一种封装结构的控制方法及应用其的电子设备封装结构与流程

1.本技术涉及半导体封装及其控制技术领域，更为具体来说，本技术涉及一种封装结构的控制方法及应用其的电子设备封装结构。


背景技术：

2.现有技术中，芯片封装基板采用bga封装模式的最大尺寸为73毫米乘以73毫米，若尺寸再大，则需要采用lga封装模式。随着电子设备所集成的io数目越来越多，电子设备所需要的功耗越来越大，芯片的尺寸也有越来越大并超过73x73毫米的趋势。比较明显的一个例子就是交换机，由56gbps serdes信号线组成的25.6t带宽的交换机或者由112gbps serdes信号线组成的51.2t带宽的交换机的芯片由512对高速信号线组成，从而需要超过90毫米乘以90毫米的封装结构。由于大尺寸封装容易导致受热形变，所以需要lga封装的形式，它需要一个lga的底座焊接在pcb电路板上，通过压力架施加压力，把封装基板底层的信号盘(signal pad)与lga底座上的弹性管脚相压合，以接通电路，进而完成信号从芯片端到电路板端的传输。
3.然而，由于芯片封装基板尺寸过大，且由于芯片上的功耗热点及由此引发的温度热点分布不均衡，材料的热胀冷缩引起的基板形变也因此不均匀，局部的凹凸会导致基板的信号盘与lga底座的弹性管脚压合出现部分脱离的现象，从而导致信号的断路。


技术实现要素：

4.基于上述技术问题，本发明旨在通过步进电机实时读取芯片内部功耗热点的温度来动态调控压力支架的压力，从而达到封装基板更加贴合lga插座，进而使得封装信号贴片与插座良好接触的目的，以解决由于封装基板受热而形变所导致的封装信号贴片与插座脱离的问题。
5.本发明第一方面提供了一种封装结构的控制方法，所述封装结构包括从下至上依次设置的pcb电路板、lga插座、芯片封装基板、芯片封装盖板、压力支架，在所述芯片封装基板上封装有芯片裸片；所述方法包括：
6.在所述压力支架的角部安装步进电机；
7.在所述芯片裸片的角部安装温度感知器；
8.通过所述步进电机实时读取所述温度感知器的数据；
9.基于读取的所述温度感知器中的数据控制压力支架的压力，以使所述芯片封装基板贴合所述lga插座。
10.在本发明的一些实施例中，所述步进电机包括处理器；所述通过所述步进电机实时读取所述温度感知器的数据，包括：
11.通过所述处理器收集所述温度感知器的数据；
12.从所述温度感知器的数据中提取芯片内部功耗热点的温度值。
13.在本发明的一些实施例中，安装温度感知器的角部为预设数目个；所述从所述温
度感知器的数据中提取芯片内部功耗热点的温度值，包括：
14.获取所述预设数目个角部的温度感知器的数据；
15.在所述预设数目个角部的温度感知器的数据中提取芯片内部功耗热点的温度值。
16.在本发明的一些实施例中，安装步进电机的角部为预设数目个；所述获取所述预设数目个角部的温度感知器的数据，包括：
17.通过所述预设数目个处理器获取与所述预设数目个步进电机对应角部的温度感知器的数据。
18.在本发明的一些实施例中，所述基于读取的所述温度感知器中的数据控制压力支架的压力，包括：
19.根据提取到的预设数目个芯片内部功耗热点的温度值，计算每个步进电机需要的加压步进值；
20.根据所述每个步进电机需要的加压步进值控制压力支架的压力。
21.在本发明的一些实施例中，所述根据提取到的预设数目个芯片内部功耗热点的温度值，计算每个步进电机需要的加压步进值的公式为：
22.pi＝k(w1t1+w2t2+......+witi)
23.其中，pi为不同角部步进电机的加压步进值，t为不同角部的温度值，w为与不同角部的温度值对应的权重，k为温度值转为步进电机的加压步进值的常系数。
24.在本发明的另一些实施例中，所述预设数目为4。
25.本发明第二方面提供了一种电子设备封装结构，所述电子设备封装结构应用本发明各实施例中的所述方法。
26.本发明第三方面提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时，使得处理器执行本发明各实施例中的所述方法。
27.本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明各实施例中的所述方法。
28.本技术实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
29.本技术提供了一种封装结构的控制方法，所述封装结构包括从下至上依次设置的pcb电路板、lga插座、芯片封装基板、芯片封装盖板、压力支架，在所述芯片封装基板上封装有芯片裸片；所述方法包括：在所述压力支架的角部安装步进电机；在所述芯片裸片的角部安装温度感知器；通过所述步进电机实时读取所述温度感知器的数据；基于读取的所述温度感知器中的数据控制压力支架的压力，以使所述芯片封装基板贴合所述lga插座。本技术解决了由于封装基板受热而形变所导致的封装信号贴片与插座脱离的问题，能实现封装信号贴片与插座良好接触，大幅改善由于封装基板受热而产生的形变，进而提升了封装质量。
