CN1902990A - 电磁屏蔽的槽传输线 - Google Patents

Abstract

一种电磁屏蔽的槽传输线，通过金属喷镀穿过电介质衬底的槽的相对面形成。接地平面被安置在衬底的底部。穿过衬底并且接触接地平面的导电通路被设置在金属化的槽表面的两侧。位于上表面并且接触通路的导电衬底提供附加的屏蔽。

Description

电磁屏蔽的槽传输线

背景技术

本发明涉及多电路电子通讯***，特别地，涉及在这种***中使用的专用传输通道结构并且这些传输通道结构可以应用在传输***、芯片封装、电路板构造、互连器件的所有部件中，从和向芯片、电路板、内部连线和电缆发射。

各种各样的电子传输装置在本领域中是已知的。如果不是全部的话，这些传输装置的大部分受到固有速度的限制，诸如频率上限和信号从一个位置移向***内的另一个位置所需的实际时间，这通常称为传播延迟。它们的电子性能受到限制主要由于它们的结构，其次由于它们的材料成分。一种惯用方法是利用导电引脚，例如那些在如图1所示的卡缘连接器中存在的引脚。在这种类型的结构中，多个导电引脚或端子20被配置在塑料外壳21内并且这种配置提供了大约800到900MHz的操作速度。

这种标准结构的改进通过卡缘连接器来说明，该卡缘连接器在本领域被称作“Hi-Spec”并且在图2中说明，其中该***包括安置在绝缘连接器外壳27内的大接地触点25和小信号触点26。该小信号触点26耦合到大接地触点25。这些结构中的信号触点不是差分信号触点，而仅仅是单端信号，意指每一个信号触点都是侧面与接地触点相接。这种类型***的操作速度被认为是大约2.3Ghz。

这个领域的另一种改进被称作为“三元”或“三端”连接器，其中导电端子以三角形方式安置在塑料外壳28内，该端子包括一个大接地端子29和两个较小的差分信号端子30，如图3所示，以及如美国专利No.6,280,209中详细说明的。这种三元/三端结构具有大约4Ghz的明显上限速度。在最简单的意义上传输线，这三种方法都利用塑料外壳中的导电引脚，以提供电子信号的传输线。

在这些类型构造的每一种中，期望维持通过***的全部发送路径的起作用的传输线，包括通过电路板(多个)，配合接口以及该***的源和负载。当传输***根据各个引脚构造时，很难在***内达到所希望的一致。分立的点对点连接被使用在这些信号，接地和电源的连接器中。这些导体的每一个都被设计成提供电气连续的导体或装置并且通常不考虑传输线效应。大部分导体被设计成标准的引脚区使得所有的引脚，或端子是相同的，与它们所代表的电气功能无关并且该引脚进一步以标准的间距、材料类型和长度进行配置。尽管位于低操作速度的性能是令人满意的，但是在高操作速度时，这些***会把导体认为是影响其操作和速度的***中的中断。

这些***中的许多信号端子或引脚连接到相同的接地回路导体上，从而产生高的信号对地比率，由于在信号和地之间强加强电流回路，因此不会使它们产生高速的信号传输，该电流回路减少了带宽并且增大了***的串音，从而有可能降低***性能。

带宽(“BW”)与 成比例，其中L是***电感分量，C是***电容分量。信号传输***的电感和电容分量操作以减少***的带宽，即使在整个同构型***中也无需中断。这些电感和电容分量可以通过减少穿过***的整个路径长度达到最小化，主要是通过限制穿过***的电流路径的区域和减少***元件的总极板面积。然而，随着传输频率的增大，尺寸的减少会产生其自身的问题，因为有效物理长度被减少到相当小尺寸。10Ghz以及更高的高频范围使大多数计算出的***路径长度变得不可接受。

除了***上的总电感和电容成为限制性能因素以外，任何非同构的几何形状和/或材料转换都会产生中断。使用大约3.5Ghz作为以每秒大约12.5千兆比特每秒(Gbps)操作的低电压差分信号***中的最小截止频率，使用介电常数大约为3.8的电介质将会产生大约0.25英寸的临界路径长度，临界路径长度以上的长度中断可以容许。这种尺寸使构建***的能力变得不可行，该***包括给定的四分之一英寸内的源，传输负载和负载。从而能够看出，电子传输结构的进展是从一致结构的引脚排列发展到功能专用的引脚排列，再到尝试的单一结构接口，然而路径长度和其它因素仍然限制着这些结构。根据前述现有技术的结构，由于这些***的物理限制和这种传输所需的短临界路径长度，传送高频信号是不可行的。

为了获得有效的传输结构，人们必须在整个发送路径上保持稳定且专用的传输线：从源开始，通过接口，到达负载。这包括匹配的内部连线和印刷电路板，发射到和从该电路板发出的互连信号，或者诸如电缆的传输介质，甚至还包括半导体器件芯片封装。当发送***根据被设计成通过和其它各个导电引脚互连的各个导电引脚构造时，这难以实现，因为引脚/端子彼此间的尺寸、形状和位置可能需要改变。例如，在直角连接器中，引脚/端子行之间的关系在长度和电气耦合方面发生变化。包括***的源和负载之间所有区域的高速互连设计原则使用在具有达2.5Gbps源的传输***中，该***包括芯片封装、印刷电路板、板连接器和电缆组件。一种这样的原则是接地设计原则，这在标准引脚区域上提供了附加的性能，因为信号和接地路径之间的耦合被增强，并且补充(单端操作。用于这种***中的另一个原则包括阻抗调整以使中断最少化。另一个设计原则是引脚引线最优化，其中信号和返回路径被分配给引脚区域中的特定引脚以使性能最大化。所有这些类型的***在达到上述临界路径长度方面都受到限制。

