载流结构的制作方法

本发明涉及芯片技术领域，尤指一种载流结构。

背景技术：

随着通信行业的迅猛发展，对大数据运算能力的要求越来越高，随之而来的是数据中心的板卡功耗越来越大，虽然芯片核电源电压(芯片内核电压，为芯片内各电子元器件供电)一直呈下降趋势，但是芯片的工作电流却越来越大，致使对印制电路板(pcb)设计的要求越来越高。如何优化pcb的电源设计成为提升pcb载流能力的关键指标。

目前，pcb载流能力的提升主要通过增加pcb层数(即增加总铜厚)、增加电源平面宽度等措施实现，但由于pcb加工工艺的限制，pcb层数不可能无限制的增加，电源平面宽度也不可能无限制的加宽。另外，考虑到pcb上其他电源及器件的位置摆放，增加pcb载流能力的难度越来越大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种载流结构，解决现有pcb载流能力受限的技术问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种载流结构，用于将印制电路板上供电端的电流传输至用电端，所述载流结构包括：第一连接器、第二连接器及连接件，其中，

第一连接器用于接入供电端电流，第二连接器用于为用电端供流，所述第一连接器和第二连接器中包括：连接器本体及设置于所述连接器本体上的至少一个导电连接柱，且导电连接柱于连接器本体一侧表面突出；所述第一连接器和第二连接器设于pcb的同侧表面，且通过突出的导电连接柱穿设pcb相应区域的预设通孔与pcb另一侧表面的供电端和用电端电连接；

所述连接件用于连接所述第一连接器和第二连接器，将第一连接器接入的电流传输至第二连接器。

在本技术方案中，通过载流结构将供电端(芯片上的供电电源)的电流传输至用电端(芯片上的用电元器件)，无需通过pcb载流，尤其针对大电流的用电端，减轻了pcb负担的同时，降低了其设计难度，节约了大量人力。该载流结构的使用，使得pcb上不再局限于通过pcb表面线路进行电流传输的导电模式，大大提升了芯片的载流能力，能够同时满足大电流用电端和小电流用电端的电流需求。

进一步优选地，所述载流结构：

连接板，配置有与第一连接器和/或第二连接器上导电连接柱匹配的第一通孔；

导电胶板，设置于所述连接板表面，配置有与所述第一通孔匹配的第二通孔，且所述第二通孔内填充有导电材料；

第一连接器和/或第二连接器上的导电连接柱穿设连接板上的第一通孔与导电胶板第二通孔内的导电材料连接，进而通过pcb相应区域的预设通孔与另一侧的供电端和/或用电端电连接，所述预设通孔为导电过孔。

在本技术方案中，为了使载流结构能够与供电端和/或用电端更好的接触，在载流结构中设置连接板和导电胶板，第一连接器和/或第二连接器上的导电连接柱通过导电胶板第二通孔内的导电材料及pcb上的导电过孔与供电端和/或用电端电连接，进一步提升载流结构的电流传输能力。

进一步优选地，所述连接板为由绝缘材料制备的刚性板，所述第一连接器和/或第二连接器上的导电连接柱穿出连接板上的第一通孔或与第一通孔齐平。

进一步优选地，所述导电胶层为由绝缘材料制备的软性板，第二通孔内填充的导电材料为粉末状的导电金属。

在本技术方案中，为了避免纯刚性结构影响载流结构电流传输能力，在第一连接器和/或第二连接器与pcb板之间配置软性的导电胶层，且通过在导电胶层第二通孔中填充导电金属的方式实现电流的传输，保证电流的传输。

进一步优选地，所述第一连接器和/或第二连接器中包括连接器本体及设置于所述连接器本体上的多个导电连接柱，所述多个导电连接柱呈阵列的方式布置于连接器本体上，且与供电端的pin脚匹配。

