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TWI391720B - 提供光學連接至插座之裝置與系統，以及用於形成開口式插座光學互連體之方法 - Google Patents

提供光學連接至插座之裝置與系統，以及用於形成開口式插座光學互連體之方法 Download PDF

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TWI391720B
TWI391720B TW096144926A TW96144926A TWI391720B TW I391720 B TWI391720 B TW I391720B TW 096144926 A TW096144926 A TW 096144926A TW 96144926 A TW96144926 A TW 96144926A TW I391720 B TWI391720 B TW I391720B
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optical
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盧道全
安德烈Ｃ. 艾度伊諾
海寧 布蘭尼許
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Description

提供光學連接至插座之裝置與系統，以及用於形成開口式插座光學互連體之方法 發明領域
本發明的實施例有關插座，且更特別有關具有一光學互連體之微處理器插座。
 發明背景
自從引進個人電腦(PC)，微處理器已經由一插座與系統主機板形成介面。插座的角色在於提供微處理器與主機板之間的電連接性，同時亦容許微處理器之無工具裝設、移除及可互換性而無損害。
隨著微處理器速度持續增高，插座要求愈來愈具挑戰性。由於較小矽特徵結構之增大漏電流、縮放頻率所需要之增大動態電流、及將多重核心併入單一封裝體內之作用，驅使功率消耗持續增大。在此同時，支援所需高速信號所需要之插座頻寬亦迅速增大。
現今使用的許多微處理器插座係依針閘陣列(PGA)架構建造。此處，通常以零插入力(ZIF)使得位於處理器底側上之針被插入插座內。較新的插座設計採用一岸面閘陣列(LGA)，其中使針位於插座側上而不接觸到位於處理器上的墊。因此，功率及電信號可經由插座穿過微處理器與主機板之間。
電互連體可能有其限制。譬如，即便在6.4十億位元/秒(Gb/s)，現今規畫之共同系統介面(CSI)協定連結的電性實行方式可能在頻寬距離產品中受限。其中包括，CSI可容許微處理器核心彼此直接地導通。現今藉由降低多處理器系統中之微處理器的距離或限制系統頻寬來解決以市售組件及材料為基礎之電通路的不當頻寬距離產品所造成之限制。然而，這是種無法維持的趨勢，且需有更好的解決方案。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種裝置，包含：一插座，其將一電子封裝體連接至一板；一腔穴，其形成於該插座的一邊緣；及一光學模組，其配合於該腔穴內，該光學模組提供一光學連接至該插座。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種方法，包含：形成一腔穴於一微處理器封裝體插座的一邊緣中；將一光學模組配合於該腔穴內；將一微處理器封裝體安裝至該插座；及將一機械負荷施加至該微處理器封裝體的一頂部。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種提供一光學連接至一插座之系統，包含：一主機板；一插座，其連接至該主機板，該插座具有一生成於一或多個邊緣上之開口以形成一腔穴；一光學模組，其配合於該腔穴內以提供一光學連接至該插座；及一微處理器封裝體，其安裝在該插座上。
圖式簡單說明
第1圖為根據一實施例之一微處理器開口式插座的俯視圖及橫剖視圖；第2圖為一包括一配合於一腔穴內的光學模組之微處理器閉口式插座的橫剖視圖；第3圖為一具有一微處理器封裝體之微處理器開口式插座的橫剖視圖；第4圖一在微處理器封裝體與光學模組之間的介面處具有功率連接針之微處理器開口式插座的橫剖視圖；第5圖為一在光學模組下方具有一功率連接器之微處理器開口式插座的橫剖視圖；第6圖為一具有一側向功率連接器之微處理器開口式插座的橫剖視圖；及第7圖為根據一實施例之與開口式插座設計相容之一光學模組的一範例。
 較佳實施例之詳細說明 詳細描述
與微處理器緊密地封裝之低成本光學互連體係可由於光學互連體所提供的經改良通路頻寬來減輕電性系統拘束。揭露一開口式插座，其提供生成於微處理器插座的一外邊緣處之至少一腔穴。一光學模組可配合於腔穴中因此直接地提供一光纖或波導連接至插座。
現在參照第1圖，顯示根據本發明的實施例之一插座沿著線1－1’所取的俯視圖及橫剖視圖。一插座100安裝至一主機板102。可藉由銲球104或任何適當方法在兩者之間提供電性及/或機械性連接。可提供針105以供稍後連接於一微處理器封裝體。一腔穴106可形成於插座100的一邊緣。腔穴106的尺寸可譬如容納一光學模組。腔穴106顯示為概呈長方形，但可依據其所將容納的模組尺寸而形成有不同形狀或維度。
此範例中，一近似4.2 mm深的腔穴106生成於微處理器腔穴100的外邊緣。此腔穴可在製造插座體部100時由精密模製形成。可利用腔穴側壁的設計使得光學模組能夠側向對準於LGA微處理器封裝體。
