JP6145149B2 - 集積回路コネクタ、コネクタを備えるコンピューティングデバイスおよびコネクタを含むｉｃアセンブリの製造方法 - Google Patents

Description

本明細書は概ね集積回路の分野に関連し、より具体的には、ばね付勢を用いた集積回路コネクタに関連する。

しばしば集積回路（ＩＣ）ダイはパッケージ基材に取り付けられ、その後、ダイを保護し他のデバイスへの接続を提供するべく、パッケージカバーで覆われる。いくつかのシステムにおいて、パッケージは、システムボード、マザーボード、ドーターボードまたは他のタイプのシステムプリント配線基板に取り付けられたソケットに取着される。パッケージ基材は複数のパッドまたはランドのパターンを有し、ソケットは対応する複数のコネクタ、例えばパッケージ基材と電気接点を形成する複数のピンまたは複数のボールなどのパターンを有する。接続は電力、データおよびコントロール信号がソケットおよびパッケージ基材を介してＩＣダイとシステムボードの間で通信されることを可能とする。

ソケット接続に加えて、時々、複数のケーブルが、ソケットおよびシステムボードを介さずに、ダイを他のコンポーネントに接続するのに使用される。ケーブルは他のコンポーネントに対するより直接的な接続を可能とすることができる。これは接続の速度とデータ能力を向上させる。より高い速度は、特にローカルメモリまたは他の汎用のグラフィクスプロセッサへの接続に有用である。

本発明の複数の実施形態は、添付の図面において、例として示されており、限定を目的としては示されていない。ここで同様の参照符号は同様要素を指す。
一実施形態に係る、ＩＣパッケージおよびコネクタアセンブリを有する回路基板の一部の上部等角図である。 一実施形態に係る、図１のアセンブリの上面の部分的な透視図である。 一実施形態に係る、ＩＣコネクタの側断面図である。 一実施形態に係る、ＩＣコネクタの上部等角図である。 一実施形態に係る、図４のＩＣコネクタの上部の部分透視の等角図である。 一実施形態に係る、コネクタと、回路基板およびＩＣパッケージを有するソケットアセンブリとの分解図である。 一実施形態に係る、代替のコネクタの上部等角分解図である。 一実施形態に係る、コネクタアセンブリを伴う使用に適したコンピューティングデバイスの図である。

実施形態において、ＩＣパッケージ基材のための底部側コネクタ（ＢＳＣ）は、ばね荷重機構上の浮遊アセンブリを有する。浮遊アセンブリは、ソケットと複数のコネクタ接点との間の全ての高さの不一致を補償する。高さの差は、数ある原因の中でも、２つのコンポーネントの間の公差の積み重ね（ｓｔａｃｋｕｐ）によって引き起こされうる。

ＢＳＣは、ソケット外部でパッケージ基材の下面につながるコネクタである。この種類のコネクタは、組み立てが容易であり、高い電気性能を有する。ＢＳＣはまた、複数のコネクタの小さいまたは大きいアレイを用いることを可能にする。複数のＢＳＣは、パッケージの全周の周りで用いられうる。分離コネクタとして、ＢＳＣはまた、ソケットを変化させることなく新たな設計を用いて変更されうる。

いくつかの実施形態において、ＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）ソケットなどのＩＣダイパッケージのソケットは、マザーボードに面実装されるか、または異なる方法で取り付けられる。複数の高速ケーブルが既に取り付けられた底部側コネクタがソケットの端部に嵌って配置される。コネクタアセンブリはマザーボードまたはソケットに不変的には取り付けられず、上下方向に上または下へ浮遊する。他の動きは、ボルスタープレート、ソケット及び／又はマザーボード内に設計された位置合わせ機構により制約される。

パッケージは、ソケットの複数の弾性接続ピンに乗っており、ソケットに対するパッケージの位置が著しくは変わらないように、所定の位置にクランプされるか、または他の方法で保持される。ソケットがマザーボード上に面実装されていると、その場合には、ソケットは、面実装工程におけるばらつきに基づいて、より高くまたはより低くマザーボードに乗りうる。このばらつきは例えば＋／−２００ｕｍでありうる。マザーボードからのパッケージの最大の高さは、ソケット位置のばらつきにより変化する。高さのばらつきの他の原因もまた存在する。例えば、複数のパッケージコネクタ接点は、公差の不一致に起因して多少の撓み（ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）を失いうる。

図１は、ＩＣコネクタ１０２およびソケット１０４を有するＩＣアセンブリ１０１の上部等角図である。ソケットは、システムボードまたはマザーボードなどの回路基板１０８に取り付けられている。ＩＣダイ（不図示）はパッケージ基材を介してソケットに取り付けられており、ダイおよび基材はＩＨＳ（インテグレーテッドヒートスプレッダ）１１０または任意の他の適切なカバーを用いて覆われる。フレックスケーブルまたは他の種類の信号キャリアまたは導体１０６がコネクタに結合される。ＩＣアセンブリ１０１において、ＩＣコネクタ１０２はソケットと接合されうるが、実施形態はそのように限定されない。ケーブルは、ＩＣコネクタと回路基板１０８との間でＩＣコネクタの底面に接して電気接続される。代替的に、ケーブルはＩＣコネクタの上面に接していてもよい。ＩＣパッケージ基材１１２はソケット内に位置しており、ＩＣパッケージ基材のダイビングボード１１４はＩＣコネクタ１０２の上部に延在する。図示されるように、ＩＨＳはまたダイビングボードの一部の上部に延在してよい。

ＩＣアセンブリにおいて、ＩＣパッケージ基材の底面上の、パッドなどの複数の信号接点（不図示）は、パッケージ基材からの信号を、ソケットを介して回路基板に送るための複数の信号接点と結合される。ＩＣパッケージ基材の底面上の他の複数の信号接点（不図示）は、ＩＣコネクタにおける複数の信号キャリアを介してケーブルの複数の信号接点と結合される。このことにより、ＩＣパッケージ基材からの複数の信号が、回路基板に入る必要なくケーブルを介して他の複数のデバイスに送られることが可能になる。

