[發明專利]一種用于芯片供電的組裝結構、電子設備

在審

• 申請號: 201911157050.X
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN111315112A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 葉浩屹;曾劍鴻;張鈺;忽培青;周子穎
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02;H05K1/18;H05K7/10;H01L25/065;G06F1/20;G06F1/18
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 王玉雙

本發明公開了一種用于芯片供電的組裝結構、電子設備，該組裝結構包含一電路板，該電路板提供一第一電能；一芯片；以及一第一電源轉換模塊，該第一電源轉換模塊電性連接于所述電路板和所述芯片，將所述第一電能變換為一第二電能，并將該第二電能供給至所述芯片；其中，所述電路板、所述芯片以及所述第一電源轉換模塊堆疊形成所述組裝結構。本發明通過將電源轉換模塊與電路板和芯片堆疊組裝，縮短了電源轉換模塊到芯片之間的電流傳輸路徑，同時降低了占用空間，減小了電流傳輸損耗，提高了系統效率，節省了系統空間資源。

本申請為申請人“臺達電子工業股份有限公司”于2015年6月26日提交的申請號為201510362342.2、發明名稱為“一種用于芯片供電的組裝結構、電子設備”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種組裝結構及電子設備，尤指一種用于芯片供電的組裝結構及包括所述組裝結構的電子設備。

背景技術

隨著人類對智能生活要求的提升，社會對數據處理的需求日益旺盛。全球在數據處理上的能耗，平均每年達到數千億甚至數萬億度；而一個大型數據中心的占地面積可以達到數萬平方米。因此，高效率和高功率密度，是這一產業健康發展的關鍵指標。

數據中心的關鍵單元是服務器，其主板通常由芯片、Chipsets、內存等等數據處理芯片和它們的供電電源模塊及必要外圍元件組成。隨著單位體積服務器處理能力的提升，意味著這些處理芯片的數量、集成度也在提升，導致空間占用和功耗的提升。因此，為這些芯片供電的電源模塊(因為與數據處理芯片同在一塊主板上，又稱主板電源模塊)，就被期望有更高的效率，更高的功率密度和更小的體積，來支持整個服務器乃至整個數據中心的節能和占地面積縮小。隨著芯片的運算速度提升，芯片功耗增加，但芯片的供電電壓卻逐步降低，供電電流因此大幅上升，導致從電源模塊到芯片的電流傳輸路徑上的損耗大幅升高，降低了系統整體效率。

圖1A所示為現有的一種芯片安裝方式以及供電方式的結構示意圖。服務器主板11(Main Board)上放置有數據處理芯片12(Processor，例如中央處理器CPU，圖形處理器GPU，數據通信開關芯片以及其他大規模集成電路芯片等,圖1A中數據處理芯片以CPU為例)及其供電電源模塊13(如可為DC/DC模塊)，此外芯片12上還放置有為數據處理芯片12散熱的散熱器14(Heatsink)。由于芯片12通常是非常精密的器件，引腳數量眾多，有的可達2000個以上，為保證所有引腳與系統可靠連接，通常需要額外的結構件將芯片12固定在主板11上，如上圖的插座15(socket)，芯片夾具16(CPU Clip)，支撐板17(Support Plate)，背板18(BackPlate)和螺絲19(screw)等，此外芯片12與電源模塊13之間的主板11上還設置有電容111。這些結構件占據了芯片12周邊大量的空間，使得電源模塊13無法緊靠芯片12，從而導致了較長的電流傳輸路徑(Current Path)和較大的損耗。在一些應用中，這部分損耗甚至會達到芯片總功耗的2％。

圖1B所示是現有另一種芯片安裝方式以及供電方式的結構示意圖。一些高能耗的芯片12本體高度很低，而且需要比較大的散熱器14。電源模塊的高度很難低于芯片本體高度，受散熱器尺寸限制，無法放到靠近芯片的位置，從而導致了較長的電流傳輸路徑(Current Path)和較大的損耗。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種能夠縮短電源轉換模塊到芯片之間的電流傳輸路徑，減小電流傳輸損耗，提高系統效率，并且可以減少空間占用，節省系統資源的用于芯片供電的組裝結構以及包括上述組裝結構的電子設備。

為實現上述目的，一種用于芯片供電的組裝結構，包含：

一電路板，該電路板提供一第一電能；

一芯片；以及

一第一電源轉換模塊，該第一電源轉換模塊電性連接于所述電路板和所述芯片，將所述第一電能變換為一第二電能，并將該第二電能供給至所述芯片；