专利名称：可兼容光电互连的无引脚插座的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及电子组件(package)的插座(socket)。更具体而言，本发明涉及能够处理大功率且与印刷电路板上的光互连相兼容的插座。
背景技术：
多数电子元件包括印刷电路板，其上连有电子组件。这些电子组件包含一个或多个芯片(例如，处理器)或其它电路。这些组件被插入到或以其它方式电连接到插座上。这些插座电连接到印刷电路板，并且将组件中的芯片或电路与印刷电路板上的或者嵌入其中的配线(wiring trace)相连接。
随着处理器的频率提高，所需的电流也按比例地增加。另外，尽管电流的大小增加，但是通过插座承载该电流的总面积在减小。例如，随着处理器管芯尺寸变小以获得更高的频率，具有管芯的组件变得更小。通过插座的大电流需要低电阻以具有较低的功率损耗，如等式功率＝电流的平方×电阻所述。插座中功率损耗越大导致插座中温度越高。插座中较高的温度产生与质量和可靠性相关的问题。
图1示出了当前插座设计的示图。图1中示出的插座10包含引脚矩阵，其包括信号引脚、电源引脚和接地引脚。电源引脚和接地引脚遍及插座10地分布在信号引脚之间。此外，信号、电源引脚和接地引脚都是相同尺寸。因此，为了使具有大电流需求的芯片能够处理电流的增加，分配给电源和接地的引脚的数目需要增加。然而，增加电源引脚和接地引脚的数目会减少信号的可用引脚数目。插座中功率损耗越大导致插座中温度越高。不仅是在额外引脚的实际花费方面，而且如前所述就额外引脚所需的插座上的占地面积来说，增加引脚数目代价高昂。
以本发明实施例的非限制性示例的方式，通过参考附图来进一步详细描述本发明，在全部附图中类似的标号表示类似的部件，并且其中图1是当前插座设计的示图；图2是根据本发明的实施例示例的无引脚(pin-free)插座的俯视图；图3是根据本发明的实施例示例的光电互连系统中的无引脚插座的侧视图；图4是根据本发明的实施例示例的带有焊盘的光电组件的仰视图；并且图5a和图5b分别是根据本发明的实施例示例的光电组件的电源平面(power plane)和接地平面(ground plane)的仰视图。
具体实施例方式
这里示出的细节是作为示例并且用来示例性讨论本发明的多个实施例的。对本领域普通技术人员来说，参考附图进行的说明将使如何实施本发明变得显而易见。
此外，为了避免混淆本发明，同时还考虑到有关实现该框图设置的细节高度依赖于实现本发明的平台的事实，即，细节应当在本领域普通技术人员能够理解的范围之内，所以以框图形式示出设置。尽管具体细节(例如，电路、流程图)被阐明以描述本发明的实施例示例，但是对本领域普通技术人员来说很明显，在没有这些具体细节的情况下也可以实施本发明。最后很明显，可以使用硬连线电路和软件指令的任何组合来实现本发明的实施例，即，本发明不局限于硬件电路和软件指令的任何具体组合。
尽管可以使用主机元件环境示例中的系统框图示例来描述本发明的实施例示例，但是本发明并不局限于此，即，本发明可以在其他类型的环境中并且以其他类型的系统来实现。
说明书中引用的“一个实施例”或“实施例”意指所描述的与实施例有关的具体特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。说明书中的各个位置上出现的短语“在一个实施例中”不必都指相同的实施例。
本发明涉及与使用光互连相兼容的无引脚的插座，其中所述光互连用于通过印刷电路板从一个器件向另一器件进行信号传输。此外，本发明的插座沿着插座的周边提供直流(DC)导体，其为连接到该插座的器件的全部电流的主要部分提供了通路。这使大DC电流远离了通过插座内部传送的信号。因此，降低了通过引脚的功率损耗，而这消除了与热有关的插座可靠性问题。
图2示出了根据本发明的实施例示例的无引脚插座的俯视图。如图2所示，插座20在中央具有开口，其允许光信号在连接到插座的芯片/器件与印刷电路板上的光纤之间进行传输。此外，接地导体22和电源导体24可以导电棒的形式沿着插座20的围壁以棋盘形图案分布。图2中示出的实施例示例示出了电源棒与接地棒22、24沿无引脚插座20的所有侧壁(围壁)的棋盘形图案。然而，电源棒与接地棒22、24可以位于插座的任何一个、多个以至所有围壁处，并且仍在本发明的精神和范围之内。
根据本发明的电源导电棒与接地导电棒的棋盘形图案的有利之处在于这获得了较低的电感和电阻。电源棒与接地棒22、24可以是诸如铜或其它导电材料的导电棒。电源导电棒与接地导电棒22、24可以连接到插座20顶部的组件，并且可以连接到插座20底部的印刷电路板。电源导电棒与接地导电棒22、24可以通过插入到印刷电路板内的孔洞中或者通过焊接到印刷电路板之上的焊盘上，而连接到印刷电路板。包含芯片/器件的组件可以通过将芯片/器件的引脚插入到插座20的孔洞中而电连接到插座20(在这种情况下，导电棒是芯片/器件的一部分)，或者可以通过焊球(solder ball)而连接到插座20的导电棒22、24。导电棒可以是诸如正方形、圆形、矩形等的任何形状，并且仍在本发明的精神和范围之内。
图3示出了根据本发明的实施例示例的光电互连系统中的无引脚插座的侧视图。芯片/器件16可以容纳于组件18之中。芯片/器件16经由C4(可控塌陷芯片连接器，controlled collapse chip connector)块32可以连接到组件18。组件18经由电源与接地焊盘34可以连接到插座20。图2中示出的电源导电棒与接地导电棒22、24可以连接到焊盘34。在图3中，为了图示光发送器和光接收器40、42，没有示出插座20的中央前端的部分，其中光发送器和光接收器40、42可以经由C4块33连接到组件18的下面。此外，还示出了可以嵌入到印刷电路板30之中并且可以覆盖光纤46的透明衬底44。光发送器40、光接收器42和透明衬底44包含微透镜阵列48，其聚焦在芯片16和光纤46之间传输的光信号。
组件18可以具有嵌入式电源平面50和接地平面52，其借助于组件18中的过孔(via)54穿过插座20从印刷电路板30接收电源。类似地，印刷电路板30可以具有嵌入其中的电源平面60和接地平面62。电源平面60和接地平面62可以通过印刷电路板30内部的过孔64穿过插座20向组件18提供电源与接地。
图4示出了根据本发明实施例示例的带有焊盘的光电组件的仰视图。组件18可以在组件周边的围壁中包括棋盘图案形状的电源焊盘72和接地焊盘70。在组件18的中央还示出了光发送器40和光接收器42。电源焊盘72和接地焊盘70可以电连接到插座20中的电源棒与接地棒22、24。
图5a与5b分别示出了根据本发明的实施例示例的光电组件的电源平面与接地平面的仰视图。图5a示出了电源平面的示图，其中矩形表示电源平面内的孔洞，导电接地棒穿过该孔洞。可以存在绝缘材料用以防止导电接地棒与电源平面接触。类似地，图5b示出了接地平面的示图，其中矩形表示接地平面内的孔洞，导电电源棒穿过该孔洞。可以存在绝缘材料用以防止导电电源棒与接地平面接触。注意如果图5a中的电源平面被放置在图5b中的接地平面上方，则电源导电棒与接地导电棒在组件18的底部产生交替棋盘形图案(如图4所示)。
应当知道，前面提供的示例只是用作解释，而不能理解为对本发明的限制。尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是应当理解，这里所使用的词汇只是说明与示例性词汇，而不是限制性词汇。在不脱离本发明的范围与精神的情况下，可以如前所述地在所附权利要求的范围内进行多种变化。尽管这里已经参考具体的方法、材料和实施例描述了本发明，但是本发明不应限制为这里公开的具体细节，而是应当将本发明扩展到所附权利要求范围内的全部功能上等同的结构、方法和用途。
权利要求
1.一种无信号引脚插座，包括至少两个电源导体，所述至少两个电源导体的每个包含导电棒；至少两个接地导体，所述至少两个接地导体的每个包含导电棒；和外壳，所述外壳在中央包含开口，并且具有顶部与底部，所述至少两个电源导体和所述至少两个接地导体以棋盘形图案嵌入在所述外壳的至少一个围壁之中，用以提供低电感与低电阻电流通路，并且可电连接到所述外壳的所述顶部之上的电子组件和所述外壳的所述底部之上的印刷电路板，其中所述无信号引脚插座与通过印刷电路板上的光互连传送信息的电子组件相兼容。
2.如权利要求1所述的插座，其中所述至少两个电源导体包含圆柱形导电棒、矩形导电棒和正方形导电棒之一。
3.如权利要求1所述的插座，其中所述至少两个接地导体包含圆柱形导电棒、矩形导电棒和正方形导电棒之一。
4.如权利要求1所述的插座，其中所述至少两个电源导体与所述至少两个接地导体包含铜金属棒。
5.一种无信号引脚插座，包括至少两个电源导体，所述至少两个电源导体的每个包含导电棒；至少两个接地导体，所述至少两个接地导体的每个包含导电棒；和外壳，所述外壳具有顶部与底部，所述至少两个电源导体和所述至少两个接地导体以棋盘形图案嵌入在所述外壳的至少一个围壁之中，用以提供低电感与低电阻电流通路，并且可电连接到所述外壳的所述顶部之上的电子组件和所述外壳的所述底部之上的印刷电路板。
6.如权利要求5所述的插座，其中所述至少两个电源导体包含圆柱形导电棒、矩形导电棒和正方形导电棒之一。
7.如权利要求5所述的插座，其中所述至少两个接地导体包含圆柱形导电棒、矩形导电棒和正方形导电棒之一。
8.如权利要求5所述的插座，其中所述至少两个电源导体与所述至少两个接地导体包含铜金属棒。
9.一种印刷电路板装配件，包括至少一个电子组件，所述至少一个电子组件的每个含有至少一个芯片；至少一个插座，所述至少一个电子组件的每个连接到所述至少一个插座中的一个；印刷电路板，所述至少一个插座的每个连接到所述印刷电路板，其中所述至少一个插座是无信号引脚的，并且与通过所述印刷电路板上的光互连传送信息的电子组件相兼容。
10.如权利要求9所述的装配件，其中所述至少一个插座在中央含有开口，允许光信号在所述至少一个组件和所述印刷电路板之间传送。
11.如权利要求9所述的装配件，所述至少一个插座含有至少两个电源导体和至少两个接地导体，所述至少两个电源导体和所述至少两个接地导体以棋盘形图案嵌入在所述至少一个插座的至少一个围壁之中，用以提供低电感与低电阻电流通路，所述至少两个电源导体和所述至少两个接地导体电连接到所述插座的顶部之上的所述至少一个电子组件和所述插座的底部之上的所述印刷电路板。
12.如权利要求11所述的装配件，其中所述至少两个电源导体和所述至少两个接地导体包含金属棒。
13.如权利要求11所述的装配件，其中所述金属棒包含圆柱形金属棒、矩形金属棒和正方形金属棒之一。
14.如权利要求11所述的装配件，其中所述至少两个电源导体和所述至少两个接地导体包含铜金属棒。
全文摘要
一种插座，包括外壳、一个或多个电源导体和一个或多个接地导体。所述电源导体与接地导体是以棋盘形图案嵌入于所述外壳的一个或多个围壁中的导电棒，用以提供低电感与低电阻电流通路。所述外壳在中央可以包含开口，并且具有顶部和底部。所述电源导体与接地导体可电连接到在所述外壳的顶部之上的电子组件和所述外壳底部的印刷电路板。所述插座是无引脚的，并且与通过印刷电路板上的光互连传送信息的电子组件相兼容。
文档编号H05K1/14GK1554213SQ02817701
公开日2004年12月8日 申请日期2002年8月7日 优先权日2001年9月10日
发明者阮良·李, 阮良 李 申请人:英特尔公司