[发明专利]用于在数据处理装置中减少信号渡越时间的连接方法和结构

说明书

总的来说，本发明涉及一种包括结构的方法，以及连接电元件的结构，用于缩短对具有极快的渡越时间、包括亚毫微秒渡越时间的电信号进行处理的相邻电子元件之间的物理和电气距离。

具体地讲，当多路具有相同的特性阻抗的信号传输线连接在一个公共接点而且具有所述快速渡越时间的信号在所述传输线之一上被引入时，本发明的结构明显地降低了在所述公共接点处所述信号在所述传输线的平衡方面的有害反射，而且，本发明还包括一种连接器结构，以及多个所述连接器结构的一种新型布置，用于缩短安装集成电路(以下称为“IC”)芯片的相邻印刷电路(以下称为“PC”)板之间的物理及电气距离。此外，还包括用于连接上述板之间的柔性带状接线器的连接器，以及多个连接器的新型布置，用来提高对所述亚毫微秒电信号的处理速率。

本发明的背景

在例如计算机和其它数据处理装置的现代电子系统中，处理速率(对两数字做加、减、乘、除等所需时间的倒数)是极为重要的。处理速率反比于渡越时间，亦即使电子元件在“ON”与“OFF”之间转换所需的时间。即使渡越时间已被减少至亚毫微秒级，伴随着处理速率的潜力增大，但电子信号沿导体传播的速度仍被光速所固定。因此，对于从电路一点传至另一点的信号来说，使电路元件隔开的物理距离对应于时间的增长是明显的。在某种情况下，把此距离缩短一半能够具有几乎使系统处理速率加倍的实际作用。

因此，改进的电子系统的处理速率会受到纯粹物理间隙的限制，例如在下述部分之间的距离：

1.各类不同的无源和有源电路元件，如电容器、电感器、电阻器、半导体等；

2.位于PC板上的电路元件的分隔的功能组；

3.分隔的各种PC板。

通过减小各电路元件的物理尺寸和电能需求，以及通过在一块IC芯片上聚集大量这种微观尺寸的元件，已经减小了这些距离中的第一种。这种解决办法在现有技术是众所周知的，无需细说。

通过在一块PC板上安装许多IC芯片，其布置方式使相关芯片之间的物理间隔尽可能地小，由此使芯片的组合实现最快可能处理速率或最少可能处理时间，已经减小了这些距离中的第二种。再次，大多数装有此种结构的现代电子设备在现有技术也是众所周知的，这里无需细说。

减小这些距离中的第三种是本发明新颖所在的核心。

对第三种问题的现有解决办法通过尽可能把分立的PC板紧密封装为一体而减少了处理时间，一般是采用复杂的冷却布置对由发热元件自身靠近的物理关系而引起的发热进行补偿。这些典型的现有解决办法可见下列参考文献，这些均是美国专利而且均落在下列结构中的一种或多种之中：

1.“星状接线”型或“星形物”型连接器；

2.凹形连接器结构；

3.扁平电缆的互连；

4.PC板的径向布置。

1.对“星形物”连接结构的参考引述

Coe的美国专利4679872中图2和10公开了一种表面上看与本发明类似的“星状接线”形或“星形物”连接。但是，Coe的引线是自支承的，结构相当笨重，相关的寄生电抗值必定较大，导致沿其传输的电信号不可避免地衰减。而本发明可使尺寸和相关的电抗值的数量级下降，由此提高了基本装置的处理速率(Coe的4679872号专利也可适用于PC板的径向布置，如下所述)。

Takashima的四项专利(5060111、5091822、5210060和5301089)均公开了表面上类似于本发明的低温焊接或焊接的连接结构的径向连接系统。但是，本发明基本上可使引线尺寸比Takashima的减小一个数量级，可在结构中部容纳公共母线，并使复杂性有实质性的降低。

Takashima的5301089号专利公开了一种径向连接的系统，这是一个装配有含把信号分配给各PC板的横臂开关的径向母线组合的PC构形。此参考文献的横臂开关不能被认为与本发明的星形物连接类似(Takashima的5301089号专利也可适用于PC板布置，如下所述)。

2.对凹形连接器的参考引述

Heuer的2971179号专利公开了一种容纳PC板或扁平柔性电缆的凹形连接器。本发明的结构可与之区别。

Jerominek的3737833号专利公开了一种用于扁平柔性电缆的凹形连接器。本发明的结构可与之区别。

Roberts等的4740867号专利公开了一种把扁平柔性带状电缆连接于PC板的凹形连接器，本发明可与之区别。