連接器和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種連接器，用于將具有光學(xué)元件的集成電路光學(xué)地連接到具有光學(xué)元件的印刷電路板，其包括外殼、至少一個(gè)光學(xué)入口和至少一個(gè)光學(xué)出口，其中所述光學(xué)入口可連接到集成電路的光學(xué)元件，并且所述出口可連接到印刷電路板的光學(xué)元件，其中所述光學(xué)入口經(jīng)由至少一個(gè)光學(xué)光導(dǎo)裝置通過(guò)所述外殼連接到光學(xué)出口，以及至少一個(gè)用于從和/或向所述光學(xué)光導(dǎo)裝置引導(dǎo)光的衍射元件。本發(fā)明還涉及對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】連接器和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及連接器，用于將具有光學(xué)元件的集成電路光學(xué)地連接到具有光學(xué)元件 的印刷電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中的連接器包括各種不同類型的連接器。
[0003] 光學(xué)連接器通常將例如光纖或光學(xué)元件如激光二極管、光電二極管等連接到其它 光學(xué)儀器或其它光纖電纜。
[0004] 電子連接器，特別是所謂的接插件將計(jì)算機(jī)的處理器連接到基礎(chǔ)的印刷電路板， 以確保與處理器和印刷電路板的電連接。這些連接器被布置在印刷面板表面上，并連接到 印刷電路板的電路。用于處理器的特殊類型的已知電子連接器適合于將例如所謂網(wǎng)格柵陣 列（LGA)或球柵陣列（BGA)類型的處理器連接到印刷電路板。然而，這些類型連接器具有 最大每秒40千兆比特的有限數(shù)據(jù)速率容量。
[0005] 為了增加電子處理器的帶寬，需要更大的針腳陣列。然而對(duì)于電子處理器而言，這 導(dǎo)致更多空間和更多能量，而且接下來(lái)電子處理器的溫度增加導(dǎo)致數(shù)據(jù)通信可靠性降低。
[0006] 因此，需要連接器在處理器和基礎(chǔ)的印刷電路板之間實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的且可靠的數(shù)據(jù)通 信速率，而不增加連接器的空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種連接器，其克服了上述缺點(diǎn)，也就是特別提供了一 種用于處理器和印刷板之間的增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率連接的連接器。
[0008] 本發(fā)明中達(dá)到的上述和其它目的對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是明顯的，其指向一種連接 器，用于將具有光學(xué)元件的集成電路，特別是大型處理器光學(xué)地連接到具有光學(xué)元件的印 刷電路板。
[0009] 所述連接器包括至少一個(gè)光學(xué)入口和至少一個(gè)光學(xué)出口，其中所述光學(xué)入口可連 接到集成電路的光學(xué)元件，并且所述出口可連接到印刷電路板的光學(xué)元件，其中所述光學(xué) 入口經(jīng)由至少一個(gè)光導(dǎo)裝置連接到光學(xué)出口，以及至少一個(gè)用于從和/或向光導(dǎo)裝置引導(dǎo) 光的衍射元件。
[0010] 這樣的連接器具有優(yōu)點(diǎn)：所述連接器實(shí)現(xiàn)增加的數(shù)據(jù)交換速度，特別是在中央處 理單元和基礎(chǔ)的印刷電路板之間。根據(jù)權(quán)利要求1的連接器的另一優(yōu)點(diǎn)是：其可被容易地 且成本有效地制造。這種連接器實(shí)現(xiàn)例如達(dá)到每秒50TW 〇rds的數(shù)據(jù)交換速度，該數(shù)據(jù)交換 速度取決于集成電路和印刷電路板之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)目捎霉忸l數(shù)量。
[0011] 當(dāng)然，處理器和/或印刷電路板可包括用于將各個(gè)光學(xué)元件連接到處理器和/或 印刷電路板的電子電路的裝置。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，衍射元件位于光程中的出口部分附近。這使得衍 射元件的制造更容易。
