專利名稱：用于高頻調諧電氣裝置的方法和適合于該方法的印刷電路板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于射頻(RF)匹配電氣裝置的方法，以及涉及適用于這一目的的印刷電路板。
EP 0 525 703 A1公開一種用于國內范圍的計算機網絡的插接連接，包括陽連接器部分和陰連接器部分，用于串擾補償?shù)难b置被安排在插接連接器中，藉助于該插接連接器可以增加在發(fā)送導體環(huán)與接收導體環(huán)之間的串擾衰減。為此，印刷電路板被安排在用于插入式電纜的連接與用于聯(lián)線的連接之間的插接連接器的陽連接器部分或陰連接器部分，用于發(fā)送導體環(huán)和接收導體環(huán)的導體路由在印刷電路板上在物理上很大地分隔開。用于串擾補償?shù)难b置例如是諸如電容或線圈那樣的可調節(jié)的分立式元件。已知的插接連接器具有缺點分立式元件是相對較昂貴的和體積大的。
DE 100 51 097 A1公開一種電接插接連接器，包括接插接連接器外殼、具有兩組接觸元件的印刷電路板，第一組接觸元件被安排在印刷電路板的正面以及插入到插接連接器外殼中的開孔，以及第二組接觸元件被安排在印刷電路板的背面以及第二組中的接觸元件具有絕緣偏移接觸件(insulation displacement contact)的形式，接插接連接器具有電纜管理器，它具有穿過它的開孔，以及在它的正面配備有導體導引件，它們用來與絕緣偏移接觸件進行接觸，導引件被形成在絕緣偏移接觸件的區(qū)域，帶有用于絕緣偏移接觸件的刻有凹槽的保持器，以及在這種情形下，電纜管理器可以與接插接連接器外殼相匹配。
由于在電信和信息技術中用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑黾拥膸?，導體、接觸件和導體軌跡不得不被設計成使得它們相對于彼此被高度地限定，以便遵循對于串擾衰減所需要的數(shù)值。這需要極其嚴格的公差，該公差是在自動化制造過程期間要遵守是困難的。
因此本發(fā)明是基于這樣的技術問題提供用于匹配具有至少一個印刷電路板的RF接插接連接器(特別是RJ-45陰連接器)的方法，該印刷電路板具有用于RF接觸件的接觸點和用于絕緣偏移接觸件的接觸點，以及用于RF接觸件的一個接觸點在每種情形下被連接到用于絕緣偏移接觸件的各個接觸點；以及提供適用于這個目的的印刷電路板，通過該電路板可以在窄的容許頻帶內調節(jié)RF特性。
該技術問題是通過具有專利權利要求1和11的特性的主題而被解決的。本發(fā)明的另外的有利的改進措施在附屬權利要求中描述。
為此，僅僅在一個面上被連接到電接觸件的接觸點的至少一個第一導體軌跡被安排在印刷電路板上，它連同被安排在印刷電路板上的至少一個第二導體軌跡一起形成電容器，該裝置的至少一個頻率相關的參數(shù)被測量，該頻率相關的參數(shù)與標稱參數(shù)進行比較，作為差值的函數(shù)，在一個面上與其進行接觸的導體軌跡被部分去除或切割。這使得有可能通過使用簡單的和花費經濟的裝置形成可匹配的電容器，以及藉助于它可以匹配該裝置的RF響應。在這種情形下，導體軌跡優(yōu)選地被連接到RF接觸件的接觸點，因為這意味著匹配電容更接近于串擾的源的位置。然而，在原理上，它們也可以被連接到絕緣偏移接觸件的接觸點，這些接觸點被電連接到RF接觸件的接觸點。應當指出，在原理上，為了改變電容值，切割或去除電容器的一個導體軌跡是足夠的。
電容器的相反的電極優(yōu)選地同樣由在一個面上被連接到接觸點的導體軌跡形成。
在另一個優(yōu)選實施例中，至少一個另外的第二導體軌跡被安排在印刷電路板的內層，以及被電連接到印刷電路板上的導體軌跡。這代表被并聯(lián)的電容值，所以總的電容值被相加，因此允許在相當小的面積上形成足夠大的電容值。
在另一個優(yōu)選實施例中，至少兩個獨立的由導體軌跡形成的電容器被安排在印刷電路板上，以便相對于地進行對稱的調整。
在另一個優(yōu)選實施例中，頻率相關的參數(shù)在未組裝的印刷電路板上被確定和被調節(jié)。這是基于這樣的認識，特別是在RF接插接連接器的情形下，印刷電路板本身是大多數(shù)的RF公差主要原因。這些公差通常是諸如導體軌跡那樣的布局元件的幾何公差，以及印刷電路板的材料的介電常數(shù)的公差。在未組裝的印刷電路板上的自動測量比起在組裝的印刷電路板上，或甚至在被安裝在外殼中的印刷電路板上的測量容易得多。整個裝置因此甚至在生產印刷電路板的過程的早期階段就被匹配。在這種情形下，饋電和測量優(yōu)選地被集中提供在接觸點的焊接孔。
