阅读说明：本技术 高频bga连接器 ([db:专利名称-en]) 是由 M·伦加拉詹 L·R·约翰逊 于 2018-04-27 设计创作，主要内容包括：利用在参考触头的安装端上有紧密间隔的焊料块通过焊料重流工艺进行表面安装的连接器。参考触头上的焊料块可熔合以增强屏蔽。信号和参考触头的安装端可定位成行,配置成使得参考触头的焊料块可屏蔽附接到相邻行中的信号触头的焊料块。信号触头的安装端可设置在连接器壳体的表面的囊穴中。在一些实施方式中,焊料球可熔合到信号触头的边缘,并且该边缘的长度延伸超过焊料球所熔合到的位置。边缘可延伸穿过囊穴的壁,以便在连接器的安装区域中设定期望的阻抗。([db:摘要-en])

高频BGA连接器

相关申请的交叉引用

本专利申请要求美国临时专利申请序列号62/491,996的优先权和权益，所述临时申请于2017年4月28日提交，名称为“High Frequency BGA Connector”，其全部内容通过引用结合于此。

背景技术

本申请总体上涉及用于互连电组件的互连系统，诸如包括电连接器的互连系统。

电连接器被用于许多电子系统中。一般更容易且更具成本效益的是将系统制造为分开的电组件，诸如一个或多个印刷电路板(“PCB”)，其可以与电连接器连接在一起。用于结合多个PCB的一种已知的布置是将一个PCB作为背板。其他PCB，被称为“子板”或“子卡”，可连接通过该背板。

一种已知的背板为可在其上安装有许多连接器的PCB。背板中的传导迹线可以电连接到连接器中的信号导体，使得在各连接器之间可路由信号。子卡在其上还可安装有连接器。可以将安装在子卡上的连接器***(plug in)安装在背板上的连接器中。这样，可以通过背板在各子卡之间路由信号。

电连接器设计已经适应于反映电子工业中的趋势。电子系统往往变得更小、更快、且功能更复杂。由于这些变化，近年来，电子系统给定区域中的电路数量以及电路操作的频率已显著增加。当前系统在各PCB之间传递更多的数据，并且需要与几年前的连接器相比在电子上能够以更高的速度处理更多的数据的电连接器。

电连接器一般包括电介质连接器壳体，其支撑多个电触头。例如，电连接器可构造成具有阵列电触头，所述阵列电触头具有熔合到触头的安装端的焊料球。安装端可以以列形式保持，形成球栅阵列(BGA)连接器。

在高密度、高速连接器中，电导体可能彼此很靠近以至于各邻近信号导体之间可能存在电干扰。为了减少干扰，以及再者提供理想的电子性能，经常将参考导体定位在各邻近信号导体之间。

发明内容

本公开的各方面涉及改进的高密度、高速互连系统。发明人已经认识并意识到用于配置连接器部件以改善用于高频信号的信号完整性的技术。这些技术可以一起使用、分开使用或以任何适当的组合使用。

相应地，一些实施方式涉及一种连接器，其配置为附接到电路板。连接器具有壳体，该壳体具有面向电路板的一表面。所述壳体可具有位于所述表面中的多个囊穴。连接器可具有由壳体保持的多个触头，所述多个触头中的每一个包括配合端，安装端，其与配合端相反并至少设置在所述多个囊穴中的相应一个内，以及中间部分，其在配合和安装端之间延伸。壳体的所述表面中的所述多个囊穴布置成多行。在每行内，囊穴的第一部分具有沿行方向距邻近囊穴第一距离的中心距，而囊穴的第二部分具有沿行方向距至少一个邻近囊穴第二距离的中心距。第二距离可以小于第一距离。

在一些实施方式中，可提供电组件。所述电组件可包括：印刷电路板，其包括一表面，多个接触垫设置在所述表面上，连接器，其包括多个触头，以及多个焊料块，所述多个焊料块中的每一个熔合到所述印刷电路板的接触垫和所述连接器的触头。所述多个焊料块可包括设置在沿行方向延伸的多个平行的行中的第一类型和第二类型。所述多个焊料块中的每一个具有垂直于所述印刷电路板的所述表面的高度、宽度和沿行方向的长度，所述长度是宽度的倍数。第一类型焊料块的长度可以小于第二类型焊料块的长度。

在另一方面，实施方式可涉及制造连接器的方法，所述连接器包括多个触头，所述多个触头中的每一个包括配合端，安装端，其与配合端相反，以及中间部分，其在配合和安装端之间延伸。所述方法可包括形成壳体，所述壳体包括多个囊穴，以将所述多个触头保持在一表面处。所述多个囊穴布置在多行中。在每行内，囊穴的第一部分可具有沿行方向距邻近囊穴第一距离的中心距，而囊穴的第二部分具有沿行方向距至少一个邻近囊穴第二距离的中心距。第二距离可以小于第一距离。在形成壳体之后，可以将多个焊料球定位在所述多个囊穴内。所述方法可以进一步包括加热所述多个焊料球，使得焊料熔化以形成附接到所述多个触头的安装端的多个焊料块。

前述内容是本发明的非限制性概述，本发明由所附权利要求限定。

附图说明

附图不旨在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或几乎相同的部件由相同的数字表示。为了清楚起见，并非每个部件都在每个附图中标记。在附图中：