第2至6圖顯示本發明的不同實施例。類似的項目標示與先前參照第1及2圖所述相似之編號且未必再度描述以免重覆。
如第2圖所示，一順應性元件200(諸如一彈性體)、一光學模組202、一光學波導陣列或光纖陣列203、及一高密度、高速連接器204可配合於腔穴106內。高速連接器204可為一雙壓縮cLGA連接器(譬如，得自安費諾互連系統(Amphenol InterCon System))，或RP－型互連接器(亦即，譬如由信越(Shin－Etsu)製造之一低壓縮負荷連接器，其包含由一聚醯亞胺膜固持在定位之一陣列的傳導彈性體性針)。
如第3圖所示，一微處理器封裝體300可包含一基材302及一用於容置一微處理器晶粒304之整合式散熱器(IHS)306。微處理器封裝體300可放置在插座100中且隨後關閉一插座蓋(未圖示)以將負荷308施加至IHS 306上及因此施加至微處理器封裝體300上。可經由光學模組202的“頂部”與微處理器封裝體300的底部(岸面側)之間所作的接觸來發送電信號。
光學模組202應具有一低垂直輪廓(微處理器封裝體陰影內側近似1－2 mm)。光學模組202不需被側向地拘限至微處理器封裝體300的陰影。光學模組202可自微處理器封裝體300底下“伸出”，以譬如讓出空間予光學模組202內側的電子/光電組件。在該例中，將在微處理器陰影內側、而未必在外側維持一低垂直輪廓。
光學模組202在技術上不限於此實行方式，而容許光學效能的模組化升級、及隨時間經過之成本及效能改良。一實行方式中，光學模組將為一具有貫穿導縫及一矽蓋之矽光學平台。
可以數種方式達成對於低輪廓光學模組202之功率輸送。參照第4至6圖提供三種潛在選項。
如第4圖所示，可從封裝體300經由高速連接器204提供針400或類似電接觸部。電功率可從主機板102繞佈經過插座100及封裝體300然後經由針400進入光學模組202內。
如第5圖所示，可由一潛在亦具有部分順應性的連接器500來取代順應性元件200(第2圖)藉以將功率直接地自主機板102提供至光學模組202的“底部”。
一替代性配置中，如第6圖所示，潛在地以一可插塞式連接器600整合於光學模組202內，可在光學模組202的邊緣處經由一側向功率連接器600提供功率。
參照第7圖，顯示一光學模組202的一範例。當然，因為通常光學及電子組件皆被包括在模組中，光學模組202用語亦涵蓋光電模組。可如圖所示利用矽光學平台技術生成一低輪廓光學模組202。一光纖203可對準於一面鏡704以將光引導至或引導自電子件，諸如垂直腔穴表面發射雷射或PIN二極體700。亦可包括光學封裝體常用之其他電子件，諸如一跨阻放大器(TIA)/限制輸入放大器(LIA)或驅動器702。可提供導縫706以容許電性連接至電子件702。
電子件可被整合於模組內或設置於外部，例如潛在地位於經封裝微處理器中。光學組件亦可不同於所顯示者。譬如，邊緣發射雷射或以波導為基礎的調變器亦可提供相同機能。
一諸如所描述者等低成本光學互連體可具有優於對於連結長度降低的現今補救方案之重大優點。其可容許需要較大效能的使用者購買效能而只小幅增加複雜度，甚至僅簡單地藉由改變板上的插座而選擇在稍晚日期升級效能。因為一給定頻寬之可達成的距離可能鉅幅地跳躍(從近似0.5公尺至近似300公尺)，頻寬距離產品增加將容許生成新穎的系統架構。
雖然所提出的實行方式針對微處理器插座，其可能容易地使用於非微處理器積體電路(IC)，諸如輸入/輸出(I/O)轂部件或晶片組解決方案。
本發明的圖示實施例之上文描述、包括在摘要中所描述者並無意將本發明窮舉或限制為所揭露的確切形式。雖然本發明的特定實施例及範例在此處基於示範用途作描述，熟習該技術者瞭解許多均等性修改可能位於本發明的範圍內。
可鑒於上文詳細描述對於本發明作出這些修改。下列申請專利範圍中使用的用語不應視為將本發明限制於說明書及申請專利範圍中所揭露的特定實施例。取而代之，本發明的範圍完全由根據申請專利範圍既有詮釋原則所構成之申請專利範圍來決定。
100．．．插座
102．．．主機板
104．．．銲球
105,400．．．針
106．．．腔穴
200．．．順應性元件
202．．．光學模組
203．．．光學波導陣列或光纖陣列
204．．．高密度、高速連接器
300．．．微處理器封裝體
302．．．基材
304．．．微處理器晶粒
306．．．整合式散熱器(IHS)
308．．．負荷
400．．．針
500．．．潛在亦具有部分順應性的連接器
600．．．可插塞式連接器
700．．．垂直腔穴表面發射雷射或PIN二極體
702．．．電子件,跨阻放大器(TIA)/限制輸入放大器(LIA)或驅動器
704．．．面鏡
706．．．導縫
第1圖為根據一實施例之一微處理器開口式插座的俯視圖及橫剖視圖；第2圖為一包括一配合於一腔穴內的光學模組之微處理器開口式插座的橫剖視圖；第3圖為一具有一微處理器封裝體之微處理器開口式插座的橫剖視圖；第4圖一在微處理器封裝體與光學模組之間的介面處具有功率連接針之微處理器開口式插座的橫剖視圖；第5圖為一在光學模組下方具有一功率連接器之微處理器開口式插座的橫剖視圖；第6圖為一具有一側向功率連接器之微處理器開口式插座的橫剖視圖；及第7圖為根據一實施例之與開口式插座設計相容之一光學模組的一範例。
100．．．插座
102．．．主機板
104．．．銲球
105．．．針
106．．．腔穴

Claims (17)

  1. 一種提供一光學連接至一插座之裝置，包含：一插座，其將一電子封裝體連接至一板；一腔穴，其形成於該插座的一邊緣；及一光學模組，其配適於該腔穴內，該光學模組提供一光學連接至該插座。
  2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該插座包含一岸面閘陣列(LGA)插座。
  3. 如申請專利範圍第1項之裝置，進一步包含：一高速連接器，其提供該光學模組與該電子封裝體之間的一電性連接；及一順應性元件，其位於該板與該光學模組之間。
  4. 如申請專利範圍第1項之裝置，進一步包含：功率連接針，其連接該電子封裝體及該光學模組。
  5. 如申請專利範圍第1項之裝置，進一步包含：一功率連接器，其在該光學模組下方定位於該板上。
  6. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該功率連接器具有順應性質。
  7. 如申請專利範圍第1項之裝置，進一步包含：一側向功率連接，其供應功率至該光學模組。
  8. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該板包含一主機板且該電子封裝體包含一微處理器封裝體。
  9. 一種用於形成開口式插座光學互連體之方法，包含：形成一腔穴於一微處理器封裝體插座的一邊緣中； 將一光學模組配適於該腔穴內；將一微處理器封裝體安裝至該插座；及將一機械負荷施加至該微處理器封裝體的一頂部。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，進一步包含：將該插座附接至一主機板。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，進一步包含：將一順應性元件放置在該光學模組與該主機板之間。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，進一步包含：將一高速連接器放置在該光學模組與該微處理器封裝體之間。
  13. 一種提供一光學連接至一插座之系統，包含：一主機板；一插座，其連接至該主機板，該插座具有一生成於一或多個邊緣上之開口以形成一腔穴；一光學模組，其配適於該腔穴內以提供一光學連接至該插座；及一微處理器封裝體，其安裝在該插座上。
  14. 如申請專利範圍第13項之系統，進一步包含：功率連接針，其連接該微處理器封裝體及該光學模組。
  15. 如申請專利範圍第13項之系統，進一步包含：一功率連接器，其在該光學模組下方定位於該主機板上。
  16. 如申請專利範圍第15項之系統，其中該功率連接器具有順應性質。
  17. 如申請專利範圍第13項之系統，進一步包含：一側向功率連接，其供應功率至該光學模組。
TW096144926A 2006-12-27 2007-11-27 提供光學連接至插座之裝置與系統，以及用於形成開口式插座光學互連體之方法 TWI391720B (zh)

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