[发明专利]高频连接器组件

说明书

相关申请

本发明是2003年11月5日提交的题为“Zero Insertion Force HighFrequency Connector”的美国专利申请序列号为10/702,192的部分继续申请，在此通过引用将上述申请并入。

技术领域

本发明通常涉及电连接器，具体涉及改进高频电连接器的性能、结构和易用性。

背景技术

当今社会，各种电子产品的使用极大增长，这使得对这些产品中所使用的改进部件的需求也极大增长。使用这种电子产品的一方面的问题是高频信号的耦合，即，各种承载信号的组件(如电路板)之间的数据和/或通信信号的耦合。

一些电子产品包括将多个电路块插入其中的框架。通常，框包括称作“背板”的电路板，而电路块可以包括一个或多个电路板。背板通常包括多个焊接于其上并由导电线路相互连接的连接器。通常，除了电连接电路块中的电路板外，背板很少有其他功能。然而，背板可以提供到框外的电连接。当背板包括功能性时，可将其称为“主板”。例如，个人电脑(PC)就属于这种情况。

因为有时将背板称为主板，使用通过这种主板背板相互连接的包括电路板的电路块称为子卡。每个子卡包括一个或多个电路板，这些电路板具有导电线路以电连接一个电路的各个电子元件。电子元件，如集成电路(IC)、晶体管、二极管、电容、电感、电阻等可以用金属铅封装，可以将电子元件焊接在子卡的导电线路上。子卡通常包括靠近边缘的连接器，并焊接至线路，以在插入框时电耦合至主板上相应的连接器。

将电子元件连接到电路板的通常做法包括“通孔”(例如，在电路板上钻的孔)以及孔附近的线路上的环孔焊垫(land area)。可将电子元件的引线弯曲或“成形”或者配置以插入孔内，并在插入或者置入后焊接到环孔焊垫上。

Amphenol、Teradyne、Tyco等制造商的可用的通孔阳连接器和阴连接器，如GbXJ、VHDM-HSDJ、VHDM7、Hardmetric(HM)、CompactPCI等，通常用于连接两个电路板。这种连接器有各种大小，具有各种各样的导电接触引脚阵列。这些引脚阵列通常用介质材料连接在一起，形成连接器。每个引脚包括伸出介质材料的部分，可将该部分插入电路板上的通孔。用于各种连接器的电路板具有对应于连接器引脚的通孔。电路板上的导电线路从对应于引脚的环孔焊垫延伸开去，引脚则形成电路中的节点。

生产时，电路板通常放置在传送带上。随着传送带传送电路板，向板子上涂抹焊料。涂抹了焊料后，通常将包括连接器的通孔电子元件手工放置在相应的通孔中。然后，传送带将板子和连接器送至炉子内，对焊料加热，将连接器焊接至板子上。该工艺通常称为波峰焊接。

将电子元件连接至电路板的另一种常用方法称为“表面安装”。进行表面安装时，焊垫也包括在线路中，但是不必须通过电路板的孔。对于表面安装连接器，每个引脚不是包括可以插入电路板通孔中的部分，而是包括导电的“脚”。具有导电脚的表面安装连接器可以放置于电路板上，或者拧在电路板上，其脚对应电路板中的焊垫。同样的，生产时，可以对表面安装连接器进行波峰焊接。

无论这些连接器是通孔连接器或者表面安装连接器，连接至电路板上后，每种类型的连接器都有共同的问题。例如，这些连接器的引脚都很细小。将一个连接器插入另一个连接器时，任何对准偏差都会导致一个或多个引脚的弯曲。这通常造成生产测试的产品发生故障，或者，更糟糕的情况下，会造成消费者所使用的产品发生故障。

连接器的引脚被弯曲时，必须将其从板子上拿掉，并安装新的连接器，该过程可能耗时且困难。对于表面安装连接器，必须逐个加热脚，并将其从各自的焊垫弯曲，以拿掉连接器。或者，必须同时加热所有脚，以使焊料流动，从而将连接器从板子上拿掉。通常，用热风枪来加热。这使板子以及连接器附近的其他元件经受相当大的热量。不熟练的修理技术人员手中的热风枪可能会使板子遭到破坏，或者邻近的元件被毁坏。即便不使用热风枪，替换表面安装连接器也相当耗时，而且需要熟练的技术人员。

对于通孔连接器，通常也必须使用热风枪。通常，拿掉通孔连接器需要向板子施以的热量比表面安装连接器更大。此外，这让拆掉连接器不易进行，增加了不熟练的技术人员毁掉板子或周围元件的可能性。一些情况下，连接器具有很多的引脚，这使得同时使所有引脚的焊料流动变得不切实际，甚至不能实现。这时，必须废掉板子。