在另一個優(yōu)選實施例中，在第一步驟僅僅實行所必須的估計的導體軌跡的一部分的縮短。然后再一次測量頻率相關的參數(shù)。測量的改變量然后被使用來確定仍舊要被去除或切割的剩余的導體軌跡長度。這也考慮在匹配過程中與導體軌跡有關的公差。在這種情形下，導體軌跡縮短還可以被再劃分成兩個以上的步驟。
在另一個優(yōu)選實施例中，在導體軌跡切割期間的最后的切割以比起第一次切割更寬的方式實行。這種更寬的切割使得導體軌跡的切割部分的電容性影響最小化。
在另一個優(yōu)選實施例中，近區(qū)串擾被確定為頻率相關的參數(shù)，因此使得匹配過程更容易，因為要被直接最佳化的參數(shù)被確定為以使得不需要例如通過純電容測量，而任何進一步估計參數(shù)對于近區(qū)串擾的影響，因為情況就是這樣。
導體軌跡優(yōu)選地藉助于激光，更優(yōu)選地藉助于波長短于600nm的短波長激光進行切割。用于切割導體軌跡的激光的使用是極其快速的，以及可以容易地自動化。在原理上，導體軌跡也可以例如藉助于銑削被機械地切割或去除，或通過使用過量電流來燒蝕它而電氣地切割或去除。
在另一個優(yōu)選實施例中，激光器具有相關的光學定位系統(tǒng)。這導致導體軌跡以更確定的方式被切割，而不損壞緊密靠近的導體軌跡以及不會造成要被切割的導體軌跡不完全的切割。
在去除或切割導體軌跡期間，有可能把銅粒子沉積在印刷電路板上，以及這些轉而又降低抗過壓性能。導體軌跡的切割或去除因此優(yōu)選地后面跟隨去除銅粒子和/或任何其它污染的清洗步驟。
在下面的正文中參照優(yōu)選的示例性實施例更詳細地說明本發(fā)明。在圖上

圖1顯示用于傳輸RF數(shù)據(jù)的接插接連接器的分解圖(現(xiàn)有技術)，圖2顯示在如圖1所示的接插接連接器中使用的印刷電路板，圖3顯示用于印刷電路板的示意性等效電路，圖4顯示對于近區(qū)串擾的示意性頻率響應，以及圖5顯示作為要被去除的導體軌跡的長度的函數(shù)的近區(qū)串擾的衰減D的曲線族。
圖1顯示接插接連接器1的分解圖。該接插接連接器1具有接插接連接器外殼2、印刷電路板3、向下保持裝置4和電纜管理器5。接插接連接器外殼2在說明性例子中具有陰連接器外殼的形式，帶有各種不同的鎖閉和插入裝置。接插接連接器外殼2在它的側面上具有屏蔽板6。印刷電路板3在它的正面與第一組接觸件7適配，以及在它的背面與第二組絕緣偏移接觸件8適配。第一組中的一個接觸件7被連接到第二組中相應的接觸件8。印刷電路板3然后被插入到接插接連接器外殼2中。在該過程中，接插接連接器外殼2的圓柱形銷9穿過印刷電路板3的開孔，這樣，接插接連接器外殼2和印刷電路板3被調節(jié)和彼此相對地固定。第一組中的接觸件7(具有RF接觸件的形式)然后伸入到可從接插接連接器外殼的正面接入的開孔中。向下保持裝置4然后向下壓第二組的接觸件8，以及被鎖閉到接插接連接器外殼2。為此，向下保持裝置4在它的端面上具有鎖閉接片10以及具有穿過它的、用于絕緣偏移接觸件8的開孔11。而且，向下保持裝置4具有兩個鎖閉鉤12，它們被使用來鎖閉到電纜管理器5。
圖2顯示未組裝的印刷電路板3。該印刷電路板3具有用于RF接觸件的八個接觸點21-28和接觸孔，以及用于絕緣偏移接觸件的八個接觸點31-38。印刷電路板3還具有鍍通孔40，用于連接在印刷電路板的正面和背面以及內層的導體軌跡，鍍通孔40被顯示為小圓圈。印刷電路板3上的孔41在本例中被顯示為小方形。把接觸點21-28連接到它們的各個相關的接觸點31-38導體軌跡未示出，例外的是接觸點24和35的兩個部件，因為它們被安排在印刷電路板的背面和/在內層。除了分別在兩個接觸點21-28和31-38之間的電連接的導體軌跡以外，還有四個導體軌跡43-46，它們在一個面上被分別連接到接觸點23-26。在本例中，兩個導體軌跡44和46形成在接觸點24和26之間的電容器。相應地，兩個導體軌跡43和45形成在接觸點23和25之間的電容器。另一個導體軌跡優(yōu)選地被安排在內層，被電連接到導體軌跡44，以及位于導體軌跡46的下面。對于電路來說，接觸點21、22；23、26；24、25和27、28以及它們的各個相關的接觸件形成接觸件對。在本例中，兩個外部接觸件對21、22和27、28對于近區(qū)串擾是比較不太重要的。另一方面，兩個內部的和交錯的接觸件對23、26和24、25是未決定的。在本例中造成擾動的電容位于23和24之間以及25和26之間，因為其它耦合由于在它們之間的較大的距離是可忽略的。