图1是根据一些实施方式构造的电组件的透视图，包括安装在相应的第一和第二印刷电路板上的第一和第二电连接器；

图2A是根据一些实施方式的电连接器的透视图，示出配合接口；

图2B是图2A中的电连接器的平面图；

图3A是根据一些实施方式的插头电连接器的一组电触头的透视图；

图3B是图3A中的所述一组电触头的平面图；

图3C是图3A中的所述一组电触头的侧视图；

图4A是根据一些实施方式的插座电连接器的一组电触头的透视图；

图4B是图4A中的所述一组电触头的平面图；

图4C是图4A中的所述一组电触头的侧视图；

图5A是根据一些实施方式的插头电连接器的一组电触头的透视图，示意性地示出附接到触头安装端的焊料球；

图5B是图5A中的所述一组电触头的平面图；

图5C是根据一些实施方式的插头电连接器的一组电触头的透视图，示意性地示出附接到触头安装端的焊料块；

图5D是图5C中的所述一组电触头的平面图；

图6A是根据一些实施方式的插座电连接器的一组电触头的透视图，示意性地示出附接到触头安装端的焊料球；

图6B是图6A中的所述一组电触头的平面图；

图6C是根据一些实施方式的插座电连接器的一组电触头的透视图，示意性地示出附接到触头安装端的焊料块；

图6D是图6C中的所述一组电触头的平面图；

图7A是根据一些实施方式的安装到印刷电路板上的插头电连接器的局部切开的透视图；

图7B是图7A中的圆圈区域7B的放大透视图；

图8A是根据一些实施方式的电连接器的透视图，示出在附接到印刷电路板上之前的安装接口；

图8B是图8A中的圆圈区域8B的放大透视图；

图8C是图8A中的电连接器的平面图；

图9A是根据一些实施方式的电连接器的局部透视图，示出安装表面；

图9B是图9A的电连接器的局部平面图；

图9C是图9A中的圆圈区域9C的放大透视图；

图10A是根据一些实施方式的电连接器的透视图，示出具有熔融焊料块的安装接口；

图10B是图10A中的圆圈区域10B的放大透视图；

图11A是根据一些实施方式的印刷电路板的透视图，示出接触垫；

图11B是图11A中的圆圈区域11B的放大透视图；

图12A是反转了180度的图3A中的圆圈区域12A的放大透视图，示出电触头的安装端；

图12B-图12E是图12A中的圆圈区域12B的替代性实施方式的截面图，示出可替代的边缘轮廓的示例；

图13A-图13C是根据一些实施方式的制造在此描述的连接器的方法中的接续步骤的示意图。

具体实施方式

发明人已经认识并意识到连接器设计可以增加使用焊料球将连接器安装到电路组件(诸如印刷电路板)的操作频率。因此，连接器可具有很高的密度，并以高频操作，诸如高于40Gbps NRZ。在一些实施方式中，连接器可以56Gbps NRZ或更高频率操作。

可以使用一种或多种技术来减少信号串扰。在一些实施方式中，连接器可包括壳体，所述壳体配置成将焊料球的子集定位得足够近，使得在焊料球的重流时以附接其到连接器中的触头的安装端，或在连接器附接到电路组件时，这些子集将熔化或紧密间隔(closely spaced)，使得它们在连接器的安装接口中充当屏障。根据一些实施方式，所述子集可附接到定位在连接器内的宽触头的安装端，以用作参考导体。这样的配置可减少串扰，或提供其他期望的特性，特别是对于具有密集间隔(densely spaced)的信号导体的连接器。

一些实施方式可以涉及一种连接器，所述连接器包括两种类型的触头，其中第二类型触头与第一类型触头相比更宽。在一些实施方式中，第一类型触头可被设定为信号导体，而第二类型触头可被设定为参考导体。本领域中的普通技术人员可以根据信号和参考导体在连接器内的形状和位置来识别它们。第一类型触头的安装端可包括两个突起，其中第二突起与第一突起相比更宽。第二类型触头的安装端可包括至少四个突起。所述至少四个突起可具有相同的宽度。第一类型触头的第二突起可以与参考触头的邻近突起邻近并向其延伸。

在一些实施方式中，连接器壳体可包括一表面，所述表面配置为当将连接器安装到电路板时，所述表面面向电路板。所述壳体可包括位于所述表面中的多个囊穴。所述多个囊穴可布置成多行。在每行内，囊穴的第一部分可具有沿行方向距邻近囊穴第一距离的中心距，而囊穴的第二部分可具有距至少一个邻近囊穴第二距离的中心距，其中，第二距离小于第一距离。例如，接收信号导体的安装端的囊穴与接收参考导体的安装端的囊穴相比可以彼此间隔更大的距离。

在一些实施方式中，第一部分的囊穴可包括第一区域和第二区域。第二区域可包括从第一部分朝向第二部分中的邻近囊穴延伸的狭槽。每个第一部分囊穴可接收第一类型触头的安装端，而每个第二类型囊穴可接收第二类型触头的安装端的一部分。

在一些实施方式中，连接器可包括位于囊穴内并熔合到触头的安装端的焊料块。囊穴的第二部分内的焊料块可熔合到第二部分的至少一个邻近囊穴中的焊料块。

可替代地或附加地，对于成形为在其安装端处接收焊料球，可以实现更高的操作频率但具有比常规BGA型连接器更低的电感的触头。根据一些实施方式，安装端可包括由空间分开的第一和第二突起，其中第二突起与第一突起相比更宽。

根据一些实施方式，连接器可包括触头，所述触头成形为在其安装端处接收焊料球，使得提供更好的信号完整性。通过使安装接口的信号路径的阻抗更均匀，可导致信号完整性的提高。安装端可成形为支持焊剂引脚转移方法，以将焊料球附接到触头，与使用焊膏的方法相比，可在安装接口处为每个信号触头提供更小、更均匀量的传导材料。

较少量的传导材料可导致沿信号路径的较小阻抗不连续性，这倾向于恶化信号完整性。较小阻抗不连续性又可以使互连系统的其他部分可靠地设计为考虑安装接口的阻抗，使得可以通过补偿互连系统中其他部分的设计中的不连续性来减小任何阻抗不连续性的影响。

