TW200414000A - A scalable computer system having surface-mounted capacitive couplers for intercommunication - Google Patents

A scalable computer system having surface-mounted capacitive couplers for intercommunication Download PDF

Info

Publication number
TW200414000A
TW200414000A TW092127006A TW92127006A TW200414000A TW 200414000 A TW200414000 A TW 200414000A TW 092127006 A TW092127006 A TW 092127006A TW 92127006 A TW92127006 A TW 92127006A TW 200414000 A TW200414000 A TW 200414000A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
subsystem
patent application
subsystems
scope
capacitive
Prior art date
Application number
TW092127006A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI280496B (en
Inventor
Robert Barton Garner
Winfried Wolfgang Wilcke
Barry Jay Rubin
Howard Kahn
Original Assignee
Ibm
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ibm filed Critical Ibm
Publication of TW200414000A publication Critical patent/TW200414000A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI280496B publication Critical patent/TWI280496B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/18Packaging or power distribution
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/10Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
    • H01L25/105Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/10All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers
    • H01L2225/1005All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3011Impedance
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S439/00Electrical connectors
    • Y10S439/95Electrical connector adapted to transmit electricity to mating connector without physical contact, e.g. by induction, magnetism, or electrostatic field

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Description

200414000 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於電腦系 ^ 糸、、先,更特定言之,係關於由子系統 、、且成的可調整電腦,各子 /、、 鄰子李#、s ^ 子系統的表面上都黏著有用於與相 Μ千乐、、先通^之電容性耦合器。 【先前技術】 4代二與通信系統通常包括數個子系統,各子系統可 «-或夕個計算或通信功能。範例包 際網路網頁伺服哭烛七 為、、周 σ 、儲存伺服器以及基於訊包的通信開 關。各子系統包括其獨特的電子與機械元件 刷電路線路板枣配株 .^ A r匕括印 配右μ、/ 線路與連接11等。各子系統都 插座,用於與其他子系統通信以及用於汲 2功率。子系統在機械結構中以產業標準尺寸的機架或訂 製尺寸的機箱相互鄰近黏著。 圖1說明了-代表性的當代計算中心,其具有兩個飼服写 10以及—個資料儲存器η。⑽㈣包括子系統12,其封 裝於產業標準19英时的機架中。儲存器11的子系統13封裝 於訂製尺寸的機箱内。飼服器ίο與儲存fiu通常處於一環 境㈣的資料中心或伺服器室。子系統12與13彼此互連, 亚藉由電規或光學境16連接至外側通信鏈路。亦必須向子 系統12與13供應AC或DC電源,且通常係經由地下缓線15 從一電源分配。 圖1中基於機架/機箱的架構具有數個優點:(1)子系統可 依據冷卻以及境線距離之限制’任意配置於房間内,以及
