专利名称：芯片模组压力调节装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种芯片模组压力调节装置，尤指一种用于调节芯片模组与电 脑主板之间锡球所受压力的芯片模组压力调节装置。
背景技术：
在主板的设计制造中，主板上的芯片在承受冲击时的功能稳定性是主板结构设计 中的一个重要因素。通常，芯片通过锡球与主板连接。当主板受到冲击时，芯片上的锡球将 承受由冲击产生的应力。以前将芯片焊接于主板上所使用的锡球为含铅材料，在主机板承 受冲击时，由于铅元素良好的抗冲击性能，锡球并不容易断裂。然而，随着电子产业的发展， 电子产品的安全使用问题已成为重要议程。为了防止含铅锡球对环境的污染及对使用者人 身健康的危害，无铅锡球已经逐渐引入芯片的焊接过程中。但是，由于无铅锡球的脆性比较 强，当主机板跌落或受到冲击时，如果锡球上所受应力过大，容易发生断裂，影响主机板上 芯片的信号传输功能。通常，锡球能承受较大的压应力而不被损坏，而只能承受较小的拉应 力。因此，锡球承受的拉应力便成为影响锡球功能的主要因素。
实用新型内容鉴于以上内容，有必要提供一种可减小主板与芯片间的锡球所承受的拉应力的主 板。一种芯片模组压力调节装置，包括一主板、一通过若干锡球连接至主板一侧面的 芯片模组、及一装设于所述主板一侧面的第一夹持件，所述芯片夹持在所述主板与所述第 一夹持件之间，所述主板上还装设一第二夹持件，所述第二夹持件装设于所述主板的另一 侧面，所述芯片模组压力调节装置还包括若干个用以调节锡球与主板间压力的压力调节 件，所述压力调节件将所述第一夹持件与第二夹持件固定一起。优选地，所述芯片模组包括一基板及一贴装于基板上的芯片，所述第一夹持件具 有凹陷部及抵压部，所述芯片收容于所述凹陷部内，所述抵压部抵压于所述基板上。优选地，所述芯片的高度与所述凹陷部的深度大致相等。优选地，所述凹陷部形成于所述第一夹持件中心，所述抵压部形成于所述凹陷部 四周。优选地，所述主板上设有若干通孔，所述第一夹持件上设有若干螺孔，所述第二夹 持件对应所述主板的通孔及第一夹持件的螺孔设有若干固定孔，所述压力调节件分别穿过 所述固定孔、通孔、及螺孔将所述第一夹持件及第二夹持件锁固于所述主板上。优选地，所述第一夹持件的抵压部延伸于所述芯片模组的基板之外，所述螺孔形 成于所述基板之外的抵压部上。优选地，所述压力调节件包括一头部及一自头部延伸形成的螺纹固定部，所述螺 纹固定部穿过所述第二夹持件的固定孔及主板的通孔与第一夹持件的螺孔配合。优选地，所述螺纹固定部旋入所述第一夹持件的螺孔内的长度与所述锡球高度的
3比值大于0.5%且小于2.5%。优选地，所述螺纹固定部旋入所述第一夹持件的螺孔内的长度与所述基板与主板 间间距的比值大于0. 5%且小于2. 5%。相较于现有技术，本实用新型之芯片模组压力调节装置通过若干压力调节件将芯 片模组夹设于所述第一夹持件及第二夹持件之间，从而调节芯片与主板之间的锡球所受的 压应力以抵消主板受到冲击时所述芯片与主板之间的锡球受到的拉应力，降低锡球遭遇破 坏的可能性。
图1是本实用新型芯片模组压力调节装置的立体分解图。图2是本实用新型芯片模组压力调节装置另一个角度的立体分解图。图3是本实用新型芯片模组压力调节装置的立体组装图。图4是图3中IV的剖视图。图5是图4中V的放大图。图6是对本实用新型芯片模组压力调节装置中锡球所受第一主应力进行模拟时 对主板所施加的加速度力的曲线图。图7是现有技术主板上锡球与芯片结合处及锡球与主板结合处所受第一主应力 的曲线图。图8是本实用新型芯片模组压力调节装置中锡球与芯片结合处及锡球与主板结 合处所受第一主应力的曲线图。主要元件符号说明
具体实施方式
