JP3836368B2

JP3836368B2 - Electronics

Info

Publication number: JP3836368B2
Application number: JP2001393153A
Authority: JP
Inventors: 健二梶
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2021-12-26
Also published as: JP2003197333A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ等の電子機器のＣＰＵ実装構造に関し、特にＣＰＵソケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年電子機器に搭載されるＣＰＵは、動作クロック周波数が向上し、ますます高速、高性能になってきており、発熱量もますます大きいものとなってきており、ＣＰＵの性能を維持する為にはＣＰＵを冷却することが必要となっている。冷却方法として、ヒートシンク等の放熱部材をＣＰＵ上面に接続することで、ＣＰＵからの熱を放熱する方法が取られている。
【０００３】
従来のコンピュータ等の電子機器は、筐体に回路基板が内蔵され、この基板上にＣＰＵが実装されている。ＣＰＵの底面には複数の電極がマトリックス状に形成されており、回路基板にＣＰＵの電極が半田付け等により接続されている。ＣＰＵの上方にはＣＰＵにより発熱される熱を放熱する為のヒートシンクが伝熱性の良好な伝熱シート等を介して実装されている。ヒートシンクはアルミ等の熱伝導性の良好な材料により形成され、回路基板にヒートシンクを固定する為の支持部を一体形成している。ヒートシンクの支持部がネジを介して回路基板に固定されることで、ＣＰＵは回路基板とヒートシンクとの間に挟まれるように実装される。
上述したような従来の冷却モジュールにおいては、ヒートシンクはネジにより筐体、あるいは回路基板等にネジ止され、そのネジ止に係る力がそのままＣＰＵに加わるような構造となっている。また、ＣＰＵの寸法誤差、ＣＰＵの電極、例えば、半田バンプ、半田ボール等の寸法誤差による実装高さによるバラツキ、ヒートシンクの製造公差等のさまざまな寸法誤差を押えながら、さらに、ＣＰＵとヒートシンクの確実な熱接続を確保する為に、ＣＰＵには非常に大きな加重が加わっている。
【０００４】
さらに、近年のコンピュータ等の電子機器はユーザーの使用目的、好みに合わせた仕様に応じて作り分ける手法を取り入れたり、ユーザーが自由に仕様を変更することが可能となってきている。例えば、ＣＰＵに関しては、動作クロック周波数の異なるものを容易に取り替え可能なことが要求される。その為に、回路基板にＣＰＵ実装用のソケットを実装し、このソケットにＣＰＵを着脱可能に実装する方法が主流となってきている。ソケットはマトリックス状に配置された複数の半田ボールや、半田バンプ等により回路基板に半田付け実装される。更にＣＰＵは着脱を容易にする為にＰＧＡ（ＰＩＮＧＲＩＤＡＲＲＡＹ）タイプのものが採用されている。このタイプのＣＰＵは、ＣＰＵの電極として複数のピンがマトリックス状にＣＰＵ下面に配置されており、ソケットにＣＰＵのそれぞれのピンを差込実装する方式となっている。このようなＣＰＵ実装方法によりユーザーの要求を満たすことが可能となっている。
上記したソケットは通常リフロー半田付けされている。リフロー半田付けとはまず回路基板上の部品を実装する為の電極パッド上に半田ペーストを塗布し、次に高温のリフロー炉の中を通すことで半田ペーストを溶融させ半田付けさせるものである。また回路基板は両面に表面実装されており、回路基板表面へ部品（ソケット等）をリフロー半田付けし、次に回路基板の裏面に他の部品をリフロー半田付けする２ステップのリフロー半田付けにより回路基板両面への部品実装が行われる。通常回路基板は、実装する面を上面にしてリフロー炉内に入れられる。
この際、表面へのリフロー半田付けによりソケットが正常に実装されているにも関わらず、裏面へのリフロー半田付けの際、回路基板をリフロー炉内に入れた際、表面（リフロー炉内では下面）に実装されている部品を接続している半田が再度溶融される。この半田が溶融している状態において、ソケットの自重により、ソケットが回路基板から離れる方向に傾いたりしてしまう。
【０００５】
ソケットの実装において、電極の半田付け等の品質によるソケットの実装高さ、傾きに大きくバラツキが出てくる。さらにはＣＰＵのピンのソケットへの差込具合や、ＣＰＵの寸法誤差、ソケットの寸法誤差により、ＣＰＵ実装後の回路基板面からＣＰＵ上面までの高さ寸法はかなりのバラツキが出てきてしまう。
【０００６】
このような実装方法を取っているＣＰＵに上述したようなヒートシンクを接続し、回路基板にネジ止めすると、ヒートシンクを止めるネジ固定力がそのままＣＰＵあるいはソケットに加わってしまう。従って、ＣＰＵやソケットに許容量以上の加重が加わると、ＣＰＵ、ソケットそれぞれの電極の亀裂、破損、回路破壊等、回路モジュールに悪影響を及ぼすという問題を誘発してしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ＣＰＵソケットの実装高さのばらつきがＣＰＵの実装高さに影響を与え、さらにはＣＰＵとヒートシンク等の冷却部材との密着にもばらつきが生じてしまい、ＣＰＵから冷却部材への熱伝達効率に悪影響を与えるという問題を有していた。
【０００８】
そこで本発明においては、ＣＰＵソケットの実装高さにばらつきが生じた場合においても、ＣＰＵと冷却部材との密着性を確保し、確実な熱伝達が可能なＣＰＵ実装構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る電子機器は、本体と、上記本体に内蔵される回路基板と、上記回路基板に半田ボールを介して実装されるＣＰＵソケットと、上記ＣＰＵソケットに実装されるＣＰＵと、上記ＣＰＵに常時熱的に接続されるとともに上記回路基板に固定される放熱部材と、を具備し、上記ＣＰＵソケットは、上記半田ボールを有するベースと、上記ベースに滑動可能に設けられるスライダーと、上記ベースと上記スライダーとの間に前記放熱部材が固定される領域とは異なる領域に介在される弾性部材と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る電子機器は、本体と、上記本体に内蔵される回路基板と、上記回路基板に半田ボールを介して実装されるＣＰＵソケットと、上記ＣＰＵソケットに実装されるＣＰＵと、上記ＣＰＵに常時熱的に接続されるとともに上記回路基板に固定される放熱部材と、を具備し、上記ＣＰＵソケットは、上記半田ボールを有するベースと、上記ベースに滑動可能に設けられるスライダーと、上記半田ボールに電気的に接続される電極ピンと上記ＣＰＵの電極に電気的に接続される接触部とを有するコネクタと、上記コネクタに設けられ、上記電極ピンと上記接触部との間で、かつ前記放熱部材が固定される領域とは異なる領域に介在され、上記電極ピンを上記接触部に対して弾性可能にする導電性の弾性部材と、を具備することを特徴とする。
このような構成により、ＣＰＵソケットの実装高さにばらつきが生じた場合においても、ＣＰＵと冷却部材との密着性を確保し、確実な熱伝達が可能になるという効果を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態にかかるＣＰＵ、ＣＰＵソケット、回路基板の分解斜視図である。図２は、ヒートシンク、ＣＰＵ、回路基板の斜視図である。
【００１２】
図示しないノート型コンピュータ等の電子機器には回路基板１が内蔵される。回路基板１にはマトリックス状に配置された電極パッド２が設けられている。電極パッド２上にはＣＰＵ２０を実装するためのＣＰＵソケット１０が実装される。ＣＰＵソケット１０は複数の半田ボール１２が形成されたＢＧＡタイプのソケットであり、半田ボール１２はパッド２に半田付けされる。ＣＰＵソケット１０の上面には複数の孔１１がマトリックス状に形成されている。
【００１３】
ＣＰＵ２０の基台２１の下面には複数の電極ピン２２が形成されており、ＰＧＡタイプのＣＰＵである。基台２１には素子２３が実装されており、素子２３とピン２２とは電気的に接続されている。
【００１４】
図２に示すように、ＣＰＵソケット１０を介して回路基板１上に実装されたＣＰＵ２０上に素子２３より発生する熱を放熱するためのヒートシンク４０が実装される。ヒートシンク４０と素子２３との間には熱伝導性の材料が包含された伝熱シート３０が介在される。伝熱シート３０は母材がシリコンゴム等の弾力を有する素材で形成されており、素子２３とヒートシンク４０との間を効率的に密着させることが出来る。
【００１５】
ヒートシンク４０は複数の放熱フィン４０ａおよび回路基板１にネジ固定されるための固定部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ、４２ｄ（図示せず）が一体形成されている。固定部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ、４２ｄは回路基板１の裏面よりネジ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄにて固定されることで、素子２３からの熱が伝熱シート３０を介してヒートシンク４０に伝熱するものである。
【００１６】
図３は、ＣＰＵソケットの分解斜視図である。ＣＰＵソケット１０はベース５０およびスライダー６０の２ピース構成をとっている。ベース５０の下面には複数の半田ボール１２が設けられている。ベース５０の上面５１ａにはピンコネクタ５２が複数マトリックス状に設けられており、対応する半田ボール１２と夫々電気的に接続されている。
【００１７】
ベース５０の上面５１ａにはネジ部１３が回転可能に固定されている。ネジ部１３と上面５１ａとの間には回転体１３ａが回転可能に設けられており、この回転体１３ａの上面には一対の突起１３ｂが一体成型されている。