O:\88\88302.DOC 200414000 (2)子系統可具有不同形狀因數(f〇rm ―㈣。但此類型的 封裳亦具有數個運作缺點:⑴調整困難;⑺缓線管理、 ,接器不可靠;以及(4)導線與I㈣配件不可靠。該等問 題構成了現今高性能電腦以及通信系統的總體不可靠,並 V致所有權、維護以及系統升級之成本的增加。 現今電腦與通信系統的第—缺點係當需擴充系統容量或 功能時人們所遭遇的困難β即使係一設計以容納特定程卢 增長之系統亦會出現該問題。例如,當將一新的飼服心 接入一網路中時’需將額外的通信I線連接至-網路開 關。但若開關在容量上完全地配置以不充足之自由網路 璋,則升級會變得困難且昂貴,尤其係當實施擴充時 統還必須維持運作。 /' 當今電腦與itn統的第二個缺關互連料與導線之 ㈣:假設-電腦設備中有大量的導線與纔線,服務與支 板人員常常會錯誤地連接或斷開—I線。其他潛在錯誤, 諸如將一欖線插入一錯莩早会 錯為子糸統中,以及未將纜線連接亦 會出現’尤其是當必須快速恢復系統運作時。就光學欖而 言,/必須選取正確的速度、波長以及距離參數。 當今電腦與通信系統的第三個缺點係連接器的不可靠。 由於微動磨損(其可導致腐兹),電子連接器會隨著時間而 降級。當金屬連接器腐姓時,其電阻會增加,盆合引起系 統中間歇性故障或硬故障。手指上的油脂或灰i會誤操 作、震動或污染光學連接器,從而引起系統中間歇性斷路。 此外’光學至電收發器會故障。該等危險與故障會引起系
O:\88\88302.DOC 200414000 統维護成本的增加 雷::電:系統的第四個缺點係欖線的不可靠以及成本。 電光纜都會損壞、破裂、彎 曲反扁或其他錯誤操作| …在基於破璃的光學境上或若超過其最大的彎曲半 :’此玻璃光學境亦會損壞。儘管瘦線通常係設計以符合 特定的系統參數,但I線不會—直製造有該等公差。 ::亦可載送子系統(其在不同電位下具有機箱接地或 地)之間多餘的料或接地電流,尤其係當子系統係
文不同的AO刀支電路中獲得功率時。纜線亦會難以容忍地 加速外部的電磁干擾或靜電放電。㈣多餘的遮罩、接地 或信號電流會引起子系統之間通信中的間歇性錯誤或硬錯 誤,從而引起整個系統中的暫態故障或硬故障。 上述缺點構成了現有電腦與通信系統的不可靠、不靈活 =及所有權的高昂成本。因& ’存在—對具有可靠以及簡 單互連’並易於擴充及維護之模組電腦系統的需求。 【發明内容】
本發明的一目的係電腦系統的一可靠設計,其消除了用 於子系統通^的傳統連接器與纔線。本發明的另一目的係 電^系統,其功能與容量易於擴充,而對其運作造成的 破壞最小。 本發明的另一目的係一極其緊密之電腦系統的設計,其 可減少持續支援、維護、空間以及所有權之成本。 本發明的另一目的係實體地將子系統插入電腦系統或將 其從電腦系統中移除之能力,而其只需一直接的滑動動作。
O.\88\88302.DOC 200414000 為實現該等以及其他目的,本發明提供了 —由 「碑塊(brick)」)組成之電腦系'统,子系統配置在—起,: 2::郇子系統經由位於子系統表面上的表面黏著電容性耦 口杰、而相互通信。+备# 、 +系、-充可配置成-二維結構或三維結構 ^只把通用計异、資料儲存以及網路通信或該等功能之組 合。在本發明的一項較佳具體實施例令,使用立方體 統以實施電腦系統。 ” i 各電容性搞合器包括兩個半叙合器,其中各半搞合器係 位於子系統的外部表面上。各半耦合器包括一不導電基 ,’一或多個位於該基板上的導電襯墊,其上的概墊藉由 ‘電引線搞合於載运子系統的電路。為改進電信號的傳輸 並提供子系統之間的Dc絕緣,襯墊上覆蓋有低損耗的介電 ㈣’該材料的介電常數較高。此外,信號最好係一差動 “虎’其包括一正信號以及一負(補充)信號。來自各子系 統的兩個襯墊(位於一半輕合器上)係用於載送該等正信號 以及負信號。該等兩個襯墊可稱為一差動襯墊對。 差動發射與接收電路通㈣合於各子系統上的發射與接 收半搞合器,以支援子i统分別發射與接收的差動信號。 發射與接收電路進而叙合於子系統中的其餘電子元件。該 k 5虎可以係^ 雙向信號。 在本發明的-項較佳具體實施例中,該系統係一由立方 體子系統組成的三維電腦㈣。各子系統包括—8埠的、基 於訊包的開關晶片’其藉由網路介面晶片雙向連接至六個 半耦合器以及-内部處理器。此外,㈣關藉由一媒體存
