CN1245304A - 电脑的主机板 - Google Patents

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Abstract

一种电脑的主机板,包括:一电路板、固定电路板的第一、二插槽;各插槽具有一模组接收部分,以一分隔部分分隔,呈非对称分布,具有互补状分隔部分的一模组只能以两个可能方向之一插到插槽上;第一、二插槽,各分隔部分配置成相对的非对称位置,以便该第一插槽允许模组以两个可能方向之一插入,第二插槽允许模组以两个可能方向中的第二个插入;一组导线,形成于电路板之上或之内。本发明的主机板解决了特定电路板布线问题,其可以使用标准模组。

Description

电脑的主机板
本发明涉及一种电脑的主机板，特别是一种便于固定如双列直插式存储器模组(Dual In-Line Memory Modules，DIMMs)的电脑主机板。
在电脑系统中(包括个人电脑和工作站)，系统存储器，一般是采用工业标准存储器模组。用于系统存储器的存储器模组包括固定于一小型电路板上的多个动态随机存取存储器(DRAM)晶片，此电路板具有可以和主机板上的插槽结合的电接触脚(edge contacts)。
最近的工业标准模组包括有单列直插式存储器模组(Single In-Line Memory Modules，SIMMs)和双列直插式存储器模组。单列直插式存储器模组设在电路板的一边上，而双列直插式存储器模组设在电路板的两边上。也有作为高速缓冲存储器(cache)的存储器模组，采用较快的静态随机存取存储器(SRAM)晶片而不使用动态随机存取存储器(DRAM)晶片。
虽然，存储器晶片常会因容量或速度的增加而改变，在一般实施上是建立一些标准结构或形式因子使得在不同的插槽上都能够保持相当稳定。在大部分桌上型电脑中，插槽安排成双列直插式存储器模组(DIMMs)垂直于存储器板或主机板的形式。在膝上型电脑中，因为主机板的高度愈薄愈好，所以双列直插式存储器模组(DIMM)的插槽安排成与主机板平行的形式。
如图1A、1B和1C所示，图1A、1B和1C分别为传统的双列直插式存储器模组(DIMM)10的俯视图、仰视图和侧视图。以水平的主机板作标示的方向。在特别的结构中，水平地固定双列直插式存储器模组DIMMs(即平行于主机板)。如图所示，DIMM10包括一电路板12，在其上固定有存储器晶片。在DIMM上可以包括有不同数目的晶片(如二个、四个或八个)。一般情况下，包括八个晶片，分别记为15a~15d(上面)和15e~15h(下面)。晶片具有接脚(pin)20，经由一系列导线(conductive traces)30(在图上只显示出部分导线)，其电连接到电路板12上的一组上电接触脚(edge contacts)25和一组下电接触脚27。根据标准多层电路板制程(standard multi-layer boardpractice)，部分导线是在电路板的表面上，另一部分导线埋在内层(buried layer)。
在DIMMs上的电接触脚通常称为接脚(pins)。一般DIMM具有144个接脚，其中的奇数接脚#1、#3、…#143位于存储器模组的上面，而偶数接脚#2、#4、…#144位于存储器模组的下面。上接脚的偏移量(offset)与下接脚相对应，所以接脚#2是在接脚#1和#3之间，而接脚#143是在接脚#142和#144之间。其它的标准DIMM接脚结构，按接脚的数目，分为112、128、144、160、168和200个接脚。
