專利名稱：可兼容光電互連的無引腳插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及電子組件(package)的插座(socket)。更具體而言，本發(fā)明涉及能夠處理大功率且與印刷電路板上的光互連相兼容的插座。
背景技術(shù)：
多數(shù)電子元件包括印刷電路板，其上連有電子組件。這些電子組件包含一個或多個芯片(例如，處理器)或其它電路。這些組件被插入到或以其它方式電連接到插座上。這些插座電連接到印刷電路板，并且將組件中的芯片或電路與印刷電路板上的或者嵌入其中的配線(wiring trace)相連接。
隨著處理器的頻率提高，所需的電流也按比例地增加。另外，盡管電流的大小增加，但是通過插座承載該電流的總面積在減小。例如，隨著處理器管芯尺寸變小以獲得更高的頻率，具有管芯的組件變得更小。通過插座的大電流需要低電阻以具有較低的功率損耗，如等式功率＝電流的平方×電阻所述。插座中功率損耗越大導(dǎo)致插座中溫度越高。插座中較高的溫度產(chǎn)生與質(zhì)量和可靠性相關(guān)的問題。
圖1示出了當(dāng)前插座設(shè)計的示圖。圖1中示出的插座10包含引腳矩陣，其包括信號引腳、電源引腳和接地引腳。電源引腳和接地引腳遍及插座10地分布在信號引腳之間。此外，信號、電源引腳和接地引腳都是相同尺寸。因此，為了使具有大電流需求的芯片能夠處理電流的增加，分配給電源和接地的引腳的數(shù)目需要增加。然而，增加電源引腳和接地引腳的數(shù)目會減少信號的可用引腳數(shù)目。插座中功率損耗越大導(dǎo)致插座中溫度越高。不僅是在額外引腳的實際花費方面，而且如前所述就額外引腳所需的插座上的占地面積來說，增加引腳數(shù)目代價高昂。


以本發(fā)明實施例的非限制性示例的方式，通過參考附圖來進一步詳細描述本發(fā)明，在全部附圖中類似的標(biāo)號表示類似的部件，并且其中圖1是當(dāng)前插座設(shè)計的示圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例示例的無引腳(pin-free)插座的俯視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例示例的光電互連系統(tǒng)中的無引腳插座的側(cè)視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例示例的帶有焊盤的光電組件的仰視圖；并且圖5a和圖5b分別是根據(jù)本發(fā)明的實施例示例的光電組件的電源平面(power plane)和接地平面(ground plane)的仰視圖。
具體實施例方式
這里示出的細節(jié)是作為示例并且用來示例性討論本發(fā)明的多個實施例的。對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，參考附圖進行的說明將使如何實施本發(fā)明變得顯而易見。
此外，為了避免混淆本發(fā)明，同時還考慮到有關(guān)實現(xiàn)該框圖設(shè)置的細節(jié)高度依賴于實現(xiàn)本發(fā)明的平臺的事實，即，細節(jié)應(yīng)當(dāng)在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解的范圍之內(nèi)，所以以框圖形式示出設(shè)置。盡管具體細節(jié)(例如，電路、流程圖)被闡明以描述本發(fā)明的實施例示例，但是對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說很明顯，在沒有這些具體細節(jié)的情況下也可以實施本發(fā)明。最后很明顯，可以使用硬連線電路和軟件指令的任何組合來實現(xiàn)本發(fā)明的實施例，即，本發(fā)明不局限于硬件電路和軟件指令的任何具體組合。
盡管可以使用主機元件環(huán)境示例中的系統(tǒng)框圖示例來描述本發(fā)明的實施例示例，但是本發(fā)明并不局限于此，即，本發(fā)明可以在其他類型的環(huán)境中并且以其他類型的系統(tǒng)來實現(xiàn)。
說明書中引用的“一個實施例”或“實施例”意指所描述的與實施例有關(guān)的具體特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。說明書中的各個位置上出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”不必都指相同的實施例。
