고주파 커넥터 조립체 document_id A220623068402

모든 종류의 전자 제품의 사용은 사회 전반에 걸쳐 극적으로 증가하여, 이와 같은 제품 내에 이용되는 개선된 구성 요소에 대한 요구를 상당히 증가시켰다. 이와 같은 전자 제품을 이용할 시의 한 양태는, 전자 회로 기판과 같은 여러 신호 베어링(signal-bearing) 요소 간에, 고주파 신호, 예컨대, 데이터 및/또는 통신 신호의 결합을 수반한다. 일부 전자 제품은 다수의 회로 팩이 삽입되는 랙 또는 프레임을 포함한다. 일반적으로, 프레임은 "백플레인(backplane)"이라 하는 회로 기판을 포함하지만, 회로 팩은 하나 이상의 회로 기판을 포함할 수 있다. 백플레인은 일반적으로 도전성 트레이스에 납땜되어 그에 의해 상호 접속되는 다수의 커넥터를 포함한다. 백플레인은 통상적으로 회로 팩 내에서 회로 기판을 전기적으로 상호 접속하는 것과 다른 기능성을 거의 제공하지 않는다. 그러나, 백플레인은 또한 프레임 외부의 전기 접속을 제공할 수 있다. 백플레인이 기능성을 포함할 시에, 그것은 "모기판(motherboard)"으로 지칭될 수 있다. 이는, 예컨대, 개인 컴퓨터(PC)의 경우이다. 백플레인이 때때로 모기판으로 지칭되므로, 이와 같은 모기판 백플레인을 이용하여 전기적으로 상호 접속되는 회로 기판을 포함하는 회로 팩은 종종 도터 카드(daughter card)로 지칭된다. 각 도터 카드는 회로 내의 여러 전기 부품을 전기적으로 상호 접속할 전기 도전성 트레이스를 가진 하나 이상의 회로 기판을 포함한다. 집적 회로(IC), 트랜지스터, 다이오드, 커패시터, 인덕터, 저항기 등과 같은 전기 부품은 도터 카드상의 도전성 트레이스에 납땜되는 금속성 리드와 패키지될 수 있다. 도터 카드는 통상적으로, 에지(edge) 근처에서, 트레이스에 납땜되어, 프레임에 삽입될 시에 모기판 백플레인 상의 대응하는 커넥터에 전기적으로 납땜하는 커넥터를 포함할 것이다. 전기 부품을 회로 기판에 부착하는 하나의 공통 방법은, "쓰루 호울(through hole)", 예컨대, 회로 기판을 통해 천공된 구멍(hole) 및, 이 구멍 근처의 트레이스 내의 랜드 영역을 포함하는 것이다. 전기 부품상의 와이어 리드(wire lead)는 이때 구멍을 통해 삽입하기 위해 구부려지거나 "형성되며" 또는 구성되어, 한번 삽입되거나 "배치되면" 랜드 영역에 납땜될 수 있다. Amphenol, Teradyne, Tyco 등과 같은 제조자로부터 GbXJ, VHDM7, Hardmetric (HM), CompactPCI 등과 같은 쉽게 이용 가능한 쓰루 호울 수 및 암 커넥터(male and female connector)는 종종 2개의 회로 기판을 상호 접속하는데 이용된다. 이와 같은 커넥터는 도전성 접촉 핀의 여러 어레이를 가진 여러 사이즈로 이용 가능하다. 이와 같은 핀의 어레이는 일반적으로 커넥터를 형성하는 유전 물질을 이용하여 함께 유지된다. 각 핀은 회로 기판 내의 쓰루 호울 내에 삽입될 수 있는 유전 물질로부터 연장하는 일부를 포함한다. 각각의 커넥터와 함께 이용하기 위한 회로 기판은 커넥터의 핀에 대응하는 쓰루 호울을 가질 것이다. 회로 기판상의 도전성 트레이스는 회로 내의 노드를 형성하는 핀에 대응하는 랜드 영역으로부터 연장한다. 제조 시, 회로 기판은 종종 컨베이어 상에 위치된다. 컨베이어가 기판을 이동할 시에, 솔더 페이스트(solder paste)는 기판에 도포된다. 