本发明涉及一种改进的传输或发送***，该***克服了前述缺点并以高速操作。

发明内容

因此本发明指导了一种改进的传输结构，该结构克服了前述缺点并且采用了分组的导电元件以形成单一的机械结构，该机械结构提供了在某种意义上类似于光纤***的完整电子传输通道。本发明的焦点在于提供完整的铜基电子传输通道而非利用各个导电引脚或与铜导体的可分离接口作为传输通道，本发明的传输通道具有更多的可预测电气性能和更大的操作特性控制。本发明这种改进的***认为是在远大于0.25英寸的延伸路径长度上为数字信号传输提供至少达到12.5GHz的操作速度。

因此，本发明的一般目的是提供起到分组元件通道链路作用的工程波导，其中该链路包括拉伸的电介质体部分和至少两个沿着其外表面安置的导电元件。

本发明的另一个目的是提供高速的通道链路(或传输线)，该链路具有给定横截面的拉伸体部分，该拉伸体部分由选定介电常数的电介质形成，并且该链路在其最基本的结构中具有安置在其外表面上的两个导电元件，这些元件在其上具有类似的尺寸和形状以及朝向，并且彼此相对，以便通过在这两个导电元件之间建立特定的电磁场并且在该通道链路的全部长度上保持这些场来控制穿过该链路的电能波。

本发明的另一个的目的是通过选择性地调整拉伸体的外表面上的导电元件大小及其之间的间隙来控制通道链路的阻抗，以保持平衡或不平衡的电磁场。

本发明的另一个目的是提供一种改进的电传输通道，该通道包括扁平衬底和形成在该衬底中的多个凹槽，该凹槽具有相对的侧壁并且该凹槽被衬底的中间槽脊间隔开，该凹槽的侧壁上附着有导电材料，例如通过电镀或淀积，以在凹槽之内形成电子传输通道，或将导电材料作为金属条带，金属镶嵌物或粘附金属安置在凹槽的相对侧壁上。

本发明的另一个目的是提供一种预制的波导，其中利用至少一对导电元件来提供差分信号传输，即，信号输入(“+”)和信号输出(“-”)，该导电元件对被安置在电介质体的外部以便允许建立每单位长度的电容、每单位长度的电感、阻抗、每单位长度的衰减和传播延迟，并且在导电元件形成的通道内设定这些预先确定的性能参数。

本发明的另一个目标是提供一种固体链路形式的改进传输线，优选地具有均匀、圆形的横截面，该链路包括安置在其上起到引导穿过其的电波作用的至少一对导电元件，该链路包括电介质材料的至少一个细丝，该细丝具有安置在其上的两个导电表面，导电表面沿着细丝纵向延伸并且被两个圆弧形外延分离，导电表面被进一步彼此分离以形成分立的二元传输通道，该传输通道减少了电流回路并且其中该信号导体更紧密地排列。

本发明的另一个目的是提供一种用于高速应用的非圆形传输线，该传输线包括拉伸的矩形或正方形电介质元件，该元件具有其上安置有至少四个不同扇区的外部表面，该电介质元件包括彼此对齐并且安置在两个扇区上的一对导电元件，这对导电元件同时被中间扇区分离开。

本发明借助于其独特的结构来实现上述和其它的目的。其中一个主要方面，本发明包括由电介质形成的传输线，该电介质具有预先选定的介电常数和预先选定的横截面构造。一对导电表面安置在电介质线路或链路上，并且优选地彼此对齐，彼此分离。该导电表面起到沿着传输链路引导电能的波导的作用。

本发明的另一个主要方面中，该导电元件成对地集中在单个元件上，从而形成了一种实用波导，它可毫无困难地在连续的印刷电路板之间穿行并且与其连接。该导电表面可以通过在其上选择性地淀积导电材料来形成，例如通过电镀电介质体的外部表面，或通过模塑法或其它方式将实际导体附着于电介质体。以这个方式，形成具有弯曲的电介质并且在其表面上存在的导电表面沿着并贯穿电介质体的弯曲保持它们分组的通道导体的间隔配置。

在本发明的另一个主要方面，传输线的外部可以覆盖有保护外罩或衬套。该导电表面可以使用等宽的平衡配置或使用一对或多对导电元件的不平衡配置安置在电介质体上，并且这些导电元件具有不同的宽度。三个导电元件可以安置在电介质体上，利用一对差分信号导体和关联的接地导体来提供传输线上的差分三端。导电表面的数量仅由电介质体的尺寸来限制，四个这样的分立导电元件可以用来提供两个不同的信号通道或具有双地线的单个差分对。

在本发明的另一个主要方面，单一的传输线形成在一个空腔内，或形成在多个选择性尺寸的金属化空腔内，该多个选择性尺寸金属化空腔形成在衬底内。该衬底被开槽以形成空腔并且该凹槽的侧壁可以镀有导电材料。这个例子中，空腔或凹槽侧壁之间的气隙起到传输通道的电介质的作用。在这种结构中，空气的介电常数是不同的并且小于电介质体的介电常数以便影响信号的传播速率，然而当传输速度增加时，电吸引力，具体地是凹槽中的导电元件之间而非传输线的相邻信号传输通道之间的耦合，受控于几何形状和材料。

在本发明的另一个主要方面，前述传输链路可以用来运送电力。在这种情况中，底层传输线将包括开槽的电介质，连续接触区域形成在凹槽内，即覆盖凹槽的侧壁和底部。存在于凹槽长度的这三个表面上的连续接触区域扩展了该结构的电流运送能力。接地面可以被利用来增加电力通道和接地面之间的电容耦合以减少整个结构的源阻抗。该传输线可以通过用来限定其间凹槽的凸脊或槽脊来形成。导电表面通过连续工艺(例如选择性电镀法)形成在凹槽中，以便形成连续的电镀凹槽，即，两个侧壁和互连底部，它们沿传输线长度延续。这增加了该传输线的电流运送能力。于是能够在两个信号导体之间的电介质上产生高电容以减少该***的源阻抗。