30.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
31.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其它的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术
的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
32.图1示出了本技术一示例性实施例中的封装结构的结构示意图；
33.图2示出了本技术一示例性实施例中的封装结构的控制方法步骤示意图；
34.图3示出了本技术一示例性实施例中一种封装结构的侧面剖视图；
35.图4示出了本技术一示例性实施例中的在所述压力支架的四角安装步进电机俯视图；
36.图5示出了本技术一示例性实施例所提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
37.以下，将参照附图来描述本技术的实施例。但是应该理解的是，这些描述只是示例性的，而并非要限制本技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本技术的概念。对于本领域技术人员来说显而易见的是，本技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其它的例子中，为了避免与本技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
38.应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本技术的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
39.现在，将参照附图更详细地描述根据本技术的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。附图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，可能放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
40.下面结合说明书附图1-附图5给出几个实施例来描述根据本技术的示例性实施方式。需要注意的是，下述应用场景仅是为了便于理解本技术的精神和原理而示出，本技术的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本技术的实施方式可以应用于适用的任何场景。
41.现有技术中，芯片封装基板采用bga封装模式的最大尺寸为73毫米乘以73毫米，若尺寸再大，则需要采用lga封装模式。bga全称为ball grid array，表示球状引脚栅格阵列封装技术，高密度表面装配封装技术。在封装底部，引脚都成球状并排列成一个类似于格子的图案，由此命名为bga。主板控制芯片组多采用此类封装技术，材料多为陶瓷。采用bga技术封装的内存，可以使内存在体积不变的情况下，内存容量提高两到三倍，快速有效地散热。而lga全称是land grid array，直译过来就是栅格阵列封装，与英特尔处理器之前的封装技术socket 478相对应，它也被称为socket t。常被称作“跨越性的技术革命”，主要在于它用金属触点式封装取代了以往的针状插脚。
42.随着电子设备所集成的io数目越来越多，电子设备所需要的功耗越来越大，芯片的尺寸也有越来越大并超过73x73毫米的趋势。比较明显的一个例子就是交换机，由56gbps serdes信号线组成的25.6t带宽的交换机或者由112gbps serdes信号线组成的51.2t带宽
的交换机的芯片由512对高速信号线组成，从而需要超过90毫米乘以90毫米的封装结构。由于大尺寸封装容易导致受热形变，所以需要lga封装的形式，它需要一个lga的底座焊接在pcb电路板上，通过压力架施加压力，把封装基板底层的信号盘(signal pad)与lga底座上的弹性管脚相压合，以接通电路，进而完成信号从芯片端到电路板端的传输。
43.然而，由于芯片封装基板尺寸过大，且由于芯片上的功耗热点及由此引发的温度热点分布不均衡，材料的热胀冷缩引起的基板形变也因此不均匀，局部的凹凸会导致基板的信号盘与lga底座的弹性管脚压合出现部分脱离的现象，从而导致信号的断路。
44.因此，在本技术一些示例性实施例中，提供了一种封装结构的控制方法，所述封装结构的结构示意图如图1所示，包括从下至上依次设置的pcb电路板、lga插座、芯片封装基板、芯片封装盖板、压力支架，在所述芯片封装基板上封装有芯片裸片；如图2所示，所述方法包括：
45.s1、在所述压力支架的角部安装步进电机；
46.s2、在所述芯片裸片的角部安装温度感知器；
47.s3、通过所述步进电机实时读取所述温度感知器的数据；
48.s4、基于读取的所述温度感知器中的数据控制压力支架的压力，以使所述芯片封装基板贴合所述lga插座。
49.在一种优选的具体实现方式中，所述步进电机包括处理器；通过所述步进电机实时读取所述温度感知器的数据时，先通过所述处理器收集所述温度感知器的数据；再从所述温度感知器的数据中提取芯片内部功耗热点的温度值。如图3所示，芯片裸片的角部设置有热传感器(与温度感知器等同)，这里角部芯片的温度被相应角部的步进电机所读取，再如图3所示，可读取传感器数值的步进电机1和3读取1和3角部芯片的温度，而可读取传感器数值的步进电机2和4读取2和4角部芯片的温度。
50.在另一种优选的具体实现方式中，安装温度感知器的角部为预设数目个；所述从所述温度感知器的数据中提取芯片内部功耗热点的温度值时先获取所述预设数目个角部的温度感知器的数据，然后在所述预设数目个角部的温度感知器的数据中提取芯片内部功耗热点的温度值。上述预设数优选为4。进一步地，参考图3和图4，在压力支架pressure bracket的四角各放置一个步进电机，通过4个步进电机中的处理器获取与4个步进电机对应角部的温度感知器的数据。
51.在本技术的一些实施例中，基于读取的所述温度感知器中的数据控制压力支架的压力，包括：根据提取到的预设数目个芯片内部功耗热点的温度值，计算每个步进电机需要的加压步进值；根据所述每个步进电机需要的加压步进值控制压力支架的压力。
52.在本发明的一些实施例中，所述根据提取到的预设数目个芯片内部功耗热点的温度值，计算每个步进电机需要的加压步进值的公式为：
53.pi＝k(w1t1+w2t2+......+witi)
54.其中，pi为不同角部步进电机的加压步进值，t为不同角部的温度值，w为与不同角部的温度值对应的权重，k为温度值转为步进电机的加压步进值的常系数。
55.根据上述公式，记录4组数据，可以得到以下四个加压步进值。
56.pressure 1＝kx(0.1xt1+0.25xt2+0.25xt3+0.4xt4)
57.pressure 2＝kx(0.1xt2+0.25xt1+0.25xt4+0.4xt3)
58.pressure 3＝kx(0.1xt3+0.25xt1+0.25xt4+0.4xt2)
59.pressure 4＝kx(0.1xt4+0.25xt2+0.25xt3+0.4xt1)
60.其中，pressure 1、pressure 2、pressure 3、pressure 4表示四个加压步进值。t1、t2、t3、t4为4个角部的温度值，高温处的形变大，因此高温处的加压步进值小，低温处的形变小，因此低温处的加压步进值大，而本处的温感数值给出的权重最小，为0.1。对角处的温感值给出的权重最高，达到0.4。相邻边角处的温感值权重居中，为0.25。这里的权重可以根据具体情况调整，如改成0.2、0.3、0.33。具体实施时，每隔30秒，处理器收集一次分布于芯片四角的温度感知器的温度值，并根据该温度值计算加压步进值。
61.本技术所述封装结构包括从下至上依次设置的pcb电路板、lga插座、芯片封装基板、芯片封装盖板、压力支架，在所述芯片封装基板上封装有芯片裸片；所述封装结构的控制方法包括：在所述压力支架的角部安装步进电机；在所述芯片裸片的角部安装温度感知器；通过所述步进电机实时读取所述温度感知器的数据；基于读取的所述温度感知器中的数据控制压力支架的压力，以使所述芯片封装基板贴合所述lga插座。本技术解决了由于封装基板受热而形变所导致的封装信号贴片与插座脱离的问题，能实现封装信号贴片与插座良好接触，大幅改善由于封装基板受热而产生的形变所产生的信号断路问题，进而提升了封装质量。
62.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
63.在本技术的一些实施例中，还提供了一种电子设备封装结构，所述电子设备封装结构应用各实施例中的所述方法，例如交换机系统封装结构，因为由56gbps serdes信号线组成的25.6t带宽的交换机或者由112gbps serdes信号线组成的51.2t带宽的交换机的芯片由512对高速信号线组成，从而需要超过90毫米乘以90毫米的封装结构。由于大尺寸封装容易导致受热形变，所以交换机系统封装结构需要lga封装的形式，它需要一个lga的底座焊接在pcb电路板上，通过压力架施加压力，把封装基板底层的信号盘(signal pad)与lga底座上的弹性管脚相压合，以接通电路，进而完成信号从芯片端到电路板端的传输。采用所述控制方法后的交换机系统封装结构，能实现封装信号贴片与插座良好接触，大幅改善由于封装基板受热而产生的形变所产生的信号断路问题，进而提升了交换机系统的封装良好率。
