CN115915596A - 电子设备及芯片组件 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种电子设备及芯片组件,通过在芯片组件的第二夹持件上形成往第一夹持件的方向延伸的凸起部,并将该凸起部设置在所有第一紧固件围合成的区域内部,另外,将凸起部在电路板上的正投影区域的至少部分设置在电路板的芯片布置区(即芯片在电路板上的正投影区域内),以实现对电路板的承托,即对电路板的芯片布置区具有一定的支撑力,进而确保芯片与芯片基座或者芯片基座与电路板之间的紧密接触,实现芯片与电路板之间的稳定地电连接。
Description
技术领域
本申请实施例涉及芯片组装技术领域,特别涉及一种电子设备及芯片组件。
背景技术
目前,考虑到芯片的系列化需求以及维护芯片的便利性等,越来越多的厂家采用芯片基座(又称socket)方案来组装芯片,例如常见的中央处理器芯片基座(Centralprocessing unit socket,简称CPU socket)电路系统便是采用socket方案对中央处理器芯片进行封组装。
传统的芯片组件例如CPU socket电路系统中,以双面触头的芯片基座为例,芯片基座位于芯片和电路板之间,且芯片基座的两侧面上的端子分别与芯片和电路板电接触,在芯片背离芯片基座的一侧设置有散热器,在电路板背离芯片基座的一侧具有板状件,芯片、芯片基座及电路板整体通过加载在芯片组件边缘的多个螺钉锁紧散热器和板状件之间,实现芯片端子分别与芯片和电路板的良好接触。其中,多个螺钉分别加载在芯片组件边缘的四个角落,参照图1所示。
然而,传统的芯片组件中的芯片基座中间位置与电路板或芯片之间极易形成间隙,影响芯片基座中间位置与电路板或芯片的接触可靠性,进一步降低了芯片与电路板之间的电连接稳定性。
发明内容
本申请实施例提供了一种电子设备及芯片组件,能够提高芯片基座中间位置与电路板或芯片的接触可靠性,从而提高芯片与电路板之间的电连接稳定性。
一方面,本申请实施例提供一种芯片组件,该芯片组件包括依次叠层设置的第一夹持件、芯片、芯片基座、电路板及第二夹持件,其中,芯片通过芯片基座与电路板电连接,且芯片基座的至少一侧与芯片或者电路板电接触。芯片组件还具有绕芯片间隔设置的多个第一紧固件,以锁定第一夹持件和第二夹持件。另外,通过在第二夹持件上形成往第一夹持件的方向延伸的凸起部,并将该凸起部设置在所有第一紧固件围合成的区域内部,另外,将凸起部在电路板上的正投影区域的至少部分设置在电路板的芯片布置区(即芯片在电路板上的正投影区域内),以实现对电路板的承托,即对电路板的芯片布置区具有一定的支撑力,进而确保芯片与芯片基座或者芯片基座与电路板之间的紧密接触,实现芯片与电路板之间的稳定地电连接。
在一种可行的实现方式中,凸起部在电路板上的正投影区域位于芯片在电路板上的正投影区域内,换句话说,整个凸起部在电路板上的正投影区域完全位于芯片在电路板上的正投影区域内,这样,整个凸起部对电路板的芯片布置区起到有效支撑,确保芯片与芯片基座或者芯片基座与电路板之间的紧密接触。
在一种可行的实现方式中,将第二夹持件设置为包括上夹持件、下夹持件及位于上夹持件与下夹持件之间的中间件,并将该中间件作为凸起部,这样,当第一紧固件将整个芯片组件锁紧后,下夹持件会通过中间件将作用力传递至上夹持件,使得上夹持件会在中间件的抵顶下对电路板的芯片布置区(即芯片在电路板上的正投影区域)起到支撑作用,从而保证芯片基座上的芯片端子的受力分布均匀性,进而确保芯片基座的至少一侧分别与芯片或者与电路板良好电接触,提高芯片与电路板之间的电连接稳定性。
在一种可行的实现方式中,可上夹持件的外缘位于所有所述第一紧固件围合成的区域外部。
因中间件通过上夹持件将作用力传递至电路板上,且上夹持件的外缘位于所有第一紧固件加载点围合成的区域外周,从而保证加载点内部的上夹持件的各个位置与电路板之间的作用力的连续性,避免了电路板上发生应力集中的情况,进而确保电路板不会发生损坏,延长了芯片组件的使用寿命。
在一种可行的实现方式中,可在上夹持件朝向电路板的一侧设置避让孔,当上夹持件与电路板贴合后,电子元器件刚好位于该避让孔内,这样既能确保上夹持件紧密贴合在电路板上,避免上夹持件与电路板之间出现间隙而导致电路板出现应力集中的情况,而且也避免上夹持件对电子元器件造成挤压而损坏的情况发生,确保电子元器件正常工作。
实际应用中,电子元器件集中布局于芯片在电路板上的正投影区域内,基于此,在一种可行的实现方式中,可在避让孔内设置第一加强筋,并通过将该第一加强筋的至少部分与中间件接触,以确保中间件将作用力传递至上夹持件上,继而传递至电路板的芯片布置区,使得电路板的芯片布置区会得到第一加强筋的承托,从而保证芯片基座分别与芯片和电路板之间的接触紧密性。另外,第一加强筋设置在避让孔内,也进一步起到加强避让孔结构的作用,确保避让孔在上夹持件上的结构稳定性。
在一种可行的实现方式中,中间件与下夹持件为一体成型的一体件,提高中间件和下夹持件的结构强度,也减少了第二夹持件的零部件数量,从而简化了第二夹持件的结构,提高了第二夹持件的制作以及装配效率。
在一种可行的实现方式中,可将第二夹持件设置为板状件,且该板状件具体可包括第一板状件、第二板状件和中间部,中间部位于第一板状件与第二板状件之间,第一板状件位于电路板的一侧表面,使得板状件在起到封装芯片的作用的同时,还能够避免电路板出现应力集中而损坏的情况发生,从而简化了芯片组件的结构。
在一种可行的实现方式中,第二夹持件朝向电路板的表面为向电路板的方向弯曲的曲面,以使该第二夹持件朝向电路板的一侧形成凸起部,这样,当第一紧固件将整个芯片组件锁紧后,第二夹持件向电路板弯曲的曲面会对电路板具有一定的支撑力,使得芯片基座两侧分别与芯片和电路板的紧密接触,确保了芯片端子的受力分布均匀性,进而确保芯片基座的至少一侧与芯片或者与电路板之间的良好电接触。同时,因第二夹持件的外缘位于所有第一紧固件加载点即载荷支点围合成的区域外周,且在锁紧状态下第二夹持件的曲面与电路板在各个位置上均良好接触,从而保证载荷支点内部的第二夹持件的各个位置与电路板之间的作用力的连续性,避免了电路板上发生应力集中的情况,进而确保电路板不会发生损坏,延长了芯片组件的使用寿命。
在一种可行的实现方式中,曲面的最高区域的至少部分位于芯片在第二夹持件的正投影区域内,使得本申请实施例的芯片组件在锁紧状态下,第二夹持件的曲面的最高区域刚好抵顶在电路板对应芯片的区域(即电路板的芯片布置区),从而进一步提高了芯片基座两侧分别与电路板和芯片的接触紧密性,进而保证芯片基座与芯片或者芯片基座与电路板的良好电接触,实现芯片与电路板之间的稳定电连接。
在一种可行的实现方式中,第二夹持件为板状件,板状件朝向电路板的表面为向电路板的方向弯曲的弧形面,这样,一方面,板状件可起到封装芯片的作用,另一方面还能够避免电路板出现应力集中而损坏的情况发生,从而简化了芯片组件。
在一种可行的实现方式中,板状件包括沿延伸方向相对设置的第一端和第二端,曲面的最高轮廓线位于第一端与第二端的轴对称线上,曲面的最低轮廓线分别位于第一端与第二端上,这样,该板状件的曲面呈拱桥形弯曲,使板状件两侧的轴对称线为曲面的最高轮廓线,这样,板状件的整个轴对称线所在区域均可对电路板起到承托的作用,即板状件对电路板沿宽度方向上的各个位置均起到抵顶的作用,从而进一步确保电路板在锁紧状态下不会往背离芯片的方向弯曲。
在一种可行的实现方式中,板状件背离电路板的一侧表面为平面,板状件的厚度在自轴对称线至第一侧或第二端的方向上逐渐减小,也即是说,板状件朝向电路板的一侧表面为曲面,板状件背离电路板的一侧表面为平面,这样,在保证板状件的曲面对电路板起到承托作用并保证不会在电路板上出现应力集中的效果的同时,简化了板状件的结构,降低了板状件的成型难度,从而提高了芯片组件的制作效率。
在一种可行的实现方式中,电路板朝向第二夹持件的一侧表面设置有电子元器件,第二夹持件对应电子元器件的位置形成有避让槽,当第二夹持件与电路板贴合后,电子元器件刚好位于该避让槽内,这样既能确保第二夹持件紧密贴合在电路板上,避免第二夹持件与电路板之间出现间隙而导致电路板出现应力集中的情况,而且也避免第二夹持件对电子元器件造成挤压而损坏的情况发生,确保电子元器件正常工作。
在一种可行的实现方式中,可在避让槽内设置第二加强筋,并将该第二加强筋的至少部分在电路板上的正投影区域设置在芯片的正投影区域内,以确保第二夹持件上的第二加强筋能够将作用力传递至电路板的芯片布置区,对电路板的芯片布置区起到一定的支撑作用,从而保证芯片基座分别与芯片和电路板之间的接触紧密性。另外,第一加强筋设置在避让孔内,也进一步起到加强避让孔结构的作用,确保避让孔在上夹持件上的结构稳定性。
在一种可行的实现方式中,可将至少一个第一紧固件设置在芯片的第一方向延伸区或第二方向延伸区,相比于传统技术中在芯片外周的四个角落设置第一紧固件,缩小了部分第一紧固件与芯片布置区的中心线之间的距离,即确保部分第一紧固件靠近芯片布置区的中心线设置,从而在提高第一紧固件对芯片组件的紧固效果的同时,提升了芯片组件的刚度,减小了电路板、第一夹持件以及第二夹持件等的变形量,进而改善了芯片基座的受力分布的均匀性,保证芯片基座两侧与芯片或者芯片基座与电路板之间的良好电接触。
在一种可行的实现方式中,可在芯片两侧的第一方向延伸区分别设置至少一个第一紧固件,或者在芯片两侧的第二方向延伸区分别设置至少一个第一紧固件,以提高芯片组件的加载点的对称性,同时进一步对集中载荷进行分散,这样在提高对第一夹持件和第二夹持件的整体锁紧效果的同时,提升了芯片组件的刚度,减小了电路板、第一夹持件以及第二夹持件等的变形量,进而改善了芯片基座的受力分布的均匀性,保证芯片基座两侧与芯片或者芯片基座与电路板之间的良好电接触。另外,可以将至少四个第一紧固件均设置在芯片在两个方向上的延伸区,且分别设置在芯片的四周,这样进一步减小了芯片组件的载荷支点的间距,进而改善了芯片基座的受力分布的均匀性,保证芯片基座两侧与芯片或者芯片基座与电路板之间的良好电接触。
在一种可行的实现方式中,通过在电路板背离第二夹持件的一侧设置托架,使得电路板通过第二紧固件锁紧在托架与第二夹持件之间,进一步提高了电路板的刚度,减小了电路板在芯片组件中的形变量,进而保证芯片端子的受力更加均匀。另外,通过将芯片以及芯片基座限制在托架的安装口内,以提高芯片和芯片基座在水平方向上的稳固性,进一步保证芯片与芯片端子之间良好接触。
