[发明专利]可靠的接点栅格阵列插槽加载设备

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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，所述触点焊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 压缩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 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(backing plate)。

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。通过另一压缩静态载荷来实现热接口可靠性，所述压缩静态 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缩力就越大。

附图说明

通过结合附图来说明本发明的实施例，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是根据本发明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是在根据本发明一个实施例的插槽和插槽加载机制上的载荷分 布图；

图2是根据本发明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是根据本发明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是根据本发明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；

图5是根据本发明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是根据本发明一个实施例的用于大型触点阵列或双压缩插槽的接 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发明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发明一个实施例的接点 栅格阵列插槽的最大张力载荷的比较图；

图8是根据本发明一个实施例的插槽装配处理的流程图；