在槽传输线中，穿过衬底的槽或凹槽的相对侧壁可以电镀有导电材料以形成连续的接触，该接触延伸了该传输线的长度并且相反的极性信号(即，“+”和“-”)可以沿着这些接触传送。导电材料上的高频信号可以被限制并且通过导体周围有效的屏蔽隔离了电磁干扰，该屏蔽由导体旁边的若干导电通路实现。此外，导体下方和衬底表面上的已接地导体提供进一步的屏蔽。

本发明的传输线可以传送信号和电力，从而很容易地被划分成独立的信号通道和电力通道。该信号通道可以由预先选择宽度的导电带或路径形成，而电流通道为了传送强电流可以包括更宽的导电带或扩展的连续导线带。较宽的导电带与信号带相比扩大了基板面积并且具有高电容。该信号和电力通道被传输线的宽且非导电的区域隔开，该区域起到隔离区的作用。由于该隔离区在底层电介质基部形成期间形成，因此易于确定该隔离区以使交叉污染或电干扰减到最少。

通过下面详细地描述，将更清楚地理解本发明的这些以及其它目的、特性和优点。

附图说明

在详细描述期间，需要经常参考所附附图，其中：

图1是常规连接器端面的平面示意图；

图2是使用在高速连接器中的卡缘的平面示意图；

图3是利用三元或三端的高速度连接器的正面示意图；

图4是根据本发明原理构造的分组元件通道链路的透视图；

图5是示出导电元件的弧形宽度及其间隔的图4分组元件通道链路的侧视图；

图6是根据本发明原理构造的分组元件通道链路的替换实施例的透视图；

图7是本发明用于连接源和负载的传输链路的示意图，在该传输链路上具有中间负载；

图8是利用常规接触“A”和本发明的传输链路“B”的连接器元件的示意图，通过放大“A”和“B”中的细节部分，示出了各自***中发生的自感应；

图9是本发明其中形成有直角弯曲的链路的替换结构的透视图；

图10是利用本发明链路的传输线的示意图；

图11是示出本发明链路的替换介质组成的透视图；

图12是不同形状的电介质体阵列的透视图，示出了替换导电表面配置；

图13是用于形成本发明链路的非圆形横截面电介质体阵列的透视图；

图14是适合用作本发明链路的非圆形横截面电介质体另一阵列的透视图；

图15是包括本发明的多个链路的连接器组件的分解图，该连接器组件用于提供两个连接器之间的传输线；

图16是具有通过图15的传输链路相互连接的两个连接器外壳的连接器组件的透视图；

图17是本发明具有形成在通道相对端的两个相互连接的块的传输通道的图解视图，并且示出了本发明的潜在柔韧属性；

图18是可以用作具有不同透镜特性的链路的不同配置的介电质体阵列透视图；

图19是其上形成有不同信号通道的多个传输链路凸起的透视图；；

图20是用于本发明中的多个传输链路凸起的透视图；

图21是和本发明分立的传输链路一起使用的配合接口的透视图，其中配合接口采用空心端盖的形式；

图22是图21端盖的后视图，示出了其中容纳该传输链路末段的中心开孔；

图23是图21端盖的前视图，示出了外部接触的朝向；

图24是多个传输链路直角弯曲的连接器组件的透视图；

图25是连接器组件其中一个终端的替换构造的透视图；

图26是适合用于连接本发明的传输通道链路到电路板的连接器的透视图；

图27A是图26连接器轮廓的透视图，以虚线示出了连接器的某些内部接触；

图27B是图27A连接器移除侧壁的内部接触组件的透视图，并且示出了其上耦合卡钉的结构和布局；

图28是图26的连接器沿着线28-28的剖视图；

图29是电介质衬底中电磁屏蔽的槽传输线的透视图；

图30是描述屏蔽结构的图29中所示的衬底的剖视图；

图31是电磁屏蔽的槽传输线的替换实施例的端视图。

具体实施方式

图4示出了根据本发明原理构造的分组元件通道链路50。可以看出该链路50包括拉伸的电介质体51，优选地是圆柱形细丝，类似于光纤材料长度。其中的不同在于链路50作为预制的波导和专用的传输介质。在这一点上，电介质体51由具有特定介电常数的专用电介质和向其应用的多个导电元件52形成。

在图4和5中，导电元件52表示为拉伸的区域、轨迹或带，同样地，导电元件52的导电材料可以是传统的铜或贵金属的区域，具有确定的横截面的该区域可以通过模塑法或其它附着方式，例如通过粘合剂或其它装置附着于该链路50的电介质体。它们也可以通过适当的电镀或真空淀积工艺形成在电介质体51的外表面55上。该导电轨迹52安置在外表面上并且具有沿着电介质体周边延伸的宽度。

至少两个这样的导体使用在每条链路上，通常用作差分信号的信号传送，例如+0.5伏特和-0.5伏特。使用这种差分信号配置允许我们将本发明的结构描述为预制的波导，该波导基本保持于信号发送路径的整个长度上。电介质体51的使用在链路内提供了优选的连接。在最简单的实施例中，如图5所表示的，导电元件安置在两个相对的面上，以便每个导电元件的电吸引力穿过支撑它们的电介质体彼此作用，或在下面详细解释并且图29-30中说明的导电通道的情况下，这些导电元件安置在两个或两个以上空腔的内表面上，以建立越过空腔间隙并且通过空气电介质的基本连接模式。通过这个方式，本发明的链路可以看作是光纤通道的电气等效物或扩展。