64.还需要强调的是，本技术实施例中提供的系统可以基于人工智能技术对相关的数据进行获取和处理。其中，人工智能(artificial intelligence，ai)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。人工智能基础技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互系统、机电一体化等技术。人工智能软件技术主要包括计算机视觉技术、机器人技术、生物识别技术、语音处理技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习等几大方向。
65.下面请参考图5，其示出了本技术的一些实施方式所提供的一种计算机设备的示意图。如图5所示，所述计算机设备2包括：处理器200，存储器201，总线202和通信接口203，所述处理器200、通信接口203和存储器201通过总线202连接；所述存储器201中存储有可在所述处理器200上运行的计算机程序，所述处理器200运行所述计算机程序时执行本技术前
述任一实施方式所提供的封装结构的控制方法，所述封装结构包括从下至上依次设置的pcb电路板、lga插座、芯片封装基板、芯片封装盖板、压力支架，在所述芯片封装基板上封装有芯片裸片；所述方法包括：在所述压力支架的角部安装步进电机；在所述芯片裸片的角部安装温度感知器；通过所述步进电机实时读取所述温度感知器的数据；基于读取的所述温度感知器中的数据控制压力支架的压力，以使所述芯片封装基板贴合所述lga插座。
66.结合本技术实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器201，处理器200读取存储器201中的信息，结合其硬件完成上述封装结构的控制方法。
67.本技术实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的封装结构的控制方法对应的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时，会执行前述任意实施方式所提供的封装结构的控制方法，所述封装结构包括从下至上依次设置的pcb电路板、lga插座、芯片封装基板、芯片封装盖板、压力支架，在所述芯片封装基板上封装有芯片裸片；所述方法包括：在所述压力支架的角部安装步进电机；在所述芯片裸片的角部安装温度感知器；通过所述步进电机实时读取所述温度感知器的数据；基于读取的所述温度感知器中的数据控制压力支架的压力，以使所述芯片封装基板贴合所述lga插座。
68.另外，所述计算机可读存储介质的例子还可以包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其它类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其它光学、磁性存储介质，在此不再一一赘述。
69.本技术实施方式还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述任意实施方式所提供的封装结构的控制方法的步骤。
70.需要说明的是：在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备有固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本技术也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本技术的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本技术的最佳实施方式。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本技术的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
71.本领域那些技术人员可以理解，本技术的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本技术实施例的虚拟机的创建装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。
72.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。