ソケット本体から延在するダイビングボードは底部側コネクタ（ＢＳＣ）のためのスペースを提供する。この追加のＢＳＣはソケット内のスペースを全く要求せず、そのため、ソケット内のスペースの全ての制限を克服する。図示されるように、ＩＨＳはまた、追加の保護および熱拡散の目的で、ダイビングボードに向かって、かつ、ダイビングボードの上部にさえ、延在することができる。以下でさらに詳細に説明されるように、ＢＳＣは、ダイビングボード領域の下部の、いくつかの積層コンポーネント、ボルスタープレート、マザーボード、およびソケットのうち１または複数のものの表面の機構を介して、基材に粗く位置合わせされてよい。その結果、複数のコネクタコンポーネントの１つも、半田によって、または任意の他の態様でマザーボードに取り付けられることが必要とされない。複数のコネクタ接点はダイビングボードの底部側の複数のランドと接続を形成し、これは複数のソケット接点が複数のパッケージパッドの残りと係合するのと同様である。コネクタの底部はインターポーザまたはフレックスケーブルに取り付けられ、これは他端で低損失、高速度のケーブルに取り付けられる。

図２は図１のアセンブリ１０１の上面の部分的な透視図である。ソケット１０４はパッケージの主要部分のための多数のコネクタを有する。ソケットはまた、回路基板の上部の所定の位置にコネクタ１０２を保持する一対の対向フィンガー１２０を有する。コネクタは上下方向（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ）に移動可能であるが、ソケット上の対応する複数の溝に係合する複数のフィンガーにより横方向（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）への移動（図の平面内）が防止されている。ケーブルはソケットから延在し、同軸コネクタ１２２で終わる。コネクタは、信号を他のデバイスに運ぶためのより長いケーブルを可能にする。

図１および２は図示の目的で回路基板の一部のみを示している。一般的な回路基板は、電源、タイミング、相互接続およびハブのデバイスだけでなく、メモリ、マスストレージ、入出力のデバイスのためのより多くのコンポーネントおよびコネクタを有する。同軸コネクタ１２２は、パッケージがこれらのコンポーネントの１つに直接取り付けられることを可能にする。

フレックスケーブル１０６またはフレックス基材は、コネクタ筐体内に複数の信号接点（不図示）を有する。複数の信号接点はフレキシブルフィルムの表面上の「バンプ」として形成されてよく、また、複数の信号キャリア（不図示）と結合されてよい。複数の信号キャリアは、フィルム上またはフィルム内に印刷され、コネクタ１０２に接続されたケーブルの第１端部の信号接点から、当該ケーブルの中央部まで延びる（「フレックス信号キャリア」とも称される）。様々な他の複数のタイプのケーブルおよびケーブルコネクタが代替的に用いられてよい。例示された実施形態において、ケーブルはファンアウト部分において、第１端部から離れる方向に広がる。複数のフレックス信号キャリアの間の距離は、このファンアウト部分において増加してよい。このことは、当該ケーブルが、複数のキャリアの間により広いスペースを有するケーブルにつながることを可能とする。

本実施形態において、複数のフレックス信号キャリアは、ＩＣコネクタとは反対側の、ケーブルの第２端部で複数の同軸信号キャリア１２２と結合するよう構成される。いくつかの実施形態において、ケーブルはフレックス部分および同軸部分を有する。フレックス部分（同軸ケーブルより小さい高さを有しうる）は、ＩＣコネクタ１０２と回路基板１０８との間の小さい間隙に適合するのに使用されうる。特に、ＩＣコネクタにおける複数の信号接点の多列配置を収容する目的で複数の同軸ケーブルが積層される必要があり得る場合には、接続点を収容するべく典型的に２ｍｍまたはそれより大きいスペースを要求する同軸ケーブルは、この間隙に適合することができないかもしれない。しかしながら、複数のフレックスケーブルは典型的に複数の同軸ケーブルよりも損失しやすいので、ＩＣコネクタから離れたポイントで同軸部分がフレックス部分に取り付けられてよく、これは完全にフレックスケーブルから形成されるケーブルに比べてケーブルの損失を低減しうる。

図３は、図１のアセンブリの一部の側断面図である。ＩＣアセンブリ１０１は、パッケージのＩＣダイ（不図示）につながる複数の接点と、ソケットにつながる底面上の複数の接点とを有するＩＣパッケージ基材１１２を備える。ＩＣパッケージ基材上の複数の信号接点はソケットを介して、回路基板１０２上の他のコンポーネントへの、および、当該他のコンポーネントからの複数の信号（例えば、電気及び／又は光信号）を送る。ＩＣパッケージ基材の底面上の複数の信号接点１３０の第２のセットは、ＩＣコネクタ１０２の、対応する複数の信号接点と結合する。

ＩＣパッケージ基材１１２は、本明細書で「ダイビングボード」とも称されるＩＣコネクタの上部の延在部１１４を有する。ＩＣパッケージ基材が回路基板上のソケットと結合される場合に、ダイビングボード１１２はソケットから離れて延在することで、ＩＣパッケージ基材の底面上の複数の信号接点のためのスペースを提供する。いくつかの実施形態において、ＩＨＳまたはＨＭＣ（熱管理コンポーネント）１１０は、ソケットから離れて延在してよく、これにより、ダイビングボードを少なくとも部分的に覆う。ＨＭＣはＩＣパッケージ基材１１２に結合される。ＨＭＣ１１０はインテグレーテッドヒートスプレッダ（ＩＨＳ）、熱伝導材料（ＴＩＭ、不図示）、ヒートシンク、任意の他の熱管理コンポーネント、または上述のものの任意の組み合わせを含んでよい。

