TWI695550B - 網格陣列連接器系統 - Google Patents
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Abstract
一種網格陣列連接器系統設置成包含多條線纜,所述多條線纜連接於安裝在一基板上的多個支座。所述多條線纜均包含連接於支持導孔的導體,支持導孔位於所述基板上的開口中,且所述導體連接於所述支持導孔。所述基板包含多個訊號墊和多個接地墊,所述多個訊號墊和所述多個接地墊允許所述網格陣列連接器系統以一緊湊方式連接於在一對接面上設置的其它墊。
Description
本發明涉及連接器系統領域,更具體地涉及一種適合用於高資料速率應用的連接器系統。
有史以來的電腦盒體設有一些類型的一處理器(設置在一晶片封裝中)以及盒體的一前面板上的多個連接器。所述多個連接器以及處理器安裝在一電路基板(常稱為母基板)上且電路基板包含多條跡線,所述多條跡線將所述多個連接器連接於處理器,從而能在所述多個連接器和處理器之間提供信息。不幸的是,隨著資料速率已提高,這種熟知的系統因電路基板中的損耗而已變得難於使用。
已知多種旁路(Bypass)連接器系統提供一輸入/輸出連接器和一積體電路(諸如但不限制於設置於一晶片封裝中的一專用積體電路(ASIC))之間的連接。一個共同的構造將是使一第一連接器(往往為一IO連接器)處於一盒體的一面板處而使對接一電路基板(或另一連接器)的一第二連接器處於晶片封裝附近,其中第一連接器和第二連接器經由一線纜連接。如已知的,線纜比標準電路基板在損耗上低得多且使用一線纜顯著降低了第一連接器和第二連接器之間的損耗。儘管這樣的情況非常適合於56Gbps應用、尤其適合於採
用四級脈波振幅調變(PAM 4)編碼的應用,但是隨著資料速率朝向112Gbps(採用PAM 4編碼)增加,使支持一通道長度可用的***損耗保持足夠低變得更具挑戰性。某些選擇提供良好的電氣性能但是當試圖構建一組件(諸如一1U服務器)時難於組裝且由此產生流程上的問題。結果,某些人群會賞識一種連接器系統,其會允許到一晶片封裝的一連接具有低損耗且依然允許容易組裝。
一種網格陣列連接器系統公開為使來自多條線纜的導體直接端接於一基板。所述導體可透過一焊接操作附接於一支持導孔且多個支座固定地安裝在所述基板上。所述線纜中的導體連接於所述基板的一連接面上的一訊號墊。所述基板可配置成經由一焊接操作附接於一晶片基材,所述焊接操作按一網格將所述基板的連接面上的墊連接於所述晶片基材上的墊,且所述網格陣列連接器系統可包含位於所述連接面的墊上的焊料裝載件。所述訊號墊可以按差分對佈置且可由多個接地墊部分地包圍。所述基板上的訊號墊可透過一短跡線連接於所述支持導孔,短跡線允許所述墊以一所需的圖案定位,或者所述支持導孔自身可用作所述訊號墊。一基座可直接形成在所述多條線纜和所述基板的至少一部分上,以提供一結構,該結構提供用於所述多條線纜的應力消除且幫助支持所述基板。
另一網格陣列連接器系統具有與上述網格陣列連接器系統類似的一設計且還包含以一插座配置的所述基材,從而一晶片封裝可直接安裝於所
述基材。
一種網格陣列連接器系統的一實施例包含一基座,所述基座安裝在網格佈置的多條線纜上。所述多條線纜均連接於一第一支座,且所述第一支座***一第二支座,所述第二支座附接於一基板以在所述基板上形成一陣列的支座。所述陣列的支座和對應的線纜可被灌封在所述基板上。所述導體連接於所述基板的一連接面上的一訊號墊且所述導體的圖案可不同於所述訊號墊的圖案,因為所述訊號墊透過採用跡線可在所述連接面上被移動。所述兩種支座電連接在一起且電連接於所述安裝面上的一接地面,接地面進而連接於所述連接面上的一個或多個接地墊。所述基板可直接焊接於支持一晶片封裝的一晶片基材。所述基板還可經由一***件(interposer)連接於所述晶片基材。所述***件可包含多個接觸件,所述多個接觸件在所述基材上的一第一陣列的墊到所述晶片基材上的一第二陣列的墊之間延伸。在另一實施例中,所述***件可焊接於所述基板且或者具有針對一基材(或電路基板)的一焊料連接或具有多個撓曲接觸件,多個撓曲接觸件可與可設置在一電路基板或基材上的其它墊接合。
在一實施例中,一網格陣列連接器系統配置成包含一***件,所述***件多個可撓曲的接觸件,所述多個可撓曲的接觸件配置成接合一晶片基材的一對接面上的多個墊,所述晶片基材包含一晶片封裝,且一第一網格陣列連接器位於所述晶片封裝的一第一側。一可壓縮元件可位於所述第一網格陣列連接器系統的一基座的一壓制側。一第二網格陣列連接器系統位於所述晶片封裝的一第二側。一散熱器安裝在一晶片封裝上,且各自的網格陣列連接器系統
的可壓縮元件確保網格陣列連接器系統被所述散熱器按壓,以使與所述對接面上的墊電連接,同時允許所述散熱器和所述晶片封裝之間的交界控制相對的豎向的或z軸的位置。