根据一些实施方式，安装端可具有焊料可润湿性边缘，其中结合边缘的表面具有非焊料可润湿性涂层。至少一些触头的安装端可包括突起，所述突起延伸入到形成在壳体的表面中的囊穴中，所述表面配置成用于安装抵靠电路组件。这些突起可具有焊料可润湿性边缘，这可有助于将焊料球附接到触头。可以通过施加焊剂，诸如通过使用焊剂引脚转移技术，将边缘制成焊料可润湿的。可替代地或附加地，可以通过将焊料可润湿性层涂覆到边缘，诸如铜、金、镍、镍-钒合金或任何其他合适材料的任意合适组合的层，将边缘制成焊料可润湿的。

在一些实施方式中，信号触头的安装端可成形为减轻变窄部分的影响，所述变窄部分是由成形为用于焊料球附接的端部导致的，这也可以引起可能影响性能的阻抗不连续性。至少一些触头的安装端处的突起的宽度可以不均匀，其中一个突起与另一个相比更宽。以这种方式加宽突起可以减小触头的安装端的电感，使得将触头的谐振频率增加到连接器的操作范围之外。在其中一些触头被设定为信号导体而一些触头被设定为参考导体的连接器中，不对称突起可以至少在信号导体上，并且信号导体上的较宽的突起朝向邻近接地延伸。

图1示出根据一些实施方式构造的电组件10。电组件10包括第一电连接器100、第一印刷电路板(PCB)101、第二电连接器200和第二PCB 201。

电连接器100可包括连接器壳体102、阵列电触头(未示出)、安装表面110和配合接口(未示出)。连接器壳体的至少一部分可以由任何合适的介电材料制成，诸如塑料，以便在各电触头之间提供电绝缘。另外，连接器壳体可包括传导或有损部分，在一些实施方式中，其可以在一些电触头之间提供传导或部分传导的路径。电触头可以由诸如金属的任何合适的电传导材料制成。连接器壳体可配置为支撑阵列电触头。在一些实施方式中，连接器壳体可被包覆模制到电触头上。可替代地，电触头可缝合到连接器壳体中，或者根据需要由连接器壳体支撑。

每个电触头可包括将安装端连接到配合端的中间部分。电触头可具有易熔元件，诸如焊料球108，被熔合到其安装端，使得电连接器100通过传导路径与印刷电路板(PCB)101电连通，所述传导路径从电触头穿过易熔元件到PCB表面上的接触垫。所述易熔元件可被重流，诸如通过常规的表面安装重流操作，以将易熔元件电气地和机械地固定到PCB表面上的传导垫。

连接器壳体102可具有位于安装表面110中的阵列囊穴106。连接器配置为对于附接到电路组件，安装表面面向电路组件，所述电路组件在所述示例中是第一PCB 101。每个囊穴的大小和位置可设置成至少部分地接收电触头的安装端和相应焊料块，在此示出为附接到电触头的安装端的焊料球108。在每行内，触头可以以重复模式布置，诸如信号-信号-接地模式、接地-信号-信号模式、或信号-接地-信号模式。触头也可以以重复的信号-信号-接地-接地模式、接地-信号-信号-接地模式、或信号-接地-信号-接地模式布置。阵列囊穴的每行也可以以相应的重复模式布置，以接收触头的安装端。

电连接器200可包括连接器壳体202、阵列电触头204、安装表面(未示出)和配合接口212。阵列电触头204可以与电连接器100的阵列电触头相同或不同地构造。阵列电触头204可具有易熔元件，诸如焊料块(未示出)，被熔合到其安装端，使得电触头200定位成通过传导路径与印刷电路板201电连通，所述传导路径从电触头通过焊料块到PCB表面上的接触垫。

连接器壳体202可具有位于安装接口中的阵列囊穴(未示出)。连接器配置为用于附接到电路组件，安装表面面向电路组件，所述电路组件在所述示例中是第二PCB 201。每个囊穴的大小和位置可设置成至少部分地接收电触头的安装端和附接到电触头的安装端的相应焊料块。

在一些实施方式中，电触头可包括第一类型触头204A和第二类型触头204B，其中第二类型沿平行于安装表面的方向与第一类型相比更宽。在一些实施方式中，第一类型触头可被设定为信号导体，并且第二类型触头可被设定为接地导体。每个接地触头的安装端与每个信号触头的安装端相比可占据更多的囊穴。在所示的实施方式中，每个信号触头的安装端被***到单个囊穴中，而每个接地触头具有多个安装端，这里是三个安装端，每个安装端有相应囊穴。应当理解，接地导体不需要连接到大地，而是成形为承载参考电势，其可包括大地、DC电压或其他合适的参考电势。所述“接地”或“参考”导体可具有与信号导体相比不同的形状，其配置为为高频信号提供合适的信号传输特性。本领域中的普通技术人员将基于信号和参考导体的形状和位置来识别它们。

在一些实施方式中，电连接器200配置为与电连接器100配合，使得与电连接器100电连通。在一些实施方式中，电连接器200可构造成与电连接器100基本相同。

图2A和图2B分别示出电连接器220的配合接口的透视图和平面图。电连接器220可包括布置在沿行方向延伸的多个行中的多个电触头224A、224B。

在一些实施方式中，电触头224A可传导信号，并且电触头224B可传导参考电势水平并且可以额外地屏蔽信号免受串扰。在每行内，触头224A可以成对布置，而触头224B位于各邻近对之间，使得参考触头通过将围绕一对信号触头的场约束在同一行中来成形电场，以避免在邻近行中引起串扰。另外，这种布置可防止不希望的沿行的信号传播。在一些实施方式中，在每行内，电触头可布置为成组电触头的重复模式。一组电触头可包括一个电触头224B定位在两个电触头224A之间。在所示的实施方式中，沿行方向，一个电触头224B的宽度大于一个电触头224A的宽度。