圖3顯示最后的等效電路，包括示意性測試電路布局。在本例中，電容器C46和C35基本上代表分別由導體軌跡44和46以及43和45形成的電容，而相反，電容器C34和C56分別由相鄰的接觸點23、33以及相關的導體軌跡；24、34與導體軌跡；以及25、35與導體軌跡；和26、36與導體軌跡形成。這個電橋電路現(xiàn)在可以調整，以迫使近區(qū)串擾低于需要的數(shù)值。在調整處理過程之前，首先通過確定一個接觸件對的近區(qū)串擾作為頻率相關的參數(shù)而確定非對稱性。在本例中，確定在接觸件對23、33和26、36與接觸件對24、34；25、35之間的串擾。由于優(yōu)選地在未組裝的印刷電路板上進行測量，接觸點33-36以正確的阻抗終結。然后測量對于接觸點25、24的近區(qū)串擾，RF信號藉助于網絡分析儀被注入到接觸點23、26，在圖3上該網絡分析儀由頻率發(fā)生器50和測量設備51表示。RF信號的饋送和測量在本例中是藉助于在接觸點23-26的焊接孔的中心接觸提供的。
圖4示意地顯示近區(qū)串擾NEXT的頻率響應，以曲線a代表標稱近區(qū)串擾，以及曲線b代表對于測量的印刷電路板的測量的實際的近區(qū)串擾。標稱近區(qū)串擾例如是藉助于最好的設備被確定的。在本例中，測量的近區(qū)串擾比起標稱值高一個量ΔNEXT，所以，這必須通過縮短導體軌跡(因此減小電容值)來補償。多少毫米的導體軌跡相應于多少電容值，以及因此相應于近區(qū)串擾衰減值D的測量，取決于印刷電路板的公差，諸如介電常數(shù)或在導體軌跡之間的距離。所以如圖5上示意地顯示的不是單個直線，而是整個曲線族。由于公差是未知的，所以首先必須確定哪條曲線可應用于要被匹配的印刷電路板。為此，首先去除或切割一段導體軌跡，然后再一次進行測量。找到的衰減值的減小可被使用來確定相關的曲線。另一方面，如果希望的衰減大于通過最陡的曲線可得到的衰減，則可以去除或切割整個導體軌跡，而不用中間步驟。該方法然后對于其它電容器重復進行。
導體軌跡優(yōu)選地藉助于短波激光器進行切割，它的功率和聚焦匹配于要被切割的銅軌跡，盡可能地使這是去除的全部。激光器的優(yōu)點在于它的具有高速度的優(yōu)良的再現(xiàn)性，這樣，匹配處理過程可以易于自動化。
部件列表1 插接連接器2 插接連接器外殼3 印刷電路板4 向下保持裝置5 電纜管理器6 屏蔽板7 接觸件8 接觸件9 圓柱銷10 鎖閉接片11 開孔12 鎖閉鉤21 接觸點(用于RF接觸件)22 接觸點(用于RF接觸件)23 接觸點(用于RF接觸件)24 接觸點(用于RF接觸件)25 接觸點(用于RF接觸件)26 接觸點(用于RF接觸件)27 接觸點(用于RF接觸件)28 接觸點(用于RF接觸件)31 接觸點(用于絕緣偏移接觸件)32 接觸點(用于絕緣偏移接觸件)33 接觸點(用于絕緣偏移接觸件)34 接觸點(用于絕緣偏移接觸件)35 接觸點(用于絕緣偏移接觸件)36 接觸點(用于絕緣偏移接觸件)37 接觸點(用于絕緣偏移接觸件)38 接觸點(用于絕緣偏移接觸件)40 鍍通孔41 孔43 導體軌跡
44 導體軌跡45 導體軌跡46 導體軌跡50 頻率發(fā)生器51 測量設備
權利要求
1.一種用于具有印刷電路板(3)的射頻接插接連接器(1)的射頻匹配的方法，該印刷電路板具有用于射頻接觸件的接觸點(21-28)和用于絕緣偏移接觸件的接觸點(31-38)，用于射頻接觸件的一個接觸點(21-28)在每種情形下被連接到用于絕緣偏移接觸件的各個接觸點(31-38)，以及造成近端串擾的電容性耦合出現(xiàn)在射頻接觸件之間，其特征在于，僅僅在一個面上被連接到電接觸件的接觸點(26)的至少一個第一導體軌跡(46)被安排在印刷電路板(3)上，以及它連同被安排在印刷電路板(3)上和/或在印刷電路板中的至少一個第二導體軌跡(44)一起形成電容器(C46)，該裝置的至少一個頻率相關的參數(shù)被測量，該頻率相關的參數(shù)與額定參數(shù)相比較，以及通過其在一個面上進行接觸的導體軌跡(46)作為差值的函數(shù)被局部地去除或切割。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，第二導體軌跡(44)具有通過其在一個面上進行接觸的導體軌跡(46)的形式。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少一個另外的第二導體軌跡被安排在印刷電路板(3)的內層，以及被連接到被安排在印刷電路板(3)上的第二導體軌跡(44)。