进一步优选地，所述连接件为线状结构，第一连接器和第二连接器通过导电线连接。

在本技术方案中，通过线状结构实现第一连接器和第二连接器的连接，简单方便。

进一步优选地，所述连接件为板状结构，第一连接器和第二连接器通过多个叠设的导电板固定连接；

各导电板的端部分别设有与第一连接器和第二连接器上预先设置的第一连接孔匹配的第二连接孔，通过将连接结构依次贯穿所述第一连接孔和所述第二连接孔的方式实现所述连接件与第一连接器和第二连接器的固定连接。

进一步优选地，所述第一连接器和/或第二连接器中，连接器本体呈阶梯状设置，以适配连接件与第一连接器和/或第二连接器的固定连接。

在本技术方案中，通过板状结构实现第一连接器和第二连接器的连接，且将连接器本体设置为阶梯状，适应连接件与第一连接器和/或第二连接器之间不同需求的连接，适用不同结构的pcb及布置于不同pcb的用电端的布置、电流走向，大大提高了pcb上各个部件布局和排版的灵活度，提高pcb的结构协调性和多样化，实现pcb的产品多样化。

进一步优选地，所述第一连接器和/或第二连接器中，连接器本体上设有至少一个柱孔，导电连接柱沿其轴线方向贯穿柱孔，且与柱孔过盈配合；或，

所述第一连接器和/或第二连接器中，连接器本体和导电连接柱一体成型；或，

第一连接器、第二连接器及连接件均为良导体件，所述良导体件为铜导体件、铝导体件、金导体件或银导体件。

进一步优选地，所述连接器本体远离导电连接柱一侧盖设有第一保护结构；和/或，

所述连接器本体上导电连接柱突出一侧设有第二保护结构，所述导电连接柱贯穿并突出于所述第二保护结构表面。

在本技术方案中，根据需求于连接器本体上盖设保护结构，对载流结构进行保护，提高载流结构的安全性能。

本发明提供的载流结构可直接用于pcb上连接用电端和供电端的电连接，也可用于连接与pcb可拆式连接的用电端(如pcb用于检测用电元器件的工作性能，此时，待测试的用电端可拆卸的安装于pcb上)，用途广且方式多种多样。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对载流结构上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明一实施例中第一连接器通过导电连接柱与供电端连接的结构示意图；

图2为本发明一实施例中第二连接器通过导电连接柱与用电端连接的结构示意图；

图3为本发明一实例中载流结构分别与供电端和用电端连接的结构示意图；

图4为本发明一实例中连接器本体结构示意图；

图5为本发明另一实例中连接器本体结构示意图；

图6为本发明一实例中第一连接器和第二连接器通过导电块连接的结构示意图。

附图标号说明：

1-pcb，11-预设通孔，2-供电端，3/37/38-连接器本体，31-柱孔，32-柱孔区域，33-第一连接孔，34-固定孔，4/35/36-导电连接柱，5-连接板，6-导电胶板，7-用电端，8-第二保护结构，9-第一保护结构，10-连接结构，12-导电板，13-第二连接孔。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的第一实施例，一种载流结构，用于pcb中将供电端的电流传输至用电端。具体，载流结构中包括：第一连接器、第二连接器及连接件，其中，第一连接器用于接入供电端2电流，第二连接器用于为用电端7供流，第一连接器和第二连接器中包括：连接器本体3及设置于连接器本体3上的至少一个导电连接柱4，且导电连接柱4于连接器本体3一侧表面突出；第一连接器和第二连接器设于pcb1的同侧表面，且通过突出的导电连接柱4穿设pcb1相应区域的预设通孔11与pcb1另一侧表面的供电端2和用电端7电连接；连接件用于连接第一连接器和第二连接器，将第一连接器接入的电流传输至第二连接器。