本發明網格陣列連接器系統包括一基板,其包含成對佈置的多個開口,其中一支持導孔位於所述多個各開口中的每一個;多個支座,安裝在所述基板上,多個各支座的一些支座中的每一個圍繞位於一對開孔定位周圍;多條線纜,所述多條線纜中的每一條各線纜由所述一些各支座中的一個固持,所述多條各線纜中的每一條包含一對導體,其中每一個各導體的一第一端部位於所述多個其中一開孔中的一個,所述第一端部對準對應的所述支持導孔;以及一基座,形成為圍繞所述多條線纜的一部分和所述基板。
在一些實施態樣中,所述第一端部焊接於所述對應的支持導孔。
在一些實施態樣中,各線纜包含電連接於對應的所述支座的一屏蔽層。
本發明網格陣列連接器系統包括一基板,具有一安裝面和與所述安裝面相反的一連接面以及在所述安裝面和所述連接面之間的多個連接通路,所述多個連接通路中的每一個包含一第一開口和第二開口,所述基板還包含位於所述連接面上的多個訊號墊;多個第一支座,安裝在所述安裝面上;多個第二支座,電連接於所述多個第一支座;多條線纜,每一條線纜包含包圍一絕緣層的一屏蔽層以及位於所述絕緣層中的一對導體,所述多條線纜中的每一條線纜的屏蔽層連接於所述多個第二支座中的一個,其中,所述一對導體中的
每一個電連接於所述多個訊號墊中的一個;以及一基座,位於所述基板上,至少部分覆蓋所述多個第一和第二支座。
在一些實施態樣中,所述多條線纜成列佈置、延伸出所述基座。
在一些實施態樣中,所述多條線纜和多個第一及第二支座被灌封就位。
本發明網格陣列連接器系統相鄰一晶片封裝安裝,所述網格陣列連接器系統包括一電路基板,支持所述晶片封裝,所述電路基板具有在所述晶片封裝的一側的一第一陣列的墊,所述第一陣列的墊與所述晶片封裝通信;一網格陣列連接器,位於所述晶片封裝的一側並對準所述第一陣列的墊,所述網格陣列連接器包含:一基板,具有一安裝面和與相反所述安裝面的一連接面以及設置於所述基板上的多個開口,所述基板還包括位於所述連接面上的多個訊號墊;多個第一支座,安裝在所述安裝面上;多個第二支座,電連接於所述第一支座;多條線纜,每一條線纜包含包圍一絕緣層的一屏蔽層以及位於所述絕緣層中的一對導體,所述多條線纜的每一條線纜的屏蔽層連接於所述多個第二支座中的一個,其中,所述一對導體中的每一個電連接於所述多個訊號墊中的一個;一基座,位於所述基板上且至少部分覆蓋所述多個第一和第二支座;以及一***件,位於所述電路基板和所述基板之間,所述***件包含多個接觸件,所述多個接觸件將所述基板上的所述多個訊號墊連接於所述電路基板上的所述第一陣列的墊;以及一散熱器,安裝在所述電路基板上,所述散熱器配置成壓靠所述晶片封裝並朝向晶片基材對所述網格陣列連接器系統施壓。
在一些實施態樣中,還包括位於所述散熱器和所述網格陣列連接器系統之間的一可壓縮元件,所述可壓縮元件配置成壓靠所述網格陣列連接器系統的基座。
在一些實施態樣中,所述基座包含多個腳部,所述多個腳部延伸出所述基板和所述***件並延伸進入所述電路基板中。
20:線纜
21:導體
21':導體
23:絕緣層
23':絕緣層
24:焊接部
26:外包覆物
28:屏蔽層
30:支座
30':支座
43:開口
47:斜面
47':錐形導孔
50:基板
50':基材
51a:安裝面
51b:連接面
52:連接通路
53:支持導孔
54:接地面
54':接地面
55:開孔
55a:錐部
56:接地墊
57:短跡線
58:訊號墊
61:焊料裝載件
62:連接圖案
71:基座
72:附接特徵
150:基板
150':基板
170:網格陣列連接器系統
170a、170b:網格陣列連接器系統
170':網格陣列連接器系統
185:夾層式連接器
186:夾持元件
191:連接器
193:線纜組
194:晶片封裝
195:散熱器
210:電路基板
220:線纜
221:導體
224:焊接部
228:屏蔽層
229a:第一間距
229b:第二間距
240a:第一支座
240b:第二支座
241:凹陷部
243:開口
247:斜面
250:基板
251a:安裝面
251b:連接面
252:連接通路
253:支持導孔
255:開孔
256:訊號墊
257:短跡線
258:墊
270:網格陣列連接器系統
271:基座
273:對位腳部
274:通路
275:指部
277:保持模製件
280:***件
281:框體
282:接觸件
282a、282b、282c:接觸件
283a:端部
283b:端部
283c:端部
283c':端部
284a:中間部
284b:中間部
284c:中間部
301:計算系統
305:散熱器
305a:突起
306:附接元件
307:保持框體
308:保持腿部
310:電路基板
370:網格陣列連接器系統
394:晶片封裝
398:連接區域
405:散熱器
406:附接元件
407:保持框體
410:電路基板
410a:頂側
410b:底側
412:晶片基材
420:線纜
450:基板
458:對位開孔
464:可壓縮元件
465:基部
466:可壓縮指部
467:扣持臂
470:網格陣列連接器系統
470a:第一端部
470b:第二端部
471:基座
471a:扣持扣
473:對位腳部
480:***件
481:框體
