具体实施方式

本发明的某些方面和特征涉及一种用于扩充插座的连接销，该连接销经处理以改善用于高速应用的信号(例如，降低噪音)。可以将多个连接销焊接到电路板上，从电路板上向远端延伸，并容纳在扩充卡插槽的壳体内。将扩充卡插入插槽时，扩充卡上的接垫可在连接销的接触区域与连接销进行电性接触。如本发明所公开的连接销可以被处理为具有导电镀层，该导电镀层覆盖至少在接触区域与电路板之间延伸的连接销的近端区域。然而，位于接触区域的远端的远端区域可以没有导电镀层，例如被高电阻材料覆盖。因此，通过连接销的电信号将倾向于通过导电镀层而不是沿着销的远端区域。因此，可以避免信号反射以及其他伪像和噪音。

扩充插座可用于任何合适的电路板上，例如印刷电路板(PCB)，例如计算机母板。通常，母板会具有多个扩充插座以容纳扩充卡。一种常见的扩充插座类型是用于PCIe接口的扩充插座，也称为PCIe插槽。这样的插槽可以在其中包括多个相对的连接销，这些连接销被设计为容纳PCIe扩充卡。PCIe扩充卡在卡的正面和背面均包括位于卡边缘处或附近的多个接触垫。因此，当将扩充卡插入相应的插槽中时，相对的连接销在连接销的接触区域处被压靠在扩充卡的接触垫上。本发明的某些方面可能特别适合与诸如PCIe接口的高速接口一起使用。然而，本发明的某些方面对于其他类型的接口可以是有用的。

在某些情况下，连接销的长度大于从电路板到接触区域的距离。在一些情况下，连接销位于接触区域的远端的那部分可以用于机械上和/或结构上的帮助以将连接销固定在插座的壳体内。例如，在某些情况下，插座的壳体可以包括小的凹口或开口，连接销的远端可以通过这些凹口或开口，因而提高机械稳定性。例如，对连接销的侧向弯曲或冲击可能会趋于沿着扩充插座的长度在横向方向上推动连接销，否则，如果连接销的远端不在壳体的凹槽或开口内部，则可能导致损坏或未对准，以帮助抵消这种横向弯曲或冲击。另外，可能难以制造具有不比接触区域延伸得更远的远端的插座。因此，可能期望制造具有与接触区域间隔开的远端的连接销。连接销从接触区域延伸到远端的该部分可以被称为短柱(stub)。

在正常操作中，电信号通过连接销传送，该连接销连接到电路板的近端和电连接到扩充卡的接触区域之间。尽管如此，电信号仍会继续沿着连接销的短柱传播，这可能会导致干扰、噪音和其他不良信号问题，因而降低有效信号幅度。

通常，连接销由金属制成。连接销可以由廉价且机械坚固的金属制成，例如铜，但是也可以使用其他金属。为了在扩充卡和电路板之间实现牢固的电气连接和强大的信号强度，在连接插销上镀上高导电性的金属，例如金或银。在某些情况下，该导电镀层可由具有比金属芯更高的导电性的其他材料(例如，金属)制成。因此，每个连接销包括金属芯和导电镀层。在使用中，电信号主要通过围绕金属芯的导电镀层，而不是通过金属芯。

本发明的某些方面涉及以通过以下方式制造和/或处理连接销的方式：通过创建没有导电镀层的远端区域来减少通过短线的电信号的量。因此，连接销可以包括金属芯，延伸至分隔线的导电镀层以及没有从分隔线向连接销的远端延伸的导电镀层的远端区域。在某些情况下，没有导电镀层的远端区域一直延伸到连接销的远端，但是并非总是如此。例如，远端区域可以是没有导电镀层的远端带(distal band)，而且连接销的远端仍镀有导电镀层。

在某些情况下，可以用具有高介电损耗的材料涂覆、电镀或覆盖远端区域。在一些情况下，可以用介电损耗角正切等于或大于0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12或0.13(例如大于0.1)的材料涂覆、电镀或覆盖远端区域。例如，有机硅树脂复合材料可用于涂覆(例如通过涂漆)、电镀或以其他方式覆盖连接销的短柱的一部分。在一些情况下，远端区域可以涂覆、电镀或以其他方式覆盖有电阻材料，例如高电阻材料或具有比导电镀层和/或金属芯更高的电阻的任何其他材料。

在一些情况下，可以在电镀连接销的其余部分之前涂覆、电镀或以其他方式覆盖远端区域，因而导致连接销在近端区域具有导电镀层，但是在连接区域没有导电镀层。在某些情况下，远端区域的这种涂层、镀层或覆盖物可以是临时的(例如，在电镀连接销的其余部分之后可移除)或永久的。