本发明教导了一种电波导。本发明的波导旨在从大约1.0Ghz到至少12.5Ghz，甚至更高的高频处，使电信号保持在所希望的电吸引力的水平。2002年4月23日发布的美国专利No.6,377,741所描述的光学波导，一般依赖于具有类镜面反射属性的单一外部涂层或镀层来保持在选定方向上移动的光能。外部涂层/镀层中的开孔会扩散穿过波导的光，这不利于波导的光束。在特高频状态使用微波波导来引导微波射束的能量，而非发送它，如2002年9月5日发布的美国专利No.6,114,677所示的，其中使用微波波导将微波对准炉子的中心部分。微波天线技术也可以利用这种定向目标的方法。在每个例子中，这种类型的波导用来聚焦和引导穿过它们的微波光能，而在本发明中，整个波导结构被设计来将电信号保持在所需的频率(多个)和阻抗、电容以及电感。

本发明链路的有效性取决于通过利用电密封装置的两个或两个以上导电表面来定向和保持穿过通道链路的数字信号。这包括保持信号的完整性，控制发送以及最小化通过链路的损耗。本发明的通道链路通过控制通道链路的材料和***部件的几何形状，包括穿过其中发送的信号的电磁场，以便提供优选的场耦合。简而言之，本发明通过确定电吸引力的区域(即，电介质体51)产生工程传输线，该区域由具有相反电荷(即正负差分信号)的导体(即导电表面52)来限定。

如图5所示，两个导电表面52彼此相对地安置在电介质体51上。图4所示的电介质体51采取圆柱杆的形式，而图5所示的电介质体具有类似椭圆形配置。在每个例子中，导电表面或轨迹52延续各自的弧长。图4和5两者都代表了本发明的“平衡”链路，其中两个导电表面52的圆周长度或弧长C是相同的，并且电介质体51的非导电外表面55的圆周长度或弧长C1也是相同的。这个长度用于确定导电表面之间的总分隔区D。如下面解释的，该链路可以是其中一个导电表面的弧长大于另一个的“非平衡”链路，在这种例子中，该传输线最适合于单端，或非差分信号的应用。在电介质体和链路是圆形的例子中，该链路可以作为通道引脚并用于连接器应用中。这种圆形横截面显示了与常规圆形引脚相同类型的结构。

如图6所示，本发明的链路可以被修改成不仅提供作为整个***传输介质部分的多个导电元件，而且也可以在其中包括一致且同轴的光纤波导用于传输光和光信号。在这一点上，电介质体51被去芯，以产生中心开孔57，光纤58通过该开孔延伸。电信号以及光信号60可以通过该链路传送。

图7示意性地示出了包括本发明链路50的传输线70，该传输线70在源71和负载72之间延伸。该链路的导电表面52使源和负载以及源和负载之间的其它二级负载73连接在一起。这种二级负载可以加入到该***中来控制通过该***的阻抗。线路阻抗建立在源上并且可以通过增加二级负载到传输线来进行修改。

图8示意性地示出了本发明链路和常规导体之间的区别，图中两者都是由电介质块76支撑。以引脚的方式，两个分立的常规导体77由铜或其它导电材料形成并且穿过块76延伸。如放大显示的“A”所示，由于放大的电流回路，两个分立的导体提供了具有大电感(L)的开放式单元结构。完全不同地，由于导电表面和电介质体51的定位一样彼此接近，本发明的链路在恒定阻抗具有较小的电感(L)。这些链路50的尺寸可以在生产工艺中调整并且挤压是首选的工艺，利用电介质体或分别施加挤压形成导电表面，例如通过选择性电镀工艺使得最终的结构具有电镀塑性变化。这种挤压工艺很容易控制电介质体51的体积和安置在其上的导电元件之间的间隔。优选地该导电表面沿电介质体的长度延续并且可以在传输线位于连接器、电路板或类似部件中希望终止的位置中其末端稍微向前的位置终止。

如图9所示，该电介质体具有以90度直角或任何其它角度方位形式的向前弯曲80。如所示，该导电表面52以它们之间相同的分离间隔以及导电表面开始和结束的相同宽度通过弯曲80延伸。电介质体51和导电表面52通过该弯曲易于保持它们的间隔和隔离区以消除任何潜在损耗。

图10示出了使用本发明链路的传输线。该链路50认为是由一个或多个单一电介质体51形成的传输电缆，该链路的一端82终止于印刷电路板83。为了最小化电路板上的任何中断，这个终端可以被调整。还可以提供一段保持任何中断最小化的短传输链路84。这些链路84保持传输链路的分组形式。可以提供终端接口85，其中该传输链路终止于具有最小几何形状中断或阻抗中断的连接器。以这种方式，在传输线的长度上保持导电表面的分组，这导致几何形状和电气的一致性。

图11示出了本发明传输链路50的多种不同横截面。在最右边的链路90中，中心导体93由中空的电介质体94环绕，该电介质体94又支撑由中间间隔分离的多个导电表面95，优选地由电介质体94的部分填充。这种结构适用于电力应用，其中由中心导体93来传送电力。在图11中间的链路91中，中心封盖96优选地由选定的电介质制成并且具有在其上支撑的导电表面97。优选地提供保护性的外部绝缘罩98来保护和/或隔离内部链路。图11最左边的链路92具有保护性的外罩99，该外部层99围住环绕着导电或绝缘的核心101的可镀聚合物环100。环100的部分101镀有导电材料并且被未电镀的部分分隔开以限定环体上所需的两个或两个以上的导电表面。可选地，围绕着链路92的核心的元件可以填充有空气并且可以通过适当的间隔等方式和内部元件隔离。