494:晶片封裝
494a:第一緣
494b:第二緣
512:晶片基材
520:線纜
540a:第一支座
540b:第二支座
550:基板
561:焊料裝載件
580:***件
581:框體
582:接觸件
594b:晶片基材
605:散熱器
610:電路基板
650:基板
656:訊號墊
670:網格陣列連接器系統
670a:子網格陣列模組
680:***件
681:框體
682:接觸件
682a:對接端
682b:對接端
694a:積體電路
694b:晶片基材
710:電路基板
750:基板
770:網格陣列連接器系統
798:連接器
798a:基座
798b:端子
799:連接器
799a:基座
799b:端子
799c:焊料連接
850:基板
870:網格陣列連接器系統
871:基座
873:腳部
874:鎖定元件
875:蓋體
876:扣持臂
877:緊固開孔
880:***件
884:緊固開口
本發明之其他的特徵及功效,將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現,其中:圖1示出一線纜端接於一基板的一實施例的一立體圖。
圖2示出圖1所示實施例的一部分立體分解圖。
圖3示出能連接在一起的線纜和支座的一實施例的一簡化分解的立體圖。
圖4示出一支座的一實施例的一立體圖。
圖5示出一基板的一實施例的一仰視圖。
圖6示出圖5所示基板的一俯視圖。
圖7示出一基板的一實施例的一斷面的一側視圖。
圖8示出一網格陣列連接器系統的一實施例的一立體圖。
圖9示出圖8所示實施例的另一立體圖。
圖10示出一基板的一實施例的一部分仰視圖。
圖11示出一網格陣列連接器系統的部分剖開的一立體圖。
圖12示出一網格陣列連接器系統的一側視圖,網格陣列連接器系統配置成與晶片封裝對接,晶片封裝連接於位於晶片封裝下方的一連接器。
圖13示出圖12所示實施例的一側視圖,其中連接器處於一對接狀態。
圖14示出網格陣列連接器系統定位於一系統的一實施例的一示意圖。
圖15示出兩個網格陣列連接器系統由一線纜組連接的一示意圖。
圖16示出配置成包含一晶片插座的一網格陣列連接器系統的一實施例的一示意圖。
圖17示出一網格陣列連接器系統安裝在一電路基板上的另一實施例的一立體圖。
圖18示出圖17所示網格陣列連接器的一簡化立體圖。
圖19示出圖18所示實施例的一部分立體分解圖。
圖20示出一網格陣列連接器系統的一內部設計的一實施例的一立體圖,網格陣列連接器系統能用於圖18所示實施例。
圖21示出一網格陣列連接器系統的一內部設計的一實施例的一立體的部分剖開的部分視圖。
圖22示出一網格陣列連接器系統的一內部設計的一實施例的一立體圖,網格陣列連接器系統能用於圖18所示實施例。
圖23示出圖22沿線23-23作出的一剖開的立體圖。
圖24示出圖23所示實施例的一立體簡化圖。
圖25示出一基板的一實施例的一立體圖。
圖26示出一網格陣列連接器系統安裝在一電路基板上的一實施例的一側視圖,其中網格陣列連接器系統包含一***件。
圖27A示出適合用於一***件的一接觸件的一實施例。
圖27B示出適合用於一***件的一接觸件的另一實施例。
圖27C示出適合用於一***件的一接觸件的再一實施例。
圖28示出一網格陣列連接器系統的另一實施例的一立體圖,網格陣列連接器系統能夠與一散熱器一起使用。
圖29示出圖28所示實施例的一部分立體分解圖。
圖30示出圖29所示實施例的另一立體圖。
圖31示出一網格陣列連接器系統的一實施例的一側視圖,網格陣列連接器系統能夠與一散熱器一起使用。
圖32示出一晶片封裝和多個網格陣列連接器系統的一實施例的一簡化平面圖。
圖33示出一晶片封裝和多個網格陣列連接器系統的一實施例的一立體圖。
圖34示出圖33所示的一網格陣列連接器系統的一立體圖。
圖35示出圖34所示實施例的另一立體圖。
圖36示出一晶片封裝安裝在一電路基板上的一實施例的一平面圖,該實施例能與圖33所示實施例一起使用。
圖37示出網格陣列連接器系統的一實施例的一部分側視圖,示出一替代的***件構造。
圖37A示出圖37所示實施例的一放大的簡化的側視圖。
圖38示出一網格陣列連接器系統安裝在一晶片基材上的一示意圖。
圖39示出一基板與一***件連接的一實施例的一示意圖。
圖40示出一網格陣列連接器系統的一實施例的一部分立體分解圖,網格陣列連接器系統能夠經由一對接連接器與一電路基板對接。
圖41示出圖40所示的網格陣列連接器系統的一立體圖。
圖42示出圖40所示的對接連接器的一立體圖。
圖43示出一網格陣列連接器系統的一實施例的一立體圖。
圖44示出圖43所示實施例的另一立體圖。
下面的詳細描述說明示例性的實施例,且所公開的特徵不意欲限制到明確公開的組合。由此,除非另有說明,本文所公開的特徵可以組合在一起而形成出於簡明目的而未示出的其它組合。