ケーブルコネクタ１０２はダイビングボードおよびＨＭＣ延在部の下部に配置され、スティフナプレート１２６によりサポートされる。スティフナプレートは、一方の側の回路基板１０８と、他方の側のケーブルコネクタとの間にある。複数のばね部材（不図示）は、ケーブルコネクタをスティフナプレートから離し、基材延在部１１２の底部側のＢＳＣ１３０に向かって押すのに使用される。フレックスケーブル１０６は、半田接合、接着剤または他の技術を用いてＩＣコネクタに取り付けられる。一例において、ケーブルをＩＣコネクタに取り付けるのにＳＭＴ（表面実装技術）が使用される。従って、ＩＣコネクタが基材のＢＳＣにつながる場合に、ケーブルはＢＳＣの複数の接点に接続される。示されるように、複数のコンポーネントの高さの間の差と、個別の公差の間の差とに起因して、コネクタ接点の先端位置にはばらつきがある。パッケージ１１２の高さはソケット１０４の着座平面（ｓｅａｔｉｎｇ ｐｌａｎｅ）により決まる。しかしながら、コネクタ１０２の高さは、ＰＣボードの位置により決まる。コネクタ接点の先端位置のばらつきは、以下で更に詳細に説明されるように、複数のばね部材を用いて処理されうる。

図１、２および３のアセンブリは説明の目的で簡略化されている。より多くのパッケージ、ソケット、および他のコンポーネントが回路基板上に存在しうるのと、まさに同様に、ソケット毎により多くのＩＣコネクタもまた存在しうる。追加の複数のＩＣコネクタが、図示されたもののそばに、或いは、パッケージの他の複数の面に加えられてよい。パッケージ基材は、より多くのＩＣコネクタおよびより多くのケーブルと接続するべく、より多くのコネクタを有してよい。パッケージはまた、１より多いＩＣダイを有してよい。複数のダイは、異なる複数のケーブルにつながってよい。または、１より多いダイが同一のケーブルに接続されるように複数の接続部が共有されてよい。パッケージ基材は、ＩＣダイ上の複数の接続部がソケット上の複数の接続部または複数のケーブルのうち何れか１または複数に接続されることを可能にする複数のルーティング層を有する。

図４は、ケーブル１０６を含むＩＣコネクタ１０２の斜視図である。ケーブルコネクタは、フラットベッド１４６の２つの側部に２つの側壁１５０を有する。複数の側壁は内部が中空であり、ソケットの複数のフィンガー１２０と位置合わせするための機械的な接合機構として働く上下方向の複数の溝１５２を有する。これらの溝はソケットがＩＣコネクタを所定の位置に保持することを可能にする。複数の接合機構は複数の溝として示されているが、ソケットおよびＩＣコネクタが接合されるときにソケットとＩＣコネクタとの間の位置合わせを向上させ、はめ合いを確実にするべく、より多い溝、突出部、つまみ、切欠き、または他のキー要素（ｋｅｙｅｄ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）を含む、より複雑な、または異なる接合機構が用いられてよい。複数の接合機構はまた、ソケットを介してＩＣパッケージ基材とＩＣコネクタとを位置合せするように働く。パッケージ基材のための複数の接合機構もまた存在してよい。例えば、ＩＣコネクタとＩＣパッケージ基材の複数のコンタクトパッドとの間の適切な位置合わせを確実にするべく、複数のリッジが、ＩＣパッケージ基材の延在部１１４における複数の相補的機構と位置合わせするのに使用されてよい。

複数の側壁の間のフラットベッド１４６は、パッケージ基材のＢＳＣと接続する複数の信号キャリア１４８のアレイを支える。これらは、ＢＳＣの性質に応じて任意の所望の形態を取ってよい。いくつかの実施形態において、複数のＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）接点は、望まれるだけ多くの基材接点と接続するべく、フラットベッドの表面にわたって取り付けられる。複数の信号キャリア１４８は、ＩＣコネクタの底部に半田付けされたケーブル１０６の複数の信号接点と機械的に接するべく、一端部に配置された複数の半田ボールを有してよい。代替的に、ケーブル１０６は他の態様で、ＩＣコネクタの上面側に取り付けられてよい。

複数のＬＧＡ信号キャリア１４８の複数のカンチレバーはＩＣコネクタの上面から離れて延在し、一方で、複数の信号キャリアの複数の他端は、ケーブル上の複数の信号接点と接点を形成するべくケーブルコネクタ内に延在する。代わりの実施形態において、複数の信号キャリアは、複数のＬＧＡ接点の代わりに、または、複数のＬＧＡ接点に加えて、上下方向の複数の接点であってよい。代わりの実施形態において、複数の信号キャリアは、複数のばね要素で置き換えられてよい。図示されるように、ＬＧＡアレイにおける全ての電気接点をサポートするのに複数のケーブルが使用されてよい。本実施形態においては２つのケーブルが存在するが、任意の他の数が用いられてよい。異なるタイプの複数のケーブルがまた存在してよい。例えば、ＤＣ電源のための１つのタイプのケーブルと、高速データのための他のタイプのケーブルとが存在してよい。

ＩＣコネクタ１０２はまた、複数のポスト１４０のアレイを用いてスティフナプレート１２６に取り付けられる。矩形コネクタの４隅のそれぞれに１つのポストがあるが、より多い、またはより少ないポストが用いられてよく、また、ポストの位置はコネクタの形状に適するように適合されてよい。複数のポストはコネクタの上部の複数のブラケット１４２を通って、コネクタの複数の側壁を通って、かつ、スティフナプレートを通って取り付けられる。複数のブラケットは、コネクタに圧力を加えることなく複数のポストを固定するべく、コネクタの上部を補強する。図４のコネクタの部分透視である図５に示されるように、コネクタの複数の側壁は、複数のポストのために中空のエリアまたは開口を有してよい。複数のポストはコネクタの複数の側壁内の開口を通って延びる。図示された例において、開口は側壁全体を通っているが、開口は複数のオープンシャフト（ｏｐｅｎ ｓｈａｆｔｓ）、間隙、チューブまたはスロットの形であってよい。複数の開口の寸法および形状は、側壁内の複数のばね１４４の寸法および形状に適するよう構成され得る。

複数のポストはそれぞれコイルスプリング１４４の中心を通される。各コイルスプリングは、コネクタの各コーナー部の複数のポストの１つにより所定の位置に保持される。コイルスプリングはポストの周りに巻かれており、スティフナプレートに対するコネクタの圧縮に抵抗するよう圧縮ばねとなっている。圧縮ばねが示されているが、リーフスプリング、トーションバー、またはゴム状もしくは発泡材料などの任意の他のばね部材が用いられてよい。ばねの底部はスティフナプレートの上部に支えられており、ばねの上部はコネクタ側壁の内部の開口の底部に支えられている。側壁の形状とばねの接続は、用いられる特定タイプのばね部材に適するように適合されてよい。ばねに接する特定の複数の表面は、様々なばね構成と、コネクタ筐体の形状のばらつきに適するように適合されてよい。

ばね１４４のばね定数は、ランドグリッドアレイによりアサート（ａｓｓｅｒｔｅｄ）されるバネ力に基づいて選択される。複数のばねはランドグリッドアレイを基材のＢＳＣに対して押す。複数のばねは、各ＬＧＡ接点がパッケージ基材ＢＳＣの、対応する接点に対して押圧されるのに十分な力を加える。複数のばねはまた、スティフナプレートをサポートするＰＣボードの表面上の全てのばらつきを補償する。

図６は図１のアセンブリ１０１の一部の分解図である。図示されるように、ソケット１０４はＰＣボードに取り付けられる。ソケットは、パッケージ基材または他のコンポーネント（不図示）上の電気接点と接合する複数のコネクタ１６６を有する。ＩＣコネクタ１０２はソケット位置内の所定の位置に下げられ、ソケットにより所定の位置に保持される。コネクタはＰＣボード１０８に物理的に接するスティフナプレートを有するが、必ずしもコネクタプレートに取り付けられる必要はない。代替的に、コネクタがソケットの上部に支えられるよう、ソケットは、コネクタの下方のＩＣパッケージから離れて延在してよい。他の図に示されるように、コネクタは複数の接合機構を用いて所定の位置に保持される。

パッケージ基材１１２はソケットの上部に配置され、基材延在部１１４はコネクタ１０２の上部に配置される。基材は、この態様においてソケットおよびコネクタとの電気的接続を形成することが可能である。ＨＭＣ１１０はパッケージ基材の上部に取り付けられて内部のＩＣダイを覆う。この例では、パッケージ基材は、コネクタの側壁の内側のつまみ１６４と接合する追加の位置決め（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）機構１６２、この場合は溝、を有している。個々のコンポーネントの設計は、製造可能性、信頼性およびコストのために変更されうる。また、複数のばねとスティフナの設計要件は、コネクタ上の接点の数と、加えられることが必要な荷重とに基づき変わる。

基材延在部１１４は、コネクタの複数の側壁１５０の間にフィットするよう構成される。これはコネクタの複数の側壁の間の左右の動きを低減する。溝とつまみの位置決めシステムは、コネクタの複数の側壁に沿った、パッケージの、またはコネクタの横方向の動きを低減する。この態様におけるパッケージ基材は、コネクタの全ての横方向の動きを実質的に除去し、コネクタＬＧＡが基材ＢＳＣ上の複数のコネクタと並ぶことを確実にすることが可能である。

パッケージ基材はまた、ソケット上の適切な位置決めを確実にすべく、ソケットとともに溝およびつまみを用いた複数の位置合わせ機構を有しうるので、コネクタはパッケージ基材を介してソケットに対して位置合わせされる。図６に示されるように、溝およびつまみは、ソケットおよびコネクタの間の複数の接合機構の代わりに用いられてよい。コネクタは直接的にパッケージ基材と位置合わせされる。代替的に、接合機構１２０、１５２はソケットとともに、粗雑な配置または、おおよその位置合わせのために用いられてよい。溝およびつまみは、より正確な位置合わせのために同一のアセンブリ内に用いられてよい。

複数のコンポーネントのスタック内にコネクタ１０２を組み立てるための様々な異なる方法が存在する。一例において、パッケージが取り付けられる前に、コネクタがソケットに近接して配置される。これは粗雑な位置合わせの段階である。これは、コネクタの複数のポスト１４０の延在部と、マザーボード上の複数のへこみ（ｉｎｄｅｎｔ）または穴とを用いて行われてよい。コネクタはまた、複数の接合機構を用いてソケットに位置合わせされてよい。一度コネクタが取り付けられると、パッケージ１１２はソケット上に配置され、コネクタおよび基材上の機構１６２、１６４を介して押される。これらの機構は良好な位置合わせを提供し、パッケージの複数のパッドに着く複数のコネクタ接点をもたらす。

説明されたように、コネクタ筐体は、ＢＳＣ（ＬＧＡまたは任意のばねタイプの接点）と接続する複数の接点を支えるか、または保持する。それは、高さ方向、上下方向、またはｚ方向において筐体がベース上で浮遊することを可能にするばねと共にベースまたはスティフナプレートを有する。コネクタは、指定のピッチと、接点の撓み範囲（ｃｏｎｔａｃｔ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｒａｎｇｅ）を用いて設計される。ばね荷重げ式のベースは、コネクタおよびソケットの間の公差のばらつきと、パケット基材の欠陥を克服する。その結果、複数の接点は少ししか撓みを要求しない。このことはより低い接点を可能にし、より小さいパッケージパッドをもたらしうる。より低い接点は、コネクタの高速度の性能を向上させ、またコネクタピンの曲がりのリスクを低減する。

ソケットおよびコネクタアセンブリの間の公差の不一致により引き起こされる如何なるばらつきにも関わらず、複数のばねおよび複数の位置合わせ機構は、複数のコネクタ接点が完全に撓んで（ｄｅｆｌｅｃｔ）パッケージとの電気的接続を維持することを引き起こす。コネクタ着座平面が最初からソケット着座平面より高いように、ノミナルなオフセットがコネクタおよびソケットの高さに意図的に設計されてよい。一度、複数のコネクタ接点が撓むと、複数のコイルスプリングも撓み、コネクタ着座平面がソケット着座平面と並ぶ。初期オフセットは、異なるタイプのソケット、接続およびパッケージ基材用に構成されてよい。

