TWI597896B - Integrated routing components - Google Patents

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TWI597896B
TWI597896B TW106101831A TW106101831A TWI597896B TW I597896 B TWI597896 B TW I597896B TW 106101831 A TW106101831 A TW 106101831A TW 106101831 A TW106101831 A TW 106101831A TW I597896 B TWI597896 B TW I597896B
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Gregory B Walz
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Kent E Regnier
Bruce A Reed
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Molex Llc
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Description

集成路由組件
本發明概括而言涉及適合用於將高速信號從一晶片封裝的晶片或者處理器以低損耗傳輸至背板和設備的高速資料傳輸系統，而更具體而言涉及適合用於集成連接器介面-晶片封裝路由組件且直接連接於一晶片或者晶片封裝的連接器。
電子設備(諸如路由器、伺服器、交換機等)需要以高資料傳輸速度工作，以滿足在許多終端使用者設備中的對頻寬和流模式音訊及視頻的傳送日益提高的需求。這些設備使用信號傳輸線，信號傳輸線在安裝於所述設備的一印刷電路基板(母基板)的一主要的晶片元件(諸如一ASIC、FPGA等)和安裝於電路基板的連接器之間延伸。這些傳輸線為導電跡線，導電跡線形成為母基板一部分且在晶片元件和連接器之間延伸以提供一個或多個外部插頭連接器和晶片元件之間的一連接。電路基板通常由公知的便宜的一材料FR4形成。雖然便宜，熟知的是，FR4在以約6Gbps及更高的信號頻率的高速信號傳輸線(例如跡線)中產生損耗。這些損耗隨著頻率增大而增大且因此使FR4材料用於約10Gbps及更高的頻率的高速資料傳輸應用是不令人滿意的。
為了使用具有作為一損耗成本材料的優點的FR4材料，一設計者 可能不得不利用各種主動器件(諸如放大器和等化器)且可能需要使用附加層。而損耗有時可以通過使用放大器、中繼器以及等化器修正，因此允許使用FR4材料，主動元件增加了製造電路基板的成本，其增加設備的最終成本。使用主動元件也使設計複雜化，因為需要另外的基板空間來收容主動元件。另外，使用主動元件的信號跡線的佈線可能需要多次轉向和轉變。這些轉向和轉變往往減弱信噪比，因此負面地影響系統的信號完整性。
用於電路基板的定製材料可用於減少這樣的損耗，但是這些材料的價格增加了電路基板的以及由此使用它們的電子設備的成本。且即使採用更多的外來(exotic)材料，傳輸線的總體長度能超過閥值長度，此時損耗成為系統的問題。隨著跡線長度接近10英寸及在長度上更長，能造成嚴重的損耗。
除了電路基板有損耗之外，以實現整個傳輸線跡線的阻抗為一致的且一低信號損耗的方式路由傳輸線跡線是困難的。通常，為了控制高速跡線路由設計中的阻抗，一設計者必須利用電路基板的另外的層(高達約8至約16個另外的層之間)。這使電路基板的製造成本增加且使開發這種電路基板所需的設計階段增長。因此，現有的電路基板具有使設計(design around)變得更加困難的物理限制。
