可靠的接点栅格阵列插槽加载设备制造技术

本发明专利技术公开一种用于容纳和加固计算机系统中的主板上的处理器的装置。所述装置包括用于接点栅格阵列的插槽和插槽加载机制。该装置提供载荷分布机制以驱散插槽角落处的张力和剪力，以保护焊锡球栅阵列。这改善了焊锡球栅阵列的耐用性并且提高了该插槽所支撑的处理器功率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例涉及用于使集成电路与电路板耦合的方法和装置。特 别地，该方法和装置提供插槽和插槽加载机制以将接点栅格阵列封装耦合 到印刷电路板。
技术介绍
中央处理单元和类似的集成电路通过印刷电路板与计算机系统的其它 部件进行通信，所述印刷电路板通常被称为主板或母板。中央处理单元和 类似的处理器通常通过插槽耦合到主板。插槽用作主板与中央处理单元的 接口。插槽使中央处理单元与主板的互连排成行。插槽与插槽加载机制相 耦合，所述插槽加载机制电请求中央处理单元到主板的耦合。插槽连接的一种类型被称为接点栅格阵列型插槽。接点是位于中央处 理单元底部上的触点焊盘，所述触点焯盘与插槽或主板上的引脚或类似结 构形成互连。中央处理单元上的接点可以被设置为栅格阵列。主板的引脚延伸通过插槽以接触接点。使用焊锡(solder)球栅阵列将引脚焊接到主板 的电路通路。焊锡球栅阵列是主板上的焊锡球阵列，每一个焊锡球都与单 独的电路通路相对应。在组装期间，将插槽放置在球栅阵列上方并且对焊 锡球栅阵列进行回流，以使得每一个球都耦合到插槽内的引脚，并且从而 将插槽附接到主板。保持插槽的引脚与中央处理单元的接点之间的电接触需要将必要量的 压縮力施加到该处理器和插槽，以使得每一个处理器焊盘和插槽引脚都电 连接到一起。插槽加载机制用于产生和维持该力，并且将中央处理器加固 到主板。当将中央处理单元安装到插槽中时，载荷板向中央处理单元施加 由附接到该载荷板一端的操作杆以及另一端的铰链制约产生的力，从而将 中央处理单元加固到插槽中并且保持电接触。然而，由于中央处理单元与主板之间的带宽需求随着时间而增加，接6点和插槽引脚的数量会增加，并且结果保持每一个并行电连接所需的力的 总量也会增加。当期望大的接点和引脚数量时，目前的插槽设计不能将所 需的压力均匀地施加到中央处理单元和插槽。增加的力和反应力使不均匀 的应力施加到球栅阵列和插槽的角落，这降低了插槽的可靠性。该可靠性 的降低是由于插槽角落处球栅阵列的高张力和剪切载荷。这些载荷会导致 产生裂缝，该裂缝会由于中央处理单元使用期间的温度循环变化、互连材 料热膨胀系数的失配以及来自计算机系统装运和处理的冲击和震动而进一步恶化。为了抵抗这样的损坏，必须使用昂贵的背板(backingplate)。此外，较大的处理器通常需要较大的散热解决方案(thermal solution)。 这些散热解决方案通过中央处理单元耦合到插槽。在中央处理单元保持与 插槽的电接口的同时，中央处理单元还必须保持与散热解决方案的热接口 以驱散热量。通过另一压縮静态载荷来实现热接口可靠性，所述压縮静态 载荷与由加载机制产生的静态载荷相互作用。处理器越大，所需的散热解 决方案以及保持热可靠性所需的静态压縮力就越大。附图说明通过结合附图来说明本专利技术的实施例，所述说明是示例性的而非限制 性的，附图中相似的附图标记表示类似的元件。应当注意，本公开中的一 种或一个实施例的不同描述并非一定指代相同的实施例，而是意味 着至少一个。图1A是根据本专利技术一个实施例的接点栅格阵列插槽和插槽加载机制 的图；图1B是在根据本专利技术一个实施例的插槽和插槽加载机制上的载荷分 布图；图2是根据本专利技术一个实施例的具有一体形成的紧固件的接点栅格阵 列插槽和插槽加载机制的图；图3是根据本专利技术一个实施例的具有凸轮板的接点栅格阵列插槽和插 槽加载机制的图；图4是根据本专利技术一个实施例的具有背板的接点栅格阵列插槽和插槽 加载机制的图；7图5是根据本专利技术一个实施例的具有紧固件的接点栅格阵列插槽和插 槽加载机制的图，其中所述紧固件与插槽加强框架一体形成；图6是根据本专利技术一个实施例的用于大型触点阵列或双压縮插槽的接 点栅格阵列插槽和插槽加载机制的图；图7A是表示作用于用于常规接点栅格阵列插槽的球栅阵列的载荷的图；图7B是表示作用于用于根据本专利技术一个实施例的接点栅格阵列插槽 的球栅阵列的载荷的图；图7C是表示常规接点栅格阵列插槽和根据本专利技术一个实施例的接点 栅格阵列插槽的最大张力载荷的比较图；图8是根据本专利技术一个实施例的插槽装配处理的流程图；图9A是根据本专利技术一个实施例的具有附加夹的接点栅格阵列插槽和 插槽加载机制的图；以及图9B是根据本专利技术一个实施例的具有附加部件的接点栅格阵列插槽 和插槽加载机制的图。具体实施方式图1是根据本专利技术一个实施例的接点栅格阵列插槽的图。在一个实施 例中，接点栅格阵列(LGA)插槽100可以附接到电路板111。电路板lll 可以是任何类型的电路板，例如印刷电路板或用于附接集成电路和类似部 件的类似衬底。电路板111可以是主板、外围部件卡或类似类型的板。电 路板111可以用于计算机系统(例如桌上型计算机系统、膝上型计算机、 服务器或类似系统)、控制台设备、消费类电子设备或类似设备。