屏蔽的ehf連接器組件的制作方法
【專利說明】屏蔽的EHF連接器組件
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請是2013年1月30提出的美國專利申請N0.13/754,694的部份接續(xù)申請案。美國專利申請N0.13/754，694要求2012年1月30日提出的美國臨時(shí)專利申請N0.61/592，491的優(yōu)先權(quán)。為各種目的，將上文引用的專利申請中的每一個(gè)以引用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開內(nèi)容涉及電子設(shè)備的連接器，具體地涉及用于對連接電子設(shè)備的連接器中的電磁輻射進(jìn)行控制的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]半導(dǎo)體制造和電路設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步使得帶有越來越高的操作頻率的集成電路(1C)的開發(fā)和生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)。包括這樣的集成電路的電子產(chǎn)品和系統(tǒng)又能夠提供比上幾代產(chǎn)品強(qiáng)得多的功能。此額外的功能一般包括了以越來越高的速度處理越來越大量的數(shù)據(jù)。
[0005]許多電子系統(tǒng)包括多個(gè)印刷電路板(PCB)，這些高速1C安裝在這些印刷電路板上，并且各種信號(hào)通過這些印刷電路板從/向1C被路由。在帶有至少兩個(gè)PCB并需要在這些PCB之間傳遞信息的電子系統(tǒng)中，開發(fā)了多種多樣的連接器和背板架構(gòu)，以便利板之間的信息流動(dòng)。這樣的連接器和背板架構(gòu)產(chǎn)生了可能與其他電路和設(shè)備干擾的不希望有的電磁信號(hào)輻射。當(dāng)使用無線通信鏈路時(shí)，在兩個(gè)電路或設(shè)備之間互連之前以及互連過程中可能會(huì)發(fā)生過多的電磁輻射。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]此處公開了屏蔽的極高頻(EHF)連接器組件。在一些實(shí)施例中，第一極高頻(EHF)屏蔽的連接器組件被配置成與第二 EHF屏蔽的連接器組件耦合。第一 EHF連接器組件可包括第一 EHF通信單元，第一 EHF通信單元操作地與第二 EHF屏蔽的連接器組件中所包括的相應(yīng)的第一 EHF通信單元無接觸地傳遞EHF信號(hào)。第一連接器可包括連接器接口，該連接器接口包括:與第二 EHF屏蔽連接器組件的相應(yīng)的連接器接口相接口的配置，以及多種不同的材料成份，它們和連接器的配置一起提供屏蔽，以當(dāng)?shù)谝?EHF組件連接器耦合到第二 EHF組件連接器并且第一 EHF通信單元與相應(yīng)的第一 EHF通信單元無接觸地傳遞EHF信號(hào)時(shí)減少EHF信號(hào)漏泄。
[0007]在另一個(gè)實(shí)施例中，屏蔽的EHF連接器可包括用于檢測在兩個(gè)連接器的耦合對之間是否存在EHF屏蔽的電路系統(tǒng)。例如，設(shè)備可包括用于與另一設(shè)備相接口的連接器，操作地與所述另一設(shè)備中所包括的至少一個(gè)相應(yīng)的EHF通信單元無接觸地傳遞EHF信號(hào)的至少一個(gè)EHF通信單元，操作地控制所述至少一個(gè)EHF通信單元的操作的控制器，以及耦合到所述控制器并操作地檢測是否存在EHF屏蔽的屏蔽檢測電路。
【附圖說明】
[0008]如此，概括地描述了設(shè)備之間的通信，現(xiàn)在參考不一定按比例繪制的各個(gè)附圖，其中:
[0009]圖1示出了通信系統(tǒng)的實(shí)施例；
[0010]圖2是可用在圖1的系統(tǒng)中的EHF通信單元的第一示例的側(cè)視圖；
[0011]圖3是EHF通信單元的第二示例的等距視圖；
[0012]圖4A-4B描繪了與未調(diào)制信號(hào)和已調(diào)制信號(hào)相關(guān)聯(lián)的代表性的輻射頻譜的兩個(gè)曲線圖；
[0013]圖5A-5B是示出被配置成減少電磁輻射的第一設(shè)備和第二設(shè)備的示意圖；
[0014]圖6是可以用于信號(hào)控制器中的示例性多路復(fù)用器電路的示意圖；