在一种可行的实现方式中,芯片基座沿自身的厚度方向相背的两侧均具有芯片端子,芯片基座的两侧分别通过芯片端子与芯片和电路板电接触,即采用双面触头的芯片基座实现芯片与电路板之间的电导通,简化了芯片与电路板之间的电连接结构,提高了电连接效率,同时通过将第二夹持件设置为上述结构,从而使得芯片基座两端的芯片端子受力更加均匀,确保芯片与电路板之间的电连接稳定性。
另一方面,本申请实施例提供一种芯片组件,通过将至少一个第一紧固件设置在芯片的第一方向延伸区或第二方向延伸区,相比于传统技术中在芯片外周的四个角落设置第一紧固件,缩小了部分第一紧固件与芯片布置区的中心线之间的距离,即保证了部分第一紧固件靠近芯片布置区的中心线设置,从而在提高第一紧固件对芯片组件的紧固效果的同时,提升了芯片组件的刚度,减小了电路板、第一夹持件以及第二夹持件等的变形量,进而改善了芯片基座的受力分布的均匀性,保证芯片基座两侧与芯片或者芯片基座与电路板之间的良好电接触。
在一种可行的实现方式中,通过在芯片两侧的第一方向延伸区分别设置至少一个第一紧固件,或者在芯片两侧的第二方向延伸区分别设置至少一个第一紧固件,以提高芯片组件的加载点的对称性,同时进一步对集中载荷进行分散,这样在提高对第一夹持件和第二夹持件的整体锁紧效果的同时,提升了芯片组件的刚度,减小了电路板、第一夹持件以及第二夹持件等的变形量,进而改善了芯片基座的受力分布的均匀性,保证芯片基座两侧与芯片或者芯片基座与电路板之间的良好电接触。
在一种可行的实现方式中,可将至少四个第一紧固件均匀分布在芯片布置区的外周,且与芯片的第一方向延伸区和第二方向延伸区错开设置,同时在第一方向延伸区或第二方向延伸区设置有第一紧固件,即不仅在芯片外周的四个角落均匀布置载荷支点,而且在芯片的延伸区增加载荷支点,将集中载荷进行分散处理,同时也减小了芯片组件的载荷支点的间距,从而在提高第一紧固件对芯片组件的紧固效果的同时,提升了芯片组件的刚度,减小了电路板、第一夹持件以及第二夹持件等的变形量,进而改善了芯片基座的受力分布的均匀性,保证芯片基座两侧与芯片或者芯片基座与电路板之间的良好电接触。
在一种可行的实现方式中,可将至少四个第一紧固件均设置在芯片在两个方向上的延伸区,且分别设置在芯片的四周,这样在提高对第一夹持件和第二夹持件的整体锁紧效果的同时,也相应地减小了各个第一紧固件之间的间距,即减小了芯片组件的载荷支点的间距,从而提升了芯片组件的刚度,减小了电路板、第一夹持件以及第二夹持件等的变形量,进而改善了芯片基座的受力分布的均匀性,保证芯片基座两侧与芯片或者芯片基座与电路板之间的良好电接触。
又一方面,本申请实施例还提供一种电子设备,至少包括一个如上所述的芯片组件。
本申请实施例通过在电子设备内设置上述结构的芯片组件,既能够实现内部芯片与电路板的稳定电连接,从而确保芯片正常工作,而且避免了电路板出现应力集中而损坏的问题,从而延长了整个芯片组件的使用寿命。
附图说明
图1是传统的芯片组件的俯视图;
图2是本申请一实施例提供的一种芯片组件的其中一种装配图;
图3是图2的结构分解图;
图4是图3中芯片基座的结构示意图;
图5是本申请一实施例提供的另一种芯片组件的俯视图;
图6是图2中第二夹持件的结构分解图;
图7是图2的纵向剖视图;
图8是本申请一实施例提供的一种芯片组件的另一种装配图;
图9是图8的纵向剖视图;
图10是本申请一实施例提供的一种芯片组件中芯片基座的受力分布效果图;
图11是图5中第二夹持件的受力等效原理图;
图12是本申请一实施例提供的又一种芯片组件的俯视图;
图13是图12中第二夹持件的受力等效原理图;
图14是本申请一实施例提供的再一种芯片组件的俯视图;
图15是图14中第二夹持件的受力等效原理图;
图16是本申请一实施例提供的再一种芯片组件的俯视图;
图17是本申请一实施例提供的再一种芯片组件的俯视图;
图18是图17中第二夹持件的受力等效原理图;
图19是本申请一实施例提供的再一种芯片组件的其中一种装配图;
图20是图19的结构分解图;
图21是图20中第二夹持件的结构示意图;
图22是图19的纵向剖视图;
图23是本申请一实施例提供的再一种芯片组件的另一种装配图;
图24是图23的纵向剖视图。
附图标记说明:
100-第一夹持件;200-芯片;300-芯片基座;1、400-电路板;2-散热器;3-紧固螺钉;500-第二夹持件;600-第一紧固件;700-托架;800-第二螺钉;900-螺母;
21、210-芯片布置区;22、220-第一方向延伸区;23、230-第二方向延伸区;310-芯片端子;320-止挡部;410-螺钉孔;510-上夹持件;520-下夹持件;530-中间件;540-曲面;550-避让槽;560-第二加强筋;610-第一螺钉;620-螺帽;630-弹性件;710-安装口;
511-避让孔;512-第一加强筋。
具体实施方式
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释,而非旨在限定本申请。
随着芯片尺寸的不断增大(目前芯片的单边长度在80mm以上),传统的芯片直接以球栅阵列组装(Ball Grid Array Package,简称BGA)的方式焊接在电路板上的难度越来越大,因此使用socket方案即芯片基座方案来组装芯片已经成为趋势。其中,芯片基板在实际应用也称为芯片插座。
以CPU socket电路系统为例,传统的芯片组件包括依次叠层设置的散热器2、芯片、芯片基座、电路板11及背板,其中,散热器2用于对芯片进行散热,以确保芯片处于合适的温度范围内,延长芯片的使用寿命。芯片通过芯片基座与电路板1进行电连接,以实现芯片与电路板1之间的信号传输,同时可通过电路板1为芯片供电,背板用于承载电路板1。
实际应用中,芯片基座是一种连接器,其包括塑胶体和芯片端子组成,塑胶体上设有槽口,芯片端子固定在该槽口内。芯片基座按照端子触头的分类可分为单面触头芯片基座和双面触头芯片基座。其中,芯片端子一般为金属端子。
其中,单面触头的芯片基座还包括锡球,锡球和芯片端子分别设置在芯片基座相背设置的两个端面上,例如,芯片基座的的一侧面上具有多个芯片端子,另一侧面上具有多个锡球。芯片通过芯片基座与电路板1连接时,芯片与芯片端子接触,实现芯片与芯片基座的电连接,芯片基座的另一侧面通过锡球与电路板1进行焊接,实现芯片基座与电路板1之间的电连接,从而实现芯片与电路板1之间的电导通。当然,当芯片基座为单面触头芯片基座时,芯片基座一侧的芯片端子可以与电路板1接触,实现电路板1与芯片基座之间的电连接,芯片基座的另一侧通过锡球焊接在芯片上,实现芯片基座与芯片之间电连接。下文具体以芯片与芯片基座的芯片端子接触为例进行说明。
双面触头芯片基座的两侧面均具有多个芯片端子。芯片通过芯片基座与电路板1电连接时,芯片和电路板1分别与芯片基座两侧的芯片端子接触,从而实现芯片与电路板1之间的电导通。
以双面触头芯片基座为例,在CPU socket电路系统中,为了通过芯片基座实现芯片与电路板1之间的电连接,在CPU socket系统中要求芯片与电路板1给芯片基座的芯片端子一定的夹持力,通过芯片基座的芯片端子分别与芯片和电路板1之间的相互作用力来实现芯片与芯片基座以及芯片基座与电路板1之间的良好接触,因此,芯片基座的芯片端子所受作用力越大,接触越良好。
为了保证芯片基座的两侧分别与芯片和电路板1接触良好,在CPU socket电路系统中,散热器2和背板分别作为上夹持件和下夹持件,将芯片、芯片基座及电路板1夹持在散热器2与背板之间,并通过穿设在散热器2、电路板1及背板上的紧固螺钉3将整个CPUsocket电路系统锁紧,这样,散热器2对芯片具有向芯片基座方向的夹持力,背板对电路板1具有向芯片基座方向的夹持力,使得芯片基座两侧的芯片端子均受到一定的夹持力。在夹持力的作用下,该芯片基座两侧的芯片端子分别与芯片和电路板1稳定接触。
其中,芯片基座的芯片端子受到的夹持力也称为正向力,且该正向力平行于与CPUsocket电路系统的安装方向,换句话说,该正向力垂直于芯片以及电路板1的表面。
然而,传统的芯片组件中,紧固螺钉3通常为四个,四个紧固螺钉3分别布置在芯片外周的四个角落。图1是传统的芯片组件的俯视图。参照图1所示,例如,散热器2通常为四边形结构,四个紧固螺钉3分别设置在散热器2的四个拐角处,这样,四个紧固螺钉3刚好与芯片的第一方向延伸区22和第二方向延伸区23错开。
参照图1所示,其中,芯片的第一方向延伸区22是指芯片布置区21在第一方向(参照图1中a所示的方向)上的延伸区域,换句话说,第一方向延伸区22是指芯片布置区21沿a方向相对设置的两侧沿a方向向外延伸的区域。相应地,芯片的第二方向延伸区23是指芯片布置区21在第二方向(参照图1中b方向所示)上的延伸区域,换句话说,第二方向延伸区22是指芯片布置区21沿b方向相对设置的两侧沿b方向向外延伸的区域。其中,第一方向与第二方向相互垂直。
其中,芯片布置区21是指芯片沿芯片组件的高度方向(即层叠方向)在芯片组件的各层部件上的正投影区域,例如,芯片在电路板1上的正投影区域为电路板1上的芯片布置区21,芯片在散热器2上的正投影区域为散热器2上的芯片布置区21。
可以理解的是,芯片的第一方向延伸区22包括芯片布置区21沿第一方向的两侧的两个延伸区域,芯片的第二方向延伸区23包括芯片布置区21沿第二方向的两侧的两个延伸区域。
以长方形结构的芯片为例,第一方向可以是芯片的长度方向,第二方向可以是芯片的宽度方向,则第一方向延伸区22为芯片布置区21沿长度方向往左右两侧延伸的区域,第二方向延伸区23为芯片布置区21沿宽度方向往上下两侧延伸的区域。
当各个紧固螺钉3将各层部件锁紧后,即CPU socket电路系统装配完成后,因紧固螺钉3布局位置以及散热器2、电路板1及背板的刚度原因,芯片一侧的散热器2极易向背离芯片的方向凸起,电路板1以及电路板1一侧的背板极易向背离芯片的方向的凹陷,也即是说,芯片一侧的散热器2和芯片基座一侧的电路板1和背板会分别往远离芯片组件的中心弯曲,这样,不可避免的导致电路板1或者芯片未压合在芯片基座的芯片端子上,即芯片与芯片基座或者芯片基座与电路板1之间产生间隙,使得芯片基座其中一侧芯片端子所受的正向力为零。或者,电路板1或芯片对芯片基座的芯片端子的夹持力即正向力过小,进而影响芯片与芯片基座的芯片端子或者电路板1与芯片基座的芯片端子之间的接触可靠性,对芯片与电路板1之间的电连接稳定性造成影响。
