CN101507061B - 可靠的接点栅格阵列插槽加载设备 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

可靠的接点栅格阵列插槽加载设备

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；

图9A是根据本发明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是根据本发明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是根据本发明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111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111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，可以使用双压缩触点来代替焊锡球栅阵列插槽。

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109可以使用20∶1或更大的机械利益以产生将载荷板101锁在适当的位置上并且保持IC 103的接点与插槽主体105的触点接触所需的力。利用4磅或更小的施加力，载荷杆可以通过载荷板101产生80磅至高于120磅的力。载荷杆109可以由诸如钢或类似材料的刚性材料制成。

在一个实施例中，通过铰链或类似的功能部件将载荷板101耦合到插槽加强件107以将其旋转到闭合位置。在闭合位置，载荷杆109的臂可以向载荷板施加压力以将IC 103保持在适当的位置并且与插槽主体105中的触点接触。载荷板101可以限定出开放的顶部以允许IC封装103上的集成散热器突出超过载荷板101的顶表面。载荷板101可以在该板中形成略微弯曲以补偿载荷杆109所施加的压力，以使得通过载荷杆109操作载荷板101时，在该载荷板101对中央处理单元和铰链接口做出反应的同时，该载荷板101基本上是平的。载荷板101可以由诸如钢或类似材料的刚性材料形成。

在一个实施例中，可以通过载荷板101和载荷杆109将IC封装103装载到插槽主体105中并且保持在适当的位置。IC封装103可以由包括塑料、陶瓷、树脂或类似材料的任何材料或其合成物构成。IC封装103的顶部可以是集成散热器，设计该集成散热器(heat spreader)以允许通过封装的顶部散热，以防止IC过热。IC封装103可以具有任意的形状或尺寸。IC封装103的大小通常基于IC所需的接点数量。具有较大数据通路的IC会具有更大的接点数目并且需要更大的覆盖区域(footprint)，所述IC例如是64位或128位处理器。

可以将散热解决方案(thermal solution)(未示出)附接到插槽加强框架107或插槽、插槽加载机制或电路板111的其它部分。散热解决方案可以是散热片、风扇或其组合。可以由铜、铝或其它散热材料形成散热解决方案。散热解决方案有利于解决插槽的可靠性问题。在附接散热解决方案期间以及在组合的插槽和散热解决方案的移动期间，散热解决方案会对插槽产生附加的应力。可以通过锁紧机制将散热解决方案附接到插槽加强框架107，所述锁紧机制施加通过插槽加强框架11 1反应的力以将散热解决方案保持在适当的位置。这使由载荷分布机制113抵抗的附加的不均匀力作用到焊锡球栅阵列上。

在一个实施例中，可以进一步加强插槽主体105以通过载荷分布机制113来分布施加到插槽的载荷。载荷分布机制113可以是一组轴向构件115，例如螺钉、杆或类似的元件、钩、销或类似的耦合机制。载荷分布机制113可以通过电路板111附接到插槽主体105。载荷分布机制113可以在插槽上的较高或不均匀应力的点处附接到插槽主体105。例如，可以将一组四个螺钉115放置在插槽的角落处以接收由载荷杆109和载荷板101施加到IC芯片封装103上的载荷，并且因此减轻焊锡球栅阵列上的张力和剪力载荷。载荷分布机制113可以由任意材料构成，包括钢、塑料或类似的材料。

图1B是根据本发明一个实施例的接点栅格阵列插槽和加载机制的截面图。该图描述了通过插槽载荷机制施加到插槽和IC封装103的载荷分配。载荷杆109和载荷板101将载荷251(通过小的力箭头表示)施加到插槽主体105和IC封装103。通过轴向构件115或载荷分布机制的类似部件分布该载荷251的一部分。通过轴向构件的载荷分布削弱了焊锡球栅阵列的压力，所述焊锡球栅阵列将插槽主体105耦合到电路板111。