[0015]圖7是示出用于在第一設(shè)備和第二設(shè)備之間進(jìn)行通信同時(shí)又減少電磁輻射的產(chǎn)生的方法的示例的流程圖；
[0016]圖8是示出用于在第一設(shè)備和第二設(shè)備之間進(jìn)行通信同時(shí)又減少電磁輻射的產(chǎn)生的方法的另一示例的流程圖；
[0017]圖9A示出了根據(jù)實(shí)施例的說明性EHF連接器；
[0018]圖9B示出了根據(jù)實(shí)施例的另選的說明性EHF連接器；
[0019]圖10示出了根據(jù)實(shí)施例的屏蔽的連接器組件的說明性框圖；
[0020]圖11A-11C示出了根據(jù)實(shí)施例的說明性第一連接器1110的不同的視圖；
[0021]圖11D-11F示出了根據(jù)實(shí)施例的說明性第二連接器1150的不同的視圖；
[0022]圖11G示出了匹配在一起的圖11A-11F的第一和第二連接器的說明性截面圖；
[0023]圖12A示出了根據(jù)實(shí)施例的第一連接器的截面圖；
[0024]圖12B示出了根據(jù)實(shí)施例的第二連接器的截面圖；
[0025]圖12C示出了根據(jù)實(shí)施例的耦合在一起的圖12A和12B的第一和第二連接器的截面圖；
[0026]圖13A示出了根據(jù)實(shí)施例的在非附接狀態(tài)下的第一和第二連接器的說明性側(cè)視圖；
[0027]圖13B示出了根據(jù)實(shí)施例的在附接狀態(tài)下的第一和第二連接器的說明性側(cè)視圖；
[0028]圖13C示出了根據(jù)實(shí)施例的在附接狀態(tài)下的圖13A和13B的第一和第二連接器的說明性截面圖；
[0029]圖14A示出了根據(jù)實(shí)施例的說明性第一連接器和說明性第二連接器的截面圖；
[0030]圖14B示出了根據(jù)實(shí)施例的圖14A的第一和第二連接器的說明性透視圖；
[0031]圖15示出了根據(jù)實(shí)施例的識(shí)別是否存在EHF屏蔽的連接器組件的說明性示意圖；
[0032]圖16A示出了根據(jù)實(shí)施例的信號(hào)強(qiáng)度對時(shí)間的說明性時(shí)序圖；
[0033]圖16B不出了根據(jù)實(shí)施例的信號(hào)強(qiáng)度對時(shí)間的另一說明性時(shí)序圖；
[0034]圖17示出了根據(jù)實(shí)施例的安裝在電路板上的EHF通信單元的說明性截面圖；
[0035]圖18示出了根據(jù)實(shí)施例的以在它們之間保留間隙的方式被設(shè)置得彼此靠近的兩個(gè)結(jié)構(gòu)的說明性截面圖，每一結(jié)構(gòu)都包含EHF通信單元；
[0036]圖19示出了根據(jù)實(shí)施例的以在它們之間保留間隙的方式被設(shè)置得彼此靠近的兩個(gè)結(jié)構(gòu)的另選的說明性截面圖，每一結(jié)構(gòu)都包含EHF通信單元；以及
[0037]圖20A和20B示出了根據(jù)各實(shí)施例的與擴(kuò)展塢相接口的平板的說明性視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]在下文中將參考附圖比較全面地描述說明性實(shí)施例，在附圖中，示出了代表性的示例。實(shí)際上，所公開的通信系統(tǒng)和方法可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，不應(yīng)該被理解為僅限于此處所闡述的實(shí)施例。相同的編號(hào)通篇表示的相同的元素。
[0039]在下面的詳細(xì)描述中，為了進(jìn)行說明，闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便提供對各實(shí)施例的全面理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這些各種實(shí)施例只是說明性的，而不旨在以任何方式作出限制。得益于本公開的這種技術(shù)人員將輕松地認(rèn)識(shí)到其他實(shí)施例。
[0040]另外，為清楚起見，并未示出或描述此處所描述的各實(shí)施例的所有常規(guī)特征。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將輕松地理解，在任何這樣的實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)過程中，可能需要很多特定于實(shí)施例的決策來實(shí)現(xiàn)特定設(shè)計(jì)目標(biāo)。這些設(shè)計(jì)目標(biāo)在各實(shí)施例之間不同，在各開發(fā)人員之間也不同。此外，還可以理解，這樣的開發(fā)工作可能是復(fù)雜而耗時(shí)的，但是是得益于本公開的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的日常工程工作。
