CN110875533B - 超高密度的低矮型边缘卡连接器 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及超高密度的低矮型边缘卡连接器。本公开通过使用不同于工业界当前所用的(冲压和模制)技术手段来增加互连密度。通过使用基于微机电系统(MEMS)技术手段,实现更好的几何和阻抗控制,以减少阻抗不连续性和特征尺寸。此外,本公开还包括低连接器插入力,无接触拭抹,以及连接器接触件和对接基板上的连接器接触件之间的精确对准机构。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年9月4日提交的美国专利申请序列号62/726,833、2018年9月5日提交的美国专利申请序列号62/727,227及2019年3月1日提交的美国专利申请序列号62/812,492的优先权,其中每个专利申请的公开内容通过援引并入,如同在本文中完整阐述一样。
技术领域
本申请涉及连接器,其尤其涉及超高密度的低矮型边缘卡连接器。
背景技术
在对网络流量增长的永无止境的需求中,ASIC(专用集成电路)交换机,FPGA(现场可编程门阵列)或微处理器正在增加其IO(输入/输出)带宽能力和通道数量。同时,晶体管尺寸越来越小,当前的工艺节点已从12纳米降至7纳米。因此,ASIC管芯尺寸几乎保持不变,但其IO密度却急剧增加。于是,挑战变为创建足够密集(小于0.5毫米电接触件节距(contact pitch),小于2毫米通道密度)的电气接口(即双轴缆线)或光学接口,以每通道诸如112千兆比特每秒的超高速来搭载所有这些通道(512通道)。
需要能够对接和解除对接的连接器,该连接器能够支持高带宽电信号并且在各个信道之间具有高密度,即小节距。连接器需要紧凑,使得它们占据最小的空间,从而易于与其他电子部件和辅助元件集成,辅助元件诸如是在系统操作期间可能需要冷却的热沉。
发明内容
在本公开的一个方面,高密度边缘卡电连接器可包括柔性电路,该柔性电路具有形成在柔性基板表面上的导电迹线。电连接器可进一步包括施压板,该施压板配置成使柔性电路抵靠基板上的电接触垫,以在电接触件和柔性电路之间形成电连接,由此界定电连接器和基板之间可分离的接口。
在本公开的另一方面,互连系统可被配置为使扩展卡与ASIC封装基板处于电连通,该互连系统包括在扩展卡的扩展卡基板和ASIC封装基板之间的可分离接口。
在本公开的另一方面,电连接器可包括柔性电路,该柔性电路具有沿行方向按接触件节距相互间隔开的接触垫,该接触件节距小于约0.5毫米。
在本公开的另一方面,一种用于互连系统的锁定机构,该锁定机构可包括安装在印刷电路板的边缘上的电连接器。互连系统还可包括支承基板的主印刷电路板,其中该基板可与连接器可对接和可解除对接。锁定机构可安装在主印刷电路板上,并且可允许在连接器的插入方向上自由运动到基板,但是阻止在收回方向上的运动,其中锁定机构在至少一个方向上不约束印刷电路板的位置。
在本公开的另一方面,互连系统包括:扩展卡基板,该扩展卡基板界定顶表面以及沿横向方向与顶表面相对的底表面;并且电接触垫沿扩展卡基板的边缘设置在顶表面以及底表面上,并且电接触垫被沿行方向布置。互连系统还可包括安装至顶表面的顶部对准块,其中该顶部对准块沿着顶表面上的扩展卡基板的边缘安装;其中该顶部对准块与扩展卡基板的顶表面上的接触垫机械对准。互连系统还可包括底部对准块,其中该底部对准块沿着底表面上的扩展卡基板的边缘安装,其中该底部对准块与扩展卡基板的底表面上的接触垫机械对准。
在本公开的另一方面,互连系统可包括安装到第一印刷电路板的电连接器,该第一印刷电路板具有厚度。互连系统还可包括顶部柔性电路和底部柔性电路,该顶部柔性电路和底部柔性电路安装到印刷电路板,并且分别设置在第一印刷电路板的顶部上和第一印刷电路板的底部上,其中两个柔性电路的前边缘之间的开口的尺寸大于或等于该第一印刷电路板的厚度。
在本公开的另一方面,电互连系统可包括IC封装,该IC封装具有IC基板和安装到IC基板的IC管芯,其中该IC基板界定彼此相对的顶表面和底表面,并且该IC封装被安装到主基板上。互连系统还可包括电连接器,该电连接器具有与IC基板的相对的顶表面和底表面处于电连通的电导体,以便在电连接器和IC封装之间建立不首先经过该主基板路由的电通路。
在本公开的另一方面,光收发机可包括界定顶表面和底表面的中介层,以及由顶表面和底表面中的一者支承的光纤。光收发机还可包括由顶表面和底表面中的另一者支承的光引擎,该光引擎包括至少一个光源、至少一个光源驱动器、至少一个光电探测器和至少一个电流电压转换器。
在本公开的另一方面,IC封装可包括IC管芯、IC封装基板,该IC封装基板具有顶表面、底表面以及四个边缘,该IC管芯安装在该顶表面上,该底表面与该顶表面相对,该四个边缘界定该IC封装的周界,其中该IC封装基板的至少一个边缘具有电接触件行,该电接触件行的电接触件在该IC封装基板的顶表面和底表面中的至少一者上邻近至少一个边缘分布。
在本公开的另一方面,IC封装可包括IC管芯、矩形IC封装基板,该矩形IC封装基板具有顶表面、底表面以及四个边缘,该IC管芯安装在该顶表面上,该底表面与该顶表面相对,该四个边缘界定该IC封装的周界。IC封装还可包括邻近IC封装基板的边缘安装的电连接器。
附图说明
当结合附图阅读时,将更好地理解以下详细描述,其中出于说明的目的,在附图中示出了示例实施例。然而,应该理解地是,本申请不限于本文所示的精确布置和手段。在附图中:
图1示出了安装在插座中的ASIC封装,其中在所封装的管芯的每一侧上具有边缘卡接口和三个不同的互连接口:电缆,多模光引擎和单模光引擎;
图2示出了安装在插座上的ASIC管芯的局部剖开分解立体图,其中ASIC封装的所有四侧上的接触垫适于与超高密度的边缘卡连接器对接;
图3示出了超高密度边缘卡连接器的简化实施方式;
图4示出了边缘卡连接器的一部分的分解视图;
图5示出了柔性电路,其具有在一端(右端)附连的焊料以及用于增强另一端(左端)的接触能力的导电可延展凸点;
图6示出了具有四个柔性电路和对准块的预组装扩展卡的分解图;
图7示出了超高密度边缘卡连接器的局部剖开立体图;
图8A示出了处于敞开或未夹紧位置的电连接器的示意性横截面图;
图8B示出了图8A的电连接器处于闭合或夹紧位置的示意性横截面图;
图9A示出了将超高密度电连接器对接到ASIC封装基板的第一步骤;
图9B示出了将超高密度电连接器对接到ASIC封装基板的第二步骤;
图9C示出了将超高密度电连接器对接到ASIC封装基板的第三步骤;
图9D示出了图9A至9C中所示的电连接器的各种组件处于敞开位置时的细节;
图9E示出了图9D所示电连接器的各种组件处于闭合位置时的细节;
图10A示出了ASIC封装基板和扩展卡对准原理的局部俯视图;
图10B是解说针对ASIC封装基板和扩展卡的顶部到底部金属化配准偏移作补偿的对准原理的图示;
图10C是扩展卡的示意性横截面图,示出顶部和底部接触垫沿第一方向未对准,并且在顶部和底部接触垫之间具有平均位置;
图10D是ASIC封装基板的示意性横截面图,示出顶部和底部接触垫沿第一方向未对准,并且在顶部和底部接触垫之间具有平均位置;
图10E是ASIC封装基板的示意性剖视图,示出顶部和底部接触垫沿与第一方向相反的第二方向未对准,并且在顶部和底部接触垫之间具有平均位置;
图11A是具有柔性对准特征的芯部本体的侧视图;
图11B是芯部本体的一部分的放大透视图,示出了柔性对准特征;
图12示出了防止扩展卡的收回/脱离的锁定机构;
图13是互连系统的侧视剖视图,示出了从ASIC封装到扩展卡的高速电布线(routing);
图14示出了ASIC封装基板和通过超高密度电连接器的柔性电路的扩展卡之间的导电通路的示意性透视图;
图15是一个示例中的光收发机的横截面图;
图16是另一示例的光收发机的分解透视图;
图17A是光收发机的中介层、配置为与中介层对准的多个光源以及配置为与中介层对准的多个光电探测器的分解透视图;
图17B是图17A的中介层的平面图,示出了与中介层对准的光源;
图17C是图17B的中介层以及配置为与中介层对准的聚光装置的平面图;
图17D是在与中介层对准的位置处支承图17D的聚光装置的框架的透视图;
图18是具有替代散热系统的光收发机的侧视剖视图;
图19A是一个示例中的光收发机的散热系统的示意性正视图;
图19B是另一示例中的光收发机的散热系统的示意性正视图;
图19C是又一示例中的光收发机的散热系统的示意性正视图;
图19D是又一示例中的光收发机的散热系统的示意性正视图;
图19E是又一示例中的光收发机的散热系统的示意性正视图;
图20A是在一个示例中具有直接连接到ASIC封装的柔性电路的ASIC封装的透视图;
图20B是包括图20A所示的ASIC封装的数据通信系统的透视图;
图21A是一个示例中ASIC封装的透视图,该ASIC封装具有与之安装的电连接器;以及
图21B是包括图21A所示的ASIC封装的数据通信系统的透视图。
具体实施方式
本公开涉及超高密度(小于0.3毫米节距)的低矮型高带宽边缘卡连接器。另外,这种互连方式允许边缘卡连接器的连接具有低插入力,在接触垫和接触件之间低拭抹或没有拭抹效应(wiping effect),以及非常低的残段效应(stub effect),这使信号完整性的不连续性和衰减得以最小化。代表性但非限制性的电接触件节距可具有小于或等于约0.5毫米的电接触件节距的电接触贴片(patch),导致小于2毫米的通道密度。可以有512个通道进出ASIC封装,每个通道以超高速运行,例如每通道112千兆比特每秒并且所具有的异步多源串扰最坏情况不超过6%。
首先参见图1和2,数据通信系统20可包括集成电路(IC)封装22、与IC封装22处于电连通的至少一个数据通信设备24以及主基板25。主基板25可以被配置为主印刷电路板(PCB)。至少一个数据通信设备24可以被配置为至少一个扩展卡27。如下面将更详细描述的,至少一个扩展卡27可以直接与IC封装22对接。也就是说,当扩展卡27与IC封装22对接时,在扩展卡27和IC封装22之间建立电通路,而不首先行经主基板25。IC封装22可以安装到主基板25以便使IC封装与主基板25处于电连通。具体地,数据通信系统20可以包括安装到底层主基板25的插座30。插座30可以配置为连接盘栅阵列(LGA)插座。IC封装22可以安装到插座30,从而将IC封装22安装到主基板25。