晶片(也稱為晶粒(die))是這些路由器、交換機及其它設備的心臟。這些晶片典型地包括一處理器(諸如一專用積體電路(ASIC)和/或一現場可程式設計閘陣列(FPGA))以及其他電路且可通過導電焊料凸點或者其他方便的連接方式連接於一基板。晶片和基板組合形成一晶片封裝。基板 可包括連接於焊接球的微導孔或鍍覆的通孔。如果使用焊接球，焊接球可提供一球柵陣列(BGA)結構，晶片封裝通過球柵陣列能安裝於一母基板。母基板包括形成於其中的多條跡線，多條跡線限定多條傳輸線，多條傳輸線可包括用於以高資料速率傳輸信號的差分信號對、與差分信號對相關的接地路徑以及用於電源、時鐘和邏輯信號以及其他器件的各種低資料速率傳輸線。這些跡線可從晶片封裝路由至所述設備的I/O連接器(外部連接器連接於I/O連接器)，且也可從晶片封裝路由至一背板連接器以使得所述設備連接於一總系統(諸如一網路伺服器等)。
晶片能力已經增加到可以支援25Gbps及更高的資料速率的程度。這導致信號頻率可以大於12GHz。因此變得難以在電路基板和背板中充分地設計信號傳輸線以滿足高速應用所需的串擾和損耗要求，特別是同時要保持合理成本。結果，某些人群將賞識路由器、交換器以及其他設備的系統設計上的進一步改進。
本發明因此涉及一路由組件，其作為一獨立元件安裝在一電子設備的殼體中且提供從一晶片封裝直接引導的多個資料傳輸通道。傳輸通道採用受一路由基板支撐的線纜的形式且線纜可在其近端以仿效(emulate)線纜有序的幾何形狀的方式端接於導線對基板式連接器。路由組件可具有一L形結構，其包括水平延伸的一托盤且還包括可沿一主設備的一對接面支撐一陣列的連 接器埠的一對側支撐部。這些連接器埠可包括保持在殼體中限定連接器埠的線纜引導(direct)連接器。連接器埠收容相對的、與其他設備相關的對接連接器且將連接於主設備。
連接器、連接器埠、線纜和/或晶片封裝可集成到路由組件中作為一獨立元件，從而路由組件可作為一集成單元容易地插入到電子設備中。托盤可設置在主設備的母基板的上方或下方。托盤可由一絕緣性(dielectric)的材料形成且可以優選將在與晶片封裝相對的線纜的近端定位的方式來固持線纜。線纜一旦連接於晶片封裝，線纜就限定晶片封裝和外部連接器介面之間的高速信號傳輸通道，消除了在電路基板上路由傳輸通道的需要、減少了電路板路由固有的損耗問題。托盤可支撐作為整個組件的一部分的晶片封裝，或者它可只支撐線纜，同時基板連接器在線纜的近端而用於連接於晶片封裝的接觸件。托盤包括一封裝開口，封裝開口可定位成與母基板上的一晶片封裝相對。通過這種方式，封裝開口圍繞且收容晶片封裝。晶片封裝可包括多個接觸件，諸如以沿晶片/晶片封裝的緣部成陣列的且與晶片收容開口對齊的一BGA(球柵陣列)的形式。
本發明集成路由組件包括多個連接器埠，設置於一前面；多個第一連接器，設置於所述多個連接器埠，各第一連接器包括多個第一端子；一路由基板，從所述多個連接器埠延伸至一第一緣部；多根線纜，設置於所述路由基板，各線纜具有在一第一端和一第二端之間延伸的一對導體，各線纜還包括一加蔽導線，所述多個第一端連接於所述多個第一端子，其中多根線纜連接於 各第一連接器；多個第二連接器，連接於所述多根線纜的第二端且相鄰設置於所述第一緣部，各第二連接器包括一第一對信號端子以及一第一接地端子，所述一對信號端子連接於所述一對導體且所述接地端子連接於所述加蔽導線；及至少一個第三連接器，與一晶片封裝通信且相鄰所述晶片封裝設置，所述至少一個第三連接器具有與所述多個第二連接器中的各第二連接器相關的一第二對信號端子以及一第二接地端子。
在一些實施態樣中，所述多根線纜埋設於所述路由基板中且所述路由基板是導電性的。
在一些實施態樣中，所述第三連接器具有一柵格結構的一絕緣的基座，柵格結構包括多個主壁部和多個輔壁部。
在一些實施態樣中，所述多個第二連接器各具有一基座，所述基座具有與所述輔壁部對準的一插槽。
在一些實施態樣中，所述輔壁部比所述主壁部短。
在一些實施態樣中，在介於12-25GHz之間的一信號頻率下，插入損耗小於一FR4電路基板的插入損耗的一半。
30‧‧‧電子設備
31‧‧‧金屬板殼體
32‧‧‧前壁
33‧‧‧開口
34‧‧‧後壁
36‧‧‧母基板
38‧‧‧晶片封裝
40‧‧‧相關處理器
42‧‧‧電源
43‧‧‧第一連接器
44‧‧‧金屬屏蔽罩體
46‧‧‧第二連接器
47‧‧‧導電跡線
50‧‧‧路由組件
51‧‧‧主設備
53‧‧‧母基板
54、56‧‧‧連接器埠
55、57‧‧‧第一連接器
60‧‧‧連接器基座
60a‧‧‧凸台
61‧‧‧連接器散熱器
62‧‧‧線纜
62a‧‧‧信號導體
62b‧‧‧絕緣包覆層
62c‧‧‧加蔽導線
62d‧‧‧絕緣外皮
64‧‧‧低速導線
66‧‧‧框架
67‧‧‧支撐板
68‧‧‧側支撐部
70‧‧‧面板體
72a、72b‧‧‧槽道
74‧‧‧路由組件
75‧‧‧路由基板
76‧‧‧路由基板開口
78‧‧‧中央部
80a-80d‧‧‧緣部
82‧‧‧第一端
83‧‧‧前端
84‧‧‧第二端
86‧‧‧第二連接器
87‧‧‧基座
88‧‧‧晶片封裝
89‧‧‧對接面
90‧‧‧處理器
91‧‧‧基板
93‧‧‧散熱器
100‧‧‧連接器組件
102‧‧‧表面
104‧‧‧第三連接器
106‧‧‧信號接觸件
108‧‧‧接地接觸件
110‧‧‧跡線
112‧‧‧主壁部
113‧‧‧輔壁部
114‧‧‧插座
116‧‧‧信號端子
116a‧‧‧接觸部
116b‧‧‧尾部
116c‧‧‧頂緣部
118‧‧‧接地端子
118a‧‧‧接觸部
118b‧‧‧尾部
118c‧‧‧頂緣部
120‧‧‧空間
124‧‧‧信號端子
124a‧‧‧接觸部
124b‧‧‧尾部
125‧‧‧接地端子
125a‧‧‧接觸部
125b‧‧‧尾部
127、128‧‧‧裝配塊
130‧‧‧空間
132a、132b‧‧‧基座部
136‧‧‧壁部
137‧‧‧插槽
138‧‧‧肩部
150‧‧‧承載體
151‧‧‧夾子
153‧‧‧導孔
本發明通過舉例示出但不限於附圖，在附圖中類似的附圖標記表示類似的部件，且在附圖中：圖1是一常規電子設備的內部的一立體圖，其中一晶片封裝就位在一母基 板上；圖1A是圖1的電子設備的一示意剖面圖，示出電路基板是如何用於路由設備的晶片封裝和外部連接器介面之間的信號傳輸通道；圖2是本發明的一路由組件就位在一母基板下方的一立體圖，且其中，晶片封裝在其上具有一散熱器；圖2A是和圖2相同的視圖，但是是從後面觀察；圖2B是圖2的路由組件的一示意剖面圖，示出線纜如何埋設在路由基板中，以用於在組件的一晶片封裝基板和外部連接器介面之間路由信號傳輸通道；圖3是路由組件就位在一主設備母基板下方且從下方接觸晶片封裝的一立體圖；圖3A是圖3的路由組件的一部分的一放大示意圖，示出本發明的一系列導線對基板連接器，其中為了清楚起見它們對應的插座移除且將線纜連接於主設備的晶片封裝；圖4是本發明的一導線對基板連接器組件的一立體圖，其將九根線纜對接到一晶片封裝或者一晶片封裝基板的下側；圖4A是沿圖4的線A-A作出的連接器組件的一前視圖；圖5是圖4的連接器組件的一立體分解圖；圖5A是沿圖5的線A-A作出的插座連接器部端子的底部就位在晶片封裝基板的一表面上的一平面圖； 圖5B是其中一組端子連同晶片封裝基板的接觸件就位的一放大細節圖；圖5C是與圖5A相同的視圖，但是其中移除端子以示出晶片封裝基板的接觸件；圖6是圖4的連接器組件的插座部就位在晶片封裝基板上的一立體圖；圖6A是沿圖6的線A-A作出的連接器組件的一側視圖；圖6B是沿圖6的線B-B作出的連接器組件的插座部的一平面圖；圖6C是圖6的連接器組件的插座部的一個差分信號傳輸通道的一放大細節圖；圖7是與圖6相同的視圖，但是其中為了清楚起見移除其一近端壁；圖7A是沿圖7的線A-A作出的連接器組件的插座部的一前視圖；圖8是圖4的連接器組件的相同的視圖，但是其中插頭連接器中的其中一個被剖開，以示出線纜信號導體和連接器組件插頭部的信號端子之間的連接；圖8A是與圖8類似的一視圖，但是剖開不同，以示出線纜接地導體和連接器組件插頭部的接地端子之間的連接；圖8B是圖8的一部分的一放大細節圖；圖8C是圖8A的一部分的一放大細節圖；圖8D是圖8的連接器組件的一側視圖；圖8E是圖8A的連接器組件的一側視圖；圖9是一線纜的導體端接於圖4的連接器組件的一插頭部的導體的一立體圖； 圖9A是圖9的一視圖，但是其中連接器組件插頭部的信號端子和接地端子保持在定位塊中；圖9B是圖9A的組件的一視圖，但是與它的插頭部基座元件對齊；圖9C是從上方觀察的圖9B的一立體圖；圖9D是沿圖9C的線D-D作出的組件的一平面圖；圖10是圖4的連接器組件插頭部的對接面的一立體圖；圖11是連接器組件插頭部的其中一個連接於一對應的插座連接器部的一放大剖面圖；圖11A是圖4的連接器組件的一示意視圖，示出插頭和插座部之間的優選連接方式；圖11B是與圖11A相同的視圖，但是沿其線B-B作出的；圖11C是圖11的對接對的端子的一立體圖；圖12是保持圖4的一系列連接器的一基座的一立體示意圖；以及，圖13是本發明的一連接器組件連接於支撐一晶片封裝的一母基板的一示意圖。
下面的具體說明描述示範性實施例且不意欲限制於這些明確公開的組合。由此，除非另有說明，本文所公開的特徵可以組合在一起，以形成出於簡明目的未給出的另外的組合。
如能夠認識到的，路由組件可使用雙軸線纜作為其用於將差分信號從晶片封裝傳輸至連接器介面的線纜，且反之亦然。線纜具有一縮小的尺寸且在主設備的外部連接器介面和晶片/晶片封裝接觸件之間的範圍內可以是自由的，或者它們可以固定於路由組件或者與路由組件集成在一起。各條這樣的線纜包括兩個信號導體且可包括一個或者多個接地導體，這些導體在線纜的整個長度上以一有序姿態延伸。線纜的近端延伸到晶片收容開口中且具有封裝連接器，封裝連接器設置成使封裝連接器端接於對應的晶片封裝的接觸件。
由於線纜的大小，線纜可埋設到托盤中，從而保護線纜在組裝期間免受破壞。托盤安裝在母基板上方且封裝開口安裝在母基板的晶片封裝上方。封裝連接器可靈活地受托盤支撐，從而封裝連接器可被操縱到與晶片封裝上相對的連接器接合。採用這樣一種結構，晶片封裝和連接器結構可在組裝之後且在向一客戶發貨或插入到一設備中之前進行測試。如能夠認識到的，路由組件允許在母基板上移除高速電路跡線且在母基板上為另外的低速信號跡線和器件放開空間同時避免需要更昂貴的電路基板材料。
為了在線纜和晶片封裝之間提供一可靠且有效的連接，使用低高度導線對基板連接器。連接器採用端接於獨立線纜的近端“如巧克力塊狀(chiclets)”的形式。連接器具有仿效線纜的有序的幾何形狀的一結構且具有與表面接觸件(諸如一球柵陣列的一信號通道)可靠對接的一接觸件結構。採用這種方式，各個這樣的信號通道以保持一低高度且具有較好的阻抗和信號完整性控制的一方式可至少部分地收容在支撐於晶片封裝的一單個插座中。
所示出的連接器包括互相接合的第一部分以及第二部分。一個部分設置為端接於線纜信號導體的自由端和接地導體的自由端的一插頭連接器。另一部分設置為一插座連接器且端接於晶片封裝球柵陣列(BGA)。插頭連接器包括具有與線纜信號導體的自由端和接地導體的自由端端接的尾部的多個細長的、導電性的端子。多個端子具有彼此間隔開的且可以定位在假想的三角形的頂點處的對應的接觸部。
各插座連接器包括具有尾部的一對直角接觸件，尾部接觸對應的晶片封裝BGA的接觸件。一對信號接觸部從尾部豎直延伸到一指定的插座中。一直角構型接地端子被設置且具有接觸晶片封裝BGA的接地接觸件的一尾部。接地端子的接觸部從尾部向上延伸且與信號端子的接觸部間隔開。接地端子的接觸部優選地具有與信號端子的接觸部相對的一寬度。插座連接器具有一絕緣的基座，基座具有限定用於各線纜的多個獨立插座的多個壁部。基座可包括在插座信號端子和接地端子之間延伸並將插座信號端子和接地端子彼此分開的一壁部，且基座材料的介電常數可調整(tailor)為影響發生在信號端子接觸部和接地端子接觸部之間的寬邊耦合。
這樣的結構是有利的，因為本發明的連接器可以以約10mm量級的低高度來製造，從而本發明的連接器可收容在路由組件開口中。本發明的連接器還可用於將晶片封裝與晶片封裝以及電路基板連接在一起。
圖1示出一常規的電子設備30(諸如一路由器、交換器等)，其具有一金屬板殼體31，有一金屬板殼體31具有一前壁32以及一相對的後壁34。 設備30在金屬板殼體31中支撐一母基板36，母基板36包括各種電子器件，諸如具有一相關處理器40的一晶片封裝38、一電源42和另外的積體電路、連接器、電容器、電阻等。前壁32具有與第一連接器43對齊的一系列開口33，以限定用於設備30的連接器埠。典型地，如圖1A所示，一陣列的第一連接器43在母基板36的前端安裝於母基板36且封閉在金屬屏蔽罩體44或者適配器框架內，金屬屏蔽罩體44或者適配器框架放置在第一連接器43上和母基板36上。同樣地，一系列的第二連接器46沿母基板36的後緣安裝且與金屬板殼體31的後壁34上的開口對齊。這些第二連接器46可為允許設備30連接於一背板的背板式。在下面的描述中，對於上述“發明內容”部分的所述的原因，第一連接器將稱為“入口”連接器且第二連接器將稱為“出口”連接器。
在圖1的設備的公知結構中，晶片封裝38通過從晶片封裝接觸件穿過母基板36延伸至兩個連接器43、46的長的導電跡線47連接於第一連接器43和第二連接器46。成對的導電跡線47被要求為限定各差分信號傳輸線，且一第三導電跡線將提供跟隨信號傳輸線的路徑的一相關的接地。各條這樣的信號傳輸線路由穿過母基板或者由在母基板上且這種由具有一定的缺點。FR4是通常用於電路基板的材料，但可惜的是，在10Ghz以上的頻率時它產生的損耗令人不滿意。這些導電跡線47的轉向、彎曲和交叉通常被要求，以在母基板上從晶片封裝接觸件到連接器路由傳輸線。跡線上的這些方向的變化會產生信號反射和雜訊的問題以及另外的損耗。儘管損耗有時可通過使用放大器、中繼器以及等化器來糾正，但這些元件增加了最終電路(母)基板的製造成本。這使電路 基板的佈局複雜化，因為需要另外的基板空間來收容這些放大器和中繼器，且這個另外的基板空間在設備的預期尺寸下可能得不到。用於電路基板的低損耗的定製材料是可使用的，但是這些材料的成本增加了電路基板以及由此採用電路基板的主設備的成本。更進一步，長的電路跡線需要增加功率，以驅動流經電路跡線的高速信號，且如此，它們阻礙設計者努力開發“綠色”(節能)設備的嘗試。
參閱圖2至圖3，為了克服這些實際的缺點，我們開發了一種集成的路由組件50，集成的路由組件50將外部連接器介面、線纜且支撐件併入一獨立組件，以用於主設備51。路由組件50通過在連接器介面和晶片封裝88之間延伸的細長的線纜62為高速差分對信號傳輸線提供一支援，從而省去了對母基板53上的高速路由跡線的需要。這一組件在圖2中以50標出。組件50包括一前部，前部收容第一連接器55、57和它們相關的連接器基座60的形式的多個外部連接器介面。它們以預選陣列排列，示出為彼此豎向堆疊上的四個水平排的連接器基座60。
連接器基座60可選擇地包括第一連接器55、57，且它們配合限定用於設備50的外部連接器介面。這些連接器介面是連接器埠54、56且各這樣的連接器基座60包含第一連接器55、57的其中之一，第一連接器55、57優選地是具有一卡插槽的一插座式(諸如與QSFP式連接器一起使用)。應注意的是，第一連接器55、57如圖所示地設置於一系統的一前側但也可設置於其他地方，這取決於系統設計。因此，本發明將不被認為某些連接器限定在某些位置。
第一連接器55、57可以以一集成方式排列成多個水平排，如圖2和圖3所示，其中通過延伸穿過形成於連接器基座60外表的凸台60a的緊固件(諸如螺絲)，連接器基座60和相關的連接器散熱器61在支撐板67之間被保持在它們的水平位置(extent)且豎向對齊。這樣一種排列可易於收容一面板體70或者面板(圖3)，面板體70或者面板在兩個側支撐部68a、68b之間沿寬度方向延伸，以形成組件50的一框架66。兩個側支撐部68a、68b具有向後延伸的槽道72a，槽道72a、72b配合限定一路由基板75延伸的一平面，且與連接器基座60結合限定具有一大致L形結構的容易地能插入到一主設備殼體中的一托盤狀系統。
如圖3所示，路由基板75可以是平的且具有一預定的厚度。所示出的路由基板75具有形成於其中的一路由基板開口76，如圖所示地位於路由基板75的外周內，以提供到一晶片封裝88的出入口。開口76示出為具有一中央部78，中央部78可具有限定開口76的四個緣部80a-80d。在替代實施例中，路由基板75可簡單在晶片封裝88之前終止。
形成連接器埠54、56陣列的第一連接器55、57具有以發送和接收通道構型佈置的信號端子和接地端子，以與相對的具有一插頭式的連接器對接。優選地是一雙軸結構的線纜62在其第一端82直接端接於各連接器55、57的連接器端子和在圖3中看到是位於低速導線64(其可以用於邏輯、時鐘、功率以及其他電路)的旁側。如圖9D所示以及如本領域公知的，各線纜62包括由一絕緣包覆層62b包覆的一對信號導體62a且可包括一相關的加蔽導線62c，所有這 些都包圍在一絕緣外皮62d中。線纜62隨著線纜62從晶片封裝88行進到連接器埠54、56而在線纜62的整個長度上保持信號導體62a的有序的幾何形狀(ordered geometry)因為線纜62的整個長度的這種幾何形狀保持有序，所以線纜62可容易地在其路徑上轉向、彎曲或交叉而不會引起傳輸線的信號反射或阻抗不連續的問題。
線纜62和低速導線64在其第一端82直接端接到連接器端子。這使得第一連接器55，57避免對接於一母基板53且消除通常發生在一連接器-電路基板安裝介面處的阻抗不連續。所示出的線纜62示出為在連接器基座60的後部以多個豎列排列，其中下連接器基座排的線纜62和低速導線64佈置在最高的連接器基座排的內側。這有助於線纜62在它們從連接器55、57到路由基板75的範圍內有序佈置。在組件50中，所示出的與連接器55、57的上三排相關的線纜62可看到具有向下延伸至路由基板75的水平面且在路由基板75的前端進入基板的一大體S形結構，而在最下排的線纜62幾乎水平地延伸到路由基板75中。
線纜62從連接器的後部引導至路由基板75的前緣，在此線纜62進入路由基板75的本體。線纜62的第二端84如所示出地延伸到路由基板開口76中，在路由基板開口76線纜62的第二端84端接於將與晶片封裝88對接的第二連接器86。第二連接器86可以是一導線對基板式，從而線纜62的信號導體62a和加蔽導線62c可容易地連接於基板91上的接觸件。線纜62的第二端84離開路由基板75以進入路由基板開口76。在一實施例中，晶片封裝88設置於主設備51的母基板53上，且晶片封裝88包括可與第二連接器86對接的多個接觸件且可優選 地圍繞其外周排列並與基板開口76對準而與第二連接器86對準。在另一方面，晶片封裝88可以作為路由組件74的部分而被包含。如能夠認識到的，如圖2和圖2A所示，在主設備的母基板53上方的區域可自由收容散熱器93，諸如具有比處理器90大的外周的熱擴散器和/或散熱器。這是因為線纜62集成到路由基板75中釋放路由基板75上方的大部分(如果不是全部)空間而用於其他用途。
線纜62可以各種從它們進入路由基板75的位置(諸如沿路由基板75的一前端83)到它們離開路由基板75且進入基板開口76的位置將它們合適地保持就位的方式定位成路由基板75的一部分。透過使用將線纜62在位置上牢固地定位的粘合劑或者其他公知的緊固技術可將線纜62固定埋設於路由基板75。線纜62的本體部優選地完全由路由基板75包圍，從而兩者一體形成為一獨立的部分，該一獨立的部分能插入到作為一托盤部的路由組件74中。線纜62的一個佈線圖案如圖5所示，為了清楚起見，路由基板75的上部移除，以示出線纜62鋪設的路徑。能夠認識到的是，路由基板75可由絕緣性的或者導電性的材料形成，這取決於系統的屏蔽需要。
參閱圖2至圖4，在路由基板75形成之前或者之後，線纜62可在其第二端84端接於第二連接器86。因為線纜62的第一端82直接端接於第一連接器55、57的端子，所以第二連接器86允許線纜62直接連接於晶片封裝88，從而基本上或者完全避免(bypassing)母基板53作為一信號路由介質。在這種情況下，路由組件74可在路由組件74和母基板53插入到主設備殼體之前對接於母基板53，其中路由組件74可以通過托腳(standoffs)92等與母基板53分隔開。圖3 和圖3A示出第二連接器86及其相關的基座87和在開口76中面向上的提供與晶片封裝88的一連接的對接面89。多個第二連接器86均以如巧克力塊狀(chiclets)的形式示出，各第二連接器86收容包括信號導體62a和一相關的加蔽導線62c的雙軸線纜對的一單個的信號傳輸通道。第二連接器86容易地與安裝於基板91或者一母基板53上的小尺寸插座連接器對接。第二連接器86及其對接的插座連接器部均可以製成小尺寸，以安裝在開口76中且而未過度突出到開口76外。
圖4至圖5示出一連接器組件100，其將一線纜62的導體連接於一電路基板或者類似的基板上的電路。連接器組件100包括第二連接器86以及一第三連接器104且尤其適合與上述的旁路路由組件一起使用。連接器組件100示出為連接於一基板91的一表面102。可以是一頂面或者一底面的表面102具有多個接觸件，接觸件如圖5和圖5C所示為一球柵陣列(“BGA”)，球柵陣列包括多個信號接觸件106(優選地以焊接球等形式)以及多個類似的接地接觸件108，接地接觸件108如所示出地可通過互連帶以一接地母線方式或者跡線110以一柵格的方式連接在一起。
第三連接器104具有一絕緣的基座，基座也可以被認為具有柵格結構，柵格結構由彼此相交的主壁部112和輔壁部113形成以形成一個或者更多的獨立的插座114各插座114收容第二連接器86的其中一個。基座的輔壁部113看到具有低於主壁部112的一高度。
如能夠認識到的，第三連接器104包括以三個端子一組的多個獨立組的導電性的端子116、118。各組端子包括：兩個信號端子116以及一相關 的接地端子118，收容在一單個的插座114中，以形成一單組端子和晶片封裝88上的一相應電路之間的一連接。插座端子116、118與連接於一對應的線纜62的導體62a、62c的一第二連接器86的對應的端子對接。插座端子116、118可視為以一三角形圖案排列，其中假想線從限定一假想三角形的各端子接觸部的中心點延伸(圖5B)。信號端子116的頂緣部116c和接地端子118的頂緣部118c為所示出沿著由一中間的空間120分開的平行、相間隔的路徑延伸。如圖6、圖6B和圖7A所示，多個輔壁部113示出延伸並填充在這些介於中間的空間120中。
信號端子116具有尾部116b，尾部116b水平延伸且接觸BGA上的相對的對應的信號接觸件106。同樣，接地端子118也具有一尾部118b。信號端子116和接地端子118具有在插座114中從晶片封裝表面102豎直延伸的接觸部116a、118a。信號端子的接觸部116a的後表面和接地端子的接觸部118a的後表面優選地抵接介於中間的輔壁部113的相反的表面。通過這種方式，輔壁部113加固端子接觸部116a、118a，以抵抗可能發生在兩個連接器部86、104對接期間回應施加於它們的插入力的偏轉(至少在水平方向上)。所示出的設計因此允許使用約40克的插入法向力。端子116、118的直角性質可以滿足小BGA間距，諸如1mm左右。如圖6B所示，信號端子116成排排列。多排的信號端子116由插入的成排的接地端子118分開。相鄰信號端子116對由連接器104的主壁部112彼此分隔開。
圖8至圖10示出以一對接插頭構造的第二連接器86的結構。如圖9和圖9A所示，連接器86包括彼此間隔開的一對信號端子124。優選地一對信號 端子124的間隔與端接於其尾部124b的一對線纜信號導體62a的間隔相同。第二連接器86還包括一導電性的以尾部125b端接於線纜62的接地導體62c的接地端子125。所示出的接地端子125具有大於信號端子124的一寬度且信號端子124和接地端子125彼此面對，以促進在信號端子124和其相關的接地端子125之間在連接器86的整個長度上的寬邊耦合。端子124、125保持在各自的絕緣性的裝配塊127、128中。端子124、125的本體部優選地包括向外彎曲部以限定在第二連接器86的對接端處的接觸部124a、125a之間的一最終的介於中間的空間120。
第二連接器部86具有圍繞一裝配塊127、128裝配在一起的兩個中空的基座部132a、132b。基座部132a是一空心帽的性質且安裝在線纜導體62a、62c的端接區域上方且接合兩個裝配塊127、128的頂部。另一基座部132b是一中空裙部的性質，中空裙部以壁部136圍繞端子接觸部124a、125a延伸以如圖所示地包圍端子接觸部124a、125a。壁部136在其外輪廓中凹入，以限定一對肩部138，肩部138接合相對的插座114周圍的止擋面，以配合阻止在該第二連接器86過度插入其相應的插座114。
31信號端子的接觸部124a和接地端子的接觸部125a如圖所示地從裝配塊132a、132b以一懸臂方式延伸。接觸部124a、125a由大於插座連接器的端子接觸部116a、118a之間的中間的空間的中間的空間分開。採用所示出的結構，接觸部124a、125a能夠向外彎曲且越過(ride over)輔壁部113以接合插座114中的接觸部116a、118a，而在相對的端子上施加一接觸力。連接器基座部132b還包括與介於中間的空間120對齊橫向延伸的一插槽137。插槽137可以是錐形的 且以與輔壁部113的輪廓互補的方式分叉，從而當第二連接器86對接於第三連接器104時，插槽137與輔壁部113對準且位於輔壁部113上，從而有助於提供第二連接器86和第三連接器104之間的一可靠的接合。
圖13是使用連接器組件100的一個方式的一剖面圖，一散熱器93貼接於一晶片封裝88(其可包括一處理器90)。處理器90安裝於一基板91，基板91對接於一母基板53。所示的母基板53使用焊接球以與基板91對接且一系列導孔153穿過母基板53豎直延伸到母基板53的下側上的接觸件。第三連接器104安裝於母基板53且第二連接器86受一承載體150支撐，承載體150設置成使各第二連接器86與一對應的插座114對齊，且承載體150通過夾子(clips)151被固持。如能夠認識到的，因此第三連接器104相鄰於晶片封裝88安裝且與晶片封裝88通信。導孔153能針對高速信號傳輸優化而不引起使用電路基板跡線固有的阻抗問題且能幫助取消電路基板的6到18層。連接器組件100的一簡化樣式如圖13的右側所示。
如能夠認識到的，連接器組件100可製成一低高度，包括所示出的內聯(inline)構造以及直角的第二連接器86，其中高度高於安裝點約10mm，包括相關的線纜中的任何彎曲。這種低高度允許第三連接器104位於在路由組件74的晶片收容開口76的外周內的基板或者一支撐母基板上而不會過度地增加路由組件的高度。多個獨立的插頭連接器的全部腳位元排列(footprint)預計大約4平方毫米。各信號傳輸通道的信號導體和接地導體的三角形排列可通過線纜和連接器組件來保持。使用多個獨立的第二連接器86還允許通過利用散 熱器93上的氣流有效地散熱，且因為該結構，散熱器93具有更大的空間從而可以做得更大。
所示的構造使得在信號頻率12-25GHz下損耗明顯低於如果系統使用FR4電路基板材料傳輸信號所得的結果(小於插入損耗的一半)。如公知的，信號頻率範圍，可提供高達100Gbps(使用PAM4編碼)的資料速率。
在此提供的說明書借助其優選且示例性的實施例說明了各個特徵。本領域普通技術人員通過閱讀本說明書，將可在隨附申請專利範圍和其精神內做出許多其他的實施例、修改和變形。
62‧‧‧線纜
88‧‧‧晶片封裝
91‧‧‧基板
100‧‧‧連接器組件
102‧‧‧表面
104‧‧‧第三連接器
112‧‧‧主壁部

Claims (6)

  1. 一種集成路由組件，包括：多個連接器埠，設置於一前面；多個第一連接器，設置於所述多個連接器埠，各第一連接器包括多個第一端子；一路由基板，從所述多個連接器埠延伸至一第一緣部；多根線纜，設置於所述路由基板，各線纜具有在一第一端和一第二端之間延伸的一對導體，各線纜還包括一加蔽導線，所述多個第一端連接於所述多個第一端子，其中多根線纜連接於各第一連接器；多個第二連接器，連接於所述多根線纜的第二端且相鄰設置於所述第一緣部，各第二連接器包括一第一對信號端子以及一第一接地端子，所述一對信號端子連接於所述一對導體且所述接地端子連接於所述加蔽導線；及至少一個第三連接器，與一晶片封裝通信且相鄰所述晶片封裝設置，所述至少一個第三連接器具有與所述多個第二連接器中的各第二連接器相關的一第二對信號端子以及一第二接地端子。
  2. 如請求項1所述的集成路由組件，其中，所述多根線纜埋設於所述路由基板中且所述路由基板是導電性的。
  3. 如請求項1所述的集成路由組件，其中，所述第三連接器具有一柵格結構的一絕緣的基座，柵格結構包括多個主壁部和多個輔壁部。
  4. 如請求項3所述的集成路由組件，其中，所述多個第二連接器各具有一基座，所述基座具有與所述輔壁部對準的一插槽。
  5. 如請求項3所述的集成路由組件，其中，所述輔壁部比所述主壁部短。
  6. 如請求項1所述的集成路由組件，其中，在介於12-25GHz之間的一信號頻率下，插入損耗小於一FR4電路基板的插入損耗的一半。
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