请参阅图1及图4，本实用新型芯片模组压力调节装置包括一安装在一电脑机壳 10内的主板20、一芯片模组30、一第一夹持件50、一第二夹持件70、及若干个压力调节件 80。所述电脑机壳10具有一用以安装主板20的底板11 (参见图4)。请参阅图1及图2，所述芯片模组30包括一基板31及一装设于基板31上的芯片 33。所述基板31可通过若干个锡球35焊接至主板20 —侧(图2中为表示方便，将锡球画 在基板31的一表面上，当然，所述锡球35可以画在所述主板20上，锡球35是将所述基板 31焊接在所述主板20的过程中成的)。所述主板20位于芯片33四周设置若干个通孔25。所述第一夹持件50 —侧面中心处形成一用以收容芯片33的凹陷部51，从而使所 述凹陷部51四周形成抵压部53。所述凹陷部51的深度与所述芯片33的高度大致相等。 所述抵压部53的四个角落处分别设置一个螺孔531。在一实施方式中，第一夹持件50呈长 方体形。所述第二夹持件70可贴附于所述主板20与芯片33相对的另一侧。所述第二夹 持件70的四个角落处对应所述主板20上的通孔25及第一夹持件50的螺孔531设置一个 固定孔71。在一实施方式中，所述第二夹持件70呈长方体形。每一压力调节件80包括一头部81及一具有螺纹的螺纹固定部83。请参阅图3及图4安装时，所述芯片模组30通过若干个锡球35连接于主板20的 一侧面。所述第一夹持件50的抵压部53抵压于所述芯片模组30的基板31上，并部分延 伸于所述基板31之外，所述螺孔531设置于所述抵压部53位于基板外的部分。所述芯片 33收容于所述第一夹持件50的凹陷部51内。所述第二夹持件70贴附于所述主板20的 另一侧面。所述第一夹持件50的螺孔531及第二夹持件70上的固定孔71分别与主板20 上的通孔25对准，所述压力调节件80的固定部83分别自所述第二夹持件70 —侧穿过所 述固定孔71及主板20的通孔25，并旋入所述第一夹持件50的螺孔531与之锁合，从而将 所述第一夹持件50及第二夹持件70与所述主板20固定在一起。所述主板20及芯片模组 30被夹持于所述第一夹持件50及第二夹持件70之间。然后，将所述装设有第一夹持件50
5及第二夹持件70的主板20安装于电脑机壳10的底板11上。如此，所述主板20上的芯片 组合30即被支撑于所述第一夹持件50及第二夹持件70之间，从而减小了芯片组合30与 主板20之间的锡球35所受的第一主应力(拉应力)，降低锡球35遭遇破坏的可能性。当主板20未受冲击时，锡球35受到的压应力由所述压力调节件80决定。所述压 力调节件80可根据其螺纹固定部83旋入所述第一夹持件50的螺孔531的长度P与锡球 35的高度(基板31与主板20之间的距离)H的比值P/H来调节锡球35上所受到的压应 力。所述螺纹固定部83旋入所述第一夹持件50的螺孔531的长度P与锡球35的高度H 的比值越大，则锡球35受到的压应力也越大。当主板20受到外界冲击时，可通过所述压力 调节件80来调节锡球受到的压应力，以抵消外界冲击对锡球35带来的拉应力，从而降低锡 球35遭遇破坏的可能。主板20未受冲击时，P/H值与不同材料的锡球35受到的压应力的 关系如下表所示 请参阅图5至图8，通过一冲击仿真分析软件LS-DYNA对现有技术与本实用新型 主板散热模组中的主板受到冲击时锡球所受第一主应力分别进行模拟。因受到冲击时，通 常锡球35与芯片33结合处以及锡球35与主板20连接处受力较大，因此模拟过程针对锡 球35与芯片33结合处的A点以及锡球35与主板20接合处的D点所受第一主应力进行模拟。设定所述主板20受到冲击时的加速度力曲线如图5所示。根据模拟结果，当P/H大于 0. 5%且小于2. 5%时，A点及D点所受到拉应力可有效地被所述压力调节件80施加于锡球 35上的压应力抵消，且所述压应力值在锡球35的承受能力之内，从而减小锡球35遭遇破坏 的可能。 图7及图8分别表示了现有技术与本实用新型主板散热模组中，锡球35的A点及 D点处的第一主应力分布状况，锡球35的A点的第一主应力分布状况用虚线表示，锡球35 的D点处的第一主应力分布状况用实线表示。其中，当所述第一主应力为正值时，锡球35 承受拉应力；当所述第一主应力为负值时，锡球35承受压应力。