本發(fā)明涉及與使用光互連相兼容的無引腳的插座，其中所述光互連用于通過印刷電路板從一個器件向另一器件進行信號傳輸。此外，本發(fā)明的插座沿著插座的周邊提供直流(DC)導(dǎo)體，其為連接到該插座的器件的全部電流的主要部分提供了通路。這使大DC電流遠離了通過插座內(nèi)部傳送的信號。因此，降低了通過引腳的功率損耗，而這消除了與熱有關(guān)的插座可靠性問題。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例示例的無引腳插座的俯視圖。如圖2所示，插座20在中央具有開口，其允許光信號在連接到插座的芯片/器件與印刷電路板上的光纖之間進行傳輸。此外，接地導(dǎo)體22和電源導(dǎo)體24可以導(dǎo)電棒的形式沿著插座20的圍壁以棋盤形圖案分布。圖2中示出的實施例示例示出了電源棒與接地棒22、24沿?zé)o引腳插座20的所有側(cè)壁(圍壁)的棋盤形圖案。然而，電源棒與接地棒22、24可以位于插座的任何一個、多個以至所有圍壁處，并且仍在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的電源導(dǎo)電棒與接地導(dǎo)電棒的棋盤形圖案的有利之處在于這獲得了較低的電感和電阻。電源棒與接地棒22、24可以是諸如銅或其它導(dǎo)電材料的導(dǎo)電棒。電源導(dǎo)電棒與接地導(dǎo)電棒22、24可以連接到插座20頂部的組件，并且可以連接到插座20底部的印刷電路板。電源導(dǎo)電棒與接地導(dǎo)電棒22、24可以通過插入到印刷電路板內(nèi)的孔洞中或者通過焊接到印刷電路板之上的焊盤上，而連接到印刷電路板。包含芯片/器件的組件可以通過將芯片/器件的引腳插入到插座20的孔洞中而電連接到插座20(在這種情況下，導(dǎo)電棒是芯片/器件的一部分)，或者可以通過焊球(solder ball)而連接到插座20的導(dǎo)電棒22、24。導(dǎo)電棒可以是諸如正方形、圓形、矩形等的任何形狀，并且仍在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例示例的光電互連系統(tǒng)中的無引腳插座的側(cè)視圖。芯片/器件16可以容納于組件18之中。芯片/器件16經(jīng)由C4(可控塌陷芯片連接器，controlled collapse chip connector)塊32可以連接到組件18。組件18經(jīng)由電源與接地焊盤34可以連接到插座20。圖2中示出的電源導(dǎo)電棒與接地導(dǎo)電棒22、24可以連接到焊盤34。在圖3中，為了圖示光發(fā)送器和光接收器40、42，沒有示出插座20的中央前端的部分，其中光發(fā)送器和光接收器40、42可以經(jīng)由C4塊33連接到組件18的下面。此外，還示出了可以嵌入到印刷電路板30之中并且可以覆蓋光纖46的透明襯底44。光發(fā)送器40、光接收器42和透明襯底44包含微透鏡陣列48，其聚焦在芯片16和光纖46之間傳輸?shù)墓庑盘枴?br> 組件18可以具有嵌入式電源平面50和接地平面52，其借助于組件18中的過孔(via)54穿過插座20從印刷電路板30接收電源。類似地，印刷電路板30可以具有嵌入其中的電源平面60和接地平面62。電源平面60和接地平面62可以通過印刷電路板30內(nèi)部的過孔64穿過插座20向組件18提供電源與接地。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例示例的帶有焊盤的光電組件的仰視圖。組件18可以在組件周邊的圍壁中包括棋盤圖案形狀的電源焊盤72和接地焊盤70。在組件18的中央還示出了光發(fā)送器40和光接收器42。電源焊盤72和接地焊盤70可以電連接到插座20中的電源棒與接地棒22、24。
圖5a與5b分別示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例示例的光電組件的電源平面與接地平面的仰視圖。圖5a示出了電源平面的示圖，其中矩形表示電源平面內(nèi)的孔洞，導(dǎo)電接地棒穿過該孔洞?？梢源嬖诮^緣材料用以防止導(dǎo)電接地棒與電源平面接觸。類似地，圖5b示出了接地平面的示圖，其中矩形表示接地平面內(nèi)的孔洞，導(dǎo)電電源棒穿過該孔洞。可以存在絕緣材料用以防止導(dǎo)電電源棒與接地平面接觸。注意如果圖5a中的電源平面被放置在圖5b中的接地平面上方，則電源導(dǎo)電棒與接地導(dǎo)電棒在組件18的底部產(chǎn)生交替棋盤形圖案(如圖4所示)。
應(yīng)當(dāng)知道，前面提供的示例只是用作解釋，而不能理解為對本發(fā)明的限制。盡管已經(jīng)參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，這里所使用的詞匯只是說明與示例性詞匯，而不是限制性詞匯。在不脫離本發(fā)明的范圍與精神的情況下，可以如前所述地在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進行多種變化。盡管這里已經(jīng)參考具體的方法、材料和實施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不應(yīng)限制為這里公開的具體細節(jié)，而是應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明擴展到所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部功能上等同的結(jié)構(gòu)、方法和用途。