O:\88\88302.DOC 10 - 200414000 取控制器(Media Access Controller ; MAC)以及—編碼器 / 解碼器(Encoder/D⑽der ; ENDEC)以及一串聯器/解串聯器 (Serializer/Deserializer ; SERDES)晶片連接至—外部網 路。子系統可提供一出入該子系統的20十億位元組/秒的總 頻寬。 為獲得兩個相鄰子系統之間的一有效電容性耦合,最好 提供一光壓,以使用彈簧機制將相對的半耦合器固定在一 起。此外,半耦合器通常黏著於不導電的載體上,該載體 具有可使導電概塾橫跨相對的半耗纟器有效地正 隆起與凹坑。 在下列說明中將闡述本發明的其他目的與優點,其中的 部分可從說明以及隨附之圖式中理解,或是可從本發明的 實踐習得。 【實施方式】 本發明係一用於電腦或通信系統之高度可調整且密集之 架m統由外表相同的子系統組成,亦稱為「碑塊」, 各:系統在其外部表面上都具有用於與周圍子系統通信之 電容性半耦合器。儘管使用電容性耦合器來說明本發明, 其他類型之耦合器亦適於本發明之系統,如光學耦合器。 圖2所不的係本發明之一可調整三維電腦系統之一較佳具 體實施例。該系統包括多個堆疊在—起的子系統2〇,以使 各子糸統的至少-個表面接近或接觸另一子系統的至少一 個表面列如,在圖2中,子系統2〇與子系統21至23接觸。 各子糸統表面包括一或多個電容性半輕合器25,以下將詳
O:\88\88302.DOC -1 1 - 200414000 細對其進行說明。各子 5E X 你 貝科處理單元(伺服 …-¾料儲存單元、_網路單 能亓杜 ..L _ 丁 一,、他冤月匈相關功 I:。精由電容性半耗合器25之對準,子系統2。可—起 連接器。“或通^力能,其間無需傳統的缓線與 ,本發明的-項較佳具體實施例中,子系統難於一支 上’以提供對子系統機械結構切,藉此,使用 统26將功率輪运至子系統。底座24亦可容納至其他 ^或:外部通信網路的連接27。通常,亦存在某些用於 移除子系統產生之熱量的機制(圖中未顯示)。 :本發明之子系統配置於一結構内,以使其實體上彼此 、、接近,從而在其間形成可操作之電容性福合器。此外, 為形成-有用的電腦或通信系統,將子系統磚塊配置入一 二維或三維結構中,以將與其他子系統之表面接觸的子系 統表面之數目最大化。儘管圖2中本發明之較佳具體實施例 係由各具有六個表面的立方體子系統2〇組成,但其他碑形 亦為可能。例如’子系統的形狀可以係一三棱鏡(五個表 :)、-六稜鏡(八個表面)或—十二面體(十二個表面)。圖3 况明了一立方體子系統的一二維結構之一範例,其中,子 系統31附著於一支撐壁3〇上。支撐壁3〇具有功率連接μ, 藉由該連接可將功率輸送至子系統。各子系統31可藉由耦 合為32與其相鄰子系統通信。為提供相對的半耦合器之間 的充足對準,可使用諸如螺絲35的機械構件將子系統Η固 定於支撐壁30上,並將子系統η固定在一起。此外,可使
O\88\88302.DOC 12 - 200414000 2諸如表面隆起與凹坑的聯鎖或對準構件,以確保相對的 半耦合器能正確地定位、對準並相互接觸。 圖4所示的係兩個相鄰子系統如糾(為清晰起見,將兩 者分開),其分別具有#合㈣與…㈣合㈣與做 於子糸統的表面上48與49,且分別與子系統電路電連接。 為清晰起見,本圖中省略了子系統電路。當子系統做的 固疋在-起並正確地對準時,半耗合器_43可形成一電 谷性搞合器以支援子系統之間的通信。 -電容性耗合器包括兩個部分:一半•合器仰一半輕 合益43。儘官各半福合器可包括發射器與接收器,但為清 晰起見,圖4只顯示了半耗合器42上的-發射器襯墊44以及 半耗合器43上的一接收器襯塾45。該發射半柄合器42位於 子系統40的表面48上。該接收半搞合器们位於子系統仰 表祕上。半輕合器42可將電信號傳送至半耗合器43。該 耗號係時變信號,用於對在子系統4〇與41之間通信的資
I 訊進行編碼。 、 為改進性能,子系統通常發射與接收不同差動形式的電 信號,即一對互補的正信號與負信號。因此,需要兩對襯 墊以在兩個子系統上的相對半轉合器之間傳送—差動信 號圖5呪明了一支援差動信號的一差動電容性耦合器。該 差動電容性轉合器包括半耗合器52與53。半輕合㈣包括 分別連接至子系統引線5〇與51的差動襯墊對54與55。半輕 合器53包括分別連接至子系統引線相對差動概墊 對56與57。概藝55與57傳送差動信號的正信號。襯塾54至
O:\88\88302.DOC 13 200414000 56傳送差動信號的負信號。 圖6所不的係用於支援一差動信號的一差動襯墊對(例如 圖5中的差動襯墊對54與55)之側視圖。其包括一不導電基 板60 ’具有金屬襯墊61與62沈積或黏附於基板6〇之上。金 屬襯墊61與62上覆蓋有一層極薄的絕緣介電材料65,其分 別藉由導電引線63與64連接至子系統電路(圖中未顯示)。 較佳的係,引線63與64係藉由基板内的小通道66連接至金 屬襯墊61與62。 在本發明的一項較佳具體實施例中,使用一標準的多層 厚薄膜的網版印刷程序陶瓷模組技術設計並製造了 一半耦 合器。圖6中的基板60係由氧化鋁製成,為i mm厚。金屬 襯墊61與62最好係由7微米厚的把銀製成。介電塗層μ最好 係一標準的可結晶的、網版印刷的、厚薄膜的介電材料, 其具有8至10的相對電容率或介電常數,厚度為7微米。較 佳的介電材料係杜邦電子公司的QM44。襯墊上的介電塗層 可提供每襯墊約500 V的靜電放電(electr〇static discharge ; ESD)fej離(或差動對襯墊之間v的靜電放電隔離),以 及1兆I姆的電阻。假設子系統電子元件可提供額外的 輸入串聯保護。 當兩個電容性半耦合器正確對準以形成一電容性耦合器 時,介電塗層65最好與相對的半耦合器的介電塗層處於輕 微的實體接觸中。