具有可移除存储器的机械接口的cpu封装基板的制作方法
【技术领域】
[0001]实施例总体上涉及封装基板，并且更具体地来说，涉及具有可移除存储器的机械接口的中央处理单元(CPU)。
【背景技术】
[0002]对更高性能的计算机的增长的需求已经驱动了提高内部设备部件的性能的更多努力。计算机CPU的性能高度依赖于CPU可存取的存储设备的带宽和容量。因此，这样的存储器的带宽和容量限制限制了 CPU的性能。因此，激发了行业领导者增加存储设备至CPU的可存取性。
[0003]根据一种方法，存储设备可以直接附接到CPU封装基板，而不是附接在母板上。尽管可以在CPU封装基板上集成各种存储设备，但是在封装装配之后，存储设备不能被重配置。
[0004]封装装配过程包括将CPU和存储设备附接在CPU封装基板上。常规的方法通过在封装装配过程期间将存储设备直接焊接在CPU基板上来在CPU封装基板上集成存储设备。在图1A中例示了常规的CPU封装基板100。如在图1A中示出的，处理设备接口 102 (例如平面栅格阵列(LGA))被设置在CPU封装基板104上。此外，存储设备电气接口 106可以被设置在CPU封装基板104上处理设备接口 102的旁边。存储设备电气接口 106也可以是LGA0
[0005]图1B例示了在完成CPU封装装配过程后的常规的CPU封装体101。常规的CPU封装体101包括处理设备108和安装在CPU封装基板104上的存储设备110。在实施例中，处理设备108和存储设备110直接安装在封装基板104上。例如，处理设备108和存储设备110可以是经由焊点阵列(未示出)接合在CPU封装基板104上的倒装芯片。经焊接的连接是永久的连接，一旦对其进行回流焊和冷却，在不使整个CPU封装体101遭受回流焊接工艺的情况下，不能去除这些连接。因此，存储设备I1永久地附接到CPU封装基板104并且不能被轻易去除。一旦附接了存储设备110并且客户购买了经组装的封装体，则客户重配置存储设备110的具体布置。因此，经组装的封装体是仅仅在少数应用中有用的高度特定的设备。
[0006]随着技术持续发展，在对存储容量和带宽需求的要求变化的情况下，市场变得更加细分化。此外，客户越来越多地寻找针对他们特定应用的定制的存储器布置。由于不能在CPU封装装配之后重配置存储设备的布置，这些CPU封装组件的当前制造者必须要生成许多模型变型来跟上客户偏好。具有许多模型变型会是麻烦的、耗时的、并且维持起来是昂贵的。
【附图说明】
[0007]图1A例示了传统CPU封装基板的俯视透视图。
[0008]图1B例示了传统CPU封装体的俯视透视图。
[0009]图2A例示了根据本发明的实施例的可配置的CPU封装基板的俯视透视图。
[0010]图2B例示了根据本发明的实施例的可配置存储器的封装体的俯视透视图。
[0011]图3A例示了根据本发明的实施例的具有作为可移除存储器的机械接口的插座的可配置的CPU封装基板俯视透视图。
[0012]图3B例示了根据本发明的实施例的具有作为可移除存储器的机械接口的压配孔的组的可配置的CPU封装基板的俯视透视图。
[0013]图3C例示了根据本发明的实施例的具有作为可移除存储器的机械接口的定位销的组的可配置的CPU封装基板的俯视透视图。
[0014]图3D例示了根据本发明的实施例的具有作为可移除存储器的机械接口的弹簧加载式夹具的可配置的CPU封装基板的俯视透视图。
[0015]图4A例示了根据本发明的实施例的在可配置的CPU封装基板上具有滑轨插座的封装体的俯视透视图。
[0016]图4B-图4C例示了根据本发明的实施例的滑轨插座对接装置的仰视透视图和俯视透视图。
[0017]图4D-图4E例示了根据本发明的实施例将滑轨插座对接装置附接到滑轨插座的方法。
[0018]图5A例不了根据本发明的实施例的在可配置的CPU封装基板上具有双边插座的封装体。
[0019]图5B-图5C例示了根据本发明的实施例的双边插座的前视透视图和后视透视图。
[0020]图例示了根据本发明的实施例的双边插座对接装置的俯视透视图。
[0021]图5E-图5F例示了根据本发明的实施例将双边插座对接装置附接到双边插座的方法。
[0022]图6A例示了根据本发明的实施例的在可配置的CPU封装基板上具有全边针脚栅格阵列插座的封装体。
[0023]图6B例示了根据本发明的实施例的全边针脚栅格阵列插座。
[0024]图6C-图6E例示了根据本发明的实施例的全边针脚栅格阵列对接系统中装配形成全边针脚栅格阵列对接装置的部分。