在下面将进一步讨论的实施例中，载荷分布机制可以包括背板261或类似的部件。背板261进一步分布载荷255的一部分并且使电路板111整个表面上的载荷分布均衡。

另外，载荷分布机制可以对载荷做出反应并且对焊锡球栅阵列产生压缩力，从而加强了该阵列并且减小了张力和剪切载荷或诸如作用于焊锡球栅阵列上的环境应力的其它力的影响。

图2是根据本发明一个实施例的接点栅格阵列插槽和具有一体形成的载荷分布机制的插槽加载机制的图。在一个实施例中，可以将载荷分布机制201形成为插槽主体105的主要部分。插槽主体105可以由塑料或类似的材料组成，所述塑料或类似的材料能够形成一组杆或类似的载荷分布机制201。在一个实施例中，可以通过挤压、热熔、超声焊接或类似的工艺将插槽主体105的载荷分布机制201与载荷分布机制组合在一起。可以在将插槽主体105放置到电路板111上的同时，将该插槽主体105附接到电路板111。载荷分布机制可以通过形状适配、咬合适配或类似的附接机制而将插槽主体105耦合到电路板111。还可以通过回流工艺附接该插槽主体105。

图3是根据本发明一个实施例的接点栅格阵列插槽、插槽加载机制和具有凸轮板的载荷分布机制的图。在一个实施例中，LGA插槽和载荷分布机制可以包括凸轮板303。凸轮板303可以作为载荷分布机制301的一部分而附接到插槽300。载荷分布机制301可以包括相对于凸轮板303的互补部分或类似的附接机制以加固凸轮板303。在一个实施例中，载荷分布机制301包括具有窄的主体和放大的头部的杆305。可以将杆305放置通过凸轮板303的开口以使这两个部件互锁。

凸轮板303可以具有任意的形状和大小。凸轮板303可以具有邻接电路板111的后平面的部分。凸轮板303在电路板111的整个后面上进一步分布从杆205或类似的轴向构件接收的载荷，并且为杆305或载荷分布机制301的类似轴向构件提供支撑。凸轮板303可以由任何材料构成，包括钢、塑料或其它刚性材料。凸轮板303可以具有足以与载荷分布机制301的每一个轴向构件耦合的任意形状或尺寸。

图4是根据本发明一个实施例的接点栅格阵列插槽以及包括背板的载荷分布机制的图。在一个实施例中，LGA插槽可以包括具有背板403的载荷分布机制401。可以通过轴向构件405(例如，杆、螺钉或类似的部件)或类似的附接机制将背板403经过电路板111和插槽主体105而附接到插槽400。轴向构件405可以限定出相对于背板403的互补部分或者可以类似地被附接到背板403。在一个实施例中，载荷分布机制401包括杆405，所述杆405具有与背板403中的互补孔适配的形状和大小。可以将杆405放置为通过背板403中的开口以使上述两个部件互锁。可以通过包括形状适配、咬合适配、互锁部件或类似的附接机制的任意类型的耦合机制来附接背板403。

背板403可以具有任意类型或大小。背板403可以具有邻接电路板111后平面的部分。背板403还在电路板111的整个后面上进一步分布所述载荷，并且为轴向构件405和载荷分布机制401的其它元件提供支撑。背板403可以由任何材料形成，包括钢、塑料或其它刚性材料。

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，所述紧固件与插槽加强框架一体形成。在一个实施例中，插槽加强框架501可以为插槽主体105和焊锡球栅阵列提供附加的支撑。插槽加强框架501可以与载荷分布机制503一体形成。载荷分布机制503可以包括一组杆503、紧固件、销或类似的耦合机制。可以通过热熔、超声焊接或类似的工艺使载荷分布机制503与插槽加强框架501一体形成。插槽加强框架501可以直接附接到电路板111以辅助在整个电路板111和球栅阵列上均匀地分布载荷。可以将载荷分布机制503放置在球栅上具有不均匀载荷或高应力的点处。载荷分布机制503可以为载荷加强框架501提供附接机制并且通过形状适配、咬合适配、销或类似的耦合机制将所述附接机制加固到电路板111。

在一个实施例中，插槽加强框架501可以由塑料、树脂或类似的材料形成。可以在插槽主体105之前或之后的装配工艺期间将插槽加强框架501放置在电路板111上。插槽主体105可以与插槽加强框架501互锁以允许载荷从插槽主体105传递到插槽加强框架501并且随后到达载荷分布机制503。