커넥터를 포함하는 쓰루 호울 전자 부품은 통상적으로 대응하는 쓰루 호울 내에 배치된 핸드(hand)이고, 솔더 페이스트이 도포된다. 컨베이어는 이때, 커넥터를 기판에 납땜하는 솔더 페이스트를 가열하는 오븐을 통해 기판 및 커넥터를 운반한다. 이와 같은 프로세스는 일반적으로 "웨이브 납땜"으로 지칭된다. 전기 부품을 회로 기판에 부착하는 다른 공통 방법은 "표면 설치"로서 지칭된다. 표면 설치 시에, 랜드 영역은 또한 트레이스 내에 포함되지만, 회로 기판을 통하는 구멍이 필요치 않다. 표면 설치 커넥터의 경우에, 회로 기판 내의 쓰루 호울 내에 삽입될 수 있는 일부를 포함하는 각 핀보다는, 각 핀이 전기 도전성 "피트(feet)"를 포함할 것이다. 도전성 피트를 가진 표면 설치 커넥터는 회로 기판의 에지 위에 미끄러지며, 및/또는 그 에지에 볼트(bolt)될 수 있으며, 이 피트는 회로 기판상의 트레이스 내의 랜드 영역에 대응한다. 또한, 제조 시에, 표면 설치 커넥터는 또한 웨이브 납땜될 수 있다. 이들 커넥터 중 하나가 쓰루 호울 타입인지 또는 표면 설치 타입인지와 무관하게, 각 타입은 일단 회로 기판에 부착되면 공통 문제를 갖게 된다. 예컨대, 이들 커넥터에서 통상적으로 발견된 핀은 아주 미세하거나 작다. 하나의 커넥터를 다른 커넥터에 플러그(plug)할 시에 정렬의 어떤 편차는 결과적으로 이들 핀 중 하나 이상을 구부릴 수 있다. 이는 일반적으로, 제조 테스트 하에 제품의 불량, 또는 사용자 또는 소비자의 소유의 제품의 더욱 나쁜 불량을 유발시킨다. 커넥터의 핀이 구부려질 시에, 커넥터는 기판에서 제거되고, 새로운 커넥터가 장착되어야 한다. 이것은 시간 소비 및 곤란한 프로세스일 수 있다. 표면 설치 커넥터의 경우에, 각 도전성 피트는 한번에 한번 가열되어, 커넥터를 제거하도록 각각의 랜드 영역으로부터 떨어져 구부려져야 한다. 선택적으로, 모든 도전성 피트는 납땜을 다시 흐르게 하도록 동시에 가열되어, 커넥터가 기판에서 제거되도록 하여야 한다. 통상적으로, 열기 총(hot air gun)은 이와 같은 가열에 이용된다. 이것은 기판 및, 커넥터에 인접한 다른 부품을 상당한 량의 열에 쬔다. 무경험 수리 기술자의 손안의 열기 총은 결과적으로 기판을 파괴시키거나, 인접한 부품을 손상시킬 수 있다. 열기 총이 이용되지 않을 시에도, 표면 설치 커넥터의 교체는 상당한 량의 시간이 걸려, 숙련된 기술자를 필요로 한다. 쓰루 호울 커넥터의 경우에, 열기 총은 또한 일반적으로 이용되어야 한다. 쓰루 호울 커넥터는 통상적으로 제거를 위한 기판에 가해질 열이 표면 설치 커넥터보다 많이 필요로 한다. 다시 말하면, 이것은 제거하기를 곤란하게 하여, 미숙련 기술자가 기판 또는 주위 부품을 손상시킬 기회를 증대시킨다. 어떤 경우에, 핀의 큰 어레이를 가진 커넥터에 의해, 불가능하진 않지만, 모든 핀 상에 납땜을 동시에 다시 흐르게 할 수 없게 된다. 이와 같은 경우에, 기판은 스크랩(scrap)되어야 한다. 종래 기술의 커넥터 내의 고유의 다른 문제는, 핀 간의 기하학적 배치 및/또는 공간이 커넥터를 통해 각각의 회로 기판의 표면에 유지되지 않는다는 것이다. 예컨대, 이와 같은 커넥터 내의 핀은 일반적으로 쌍으로 이용되고, 한 쌍의 핀은 싱글 엔드형(single ended) 또는 차 데이터 및/또는 통신 신호를 반송한다. 