模组DIMM和其插槽的插法设计成能防止DIMM反向插入或以颠倒的方式插入，并防止不相容的DIMM插到插槽上。特别是，电路板12具有非对称的凹口(notch)35，将电接触脚分成短的和长的两子集(subset)(沿着边缘的相对长度)。因此，凹口35将上电接触脚25分成短子集25a和长子集25b，并将下电接触脚27分成短子集27a和长子集27b。
如图2A、2B、2C和2D所示，图2A、2B、2C和2D分别为传统的模组DIMM插槽40的俯视、仰视及后视图；插槽40包括插槽体45，由模组接收凹槽(module-receiving recess)47和模组栓锁50a和50b组成。分隔点55形成在插槽体的模组接收侧，有效地将模组接收凹槽分成短的和长的两部分，各以47a和47b表示。
插槽40包括一组上接点60和一组下接点62。上接点和下接点的偏移量(offset)是和上下电接触脚的偏移量相同的。如凹口35将DIMM上的接点分成两个部分，分隔点55将上接点分成短子集60a和长子集60b，并将下接点62分成短子集62a和长子集62b。
上接点60包括各个第一端点集(respective first ends)(未显示在图上)，位于模组接收凹槽47的上表面。以及各第二端点集(respecive second ends)位于插槽的下表面且延伸离开背侧(backside)。第一端点集是用来接合DIMM的接脚25，而第二端点集是用来接合在电路板上的焊垫(pads)，焊垫是用来使插槽固定的。下接点包括各第一端点集(respective first ends)(未显示在图上)，位于模组接收凹槽47的下表面。以及各第二端点集(respecive secondends)位于插槽的下表面并延伸离开模组接收侧(module-receivingside)。第一端点集是用来接合DIMM的接脚27，而第二端点集是用来接合在电路板上的不同组的焊垫(pads)，焊垫用来固定插槽。
在现有技术中，也有两层DIMM插槽，用来容纳两个DIMMs，一个是在另一个之上。此结构须要有两个模组接收凹槽，分别具有其上下接点。要注意的是，当接脚的数目大大超过200时，例如用于两个144接脚的DIMMs的两层插槽结构时，需要用球格阵列(ball-grid array，BGA)技术来取代表面固定技术(surface mounttechnology)。
如图3所示，其表示传统结构的俯视图，在主机板上的插槽40a和40b上配置一对DIMMs 10a和10b。插槽之间的距离，可以尽量短，但实施上有其限制。例如，在膝上型电脑由于有空间限制。图上的结构是可行的，但发明者发现一些隐藏的缺点。首先，在严格的时序限制的情况下，在主机板上需要紧密相符的互相连接的信号路径，以使得信号可以在同一时间到达两个DIMMs上的相对应的接脚。再者，在需要使用较大容量的DIMM来升级的时候，在垂直于电接触脚的边的方向，较高容量的DIMM上的晶片会较长。所以，在此方向，就会需要较大的电路板空间(DIMM的电接触脚的结构仍会一样)。只能用增加插槽的空间的方法解决。
本发明的主要目的在于提供一种使用标准模组DIMMs且可有效布线的主机板。
为达到上述目的，本发明采取如下措施：
简单地说，本发明提供成对的DIMM插槽在相对(opposite)的位置来达成其目的。在特定的实施例中，同对中的第一和第二插槽是彼此的镜像(mirror images)。本发明中主机板上的插槽可以采用单层DIMM或两层结构。一般而言，任何采用单层插槽的主机板可以容易地改成采用两层插槽。
在两插槽固定在主机板相同侧的主机板布线中，插槽的配置成其模组接收凹槽是彼此面对的或背离的，而不像现有技术中，将插槽配置方向相同。在此结构中，分隔点是排成一直线。在此对插槽中，DIMMs之一必须要插成和另一个呈上下颠倒方式。所以一DIMM上的一特定接脚接合在插槽中的上接点，而另一个DIMM上的相对应接脚就和在另一个插槽上的相对应的下接点接合。因为主机板上的上下接点的端点彼此相当接近，所以这个差异可以轻易地藉由主机板上内连线的微量重布线来调和。
