CN101098600A

CN101098600A - 对冷却装置和集成电路封装件这两者施力的单个装载机构

Info

Publication number: CN101098600A
Application number: CN200710142137.0A
Authority: CN
Inventors: R·R·马丁森; A·伊拉; M·米斯特卡维
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2008-01-02
Also published as: US7427210B2; TW200816570A; TWI343152B; CN103151320A; US20070297143A1

Abstract

本发明的实施例提供既将半导体封装件压到插座上又将冷却装置(solution)压到半导体封装件上的单个装载机构。相对于使用两个不同的附属装置和装载机构的情况，该装载机构可占用更少的母板资源。

Description

对冷却装置和集成电路封装件这两者施力的单个装载机构

技术领域

本发明一般涉及计算机用的装置，特别是涉及一种装载集成电路封装件和冷却装置的装载机构。

背景技术

半导体器件(如微处理器芯片)通常安装在封装件中并通过插座附着在诸如母板等印刷电路板(PCB)上。插座与封装件上的接线相接口，以将功率和信号从封装件(和半导体器件)分配到其它设备。已有若干用于形成插座和封装件之间的连接的工艺，包括引脚栅格阵列(PGA)、球栅阵列(BGA)以及岸面栅格阵列(LGA)。

LGA插座包括与封装的半导体器件上的导电垫片相接口的弹簧支承接触(spring-loaded contact)。可以用插座下的BGA接触(例如，焊料球)将插座焊接在母板之上。当将封装件插入插座中并对封装件施力时，弹簧支承接触被按压在封装件的垫片上。该压力确保母板和封装件之间可靠的电连接。

母板上的可用区域是有限的，这在诸如膝上型计算机和类似的小形状系数设备中尤为明显。该区域中的一部分用于连接将封装件的接触压到插座上的装载装置。该区域中的另一部分用于连接防止半导体器件过热的冷却装备(solution)。该冷却装备还可具有将冷却装备压到半导体器件上的第二装载装置。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种计算机用的装置，包括：插座；装载机构；连接到所述装载机构的冷却装置；并且其中，所述装载机构可在第一开启位置和第二关闭位置之间运动，第二关闭位置能够同时：对所述装载机构和插座之间的集成电路封装件施力将所述集成电路封装件压到所述插座上；以及对所述冷却装置施力以将所述冷却装置压到集成电路封装件上。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机用的装置，包括：设于印刷电路板上的插座；连接到所述插座的集成电路；邻近所述集成电路的用于冷却所述集成电路的装置；以及用于对所述集成电路和用于冷却所述集成电路的装置这两者施力的施力装置。

根据本发明的再一方面，提供了一种用于接纳集成电路的装置，包括：接纳集成电路的LGA插座；装载装置，它对LGA插座基底内的集成电路的施力，以使所述集成电路电连接到LGA插座基底上；并且其中，所述装置没有对所述冷却装置或集成电路施力而不对所述冷却装置或集成电路的另一个施力的装载装置。

附图说明

图1a是说明具有一个装载机构的设备的一个实施例的横截面侧视图，该装载机构施力以将集成电路耦合到插座且还将冷却装置压到集成电路封装件上。

图1b是进一步说明针对图1a描述的设备的实施例的俯视图。

图1c是说明针对图1a描述的当装载件在开启位置时的设备实施例的横截面侧视图。

图2是说明冷却装置连接至附加冷却部件的实施例的俯视图。

图3是说明装载件的一实施例的俯视图。

图4是说明装载件的另一实施例的俯视图。

图5是说明没有独立的冷却装置和装载件，而是由冷却装置对集成电路封装件施力的一实施例的俯视图。

图6是说明没有独立的冷却装置和装载件的另一实施例的横截面侧视图。

具体实施方式

在各种实施例中，描述了使用单独装载机构以对半导体器件和冷却装置这两者施力的装置。在如下描述中，将要描述各种实施例。然而，相关领域的技术人员会认识到，可在没有一个或多个特定细节的条件下，或是通过其他替换的和/或另外的方法、材料或部件来实施各种实施例。在另一些实例中，为使本发明的各种实施例的方面更加清晰，没有详细说明或描述公知的结构、材料或操作。同样，为了解释的目的，阐明了详尽的数字、材料和构造以提供对本发明的充分理解。然而，本发明可在没有这些特定细节的条件下实施。此外，要理解，图中所示的各种实施例是解释性的表示且不一定是按比例绘制的。