差動金屬襯墊的鄰近部分與介電塗層, 以及任何多餘之介於其間的空氣間隙形成了 一平行板電容 器。由於電容器的位移電流,時變信號電磁性地在兩個相 O:\88\88302.DOC 14 200414000 對半耦合器之間傳送。 圖7描述了圖6的差動電容性半耗合器之俯視圖。金屬觀 墊71與72係置放於基板7〇上’並覆蓋有介電材料(圖中未顯 示)。電性引線74與75分別將襯墊71與72 元件。各側上的觀塾卿的外部尺寸通常=至9 mm。正襯塾71與負襯墊72之間的分離乃通常係在 mm之範圍内。 —圖8說明了兩個子系統A與B(並排顯示)之間多個差動電 容性輕合器的—較佳具體實施例。子系統A與B通常分別包 内。P電路86與84 ’其可用於提供如先前所說明的計算以 、 力此子糸統A的差動襯塾對8 2位於半搞合器8 〇 上。子系統B的差動襯墊對83位於半耦合器81上。子系統a 8的發射半搞合器藉由發射器電路㈣合於子系統電子元件 子系、.先A的接收差動襯墊對藉由接收器電路耦合於 子系統電子元件δ6。同樣地,子系統B的發射與接收差動襯 墊對分別藉由發射器電路85與接收器電路89轉合於電子元 件料。應注意子系統Α的接收襯墊對以與子系統β的發射襯 墊對83相對。 於有四個差動襯墊對與子系統A的發射器88相連,四 個差動襯塾對與子系統3的接收㈣相連,所以有四個信號 頻C可用’可將資料同時從子系統a傳送至子系統b。在相 反方向’四個頻道可用,可使用其餘差動襯墊對從子系統B 接收資料至子系統A。 子系、、先中,發射與接收耦合器的數目取決於子系統電
\88\ 8 8 3 0 2.DOC 15 200414000 T 2件所需的必需子系統互連通信頻寬。例如,若各襯墊 或=線對的頻寬為3 .! 25十億位元/秒,則四條單向差動線路 的每耦合器的總頻寬為12·5十億位元/秒。雙向而言,入子 =先寺頻寬為12.5十億位兀/秒,出子系統時頻寬為12·5十 億位元/秒。若各差動線路係8Β/10Β編碼,則具有該等四個 雙向頻道的一對子系統之間的總可用頻寬係2〇十億位元/ 私’或2 · 5十億位元組/秒。 半耦合器80可依據基於訊包通信資料鏈路實體層標準 (如乙太網路、光纖頻道或Infini Band(無限頻帶)),傳送一 或多個獨立的位元連續資料頻道至圖8的半耦合器8!。 在本發明的較佳具體實施例中,假設實體層係基於位元 序列、8B/10B資料編碼、不歸零以及差動電壓位準。欲獲 得8B/10B編碼之說明,可參見(例如)美國專利第4,486,739 號之「位元組導向的DC平衡(0,4)8B/1〇b分割區塊傳輸 碼」。接收時脈可從已接收的連續資料流中藉由子系統電子 兀件導出。亦可使用其他資料鏈路與實體層協定,儘管總 體上電容性耦合器需要一充足頻率頻寬以傳送資料鏈路編 碼最低頻率成分。 圖9說明了一顯示一典型立方體子系統磚塊的一較佳具 體實施例之主要功能之方塊圖。該子系統包括一 8璋的、短 潛伏期的基於訊包的開關晶片9〇,其藉由網路介面晶片 (Network Interface Chip ; NIC)98雙向連接至六個半耦合器 91至96以及一内部處理器97。此外,該開關9〇藉由一媒體 存取控制器(MediaAccessController; MAC)91以及一編碼器
O:\88\88 3 0 2.DOC 16 - 200414000 /解碼器(Enc〇der/Dec〇der; ENDEC)以及一串聯器/解串聯器 (Sedalizer/Deserializer ; SERDES)晶片 %連接至一外部: 路。為易於存取,該連接通常位於系統中的外側子系統的 外部表面上。該立方體子系統將使用與上述糕合器的相同 範例參數,提供出入子系統的2〇十億位元組/秒(8χ2·5)的她 頻寬。 〜 在本發明的較佳具體實施例中,—低祕㈣動輕合哭 的特徵阻抗應接近於某固定值,例如i晴姆,其係藉由導 線對傳輸線路從子系統電子元件至差動半耗合器。傳輸線 路可以係兩個獨立的50歐姆的同轴纔線;1〇〇歐姆的差動對 同軸繞線;100歐姆扭曲導線對或—雙股同軸境線。最好係 =差動信號導線對,因其可在兩條導線上且經軸合器傳 达電磁信號,其係經由一傳播電磁波,而無需傳送任何重 要接地回流或其他常態模式電流(其有可能會引起多餘的 雜訊干擾)。差動信號電壓位準最好係通常在i 乂峰值至峰 值電壓下。 此外,設計一電容性耦合器,以使其頻道回應不會像在 所期望的操作狀態下可適當獲得的那樣受到削弱,通常係 一 100 MHZ至7 GHz的頻率通帶。高頻下降需求取決於接收 電子元件以及從信號中恢復編瑪資料之能力,假設在接收 電子兀件上接收「眼狀圖案」。該等信號處理電路可包括在 編碼k號上在傳輸之前或在接收之後實施逆轉變之能力, 以移除依罪頻率的、符號間干擾。低頻下降需求係由最低 頻率給出’該頻率需藉由輕合器傳輸(如實體層編碼與頻道