多くのソケットは、ソケットを所定の位置に確実に保持するべく、回路基板に取り付けられたボルスタープレートを用いる。ボルスタープレートは、ソケットにより引き起こされうる回路基板上の圧力を再分配し、またソケットが回路基板上に適切に位置合わせされることを確実にするのを助ける。ボルスタープレートはまた、コネクタを位置合わせして上下方向において所定の位置に保持するか、スティフナプレートに表面を提供するか、または、回路基板またはソケット上の複数の機構により異なる方法で実行されるであろう、本明細書で説明される他の機能を実行するための複数の位置決め機構を有してよい。ボルスタープレートを追加の位置合わせ、サポートおよび保持機能を提供するべく用いてもよい。

ボルスタープレート内の複数の機構は、コネクタおよび基材の間の全体的な位置合わせのために用いられてよい。これは、ユーザがコネクタを正しい位置に取り付けるのを助けるのに使用されうる。この目的でボルスタープレートを用いることは、回路基板に必要とされる穴の数を低減する。マザーボードにおける複数の位置合わせの穴は、複数の回路線をルーティングするためのスペースを取り去る。ボルスタープレートはルーティングのためのより大きいスペースを可能にするのに使用されうる。

図７は、複数のコイルスプリングが複数のリーフスプリングに置き換えられたコネクタ２１２の代替の設計を示す。ベースプレート２０２は、リベット、クリップまたは他の固定の穴の形の、オプションの取り付け機構２０４を有する。これは、ベースプレートがマザーボード、ソケットまたはボルスタープレートに取り付けられることを可能にする。複数の穴２０４はまた位置合わせ機構としても働く。なぜなら、当該複数の穴を介した取り付けのために、当該複数の穴は、マザーボード上の対応する複数の穴、ピンまたは他の機構と位置合わせされる必要があるためである。ベースプレートは次に、マザーボード上の特定の位置に位置決めされる。この位置は次に、またマザーボードに取り付けられるソケットまたはボルスターの位置に関係し、その結果、ソケットおよびコネクタは共通のマザーボードを介して互いに対して位置合わせされる。

ベースプレートは、コネクタ筐体２１２の両側のベースから上下方向に延在する複数の側壁２１０を有する。複数の側壁は、コネクタ筐体の両側の複数のつまみ２１８に対する複数の接合機構として働く複数の開口２０６を有する。複数のリーフスプリング２０８は、ベースプレートのベースから形成され、ベースプレートの底部から上方に、コネクタ筐体に向かって延在する。

コネクタ筐体２１２はベースプレート２０２の複数の側壁の間に配置され、複数のつまみ２１８が複数の側壁の複数の開口２０６内の位置に組み込まれるまで押し下げられる。複数のつまみはコネクタ筐体の上下方向の動きを可能とし、その結果、複数のリーフスプリング２０８は、コネクタ筐体を上下方向に移動させてパッケージＢＳＣを押圧することができる。コネクタ筐体の上面は、他のデバイスにつながるべくコネクタ筐体から延在する複数のケーブル２１４につながる接点アレイ２２０を有する。

複数のリーフスプリングはまた、典型的に複数のコイルスプリングにより加えられる高さ要件を軽減する。複数のリーフスプリングはあまり高くないので、コイルスプリングの場合よりもコネクタはより低く形成されて、より狭いスペースにフィットしうる。さらに、より多くのリーフスプリングがベースプレート２０２上に加えられてよく、その結果、ベースにわたって分散し、コネクタがパッケージを介して上部に積まれたときに、その底部により均一な反力を提供する。

説明された実施形態は、広い範囲の高さのばらつきを補償する。これらの実施形態は、異なるタイプのばねデザインと、コネクタとパッケージ基材との初期位置合わせのためのソケット内およびボルスタープレート内の複数の位置合わせ機構とを含むように変更されてよい。説明された実施形態を用い、ベース上の複数のコイルスプリングは、複数のコイルスプリングが何らかの撓みを経験する前に、複数の接点のピンが常に完全に撓むように、かつ、パッケージ基材がコネクタ着座平面に接するように、予圧されてよい。この設計の機能は、複数のコネクタ接点上に最小の力を維持するよう使用されてよい。

コネクタ上の複数の接点が、少なくとも意図されたノミナルな撓みを常に有することを確実にすることで、パッケージとの良好な電気的接続が保証され得る。複数のばねを、接触力およびローディング機構の荷重要件を低減するために用いてもよい。複数の接点は複数のコネクタの複数のばね部材によりノミナルに撓み、コネクタのアレイの寸法はソケット上の接続アレイよりも小さいので、ソケットに対するパッケージ上の力の全体は増加しない。ソケット全面の減少した力は、ソケットのクランプ機構または保持機構が簡略化されるのを可能にする。

ばね荷重げ式のコネクタ筐体は、テストモジュール内を含め、様々な異なるアプリケーションに用いられうる。回路基板に取り付けられておらず、かつソケットまたはボルスタープレートにより所定の位置に保持された、説明されたコネクタは、取り付けが簡単であり、コネクタを所定の位置に配置してケーブルを接続すること以外の如何なる追加の処理段階も要求しない。コネクタのアレイの寸法、および、基材筐体の底部側コネクタの寸法は、増減されたピンの総数の仕様のために変更されうる。

図８は、本発明の一実施例に係るコンピューティングデバイス１００を示す。コンピューティングデバイス１００はシステムボード２を収容する。ボード２は、これらに限定されるものではないが、プロセッサ４および少なくとも１つの通信パッケージ６を含め、複数のコンポーネントを有してよい。通信パッケージは１または複数のアンテナ１６に結合される。プロセッサ４はボード２に対して物理的かつ電気的に結合される。ＲＦまたはデジタルダイパッケージのいずれかの少なくとも１つは、パッケージ内で金属配線された複数のビアのパターンおよび金属層を用いてシールドされ、パッケージを介してボード２に電気的に結合される。本発明のいくつかの実装において、複数のコンポーネント、複数のコントローラ、複数のハブまたは複数のインターフェースのうち何れか１または複数は、上述したように複数のソケット、複数のコネクタおよび複数のケーブルを用いて複数の他のコンポーネントに結合される。

