(57)【要約】【解決手段】回路基板に装着された回路にケーブルバイパスアセンブリのケーブルを接続するための電線対基板コネクタが提供される。このコネクタは、コネクタを通るケーブルの形状を維持する構造を有する。このコネクタは、エッジ結合された、１つの導電性信号端子ペアと、信号端子がブロードサイド結合される、接地シールドと、を含む。このコネクタは、信号端子と揃っている、１つの接地端子ペアを含み、端子の両セットは、コネクタがレセプタクルに挿入されると、線形に屈曲するＪ型接触部を有する。別の実施形態では、信号端子の接触部は、コネクタが基板上の接触パッドと係合すると偏向し得る順応性部材によって支持される。【選択図】図６Ａ
2018501622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップパッケージに接続するための基板コネクタアセンブリであって、
１つの信号導体ペア及び接地線を含むケーブルと、
１つの信号端子ペアを支持するコネクタハウジングであって、各信号端子が、接触部と、終端部と、その間に延在する本体部と、を有し、前記コネクタハウジングが嵌合端を有し、前記終端部が、前記コネクタハウジングに封入され、前記接触部が、コネクタハウジングの外部に配設され、前記コネクタハウジング嵌合端から離間している、コネクタハウジングと、
該コネクタハウジングによって支持され、前記端子本体部の少なくとも一部に沿って延在する接地部材であって、該接地部材が、前記接地線に接続するための終端部を含み、接地接触部に電気的に接続し、該接地接触部が、前記コネクタハウジングから延出する、接地部材と、
遠位端に弓状接触面を含む信号接触部及び接地接触部であって、前記コネクタハウジングが回路基板の嵌合面に押圧されるとき、端子接触部ペアが、前記コネクタハウジングの長手方向軸に対して横方向の回路基板共通嵌合面に沿って横方向に移動する、信号接触部及び接地接触部と、を備える、基板コネクタアセンブリ。
【請求項２】
前記接地接触部が、１つの接地接触部ペアであり、信号及び接地接触部が、信号及び接地接触部のペアで第１方向に、信号及び接地接触部のペアで第２方向に配置される、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
前記第１及び第２方向が互いに対して横方向である、請求項２に記載のコネクタ。
【請求項４】
信号及び接地部材端子接触部の弓状接触面のすべてが前記第２方向に延在する、請求項２に記載のコネクタ。
【請求項５】
前記コネクタハウジングが、該コネクタハウジングが挿入され得る、対応するコネクタガイドブロックの停止面を係合するように構成されている、前記コネクタハウジングの長手方向軸に対して横方向に配設される少なくとも１つの係合面を含む、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項６】
前記コネクタハウジングが４側面を有し、前記側面のうちの２つが、その上に配設される係合面を含む、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項７】
前記コネクタハウジングの接地部材が、前記信号端子の周囲全体に延在する、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項８】
前記コネクタハウジングの嵌合端が、回路基板の表面に押し付けられ、信号及び接地端子部材端子が、前記コネクタハウジングの長手方向軸に対して横方向、かつ前記コネクタハウジングの中心線から離れるように移動する、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項９】
端子接触面が、前記コネクタハウジングの接地部材に対して横方向に延在する、請求項７に記載のコネクタ。
【請求項１０】
信号及び接地端子接触部がＪ型構成を有し、該Ｊ型構成が複合曲線で形成される、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項１１】
信号及び接地端子が、接点と、前記信号及び接地端子の本体部の間に配設される変曲点を含む、請求項１０に記載のコネクタ。
【請求項１２】
信号及び接地端子接触面が、概ねＣ型又はＵ型構成を有する、請求項９に記載のコネクタ。
【請求項１３】
前記信号端子の接触部が互いにエッジ結合され、前記接地部材にブロードサイド結合される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のコネクタ。
【請求項１４】
１つのケーブル信号ペアを基板の接点に接続するためのコネクタであって、前記ケーブル信号ペアが、絶縁性本体内の１つの離間した信号導体ペアと、信号導体から離間した、関連する接地と、を含み、前記信号導体及び接地が、ケーブルを通って長さ方向に延在し、前記コネクタが、
長手方向に中を延在する、１つの導電性信号端子ペアを支持するコネクタハウジングであって、各信号端子が、上に配設される接触部を備える自由端を有し、前記コネクタハウジングが嵌合端を有し、信号端子の接触部が、前記コネクタハウジングの外部で、前記コネクタハウジングの嵌合端から離れるように延在する、コネクタハウジングと、
該コネクタハウジングによって支持され、信号端子の自由端の少なくとも一部の周囲に延在する接地部材であって、該接地部材が１つの接地端子ペアを含み、接地端子のそれぞれが、前記コネクタハウジングの外部で、前記コネクタハウジングの嵌合端から離れるように延在する接触部を含む、接地部材と、
前記コネクタハウジングが回路基板の嵌合面に押圧されるとき、信号端子の接触部が順応性部材及び回路基板の装着面に押し付けられるように、前記順応性部材によって支持される湾曲接触面を含む、信号及び接地接触部と、を備える、コネクタ。
【請求項１５】
信号及び接地部材端子接触部が、第１方向に揃えられた、２つの信号及び２つの接地部材端子接触部ペア並びに第２方向に揃えられた、１つの信号及び１つの接地部材端子接触部ペアで配置される、請求項１４に記載のコネクタ。
【請求項１６】
前記第１及び第２方向が互いに対して横方向である、請求項１５に記載のコネクタ。
【請求項１７】
前記信号及び接地部材端子接触部の湾曲接触面のすべてが前記第２方向に延在する、請求項１５に記載のコネクタ。
【請求項１８】
前記コネクタハウジングが、該コネクタハウジングが挿入され得る、対応するレセプタクルコネクタのラッチ部材を係合するように構成されている少なくとも１つの係合面を上に画定するオフセットリッジ部を含む、請求項１５に記載のコネクタ。
【請求項１９】
前記コネクタハウジングの接地部材が、前記コネクタハウジングの３側面に沿って延在し、リッジ部が、前記コネクタハウジングの接地部材上に配設される、請求項１８に記載のコネクタ。
【請求項２０】
信号線導体が、自身の上で折り畳まれて、信号端子接触部を画定する自由端を含む、請求項１５に記載のコネクタ。
【請求項２１】
信号及び接地端子接触面が、Ｃ型又はＵ型構成を有する、請求項１５に記載のコネクタ。
【請求項２２】
前記信号端子が、ケーブルの信号導体の自由端を備え、該信号導体の自由端が、前記順応性部材の外部表面の少なくとも一部の周囲で折り畳まれる、請求項１４に記載のコネクタ。
【請求項２３】
信号端子接触部が、第１方向で対向する信号接触面を係合するように前記コネクタハウジング上に配設され、接地端子接触部が、前記第１方向とは異なる第２方向で対向する接地接触面を係合するように前記コネクタハウジング上に配設される、請求項１４に記載のコネクタ。
【請求項２４】
前記信号線導体の自由端がループを形成し、前記順応性部材が前記ループ内で支持される、請求項２０に記載のコネクタ。
【請求項２５】
ホスト装置のチップパッケージの回路を、前記ホスト装置の外付けコネクタインターフェイスに接続するためのバイパスケーブルアセンブリであって、
少なくとも１つの集積回路を支持する基板を含むチップパッケージであって、前記基板が、前記集積回路のリード線と前記基板の接点との間に延在する回路を含む、チップパッケージと、
少なくとも１つのバイパスケーブルであって、該バイパスケーブルが、絶縁性本体部を通って長さ方向に延在する、１つの信号導体ペアを含み、信号導体が、前記絶縁性本体部内において第１間隔で分離され、接地線が前記バイパスケーブルを通って長さ方向に延在し、各信号導体及び接地線が、対向する近位及び遠位自由端を有する、バイパスケーブルと、
前記ホスト装置の外付けコネクタインターフェイスに終端される信号導体及び接地線の遠位自由端及び前記チップパッケージの基板接点と嵌合可能であるチップパッケージコネクタに終端される信号導体及び接地線の近位自由端と、
