超过电路板的边缘的非绝缘部分可设置在由电路板的第一主表面和第二主表面限定的上平面和下平面之间。
25.在一些实施方案中，第一绝缘导体和第二绝缘导体的非绝缘部分可焊接到电路板
的第一主表面和第二主表面上的导电焊盘。在一些实施方案中，绝缘导体的导体的直径可不大于22美国线规(awg)。
26.现在转到附图，图1a和图1b是根据本文描述的实施方案的连接器组件的透视图。图1a提供了连接器组件200的俯视透视图，图1b提供了连接器组件200的仰视透视图。对于以下描述，应一起查看图1a和图1b。
27.连接器组件200包括外壳10，该外壳包括配合端14和电缆端15。在一些实施方案中，外壳10包括顶部外壳11和底部外壳12，该顶部外壳和该底部外壳组装在一起以形成外壳10并限定外壳腔体(图1a/图1b中未示出，但在本文另外的附图中讨论)。在一些实施方案中，印刷电路板(pcb)30设置在外壳腔体中。
28.来自一根或多根电缆的导体进入外壳10的电缆端15并且端接在pcb 30上的导电焊盘(未示出)处。在一些实施方案中，四根电缆60、61、62和63端接在pcb 30处。例如，按照诸如osfp或qsfp
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dd的标准设计的连接器组件200可具有四根电缆60至63，如图1a和图1b所示。在现有技术的典型连接器组件中，这些电缆中的三根电缆60、61和62将端接在pcb 30的上主表面上，并且一根电缆63将端接在pcb 30的下主表面上。然而，根据本文所述的实施方案，电缆62可以从pcb 30的上主表面移动到pcb 30的下主表面(即，电缆60和61将端接在上主表面上，而电缆62和63将端接在下主表面上)。
29.图2为图1a至图1b的连接器组件200的透视剖切视图，详细描述了电缆60至63的端接。在图2中，连接器外壳10的一例被切下，从而显示出外壳腔体13的细节。pcb 30被示出为从外壳腔体10的配合端14延伸，在顶部外壳11和底部外壳12之间保持就位。pcb 30部分地延伸回到外壳腔体13中，在此处其与上主表面上的电缆60和61以及下主表面上的电缆62和63交汇并连接。电缆60至63经由电缆端15进入连接器外壳10。在一些实施方案中，并且如图2所示，至少一根电缆(在本实施方案中为电缆62)端接在pcb 30的后边缘附近，并且电缆62的每个导体的至少一部分(包括每个导体的非绝缘前部的至少一部分)设置在由pcb 30的相应上主表面和下主表面限定的上平面和下平面之间(即，通过连接到位于电路板的后边缘附近的后焊盘，电缆62的至少部分的主体可以定位在电路板的边缘的后面并且基本上和电缆60、61和63与电路板共面，而不是定位在电路板上方或下方，如图2所示)。
30.图3a和图3b是用于连接器组件的pcb(诸如图1a、图1b和图2的pcb 30)的实施方案的透视图。图4a和图4b是pcb和对应电缆的实施方案的分解视图，详细示出了电缆可如何端接在pcb上。图3a和图4a提供了俯视透视图。图3b和图4b提供了仰视透视图。对于以下描述，应检查所有四个图。
31.pcb 30包括上主表面31和下主表面32。pcb 30还包括靠近配合端14(连接器组件200的配合端14，至少参见图1a)的前边缘33和与前边缘相反并靠近连接器组件200的电缆端15(至少参见图1a)的后边缘34。pcb 30包括设置在上主表面31和下主表面32上的多个导电前焊盘40。在一些实施方案中，导电前焊盘40可以形成设置在上主表面31上的第一行41和设置在下主表面32上的第二行42(即，前焊盘40可以被分成第一行41和第二行42，每行设置在pcb 30的相反两侧上)。
32.在一些实施方案中，pcb 30还可包括多个导电后焊盘50，该多个导电后焊盘设置在上主表面31和下主表面32上。后焊盘50可在上主表面31上形成第一行后焊盘51和第二行后焊盘52，并且在下主表面32上形成第一行后焊盘53和第二行后焊盘54。
33.在一些实施方案中，第一行后焊盘51可以靠近pcb 30的后边缘34设置在上主表面31上，并且第一行后焊盘53可以靠近pcb 30的后边缘34设置在下主表面32上。在一些实施方案中，第二行后焊盘52可以在第一行后焊盘51和第一行前焊盘41之间设置在上主表面31上，并且第二行后焊盘54可以在第一行后焊盘53和第二行前焊盘42之间设置在下主表面32上。
34.图4a提供了pcb 30的俯视透视图，详细示出了在一些实施方案中电缆60和61如何端接在pcb 30的上主表面31上以及电缆62和63如何端接在下主表面32上。图4b示出了同一组件的仰视透视图。应当指出的是，为清楚起见，图4a和图4b的分解视图示出了电缆60至63的导体在正上方而不是端接在对应组的导电焊盘上。在一些实施方案中，电缆60的导体的非绝缘部分可以端接在pcb 30的上主表面31上的第二行后焊盘52处。在一些实施方案中，电缆61的导体的非绝缘部分可以端接在pcb 30的上主表面31上的第一行后焊盘51处。在一些实施方案中，电缆63的导体的非绝缘部分可以端接在pcb 30的下主表面32上的第二行后焊盘54处。在一些实施方案中，电缆62的导体的非绝缘部分可以端接在pcb 30的下主表面32上的第一行后焊盘53处。
