[发明专利]快速互连器

说明书

本发明涉及电子设备的结构和运行，具体地说涉及包括一个电子器件的各种部件的互连器。

大多数电子设备是由必须相互电连接的各种功能部件组装得到。组成电子设备的一种普通类型的部件被称为“板”或“卡”。板由安装在或安装到“印刷电路板”(“PCB”)上的存储器、控制器或处理器等电子器件组成。PCB通常包括一个绝缘层或不导电层，在该层上或其中印刷或蚀刻出导电走线(traces)。走线横跨或有时穿透板使各电子器件相互电连接。特别是，PCB包括几个层压在一起的这种板层。在这种更有代表性的实施例中，导电层可以层压在绝缘层之间从而在多层PCB中确定出走线。不同板层上的导电走线通过“过孔”(via)进行电连接。过孔是对板层钻孔并且在孔的整个长度上镀金属或填充一个金属销形成。因此，术语“过孔”在这里广义地使用，包含镀金属的通孔、盲过孔甚至是有金属插件的孔，但并不限于这些。电子器件通常安装在这种“多层”PCB的外部而不是在层压之前埋嵌在各层之间。

一个电子设备执行的内部功能通常由某些板上的功能分开。板通常根据其功能来称呼。比如，“母板”一般是指计算机上主要的板，其中指示计算机运行的电子器件，例如中央处理器、存储器和基本控制器，安装在母板上。为此，有时母板也称为“系统板”或“主板”。通常母板还包括将器件固定到部件总线上的连接器，或者交换电子信息的一组导线。通常提及的其他类型的板包括：

·底板或电路板，包括可以插进其他电路板的插槽；

·扩充板，可以是插进设备各部件扩充插槽中的一个的任何板，而且还包括控制板、局网卡(“LAN”)和视频适配器；

·子板，可以是直接固定到另一块线路板上的任何板；

·控制器板，是一种包含一个外设控制器的具体类型的扩充板；

·网络接口板，是能使电子设备连接到网络上的扩充板；和

·视频适配器，是包含用于图像监视器的控制器的扩充板。

该表只是示例而非穷举。注意到个领域可以交叉，这样，任何具体的板可以分到多于一种板的分类上。

通常要求板相互“相互连接”以执行其所要功能。这些相互连接影响性能。随着技术的成熟和电子器件更加复杂，这些相互电连接给电子性能带来更大的影响，因此，相互电连接变得更加重要。有时需要以母板和子板的方式直接将一块线路板插到另一块上。有时需要将连接器安装到线路板上，将电缆插进连接器，将线路板相互连接起来。不论用哪种方式，每一个相互电连接都影响信号质量和通过的信息量。哪怕只有一个互连器，但如果做得很差也会使设备的电性能下降。如果需要将性能提高，则对相互连器的性能要求就越高。

一种比较老式的互连器是“过孔互连器”。这种方法至少开发于二十世纪六十年代初期，而且很快进行了改进。该方法的一个例子在1969年4月8日公开在美国专利US3436819(“′819专利”)中作了介绍，其题目为“Multilayer Laminate”，发明人是David Lunine，受让人是Litton Systems，Inc.。从本质上来讲，这种互连器要求电路板内的各个薄板上的电路具有垂直对齐的金属“接点”或“焊盘”。然后在板上钻一个孔，孔再被镀上金属。孔上镀的金属与板上的各个电路电连接。第二块板有一个装在上面的销，销与镀金属的孔配合以便在第一块板和第二块板之间建立相互连接。

但是，这种技术有几个对性能产生影响的特点。例如，这些特点限制了板上走线的位置和密度，这是本领域技术人员随后需要研究的内容。参见’819专利的第1栏52行到第2栏11行；1988年11月29日公开的美国专利US4787853，其题目是“Printed Circuit Board with Through-HoleConnection”，受让人是Kabushiki Kaisha Toshiba，发明人是Yutaka Igarashi。另外，现有技术还公开了一种处理通孔内部形状的方法，以便帮助布置内部走线提高性能的方法。这参见1991年8月6日公开的美国专利US5038252，其题目是“Printed Circuit Board with Improved Electrical CurrentControl”，受让人是Teradyne，Inc.，发明人是Lennart B.Johnson。

但是，随着电子器件越来越复杂以及性能的持续快速提高，所有系统设计领域正在受到重新的审查。互连器也不例外。在高性能应用领域中，甚至对互连器设计的很小改进也足以影响系统的性能。还有，本领域还未完全了解的是互连器设计对信号通道的电子特性的影响。