在安装端处，电触头224A可以与邻近电触头224A以距离226A间隔开，并且可以与邻近电触头224B以距离226B间隔开。在一些实施方式中，距离226A和226B可以基本相等。在另外的实施方式中，空间226B可大于或小于空间226A。对于中间部分和/或安装端的各触头之间的对应距离可以与距离226A、226B相同或不同。

多个电触头224A、224B可以布置成沿行方向延伸的至少两种类型的行。在一些实施方式中，第一类型行可以沿行方向与第二类型行偏移一定距离，使得每行中的参考触头224B可以沿行方向朝向邻近行中的信号触头224A偏移。偏移距离可以是各信号触头之间的中心距(center-to-center spacing)的一部分，描绘为距离226A，诸如中心距的10％和90％之间、20％和80％之间、25％和75％之间或所述范围内的任何值。可替代地，所述距离可以是信号到接地间隔的一部分，诸如由距离226B表示。所述一部分可以是例如15％和95％之间、25％和85％之间、30％和80％之间，或在这种范围内的任何值。在所示的实施方式中，五个第一类型行和五个第二类型行以可替代的模式布置。然而，电触头可以配置成任何数量的行和任何类型的行的任何模式。

发明人已经认识并意识到，电连接器的电触头的几何形状可改善电组件在高频处的信号完整性(SI)。例如，与传统设计(触头宽度缩窄以提供焊料球附件)相比提供位于安装端处更均匀的触头宽度的电触头，其安装端处的几何形状具有沿信号路径更均匀的电感，所述信号路径从连接器到连接器所附接的印刷电路板。电触头安装端的几何形状还可实现焊料球的精确定位，而减少对焊膏的需求，使得与常规的BGA型连接器相比，球附接的易熔材料更少。安装部分处的质量更小可减少沿连接器的信号路径的阻抗变化，并能实现更可重复的制造过程，特别是对于小焊料球，这可减少部件-部件之间的变化。

图3A到图3C示出根据一些实施方式的插头电连接器的一组电触头，其可以是一行的一部分。一组电触头可包括触头304A、作为触头304A的镜像版本的触头304B，以及位于触头304A和404B之间的触头304C。在一些实施方式中，电触头304A和304B可传导信号，并且电触头304C可传导参考电势。电触头304A、304B和304C可具有：从配合接口212可延伸出的相应的配合端302A、302B和302C，设置在安装表面110中囊穴106内的相应的相反的安装端308A、308B和308C，以及可在配合端和安装端之间延伸的相应的中间部分306A、306B和306C。

电触头304A的安装端可具有空间314，所述空间将第一和第二突起310A、310B间隔开。可以通过冲压触头的安装端或任何其他合适的方法来形成所述空间。第二突起的宽度d2可大于第一突起的宽度d1。在一些实施方式中，d2可以在20mil到60mil的范围中，而d1可以在5mil到40mil的范围中。在一些实施方式中，第二突起可以从与电触头304C邻近的中间部分306A突出。在所示的实施方式中，所述空间为矩形。此类空间增加电触头304A沿安装端处暴露的边缘的距离。根据一些实施方式，触头的部分，包括安装端，可涂覆有镍或其他防止氧化和/或不期望的焊料芯吸的金属。此类涂层可降低焊料粘附到触头的安装端的亲和力。不管是否使用这种涂层，安装端的边缘可以全部或部分地涂覆有焊剂，在重流操作期间所述焊剂促进焊料球与电触头304A的粘附。另外，所述空间为安装端提供一形状，所述形状趋于将焊料球保持在以所述空间的中心为中心的期望位置中。此外，所述空间增加触头的安装端的边缘的周长，其中焊料球熔合到触头。矩形空间可适当增加暴露的边缘的量。然而，不要求空间为矩形，并且在一些实施方式中，可以使用不同的形状，诸如三角形、燕尾形、半圆形、半椭圆形或任何其他合适的开口形状。

如图3A和图3B的示例性实施方式中所示，电触头304C的安装端可具有由空间间隔开的成对突起312。成对突起中的每一个可以距离d7彼此分开。成对突起可以与邻近对以距离d8分开。在一些实施方式中，d8可大于d7。在一些实施方式中，成对的各突起可具有不同的宽度。在一些实施方式中，电触头304C的安装端可包括至少四个突起。所述至少四个突起可具有相同的宽度。

在所示的实施方式中，电触头304A、304B和304C配置为插头触头。因此，配合端302A、302B和302C可限定厚度为t1的叶片。电触头304C的配合端的宽度d6与电触头304A的配合端的宽度d4相比可更大。在一些实施方式中，d6可以是d4的两倍或三倍。

电触头304A的中间部分的宽度d3可以基本上类似于电触头304A的配合端的宽度d4。在一些实施方式中，d4可大于d3。在一些实施方式中，d3可大于d4的80％，诸如在90％和100％之间，或者在这样的范围内的任何值。类似地，电触头304C的本体的宽度d5可以基本上类似于电触头304C的配合端的宽度d6。在一些实施方式中，d6可大于d5。在一些实施方式中，d5可大于d6的80％，在90％和100％之间，或者在这样的范围内的任何值。通过具有与中间部分、配合端和附接到配合端的焊料球相似的宽度，连接器的电性能可提高。

发明人已经认识并意识到，通过使突起的宽度不均匀，位于配合端处的边缘产生较大的接触表面。此外，位于配合端处的这种形状可减小电感，也因此影响发生谐振的频率并导致更高的Q因子。例如，在非限制性实施方式中，电连接器的操作频率增加到56GHz，使得连接器可以大于26GHz的频率操作。

图4A到图4C示出根据一些实施方式的插座电连接器的一组电触头，其可以是一行的一部分。一组电触头可包括触头404A、作为触头404A的镜像版本的触头404B，以及位于触头404A和404B之间的触头404C。在一些实施方式中，电触头404A和404B可传导信号，而电触头404C可传导参考电势。电触头404A、404B和404C可具有从配合接口212可延伸出的相应的配合端402A、402B和402C，设置在安装表面110中的囊穴106内的相应的相反的安装端408A、408B和408C，以及在配合端和安装端之间可延伸的相应的中间部分406A、406B和406C。

电触头404A的安装端可具有空间414，所述空间将第一和第二突起410A、410B分开。第二突起的宽度d42与第一突起的宽度d41相比可以更大。在一些实施方式中，d42可以在20mil到60mil的范围中，而d41可以在5mil到40mil的范围中。在一些实施方式中，第二突起可以从与电触头404C邻近的中间部分406A突出。在所示的实施方式中，所述空间为矩形。此类空间增加电触头404A沿安装端暴露的边缘的距离。根据一些实施方式，所述边缘可以涂覆有焊剂，在重流操作期间所述焊剂促进焊料球对电触头404A的粘附。另外，所述空间为安装端提供一形状，所述形状趋于将焊料球保持在以所述空间的中心为中心的期望位置中。矩形空间可适当增加暴露的边缘的量。然而，不要求空间为矩形，并且在一些实施方式中，可以使用不同的形状，诸如三角形、燕尾形、半圆形、半椭圆形或任何其他合适的开口形状。

电触头404C的安装端可具有由空间分开的成对突起412。成对突起中的每一个突起可以以距离d47彼此分开。成对突起可以与邻近对以距离d48分开。在一些实施方式中，d48可大于d47。在一些实施方式中，成对突起可具有不同的宽度。在一些实施方式中，电触头404C的安装端可包括至少四个突起。所述至少四个突起可具有相同的宽度。

在所示的实施方式中，如在美国专利号6,042,389(所述美国专利在此全文引用作为参考)中描述的，电触头404A、404B和404C配置为插座触头。配合端402A、402B和402C中的每一个可包括至少一对悬臂式弹簧臂416A和416B，其分别从相应的中间部分延伸出。每个弹簧臂416A、416B可以由相应的中间部分可恢复地支撑并可以从相应的中间部分延伸出到相应的自由的远侧末端416。

电触头404C的中间部分的宽度d45与电触头404A的本体的宽度d43相比可更大。在一些实施方式中，d45可以是d43的两倍或三倍。

发明人已经认识并意识到，有意识地将焊料球定位得足够近使得它们在加热到高于其熔化温度时桥接在一起，将会产生细长的焊料块或屏蔽，这与单独的焊料球形成的屏蔽相比更有效地降低信号串扰。

图5A-5B示出插头电连接器的一组电触头504A、504B，示意性地示出附接到安装端的焊料球502A、502B。在一些实施方式中，焊料球的直径可以在4mil到30mil、10mil到25mil的范围中，或这些范围内的任何值。焊料球可以由下列制成：铅、锡、铜、银、铋、铟、锌、锑、其他金属的迹线及其任意组合。电触头可以向下镀金到插头叶片506。因此，所述金区域非常靠近带有焊料球的末端。如果焊料球碰到金，它将芯吸。为了防止焊锡球芯吸，电触头可在其安装端镀镍，所述安装端包括突起510A、510B和512。然而，在一些实施方式中，所使用的涂层可能是对于焊料非可润湿的。然而，由于涂层(诸如焊剂)的缘故，触头的安装端的空间的边缘514可以是焊料可润湿的。结合空间的边缘的表面可具有非焊料可润湿性涂层。因此，焊料球可以精确地定位在空间附近。

在一些实施方式中，一种制造连接器的方法，所述连接器包括由壳体保持的多个触头504A、504B，所述壳体包括在一表面中的多个囊穴，其中，所述连接器配置为附接到电路组件并且所述表面面向电路组件，所述方法可包括：1)将焊剂施加到触头的边缘；2)定位多个焊料球邻近触头的边缘；3)加热所述多个焊料球，使得焊料熔化以形成附接到所述多个触头的安装端的焊料块。所述制造方法的示意性示例在图13A-13C中示出。

在一些实施方式中，在加热步骤期间，信号焊料球502A可保持彼此断开连接并与参考焊料球502B断开连接并形成焊料块508A(图5C-D)。在一些实施方式中，在加热步骤期间，参考焊料球502B也可以保持彼此断开连接并且与信号焊料球502A断开连接。在其他实施方式中，在加热步骤期间，参考焊料球502B可与至少一个邻近参考焊料球熔合并形成焊料块508B(图5C-D)。焊料块508A、508B中的每一个具有高度、宽度和长度。焊料块可以为细长的，使得长度是宽度的倍数(多倍)。在一些实施方式中，焊料块508A的长度小于焊料块508B的长度。在一些实施方式中，焊料块508B的每一个可具有与多个焊料块508A的组合块相等的体积和/或质量。术语“相等”是指在制造过程中预期的变化内，诸如在+/-10％、+/-5％之内或所述范围内的任何值。

图6A-B示出插座电连接器的一组电触头，示意性地示出附接到安装端的焊料球602A、602B。图6C-D示出插座电连接器的一组电触头，示意性地示出附接到安装端的焊料块608A、608B。图6A-D和图5A-D之间的不同之处在于，图6A-D中的电触头配置为插座类型，而图5A-D中的电触头配置为插头类型。图5A-D和图6A-6D中触头的安装端可以相同。可以使用类似的过程将焊料球602A和602B附接到安装端并形成焊料块608A和608B。为了简洁起见，这里不再重复描述。

图7A-B示出通过将插头电连接器700(示出为部分切开)通过焊料块安装到PCB701而形成的电组件的透视图。在一些实施方式中，连接器700可构造为与连接器100或200基本相同。在一些实施方式中，连接器700可包括与图3A-C、图4A-C、图5A-D和图6A-D中的至少一个所示的成组触头基本上相同的成组触头。

形成电组件的方法可包括：1)将多个触头704A和704B***壳体702中，使得所述多个触头的安装端设置在壳体的安装表面中的相应囊穴中；2)将焊剂施加到触头的边缘；3)定位多个焊料球邻近触头的边缘；4)加热所述多个焊料球，使得焊料熔化以形成附接到所述多个触头的安装端的焊料块；5)将焊料块定位成面对PCB 701的表面703上的接触垫并与之对齐；以及6)加热焊料块，使得焊料熔化以形成附接到接触垫的焊料块708A和708B，使得形成从信号触头704A通过焊料块708A到接触垫的传导路径，所述接触垫连接到PCB中的信号迹线，以及形成从参考触头704B通过焊料块708B到接触垫的传导路径，所述接触垫连接到PCB中的参考平面。图11A-B示出印刷电路板的透视图，其示出PCB表面上的接触垫。

图8A-8C示出电连接器800的透视图，其包括连接器壳体802、由壳体保持的阵列电触头(未示出)、附接到相应的触头的安装端的焊料块808A-C、配合接口(未示出)和安装表面810。在一些实施方式中，连接器800可包括如图7A-B中示出的触头，或者包括图3A-3C、图4A-4C、图5A-5D和图6A-6D中的至少一个中示出的成组触头。

连接器壳体802可具有位于安装表面810中的阵列囊穴806。每个囊穴的大小和位置可设置成暴露电触头的安装端，并至少部分地接收触头的安装端和附接到电触头的安装端的相应焊料块。阵列囊穴806可布置在沿行方向延伸的至少两行中。在所示的实施方式中，电触头布置成10行，每行33个触头，其中一些配置为信号触头，并且其中一些配置为接地触头。在所示的实施方式中，在每行内，触头布置为具有附接的焊料块808A的信号触头对位于具有附接的焊料块808B的邻近接地触头之间。每行的端部可具有单个接地触头，所述单个接地触头具有附接的焊料块808C。信号触头对可配置为承载高速差分信号。位于行的端部处的单个接地触头可用于任何合适的目的，诸如用于低速控制信号。然而，囊穴可配置成任意数量的行和列。

囊穴可沿行方向相对于邻近行中相应囊穴以距离s1偏移。在一些实施方式中，s1可以在0.5mm到1.5mm的范围内，诸如1.2mm，或所述范围内的任何其他值。所述偏移将参考触头808B1-808B3的安装端定位在第一行r1中，使得它们可以在第一行的任一侧的行r2和r3中的成对信号导体p1和p2的安装端之间提供屏蔽。通过使参考触头的安装端相互靠近，可以加强屏蔽效果。在一些实施方式中，参考触头的焊料球间隔很近，使得它们熔合成一个整体的焊料块以提供更有效的屏蔽，例如，图5C中的508B或图6C中的608B。然而，在所示的实施方式中，所述间隔在图8B中表示为s4。发明人惊奇地发现，尽管连接器800和安装有连接器的基板之间的间隔相对小，但是焊料球在参考触头上的该定位实质上改善连接器的性能。

在一些实施方式中，囊穴806A可接收信号触头224A，而囊穴806B可接收参考触头224B。囊穴806A的中心可以与邻近囊穴806A的中心以距离s5隔离，并可以与邻近囊穴806B的中心以距离s2隔离；囊穴806B的中心可以与邻近囊穴806B的中心以距离s3隔离。在一些实施方式中，s2可以在0.5mm到1.5mm的范围内，优选地为1.15mm，或所述范围内的任何值；s3可以在0.5mm到1.5mm的范围内，优选地为1.12mm，或所述范围内的任何值；以及s5可以在0.5mm到2mm的范围内，优选地为1.2mm，或所述范围内的任何值。

行中囊穴可布置为成组囊穴806A、806B(对应于它们接收的成组电触头)的重复模式。在所示的实施方式中，一组囊穴包括：由沿行方向对齐的三个囊穴806B分开两个囊穴806A。当焊料球被加热到其熔化温度以上时，诸如当较冷的焊料球熔化到触头的安装端时，由806A保持的焊料球可以与邻近焊料球保持断开连接，而由囊穴806B保持的焊料球可以组合由囊穴806B保持的邻近焊料球并形成细长的焊料块或屏蔽，诸如708B。然而，可定位在一起的囊穴806B的数量不限于三个，例如，两个或四个囊穴806B可连续地定位在一起。

发明人已经认识并意识到，囊穴的几何形状有助于将焊料块保持在期望的区域内。在图8C的示例中，囊穴为钻石形，其对角线与行方向对齐。尽管焊料块可以沿垂直于安装表面的方向，沿行方向，从囊穴延伸，但是所述焊料块基本上在囊穴的周边内。然而，所述囊穴可具有不同的形状，诸如菱形、椭圆形、圆形、正方形、矩形等。在示出的实施方式中，所有囊穴具有相同的形状大小，但是其他实施方式也是可能的。

图9A-9C示出电连接器900的局部透视图。所述连接器可包括具有表面903的连接器壳体902、由壳体保持的多个电触头904A、904B和附接到触头的安装端的多个焊料球908。连接器壳体902可包括位于表面903中的阵列囊穴906和926。连接器配置为附接到电路组件并且所述表面903面向电路组件。

囊穴926中的每一个可包括底板918，所述底板由壁916围绕，所述壁沿垂直于表面903的方向具有第一高度h1。各囊穴906中的每一个可以进一步包括第一区域906A和第二区域/狭槽906B，所述第二区域/狭槽从第一区域906A朝向邻近囊穴926延伸。囊穴906的第一区域906A可配置为类似于囊穴926。在示例中，第一区域906a和囊穴926为钻石形，其对角线与行方向对齐。然而，它们可具有不同的形状，诸如菱形、椭圆形、圆形、正方形、矩形等。

每个囊穴的大小和位置可设置成至少部分地接收电触头904A或904B的安装端。焊料球908可延伸入到相应囊穴中并熔合到囊穴内的安装端。电触头的安装端可包括空间914，所述空间沿平行于表面903的方向分开第一和第二突起910A和910B。所述空间沿垂直于表面903的方向以第二距离h2设置在囊穴的底板918上方。在一些实施方式中，第二高度可以小于第一高度。在一些实施方式中，第一和第二突起中的至少一个沿垂直于连接器壳体的安装表面的方向延伸超过相应囊穴的壁。例如，在所示的实施方式中，沿平行于表面903的方向，突起910B与突起910A相比更宽并延伸超过囊穴的壁916。

在一些实施方式中，囊穴906可以被设定为接收触头904A，其可传导信号并可布置为差分对920。囊穴926可以被设定为接收触头904B，其可传导参考电势并位于邻近信号对之间。触头904A的突起可延伸超过相应囊穴的壁并朝向同一行内的触头904B的邻近突起延伸。

图10A-10B示出电连接器1000的透视图，示出根据一些实施方式的由连接器壳体1002的安装表面1010中的囊穴1006A、1006B接收的焊料块1004A、1004B。图10A-B和图8A-C之间的差异在于，当加热焊料球时，由囊穴1006B接收的焊料球熔合邻近囊穴1006B中的焊料球并形成细长的焊料块1004B，使得焊料熔化以形成附接到触头的安装端的焊料块。

每个焊料块1004A或1004B可具有垂直于安装表面1010的高度、宽度以及沿行方向的长度，所述长度可以是宽度的倍数。焊料块1004A的长度可以小于焊料块1004B的长度。单个焊料块1004A的质量可以与单独焊料球的质量相等。单独焊料块1004A可以被囊穴1006A接收。单独焊料块1004B的质量可以与至少两个焊料球的组合质量相等。焊料块1004B可以被至少两个囊穴1006B接收。在所示的实施方式中，焊料块1004B的质量与三个焊料球的组合质量相等。并且单独焊料块1004B被三个囊穴1006B接收。在一些实施方式中，焊料块1004A可附接到信号触头，而焊料块1004B可附接到参考触头。

囊穴1006A、1006B可布置成多行。在每行内，囊穴1006A可具有沿行方向距邻近囊穴以第一距离的中心距，而囊穴1006B可具有沿行方向距至少一个邻近囊穴1006B第二距离的中心距。所述第二距离可以小于第一距离。在一些实施方式中，囊穴1006A可保持信号触头，而囊穴1006B可保持参考触头。

图11A-11B示出印刷电路板(PCB)1001的透视图。根据本文所述的一些实施方式，PCB 1001可具有用于连接器的表面安装的表面垫。所述PCB可形成为由电介质片材的堆叠制造的多层组件。一些或所有电介质片材可以在一个或两个表面上具有传导膜。一些传导膜可以被图案化(patterned)，使用光刻或激光印刷技术，以形成用于在电路板、电路和/或电路元件之间进行互连的传导迹线。其他传导膜可以基本上保持原样(intact)，并且可以用作提供参考电势的接地平面或电源平面。可以将堆叠的电介质片材形成为整体板结构，诸如通过以压力将电介质片材压在一起。

PCB可以在表面1103上包括接触垫1104A和1104B。每个接触垫的大小和位置可以对应于要安装到PCB的连接器的焊料块。所述接触垫可以布置成行。在每行内，接触垫可布置成重复的信号-信号-接地模式、接地-信号-信号模式或信号-接地-信号模式。接触垫还可布置成重复的信号-信号-接地-接地模式、接地-信号-信号-接地模式或信号-接地-信号-接地模式。在一些实施方式中，接触垫1104A可连接到信号迹线，并且接触垫1104B可连接到参考平面。接触垫1104B与接触垫1104A相比可以更宽。每行内的接触垫可以相对于邻近行中相应接触垫偏移，使得每行中的接触垫1104B沿行方向朝向邻近行中的接触垫1104A偏移。

图12A是图3A中的圆圈区域12A反转180度的放大透视图，示出电触头的安装端1200。在所示的实施方式中，安装端可成形为有助于制造过程，所述制造过程以一种或多种方式提供连接器的改进的电性能，包括减少安装接口处的阻抗不连续性或减少由于焊料球错位造成的制造缺陷。这样的结果可以通过一安装端来实现，所述安装端具有支持焊剂转移过程的边缘轮廓，避免在囊穴中使用焊膏的过程的可变性和阻抗降低效应。所述轮廓可被创造以提供相对于触头的宽度相对较大的边缘长度。通过使所述轮廓的中央部分低于侧面部分，可实现焊料球的定位，使得所述焊料球由降低的部分定位。在示例中，所述降低的部分可以由安装端的侧面处的突起之间的空间创造。

在所示的实施方式中，安装端1200包括分开突起1210A和1210B的空间1214。触头的安装端的边缘1202可以通过表面1204结合。在图12A的实施方式中，在安装端的侧向部分处的突起以及其之间的空间也大致为矩形。然而，在重流时，定位在突起1210A和1210B之间的焊料球可粘附到安装端的边缘，中心设置在1210A和1210B之间。

在图12A的实施方式中，突起从安装端的最侧向部分向后缩进。在替代实施方式中，可能没有缩进。图12B是图12A中的圆圈区域12B的截面图，示出1206的非限制性替代轮廓。安装端可包括沿平行于本文所述的连接器的安装表面的方向的宽度W1。边缘1202可跨越宽度W1，但具有沿边缘的长度L1。由于边缘的轮廓，L1与W1相比可以更长。边缘1202可以涂覆有焊料可润湿性层。表面1204可具有非焊料可润湿性涂层。因此，将要安装到安装端的焊料球可以由安装端成形并优选地粘附到所述安装端。

图12C-12E示出边缘1202的替代边缘轮廓1208、1212和1216。可以看出，所述边缘轮廓可以为三角形、半圆形、或可具有增加暴露边缘的长度的其他合适形状。这些轮廓可以是对称的，但不要求是对称的。

图13A-13C示出根据一些实施方式的制造本文所述的连接器的方法。示出连接器的阵列触头中的一个电触头1316。短划线1322示出连接器的安装表面中的囊穴的示例性几何形状，其中可以布置触头的安装端1320。所述方法可包括：

步骤1302：使用引脚转移1310，将焊剂1308施加到触头1316的边缘1314；

步骤1304：将焊料球1312定位邻近触头的边缘；以及

步骤1306：加热多个焊料球，使得焊料熔化以形成焊料块1318，其附接到触头的安装端1320。

如在图13C中可以看到的，一旦焊料球重流，则其优选地粘附到施加焊剂的位置，在所述示例中这导致焊料块优选地粘附到触头的边缘。在所示的实施方式中，所述焊料球可以在限定触头的安装端的突起之间的空间内居中。

重要的是，由于不需要焊膏来附接焊料球，因此可以减少囊穴中的易熔材料的质量，使得减小电容，并因此增加连接器的安装界面处的阻抗。这样的配置可减少信号路径中的阻抗不连续，这可改善连接器性能。另外，由于焊膏的体积与焊料球的体积相比更难控制，因此不使用焊膏而直接将焊料球附接到边缘，例如，可以使触头之间或连接器之间更加均匀。这样的均匀性可改善连接系统的电性能。均匀性还可促进焊料块的共面性，这在将连接器安装到印刷电路板上时可提高与印刷电路板的连接的机械鲁棒性。

尽管以上描述了电触头和壳体的特定配置的细节，但是应当理解，这些细节仅出于说明的目的而提供，因为本文公开的概念能够以其他方式实现。在这方面，本文描述的各种连接器设计可以以任何合适的组合来使用，因为本公开的方面不限于附图中所示的特定组合。

至此已经描述了几个实施方式，应当理解，本领域中的技术人员可以容易地想到各种改变、修改和改进。这样的改变、修改和改进意图在本发明的精神和范围内。相应地，前面的描述和附图仅作为示例。

本文描述高速连接器。可以使用已知的测量技术来确定连接器的速度，通过所述测量技术，以最高操作频率的连接器在所需极限内表现出电特性。感兴趣的频率范围可以取决于使用此类连接器的系统的操作参数，但一般具有在约15GHz和60GHz之间的上限，诸如25GHz、30GHz或40GHz，尽管在一些应用中更高的频率或较低的频率可能是令人感兴趣的。一些连接器设计可具有仅涵盖所述范围一部分的感兴趣的频率范围，诸如1到10GHz或3到15GHz或5到35GHz。

可以基于可以以可接受的信号完整性通过互连的频率范围，确定互连系统的操作频率范围。可以根据许多标准来测量信号完整性，这些标准取决于设计互连系统的应用。这些标准中的一些可能与沿单端信号路径、差分信号路径、中空波导或任何其他类型的信号路径的信号传播有关。这种标准的两个示例是沿信号路径的信号衰减或从信号路径的信号反射。

其他标准可以涉及多个区别信号路径的相互作用。这样的标准可包括，例如，近端串扰，其限定为在互连系统的一端处的一个信号路径上注入的信号的一部分，所述部分在互连系统的同一端的任何其他信号路径上是可测量的。另一个这样的标准可以是远端串扰，其限定为在互连系统的一端处的一个信号路径上注入的信号的一部分，所述部分在互连系统的另一端上的任何其他信号路径上是可测量的。

作为具体示例，可能需要信号路径衰减不大于3dB功率损耗，反射功率比不大于-20dB，以及单独信号路径对信号路径的串扰贡献不大于-50dB。因为这些特性与频率有关，所以互连系统的操作范围限定为满足特定标准的频率范围。

本文描述电连接器的设计，其提高高频信号的信号完整性，诸如在GHz范围中的频率，包括上至约25GHz或上至约40GHz、上至约50GHz或上至约60GHz或上至约75GHz或更高，同时保持高密度，诸如邻近配合触头之间的空间为3mm或更小，例如包括一栏中各邻近触头之间的中心距为1mm和2.5mm之间或2mm和2.5mm之间。尽管不要求连接器中所有配合触头之间的间隔相同，但是配合触头部分的栏之间的间隔可以相似。然而，应当理解，如本文所述的连接器可以配置为满足其他要求。

此外，尽管参照具有夹层构造的连接器，示出和描述了许多发明性方面，但是应当理解，正如任何发明性概念，本发明的方面不限于此，无论是单独的还是结合一个或多个其他发明性概念，可以用于其他类型的电连接器，诸如直角连接器、电缆连接器、堆叠连接器、I/O连接器、芯片插座等。

本公开不限于在前面的描述和/或附图中阐述的构造细节或部件的布置。仅出于说明的目的而提供各种实施方式，并且本文所描述的概念能够以其他方式来实践或执行。另外，本文所使用的措词和术语是出于描述的目的，而不应被视为限制。本文中“包括”、“包含”、“具有”、“含有”或“涉及”及其变体的使用意在涵盖其后列出的项目(或其等同物)和/或作为附加的项目。

此外，应当理解，某些尺寸，被称为“相等”，不必精确地相同。制造容差和所构建系统的精度会影响本领域中的技术人员如何认为“相等”。然而，+/-10％以内的差异一般被视为相等。