IC封装22可以包括IC封装基板32和安装在IC封装基板32上的IC管芯34。IC封装22还可以包括多个串行器/解串器(SerDes)管芯23。IC封装22还可以包括IC封装盖板21,IC封装盖板21与IC管芯34热接触并且有助于在操作期间从IC管芯34传递热。当IC封装22安装到插座30时,IC管芯34与主基板25处于电连通。在一些示例中,(IC)封装22可以被配置为专用集成电路(ASIC)封装22。因此,IC管芯34可以被配置为ASIC管芯34,并且IC封装基板32可以被称为ASIC封装基板32。虽然下面作为参考的ASIC封装22包括ASIC管芯34和ASIC封装基板32,但应认识到ASIC封装22及其ASIC组件可以另外称为IC封装及其IC组件。ASIC封装基板32可以界定多个边缘28。边缘28可以包括沿纵向方向L彼此相对的第一纵向边缘29a和第二纵向边缘29b。边缘28还可以包括第一侧向边缘31a和第二侧向边缘31b,第一侧向边缘31a和第二侧向边缘31b沿垂直于纵向方向L的侧向方向A彼此相对。侧向边缘31a和31b可以从第一纵向边缘29a延伸到第二纵向边缘29b。侧向边缘31a和31b可以垂直于纵向边缘29a和29b取向,使得ASIC封装基板32可以界定矩形形状。
ASIC封装基板32可以界定第一表面33a和第二表面33b,第一表面33a和第二表面33b沿着横向方向T彼此相对,横向方向T与纵向方向L和侧向方向A均垂直。第一表面33a可以设置在第二表面33b上方,因此可以被称为顶表面。第二表面33b可以配置为底表面33b。本文公开的所有基板可以类似地界定顶表面和沿着横向方向T与顶表面相对的底表面。主基板25的顶表面可以面向ASIC封装基板32的底表面33b。主基板25的顶表面可以面向扩展卡27的底表面。此外,本文公开的所有基板可包括沿纵向方向L彼此相对的纵向边缘,以及沿侧向方向A彼此相对的侧向边缘。
因此,ASIC管芯34可以通过LGA插座30与主基板25处于电连通。ASIC封装22可以包括多个电导体,多个电导体被配置成与互补电组件的互补电导体对接。在一个示例中,电导体36被配置为电接触垫38,电接触垫38由第一表面33a和第二表面33b之一或两者承载。例如,可以在ASIC封装基板32的边缘29a-29b和31a-31b中的一个边缘或多个边缘直至全部边缘上设置接触垫38。互补电组件可以配置为至少一个电连接器26。至少一个电连接器26可以安装到扩展卡27。电连接器26可以被配置为边缘卡连接器。
电连接器26包括电绝缘连接器壳体40和由连接器壳体40支承的多个电接触件。如下所述,电连接器26的电接触件可由至少一个柔性(compliant)电路68界定(见图5)。连接器壳体40可以界定插座42(见图3),该插座42配置成接收边缘29a-29b和31a-31b中的一个,以便在ASIC封装基板32的边缘中的一个边缘处将电接触件与相应的一个电接触垫38对接,从而也将相应的扩展卡27对接到ASIC封装。因此,可以理解地是,电连接器26可以直接与IC封装22对接。即,当电连接器26与IC封装22对接时,特别是与IC封装基板32对接时,在电连接器和IC封装22之间建立电通路,而不首先路由经过主基板25。
安装到多个不同扩展卡27的电连接器26可以对接到ASIC封装基板32的不同边缘28。例如,安装到三个不同扩展卡27的电连接器26可以分别与ASIC封装基板32的三个边缘对接。一个或多个电连接器26可以安装到各个扩展卡27,并与ASIC封装基板32的相应一个边缘对接。根据需要,ASIC封装基板32的第四边缘可以不连接。LGA插座30可以将电源和低速控制信号传送到ASIC封装22。电连接器26可以支持高速信号。如上所述,电连接器可以安装到相应的扩展卡27,扩展卡27支持不同的高速电子组件并且支持不同类型的传输介质,高速电子组件诸如是存储器、微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、图形处理单元(GPU)。
扩展卡27可以采用多种形式,包括但不限于:1)安装有电缆44(例如双轴缆线)的电扩展卡27a,2)具有一个或多个光收发机116的光学多模(MM)扩展卡27b,其安装有多模光引擎46,以及3)具有一个或多个光收发机117的光学单模(SM)扩展卡27c,其安装有单模光引擎48。这些可以是基于硅光子学的光引擎。电缆44和光收发机116和117可以被称为数据通信设备的示例。然而,扩展卡27支持的数据通信设备不限于所示的电缆44以及光收发机116和117。
电扩展卡27a可以被认为是无源扩展卡,而光学多模扩展卡27b和单模扩展卡27c可以被认为是有源扩展卡。无源扩展卡和有源扩展卡之间的区别是,有源扩展卡通常包括用于电源和控制信号的附加电接触件,且有源扩展卡还可以包括增强(boost)或净化(clean)高速信号的电子芯片。这些连接可由安装在PCB上的次级低速连接器提供。有源扩展卡还可以包括光电转换元件或电光转换元件。
可以通过主基板25上的次级低速连接器50对扩展卡27进行低速电连接,该次级低速连接器50与扩展卡27的底表面上的电连接器对接。取决于扩展卡27的配置,该低速连接器能够从主基板25移除。扩展卡27a可以包括沿着扩展卡的顶表面和底表面之一或两者延伸的电缆。当电缆沿着扩展卡27a的底部延伸时,如果主基板25上存在次级低速连接器,则电缆可能干扰次级低速连接器。因此,在一些示例中,如果电驱动器安装至扩展卡27a以扩展其能力(reach),电扩展卡27a可以被配置为有源扩展卡。
现在参照图3,并且如上所述,ASIC封装基板32可包括多个接触垫38,多个接触垫38沿着一个或多个边缘28被支承在第一表面33a和第二表面33b之一或两者上的。接触垫38可以是密集的。例如,接触垫38可以沿着相应的行方向37布置,接触垫38具有范围从约0.2毫米到约0.3毫米的接触件节距。扩展卡27支承电连接器26,电连接器26被取向成使得电连接器26的电接触件沿着与扩展卡27的边缘平行的行方向布置。可以邻近ASIC封装基板32的相应边缘28来设置扩展卡27的边缘。应理解本文中使用术语“近似”“基本”和“几乎”及其衍生词提及的大小、尺寸、形状、方向或其他参数可以包括所述的大小、尺寸、形状、方向或其他参数本身以及正负误差20%以内的大小、尺寸、形状、方向或其他参数,包括所述大小、尺寸、形状、方向或其他参数的±10%,±5%和±2%。
根据本公开的一个方面,电连接器26可以沿横向(也称为高度)方向T保持低矮型。在一个示例中,电连接器26的高度可以约为4毫米。当与ASIC封装基板对接时在ASIC封装基板32上方延伸的电连接器26的高度可小于或等于约1.5毫米。因此,在一个示例中,当与ASIC封装基板对接时在ASIC封装基板32上方延伸的电连接器26的高度可以小于或等于电连接器26的高度的约一半。因此,电连接器26不会妨碍对ASIC封装22的顶部的可及(access)。数据通信系统20可以包括散热部件52(参见图20B),散热部件52可以包括要被设置在ASIC封装22的顶部的空气冷热沉或液冷散热器之一或两者,以便于ASIC封装22的冷却。数据通信系统20可以进一步最小化ASIC封装上的任何技术颠覆(disrupt),并维持硅管芯供应商的当前生产方法。
继续参考图1-3,数据通信系统20还可以包括至少一个锁定机构54,锁定机构54可以附连到扩展卡27。锁定机构54还可以安装到主基板25,从而一旦当扩展卡27与ASIC封装基板32对接就紧固扩展卡27,防止其沿着远离ASIC封装基板32的方向移动足以使扩展卡27与ASIC封装基板32脱离对接的距离。在一个示例中,锁定机构54可以基本防止扩展卡27相对于主基板25移动,并因此防止扩展卡27相对于ASIC封装基板32移动,如下面更详细描述的。在一个示例中,锁定机构54并不机械地束缚扩展卡27,使得扩展卡27的定位由扩展卡27上的对准块56(参见图4)来控制,该对准块56与电连接器26的对准特征对接,如下面更详细描述的。
现在参考图3至4,扩展卡27可以被配置为具有前边缘60的扩展卡基板58。扩展卡基板58可以被配置为扩展卡PCB。扩展卡27可以包括多个电接触垫57,多个电接触垫57沿着扩展卡基板58的前边缘60延伸。基板58可以是有机材料、玻璃、陶瓷或其他绝缘材料。电接触垫57可以布置成沿行方向延伸的一行或多行的组,并且可以位于扩展卡27的顶表面和底表面两者上。扩展卡27还可以包括沿着前边缘60的对准部件62。对准部件62可以被配置为扩展卡基板58中的对准凹口63。对准部件62可以基本上关于扩展卡基板58的前边缘60居中。此外,对准凹口63可以大于对准块56中的槽。对准块56可以安装在扩展卡基板58的前边缘60附近。在扩展卡基板58的顶表面上和扩展卡基板58的底表面上,扩展卡27可以包括至少一个对准块56。类似地,ASIC封装基板32可包括至少一个对准块56。ASIC封装可以包括在ASIC封装基板32的顶表面33a上的至少一个对准块56和在ASIC封装基板32的下表面33b上的至少一个对准块。
用于对准块56的对准垫64可以设置在扩展卡基板58的顶部和底部两者上的相邻组的接触垫57之间。可以在相同的处理步骤期间在扩展卡基板58上制造对准垫64和接触垫57,从而使它们相对于彼此被精确定位。处理步骤可以是光刻处理步骤。在光刻处理步骤期间可获得小于约10微米的尺寸容差。接触垫57可以被配置为适合于焊接的焊料回流垫,或者可以被配置用于超声波、热超声波或任何合适的其他类型的键合,这在柔性电路68上的接触垫57和导电迹线66之间产生低阻抗的电通路和机械键合(见图5)。
因此,至少一个柔性电路68可以机械地和电气地附连到扩展卡基板58。例如,至少一个柔性电路68可以机械地和电气地附连到扩展卡基板58的顶表面。在一个示例中,可以按并排方式布置一对柔性电路68,被机械地和电气地附连到扩展卡基板58的顶表面。此外,至少一个柔性电路68可以机械地和电气地附连到扩展卡基板58的底表面。在一个示例中,一对柔性电路68可以按并排方式布置,被机械地和电气地附连到扩展卡基板58的底表面。
对准块56可以紧固到对准垫64,从而将对准块56安装到扩展卡基板58上。例如,可以使用表面安装技术(SMT)组装处理将对准块56固定到对准垫64,其精度范围从约10微米到约50微米,例如从约30微米到约35微米。或者,可使用管芯键合处理将对准块56紧固到对准垫64,其可具有范围从约1微米到约5微米的精度。应当理解地是,可以使用任何合适的替代方法将对准块56紧固到扩展卡基板58。对准块56与扩展卡27的接触垫57的对准容差范围可以在接触垫宽度的5%以内,10%以内或20%以内。此类对准容差可以处于几微米到几十微米的量级。因此,对准块可以与接触垫57精确对准,这连同本公开的其他方面一起使得沿相应行的多个接触垫57中的接触垫57之间能有小于约0.3毫米的小接触件节距,其中相应行沿行方向取向。扩展卡基板58还可包括至少一个保持器部件,该保持器部件可被配置为保持器凹口70,该保持器凹口70配置成接收安装到扩展卡27的电连接器26的互补保持器部件。例如,扩展卡基板58可以在扩展卡基板58的每个相对边缘中包括保持器凹口70。具有接触垫57的扩展卡基板58的前边缘可以在扩展卡基板58的相对边缘之间延伸。