その複数のアプリケーションに応じて、コンピューティングデバイス１００は、複数の他のコンポーネントを含んでよい。これらのコンポーネントは、ボード２に対して物理的および電気的に結合されてよいし、あるいは結合されなくてもよい。これらの他のコンポーネントは、限定されるものではないが、揮発性メモリ（例えば、ＤＲＡＭ）８、不揮発性メモリ（例えば、ＲＯＭ）９、フラッシュメモリ（不図示）グラフィクスプロセッサ１２、デジタルシグナルプロセッサ（不図示）、クリプトプロセッサ（不図示）、チップセット１４、アンテナ１６、タッチスクリーンディスプレイなどのディスプレイ１８、タッチスクリーンコントローラ２０、バッテリー２２、音声コーデック（不図示）、映像コーデック（不図示）、電力増幅器２４、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）デバイス２６、コンパス２８、加速度計（不図示）、ジャイロスコープ（不図示）、スピーカ３０、カメラ３２、および大容量記憶デバイス（ハードディスクドライブなど）１０、コンパクトディスク（ＣＤ）（不図示）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）（不図示）などを含む。これらのコンポーネントは、システムボード２に接続され、システムボードに取り付けられ、或いは、複数の他のコンポーネントのいずれかと組み合わされる。

通信パッケージ６は、コンピューティングデバイス１００への、および、コンピューティングデバイス１００からのデータ伝送のための無線及び／又は有線通信を可能にする。 "無線"という用語およびその派生語は、変調電磁放射を使用して、非固体媒体を介してデータを通信し得る回路、デバイス、システム、方法、技術、通信チャネル等を記載するために使用されてよい。この用語は、関連するデバイスが配線を全く含まないということを暗示するものではないが、いくつかの実施形態においては配線を含んでいないかもしれない。通信パッケージ６は、これらに限定されるものではないが、Ｗｉ−Ｆｉ（ＩＥＥＥ ８０２．１１系統）、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ ８０２．１６系統）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）、Ｅｖ−ＤＯ、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ（登録商標）、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＤＥＣＴ、ブルートゥース、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、それらの派生物、並びに、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇおよびそれ以上に指定されるその他の任意の無線および有線プロトコルを含む多数の無線または有線の規格またはプロトコルの任意のものを実施してよい。コンピューティングデバイス１００は、複数の通信パッケージ６を含んでよい。例えば、第１通信パッケージ６は、Ｗｉ−Ｆｉおよびブルートゥースなどの近距離無線通信に専用化されてよいし、第２通信パッケージ６は、ＧＰＳ、ＥＤＧＥ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、Ｅｖ−ＤＯ、およびその他などの長距離無線通信に専用化されてよい。

様々な実装において、コンピューティングデバイス１００は、ラップトップ、ネットブック、ノートブック、ウルトラブック、スマートフォン、タブレット、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ウルトラモバイルＰＣ、携帯電話、プリンタ、スキャナ、モニタ、セットトップボックス、エンターテインメントコントロールユニット、デジタルカメラ、ポータブル音楽プレイヤ、またはデジタルビデオレコーダであってよい。さらなる複数の実装において、コンピューティングデバイス１００は、ペン、サイフ、時計、またはデータを処理するアプライアンスなどの任意の他の電子デバイスであってよい。

実施形態は、１つまたは複数のメモリチップ、コントローラ、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、マザーボードを用いて相互接続されたマイクロチップまたは集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及び／又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）の一部として実装されてよい。

「一実施形態」、「実施形態」、「例示的な実施形態」、「様々な実施形態」等に参照することにより、そのように説明する本発明の実施形態が特定の複数の特徴、構造、または特性を備え得ることを示すが、全ての実施形態は、特定の複数の特徴、構造、または特性を必ずしも備えるものではない。さらに、いくつかの実施形態は、複数の他の実施形態について説明した複数の特徴のいくつか、もしくは全てを備え、またはそれらを全く備えないこともある。

以下の説明および特許請求の範囲において、「結合された」という用語は、その複数の派生語と共に使用され得る。「結合された」は、２またはそれ以上の要素が互いに共働またはインタラクトすることを示すべく用いられるが、その間に介在する物理的または電気的な複数のコンポーネントを有することもあり、有しないこともある。

特許請求の範囲において使用するように、別途指定しない限り、共通の要素を説明するべく序数形容詞「第１の」、「第２の」、「第３の」等を使用しても、同様の複数の要素の異なる例を参照することを単に示すのみであり、そのように説明する複数の要素が時間的、空間的、順位、またはその他の様式のいずれかにおいて所与の順序でなければならないことの示唆を意図するものではない。

複数の図面および上記の説明は、複数の実施形態の例を与える。当業者は、説明した要素の１または複数を組み合わせて単一の機能要素にし得ることを理解するであろう。あるいは、特定の複数の要素は、複数の機能要素に分割してもよい。一実施形態の複数の要素は、別の実施形態に付加してもよい。例えば、本明細書において説明する処理の順序を変更し得るが、本明細書において説明する様式には限定されない。更に、いずれかの流れ図のアクションを、示す順序で実装する必要はなく、動作の全ては、必ずしも実行する必要はない。また、他の動作に依存しない動作を他の動作と並行に実行してもよい。複数の実施形態の範囲は、これらの具体的な例によって限定されるものではない。構造における差異、寸法、および材料の使用等、様々な変形形態は、明細書において明示的に与えられているか否かに関わらず、可能である。複数の実施形態の範囲は、少なくとも、以下の特許請求の範囲により与えられるのと同程度に広範である。

以下の複数の例は、さらなる複数の実施形態に関する。異なる実施形態の様々な特徴は、含まれるいくつかの特徴と様々に組み合わされ、他の特徴は、様々な異なる用途に適するように除外されてもよい。いくつかの実施形態は底面と、底面とは反対側の、集積回路パッケージの対応する複数のパッドに電気的に接続する複数の弾性コネクタとを有するコネクタ筐体、複数の弾性コネクタをケーブルに電気的に接続するケーブルコネクタ、回路基板を押圧する底面と、底面とは反対側の上面とを有するベースプレート、および、ベースプレートとコネクタの底面との間に結合されてベースプレートの底面をシステムボードに対して押圧するとともに、コネクタ筐体の複数のコネクタをパッケージに対して押圧する複数のばね部材を有するコネクタに関する。