在一些情况下，可以通过处理或以其他方式修改已经电镀的连接销以从远端区域去除导电镀层来建立远端区域。这种处理可以包括机械地去除导电镀层(例如，通过研磨、打磨或抛光)、化学去除导电镀层或其他方式。

因此，本发明的某些方面建立了一种具有短柱的连接销，该短柱具有高信号损耗特性。因此，由短柱引起的反射信号的幅度低于标准连接销的幅度。因此，尤其是在高频范围(例如，在20GHz或更高)下，包括如本发明所公开的连接销的扩充插座可提供更强和更强大的信号。

这些说明性示例以向读者介绍这里讨论的一般主题，并且无意于限制所公开概念的范围。以下各节参考附图描述各种附加特征和示例，其中相似的数字表示相似的元件。方向性描述用于描述说明性实施例，但是，与说明性实施例一样，不应用于限制本发明。本发明附图中包含的元件可能未按比例绘制。此外，在本发明中可以使用诸如“大约”，“几乎”，“基本上”，“大致上”等的近似词来表示“在…处”，“在…附近”或“在…附近”，例如，在“在可接受的制造公差之内”或“在3～5％之内”或其逻辑组合等。

图1是根据本发明的某些方面的具有扩充卡插槽104的计算系统100的示意性侧视图。计算系统100可以是任何合适的计算系统，例如家用计算机、服务器或任何其他合适的计算系统。计算系统100可以包括一个或多个扩充卡插槽104。在一些情况下，一个或多个这样的扩充卡插槽104可以用作诸如PCIe接口之类的接口的一部分，尽管可以使用其他接口。

扩充卡插槽104可以耦接到电路板102。电路板102可以是任何合适的电路板，例如印刷电路板(PCB)、计算机母板或任何其他合适的电路板。扩充卡插槽104可以包括壳体和内部连接销，例如本发明中进一步详细公开的连接销。可以通过任何适当的技术将壳体机械地固定到电路板102。内部连接销可以通过任何合适的技术(例如，焊接)电耦接至电路板102。

扩充卡插槽104的尺寸可设置为容纳相应的扩充卡106。如图1所示，扩充卡106可以沿从图的顶部到图的底部的向下方向(例如，垂直于电路板102的方向)插入到扩充卡插槽104中。但是，在某些情况下，扩充卡插槽104可以配置为在其他方向上接收扩充卡106，例如在平行于电路板102的方向上。

通过将扩充卡106插入扩充卡插槽104中所建立的连接，可以建立电连接以在扩充卡106上的元件134与电路板102上的元件132之间发送电信号。例如，高速(例如，高频)电信号可以经由扩充卡插槽104的连接销在元件132(例如，中央处理单元)和元件134(例如，图形处理单元)之间传递。

图2是根据本发明的某些方面的具有扩充卡插槽204的系统200的剖视图。系统200可以包括耦接到电路板202的扩充卡插槽204。系统200可以是图1的计算系统100。

扩充卡插槽204可以包括壳体208包含多个连接销210。可以将多个连接销210设置成相对的行，但是可以使用其他设置。每个连接销210可包括近端216和远端212。近端216可诸如经由焊接电耦接至电路板202。远端212可以远离电路板202延伸。在近端216和远端212之间，连接销210可以被成形(例如弯曲)以建立当将扩充卡206插入扩充卡插槽204时，用于与扩展件的接触垫电性接触的接触区域。扩充卡206可以在扩充卡206的正面和背面(例如图2所示左侧和右侧)上分别具有多个接触垫。图2)。如图2所示，连接销210的接触区域可以在接触线220处和/或周围。接触线220可以是接触区域的中心线。接触区域可以延伸超过接触线220若干毫米(mm)(例如，大约为0.05毫米、0.1毫米、0.15毫米、0.2毫米、0.25毫米、0.3毫米、0.35毫米、0.4毫米、0.45毫米、0.5毫米、0.55毫米、0.6毫米、0.65毫米、0.7毫米、0.75毫米、0.8毫米、0.85毫米、0.9毫米、0.95毫米、1毫米、1.05毫米、1.1毫米、1.15毫米、1.2毫米、1.25毫米、1.3毫米、1.35毫米、1.4毫米、1.45毫米、1.5毫米、1.55毫米、1.6毫米、1.65毫米、1.7毫米、1.75毫米、1.8毫米、1.85毫米、1.9毫米、1.95毫米和/或2毫米)。

