TWI586033B - 輸入輸出連接器及其製造方法、輸入輸出互連件以及電子系統 - Google Patents

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TWI586033B TW101149343A TW101149343A TWI586033B TW I586033 B TWI586033 B TW I586033B TW 101149343 A TW101149343 A TW 101149343A TW 101149343 A TW101149343 A TW 101149343A TW I586033 B TWI586033 B TW I586033B
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陳冠宇
王凱
李向
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英特爾公司
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Description

輸入輸出連接器及其製造方法、輸入輸出互連件以及電子系統 發明領域
實施例大體關於輸入輸出(IO)介面及互連件(interconnect)。更特別地，實施例關於一種為輸入輸出(IO)介面及互連件配置的高頻寬連接器。
發明背景(Discussion)
電腦系統可包括一個或更多USB(通用序列匯流排，例如USB規格3.0，1.0版，2008年11月12日，USB開發者論壇)連接埠以支援與諸如快閃磁碟、鍵盤、滑鼠、攝影機等周邊元件的輸入輸出通訊。然而，未來的平台及周邊元件可能需要比目前的方案所能提供更高的頻寬。
依據本發明之一實施例，係特地提出一系統，其包含一母板，以及設置於該母板之一輸入輸出連接器，其中該輸入輸出連接器包括具有數個面以界定一槳片卡區域之一殼體，以及一組可壓縮的接點，其等係從該母板垂直地延伸穿過該殼體進入該 槳片卡區域。
10‧‧‧輸入輸出連接器
12‧‧‧電路板
14‧‧‧槳片卡
16‧‧‧殼體
18‧‧‧槳片卡區域
20‧‧‧彈簧負載針腳
22‧‧‧連接緣
24‧‧‧輸入輸出連接器
26‧‧‧電路板
28‧‧‧C形接點
30‧‧‧殼體
32‧‧‧槳片卡區域
34‧‧‧連接緣
36‧‧‧保持凸部
38‧‧‧端部
40‧‧‧槳片卡
42‧‧‧包覆件
44‧‧‧電路板
46‧‧‧接點
48‧‧‧金屬殼
50‧‧‧漸縮尖端
52‧‧‧塑膠框架
54‧‧‧連接緣
55‧‧‧組合
58‧‧‧電路板
60‧‧‧纜線部
62‧‧‧組合
66‧‧‧纜線部
68‧‧‧電路板
70‧‧‧組合
72‧‧‧屏蔽線
74‧‧‧接觸線
76‧‧‧系統
78‧‧‧母板
80‧‧‧周邊裝置
82‧‧‧處理器
84‧‧‧系統記憶體
86‧‧‧整合記憶體控制器
88‧‧‧平台控制器中樞
90‧‧‧網路控制器
92‧‧‧大量儲存裝置
94‧‧‧輸入輸出連接器
96‧‧‧輸入輸出互連件
98‧‧‧方法
100‧‧‧製程方塊
102‧‧‧方塊
A‧‧‧區域
B‧‧‧區域
本發明實施例的各種優點將藉由閱讀以下的說明書以及附帶的請求項，以及藉由參閱以下的圖式為熟知此技藝者明瞭，其中：第1圖是依據一實施例的具有彈簧負載針腳的輸入輸出連接器的一個例子的一側剖視圖；第2圖是依據一實施例的具有C形接點的輸入輸出連接器的一個例子的一側剖視圖；第3圖是依據一實施例的一輸入輸出連接器的一端部的一個例子的一側剖視圖；第4A圖是依據一實施例的一具有與一互連件的纜線部雙面連接的電路板的一個例子的一側視圖；第4B圖是依據一實施例的一具有與一互連件的纜線部雙面以及屋瓦式連接的電路板的一個例子的一側視圖；第5圖是依據一實施例的一槳片卡電路板的一個例子的一透視圖；第6圖是依據一實施例的一系統的一個例子的一方塊圖；以及第7圖是依據一實施例的製造一個輸入輸出連接器的一種方法的一個例子的一流程圖。
較佳實施例之詳細說明
實施例可包括一個輸入輸出(IO)連接器，其具有 一個有多數界定出一槳片卡(paddle card)區域之表面的殼體。該輸入輸出連接器也可具有一組垂直地延伸穿過該殼體進入該槳片卡區域之可壓縮接點。