35.图5a和图5b是pcb上的电缆端接的透视图，并示出关于端接的附加细节。图5a提供了俯视透视图，并且图5b提供了仰视透视图。在图5a和图5b的实施方案中，四根电缆60至63被示出为端接在pcb 30上的对应组的导电焊盘处。每根电缆60、61、62和63包括多个导体64。在一些实施方案中，导体64可包括绝缘导体67和非绝缘导体68(例如，非绝缘排扰线)。在一些实施方案中，每个导体64包括端接在pcb 30上的对应导电焊盘处的非绝缘前端65。例如，如在图5a的实施方案中，电缆60的导体64的非绝缘前端65可端接在上主表面31上的第二行后焊盘52处。在一些实施方案中，电缆61的导体64的非绝缘前端65可以端接在上主表面31上的第一行后焊盘51处。
36.在图5b所示的实施方案中，电缆62的导体64的非绝缘前端65可端接在下主表面32上的第一行后焊盘53处。在一些实施方案中，电缆63的导体64的非绝缘前端65可端接在下主表面32上的第二行后焊盘54处。
37.最后，图6提供了根据本文所公开的实施方案的用于电路板组件的电缆端接的侧视图。图6示出了包括与两根电缆61和62端接的电路板组件400。为简单起见，图6中仅示出电缆61和62，以重点关注靠近pcb 30的后边缘34的这两根内部电缆之间的端接，并且具体地重点关注电缆61的第一绝缘导体61a和电缆62的第二绝缘导体62a的端接。第一绝缘导体61a具有在导电焊盘51a处端接在pcb 30上的非绝缘部分61b。第二绝缘导体62a具有在导电焊盘53a处端接在pcb 30上的非绝缘部分62b。应当指出的是，非绝缘部分62b延伸超过pcb 30的后边缘34，使得非绝缘部分62b的至少一部分66(以及电缆62的导体的每个非绝缘前端)设置在由第一(上)主表面31和第二(下)主表面32限定的平面p1和p2之间。通过以这样的方式在pcb 30的后边缘34附近端接电缆62，使得非绝缘前端(非绝缘部分)62b延伸超过后边缘34，电缆62的主体的至少一部分可搁置在pcb 30后面并与其共面，而不是设置在pcb 30上方或下方(这种情况会消耗宝贵的体积)。
38.诸如“约”的术语将在本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中理解。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“约”应用于表达特征大小、数量和物理特性的量的使用不清楚，则“约”将被理解为是指在指定值的10％以内。
给定为约指定值的量可精确地为指定值。例如，如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对其不清楚，则具有约1的值的量是指该量具有介于0.9和1.1之间的值，并且该值可为1。
39.本领域普通技术人员将在本说明书中使用和描述的上下文中理解术语诸如“基本上”。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“基本上相等”的使用不清楚，则“基本上相等”将指约大致为如上所述的约的情况。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“基本上平行”的使用不清楚，则“基本上平行”将指在平行的30度以内。在一些实施方案中，描述为彼此基本上平行的方向或表面可以在平行的20度以内或10度以内，或者可以是平行的或标称平行的。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“基本上对准”的使用不清楚，则“基本上对准”将指在对准对象的宽度的20％以内对准。在一些实施方案中，描述为基本上对准的对象可在对准对象的宽度的10％以内或5％以内对准。
40.上述所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文据此以引用方式并入本文。在并入的参考文献部分与本技术之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。
41.除非另外指明，否则针对附图中元件的描述应被理解为同样应用于其他附图中的对应的元件。虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本技术旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。