需要说明的是,当芯片基座为单面触头芯片基座时,在CPU socket电路系统装配完成后,芯片一侧的散热器2极易向背离芯片的方向凸起,电路板1连同芯片基座以及电路板1一侧的背板极易向背离芯片的方向的凹陷,这样,会使得芯片与芯片基座的芯片端子之间形成间隙,或者减小了芯片对芯片基座的芯片端子的夹持力,进而对芯片与芯片基座的芯片端子之间的接触可靠性造成影响,进一步影响了芯片与电路板1之间的电连接可靠性。
基于此,本申请实施例提供一种电子设备及芯片组件,通过将电路板背离芯片一侧的夹持件中设计一凸起结构,且该凸起结构往芯片的方向延伸,以实现对电路板的承托,即对电路板具有一定的支撑力,进而确保芯片与芯片基座或者芯片基座与电路板之间的紧密接触,实现芯片与电路板之间的稳定地电连接。
以下通过多个实施例对本申请实施例的电子设备及芯片组件进行详细说明。
实施例一
图2是本实施例提供的一种芯片组件的其中一种装配图,图3是图2的结构分解图。参照图2和图3所示,本申请实施例提供一种芯片组件,包括依次叠层设置的第一夹持件100、芯片200、芯片基座300、电路板400及第二夹持件500,其中,芯片200通过芯片基座300与电路板400电连接,且芯片基座300的至少一侧与芯片200或者电路板400电接触。
为了方便描述,将图3中z方向作为本申请实施例的芯片组件的装配方向以及高度方向,将x方向作为本申请实施例的芯片组件的长度方向,将y方向作为本申请实施例的芯片组件的宽度方向。
参照图3所示,本申请实施例的芯片组件沿z方向自上而下依次设置有第一夹持件100、芯片200、芯片基座300、电路板400及第二夹持件500,换句话说,芯片200、芯片基座300及电路板400这三者形成的芯片组件夹持在第一夹持件100和第二夹持件500之间。
图4是图3中芯片基座的结构示意图。参照图4所示,本申请实施例的芯片基座300可采用传统技术中的芯片基座。例如,芯片基座300可以为单面触头的芯片基座300,即芯片基座300具有沿厚度方向(参照图4中z方向)相背设置的两侧端面,其中一侧具有多个间隔设置的芯片端子310,芯片基座300朝向芯片200的一侧通过芯片端子310与芯片200接触,实现芯片200与芯片基座300的电连接,芯片基座300的另一侧端面即朝向电路板400的一侧具有多个间隔设置的锡球(图中未示出),芯片基座300朝向电路板400的一侧通过锡球焊接在电路板400上,实现芯片基座300与电路板400的电连接,从而使得芯片200与电路板400导通。
需要说明的是,在实际应用中,芯片基座300上的芯片端子310间隔分布在芯片基座300的一侧的整个端面上,图4仅示出了芯片基座300一侧端面中位于边缘一周和内部一周的局部芯片端子310,以作为示例进行说明,该端面上的其他芯片端子310的结构和布局方式可直接参照相关技术中的芯片基座。
可以理解的是,芯片基座300的厚度方向与芯片组件的高度方向一致。
当芯片基座300为双面触头芯片基座时,芯片基座300的两侧端面上均具有多个间隔设置的芯片端子310,芯片200与芯片基座300一侧的芯片端子310接触,实现芯片200与芯片基座300的电连接,电路板400与芯片基座300另一侧的芯片端子310接触,实现电路板400与芯片基座300的电连接。
本申请实施例中的电路板400可以是印制电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)。
参照图2和图3所示,本申请实施例的芯片组件还包括多个第一紧固件600,多个第一紧固件600绕芯片200间隔设置,该第一紧固件600用于锁定第一夹持件100与第二夹持件500,从而对整个芯片组件实现锁紧。例如,多个第一紧固件600可以直接穿设在第一夹持件100和第二夹持件500内,以实现对芯片组件的夹持。当然,多个第一紧固件600还可采用其他方式来锁定第一夹持件100和第二夹持件500,例如,可先借助其他部件例如托架700和第二紧固件将第二夹持件500、电路板400、芯片基座300及芯片200锁紧在一起,然后将第一紧固件600穿设在第一夹持件100和托架700上,便可将第一夹持件100和第二夹持件500锁定在一起,具体可参照下文中关于托架700的内容。
图5是本申请一实施例提供的另一种芯片组件的俯视图。参照图5所示,示例性地,芯片组件可以具有四个第一紧固件600,四个第一紧固件600分别绕芯片200间隔设置在芯片布置区210的外周,例如,当第一夹持件100沿x-y平面的截面形状为四边形结构时,四个第一紧固件600分别设置在第一夹持件100的四个拐角处,且四个第一紧固件600可以穿设于第一夹持件100、电路板400以及第二夹持件500上,从而将芯片组件锁紧在第一夹持件100与第二夹持件500之间。可以理解的是,在上述示例中,四个第一紧固件600的具体位置可直接参照传统的芯片组件中紧固螺钉3的设置方式(如图1所示),此处不再赘述。
参照图5所示,芯片布置区210是指芯片200沿z方向在芯片组件的各层部件上的正投影区域,例如,参照图3所示,芯片200在电路板400上的正投影区域(参照图3中A所示)为电路板400的芯片布置区210,芯片200在第二夹持件500上的正投影区域也为第二夹持件500的芯片布置区210。
参照图3所示,芯片200在电路板400上表面的正投影区域A位于芯片基座300在电路板400上表面的正投影区域内,以确保芯片200内的所有引脚均可通过芯片基座300上的芯片端子310连接在电路板400上。
参照图5所示,芯片布置区210在芯片组件中各层结构件的中间区域,例如,电路板400的中间区域用于布置芯片基座300以及芯片200(参照图3所示),那么第二夹持件500的中间区域也对应为芯片布置区210。可以理解的是,参照图3所示,芯片组件中各层结构件例如电路板400的中间区域是指该各层结构件中经过轴线l的部分区域,换句话说,芯片组件中各层结构件的中间区域的轴线与芯片组件的轴线l重合。
其中,芯片组件在锁紧状态即装配状态下,第一夹持件100通过芯片200将夹持力(参照图3中F0所示)传递至芯片基座300上,第二夹持件500通过电路板400将夹持力(参照图3中F0’所示)传递至芯片基座300上,使得芯片基座300上的芯片端子310受到一定的夹持力,并实现芯片200与芯片基座300或者芯片基座300与电路板400的良好接触。
需要说明的是,芯片基座300的芯片端子310受到的夹持力也称为正向力,该正向力的方向平行于z方向。
参照图3和图4所示,实际应用中,芯片基座300朝向芯片200的一侧设置有四个止挡部320,四个止挡部320分别设置在芯片基座300的四个拐角处,芯片200安装在芯片基座300上,并通过四个止挡部320进行水平方向(沿x-y平面上的所有方向)上的限位,这样不仅便于芯片200的安装定位,而且也避免芯片200在芯片基座300的表面偏移而影响与芯片端子310的良好接触。
以下以芯片基座300为单触头芯片基座为例进行芯片组件的结构说明。
图6是图2中第二夹持件的结构分解图,图7是图2的纵向剖视图。参照图6和图7所示,本申请实施例中,第二夹持件500具有往第一夹持件100的方向延伸的凸起部,该凸起部501,该凸起部501位于所有第一紧固件600围合成的区域内部。
参照图7所示,所有的第一紧固件600未穿设在凸起部501上。
需要说明的是,所有第一紧固件600围合成的区域是指所有第一紧固件600依次连线形成的多边形区域沿z方向在芯片组件的各层部件上的正投影区域,例如,第一紧固件600有四个,四个第一紧固件600绕芯片200间隔布置在芯片布置区210的外周,四个第一紧固件600依次连线形成四边形,且该四边形围成四边形区域,凸起部501位于该四边形区域沿z方向在第二夹持件500上的正投影区域内部。
另外,凸起部501在电路板400上的正投影区域(参照图3中区域B所示)的至少部分位于芯片200在电路板400上的正投影区域(参照图3中区域A所示)内,即凸起部501在电路板400上的正投影区域位于电路板400上的芯片布置区210。需要说明的是,凸起部501在电路板400上的正投影区域具体是指凸起部501沿z方向在电路板400上的正投影区域。
例如,凸起部501在电路板400上的正投影区域B的一部分位于芯片200在电路板400上的正投影区域A内(图中未示出),换句话说,凸起部501在电路板400上的正投影区域B的一部分位于芯片布置区210的内部,另一部分位于芯片布置区210的外部。
以单面触头的芯片基座300为例,当第一紧固件600将整个芯片组件锁紧后,电路板400会在凸起部501的抵顶下对电路板400的芯片布置区210(即区域A)具有一定的支撑力,凸起部501通过对电路板400的芯片布置区210进行承托,可将电路板400的芯片布置区210即中间区域抵顶为水平状态或者往芯片200的方向凸出,从而避免电路板400往下弯曲即往背离芯片200的方向弯曲,从而避免芯片基座300与芯片200之间出现间隙,使得芯片基座300上的芯片端子310的受力更加均匀,保证芯片基座300与芯片200之间的良好接触,进而保证芯片200与电路板400之间的电连接可靠性。
参照图3所示,在一些示例中,凸起部501在电路板400上的正投影区域B位于芯片200在电路板400上的正投影区域A内,也即是说,整个凸起部501在电路板400上的正投影区域B完全位于芯片200在电路板400上的正投影区域A即芯片布置区210内,这样,整个凸起部501对电路板400的芯片布置区210起到有效支撑,确保芯片200与芯片基座300之间的紧密接触。
可以理解的,当芯片基座300为双触头的芯片基座300时,即该芯片基座300沿自身的厚度方向相背的两侧均具有芯片端子310,芯片基座300的两侧分别通过芯片端子310与芯片200和电路板400电接触,即采用双面触头的芯片基座300实现芯片200与电路板400之间的电导通,简化了芯片200与电路板400之间的电连接结构,提高了电连接效率。
另外,通过将第二夹持件500设置为上述结构,从而使得芯片基座300两端的芯片端子310受力更加均匀,例如,凸起部501对电路板400的芯片布置区210起到有效支撑,使得芯片基座300朝向电路板400一侧的芯片端子310的受力更加均匀,从而提高了芯片基座300与电路板400之间的接触紧密性。另外,该凸起部501对电路板400的芯片布置区210的抵顶,使得芯片基座300朝向芯片200一侧的芯片端子310的受力也更为均匀,从而确保了芯片基座300与芯片200之间的接触紧密性,进而提高了确保芯片与电路板之间的电连接稳定性。