供电端2为芯片中为各电子元器件供电的电源，设置于pcb1一侧表面；用电端7为芯片中各电子元器件，与供电端2同侧设置于pcb1表面。为了降低pcb1的导电负荷，在本实施例中，采用载流结构实现供电端2与用电端7之间的电流传输，取代传统通过pcb1上印制线路载流的情况，尤其适用大电流的用电端7。载流结构中的第一连接器和第二连接器同设于pcb1的另一侧，且分别包括连接器本体3及设置于连接器本体3上的至少一个导电连接柱4，通过导电连接柱4穿设pcb1的方式与供电端2和用电端7连接，其中，第一连接器通过导电连接柱4与供电端2连接如图1所示，第二连接器与用电端7的连接方式与第一连接器与供电端2的连接方式相同，图中未示出。对于第一连接器和第二连接器上导电连接柱4的数量根据实际情况进行设定，这里不具体限定，理论上来说，配置的导电连接柱4应与与供电端2的pin脚匹配。另外，当连接器本体3上设有多个导电连接柱4时，多个导电连接柱4呈阵列的方式布置于连接器本体3上。另外，连接器本体3的形状可以根据流通能力和空间限制进行调整，这里同样不做具体限定。

为了设置导电连接柱4，连接器本体3上设有至少一个柱孔，导电连接柱4沿其轴线方向贯穿柱孔，且与柱孔过盈配合，使得导电连接柱4一端容设于柱孔内、另一端突起于连接器本体3。在其他实施例中，连接器本体3和导电连接柱4也可以一体成型。导电连接柱4的截面形状可根据pcb1中与导电连接柱4对应的预设通孔11的形状进行设计和加工，如设置为圆形、四边形、椭圆形等。另外，第一连接器、第二连接器及连接件均为良导体件，如铜导体件、铝导体件、金导体件或银导体件等，以提高载流结构的导电能力。在实际应用中，还可以通过改变导电连接柱4的总截面积调整载流结构的流通面积，进而满足不同电流需求的用电元器件，使得pcb1的载流能力由现有的几十安培扩大几百乃至上千安排。另外，pcb1上设置了该载流结构后，性能更为优越，能够满足大电流需求的大数据计数产品的生产和制造。

在本发明的另一实施例中，载流结构中包括第一连接器、第二连接器及连接件之外，还包括：连接板5，配置有与第一连接器和/或第二连接器上导电连接柱4匹配的第一通孔；导电胶板6，设置于连接板5表面，配置有与第一通孔匹配的第二通孔，且第二通孔内填充有导电材料。第一连接器和/或第二连接器上的导电连接柱4穿设连接板5上的第一通孔与导电胶板6第二通孔内的导电材料连接，进而通过印制电路板相应区域的预设通孔11(导电过孔)与另一侧的供电端2和/或用电端7电连接。

在实际应用中，pcb1上供电端2对应区域一般比用电端7对应区域大，故在供电端2中第一连接器通常可以采用如图1所示的结构及连接方式，直接通过连接器本体3上突出的导电连接柱4穿设pcb1相应区域的预设通孔11与供电端2连接。但是在用电端7中则不同，不仅从设计和pcb1板的制备上来说有难度，实用性上来说也可能会对电流传输的性能带来不良影响，故，如图2所示，在载流结构中配置连接板5和导电胶板6。

在工作过程，第一连接器通过导电连接柱4接入供电端2的电流之后，经过连接件传输至第二连接器，之后依次经过第二连接器中的导电连接柱4、导电胶板6第二通孔内的导电材料及pcb1板上的导电过孔流入用电端7。如图3所示为该实例载流结构分别与供电端2和用电端7的连接示意图，其中，左侧为用电端7(第二连接器通过连接板5、导电胶板6及pcb1中的导电过孔与用电端7连接)，右侧为供电端2(第一连接器通过导电连接柱4与供电端2连接)。当然，在其他实例中，第一连接器也可以采用通过连接板5、导电胶板6及pcb1中的导电过孔与供电端2连接，可根据实际情况进行选择。

在本实施例中，连接板5为由绝缘材料制备的刚性板，为了便于第一连接器和/或第二连接器上的导电连接柱4与连接板5的焊接，导电连接柱4穿出连接板5上的第一通孔(根据实际经验穿出一点即可)或与第一通孔齐平。连接板5由pcb1板材制备而成，可以是高速板材，如m6等；也可以是普通fr4材料，如it180-a等，形状这里不做具体限定，根据载流结构的流通能力及应用中的空间限制进行调整。另外，pcb1和连接板5可为单层结构或多层结构，根据实际需要进行选定。