整个说明书中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征、结构、材料或特性包含在本发明的至少一个实施例中，但不表示他们存在于每个实施例中。因而，在整个说明书的不同位置中的短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”的出现不一定指本发明的同一实施例。此外，可在一个或多个实施例中以任何适当的方式结合特定的特征、结构、材料或特性。在另一些实施例中，可包含各种另外的层和/或结构，和/或省略描述过的特征。

图1a是说明具有一个装载机构100的设备的一个实施例的横截面侧视图，该装载机构施力以将集成电路封装件耦合到插座且还将冷却装置压到集成电路封装件上。在图示的实施例中，插座104耦合到母板102上，其可以在例如在个人计算机(如膝上型计算机或桌上型电脑)中。虽然插座104被描述成耦合到“母板”102上，在其他实施例中，插座104可耦合到任何类型的印刷电路板102或其他适合的支撑结构上。

在一实施例中，插座104是岸面栅格阵列(LGA)插座，它具有与集成电路封装件106上的导电垫片相接口的弹簧支承接触。在另一些实施例中，插座104可以是不同类型的插座，对于这些插座，适于施加将集成电路封装件106压到插座106的力。插座104是集成电路封装件106借以电连接到或以其他方式通信连接到设备100的其他部件的结构。

集成电路封装件106可以是任何类型的集成电路。在一实施例中，集成电路封装件106可以是微处理芯片。在另一些实施例中，可使用其他类型的集成电路封装件106。可在方向118上施加适于将集成电路封装件106压到插座104上的力，以帮助提供集成电路106和插座104之间的良好接触。

设备100中可包括冷却装置112来排除运行过程中来自集成电路封装件106的热量。可使用任何适合的冷却装置112，例如热管、散热器或其他类型的冷却装置112。可在方向118上施加适合将冷却装置112压到集成电路封装件106上的力，以帮助冷却装置112与集成电路封装件106产生用于两者之间的热传导的良好接触。

在一实施例中，存在提供力118以既将集成电路封装件106压到插座104上又将冷却装置112压到集成电路封装件106上的单独装载机构。在图1a所示的实施例中，可认为该单独装载机构是或包括通过铰链110铰链连接到母板102上的装载件108。当在关闭位置时，装载件108下推到集成电路封装件106上以将集成电路封装件106压到插座104上。在图示的实施例中，冷却装置1 12附着在装载件108上，使得当装载件108处于关闭位置时，冷却装置112被压到集成电路封装件106上。在一些实施例中，冷却装置112连接到装载件108，而不独立地连接到母板102上。

在一实施例中，当装载件108处于关闭位置时，冷却装置112可被压到集成电路封装件106上，并且冷却装置112可将力从装载件108传递到集成电路封装件106以将集成电路封装件106压到插座104上。这样的实施例可以没有装载件108和集成电路封装件106之间的直接接触。在这样的实施例中，可以使用图示的装载件108之外的其他类型的装载机构来将这样的力施加到冷却装置112上。

在图示的实施例中，存在连接到轴116的突出部114。突出部114围绕轴116旋转以迫使装载件108向下并引起在冷却装置112和集成电路封装件106上的力118。突出部114还将装载件108保持在适当的位置。在另一些实施例中，可以使用其他结构来引起在冷却装置112和集成电路封装件106上的力118。

图1b是进一步说明上文针对图1a描述的设备100的实施例的俯视图。在图1b所示的实施例中，装载件108是一块金属或其他适于施加适当力的刚性材料。装载件108包括外部框架和中心开口(在图1b中由于冷却装置112的存在而看上去不明显)，冷却装置112可通过该开口与集成电路封装件106接触，使得热量可从集成电路封装件106传走。在另一些实施例中，装载件108可具有其他形状。

在图示的实施例中，装载件108一边附着在铰链110上。在另一边，突出部114向下压在装载件108上，使装载件108对集成电路封装件106和冷却装置112施力。突出部114连接到轴116，该轴连接到杆120。杆120用于将突出部114从开启位置旋转到关闭位置以向下压在装载件108上。杆120还可被锁于关闭位置，使得在将突出部114运动到关闭位置后，不断地施力118。

由于处于关闭位置的突出部114向下压在装载件108上，而集成电路封装件106位于装载件108和插座104之间，因此装载件108将集成电路封装件106压到插座104上。由于冷却装置112连接到装载件108，因此通过装载件108，冷却装置112被压到集成电路封装件106上。从而，单独机构(装载件108)将力118同时施加到集成电路封装件106和冷却装置上。在另一些实施例中，装载机构可将冷却装置112压到集成电路封装件106上从而将集成电路封装件106压到插座104上。在装载件108之间(between)没有直接接触这样的实施例中，单独机构仍可将力118同时施加到集成电路封装件106和冷却装置上。