本发明采用较佳的布线方式，即互补状插槽配置在主机板的相对侧上。在这种布线中，各别的分隔点是相对的，而两个DIMMs的上侧是面对相同的方向。所以在主机板的相对侧上，一DIMM的上侧是背离(face away)主机板，而另一个DIMM的上侧是面对主机板。
本发明采取如下具体结构：
本发明的一种电脑的主机板，包括：
一电路板、固定电路板的第一和第二插槽；其特征在于：
各插槽具有一模组接收部分，并以一分隔部分分隔，呈非对称分布，具有互补状分隔部分的一模组只能以两个可能方向之一插入到插槽上；
第一和第二插槽，其各分隔部分是配置成相对的非对称位置，以便该第一插槽允许模组以两个可能方向之一插入，第二插槽允许模组以两个可能方向中的第二个插入；
一组导线，形成于电路板之上或之内。
其中，所述插槽中至少一个可以容纳两个模组。
其中，所述插槽中至少一个仅容纳单一模组。
其中，所述插槽固定于电路板的同一侧上或相对侧上。
本发明的另一种电脑主机板，包括：
一电路板；
第一和第二DIMM插槽固定于该电路板上，各插槽用于接收一个DIMM模组；其特征在于，各插槽具有
一延长的模组接收部分，其第一组和第二组插槽接点沿着该模组接收部分的相对边配置，以接合互补的第一组和第二组模组接点；
一分隔部分，非对称地位于该模组接收部分上，以使得具有一互补分隔部分的一模组只可以以两个可能方向之一来插入于插槽中；
第一和第二插槽，每个配置成其各分隔部分是在相对的非对称位置，以便第一插槽允许该模组以两个可能方向的第一个插入，第二插槽只允许该模组以两个可能方向的第二个插入；
一组导线形成于该电路板之上或之内，以提供电连接到插入插槽的模组，该组导线配置成提供第一和第二插槽上的模组是以不同的方向插入的。
其中，所述插槽中至少一个可以容纳两个模组。
其中，所述插槽中至少一个仅容纳单一模组。
其中，所述插槽固定于所述电路板的相同侧上或相对侧上。
配合附图及一较佳实施例，对本发明的结构特征详细说明如下：
附图简单说明：
图1A、1B和1C：分别为传统DIMM模组的俯视、仰视和侧视图。
图2A、2B、2C和2D：分别为传统DIMM插槽的俯视、仰视、模组接收侧和后视图。
图3：在主机板上的一对传统DIMMs模组配置在传统插槽上的俯视图。
图4A、4B、4C、4D、4E和4F：分别为本发明实施例的DIMM插槽的俯视、仰视、模组接收侧、后视、第一剖面和第二剖面的示意图。
图5A：一对传统DIMMs配置在主机板上一对插槽(其插槽是互相背离)的互补式插槽的俯视图。
图5B：图5A中插槽的侧视图。
图6A：一对传统DIMMs模组配置在本发明主机板上一对互补式插槽的俯视图(该插槽是互相面对的)。
图6B：一传统特大的DIMM模组配置在图6A主机板上一对互补式插槽的俯视图。
图6C：为图6A装置的侧视图。
图7A和7B：对应于图5A和6A的装置，采用两层结构的侧视图。
图8A：一对传统DIMMs模组配置在本发明主机板上的一对插槽的侧视图，该插槽是配置在主机板的相对侧上的互补式插槽。
图8B和图8C：相对应于图5A和图5B的装置，具有四个DIMMs模组配置在图8A所示主机板的相对侧上的一对互补插槽的侧视图。
图8D和8E：相对应于图8B和8C的装置，而具有两层插槽的侧视图。
图8F：相似于图8A的装置，但具有配置于靠近主机板边缘的插槽，而且DIMMs模组延伸超过主机板边缘状态的侧视图。
如图4A、4B、4C和4D所示，其分别表示本发明的一实施例的一DIMM插槽40’的俯视、仰视、模组接收侧和后视图。其中，插槽40’用于一互补对之一，而此互补对的另一个是采用传统插槽40。
插槽40’包括插槽体45’，与模组接收凹槽47’、模组栓锁50a’和50b’一起形成。如同在习知技术中，插槽体的模组接收侧的非对称分隔点55’将凹槽有效地分成短的和长的部分，而以47a’和47b’来代表。
插槽40’包括一组上接点60’和一组下接点62’。上接点包括各第一端点集，位于模组接收凹槽47’的上表面，以及各第二端点集在插槽的下表面并延伸离开背侧。下接点包括第一端点集，位于模组接收凹槽47’的下表面，以及各第二端点集在插槽的下表面并延伸离开模组接收侧。分隔点55’将上接点分成短子集60a’和长子集60b’，并将下接点分成短子集62a’和长子集62b’。
如4E所示，其为图4A的4E-4E剖面线的剖面图，剖面线通过一对上接点之间，所以上接点60’之一出现在图上。图4F表示图4A的4F-4F剖面线所成的剖面图。剖面线通过一对下接点之间，所以下接点62’之一出现在图上。上接点包括第一端点集65a位于模组接收凹槽47的上表面，以及第二端点集65b在插槽的下表面并延伸离开背侧。第一端点集65a用来接合DIMM的接脚25，第二端点集65b用来接合电路板上的焊垫(pads)，而插槽是固定在电路板上。下接点包括各别的第一端点集67a，位于模组接收凹槽47的下表面，以及各别的第二端点集67b在插槽的下表面并延伸离开模组接收侧。第一端点集67a用来接合DIMM的接脚27，第二端点集67b用来接合在电路板上的焊垫(pads)，而插槽固定在电路板上。
插槽40’的结构是与传统插槽的镜像结构相同，其他各方面和传统的插槽40相同，用来作为互补对之一。值得注意的是插槽40’和插槽40使用相同标准的DIMMs，或者是使用有相同接脚和凹口的DIMMs。因此，必须以DIMM插入到传统插槽40的方式颠倒的方式来将一DIMM插入到插槽40’内。
本发明中，两个模组的分隔点在相对的方向上偏移以产生镜像结构。
图5A表示本发明的第一结构中在主机板上一对传统DIMMs分别配置在一对互补DIMM插槽40和40’的俯视图。其中，插槽的模组接收凹槽彼此背离。图上亦以虚线显示信号轨迹(signal trace)85，此轨迹是用来传递信号到每个DIMMs的接脚#1上。在此结构中，DIMM10a的接脚#1如习知技术是在上面。
因为插槽40’是镜像状态，而DIMM 10b必须以颠倒的方式插入，所以接脚#2是在上面，而接脚#1(未在图上显示出来)是在下面。在此结构中，两个DIMMs的相对应接脚的插槽接点彼此是很靠近的。DIMM10a的接脚#1在插槽40的一上接点来存取，而DIMM 10b的接脚#1是在插槽40’的一下接点来存取。这可以容易地做到，例如在插槽40的上接脚的通道(vias)和在插槽40’的下接脚的通道终止在相同的电路板层上。考虑上接脚是终止在插槽的背侧而下接脚是终止在插槽的模组接收凹槽一侧，可以调整信号轨迹85稍微靠近插槽40’来平衡距离(虽然路径长度的差异是可忽略的)。
如5B是图5A装置的侧视图，为了简化起见，未绘出插槽栓锁。
图6A和6B表示本发明的第二实施例，使用一对互补的插槽40和40’于主机板90的俯视图。其中，插槽的模组接收凹槽是彼此面对的。插槽空间的设计是用来容纳显示在图3中的DIMMs 10a和10b。
图6A表示的两个插槽是用来插入DIMMs 10a和10b。插槽40’上的DIMM 10b是颠倒的。在另一方面，图6B显示在插槽40’的特大DIMM 92(它也可以插在插槽40上)。DIMM 92具有较大的晶片，所以在垂直于接脚所配置的边上有较大的尺寸。这会使得没有空间来容纳第二个正常大小的DIMM，但可以容纳如图所示较窄的DIMM 93。
如图6A所示，当采用正常大小的DIMMs时，和传统中DIMM插槽面向相同的方向的结构有一样的效率。而此结构更具弹性，因为它可以容纳如图6B所示的特大型DIMM。在习知技术中要达到此目的，则须要增加插槽的空间，然而，当使用正常大小的DIMMs时，就会留下未用的电路板空间。
图6C是图6A装置的侧视图。为了简化起见，未在图上绘示插槽栓锁。
图7A和7B是图5A和5B图的相对应装置的侧视图，以互补的两层插槽标号40D和40D’来代替第5A和5B图的互补插槽40和40’。
图8A表示本发明的插槽，配置在主机板100的相对侧上的一对插槽40和40’的一对传统DIMMs 10a和10b的侧视图。习用插槽40反转固定在主机板的下面，而互补插槽40’固定在主机板的上面。其中，分隔点彼此相对，而两个DIMMs的上表面面对相同方向。固定于反转的插槽的DIMM 10a其上表面面向下面而背离主机板。DIMM 10b是上下颠侧插入的，所以其上表面是面向下面的而朝向主机板。
图8B说明配置在主机板110的相对侧上互补对插槽的四个DIMMs的结构侧视图。特别是，第一对互补的插槽40a和40a’固定于主机板110的上表面，其各模组接收凹槽彼此背离。而第二对互补的插槽40b和40b’固定于主机板110的下表面，其各模组接收凹槽也是彼此背离。如同在图5A和8A中所示的结构，分隔点是彼此接近的，即插槽40a和40a’的分隔点是彼此直接横过(across)，而与插槽40b和40b’的分隔点是相对(opposite)的。
图8C表示配置在主机板120的相对侧的互补插槽上四个DIMMs的结构的侧视图。此装置对应于图8B，但其模组接收凹槽是彼此面对的。
图8D表示配置在主机板130的相对侧上的互补两层插槽上八个DIMMs模组的侧视图。特别是，第一对互补的插槽40Da和40Da’固定于主机板130的上表面，其各模组接收凹槽彼此背离。而第二对互补的插槽40Db和40Db’固定于主机板130的下表面，其各模组接收凹槽彼此背离。图8E绘示配置在主机板140的相对侧的互补插槽上的八个DIMMs模组的侧视图。此结构对应于图8D，而其模组接收凹槽彼此背离。
图8F表示类似图8A的装置，但互补对插槽40’和40是配置在相对侧上，且靠近主机板150的边缘，所以DIMMs伸出主机板的边缘。此结构适合于当主机板没有多馀的空间时，或有需要如此装置时。图上显示DIMMs彼此面对的表面之间隔稍小于主机板的厚度。
与现有技术相比，本发明具有如下效果：
本发明的上述实施例所公开的主机板解决了特定电路板布线问题，其可以使用标准模组。本发明需要镜像的结构，但这比起需要非标准化模组来说，是较好的。如上所述，各种结构可以以单层、两层插槽或在主机板的两侧的插槽结构来完成。
综上所述，虽然本发明已以一较隹实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟习此技术的人，在不脱离本发明的构思和范围内，可作各种更动与润饰。例如，特殊的实施例是用于DIMMs，本发明也可应用于固定在与主机板平行的一平面状的SIMMs模组。
以上叙述是借较佳实施例来说明本发明的结构特征，并非用于限制本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种电脑的主机板，包括：
一电路板、固定电路板的第一和第二插槽；其特征在于：
各插槽具有一模组接收部分，并以一分隔部分分隔，呈非对称分布，具有互补状分隔部分的一模组只能以两个可能方向之一插入到插槽上；
第一和第二插槽，其各分隔部分是配置成相对的非对称位置，以便该第一插槽允许模组以两个可能方向之一插入，第二插槽允许模组以两个可能方向中的第二个插入；
一组导线，形成于电路板之上或之内。
2.根据权利要求1所述的主机板，其特征在于，所述插槽中至少一个可以容纳两个模组。