图6是根据本发明一个实施例的用于大型触点阵列和双压缩阵列的接点栅格阵列的图。在一个实施例中，插槽和插槽加载机制可以包括载荷板601、插槽主体605、插槽载荷框架609、绝缘体615、背板617、形成载荷分布机制和类似部件的紧固件613、619。

在一个实施例中，插槽载荷框架609用作用于载荷板601和载荷杆607的接口和载荷反应元件。插槽载荷框架609将来自操作杆607和载荷板601的载荷传输到插槽主体605和包括背板617的载荷分布机制，背板617在电路板611的整个后面上均匀地对该载荷做出反应。

在一个实施例中，插槽载荷框架609可以不具有到插槽主体605的结构接口并且定位插槽主体6905的侧面。插槽载荷框架609可以由金属、塑料或其组合构成。插槽载荷框架609形成环绕插槽主体605的周界。插槽载荷框架609和插槽主体605具有基于要容纳的IC覆盖区域的尺寸。在另一个实施例中，插槽载荷框架609可以与插槽主体605啮合。

在一个实施例中，载荷板601在铰链线周围旋转，所述铰链线连接插槽载荷框架609并且接触IC 603。可以通过与铰链线相对的载荷杆607来激活载荷板601。载荷板601本身可以产生从载荷杆接口到集成散热器接口的大致2∶1的机械载荷利益。载荷板601变为平的并且保持在IC顶表面的下面，所述IC突出穿过载荷板601中的开口。

在一个实施例中，载荷杆607具有金属线中的偏移量以使得操作杆607的旋转在载荷板601上产生载荷。载荷杆607具有大约20∶1的机械利益。可以通过大约4磅或更小的力来激活载荷杆607。载荷杆607和载荷板601组合在一起，可以相应地向IC封装603和插槽主体605施加120磅或更大的力。在旋转载荷杆607之后，可以通过插槽载荷框架609上的插销保持。

在一个实施例中，载荷分布机制的背板617通过电路板611中的孔和一组紧固件613、619而附接到插槽载荷框架609。背板617在插槽的整个主体上均匀地分布来自载荷板609的反应载荷。背板617可以是主要板617的子组件，用于承载来自插槽载荷框架的载荷的一组轴向构件，例如螺钉613和螺母619以及位于背板617与电路板611之间以防止电短路的绝缘材料615。

在一个实施例中，插槽、插槽加载机制和载荷分布机制的这种构造可以通过产生穿过载荷板的足够的力(例如，超过120磅)来支撑具有超过1000个触点的IC封装的安装(seating)，以在IC封装603的接点与插槽主体605的互连之间保持电接触。此外，插槽主体605可以具有单个压缩互连，其为互连，所述互连是进入焊锡球栅阵列的焊锡。在另一个实施例中，插槽可以是双压缩插槽，其中没有使用焊锡球栅阵列来将插槽主体605的互连与电路板611的电路通路电耦合在一起。相反，一组悬臂弹簧或类似的压缩机制可以保持插槽和电路板之间的接触。双压缩接口的使用需要将更大的压力施加到插槽主体605和IC封装603。载荷分布机制支撑该增加的压力。

图7A是表示用于常规接点栅格阵列插槽的球栅阵列上的载荷的图。该图表示插槽加载期间球栅阵列701角落的高张力加载。角落处的张力加载可以是1.5牛顿或更大。插槽加载是由于将IC封装放置在LGA插槽中的加载。通过在载荷杆上施加力来产生载荷，将所述力机械地转变为载荷板上的更大的力。该加载不考虑来自散热解决方案安装的加载或诸如运输或类似力的环境加载。

在焊锡球栅阵列的角落上的高张力加载会导致焊锡球的破裂。由于来自正常操作的处理器温度循环变化和环境、运输、散热解决方案附接以及类似的活动和条件，该问题会进一步恶化。这些因素会导致焊锡球栅阵列的故障并且因此导致在插槽的预期7年寿命结束之前该插槽接口的故障。