现在参照图5,柔性电路68可以被焊接或永久地附连到扩展卡基板58,由此将扩展卡27安装到电连接器26。柔性电路68可以包括薄的介电基板72,诸如有机或玻璃基板。基板72以及由此柔性电路68可以是柔性的,并且在其未弯曲状态下可以是基本平面的。或者,基板72可以具有一些设定的卷曲或其他非平面形状。柔性电路68可以被金属化,从而在基板72的第一主表面76a上界定导电迹线74。导电迹线74可以跨柔性基板72的几乎整个长度。在一个示例中,导电迹线74的长度可以是约6毫米,但是应当理解地是,可以使用更长或更短的迹线长度。沿横向方向T与第一主表面76a相对的第二主表面76b可以被金属化以形成接地层。导电迹线74可以包括信号迹线S,该信号迹线S可以成对布置以形成适合于传输高带宽电信号的差分信号对79。差分信号对79可以布置为共面电波导结构。导电迹线可以包括设置在相邻信号迹线之间的至少一个接地迹线G。
当ASIC封装基板32被插入到电连接器26,并且柔性电路68因下面描述的电连接器26的结构而向内弯曲时,柔性电路68的柔性允许柔性电路68接触ASIC封装基板32的电接触垫38。此外,当在柔性电路68和ASIC封装基板32之间建立电连接时,沿柔性电路68的边缘的各个导电迹线74可以沿着横向方向T在位置上变化,以符合ASIC封装基板32的高度或平直度的变化。这也使得具有不同厚度的基板在电连接器26的相对侧上能处于相互电连通。
导电迹线74可以沿柔性电路68的一个边缘终止于第一电接触垫75,第一电接触垫75适于被焊接到如上所述的扩展卡基板58的回流垫。根据需要,焊接掩模可以在焊接过程中覆盖柔性电路68。掩模可以之后被移除。焊接是在柔性电路68和扩展卡基板58之间提供永久电连接和机械连接可用的数种方法之一。金锡焊料可以用于进行这种连接,尽管也可以使用其他类型的焊料,例如但不限于锡银铜(SnAgCu)。导电迹线74的相对端可以终止于第二电接触垫77,第二电接触垫77适于与ASIC封装基板32的对接导电接触垫38形成电连接。电接触垫75和77可以是柔性的或可以是具有30至50微米的高度的可延展的传导性凸点。这进一步使得能够适应ASIC封装基板接触垫38中的任何高度变化。在一些实施例中,接触垫77不具有与电迹线能够区分开的几何形状,并且由电迹线的相应端部界定。因此可以理解地是,电连接器26可包括多个电导体。电导体可以由导电迹线、电接触垫75和电接触垫77中的一个或多个界定。电接触垫75可以称为第一电接触垫,而电接触垫77可以称为第二电接触垫。当然,应当理解地是,电连接器26可以根据需要包括任何合适的可替换构造的电导体,该电导体被配置为使ASIC基板32与扩展卡基板58处于电连通。
应当理解地是,在一个示例中,各个接触垫75和77都可以通过柔性基板72相互机械地连接。这消除了单个弯曲指状物的问题,否则该单个弯曲指状物会导致电连接器26不能操作。由于柔性电路接触垫75和77位于柔性电路上,因此当柔性电路接触垫75和77与另一个基板对接时,接触垫75和77不需要布置成直线。柔性电路68可以弯曲以适应对接基板中的弯曲或翘曲。
现在参照图6,边缘卡连接器26可包括至少一个柔性电路68、至少一个施压板78、芯部本体80和闩锁本体82。柔性电路68可包括如上所述与扩展卡27的导电垫57处于电连通的导电迹线74(图5)。至少一个柔性电路68可以安装到扩展卡基板58上。例如,至少一个柔性电路68可以安装到扩展卡基板58的顶表面,并且至少一个柔性电路68可以安装到扩展卡基板58的底表面。在一个示例中,第一对柔性电路68可以安装到扩展卡基板58的顶表面,而第二对柔性电路68可以安装到扩展卡基板58的底表面。为了清楚起见,未示出安装到扩展卡基板58的其他电气元件,但实际上可以安装各种电气元件。也就是说,扩展卡27可以预先组装并且可以包括具有各种电子部件的基板,这些电子部件已经通过焊接或合适的替代附连方式安装在卡上。
芯部本体80可以由柔性的电绝缘材料形成,例如塑料。芯部本体80可以装配在柔性电路68和扩展卡基板58上。芯部本体80还可以包括一个或多个保持器部件,该一个或多个保持器部件配置成耦合到扩展卡基板58的保持器部件。例如,芯部本体80可以包括保持器突起,该保持器突起容纳在扩展卡基板58的保持器凹口70中(见图4),从而将芯部本体80闩锁到扩展卡基板58。至少一个施压板78可以包括至少一个顶部施压板(例如一对顶部施压板)和至少一个底部施压板(例如一对底部施压板)。施压板78可以由任何合适的柔性材料形成,例如金属。每个施压板78可以界定前端以及与前端相对的后端。每个施压板78可在其前端包括多个簧片84。每个施压板78还可在其后端包括接合挡板(flap)71。顶部凹口88可以被界定在顶部施压板78之间,而底部凹口可以被界定在底部施压板78之间。施压板78配置成装配在芯部本体80和柔性电路68上,使得每个柔性电路68具有其自己的施压板78。闩锁本体82配置成装配在施压板78上。接合挡板71配置成一旦闩锁本体82已经装配在施压板78上,就防止闩锁本体82从连接器26的其余部分脱离。
一种用于将电连接器26安装到扩展卡27的方法可以包括将柔性电路68附连到扩展卡27。例如,柔性电路68可以在前端附近焊接到扩展卡27的顶表面和底表面,使得柔性电路68(见图5)的接触垫75安装到扩展卡27的相应接触垫57(见图4)。施压板78可以安装到芯部本体80。具有柔性电路68的扩展卡27可以插入芯部本体80,由此界定子组件,其中柔性电路68是焊接到扩展卡27的。然后可以将闩锁本体82安装到子组件,从而完成扩展卡27的组装。具体地,闩锁本体82安装在施压板78和芯部本体80上。
因此,如图7所示,闩锁本体82形成电连接器26的一大部分的外表面。闩锁本体82可以界定插座42,ASIC封装基板32可以插入插座42。然而,应该认识到,任何所需的基板都可以插入到插座42。闩锁本体82还可以包括脱离孔81(见图6),该脱离孔81延伸经过闩锁本体82的顶部和底部,这使得能够根据需要将闩锁本体82从芯部本体80移除。脱离孔81可以与位于闩锁本体82内部的相应的接合挡板71对齐。
接合挡板71可以设置在施压板78的相应的面向外的表面上。通过闩锁本体82中的脱离孔81可及接合挡板71(见图6)。当ASIC封装基板32插入连接器26并且连接器26处于其闭合或夹紧位置时,施压板78在柔性电路68上施加压力(见图6),从而将柔性电路68压抵ASIC封装基板32。压力可以基本均匀。
由施压板78界定的凹口88配置成容纳芯部本体80的相应凸起92,以便选择性地限制芯部本体朝向和远离ASIC封装基板32的移动(参见图3)。特别地,凹口88可各自界定轨道91,当芯部本体选择性地朝向和远离ASIC封装基板32平移时,凸起92沿着轨道91平移。当芯部本体80已经达到朝向ASIC封装基板32的行程极限时,凸起92接触界定轨道91的第一端的施压板的表面。当芯部本体80已经达到远离ASIC封装基板32的行程极限时,凸起92接触界定轨道91的相对的第二端的施压板的表面。尽管在一个示例中,施压板78界定凹口88和对应的轨道91,而芯部本体80界定凸起92,但是在其他示例中,施压板78可以界定凸起92,而芯部本体80可以界定轨道91。
现在参考图8A-8B,示出了扩展卡基板58和ASIC封装基板32之间的电连接的横截面视图。至少一个顶部柔性电路68机械地和电气地连接到扩展卡基板58的顶表面。例如,一对顶部柔性电路机械地和电气地连接到扩展卡基板58的顶表面。至少一个底部柔性电路68电连接到扩展卡基板58的底表面。例如,一对底部柔性电路机械地和电气地连接到扩展卡基板58的底表面。
在图8A所示的敞开位置,顶部和底部柔性电路68可以取向成分别与扩展卡基板58的顶表面和底表面基本平行。或者,顶部和底部柔性电路68可以分别略微卷曲远离ASIC封装基板32的顶表面和底表面。因此,柔性电路68的前边缘之间在横向方向上的间隙大于ASIC封装基板32的厚度。在图8B所示的闭合位置,每个柔性电路68沿横向方向朝向ASIC封装基板32向内弯曲。在闭合位置,柔性电路68(见图5)的电迹线74处于电连通中,使得电迹线74与ASIC封装基板32的接触垫38电接触,从而将电连接器26与ASIC封装基板32对接。特别地,电迹线74(参见图5)的电接触垫与ASIC封装基板32的接触垫38处于电连通。因此,在闭合或夹紧位置,柔性电路68在ASIC封装基板32上的接触垫38和扩展卡基板58的接触垫57之间形成连续的电通路。
电连接器26的各种部件(例如施压板78和闩锁本体82)可以便于柔性电路68相对于ASIC封装基板32的敞开和夹紧。具体地,施压板78的簧片84(参见图6)被配置成使柔性电路68偏置抵靠ASIC封装基板32。簧片84可以被塑形成使柔性电路68在扩展卡基板58和ASIC封装基板32之间的位置处弯曲,并且可以使柔性电路68抵靠ASIC封装基板32。在一个示例中,扩展卡27和ASIC封装基板系统的电连接可以被配置为不具有导电残段,从而改善信号完整性,这在高带宽数据传输速度下特别有用。
此外,ASIC封装基板32的接触垫38和扩展卡基板58的接触垫57在它们与柔性电路68处于电连通时不经历拭抹(wiping)。当柔性电路68安装到扩展卡基板58时,扩展卡基板58的接触垫57不会拭抹柔性电路68。此外,当柔性电路68对接至ASIC封装基板32时,ASIC封装基板32的接触垫38不会拭抹柔性电路68。在一些示例中,这减少了在对接和解除对接操作期间接触件的磨损。而且,在一些示例中,接触垫38和57在对接/解除对接方向上不经历机械负载。这使得接触垫38和57的尺寸能够做的更小并且相比传统接触件能够被更紧密地一起放置,因为它们不需要承受与拭抹相关的机械负载。安装到扩展卡基板58并与ASIC封装基板32对接的柔性电路68可以界定所得到的连接系统,该连接系统可以被称为“零插入力”连接系统。
现在参考图9A-9C,电连接器被配置为使扩展卡基板58与ASIC封装基板32处于电连通。具体地,扩展卡基板58沿相应的插入方向插入电连接器26。扩展卡基板58的前边缘60界定相对于插入方向的前边缘。
如上所述,电连接器26可包括闩锁本体82、芯部本体80、施压板78和柔性电路68,芯部本体80可界定具有插座42的连接器壳体。插座42被配置为当ASIC封装基板32与电连接器26对接时接收ASIC封装基板32。就此而言,插座42可以称为对接插座(matingreceptacle)。虽然在一个示例中对接插座42接收ASIC封装基板32并且扩展卡基板58安装到电连接器26,但在另一个示例中,对接插座42可以接收扩展卡基板58并且ASIC封装基板32可以安装到电连接器26。因此,电连接器26可以安装到ASIC封装基板32和扩展卡基板58中的一者,并且电连接器可以与ASIC封装基板32和扩展卡基板58中的另一者对接。
如图9A-9B所示,闩锁本体82被示出处于其“敞开”位置,该位置允许ASIC封装基板58平移到连接器26中(参见图7)。在闩锁本体82的敞开位置,柔性电路68可以从扩展卡27基本上笔直地延伸出来,使得ASIC封装基板32可以插入电连接器26而不接触柔性电路68(参见图9D)。或者,柔性电路68可以制造成具有轻微弯曲,使得顶部和底部柔性电路68之间的开口大于扩展卡基板58的厚度。因此,ASIC封装基板58可以插入到电连接器26而不邻接柔性电路68的前边缘,如若不然可能阻止ASIC封装基板58的插入。