3.根据权利要求1所述的主机板，其特征在于，所述插槽中至少一个仅容纳单一模组。
4.根据权利要求1所述的主机板，其特征在于，所述插槽固定在所述电路板的同一侧上。
5.根据权利要求1所述的主机板，特征在于，所述插槽固定于所述电路板的相对侧上。
6.根据权利要求5所述的主机板，其特征在于，所述模组是在相对侧上具有不同电性接点的型式；
所述导线配置成提供所述第一和第二插槽上的模组以不同的方向插入。
7.根据权利要求1所述的主机板，其特征在于，所述模组接收部分配置成使得插入于其上的模组平行于所述电路板。
所述插槽固定在所述电路板的相对侧上，位于电路板上接近边缘的位置，插槽的入口朝向电路板的边缘。
8.根据权利要求1所述的主机板，其特征在于，所述模组为呈平板状，每个都具有第一和第二表面；
所述模组接收部分呈使插入模组平行于所述电路板。
9.根据权利要求7所述的主机板，其特征在于，所述插槽彼此接近，并排成一直线；
所述第一和第二插槽的模组接收部分彼此背离，所述分隔部分排成一直线；
当相同的模组插入第一和第二插槽时，这模组的相应表面面向相对方向；
所述插槽位于这些模组之间。
10.根据权利要求7所述的主机板，其特征在于，所述插槽彼此分开，并排成一直线；
所述第一和第二插槽的模组接收部分是彼此面对的，且所述分隔部分排成一直线；
当相同的模组插入第一和第二插槽时，这些模组其相应的表面是面向相对的方向；
所述模组位于这些插槽之间。
11.一电脑主机板，包括：
一电路板；
第一和第二DIMM插槽固定于该电路板上，各插槽用于接收一个DIMM模组；其特征在于，各插槽具有
一延长的模组接收部分，其第一组和第二组插槽接点沿着该模组接收部分的相对边配置，以接合互补的第一组和第二组模组接点；
一分隔部分，非对称地位于该模组接收部分上，以使得具有一互补分隔部分的一模组只可以以两个可能方向之一来插入于插槽中；
第一和第二插槽，每个配置成其各分隔部分是在相对的非对称位置，以便第一插槽允许该模组以两个可能方向的第一个插入，第二插槽只允许该模组以两个可能方向的第二个插入；
一组导线形成于该电路板之上或之内，以提供电连接到插入插槽的模组，该组导线配置成提供第一和第二插槽上的模组是以不同的方向插入的。
12.根据权利要求11所述的主机板，其特征在于，所述插槽中至少一个可以容纳两个模组。
13.根据权利要求11所述的主机板，其特征在于，所述插槽中至少一个仅容纳单一模组。
14.根据权利要求11所述的主机板，其特征在于，所述插槽固定于所述电路板的相同侧上。
15.根据权利要求14所述的主机板，其特征在于，还包括第三个和第四个插槽，固定于所述电路板的相对侧上。
16.根据权利要求11所述的主机板，其特征在于，所述模组是在相对侧上具有不同电接点的型式；
所述导线是配置成提供第一和第二插槽上的模组以不同的方向插入。
17.根据权利要求11所述的主机板，其特征在于，所述模组呈平板状，具有第一和第二表面；
插入所述插槽的模组平行于电路板。
18.根据权利要求17所述主机板，其特征在于，所述插槽彼此接近，并排成一直线；
所述第一和第二插槽的模组接收部分彼此背离，所述分隔部分排成一直线；
当相同的模组插在第一和第二插槽时，这些模组的相应表面是面向相对的方向；
所述插槽位于这些模组之间。
19.根据权利要求17所述的主机板，其特征在于，所述插槽彼此分开，并排成一直线；
所述第一和第二插槽的模组接收部分彼此面对，且所述分隔部分排成一直线；
当相同的模组插在第一和第二插槽时，模组的相应表面是面向相对的方向；
这些模组位于这些插槽之间。
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