如從圖1至圖7能夠認識到的,一實施例的特徵公開為允許將一線纜20直接端接於一基板50,基板50能為一常規的電路基板或任何其它所需的基材(諸如但不限制於一陶瓷和/或塑料金屬複合結構)。基板50包含一安裝面51a以及一連接面51b,其中一連接通路52在安裝面51a和連接面51b之間延伸。儘管從一條線纜將一個或兩個導體端接於一基材能夠以廣泛範圍的方法來實現,但是當試圖將一緊湊陣列下的更多數量的線纜端接時、特別是如果需要良
好的電氣性能同時提供所需的製造處理的靈活性時,將變得更複雜。所示出的實施例包含線纜20,線纜20具有能夠作為一差分對以傳輸訊號的一對訊號導體21。所述一對訊號導體21由一絕緣層23包圍且隨後絕緣層23由一屏蔽層28覆蓋且隨後屏蔽層28由一外包覆物26覆蓋。預期的是,一加蔽線在多數應用是不需要的,但是如果需要可包含加蔽線。
為了將導體21連接於在基板50內的一訊號層中設置的訊號墊,導體21透過設置於基板50中的一焊接部24可附接於支持導孔53(或如果需要經由一焊料或其它已知的附接連接手段)。圖7示出一支持導孔53構造的一實施例的一斷面。導體21***基板50上的一開口43,開口43對準一開孔55,開孔55可以可選地包含一錐部55a。優選地,開口43還將包含一斜面47,斜面47幫助將導體21導向所需要的位置和支持導孔53且隨後定位成使導體21的一端部相鄰支持導孔53的一前側被定位。一雷射可隨後用於將導體21與支持導孔53熔接或將導體21軟焊(solder)於支持導孔53。為了將線纜20的屏蔽層28連接於連接面51b上的接地墊56,一支座30設置成將屏蔽層28連接於基板50上的一接地面54。如果導體21焊接於支持導孔53,那麼在暴露於與焊接相關的高溫下時焊接部24將難以脫出,且在將導體21附接於支持導孔53之後,支座30在一更高的溫度(例如,採用一更高的溫度焊料)能夠附接於基板50和屏蔽層28,而無需擔心喪失訊號導體21和支持導孔53之間的連接。一旦所有所需的線纜20被附接,這進而就將允許隨後採用更低溫度的焊料將基板50焊接於其它結構,由此使得組裝一完整系統的流程在製造上更容易地進行。注意的是,使用焊料將支座30
附接於接地面54不是必需的,然而,對於某些應用而言,支座30可透過一導電粘接劑被附接或可甚至透過一雷射被點焊(潛在地在多個部位)。
如上所述,為了使導體21容易安裝到基板50中,基板50可鑽有一錐形鑽孔,如圖7所示。錐形角度可以為一大範圍內的角度,但是典型地將為從15度到約40度且實際的角度將依賴於、至少部分依賴於開孔的間距和基板的厚度。優選地,該角度足以允許一對導體21之間自然地間隔開以裝配到兩個加大的開口43中且隨後自動使兩個導體21對準在獨立的且相鄰的兩個開孔55中,從而在更進一步***開孔55時,兩個導體21將自動地被引導至相對對應的兩個支持導孔53的位置。
為了允許改進的附接和合適的球網格陣列(ball grid array)的間距配置,支持導孔53可透過一短跡線57連接於一訊號墊58,如圖5所示。如能夠認識到的,短跡線57的僅一部分因焊料掩蓋是可看到的。可為一焊料球的一焊料裝載件61均可定位在接地墊56和訊號墊58上,以允許網格陣列的附接。注意的是,所示出的設計示出一均勻的焊料球的佈局但是間距不均勻的佈局也可以考慮。這個構造的一個另外的益處是從一製造觀點看將一焊料裝載件61附接於一焊接部24在可重複性上更少,且支持導孔53連接於訊號墊58允許一焊料裝載件61以一更可靠的方式被定位在常規的墊上。
儘管所示出的焊接部24相當強固,但是通常希望針對線纜20能夠提供某種應力消除。在一個實施例中,多條導線的一部分和基材可囊封在一絕緣材料(潛在地採用一低壓力成型製程)中,以提供一基座71。基座71可包含
附接特徵72(諸如圖8所示),以形成一網格陣列連接器系統70。網格陣列連接器系統70可包含基板50,基板50具有一連接面51b,連接面51b包含形成一連接圖案62的多個焊料裝載件61。如能夠認識到的,網格陣列連接器系統70的內部設計可以按照圖1至圖7佈置。
如從圖9能夠認識到的,在一緊湊低輪廓構造中,可形成一相對大的連接圖案以允許更多數量的連接,由此能夠允許網格陣列連接器系統70更緊密地定位於一對應的ASIC。儘管這樣一種構造有益於將大量的差分對連接在一起,但是當試圖將連接圖案62焊料附接於另一表面時,最終的尺寸會引起問題,因為該尺寸會阻礙足夠的熱能到達內部的焊料裝載件61。為了防止不均勻的熱能分佈(以及所導致的連接性上的問題)的發生,一個或多個熱通路(其可為槽或開孔)可設置於基板50和/或基座71中,以允許改進的且更均勻的熱傳遞至所有的焊料裝載件61。熱通路可來自側面或延伸穿過連接圖案62內的基座71和基板50(由此在連接圖案62中產生一間斷(break))。是否要包含熱通路來改善焊料附接的熱性能將取決於圖案連接的尺寸和許多其它參數,諸如週期(cycle times)和材料,且由此留給本領域普通技術人員按需確定。
如上所述,如圖5所示,在某種實施例中,焊料裝載件61附接於與支持導孔53間隔開的訊號墊58。注意的是其具有的優點是避免在回流焊之前焊接到不一致的且可能難於使一焊料球可靠地附接的被焊接表面。如能夠認識到的,這樣一種構造允許透過利用接地墊56包圍訊號墊58而使隔離被有益地使用,諸如圖10所示。這樣一種構造的缺點是,需要一短跡線57將支持導孔53連