O:\88\88302.DOC 200414000 位元錯誤可靠性所規定)。隨著傳送的資料速度與頻率内容 、、 對最小電谷的需求會減少。例如,8B/1 0B編碼定 義了編碼,以使鏈路上同極性的連續位元不超過5個。例 如,3·125十億位元/秒的信號(位元單元寬度為320_ps)不具 有"((S + WxO·32 nS) = 312 MHZ以下的重要低頻内容。 在本發明的較佳具體實施例中,在構建期間以及在襯墊 u積之别使用標準石夕晶圓研磨機將半搞合器氧化链基板 碎平t度公差為正或負3微米,或在必要的襯墊區域上 更好。該方法將相對電容性半偶合器之間所產生的的多餘 线間隙的大小最小化。因耦合器可模擬成兩個串聯之電 容器··第一個Cair,由於任何空氣的介電質, ^ ^coating 由於襯塾的介電塗層,因此電容性搞合器的總近似電容(可 以l/(l/Cair+2/CC()ating)計算)接近但不可超過c〜值,即使
Cc〇ating可無限增長。但最好係,介電薄膜的電容率越高, =ating亦越高,因其可導致—更接近於空氣間隙決定之電 容Ca』總電容。產生於相接觸的半福合器之間的典型電容 取決於半輕合器的大小以及陶竞基板的平坦度,其範圍在 2〇至100皮法拉(pic〇Farads)之間。 除了氧化链之外,用於轉合器基板的另_較佳材料係一 撓性聚醯亞胺(kapton)膜,以代替剛性陶究板。聚醯亞胺膜 基板的-個優點係其不必正好係平面,只需符合其相對的 撓性聚醯亞胺半耦合器。 就金屬襯塾上的介電塗層而言,除了杜邦QM44,亦可使 用其他高介電材料’如鈦酸鋇’其係基於氧化欽,並具有
O:\88\88302.DOC 18 - 200414000 一範圍在30至60之間的介電常數。 總體而言,電容性半耦合器係黏著於一子系統的外部表 面上,以使其只以輕微壓力與相對的半耦合器接觸,以將 任何介於其間的空氣最小化。可在耦合器載體的表面上提 t、對準隆起與凹坑,以使發射襯墊與接收襯墊直接對準。 圖10所示的係電谷性搞合器的一較佳具體實施例,具有一 對準機制以及用於在半耦合器之間提供一光壓之載體。襯 墊103黏著於氧化鋁基板100上,該基板黏著在一塑膠載體 101内。塑膠載體10丨進而黏著於子系統表面的一開口内(圖 中未顯示)。其具有一彈簧機制104,其可沿著從子系統中 心向外之方向輕輕推動附著於基板100的載體101。當兩個 子糸統滑過彼此時,可使用塑膠載體101將兩個半耦合器的 基板(當其滑過彼此時)彼此分開。塑膠載體101具有隆起 106,該隆起可在移動時將相對的塑膠載體1〇2推離,隨後, 當在適當之位置時,嵌入相對載體102中的凹坑(類似於載 體101上所示的凹坑108)中。㈣合器載體中的凹坑1〇8可 具有一錐形,以將其相對的隆起更準確地引入位置。塑膠 載體101與102需要橫向運動的-定自由度,以適應子系統 的偏移。 將搞合器的相對襯塾對準很重要,因為任何偏移會減少 搞合器的有效電容’並降低其性能。沿差動半輕合器的正 與負襯墊之方向的差動電容器的襯墊的偏移不應超過正與 負概塾之間的分離之某部分,否則屮 刀古貝]將出現一多餘的正襯墊 至負襯墊之耦合。沿與差動半耦合器之兩個襯墊相垂直之
O:\88\88302.DOC 19 - 200414000 方向的偏移不應超過至任何周圍襯墊或基板邊緣之距離的 某部分,若超過,則耦合器的電容會減少,且會降低信號 品質。 雖然本發明已經參考較佳具體實施例進行特別顯示及說 明,不過熟習本技術之人士應知道形式及細節的各種變 更,而不致脫離本發明之精神與範疇。因此,已揭示之本 每明只可視作說明,並只限於隨附申請專利範圍中指定之 範疇。 【圖式簡單說明】 圖1說明了先前技術電腦與通信系統的一典型配置。 圖2所示的係一依據本發明的可調整三維電腦系統。 圖3描述了本發明之黏著於壁上的可調整二維電腦或 通信系統之一項較佳具體實施例。 圖4所不的係依據本發明的兩個相鄰子系統磚塊(其具有 對準的、相對的電容性半耦合器)的一範例。 圖5說明了 —用於本發明之電容'_合器之導電襯塾的 —範例0 圖 圖 圖6描述了依撼·太 艨本毛明之一差動電容性半耦合 〇 圖描述了依據本發明之一差動電容性半耦合 器之側視 器之俯視 圖兒明了依據本發明 ^ ^ ^ ^ 守电左動襯墊與子系統電子元 件之間的代表電線。 圖9依據本發 明之一立方體子系統之 較佳具體實施例 之
O:\88\ 8 8 3 0 2.DOC -20 - 200414000 子系統電路功能之方塊圖。 圖1 0說明了用於本發明之半耦合器之對準與夾緊構件的 一範例。 【圖式代表符號說明】 10 伺服器 11 儲存器 15 地下電緵 16 電纜/光學纜 0 24 底座 30 支撐壁 32 搞合器 35 螺絲 44 發射器襯墊 45 接收器襯墊 65 介電塗層 66 通道 f 73 分離 88 發射器 89 接收器 90 開關晶片 91 媒體存取控制器 92 串聯器/解串聯器晶片 97 内部處理器 98 網路介面晶片 O:\88\ 8 8 3 0 2.DOC -21 200414000 104 106 108 101 12、 25、 26、 48、 50、 54、 60、 61、 84、 85、 87、 彈簧機制 隆起 凹坑 、102 載體 13、20、2卜 22、23、3 卜 40、41 、48、49子系統 42、43、52、53、80、8卜 91-96 半编合器 27、33 連接 49 表面 51、58、59、63、64、74、75 引線 55、56、57、82、83 差動襯墊對 70、100 基板 62、7卜 72、103 襯墊 86 電子元件 88 發射器電路 89 接收器電路
O:\88\ 8 8 3 0 2.DOC -22