쌍으로서 이용될 시에 핀 간의 기하학적 배치 및/또는 공간의 편차는 일반적으로 주파수의 변화에 의한 임피던스 변동을 생성시켜, 커넥터의 전기적 성능을 저하시키고, 및/또는 커넥터의 이용 가능한 주파수 범위를 제한한다. 또한, 이들 핀이 어레이로 배치되고, 핀의 쌍들이 일반적으로 핀의 다른 쌍들에 아주 근접해 있으므로, 쌍 및/또는 핀 간의 전자기 상호 작용이 있을 수 있고, 종종 있다. 이와 같은 상호 작용은 통상적으로 "크로스토크(crosstalk)"로 지칭된다. 이상적으로, 이들 핀은 전체가 일관된 간격을 이루고, 커넥터는 이들 쌍의 어떤 종류의 차폐물(shielding)을 제공하여 크로스토크를 방지한다. 이와 같은 커넥터는 차폐물을 제공하지 않거나, 일관된 간격이 가능하지 않다. 그래서, 종래 기술에서, 회로 기판과 각각의 모기판 간의 접속성을 개선할 필요가 있다. 특히, 고속 데이터 및 다른 통신 신호를 처리하는 기판과 함께 이용될 시에 이와 같은 커넥터에 따른 문제를 다룰 필요가 있다. 전기 부품을 회로 기판에 전기적으로 결합하는데 이용되는 다른 타입의 커넥터는 탄성 커넥터이다. 일반적으로, 탄성 커넥터는, 대향하는 제 1 및 2 면을 가진 탄성 중합체 물질로 구성된 몸체(body) 및, 제 1 면에서 제 2 면으로 통과되는 다수의 미세 도체를 포함한다. 탄성 커넥터는 회로 기판상의 랜드 영역과 이 부품상의 도전성 리드 간에 배치되어, 리드를 랜드 영역과 정렬할 수 있다. 그리고 나서, 압력을 커넥터에 가해, 탄성 중합체를 압착하여, 도체를 통해 한 면상의 회로 기판의 랜드 영역에서 다른 면상의 부품의 리드로 전기 접속을 제공한다. 이와 같은 탄성 커넥터의 사용에 대한 일례는, 액정 디스플레이(LCD) 스크린을 계산기 내의 회로 기판에 전기적으로 결합하는 것이다. 그러나, LCD 스크린과 회로 기판 간의 신호는 고주파 데이터/통신 신호가 아닌 저주파 디지털 신호이다. 그래서, 부품 또는 차폐물의 기하학적 배치에 대한 관심이 적다. 따라서, 탄성 커넥터는 본질적으로 종종 병렬 데이터 및/또는 전력 라인이다. 제조 테스트 시에 집적 회로 칩을 전기적으로 접촉시키고, 리본 케이블을 회로 기판에 결합하거나, 핀 그리드 어레이를 회로 기판에 결합하기 위해 측정 치구(test fixtures) 내에 탄성 물질을 사용하는 것과 같이 탄성 물질의 다른 사용이 있었다. 그러나, 이와 같이 사용될 시의 탄성 커넥터는 일반적으로 병렬 데이터 및/또는 전력 라인이다. 탄성 물질의 또 다른 사용은 커넥터 내의 밀봉 형태로, 데이터 케이블 내의 외부 도체에 의해 제공된 차폐물을 연장한다. 그래서, 탄성 커넥터는, 지금까지, 본질적으로, 전력 전달 또는 간단한 저주파 디지털 신호 전달 또는 차폐에 대한 것이다. 그래서, 이와 같은 커넥터는 특히, 고주파 신호의 전달, 예컨대, 2개의 회로 기판 간의 커넥터 조립체 내의 데이터 및/또는 통신 신호의 전달에는 적절치 않았다. 전기 회로 기판 간에 고주파 데이터 및/또는 통신 접속을 제공할 시의 종래 기술의 결점을 다루는 것이 바람직하다. 더욱이, 커넥터 내의 도체의 기하학적 배치 및 정렬을 유지하는 것이 바람직하다. 게다가, 고속 데이터 커넥터 조립체의 교체 및 내구성을 개선하는 것이 바람직하다. 또한, 어레이와 같은 콤팩트 배치에서 차폐되는 그런 다수의 접속을 제공하는 것이 바람직하다. 이들 목적 및 다른 목적은 아래에 설명되는 본 발명의 요약 및 본 발명의 실시예의 상세한 설명으로부터 더욱 쉽게 명백해질 것이다.