[0025]图6F-图6G例示了根据本发明的实施例的形成全边针脚栅格阵列插座对接装置的方法。
[0026]图6H-图61例示了根据本发明的实施例将全边针脚栅格阵列插座对接装置附接到全边针脚栅格阵列插座的方法。
[0027]图7A例示了根据本发明的实施例的在可配置的CPU封装基板上具有低插入力插座的封装体。
[0028]图7B-图7C例示了根据本发明的实施例的低插入力插座中的部分的俯视透视图。
[0029]图7C例示了根据本发明的实施例的低插入力插座的接触针脚的横截面视图。
[0030]图7D例示了根据本发明的实施例的低插入力插座对接装置的仰视透视图。
[0031]图7E例示了根据本发明的实施例的低插入力插座对接装置的互连结构的横截面视图。
[0032]图7F-图7H例示了根据本发明的实施例的将低插入力插座对接装置附接到低插入力插座的方法。
[0033]图8A例示了根据本发明的实施例的用于柔性线缆对接装置的在可配置的CPU封装基板上具有低插入力插座的封装体的俯视透视图。
[0034]图SB例示了根据本发明的实施例的柔性线缆对接装置的透视图。
[0035]图SC例示了根据本发明的实施例的具有附接到低插入力插座的柔性线缆对接装置的封装体的俯视透视图。
[0036]图8D例示了根据本发明的实施例的附接到热沉的柔性线缆对接装置的俯视透视图。
[0037]图9A例示了根据本发明的实施例的具有柔性线缆插座的封装体的俯视透视图。
[0038]图9B例示了根据本发明的实施例的柔性线缆插座的仰视图。
[0039]图9C-图9D例示了根据本发明的实施例的用于柔性线缆插座的低插入力对接装置的俯视透视图和仰视透视图。
[0040]图9E例示了根据本发明的实施例的具有附接到柔性线缆插座的低插入力插座对接装置的封装体的俯视透视图。
[0041]图9F例示了根据本发明的实施例的附接到柔性线缆插座和热沉的低插入力插座对接装置的仰视透视图。
[0042]图1OA例不了根据本发明的实施例的在可配置的CPU封装基板上具有零插入力插座的封装体的俯视透视图。
[0043]图1OB-图1OC例示了根据本发明的实施例的零插入力插座的仰视透视图和俯视透视图。
[0044]图1OD例示了根据本发明的实施例的零插入力插座对接装置。
[0045]图1OE-图1OG例示了根据本发明的实施例将零插入力插座对接装置附接到零插入力插座的方法。
[0046]图1OH例示了根据本发明的实施例的在具有附接到零插入力插座的零插入力插座对接装置的封装体上的热沉的横截面视图。
[0047]图1IA例示了根据本发明的实施例的在可配置CPU封装基板上具有框架插座的封装体的俯视透视图。
[0048]图1lB-图1lC例示了根据本发明的实施例的可回流焊的栅格阵列的俯视透视图和横截面视图。
[0049]图1lD-图1lE例示了根据本发明的实施例的框架插座对接装置的俯视透视图和仰视透视图。
[0050]图1lF-图1lG例示了根据本发明的实施例的附接到框架插座的框架插座对接装置的仰视透视图和横截面视图。
[0051]图1lH-图1lJ例示了根据本发明的实施例将框架插座对接装置附接到框架插座的不同方法的横截面视图。
[0052]图12A例示了根据本发明的实施例的在可配置的CPU封装基板中具有压配孔的组的封装体。
[0053]图12B-图12C例示了根据本发明的实施例的压配孔对接装置的仰视透视图和侧视图。
[0054]图12D-图12E例示了根据本发明的实施例将压配孔对接装置附接到压配孔的组的方法。
[0055]图13A例示了根据本发明的实施例的在可配置的CPU封装基板上具有定位销的组的封装体。
[0056]图13B-图13C例示了根据本发明的实施例的定位销对接装置的仰视透视图和俯视透视图。
[0057]图13D-图13E例示了根据本发明的实施例的用于定位销的组的中间结构的仰视透视图和横截面视图。
[0058]图13F-图13G例示了根据本发明的实施例使用定位销的组和中间结构来将定位销对接装置附接到存储设备电气接口的方法。
[0059]图14A例示了根据本发明的实施例的在可配置的CPU封装基板上具有弹簧加载式夹具的封装体。
[0060]图14B-图14C例示了根据本发明的实施例的弹簧加载式夹具对接装置的仰视透视图和俯视透视图。
[0061]图14D-图14F例示了根据本发明的实施例使用弹簧加载式夹具将弹簧加载式夹具对接装置附接到存储设备电气接口的方法。
[0062]图15例示了使用本发明的一种实施方式实现的计算系统。
【具体实施方式】
[0063]公开了具有可配置/可移除存储器的CPU封装基板。在以下描述中，阐述了许多具体细节(例如具体的集成结构)，以便提供对本发明的实施例的透彻理解。对本领域技术人员来说将显而易见的是，没有这些具体细节也可以实施本发明的实施例。在其它示例中，未详细描述公知的特征，以便不必要地混淆本发明的实施例。此外，将理解的是，附图中示出的各种实施例是例示性的表示，而不是按比例绘制。
[0064]1.0具有可移除存储器的机械接口的CPU封装基板
[0065]本发明的实施例公开了具有可移除存储器的机械接口的可配置的CPU封装基板，可移除存储器的机械接口使得存储设备能够被容易地移除并能够容易地再附接。在本发明的一个实施日中，可配置的CPU封装基板包括处理设备接口和存储设备电气接口。处理设备接口和存储设备电气接口分别耦合到处理设备(例如，CPU)和存储设备(例如，DRAM芯片)。在一个实施例中，可配置的CPU封装基板还包括可移除存储器的机械接口。可移除存储器的机械接口允许在CPU封装装配之后的存储设备的附接和拆下。当通过可移除存储器的机械接口进行附接时，存储设备物理耦合并电气耦合到CPU封装基板。
[0066]在实施例中，可移除存储器的机械接口是存储设备插入到其中以耦合到CPU封装基板的插座。尽管在许多实施例中，可移除存储器的机械接口是插座，但可移除存储器的机械接口也可以被实现为其它结构。例如，可移除存储器的机械接口可以是压配孔组，对应的定位销组插入在压配孔组中。可移除存储器的机械接口还可以是被设计为在存储设备基板上的压配孔内适配的定位销组。此外，可移除存储器的机械接口可以是弹簧加载式夹具，该夹具将存储设备夹在CPU封装基板上。
[0067]尽管可移除存储器的机械接口有许多变化，但本文中所公开的实施例中的可移除存储器的机械接口通常使得CPU封装基板在封装装配之后能够容易地被重配置为具有不同的存储设备。在CPU封装装配期间，诸如CPU之类的电设备被安装在CPU封装基板上。代替如常规进行的那样将存储设备永久地直接安装在CPU封装基板上，在封装装配期间在(PU封装基板上形成或安装可移除存储器的机械接口，因此形成可配置的CPU封装基板。随后可以将处理设备附接到可配置的CPU封装基板，从而形成存储器可配置的CPU封装体。随后可以在向客户发送存储器可配置的CPU封装体之前或之后将存储设备附接到可移除存储器的机械接口。在接收到存储器可配置的CPU封装体之后，客户可以如期望的那样重配置存储器布置。
[0068]例如，客户可以移除现有的存储设备并重新附接作为升级的新的存储设备。因此，可配置的CPU封装基板实现了在封装装配过程之后的存储设备的重配置。实现在封装装配过程之后的重配置具有几个可能的优点。例如，实现在封装装配之后的重配置增加了 CPU封装基板的通用性。因此，单个CPU封装基板可以用于几个不同的应用，这与具有几个装配好的CPU封装基板，其中每一个CPU封装基板针对不同的应用而定制截然相反。此外，客户可以独立重配置存储设备，而不需要将存储器可配置的CPU封装体发回到制造商，或者不需要必须使用昂贵的工具。
[0069]本发明的实施例还使得制造商能够以成本上有效的方式来使产品迎合客户需求。例如，代替必须将存储设备焊接到经封装的基板上，可以仅将存储设备按压到CPU封装基板的插座中。并不是必须要执行焊接工艺增加了产量并降低了成本。此外，轻松的重配置可以消除CPU封装组件具有不期望的存储器配置的可能性。
[0070]此外，本发明的实施例有助于质量保证测试过程。例如，在测试期间可以移除存储设备。因此，当发生存储器故障时，这种故障可以被容易地归因于CPU设备内的内部存储器。关于哪个存储器(内部或外部)有故障存在极少的不确定性。通过依次进行每次增加一个存储设备并执行测试程序，可以分别测试每个存储设备。例如，如果已知内部存储器正在正确运行，则在当只附接一个外部存储设备时的测试期间的故障可以清楚地指示在单个外部存储设备中正发生故障。通过启用这种测试策略，可移除存储器的机械接口增加了产量并降低了生产成本。