接於訊號墊58且短跡線57會影響訊號完整性。圖11示出另一實施例,其具有允許焊料球直接附接於導孔的一構造。如所示出的,導體21'由一絕緣層23'支持,絕緣層23'位於一支座30'中,支座30'附接於接地面54'。導體21'延伸穿過一錐形導孔47'且末端部分被定位並焊接於對應墊上。多個焊料裝載件61隨後以一常規方式定位在所有的墊上。對於更大規格的導體,這樣一種構造可更容易進行操作,因為導體21'之間的間距將與球網格陣列所需的間距更一致。然而,如已知的,使焊料球對一被焊接表面一致地焊接是有挑戰性的,特別是如果被焊接表面不是完全均勻的。針對此的一個可行的方法是使支持導孔53更加少量地延伸到基材50'內且在頂表面下方將導體21'焊接於支持導孔53,從而焊料裝載件61所放置的位置不是焊接部24自身的部分。這樣一種構造可允許良好的電氣性能同時為放置焊料球提供一更一致的表面,因為所得到的支持導孔53的接觸面積可提供一輪輞形(rim-shaped)表面或可甚至是稍微凹的。
從圖12至圖13能夠認識到的,圖1至圖11所示實施例的一個潛在的應用是將一夾層式(mezzanine)連接器185包含在一網格陣列連接器系統170中。如已知的,夾層式連接器能夠製成為在一緊湊空間內發揮作用,能夠為雌雄同體(hermaphroditic)的,且因提供一相對線性構造的能力而能夠具有優異的電氣性能。因此,所示出的實施例包含允許網格陣列連接器系統170和安裝在一基板150'(其可為任何所需的類型的基板,如上所述,基板150'安裝在另一夾層式連接器185上)上的一晶片封裝194之間的一可逆地連接。這樣一種構造可提供優異的電氣性能同時也提供使晶片封裝194對接於網格陣列連接器系統
170的低的***力。如能夠認識到的,該設計的一個優點是允許晶片封裝194附接於與基板150分開的一連接器,且該連接器能配接到一不同的對接連接器。這允許兩個部件獨立地被加工且能夠幫助減少報廢和/或重工。自然地,如果需要,所示出的設計也允許把現有的晶片封裝(其能夠由一所需的設計的一積體電路和設置於一晶片封裝中的任何其它典型的結構構成)快捷地更換為一更高性能的晶片封裝。
圖14示出另一潛在的構造的一簡化的示意圖。一連接器191位於相鄰一盒體安裝面且經由一線纜組193(其包含多條線纜)連接於一網格陣列連接器系統170。一晶片封裝194直接安裝於網格陣列連接器系統170且一散熱器195設置在晶片封裝194上。如能夠認識到的,這樣一種系統允許在該系統中另外的靈活性,特別如果連接器191可拆卸地安裝(由此如果需要則允許完全的更新)。
注意的是,在某些實施例中,基板連接的網格陣列連接器系統也可以一插座設計設置,插座設計具有多個接觸件,多個接觸件配置成直接附接於ASIC封裝上的多個墊。例如,這樣一種網格陣列連接器系統可包含一***件(interposer)(其具有多個可撓曲的接觸件)且基座將形成為一插座類型形狀(其稍更複雜)當會允許取消一第二連接器且由此可令人滿意的。如圖16示意地所示,網格陣列連接器系統170'配置成包含一插座組件,插座組件會直接收容一晶片封裝194且會包含一夾持元件186(其可為一體設置或獨立地設置),以保持晶片封裝194就位。儘管一轉動的夾持元件186示出且在已知的晶片封裝
194中是相當常見的,但夾持元件186不如此限制而且大範圍的夾持結構是可行的。在某些實施例中,例如,夾持元件可整合到一散熱器中且能透過獨立的緊固件被附接。儘管常規插座設計部分地是因為端子設計和均勻的間距而較為不理想地適合於高訊號傳輸頻率和對應的高資料速率,但是透過一更客製化的和較不均勻的網格陣列連同將導線極其乾淨的(電氣上而言)連接於網格陣列連接器系統中的接合晶片封裝的多個接觸件的能力,所示出的實施例能克服這些局限性。
如從圖15能夠認識到的,本文公開的網格陣列連接器系統的用途不限於特別應用,諸如一旁路式應用。該技術作為兩個晶片封裝之間的一跳線會很好地起作用且允許在晶片封裝的部位具有顯著更大的靈活性。例如,網格陣列連接器系統170a、170b中的一個或多個能位於相鄰一液體冷卻座,液體冷卻座位於相鄰設備的後部(其能減少空氣流動穿過服務器的機箱的需要)。此外,儘管兩個網格陣列連接器系統170a、170b示出為透過一線纜組193連接在一起,但是在一實施例中,三個或更多個網格陣列連接器系統(及對應的晶片封裝)能透過一線纜組連接在一起,以幫助提供改進的高性能計算(HPC)性能。
轉至圖17至圖27C,示出一網格陣列連接器系統270的另一實施例。網格陣列連接器系統270包含一基座271,基座271位於一基板250上,且多條線纜220端接於一基板250。在一實施例中,所述多條線纜220以四條一列的多列設置,這提供了所需的緊湊性和密度,但是依賴於應用,其它構造也是合
