专利名称：电源焊盘/电源传输系统的制作方法
背景技术：
本发明一般涉及对电子电路传输电源，尤其涉及对功耗模块供应电力的一种改进的电源传输系统。
随着集成电路集成化级别的不断提高，对电源的要求业已增加。特别对当前已研制成的和现正在研制的流行的微处理机及其相关的集成电路或芯片更是如此。这些以高速工作的芯片比先前的芯片消耗更大的功率。
在通常的计算机系统中，提供称为母板的大印刷电路板。该母板包括一定数目的基本组件，并通常以比母板上所装组件需要的较高的直流(dc)能级(例如12伏)从电源供以电压。母板包括一些可插入子板的插座以便为计算机提供各种不同的性能。这些子板例如可提供与软盘驱动器和CD ROM的接口，局部区域网络的调制解调器接口等。按常规，这些电路是以母板上的12伏电压或降压后的5伏电压工作。一般，功率消耗不很高。然而，目前的处理机已设计成以例如3.3伏的较低电压工作。由于这些处理机的容量和速度的增加，尽管它们的电压较低，但却消耗大量的功率。它们以较低电压工作，就需要降低电压的dc-dc电源变换器。按常规，这种dc-dc电源变换置被焊于母板或插入母板上的插座中。于是，较低电压便通过母板上的导体或印制线传输所需较低电压的组件如处理机的插座中。这个同样的插座也提供信号连接。在目前的系统中，一个或多个处理机及在某些情况相连的芯片都装在一块母板或模块上。然后，将这模块插入母板的插座中。因为处理机所需的电压较低，而功率消耗较高，故必须供给模块的电流特别大。结果难以在母板上从dc-dc变换器板到多芯片模块之间建立低电阻，低电感路径。因为现有技术的结构需要使大电流通过两个插座，一个插座是从dc-dc变换器插入母板，而另一个插座是从母板经模块插座到模块，故这种情况尤其如此。同样，因为dc-dc变换器必须与母板上其余的部件一起受检验的附件，故现有技术结构难以制造。
结果，有必要改进对需要低电压高功率的功耗模块传输电源的结构，此低电压必须由高电压变换而成。
发明概要在一块印刷电路板上，例如在一块母板上，提供一插座，例如供功耗模块如多芯片模块用的一插孔。该插座，不像现有技术的插座，而仅是一个信号插座，它不构成电源连接。与此插孔相隔有一高电压连接，例如12伏电源插座或一对传输12伏电压的触点。这些插座连接例如母板上的12伏和接地总线。若有必要，在此印刷电路板上，也提供夹持器，例如弹簧线夹螺丝等，用以夹持dc-dc变换器。提供一装在壳体内的dc-dc变换器并包括一对针或触点，与母板上的较高电压插座触点相匹配。在壳体上有与母板夹持器相结合的表面，例如，dc-dc变换器包括在相对侧面上的凹槽，以母板上弹簧线夹形式的夹持器扣锁在其中，从变换器壳体延伸出来的是一个可刚性或柔性地装到变换器壳体的插座。此插座有一些触点，以所需的降压后的电平供应dc电源。这些触点可能是上和下层触点。该功耗模块包括在一侧的电源焊盘并插入dc-dc变换器侧向延伸的插座中的插头，这样，沿延伸长度保持接触。例如，对一矩形模块，电源焊盘可沿模块的一边延伸，电源焊盘与功耗模块上的功率面相连接。在图示的实施例中，这些面包括一个在一侧的接地面和一个在另一侧的电压面。在功耗模块的底面，包括一些触点，例如，与母板上插座相匹配的插头。
附图简述
图1表示本发明的相互分离的主要组件的透视图；图2a为图示伸入dc-dc变换器插座的被供电的模块功率面的示意侧视图，而图2b为其示意顶视图；图3为图1所示dc-dc变换器的后视图，以表示其高电压触点；图4为图1所示多芯片模块的底视图，以表示其上的插头和底部电源焊盘；图5为表示处于装配状态下的本发明组件的透视图；图6为表示弹簧线夹装置和dc-dc变换器触点与母板触点相接触的dc-dc变换器后部和母板的局部视图。
详细说明图1为表示本发明的基本组件的透视图。这3个基本组件是一块母板11，一块功耗模块13，和一个dc-dc变换器15。在图示的实施例中，模块13是多芯片模块。然而，本发明同样可适用于仅有一个芯片的模块。变换器15包括装在矩形截面的壳体中的常规电压变换电路。母板上设有以插孔的形式供插入多芯片模块13上插头19的第一插座17。插座17仅为一信号插座。与现有技术的插座相比，功耗模块所需的插头数减少了，借此，减小了插入和拨出组件所需的力。在图示的实施例中，插座当已知的PGA插座。同样也能很好地使用LGA或BGA或其它类型插座。在普通流行的结构中，插座17包括沿侧边缘插入插头的几排插孔。虽然多芯片模块13可包括任何型式的需大功率的电子组件，但在一典型的实施例中，该模块包含一个或多个高速处理计及可能相连的电路。