图12示出了链路110-113阵列，该链路使它们的外部区域与电介质体51结合以形成不同类型的传输链路。链路110具有安置在电介质体51外部表面上不同弧长(即，不平衡的)的两个导电表面52a、52b，使得链路110可以提供单端信号操作。链路111具有两个相等间距和尺寸(或“平衡的”)的导电元件52以提供有效的差分信号操作。

链路112具有三个导电表面115来提供两个差分信号导体115a和相配的接地导体115b。链路113具有安置在其电介质体51上的四个导电表面116，其中该导电表面116可以包括两个差分信号通道(或对)或具有一对相关接地的单一差分对。

图13示出了多边形外形的同类型非圆形的链路阵列120-122，例如具有正方形外形的链路120或具有矩形外形的链路121-122。电介质体51可以被挤压成具有凸台部分125，该凸台125电镀有或以其它方式涂上导电材料。各个导电表面被安置在电介质体的各个侧面上并且优选地导电表面的差分信号对被安置在电介质体的相对侧面上。这些凸台部分125可以用作以某一方式“嵌“入到终端连接器的连接器槽中，以便易于实现在连接器端子(未示出)和导电面125之间的接触。

图14示出了一些用于本发明的附加电介质体。所示的一种电介质体130是凸圆体，而所示的另外两个电介质体131、132在外形上是通常的凹面。该电介质体的圆形横截面具有使电场强度集中在导电表面角落的趋势，而如电介质体130中所示的稍微凸起的形状具有使场强度均匀分布的趋势，从而产生较低的衰减。扁平的导电表面比相对的导电面提供更均匀的场集中。如电介质体131、132所示的凹面体由于其将电场集中在内部，因此有助于减少串音。如图14所示，这些导电表面的宽度或弧长小于支撑它们的各个电介体的宽度或弧长。

重要地，该传输链路可以形成为其上载有多个信号通道的单一凸起200(图15-16)，其中每个这样的通道包括一对导电表面202-203。这些导电表面202、203被支撑它们的中间电介质体204以及使它们相互连接的腹板彼此隔离开。这个凸起200可以作为整个连接器组件220的部分，其中该凸起200容纳在形成于连接器外壳211中具有互补形状的开孔210中。该开孔210的内壁可以被选择性电镀，或接触212可以被***到外壳211中以接触导电表面，如果必要，并且提供表面安装或穿过孔的后部。

图17示出了如所示配置的两个传输通道50的配置，其中一端终止于连接器块180并且通过直角块182，该直角块182包括形成在其中的一系列直角通路183，该直角通路183如图所示容纳传输通道链路。在如图17所示的配置中，应当理解该传输通道链路可以在连续的生产工艺中制成，例如通过挤压，并且每个这样的通道都可以通过本身固有的或集成的导电元件52来制造。在这些元件的制造中，可以控制传输通道自身的几何形状以及电介质体上的导电元件的间隔和定位，使得该传输通道起到一致的和单一的电子波导的作用，该电子波导支持信号(通信)传输的单通道或“路径”。由于该传输通道链路的电介质体可以被制成相当的柔韧，因此本发明的***极易适应于在延伸长度上的各种通路而无需大量牺牲***的电气性能。一个连接器端块180可以保持传输通道在垂直方向的对齐，而块182可以保持传输通道链路的末端位于终止其它元件的直角方向上。

图18示出了一组表面凸起的电介质块或体300-302，其中间距L不同并且块外部表面306的曲线305在链路300-302之间增加。以这个方式，应该理解电介质体的形状可以被选择来提供用于聚焦导电元件通电时产生的电场的不同透镜特性。

图19示出了具有通过腹板402相互连接的一系列电介质体或块401的多个通道凸起400，其中该导电表面403本质上是多个的或复合的。当利用如图13所示的结构时，这种凸起400支持多个信号通道，其中每个通道优选地包括一对差分信号导电元件。图20示出了如图15和16所示的标准凸起200。

本发明的链路可以终止于连接器和其它的外壳。图21-23将一个终端接口表示为略呈圆锥形的端盖，该终端接口包括具有中心开孔502的空心体501。该空心体提供与电介质体51的导电表面52配合的一对端子504。端盖500可以***到连接器外壳或电路板的各种开孔中，并且优选地包括圆锥形***端510。端盖500可以如图21-23所示构造成仅终止单一传输线，或该端盖500可以是多个终端接口的一部分并且如图24和25所示终止多个分立的传输线。

图24示出了安置在一系列链路520上的端盖500，该链路520终止于端块521，该端块521具有表面安装端子522，使得端块521附着于电路板(未示出)。端盖不必采用该附图所示的圆锥形结构，还可以采用类似于下文所示和所描述的其它形状和外形。

图25示出了端块570的替换结构。在这个配置中，传输线或链路571由电介质形成并且包括形成在它们外部表面上的一对导电区域572(为了清楚说明仅示出一个侧面上的区域572，它们相应的区域形成在正对图25纸面的链路571的表面上)。这些导电区域572通过形成在电路板574内部的导电通路575连接到电路板574上的轨迹573。如果需要，这种通路也可以构造在端块570的主体内。该通道575优选地如所示地分离并且它们的两个导电部分由中间间隙576分隔开，以在电路板级保持两个导电传输通道的隔离。

图26示出了安装到印刷电路板601的端盖或块600。这种类型的端盖600起到连接器的作用并且从而包括具有中心槽603的外壳602，该中心槽具有各种键槽604，该键槽604容纳传输链路的凸起部。端盖连接器600具有通向焊接到电路板601上相应的相对轨迹的接触607的导电后部606的多个窗口620。在所示的表面安装末端的例子中，后部606可以使它们的水平部分609在端盖外壳主体下打摺以减少所需电路板衬垫的尺寸以及位于该电路板上***的电容。