適的。類似於上述的基板50,基板250包含一安裝面251a和一連接面251b且多個連接通路252在安裝面251a和連接面251b之間延伸。多個連接通路252包含兩個開口243(即第一、第二開口),兩個開口243各對準一支持導孔253中的一開孔255。基板250提供了在連接面251b上的一網格佈置的墊256、258,墊256、258可連接於一晶片基材或***件(諸如***件280)或直接在電路基板210上。
多條線纜220透過採用一第一支座240a和一第二支座240b端接於基板250,且一旦被端接,基板250和第一、第二支座240a、240b能由一保持模製件277保持,保持模製件277可為一低壓力模製件或一灌封化合物。如能夠認識到的,基座271包含多個指部275,多個指部275形成多條線纜220延伸通過的通路274,且基座271包含多個對位腳部273,所述多個對位腳部273可用於使基座271對準一對接部件。
第一支座240a可以按類似於支座30附接於基板50的一方式安裝在基板250上且線纜220首先連接於第二支座240b,而且在一實施例中,多條線纜220中的每一條的一屏蔽層228電連接於對應的第二支座240b(經由焊料或熔接或導電粘接劑)。第二支座240b對接於第一支座240a,且透過一粘接劑、一焊接部或一過盈配合(諸如第一支座240a上的一凹陷部241壓靠第二支座240b,這如圖20至圖21所示),第一支座240a和第二支座240b可保持一起。換句話說,一過盈配合可以合適地將第一支座240a和第二支座240b保持在一起。
如上述針對基板50說明的一樣,基板250包含多個開口243,多個開口243可均具有一斜面247,斜面247可用於將線纜220中的導體221導向到所
需位置。這可使得兩個導體221從一第一間距229a變到不同於第一間距229a的一第二間距229b。在一實施例中,第二間距229b大於第一間距229a至少50%,以提供在連接面251b上的一改進的墊的佈局。如此修改的間距是可選的但是已確定的是有益於具有小尺寸的導體的線纜。導體221安裝於支持導孔253(優選地透過焊接部224,但是如上所述,也可採用其它附接方法)。支持導孔253可經由基板250中的短跡線257電連接於連接面251b上的訊號墊256(如果這種訊號墊256獨立於支持導孔253)。
如前所述,基板250上的墊256、258可透過焊料直接連接於另一表面上(諸如電路基板210)的墊。然而,如圖26所示,一不同的選擇是可行的。不是基板250焊接於電路基板210,而是一***件280可用於將基板250上的墊連接於電路基板210上的墊。***件280包含一框體281,框體281固持多個接觸件282,多個接觸件282可接合***件280兩側上的墊。接觸件282a、282b、282c示出在圖27A至圖27C且可由框體281固持。接觸件282a包含兩端部283a以及一中間部284a,中間部284a不配置成以一顯著方式撓曲。接觸件282b包含兩個端部283b和一中間部284b,中間部284b配置成撓曲。接觸件282c包含端部283c和端部283c',其中一中間部284c不意欲以一顯著方式撓曲。如能夠認識到的,這些接觸件282a、282b、282c可具有在一端部或兩端部的多個接觸點,且依賴於應用,按照需要是可壓縮的或不可壓縮的。另外,因為可存在多個接地連接,所以接地接觸件不同於訊號接觸件來配置可以是合乎需要的(例如具有不同的阻抗),以幫助合適地調節共模和差模的阻抗。由此,訊號接觸件可不同於接
地接觸件配置。
圖28至圖30示出計算系統301的一實施例,計算系統301包含一散熱器305。如所示出的,一網格陣列連接器系統370安裝在一晶片封裝394的多個側。如所示出的,網格陣列連接器系統370位於晶片封裝394的四個側(二者定位在一電路基板310上),但是網格陣列連接器系統370也可安裝在一更少的側。具有多個保持腿部308的一保持框體307可設置成與附接元件306一起幫助將散熱器305固定到需要位置,且散熱器305包含一突起305a,突起305a設計成壓靠在晶片封裝394上,以確保散熱器305和晶片封裝394之間存在有良好的熱連接。為了確保散熱器305和晶片封裝394之間存在有一充分有效果的熱連接,一方可包含某些類型的熱界面材料(TIM),熱界面材料可為一膏體或其它合適的材料。如果要求它們的熱效率更好,那麼晶片封裝394可為直接焊接於散熱器305。如能夠認識到的,電路基板310可包含與晶片封裝394對準的一連接區域398以給其它部件(或給晶片封裝394正下方的安裝部件)提供另外的訊號路徑。如能夠認識到的,散熱器305壓靠晶片封裝394和網格陣列連接器系統370兩者並由此幫助確保兩者穩固地被壓到位並且維持一可靠的連接。
圖31至圖36示出與圖28至圖30所示實施例類似的另一實施例。具有一附接元件406的一散熱器405連接於保持框體407,保持框體407位於一電路基板410的一底側410b。在電路基板410和散熱器405(在電路基板410的一頂側410a)之間定位有一晶片封裝494和多個網格陣列連接器系統470。如從圖32能夠認識到的,多個網格陣列連接器系統470中的每一個定位成一第一端部470a