根据图7，现有技术的主板 散热模组中，锡球35的A点承受的第一主应力曲线完全为正值，D点承受的第一主应力曲线 的后半段以正值为主，且其最大值超过了 2兆帕，远大于A点承受的应力值。S卩，在主板受 到冲击的后期，锡球35的D点承受了较大的拉应力，容易造成锡球D点处断裂或破损。图 8是当P/H值取1 %时对锡球35的A点及D点处的第一主应力分布状况进行模拟所得的曲 线图。本实用新型的主板散热模组中，锡球35的A点及D点承受的第一主应力值完全为负 值。即，在主板20受到冲击的过程中，锡球35的A点及D点仅承受压应力，且所述压应力 值在锡球35承受能力之内，可有效减小锡球35在遭遇冲击力时被破坏的状况。实际使用 中，可根据外界冲击的大小调节所述P/H值，从而调节锡球35上所受到的拉应力，以防止锡 球35遭到破坏。
权利要求一种芯片模组压力调节装置，包括一主板、一通过若干锡球连接至主板的一第一侧面的芯片模组、及一装设于所述主板的第一侧面的第一夹持件，其特征在于所述芯片夹持在所述主板与所述第一夹持件之间，所述主板上还装设一第二夹持件，所述第二夹持件装设于所述主板的与第一侧板相对的一第二侧面，所述芯片模组压力调节装置还包括若干个用以调节锡球与主板间压力的压力调节件，所述压力调节件将所述第一夹持件与第二夹持件固定一起。
2.如权利要求1所述的芯片模组压力调节装置，其特征在于所述芯片模组包括一基 板及一贴装于基板上的芯片，所述第一夹持件具有凹陷部及抵压部，所述芯片收容于所述 凹陷部内，所述抵压部抵压于所述基板上。
3.如权利要求2所述的芯片模组压力调节装置，其特征在于所述芯片的高度与所述 凹陷部的深度大致相等。
4.如权利要求2所述的芯片模组压力调节装置，其特征在于所述凹陷部形成于所述 第一夹持件中心，所述抵压部形成于所述凹陷部四周。
5.如权利要求1所述的芯片模组压力调节装置，其特征在于所述主板上设有若干通 孔，所述第一夹持件上设有若干螺孔，所述第二夹持件对应所述主板的通孔及第一夹持件 的螺孔设有若干固定孔，所述压力调节件分别穿过所述固定孔、通孔、及螺孔将所述第一夹 持件及第二夹持件锁固于所述主板上。
6.如权利要求5所述的芯片模组压力调节装置，其特征在于所述第一夹持件的抵压 部延伸于所述芯片模组的基板之外，所述螺孔形成于所述基板之外的抵压部上。
7.如权利要求5所述的芯片模组压力调节装置，其特征在于所述压力调节件包括一 头部及一自头部延伸形成的螺纹固定部，所述螺纹固定部穿过所述第二夹持件的固定孔及 主板的通孔与第一夹持件的螺孔配合。
8.如权利要求7所述的芯片模组压力调节装置，其特征在于所述螺纹固定部旋入所 述第一夹持件的螺孔内的长度与所述锡球高度的比值大于0. 5%且小于2. 5%。
9.如权利要求7所述的芯片模组压力调节装置，其特征在于所述螺纹固定部旋入 所述第一夹持件的螺孔内的长度与所述基板与主板间的间距的比值大于0.5%且小于 2. 5%。
专利摘要一种芯片模组压力调节装置，包括一主板、一通过若干锡球连接至主板一侧面的芯片模组、及一装设于所述主板一侧面的第一夹持件，所述芯片夹持在所述主板与所述第一夹持件之间，所述主板上还装设一第二夹持件，所述第二夹持件装设于所述主板的另一侧面，所述芯片模组压力调节装置还包括若干个用以调节锡球与主板间压力的压力调节件，所述压力调节件将所述第一夹持件与第二夹持件固定一起。本实用新型之芯片模组压力调节装置通过若干压力调节件将芯片模组夹设于所述第一夹持件及第二夹持件之间，从而调节芯片与主板之间的锡球所受的压应力以抵消主板受到冲击时所述芯片与主板之间的锡球受到的拉应力，降低锡球遭遇破坏的可能性。
文档编号G06F1/18GK201628910SQ201020302040
公开日2010年11月10日 申请日期2010年2月1日 优先权日2010年2月1日
发明者吴政达 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司