更なる複数の実施形態において、ベースプレートの底面は、回路基板の上面に対する直接の物理的な接続を介して回路基板を押圧する。

更なる複数の実施形態において、ベースプレートは、回路基板上の特定位置に位置合わせするための複数の位置合わせ機構を有する。

更なる複数の実施形態において、複数のばね部材は、ベースプレートの上面の４隅のそれぞれに取り付けられてコネクタ筐体の底面に接触する複数のコイルスプリングを有する。

更なる複数の実施形態において、複数のばね部材は、ベースプレートに形成されてベースプレートからコネクタ筐体の底面に延びる複数のリーフスプリングを有する。

更なる複数の実施形態において、ケーブルコネクタは、複数のばね部材の間でコネクタ筐体の底面に取り付けられる。

更なる複数の実施形態において、複数の弾性コネクタは、ランドグリッドアレイを有する。

更なる複数の実施形態において、コネクタ筐体は、コネクタ筐体と、集積回路パッケージのソケットとを位置合わせするための複数の接合機構を有する。

更なる複数の実施形態において、コネクタ筐体は、コネクタと、ボルスタープレートとを位置合わせするための複数の接合機構を有し、ボルスタープレートは、回路基板と、集積回路パッケージのソケットとに取り付けられる。

更なる複数の実施形態において、コネクタ筐体は、コネクタ筐体の複数のコネクタの２つの側部のそれぞれに複数の側壁を有し、複数のばね部材は、２つの側部の複数の側壁を通って延びる複数のコイルスプリングを有する。

更なる複数の実施形態は、上下方向の溝を備え、溝における各側壁はソケット上の対応機構と位置合わせされる機械的な接合機構として働く。

更なる複数の実施形態において、機械的な接合機構は、コネクタとソケットとを位置合わせするとともに、コネクタの横方向の動きを実質的に除去する。

いくつかの実施形態は、マザーボードと、マザーボードに取り付けられたメモリと、マザーボードに取り付けられたソケットと、ソケットに取り付けられたパッケージドプロセッサと、ソケットに取り付けられたコネクタとを備え、コネクタは、底面と、底面とは反対側の、集積回路パッケージの対応する複数のパッドに電気的に接続する複数の弾性コネクタとを有するコネクタ筐体、複数の弾性コネクタをケーブルに電気的に接続するケーブルコネクタ、回路基板を押圧する底面と、底面とは反対側の上面とを有するベースプレート、および、ベースプレートとコネクタの底面との間に結合されてベースプレートの底面をシステムボードに対して押圧するとともに、コネクタ筐体の複数のコネクタをパッケージに対して押圧する複数のばね部材を有する、コンピューティングデバイスに関する。

更なる複数の実施形態において、複数のばね部材は、ベースプレートの上面の４隅のそれぞれに取り付けられてコネクタ筐体の底面に接触する複数のコイルスプリングを有する。

更なる複数の実施形態において、複数のばね部材は、ベースプレートに形成されてベースプレートからコネクタ筐体の底面に延びる複数のリーフスプリングを有する。

更なる複数の実施形態において、コネクタ筐体は、コネクタ筐体の複数のコネクタの２つの側部のそれぞれに複数の側壁を有し、複数のばね部材は、２つの側部の複数の側壁を通って延びる複数のコイルスプリングを有する。

更なる複数の実施形態において、コネクタは複数のネジを用いて回路基板に固定される。

いくつかの実施形態は、集積回路ダイパッケージを保持するよう構成されたソケットを回路基板に取り付ける段階と、ソケットにコネクタを取り付ける段階とを備える方法に関する。コネクタは、筐体を有し、コネクタ筐体は、底面と、底面とは反対側の、集積回路パッケージの対応する複数パッドに電気的に接続する複数の弾性コネクタとを有し、コネクタは、複数の弾性コネクタをケーブルに電気的に接続するケーブルコネクタを有し、コネクタは、回路基板を押圧する底面と、底面とは反対側の上面とを含むベースプレートを有し、コネクタは、ベースプレートとコネクタの底面との間に結合されてベースプレートの底面をシステムボードに対して押圧するとともに、コネクタ筐体の複数のコネクタをパッケージに対して押圧する複数のばね部材を有する。当該方法は、パッケージの第１接触エリアがソケットにつながり、パッケージの第２接触エリアがコネクタにつながるように、集積回路ダイパッケージをソケット内に配置する段階を備える。

更なる複数の実施形態において、配置する段階は、ベースプレートの底面が回路基板を押圧することで第２接触エリアとコネクタとの間の接続を確実にするように、複数のばね部材を回路基板に対して押圧する段階を有する。

更なる複数の実施形態において、コネクタを取り付ける段階は、ソケットの接合フィンガーをまたいで、コネクタ筐体の２つの側壁のそれぞれの上下方向の溝をスライドさせることで、溝と、対応するフィンガーとを位置合わせするとともに、コネクタの横方向の動きを実質的に除去する段階を有する。

Claims (19)