导电胶层为由绝缘材料制备的软性板，第二通孔内填充的导电材料为粉末状的导电金属，将连接板5与pcb1上用电端7对应区域的导电过孔连接，包括ground和powerpin。也就是说，导电胶层由两部分构成，包括导电pin(对应第二通孔)和外围的绝缘介质胶。导电pin为导电材料，如金粉等。绝缘介质胶，如普通速率pcb1材料、ptte材料等，也可以是陶瓷、玻璃等。导电胶层的形状这里同样不做具体限定，根据载流结构的流通能力及应用中的空间限制进行调整。

在上述实施例中，第一连接器和第二连接器均通过连接件连接，在一实施例中，连接件为线状结构，第一连接器和第二连接器通过导电线(如电缆)连接，图3示的结构中第一连接器和第二连接器即通过导电线连接。

在另一实施例中，连接件为板状结构，如导电条、导电板等。在一实例中，第一连接器和第二连接器通过多个叠设的导电板固定连接；且各导电板的端部分别设有与第一连接器和第二连接器上预先设置的第一连接孔(区别导电连接柱的柱孔)匹配的第二连接孔，通过将连接结构依次贯穿第一连接孔和第二连接孔的方式实现连接件与第一连接器和第二连接器的固定连接，即导电板通过一侧的第二连接孔与第一连接器连接、通过另一侧的连接孔与第二连接器连接。

为了适配板状结构连接件与第一连接器和第二连接器的连接，在另一实施例中，适应性的将第一连接器和/或第二连接器中的连接器本体3设置为阶梯状。

一实例中，连接器本体3结构如图4所示，其中，图4(a)为俯视示意图，图4(b)为仰视示意图，如图示，连接器本体3的截面形状呈l字型，包括柱孔区域32和非柱孔区域32，其中，柱孔区域32设有柱孔31，且柱孔区域32的一侧表面高于非柱孔区域32(如图4(b))，即该连接器本体3的一侧表面柱孔区域32对应上一层阶梯表面、另一侧表面柱孔区域32和非柱孔区域32的表面齐平。导电连接柱4的突起方向根据实际应用进行选定，在如图4示的结构中，阶梯状一侧表面设置有第一连接孔33及固定孔34，第一连接孔33用于与连接件固定连接，固定孔34用于固定连接器本体3，此时，导电连接柱4于连接器本体3的另一侧表面(柱孔区域32和非柱孔区域32表面齐平一侧表面)突起。

另一实例中，如图5所示，其中，图5(a)为俯视示意图，图5(b)为仰视示意图，如图示，连接器本体3的截面形状呈z字型(连接体两侧表面均呈阶梯状)，同样包括柱孔区域32和非柱孔区域32，其中，柱孔区域32设有柱孔31。该连接器本体3的一侧柱孔区域32表面对应上一阶梯、另一侧非柱孔区域32表面对应上一阶梯。导电连接柱4的突起方向根据实际应用进行选定，在如图5(b)所示，阶梯状一侧表面设置有第一连接孔33及固定孔34，第一连接孔33用于与连接件固定连接，固定孔34用于固定连接器本体3，此时，导电连接柱4于连接器本体3的另一侧表面突起。

值得说明的是，以上仅示例性的给出两种连接器本体3的结构示意图，在其他实例中，可以根据实际情况进行调整，此外，连接器本体3的截面形状、尺寸大小等均可根据实际需要进行设置。同样的，导电连接柱4的数量、相邻两个连接柱的间距、阵列布置形成的形状、连接柱的尺寸、所有连接柱的总截面图等也均可根据实际需要进行设置。