图27A示出了端盖连接器600的局部视图并且示出了如何在连接器外壳602内支撑接触或端子607以及如何通过连接器外壳602延伸。端子607包括用于冗余接触的双线接触端608(并且用于提供并行的电气路径)并且该连接器600可以包括具有倒置U形的接合卡钉615，这增强了外壳上端子的耦合。可以看出接合卡钉615具有延长的构架，该构架纵向延伸穿过连接器外壳602。由沿着接合卡钉长度方向的间隔彼此隔开的多个支架朝着电路板向下延伸，并且每个这样支架的宽度都大于其相对端子的相应宽度。如图所示的，该接合卡钉支架和端子对齐。这些双电线端子607的后部增强了连接器的稳定性。在这一点上，还为穿过外壳槽601组成通道(横向地)的端子提供了控制。双接触路径不仅提供了路径冗余而且减少了通过端子的***感应。图27B是使用在图26和27A的端盖连接器600中的内部连接器组件的视图。端子607配置在连接器的相对侧并且安装在各个支撑块610内。这些支撑块610以预先选定的距离彼此分隔开，该预先选定的距离有助于使终端接触608分隔开。

大体呈U形或刀形的导电接合卡钉615可以被提供，并且被***端子607和支撑块610之间以增强端子607之间的耦合。接合卡钉615具有以间距621隔离开的一连串叶片620，这些叶片被***相对的接触对(图28)6087之间并且朝着电路板的表面向下延伸。卡钉615通过连接块610之间的连接器主体纵向延伸。该连接块610和连接器外壳602(具体是其侧壁)具有形成在其中的开孔616，开孔616容纳接合插头617来使两个元件相互定位。也可以利用其它装置来接合。

图28是连接器600的端视图，示出了***在一对相对接触608之间的接合卡钉以及连接块610和连接器外壳602之间的接合。

尽管前面描述了，图29示出了根据本发明原理构造的电磁屏蔽的传输线或“通道链路”的实施例。在图29中，具有上部702和下部704平面的平面电介质衬底700具有形成在衬底700中的两个平行的槽传输线706和708。

第一槽传输线706是通过切削、模压、蚀刻、编织或其它方式形成，形成了穿过衬底700的槽710。通过形成穿过衬底的槽710，从而形成两个相对面或表面712，714，当然组成这两个相对面或表面712，714的材料和衬底700的材料是相同的。

导电材料716应用于两个相对表面712、714以形成两个电隔离的导体。导电材料可以通过多种方法来施加：气相淀积或溅镀。还可以使用镀金属的塑料。同样地，整个电镀衬底可以被选择性地蚀刻由此移除金属，使导电材料保留在相对表面712和714上。

表面712上的导电材料716和另一个表面714上的导电材料716电气隔离，因此，表面712、714上的导电材料716形成电气隔离的导体。这些导体(下文也是用参考标记712和714标记的)被它们之间填充有电介质的中间间隔(或是空气或是选定的介电质)隔离，并且这些导体形成施加在相对的导电表面712、714上的导电材料716上的高频信号的传输线。

第二槽传输线708的形成方式和第一槽传输线706类似。槽730被切削；相对的表面732和734涂有导电材料716或利用导电材料716进行金属化处理，该导电材料716被施加在相对的表面732，734上。由相对的表面732和742上的导电材料716形成的两个电气隔离导体被电介质隔开，以形成施加在相对表面732、734的导电材料716上的高频信号的第二槽传输线。

为了简单地描述，第一对相对表面712、714上的导电材料716在下文被认为包括分离的电气导体712和714。第二对相对表面734、744上的导电材料716在下文被认为形成电气分离的导体723和734。

电介质700的下部平面704具有应用于它的导电材料716，这形成了电介质衬底700的平面接地导体740。该平面接地导体740对于导体712、714和732、734上传送的信号保持基准电压，例如，0伏或“地”电位。在优选实施例中，第一槽传输线706中的导体712和714上的信号是差分信号并且导体712和714被认为是“差分对”。另外，第二槽传输线708中的导体732和734上的信号是差分信号并且导体732和734也被认为是“差分对”。

图29还示出了多个导电通路750。对于此说明书，术语“通路”包括在电介质衬底700的上表面702和下表面704之间延伸的任何通道。“导电通路”应当被认为是利用导电材料电镀的或者部分或全部填充的通道，通过该导电材料引导电流穿过通路750。

如图29所示，导电通路750和上表面702以及下表面704互相垂直并且贯穿电介质衬底700。替换实施例包括非正交的通路。不论它们的倾斜度，它们和覆盖下表面704的导电材料716电气互通。

在电介质衬底700的上表面702，导电通路750延伸到位于电介质衬底700的上表面702的上部的导电衬垫752(优选地由施加给相对表面712、714、732，和734的导电材料716形成)。图29中所示的每一个导电衬垫752都具有矩形区域，但替换实施例还包括圆形、正方形、三角形、或任意的其它几何形状的导电衬垫。

每一个衬垫752其电气连接的导电通路750延伸出去。通过延伸衬垫752的区域使其远离它的通路750，相应通路750表面区域上的基准电压的面积增加以提供更大的接地面积和更好的电磁屏蔽。因此，每一个导电衬垫752至少部分地朝着槽传输线706和708的方向延伸。例如，如图29所示，第一槽传输线706的导电表面712“左边”的导电衬垫752具有大于它们所连接的通路750的面积，从而扩大了地电位的区域，该区域邻近槽传输线。同样地，第一槽传输线706的导电表面714“右边”的导电衬垫752具有大于它们所连接的通路750的面积，从而扩大了邻近导电表面714的基准电压的导电区域。