[0013] 根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，衍射元件是衍射透鏡或棱鏡。這種透鏡或棱鏡可有利地更 加容易地制造和布置在連接器中。此外，可以容易地實(shí)施衍射元件的維護(hù)和/或清潔。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，連接到衍射元件的光導(dǎo)裝置在徑向方向上從衍射 元件延伸到入口。這種光導(dǎo)裝置的布置使得從光導(dǎo)裝置到衍射元件的耦合得到增強(qiáng)，并進(jìn) 一步將多個(gè)光導(dǎo)裝置連接到單個(gè)衍射元件，從而將光從不同入口耦合到例如僅一個(gè)出口。 這增強(qiáng)了連接器的靈活性。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，光導(dǎo)裝置這樣形成以提供用于接收和發(fā)射光的兩 個(gè)通道。這實(shí)現(xiàn)雙向信息或數(shù)據(jù)交換，并進(jìn)一步增加了每次能夠在處理器和印刷電路板之 間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。此外，光導(dǎo)裝置和/或光學(xué)元件對(duì)于不同的波長(zhǎng)可以是靈敏的，以同時(shí)提 供發(fā)射和接收。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，該連接器包括外殼，其是絕緣材料制成的，特別是 聚合物和/或陶瓷。這減小了集成電路-特別是處理器與印刷電路板的導(dǎo)體之間的短路風(fēng) 險(xiǎn)。
[0017] 為了降低制造連接器的成本而且為了更容易制造，有利地，所述光導(dǎo)裝置是光纖。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，衍射元件在連接器內(nèi)可移動(dòng)。例如，如果提供衍射 元件的上下移動(dòng)，則衍射元件可以這樣使用，即在接收通道中沒(méi)有發(fā)生傳輸，但在發(fā)射通道 中發(fā)生傳輸。這允許光導(dǎo)裝置更高的制造公差，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)移動(dòng)來(lái)克服制造公差的負(fù)面 效果。例如，具有特定直徑的光纖形式的光導(dǎo)裝置可能由于制造而改變其直徑的大約10%， 而不失去衍射元件和光導(dǎo)裝置之間的可靠光學(xué)耦合。例如，衍射元件的移動(dòng)可通過(guò)壓電裝 置提供，所述壓電裝置相應(yīng)地布置在連接器中。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)具有至少一個(gè) 光學(xué)元件的集成電路、根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的連接器、具有至少一個(gè)光學(xué)元件的印刷 電路板，其中所述連接器將印刷電路板的光學(xué)元件與集成電路的光學(xué)元件光學(xué)地連接。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的另一有利實(shí)施例，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括連接到印刷電路板的 光學(xué)元件和光源，特別是激光二極管的光纖電纜。這實(shí)現(xiàn)在光學(xué)系統(tǒng)中成本有效且容易的 信息和/或數(shù)據(jù)交換。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021] 本發(fā)明的特征和本發(fā)明的元件特性可結(jié)合附圖被進(jìn)一步理解。這些圖只是用于示 意的目的。本發(fā)明本身可參考以下結(jié)合附圖給出的詳細(xì)描述而得以最佳的理解，其中，
[0022] 圖1是根據(jù)先前已知連接器的示意圖；
[0023] 圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具有連接器的系統(tǒng)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 在圖1中示出了用于本領(lǐng)域中已知連接器的系統(tǒng)的示意圖。圖1示出了基礎(chǔ)的 印刷電路板1，其具有針對(duì)放置在印刷電路板1之上的連接器2的球柵陣列2a的對(duì)應(yīng)觸點(diǎn) (contact)的觸點(diǎn)la。所述連接器2耦合到具有內(nèi)核（die)3'的中央處理單元3。為了內(nèi) 核3'的散熱，在中央處理單元的內(nèi)核3'之上布置散熱器4。
[0025] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具有連接器的系統(tǒng)的示意圖。所述印刷電路 板1包括光學(xué)元件Γ，光纖F的光纖連接器7耦合到光學(xué)元件Γ。所述光纖F本身連接到 光源Q，如激光二極管等，對(duì)于光相應(yīng)地?cái)?shù)據(jù)傳輸。印刷電路板1的光學(xué)元件Γ耦合到包 括外殼2a的連接器2的衍射元件D。從衍射透鏡形式的衍射元件D徑向延伸，提供了光纖 5a、5b、5c，光纖5a、5b、5c從透鏡D的曲面在徑向方向上向中央處理單兀3的方向延伸。中 央處理單元3包括光學(xué)元件6 &、613、6〇，其耦合到相應(yīng)的光纖5&、513、5(3。
[0026] 中央處理單元3的內(nèi)核3'熱導(dǎo)地耦合到內(nèi)核3'之上的散熱器4。