與晶片封裝494的一第一緣494a對齊而一第二端部470b延伸超出晶片封裝494的一第二緣494b,從而改善連接密度。自然地,如果這種密度不需要,其它構造也是合適的。
與上述實施例類似,網格陣列連接器系統470包含多條線纜420,多條線纜420由一基座471固持且連接於一基板450而且基板450連接於一***件480,***件480具有固持多個接觸件的一框體481。電路基板410包含多個對位開孔458,多個對位開孔458配置成與多個對位腳部473對接。自然地,在晶片封裝494的每一側上,多個對位開孔458可以按相同的圖案設置以允許共用性,或者可以按不同的圖案設置以確保僅某些網格陣列連接器系統可定位在某些側。如能夠認識到的,希望晶片封裝494和散熱器405之間的交界限定散熱器405的豎向位置,因為晶片封裝494和散熱器405之間的熱連接影響從晶片封裝494移出的熱的量。所示出的系統包含一可壓縮元件464,可壓縮元件464確保散熱器405透過所需的力壓在網格陣列連接器系統470上(且由此可容許(tolerate)散熱器405相對電路基板410在豎向位置上波動)。所示出的可壓縮元件464包含具有多個可壓縮指部466的一基部465且包含一扣持臂467,扣持臂467接合一扣持扣471a以將可壓縮元件464固定於基座471和一晶片基材同時允許散熱器405和晶片封裝494之間的交界控制散熱器405相比於晶片封裝494的豎向位置。如能夠認識到的,儘管安裝在一晶片封裝494的四側均安裝一網格陣列連接器系統470為晶片封裝494提供了更緊密的連接並減少晶片封裝494和線纜420在之間的任何跡線的長度(由此將***損耗減低到一預定水平),但
是也可考慮在晶片封裝494的更少側安裝網格陣列連接器系統470(為了具有相同的數量的連接,網格陣列連接器系統470會不得不更大)。另外,從圖34能夠認識到的,儘管所示出的網格陣列連接器系統470在每列線纜420中具有4條線纜,但是一些其它數量的線纜也可以佈置。
轉向圖37至圖37A,示出一網格陣列連接器構造的另一實施例。圖37的簡化的部分視圖示出一線纜520連接於一第二支座540b,第二支座540b連接於一第一支座540a,第一支座540a進而連接於基板550。由此,該設計的一部分類似於前述的實施例。然而,稍微不同的是***件580包含一框體581,框體581固持多個柱體形式的接觸件582。所述多個接觸件582將直接焊接於基板550且均可包含一第二側,第二側也將焊接於一晶片基材594b上的墊。晶片基材594b將直接支持積體電路,積體電路設置於晶片封裝中並透過多個焊料裝載件561將連接於一電路基板(未示出)。圖37至圖37A所示的實施例因此示出網格陣列連接器系統能更緊密地與晶片封裝整合的情形。自然地,這樣一種構造需要晶片基材594b比普通所要求的更大,但改進的電氣性能的潛力可使得這樣一種構造是合乎需要的。這樣一種構造的一個益處在於,在積體電路焊接於晶片基材594b之前,晶片基材594b可被限制於網格陣列連接器系統。自然地,該實施例所示的所述***件設計也可用於一更傳統的構造且允許網格陣列連接器系統直接焊接於電路基板。
注意的是,儘管***件580不是必需的,使用一***件580可幫助處理對接面的共面性。一***件580將在厚度上往往在0.3至2.0mm之間,將理
解的是,具有降低的一更薄的設計減少順從性且由此使得難於處理共面性,而一更厚的設計佔據更大的空間且最終變成對一連接器而言更不合乎需要。
圖38示出一實施例的一示意圖,其中網格陣列連接器系統670更緊密地整合於晶片封裝。如所示出的,一電路基板610支持一晶片基材694b,晶片基材694b進而支持一積體電路694a。一***件680安裝在晶片基材694b上並連接於一子網格陣列模組670a,子網格陣列模組670a包含基座、基板以及多條端接的線纜。一散熱器605配置成接合積體電路694a以幫助散熱。如能夠認識到的,所示意的設計提供一顯著性的變化。***件680可直接焊接於基板(其未單獨示出)和晶片基材494b二者或可僅焊接於二者中的一個並採用壓靠在非焊接側上的墊上的一接觸端。這樣一種構造的一實施例示意示出在圖39中,其中一基板650接合一***件680。***件680包含一框體681,框體681固持多個接觸件682,多個接觸件682具有接合訊號墊656的一對接端682a以及配置成焊接於另一電路基板或晶片基材的一對接端682b。依賴於該構造,散熱器605可壓靠在網格陣列連接器系統670上以確保一電連接(往往採用一可壓縮元件),或者如果網格陣列連接器系統670被焊接就位,散熱器605相對網格陣列連接器系統670可設置有間隙。
如從圖40至圖42能夠認識到的,示出一網格陣列連接器系統770的另一實施例,網格陣列連接器系統770包含安裝於一基板750的一連接器798,且連接器798配置成與電路基板710上的連接器799對接。連接器798包含固持多個端子798b的一基座798a,所述多個端子798b以一所需的方式(往往透