必须通过限制插槽中IC封装的温度循环变化或降低作用于焊锡球栅阵列上的张力和/或剪力加载来减轻该故障风险。必须将IC封装保持在摄氏74度的温度以下。该温度限制限定了插槽中的IC性能。诸如中央处理单元和图形处理器的更多强大IC在密集芯片中消耗大量的能量，这会导致高的温度。处理器的操作速度和处理功率越高，产生的温度就越高。因此，温度限制直接转化为处理器处理功率限制。

图7B是表示用于根据本发明一个实施例的接点栅格阵列插槽的焊锡球栅阵列上的载荷的图。该图表示在本发明实施例的焊锡球栅阵列的角落处代替高张力的高压缩力703。这是通过这里描述的载荷分布机制转换载荷的结果。每一个压缩点都可以对应于载荷分布机制。该压缩不可能导致损坏或降低球栅阵列或插槽的可靠性。实际上，其提供了支撑并且将焊锡球紧固到栅格阵列中。

因此，插槽中的处理器可以在超过摄氏74度的温度下操作，而不会有损坏焊锡球栅阵列或使插槽故障的显著风险。这允许插槽支持更强的处理器，该处理器以更高的速度操作，消耗更多的功率并且具有更多的接点。

图7C是表示常规接点栅格阵列插槽与根据本发明一个实施例的接点山歌阵列插销的比较最大张力载荷的图。第一条形705代表常规接点栅格阵列插槽的最大张力载荷。第二条形707代表根据本发明至少一个实施例的接点栅格阵列插槽的最大张力载荷。常规接点栅格阵列插槽具有1.6牛顿的最大张力载荷，而本实施例具有0.48牛顿的最大张力载荷。

图8是用于装配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方法流程图。在一个实施例中，插槽的装配处理开始于制备用于安装的电路板。可以在组装插槽之前提前制备电路板的电路通路和其它部件。在另一个实施例中，可以在制备其它电路板组件期间或之后进行插槽装配。

在一个实施例中，可以将球栅阵列放置在电路板上(方框801)。可以将球栅阵列放置在一组电路通路端点上方或对其进行类似的放置。可以使用任何技术来生成焊锡球栅阵列，并且通过加热焊锡以生成一组焊锡球来放置该焊锡球栅阵列。在一个实施例中，在制备了焊锡球栅阵列之后，可以将插槽主体放置在球栅阵列上(方框803)。放置该插槽以使插槽主体中的触点与焊锡球栅阵列的球对准。每一个触点与从电路板到IC的单独数据或控制信号通路相对应。如果插槽主体具有集成的或例如载荷分布机制的其它附接机制，则还可以将该插槽主题插入到孔中或类似地附接到电路板，所述其它附接机制为插槽主体和电路板提供附加的耦合机制。在另一个实施例中，可以不使用加载机制或类似的附接机制，直到装配工艺的后期。

在一个实施例中，在放置了插槽主体之后，可以进行回流操作(方框805)。回流操作再次加热或类似地使球栅阵列流动。对球栅阵列进行回流允许栅格阵列中的每一个球都附接到插槽中的触点。这也用于将插槽附接到电路板。回流工艺仅充分加热焊锡球栅阵列以使其耦合到插槽中的相邻触点，并且不会将焊料回流到单独的球会互相连接的点。在另一个实施例中，由于插槽主体是双压缩接口，所以可以不使用回流工艺。

在一个实施例中，在完成回流工艺之后，可以将插槽加强构件加入到插槽主体(方框807)。插槽加强构件可以使用互锁机制或类似的耦合机制而耦合到插槽主体。在一个实施例中，插槽加强框架可以不直接附接到电路板。在另一个实施例中，插槽加强框架可以包括一组载荷分布机制，该载荷分布机制或者与框架一体地形成或者附接到该框架。可以使用载荷分布机制将插槽加强框架安装到电路板上，从而为插槽主体和球栅阵列提供附加的支撑。

在一个实施例中，载荷分布机制可以包括背板或凸轮板(方框809)。在插槽主体和插槽加强构件处于合适的位置之后，可以放置凸轮板或背板以用于附接。放置背板或凸轮板可以包括将背板或凸轮板的孔或附接机制与插槽和电路板的相应的孔或附接机制对准。在一个实施例中，其中附接机制与插槽主体或插槽加强构件一体形成，可以将背板或凸轮板直接附接到这些结构。