[0027] 光纖連接器7用于將光纖F可靠地耦合到印刷電路板1的光學(xué)元件Γ。光纖5a、 5b、5c形式的光導(dǎo)裝置通過(guò)例如聚合物的壓力和溫度的改變而制造。將光纖布置在連接器 2中的另一個(gè)選擇是通過(guò)將光纖布置在中空外殼中并用陶瓷填滿中空外殼。
[0028] 連接器2可耦合到印刷電路板1，例如通過(guò)膠粘或通過(guò)螺釘將連接器2可移動(dòng)地并 且可靠地附著到印刷電路板1。
[0029] 光纖5a、5b、5c形式的光導(dǎo)裝置也可分成僅用于接收和發(fā)射光的光導(dǎo)裝置。盡管 已經(jīng)結(jié)合特定優(yōu)選實(shí)施例特別描述了本發(fā)明，很明顯，按照前面的描述，許多替換、修改和 改變對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。因此預(yù)期所附權(quán)利要求將包含任意這樣的落 在本發(fā)明的真正范圍和精神之中的替換、修改和改變。
【權(quán)利要求】
1. 一種連接器（2)，用于將具有光學(xué)元件^a、6b、6c)的集成電路（3)，特別是大型處理 器光學(xué)地連接到具有光學(xué)元件（Γ )的印刷電路板（1)，其包括至少一個(gè)光學(xué)入口（Ii、12、 13)和至少一個(gè)光學(xué)出口（(^)，其中所述光學(xué)入口（IpIyL)可連接到集成電路⑶的光學(xué) 元件（6a、6b、6c)，并且所述出口（OJ可連接到印刷電路板⑴的光學(xué)元件（Γ )， 其中所述光學(xué)入口（L、12、13)經(jīng)由至少一個(gè)光導(dǎo)裝置（5a、5b、5c)連接到光學(xué)出口 (Oi)，以及 至少一個(gè)用于從和/或向光導(dǎo)裝置（5a、5b、5c)引導(dǎo)光的衍射元件（D)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的連接器，其中所述衍射元件⑶位于光程中的出口（OJ部分附近。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)的連接器，其中所述衍射元件（D)是衍射透鏡或棱鏡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的連接器，其中連接到衍射元件（D)的光導(dǎo)裝置（5a、5b、 5c)在徑向方向上從衍射元件⑶延伸到入口（Ip 12、13)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的連接器，其中所述光導(dǎo)裝置（5a、5b、5c)這樣形成以提供 用于接收和發(fā)射光的兩個(gè)通道。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的連接器，其中所述連接器（2)包括外殼（2a)，其是絕緣 材料制成的，特別是聚合物和/或陶瓷。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的連接器，其中所述光導(dǎo)裝置（5a、5b、5c)是光纖。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的連接器，其中所述衍射元件（D)在連接器內(nèi)可移動(dòng)，特別 是在垂直于所述印刷電路板的表面的方向上可移動(dòng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的連接器，其中所述連接器⑵在印刷電路板⑴的一側(cè) 與在集成電路（3)的一側(cè)之間的距離小于光導(dǎo)裝置（5a、5b、5c)的直徑。
10. -種系統(tǒng)，包括至少一個(gè)具有至少一個(gè)光學(xué)元件（6a、6b、6c)的集成電路（3)-特 別是大型處理器、根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的連接器（2)、具有至少一個(gè)光學(xué)元件（Γ )的 印刷電路板（1)，其中所述連接器⑵將印刷電路板⑴的光學(xué)元件（Γ )與集成電路（3) 的光學(xué)兀件（6a、6b、6c)光學(xué)連接。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括連接到印刷電路板（1)的光學(xué)元件（Γ )和 光源（Q)-特別是激光二極管的光纖電纜（F)。
12. -種衍射元件（D)的使用，特別是透鏡或棱鏡，用于從或向出口（0D向至少一個(gè)光 導(dǎo)裝置（5a、5b、5c)引導(dǎo)光，特別是連接器（2)內(nèi)的多個(gè)光導(dǎo)裝置（5a、5b、5c)，所述連接器 用于將具有光學(xué)元件^a、6b、6c)的集成電路（3)光學(xué)地連接到印刷電路板（1)。
【文檔編號(hào)】G02B6/42GK104115044SQ201080042034
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2009年9月17日
【發(fā)明者】H·基利克 申請(qǐng)人:太陽(yáng)能冷卻生產(chǎn)貿(mào)易工業(yè)有限公司