同样装在母板上的是带2个可使相配的插头插入其中的端子21和23的插座20。也可用其它型式的插座，包括直接装在母板11上的触点作为端子。这些端子与母板11上的总线(未示出)相连，供应比模块13所需电压较高的电压，例如+12伏特，并接地。插座20与插座17的后边缘25相间隔。在图示的实施例中，插座17和插座20之间可以是弹簧线夹式的夹持器27。如果需要夹持器的话，也可利用其它的夹持形式。模块13有上和下功率面，在图示的实施例中，功率面位于其顶面和底面29和31。它们终止于位于其后侧边缘的顶面和底面的平面电源焊盘33和35。其它如并排的电源焊盘的结构等也是可能的。关键的要求是一种可提供一低电感，低电阻电流路径的结构。dc-dc变换器包括一个能以柔性或刚性方式装于壳体的延伸插座37。例如，该插座37有与多芯片模块上电源焊盘33和35相匹配的上和下接触面。这些上和下接触面可能是一个功率面和一个接地面。
这种连接还图示于示意图2a和2b中，分别为dc-dc变换器15和模块13的侧视图和顶视图，示意地图示多芯片模块的功率面33a和35a伸入dc-dc变换器接触面39和41。这就导致在dc-dc变换器和多芯片模块之间形成一相当于，低电阻，低电感的路径。同样，这也利于通过与信号插座17分离并独立的插座37向功耗模块13供电。通向功耗模块的增大的dc电流决不会流过母板。用一个接口插座代替两个接口，并且电源变换器与母板相分离。
图3是将dc-dc变换器15转到可见其壳体后面的视图。如图所示，它包括在dc-dc变换器背面，从壳体底部延伸的插头43和45，当dc-dc变换器15插入母板11时，它们与插座20中的端子21和23相匹配。端子21和23的力可足以夹持dc-dc变换器15在原位。然而，在图示的实施例中，也提供一附加的夹持器。这样，在视图中同样可见的是在dc-dc变换器壳体侧面发现的一个缺口或凹槽47，当dc-dc变换器装入母板11时，弹簧线夹27扣锁在其中。弹簧线夹的弹簧力使dc-dc电源变换器可靠地夹持在母板11上。如果需要除插座20和针43与45之外的固定，同样可很好地利用像螺丝等其它的夹持元件。于是，dc-dc电源变换器15中的电流，以精通于本技术的人们所熟悉的方式，从较高电压变换为在其触点39和41处所供应的低电压，并由此而供应给多芯片模块的电源焊盘33和35。
图4为使模块13颠倒过来以使底部电源焊盘35与针19都可见的视图。
图5为表示装配后的各组件的透视图。在将模块13的边插入插座37后，再将其底部的插头19插入插座17中。如图所示，这种安装dc-dc变换器的方式具有制造上的优点，其优点在于dc-dc变换器可单独受检验并方便地插到母板上；取消了在母板上组装和检验dc-dc变换器的需要。用弹簧线夹27与凹槽47相结合的方式，夹持dc-dc变换器15与母板11相接触。虽然图示了弹簧线夹的方式，也可采用其它形式的固定方法，如将螺丝穿过有dc-dc变换器上相应孔的接头片，拧入电路的螺纹孔中。
如图6的后视图中所示，上述固定装配方法可保持dc-dc变换器15与母板11很好接触，并防止插头43和45与插座20中的端子之间的连接被破坏。
权利要求
1．一种电能传输系统包括a)一块印刷电路板，其上有ⅰ)一个第一信号插座；和ⅱ)一对与所述插座相隔的跨送第一电压的端子；b)一块有一个与所述的第一信号插座相匹配的第二信号插座的功耗模块，所述功耗模块有第一和第二电源焊盘；和c)一个使所述第一电压变换为较低电压的dc-dc变换器，此dc-dc变换器包括；ⅰ)与所述的一对端子相接触的一对触点；和ⅱ)具有第一和第二电能触点的一个电源插座，它供应所述的较低电压并与所述功耗模块上的第一和第二电源焊盘相结合。
2．按权利要求1所述的一种电源传输系统，其特征在于还包括在所述印刷电路板上的夹持器及与所述夹持器结合的在所述dc-dc变换器上的表面。
3．按权利要求2所述的一种电能传输系统，其特征在于，所述的一对触点包括在所述dc-dc变换器底部的插头。
4．按权利要求3所述的一种电能传输系统，其特征在于，所述的夹持器包括弹簧线夹。
5．按权利要求4所述的一种电能传输系统，其特征在于，在所述的dc对dc变换器上与所述夹持器相匹配的所述表面包括供安装所述弹簧线夹的凹槽。
6．按权利要求1所述的一种电能传输系统，其特征在于，所述的第一和第二电源焊盘包括上和下电源焊盘，而所述的第一和第二电源触点则包括上和下电源触点。
7．按权利要求6所述的一种电能传输系统，其特征在于，所述的上和下电源触点和所述的上和下电源焊盘是平面状的。
8．按权利要求7所述的一种电能传输系统，其特征在于，所述的功耗模块的一侧有一功率面，而另一侧有一接地面，并且所述的这两个面终止于所述的电源焊盘处。
9．按权利要求8所述的一种电能传输系统，其特征在于，所述的功耗模块包括一多芯片模块。
10．按权利要求6所述的一种电能传输系统，其特征在于，所述的多芯片模块包括一处理器及相连的芯片。
11．按权利要求10所述的一种电能传输系统，其特征在于，还包括在所述印刷电路板上的夹持器和在所述的dc-dc变换器上与所述夹持器相接合的面。
12．按权利要求11所述的一种电能传输系统，其特征在于，所述的一对触点在所述dc-dc变换器的底部。
13．按权利要求12所述的一种电能传输系统，其特征在于，所述的夹持器包括弹簧线夹。
14．按权利要求13所述的一种电源传输系统，其特征在于，所述的dc对dc变换器上与所述夹持器相匹配的所述表面包括供安装所述弹簧线夹的凹槽。
15．按权利要求14所述的一种电能传输系统，其特征在于，所述的dc对dc变换器在其底面有一矩形横截面，且所述的插座是一自所述dc对dc变换器的前面延伸的侧向延伸插座，所述的凹槽位于所述dc-dc变换器的两侧，而所述的匹配触点处在所述dc-dc变换器的后面。
16．按权利要求15所述的一种电能传输系统，其特征在于，所述的侧向延伸插座被柔性地装于所述的dc对dc变换器。
17．按权利要求15所述的一种电能传输系统，其特征在于，所述的侧向延伸插座被刚性地装于所述dc对dc变换器。
18．按权利要求17所述的一种电能传输系统，其特征在于，在所述印刷电路板上的所述第一信号插座是矩形的，并包含沿两侧边插入插头的数排插孔。
19．一种给功耗模块供电的方法，在包括一块具有一个第一电压插座和一个功耗模块所用的信号插座的印刷电路板的系统中，此功耗模块有接受来自dc对dc变换器的第二，较低电压的第一和第二电源焊盘，dc对dc变换器有一对接受第一电压的触点和具有一个包括提供所述第二电压的第一和第二电源触点的插座，此方法为将所述的dc对dc变换器装于所述的印刷电路板上，使在所述dc对dc变换器上所述的一对触点被夹持，而与所述印刷电路板上相匹配的端子相接触。使所述模块的所述第一和第二电源焊盘与在所述插座中的第一和第二电源触点相匹配；和使所述的功耗模块与装在所述母板上的信号插座相匹配。
20．一个将第一电压变换为较低电压的dc-dc变换器包括a)包含将第一dc电压变换为较低dc电压的电路的一个壳体；b)能接受所述第一dc电压的在所述壳体上的一对触点；和c)具有适合于与功耗模块的第一和第二电源焊盘相结合，供应所述较低电压的第一和第二电源触点的一个插座。
21．按权利要求20所述的装置，其特征在于所述的插座包括一个适于与所述第一电源焊盘相结合的功率面和一个适于与所述第二电源焊盘相结合的接触地面。
22．一种给功耗模块供电的方法，所述的模块有一传输信号的信号插座，此方法包括通过一个与所述信号插座分离并独立的低电感、低电阻插座给所述模块供电。
23．一种电能传输系统包括一块通过有第一电感的插座传输信号的功耗模块；一个dc-dc变换器；和一个具有低于所述功耗模块和所述dc对dc变换器间相配的所述第一电感的第二电感的插座。
24．按权利要求23所述的电能传输系统，其特征在于，所述的低电感内连接包括一功率面和一接地面。
全文摘要
一种电源传输系统包括一块电路板(11),一个功耗模块(31)和一个dc-dc变换器(15)。印刷电路板(11)上有一个第一信号插座(17),一对供应第一电压并与所述插座(17)相隔的第一触点(21,23),以及与所述一对第一触点(21,23)相隔的夹持器(27)。功耗模块(31)有一个第二信号插座(19),它与第一信号插座(17)相匹配,还有用来接受低电压电源的上和下电源焊盘(33和35)。dc－dc变换器(15)将第一电压变换为较低电压。dc－dc变换器(15)有一对与所述一对第一触点(21,23)相接触的第二触点,有与所述夹持器(27)相匹配和夹持变换器(15)在印刷电路板(11)上使所述第二触点与所述的第一触点(21,23)可靠接触的表面(47),以及一个具有供应较低电压和与功耗模块(31)的上和下电源焊盘(33和35)相结合的上和下触点的侧向延伸插座(37)。
文档编号H02M3/28GK1228882SQ9719741
公开日1999年9月15日 申请日期1997年6月23日 优先权日1996年6月28日
发明者D·R·麦卡琴, W·A·萨马拉斯, D·J·艾尔斯 申请人:英特尔公司