實施例也可包括一個系統，其具有一母板及一設置於該母板的輸入輸出連接器。該輸入輸出連接器可以包括一個具有多數界定出一槳片卡區域之表面的殼體，以及一組垂直地延伸穿過該殼體進入該槳片卡區域之可壓縮接點。
附加地，實施例可包括一種製造一輸入輸出連接器的方法。該方法可涉及提供一具有多數界定出一槳片卡區域之表面的殼體，以及垂直地延伸一組可壓縮接點穿過該殼體進入該槳片卡區域。
其他實施例可包括一個輸入輸出互連件，其具有一纜線部以及至少一連接至該纜線部的端部。該至少一端部可包括一槳片卡，其具有一個有一組設置在該插卡的一底面之接點的電路板；以及一非對稱金屬殼，其具有包圍該槳片卡的至少一部分並且暴露出該組接點之一組態。
現在關注第1圖，一個輸入輸出連接器10係被顯示。該被繪示的連接器10是被耦接到一電路板12以及一槳片卡14，該槳片卡14位於諸如銅導線或光纖波導管纜線(未示)之一互連件的近端。在一個範例中，該輸入輸出連接器10輔助在設置於該電路板12上的一或更多元件(未示)以及耦接到該互連件之一遠端的一或更多元件(未示)之間輸入輸出信號的傳遞。如此，該輸入輸出連接器10可致能一快 閃磁碟、鍵盤、滑鼠、攝影機等等與包含該電路板12的一電腦系統通訊。
一般地，該輸入輸出連接器10可包括一個具有多數界定出一槳片卡區域18之表面的殼體16，以及一組從該電路板12垂直地延伸穿過該殼體16進入該插卡區域18之可壓縮接點。在被繪示的範例中，該等可壓縮接點是彈簧負載(例如彈簧針(“pogo”))針腳20，其等在該槳片卡14被插進該槳片卡區域18時與該槳片卡14一底側上的一組對應接點接觸。可經由表面黏著技術(SMT)、通孔技術等等被設置在該電路板12上之該輸入輸出連接器10的該等彈簧負載針腳20，使該槳片卡14以及該電路板12之間的實體及電性距離非常小。該槳片卡14以及該電路板12之間的縮短距離會進而使與該電路板12相關聯的電性寄生電感和電容最小化，並增進關於資料流率(例如頻寬)及功率效率的通道性能。例如，每一個彈簧負載針腳20可具有一個不超過預定臨界值的電感值(例如，大約0.5nH或更少)，反之，習知的輸入輸出連接器組態可具有電感值為3nH或更高的接點。
該等彈簧負載針腳20也可被配置成多列(例如延伸進入紙面)，其等實質上與該殼體16的一連接緣22平行。此架構可促成信號傳遞密度的大幅度增加(例如，藉由更深地延伸數列接點進入該連接器)而不顧慮寄生電感和電容的缺點。
第2圖顯示一個輸入輸出連接器24，其係耦接至一電路板26且係被組配來接收一槳片卡(未示)。在所繪示的 範例中，該等可壓縮接點是C形接點28，其等垂直地從該電路板26延伸穿過一殼體30並進入該殼體30的一槳片卡區域32。該等可壓縮接點亦可使用其他可壓縮方案來實行。在所繪示的範例中，該等C形接點28是被交錯在實質上與該殼體30的一連接緣34平行的分離的多列中。此交錯的組態可減低在其他情況下會隨著時間因反覆插入槳片卡而造成對該等接點28的磨耗。該被繪示的輸入輸出連接器24也包括一保持凸部36，其延伸進入該槳片卡區域32並在一槳片卡插入後壓抵該槳片卡於連接狀態。該等C形接點28亦可因為該電路板26與該槳片卡之間的縮短距離而具有相當幅度減低的電感值(例如，0.5nH或更少)。
現在關注第3圖，一個輸入輸出互連件的一端部38可被插入諸如已討論的該輸入輸出連接器10(第1圖)或該輸入輸出連接器24(第2圖)之一輸入輸出連接器中。一般地，該輸入輸出互連件可包括諸如銅導線或光纖波導管纜線之一耦接到該端部38的纜線部(未示)，其中該端部38可包括一個槳片卡40以及一個圍繞該槳片卡40的至少一部分的塑膠包覆件(overmold)42。更特別地，該被繪示的槳片卡40包括具有一組接點46之一個電路板44，該組接點46係設置在該電路板44的一底面。如此，該等接點46被組配成與諸如已討論的該等彈簧負載針腳20(第1圖)或該等C形接點28(第2圖)之一組可壓縮接點嚙合。特別注意的是所示設置在該電路板44底面的該等接點46的定位方式使連接距離被最小化，可進一步增進關於資料流率及功率效率的通道性 能。
該槳片卡40也可包括一非對稱金屬殼48，其在該槳片卡40的頂面延伸該槳片卡40大部分的縱向距離，並且在該槳片卡40底側暴露出該組接點46。如此，暴露該組接點46能更進一步地減低與該端部38相關聯的連接距離還能大大地增進效能。