[0041]在當(dāng)今社會(huì)以及無所不在的計(jì)算環(huán)境中，越來越多地使用高帶寬模塊化并且便攜式的電子設(shè)備。這些設(shè)備之間的以及這些設(shè)備內(nèi)的通信的安全性和穩(wěn)定性對它們的操作很重要。為了提供改善的安全的高寬帶通信，可以以創(chuàng)新并且有用的布局來使用電子設(shè)備之間的以及每一設(shè)備內(nèi)的支電路之間的無線通信的獨(dú)特能力。
[0042]這樣的通信可以在射頻通信單元之間發(fā)生，可以在EHF通信單元中使用EHF頻率(通常，30-300GHz)來實(shí)現(xiàn)非常近距離的通信。EHF通信單元的示例是EHF通信鏈路芯片。在本公開內(nèi)容通篇中，使用術(shù)語“通信鏈路芯片”以及“通信鏈路芯片封裝”來表示嵌入在1C芯片或封裝中的EHF天線。在美國專利申請公開N0.2012/0263244以及2012/0307932中詳細(xì)描述了這樣的通信鏈路芯片的示例，這里并入了兩者的全部內(nèi)容用于各種目的。通信鏈路芯片是通信設(shè)備的示例，也被稱為通信單元，不管它們是否提供無線通信以及不管它們是否在EHF頻帶中操作。
[0043]縮寫詞“EHF”代表極高頻，是指電磁(EM)頻譜的30GHz到300GHz (千兆赫)范圍中的一部分。術(shù)語“收發(fā)器”可以是指諸如包括發(fā)射器(Tx)和接收器(Rx)使得集成電路可以被用來發(fā)射與接收信息(數(shù)據(jù))的1C(集成電路)之類的設(shè)備。一般而言，收發(fā)器可以在半雙工模式(在發(fā)射和接收之間交替)、全雙工模式(同時(shí)發(fā)射和接收)下操作、或被配置成作為發(fā)射器或者作為接收器。收發(fā)器可包括用于發(fā)射和接收功能的分立的集成電路。如此處所使用的術(shù)語“無接觸”、“耦合對”以及“鄰近耦合”，表示在各實(shí)體(諸如設(shè)備)之間的信號(hào)的電磁(EM)而不是電的(有線的、基于接觸的)連接和傳輸。如此處所使用的，術(shù)語“無接觸”可以是指載波輔助的電介質(zhì)耦合系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以具有零到五厘米范圍的最佳范圍?？梢酝ㄟ^一個(gè)設(shè)備到另一設(shè)備的接近度來驗(yàn)證連接。多個(gè)無接觸發(fā)射器和接收器可能占據(jù)小的空間。與通常廣播到幾個(gè)點(diǎn)的無線鏈路相對照，利用電磁(EM)建立的無接觸鏈路可以是點(diǎn)對點(diǎn)的。
[0044]由此處所描述的EHF收發(fā)器的RF能量輸出可能低于用于認(rèn)證或用于發(fā)射標(biāo)識(shí)(ID)代碼的FCC要求，否則將在數(shù)據(jù)傳送過程中中斷數(shù)據(jù)流。參考47CFR§ 15.255(57-64GHz內(nèi)的操作)，其通過引用并入于此?？梢钥刂芌F能量輸出，使得不需要發(fā)信標(biāo)?？梢允褂美缃饘俸?或塑料屏蔽，來控制能量輸出。
[0045]圖1示出了通信系統(tǒng)100。如圖所示，系統(tǒng)100可包括被配置成耦合到第二設(shè)備104的第一設(shè)備102。第一設(shè)備102可以被配置成與第二設(shè)備104進(jìn)行通信和/或連接到第二設(shè)備104，反之亦然。進(jìn)一步，第一設(shè)備102和第二設(shè)備104可以是能夠連接并相互通信的電子設(shè)備。第一設(shè)備102可包括電磁屏蔽部分106、EHF通信單兀108、信號(hào)控制器110以及EHF通信單元112。類似地，第二設(shè)備104可包括電磁屏蔽部分114、EHF通信單元116、信號(hào)控制器118以及EHF通信單元120。
[0046]在此示例中，信號(hào)控制器118可以被配置成與第二設(shè)備104的EHF通信單元116和EHF通信單元120進(jìn)行通信。類似地，信號(hào)控制器110可以被配置成與第一設(shè)備102的EHF通信單元108和EHF通信單元112進(jìn)行通信。