以下通过实施例一和实施例二对不同结构的第二夹持件500进行详细说明。
实施例一
参照图6所示,本申请实施例的第二夹持件500包括上夹持件510、下夹持件520及位于上夹持件510与下夹持件520之间的中间件530,上夹持件510位于电路板400的一侧表面,即该上夹持件510位于电路板400背离芯片基座300的一侧表面,下夹持件520与上夹持件510相对设置,且下夹持件520与上夹持件510之间夹持有中间件530,其中,中间件530位于所有第一紧固件600围合成的区域内部。例如,中间件530位于四个第一紧固件600围合成的四边形区域沿z方向在第二夹持件500上的正投影区域内部。
本申请实施例中,中间件530被配置为第二夹持件500的凸起部501,换句话说,中间件530作为第二夹持件500上形成的凸起部501。
参照图6所示,例如,中间件530的外轮廓尺寸小于上夹持件510和下夹持件520的外轮廓尺寸,所有的第一紧固件600可穿设在下夹持件520与上夹持件510上,且未穿设在中间件530上。
图8是本申请一实施例提供的一种芯片组件的另一种装配图,图9是图8的纵向剖视图。
参照图7至图9所示,以单面触头的芯片基座300为例,当第一紧固件600将整个芯片组件锁紧后,下夹持件520会受到朝向芯片200方向的作用力,该作用力通过中间件530传递至上夹持件510上,这样,上夹持件510会在中间件530的抵顶下对电路板400的芯片布置区210具有一定的支撑力,换句话说,中间件530通过抵顶上夹持件510,以对电路板400的芯片布置区210进行承托。
具体而言,因下夹持件520的刚度以及第一紧固件600的锁紧力度等原因,使得电路板400在第二夹持件500的夹持下呈现以下几种锁紧状态。
参照图7所示,作为其中一种锁紧状态,当第一紧固件600将芯片组件锁紧后,下夹持件520的中间区域往远离芯片200的方向弯曲,则中间件530在将下夹持件520受到的作用力传递至上夹持件510的芯片布置区210时会往下移动一定距离,使得中间件530将上夹持件510的中间区域抵顶至向上微凸,该微凸的上夹持件510则将电路板400的芯片布置区210即中间区域抵顶为水平状态,避免电路板400往下弯曲即往背离芯片200的方向弯曲,从而避免芯片基座300与芯片200之间出现间隙,使得芯片基座300上的芯片端子310的受力更加均匀,保证芯片基座300与芯片200之间的良好接触,进而保证芯片200与电路板400之间的电连接可靠性。
参照图8所示,作为另一种锁紧状态,当第一紧固件600将芯片组件锁紧后,下夹持件520的中间区域往远离芯片200的方向弯曲,同时,中间件530在将作用力传递至上夹持件510时,会将上夹持件510的中间区域抵顶至向上弯曲,向上弯曲的上夹持件510将电路板400的芯片布置区210即中间区域抵顶为向上弯曲即往靠近芯片200的方向弯曲,从而进一步避免芯片基座300与芯片200之间出现间隙,使得芯片基座300上的芯片端子310的受力更加均匀,保证芯片基座300与芯片200之间良好接触,进而保证芯片200与电路板400之间的电连接可靠性。
当然,本申请实施例并不排除其他锁紧状态,此处不对本申请实施例的芯片组件的锁紧状态进行限制,只要确保电路板400的芯片布置区210在第二夹持件500的承托下,对芯片基座300的两侧面具有一定的夹持力,确保芯片基座300上的芯片端子310的受力更加均匀,保证芯片基座300与芯片200之间的电接触更加可靠即可。
图10是本申请一实施例提供的一种芯片组件中芯片基座的受力分布效果图。参照图10所示,区域M为本申请实施例的芯片组件中,芯片基座300位于中心区域的芯片端子所受的正向力,可以看出,芯片基座300位于中心区域的芯片端子所受的正向力最低为0.2262N,其能够保证芯片200与电路板400之间的电连接可靠性。
本申请实施例中,上夹持件510的外缘可位于所有第一紧固件600加载点围合成的区域外周,例如,第一紧固件600可穿设在上夹持件510和下夹持件520上,且并未穿过中间件530,这样,中间件530通过上夹持件510将作用力传递至电路板400上,且,从而保证加载点内部的上夹持件510的各个位置与电路板400之间的作用力的连续性,避免了电路板400上发生应力集中的情况,进而确保电路板400不会发生损坏,延长了芯片组件的使用寿命。
可以理解的是,当芯片基座300为单面触头芯片基座,且芯片基座300上的锡球焊接在电路板400上,芯片基座300上的芯片端子与芯片200电接触时,本申请实施例的芯片组件减弱电路板向背离芯片200的方向弯曲时对锡球焊接处产生的拉扯力,从而避免了锡球与电路板400之间的焊接处受损甚至断裂的情况发生,保证了芯片基座200与电路板400之间的焊接稳固性。本申请实施例的芯片基座300的两侧可分别通过芯片端子310与芯片200和电路板400电接触,即采用双面触头的芯片基座300实现芯片200与电路板400之间的电导通,简化了芯片200与电路板400之间的电连接结构,提高了电连接效率。同时通过将第二夹持件500设置为上述结构,使得芯片基座300两侧的芯片端子310受力更加均匀,进而使得芯片基座300两侧的芯片端子310分别与芯片200和电路板400之间的接触更加可靠,确保芯片200与电路板400之间的电连接稳定性。
参照图7所示,具体设置时,中间件530的至少部分设置在芯片200的轴线l上,使得中间件530刚好通过上夹持件510将力作用在电路板400对应芯片200中心的区域,从而进一步提高了芯片基座300两侧分别与电路板400和芯片200的接触紧密性,确保芯片端子310的受力分布均匀性,进而保证芯片基座300与芯片200或者芯片基座300与电路板400的良好电接触,实现芯片200与电路板400之间的稳定电连接。例如,中间件530的轴线可以与芯片200的轴线l重合。本申请实施例具体是以芯片200的轴线与芯片组件的轴线l为例进行的说明。
当然,在某些示例中,芯片200的轴线也可偏离芯片组件的轴线l,本申请实施例并不排除该示例。
参照图6所示,本申请实施例的第二夹持件500可以为分体式结构,例如,第二夹持件500可以由两个结构件组成。示例性地,中间件530可以与下夹持件520设置为一体成型的一体件,换句话说,中间件530与下夹持件520一体成型。例如,在下夹持件520的表面上往上延伸一凸起结构,且该凸起结构作为中间件530,与下夹持件520一体成型。
本申请实施例通过将中间件530与下夹持件520设置为一体成型的一体件,在提高中间件530和下夹持件520的结构强度的同时,减少了第二夹持件500的零部件数量,从而简化了第二夹持件500的结构,提高了第二夹持件500的制作以及装配效率。
随着芯片的交换速率以及计算能力的提高,使得芯片通流的要求及动态特性的要求越来越高,在电路板400上布置的电子元器件例如电源模块、电阻及滤波电容等也逐渐增多。因电路板400的其中一侧表面布置有芯片基座300,则通常将电子元器件布置在电路板400背离芯片基座300的一侧(图中未示出电子元器件),即电子元器件设置在电路板400朝向第二夹持件500的一侧表面。
参照图6所示,为了避免第二夹持件500在芯片组件的装配过程中对电子元器件造成损坏,本申请实施例在上夹持件510对应电子元器件的位置形成有避让孔511。这样,当上夹持件510与电路板400贴合后,电子元器件刚好位于该避让孔511内,这样既能确保上夹持件510紧密贴合在电路板400上,避免上夹持件510与电路板400之间出现间隙而导致电路板400出现应力集中的情况,而且也避免上夹持件510对电子元器件造成挤压而损坏的情况发生,确保电子元器件正常工作。
可以理解的是,避让孔511的尺寸和形状可以与电路板400上的电子元器件相匹配,这样不仅起到避让电子元器件的作用,而且也避免避让孔511过大而降低上夹持件510的结构强度的情况发生。
当然,避让孔511可以为一个,一个避让孔511用于容纳多个电子元器件。
实际应用中,电子元器件通常会集中布局于芯片200在电路板400上的正投影区域内,即电子元器件设置在电路板400的芯片布置区210。为了保证上夹持件510的中间区域能够抵顶住电路板400的芯片布置区210,本申请实施例在避让孔511内设置有第一加强筋512,该第一加强筋512的至少部分与中间件530接触,以确保中间件530将作用力传递至上夹持件510上,继而传递至电路板400的芯片布置区210,对电路板400的芯片布置区210起到支撑的作用,例如在中间件530的承托下该电路板400的芯片布置区210可处于水平状态或者往芯片200的方向弯曲,从而保证芯片基座300分别与芯片200和电路板400之间的接触紧密性。
另外,第一加强筋512设置在避让孔511内,也进一步起到加强避让孔511结构的作用,确保避让孔511在上夹持件510上的结构稳定性。
继续参照图6,示例性地,在上夹持件510的中间区域设置一个长方形结构的避让孔511,并在避让孔511内设置两个交叉的第一加强筋512,且其中一个加强筋的两侧分别连接在避让孔511的其中一对相对的孔壁上,另一个第一加强筋512的两侧分别连接在避让孔511的另一对相对的孔壁上,两个第一加强筋512的交叉处与中间件530接触,使得中间件530通过两个第一加强筋512交叉处的部分将作用力传递至上夹持件510以及电路板400的芯片布置区210。
当然,在其他示例中,还可以在避让孔511内设置一个第一加强筋512,该第一加强筋512的两侧可以分别延伸至避让孔511中任意一对相对的孔壁上,且第一加强筋512的一部分与中间件530接触。本申请实施例具体不对第一加强筋512的设置数量和位置进行限制,只要保证第一加强筋512的一部分与中间件530接触即可
参照图2和图3所示,本申请实施例的芯片组件中,第一夹持件100可以是散热器。该散热器设置在芯片200的的一侧,不仅起到夹持芯片200的作用,而且可为芯片200进行散热,保证芯片200正常工作。