Claims (1)

  1. 200414000 拾、申請專利範園·· 1· 一種電腦系統,其包括: 複數個三維子系統,各子系統具有一或多個外部表面 各子系統之至少一第一表面係與另一子系統之—第二表 面相鄰並與之符合,各表面包括: 一不導電基板; 置放於该基板上的複數個導電概墊;以及 一附著於各襯墊的電性引線; 其中,分別置放於該等第一與第二表面上的兩個該 等概塾可形成一電容性耗纟器,卩纟許一電信號在該等 個別子系統之間傳送。 2·如申請專利範圍第1項之系統,其中,該等襯墊上覆蓋有 一介電材料。 3·如申請專利範圍第2項之系統,其中,該介電材料具有低 損耗特徵以及一較大介電常數,可用於改進信號傳送。 4. 如申請專利範圍第丨項之系統,其中,該信號係時變信號。 5. 如申請專利範圍第1項之系統,其中·· 該信號係一差動信號,其具有一正信號以及一互補負 信號;以及 兩個子系統之間的一第一電容性耦合器可載送該正信 號而。亥荨兩個子系統之間的一第二電容性耗合器可載送 该負k號。 ' 6·如申請專利範圍第丨項之系統,其中該等表面通常係平坦 表面。 200414000 7.如申請專利範圍第1項之系統,其中·· 各子系統包括電路;以及 該子系統上的該等電容性耦合器之該 合於該等電路。 /^引線係耦 δ·如申請專利範圍第1項之系統,其中·· 各襯墊包括複數個通道;以及 9 線係藉由該等通道附著於該等襯塾上。 申§月專利範圍第1項之系統,其中,該等第-鱼第二表 Η).如申請專利範圍第丨項之系統,其 可滑過彼此。 $ 弟一表面 11 ·如申請專利範圍第丨〇 月I糸、、充,其中,該等第一與第二表 面包括用於對準該等電容性轉合器之構件。 12·如申請專利範圍第1〇 一 系、、先,其中,該等第一與第二表 面藉由一機械構件固定在一起。 13.如申請專利範圍第1 糸統,其中各子系統係一儲存裝 置,其可館存、接收以及發送資料。 14·如申請專利範圍第13 ★ 貝之系統,其中各子系統包括複數個 一貝料儲存碟片以及支援電路。 15. 如申請專利範圍第1項之系統,其中各子系統係-資料處 理子系統。 16. t申請專利範圍第1項之系統,其中各子系統係一資料通 信子系統。 17·如申請專利範圍第旧之系統,其巾各子系――具有六 0 ^8\ 8 8 3 〇2.D〇c -2 - 柳414000 個外部表面之立方體。 18. 一種資料儲存系統,其包括: 複數個資料儲存子系統,各子系統具有一或多個外部 面各子糸統的至少一第一表面與另一子系統的一第一 表面相鄰並與之符合,各表面包括: 一 一不導電基板; 一附著於各襯墊的電性引線;
    其中,分別置放於該等第一蛊 襯塾可形成一電容性轉合;、第-表面上的兩個該 別子系統之間傳送。π ^允卜電信號在該等
    O:\88\ 8 8 3 0 2.DOC
TW092127006A 2002-10-03 2003-09-30 Computer system and data storage system for intercommunication TWI280496B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/264,893 US7038553B2 (en) 2002-10-03 2002-10-03 Scalable computer system having surface-mounted capacitive couplers for intercommunication