コネクタハウジングを通って長さ方向に延在し、コネクタハウジングの長手方向軸と揃っている１つの導電性信号端子ペアを支持するコネクタハウジングを含むチップパッケージコネクタであって、信号端子が、前記バイパスケーブルの信号導体及び接地線の近位自由端が終端されるテール部を含み、前記信号端子が、前記コネクタハウジングの長手方向軸からオフセットしている接触面を備える接触部を更に含む、チップパッケージコネクタと、
内部に支持されるシールドを更に含んで、信号端子の接触部に近接する信号端子の一部を少なくとも部分的に取り囲む、コネクタハウジングであって、前記シールドが、そこから延在し、前記コネクタハウジングから延出する１つの接地端子ペアを含み、接地端子が、前記コネクタハウジングの長手方向軸からオフセットする接触面との接触部を更に含み、コネクタの嵌合面が前記チップパッケージの基板の共通嵌合面に押し付けられたとき、前記接触部が、回路基板の嵌合面に沿って外側に移動して、前記チップパッケージの基板の共通嵌合面に沿って線形ワイピング動作をもたらすように、信号及び接地端子が揃っている、コネクタハウジングと、を備える、バイパスケーブルアセンブリ。
【請求項２６】
前記信号及び接地端子が第１幅を有し、その接触部が、第１幅よりも大きい第２幅を有する、請求項２５に記載のバイパスケーブルアセンブリ。
【請求項２７】
前記チップパッケージの基板の共通嵌合面に装着するように構成されているコネクタブロックを更に含み、該コネクタブロックが、中に前記コネクタハウジングを受容するように構成されている少なくとも１つの開口部を含む、請求項２５に記載のバイパスケーブルアセンブリ。
【請求項２８】
前記コネクタブロックが、回路基板の嵌合面と反対側の少なくとも１つの停止面を含み、前記コネクタハウジングが、前記コネクタブロックの１つの停止面の反対側に配設される少なくとも１つの係合肩部を含み、前記１つの停止面及び係合肩部が連携して、前記コネクタハウジングの信号及び接地端子の接触部と前記チップパッケージの基板の共通嵌合面との接触を維持する、請求項２７に記載のバイパスケーブルアセンブリ。
【請求項２９】
信号端子の接触部が第１行に配置され、接地端子の接触部が、前記コネクタハウジングの嵌合面に沿って第２行に配置される、請求項２５に記載のバイパスケーブルアセンブリ。
【請求項３０】
前記信号端子の接触部のうちの１つ及び前記接地端子の接触部のうちの１つが、前記第１及び第２行と交差する第３行に配置される、請求項２９に記載のバイパスケーブルアセンブリ。
【請求項３１】
前記信号端子の接触部の他方及び前記接地端子の接触部の他方が、前記第１及び第２行と交差する第４行に配置され、前記第３及び第４行が離間している、請求項３０に記載のバイパスケーブルアセンブリ。
【請求項３２】
長さ方向に通って延在する信号導体ペアと、各更なるバイパスケーブル線ペアに関係する個々の接地線と、を含む更なるバイパスケーブルであって、信号及び接地線が対向する第１及び第２自由端を有する、更なるバイパスケーブルと、
前記外付けコネクタインターフェイスに終端される更なるバイパスケーブルの信号及び接地線の遠位自由端であって、更なるバイパスケーブルのそれぞれが、それらの対応する信号及び接地線の近位自由端に終端される更なるチップパッケージコネクタを有する、遠位自由端と、
長さ方向に通って延在し、コネクタハウジングの対応する１つの長手方向軸と揃っている導電性信号端子ペアを支持するコネクタハウジングを含む更なるチップパッケージコネクタであって、信号端子が、更なるコネクタハウジングの長手方向軸からオフセットする接触面を備える接触部を含む、更なるチップパッケージコネクタと、
信号端子の接触部に近接する信号端子ペアの一部を少なくとも部分的に取り囲むシールドを含む更なるコネクタハウジングであって、前記シールドが、対応の更なるコネクタハウジングの長手方向軸からオフセットする接触面を有する接触部を備えるコネクタハウジングから延出する接地端子ペアを含み、信号及び接地端子の接触部が、更なるコネクタハウジングの嵌合面が線形ワイピング動作に対して垂直の方向で押し付けられたときに、チップパッケージの基板の共通嵌合面に沿って線形ワイピング動作を開始するように構成されている、更なるコネクタハウジングを更に含む、請求項２５に記載のバイパスケーブルアセンブリ。
【請求項３３】
チップパッケージの回路を、ホスト装置の外付けコネクタインターフェイスに接続するためのバイパスケーブルアセンブリであって、
少なくとも１つの集積回路を支持する基板を含むチップパッケージであって、前記基板が、前記集積回路とチップパッケージの基板上の接点との間に延在する回路を含み、チップパッケージの基板がその上に配設され、チップパッケージの基板接点と揃っている複数のレセプタクルを含む、チップパッケージと、
複数のバイパスケーブルであって、各バイパスケーブルが、誘電体によって囲まれる１つの信号導体ペアであって、信号導体が、バイパスケーブルの本体内において第１間隔で互いに離間している、１つの信号導体ペアと、各信号導体ペアに関連する接地線であって、信号導体及び接地線のそれぞれが対向する第１及び第２自由端を有する、接地線と、を含む、複数のバイパスケーブルと、
前記ホスト装置の外付けコネクタインターフェイスに接続される、信号導体及び接地線の遠位端と、
前記チップパッケージの基板接点と嵌合可能であり、前記チップパッケージのレセプタクルを係合するように構成されている基板コネクタに接続される、信号導体及び接地線の近位端であって、基板コネクタのそれぞれが、ハウジングと、該ハウジング内で支持される順応性部材と、を含み、１つの導電性信号端子ペアが、前記ハウジング内を長さ方向に延在し、信号端子が、前記ハウジングの少なくとも一部から延出する接触部を含み、前記信号端子の接触部が、前記チップパッケージの接点と反対側に一緒に揃っていて、前記順応性部材によって更に偏向可能に支持されている、信号導体及び接地線の近位端と、を備え、
各ハウジングが、信号端子の接触部に近接する信号端子の一部を少なくとも部分的に取り囲む接地シールドを含み、該接地シールドが、コネクタのハウジングから延出する１つの接地端子ペアを含み、接地端子が、信号端子の接触面と揃っている接触面を備える接触部を更に含む、バイパスケーブルアセンブリ。
【請求項３４】
前記ハウジングが少なくとも４側面を有し、前記接地シールドが少なくとも３側面を有する、請求項３３に記載のバイパスケーブルアセンブリ。
【請求項３５】
チップパッケージのレセプタクルが、チップパッケージの接点を囲む少なくとも１つの開口部を含み、該開口部が、前記基板コネクタが１つの開口部に完全に挿入されると、コネクタの接地端子の接触部によって接触される導電面を備える後側壁を含む、請求項３３に記載のバイパスケーブルアセンブリ。
【請求項３６】
チップパッケージのレセプタクルの開口部が、前記ハウジングを係合する可撓性ラッチングアームを含み、ラッチングアームが、前記ハウジングに下向きの接触圧を加えて、ハウジングの信号導体及び接地端子接触部とチップパッケージの接点との接触を維持するようにチップパッケージのレセプタクルから片持ち支持される、請求項３５に記載のバイパスケーブルアセンブリ。
【請求項３７】
前記信号端子の接触部が第１行に配置され、前記接地端子の接触部が基板コネクタの嵌合面に沿って第２行に配置され、前記第１及び第２行が、単一の信号端子の接触部が対応する単一の接地端子の接触部と揃っているように離間している、請求項３３に記載のバイパスケーブルアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１５年１月１１日出願の米国特許仮出願第６２／１０２，０４５号、名称「Ｔｈｅ  Ｍｏｌｅｘ  Ｃｈａｎｎｅｌ（モレックス  チャネル）」；２０１５年１月１１日出願の同第６２／１０２，０４６号、名称「Ｔｈｅ  Ｍｏｌｅｘ  Ｃｈａｎｎｅｌ（モレックス  チャネル）」；２０１５年１月１１日出願の同第６２／１０２，０４７号、名称「Ｔｈｅ  Ｍｏｌｅｘ  Ｃｈａｎｎｅｌ（モレックス  チャネル）」；２０１５年１月１１日出願の同第６２／１０２，０４８号、名称「Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｄａｔａ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｂｅｔｗｅｅｎ  Ｃｈｉｐ  Ａｎｄ  Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ  Ｂｙｐａｓｓｉｎｇ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄｓ（チップと外部インターフェイスのバイパス回路基板との間の高速データ通信チャネル）」；２０１５年５月４日出願の同第６２／１５６，６０２号、名称「Ｆｒｅｅ−Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｐｏｒｔ  Ａｎｄ  Ｂｙｐａｓｓ  Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓａｍｅ（独立しているモジュールポート及びそれを使用するバイパスアセンブリ）」；２０１５年５月４日出願の同第６２／１５６，７０８号、名称「Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｃａｂｌｅ−Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ（改良されたケーブルダイレクトコネクタ）」；２０１５年５月２７日出願の同第６２／１６７，０３６号、名称「Ｗｉｒｅ  ｔｏ  Ｂｏａｒｄ  Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ  ｗｉｔｈ  Ｗｉｐｉｎｇ  Ｆｅａｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｂｙｐａｓｓ  Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ  Ｓａｍｅ（ワイピング性能を備えた電線対基板コネクタ及びそれを組み込むバイパスアセンブリ）」；及び２０１５年６月１９日出願の同第６２／１８２，１６１号、名称「Ｗｉｒｅ  ｔｏ  Ｂｏａｒｄ  Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｍｐｌｉａｎｔ  Ｃｏｎｔａｃｔｓ  ａｎｄ  Ｂｙｐａｓｓ  Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ  Ｓａｍｅ（順応性接点を備える電線対基板コネクタ及びそれを組み込むバイパスアセンブリ）」の優先権を主張するものとし、これらすべては参照することにより本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、概ねチップ又はプロセッサなどからバックプレーン、マザーボード及び他の回路基板までの低損失での高速信号の伝送に使用するのに好適な高速データ伝送システムに関し、具体的には、電子的構成要素の回路基板接点への接続中に確実なワイピング動作をもたらすコネクタを有するバイパスケーブルアセンブリに関する。
【０００３】
帯域幅並びに多数のエンドユーザ装置でのストリーミングオーディオ及びビデオの配信に対して増加する必要性を満たすために、ルータ、サーバ、スイッチなど電子装置は、高データ伝送速度で動作する必要がある。これらの装置は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなど装置のプリント回路基板（マザーボード）に装着された、プライマリチップ部材と、回路基板に装着されたコネクタとの間に延在する信号伝送路を使用する。現在、これらの伝送路はマザーボード上又はマザーボード内の導電トレースとして形成され、チップ部材と装置の外付けコネクタ又は回路との間に延在する。
【０００４】
典型的な回路基板は、通常、安価であり、ＦＲ４として知られている、安価な材料で形成される。ＦＲ４は安価であるものの、約６Ｇｂｐｓ以上の速度でデータを伝送する高速信号伝送路において損失が多いことが知られている。これらの損失は、速度が増加するにつれて増加するため、約１０Ｇｂｐｓ以上の高速データ伝送用途では、ＦＲ４は望ましい材料ではなくなる。この悪化は６Ｇｂｐｓにて始まり、データ速度が増加するにつれて増加する。信号伝送路の回路基板材料としてＦＲ４を使用するためには、設計者は、増幅器及びイコライザを使用する必要があり得るが、これにより、装置の最終コストが増加する。
【０００５】
ＦＲ４回路基板内の信号伝送路の全長は、閾値長さ（約２５センチメートル（約１０インチ））を超すことがあり、信号反射及びノイズの問題、並びに更なる損失をもたらし得る屈曲及び方向転換を含むことがある。損失は、場合によっては、増幅器、中継器、及びイコライザの使用によって修正できるが、これらの素子はまた、最終回路基板の製造コストを増加させる。このことは、回路基板のレイアウトを複雑にさせる（これらの増幅器及び中継器を収容するために基板面積が更に必要となるため）。加えて、ＦＲ−４材料での信号伝送路のルーティングは、多数の方向転換を必要とすることがある。信号伝送路に沿って終端点で生じるこれらの方向転換及び遷移は、それによって伝送される信号の一貫性に悪影響を及ぼすことがある。その結果、一貫したインピーダンス及び低損失を達成する方法で、伝送路トレースをルーティングすることが困難になる。ＭＥＧＴＲＯＮなどカスタム材料は、かかる損失を低減する回路基板構造に使用可能であろうが、これらの材料片は、回路基板のコスト、したがって、これらが使用される電子装置のコストを著しく増加させる。
【０００６】
チップは、これらのルータ、スイッチ、及び他の装置の心臓部である。これらのチップは、典型的に、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）チップなどプロセッサを含み、このＡＳＩＣチップは、導電性はんだバンプによって基板（そのパッケージ）に接続されるダイを有する。このパッケージは、マイクロビア又は基板を通ってはんだボールまで延在するめっきスルーホールを含んでよい。これらのはんだボールは、パッケージがマザーボードに取り付けられるボールグリッドアレイを備える。マザーボードは、高速データ信号の伝送用の差動信号ペア、差動信号ペアに関連する接地経路、及び電源、クロック信号、他の機能向けの様々な低速伝送路を含む、伝送路を定めるその内部に形成された多数のトレースを含む。これらのトレースには、ＡＳＩＣから外付けコネクタが接続される装置のＩ／Ｏコネクタまでルーティングされているトレース、並びに、ＡＳＩＣから、ネットワークサーバなどシステム全体に装置を接続できるようにするバックプレーンコネクタまでルーティングされている他のトレース、又はＡＳＩＣからマザーボード上の構成要素及び回路若しくはＡＳＩＣが使用される装置の別の回路基板までルーティングされている更に他のトレースが挙げられる。
【０００７】
ＦＲ４回路基板材料は、１０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃのデータ伝送速度を処理できるが、この処理は不利益を伴う。長いトレース長を横断するためには、これらの信号の伝送に必要な電力も増加する。したがって、設計者らは、低電力チップは、かかる長さ及びより長い長さに関して信号を効率的に駆動できないため、かかる装置に「環境に優しい」設計をもたらすことは困難であると見出している。信号を駆動するためにより高い電力を必要とすると、より多くの電力を消費し、放熱を必要とする、より多くの熱も生成される。したがって、これらの不利益は、電子装置で使用されるマザーボード材料としてのＦＲ４の使用を更に複雑にする。より許容可能な損失で高速信号を処理するために、ＭＥＧＴＲＯＮなどより高価かつ特殊なマザーボード材料を使用すると、電子装置の総コストが増加する。これらの高価な材料で経験される低損失にもかかわらず、これらの信号及び生じた信号を伝送するために、より増加した電力がなお必要とされ、非常に長い基板トレースの設計において必要な方向転換及び交差は、信号反射及び潜在的にノイズが増加する領域をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、高速用途に必要なクロストーク及び損失要件を満たすように回路基板及びバックプレーンで信号伝送路を十分に設計することは困難になる。ＦＲ４など経済的な基板材料を使用することが望ましいが、ＦＲ４の性能は、データ伝送速度が１０Ｇｂｐｓに近づくと著しく低下するため、設計者らはより高価な基板材料を使用せざるを得なくなり、回路基板が使用される装置の総コストが増加する。したがって、本開示は、１０Ｇｂｐｓ以上でデータ信号を伝送するための高速伝送路を協働して定める好適なポイント間電気的相互接続を備え、低損失特性を有するバイパスケーブルアセンブリに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、本明細書では、回路基板ではなく、ケーブルを使用して、１０Ｇｂｐｓ以上での高速データ用途に有用であり、低損失特性を有する信号伝送路を定める、改良した高速バイパスアセンブリを提供する。
