无插口插件-电路板组件及其运用方法技术

揭示了一种便于再安装的无插口插件－电路板组件（２００）。该组件（２００）包括软焊料区域（２１２）和金属接触元件（２０８），每个位于铜衬垫（２１４，２１０）上。该金属接触元件（２０８）适于充分穿透该软焊料区域（２１２），以提供电接触。该金属接触元件（２０８）可以是锐利金属元件或弹簧。来自夹持构件的压缩力确保安全的电接触和足够的热性能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
领域本专利技术通常涉及插件-电路板组件的，具体地说，本专利技术涉及无插口插件-电路板组件。背景常规的桌面与移动系统设计包括用于针栅阵列(PGA)插件(包括倒装芯片PGA(FCPGA)插件(附图说明图1))的母板上的原始设备制造商(OEM)插口。但是，插口设计费用高，加上装配过程的复杂性，并且会降低有关电的性能。此外，由于性能日益提高且插口BGA连接间距日益变小的要求，经常使用细距表面安装插口。但是，该细距表面安装插口是费用高昂的部件，并且其满足表面安装PGA插口所要求的日益精细的间距的能力有限。也使用地栅阵列(LGA)插口设计，但其满足高压要求的能力有限。无插口表面安装技术(SMT)可以被用于球栅阵列(BGA)插件(包括倒装芯片BGA(FCBGA)插件)。虽然SMT排除了对插口的运用，但是，该OEM将SMT插件设计成永久地安装于电路板。结果，不仅该OEM制造时间长、成本高，而且必须和该电路板一起作为单个单元而购买表面安装插件。这样，若不替换这整个电路板，就不可能使该插件升级。由于上述的各种原因，在该
中，需要一种用于满足被供以更高动力的桌面与移动系统的日益增加的需求的简单而有效的装置。附图简述图1是现有技术安装插口的插件-电路板组件的示意图。图2是无插口FCPGA插件-电路板直接组件的示意图。图2A是图2中组件的放大视图，示出了本专利技术的一个实施例中设置于插件衬垫上的弹簧接触元件。图3是所施加的力对铟焊料的位移的坐标图。图4A是本专利技术的一个实施例中集成插件衬垫设计的示意图。图4B是本专利技术的一个实施例中弹簧接触元件单元的示意图。图5是无插口FCBGA插件-电路板直接接触组件的示意图。图5A是图5中组件的放大视图，示出了本专利技术替换实施例中设置于电路板衬垫上的多种类型的弹簧接触元件。图6是无插口FCLGA插件-电路板直接接触组件的示意图。图6A是图6中组件的放大视图，示出了本专利技术替换实施例中设置于电路板衬垫上的锐利金属特征。图7是电路板的示意图，示出了本专利技术其他替换实施例中设置于电路板衬垫上的附加类型的锐利金属特征。详细描述揭示了无插口插件-电路板组件及其运用方法。下文和这些附图充分展示了本专利技术的特定实施例，以使得本领域技术人员能对其进行实践。其他实施例可结合有关结构、逻辑、电子、过程以及其他变化。例子只是代表可能的变化。除非有明确的要求，单独的部件和功能是可选的；并且，该操作顺序也可改变。一些实施例的各个部分和特点可包括在其他实施例的各个部分和特点中，或者可代替其他实施例的各个部分和特点。本专利技术的范围包含该权利要求书和所有可用等同特征的全部范围。图1提供了现有技术印刷电路组件102的截面视图，它包括设计为将PGA插件104(例如，FCPGA插件)互连到印刷电路板(例如，母板106)的OEM插口103。如本领域所知，在该特定的现有技术设计中，位于插件104上面的是散热器108，它具有纵向散热片阵列109、风扇110和连接线112。该设计进一步包括一些构件，用于提供足够的压缩压力，以确保具有稳健的电和热性能。在这个实施例中，使用螺栓连接114在该母板与基板116之间提供压缩压力。图2和图2A提供了本主题内无插口FCPGA插件-印刷电路板直接接触组件200(在下文中被称作“直接接触组件”)的示意图。如图2所示，直接接触组件200是印刷电路组件202的一部分。在这个实施例中，为直接附着于印刷电路板(例如，母板206)而设计无插口FCPGA插件204，尽管可以使用任何其他类型的插件(例如，FCBGA插件、FCLGA插件等)。图2进一步示出了图1中的散热器108，尽管本专利技术不局限于此。