连接销210可以包括近端区域218和远端区域214。近端区域218可以从电路板202和/或近端216向上延伸通过接触区域。连接销210的近端区域218镀有导电镀层，该导电镀层可以是任何合适的镀层材料，例如金或银。远端区域214可以不具有导电镀层，该导电镀层可以包括在其上不具有、基本上不具有或非常少的导电镀层。远端区域214可以用高介电损耗材料覆盖(例如，涂覆、涂漆或电镀)，如本发明中进一步详细描述的。

图3是根据本发明的某些方面的扩充卡插槽的连接销310的示意性侧视图。连接销310可以是图2的连接销210。连接销310可以包括近端316和远端312。近端316可以经由电路板中的电路导线电耦接到电路板的元件332，例如高频元件。连接销310可以包括位于近端316和远端312之间的接触区域320。接触区域320是当扩充卡被插入(例如，完全插入)到扩充卡插槽(例如，图2的插槽204)中时连接销310与扩充卡电性接触的区域。连接销310被安装于扩充卡插槽中。接触区域320可以是线性的、或者可以具有厚度，例如以上参考图2所描述的。

连接销310的近端区域317可以镀在诸如金或银的导电镀层中。近端区域317从电路板和/或近端316延伸到分隔位置326(例如，分隔线)。分隔位置326可位于接触区域320内、在接触区域320处或远端，尽管其通常位于接触区域320的远端。

在操作期间，可以通过连接销310在电路板的元件332和扩充卡的元件334之间交换电信号。具体地说，电信号可以通过近端区域317的导电镀层。可以将近端区域317的导电镀层焊接到电路板的接触垫或电路导线上。在接触区域320处，导电镀层可以与扩充卡的接触垫或电路导线电性接触。

连接销310包括远端区域314。如图3所示，远端区域314从分割位置326延伸至连接销310的远端312，但是并非总是如此。在某些位置，远端区域314的厚度小于从分割位置326到远端312的距离。远端区域314可以没有导电镀层，如本发明所公开的。在一些情况下，远端区域314可以用高介电损耗材料覆盖，如本发明中进一步详细描述的。

在一些情况下，分隔位置326与接触区域320(例如，与接触区域320的最远端)间隔开距离328。距离328可以是任何合适的距离。在某些情况下，距离328等于或小于距离330的80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％和/或5％。距离330是接触区域320和连接销310的远端312之间的距离。

在某些情况下，远端区域314包括或大约为从远端312到接触区域320的距离330的20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％和/或95％或更多。在一个示例中，连接销310的短柱为2.7mm(例如，距离330或约2.7mm)的远端区域314可以具有0.9mm或约0.9mm的远端区域314，尽管可以使用其他值。

图4是比较标准连接销和根据本发明的某些方面的连接销之间的插入损耗的图表400。线402描绘了诸如公共PCIe连接销的标准连接销的信号幅度随频率变化。线404描绘了诸如图3的连接销310之类的改进的连接销(例如，根据本发明的某些方面的连接销)的信号幅度随频率变化。

图表400显示信号幅度减小的两个区域406、408，这是由于连接销或扩充卡上的短柱引起的信号的各种反射和相互作用导致的。大约22-23GHz的区域406与信号损耗相关，该信号损耗是由于存在连接销的短柱而引起的，后续进一步详细描述。大约26-27GHz的区域408与由于扩充卡的短柱的存在而发生的信号损失相关。扩充卡的短柱可以包括扩充卡的接触垫的一个区域，该区域位于扩充卡插槽中的位置比连接销的接触区域更深。

如在图表400中所见，使用不具有导电镀层的远端区域的连接销可以显著改善信号，尤其是在区域406内。标准连接销和改进的连接销之间的信号降大约有10dB的差异。信号强度的10dB差异很大。

另外，可以看出，使用改进的连接销可以在其他高频下提供强信号。因此，本发明的某些方面对于在诸如大约10GHz、12.5GHz、15GHz、17.5GHz、18GHz、18.5GHz、19GHz、19.5GHz、20GHz、20.5GHz、21GHz、21.5GHz、22GHz、22.5GHz、23GHz、23.5GHz、24GHz、24.5GHz、25GHz、25.5GHz、26GHz、26.5GHz、27GHz、27.5GHz和/或30GHz或更高频率的高频下工作的信号尤其有用。在某些情况下，本发明的某些方面对于以20GHz或更高的频率工作的信号尤其有用。在某些情况下，本发明的某些方面对于在由于连接销上存在短柱而易受干扰或信号损失的频率下工作的信号(例如20-30GHz、20-25GHz和/或21-24GHz范围内的频率)特别有用。

图5是绘示标准连接销和根据本发明的某些方面的连接销的信号品质的一组眼图。眼图500绘示标准连接销(例如标准PCIe连接销)的信号品质。眼图501绘示诸如图3的连接销310的改进的连接销(例如，根据本发明的某些方面的连接销)的信号品质。

眼图绘示与高速数字信号相关的信号品质信息。内眼的内部轮廓的高度指示信号的信噪比。内眼越高，信噪比越好。

如图5所示，标准连接销的眼图500具有内眼高度536，该内眼高度基本上小于改良的连接销的眼图501的内眼高度538。因此，改良的连接器销用以提供实质上改良的信噪比。

图6是描绘根据本发明的某些方面的用于备制连接销的过程600的流程图。可以执行过程600以制造和/或使用本发明公开的连接销，例如图3的连接销310。

在框602处，可以提供裸连接销。裸连接销可以由合适的材料形成，例如铜。裸连接销可以以合适的形状因数成形，例如PCIe连接销的形状因数，尽管并不一定总是如此。在某些情况下，整形可以在框620之前的某个时间发生。

在选择性框604处，可以确定电镀分隔的位置(举例，分隔位置，例如分隔位置326)。确定电镀分区的位置可以基于接触区域的确定。在某些情况下，可以基于预期用于通过连接销的信号的期望频率来确定电镀分区的位置。例如，基于特定的期望频率或频率组，可以计算出在接触区域的远端继续进行电镀的期望距离长度，以包括最小或减少的干扰。

在框606处，可以在裸连接销上备制分开的导电镀层。在裸连接销上备制分开的导电镀层可以包括创建镀有诸如金或银之类的导电镀层的近端区域和没有导电镀层的远端区域。尽管在图6中，在框606处备制分割的导电镀层可以涉及任何合适的技术。图6绘示分别从框608、612和616开始的三种特定技术。

在框608处，可以将高介电损耗的材料施加到连接销的远端区域。尽管可以使用其他技术，但是可以使用任何合适的技术来施加高介电损耗材料，例如涂层(例如涂漆)或电镀。在框608处施加高介电损耗材料之后，可以在框610处将高电导率材料镀在连接销的近端区域。在框610处进行电镀之前，由于在连接销的远端区域上存在高介电损耗材料，在框610处进行电镀将不会导致将高电导率材料(例如金或银)电镀到远端区域上。

替代地，在框612中，连接销的远端区域可以暂时被能够抑制电镀的可去除材料覆盖。在框612之后，可以在框614处用高导电性材料镀在连接销的近端区域。由于在框614处进行电镀之前在连接销的远端区域上存在临时覆盖，因此在框614处进行电镀，将不会导致将高导电率材料(例如，金或银)电镀到远端区域上。在框614之后，可以选择性地去除临时覆盖物。

替代地，在框616处，连接销可以镀有高电导率材料。在框616处的电镀可包括电镀连接销的一些或全部远端区域，可选择地包括所有连接销。在框616处电镀之后，可以在框618处从连接销的远端区域去除电镀材料。可以通过任何合适的技术来去除电镀材料，包括机械的(例如，研磨、打磨或抛光)或化学技术。在某些情况下，去除电镀材料之后可以将高介电损耗材料应用于远端区域。

在框606处已经备制了分开的导电镀层之后，在选择性框620处可以将连接销结合到扩充插座中。例如，可以将连接销结合到PCIe扩充插座中。在某些情况下，将连接销合并到扩充插座中可以包括将连接销电耦接至电路板。

在选择性框622处，可以使高频信号通过连接销。例如，具有等于或高于20GHz的频率的信号可以通过连接销。在某些情况下，通过连接销传递高频信号可能会涉及通过连接销传递PCIe信号。

在某些情况下，可以使用电阻材料(例如，高电阻材料)代替参考框608、616所述的高介电损耗材料。

实施例(包括示例的实施例)的前述描述仅是出于示例和描述的目的而呈现的，并且不旨在是详尽的或限于所公开的精确形式。对于本领域技术人员而言，多种修改、改编和使用将是显而易见的。另外，尽管可能已经仅针对几种实施方式中的一种实施方式公开本发明的特定特征，但是根据任何给定的或特定的应用可能期望的和有利的，这种特征可以与其他实施方式的一个或多个其他特征组合。因此，本发明的广度和范围不应受到任何上述实施例的限制。

来自以下权利要求1-20中任一项的一个或多个的一个或多个元件或方面或步骤或其任何部分可以与一个或多个元件或方面或步骤或任何部分进行组合权利要求1-20中任一项或多项或它们的组合来构成本发明的一个或多个附加实施方式和/或权利要求。

综上所述，虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应当以附上上的权利要求所界定的为准。