具有直接功率的返工栅格阵列插入器制造技术

描述了一种具有直接功率的返工栅格阵列插入器。插入器具有可安装在母板与封装之间的基础层。加热器嵌入在基础层中以提供局部热量以使焊料回流以使得能够实现封装的附接或拆卸中的至少一个。连接器安装在基础层上并且耦合到加热器和封装以提供直接与功率供给并且不经由母板的连接路径。一种类型的插入器与具有可焊接延伸部的封装对接。另一插入器具有嵌入在基础层中的多个加热器区段。

Rework grid array inserter with direct power

A reworked grid array inserter with direct power is described. The inserter has a basic layer that can be installed between the motherboard and the package. The heater is embedded in the base layer to provide local heat so that solder refluxes to enable at least one of the attachment or disassembly of the package. The connector is mounted on the base layer and coupled to the heater and package to provide direct power supply without via the motherboard connection path. A type of inserter is butted with a package with a weldable extension part. The other inserter has multiple heater sections embedded in the base layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有直接功率的返工栅格阵列插入器
本领域涉及在印刷电路板上安装封装。更特别地，本领域关于对返工（rework）栅格阵列（“RGA”）插入器的功率递送，该功率递送使得能够实现封装可配置性并且向封装提供功率。
技术介绍
为了满足对于最小化的需要，电子封装技术已经提供了准许增加的密度的解决方案。利用表面安装技术（“SMT”），电子组件被直接安装在印刷电路板（“PCB”）的表面上。一种类型的表面安装技术是球状栅格阵列（“BGA”）封装，其在封装底部上具有焊盘，其中焊球最初在每一个焊盘上。BGA封装相当小并且典型地用于手持设备，诸如智能电话。另一高密度封装是连接盘（land）栅格阵列（“LGA”）封装。LGA封装在封装的下侧上具有接触件栅格。LGA封装与LGA插座一起使用。一种类型的LGA插座具有弹簧状接触件栅格，每一个具有用于与经封装的电子器件的下侧上的相应金属焊盘接合的连接盘。LGA插座的典型用途是支撑台式计算机的微处理器。考虑到LGA插座中的接触件栅格的弹簧状性质，需要向下的压缩力以将封装安置到LGA插座接触件上，并且将封装保持就位。力随LGA插座所具有的接触件的数目而变化，并且典型范围为100磅至300磅。提供该力的一种现有技术已经使用独立负载机构（“ILM”），该独立负载机构具有负载板、负载板铰链、负载板舌片、铰链杆和主动杆。ILM的缺点是其相对大的尺寸、高成本和高复杂度。典型地在组装和测试过程期间将电子器件和组件表面安装在PCB上。换言之，组件的配置在母板的初始构建时进行。作为结果，母板包含不容易重配置的多个组件。尤其是在服务器段中，复杂度日益增加，导致对于更多器件和组件的需要。特别地，正在向中央处理单元（“CPU”）封装添加附加的特征和兼容性。增加性能一代又一代是必需的。正在发生关于封装的改变，包括多芯片封装的使用。CPU封装功率需要日益增加。用于CPU封装的输入/输出（“I/O”）信号的速度正在急剧增加。由于更多的组件被添加到CPU封装，因此产品的器件复杂度日益增加。产品复杂度中的增加已经导致对于更好的可配置性的增加的需要。在现有技术中，满足可配置性的一种方式是通过电气/机械插座的使用。例如，插座中的器件可以稍后被不同的器件取代。此外，可以在组装时添加空插座以供附加的器件稍后使用。然而，这些方案的典型缺点包括高成本和复杂的实现。重配置组件的另一现有技术方式是通过返工。典型的现有技术返工是PCB上的组件的修饰（finishing）操作或修复，典型地牵涉在具有加热站的返工站处进行的去焊接或重焊接。该方案的缺点在于，消费者或最终用户可能不具有所需要的专用装备。典型的SMT封装、插座和印刷电路板上的窄迹线和小接触件不适合于高功率、高电压或高电流。附图说明通过示例而不是限制的方式在附图的各图中图示实施例，其中相同的参考标记指示类似的元件。图1是驻留在母板与BGA封装之间的返工栅格阵列（“RGA”）功率插入器（interposer）的侧视图。图2是RGA功率插入器和BGA封装的透视图。图3是安装在母板上的RGA功率插入器的透视图。图4图示了（1）具有封装翼部的LGA封装，以及（2）构造（frame）LGA插座的RGA功率插入器。图5是构造LGA插座的RGA功率插入器的侧视图。图6图示了具有加热器的多个区段并且附接到母板的RGA功率插入器。图7图示了要添加到具有微电子器件的RGA功率插入器的微处理器。图8图示了具有所附接的微处理器和其它微电子器件的RGA功率插入器。图9图示了具有微处理器和微电子器件的可替换配置的RGA功率插入器。图10图示了RGA功率插入器的底部视图。图11图示了附接到母板并且具有多个加热器区段的RGA功率插入器。