此外，所示的該槳片卡40包括具有一漸縮尖端50之一塑膠框架52，其中該塑膠框架52可對該電路板44提供結構剛性以及將該電路板44朝該輸入輸出連接器(未示)的該等可壓縮接點壓抵。此外，該漸縮尖端50可以更近一步地在該槳片卡40插入該輸入輸出連接器的期間機械地壓抵該電路板44(例如將其向下彎曲)。如同該等可壓縮接點的情形，所示該組接點46可被配置成大致與該槳片卡40的一連接緣54平行的多列等，以促成更高的信號傳遞密度。該電路板44可為一個多層電路板，其包含一或更多將信號從該等接點46傳遞到該輸入輸出互連件的該纜線部之圖形。該槳片卡40可能可縮入該包覆件42中以提供該等接點46加強的保護(如對抗灰塵、刮劃、損害等等)。
第4A圖顯示一輸入輸出互連件的一組合55，其中該組合55可位於一纜線部60以及如該已論述電路板44(第3圖)的一電路板58之間的一介面。特別地，該電路板58與該輸入輸出互連件的纜線部60可作雙面連接。如此，在所述範例中，該端部(未示)的一些接點係被選路(routed)至該電路板58的一底側，而該端部的其他接點係被拉線至 該電路板58的一頂側。
第4B圖顯示一輸入輸出互連件的一組合62，其中該組合62可位於一纜線部66以及如該已論述電路板44(第3圖)的一電路板68之間的一介面。在所示範例中，該電路板68與該輸入輸出互連件的纜線部66的可作雙面的「疊瓦狀」(shingled)連接。特別地，在所示範例中，一些導線以相似於屋瓦的方式部分地重疊其他導線。
現在關注第5圖，一個組合70係被顯示，其中一個輸入輸出互連件的一纜線部包括接地導線以及汲極導線，其等係直接地焊接在一個或更多屏蔽線72上(例如在圈起來的區域「A」中)。附加地，不同對的纜線部可被直接地焊接到接觸線74(例如在圈起來的「區域B」中)。在一個範例中，接地係位於相對靠近終端結構的纜線端以減低接地/汲極電感。並且，該等所示屏蔽線72係被組配成帶狀以減低成對的不同纜線部之間的串擾。該所示電路板可具有一個可撓性或剛性的電路組態，而且一或更多電力領域以及接地的直流(DC)配電可藉由該電路板頂側的接觸線或大平面形狀達成，可以近一步提升控制該等信號接觸線之阻抗的能力。
第6圖顯示一個系統76，其具有耦接到一周邊裝置80之一母板78。該系統76可以包括，例如，一個人數位助理(PDA)、行動上網裝置(MID)、無線智慧型手機、媒體播放器、成像裝置、智慧型平板、膝上型電腦、桌上型個人電腦(PC)、伺服器等，或其中任何的組合。一般而言， 該周邊裝置80可包括，例如，一快閃磁碟、鍵盤、滑鼠、攝影機、PDA、MID、無線智慧型手機、媒體播放器、成像裝置、智慧型平板等，或其中任何的組合。
在所示範例中，該母板78包括一或更多耦接到系統記憶體84的處理器82，該系統記憶體84可包括，例如，雙重資料速率(DDR)同步動態隨機存取記憶體(SDRAM，例如，DDR3 SDRAM JEDEC標準JESD79-3C，2008年四月)模組。該系統記憶體84的一或更多該模組可被合併到一單進線記憶模組(SIMM)、雙進線記憶模組(DIMM)、小型雙進線記憶模組(SODIMM)等等。特別地，該處理器82可具有一用以輔助資料之儲存和擷取的整合記憶體控制器(IMC)86，以及一或更多用以執行與一主機作業系統(OS)相關聯的一或更多驅動程式和/或應用程式軟體之處理器核心(未示)，其中每一個核心可有指令提取單元、指令解碼器、一階(L1)快取記憶體、執行單元等等而具備完整功能。擇一地，該處理器82可經由一前側匯流排與該整合記憶體控制器86的晶片外變化型，也就是所謂的北橋，通訊。該所示處理器82經由一中樞匯流排與一平台控制器中樞(PCH)88，也就是所謂的南橋，通訊。該整合記憶體控制器86/處理器82以及該平台控制器中樞88有時被稱為一晶片組。
該所示母版78也包括一網路控制器90，其可經由廣泛的有線和/或無線技術致能平台外(off-platform)通訊。該平台控制器中樞88也可與大量儲存裝置92(例如硬碟驅 動器/HDD、光碟等)通訊，以進一步輔助資料之儲存和擷取。