1. 底面と、前記底面とは反対側の、集積回路パッケージの対応する複数のパッドに電気的に接続する複数の弾性コネクタとを有し、前記複数の弾性コネクタが前記底面においてケーブルに電気的に接続されているコネクタ筐体、
   回路基板を押圧する底面と、前記底面とは反対側の上面とを有するベースプレート、および、
   前記ベースプレートと前記コネクタ筐体の底面との間に結合されて前記ベースプレートの底面をシステムボードに対して押圧するとともに、前記コネクタ筐体の複数の弾性コネクタを前記パッケージに対して押圧する複数のばね部材
   を備える集積回路コネクタ。
2. 前記ベースプレートの底面は、前記回路基板の上面に対して直接的に前記回路基板を押圧する、請求項１に記載の集積回路コネクタ。
3. 前記ベースプレートは、前記回路基板上の特定位置に位置合わせするための複数の位置合わせ機構を有する、請求項１または２に記載の集積回路コネクタ。
4. 前記複数のばね部材は、前記ベースプレートの前記上面の４隅のそれぞれに取り付けられて前記コネクタ筐体の前記底面に接触する複数のコイルスプリングを有する、請求項１〜３の何れか１項に記載の集積回路コネクタ。
5. 前記複数のばね部材は、前記ベースプレートに形成されて前記ベースプレートから前記コネクタ筐体の前記底面に延びる複数のリーフスプリングを有する、請求項１〜３の何れか１項に記載の集積回路コネクタ。
6. 前記ケーブルは、前記複数のばね部材の間で前記コネクタ筐体の前記底面に取り付けられる、請求項１〜５の何れか１項に記載の集積回路コネクタ。
7. 前記複数の弾性コネクタは、ランドグリッドアレイ接点を有する、請求項１〜６の何れか１項に記載の集積回路コネクタ。
8. 前記コネクタ筐体は、前記コネクタ筐体と、前記集積回路パッケージのソケットとを位置合わせするための複数の接合機構を有する、請求項１〜７の何れか１項に記載の集積回路コネクタ。
9. 前記コネクタ筐体は、前記コネクタと、ボルスタープレートとを位置合わせするための複数の接合機構を有し、
   前記ボルスタープレートは、前記回路基板と、前記集積回路パッケージのソケットとに取り付けられる、請求項１〜８の何れか１項に記載の集積回路コネクタ。
10. 前記コネクタ筐体は、前記コネクタ筐体の複数のコネクタの２つの側部のそれぞれに複数の側壁を有し、
    前記複数のばね部材は、前記２つの側部の前記複数の側壁を通って延びる複数のコイルスプリングを有する、請求項１〜９の何れか１項に記載の集積回路コネクタ。
11. 前記コネクタ筐体は上下方向の溝をさらに備え、
    前記溝における各側壁はソケット上の対応機構と位置合わせされる機械的な接合機構として働く、請求項１０に記載の集積回路コネクタ。
12. 前記機械的な接合機構は、前記コネクタと前記ソケットとを位置合わせするとともに、前記コネクタの横方向の動きを実質的に除去する、請求項１１に記載の集積回路コネクタ。
13. コンピューティングデバイスであって、
    マザーボードと、
    前記マザーボードに取り付けられたメモリと、
    前記マザーボードに取り付けられたソケットと、
    前記ソケットに取り付けられたパッケージドプロセッサと、
    前記ソケットに取り付けられたコネクタと
    を備え、
    前記コネクタは、
    底面と、前記底面とは反対側の、集積回路パッケージの対応する複数のパッドに電気的に接続する複数の弾性コネクタとを有し、前記複数の弾性コネクタが前記底面においてケーブルに電気的に接続されているコネクタ筐体、
    回路基板を押圧する底面と、前記底面とは反対側の上面とを有するベースプレート、および、
    前記ベースプレートと前記コネクタ筐体の底面との間に結合されて前記ベースプレートの底面をシステムボードに対して押圧するとともに、前記コネクタ筐体の複数の弾性コネクタを前記パッケージに対して押圧する複数のばね部材
    を有する、コンピューティングデバイス。
14. 前記複数のばね部材は、前記ベースプレートの前記上面の４隅のそれぞれに取り付けられて前記コネクタ筐体の前記底面に接触する複数のコイルスプリングを有する、請求項１３に記載のコンピューティングデバイス。
15. 前記複数のばね部材は、前記ベースプレートに形成されて前記ベースプレートから前記コネクタ筐体の前記底面に延びる複数のリーフスプリングを有する、請求項１３または１４に記載のコンピューティングデバイス。
16. 前記コネクタ筐体は、前記コネクタ筐体の複数のコネクタの２つの側部のそれぞれに複数の側壁を有し、
    前記複数のばね部材は、前記２つの側部の前記複数の側壁を通って延びる複数のコイルスプリングを有する、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のコンピューティングデバイス。
17. ＩＣアセンブリの製造方法であって、
    集積回路ダイパッケージを保持するソケットを回路基板に取り付ける段階と、
    前記ソケットにコネクタを取り付ける段階と
    を備え、
    前記コネクタは、コネクタ筐体を有し、
    前記コネクタ筐体は、底面と、前記底面とは反対側の、集積回路パッケージの対応する複数パッドに電気的に接続する複数の弾性コネクタとを有し、前記複数の弾性コネクタが前記底面においてケーブルに電気的に接続されており、
    前記コネクタ筐体は、回路基板を押圧する底面と、前記底面とは反対側の上面とを含むベースプレートを有し、
    前記コネクタは、
    前記ベースプレートと前記コネクタ筐体の底面との間に結合されて前記ベースプレートの底面をシステムボードに対して押圧するとともに、前記コネクタ筐体の複数の弾性コネクタを前記パッケージに対して押圧する複数のばね部材を有し、
    当該ＩＣアセンブリの製造方法は、
    前記パッケージの第１接触エリアが前記ソケットにつながり、前記パッケージの第２接触エリアが前記コネクタにつながるように、集積回路ダイパッケージを前記ソケット内に配置する段階を備える、ＩＣアセンブリの製造方法。
18. 配置する段階は、
    前記ベースプレートの底面が前記回路基板を押圧することで前記第２接触エリアと前記コネクタとの間の接続を確実にするように、前記複数のばね部材を前記回路基板に対して押圧する段階を有する、請求項１７に記載のＩＣアセンブリの製造方法。
19. 前記コネクタを取り付ける段階は、
    前記ソケットの接合フィンガーをまたいで、前記コネクタ筐体の２つの側壁のそれぞれの上下方向の溝をスライドさせることで、前記溝と、対応するフィンガーとを位置合わせするとともに、前記コネクタの横方向の動きを実質的に除去する段階を有する、請求項１７または１８に記載のＩＣアセンブリの製造方法。

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