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200414000A true TW200414000A (en) 2004-08-01
TWI280496B TWI280496B (en) 2007-05-01

Family

ID=32042352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW092127006A TWI280496B (en) 2002-10-03 2003-09-30 Computer system and data storage system for intercommunication

Country Status (10)

Country Link
US (3) US7038553B2 (zh)
EP (1) EP1550023A2 (zh)
JP (1) JP2006517039A (zh)
KR (1) KR100754565B1 (zh)
CN (1) CN1316329C (zh)
AU (1) AU2003278895A1 (zh)
CA (1) CA2498133C (zh)
MX (1) MXPA05003568A (zh)
TW (1) TWI280496B (zh)
WO (1) WO2004034240A2 (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7242579B2 (en) * 2004-01-09 2007-07-10 International Business Machines Corporation System and method for providing cooling in a three-dimensional infrastructure for massively scalable computers
US7617336B1 (en) 2005-04-05 2009-11-10 Sprint Communications Company L.P. Blade computing system
KR101434239B1 (ko) * 2008-01-31 2014-08-26 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. 모듈식 데이터 처리 컴포넌트 및 시스템
ES2370587T3 (es) * 2009-04-14 2011-12-20 Actaris Sas Transmisión bidireccional inalámbrica de señales de datos serie entre un equipo electrónico y un contador de energía.
US8405229B2 (en) * 2009-11-30 2013-03-26 Endicott Interconnect Technologies, Inc. Electronic package including high density interposer and circuitized substrate assembly utilizing same
US8279597B2 (en) 2010-05-27 2012-10-02 International Business Machines Corporation Heatsink allowing in-situ maintenance in a stackable module
US8174826B2 (en) * 2010-05-27 2012-05-08 International Business Machines Corporation Liquid cooling system for stackable modules in energy-efficient computing systems
US8179674B2 (en) 2010-05-28 2012-05-15 International Business Machines Corporation Scalable space-optimized and energy-efficient computing system
US8358503B2 (en) 2010-05-28 2013-01-22 International Business Machines Corporation Stackable module for energy-efficient computing systems
US8496527B2 (en) * 2010-06-02 2013-07-30 Sony Computer Entertainment Inc. Capacitive input for computer program
US8622768B2 (en) 2010-11-22 2014-01-07 Andrew Llc Connector with capacitively coupled connector interface
US8622762B2 (en) 2010-11-22 2014-01-07 Andrew Llc Blind mate capacitively coupled connector
US8894439B2 (en) 2010-11-22 2014-11-25 Andrew Llc Capacitivly coupled flat conductor connector
EP2795717B1 (en) * 2011-12-22 2019-08-28 CommScope Technologies LLC Capacitive blind-mate module interconnection
US9048527B2 (en) 2012-11-09 2015-06-02 Commscope Technologies Llc Coaxial connector with capacitively coupled connector interface and method of manufacture
GB2529617B (en) * 2014-08-05 2018-11-28 Cybula Ltd Computing devices
US9924595B2 (en) * 2014-12-11 2018-03-20 Intel Corporation Cable for alternative interconnect attachement
US10816583B2 (en) * 2018-11-28 2020-10-27 The Boeing Company Differential capacitive probe for measuring contact resistance
CN111508901B (zh) 2019-10-01 2022-01-25 威锋电子股份有限公司 集成电路芯片、封装基板及电子总成
TWI773971B (zh) * 2019-10-01 2022-08-11 威鋒電子股份有限公司 積體電路晶片、封裝基板及電子總成