該母版78也包括一輸入輸出連接器94，其係被組配成相似於，例如，已討論的該輸入輸出連接器10(第1圖)或該輸入輸出連接器24(第2圖)。如此，該所示輸入輸出連接器94可包括一個具有界定出一槳片卡區域之多數表面的殼體，以及一組垂直地延伸穿過該殼體進入該槳片卡區域的可壓縮接點。外加地，該輸入輸出連接器94可與一輸入輸出互連件96嚙合，該輸入輸出互連件96包括一纜線部及一或更多具有一槳片卡及一非對稱金屬殼的端部。在一個範例中，該槳片卡具有一電路板，其具有一組設置在該電路板的一底面上的接點，而且該非對稱金屬殼具有暴露出該組接點以與該輸入輸出連接器94的該等可壓縮接點嚙合之組態。
現在關注第7圖，一種製造一輸入輸出連接器的方法98係被顯示。該方法98可使用一或更多充分揭露於文獻的製造技術來實行，如塑膠射出成形、金屬沖壓等等。所示製程方塊100提供一包括一個具有多數界定出一槳片卡區域之表面的殼體，而方塊102可垂直地延伸一組可壓縮接點穿過該殼體進入該槳片卡區域。該等可壓縮接點可如已論述般包括，例如彈簧負載針腳、C形接點等等。該方法98也可涉及製造一輸入輸出互連件。在此例中，該方法98也可以包括將至少一端部耦接到一纜線部，其中該端部包括一具有一電路板且有一組設置在該電路板的一底面之接點的槳片卡，以及具有包圍該槳片卡的至少一部分並暴露 出該組接點之組態的一非對稱金屬殼。
本發明的實施例可應用於所有形式的半導體積體電路(「IC」)晶片。這些IC晶片的例子包括但不限於處理器、控制器、晶片組元件、可規劃邏輯陣列(PLAs)、記憶體晶片、網路晶片、系統單晶片(SoCs)、SSD/NAND控制器ASICs等等。此外，在一些圖式中，信號傳導線係以實線表示。另一些可能要指出組成信號路徑而不同，要指出組成信號路徑之數量而具有一數字標籤，和/或要指出主要資訊流向而在一個或更多端具有箭頭。然而，這不該以一種限制的方式被解讀。更確切地說，這些添加的細節可被用於一或更多示範的實施例來輔助對一電路有較容易的理解。任何表示的信號線，不論是否具備額外的資訊，事實上都可包含一或更多可沿多方向行進之信號，而且可被以任何合適的信號方案實行，例如，以不同對來實行的數位或類比線路、光纖線路、和/或單端線路。
範例的尺寸/樣式/數值/範圍可被提出，儘管本發明的實施例不受限於該等範例。隨著製造技術(例如光刻術)隨時間成熟，可預知更小尺寸的裝置將可被製造。此外，為了繪示及討論之簡潔，以及為避免致混淆本發明實施例之某些面向，已悉知對IC晶片及其他元件的電力/接地連接可能有或沒有被顯示在圖式中。再者，為了避免混淆本發明的實施例，同時有鑒於此種方塊圖配置的實行細節係高度取決於該實施例被實施的平台這樣的事實，亦即，這些細節是充分地在熟知此技藝者的視界中，配置方式可以方 塊圖的形式展現。當特定細節係被提出以描述本發明之範例實施例，對熟知此技藝者而言，應該顯然本發明的實施例能在沒有這些特定細節，或者在這些特定細節之變化之下被實施。本詳細說明如此被視為示意而非限制者。
「耦接」一詞可被使用於此來指在討論的元件之間的認何形式不論直接或間接的關係，且可應用於電、機械、流體、光學、電磁、電機或其他連接。此外，「第一」、「第二」等辭彙在此可能只被用來輔助論述，而且在沒有另外指明時不帶有特定時間上或先後順序上的涵義。
熟知此技藝者將由先前描述認知到本發明實施例之廣泛技術能以各種形式被實行。因此，雖然本發明實施例係以其特定範例來被描述，但是本發明實施例真正的範圍應不受此限，因為對於熟知此技藝者而言，依靠研讀該等圖式、說明書及下述請求項的其他修改將是顯而易見的。
10‧‧‧輸入輸出連接器
12‧‧‧電路板
14‧‧‧槳片卡
16‧‧‧殼體
18‧‧‧槳片卡區域
20‧‧‧彈簧負載針腳
22‧‧‧連接緣

Claims (26)

  1. 一種電子系統，包含：一母板；以及一輸入輸出(IO)連接器，其裝置於該母板上，其中該輸入輸出連接器包括，一殼體，其具有界定出一槳片卡區域之表面，以及一組可壓縮接點，其等從該母板主要垂直地延伸穿過該殼體且進入該槳片卡區域，其中，該組可壓縮接點中之每一接點係具有一電感，該電感係小於一預定臨界值，其中，該預定臨界值是3nH。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之系統，其中該組可壓縮接點包括一或更多彈簧負載針腳，該彈簧負載針腳係沿著與該母板正交的一方向而軸向可置換的。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之系統，其中該組可壓縮接點包括一個或更多C形接點。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之系統，其中該組可壓縮接點係被配置成多列，其等係實質上與該殼體的一連接緣平行。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之系統，還包括延伸進入該槳片卡區域之一保持凸部。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之系統，其中該組可壓縮接點會在該母板及該輸入輸出連接器之間傳遞一或更 多輸入輸出信號。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述之系統，其中，該預定臨界值係約0.5nH或是比0.5nH少。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述之系統，其中，該預定臨界值係由在該母板與一槳片卡之間的一距離來界定。
  9. 一種輸入輸出連接器，包含：一殼體，其包括界定出一槳片卡區域之表面，以及一組可壓縮接點，其等係主要垂直地延伸穿過該殼體進入該槳片卡區域，其中，該組可壓縮接點中之每一接點係具有一電感，該電感係小於一預定臨界值，其中，該預定臨界值是3nH。
  10. 依據申請專利範圍第9項所述之連接器，其中該組可壓縮接點包括一或更多彈簧負載針腳，該等彈簧負載針腳係沿著與該等彈簧負載針腳所延伸穿過之該殼體正交的一方向而軸向可置換的。
  11. 依據申請專利範圍第9項所述之連接器，其中該組可壓縮接點包括一或更多C形接點。
  12. 依據申請專利範圍第9項所述之連接器，其中該組可壓縮接點係被配置成多列，其等係實質上與該殼體的一連接緣平行。
  13. 依據申請專利範圍第9項所述之連接器，還包括延伸進入該槳片卡區域之一保持凸部。
  14. 一種輸入輸出互連件，包含：一纜線部；以及 連接於該纜線部之至少一端部，其中該至少一端部包括，一槳片卡，其具有一電路板，該電路板帶有一組設置於該電路板的一底面上之被配置成複數列的接點，以及一非對稱金屬殼，其具有包圍該槳片卡的至少一部分並暴露出該組接點的一組態，其中，該纜線部具有相對於在該電路板上之該等複數列之接點的一縱長地疊瓦狀連接。
  15. 依據申請專利範圍第14項所述之互連件，其中該槳片卡更包括一塑膠框架，該塑膠框架係被設置在鄰近該電路板處。
  16. 依據申請專利範圍第15項所述之互連件，其中該塑膠框架包括一漸縮尖端。
  17. 依據申請專利範圍第14項所述之互連件，其中該組接點係被配置成多列，其等係實質上與該至少一端部的一連接緣平行。
  18. 依據申請專利範圍第14項所述之互連件，其中該電路板是一種多層電路板。
  19. 依據申請專利範圍第18項所述之互連件，其中該多層電路板具有與該纜線部之雙面連接。
  20. 依據申請專利範圍第18項所述之互連件，其中該纜線部具有與該多層電路板之疊瓦狀連接。
  21. 依據申請專利範圍第14項所述之互連件，更包括一包 覆件，其包圍該槳片卡的至少一部分。
  22. 依據申請專利範圍第21項所述之互連件，其中該槳片卡可縮入該包覆件。
  23. 依據申請專利範圍第14項所述之互連件，更包括耦接到該電路板之一接地屏蔽，其中該接地屏蔽將該組接點的不同對互相分隔。
  24. 一種製造一輸入輸出連接器的方法，包含：提供包括界定出一槳片卡區域之表面的一殼體，以及將一組可壓縮接點垂直地延伸穿過該殼體進入該槳片卡區域，其中，該組可壓縮接點中之每一接點係具有一電感，該電感係小於一預定臨界值，其中，該預定臨界值是3nH。
  25. 依據申請專利範圍第24項所述之方法，其中將該組可壓縮接點垂直地延伸穿過該殼體包括將一或更多彈簧負載針腳延伸穿過該殼體進入該槳片卡區域。
  26. 依據申請專利範圍第24項所述之方法，其中該組可壓縮接點垂直地延伸穿過該殼體包括將一或更多C形接點延伸穿過該殼體進入該槳片卡區域。
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