在一个实施例中，LGA插槽和相关的插槽加载机制或保持机制可以包 括载荷板101、插槽主体105、插槽加强框架107、载荷杆109和载荷分布 机制113。插槽主体105是插槽的一部分，其中安装有集成电路(IC) 103。 可以设计将任何类型的IC以放置在LGA插槽中，所述IC包括中央处理单 元、图形处理器、网络处理器、组合的处理器和芯片集封装以及类似的集 成电路。插槽主体105可以由任意非传导类型的塑料、树脂或其它材料形 成。插槽主体105可以具有任意大小和尺寸。通过插槽主体105限定出的8用于触点的空间数量可以取决于用于相关IC的接点数量。可以支持任意数 量的接点和触点，包括超过900个接点。可以设计插槽主体105的大小和 形状以与相关IC的大小和形状匹配，所述相关IC包括提供与900个接点 耦合的超过900个引脚。插槽主体105限定出用于一组触点的空间，所述触点与IC的LGA保 持电通信。这些触点可以是一组旋臂弹簧或者类似的触点结构或机制。通 过向IC施加压力以保持触点结构与接点之间的物理和电接触，使插槽触点 与IC的接点电通信。该触点结构还与电路板lll上的球栅阵列电通信。每 一个触点结构都可以附接到单独的球。通过回流工艺将球栅阵列的焊锡球 附接到触点结构，所述回流工艺也因此将插槽主体105附接到电路板111。 在其它实施例中，也可以使用其它附接方法和附接结构。例如，可以使用 双压縮触点来代替焯锡球栅阵列插槽。可以通过插槽加强框架107支撑插槽主体105。插槽加强框架107向插 槽主体105和用于诸如载荷杆109及载荷板101的其它部件的附接点提供 支撑。可以通过铰链或类似的功能部件使载荷板101与插槽加强框架107 耦合，所述功能部件可以是位于载荷板101与插槽加强框架107之间的载 荷路径的一部分。可以通过互锁部件或类似的耦合机制将插槽加强框架107 连接到插槽主体105。插槽加强框架107可以是金属的、塑料的或类似的材 料。在一个实施例中，插槽加强框架107由螺纹钢制成。插槽加强框架107 可以具有与插槽主体105匹配的尺寸以在插槽主体105周围形成周边。插槽加强框架107可以限定出用于载荷杆109和载荷板101的耦合机 制。可以将载荷杆109的一部分设置在加强框架107内的一组通道中，以 允许载荷杆109旋转。旋转载荷杆109可以产生作用于载荷板101上的力。 载荷杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：　向芯片封装施加载荷的载荷板；　容纳芯片封装的插槽主体；　反应框架，所述反应框架对来自所述载荷板的所述载荷做出反应；以及　载荷分布机制，所述载荷分布机制使来自所述插槽主体和反应框架的所述载荷在整个互连 上均匀地分布并且降低所述互连中的张力或剪力加载。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-9-29 11/541,7141、一种装置，包括向芯片封装施加载荷的载荷板；容纳芯片封装的插槽主体；反应框架，所述反应框架对来自所述载荷板的所述载荷做出反应；以及载荷分布机制，所述载荷分布机制使来自所述插槽主体和反应框架的所述载荷在整个互连上均匀地分布并且降低所述互连中的张力或剪力加载。2、 根据权利要求1所述的装置，其中，所述载荷分布机制包括 用于在印刷电路板的整个后表面上进一步分布载荷的背板。3、 根据权利要求1所述的装置，进一步包括.载荷杆，如果在所述载荷杆上施加力，则所述载荷杆在所述载荷板上产生所述载荷o4、 根据权利要求1所述的装置，其中，所述载荷分布机制包括 被设置以通过印刷电路板的至少一个轴向构件。5、 根据权利要求1所述的装置，其中，所述载荷分布机制包括-至少一个轴向构件，在邻近于所述插槽主体的角落处将所述至少一个轴向构件耦合到所述插槽主体，以降低在所述芯片封装的角落上的应力。6、 根据权利要求1所述的装置，其中，所述插槽主体包括超过900个 触点。7、 根据权利要求1所述的装置，其中，通过焊锡球栅阵列将所述插槽 主体耦合到印刷电路板。8、 根据权利要求1所述的装置，进一步包括 用于在印刷电路板的整个后表面上进一步分布载荷的凸轮板。9、 根据权利要求1所述的设备，其中，所述载荷分布机制减少了由温 度循环变化导致的互连故障。10、 一种装置，包括用于将芯片封装加固到电路板的保持机制，所述保持机制在加固所述 芯片封装中提供第一等级的可靠性；以及第一可拆除部件，所述第一可拆除部件与所述保持机制相结合以在加 固所述芯片封装中提供第二等级的可靠性。11、 根据权利要求10所述的装置，进一步包括第二可拆除部件，所述第二可拆除部件与所述保持机制相结合以在加 固所述芯片封装中提供第三等级的可靠性。12、 根据权利要求10所述的装置，其中，所述保持机制是接点栅格阵列插槽。13、 根据权利要求10所述的装置，其中，所述第一可拆除部件包括被设置以通过所述电路板的轴向构件。14、 根据权利要求10所述的装置，其中，在将所述芯片封装加固到所 述保持机制中之后，所述第一可拆除部件可以与所述保持机制相结合。15、 根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：MG麦格雷戈，K科济拉，T比奎斯特，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]