權(quán)利要求
1.一種無信號引腳插座，包括至少兩個電源導(dǎo)體，所述至少兩個電源導(dǎo)體的每個包含導(dǎo)電棒；至少兩個接地導(dǎo)體，所述至少兩個接地導(dǎo)體的每個包含導(dǎo)電棒；和外殼，所述外殼在中央包含開口，并且具有頂部與底部，所述至少兩個電源導(dǎo)體和所述至少兩個接地導(dǎo)體以棋盤形圖案嵌入在所述外殼的至少一個圍壁之中，用以提供低電感與低電阻電流通路，并且可電連接到所述外殼的所述頂部之上的電子組件和所述外殼的所述底部之上的印刷電路板，其中所述無信號引腳插座與通過印刷電路板上的光互連傳送信息的電子組件相兼容。
2.如權(quán)利要求1所述的插座，其中所述至少兩個電源導(dǎo)體包含圓柱形導(dǎo)電棒、矩形導(dǎo)電棒和正方形導(dǎo)電棒之一。
3.如權(quán)利要求1所述的插座，其中所述至少兩個接地導(dǎo)體包含圓柱形導(dǎo)電棒、矩形導(dǎo)電棒和正方形導(dǎo)電棒之一。
4.如權(quán)利要求1所述的插座，其中所述至少兩個電源導(dǎo)體與所述至少兩個接地導(dǎo)體包含銅金屬棒。
5.一種無信號引腳插座，包括至少兩個電源導(dǎo)體，所述至少兩個電源導(dǎo)體的每個包含導(dǎo)電棒；至少兩個接地導(dǎo)體，所述至少兩個接地導(dǎo)體的每個包含導(dǎo)電棒；和外殼，所述外殼具有頂部與底部，所述至少兩個電源導(dǎo)體和所述至少兩個接地導(dǎo)體以棋盤形圖案嵌入在所述外殼的至少一個圍壁之中，用以提供低電感與低電阻電流通路，并且可電連接到所述外殼的所述頂部之上的電子組件和所述外殼的所述底部之上的印刷電路板。
6.如權(quán)利要求5所述的插座，其中所述至少兩個電源導(dǎo)體包含圓柱形導(dǎo)電棒、矩形導(dǎo)電棒和正方形導(dǎo)電棒之一。
7.如權(quán)利要求5所述的插座，其中所述至少兩個接地導(dǎo)體包含圓柱形導(dǎo)電棒、矩形導(dǎo)電棒和正方形導(dǎo)電棒之一。
8.如權(quán)利要求5所述的插座，其中所述至少兩個電源導(dǎo)體與所述至少兩個接地導(dǎo)體包含銅金屬棒。
9.一種印刷電路板裝配件，包括至少一個電子組件，所述至少一個電子組件的每個含有至少一個芯片；至少一個插座，所述至少一個電子組件的每個連接到所述至少一個插座中的一個；印刷電路板，所述至少一個插座的每個連接到所述印刷電路板，其中所述至少一個插座是無信號引腳的，并且與通過所述印刷電路板上的光互連傳送信息的電子組件相兼容。
10.如權(quán)利要求9所述的裝配件，其中所述至少一個插座在中央含有開口，允許光信號在所述至少一個組件和所述印刷電路板之間傳送。
11.如權(quán)利要求9所述的裝配件，所述至少一個插座含有至少兩個電源導(dǎo)體和至少兩個接地導(dǎo)體，所述至少兩個電源導(dǎo)體和所述至少兩個接地導(dǎo)體以棋盤形圖案嵌入在所述至少一個插座的至少一個圍壁之中，用以提供低電感與低電阻電流通路，所述至少兩個電源導(dǎo)體和所述至少兩個接地導(dǎo)體電連接到所述插座的頂部之上的所述至少一個電子組件和所述插座的底部之上的所述印刷電路板。
12.如權(quán)利要求11所述的裝配件，其中所述至少兩個電源導(dǎo)體和所述至少兩個接地導(dǎo)體包含金屬棒。
13.如權(quán)利要求11所述的裝配件，其中所述金屬棒包含圓柱形金屬棒、矩形金屬棒和正方形金屬棒之一。
14.如權(quán)利要求11所述的裝配件，其中所述至少兩個電源導(dǎo)體和所述至少兩個接地導(dǎo)體包含銅金屬棒。
全文摘要
一種插座，包括外殼、一個或多個電源導(dǎo)體和一個或多個接地導(dǎo)體。所述電源導(dǎo)體與接地導(dǎo)體是以棋盤形圖案嵌入于所述外殼的一個或多個圍壁中的導(dǎo)電棒，用以提供低電感與低電阻電流通路。所述外殼在中央可以包含開口，并且具有頂部和底部。所述電源導(dǎo)體與接地導(dǎo)體可電連接到在所述外殼的頂部之上的電子組件和所述外殼底部的印刷電路板。所述插座是無引腳的，并且與通過印刷電路板上的光互連傳送信息的電子組件相兼容。
文檔編號H05K1/14GK1554213SQ02817701
公開日2004年12月8日 申請日期2002年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月10日
發(fā)明者阮良·李, 阮良 李 申請人:英特爾公司