在一些示例中,第一夹持件100也可以是散热器和上盖板,其中,散热器位于芯片200的一侧表面,上盖板盖设在散热器背离芯片200的一侧,以保护散热器不受损坏。同时,散热器和上盖板共同作为第一夹持件100,为芯片200提供向下的夹持力,使得芯片200与芯片基座300的芯片端子310紧密接触。本申请实施例具体不对第一夹持件100的具体结构进行限制,只要保证能对芯片200提供朝向芯片基座300方向上的夹持力即可。
参照图6和图7所示,本申请实施例的第二夹持件500可以是板状件。该板状件可以芯片组件的背板。例如,该板状件包括第一板状件、第二板状件和中间部,中间部位于第一板状件与第二板状件之间,第一板状件位于电路板400的一侧表面,
位于板状件内的第一紧固件600穿设在第一板状件和第二板状件上,中间部位于所有第一紧固件600围合成的区域内部,且中间部在电路板400上的正投影区域位于芯片200在电路板400上的正投影区域内。
可以理解的是,第一板状件作为第二夹持件500中的上夹持件510,中间部作为第二夹持件500中的中间件530,第二板状件作为第二夹持件500中的下夹持件520。
当第一紧固件600将整个芯片组件锁紧后,第二板状件会受到朝向芯片200方向的夹持力,该夹持力通过中间部传递至第一板状件上,继而第一板状件会在中间部的抵顶下将电路板400设有芯片200的区域即芯片布置区210抵顶为水平状态或者往芯片200的方向弯曲的状态。
本申请实施例通过将第二夹持件500设置为板状件例如背板,使得板状件在起到封装芯片200的作用的同时,还能够避免电路板400出现应力集中而损坏的情况发生,从而简化了芯片组件。
本申请实施例的多个第一紧固件600的布局方式有多种。
参照图5所示,第一种布局方式(上文有提到),第一紧固件600的数量为四个,四个第一紧固件600分别绕芯片200间隔设置在芯片布置区210的外周,例如,当第一夹持件100沿x-y平面的截面形状为四边形结构时,四个第一紧固件600分别设置在第一夹持件100的四个拐角处,这样,四个第一紧固件600刚好与芯片200的第一方向延伸区220和第二方向延伸区230错开。
参照图5所示,其中,芯片200的第一方向延伸区220是指芯片布置区210在第一方向(参照图5中a方向所示)上的延伸区域,换句话说,第一方向延伸区220是指芯片布置区210沿a方向相对设置的两侧沿a方向向外延伸的区域。相应地,芯片200的第二方向延伸区230是指芯片布置区210在第二方向(参照图5中b方向所示)上的延伸区域,换句话说,第二方向延伸区230是指芯片布置区210沿b方向相对设置的两侧沿b方向向外延伸的区域。其中,第一方向与第二方向相互垂直。
可以理解的是,芯片200的第一方向延伸区220包括芯片布置区210沿第一方向的两侧的两个延伸区域,芯片200的第二方向延伸区230包括芯片布置区210沿第二方向的两侧的两个延伸区域。
以长方形结构的芯片200为例,第一方向可以是芯片200的长度方向,第二方向可以是芯片200的宽度方向,则第一方向延伸区220为芯片布置区210沿长度方向往左右两侧延伸的区域,第二方向延伸区230为芯片布置区210沿宽度方向往上下两侧延伸的区域。
本申请实施例具体以图5中x方向作为第一方向,以y方向作为第二方向为例进行说明。参照图5所示,任意一个第一紧固件600与芯片布置区210的垂直中心线l2之间的距离为A。
需要说明的是,芯片布置区210的垂直中心线l2为芯片布置区210在第一方向(参照x方向所示)的对称中心线,且该垂直中心线l2位于x-y平面内。
图11是图5中第二夹持件的受力等效原理图。参照图11所示,在第一种布局方式中,沿第一方向设置的两对第一紧固件600的加载点对第二夹持件500的作用力可等效为F1和F2,芯片基座300对第二夹持件500的作用力可等效为作用在第二夹持件500中间位置的F。
图12是本申请一实施例提供的又一种芯片组件的俯视图。参照图12所示,作为第二种布局方式,本申请实施例的多个第一紧固件600中,至少一个第一紧固件600设置在芯片200的第一方向延伸区220或第二方向延伸区230。
可以理解,第二种布局方式包括以下几种示例:
第一种示例是所有的第一紧固件600均设置在芯片200的延伸区,例如,所有的第一紧固件600均设置在第一方向延伸区220或者第二方向延伸区230,或者,所有的第一紧固件600分别设置在第一方向延伸区220和第二方向延伸区230内。
第二种示例是一部分第一紧固件600设置在芯片200的延伸区以外,换句话说,一部分第一紧固件600设置在第一方向延伸区220和第二方向延伸区230的外部,另一部分第一紧固件600设置在芯片200的延伸区,例如,另一部分第一紧固件600设置在芯片200的第一方向延伸区220和第二方向延伸区230。
以下先对第一种示例进行说明。
例如,至少两个第一紧固件600均设置在芯片200的第一方向延伸区220,且至少两个第一紧固件600分别位于芯片布置区210沿第一方向的两侧。或者,至少两个第一紧固件600均设置在芯片200的第二方向延伸区230,且至少两个第一紧固件600分别位于芯片布置区210沿第二方向的两侧,其中,第一方向与第二方向相互垂直。
可以理解的是,上述示例包括两种情况,第一种情况是所有的第一紧固件600可以均设置在芯片200的第一方向延伸区220,或者均设置在芯片200的第二方向延伸区230;第二种情况是在芯片200的第一方向延伸区220和第二方向延伸区230均设置有第一紧固件600。
首先对第一种情况进行分析。
参照图12所示,例如,第一紧固件600为四个,四个第一紧固件600均位于芯片200的第二方向延伸区230,且其中两个第一紧固件600间隔设置在芯片布置区210上方的第二方向延伸区230,另外两个第一紧固件600间隔设置在芯片布置区210下方的第二方向延伸区230。同时,沿第一方向间隔设置的两个第一紧固件600分别位于芯片布置区210的垂直中心线l2的两侧。
其中,第二方向延伸区230230中的任意一个第一紧固件600与垂直中心线l2之间的垂直距离为B,不难看出,B小于A。
实际应用中,在上述示例中,假设沿第一方向间隔设置的两个第一紧固件600之间距离为L,则通常其中一个第一紧固件600与垂直中心线l2之间的距离B大于或者等于L/4,以进一步提高芯片基座300的受力均匀性。
图13是图12中第二夹持件的受力等效原理图。参照图13所示,将第二夹持件500等效为一杆件,上述示例中,沿第一方向设置的两对第一紧固件600的加载点对第二夹持件500的作用力可等效为F3和F4,芯片基座300对第二夹持件500的作用力可等效为作用在第二夹持件500中间位置的F。
根据材料力学基本知识可知,将至少两对第一紧固件600均设置在芯片200的第二方向延伸区230,相较于将两对第一紧固件600设置在第一夹持件100的四个拐角处,缩小了第一紧固件600与芯片布置区210的中心线(例如垂直中心线l2)之间的距离,同时减小了沿第一方向设置的两对第一紧固件600的加载点即芯片组件的载荷支点的间距,使得该示例中的第二夹持件500所产生的挠度即变形量远小于第一种布局方式下第二夹持件500所产生的挠度。
可以理解的是,本申请实施例具体是以第二方向延伸区230中的第一紧固件600与芯片布置区210的垂直中心线l2之间的距离作为参考。当然,当第一方向延伸区220内具有第一紧固件600时,也可以第一方向延伸区220中的第一紧固件600与芯片布置区210的水平中心线之间的距离作为参考。
其中,芯片布置区210的水平中心线为芯片布置区210在第二方向(参照图12中y方向所示)的对称中心线,且该垂直中心线l2位于x-y平面内。
实际应用中,至少有两个第一紧固件600位于垂直中心线l2的两侧,或者,至少有两个第一紧固件600位于水平中心线的两侧,使得芯片布置区210的中心线两侧均具有载荷支点,进一步提高芯片基座300的中心位置的受力均匀性。
可以理解的是,第一紧固件600的数量还可以是六个,六个第一紧固件600均设置在芯片200的第二方向延伸区230,且每三个第一紧固件600分别设置在芯片布置区210沿第二方向的上下两侧,以进一步提高芯片组件的结构稳定性,减小第一夹持件100、第二夹持件500及电路板400等的变形量,从而保证芯片基座300两侧分别与芯片200和电路板400之间的接触可靠性。
当然,在某些示例中,位于芯片布置区210上方的第二方向延伸区230和下方的第二方向延伸区230中第一紧固件600的数量也可不相等。例如,芯片布置区210上方的第二方向延伸区230设置有两个第一紧固件600,芯片布置区210下方的第二方向延伸区230设置有一个第一紧固件600。其中,位于芯片布置区210上方的第二方向延伸区230的两个第一紧固件600可分别设置在垂直中心线l2的两侧,位于芯片布置区210下方的第二方向延伸区230的第一紧固件600可设置在垂直中心线l2上,或靠近垂直中心线l2。
基于上述可知,通过将至少两个第一紧固件600均设置在芯片200的第一方向延伸区220或者第二方向延伸区230,并在芯片布置区210沿第一方向的两侧或者沿第二方向的两侧分别设置至少一个第一紧固件600,这样在保证对第一夹持件100和第二夹持件500的整体锁紧效果的同时,相比于第一种布局方式,减小了部分第一紧固件600与芯片布置区210的中心线之间的距离,即芯片组件的载荷支点靠近芯片布置区210的中心线设置,从而提升了芯片组件的刚度,减小了电路板400、第一夹持件100以及第二夹持件500等的变形量,进而改善了芯片基座300的受力分布的均匀性,保证芯片基座300两侧与芯片200或者芯片基座300与电路板400之间的良好电接触。
图14是本申请一实施例提供的再一种芯片组件的俯视图。参照图14所示,作为第一种示例的第二种情况,第一紧固件600可至少为四个,至少两个第一紧固件600均设置在芯片200的第一方向延伸区220,且至少两个第一紧固件600分别位于芯片布置区210沿第一方向的两侧,至少两个第一紧固件600均设置在芯片200的第二方向延伸区230,且至少两个第一紧固件600分别位于芯片布置区210沿第二方向的两侧。
例如,第一紧固件600为四个,四个第一紧固件600均设置在芯片200的两个方向上的延伸区内,其中,两个第一紧固件600分别设置在芯片布置区210沿第一方向的两侧延伸区即左右两个第一方向延伸区220,另外两个第一紧固件600分别设置在芯片布置区210沿第二方向的两侧延伸区即上下两个第二方向延伸区230,其中,位于上下两个第二方向延伸区230的第一紧固件600可设置在芯片布置区210的垂直中心线l2上。