接下来,电连接器26可以移动到其闭合或夹紧位置。具体地,闩锁本体82可以朝向扩展卡基板58平移,以便同时将ASIC封装基板32和电连接器26闩锁在一起,并将ASIC封装基板32的接触垫38夹在柔性电路68之间,从而将柔性电路68与ASIC封装基板32对接。就此而言,电连接器26可插入插座42中并在靠近扩展卡基板32的前边缘60处被支承。ASIC封装基板32具有在ASIC封装基板32的顶表面和底表面之一或两者上沿ASIC封装基板32的一个或多个边缘28延伸的电接触垫。如下面将更详细描述的,扩展卡基板58可以被防止移离电连接器26。
在夹紧过程中,闩锁本体82可以将施压板78朝向扩展卡基板58向后推,从而使施压板78沿横向方向T弹(spring)向彼此,如图9C和9E所示。沿着施压板78的前边缘的簧片84可以配置成符合ASIC封装基板32的顶表面和底表面的轮廓。在一些示例中,簧片84可以应ASIC封装的平坦化变化而被配置。因此,簧片84压入柔性电路68,迫使它们沿着横向方向T朝向ASIC封装基板32向内朝向彼此。因此,柔性电路68被夹到ASIC封装基板32,如图8和9E所示。柔性电路68和ASIC封装基板32界定可分离的接口,该可分离的接口使扩展卡27与ASIC封装基板32处于电连通,从而使扩展卡27与ASIC管芯处于电连通。
ASIC封装22、扩展卡27和电连接器26可以界定互连系统,该互连系统允许沿横向方向T有不同厚度的基板通过电连接器26相互处于电连通。例如,当ASIC封装基板32沿横向方向T的厚度具有一范围时,柔性电路68可以连接到ASIC封装基板32和扩展卡基板58,该厚度的范围可以是从沿横向方向T比扩展卡基板的厚度厚大约10%到沿横向方向T比扩展卡基板的厚度小大约50%。在一个具体的非限制性示例中,扩展卡基板58的厚度可以是约1.6毫米,而ASIC封装基板32的厚度可以是约为1.2毫米。因此,在一些示例中,ASIC封装基板32的厚度可以是扩展卡基板58的厚度的约75%。
如上所述,封装基板32的接触垫38、扩展卡27的接触垫57以及电连接器26的接触垫75和77沿行方向的接触件节距可比约0.5毫米小。例如,接触件节距可以在约0.2毫米至约0.5毫米的范围内。在一个示例中,接触件节距可以在约0.2毫米至约0.3毫米的范围内。应了解,当接触件节距小于约0.5毫米时,关于接触垫之间的接口处的接触垫对准提出了新的挑战。这种接口可以界定在封装基板的接触垫38以及柔性电路68的接触垫77之间,并因此界定在封装基板的接触垫38以及电连接器26的接触垫之间。这种接口也可以界定在扩展卡27的接触垫57以及柔性电路68的接触垫75之间,并且因此界定在扩展卡27的接触垫57以及电连接器26的接触垫之间。
接触垫的对准通常取决于基板的占用区、基板顶部到底部金属化层配准(registration)以及扩展卡的附连机制。对准容差必须小于接触件宽度或接触件到接触件的节距,以确保互连系统两侧上的接触件之间牢固的电连接。现在参考图10A-10B,本互连系统以及因此数据通信系统20包括精准放置在ASIC封装基板32和扩展卡基板58上的对准块56。对准块56可以通过标准SMT生产工具被精确地管芯键合(die-bonded)或回流焊接到ASIC封装基板32和扩展卡基板58。基板32和58中的每一个可包括至少一个对准块56。例如,基板32和58中的每一个可包括在其底表面上的至少一个对准块56,以及在其顶表面上的至少一个对准块56。在一个示例中,基板32和58中的每一个可以在其顶表面上包括相应的单个对准块56,并且在其底表面上包括相应的单个对准块56。从下面的描述中可以理解,顶表面和底表面两者上的对准块56可以帮助补偿基板32和58的顶表面和底表面上的金属化层之间的可能偏移。
还参考图10A和10B,电连接器26被配置成将ASIC封装基板32的接触垫38与具有柔性电路68的接触垫75和77的扩展卡基板58的接触垫57对准。具体地,对于ASIC封装基板32的顶表面处的每个接触垫38与至少一个顶部柔性电路68的接触垫77之间的接口,并且进一步对于ASIC封装基板32的底表面的每个接触垫38和至少一个底部柔性电路68的接触垫77之间的接口,芯部本体80的至少一个柔性对准结构被配置成平均ASIC封装基板和扩展卡基板两者上的顶部金属化物质和底部金属化物质沿行方向的位置,从而减小未对准幅度。
如上所述,对准块56可以被安装到ASIC封装基板32和扩展卡基板58之一或两者的顶表面连同底表面。对准块56可以包括诸如槽94之类的对准特征93,对准特征93被配置成接收柔性对准特征95,柔性对准特征95诸如是芯部本体80的柔性壁96。例如,柔性壁96可以从芯部本体80的表面延伸。柔性壁96的远端可以容纳在经对准的对准块56的槽94中。如果对准块56没有与柔性壁96完全对准,则柔性壁可以弹性地变形或弯曲,以便容纳在槽94中,从而适应未对准。ASIC封装基板32和扩展卡基板58将因此在由柔性壁96施加到对准块56并因此施加到扩展卡27的弯曲力下以及在对准块56施加到柔性壁96的反作用力下沿着行方向被推动到相应的位置。因此,柔性壁96的弯曲力以及相关的弯曲被平均。因此,ASIC封装基板32和扩展卡基板58沿行方向相对于彼此的移动也被平均,以最小化扩展卡基板58的接触垫57和柔性电路68的接触垫75间的未对准。这也最小化了ASIC封装基板32的接触垫38和扩展卡基板58的接触垫57之间的整体未对准。
当然应当理解,芯部本体80的对准特征可替代地被配置为槽,并且所述对准块56的对准特征可被配置为柔性壁,该柔性壁被配置成容纳在凹部中。
在图10B所示的一个示例中,在ASIC封装基板32的顶接触垫和底接触垫38之间存在沿行方向的第一未对准距离(misalignment distance)Rh。也即,在底表面上的接触垫38和顶表面上的接触垫38没有完全地对准,并且未对准距离为Rh。类似地,在扩展卡基板58的顶表面上的顶接触垫57与扩展卡基板58的底表面上的底接触垫57之间存在沿着行方向的第二未对准距离Rp。包括ASIC封装基板32的可分离接口的第一侧上的对准特征和包括扩展卡27的可分离接口的第二侧上的对准特征使芯部本体80沿着行方向在两个未对准距离Rh和Rp中间。因此,ASIC封装基板32和扩展卡基板58的相应的接触垫之间的总的未对准是未配准的平均值或R总体=(Rh+Rp)/2。ASIC封装基板58和扩展卡基板32两者上的顶接触垫和底接触垫之间的最大未配准的典型值可以大约为37.5微米。作为非限制性的设想,如果未配准具有相反的取向,则将发生未对准的最坏情况。也就是说,底接触垫在ASIC封装基板58上朝向右侧方向或左侧方向位移,并且扩展卡基板58的接触垫朝向左侧方向或右侧方向(与ASIC封装基板58上相反方向)位移。在这种情况下,因为ASIC封装基板和扩展卡基板均有这个量的未配准,ASIC封装基板32的接触垫38和扩展卡基板58的接触垫57之间沿行方向的未对准也将大约为37.5微米。对于在大约200微米至300微米范围内的接触件节距而言,由互连系统所致的未对准将不会严重影响电连接器26的电性能。
现在参照图10C,扩展卡基板58的顶接触垫57和扩展卡基板58的底接触垫57在第一相对方向未对准。图10C还示出顶和底接触垫57的左边缘之间的平均位置97。图10D示出ASIC封装基板32的顶接触垫38和ASIC封装基板32的底接触垫38,ASIC封装基板32的顶接触垫38和ASIC封装基板32的底接触垫38在第一相对方向上相互间的未对准为第一距离,其与扩展卡基板58的接触垫57间的未对准距离相同。因此,图10D的顶接触垫和底接触垫38之间的平均位置98与图10C的顶接触垫和底接触垫57间的平均位置97相同。因此,当未对准在ASIC封装基板32和扩展卡基板58上具有相同的取向和距离时,ASIC封装基板32的顶接触垫和底接触垫38两者将与扩展卡27的对应的顶接触垫和底接触垫57完全对准,扩展卡27的对应的顶接触垫和底接触垫57通过电连接器26分别与顶接触垫和底接触垫38处于电连通。参照图10E,ASIC封装基板32的顶接触垫和底接触垫38间未对准的距离与顶接触垫和底接触垫57间未对准的距离相同,但是ASIC封装基板32的顶接触垫和底接触垫38间的未对准是在与第一相对方向相反的第二相对方向上。在这种情况下,平均位置将在第一相对取向的第一距离和第二相对取向的第一距离之间的中间(midway)。
现在参考图11A至11B,芯部本体80可以包括顶部部分81、中部部分83和底部部分85。中部部分83沿横向方向T设置在顶部部分81和底部部分85之间。芯部本体80可以在顶部部分81和中部部分83之间界定上部槽87。芯部本体80可以在底部部分85和中部部分83之间界定下部槽89。如上所述,芯部本体80可以包括柔性对准特征95。例如,中部部分83可以包括柔性对准特征95。然而,应当理解,柔性对准特征95可以根据需要设置在芯部本体80的任何合适的替代位置处。当芯部本体80如上所述接收扩展卡基板58时,顶部柔性电路68延伸穿过上部槽87,并且底部柔性电路68延伸穿过下部槽89。槽87和89可以沿行方向沿着扩展卡基板58的整个宽度延伸,并且可以进一步沿行方向沿着ASIC封装基板32的整个宽度延伸。
现在参考图11B,具体地,芯部本体80的柔性对准特征95可以包括至少一个柔性壁96,柔性壁96沿横向方向T在中部部分83的上方和下方延伸。至少一个柔性壁96可以延伸到顶部部分81和底部部分85。至少一个柔性壁96还可以在朝向和远离扩展卡基板58的方向上从中部部分83突出。至少一个柔性壁96可以具有与扩展卡基板58相邻的第一壁部分,该第一壁部分以上述方式容纳(receive)在扩展卡基板58的顶表面和底表面上的接合块56中。第一壁部分可以设置在至少一个壁96的第一端。至少一个壁96可以界定与扩展卡基板相对的第二壁部分,当电连接器26与ASIC封装22对接时,与如上所述的ASIC封装基板32的顶表面和底表面上的对准块56接合。如前所述,至少一个壁可以弯曲和扭曲,使得芯部本体80平均扩展卡基板58上的接触垫57和ASIC封装基板32上的接触垫38之间的未对准。在一个示例中,至少一个柔性壁96可包括沿行方向彼此间隔开的第一柔性壁和第二柔性壁96。行方向可以垂直于电连接器26与ASIC封装基板32的对接方向,并且因此垂直于从ASIC封装基板32到扩展卡27的方向。