【００１０】
本開示によると、バイパスケーブルアセンブリは、チップ又はチップパッケージとバックプレーン又は回路基板との間の高速データ伝送路のルーティングに使用される。バイパスケーブルアセンブリは、構造の材料にかかわらず、回路基板構造の不利益を回避する信号伝送路を含み、信号損失に抗い、インピーダンスを許容可能なレベルに維持する、一貫した形状及び構造を備える独立した信号経路にもたらすケーブルを含む。
【００１１】
本開示の適用時には、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡなどチップの形態を有する集積回路が、チップパッケージ全体の一部として提供される。チップは、従来のはんだバンプなどによってパッケージ基板に装着され、チップ及び基板の一部を覆う材料を封入することにより、基板に封入され、一体化されてよい。パッケージ基板は、はんだバンプから基板上の終端領域まで延在するリード線を有する。ケーブルは、Ｉ／Ｏコネクタ、バックプレーンコネクタ、及び回路基板回路など装置の外部インターフェイスにチップを接続するために使用される。これらのケーブルでは、チップパッケージ基板に接続される近端に基板コネクタが設けられる。
【００１２】
チップパッケージは、論理、クロック、電源、及び低速の各構成要素、並びに高速信号回路からの接続を装置のマザーボード上のトレースにもたらすために、典型的に、パッケージの下側に配設される複数の接点を含んでよい。これらの接点は、チップパッケージ基板の上面又は下面のいずれかに位置してよく、ケーブル信号伝送路の形状を維持する方法で容易にケーブルに接続できる。ケーブルは、マザーボード上のトレースをバイパスする信号伝送路を提供する。かかる構造は、上記の損失及びノイズの問題を緩和するだけではなく、マザーボード上の相当な面積（すなわち、不動産）を解放し、その一方で、ＦＲ４など低コストの回路基板材料をその構築に使用できるようにする。
【００１３】
かかるアセンブリのために使用されるケーブルは、差動信号伝送向けに設計され、好ましくは、誘電性被覆で覆われた信号導体線ペアを使用して信号線ペアを形成する、ツイナックス型ケーブルである。電線ペアは関連するドレイン線を含んでよく、３本の電線すべては、導電性ラップ、編組シールドなどの形態の外側シールドに更に封入されてよい。２つの信号導体は、単一の誘電性被覆で覆われてよい。かかる各電線ペアを構成する電線の面積及び方向は、ケーブルが、回路基板とは別個で、それとは離れており、チップ、チップセット、構成要素と回路基板上のコネクタの位置との間、又は回路基板上の２つの位置の間に延在してよい伝送路を提供するような方法で容易に制御できる。信号伝送路の構成要素としてのケーブルの規則的な形状は、非常に容易に維持でき、また、構造の材料にかかわらず、回路基板信号伝送路で遭遇する問題と比較して、許容可能な損失及びノイズである。
【００１４】
電線ペアの近（近位）端は、チップパッケージに終端され、ケーブルの遠（遠位）端は、コネクタポートの形態の外付けコネクタインターフェイスに接続される。近端接続は、好ましくは、回路基板及びそれらの接点を係合するように構成されている電線対基板コネクタを使用して達成される。これらの電線対基板コネクタでは、クロストーク及び他のマイナス要因を、コネクタの位置において最低限に抑えるように、信号線ペアの自由端は、ケーブルの規則的な形状を模倣する間隔でコネクタ端子の終端テールに直接終端される。各コネクタは、２つの信号端子を望ましい間隔で保持する支持体を含み、好ましくはコネクタの信号端子を少なくとも部分的に包囲する、関連する接地シールドを更に含む。接地シールドは、それと共に形成される接地端子を有する。
【００１５】
このようにして、信号端子が共通モードでブロードサイド結合でき、一方では、コネクタの信号端子が差動モードで共にエッジ結合する接地面を定めることによって、各電線ペアに関連する接地がコネクタ接地シールドに終端されて、シールド並びにクロストークの低減をもたらす接地経路を形成してよい。バイパスケーブルアセンブリの電線の終端は、ケーブル対基板コネクタの終端によって、ケーブル内の信号及び接地導体の特定の所望の形状が可能な限り維持されるように行われる。
【００１６】
接地シールドは、コネクタの嵌合端付近まで延在して多面接地面を設ける側壁を含んでよい。各信号線ペアのドレイン線、又は接地は、コネクタ接地シールドに終端され、この方法で、信号端子の各ペアは、回路基板と嵌合するために一体化される２つの接地端子を有する接地シールドによって、部分的に包囲される。
【００１７】
本開示の一実施形態では、基板に装着された集積回路を含むチップパッケージが提供される。チップパッケージ基板は、ツイナックスバイパスケーブルの第１（つまり、近い）端部が終端される終端領域を有する。ケーブルの長さは様々であってよいが、一部のバイパスケーブルが、１つ、又は複数のＩ／Ｏ型コネクタ及びバックプレーン型コネクタなどのいずれかを含んでよい、第１及び第２外付けコネクタインターフェイスに容易かつ確実に、終端されるのに少なくとも十分な長さである。コネクタは、プラグコネクタなど外付けコネクタが嵌合できるように、好ましくは装置の面に装着される。バイパスケーブルアセンブリは、データセンター内のサーバなどのより大型の装置の完全な内部構成要素として使用されるための手段を装置に提供する。近端において、バイパスケーブルは、チップパッケージ基板上の接触パッドに接続するように構成されている基板コネクタを有する。
【００１８】
これらの基板コネクタは、電線対基板型であり、チップパッケージ基板上のレセプタクルハウジングに挿入されてよいように構成されている。したがって、多数の別個の信号伝送路を支持する単一ユニットとしてアセンブリ全体を挿入できる限り、チップパッケージ−バイパスケーブルアセンブリは、全体として、「プラグアンドプレイ」機能を有することができる。チップパッケージは、単独で、又は隔離されて、又は低コストの低速マザーボードへの他の類似の取り付けによって装置のハウジング内で支持されてよい。マザーボードから信号伝送路を除去すると、マザーボード上の面積が解放される。これにより、信号伝送路にマザーボードを使用する同等の装置よりも低いコストを維持しつつ、更なる機能構成要素を収容して、装置に付加価値及び機能をもたらすことができる。更に、バイパスケーブルに信号伝送路を組み込むことによって、ケーブルを介した高速信号の伝送に必要な電力の量を低減する。これによりバイパスアセンブリの「環境に優しい」値が増加し、かかるバイパスアセンブリを使用する装置の動作コストを低減させる。
【００１９】
一実施形態では、バイパスケーブルの信号ペアは、コネクタ端子の接触部が、回路基板上の接触パッドを直接係合できるような方法で、電線対基板コネクタに終端される。これらの接触部は、好ましくは、回路基板上の接触パッドと反対に方向付けられている弓状面を有する、湾曲接触面を含む。接触面は、横方向に、又は角度をつけて、対応するコネクタの長手方向軸まで延在する。接触部は、好ましくは、側面から見てＪ型構成を有し、接触部の自由端は、コネクタがレセプタクル又はハウジングに挿入され、回路基板に装着されるとき、接触部は、接触パッド上の線形経路から離間して広がって、表面膜、塵の除去を促進するワイピング動作をもたらし、確実な接続をもたらすように、反対方向に延在する。
【００２０】
別の実施形態では、基板コネクタには、信号端子の接触部を係合する順応性部材が設けられてよい。これらの型のコネクタで使用されるレセプタクルは、チップパッケージ基板に装着され、個々のコネクタを収容する開口部を有する。レセプタクルは、コネクタの対応する対向面を係合する対応する押圧アームなどの押圧部材を含み、チップパッケージ基板接点と一致するコネクタに圧力を加える。順応性部材は更に力を加えて、コネクタ端子接触部で所望のばね力を完全に生じさせ、チップパッケージ接点との確実な係合をもたらす。レセプタクルの開口部は、その選択した表面に導電性コーティングを含んでよくて、電線対基板コネクタの接地シールドを係合する。このようにして、ケーブルツイナックス電線は、チップパッケージ接点に確実に接続する。
【００２１】