图15是图14中第二夹持件的受力等效原理图。参照图15所示,作为第一种示例的第二种情况,位于第一方向延伸区220的左右两个第一紧固件600对第二夹持件500的作用力可等效为F1和F2,位于第二方向延伸区230的上下两个第一紧固件600对第二夹持件500的作用力可等效为F5,芯片基座300对第二夹持件500的作用力可等效为作用在中间位置的F。
参照图14所示,在该示例中,位于第一方向延伸区220的左右两个第一紧固件600与芯片布置区210的垂直中心线l2之间的距离为C,因C与第一紧固件600的第一种布局方式中,第一紧固件600与垂直中心线l2之间的距离A基本相等,因此,位于第一方向延伸区220的左右两个第一紧固件600对第二夹持件500的作用力也可等效为F1和F2。
根据材料力学基本知识可知,在该示例即第一种示例的第二种情况下,第二夹持件500所产生的挠度即变形量小于第一种布局方式中第二夹持件500所产生的挠度即变形量。
本申请实施例通过将至少四个第一紧固件600均设置在芯片200在两个方向上的延伸区,且分别设置在芯片200的四周,这样在保证对第一夹持件100和第二夹持件500的整体锁紧效果的同时,也相应地减小了部分第一紧固件600与芯片布置区210的中心线之间的距离(例如第二方向延伸区230230中的第一紧固件600与垂直中心线l2之间的距离),即减小了芯片组件的部分载荷支点与芯片布置区210的中心线的距离,从而提升了芯片组件的刚度,减小了电路板400、第一夹持件100以及第二夹持件500等的变形量,进而改善了芯片基座300的受力分布的均匀性,保证芯片基座300两侧与芯片200或者芯片基座300与电路板400之间的良好电接触。
图16是本申请本申请一实施例提供的再一种芯片组件的俯视图。参照图16所示,在上述第二种情况中,还可以在芯片200的左右两个第一方向延伸区220均设置两个或者两个以上第一紧固件600,或者,在芯片200的上下两个第二方向延伸区230均设置两个或者两个以上第一紧固件600。例如,在芯片200的上下两侧的第二方向延伸区230分别设置一个第一紧固件600,在芯片200左右两侧的第一方向延伸区220分别设置两个第一紧固件600,以进一步提高芯片组件的结构稳定性。
当然,还可以在左右两侧的第一方向延伸区220内设置多个第一紧固件600,同时,可以在上下两侧的第二方向延伸区230内设置多个第一紧固件600,例如,在芯片200的上下两侧的第二方向延伸区230分别设置两个第一紧固件600,在芯片200左右两侧的第一方向延伸区220分别设置两个第一紧固件600,具体可根据实际需要进行调整。
图17是本申请一实施例提供的再一种芯片组件的俯视图。参照图17所示,第二种布局方式中,第一紧固件600的第二种示例如下:
多个第一紧固件600中,至少两个第一紧固件600分布在芯片布置区210的外周,且至少两个第一紧固件600均与第一方向延伸区220和第二方向延伸区230错开设置,另外,至少一个第一紧固件600设置在芯片200的第一方向延伸区220或第二方向延伸区230。
实际应用中,至少四个第一紧固件600分别均匀分布在芯片布置区210的外周,且至少四个第一紧固件600均与第一方向延伸区220和第二方向延伸区230错开设置,至少一个第一紧固件600设置在芯片200的第一方向延伸区220或第二方向延伸区230。
需要说明的是,在该示例中,可以在芯片200的延伸区设置一个第一紧固件600,且该第一紧固件600可以设置在第一方向延伸区220,也可以设置在第二方向延伸区230。当然,在该示例中,还可以在芯片200的延伸区设置两个或者两个以上第一紧固件600。
其中,当在芯片200的延伸区设置多个第一紧固件600时,多个第一紧固件600可以在在第一方向延伸区220或者第二方向延伸区230中随意设置,也可参照上述第一种示例。
参照图17所示,示例性的,第一紧固件600可至少为六个,其中,四个第一紧固件600分别均匀分布在芯片布置区210的外周,且均与第一方向延伸区220和第二方向延伸区230错开设置,例如,四个第一紧固件600分别设置在芯片组件的四个角落。
另外,至少两个第一紧固件600均设置在芯片200的第一方向延伸区220,且至少两个第一紧固件600分别位于芯片布置区210沿第一方向的两侧;或者,参照图15所示,至少两个第一紧固件600均设置在芯片200的第二方向延伸区230,且至少两个第一紧固件600分别位于芯片布置区210沿第二方向的两侧。
例如,如图17所示,第一紧固件600有六个,其中,四个第一紧固件600分别设置在芯片组件的四个角落,另外两个第一紧固件600分别设置在芯片布置区210上下两侧的第二方向延伸区230,并且位于芯片布置区210的垂直中心线l2上。
图18是图17中第二夹持件的受力等效原理图。参照图18所示,位于芯片组件四个角落的两对第一紧固件600的加载点对第二夹持件500的作用力可等效为F1和F2,位于芯片200的第二方向延伸区230的第一紧固件600的加载点对第二夹持件500的作用力可等效为F5,芯片基座300对第二夹持件500的作用力可等效为作用在第二夹持件500中间位置的F。
根据材料力学的基本知识可知,在该示例即第二种布局方式的第二种示例下,第二夹持件500所产生的挠度即变形量小于第一种示例下第二夹持件500所产生的挠度即变形量。
基于上述可知,本申请实施例通过将至少四个第一紧固件600均匀分布在芯片布置区210的外周,且与芯片200的第一方向延伸区220和第二方向延伸区230错开设置,同时在第一方向延伸区220或第二方向延伸区230至少设置一个第一紧固件600,即不仅在芯片200外周的四个角落均匀布置载荷支点,而且在芯片200的延伸区增加载荷支点,将集中载荷进行分散处理,从而在提高第一紧固件600对芯片组件的紧固效果的同时,减小了各个第一紧固件600之间的间距,即减小了芯片组件的载荷支点的间距,从而提升了芯片组件的刚度,减小了电路板400、第一夹持件100以及第二夹持件500等的变形量,进而改善了芯片基座300的受力分布的均匀性,保证芯片基座300两侧与芯片200或者芯片基座300与电路板400之间的良好电接触。
可以理解的是,在第二种布局方式的第二种示例中,位于芯片200的延伸区外部的第一紧固件600的数量还可以等于或者少于三个,例如,位于芯片200的延伸区外部的第一紧固件600的数量为三个,三个第一紧固件600分别设置在芯片布置区210外周的四个角落中的任意三个角落。参照图16所示,示例性地,在芯片布置区210外周的左上角、右上角、左下角分别设置一个第一紧固件600。
本申请实施例具体不对位于芯片200的延伸区外部的第一紧固件600的数量进行限制,具体可根据实际需要进行调整。
这里需要说明的是,上述第一紧固件600的第二种布局方式可以是基于第二夹持件500中具有凸起部501的芯片组件所做的改进,例如,芯片组件的第二夹持件500具有凸起部501,并且,多个第一紧固件600以上述第二种布局方式设置在芯片组件中,以锁定芯片组件的第一夹持件100和第二夹持件500,从而将芯片组件进行组装,这样可进一步确保芯片与芯片基座或者芯片基座与电路板之间的紧密接触,实现芯片与电路板之间的稳定地电连接。
当然,在某些示例中,上述第一紧固件600的第二种布局方式还可以是基于相关技术中的芯片组件所做的改进,例如,芯片组件的第二夹持件500直接采用相关技术中的背板,即背板上未设置凸起部501,多个第一紧固件600以上述第二种布局方式设置在芯片组件中,以锁定芯片组件的第一夹持件100和第二夹持件500,从而将芯片组件进行组装,以确保芯片与芯片基座或者芯片基座与电路板之间的紧密接触,实现芯片与电路板之间的稳定地电连接。
参照图3所示,本申请实施例的芯片组件还可以包括托架700和第二紧固件。其中,托架700位于电路板400背离第二夹持件500的一侧,托架700上具有安装口710,当托架700装配在电路板400上时,芯片基座300位于托架700上的安装口710内,芯片200穿过托架700上的安装口710并与芯片基座300电接触,第二紧固件依次穿设在第二夹持件500、电路板400及托架700上。例如,电路板400通过第二紧固件锁紧在托架700与板状件之间。
其中,托架700可采用不锈钢等材质,板状件采用碳钢材质,两者的刚度均大于电路板400的刚度。
本申请实施例通过在电路板400背离第二夹持件500的一侧设置托架700,使得电路板400通过第二紧固件锁紧在托架700与第二夹持件500之间,进一步提高了电路板400的刚度,减小了电路板400在芯片组件中的形变量,进而保证芯片端子310的受力更加均匀。另外,通过将芯片200以及芯片基座300限制在托架700的安装口710内,以提高芯片200和芯片基座300在水平方向上的稳固性,进一步保证芯片200与芯片端子310之间良好接触。
具体设置时,第二紧固件可以是螺钉、螺栓或铆钉等结构件。参照图3所示,示例性地,第二紧固件可以包括第二螺钉800和螺母900,其中,螺母900设置在托架700上,第二螺钉800依次穿设在第二夹持件500、电路板400及托架700上并与螺母900螺纹连接。
例如,可在托架700上开设安装孔,将螺母900固定在该安装孔内,同时,将第二螺钉800的一侧预先固定在第二夹持件500的下夹持件520上,并在上夹持件510和电路板400上开设螺钉孔410,装配时,该第二螺钉800的另一侧依次穿过上夹持件510和电路板400并与托架700上的螺母900螺纹连接,实现托架700、电路板400以及第二夹持件500的锁紧。
其中,第二紧固件的数量可以是两个,也可以是两个以上。例如,第二螺钉800的数量可以为两个或者多个,螺母900的数量与第二螺孔相匹配。例如,在第二夹持件500沿水平方向的左右两侧均设置两个第二螺钉800,相应地,在托架700沿水平方向的左右两侧均设置两个螺母900,四个第二螺钉800依次穿过电路板400并螺纹连接在托架700的螺母900上,从而提高了托架700、电路板400及第二夹持件500的锁紧效果。本申请实施例不对第二紧固件的数量进行限制,具体可根据实际需要进行调整。
这里应当说明的是,当本申请实施例的芯片组件包括托架700和第二紧固件时,通过第二紧固件实现第二夹持件500、电路板400、芯片基座300及芯片200的固定,那么,本申请实施例的第一紧固件600可仅穿设在第一夹持件100和托架700上,便可对整个芯片组件进行锁紧。