通过延伸电介质衬底700的下部或底部704上的接地平面740的基准电压，向上穿过通路750上的电介质700，该通路提供邻近该槽传输线的多个基准电压的电极。通路750对传输线706和708上的信号起到一种通路或导流栅的作用。通过延伸通路750上的基准电压到上表面702上的衬垫752，均匀的较大面积的基准电压电极形成在电介质700的上表面并且甚至更靠近于通过槽传输线运送的信号，与如果单独使用该通路相比更紧密地屏蔽了该传输线。靠近的基准电压和如果不存在它们的情况相比更能够有效地屏蔽高频信号。在替换结构中，该通路还可以连接到主体表面上连续的导电轨迹，该导电轨迹建立在信号传送通道之间，从而起到接地防护装置的作用。

图30示出了沿着剖面线A-A的衬底700的剖视图，这在图29的第二槽传输线708的“左边”示出了。如图30所示，所示的电介质衬底700的上表面702上的导电衬垫752之间的间隔较小。通道750之间的间隔也较小。由于下表面704上的较低电极740接地或处于其它的基准电位，通路750和衬垫752也接地或处于基准电位。当通路750和衬垫752被提供在槽传输线两侧时，如图29所示，它们为相邻槽传输线上的信号提供了接地封闭。以这个方式，于是它们和下一个传输部分中的下一个共同接地平面进行通信。

图31示出了屏蔽的槽传输线的另一个替换实施例，然而，图31中的屏蔽包括平面导电屏蔽704-2，该平面导电屏蔽704-2位于第一电介质层700-1的上表面702-1的上方或“上面”。上平面导电屏蔽740-2电耦合到第一层700-1的上表面702-2上的导电衬垫752。上导电屏蔽740-2被应用于第二电介质层700-2的下表面704-2。这样使得上导电层704-2为槽传输线706和708中的信号提供完全接地闭合。

本领域的普通技术人员应当认识到形成穿过电介质的槽会留下气隙。这个气隙形成相对表面上的导电材料716之间的电介质。当然非空气的电介质也能够使用在槽传输线中。本领域的普通技术人员应当进一步认识到上面描述的槽传输线能够很容易地形成在电路板中。同样地，电子元件也能够很容易地耦合到该槽传输线。

安置在传输线不同部分的相对表面上的导电材料718应当认为是“差分信号对”。本领域的技术人员应当理解“差分信号对”是每个交变极性的一对导体。差分信号对本领域的普通技术人员来说是熟知的并且上面所描述的实施例中的导体应当认为是有效的差分信号对。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.一种传输线，包括：

具有上部和下部相对表面(702，704)的基本平坦的电介质衬底(700)；

穿过所述电介质衬底(700)上表面(702)形成的第一槽(710)，所述槽(710)具有被中间间隔彼此隔开的第一和第二相对面，两个相对槽面的每一个都具有其上能够传送差分信号的导电表面(712，714)，所述两个导电表面限定所述衬底的槽传输线(706)；

耦合到并且基本覆盖所述电介质衬底(700)的下表面(704)的平面接地导体(740)，所述接地导体(740)处于用于所述相对槽面上的导电表面(712，714)上传送的信号的基准电压，特征在于：

所述衬底包括多个第一导电通路(750)，从所述下表面(704)向上表面(702)延伸穿过基本平坦的电介质衬底(700)，所述第一导电通路(750)安置在邻近于所述第一相对面(712)上的导电表面并且电接触该平面接地导体(740)；

并且所述衬底进一步包括多个第二导电通路，从所述下表面(704)向上表面(702)延伸穿过基本平坦的电介质衬底(700)，所述第二导电通路(750)安置在邻近于所述第二相对面上的导电表面(714)并且电接触该平面接地导体(740)；

所述第一导电通路(750)以一种模式布置在所述第一槽的一侧，并且所述第二导电通路(750)以类似的模式布置在所述第一槽(710)的相对侧，所述第一与第二通路(750)向由所述槽传输线(706)传送的信号提供接地屏蔽。

2.如权利要求1的所述传输线，多个第一基本平坦的导电衬垫(752)位于所述基本平坦的电介质衬底的上表面(702)上，第一导电衬垫(752)中的每一个从在所述上表面上的关联的第一导电通路(750)延伸出去并且朝向所述第一相对面上的导电表面(712)，所述第一导电衬垫(752)电耦合到所述第一导电通路(750)。

3.如权利要求1的所述传输线，进一步包括位于所述基本平坦的电介质衬底(700)的上表面上的多个第二基本平坦的导电衬垫(752)，第二导电衬垫(752)中的每一个从在所述上表面(702)上的关联的第二导电通路(750)延伸出去并且朝向所述第二相对面上的导电表面(714)，所述第二导电衬垫(752)电耦合到所述第二导电通路(750)。

4.如权利要求2和3的所述传输线，进一步包括电耦合到所述上表面(702)上的所述第一和第二基本平坦的导电衬垫(752)并且在电介质衬底(700)的上表面(702)上延伸的平面接地导体。

5.如权利要求1的所述传输线，进一步包括至少部分填充所述中间间隔的非空气的电介质材料。

6.如权利要求1的所述传输线，进一步包括耦合到并且基本覆盖电介质衬底(700)的上表面(702)上方区域的第二平面接地导体，所述第二平面接地导体处于用于相对槽面上的导电表面上传送的信号的基准电压。

7.一种电路板，包括：

具有上部和下部相对表面(702，704)的基本平坦的电介质衬底(700)；

形成在所述电介质衬底(700)的上表面(702)中的第一槽传输线(706)，所述第一槽传输线(706)具有被中间间隔彼此隔开的第一和第二相对面，两个相对槽面中的每一个都具有其上能够传送第一差分信号的导电表面(712，714)；