【００１８】
スライダー６０はベース５０の上面において、図３中矢印方向に滑動可能に取り付けられる。スライダー６０の側部には一対のガイド壁６５が形成されており、スライダー６０がベース５０に取り付けられた際、ベースの側面５１ｂに当接する。スライダー６０の本体６１の一端は本体上面より上方に突出した凸部６２が一体形成されている。凸部６２には開口６６が形成されており、スライダー６０がベース５０に合体された際、ネジ部１３は開口６６より露出される。スライダー６０の上面６１には複数のピン挿入孔６３がマトリックス状に設けられている。ＣＰＵ２０のピン２２はＣＰＵソケット１０に実装する際、ピン挿入孔６３にそれぞれ挿入される。ベース５０およびスライダー６０のほぼ中央部には夫々開口５３、６４が形成されている。
【００１９】
ベース５０に組み合わされたスライダー６０はドライバーでネジ部１３を回転させることで、ベース５０に対してスライドされる。
【００２０】
次にＣＰＵ２０をＣＰＵソケット１０に実装するときについて説明する。ＣＰＵ２０のピン２２がピン挿入孔６３に挿入されるとピン２２はベース５０に設けられたピンコネクタ５２に接続される。図４は、図３におけるＡ部分の拡大図である。ピンコネクタ５２は一対の接触端５４ａおよび５４ｂを具備している。
さらに、一体的に一対の接触部５５ａ，５５ｂが形成されている。一対の５４ａ，５４ｂおよび５５ａ，５５ｂは夫々湾曲して形成されており、ピン２２を挟み込むような形状に形成されている。ピン２２が挿入孔６３に挿入されると、ピンは図４中Ｙの位置で接触端５４ａ，５４ｂに接触される。次にネジ部１３を回転させスライダー６０を滑動させる。この滑動に伴いＣＰＵ２０も同時に滑動される。このときピン２２は図４中Ｘの位置に移動し、接触部５５ａ，５５ｂの間に移動され、ピン２２とピンコネクタ５２との接続が確実に行われる。
【００２１】
図３に示すように、ベース５０とスライダー６０との間には各４角にバネ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄが介在される。
【００２２】
図５は、ＣＰＵとＣＰＵソケットとの接続状態を示す断面図である。図５に示すように、ＣＰＵソケット１０に実装されたＣＰＵ２０のピン２２はピンコネクタ５２を介して半田バンプ１２に電気的に接続される。ベース５０とスライダー６０との間にはバネ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄが介在され、ベース５０に対してスライダー６０は上下に移動可能な構成となっている。
【００２３】
図６は、ＣＰＵ、ＣＰＵソケット、ヒートシンクの実装状態を示す断面図である。ＣＰＵソケット１０およびＣＰＵ２０を回路基板１に実装する。このときＣＰＵソケット１０は図６に示すようにベース５０と回路基板１との間隙がＬ１およびＬ２となるように実装高さが水平でない場合を示している。この場合間隙Ｌ２が間隙Ｌ１になるように実装されてしまったことを想定する。従ってベース５０は回路基板に対して傾いて実装されている。ＣＰＵ２０の素子２３上には伝熱シート３０が貼り付けられ、伝熱シート３０の上方よりヒートシンク４０が回路基板１に実装され、ネジ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄを介してヒートシンク４０の固定部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ、４２ｄがネジ止めされている。ヒートシンク４０は回路基板１とほぼ平行に実装される。ＣＰＵ２０およびスライダー６０は、ベース５０との間のバネ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄを介して、伝熱シート３０を介してヒートシンク４０および回路基板１とほぼ並行な姿勢を保つようになる。すなわち、ベース５０は回路基板１、ヒートシンク４０に対して傾いて実装されるが、バネ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄの伸縮によりベース５０の傾きを吸収し、スライダー６０およびＣＰＵ２０を回路基板１およびヒートシンク４０とほぼ平行な姿勢を保つように機能するものである。バネ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄがＣＰＵソケット２０の４角の設けられることで、ベース５０の傾き具合に応じてスライダー６０をベース５０に対して自由に傾けることが可能である。
【００２４】
上記のような第１の実施の形態においては、ＣＰＵソケット１０が傾いて実装されたとしても、ＣＰＵ２０をヒートシンク４０および回路基板１とほぼ平行な姿勢に保つことが可能となり、伝熱シート３０を介してＣＰＵ２０とヒートシンク４０との確実な密着を確保することが可能である。
【００２５】