图1c是说明上文针对图1a描述的当装载件108处于开启位置时设备100的实施例的横截面侧视图。如在图1c中所示的实施例中可看到的，冷却装置112连接到装载件108。可使用任何适合的方法将冷却装置112连接到装载件108。

不论装载部分108还是杆120都能够以弧线运动。如图1c中所见的，装载件108具有运动弧A，借此，装载件108可以在开启位置(例如图1c中所见的)和关闭位置(例如图1a和1b中所见的)之间运动。同样，杆120具有运动弧B，借此，装载件108可以在开启位置(例如图1c中所见的)和关闭位置(例如图1a和1b中所见的)之间运动。当装载件108接近关闭位置时，随着杆120运动到它的关闭位置，杆120可压紧装载件108。当杆120完全运动到它的关闭位置时，它可使突出部114对装载件108施力以将装载件108运动到它的关闭位置，在该位置，装载件对集成电路封装件106和冷却装置112施力。

图2是说明冷却装置112连接到附加冷却部件的实施例的俯视图。例如，冷却装置112可包含将热量从集成电路封装件106传到诸如散热器等热交换器204的一个或多个热管202，热交换器帮助将热量从集成电路封装件106传到周围环境。在装载件108铰链连接到母板102上的实施例中，附加冷却部件中的一个或多个可与冷却装置112和装载件108同时运动。在另一些实施例中，在冷却装置和其他冷却部件之间可以有柔性连接，或直到装载部分108处于关闭位置时冷却装置112才可连接到附加冷却部件。在另一些实施例中，可存在其它配置。附加冷却部件可安置在任何适合的位置。

图3是说明装载件108的实施例的俯视图。在该实施例中，装载件108具有外部框架304，具有中心开口302，冷却装置112可通过该开口来接触集成电路封装件106。虽然装载件108是这样说明的，但是在另一些实施例中它可采用其他形式。例如，装载件108可以没有完全围绕它的周界的连续框架。

图4是说明装载件108的另一实施例的俯视图。在该实施例中，装载件108包括接口板402。在关闭位置上，接口板402可接触于或紧密接近于(例如用热界面材料的薄层分开)集成电路封装件106，以有效地将热量从集成电路封装件106传到冷却装置112。

在一些实施例中，装载件108可以是冷却装置112的一部分，而不是独立元件。因此，接口板402可以是将热量从集成电路封装件106传到冷却装置112的冷却装置112的一部分，以及外部框架304可以是冷却装置112的一不同部分。外部框架304和接口板402的任何一个或两者，可对集成电路封装件106施力。

图5是说明没有独立的冷却装置112和装载件108的俯视图而是由冷却装置112对集成电路封装件106施力118的实施例的俯视图。在这样的实施例中，冷却装置112可包括不出现在不同时对集成电路封装件106施力的类似的冷却装置112中的加强件502。在图5所示的实施例中，冷却装置112包括热管202。装载机构(图中未显示)对热管202施力，热管转而对下面的集成电路封装件106施力(说明了集成电路封装件106的位置轮廓504)。

冷却装置112包括允许冷却装置112对集成电路封装件106的所有适当区域施力的加强件502。如图所示，加强件502在周界上。在另一些实施例中，加强件可出现在其他位置，来代替周边加强件502或作为除了周边加强件502之外的加强件。例如，加强件502可以出现在一些位置，在这些位置上，对冷却装置112施力以允许冷却装置112分配相对均匀的力给集成电路封装件106，而不是弯曲(bending)并施加显著不均匀的力给集成电路封装件106。

图6是说明没有如图1a-1c所示的独立冷却装置112和框架型装载件108的另一实施例的横截面侧视图。更确切地说，冷却装置112是装载件而装载机构602对冷却装置112施力，从而通过冷却装置112对集成电路封装件106施力。例如，冷却装置112可以是具有风扇的散热器，而装载机构602可以是将冷却装置112连接到母板102上的一个或多个的螺杆。当拧紧时，螺杆602可将冷却装置112下压以引起力118将冷却装置112压到集成电路封装件106上并将集成电路封装件106压到插座104上。虽然提到螺杆602作为装载机构，但是可使用任何其他适合类型的装载机构，例如弹簧支承夹或其他机构。还可认为螺杆602或其他装载机构602是“装载件”108，因为它可对冷却装置112和集成电路封装件106这两者施力。

如图6所示，一些实施例可以没有将冷却装置112和装载件108连接到母板102的独立设备。更确切地说，没有单个设备或一组设备(装载机构602)连接并装载冷却装置112和装载件108(它们在图6的实施例中是同一物件)。相对于其中使用独立连接的设备100(一个连接用于冷却装置112而另一个连接用于单独将集成电路封装件106装载到插座104上的装载件108)，这样的配置节省了母板102上的空间。

为了说明和描述的目的，已提供了对本发明的实施例的在前描述。这不是要穷举本发明或将本发明局限于所公开的精确形式。该描述和之后的权利要求包括一些术语，例如左、右、顶、底、之上、之下、上面、下面、第一、第二等只是描述性的而不应解释成限制性的。例如，指出相对垂直位置的术语表示衬底或集成电路的设备面(或有效表面)是在该衬底的“顶”表面的情形；以标准地面框架(standard terrestrial frame)作为参照，实际上衬底可以在任何方向上，使得衬底的“顶”面可低于“底”面，并且仍落入术语“顶”的涵义之内。除非特别规定，本文中使用术语“之上” (包括在权利要求中)不是指第一层在第二层“之上”就是直接在第二层上面并直接与第二层接触；在第一层和第一层之上的第二层之间，可能有第三层或其他结构。本文描述的设备或物品的实施例可在许多位置和方向上制造、使用或封装出厂。按照上述教导，相关领域的技术人员会理解到可对本发明进行许多修改和变化。本领域技术人员会认识到对于图中所示的各种部件的各种等同的组合及替换。因此本发明的范围不是由该详细描述限定，而是由附加于此的权利要求来确定。

Claims

1.一种计算机用的装置，包括：

插座；

装载机构；

连接到所述装载机构的冷却装置；并且

其中，所述装载机构可在第一开启位置和第二关闭位置之间运动，第二关闭位置能够同时：

对所述装载机构和插座之间的集成电路封装件施力将所述集成电路封装件压到所述插座上；以及

对所述冷却装置施力以将所述冷却装置压到集成电路封装件上。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述装载机构铰链连接到所述插座上。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述装载机构能够通过以将所述装载机构铰链连接到插座的铰链为中心的运动弧来运动，并且第二关闭位置基本上在所述运动弧的一端。

4.如权利要求2所述的装置，还包括带有臂的杆，所述臂沿运动弧运动并具有压紧突出部，所述压紧突出部设于当装载机构接近第二关闭位置时压紧所述装载机构的位置，杆臂能使压紧突出部对装载机构施力，所述装载机构则相应地对集成电路封装件和冷却装置施力。

5.如权利要求4所述的装置，其中，所述装载机构包含外部框架，所述冷却装置位于所述外部框架的中心区域中。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述冷却装置固定在所述装载机构上。

7.如权利要求6所述的装置，其中，所述冷却装置包含热管，所述热管连接到热交换器上。

8.一种计算机用的装置，包括：

设于印刷电路板上的插座；

连接到所述插座的集成电路；

邻近所述集成电路的用于冷却所述集成电路的装置；以及

用于对所述集成电路和用于冷却所述集成电路的装置这两者施力的施力装置。

9.如权利要求8所述的装置，其中，用于冷却所述集成电路的装置包含传导集成电路产生的热量的导热材料，以及连接到所述导热材料、将从所述集成电路接收的热量疏散到周围环境的散热部分。

10.如权利要求9所述的装置，其中，用于冷却所述集成电路的装置包含从所述集成电路传热的热管。

11.如权利要求8所述的装置，其中，所述集成电路是微处理器。

12.如权利要求8所述的装置，其中，用于冷却所述集成电路的装置连接在施力装置上而不独立地连接在所述印刷电路板上。

13.如权利要求8所述的装置，其中，施力装置对用于冷却集成电路的装置施力，用于冷却所述集成电路的装置转而将所施加的力的至少一部分传到所述集成电路。

14.如权利要求13所述的装置，其中，用于冷却所述集成电路的装置包含热管。

15.如权利要求13所述的装置，其中，用于冷却所述集成电路的装置包含散热器。

16.如权利要求8所述的装置，其中，施力装置包含杆。

17.如权利要求8所述的装置，其中，施力装置包含螺杆。

18.一种用于接纳集成电路的装置，包括：

接纳集成电路的LGA插座；

装载装置，它对LGA插座基底内的集成电路的施力，以使所述集成电路电连接到LGA插座基底上；并且

其中，所述装置没有对所述冷却装置或集成电路施力而不对所述冷却装置或集成电路的另一个施力的装载装置。

19.如权利要求18所述的装置，其中，所述装载设备通过所述冷却装置对所述集成电路间接施力，而不直接对所述集成电路直接施力。

20.如权利要求19所述的装置，其中，所述冷却装置包含在外周上具有加强件的热管。