在另一实施方式中，连接器本体3远离导电连接柱4一侧盖设有第一保护结构；和/或，连接器本体3上导电连接柱4突出一侧设有第二保护结构，导电连接柱4贯穿并突出于第二保护结构表面。第二保护结构通过设置于第二保护结构下表面的连接结构实现与连接器本体3的连接，即导体连接件由连接结构由下朝上依次贯穿第二保护结构后与连接器本体3连接。具体，第一保护结构和第二保护结构可为合金保护板、金属保护板、绝缘保护板(如树脂板或塑料板等)。

以下通过一实例对截面为l字型的第一连接器和截面为z字型的第二连接器的连接进行说明：

如图6所示为该连接结构的爆炸图，包括连接器本体37和连接器本体38，其中，连接器本体37上设置有导电连接柱35，连接器本体38上设置有导电连接柱36，且导电连接柱35设置于连接器本体37中表面齐平一侧，导电连接柱设置于连接器本体38柱孔区域下一层阶梯表面。导电连接柱36的表面设置有第二保护结构8，导电连接柱35表面也设置有第二保护结构8且延伸至导电连接柱36表面，其中，导电连接柱36表面设置的第二保护结构8通过预先设置的通孔穿过导电连接柱36，导电连接柱35表面设置的第二保护结构8通过预先设置的通孔穿过导电连接柱35、延伸至导电连接柱36表面的第二保护结构8中的通孔用于导电连接柱36与外界结构的电连通。连接器本体37和连接器本体38通过叠设的5块导电板12与第一保护结构9固定连接，导电板12和第一保护结构9之间通过一连接结构10固定。以上仅实例性的给出一种第一连接器和第二连接器的连接结构，在实际应用中，结构均可以根据实际情况进行调整。

以下对该载流结构实际应用中的设计过程和装配过程进行说明：

1.修改母板，使其适合配置本发明的载流结构。

1)根据项目需要，确定项目框架，包括初步确定子母板(pcb板和连接板)、导电胶板的设计形状、尺寸等，具体：

a.确定使用该载流结构的供电端(供电电源)；

b.根据该供电电源的电流大小，确定连接板的宽度和层数，从而确定板厚厚度(通流能力)；应当清楚，连接板的越宽，电流承载能力越弱；连接板的越厚，电流承载能力越强；

c.根据该供电电源的pin分布及数量，确定导电胶板的pin分布及数量；

d.在pcb、连接板及导电胶板上，用电端区域周围增加合适数量的固定孔及定位孔，保证pcb、导电胶板及连接板可以平稳的固定；

e.根据连接板的形状，确定支撑件结构(用于支撑整个载流结构)，其中，pcb、连接板、导电胶板及支撑件上使用匹配的定位孔及固定孔。

2)增加第一连接器和第二连接器上的连接孔，此类型孔为金属化孔，是通孔(对应柱孔)。该孔的尺寸、数量、间距等需要根据电流大小进行调整，孔的排列方式可以根据实际空间情况进行调整，具体：

a.根据所选供电电源的电流数量，确定增加第一连接器和第二连接器上连接孔的数量及尺寸，保证通流能力；

b.根据pcb的空间结构及供电电源供给路径，确定连接器连接孔对应的位置。

3)增加连接板、导电胶板的固定孔和定位孔，具体：

a.连接板和第一连接器和第二连接器汇流条的尺寸是关联的，例如连接板长一点，汇流条(对应连接结构)可能就要短一点，它们的设计是相互影响的

b.定位孔的增加根据电流供给路径限制灵活处理，不限制定位孔(对应第一通孔)和固定孔的尺寸和位置及数量。

2.设计导电胶板，确定导电胶板的pin数量及外形尺寸等。

3.设计连接板。确定连接板形状，通孔(对应第二通孔)位置及孔位尺寸；确定连接板的层数、材料、厚度等尺寸。

4.设计第一保护结构和第二保护结构，及流通结构。

在装配过程中，首先将导电胶板放置在pcb对应区域上；之后，连接板孔位对齐后，覆盖放置于导电胶板上；之后，将支撑件与连接板、pcb板导电胶板孔位对齐，锁紧螺丝固定，并分别安装第一连接器和第二连接器；最后，在两个连接器上安装汇流条，锁紧固定。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。