[0071]图2A例示了根据本发明的实施例的可配置的CPU封装基板200。可配置的CPU封装基板200可以包括CPU封装基板204。CPU封装基板204可以是将集成电路与系统板互连的任何适当的电路板。在实施例中，CPU封装基板204包括用于例如与计算系统的系统/母板互连的在CPU封装基板204下方的焊球209阵列。可配置的CPU封装基板200还可以包括处理设备接口 202和存储设备电气接口 206 (或者简单地为，“机械设备接口”206)。存储设备电气接口 206可以是在CPU封装基板204上形成的任何适当的配置的电气输入/输出结构。例如，存储设备电气接口 206可以是LGA或针脚阵列。尽管图2A例示了具有一个处理设备接口 202和四个存储设备电气接口 206的可配置的CPU封装基板200，但其它实施例可具有其它数量的处理设备接口和存储设备电气接口。例如，可配置的CPU封装基板200可以包括多于一个的处理设备接口 202和至少一个存储设备电气接口 206。
[0072]处理设备接口 202可以是用于耦合到处理设备(例如，多核处理器芯片)的任何适当的互连结构。例如，处理设备接口 202可以是具有被组织成N X M阵列的多个行N和多个列M的LGA。在这种布置中，处理设备接口 202可以例如借助倒装芯片接合来通过焊点阵列而耦合到处理设备(未示出)。或者，处理设备接口 202可以是被布置成类似框架的模式的焊盘阵列。例如，类似框架的模式的焊盘可以包围不具有焊盘的区域。在这种实例中，处理设备接口 202可以通过借助引线接合的多条引线来耦合到处理设备。
[0073]存储设备电气接口 206可以是用于通信地耦合到存储设备的电气互连布置。例如，存储设备电气接口 206可以是以N X M布置或任何其它阵列构造在CPU封装基板204上进行组织的LGA。存储设备电气接口 206可以直接耦合到存储设备基板或者耦合至集成到如本文中将进一步公开的可移除存储器的机械接口中的电连接件。可移除存储器的机械接口可以被设置在围绕存储设备电气接口 206的区域208中。因此，区域208是可以放置可移除存储器的机械接口的区域。在实施例中，区域208接近于存储设备电气接口而延伸。区域208可以延伸到可配置的CPU封装基板204上直接毗邻存储设备电气接口 206的区域，以及在存储设备电气接口 206正上方的区域。
[0074]图2B例示了根据本发明的实施例的存储器可配置的CPU封装体201。存储器可配置的CPU封装体201包括耦合到CPU封装基板204的处理设备203。处理设备203可以是接合到在CPU封装基板204上形成的处理设备接口 202 (未示出)的倒装芯片203。存储器可配置的CPU封装体201还可以包括存储设备205。存储设备205电气耦合到相应的存储设备电气接口 206(未示出)。根据各个实施例，存储设备205通过相应的可移除存储器的机械接口(未示出)(例如位于区域208内的可移除存储器的机械接口 )耦合到存储设备电气接口 206。在实施例中，存储设备205耦合到存储设备基板207。尽管存储设备205被例示为在存储设备基板207的上方，但是在实施例中，存储设备205被安装在存储设备基板207的底部。在实施例中，存储设备205被安装在存储设备基板207的顶部，并且另外的设备(例如另一个存储设备205或者另一个处理设备203)被安装在存储设备基板207的底部。在实施例中，存储设备基板207可以是本领域中公知的任何适当的电路板，并且甚至可以是用于存储设备205的封装体中的部分。存储设备基板207可以通过可移除存储器的机械接口使存储设备205互连到存储设备电气接口 206。
[0075]根据本发明的实施例，存储设备205能够附接到可移除存储器的机械接口并且能够从可移除存储器的机械接口拆下。在实施例中，不需要单独的工具来将存储设备附接到机械接口或者从机械接口拆下存储设备。例如，可以通过从可移除存储器的机械接口中拔出存储设备来从区域208中的存储设备机械接口拆下存储设备。此外，可以通过将存储设备按压到可移除存储器的机械接口中来将单独的存储设备附接到可移除存储器的机械接口。可以通过手来执行拔出和按压，从而不需要单独的工具。通过手来实现存储设备的安装允许可配置的CPU封装基板204实质上是通用的。可以在制造存储器可配置的CPU封装体之后安装存储设备，从而允许客户根据它们的具体应用而容易地定制存储器可配置的CPU封装体的性能。
[0076]可移除存储器的机械接口可以是用于将存储设备机械地附接到CPU封装基板并从CPU封装基板机械地拆下的任何适当的结构，以使得容易重复插入和移除。示例包括插座、压配孔、定位销和夹具。下面马上回顾这些示例中的某些基本示例。
[0077]图3A指示了可移除存储器的机械接口可以被实现为插座302。可以在可配置的CHJ封装基板204上围绕存储设备电气接口 206来安装插座302。插座302还可以被安装在图2中标记的区域208内。在实施例中，存储设备电气接口 206