形成在所述电介质衬底的上表面(700)中的第二槽传输线(708)，所述第二槽传输线(708)也具有被中间间隔彼此隔开的第一和第二相对面，所述第二槽传输线(708)的两个相对槽面的每一个都具有其上能够传送第二差分信号的导电表面(732，734)，至少部分的所述第二槽传输线(708)平行于并且横向偏离电介质衬底(700)中的所述第一槽传输线(706)；

耦合到并且基本覆盖电介质衬底的下表面的平面接地导体(740)，所述接地导体(740)处于用于所述第一和第二槽传输线(706、708)的相对槽面上的导电表面(712，714，732，734)上传送的信号的基准电压；和

多个导电通路(750)，延伸穿过该基本平坦的电介质衬底，所述导电通路(750)电连接到平面接地导体(740)，并且从平面接地导体延伸穿过电介质衬底(700)的上表面(702)，所述导电通路(750)安置在第一和第二槽传输线(706，708)之间。

8.如权利要求7的所述传输线，进一步包括所述平面电介质衬底(700)的上表面(702)上的基本平坦的导电衬垫(752)，所述基本平坦的导电衬垫(752)电耦合到相应的导电通路(750)，每个导电衬垫(752)从其相应的通路(750)延伸出去，朝向所述第一槽传输线(706)的第一相对面上的第一导电表面(712)和朝向所述第二槽传输线(708)的第二相对面上的第二导电表面(734)，以便提供第一和第二槽传输线(706，708)之间的基准电压。

9.如权利要求7的所述传输线，其中所述导电通路(750)距离所述第一槽传输线(706)的第二相对面和所述第二槽传输线(708)的第一相对面基本距离相等。

10.如权利要求7的所述传输线，进一步包括：基本覆盖第一槽传输线(706)和第二槽传输线(708)上方区域的第二平面接地导体，所述第二平面接地导体电耦合到第一和第二槽传输线(706，708)之间的多个导电通路(750)。

Claims (11)

1.一种传输线，包括：

具有上部和下部相对表面的基本平坦的电介质衬底；

穿过所述电介质衬底上表面形成的第一槽，所述槽具有被中间间隔彼此隔开的第一和第二相对面，两个相对槽面的每一个都具有其上能够传送差分信号的导电表面；

耦合到并且基本覆盖电介质衬底下表面的平面接地导体，所述接地导体处于用于在所述相对槽面上的导电表面上传送的信号的基准电压；和

第一导电通路，从下表面向上表面延伸穿过基本平坦的电介质衬底，所述第一导电通路安置在邻近于所述第一相对面上的导电表面并且电接触该平面接地导体。

2.根据权利要求1的传输线，第一基本平坦的导电衬垫位于所述基本平坦的电介质衬底的上表面上，所述导电衬垫从在所述上表面上第一导电通路延伸出去并且朝向所述第一相对面上的导电表面，所述导电衬垫电耦合到所述导电通路。

3.根据权利要求2的传输线，进一步包括第二导电通路，其从所述下表面向上表面延伸穿过所述基本平坦的电介质衬底，所述第二导电通路安置在邻近于所述第二相对面上的导电表面并且电接触该平面接地导体。

4.根据权利要求3的传输线，进一步包括位于所述基本平坦的电介质衬底的上表面上的第二基本平坦的导电衬垫，所述导电衬垫从在所述上表面上的第二导电通路延伸出去并且朝向所述第二相对面上的导电表面，所述导电衬垫电耦合到所述导电通路。

5.根据权利要求4的传输线，进一步包括电耦合到所述上表面上的所述第一和第二基本平坦的导电衬垫并且在电介质衬底的上表面上延伸的平面接地导体。

6.根据权利要求1的传输线，进一步包括至少部分填充所述中间间隔的非空气的电介质材料。

7.根据权利要求1的传输线，进一步包括耦合到并且基本覆盖电介质衬底的上表面上方区域的第二平面接地导体，所述第二平面接地导体处于用于相对槽面上的导电表面上传送的信号的基准电压。

8.一种电路板，包括：

具有上部和下部相对表面的基本平坦的电介质衬底；

形成在所述电介质衬底的上表面中的第一槽传输线，所述第一槽传输线具有被中间间隔彼此隔开的第一和第二相对面，相对槽面的每一个都具有其上能够传送第一差分信号的导电表面；

形成在所述电介质衬底的上表面中的第二槽传输线，所述第二槽传输线也具有被中间间隔彼此隔开的第一和第二相对面，所述第二槽传输线的相对槽面的每一个都具有其上能够传送第二差分信号的导电表面，至少部分的所述第二槽传输线平行于并且横向偏离电介质衬底中的所述第一槽传输线；

耦合到并且基本覆盖电介质衬底的下表面的平面接地导体，所述接地导体处于用于所述第一和第二槽传输线的相对槽面上的导电表面上传送的信号的基准电压；和

多个导电通路，贯穿该基本平坦的电介质衬底，所述导电通路电连接到平面接地导体并且从平面接地导体延伸穿过电介质衬底的上表面，所述导电通路安置在第一和第二槽传输线之间。

9.根据权利要求7的传输线，进一步包括所述平面电介质衬底的上表面上的基本平坦的导电衬垫，所述基本平坦的导电衬垫电耦合到相应的导电通路，每个导电衬垫从其相应的通路延伸出去，朝向所述第一槽传输线的第一相对面上的第一导电表面和所述第二槽传输线的第二相对面上的第二导电表面，以便提供第一和第二槽传输线之间的基准电压。

10.根据权利要求7的传输线，其中所述导电通路距离所述第一槽传输线的第二相对面和所述第二槽传输线的第一相对面基本距离相等。

11.根据权利要求7的传输线，进一步包括：基本覆盖第一槽传输线和第二槽传输线上方区域的第二平面接地导体，所述第二平面接地导体电耦合到第一和第二槽传输线之间的多个导电通路。

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