4.如前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，至少兩個可匹配的電容器(C46，C35)被安排在印刷電路板(3)上。
5.如前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，頻率相關的參數(shù)在未組裝印刷電路板(3)上被確定。
6.如前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，在第一步驟，只進行必須的估計的導體軌跡的一部分的縮短(L)，在一次測量頻率相關的參數(shù)，由此確定仍要去除或切去的剩余導體軌跡。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，在最后的步驟，導體軌跡(46，45)以比起第一步驟更加寬的方式被切割。
8.如前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，近區(qū)串擾(NEXT)作為頻率相關的參數(shù)被確定。
9.如前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，導體軌跡(46，45)是藉助于激光器進行切割的。
10.如前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，藉助于光學系統(tǒng)輔助控制激光器的處理過程。
11.一種用于支持用于射頻接插接連接器的射頻接觸件和絕緣偏移接觸件的印刷電路板，該印刷電路板具有用于射頻接觸的八個接觸點(21-28)和用于絕緣偏移接觸件的八個接觸點(31-38)，用于射頻接觸的一個接觸點(21-28)在每種情形下被連接到用于絕緣偏移接觸件的各個接觸點(31-38)，以及造成近端串擾的電容性耦合出現(xiàn)在射頻接觸件之間，其特征在于，只在一個面上被連接到電接觸件的接觸點(26)的至少一個第一導體軌跡(46)被安排在印刷電路板(3)上，以及它連同被安排在印刷電路板(3)上和/或在印刷電路板中的至少一個第二導體軌跡(44)一起形成電容器(C46)。
12.如權利要求11所述的印刷電路板，其特征在于，第二導體軌跡(44)是和在一個面上被連接到接觸點(24)的導體軌跡(46)同樣的。
13.如權利要求11或12所述的方法，其特征在于，至少一個另外的第二導體軌跡被安排在印刷電路板(3)的內層，以及被連接到被安排在印刷電路板(3)上的另外的導體軌跡(44)。
14.如權利要求11到13之一所述的方法，其特征在于，至少兩個可匹配的電容器(C46，C35)被安排在印刷電路板(3)上。
15.如權利要求11到14之一所述的方法，其特征在于，第一電容器(C46)被安排在接觸點(24和26)之間，以及第二電容器(C35)被安排在接觸點(23和25)之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于高頻調諧包括印刷電路板(3)的高頻接插接連接器(1)的方法，該印刷電路板具有用于高頻接觸件的接觸點(21－28)以及用于絕緣偏移接觸件的接觸點(31－38)。用于高頻接觸件的每個接觸點(21－28)被連接到用于絕緣偏移接觸件的各個接觸點(31－38)。造成近端串擾的電容性耦合出現(xiàn)在高頻接觸件之間。只在一個面上被連接到電接觸件的接觸點(26)的至少一個第一導體路徑(46)被放置在印刷電路板(3)上，它連同被放置在印刷電路板(3)上和/或在印刷電路板中的至少一個第二導體路徑(44)一起形成電容器(C
文檔編號H05K3/02GK1774961SQ200480006723
公開日2006年5月17日 申請日期2004年2月27日 優(yōu)先權日2003年3月11日
發(fā)明者P·布勒謝, U·赫策爾 申請人:Adc有限責任公司