更に、電線ペアの電線対基板コネクタは、バイパスケーブルアセンブリのそれぞれ異なる伝送路が、チップパッケージ基板上又は装置の回路基板上のいずれかの所望の終端点に個別に接続し得るように、単一のコネクタユニット、つまり「チクレット」として構成される。レセプタクルには、事前に選択したパターンで配置された開口部が設けられてよく、各開口部は、その中に単一のコネクタを収容する。レセプタクル開口部には、レセプタクルの停止面を画定し、コネクタの対応する対向面を係合する、内側レッジ、つまり肩部が更に設けられてよい。これらの２つの停止面は、コネクタへの接触圧を維持して、回路基板との接触を維持するのに役立つ。上記のコネクタのうちの１つをレセプタクル開口部に挿入している間、信号及び接地端子の接触部は、回路基板の共通嵌合面及びその上に配設された接触パッドに沿って外側に広がる。この直線運動は、コネクタの長手挿入方向に対して横方向で発生する。このようにして、バイパスケーブルは、外付けコネクタインターフェイス及び／又マザーボードの終端点にチップパッケージ上の回路を確実に接続する。
【００２２】
したがって、１０Ｇｂｐｓ以上での高速データ用途に有用であり、低損失特性を有する信号伝送路を定める、改良した高速バイパスケーブルアセンブリを提供する。
【００２３】
本開示のこれら及び他の目的、特徴、並びに利点は、以下の詳細な説明を考慮することにより明快に理解できるであろう。
【００２４】
本開示の構造及び動作の構成及び様式、並びにその更なる目的及び利点は、添付の図面に関連して以下の詳細な説明を参照することにより、理解することができる。添付の図面において、類似の参照番号は、類似の要素を特定している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】上カバーが取り外された、スイッチ、ルータなど電子装置の斜視図であり、装置内の所定の位置にある装置の構成要素及びバイパスケーブルアセンブリの一般的なレイアウトを示す図である。
【図２】図１と同一の図であり、明確にするために、装置からバイパスアセンブリを取り除いた図である。
【図３】図１のバイパスアセンブリの斜視図である。
【図４Ａ】マザーボードを介して、又はマザーボード上でルーティングされたトレースによって、チップパッケージをルータ、スイッチなど電子装置内のマザーボードに接続するために従来使用される既知の構造の概略断面図である。
【図４Ｂ】図１Ａに類似の概略断面図であるが、図１に図示したような本開示のバイパスアセンブリの構造を図示し、これらは、コネクタ又は図１の装置の他の構成要素にチップパッケージを接続するために使用され、ケーブルを使用する図である。したがって、図１の装置に図示するように、マザーボード上の信号伝送路として導電トレースを使用しない。
【図５】図１のバイパスアセンブリで使用されるチップのうちの１つを囲む終端領域の拡大詳細図である。
【図６】本開示の基板コネクタの１つの実施形態の斜視図であり、回路基板に装着され、バイパスケーブルの近位端及びそれらの関連するコネクタハウジングは、その中に挿入されている図である。
【図６Ａ】図６のコネクタ構造の分解図である。
【図６Ｂ】図６と同一の図であるが、コネクタのうちの２つが部分的に対応するレセプタクルから移動させられている図である。
【図６Ｃ】図６のチクレット型コネクタアセンブリを使用して得られた信号及び接地端子の嵌合配置の実施形態を示す図である。
【図６Ｄ】図６のチクレット型コネクタアセンブリを使用して得られた信号及び接地端子の嵌合配置の別の実施形態を示す別の図である。
【図７】コネクタレセプタクルに完全に挿入され、基板の対向する接点と接触するときの本開示の基板コネクタの１つの実施形態の側面図である。
【図７Ａ】信号及び接地端子の接触部が基板の接点と初めて接触するように、コネクタハウジングのレセプタクルに部分的に挿入された、図７の基板コネクタの正面図である。
【図８】図７の基板コネクタの斜視図である。
【図８Ａ】バイパスケーブル信号線ペアの自由端に終端される図８のコネクタの信号端子の斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａと同一の図であるが、コネクタ端子の一部の周囲に形成された間隔ブロックを備える図である。
【図８Ｃ】図８Ｂと同一の図であるが、コネクタ接地シールドが間隔ブロックの上の所定の位置にある図である。
【図８Ｄ】図８のコネクタの斜視図であるが、明確にするために、コネクタハウジング半部のうちの１つが分解されている図である。
【図８Ｅ】図８のコネクタの嵌合面の底面図である。
【図８Ｆ】図７のコネクタの嵌合端の拡大側面図であり、明確にするためにコネクタハウジングが取り除かれている図である。
【図９】接触部の一部として順応性部材を組み込む、ケーブルバイパス基板コネクタの別の実施形態の斜視図である。
【図９Ａ】若干底面からの図であり、明確にするために、コネクタ本体内の信号導体を仮想線で示す、図９のコネクタの斜視図である。
【図９Ｂ】図９の線Ｂ−Ｂに沿って切断した、図９のコネクタの側面図である。
【図９Ｃ】図９Ａの線Ｃ−Ｃに沿って切断した、図９Ａのコネクタの底面図である。
【図９Ｄ】図９の線Ｄ−Ｄに沿って切断した、図９のコネクタの長さ方向断面図である。
【図１０】回路基板に装着され、図９のコネクタが挿入されている垂直レセプタクルコネクタの斜視図である。
【図１１】チップパッケージ基板と接触させるために水平方向で使用される、図９の電線対基板コネクタの斜視図である。
【図１１Ａ】図１１の線Ａ−Ａに沿って切断した、図１１のコネクタのうちの１つの断面図である。
【図１１Ｂ】図１１と同一の図であるが、水平レセプタクルコネクタがチップパッケージ基板上の所定の位置にあり、コネクタチクレットが所定の位置にある図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｂと同一の図であるが、明確にするために、コネクタチクレットが取り除かれている図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｃの線Ｄ−Ｄに沿って切断した、図１１Ｃのレセプタクルコネクタの断面図である。
【図１１Ｅ】図１１Ｂの線Ｅ−Ｅに沿って切断した、図１１Ｂのレセプタクルコネクタアセンブリの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本開示は、異なる形態で具現化することが可能であるものの、本開示は、本開示の原理の例示とみなされるべきであり、本開示を示す図面に限定することを意図しないという理解の下、特定の実施形態が、図面に示され、本明細書に詳細に記載される。
【００２７】
したがって、特徴又は態様に対する言及は、本開示のある実施例の特徴又は態様を記載することを意図したものであり、本開示のあらゆる実施形態が記載された特徴又は態様を有さなければならないことを含意することを意図したものではない。更に、記載はいくつかの特徴を例示していることに留意するべきである。特定の特徴を組み合わせて潜在的なシステム設計を例示してきたが、それらの特徴は、明示的に開示していない他の組み合わせにおいても使用することができる。したがって、図示した組み合わせは、特に指示がない限り、限定的であることを意図しない。
【００２８】
図面に例示している実施形態において、本開示の様々な要素の構造及び動作を説明するために使用される上下左右、前後などの方向の表示は、絶対的ではなく、相対的である。これらの表示は、要素が図面に示されている位置にあるとき、適切である。しかしながら、要素の位置の説明が変化する場合、これらの表示はそれに応じて変更されるべきである。
【００２９】
図１は、スイッチ、ルータ、サーバなど電子装置５０の斜視図である。装置５０は、チップパッケージ５４の全体の一部であってよいチップ５２の形態の１つ又は２つ以上のプロセッサ、又は集積回路によって制御される。装置５０は、一対の側壁５５と、前壁５６と、後壁５７と、を有する。コネクタポート６０は、ケーブルコネクタの形態の対向する嵌合コネクタが、他の装置に装置５０の回路を接続するために挿入され得るように、前壁５６に設けられる。バックプレーンコネクタポート６１は、かかる装置で使用されるバックプレーンを含む、より大型の装置（サーバなど）に装置５０を接続するためのバックプレーンコネクタ９３を収容するために後壁５７に設けられてよい。装置５０は、電源５８、冷却アセンブリ５９、並びにキャパシタ、スイッチ、より小型のチップなど、上に様々な電子的構成要素を備えるマザーボード６２を含む。
【００３０】
図４Ａは、従来の装置で使用される、従来技術の従来のチップパッケージ及びマザーボードアセンブリの断面図である。チップ５２は、ＡＳＩＣ、又はＦＰＧＡなど任意の別の種類のプロセッサ若しくは集積回路であってよく、１つ、又は２つ以上の別個の集積回路が共に位置付けられていてよい。したがって、用語「チップ」は、本明細書において、任意の好適な集積回路の総称として使用する。図４Ａに示すように、チップ５２は、チップパッケージの支持基板４７の関連する接触パッド４６に接続するはんだバンプ４５の形態で、その下側に接点を有する。基板４７は、典型的に、基板４７の本体を通ってその下側まで延在する、めっきスルーホール、マイクロビア、又はトレース４８を含む。これらの素子４８は、基板４７の下側４７ａに配設された接点４９と接続し、これらの接点４９は、典型的に、ＢＧＡ、ＰＧＡ、又はＬＧＡなどの形態であってよい。チップ５２、はんだバンプ４５、基板４７、及び接点４９は、すべて協働してチップパッケージ５２−１を画定する。チップパッケージ５２−１は、ソケット（図示なし）によって、ＦＲ４など好適な材料で作製され、装置で使用されるマザーボード５２−２と嵌合され得る。マザーボード５２−２は、典型的に、マザーボード５２−２を通ってチップパッケージ接点４９から装置の他のコネクタ、構成要素などまで延在する、複数の非常に長い導電トレース５２−３を有する。例えば、一対の導電トレース５２ａ、５２ｂは、差動信号伝送路を定めるために必要であり、第３導電トレース５２ｃは、信号伝送路の経路に従う関連する接地をもたらす。かかる各信号伝送路は、マザーボード５２−２を通って、又はその上でルーティングされ、かかるルーティングは、若干の不利益を有する。
【００３１】
ＦＲ４回路基板材料は、１０Ｇｈｚを超える周波数で損失が増加するようになり、問題となり始める。加えて、チップパッケージ接点４９からコネクタ又はマザーボード５２−２上で装着されている他の構成要素まで伝送路をルーティングするには、通常、これらの信号伝送路トレース５２ａ〜ｃの方向転換、屈曲、及び交差が必要である。これらのトレース５２ａ〜ｃでの方向変化は、信号反射及びノイズの問題、並びに更なる損失をもたらし得る。損失は、場合によっては、増幅器、中継器、及びイコライザの使用によって修正できるが、これらの素子はまた、最終回路基板５２−２の製造コストを増加させる。このことは、回路基板５２−２のレイアウトを複雑化させる。これは、かかる増幅器及び中継器を収容するには更なる基板面積が必要であり、装置の意図する寸法では、この更なる基板面積を使用できないことがあるためである。かかる損失を低減する回路基板のカスタム材料は使用可能であるが、これらの材料の価格は、回路基板、その結果として、これらが使用される電子装置のコストを著しく増加させる。更に、非常に長い回路トレースは、それらを通って高速信号を駆動させるために電力の増加を必要する。したがって、「環境に優しい」（省電力）装置を開発しようとする設計者らの努力を妨げる。
【００３２】
これらの不利益を克服するために、本発明者らは、信号伝送路を回路基板から外して、回路基板に高価なカスタム基板材料を使用する必要性を排除するバイパスケーブルアセンブリを開発し、また、ＦＲ４材料での損失の問題もほぼ排除した。図４Ｂは、本開示の原理によるバイパスケーブルアセンブリを使用する、図１の装置５０のチップパッケージ５４及びマザーボード６２の断面図である。チップ５２は、高速回路、低速回路、クロック回路、論理回路、電源回路、及びパッケージ５４の基板５３にも接続される他の回路を含んでよい。トレース５４−１は、基板５３上又は基板５３内に形成され、接触パッドなどを含んでよく、チップパッケージ基板５３上の指定した終端領域５４−３に配置されている、関連する接点５４−２に通じる。
【００３３】
好ましくは、これらの終端領域５４−３は、図４Ｂに示すように、チップパッケージ５４の縁部５４−４に近接するか、そこに配設される。チップパッケージ５４は、チップ５２を一体アセンブリとしてパッケージ５４内の所定の位置に固定し、単一素子として装置に挿入され得るチップパッケージ５４に特異的な外観形状をもたらす、封入体５４−５を更に含んでよい。場合によっては、チップ５２の動作中に生じた熱を分散させるために、直立フィン７１を備えるヒートシンク７０など伝熱装置が、当該技術分野において周知のようにチップの表面に取り付けられてよい。これらの伝熱装置７０は、その熱分散フィン７１が封入体５４−５から装置５０の内部空隙へと突出するように、チップ５２に装着される。
【００３４】
バイパスケーブル８０は、ケーブル近位端に存在するチップパッケージ５４の回路を、ケーブル遠位端に存在する外付けコネクタインターフェイス及び回路基板上の回路に接続するために使用される。バイパスケーブル８０は、それらの近位端８７において、パッケージ接触パッド５４−２に終端されることを示す。図３及び５に示すように、ケーブル近位端８７は、プラグ型基板コネクタ８７ａに概ね終端される。ケーブル８０は、誘電性被覆８２に囲まれるものとして図示する、好ましくはツイナックス構造であり、２つの内部信号導体８１を備える。ドレイン線８３は、信号導体８１の各ケーブルペアに設けられ、外側導電性被覆８４及び外部絶縁外側ジャケット８５内に配設される。信号導体８１のペア（及び関連するドレイン線８３）は、チップパッケージ５４（及びチップ５２自体）上の回路からコネクタ９０、９３、及び１００に通じる、又はマザーボード６２若しくはチップパッケージ５４上の終端点に直接通じる対応する個々の信号伝送路を集合的に定める。上記のように、ケーブルバイパス８０の規則的な形状は、ケーブル８０の長さに対してインピーダンスを制御する、事前に選択した間隔で信号導体８１を差動信号伝送ペアとして維持するであろう。信号伝送路としてバイパスケーブル８０を使用すると、マザーボード上のトレースの形態で高速信号伝送路を定めることが不要になる。それによって、特殊な基板材料の高コスト及びＦＲ４などのより安価な基板材料に伴う損失を回避する。可撓性バイパスケーブルを使用することにより、信号反射の可能性も低減され、過剰な電力消費、及び／又は更なる基板面積の必要性の回避に役立つ。
【００３５】
上記のように、バイパスケーブル８０は、それぞれチップパッケージ５４及び遠位コネクタに接続される、対向する近位端８７及び遠位端８８を有する。遠位コネクタは、図３に示すように、装置５０の様々なコネクタポート６０に収容されるＩ／Ｏコネクタ９０を装置の前側に含んでよいか、ホスト装置５０を別の装置、又はマザーボード６２若しくは別の回路基板に接続されている基板コネクタ１００に接続するために、装置の後側のポート６１（図１）にバックプレーンコネクタ９３を含んでよい。コネクタ１００は、コネクタ端子接触部を回路基板又は他の基板上の接点に接続する、電線対基板型の基板コネクタである。図示したバイパスケーブルコネクタの構造及び利点の一部を説明するために使用するのは、後者の用途、すなわち、コネクタ対チップパッケージである。
【００３６】
バイパスケーブル８０は、マザーボード６２上のトレース及び前述の関連する不利益を回避する、複数の個々の高速信号伝送路を定める。バイパスケーブル８０は、接点又はチップパッケージ５４上の終端点５４−２、５４−３から遠位コネクタ９０、９３までのケーブル８０の長さ全体で信号導体８１の規則的な形状を維持することができ、この形状が比較的規則的なままでいるため、問題のある信号反射又はインピーダンス不連続性を信号伝送路に持ち込むことなく、バイパスケーブル８０は経路での方向転換、屈曲、交差を容易に行ってよい。ケーブル８０は、第１及び第２セットのケーブルに配置されるものとして示されており、第１セットのバイパスケーブルはチップパッケージ５４と装置５０の前壁５６にあるポート６０内のＩ／Ｏコネクタ９０との間に延在する。第２セットのバイパスケーブルは、チップパッケージ５４と装置５０の後側にあるバックプレーンコネクタ９３との間に延在するものとして図３に示す。第３セットのバイパスケーブルはまた、チップパッケージと、これもまた装置５０の後側にある、マザーボード６２上の回路に接続させる基板コネクタ１００との間に延在するものとして図示する。当然のことながら、多数の他の構成が可能である。
【００３７】
本開示の基板コネクタ１００は、図６及び６Ａに示すように、マザーボード６２又はチップパッケージ基板５３に装着される基部９９を有してよい、レセプタクルコネクタ９８と嵌合する。ほとんどの場合、かかるコネクタは、チップパッケージ基板５３に装着されるであろう。レセプタクルコネクタは、その内部に形成された、マザーボード６２上に装着されるチップパッケージ基板５３の共通嵌合面６４に対して開口する開口部９９ａを含み、各開口部９９ａは、単一の電線対基板コネクタ１００をその中に受容するように示す。レセプタクルコネクタ９８は、ネジ、ポスト、又は他の締結具によって基板及び／又はマザーボードに取り付けられてよい。