具体设置时,每个第一紧固件600可以是螺钉、铆钉或者螺栓等结构件。
参照图2和图3所示,示例性地,每个第一紧固件600可以均包括第一螺钉610和螺帽620。其中,螺帽620穿设在第一夹持件100上。例如,在第一夹持件100例如散热器上开设安装孔,将螺帽620固定在该安装孔内,且该螺帽620的两侧均穿过第一夹持件100的上下表面。
其中一部分第一螺钉610穿设在托架700和第一夹持件100上并与螺帽620螺纹连接,另一部分第一螺钉610依次穿设在第二夹持件500、电路板400、托架700及第一夹持件100上并与螺帽620螺纹连接。
例如,第一紧固件600的数量为六个,其中,两个第一紧固件600分别位于芯片200上下两侧的第二方向延伸区230,另外四个第一紧固件600中,每两个第一紧固件600分别位于芯片200左右两侧的第一方向延伸区220,则相应地,在第一夹持件100例如散热器上开设六个安装孔,并在每个安装孔内对应设置一个螺帽620,且六个螺帽620中,其中,两个螺帽620分别位于芯片200上下两侧的第二方向延伸区230,另外四个螺帽620中,每两个螺帽620分别位于芯片200左右两侧的第一方向延伸区220,同时,位于第一方向延伸区220的四个螺帽620所对应的的第一螺钉610分别设置在托架700的相应位置,位于第二方向延伸区230的两个螺帽620对应的第一螺钉610分别设置在第二夹持件500的相应位置,相应地,在电路板400和托架700上开设对应于第二方向延伸区230的第一螺钉610的螺钉孔410,这样,在装配时,位于第二夹持件500上的两个第一螺钉610依次穿过电路板400和托架700并螺纹连接在第一夹持件100上的螺帽620内,位于托架700上的四个第一螺钉610的一侧与第一夹持件100上对应的四个螺帽620螺纹连接,从而完成对整个芯片组件的锁紧。
可以理解的是,在一些示例中,对应第二方向延伸区230的两个第一螺钉610可设置在托架700上,对应第一方向延伸区220的四个第一螺钉610可设置在第二夹持件500上,本申请实施例具体不对固定在托架700或者第二夹持件500上的第一螺钉610数量进行限制,只要保证所有的第一紧固件600能够将第一夹持件100和第二夹持件500锁紧在一起即可。
例如,在某些示例中,所有的第一螺钉610可均设置在托架700上,且该第一螺钉610的一侧穿设在第一夹持件100上,并与第一夹持件100上的螺帽620螺纹配合连接,结合第二螺钉800,实现对第一夹持件100和第二夹持件500的锁定,进而完成对整个芯片组件的固定。
具体设置时,螺帽620可过盈配合嵌设在第一夹持件100例如散热器的安装孔内,以提高螺帽620在第一夹持件100上的稳固性。
参照图3所示,为了进一步提高锁紧效果,第一紧固件600还可以包括弹性件630,该弹性件630套设在螺帽620上,且弹性件630位于第一夹持件100背离芯片200的一侧,其中,弹性件630的两侧分别抵顶在螺帽620与第一夹持件100之间。其中,弹性件630可以为弹簧。
第一紧固件600在锁紧过程中,弹性件630受压,从而对第一夹持件100产生向下的压力和对第二夹持件500向上的拉力,这对相互作用力分别经过芯片200和电路板400的传递后施加在芯片基座300上,使芯片基座300一侧的芯片端子310产生相应的压缩,形成一定的端子正向力,从而进一步确保芯片基座300的芯片端子310与芯片200之间或者芯片端子310与电路板400之间的良好接触。
本申请实施例还提供一种电子设备,该电子设备至少包括一个上述任意一种实施例的芯片组件。
本申请实施例通过在电子设备内设置上述结构的芯片组件,既能够实现内部芯片与电路板的稳定电连接,从而确保芯片正常工作,而且避免了电路板出现应力集中而损坏的问题,从而延长了整个芯片组件的使用寿命。
其中,电子设备包括但不限于服务器、电视机、手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,简称:UMPC)、手持计算机、对讲机、上网本、POS机、个人数字助理(personal digital assistant,简称:PDA)、可穿戴设备、虚拟现实设备、交换机等具有芯片组件的移动或者固定终端。
实施例二
图19是本申请一实施例提供的再一种芯片组件的其中一种装配图,图20是图19的结构分解图,图21是图20中第二夹持件的结构示意图。参照图19至图21所示,与实施例一不同的是,本申请实施例提供的芯片组件中,第二夹持件500朝向电路板400的表面为向电路板400的方向弯曲的曲面540,以使该第二夹持件500朝向电路板400的一侧形成凸起部501。
例如,该第二夹持件500为板状件,实际应用中,板状件可以是背板,板状件朝向电路板400的表面为向电路板400的方向弯曲的曲面540。通过将第二夹持件500设置为板状件,使得板状件在起到封装芯片200的作用的同时,还能够避免电路板400出现应力集中而损坏的情况发生,从而简化了芯片组件。
参照图21所示,作为第一种可能的实现方式,板状件的上表面可以是两端低、中间高的弧形面,具体而言,板状件包括沿延伸方向相对设置的第一端M和第二端N,曲面540的最高轮廓线位于第一端M与第二端N的轴对称线l1上,曲面540的最低轮廓线分别位于第一端M与第二端N上,使得板状件的曲面540呈现出中间高、两端底的趋势。
其中,板状件的延伸方向与芯片组件的长度方向即x方向一致。
以长方形结构的板状件为例,板状件朝向电路板400的表面具有与宽度方向(如图20中y方向)平行的中心线,该中心线可以看做是板状件沿延伸方向设置的第一端M和第二端N的轴对称线l1,板状件上的曲面540的最高轮廓线位于该轴对称线l1上,曲面540的最低轮廓线位于第一端M和第二端N上,换句话说,板状件的上述轴对称线l1是曲面540的最高线,且该曲面540从该轴对称线l1往板状件的两端的方向上逐渐降低,最终呈现板状件的轴对称线l1所在的位置高,板状件的第一端M和第二端N低的结构。
本申请实施例通过将曲面540的最高轮廓线位于板状件第一端M与第二端N的轴对称线l1上,将曲面540的最低轮廓线分别位于板状件的第一端M与第二端N上,使得该板状件的曲面540呈拱桥形弯曲,使板状件两端的轴对称线l1为曲面540的最高轮廓线,这样,板状件的整个轴对称线l1所在区域均可对电路板400起到承托的作用,即板状件对电路板400沿宽度方向上的各个位置均起到抵顶的作用,从而进一步确保电路板400在锁紧状态下不会往背离芯片200的方向弯曲。
作为第二种可能的实现方式,板状件一侧的曲面540还可以为圆弧面(图中未示出),例如,板状件的第一端M和第二端N的中心对称点为圆弧面的最高点,且该圆弧面从板状件的该中心对称点往板状件的外缘的方向上逐渐降低,最终呈现出板状件的中心对称点高、板状件的外缘低的结构。
图22是图19的纵向剖视图。参照图22所示,本申请实施例通过将第二夹持件500朝向电路板400的表面设置为曲面540,且该曲面540往电路板400的方向弯曲,这样,当第一紧固件600将整个芯片组件锁紧后,第二夹持件500向电路板400弯曲的曲面540会对电路板400的芯片布置区210起到支撑的作用,例如,该第二夹持件500可将电路板400抵顶为水平状态或者往芯片200的方向弯曲的状态,从而保证芯片基座300两侧分别与芯片200和电路板400的接触紧密性,提高了芯片端子310的受力分布均匀性,进而确保芯片基座300的两侧分别与芯片200和电路板400之间的良好电接触。
具体而言,因第二夹持件500的刚度以及第一紧固件600的锁紧力度等原因,使得电路板400在第二夹持件500的压合下呈现几种锁紧状态。
参照图22所示,作为其中一种锁紧状态,当第一紧固件600将芯片组件锁紧后,第二夹持件500的下表面的中间区域往远离芯片200的方向弯曲,则第二夹持件500上面的曲面540即微凸结构在将夹持力传递至电路板400时会往下移动一定距离,使得电路板400的芯片布置区210即中间区域在第二夹持件500的曲面540的抵顶下呈现出水平状态,而避免电路板400往下弯曲即往背离芯片200的方向弯曲,从而避免芯片基座300与芯片200或者芯片基座300与电路板400之间出现间隙,使得芯片基座300上的芯片端子310的受力分布更加均匀,保证芯片基座300与芯片200或者芯片基座300与电路板400接触良好,进而保证芯片200与电路板400之间的电连接可靠性。
图23是本申请一实施例提供的再一种芯片组件的另一种装配图,图24是图23的纵向剖视图。参照图23和图24所示,作为第二种锁紧状态,当第一紧固件600将芯片组件锁紧后,第二夹持件500的中间区域往远离芯片200的方向弯曲的程度较小,使得第二夹持件500的曲面540微凸结构将电路板400的芯片布置区210即中间区域抵顶为向上弯曲即往靠近芯片200的方向弯曲,从而进一步避免芯片基座300与芯片200或者芯片基座300与电路板400之间出现间隙,使得芯片基座300上的芯片端子310的受力分布更加均匀,保证芯片基座300与芯片200或者芯片基座300与电路板400接触良好,进而保证芯片200与电路板400之间的电连接可靠性。
当然,本申请实施例并不排除其他锁紧状态,此处不对本申请实施例的芯片组件的锁紧状态进行限制,只要确保电路板400的芯片布置区210在第二夹持件500的承托下,对芯片基座300的两侧面具有一定的夹持力,确保芯片基座300上的芯片端子310的受力更加均匀,保证芯片基座300与芯片200之间的电接触更加可靠即可。
同时,因第二夹持件500的外缘位于所有第一紧固件600加载点即载荷支点围合成的区域外周,且在锁紧状态下第二夹持件500的曲面540与电路板400在各个位置上均良好接触,从而保证载荷支点内部的第二夹持件500的各个位置与电路板400之间的作用力的连续性,避免了电路板400上发生应力集中的情况,进而确保电路板400不会发生损坏,延长了芯片组件的使用寿命。
参照图24所示,具体设置时,第二夹持件500的曲面540的最高区域的至少部分位于芯片200l上,使得本申请实施例的芯片组件在锁紧状态下,第二夹持件500的曲面540的最高区域刚好抵顶在电路板400对应芯片200中心的区域,从而进一步提高了芯片基座300两侧分别与电路板400和芯片200的接触紧密性,进而保证芯片基座300与芯片200或者芯片基座300与电路板400的良好电接触,实现芯片200与电路板400之间的稳定电连接。