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3921167A (en) * 1974-06-14 1975-11-18 Ibm Capacitive circuitboard
US4423465A (en) * 1981-09-30 1983-12-27 Teng Ching Weng Combination electronic circuit element with multidirectionally adjustable joints
US4486739A (en) * 1982-06-30 1984-12-04 International Business Machines Corporation Byte oriented DC balanced (0,4) 8B/10B partitioned block transmission code
GB8501155D0 (en) * 1985-01-17 1985-02-20 Shell Int Research Capacitive underwater electrical connector
US4884982A (en) * 1989-04-03 1989-12-05 Amp Incorporated Capacitive coupled connector
US5065277A (en) * 1990-07-13 1991-11-12 Sun Microsystems, Inc. Three dimensional packaging arrangement for computer systems and the like
US5274336A (en) * 1992-01-14 1993-12-28 Hewlett-Packard Company Capacitively-coupled test probe
US5691885A (en) * 1992-03-17 1997-11-25 Massachusetts Institute Of Technology Three-dimensional interconnect having modules with vertical top and bottom connectors
US6728113B1 (en) * 1993-06-24 2004-04-27 Polychip, Inc. Method and apparatus for non-conductively interconnecting integrated circuits
GB9325625D0 (en) * 1993-12-15 1994-02-16 Bsc Developments Ltd Contactless data/power bus
US5591885A (en) * 1994-09-23 1997-01-07 Hoffman-La Roche Inc. Process for the preparation of halogenated α-aminoketone compounds
US5552633A (en) * 1995-06-06 1996-09-03 Martin Marietta Corporation Three-dimensional multimodule HDI arrays with heat spreading
KR19990076937A (ko) * 1996-01-02 1999-10-25 포만 제프리 엘 피시엠시아이에이 무선 주파수 커넥터
WO1997028595A1 (en) * 1996-01-16 1997-08-07 Electro Dynamics, Inc. Capacitive charge coupling with dual connector assemblies and charging system
US5808529A (en) * 1996-07-12 1998-09-15 Storage Technology Corporation Printed circuit board layering configuration for very high bandwidth interconnect
US6033263A (en) * 1996-10-15 2000-03-07 The Whitaker Corporation Electrically connector with capacitive coupling
US5977841A (en) * 1996-12-20 1999-11-02 Raytheon Company Noncontact RF connector
US6205138B1 (en) * 1998-04-24 2001-03-20 International Business Machines Corporation Broadband any point to any point switch matrix
US6299280B1 (en) * 1998-05-18 2001-10-09 Canon Research Centre France S.A. Method of transmitting information by capacitive connection and a device adapted to implement it, such as a printer
US6525620B1 (en) * 1999-05-21 2003-02-25 Intel Corporation Capacitive signal coupling device
US6563042B2 (en) * 1999-05-21 2003-05-13 Intel Corporation Radiating enclosure
US6362972B1 (en) * 2000-04-13 2002-03-26 Molex Incorporated Contactless interconnection system
JP5041499B2 (ja) * 2000-09-21 2012-10-03 庸美 徳原 結合型コンピュータ
US6554492B2 (en) * 2001-06-01 2003-04-29 Stratos Lightwave Addressable transceiver module
US6977841B2 (en) * 2002-11-21 2005-12-20 Micron Technology, Inc. Preconditioning of defective and redundant columns in a memory device

Also Published As

Publication number Publication date
TWI280496B (en) 2007-05-01
EP1550023A2 (en) 2005-07-06
KR20060032947A (ko) 2006-04-18
KR100754565B1 (ko) 2007-09-05
WO2004034240A2 (en) 2004-04-22
CN1316329C (zh) 2007-05-16
US20040066249A1 (en) 2004-04-08
MXPA05003568A (es) 2005-06-03
US20080238582A1 (en) 2008-10-02
AU2003278895A1 (en) 2004-05-04
CA2498133C (en) 2011-02-22
JP2006517039A (ja) 2006-07-13
US7385457B2 (en) 2008-06-10
WO2004034240A3 (en) 2004-10-07
CA2498133A1 (en) 2004-04-22
AU2003278895A8 (en) 2004-05-04
US7038553B2 (en) 2006-05-02
CN1688954A (zh) 2005-10-26
US20070085625A1 (en) 2007-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW200414000A (en) A scalable computer system having surface-mounted capacitive couplers for intercommunication
CN103608919B (zh) 具有外围电路的主板上方中介层
US6081430A (en) High-speed backplane
TWI574588B (zh) 可選擇性地使用不同種類連接器的裝置
US7068119B2 (en) Fixed impedance shielded differential pair with pairs of side ground plane vias
US11500593B2 (en) High-speed data transfers through storage device connectors
JP2007525862A (ja) デジタル伝送システムと共に使用するためのコンパクト電磁気結合器
TWI454961B (zh) 介面裝置、佈線板及資訊處理設備
US7265645B2 (en) Matched-impedance high-bandwidth configuration jumper
TW201820945A (zh) 使用模組化vpx技術的電子介面
US5953540A (en) SCSI cable with two cable segments having a first resistor coupled to a Y-connection from each segment and a second resistor coupled to one corresponding conductor
CN102650979B (zh) 一种用于PCI Express X4至CPCI Express X4的转接卡
US6578103B1 (en) Compact PCI backplane and method of data transfer across the compact PCI backplane
US9021173B2 (en) High speed differential wiring strategy for serially attached SCSI systems
US5571996A (en) Trace conductor layout configuration for preserving signal integrity in control boards requiring minimum connector stub separation
WO2003069862A1 (en) Electromagnetic bus coupling
US20070016707A1 (en) Configuration connector for information handling system circuit boards
TWM568542U (zh) Scalable interface structure
TW548532B (en) Electronic equipment and computer system
WO2022242190A1 (zh) 电子组件、交换机及计算机系统
CN101162807B (zh) 电连接器及其制造方法
US6777619B1 (en) Electrical connector having enhanced strain relief for signal-sensitive electronic equipment
Franzon Use of ac coupled interconnect in contactless packaging
TW202007014A (zh) 可擴充式介面結構之配置方法
JPH10233270A (ja) 基板接続用コネクタ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees