用于通信系统的电路板组件的制作方法

1.本文的主题总体上涉及通信系统。


背景技术：

2.通信系统使用电连接器电连接各种部件，以允许部件之间的数据通信。例如，在背板系统中，具有安装到电路板上的电连接器的电路板组件被配合以电连接电路板。该系统可以包括用于相对于彼此支撑电路板组件的设备机架。已知的机架安装电路板背板连接器通常需要吸收从设备机架两侧插入的电路板之间的相对距离的大尺寸公差累积。典型的公差距离可以是1.5mm或更大。背板连接器在配合区域处的触头的尺寸适合电路板配合公差距离。例如，触头的长度包括机械配合所需的长度和任何设计的接触擦拭长度加上额外的电路板配合公差距离。触头具有这样的长度以适应电路板配合条件的可能范围。触头的额外长度通常被设置为触头的末梢(stub)的延伸部，其是触头延伸超过配合点的部分，以确保触头保持配合，而不管电路板位置如何。在高速连接器中，末梢会显著降低连接器的信号完整性性能。电末梢充当用于能量沿末梢传播的反射元件。当能量以信号波长(例如频率)和物理末梢长度的特定组合传播返回时，末梢可以在特定频率产生传输能量的空值。当末梢足够长并且相应的频率足够低时，空值对于到达接收器的信号的传输能量是有害的。
3.仍需要用于提高信号完整性性能的具有短接触长度的通信系统电连接器。


技术实现要素：

4.根据本发明，提供了一种电路板组件，包括具有安装表面的电路板。电路板具有配合边缘和从配合边缘延伸到后边缘的侧边缘。电路板具有用于将电路板定位在设备机架中的板引导特征部。电路板包括电连接器，该电连接器具有保持触头阵列中的触头的连接器壳体。连接器壳体具有配合端和电缆端。配合端被配置成在配合方向上与配合电连接器配合。电连接器具有端接于触头并从电缆端延伸的电缆。连接器壳体具有安装特征部。电路板包括用于相对于电路板定位电连接器的连接器安装件。连接器安装件具有支架，该支架联接到电路板的安装表面，靠近配合边缘。连接器安装件具有联接到支架并联接到电连接器的安装特征部的偏置构件。偏置构件可沿着平行于配合方向的压缩轴线压缩，以允许电连接器相对于电路板在配合方向上浮动。
附图说明
5.图1是根据示例性实施例的通信系统的示意图。
6.图2为根据示例性实施例的通信系统的顶部透视图。
7.图3为根据示例性实施例的通信系统的后透视图。
8.图4为通信系统的一部分的透视图，示出了根据示例性实施例的第一电路板组件的配合接口。
9.图5为通信系统的一部分的透视图，示出了根据示例性实施例的第二电路板组件
的配合接口。
10.图6为通信系统的一部分的透视图，示出了根据示例性实施例的第一电路板组件的配合接口。
11.图7为通信系统的一部分的透视图，示出了根据示例性实施例的第二电路板组件的配合接口。
12.图8为通信系统的一部分的透视图，示出了根据示例性实施例的第一电路板组件的配合接口。
13.图9为通信系统的一部分的透视图，示出了根据示例性实施例的第二电路板组件的配合接口。
具体实施方式
14.图1为根据示例性实施例的通信系统100的示意图。通信系统100包括电联接在一起的第一电路板组件200和第二电路板组件300。在各种实施例中，通信系统100可以是服务器或网络交换机。在其他各种实施例中，通信系统100可以是背板系统。第一电路板组件200和/或第二电路板组件300可以是背板组件。第一电路板组件200和/或第二电路板组件300可以是子卡组件。第一电路板组件200和/或第二电路板组件300可以是母板组件。
15.在示例性实施例中，第一电路板组件200和/或第二电路板组件300包括可压缩的配合接口，以吸收通信系统100的配合公差。例如，第一电路板组件200和/或第二电路板组件300可以包括被配置为在配合方向上被压缩的弹簧加载连接器。
16.在示例性实施例中，通信系统100包括用于保持第一电路板组件200和/或第二电路板组件300的设备机架110。设备机架110包括框架构件112，其形成用于第一电路板组件200和/或第二电路板组件300的一个或多个室。在图示的实施例中，设备机架110包括被配置成接收第一电路板组件200的前室120和被配置成接收第二电路板组件300的后室130。可选地，多个电路板组件可以被接收在前室120和/或后室130中。设备机架110可以在前部和/或后部和/或侧面敞开。替代地，设备机架110可以包括在前部和/或后部和/或侧面封闭室120、130的壁或面板(未示出)。设备机架110可以包括水平定向的托盘或平台，其将室120、130分成堆叠的子室，每个子室接收相应的电路板组件。设备机架110可以包括竖直定向的分隔壁，分隔壁将室120、130分成相邻的子室，每个子室接收相应的电路板组件。
17.在示例性实施例中，设备机架110包括位于前室120中的前引导元件122。前引导元件122用于将第一电路板组件200引导到前室120中。前引导元件122可以相对于设备机架110定位第一电路板组件200，例如用于与第二电路板组件200配合。在示例性实施例中，前引导元件122是具有接收第一电路板组件200的狭槽或凹槽的导轨或轨道。在替代实施例中可以使用其他类型的引导元件，例如凸片、引脚、柱、开口、插座等。
18.在示例性实施例中，设备机架110包括后室130中的后引导元件132。后引导元件132用于将第二电路板组件300引导到后室130中。后引导元件132可以相对于设备机架110定位第二电路板组件300，例如用于与第一电路板组件200配合。在示例性实施例中，后引导元件132是具有接收第二电路板组件300的狭槽或凹槽的导轨或轨道。在替代实施例中可以使用其他类型的引导元件，例如凸片、销、柱、开口、插座等。
19.在组装过程中，第一电路板组件200通过前端装入前室120中，第二电路板组件300
通过后端装入后室130中。第一和第二电路板组件200、300在设备机架110内配合，例如在设备机架110的中央处。第一和第二电路板组件200、300滑入和滑出设备机架110，例如沿着引导元件122、132。在所示实施例中，第一和第二电路板组件200、300彼此垂直定向。例如，第一电路板组件200竖直定向，第二电路板组件300水平定向，反之亦然。在其他各种实施例中，第一和第二电路板组件200、300彼此平行定向。例如，第一和第二电路板组件200、300可以都竖直定向。替代地，第一和第二电路板组件200、300可以都水平定向。
20.第一电路板组件200包括第一电路板210和联接至第一电路板210的第一电连接器250。第一电连接器250被配置成与第二电路板组件300配合。可选地，第一电连接器250是浮动连接器，其中第一电连接器250可相对于第一电路板210移动。当与第二电路板组件300配合时，第一电连接器250可以移动。例如，第一电连接器250可以具有可压缩的配合接口。替代地，第一电连接器250可以是固定连接器，其中第一电连接器250相对于第一电路板210固定，并且当与第二电路板组件300配合时不相对于第一电路板210移动。
21.第二电路板组件300包括第二电路板310和联接至第二电路板310的第二电连接器350。第二电连接器350被配置成与第一电路板组件200的第一电连接器250配合。可选地，第二电连接器350可以是浮动连接器，其中第二电连接器350可相对于第二电路板310移动。当与第二电路板组件300配合时，第二电连接器350可以移动。例如，第二电连接器350可以具有可压缩的配合接口。替代地，第二电连接器350可以是固定连接器，其中第二电连接器350相对于第二电路板310固定，并且当与第一电连接器250配合时不相对于第二电路板310移动。
22.图2为根据示例性实施例的通信系统100的顶部透视图。图3是根据示例性实施例的通信系统100的后透视图。图2示出了作为电缆连接器的第一电连接器250和作为板连接器的第二电连接器350。第一电连接器250是浮动连接器，第二电连接器350是固定连接器。图3示出了作为电缆连接器的第一电连接器250和作为电缆连接器的第二电连接器350。第一电连接器250是浮动连接器，第二电连接器350是固定连接器。在替代实施例中，第二电连接器350可以是浮动连接器。
23.在图示实施例中，通信系统100包括多个前电路板组件200和多个后电路板组件300；然而，通信系统100可以包括单个前电路板组件200和/或单个后电路板组件300。在所示实施例中，电路板210具有单个电连接器250，电路板310具有单个电连接器350；然而，电路板210可以包括多个电连接器250和/或电路板310可以包括多个电连接器350。
24.第一电路板210包括位于第一电路板210的前部处的配合边缘212和在配合边缘212和后边缘218之间延伸的侧边缘214、216。在所示实施例中，第一电路板210是矩形的。在替代实施例中，第一电路板210可以具有其他形状。电路板210包括第一和第二表面220、222(例如，上表面和下表面)。第一电连接器250在安装区域224安装到电路板210的第一表面220。可选地，安装区域224可以位于配合边缘212附近。一个或多个电连接器可以附加地或替代地位于第二表面222处。
25.在示例性实施例中，第一电路板210包括联接至第一电路板210的一个或多个电气部件226。电气部件226可以是芯片、集成电路、处理器、存储器模块、电连接器或其他部件。电气部件226可以电连接到电路板210，例如通过迹线、垫、通孔或其他电路。在示例性实施例中，电气部件226电连接到第一电连接器250，例如通过第一电路板210或通过经由电缆的
直接连接。
26.第一电路板210包括一个或多个电路板引导特征部230，用于将电路板210定位在设备机架110中(如图1所示)。板引导特征部230被配置为联接到相应的引导元件122(如图1所示)。在示出的实施例中，板引导特征部230由电路板210的沿着侧214、216的边缘限定，其被配置为滑入限定引导元件122的轨道的凹槽中。在替代实施例中，可以使用其他类型的引导特征部，例如轨道、狭槽凸片、引脚等。
27.在一个示例性实施例中，第一电路板组件200包括后端218处的闩锁特征部232。闩锁特征部232用于将第一电路板组件200固定到设备机架110。闩锁特征部232可以用于在配合期间向前(朝向第二电路板310)按压电路板210，或者可以用于在解除配合期间向后拉动电路板210。
28.在示例性实施例中，第一电路板组件200包括第一连接器安装件240。第一连接器安装件240包括支架242和联接到支架242和电连接器250的一个或多个偏置构件244。偏置构件244向前偏置电连接器250，用于与第二电连接器350配合。在示例性实施例中，偏置构件244是弹簧，例如螺旋弹簧。在替代实施例中，可以使用其他类型的偏置构件，例如可压缩泡沫构件。偏置构件244允许电连接器250相对于电路板210移动，例如在与第二电连接器350配合期间。偏置构件244提供压缩力，用于保持第一和第二电连接器250、350之间的机械和电连接。偏置构件244适应设备机架110内的电路板组件200、300之间的配合公差。例如，电路板210可以在设备机架110内具有位置范围(例如，配合边缘212在设备机架110内的位置可以变化大约1.5mm)。偏置构件244可以适应设备机架110中的电路板210的一些或全部配合尺寸公差距离(例如，大约1.5mm)。
29.第二电路板310包括位于第二电路板310的前部处的配合边缘312和在配合边缘312和后边缘318之间延伸的侧边缘314、316。配合边缘312面向第一电路板210的配合边缘212。电路板310包括第一和第二表面320、322(例如，左侧和右侧)。第二电连接器350在安装区域324安装到电路板310的第一表面320。可选地，安装区域324可以位于配合边缘312附近。一个或多个电连接器可以附加地或替代地位于第二表面322处。
30.在示例性实施例中，第二电路板310包括联接至第二电路板310的一个或多个电气部件326。电气部件326可以是芯片、集成电路、处理器、存储器模块、电连接器或其他部件。电气部件326可以电连接到电路板310，例如通过迹线、垫、通孔或其他电路。在示例性实施例中，电气部件326电连接到第二电连接器350，例如通过第二电路板310或通过经由电缆的直接连接。
31.第二电路板310包括一个或多个电路板引导特征部330，用于将电路板310定位在设备机架110中(如图1所示)。板引导特征部330被配置为联接到相应的引导元件132(如图1所示)。在示出的实施例中，板引导特征部330由电路板310的沿着侧314、316的边缘限定，其被配置为滑入限定引导元件132的轨道的凹槽中。在替代实施例中，可以使用其他类型的引导特征部，例如轨道、狭槽凸片、引脚等。
32.在示例性实施例中，第二电路板组件300包括位于后端318处的闩锁特征部332。闩锁特征部332用于将第二电路板组件300固定到设备机架110。闩锁特征部332可以用于在配合期间向前(朝向第一电路板210)按压电路板310，或者可以用于在解除配合期间向后拉动电路板310。
33.图4为通信系统100的一部分的透视图，示出了根据示例性实施例的第一电路板组件200的配合接口。图5是通信系统100的一部分的透视图，示出了根据示例性实施例的第二电路板组件300的配合接口。在所示实施例中，第一电路板组件200具有可压缩的配合接口(例如，第一电连接器250可相对于第一电路板210移动)。在所示实施例中，第二电路板组件300具有固定的配合接口(例如，第二电连接器350相对于第二电路板310固定)。
34.第一电连接器250包括连接器壳体252，其保持触头阵列中的第一触头254(图4)。在各种实施例中，触头254可以一起布置在第一触头模块256中，第一触头模块256也称为插片(chicklet)，其可以是包覆成型的引线框架。连接器壳体252包括配置成与第二电连接器350配合的配合端258。配合端258位于连接器壳体252的前部处。触头254在配合端258处暴露，用于与第二电连接器350的相应触头配合。
35.在图示实施例中，第一电连接器250为电缆连接器，其具有从连接器壳体252延伸的多个第一电缆260。连接器壳体252包括电缆端262。电缆260从电缆端262延伸。在图示的实施例中，电缆端262与配合端258相对；然而，在替代实施例中，其他取向也是可能的，例如，电缆端262垂直于配合端258的直角连接器。电缆260可以是单独的电缆260，例如同轴电缆或双轴电缆。在其他实施例中，电缆260可以是扁平的柔性电缆，例如柔性电路。电缆260电连接到相应的触头254。电缆260是柔性的，以允许第一电连接器250相对于第一电路板210移动。
36.第一电连接器250配置为沿配合方向(沿配合轴线264)与第二电连接器350配合。配合端258可以垂直于配合轴264。在示例性实施例中，第一电连接器250可在平行于配合轴线264的方向上移动。例如，第一电连接器250可以在配合期间被向后按压。
37.在示例性实施例中，连接器壳体252包括一个或多个安装特征部266。安装特征部266可以是从连接器壳体252的一侧或多侧延伸的凸片或耳状物。安装特征部266可以联接到连接器安装件240，例如联接到支架242。在示例性实施例中，偏置构件244联接到安装特征部266。偏置构件244可以将安装特征部266向前按压抵靠支架242。支架242作为连接器壳体252的向前止挡件操作。支架242定位第一电连接器250以与第二电连接器350配合。
38.触头254设置在配合端258处，用于与第二电连接器350配合。在示例性实施例中，触头254是冲压成形的触头。触头254具有在配合端272和与配合端272相对的端接端(未示出)之间延伸的金属主体270(图4)。在示例性实施例中，电缆260的导体端接到相应触头254的端接端。例如，端接端可以包括垫、压接筒、绝缘位移端接或其他类型的电端接。在替代实施例中，不是端接到电缆260，触头254的端接端可以直接端接到电路板210，例如焊接或压配合到电路板210的电镀通孔中。在这样的实施例中，第一电连接器250可以相对于电路板210固定。
39.每个触头254的配合端272包括配合接口，该配合接口被配置为与第二电连接器350的相应触头电连接。在图示的实施例中，配合端272包括平坦垫280。在替代实施例中，可以使用其他接触类型，例如弹簧梁、引脚、插座等。在示例性实施例中，配合端272在配合接口的下游具有短的电气长度，导致短的电末梢。因为第一电连接器250能够相对于第一电路板210浮动，触头254的配合端272非常短，因为配合端272不需要适应电路板配合的公差，因为这种公差由电连接器250的弹簧加载的浮动运动(例如，由偏置构件244提供)来适应。配合端272处的末梢的长度可以足够短以适应机械配合加上任何接触擦拭，但是不需要适应
任何电路板配合公差。
40.第二电连接器350包括连接器壳体352，用于保持触头阵列中的第二触头354(图5)。在各种实施例中，触头354可以一起布置在第二触头模块356中，第二触头模块356也称为插片，其可以是包覆成型的引线框架。连接器壳体352包括配置成与第一电连接器250配合的配合端358。配合端358位于连接器壳体352的前部(面向第一电连接器250的配合端258)。第二触头354在配合端358处暴露，用于与第一触头254配合。
41.在图示实施例中，第二电连接器350为板连接器，配置为直接安装至第二电路板310。连接器壳体352包括安装到第二电路板310的安装端364。在图示的实施例中，第二电连接器350是直角连接器，具有垂直于配合端358的安装端364；然而，在替代实施例中，其他取向也是可能的。连接器壳体352可以包括用于将连接器壳体352安装到电路板310的安装特征部，例如接收螺纹紧固件、按压凸片、焊接凸片等的安装凸耳。替代地，触头354可以用于将第二电连接器350安装到电路板310，例如使用压配合引脚。
42.第二电连接器350配置为在沿配合轴线264的配合方向上与第一电连接器250配合。随着第二电路板组件300被装载到设备机架110中，第一电连接器350可以在配合期间被向后按压。第一电连接器350的移动允许触头254、354相对较短，因为触头254、354不需要适应电路板配合公差，该公差可以是大约1.5mm，这意味着第一触头254和/或第二触头354可以缩短，例如与其他系统相比缩短大约1.5mm。
43.触头354设置于配合端358，用于与第二电连接器350配合。在示例性实施例中，触头354是冲压成形的触头。触头354具有在配合端372和与配合端372相对的端接端(未示出)之间延伸的金属主体370。在示例性实施例中，触头354的端接端可以直接端接到电路板310，例如焊接或压配合到电路板310的电镀通孔中。替代地，触头354可以端接到电缆，而不是直接端接到电路板310。
44.每个第二触头354的配合端372包括配置为与第一触头254电连接的配合接口。在图示的实施例中，配合端372包括弹簧梁380。在替代实施例中，可以使用其他接触类型，例如垫、引脚、插座等。在示例性实施例中，配合端372在配合接口的下游具有短的电气长度，导致短的电末梢。因为第一电连接器250在与第二电连接器350配合时能够浮动(向后按压)，所以触头354的配合端372非常短，因为配合端372不需要适应电路板配合的公差，因为这种公差由第一电连接器250的弹簧加载的浮动运动来适应。配合端372处的末梢的长度可以足够短以适应机械配合加上任何接触擦拭，但是不需要适应任何电路板配合公差。
45.由第一电连接器250的连接器安装件240和偏置构件244提供的浮动安装系统(同样可用于第二电连接器350)吸收了电路板配合公差(例如，吸收了1.5mm或更大的配合公差)。浮动安装系统消除了对接触接口的需要，从而能够吸收大的机架配合公差，允许缩短触头。触头254和/或354的端部的末梢可以被缩短(例如，小于1.0mm)，这通过改善沿信号路径的信号完整性来改善通信系统100的性能。与具有长电末梢的触头相比，性能、特别是在高速下(例如，高于100gbps，更特别地，高于200gbps)的性能得到改善。
46.图6为通信系统100的一部分的透视图，示出了根据示例性实施例的第一电路板组件200的配合接口。图7是通信系统100的一部分的透视图，示出了根据示例性实施例的第二电路板组件300的配合接口。与图4所示的配合接口相比，第一电路板组件200具有不同的配合接口。与图5所示的配合接口相比，第二电路板组件300具有不同的配合接口。在所示实施
例中，第一电路板组件200是浮动连接器，而第二电路板组件300是固定连接器；然而，第二电路板组件300可以替代地或附加地是浮动连接器。
47.第一触头254(图6)在连接器壳体252的配合端258处暴露，用于与第二电连接器350的第二触头354配合。在示例性实施例中，触头254是冲压成形的触头。与图4的实施例相比，触头254在配合端272具有不同类型的配合接口。在示例性实施例中，连接器壳体252包括位于配合端处258的槽259，例如卡槽。触头254的配合端272布置在槽259中，用于与第二电连接器350配合。触头254可以布置在槽259的两侧，例如槽259的上方和下方，以与相应的第二触头354对接。在示例性实施例中，配合端272包括可偏转的弹簧梁282。在替代实施例中，可以使用其他接触类型，例如焊盘、引脚、插座等。在示例性实施例中，配合端272在配合接口的下游具有短的电长度(例如，弯曲端形成超出配合接口的末梢)，导致短的电末梢。因为第一电连接器250能够相对于第一电路板210浮动，触头254的配合端272非常短，因为配合端272不需要适应电路板配合的公差。配合端272处的末梢的长度可以足够短以适应机械配合加上任何接触擦拭，但是不需要适应任何电路板配合公差。
48.第二触头354(图7)在连接器壳体352的配合端358暴露，用于与第一触头254配合。在示例性实施例中，触头354是冲压成形的触头。替代地，触头354可以是印刷电路，例如在电路卡上。与图5所示的实施例相比，触头354在配合端372具有不同类型的配合接口。在示例性实施例中，连接器壳体352包括位于配合端358的托盘359，托盘359可以与连接器壳体352一体形成，或者可以是插入连接器壳体352中的独立件(例如，电路卡)。触头354的配合端372沿着托盘359的表面延伸，例如在托盘359的边缘处。触头354可以布置在托盘359的两侧。在示例性实施例中，配合端372包括垫382。在替代实施例中，可以使用其他接触类型，例如可偏转的弹簧梁、引脚、插座等。在示例性实施例中，配合端372在配合接口的下游具有短的电气长度，导致短的电末梢。
49.图8为通信系统100的一部分的透视图，示出了根据示例性实施例的第一电路板组件200的配合接口。图9是通信系统100的一部分的透视图，示出了根据示例性实施例的第二电路板组件300的配合接口。与图4和6所示的配合接口相比，第一电路板组件200具有不同的配合接口。与图5和7所示的配合接口相比，第二电路板组件300具有不同的配合接口。在所示实施例中，第一电路板组件200是浮动连接器，而第二电路板组件300是固定连接器；然而，第二电路板组件300可以替代地或附加地是浮动连接器。
50.第一触头254(图8)在连接器壳体252的配合端258暴露，用于与第二电连接器350的第二触头354配合。在示例性实施例中，触头254是冲压成形的触头。与图4和6的实施例相比，触头254在配合端272具有不同类型的配合接口。在示例性实施例中，连接器壳体252包括位于配合端258的触头通道257，包括信号通道和接地通道。接地通道保持接地触头或接地屏蔽，其为触头254提供电屏蔽。在图示的实施例中，接地通道是c形的。触头254的配合端272布置在触头通道中，用于与第二电连接器350配合。在示例性实施例中，配合端272包括插座284(例如分裂梁触头)。在替代实施例中可以使用其他接触类型。在示例性实施例中，配合端272在配合接口的下游具有短的电长度(例如，梁的弯曲端形成超出配合接口的末梢)，导致短的电末梢。因为第一电连接器250能够相对于第一电路板210浮动，触头254的配合端272非常短，因为配合端272不需要适应电路板配合的公差。配合端272处的末梢的长度可以足够短以适应机械配合加上任何接触擦拭，但是不需要适应任何电路板配合公差。
51.第二触头354(图9)在连接器壳体352的配合端358暴露，用于与第一触头254配合。在示例性实施例中，触头354是冲压成形的触头。与图5和7所示的实施例相比，触头354在配合端372具有不同类型的配合接口。触头354的配合端372包括可以成对布置的引脚384。在替代实施例中可以使用其他接触类型。在示例性实施例中，第二电连接器350包括为引脚384提供电屏蔽的接地屏蔽386。在图示的实施例中，接地屏蔽386是c形的。在示例性实施例中，配合端372在配合接口的下游具有短的电气长度，导致短的电末梢。