過一焊料附接)安裝在基板750上。連接器799包含固持多個端子799b的一基座799a,所述多個端子799b連接於電路基板710經由焊料連接799c。
一替代的實施例示出在圖43至圖44中。儘管內部構造可以為上述內部設計中的任一種,但是一網格陣列連接器系統870包含具有一緊固開孔877的一蓋體875。蓋體875包含一扣持臂876,扣持臂876接合基座871上的一鎖定元件874。緊固開孔877對準延伸穿過網格陣列連接器系統870(包含穿過基板850和一***件880)的一緊固開口884。網格陣列連接器系統870依然具有可選的腳部873以幫助其對準一對接電路基板,但網格陣列連接器系統870可透過一獨立的緊固件被保持。所示出的實施例由此提供了將網格陣列連接器系統870附接就位的一替代的方法。
從本文所示出的各種實施例能夠認識到的,不同實施例的不同特徵可組合一起以形成另外的組合。例如,圖1至圖7所示的網格陣列連接器系統的內部設計能用作圖20至圖25的所示的內部設計的替代。同樣地,依賴於應用和系統要求,各種***件構造能被採用(或省略)。結果,本文所示出的實施例特別適合於提供一寬泛範圍內的為避免重複和不必要複製而未全部獨立地示出的構造。
本文所提供的公開內容借助其優選和示例性的實施例說明了特徵。本領域普通技術人員閱讀本公開內容後,將作出隨附申請專利範圍和其精神內的許多其它實施例、修改以及變形。
20‧‧‧線纜
30‧‧‧支座
50‧‧‧基板
51a‧‧‧安裝面
51b‧‧‧連接面
52‧‧‧連接通路
Claims (9)
- 一種網格陣列連接器系統,包括:一基板,其包含成對佈置的多個開口,其中一支持導孔位於所述多個開口中的每一個;多個支座,安裝在所述基板上,多個支座的一些支座中的每一個圍繞一對開孔定位;多條線纜,所述多條線纜中的每一條線纜由所述一些支座中的一個固持,所述多條線纜中的每一條包含一對導體,其中每一個導體的一第一端部位於所述多個開孔中的一個,所述第一端部對準對應的所述支持導孔;以及一基座,形成為圍繞所述多條線纜的一部分和所述基板。
- 如請求項1所述的網格陣列連接器系統,其中,所述第一端部焊接於所述對應的支持導孔。
- 如請求項2所述的網格陣列連接器系統,其中,所述多條線纜中的每一條線纜包含電連接於對應的所述支座的一屏蔽層。
- 一種網格陣列連接器系統,包括:一基板,具有一安裝面和與所述安裝面相反的一連接面以及在所述安裝面和所述連接面之間的多個連接通路,所述多個連接通路中的每一個包含一第一開口和第二開口,所述基板還包含位於所述連接面上的多個訊號墊;多個第一支座,安裝在所述安裝面上;多個第二支座,電連接於所述多個第一支座;多條線纜,每一條線纜包含包圍一絕緣層的一屏蔽層以及位於所述絕緣層中的一對導體,所述多條線纜中的每一條線纜的屏蔽層 連接於所述多個第二支座中的一個,其中,所述一對導體中的每一個電連接於所述多個訊號墊中的一個;以及一基座,位於所述基板上,至少部分覆蓋所述多個第一和第二支座。
- 如請求項4所述的網格陣列連接器系統,其中,所述多條線纜成列佈置、延伸出所述基座。
- 如請求項5所述的網格陣列連接器系統,其中,所述多條線纜和多個第一支座與第二支座被灌封就位。
- 一種網格陣列連接器系統,相鄰一晶片封裝安裝,所述網格陣列連接器系統包括:一電路基板,支持所述晶片封裝,所述電路基板具有在所述晶片封裝的一側的一第一陣列的墊,所述第一陣列的墊與所述晶片封裝通信;一網格陣列連接器,位於所述晶片封裝的一側並對準所述第一陣列的墊,所述網格陣列連接器包含:一基板,具有一安裝面和與相反所述安裝面的一連接面以及設置於所述基板上的多個開口,所述基板還包括位於所述連接面上的多個訊號墊;多個第一支座,安裝在所述安裝面上;多個第二支座,電連接於所述第一支座;多條線纜,每一條線纜包含包圍一絕緣層的一屏蔽層以及位於所述絕緣層中的一對導體,所述多條線纜的每一條線纜的屏蔽層連接於所述多個第二支座中的一個,其中,所述一對導體中的每一個電連接於所述多個訊號墊中的一個; 一基座,位於所述基板上且至少部分覆蓋所述多個第一和第二支座;以及一***件,位於所述電路基板和所述基板之間,所述***件包含多個接觸件,所述多個接觸件將所述基板上的所述多個訊號墊連接於所述電路基板上的所述第一陣列的墊;以及一散熱器,安裝在所述電路基板上,所述散熱器配置成壓靠所述晶片封裝並朝向晶片基材對所述網格陣列連接器系統施壓。
- 如請求項7所述的網格陣列連接器系統,還包括位於所述散熱器和所述網格陣列連接器系統之間的一可壓縮元件,所述可壓縮元件配置成壓靠所述網格陣列連接器系統的基座。
- 如請求項8所述的網格陣列連接器系統,其中,所述基座包含多個腳部,所述多個腳部延伸出所述基板和所述***件並延伸進入所述電路基板中。
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