图12图示了四个BGA封装之一到具有多个加热器区段的RGA功率插入器的附接。图13示出安装在具有多个加热器区段的RGA功率插入器上的四个BGA封装。图14图示了包括安装在RGA功率插入器上的集成电路和组件的计算机系统。具体实施方式以下详细描述返工栅格阵列（“RGA”）插入器的实施例。RGA插入器直接从功率供给单元接收功率。RGA插入器的实施例增强母板上的电子组件、微处理器、存储器、集成电路和微电子器件的可配置性。RGA插入器的实施例帮助克服对与模板和插座相关联的功率递送的限制。图1至3示出RGA插入器300的不同视图。图1是包括母板16、RGA插入器30、BGA封装24和电气组件34的组装件200的侧视图。RGA插入器30驻留在母板16与BGA封装24之间。BGA封装24包括集成电路26。RGA插入器30具有基础层42，基础层42对于一个实施例是印刷电路板42。对于一个实施例，印刷电路板42由具有层压在两侧上的薄铜箔（未示出）的FR-4玻璃环氧树脂基底制成。对于某些实施例，可以使用多层印刷电路板42，其中预浸料和铜箔（未示出）用于制作附加的层。图案化印刷电路板42以在印刷电路板42的顶部和底部上形成铜迹线和焊盘（未示出）。还在印刷电路板42中钻孔（未示出）。对于一个实施例，母板16也由具有铜迹线、金属焊盘和孔（未示出）的多层印刷电路板制成。对于某些实施例，一个或多个加热器38嵌入在插入器30的印刷电路板（“PCB”）42中。加热器38中的每一个是嵌入在PCB42中的金属电阻层。加热器中的每一个在向金属电阻层的端部施加电压时提供热量。加热器38驻留在PCB42的区域中，所述区域是意图用于加热焊料以附接或拆卸电气器件、集成电路和组件的区域。通过连接母板16和PCB42上的焊盘（未示出）的焊球（或焊点）14的使用来将RGA插入器30附接到母板16。通过连接PCB板42和封装24上的焊盘（未示出）的焊球（或焊点）28的使用来将BGA封装24附接到插入器30。连接器34附接到插入器30的PCB42。对于一个实施例，连接器34是从功率线缆130接收图2中所示的公连接器120的母连接器，功率线缆130直接连接到向插入器30供给功率的功率供给单元150。经由连接器34对插入器30的功率连接绕过母板16。具有绕过母板16的对插入器30的功率连接是有利的，因为母板上的迹线、焊盘和插座不能在不增加跨整个母板的铜含量的情况下应对较高电压、较高电流和较高功率，增加跨整个母板的铜含量可以急剧增加母板的成本。另一方面，插入器30的连接器34和加热器38被设计成应对较高功率。此外，向连接器34供给功率的一个或多个功率线缆也可以应对较高功率。当向RGA插入器30的加热器38施加相对较高的功率时，加热器38可以熔化焊球28，从而允许BGA封装24的移除（拆卸）。然后可以取代于BGA封装24而附接新的或不同的BGA封装（未示出）。由加热器38提供的热量然后将熔化新的封装的焊球，并且允许附接到插入器30的PCB42。除了向加热器38供给较高功率之外，通过连接器供给的较高功率可以向集成电路26供给较高功率。对于一个实施例，集成电路26可以是具有较高功率要求的微处理器。图2是在附接BGA封装24之前的RGA插入器30的透视图。图2还示出用于经由公连接器120向RGA插入器30供给功率的功率供给单元150，公连接器120经由线缆130连接到功率供给单元150。功率供给单元150利用连接器162耦合到交流（“A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种插入器，包括：基础层，其可安装在母板与封装之间；加热器，其嵌入在基础层中以提供局部热量以使焊料回流以使得能够实现封装的附接或拆卸中的至少一个；连接器，其安装在基础层上并且耦合到加热器和封装以提供直接与功率供给并且不经由母板的连接路径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.23 US 14/9981231.一种插入器，包括：基础层，其可安装在母板与封装之间；加热器，其嵌入在基础层中以提供局部热量以使焊料回流以使得能够实现封装的附接或拆卸中的至少一个；连接器，其安装在基础层上并且耦合到加热器和封装以提供直接与功率供给并且不经由母板的连接路径。2.权利要求1所述的插入器，还包括功率组件，其安装在基础层上并且耦合到连接器、到加热器和到封装，其中所述功率组件提供电压调整。3.权利要求1所述的插入器，其中所述基础层包括印刷电路板。4.权利要求1所述的插入器，其中所述封装包括球状栅格阵列（“BGA”）封装。5.一种插入器，包括：安装在母板上的基础层；加热器，其提供局部热量以使焊料回流以使得能够实现封装关于插座的附接或拆卸中的至少一个，其中所述封装包括超出插座的可焊接延伸部；连接器，其安装在基础层上并且耦合到加热器和封装以提供直接与功率供给而不经由母板的连接路径。6.权利要求5所述的插入器，其中所述基础层构造安装在母板上的插座的周界。7.权利要求5所述的插入器，其中所述基础层驻留在插座与母板之间。8.权利要求5所述的插入器，其中所述加热器嵌入在基础层中，并且其中所述可焊接延伸部驻留在加热器上方。9.权利要求5所述的插入器，其中所述加热器嵌入在封装的可焊接延伸部中。10.权利要求5所述的插入器，还包括功率组件，其安装在基础层上，其中所述功率组件提供电压调整。11.权利要求5所述的插入器，其中所述基础层包括印刷电路板。12.权利要求5所述的插...

【专利技术属性】
技术研发人员：RS奥基，JW蒂巴多，JL斯马利，DJ拉皮坦，TA博伊德，HR科夫斯塔德，D恰卡斯，严鸿飞，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US