[0047]在一些實(shí)施例中，EHF通信單元108、EHF通信單元116、EHF通信單元112以及EHF通信單元120中的每一個(gè)都可以是或者可包括EHF發(fā)射器和EHF接收器。在這樣的示例中，第一或第二設(shè)備可只包括一個(gè)EHF通信單元。進(jìn)一步，兩個(gè)EHF通信單元中的單個(gè)或組合可以形成為單個(gè)集成電路，并可以被表示為單個(gè)通信單元或作為分立的通信單元。如此，兩個(gè)EHF通信單元108和112可以形成為單個(gè)通信電路122。類似地，EHF通信單元116和120可以形成為單個(gè)通信電路124。盡管未示出，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，第一設(shè)備102和第二設(shè)備104中的每一個(gè)都可包括任意數(shù)量的EHF通信單元。
[0048]EHF通信單元108可以被配置用于發(fā)射未調(diào)制的第一電磁EHF信號(hào)。如上文所提及的，EHF通信單元108可以是接收器、發(fā)射器或收發(fā)器。EHF通信單元108可以使用EHF近場耦合，向/從第二設(shè)備104、或者具體地從EHF通信單元116和/或EHF通信單元120，發(fā)射或接收一個(gè)或多個(gè)電磁信號(hào)。屏蔽部分106可以包圍EHF通信單元108的至少一部分，以提供電磁屏蔽。類似地，屏蔽部分114可以包圍EHF通信單元116的至少一部分。EHF通信單元108和112可以被配置成與信號(hào)控制器110進(jìn)行通信。進(jìn)一步，EHF通信單元112可以是接收器、發(fā)射器或收發(fā)器。EHF通信單元112可以被配置成從/向存在于預(yù)定義的距離范圍(例如，在近場內(nèi))中的其他設(shè)備接收或發(fā)射至少一個(gè)電磁EHF信號(hào)。例如，EHF通信單元112可以從/向第二設(shè)備104接收或發(fā)射一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。
[0049]在一個(gè)示例中，EHF通信單元108可以是被配置成向EHF通信單元116發(fā)射電磁EHF信號(hào)(無論是已調(diào)制的還是未調(diào)制的)的發(fā)射器，EHF通信單元116被配置作為用于接收由EHF通信單元108發(fā)射的電磁EHF信號(hào)的接收器。相應(yīng)地，EHF通信單元120可以是被配置成向EHF通信單元112發(fā)射已調(diào)制的或未調(diào)制的電磁EHF信號(hào)的發(fā)射器，EHF通信單元112被配置作為用于接收由EHF通信單元120發(fā)射的電磁EHF信號(hào)的接收器。
[0050]第一和第二設(shè)備可被配置作為對等伙伴，并具有對應(yīng)的功能，或者它們可被配置作為帶有不同的功能的主機(jī)和客戶端。在一個(gè)示例中，信號(hào)控制器110可以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)檢查，以授權(quán)第一設(shè)備102和第二設(shè)備104之間的通信。進(jìn)一步，信號(hào)控制器110可以判斷當(dāng)?shù)诙O(shè)備104連接到第一設(shè)備102時(shí)它是否是可接受的設(shè)備。信號(hào)控制器110可以分析從第二設(shè)備104(諸如從EHF通信單元116和/或120)接收到的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。第二設(shè)備104的信號(hào)控制器可以分析和/或處理從第一設(shè)備102 (或更具體地，從EHF通信單元108和/或112)接收到的電磁信號(hào)。
[0051]屏蔽部分106和屏蔽部分114可以被配置成有效地彼此連接，如此，當(dāng)?shù)谝辉O(shè)備102和第二設(shè)備104被適當(dāng)?shù)貙?zhǔn)并優(yōu)選地彼此鄰近或彼此接觸地放置時(shí)，充當(dāng)連續(xù)的屏蔽部分而不是兩個(gè)分離的屏蔽部分。另外，信號(hào)控制器118可以進(jìn)一步被配置用于當(dāng)?shù)谝黄帘尾糠?06和第二屏蔽部分114被相對于彼此對準(zhǔn)并優(yōu)選地彼此鄰近或彼此接觸地放置時(shí)，判斷屏蔽部分106是否與屏蔽部分114有效地電接觸，足以形成連續(xù)的屏蔽。在圖1中，屏蔽部分106被