図７は、第２の実施の形態にかかるＣＰＵソケットの分解斜視図である。図８は、第２の実施の形態にかかるＣＰＵ、ＣＰＵソケットの接続状態を示す断面図である。図７に示すように、第２の実施の形態で示すＣＰＵソケットのベース９０およびスライダー８０は、第１の実施の形態で説明したベース５０およびスライダー６０に夫々設けられた開口５３、６４が無い状態であり、他の構成は第１の実施の形態と同様である。ベース９０の中央部９２はピンコネクタが設けられない平らな板状に形成されており、スライダー８０の中央部８２もピン挿入孔の形成されない平らな板状に形成されている。第２の実施の形態では、ベース９０の中央部９２とスライダー８０の中央部８２との間にバネ１００が設けられる。
第１の実施の形態と同様に、バネ１００がＣＰＵソケットベース９０とスライダー８０とのほぼ中央部分に存在することで、ベース９０の傾き具合に応じてスライダー８０をベース９０に対してほぼ３６０°自由に傾けることが可能である。
【００２６】
上記のような第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、ＣＰＵソケットが傾いて実装されたとしても、ＣＰＵをヒートシンクおよび回路基板とほぼ平行な姿勢に保つことが可能となり、伝熱シートを介してＣＰＵとヒートシンクとの確実な密着を確保することが可能である。
【００２７】
図９は、第３の実施の形態を示すＣＰＵ、ＣＰＵソケットの接続状態を示す断面図である。図１０は、図９におけるＢ部分の拡大図である。ベース５０およびスライダー６０の構成は第１の実施の形態と同様であるため、第３の実施の形態におけるＣＰＵソケットは第１の実施の形態におけるＣＰＵソケット１０と同一符号を使用して説明する。
【００２８】
ベース５０に第１の実施の形態と同様に複数のピンコネクタ５２がマトリックス状に配置されている。図１０に示すように、ピンコネクタ５２にはＣＰＵ２１のピン２２が接続されている。ピンコネクタ５２からは下方に延長する延長部５２ａが設けられている。ベース５０には複数の半田ボール１２が設けられており、半田ボールは電極ピン５７に接続されている。電極ピン５７と延長部５２ａとの間にはバネ１１０が介在されている。すなわち、電極ピン５７はピンコネクタ５２に対して伸縮自在に形成される。
第３の実施の形態と同様に、バネ１１０が各ピンコネクタ５２の下方に配置されることで、半田ボール１２の高さ寸法のばらつきに応じて、そのばらつきを吸収することが可能となる。
したがってＣＰＵソケット、ＣＰＵを回路基板、ヒートシンクとほぼ平行な姿勢に保つことが可能となり、伝熱シートを介してＣＰＵとヒートシンクとの確実な密着を確保することが可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述した発明によれば、ＣＰＵソケットの実装高さにばらつきが生じた場合においても、ＣＰＵと冷却部材との密着性を確保し、確実な熱伝達が可能になるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかるＣＰＵ、ＣＰＵソケット、回路基板の分解斜視図。
【図２】ヒートシンク、ＣＰＵ、回路基板の斜視図。
【図３】ＣＰＵソケットの分解斜視図。
【図４】図３におけるＡ部分の拡大図。
【図５】ＣＰＵとＣＰＵソケットとを接続状態を示す断面図。
【図６】ＣＰＵ、ＣＰＵソケット、ヒートシンクの実装状態を示す断面図。
【図７】第２の実施の形態にかかるＣＰＵソケットの分解斜視図。
【図８】第２の実施の形態にかかるＣＰＵ、ＣＰＵソケットの接続状態を示す断面図。
【図９】第３の実施の形態を示すＣＰＵ、ＣＰＵソケットの接続状態を示す断面図。
【図１０】図９におけるＢ部分の拡大図。
【符号の説明】
１・・・回路基板、２・・・電極パッド、１０・・・ＣＰＵソケット、１２・・・半田ボール、１１・・・孔、２０・・・ＣＰＵ、２１・・・基台、２２・・・電極ピン、２３・・・素子、３０・・・伝熱シート、４０・・・ヒートシンク、４０ａ・・・放熱フィン、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ、４２ｄ・・・固定部、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ・・・ネジ、５０、９０・・・ベース、６０、８０・・・スライダー、５２・・・ピンコネクタ、６３・・・ピン挿入孔、５３，６４・・・開口、５４ａ、５４ｂ・・・接触端、７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ・・・バネ、８２、９２・・・中央部、１００，１１０・・・バネ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a CPU mounting structure of an electronic device such as a computer, and more particularly to a CPU socket.
[0002]
[Prior art]
In recent years, CPUs installed in electronic devices have been improved in operating clock frequency, have become faster and higher performance, and the amount of heat generated has been increasing. In order to maintain CPU performance Needs to cool the CPU. As a cooling method, a method of radiating heat from the CPU by connecting a heat radiating member such as a heat sink to the upper surface of the CPU is employed.
[0003]
In a conventional electronic device such as a computer, a circuit board is built in a housing, and a CPU is mounted on the board. A plurality of electrodes are formed in a matrix on the bottom surface of the CPU, and the electrodes of the CPU are connected to the circuit board by soldering or the like. A heat sink for dissipating heat generated by the CPU is mounted above the CPU via a heat transfer sheet having good heat transfer. The heat sink is formed of a material having good thermal conductivity such as aluminum, and a support portion for fixing the heat sink to the circuit board is integrally formed. Since the support portion of the heat sink is fixed to the circuit board via screws, the CPU is mounted so as to be sandwiched between the circuit board and the heat sink.
In the conventional cooling module as described above, the heat sink is screwed to a housing or a circuit board by a screw, and a force related to the screw is applied to the CPU as it is. In addition, while suppressing various dimensional errors such as CPU dimensional errors, variations in mounting height due to dimensional errors of CPU electrodes such as solder bumps and solder balls, manufacturing tolerances of heat sinks, etc. In order to ensure a good thermal connection, the CPU is heavily loaded.
[0004]
Furthermore, it has become possible for recent electronic devices such as computers to adopt a method of making them according to the user's purpose of use and specifications according to the user's preference, or the user to freely change the specifications. For example, with respect to the CPU, it is required that ones having different operation clock frequencies can be easily replaced. For this reason, a method of mounting a CPU mounting socket on a circuit board and mounting the CPU in this socket so as to be detachable has become mainstream. The socket is soldered and mounted on the circuit board with a plurality of solder balls or solder bumps arranged in a matrix. Further, a PGA (PIN GRID ARRAY) type CPU is employed for easy attachment / detachment. In this type of CPU, a plurality of pins are arranged in a matrix on the lower surface of the CPU as electrodes of the CPU, and each CPU pin is inserted into a socket and mounted. Such a CPU mounting method can satisfy a user's request.
The socket described above is usually reflow soldered. In reflow soldering, solder paste is first applied on electrode pads for mounting components on a circuit board, and then passed through a high-temperature reflow furnace to melt and solder the solder paste. The circuit board is surface-mounted on both sides, and the circuit is formed by two-step reflow soldering, where components (sockets, etc.) are reflow soldered to the circuit board surface, and then other components are reflow soldered to the back side of the circuit board. Component mounting is performed on both sides of the board. Usually, the circuit board is placed in a reflow furnace with the mounting surface as the upper surface .
At this time, even when the socket is normally mounted by reflow soldering to the front surface, when reflow soldering to the back surface, when the circuit board is put in the reflow furnace, the front surface (the bottom surface in the reflow furnace) ) The solder connecting the components mounted on is melted again. In a state where the solder is melted, the socket is inclined in a direction away from the circuit board due to the weight of the socket.
[0005]
When mounting a socket, the mounting height and inclination of the socket vary greatly depending on the quality of soldering of the electrodes. Furthermore, the height dimension from the circuit board surface after mounting the CPU to the upper surface of the CPU varies considerably due to the degree of insertion of the CPU pins into the socket, the dimensional error of the CPU, and the dimensional error of the socket.
[0006]
When a heat sink such as that described above is connected to a CPU employing such a mounting method and screwed to a circuit board, a screw fixing force for stopping the heat sink is applied to the CPU or socket as it is. Therefore, when a load more than an allowable amount is applied to the CPU and socket, problems such as cracks, breakage, and circuit destruction of the electrodes of the CPU and socket are adversely affected.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, the variation in the mounting height of the CPU socket has an effect on the mounting height of the CPU, and further, the adhesion between the CPU and a cooling member such as a heat sink also varies, and the heat transfer efficiency from the CPU to the cooling member. Had the problem of adversely affecting
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a CPU mounting structure that ensures the adhesion between the CPU and the cooling member and enables reliable heat transfer even when the mounting height of the CPU socket varies. To do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an electronic device according to a first aspect includes a main body, a circuit board built in the main body, a CPU socket mounted on the circuit board via solder balls, and the CPU socket. A CPU to be mounted; and a heat dissipation member that is always thermally connected to the CPU and fixed to the circuit board. The CPU socket is slidable on the base having the solder balls and the base. And a resilient member interposed in a region different from a region where the heat dissipation member is fixed between the base and the slider.
[0010]
An electronic apparatus according to a fourth aspect includes a main body, a circuit board built in the main body, a CPU socket mounted on the circuit board via solder balls, a CPU mounted on the CPU socket, and the CPU A heat dissipation member that is always thermally connected to the circuit board and fixed to the circuit board. The CPU socket includes a base having the solder balls, a slider slidably provided on the base, and the solder. A connector having an electrode pin electrically connected to the ball and a contact portion electrically connected to the electrode of the CPU; and provided between the connector, the electrode pin and the contact portion, and the heat dissipation member There is interposed in a region different from the region to be fixed, to characterized in that the electrode pin comprises a resilient electrically conductive member to elastically against the contact portion .
With such a configuration, even when the mounting height of the CPU socket varies, there is an effect that the adhesion between the CPU and the cooling member is ensured and reliable heat transfer is possible.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view of a CPU, a CPU socket, and a circuit board according to the first embodiment. FIG. 2 is a perspective view of the heat sink, CPU, and circuit board.
[0012]
A circuit board 1 is built in an electronic device such as a notebook computer (not shown). The circuit board 1 is provided with electrode pads 2 arranged in a matrix. A CPU socket 10 for mounting the CPU 20 is mounted on the electrode pad 2. The CPU socket 10 is a BGA type socket in which a plurality of solder balls 12 are formed, and the solder balls 12 are soldered to the pads 2. A plurality of holes 11 are formed in a matrix on the upper surface of the CPU socket 10.
[0013]
A plurality of electrode pins 22 are formed on the lower surface of the base 21 of the CPU 20, which is a PGA type CPU. An element 23 is mounted on the base 21, and the element 23 and the pin 22 are electrically connected.
[0014]
As shown in FIG. 2, a heat sink 40 for dissipating heat generated from the element 23 is mounted on the CPU 20 mounted on the circuit board 1 via the CPU socket 10. A heat transfer sheet 30 including a heat conductive material is interposed between the heat sink 40 and the element 23. The heat transfer sheet 30 is formed of an elastic material such as silicon rubber as a base material, and can efficiently contact the element 23 and the heat sink 40.
[0015]
The heat sink 40 is integrally formed with a plurality of heat radiation fins 40a and fixing portions 42a, 42b, 42c, and 42d (not shown) for screw fixing to the circuit board 1. The fixing portions 42 a, 42 b, 42 c and 42 d are fixed from the back surface of the circuit board 1 with screws 41 a, 41 b, 41 c and 41 d, so that heat from the element 23 is transferred to the heat sink 40 via the heat transfer sheet 30. To do.
[0016]
FIG. 3 is an exploded perspective view of the CPU socket. The CPU socket 10 has a two-piece configuration of a base 50 and a slider 60. A plurality of solder balls 12 are provided on the lower surface of the base 50. A plurality of pin connectors 52 are provided in a matrix on the upper surface 51a of the base 50, and are electrically connected to the corresponding solder balls 12, respectively.
[0017]
The screw portion 13 is rotatably fixed to the upper surface 51a of the base 50. A rotating body 13a is rotatably provided between the screw portion 13 and the upper surface 51a, and a pair of protrusions 13b are integrally formed on the upper surface of the rotating body 13a.
[0018]
The slider 60 is slidably attached in the direction of the arrow in FIG. A pair of guide walls 65 are formed on the sides of the slider 60, and contact the side surface 51 b of the base when the slider 60 is attached to the base 50. One end of the main body 61 of the slider 60 is integrally formed with a convex portion 62 protruding upward from the upper surface of the main body. An opening 66 is formed in the convex portion 62, and when the slider 60 is combined with the base 50, the screw portion 13 is exposed from the opening 66. A plurality of pin insertion holes 63 are provided in a matrix on the upper surface 61 of the slider 60. The pins 22 of the CPU 20 are inserted into the pin insertion holes 63 when mounted on the CPU socket 10. Openings 53 and 64 are formed in substantially the center portions of the base 50 and the slider 60, respectively.
[0019]
The slider 60 combined with the base 50 is slid with respect to the base 50 by rotating the screw portion 13 with a screwdriver.
[0020]
Next, a case where the CPU 20 is mounted on the CPU socket 10 will be described. When the pins 22 of the CPU 20 are inserted into the pin insertion holes 63, the pins 22 are connected to a pin connector 52 provided on the base 50. FIG. 4 is an enlarged view of a portion A in FIG. The pin connector 52 has a pair of contact ends 54a and 54b.
Further, a pair of contact portions 55a and 55b are integrally formed. The pair of 54a, 54b and 55a, 55b are each formed in a curved shape so as to sandwich the pin 22 therebetween. When the pin 22 is inserted into the insertion hole 63, the pin comes into contact with the contact ends 54a and 54b at the position Y in FIG. Next, the screw part 13 is rotated and the slider 60 is slid. Along with this sliding, the CPU 20 is also slid simultaneously. At this time, the pin 22 is moved to the position X in FIG. 4 and is moved between the contact portions 55a and 55b, so that the connection between the pin 22 and the pin connector 52 is ensured.
[0021]
As shown in FIG. 3, springs 70 a, 70 b, 70 c and 70 d are interposed between the base 50 and the slider 60 at each of the four corners.
[0022]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a connection state between the CPU and the CPU socket. As shown in FIG. 5, the pins 22 of the CPU 20 mounted on the CPU socket 10 are electrically connected to the solder bumps 12 via the pin connectors 52. Springs 70a, 70b, 70c, and 70d are interposed between the base 50 and the slider 60, and the slider 60 is configured to be movable up and down with respect to the base 50.
[0023]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a mounted state of the CPU, CPU socket, and heat sink. The CPU socket 10 and the CPU 20 are mounted on the circuit board 1. At this time, the CPU socket 10 shows a case where the mounting height is not horizontal so that the gap between the base 50 and the circuit board 1 is L1 and L2, as shown in FIG. In this case, it is assumed that the mounting is performed such that the gap L2 becomes the gap L1. Accordingly, the base 50 is mounted inclined with respect to the circuit board. A heat transfer sheet 30 is affixed on the element 23 of the CPU 20, a heat sink 40 is mounted on the circuit board 1 from above the heat transfer sheet 30, and a fixing portion 42a of the heat sink 40 is provided via screws 41a, 41b, 41c, 41d. , 42b, 42c, 42d are screwed. The heat sink 40 is mounted substantially parallel to the circuit board 1. The CPU 20 and the slider 60 maintain a substantially parallel posture with the heat sink 40 and the circuit board 1 via the heat transfer sheet 30 via the springs 70 a, 70 b, 70 c and 70 d between the CPU 20 and the base 50. That is, the base 50 is mounted to be inclined with respect to the circuit board 1 and the heat sink 40, but the inclination of the base 50 is absorbed by the expansion and contraction of the springs 70a, 70b, 70c and 70d, and the slider 60 and the CPU 20 are connected to the circuit board 1 and the heat sink. It functions so as to maintain a posture substantially parallel to 40. By providing the springs 70 a, 70 b, 70 c, and 70 d at the four corners of the CPU socket 20, the slider 60 can be freely tilted with respect to the base 50 in accordance with the inclination of the base 50.
[0024]
In the first embodiment as described above, even when the CPU socket 10 is tilted and mounted, the CPU 20 can be maintained in a posture substantially parallel to the heat sink 40 and the circuit board 1. Thus, it is possible to ensure a reliable adhesion between the CPU 20 and the heat sink 40.
[0025]
FIG. 7 is an exploded perspective view of the CPU socket according to the second embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a connection state of the CPU and the CPU socket according to the second embodiment. As shown in FIG. 7, the base 90 and the slider 80 of the CPU socket shown in the second embodiment do not have the openings 53 and 64 provided in the base 50 and the slider 60 described in the first embodiment, respectively. The other configuration is the same as that of the first embodiment. The central portion 92 of the base 90 is formed in a flat plate shape where no pin connector is provided, and the central portion 82 of the slider 80 is also formed in a flat plate shape where no pin insertion hole is formed. In the second embodiment, the spring 100 is provided between the central portion 92 of the base 90 and the central portion 82 of the slider 80.
Similar to the first embodiment, the spring 100 is present at substantially the center of the CPU socket base 90 and the slider 80, so that the slider 80 is approximately 360 ° with respect to the base 90 according to the inclination of the base 90 . It is possible to tilt freely.
[0026]
In the second embodiment as described above, similarly to the first embodiment, even when the CPU socket is inclined and mounted, it is possible to keep the CPU substantially parallel to the heat sink and the circuit board. It is possible to ensure a reliable adhesion between the CPU and the heat sink via the heat transfer sheet.
[0027]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a connection state of the CPU and CPU socket according to the third embodiment. FIG. 10 is an enlarged view of a portion B in FIG. The configuration of the base 50 and the slider 60 are the same as in the first embodiment, CPU socket in the third embodiment will be described using the same reference numerals as CPU socket 10 of the first embodiment.
[0028]
As in the first embodiment, a plurality of pin connectors 52 are arranged in a matrix on the base 50. As shown in FIG. 10, the pin 22 of the CPU 21 is connected to the pin connector 52. An extension portion 52 a extending downward from the pin connector 52 is provided. The base 50 is provided with a plurality of solder balls 12, and the solder balls are connected to the electrode pins 57. A spring 110 is interposed between the electrode pin 57 and the extension portion 52a. That is, the electrode pin 57 is formed to be extendable and contractable with respect to the pin connector 52.
Similar to the third embodiment, the spring 110 is disposed below each pin connector 52, so that the variation can be absorbed according to the variation in the height dimension of the solder ball 12.
Therefore, it becomes possible to keep the CPU socket and CPU in a posture substantially parallel to the circuit board and the heat sink, and it is possible to ensure a reliable adhesion between the CPU and the heat sink via the heat transfer sheet.
[0029]
【The invention's effect】
According to the above-described invention, even when the mounting height of the CPU socket varies, there is an effect that the adhesion between the CPU and the cooling member is ensured and reliable heat transfer is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a CPU, a CPU socket, and a circuit board according to a first embodiment.
FIG. 2 is a perspective view of a heat sink, a CPU, and a circuit board.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a CPU socket.
4 is an enlarged view of a portion A in FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a connection state between a CPU and a CPU socket.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a mounted state of a CPU, a CPU socket, and a heat sink.
FIG. 7 is an exploded perspective view of a CPU socket according to a second embodiment.
FIG. 8 is a sectional view showing a connection state of a CPU and a CPU socket according to a second embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a connection state of a CPU and a CPU socket according to a third embodiment.
10 is an enlarged view of a portion B in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Circuit board, 2 ... Electrode pad, 10 ... CPU socket, 12 ... Solder ball, 11 ... Hole, 20 ... CPU, 21 ... Base, 22 ... -Electrode pin, 23 ... Element, 30 ... Heat transfer sheet, 40 ... Heat sink, 40a ... Radiation fin, 42a, 42b, 42c, 42d ... Fixed part, 41a, 41b, 41c, 41d: screw, 50, 90 ... base, 60, 80 ... slider, 52 ... pin connector, 63 ... pin insertion hole, 53, 64 ... opening, 54a, 54b ... Contact end, 70a, 70b, 70c, 70d ... spring, 82, 92 ... central part, 100, 110 ... spring

Claims

The body,
A circuit board built in the main body,
A CPU socket mounted on the circuit board via solder balls;
A CPU mounted in the CPU socket;
A heat dissipating member that is always thermally connected to the CPU and fixed to the circuit board,
The CPU socket is
A base having the solder balls;
A slider slidably provided on the base;
An elastic member interposed in a region different from a region where the heat dissipation member is fixed between the base and the slider;
An electronic apparatus comprising:

The base and the slider are provided in a substantially rectangular shape,
2. The electronic apparatus according to claim 1, wherein the elastic member is disposed at four corners between the base and the slider.

The electronic apparatus according to claim 1, wherein the elastic member is disposed at a substantially central portion between the base and the slider.

The body,
A circuit board built in the main body,
A CPU socket mounted on the circuit board via solder balls;
A CPU mounted in the CPU socket;
A heat dissipating member that is always thermally connected to the CPU and fixed to the circuit board,
The CPU socket is
A base having the solder balls;
A slider slidably provided on the base;
A connector having an electrode pin electrically connected to the solder ball and a contact portion electrically connected to the electrode of the CPU;
Conductivity provided on the connector and interposed between the electrode pin and the contact portion and in a region different from a region where the heat dissipation member is fixed, and makes the electrode pin elastic with respect to the contact portion. An elastic member of
An electronic apparatus comprising: