芯片与背板连接器互连装置的制作方法

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种芯片与背板连接器互连装置。

背景技术：

随着万物互联的需求越来越强烈，互联网的发展越来越迅猛，大量的业务在不同的站点之间即时传递，这些对网络中交换设备的交换容量提出了越来越高的要求。而基于otn、ptn等领域的集中交换设备，通常由若干业务板\线卡lc(linecard)和若干交换板\交换卡(switchcard)组成，每个业务板和每个交换板之上存在高速业务处理的芯片ic(integratedcircuit，集成电路)或asic(applicationspecificintegratedcircuit，特别应用的集成电路)，这些ic芯片之间都要有足够多的物理连接通路，这些通路或通过单板pcb(printedcircuitboard，印制电路板)直接互连，或通过背板上的电路实现各业务板与交换板之间的高速信号互连。

目前，如图1所示，ic芯片或asic芯片基本都是采用芯片底部的bga(ballgridarray，焊球阵列封装)封装的焊球与单板pcb进行焊接，以实现芯片上所有的高速信号、低速信号和电源等信号全部都连接到pcb上。而单板侧背板连接器一般是其单板面压接在单板pcb上，实现将单板上的信号传递到单板侧背板连接器上；其接插面与背板侧背板连接器进行对插连接，实现将单板上的信号传递到背板上。其中ic芯片的高速业务信号通过pcb内部的传输线连接到单板侧背板连接器上。然而，高速电信号经过bga焊接会产生一定的损耗，高速电信号还需要在单板pcb上传递一段距离后到单板侧背板连接器上，故单板的pcb也会对高速电信号产生较大的损耗，这些将导致高速电信号在单板上的损耗较大。

随着电信号速率的提升，这种ic芯片与背板连接器的连接方式带来的电信号传输损耗越来越大，以至于电信号只能传递非常短的距离，而在传输稍长距离后，即跨背板传输时，电信号传递到芯片的接收端仍无法被正确接收。而且，由于ic芯片与背板连接器间的高速信号较多，为实现单板pcb内部芯片的高密度高速率的电信号之间传输，会导致单板pcb设计、制作高成本、加工时间长、加工难度大等问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种芯片与背板连接器互连装置以及基于该互连装置的通信设备，以至少解决相关技术中ic芯片与背板连接器的连接方式所导致的电信号传输损耗的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种芯片与背板连接器互连装置，包括第一ic芯片和第一背板连接器，其中，所述第一ic芯片与第一背板连接器直接互连。

其中，所述第一ic芯片通过焊接或压接的方式与所述第一背板连接器互连。

其中，所述ic芯片的基板底部设置有bga焊球或焊盘，所述第一背板连接器的焊接面上设置有对应的bga焊盘或焊球。

其中，所述ic芯片的基板底部设置有压接的针或孔，所述第一背板连接器的连接面上设置有对应的压接的孔或针。

其中，还包括单板pcb，所述第一ic芯片通过焊接或插针连接器连接至所述单板pcb。

其中，所述第一ic芯片的基板边缘还设置有焊接的电引脚，通过所述电引脚与所述单板pcb焊接连接。

其中，ic芯片的基板底部还设置有插针或孔，通过所述插针或孔与所述单板pcb的插针连接器连接。

其中，所述单板pcb上还设置第二ic芯片，所述第一ic芯片和所述第二ic芯片之间通过焊接线缆或通过线缆连接器相连接。

其中，所述第一ic芯片的基板的底层和/或顶层上设置有bga焊球，或设置有可压接的针或孔，以便通过焊接线缆或通过线缆连接器连接至所述第二ic芯片。

其中，所述第一背板连接器通过压接或螺钉固定的方式固定在所述单板pcb上。

其中，在第一背板连接器的pcb接触面设置有压接的针或孔，或在pcb接触面两侧的面上设置有用于固定的螺钉孔或螺钉孔柱，以便与所述单板pcb板进行压接或螺钉固定。

其中，该互连装置还包括第二背板连接器，其中，所述第一背板连接器与一个或多个所述第二背板连接器对插连接。

其中，所述第一背板连接器和所述第二背板连接器的接插面上对应设置有用于插接连接的孔或针。

其中，该互连装置还包括背板，所述第二背板连接器设置在所述背板上。

其中，所述第一背板连接器呈喇叭形，所述第一背板连接器内部的连接薄片上的高速信号线在所述第一ic芯片连接面和第二背板连接器连接面为幅度放大的关系。

根据本发明的另一方面，提供了一种通信设备，包括上述实施例中的芯片与背板连接器互连装置。

在本发明的上述实施例中，芯片的高速信号不需要经过单板pcb，而是直接与单板侧背板连接器进行连接，因此，避免了单板pcb传递高速信号带来的电信号损耗大等问题，也可降低单板pcb的设计难度和制作成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为相关技术中的单板上ic芯片和单板侧背板连接器的连接关系示意图；

图2为根据本发明实施例的ic芯片与单板侧背板连接器连接关系的示意图；

图3为根据本发明实施例的单板pcb上ic芯片和单板侧背板连接器与其它部件连接关系的示意图；

图4(a)至(d)为根据本发明实施例的ic芯片引脚示意图；

图5(a)至(g)为根据本发明实施例的单板侧背板连接器的示意图；

图6(a)至(b)为根据本发明实施例的ic芯片与单板侧背板连接器连接示意图；

图7为根据本发明实施例的pcb板上ic芯片与单板侧背板连接器连接后与背板关系的示意图；

图8为根据本发明实施例的通信设备的结构图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明实施例提供了一种芯片与背板连接器互连装置。为了便于描述，本实施例将从ic芯片、背板连接器、以及ic芯片与背板连接器之间互连的角度进行具体的描述。

(一)ic芯片

在本实施例中，ic芯片的基板底部为bga焊球，以便与背板连接器进行焊接连接。或ic芯片的基板底部为压接的针或孔，以便与背板连接器上的孔或针进行压接连接。

在另一可选实施例中，ic芯片的基板底部还有插针或孔，以便与pcb进行焊接或插针连接器连接；或者ic芯片的基板边缘还有可焊接的电引脚，以便与pcb通过焊锡直接进行焊接。

在另一可选实施例中，ic芯片的基板的底层和/或顶层上还有bga焊球，或还有可压接的针或孔，以便可以通过焊接线缆或通过线缆连接器连接单板上的其它芯片或模块，以实现板内的高速互连。

(二)背板连接器

在一实施例中，背板连接器的pcb接触面有压接的针或便于固定的螺钉孔，或在其pcb接触面两侧的面上有用于安装的螺钉孔柱，用于与pcb板之间为焊接或压接或螺钉固定。

在一实施例中，在背板连接器的接插面上还可以设置有用于连接的孔或针，以便与其它背板连接器，例如，背板侧背板连接器进行对插连接。

在一实施例中，在背板连接器的非背板连接器面或pcb接触面上，可以设置有bga焊盘或焊球，以便与ic芯片进行焊接连接；或有针或孔，以便与ic芯片底部的孔或针进行压接连接。

在一实施例中，背板连接器内部的薄片单元(wafer)在芯片连接面和背板侧背板连接器面可以为幅度放大的关系，以便能分别连接高密度的ic芯片和低密度的背板侧背板连接器。

(三)ic芯片与背板连接器之间互连的装置：

在一实施例中，ic芯片通过焊接或压接的方式与单板侧背板连接器进行互连。

在一实施例中，ic芯片还可通过焊接或插针连接器连接到单板pcb上。进一步地，在此基础上，ic芯片还通过焊接线缆或通过线缆连接器连接到单板上的其它芯片或模块上。

在一实施例中，单板侧背板连接器可通过压接或螺钉固定的方式固定在单板pcb上。

在上述实施例中，由于ic芯片的高速信号无需通过单板的pcb即可直接连接到背板连接器上，避免了高速信号通过单板的pcb连接到背板连接器带来的信号损失而导致电信号收发异常的问题。而且单板pcb上无需传输大量到背板连接器上的高速信号，故单板pcb也可减小制作难度，节省制作成本，单板面积也会减小。

下面将结合附图2至8对本发明实施例所提供的芯片与背板连接器互连装置进一步进行详细描述。

图2为本发明实施例提供的ic芯片与单板侧背板连接器连接关系的示例图。如图2所示，ic芯片通过焊接或压接的方式与单板侧背板连接器进行互连，以实现其间的高速业务信号能之间传递，因此，不再需要通过单板pcb进行连接。

图3为本发明实施例的单板pcb上ic芯片和单板侧背板连接器与其它部件连接关系的实施例。在本实施例中，ic芯片与单板侧背板连接器直接进行焊接或压接连接，而且芯片通过焊接或插针连接器连接到单板pcb上，单板侧背板连接器通过压接或螺钉固定的方式安装到单板pcb上，单板侧背板连接器与背板侧背板连接器为对插关系。

如图3所示，ic芯片还可通过焊接线缆或通过线缆连接器连接到单板上的其它芯片或模块上；而这些芯片或模块则可通过焊接或插针连接器或直接压接连接的方式固定在单板pcb上。

图4(a)至图4(d)为本发明实施例所提供的ic芯片引脚针(pins)的示意图。如图4(a)至图4(d)所示。

401为ic芯片的基板。402为基板底部的bga焊球或焊盘，用于与背板连接器上的焊盘或焊球进行焊接连接。402也可以是基板底部用于压接的针或孔，用于与背板连接器上的孔或针进行压接连接。

403为ic芯片的基板边缘可焊接的电引脚，可分布在ic芯片基板的底部或顶部等位置，以便与单板pcb通过焊锡直接进行焊接。404为ic芯片的基板底部的插针或孔，用于与pcb进行焊接或插针连接器连接。

404可以是ic芯片的基板的底层和/或顶层上的bga焊球，或可压接的针或孔，以便可以通过焊接线缆或通过线缆连接器连接单板上的其它芯片或模块，以实现单板内的高速互连。

405为ic芯片顶部，一般可用来接触散热器，传递芯片工作时产生的热量。图4(a)、4(b)和4(c)是以芯片底部为视角的示意图，图4(d)以芯片的斜上方为视角的示意图。在图4(d)中，402在芯片基板的底部，404可以设置在芯片基板的底部和/或顶部。

图5(a)至图5(g)为单板侧背板连接器的示意图。如图5(a)至图5(g)所示。

501为单板侧背板连接器。其有一面为pcb接触面，此面上有压接的针，以便能把此连接器压接到单板pcb的孔内。或者此面有用于固定的螺钉孔，以便能用螺钉从pcb的底部固定上此连接器。或者在pcb接触面两侧的面上有用于安装的螺钉孔柱，如图5(g)中的505，以便与pcb板之间螺钉固定。在背板连接器501的接插面上有用于连接的孔或针，以便与背板侧背板连接器进行对插连接。

在图5(a)至图5(g)中，502为bga焊盘或焊球，用于与ic芯片基板底部的焊球或焊盘进行焊接连接；或者502也可以为针或孔，以便与ic芯片基板底部的孔或针进行压接连接。且502的位置可位于501的某一面或多面上。在图5(a)、5(b)、5(e)和5(g)中，502位于背板连接器接插面的相反一面上。在5(c)和图5(f)中，502位于pcb接触面的相反一面上。在图5(d)中，502位于pcb接触面和接插面的均相邻的一面上。

在图5(b)至图5(f)中，503为单板侧背板连接器501与背板侧背板连接器进行接插时的针或孔，位于501的接插面上，以便实现与背板侧背板连接器上的孔或针进行对插连接。504为单板侧背板连接器501内部实现502和503间连接的线路，可以是金属片和/或线缆等。

如图5(a)、5(b)、5(c)、5(d)和5(g)中所示。单板侧背板连接器501可以是规则的长方体，此时背板连接器内部的连接薄片wafer上的高速信号线在芯片连接面和背板侧背板连接器面可以为平行的关系。

如图5(e)和5(f)中所示，单板侧背板连接器501也可以呈喇叭形，因为bga焊盘或焊球502的引脚密度可能很高，引脚间的间隔非常小；而503的引脚密度小，间隔可能较大，所以幅度为放大关系的喇叭形能分别连接高密度的ic芯片和低密度的背板侧背板连接器，此时背板连接器内部的连接薄片wafer在芯片连接面和背板侧背板连接器面可以为幅度放大的关系。此时，背板连接器的接插面，可以划分为多个连接器端面，以便此一个单板侧背板连接器可与多个背板侧背板连接器接插连接。

图6(a)和图6(b)为ic芯片与单板侧背板连接器连接的示意图。其中，图6(a)为这两者为连接之前的情景，图6(b)为二者连接之后的情形。如图6(a)和图6(b)所示，bga焊盘或焊球502在单板侧背板连接器501的pcb接触面的相反一面。显然bga焊盘或焊球502也可以在单板侧背板连接器501的其它面上。这两者连接在一块之后，就完成了高速信号从ic芯片到单板侧背板连接器间的连接，无需通过单板pcb等进行传递。

图7为pcb板上ic芯片与单板侧背板连接器连接后与背板关系的示意图。

如图7所示，801为单板pcb，其上安装有单板侧背板连接器501，其中，单板侧背板连接器501与单板pcb801之间可以是压接，或者也可以是通过底部的螺钉进行固定。芯片ic直接与单板侧背板连接器501进行焊接或压接连接。

802为ic芯片与单板pcb801的插针焊接连接，以完成芯片与单板pcb的信号连接。

803为背板pcb，804为背板pcb803上的背板侧背板连接器，805为804接插面上的插针或孔。

此本实施例中，只在背板pcb803上绘制了2个背板侧背板连接器804。在连接时，在推动单板pcb801向背板pcb803插入的过程中，就可以实现单板侧背板连接器501与背板侧背板连接器804的接插，进而实现了芯片上的信号通过背板连接器传递到背板pcb803的功能，避免了高速信号通过单板pcb801进行传递而产生的信号损耗等问题。

如此，即可将ic芯片上的信号通过其基板底部的引脚与背板连接器上某一面的引脚进行压接或焊接互连，实现了ic芯片的高速信号直接与背板连接器进行互连的功能。

本发明实施例还提供了一种通信设备。图8为根据本发明实施例的通信设备的结构图，如图8所示，该通信设备100包括了上述实施例中的芯片与背板连接器互连装置200。该通信设备100可以是服务器、路由器等采用的高速业务芯片与背板连接器之间互连的通讯设备。在本实施例中，通信设备100可以根据单板的数据，包括多个这样的背板连接器互连装置200。

在本发明的上述实施例中，由于ic芯片的高速信号无需通过单板的pcb即可直接连接到背板连接器上，从而避免了高速信号通过单板的pcb连接到背板连接器带来的信号损失而导致电信号收发异常的问题，极大的减小了电信号传输时的损耗，也可有效延长电信号在背板上的传输距离。另外，由于芯片之间的电信号损耗减小了，就可以减小芯片串行解串器的功耗；并且，由于单板pcb上无需传输ic芯片到背板连接器上的高速信号，故单板pcb也可减小制作难度，节省制作成本，单板面积也会减小。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。