现在参考图12和如上所述,当电连接器26与ASIC封装基板32对接时,扩展卡27可以相对于所述ASIC封装基板32被锁定在适当位置。例如,如上文相对于所描述的图1至3所示,锁定机构54可以附连到扩展卡27并安装到主基板25,从而一旦当扩展卡27与ASIC封装基板32对接就紧固扩展卡27,防止其沿着远离ASIC封装基板32的方向移动足以使扩展卡27与电连接器26脱离安装的距离,扩展卡27与电连接器26脱离安装将使扩展卡27和ASIC封装基板32之间的电连接被去除。锁定机构54可以允许扩展卡27朝向电连接器26移动,并因此朝向ASIC封装基板32移动,以使得扩展卡27安装到电连接器26。锁定机构54可以允许扩展卡27的单向移动,使得锁定机构54防止扩展卡27的收回/脱离。因此,锁定机构54可以允许扩展卡基板58自由运动到电连接器26中,但是防止扩展卡27的收回。
通过致动释放部件99可以将扩展卡27从电连接器26断开。释放部件99可以被配置成释放按钮,该释放按钮可以被按压,以便允许扩展卡27收回足以使扩展卡27从电连接器26移除的距离。锁定机构54可以包括具有开口104的锁定本体102,开口104的尺寸被设计成接收扩展卡基板58,使得扩展卡基板58能够沿横向方向T相对于锁定本体102移动。锁定机构54还可包括在扩展卡基板58上方和下方的至少一个接合部件,接合部件被配置成防止扩展卡基板58远离电连接器26的运动。接合部件可以被配置为设置在扩展卡基板58上方和下方的圆柱体106,圆柱体106被配置成可在释放部件99和锁定本体102之间自由转动。可以通过锁定本体102的相应的楔形物109的楔形表面108将圆柱体106驱动到扩展卡基板58中,从而有效地夹住扩展卡基板58在合适的位置。例如,当向扩展卡27施加向后的力以使扩展卡27从电连接器26移除时,扩展卡27使圆柱体106沿着楔形表面108转动,从而使得圆柱体朝向扩展卡27行进,直到圆柱体有效地夹住扩展卡27并防止扩展卡27远离电连接器26运动。此外,锁定机构54可以包括簧片部件105,簧片部件105将促使楔形物109向圆柱体106,从而引起楔形表面108推动圆柱体106抵靠扩展卡基板58,从而向扩展卡基板58。当释放部件99被致动时,簧片部件105与楔形部件99解除接合。有利地,相对于一些示例中的锁定机构54,上述锁定机构54不需要沿着扩展卡27的行方向的任何精确高度或位置。因此,扩展卡27可以以上述方式按对准块56所界定而不是按锁定机构54所界定的,被定位在连接器26中。因此,可以通过电连接器26的所有接触垫保持电连接。此外,锁定机构54可以不需要扩展卡基板58沿着横向方向T相对于主基板25的精确定位。锁定系统可以如上所述那样起作用,具有使扩展卡基板58适合通过开口104的任何定位。
现在参考图13,互连系统101可以界定电传输线110,电传输线110被配置成支持上述类型的ASIC封装基板32和扩展卡基板58之间的高带宽信号。例如,高带宽信号可以从ASIC封装基板32行进到扩展卡基板58。替换地或附加地,高带宽信号可以从扩展卡基板58行进到ASIC封装基板32。如先前关于图2所描述的,LGA插座30可以安装到主基板25。具有ASIC管芯34的ASIC封装22可以安装在ASIC封装基板32上。此外,如果需要,串行器/解串器(SerDes)管芯23可以安装在ASIC封装基板32上。ASIC封装基板32可以至少部分地界定多个差分对传输线110,多个差分对传输线110可以将来自SerDes管芯23的高带宽信号路由到接触垫38,该接触垫38沿着ASIC封装基板32的相应的边缘28设置。ASIC封装基板32可以包括从ASIC封装基板32的顶表面延伸到底表面的导电导孔114,并且因此可以路由电信号来去ASIC封装基板32的顶表面和底表面。
如上所述,电连接器26可以被适配ASIC封装基板32的边缘28中的相应一个边缘,以使ASIC封装基板32与扩展卡27处于电连通,并且因此使ASIC管芯34与扩展卡27处于电连通。电连接器26的柔性电路68可以建立与电接触垫的可分离接口,电连接器26与电接触垫对接。在一个示例中,电连接器26可以与ASIC封装基板32对接。因此,柔性电路68与ASIC封装基板32的接触垫38之间可以处于可移除的电通信中。ASIC封装基板32的接触垫38和柔性电路68之间的电连通可以界定可分离接口,并且可以根据需要对接和解除对接。也就是说,互连组件不阻止ASIC封装基板32从电连接器移动,以便将ASIC封装基板32与柔性电路68解除对接。柔性电路68被配置成与接触垫永久电接触,电连接器26安装到该接触垫。在一个示例中,电连接器26可以安装到扩展卡27。因此,柔性电路68可以被配置成与扩展卡基板58的接触垫57进行永久电连接。即,扩展卡27被防止从电连接器移除,而不用致动上面参照图12所述释放部件99。多个差分对传输线110可以将来去扩展卡基板28的接触垫57的高速电信号路由到扩展卡27的其他区域。
现在参考图14,互连系统被示意性地示出,示出通过所述至少一个柔性电路68使扩展卡基板58与ASIC封装基板32处于电通信。具体地,传输线110(见图13)被配置成界定穿过和在ASIC封装基板32和扩展卡基板58之间的连续的传输线110。
虽然本公开已普遍地在上下文描述建立扩展卡基板58和ASIC封装基板32之间的可分离接口(即,能够对接和解除对接的电连接),可以理解的是,这里描述的电连接器26和相关联的电连接方法可用于其中高带宽电信号在两个基本呈平面、具有沿相应边缘的接触垫的基板之间传输的任何情况。在某些示例中,各个边缘可以彼此面对。当期望跨电连接有高的总数据传输速率时,本公开的各方面可以是尤其有利的。当相邻的接触垫具有高密度时,提供高的总数据传输速率,相邻的接触垫具有高密度由沿行方向的相邻接触垫之间的小的接触件节距和具有最小的阻抗不连续性的电传输路径的连续性所界定。
如图15所示,光引擎118可以包括在光收发机116中。光收发机116的光引擎118被配置成从ASIC封装22接收电发射信号,将电发射信号转换为光发射信号,并输出所转换的光发射信号到第二部件。光引擎118可以进一步被配置成从第三部件接收光接收信号,将光接收信号转换为电接收信号,并输出所转换的电接收信号以供传输到ASIC封装22。光收发机116可以包括多个光纤120,包括光发射光纤122和光接收光纤124中的一者或两者。光发射信号可沿光发射光纤122传输到第二部件。可以沿着光接收光纤124从第三部件接收光接收信号。
光收发机116包括光发射机126和光接收机128。当扩展卡27与ASIC封装基板32处于电连通时,光发射机126和光接收机128可以分别在耦合在ASIC封装22和第二部件之间。光发射机126可以被配置成从ASIC封装22接收电发射信号,将电发发射信号转换为光发射信号,并输出所转换的光发射信号以供传输到第二部件。光接收机128可以被配置成从第三部件接收光接收信号,将光接收信号转换为电接收信号,并输出经转换的电接收信号以供传输到ASIC封装22。电信号可以沿着扩展卡基板58传输到ASIC封装基板32和光收发机116以及从ASIC封装基板32和光收发机116传输。如图16所示,示出发射机126,可以理解,图16的装置可以替代地被配置为接收机128。
光收发机116可以包括光发射机126和光接收机128之一或两者的光引擎118。光引擎118可以由光学中介层130支承,提供光学中介层130以供光经过其传输。中介层130继而可以由扩展卡27支承。此外,中介层130可以安装到扩展卡27,例如安装到扩展卡27的顶表面。在一个示例中,焊球133可以安装中介层130到扩展卡27。然而,应当理解,中介层130可以以任何合适的替代方式安装到扩展卡27。
在一个示例中,中介层130可以是玻璃中介层130。光收发机116可包括被配置成支承光纤120的光耦合器132。光收发机116可进一步包括支承光耦合器132的框架(frame)134。框架134可以安装到中介层130。例如,框架134可以安装到中介层130的顶表面。因此,在一个示例中,框架134并且因此光耦合器132和光纤120可以支承在中介层130的顶表面上。光引擎118可以支承在中介层130的与顶表面相对的底表面上。因此,光纤120可以支承在中介层130的第一表面上,并且光引擎118可以支承在中介层130的与第一表面沿着横向方向T相对的第二表面上。
光发射机126的光引擎118可进一步包括至少一个光源136,诸如发射被引导到光发射光纤122的光的多个光源136。在一个示例中,光源136可以被配置为任何合适的二极管激光器。例如,光源136可以被配置为激光器,优选地发射范围在大约760纳米(nm)至大约1600nm的波长。激光器可以被配置为垂直空腔表面发射激光器(VCSEL)138,分布式反馈(DFB)激光器或法布里-珀罗(FP)激光器。光发射机126可以包括至少一个驱动器131,至少一个驱动器131将电压调制转换为电流调制,以便基于从ASIC封装22接收的电信号来调制来自光源136的光。
光发射机126可以包括多个光发射光纤122,多个光发射光纤122与光发射机126的光引擎118光学对准,并且具体地与光源136光学对准。因此,光发射光纤122被配置成接收由发射机126的光引擎118输出的相应光发射信号,并将光发射信号传输到第二部件。光纤耦合器132被配置成支承光发射光纤122,使得光发射光纤122的输入端与发射机126的光引擎(具体而言是来自光源136)输出的光光学对准。因此,光发射光纤122的输入端被配置为从发射机126的光引擎118接收光发射信号。在一些实施例中,光耦合器132可包括发射反射器(transimit reflector)141。从光源136输出的光发射信号可以沿着第一发射方向被引导到发射反射器141,并且沿着相对于第一发射方向成偏移一角度的第二发射方向被引导到光发射光纤122的输入端。第一发射方向可以基本上沿着横向方向T取向。发射反射器141可以是金属的、多层介电涂层的、未涂覆的全内反射表面的,或者根据需要由任何合适的替代反射材料或界面制成。
可期望使光发射信号的光束在光发射光纤122的输入端附近会聚,使得光发射信号与光发射光纤122模式匹配。在一个示例中,一个或多个光发射元件可以设置在光源136和光发射光纤122之间。这些介入的(intervening)光发射元件可以包括镜子、透镜、透明基板和光学透明耦合器中的一者或多者,它们共同用以提供光源136和光发射光纤122之间的光路。
举例来说,发射机126可以包括一个或多个透镜,光发射信号传输经过透镜以便控制光发射信号的光束尺寸。例如,第一光发射透镜140可以支承在中介层130的顶表面上,与光源136对准。因此,光发射信号通过第一光发射透镜140。第二光发射透镜142可以由框架134支承与第一光发射透镜140对准。可替代地,光收发机116可以包括第一光发射透镜140和第二光发射透镜142中的一者,而不包括第一光发射透镜140和第二光发射透镜142中的另一者。
在一个示例中,第一发射透镜140可以被配置为准直透镜。因此,光发射信号可以从第一光发射透镜140准直到第二光发射透镜。这可以宽限光发射光纤122和光源136之间的对准公差。第二发射透镜142可以被配置为聚焦透镜。因此,光发射信号可以在从至少一个光发射透镜140行进到光发射光纤122的输入端的方向会聚。在一个示例中,第二光发射透镜142可以支承在框架134的底表面上,框架134的底表面面向中介层130的顶表面。准直透镜和会聚透镜可以根据需要置于任何位置。在其他示例中,光发射机126可以包括由框架134支承的发射透镜142,但不包括由中介层130支承的发射透镜140。在该示例中,由框架134支承的发射透镜142可以被配置为聚焦透镜。应当理解,光发射机126可根据需要包括任何数量的透镜。
由框架134支承的第二光发射透镜142可以被配置为发射光学透镜阵列(transmitoptical lens array)144,发射光学透镜阵列144包括聚光装置(optical block)143和由聚光装置143支承的多个发射透镜142。在这方面,可以理解,透镜阵列144的透镜142(参见图17C)可以被配置成塑形从多个光源136发出的光发射信号。光发射机126还可以包括一个或多个监视光电二极管(MPD)129,其可以接收由光源136产生的光的一部分以监视光输出。如下面将更详细描述的,中介层130可以包括对准部件,该对准部件被配置为沿着垂直于横向方向T的方向将发射聚光装置与光源136对准。
继续参考图15,光接收机128被配置为从第三部件接收光接收信号,将光接收信号转换成电接收信号,并且当扩展卡27与ASIC封装22电连通时输出电接收信号到ASIC封装基板32。接收机128的光引擎118可包括至少一个光电探测器146和电流电压转换器148,至少一个光电探测器146与对应的至少一个光接收光纤124光学对准,并且电流电压转换器148与至少一个光电探测器146处于电连通。例如,接收机128的光引擎118可以包括多个光电探测器146,每个光电探测器146与多个光接收光纤124中的相应一个光学对准。因此可以说光电探测器146使光接收光纤124与电流电压转换器148处于数据通信。
光接收机128,并且具体而言是光耦合器132,可以包括至少一个光接收反射器150,至少一个光接收反射器150与光接收光纤124的输出端对准。因此,光接收信号从光接收光纤124的输出端沿第一接收方向被发射,反射离开光接收反射器150,并沿着与第一接收方向偏移一角度的第二接收方向行进到光电探测器146。第二接收方向可以基本上沿着横向方向T取向。光接收反射器150可以是金属的、多层介电涂层的、未涂覆的全内反射表面的,或者根据需要由任何合适的替代反射材料或界面制成。
在一个示例中,一个或多个光学元件可以被设置在光接收光纤和光电探测器146之间。这些介入的光学元件可以包括一个或多个镜子、透镜、透明基板,以及光学透明耦合器,它们共同用于在光接收光纤124和光电探测器146之间提供光路。光学元件可以将光接收信号光束的尺寸与光电探测器146的光敏区的尺寸相匹配,并且可以宽限光接收光纤124和光电探测器146之间的对准公差。可以在大的操作温度范围内有利地保持高耦合效率。
在一些实施例中,光接收机128可以包括第一接收透镜152,第一接收透镜152可以由框架134支承。例如,第一接收透镜152可支承在面对中介层130的框架134的底表面上。光接收机128可以包括第二接收透镜154,第二接收透镜154可以支承在面对框架134的中介层130的顶表面上。第一接收透镜152可以为准直透镜。因此,可以从第一光接收透镜152到第二光接收透镜154准直光接收信号。可以认识到,准直光接收机128信号的光束可以包括宽限光接收机128信号和光电探测器146的有效光敏区之间的对准公差。第二光接收透镜154可以为聚焦透镜。因此,光接收信号可以从第二接收透镜154会聚到光电探测器146。或者,光接收机128可以包括第一接收透镜152和第二接收透镜154中的一个而不包括第一接收透镜152和第二接收透镜154中的另一个。例如,光接收机128可以包括第一接收透镜152而不包括第二接收透镜154。在这个示例中,第一接收透镜152可以被配置为聚焦透镜。准直透镜和会聚透镜可根据需要定位在任何位置。中介层130可以包括对准部件,该对准部件被配置为将光电探测器146与第一光接收透镜对准。
光电探测器146被配置为将光接收信号转换为对应的电接收信号。电接收信号可以具有与所接收的光接收信号的光学光子的量成比例的电流电平。通常,光生电流随着输入光接收信号强度的增加而增加,并且随着输入光接收信号的强度减小而减小。应认识到,电接收信号的电流电平不必须与所接收的光接收信号的光学光子的量成线性比例,并且通常比例是非线性的。因此,相比具有较少数量的光学光子的光接收信号,每单位时间具有较高的强度或入射光学光子数量的光接收信号将被转换为具有更高电流电平的电信号。可以通过该调制的光信号和电信号传输数据。
电流电压转换器148可被配置成接收来自光电探测器146的电接收信号,调节该电接收信号,并且输出经调节的电接收信号。在一个示例中,电流电压转换器148是跨阻抗放大器(TIA),其将电接收信号放大到可用于与第一电部件通信的电压电平。光电探测器146可以是PIN光电二极管(以其P掺杂、本征和N掺杂结结构命名),PIN光电二极管继而耦合到超低噪声、极高增益的跨阻抗放大器,跨阻抗放大器调制所接收的光电二极管电流成电兼容的输出电压。在一个示例中,电压输出可以是差分电压输出。TIA输出通常可以包括限制放大器(limiting amplifier,LA)级和均衡电路(equalization circuit)。还可以实现诸如光信号损耗检测(LOS),接收光功率和静噪之类的高级功能。
因此,电流电压转换器148输出的电接收信号是光电探测器146接收的光信号的电等效物(electronic equivalent)。因此,电流电压转换器148输出的电接收信号可以在电信号中模仿所接收的光学样式的数字样式(pattern)。电流电压转换器148将经调节的电发射信号从各个通道输出到扩展卡基板58的对应的电接触垫57。
如图15所示,光发射机126的光引擎可以设置在中介层130的第一侧上,而光接收机128的光引擎可以设置在中介层130的相对的第二侧上。中介层130的第一侧和第二侧可以由中介层130的相同表面界定。在一个示例中,表面可以由中介层130的底表面界定,该底表面与中介层130的顶表面沿着横向方向T相对。或者,表面可以由中介层130的顶表面界定。第一侧和第二侧可以沿着基本垂直于横向方向T的方向彼此相对。
光电探测器146、光源136、驱动器131和电流电压转换器148中的每一者可以支承在中介层130的底表面上。
如上所述,并且现在参照图17A,中介层130可以包括对准部件156,对准部件156被配置为将光电探测器146与由框架134支承的第一光接收透镜152对准。具体地,中介层130可以包括在中介层130的外表面上的多个标记(marking)158。标记158可以取向为位于垂直于横向方向T的平面中的相应圆圈。圆圈可以布置在相应的多个圆圈阵列中,在给定阵列中多个圆圈相互对准,使得诸圆圈的中轴线相互线性对准。中轴线可以沿着直线相互线性对准,该直线垂直于横向方向的方向取向。因此,当沿横向方向T观察圆圈标记158时,圆圈的整个直径是可见的。
第一多个对准部件156可以与VCSEL138(或替代VCSEL138的光源)的互补对准部件137对准,以确保VCSEL138或光源相对于中介层130被设置在如图17B所示垂直于横向方向T的平面中的预定位置,其中第一多个对准部件156可以呈圆形轮廓或任何其他合适的几何形状。VCSEL 138或替代光源的互补对准部件可以由VCSEL 138或替代光源的发光孔径139界定。此外,第二多个对准部件156可以与光电探测器146的互补对准部件145对准,以确保光电探测器146在垂直于横向方向T的平面中相对于中介层130设置在预定位置,其中第二多个对准部件156可以配置为圆形或任何合适的替代几何形状。
现在参考图17C至17D,中介层130可以包括聚光对准部件157,其被配置为基本上沿着横向方向T对准发射聚光装置143的透镜142和光源136。因此,相应的基本上沿着横向方向T行进的直线可以与透镜阵列143的透镜142和相应的光源136两者相交。发射聚光装置143可以包括至少一个互补对准部件147。至少一个互补对准部件147被配置成与聚光装置对准部件157对准,以使聚光装置143与VCSEL或其他光源136对准。因此,由框架134支承的第二光发射透镜142可以与沿横向方向T的VCSEL或其他光源的发光孔径139光学对准。如上所述,聚光装置143面向中介层130的顶表面。由于聚光装置143由框架134支承,聚光装置143与第一多个对准部件156的对准也将框架134相对于中介层130沿一平面定位,该平面垂直于横向方向T。在这方面,聚光装置143可以提供框架134的对准部件147。然而可以理解,框架134可以具有根据需要的任何合适的替代对准部件。因此,由框架134支承的第一光接收透镜152可以放置成沿着横向方向T与光电探测器146对准。
现在参考图15和18至19E,光收发机116可以包括散热系统160,散热系统160可以被配置为从电流电压转换器148、光源136和驱动器131散发热量。如图19A至19E所示,来自电流电压转换器148、光源和驱动器131中每一者的热量可以被引导向上并远离中介层130的顶表面,或者被引导向下并且远离中介层130的底表面。例如,如图19A至19B所示,散热器135可以安装到中介层130的顶表面,以便引导由电流电压转换器148、光源136和驱动器131产生的热量向上并远离中介层130的顶表面。中介层130可包括热导孔,热导孔建立从电流电压转换器148、光源136和驱动器131到散热器的导热路径。
散热器162可以是如图19A所示的单一整体结构。或者,如图19B所示,热沉162可以被分段(也即,分成诸部分),使得散热器135的第一段135a与电流电压转换器148热连通。散热器135的第二段135b与光源136热连通,并且散热器135的第三段135c与驱动器131热连通。第一段135a、第二段135b和第三段135c中的一个或多个直至全部彼此间隔开,并因此相对于热传导彼此隔离。结果,由驱动器131产生的热量相对于通过散热器135的热传导与光源134和电流电压转换器148隔离。可以理解,散热器135可以被配置成将热量传导至顶部热沉(见图18中的热沉170)。或者,热沉和散热器的一者或两者可以相对于光引擎118沿横向方向设置在中介层130的相对表面上。热沉或散热器可以支承在中介层130的顶表面,而光引擎138可以支承在中介层的底表面。应当理解,热沉或散热器可以替代地支承在中介层130的底表面处,并且光引擎138可以支承在中介层的顶表面处。
如图19C所示,由电流电压转换器148和驱动器131产生的热量可以被引导向上并远离中介层130的顶表面。可以引导由光源136产生的热量向下并远离中介层130的下表面。因此,由电流电压转换器148和驱动器131产生的热量可以在第一方向上被引导,并且由光源136产生的热量可以在与第一方向相反的第二方向被引导。或者,如图19D所示,由电流电压转换器148和驱动器131产生的热量可以被引导向下并远离中介层130的底表面。由光源136产生的热量可以被引导向下并远离中介层130的顶表面。因此,由电流电压转换器148和驱动器131产生的热量可以在第一方向上被引导,并且由光源136产生的热量可以在与第一方向相反的第二方向上被引导。此外,光源136可以沿着中介层130的底表面设置在电流电压转换器148和驱动器131之间。最后,如现在将参考图15和图19E描述的,来自电流电压转换器148、光源136和驱动器131中每一者的热量可以被引导向下并远离中介层130的底表面。
在这方面,并且如现在将要描述的,应当理解,散热系统160可以被设计成使得来自电流电压转换器148、光源136和驱动器131中的任何一个或多个直到全体的热量可以选择性地向上并远离中介层130的顶表面。替换地或附加地,散热系统160可以被设计成使得来自电流电压转换器148、光源136和驱动器131的任何一个或多个直到全体的热量可以选择性地向下并远离中介层130的底表面。
现在参考图15,收发机116可包括底部热沉164,底部热沉164被支承抵靠电流电压转换器148、光源136和驱动器131。例如,底部热沉164可以被支承抵靠在电流电压转换器148、光源136和驱动器131的相应底表面。在一个示例中,底部热沉164可以沿着横向方向T延伸经过扩展卡27。底部热沉164可以被配置为接收由电流电压转换器148、光源136和驱动器131产生的热量,并且将所接收的热量引导向下并远离中介层130的底表面。收发机116还可以包括散热器166,散热器166沿着热沉164的底表面延伸,可以从热沉164接收热量,并且引导热量以及沿着垂直于横向方向T的平面将热量引导离开光引擎。散热器166可以沿着垂直于横向方向T的至少一个方向向外延伸出热沉。
在一个示例中,热沉164可以是单个整体结构。或者,如图15所示,热沉164可以被分段,使得顶部热沉164的第一段164a与电流电压转换器148热连通。顶部热沉164的第二段164b与光源136热连通,并且热沉164的第三段164c与驱动器131热连通。第一段162a、第二段162b和第三段162c中的一个或多个直至全部可以通过气隙相互隔开,并因此相对于热传导相互隔离。结果,由(诸)驱动器131产生的热量相对于通过热沉162的热传导与光源134和电流电压转换器148隔离。散热器166可以与每个段162a至162c热接触。散热器166可以界定单个整体结构。或者,散热器166可以界定与段164a-164c中的相应段接触的单独段,并且通过气隙彼此隔离。由电流电压转换器148和至少一个驱动器131散发的热量可以在第一方向和第二方向上散发,第一方向与第二方向彼此反向,第一方向和第二方向均基本垂直于横向方向T。由光源136散发的热量可以沿第三方向散发,该第三方向基本垂直于彼此相反的第一方向和第二方向,并且基本垂直于横向方向T。
如图15中所示,来自电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136的任何一个或多个直到所有的热量可以通过放置热沉或热沉的段于所述电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136中的任何一个或多个直到全体的下方而被引导向下,使得热沉与电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136的一个或多个直到全体处于热传导。
现在参考图18,通过将热沉或热沉的一段置于电流电压转换器148、至少一个驱动器131,和光源136的任何一个或多个直到全体的下方,可以将来自电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136的任何一个或多个直到全体的热量向下引导,使得热沉与电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136的一个或多个直到全体处于热传导。
如图18所示,第一散热器168可以至少部分地嵌入扩展卡基板58中。因此,第一散热器168可以由扩展卡基板58的一个或多个金属化层界定。第一散热器168的顶表面可以与电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136的一个或多个直到全体的底表面热接触。例如,第一散热器168的顶表面可以与电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136的一个或多个直到全体的底表面直接接触。或者,扩展卡基板58可以界定一个或多个热导孔,所述热导孔从第一散热器168的顶表面朝向电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136中的相应的一个向上延伸。热导孔可以与相应的电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136接触。或者,热导孔可以与散热板(thermal plate)的底表面接触,散热板的底表面又与电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136的至少之一或多个且最多达全体的相应的一个接触。
散热系统160还可以包括从中介层130的顶表面向上延伸的外部热沉170。第一散热器168可以放置成与外部热沉170热连通。例如,散热系统160可包括热接口(thermalinterface)172,热接口172可以被配置为从第一散热器168的顶表面延伸到中介层130的底表面的导热嵌块(slug)。中介层130可以包括从外部热沉170延伸到热接口172的多个导热导孔173。因此,热接口172与外部热沉170导热连通。
第一散热器168可以被分段使得第一散热器168的第一段168a与电流电压转换器148热连通。第一散热器168的第二段168b与光源136热连通。第一散热器168的第三段168c与驱动器131热连通。第一段168a、第二段168b和第三段168c中的一个或多个直到全体可以被间隙相互间隔开,并因此在热传导方面彼此隔离。因此,由驱动器131产生的热量相对于通过热沉162的热传导与光源136和电流电压转换器148隔离。由电流电压转换器148和至少一个驱动器131产生的热量可以在相对的第一方向和第二方向上散发,第一方向和第二方向各自基本上垂直于横向方向T。由光源136产生的热量可以沿着第三方向散发,第三方向基本垂直于彼此相反的第一方向和第二方向,并且基本垂直于横向方向T的。在另一个示例中,第一散热器168可以是单个整体结构。
在这方面,虽然已经将各种热沉描述为分段为三个段,但是应当理解,热沉可以分段成所需数量的段。例如,热沉可以分段成两个段,第一段与至少一个驱动器131导热连通,第二段与电流电压转换器148和光源136导热连通。
因此,散热系统160可包括第一散热器168,第一散热器168与电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136的至少之一或多个且最多达全体热连通。散热系统160还可包括第二散热器135,第二散热器135也与电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136的至少之一或多个且最多达全体热连通。第一散热器168可以与电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136的至少之一或多个且最多达全体的第一表面(诸如底表面)热连通。第二散热器168可以与电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136的至少之一或多个且最多达全体的相对的第二表面(诸如顶表面)热连通。因此,相对的第一表面和第二表面可沿横向方向T彼此相反。
在一个示例中,第二散热器135可以设置在中介层130的顶表面上。中介层130可以包括如上关于热导孔173所述相的第二多个热导孔。热导孔173从第二散热器135延伸到电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136的相应一个。例如,第二热导孔可以延伸到第二散热器135的底表面。在这方面,热导孔173可以被称为第一多个热导孔。热沉170可以安装到第二散热器135的顶表面。因此,热量可以从电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136的至少之一或多个且最多达全体,通过中介层130、第二散热器135和热沉170的第二多个热导孔散发到热沉170。在这方面,热量可以向上散发出中介层130的顶表面。
图15和图18示出由电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136产生的热量可以选择性地被向上引导到外部热沉170或向下引导到散热器166。因此,可以理解的是,图19A至19E中所示的散热系统可以通过配置散热系统160以选择性地向上和向下引导来自电流电压转换器148、至少一个驱动器131和光源136中的相应的一个热量来确定。例如与图18中所示的第一散热器168导热连通可以向上引导热量,而与图15中所示的底部热沉164的导热连通可以向下引导热量。
现在参考图20A至20B,并且如上所述,光收发机116或其他数据通信设备可以安装在扩展卡27上。扩展卡27可以通过可分离接口与ASIC封装基板32电连通。可分离接口可以界定在柔性电路60和扩展卡基板58之间。例如,电连接器26可以安装到扩展卡基板58,并且可以将柔性电路69对接到扩展卡基板58以将柔性电路69与ASIC封装基板32和扩展卡基板58中的每一者电连通。柔性电路69可以直接从ASIC封装基板32延伸,并且可以机械地和电气地连接到ASIC封装基板32的电迹线。每个柔性电路69界定自由端,该自由端承载被配置为与扩展卡基板58对接的电接触垫103。电连接器26可以由扩展卡基板58支承。电连接器26可以以上述方式压柔性电路69的电接触垫103到扩展卡基板58的相应接触垫。或者,电连接器26可包括连接器壳体和由连接器壳体支承的电接触件,并配置成与柔性电路69的电接触垫103对接,该柔性电路69接收在电连接器26的插座中。在这方面,应当理解,电连接器26可以根据需要以任何合适的方式配置,以便安装到扩展卡基板58并与柔性电路69对接,以使柔性电路69与扩展卡基板处于电连通。因此,可分离接口可以由柔性电路69和电连接器26界定。
在另一个示例中,并非从ASIC封装基板32直接延伸出,可以以上面关于图1至3中的扩展卡基板58所述的方式将柔性电路69安装到ASIC封装基板32。电连接器26可以以上面参考图1至3描述的关于ASIC封装基板32的方式与扩展卡基板58对接。因此,柔性电路69的电迹线可以被置于通过可分离接口与ASIC封装基板32和扩展卡基板58中的每一者处于电连通。应当理解,柔性电路69可以沿着横向方向适应ASIC封装基板32和扩展卡基板58之间的高度变化,同时保持扩展卡基板58和ASIC封装基板32之间的电连通。