在另一个实施例中，可以使用诸如一组杆、螺钉、销或类似结构的载荷分布机制紧固件来将背板或凸轮板固定到插槽或插槽加强构件(方框811)。在其它实施例中，在没有背板或凸轮板的情况下，可以使用载荷分布机制紧固件来加强插槽主体或插槽加强框架的连接，并且减少焊锡球栅阵列中的高张力点，通过该高张力点由装配、加载、温度循环变化、涉及插槽加载的运输或类似的处理引起。可以通过互补的螺纹、互锁部件、形状适配、咬合适配或类似的附接机制来附接该载荷分布机制。

在一个实施例中，在安装了插槽主体和插槽加强框架并且载荷分布机制处于合适的位置之后，可以将载荷板附接到插槽(方框813)。可以以松散的铰链、一组互锁部件或类似的附接来附接该载荷板(方框813)。载荷板可以相对于插槽主体和插槽加强框架旋转。旋转机制可以在该板的一个边缘处将载荷板附接到插槽或插槽加强框架。载荷板还可以沿着其它边缘与插槽互锁或接合。

可以通过在容纳槽中放置操作杆来将载荷杆附接到插槽加强框架，该容纳槽由插槽加强框架和载荷板限定出(方框815)。可以将操作杆可旋转地耦合到插槽加强构件和载荷板。通过向载荷板施加足够的压力，可以使用操作杆向载荷板施加力以将IC紧固到插槽中。操作杆可以产生20∶1的机械利益以将力施加到载荷板。该力将载荷板紧固到闭合位置，直到将操作杆提起并且释放载荷板以允许其自由旋转。载荷杆可以在闭合的插槽位置接合到扣(catch)或类似机制以保持闭合的操作杆位置(方框821)。

在一个实施例中，由于已经将每个主要部件引进并加入到插槽中，在该阶段可以认为插槽装配已经完成。可以以这种状态运输或购买插槽和电路板。随后，可以通过用户或使用者装载IC。

在另一个实施例中，可以作为装配处理的一部分来加载IC(方框817)。可以将IC放置在插槽主体中。插槽主体可以具有与IC互补的形状以确保IC的接点与插槽的触点正确对准。IC和插槽可以具有形状，所述形状要求IC具有对于插槽的特定取向。一旦将IC正确地安装到插槽中，可以旋转载荷板以覆盖IC并且可以致动操作杆以向载荷板施加压力(方框819)。当完全致动操作杆时，IC被锁在适当的位置并且操作杆通过扣或类似机制而保持在适当的位置(方框821)。

图9A是根据本发明一个实施例的具有载荷分布机制的接点栅格阵列插槽的图，所述载荷分布机制包括附加的夹子。在一个实施例中，插槽和插槽加载机制可以支撑附加部件，该附加部件附接到插槽或插槽加载机制以对于高性能IC改善插槽的可靠性，在该高性能IC中终端用户操作温度可能是IC故障的原因。如果使用具有较低操作温度的较低端IC，则不需要使用该附加部件。该方案允许对于具有最小需求的特定IC使用不具有附加部件的插槽的低价版本，而对于高性能IC使用具有附加部件的高价版本，从而提供递增方案来加固IC并支撑高性能IC。

在一个实施例中，载荷分布机制可以包括一组夹子901A、901B，该夹子901A、901B可以附接到插槽加强框架107、插槽主体或插槽的类似部件。该附加部件可以是任意数量的夹子901A、901B、销、夹钳或类似结构。可以通过一组紧固件905来将这些结构耦合到电路板111，所述紧固件905是载荷分布机制的一部分。载荷分布机制的紧固件905可以是杆、螺钉、销或类似机制以将夹子901A、901B和插槽附接到电路板111。附加部件可以形状适配、咬合适配、锁定或类似地连接到插槽框架111、插槽主体或插槽900的类似部件。

附加部件可以用于递增地改善插槽的可靠性。为了可靠性的每一个期望增加或支持下一级别的更高IC，可以将单独的附加部件加入到插槽。在另一个实施例中，可以成组地递增增加该附加部件以改善可靠性。例如，可以将一组两个夹子901A、901B增加到插槽以通过一个递增改善可靠性。

在一个实施例中，递增的载荷分布机制会要求电路板通过为附接附加部件提供通孔和类似的部件来支持该附加部件。

图9B是根据本发明一个实施例的具有附加部件的接点栅格阵列的图。在一个实施例中，附加部件可以包括背板903。背板903可以提供部件，可以将其他附加部件作为载荷分布机制的一部分而递增地附接到所提供的所述部件。在另一个实施例中，背板可以是插槽的标准部件，通过提供安装结构来附接该载荷分布机制的附加部件来使用该附加部件。

在一个实施例中，可以通过硬件设备来自动执行该装配处理。在另一个实施例中，可以以软件形式实现这些部件(例如，微码、汇编语言或更高级的语言)。可以在机器可读介质中存储这些软件实现。“机器可读”介质可以包括能够存储或转换信息的任何介质。机器可读介质的实例包括ROM、软盘、CD-ROM、DVD、闪存、硬件驱动、光盘或类似的介质。

在前述说明中，已经参照特定的实施例描述了本发明的实施例。然而，很显然，在不偏离如所附权利要求中限定的本发明的宽泛精神和范围的情况下，可以对本发明进行多种修改和改变。因此，说明和附图的意义只是示意性的而非限制性的。

Claims (24)

1.一种插槽装置，包括：

向芯片封装施加载荷的载荷板，所述载荷板包括铰链；

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，所述载荷分布机制耦合到所述插槽主体。

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和2中任意一个权利要求所述的装置，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。

4.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。

10.一种插槽装置，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，

其中，与所述保持机制相结合的所述第一可拆除部件使来自所述保持机制的载荷在整个互连中均匀地分布，并且降低了所述芯片封装的所述互连中的张力或剪力载荷。

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和11中任意一个权利要求所述的装置，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。

15.一种插槽系统，包括：

电路板；

耦合到所述电路板的图形处理器，以及

耦合到所述电路板的处理器耦合机制，所述处理器耦合机制包括，

向处理器施加载荷的载荷板，所述载荷板包括铰链，

容纳处理器的插槽主体，

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，所述载荷分布机制分布来自所述插槽主体的所述载荷以减小到使来自所述插槽主体和所述反应框架的所述载荷在整个互连上均匀地分布，并且降低处理器上的所述互连中的张力或剪力载荷，所述载荷分布机制耦合到所述插槽主体。

16.根据权利要求15所述的系统，进一步包括：

耦合到所述电路板的表面的焊锡球栅阵列。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述球栅阵列包括至少900个焊锡球。

18.根据权利要求15所述的系统，其中，所述载荷分布机制进一步包括：

背板，所述背板用于在所述电路板的整个后表面上进一步分布载荷。

19.根据权利要求15所述的系统，其中，所述处理器耦合机制进一步包括：

可拆除耦合机制，所述可拆除耦合机制将所述处理器耦合机制加固到所述电路板并且提供附加的载荷分布。

20.一种插槽加载方法，包括：

在互连上放置插槽主体；

在所述插槽主体上方放置插槽加强框架；

将载荷板附接到所述插槽加强框架，所述载荷板包括铰链；

将载荷杆附接到所述插槽加强框架；并且

将所述插槽主体紧固到具有载荷分布机制的印刷电路板，所述载荷分布机制使来自所述插槽主体和插槽加强框架的载荷在整个所述互连上均匀地分布，并且降低所述互连中的张力或剪力加载，所述载荷分布机制附接到所述插槽主体。

21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：

将背板附接到所述载荷分布机制以进一步减小所述互连上的载荷或温度循环变化的影响。

22.根据权利要求20和21中任意一个权利要求所述的方法，进一步包括：

将芯片封装插入到所述插槽主体中；并且

在所述载荷杆上施加小的力以在所述载荷板上放置大于100磅的载荷。

23.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：

将至少一个夹子紧固到所述插槽加强框架。

24.根据权利要求20所述的方法，其中，所述互连包括双压缩阵列或焊锡球栅阵列中的任意一种。

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