参照图21所示,本申请实施例的第二夹持件500在具体设置时,其背离电路板400的一侧可以是平面结构,例如,当第二夹持件500为板状件时,该板状件背离电路板400的一侧表面为平面,板状件朝向电路板400的一侧为曲面540,这样,在保证板状件的曲面540对电路板400起到承托作用并保证不会在电路板400上出现应力集中的同时,简化了板状件的结构,降低了板状件的成型难度,从而提高了芯片组件的制作效率。
当板状件为上述第一种可以实现的结构时,板状件的厚度在自轴对称线l1至第一侧M或第二端N的方向上逐渐减小;当板状件为上述第二种可以实现的结构时,板状件的厚度在自中心点至板状件的外缘的方向上逐渐减小。
当然,在其他示例中,第二夹持件500背离电路板400的一侧表面也为曲面540,且与该第二夹持件500朝向电路板400一侧的曲面540的弯曲方向及程度一致,也即是说,该第二夹持件500的厚度处处相等。例如,板状件沿厚度方向的两个表面均为往电路板400的方向弯曲的曲面540,且该板状件的厚度处处相等。
参照图21所示,为了避免第二夹持件500在芯片组件的装配过程中对电子元器件造成损坏,本实施例的第二夹持件500对应电子元器件的位置形成有避让槽550,这样,当第二夹持件500与电路板400贴合后,电子元器件刚好位于该避让槽550内,这样既能确保第二夹持件500紧密贴合在电路板400上,避免第二夹持件500与电路板400之间出现间隙而导致电路板400出现应力集中的情况,而且也避免第二夹持件500对电子元器件造成挤压而损坏的情况发生,确保电子元器件正常工作。
可以理解的是,避让槽550的尺寸和形状可以与电路板400上的电子元器件相匹配,这样不仅起到避让电子元器件的作用,而且也避免避让槽550过大而降低第二夹持件500的结构强度的情况发生。
当然,避让槽550可以为一个,一个避让槽550用于容纳多个电子元器件。
实际应用中,电子元器件集中布局于芯片200在电路板400上的正投影区域内,即电子元器件设置在电路板400的芯片布置区210。为了保证第二夹持件500的中间区域能够抵顶住电路板400的芯片布置区210,本申请实施例在避让槽550内设置第二加强筋560,并将该第二加强筋560的至少部分在电路板400上的正投影区域设置在芯片200的正投影区域内,以确保第二夹持件500上的第二加强筋560能够将作用力传递至电路板400的芯片布置区210,使得电路板400的芯片布置区210得到第二加强筋560的支撑。例如,在第二加强筋560的承托下该电路板400的芯片布置区210可处于水平状态或者往芯片200的方向弯曲,从而保证芯片基座300分别与芯片200和电路板400之间的接触紧密性。
另外,第二加强筋560设置在避让槽550内,也进一步起到加强避让槽550结构的作用,确保避让槽550在第二夹持件500上的结构稳定性。
本申请实施例的第二加强筋560的具体设置方式具体可参照上述实施例一中第一加强筋512的设置方式,此处不再一一赘述。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
Claims (24)
1.一种芯片组件,其特征在于,包括依次叠层设置的第一夹持件、芯片、芯片基座、电路板及第二夹持件,其中,所述芯片通过所述芯片基座与所述电路板电连接,且所述芯片基座的至少一侧与所述芯片或者所述电路板电接触;
所述芯片组件还包括多个第一紧固件,多个所述第一紧固件绕所述芯片间隔设置,所述第一紧固件用于锁定所述第一夹持件和所述第二夹持件;
所述第二夹持件具有往所述第一夹持件的方向延伸的凸起部,所述凸起部位于所有所述第一紧固件围合成的区域内部,且所述凸起部在所述电路板上的正投影区域的至少部分位于所述芯片在所述电路板上的正投影区域内。
2.根据权利要求1所述的芯片组件,其特征在于,所述凸起部在所述电路板上的正投影区域位于所述芯片在所述电路板上的正投影区域内。
3.根据权利要求1或2所述的芯片组件,其特征在于,所述第二夹持件包括上夹持件、下夹持件及位于所述上夹持件与下夹持件之间的中间件,所述上夹持件位于所述电路板的一侧表面,所述中间件被配置为所述凸起部。
4.根据权利要求3所述的芯片组件,其特征在于,所述上夹持件的外缘位于所有所述第一紧固件围合成的区域外部。
5.根据权利要求3或4所述的芯片组件,其特征在于,所述电路板朝向所述第二夹持件的一侧表面设置有电子元器件;
所述上夹持件对应所述电子元器件的位置形成有避让孔。
6.根据权利要求5所述的芯片组件,其特征在于,所述电子元器件位于所述芯片在所述电路板上的正投影区域内;
所述避让孔内设置有第一加强筋,所述第一加强筋的至少部分与所述中间件接触。
7.根据权利要求3-6任一项所述的芯片组件,其特征在于,所述中间件与所述下夹持件为一体成型的一体件。
8.根据权利要求3-7任一项所述的芯片组件,其特征在于,所述第二夹持件为板状件,所述板状件包括第一板状件、第二板状件和中间部,所述中间部位于所述第一板状件与所述第二板状件之间,所述第一板状件位于所述电路板的一侧表面;
所述中间部位于所有所述第一紧固件围合成的区域内部,且所述中间部在所述电路板上的正投影区域至少部分位于所述芯片在所述电路板上的正投影区域内。
9.根据权利要求1或2所述的芯片组件,其特征在于,所述第二夹持件朝向所述电路板的表面为向所述电路板的方向弯曲的曲面,以使所述第二夹持件朝向所述电路板的一侧形成所述所述凸起部。
10.根据权利要求9所述的芯片组件,其特征在于,所述曲面的最高区域的至少部分位于所述芯片在所述第二夹持件上的正投影区域内。
11.根据权利要求9或10所述的芯片组件,其特征在于,所述第二夹持件为板状件,所述板状件朝向所述电路板的表面为向所述电路板的方向弯曲的曲面。
12.根据权利要求11所述的芯片组件,其特征在于,所述板状件包括沿延伸方向相对设置的第一端和第二端;
所述曲面的最高轮廓线位于所述第一端与所述第二端的轴对称线上,所述曲面的最低轮廓线分别位于所述第一端与所述第二端上。
13.根据权利要求12所述的芯片组件,其特征在于,所述板状件背离所述电路板的一侧表面为平面,所述板状件的厚度在自所述轴对称线至所述第一端或所述第二端的方向上逐渐减小。
14.根据权利要求9-13任一项所述的芯片组件,其特征在于,所述电路板朝向所述第二夹持件的一侧表面设置有电子元器件;
所述第二夹持件对应所述电子元器件的位置形成有避让槽。
15.根据权利要求14所述的芯片组件,其特征在于,所述电子元器件位于所述芯片在所述电路板上的正投影区域内;
所述避让槽内设置有第二加强筋,所述第二加强筋的至少部分在所述电路板上的正投影区域位于所述芯片在所述电路板上的正投影区域内。
16.根据权利要求1-15任一项所述的芯片组件,其特征在于,至少一个所述第一紧固件设置在所述芯片的第一方向延伸区或第二方向延伸区;
所述第一方向延伸区为芯片布置区在第一方向上的延伸区域,所述第二方向延伸区为所述芯片布置区在第二方向上的延伸区域,其中,所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
17.根据权利要求16所述的芯片组件,其特征在于,至少两个所述第一紧固件均设置在所述第一方向延伸区,且至少两个所述第一紧固件分别位于所述芯片布置区沿第一方向的两侧;
或者,至少两个所述第一紧固件均设置在所述第二方向延伸区,且至少两个所述第一紧固件分别位于所述芯片布置区沿第二方向的两侧;
或者,至少两个所述第一紧固件均设置在所述第一方向延伸区,且至少两个所述第一紧固件分别位于所述芯片布置区沿第一方向的两侧,至少两个所述第一紧固件均设置在所述第二方向延伸区,且至少两个所述第一紧固件分别位于所述芯片布置区沿第二方向的两侧。
18.根据权利要求1-17任一项所述的芯片组件,其特征在于,所述芯片组件还包括托架和第二紧固件;
所述托架位于所述电路板背离所述第二夹持件的一侧,所述芯片基座位于所述托架上的安装口内,所述芯片穿过所述托架上的安装口并与所述芯片基座电接触,所述第二紧固件依次穿设在所述第二夹持件、所述电路板及所述托架上。
19.根据权利要求1-18任一项所述的芯片组件,其特征在于,所述芯片基座沿自身的厚度方向相背的两侧均具有芯片端子,所述芯片基座的两侧分别通过所述芯片端子与所述芯片和所述电路板电接触。
20.一种芯片组件,其特征在于,包括依次叠层设置的第一夹持件、芯片、芯片基座、电路板及第二夹持件,其中,所述芯片通过所述芯片基座与所述电路板电连接,且所述芯片基座的至少一侧与所述芯片或者所述电路板电接触;
所述芯片组件还包括多个第一紧固件,多个所述第一紧固件绕所述芯片间隔设置,所述第一紧固件用于锁定所述第一夹持件和所述第二夹持件;
至少一个所述第一紧固件设置在所述芯片的第一方向延伸区或第二方向延伸区;所述第一方向延伸区为芯片布置区在第一方向上的延伸区域,所述第二方向延伸区为所述芯片布置区在第二方向上的延伸区域,其中,所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
21.根据权利要求20所述的芯片组件,其特征在于,至少两个所述第一紧固件均设置在所述第一方向延伸区,且至少两个所述第一紧固件分别位于所述芯片布置区沿第一方向的两侧;
或者,至少两个所述第一紧固件均设置在所述第二方向延伸区,且至少两个所述第一紧固件分别位于所述芯片布置区沿第二方向的两侧。
22.根据权利要求20或21所述的芯片组件,其特征在于,多个所述第一紧固件中,至少四个所述第一紧固件分别均匀分布在所述芯片布置区的外周,且所述至少四个所述第一紧固件均与所述芯片的第一方向延伸区和第二方向延伸区错开设置。
23.根据权利要求21或22所述的芯片组件,其特征在于,至少两个所述第一紧固件均设置在所述第一方向延伸区,且至少两个所述第一紧固件分别位于所述芯片布置区沿第一方向的两侧,至少两个所述第一紧固件设置在所述第二方向延伸区,且至少两个所述第一紧固件分别位于所述芯片布置区沿第二方向的两侧。
24.一种电子设备,其特征在于,至少包括一个如权利要求1-23任一项所述芯片组件。
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