或者,参考图21A至21B,光收发机116或其他数据通信设备可以安装在扩展卡27上。扩展卡27可以通过如上所述的可分离接口与ASIC封装基板32处于电连通。可分离接口可以界定在柔性电路69和扩展卡基板58之间。例如,电连接器26可以安装在ASIC封装基板32上并分别与从扩展卡基板58延伸出的柔性电路69对接。因此,电连接器26可以将柔性电路69对接到ASIC封装基板32,以使柔性电路69与ASIC封装基板32和扩展卡基板58中的每一者处于电连通。柔性电路69可以直接从扩展卡基板58延伸到相应的自由端,该自由端承载电接触垫,该电接触垫被配置成与安装到ASIC封装基板32的电连接器26对接。在这方面,可以说电接触垫与ASIC封装基板32对接。电连接器26还可以由ASIC封装基板32支承,并且可以是电连接到ASIC封装基板32的电迹线。例如,电连接器26可以用上文结合图1至3关于扩展卡基板所描述的方式将柔性电路68的电接触垫压到ASIC封装基板32的相应接触垫。或者,电连接器26可以包括连接器壳体和由连接器壳体支承的电接触件,连接器壳体安装到ASIC基板32的接触垫,以便将电连接器安装到ASIC基板32。电连接器26可以接收柔性电路69的自由端,以便将接触垫与电连接器的电接触件的相应对接端对接。因此可以理解,电连接器可以构造成任何合适的电连接器,以安装到ASIC基板32并与柔性电路69对接,从而使ASIC基板与柔性电路69处于电连通,从而与扩展卡基板处于电连通。因此,在扩展卡27和ASIC封装22之间的可分离接口可以界定在柔性电路68和ASIC封装基板32之间。
在另一示例中,并非直接延伸出从扩展卡基板58,柔性电路68可以上面参考图1至3所描述的方式安装到扩展封装基板58。因此,柔性电路68的电迹线可以通过可分离接口与ASIC封装基板32和扩展卡基板58中的每一者处于电连通。
图20A至21B示出可分离接口可以由柔性电路68的第一端和扩展卡27来界定。柔性电路68的第二端与第一端相对,可以直接从ASIC封装基板32延伸出。或者,可以将柔性电路的第二端安装到ASIC封装基板32。或者,可分离接口可以由柔性电路68的第一端和ASIC封装基板32界定。与第一端相对的柔性电路68的第二端可以直接从扩展卡基板58延伸出。或者,柔性电路68的第二端可以安装到扩展卡基板58。因此,电连接器26可以对接至少一个柔性电路68到ASIC封装基板32和扩展卡基板58中的一者。
仍然参照图20A至21B,光纤120可以在可限制光纤120和主基板25之间的机械干扰的方向上从光纤耦合器132延伸出。例如,在数据通信系统20沿横向方向T的视图中,光纤120可以沿着一个方向延伸,该方向与主基板25的相应外边缘不垂直,包括光纤120的相应光收发机116沿着相应外边缘布置。除非另有说明,选择的光收发机116可以沿着主基板25的选择的一个外边缘设置。此外,选择的光收发机116可以设置成最靠近所选的主基板的一个外边缘而不是任何其他边缘。在主基板25沿横向方向的视图上,所选光收发机116的光纤120可以从光耦合器132沿着与所选择的一个外边缘不垂直的方向延伸。在一个示例中,选择的光收发机116的光纤120可以沿着与选择的一个外边缘基本平行的方向从光耦合器132延伸。此外,多个光收发机116可以沿着选择的一个外边缘定位,使得多个光收发机中的相应光纤120沿着该方向从光耦合器132延伸出。因此,沿着选择的一个外边缘定位的至少一个光收发机116的光纤120可以在它们沿着该方向延伸时在相邻的一个光收发机116的光纤120上延伸。
此外,在数据通信系统20沿横向方向T的视图中,光纤120可以沿着与扩展卡基板58的相应外边缘不垂直的方向延伸,包括光纤120的相应光收发机116沿着外边缘布置。除非另有说明,选择的光收发机116可以沿着扩展卡基板58的选择的一个外边缘设置。扩展卡基板的外边缘可以置于与IC封装22电连通。例如,扩展卡基板58可以界定沿着外边缘布置的接触垫,所述外边缘与IC封装22电连通。在一个示例中,外边缘可以以上述方式安装到电连接器26。
在ASIC封装基板32沿横向方向T的视图中,所选的光收发机116的光纤120可以沿着一个方向从光耦合器132延伸,该方向不垂直于ASIC封装基板32的所选的一个外边缘28。在一个示例中,所选的光收发机116的光纤120可以从光耦合器132沿着与所选的一个外边缘28基本平行的方向延伸。多个光收发机116可以沿着选定的一个外边缘28定位,使得多个光收发机中的相应光纤120沿着该方向从光耦合器132延伸出。因此,沿着选定的一个外边缘定位的至少一个光收发机116的光纤120可以在它们沿着该方向延伸时在相邻的一个光收发机116的光纤120上延伸。
仍然参考图20A至21B,扩展卡27可以支承在主基板25上。此外,数据通信系统20还可以包括底部热沉164,底部热沉164设置在主基板25和至少一个中介层之间,至少一个中介层诸如是支承相应的至少一个光收发机116的第一中介层和第二中介层。例如,第一中介层和第二中介层30中的每一者可以支承多个光收发机。底部热沉可以与如上所述的电流电压转换器、光源和光源驱动器的至少之一或多个且最多达全体热连通。
应当注意的是,说明和在附图中所示的实施例的讨论仅仅是为了示例性的目的,而不应被解释为限制本公开。本领域技术人员将理解,本公开涵盖各种实施例。另外,应当理解,上述具有上述实施例的概念可以单独使用或与上述任何其他实施例组合使用。还应当理解,除非另有说明,否则上文关于一个所示实施例描述的各种替代实施例可适用于如本文所述的所有实施例。
Claims (31)
1.一种高密度边缘卡电连接器,其特征在于,包括:
柔性电路,所述柔性电路具有形成在柔性基板表面上的导电迹线;以及
施压板,所述施压板由金属形成,所述施压板包括簧片,所述簧片被配置成使扩展卡基板和ASIC封装基板中一者的柔性电路抵靠扩展卡基板和ASIC封装基板中另一者上的电接触垫,以在电接触垫和柔性电路之间形成电连接,由此界定电连接器和ASIC封装基板之间可分离的接口。
2.如权利要求1所述的电连接器,其特征在于,还包括芯部本体,其中所述芯部本体是柔性的。
3.如权利要求2所述的电连接器,其特征在于,所述芯部本体被配置成附连至所述柔性基板。
4.如权利要求2所述的电连接器,其特征在于,所述芯部本体包括柔性对准特征。
5.一种互连系统,其特征在于,包括如权利要求1至4中任一项所述的电连接器,其中所述柔性电路是ASIC封装基板的柔性电路。
6.如权利要求5所述的互连系统,其特征在于,所述电连接器使所述柔性电路抵靠扩展卡基板,以便使所述扩展卡基板与所述ASIC封装基板处于电连通。
7.如权利要求5所述的互连系统,其特征在于,所述柔性电路是扩展卡基板的柔性电路。
8.如权利要求7所述的互连系统,其特征在于,所述电连接器使所述柔性电路抵靠ASIC封装基板,以便使所述扩展卡基板与所述ASIC封装基板处于电连通。
9.一种互连系统,其特征在于,包括:
ASIC封装,所述ASIC封装包括ASIC封装基板和安装在所述ASIC封装基板上的ASIC管芯,
扩展卡,所述扩展卡与所述ASIC封装基板处于电连通,从而当所述ASIC封装被安装到主基板时在所述扩展卡和所述ASIC封装之间建立电路径,而不首先行经主基板。
10.如权利要求9所述的互连系统,其特征在于,还包括从所述ASIC封装基板直接向外延伸的柔性电路,并且其中所述扩展卡和所述ASIC封装基板界定可分离的接口。
11.如权利要求10所述的互连系统,其特征在于,电连接器使所述柔性电路与所述扩展卡基板处于电连通。
12.如权利要求10所述的互连系统,其特征在于,所述柔性电路从所述扩展卡基板直接向外延伸。
13.如权利要求10所述的互连系统,其特征在于,电连接器使所述柔性电路与所述ASIC封装基板处于电连通。
14.如权利要求10至13中任意一项所述的互连系统,其特征在于,所述柔性电路具有沿行方向按接触件节距相互间隔开的接触垫,所述接触件节距小于约0.5mm。
15.如权利要求14所述的互连系统,其特征在于,所述接触件节距的范围从约0.2mm到约0.5mm。
16.如权利要求15所述的互连系统,其特征在于,所述接触件节距的范围从约0.2mm到约0.3mm。
17.如权利要求10至13中任一项所述的互连系统,其特征在于,所述柔性电路包括多个导电迹线,所述多个导电迹线跨所述柔性电路的几乎整个长度,并且所述导电迹线终止于电接触垫,所述电接触垫被配置经由焊料回流而附连的。
18.如权利要求9所述的互连系统,其特征在于,所述ASIC封装基板具有彼此相对的顶表面和底表面,并且所述ASIC封装还包括在所述顶表面上的多个接触垫。
19.如权利要求18所述的互连系统,其特征在于,所述ASIC封装基板界定多个边缘以及沿所述ASIC封装基板的所有边缘布置的接触垫。
20.如权利要求18至19中任一项所述的互连系统,其特征在于,所述扩展卡界定沿所述扩展卡外边缘布置的接触垫,沿所述扩展卡外边缘布置的接触垫与所述ASIC封装处于电连通。
21.如权利要求20所述的互连系统,其特征在于,所述ASIC封装基板的电接触垫和所述扩展卡的电接触垫具有接触件节距,所述接触件节距的范围从约0.2mm到约0.5mm。
22.如权利要求18至19中任一项所述的互连系统,其特征在于,还包括安装到扩展卡的电缆。
23.如权利要求18至19中任一项所述的互连系统,其特征在于,邻近所述ASIC封装基板的相应边缘设置所述扩展卡的边缘。
24.如权利要求18至19中任一项所述的互连系统,其特征在于,扩展卡和ASIC封装基板的电连接不具有导电残段。
25.如权利要求18至19中任一项所述的互连系统,其特征在于,电连接器电连接到ASIC封装基板的电迹线。
26.如权利要求18至19中任一项所述的互连系统,其特征在于,还包括电传输线,所述电传输线支持ASIC封装基板和扩展卡之间的信号,所述信号每秒112千兆比特并且所具有的异步多源串扰最坏情况不超过6%。
27.如权利要求9至13中任一项所述的互连系统,其特征在于,还包括所述主基板。
28.如权利要求9所述的互连系统,其特征在于,主基板的顶表面面向扩展卡的底表面。
29.如权利要求9至13中任一项所述的互连系统,其特征在于,所述扩展卡被支承在所述主基板上。
30.如权利要求9至13中任一项所述的互连系统,其特征在于,所述主基板被配置为印刷电路板。
31.如权利要求9至13中任一项所述的互连系统,其特征在于,所述扩展卡还包括扩展卡基板,并且所述互连系统还包括安装到扩展卡基板的多个电连接器,其中所述扩展卡基板被配置成与IC基板处于电连通。
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