可以使用任何类型的热解决方案，包括(但不局限于)热管等。另外，如本领域所知，可以使用具有各种散热片配置的任何合适类型的散热器。在这个实施例中，该压缩力装置是螺栓连接114，尽管本专利技术又不局限于此。也可以使用散热器夹片、夹持构件或等同的热实现连接构件。在图2A所示的实施例中，无插口插件204具有设置于(例如，被焊接于)插件衬垫210的弹簧接触元件208。每个弹簧接触元件208进一步具有有弹性的金属电镀，用于提供与母板206的直接连接。在这个实施例中，将母板206修改成具有应用于母板衬垫214的软焊料涂层212的区域。软焊料涂层212的区域用于提供与插件204的弹簧接触元件208的优良电连接。可以使用具有足够开孔的模板来将软焊料涂层212施加于(即，涂覆于)母板衬垫214上。插件204和母板206进一步具有所示的常规插件焊料保护涂层216和母板焊料保护涂层218，以提供对活动互连的保护。焊料保护涂层216和218基本上屏蔽并表面隔离不需要或不要求焊接的电路区域。弹簧接触元件208可采用任何数量的配置或形状，只要能够形成与母板206的软焊料区域212的安全连接。弹簧接触元件208被设计成当施加压力(例如，来自螺栓连接114)时变形或塌陷。在一个实施例中，弹簧接触元件202具有大约0.25-0.76毫米(大约10-30密耳)的总长度(x)和宽度(y)以及大约0.25-0.6毫米(大约10-25密耳)的总高度(z)，尽管本专利技术不局限于任何特定的几何形状。但是，图2所示的特定的几何形状有助于适当地将该插件与母板衬垫214对准，这是因为存在延长臂。这种偏移设计能够补偿通常发生在制造期间的插件衬垫210与母板衬垫214之间的未对准。在一个实施例中，对于每个弹簧接触元件202可纠正上至大约0.13-0.63毫米(大约5-25密耳)的未对准。此外，通过将弹簧用作接触元件，可提供必要的压缩力来接触软焊料区域212，以确保低电阻(例如，8-10毫欧或更低)。在另一个实施例中，弹簧接触元件208被直接安装或焊接到母板衬垫214上(见图3)。但是，实际上，在大多数实施例中，具有由该插件的制造商而不是由该母板的制造商增加的这种元件可能会更加切实可行。插件衬垫210和母板衬垫214是通常用铜或铜合金制成的常规部件。弹簧接触元件208可以用任何合适的传导金属制成。在一个实施例中，弹簧接触元件208是具有金电镀的表面安装的铜或铜合金弹簧接触元件，尽管本专利技术不局限于此。弹簧接触元件可以用铜、铜合金、镍/铁合金、银合金等制成。使用这类材料有助于提供低电阻，并可通过铟接触来减少电压降。弹簧常数会改变，但通常需要比软焊料的硬度(通常是大约24.6N/cm或14lbf/in)更坚硬，使得弹簧可穿透该焊料涂层。在大多数实施例中，该弹簧常数在大约35与52.5牛顿(N)/厘米(20与30lbf/in)之间。根据该设计，通过以上压缩力源(例如，螺栓连接)施加在具有500个以上的接触弹簧元件的处理器插件上的加载力在大约223与445N(50-100lbf)之间，对于每个弹簧接触元件而言，这足以实现对软焊料五(5)密耳的穿透度。金属接触元件可充分穿透的任何焊料都可以被用于软焊料区域212。在大多数实施例中，该材料具有大约100与220EC之间的低熔化温度，尽管可以使用具有甚至更高熔点的软焊料。但是，当该熔化温度提高时，该材料在室温下会保持更坚硬，从而要求更坚硬、更坚固的用于进行穿透金属接触元件。一般而言，被用于软焊料区域212的焊料具有小于大约25兆帕(mPa)的屈服强度，而目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：具有插件衬垫的无插口插件，所述插件衬垫具有与其固定的金属接触元件，并适于充分穿透焊料区域，以产生电接触，所述焊料区域位于电路板衬垫上。如权利要求１所述的装置，其特征在于进一步包括压缩力装置，适于可拆卸地将所述插件衬垫和电路板衬垫结合在一起。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MJ李，李源良，CP邱，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[]