【００３８】
図７〜８Ｅは、バイパスケーブル８０の信号導体８１がテール部１０３に終端される、一対の離間した信号端子１０２を有する電線対基板コネクタ１００の１つの実施形態を示す。図示した構成は一定の利益を有するが、制限することを意図したものではないことに留意するべきである。したがって、一定の実施形態は、信号ペアに関連する２重接地端子ではなく、信号、信号、接地の３重構成を含んでよい。したがって、図６Ｃ及び６Ｄに示すパターン（ＧＧ／ＳＳの交互パターン又は繰り返しパターンのいずれか）を、ＧＳＳＧパターン、又は信号ペア間に底部のＧ端子を有する、ＧＳＳ／Ｇパターンなど他の所望のパターンを示すように変更できる。換言すると、使用される特定のパターンは、データ速度及び面積上の制約に応じて異なる。
【００３９】
図示したように、信号端子１０２は、コネクタ１００の嵌合端１０６から外側に延在する接触部１０４を有する。信号端子テール部１０３及び接触部１０４は、介在する信号端子本体部１０５によって相互接続させられる。信号端子接触部１０４は、図７〜７Ａ及び８に示すように、側面から見たときに概ねＪ型構成を有するように見え得る。接触部１０４は、横方向、つまり関連するコネクタ１００の長手方向軸ＬＡ及び信号端子１０２の長手方向軸に対して横方向に方向付けられている弓状接触面１０７を含む。接触部１０４は、端子本体部１０５（図８）の幅Ｗ１よりも大きい幅Ｗ２を有し、好ましくは、この幅Ｗ２は、チップパッケージ又はマザーボード５４−２、６５の対応する幅Ｗ３に近い、又はこれと等しい。この幅の差は、接触パッドに対する接触を増加させ、端子接触部に加わる力を増加させる。
【００４０】
接触面１０７は、概ねＵ型構成又はＣ型構成を有し、コネクタ１００が対応するレセプタクル９８に挿入され、少なくとも接点５４−２の幅に沿った点接触によってチップパッケージ基板５３の嵌合面６４と接触すると、チップパッケージ基板接点５４−２の上に乗る。図示した実施形態では、弓状接触面を示しているが、他の構成は、接点５４−２に対する好適な接続が維持されているという条件で、他の構成が機能する。ある実施形態では、他の構成は、少なくとも接点５４−２との線形点接点を含むであろう。図示した弓状面は、この種の接点を含み、したがって、確実なワイピング動作をもたらす。コネクタ端子の湾曲接触面も部分的に順応性があり、したがって、レセプタクルコネクタ９８と、これらが装着されるチップパッケージ基板５３との間で生じ得るスタックアップ耐性を吸収する。
【００４１】
図８Ｂに示すように、コネクタ１００は、組み立て中及び後に端子本体部１０５に図８Ｂに示すように塗布されて、信号端子１０２を支持する、ＬＣＰなど誘電材料から形成される支持ブロックを使用して所望の間隔で信号端子１０２を支持することによって組み立てられる。接地シールド１１０（図８Ｃ）は、図８Ｃに示すように、好ましくは、信号端子本体部１０５からの事前に選択した距離を維持するように、支持ブロック１０９の周囲全体に延在する。接地シールド１１０は、図８Ｃに示すように後方に延在する長手方向終端タブ１１１を更に含み、バイパスケーブルドレイン線８３及び導電性ラップ８４が終端されてよい場所をもたらす。図示したように、ドレイン線８３（drain 83 wire ）は、自身に寄りかかって屈曲して、ケーブル８０の後方に向かって延在し、接地シールド終端タブ１１１の貫通孔１１１ａを通って延在する。接地シールド１１０及びその関連する終端タブ１１１と、ケーブル８０の信号導体８１及びコネクタ信号端子１０２との間隔は、信号導体終端から信号端子接触部までの信号伝送路のインピーダンスと一致する、又はそれを増減するように選択されてよい。
【００４２】
接地シールド１１０は、また、そこから接地シールド１１０の片側縁部１１０ａに沿って長手方向に延在する、一対の離間した接地端子１１２を有するものとして示す。これらの接地端子１１２は、コネクタ１００の嵌合端１０６を超えて突出し、本体部１１２ａと、コネクタ軸ＬＡ並びに接地端子１１０の長手方向軸に対して横方向に延在する弓状接触面１１４を備えるＪ型接触部１１３と、を含む。図８Ｅに示すように、信号端子本体及び接触部は、接地端子本体接触部のように、ペアで合わせて揃っている。信号端子本体及び接触部は、更に、接地端子本体及び接触部の対応ペアとペアとして更に揃っている。信号端子１０２の上述したペアは互いにエッジ結合され、コネクタの長さにわたって接地シールド１１０及び接地シールド端子１１２とブロードサイド結合される。図８Ｅは、信号及び接地端子接触部の配置を更に示す。２つの信号端子接触部１０４は第１行１９０でペアとして揃っており、次いで接地端子接触部は第２行１９１でペアとして揃っている。単一の信号及び接地端子接触部は、更に第３行１９２及び第４行１９３で共に揃っており、これらの行は、第１行１９０及び第２行１９１と交差する（又はこれらに対して横方向に延在する）ように見え得る。
【００４３】
少なくともバイパスケーブル８０の遠位端及び信号端子１０２の一部、具体的には、信号端子までのケーブル信号導体の終端領域を包み込むものとして、２つの相互係合半部１１６ａ、１１６ｂを有する絶縁性コネクタハウジング１１６を図８Ｄに示す。組み立てられたコネクタハウジング１１６は、概して４側面を有すものとして示され、埋め込み用化合物又はＬＣＰなどの材料が注入されて、ケーブル８０及びハウジング半部１１６ａ、１１６ｂが単一ユニットとしてまとめて保持されてよい、１つ又は２つ以上の開口部１１８が設けられてよい。
【００４４】
前述したように、信号及び接地端子接触部１０４、１１３は概ねＪ型構成を有する。好ましくは、このＪ型は、当該技術分野において周知のように（図８Ｆ）、変曲点１１５で接触する２つの異なる半径曲線を組み合わせる、複合曲線の性質を持つ。変曲点１１５は、典型的に、端子本体部と端子接触部との間に位置し、図７の２つの矢印で示す共通線形経路に沿って反対方向に、端子接触部を屈曲、又は移動させやすくする。この構造は、下向きの圧力が加えられると、信号及び接地接触部１０４、１１３の所望の外側への、つまり横向きの移動を容易にする。この構造では、コネクタ１００がレセプタクル開口部９９ａに挿入され、チップパッケージ基板５３の共通対向嵌合面６４と接触すると、接触部は、接点５４−２に沿って直線移動する。したがって、コネクタ１００を垂直方向（チップパッケージ基板に対して垂直）に挿入すると、接触部１０４、１１３の水平方向移動が促進される。この移動は、エッジカードコネクタで生じるように反対側の嵌合面ではなく、チップパッケージ基板５３の共通嵌合面６４に沿ったものである。信号及び接地端子接触面１０７、１１４と接点６５との接点は、その幅Ｗ２にわたるＪ型の基部に主として沿って生じる、線形線接点として記載され得る。
【００４５】
かかるコネクタ１００は、レセプタクルコネクタ９８の開口部９９ａに挿入され、回路基板嵌合面６４に対する押圧係合で、所定の位置で垂直に保持されてよい。図７〜８Ｆに示す実施形態では、コネクタハウジング１１６は、コネクタ１００の長手方向軸に対して垂直の平面状停止面１２３を備える、一対の係合肩部１２２を含んでよい。これらの停止面１２３は、レセプタクル開口部９９ａの内部に配設される、相補的係合面１２６（complimentary engagement surfaces 126 ）に隣接し、これを係合する。係合肩部はまた、コネクタ１００をレセプタクルに挿入しやすくするための傾斜引き込み面１２４を含んでよい。図６Ｃ及び６Ｄに示すように、コネクタ１００は、レセプタクル開口部に挿入して、図６Ｄに示すパターン（各チャネルの信号端子「Ｓ」及び接地端子「Ｇ」が共通行に配置される）など特定のパターンを達成してよい。他のパターンも可能であり、かかる他のパターンの１つは、図６Ｃを示す（各信号端子ペア「ＳＳ」が、少なくとも２つの側部で１つの接地端子ペア「ＧＧ」と接触している）。
【００４６】
図９〜９Ｄは、電線対基板コネクタ２００の１つの実施形態を図示しており、各ケーブル８０の信号導体８１は、コネクタ２００の対応するコネクタ本体部２０２を通って延在する。信号導体８１は、誘電性被覆８４から延出し、コネクタ本体２０２から少なくとも部分的に延出する対応する接触部２１２と共に信号端子２１０を定めるように構成されている、自由端２０６を有する。垂直用途で使用されるこの実施形態に示すように、対応する接触部２１２を伴う一対の信号端子２１０は、コネクタ２００の嵌合端２０３からやや外側に延在する。信号端子２１０は、実際、ケーブル８０の信号導体８１の延長であり、コネクタ本体２０２を通って長さ方向に延在する。したがって、別個のテール部を有する別個の端子を使用する必要はない。信号端子接触部２１２は、図９Ｂ及び９Ｄに示すように、側部から見たときに概ねＣ型又はＵ型構成を有するように見え得る。この点については、信号端子接触部２１２は、横方向、つまりそのコネクタ２００の長手方向軸ＬＡに対して横方向に方向付けられている弓状接触面２１３を含む。
【００４７】
接触面２１３は、概ねＵ型又はＣ型構成を有し、コネクタ２００が、少なくとも接点５４−２に沿った点接触で基板５３の嵌合面６４と接触するように対応する垂直開口部９９ａに挿入されると、基板接点５４−２の上に乗ることができる。図示した実施形態では、コネクタ端子の弓状接触面２１３を示すが、他の構成は、少なくとも線形点接点が基板接点５４−２に対して維持されているという条件で機能する。図示した実施形態では、信号導体８１の自由端２０６が、図示するように、２０９においてのように折り畳まれている、又は屈曲して自身に折り重なっており、そのようにすることによって、コネクタ本体２０２内で幅方向に配置される円筒状本体部２１６を備える順応性部材２１５の周りに延在する。順応性部材２１５は、好ましくは、接触部２１２の所望のばね力に対応するように選択されたデュロメータ値を有するエラストマー材料から形成される。順応性部材２１５は、円筒状構成を有するものとして示されるが、正方形、矩形、楕円形など他の構成が使用されてよいことが理解されるであろう。信号導体自由端は、順応性部材２１５が通ってコネクタ本体２０２内を延在する開口部、つまりループ２０８を定めるように屈曲し、自由端２０６は、順応性部材２１５を所定の位置に保持するために、順応性部材本体部２１６の外周の少なくとも半分超の周りに延在する。自由端２０６は、屈曲して自身に折り重なるように示されているが、これらはより早期に終端されて、順応性部材２１５に接触部２１２との係合を解除させないような方法で順応性部材本体部２１６を係合するＪ型フックを定めることができる。
【００４８】
図９〜１１のコネクタ２００では、信号導体８１のペアが平行間隔で配置され、順応性部材２１５の周囲に形成される。このアセンブリは、３つの壁２２１、２２２を有するものとして図に示す接地シールド２２０に挿入され、ケーブル８０のドレイン線８３は、既知の方法によって壁２２２のうちの１つにある接地シールド２２０に取り付けられる。接地シールド壁２２１、２２２内の空間２２４は、ＬＣＰなど誘電材料で充填されて、コネクタ本体２０２内の所定の位置に信号端子２１０を固定し、コネクタ本体２０２により多くの定義を与える。信号端子／導体は、図１１Ｂに示すように接地シールド２２０内に配置され、順応性部材の端部２１８は、接触部２１２の一部が、コネクタ本体の嵌合面を越えて延在するように、接地シールド２２０の側壁２２１に近位である、又はこれを係合する。図９Ａ、９Ｂ、及び１０Ａに見られるように、順応性部材２１５の一部は、コネクタ２００、２００’の嵌合面２０３を越えて延在する。接地シールド２２０は、接地シールド２２０の縁部２２６から延在する湾曲接触部２２９を備える１つ、又は２つ以上の接地端子２２８を含んでよく、ケーブル８０の信号ペアのドレイン線８３は、接地シールド壁２２２内の開口部２３６を通って延在し、既知の方法で取り付けられるために屈曲して壁２２２に折り重なる。接地端子２２８は、第１方向で互いに揃い、第１方向に対して横方向である第２方向で２つの信号端子２１０と更に揃う。
【００４９】
かかるコネクタ２００は、レセプタクルコネクタ９８の開口部９９ａに挿入され、回路基板嵌合面に対する押圧係合で、所定の位置で垂直に保持されてよい。この圧力は、レセプタクル開口部９９ａの押圧アーム又は傾斜壁によって加えられてよい。垂直方向にコネクタ２００を受容するレセプタクルコネクタ９８を図９〜１０に示すが、図１１〜１１Ｅは、電線対基板コネクタ２００’及び本開示の原理に従って構築された対応するレセプタクルコネクタ２４０の第２実施形態を図示する。この実施形態では、コネクタ２０１’は、基板接点と水平方向で係合するために構築される。この点については、コネクタ２００の全体構造は、前述した実施形態の全体構造とほぼ同一である。１つの差異は、順応性部材２１５が図１１Ａに図示するように、信号端子接触面２１３の弓長ＡＬの半分超がコネクタ本体嵌合面２０３の外側を露出させるように、コネクタ２００’の嵌合面２０３の角部に近接して配置されることである。
【００５０】
これらの種類の電線対基板コネクタ２００’を収容するためには、図１１Ｂに示すような水平レセプタクルコネクタ２４０を使用してよい。図示したレセプタクルコネクタ２４０は、基板５３の嵌合面６４に装着するための基部２４２を有する。基部２４２は、示すように、コネクタ２４０の幅に沿って離間配置されたレセプタクル開口部２４３を有し、各開口部２４３は、その中に単一のコネクタユニット２００’を受容するように構成されている。開口部１４３は、基板５３に対して直接開口しており、したがって、その接点は、挿入されたコネクタ２００’の信号端子接触部２１２を係合するように、開口部２４３内で露出し、その角部に近接している。この点については、基板嵌合面６４は、レセプタクル開口部２４３の壁を画定するとみなしてよい。
【００５１】
信号端子接触部２１２に下向きの接触圧を加えるために、片持ち押圧アーム、つまりラッチ２４６がコネクタ２４０の一部として形成されていることを示す。ラッチ２４６は、開口部２４３内でその後壁２４４から前方に延在し、操作可能な自由端２４７で終結する。図１１Ｅに示すように、ラッチ２４６は、好ましくは接地シールド壁２２２のうちの１つのラッチと相補的である構成を更に有する。コネクタ２００’の接地シールド壁２２はオフセットしていて、押圧アーム２４６上に形成された対向肩部２４８を係合するリッジ２３４を画定する。このようにして、コネクタ２００’は、接地接触２２９がレセプタクル開口部２４３の端壁２４４と接触するように押し出され（図１１Ｅ）、加えて、その信号接触部２１２が回路基板接触パッド６４と接触するように押し下げられる。少なくともレセプタクルコネクタ開口部２４３の端壁２４４は、導電性コーティングなどによって導電性であり、既知の方法で回路基板６２上の設置回路と接続される。押圧アーム２４６はまた、２つの異なる方向の少なくとも２点に沿ったコネクタ接地シールド間で接触するように、好ましくは導電性である。
【００５２】
レセプタクルコネクタ２４０は、その開口部２４３に、回路基板６２の嵌合面に沿って開口部２４３内で長さ方向に延在するサイドレール２４９を更に含んでよい。これらのレール２４９は、回路基板上方のコネクタ本体２０２の縁部を係合し、順応性部材２１５によって、信号端子２１０の接触部２１２に対する確実なばね力をもたらす所望の距離を支持する。コネクタ２００’の信号端子接触部２１２は、対応する接触パッド６４と水平方向に接触し、接地端子２２８の接地端子接触部２２９は、コネクタ２４０の垂直導電性表面２３０との接触により、回路基板６２上の設置回路と垂直方向に接触する。
【００５３】
本開示は、過剰なノイズ、及び／又はクロストークを導入することなく、ケーブル線に存在する回路基板に終端されることによって規則的な形状を保持し、接続する接触パッド上でワイピング動作をもたらすコネクタを提供する。かかるバイパスケーブルアセンブリを使用することにより、ＦＲ４など安価な材料で作製された回路基板と連携した高速データ伝送が可能になり、したがって、コスト及び特定の電子装置の製造複雑性が低減する。ケーブル導体と回路基板との直接接続方式により、別個の端子が不要になり、その結果、不連続の可能性が減少し、より良好な信号性能がもたらされる。このように別個の接点が不要になったことはまた、システムコストの全体的低減をもたらす。加えて、順応性部材２１５の圧縮性により、少なくとも信号端子と回路基板接点との接点が、平面耐性外であり得る回路基板の領域と確実に無関係になるようにする。信号接触部２１２が、順応性部材２１５に逆らって若干移動して、基板接点に対する確実なばね力を達成することも可能になる。
【００５４】
本開示の好ましい実施形態を示し、説明してきたが、当業者らは、前述の「発明を実施するための形態」及び添付の「特許請求の範囲」の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な変更を考案し得ることが想定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【国際調査報告】
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