專利名稱：芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置，尤指一種用于調(diào)節(jié)芯片模組與電 腦主板之間錫球所受壓力的芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
在主板的設(shè)計(jì)制造中，主板上的芯片在承受沖擊時(shí)的功能穩(wěn)定性是主板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 中的一個重要因素。通常，芯片通過錫球與主板連接。當(dāng)主板受到?jīng)_擊時(shí)，芯片上的錫球?qū)?承受由沖擊產(chǎn)生的應(yīng)力。以前將芯片焊接于主板上所使用的錫球?yàn)楹U材料，在主機(jī)板承 受沖擊時(shí)，由于鉛元素良好的抗沖擊性能，錫球并不容易斷裂。然而，隨著電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 電子產(chǎn)品的安全使用問題已成為重要議程。為了防止含鉛錫球?qū)Νh(huán)境的污染及對使用者人 身健康的危害，無鉛錫球已經(jīng)逐漸引入芯片的焊接過程中。但是，由于無鉛錫球的脆性比較 強(qiáng)，當(dāng)主機(jī)板跌落或受到?jīng)_擊時(shí)，如果錫球上所受應(yīng)力過大，容易發(fā)生斷裂，影響主機(jī)板上 芯片的信號傳輸功能。通常，錫球能承受較大的壓應(yīng)力而不被損壞，而只能承受較小的拉應(yīng) 力。因此，錫球承受的拉應(yīng)力便成為影響錫球功能的主要因素。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種可減小主板與芯片間的錫球所承受的拉應(yīng)力的主 板。一種芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置，包括一主板、一通過若干錫球連接至主板一側(cè)面的 芯片模組、及一裝設(shè)于所述主板一側(cè)面的第一夾持件，所述芯片夾持在所述主板與所述第 一夾持件之間，所述主板上還裝設(shè)一第二夾持件，所述第二夾持件裝設(shè)于所述主板的另一 側(cè)面，所述芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置還包括若干個用以調(diào)節(jié)錫球與主板間壓力的壓力調(diào)節(jié) 件，所述壓力調(diào)節(jié)件將所述第一夾持件與第二夾持件固定一起。優(yōu)選地，所述芯片模組包括一基板及一貼裝于基板上的芯片，所述第一夾持件具 有凹陷部及抵壓部，所述芯片收容于所述凹陷部內(nèi)，所述抵壓部抵壓于所述基板上。優(yōu)選地，所述芯片的高度與所述凹陷部的深度大致相等。優(yōu)選地，所述凹陷部形成于所述第一夾持件中心，所述抵壓部形成于所述凹陷部 四周。優(yōu)選地，所述主板上設(shè)有若干通孔，所述第一夾持件上設(shè)有若干螺孔，所述第二夾 持件對應(yīng)所述主板的通孔及第一夾持件的螺孔設(shè)有若干固定孔，所述壓力調(diào)節(jié)件分別穿過 所述固定孔、通孔、及螺孔將所述第一夾持件及第二夾持件鎖固于所述主板上。優(yōu)選地，所述第一夾持件的抵壓部延伸于所述芯片模組的基板之外，所述螺孔形 成于所述基板之外的抵壓部上。優(yōu)選地，所述壓力調(diào)節(jié)件包括一頭部及一自頭部延伸形成的螺紋固定部，所述螺 紋固定部穿過所述第二夾持件的固定孔及主板的通孔與第一夾持件的螺孔配合。優(yōu)選地，所述螺紋固定部旋入所述第一夾持件的螺孔內(nèi)的長度與所述錫球高度的
3比值大于0.5%且小于2.5%。優(yōu)選地，所述螺紋固定部旋入所述第一夾持件的螺孔內(nèi)的長度與所述基板與主板 間間距的比值大于0. 5%且小于2. 5%。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型之芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置通過若干壓力調(diào)節(jié)件將芯 片模組夾設(shè)于所述第一夾持件及第二夾持件之間，從而調(diào)節(jié)芯片與主板之間的錫球所受的 壓應(yīng)力以抵消主板受到?jīng)_擊時(shí)所述芯片與主板之間的錫球受到的拉應(yīng)力，降低錫球遭遇破 壞的可能性。

圖1是本實(shí)用新型芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置的立體分解圖。圖2是本實(shí)用新型芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置另一個角度的立體分解圖。圖3是本實(shí)用新型芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置的立體組裝圖。圖4是圖3中IV的剖視圖。圖5是圖4中V的放大圖。圖6是對本實(shí)用新型芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置中錫球所受第一主應(yīng)力進(jìn)行模擬時(shí) 對主板所施加的加速度力的曲線圖。圖7是現(xiàn)有技術(shù)主板上錫球與芯片結(jié)合處及錫球與主板結(jié)合處所受第一主應(yīng)力 的曲線圖。圖8是本實(shí)用新型芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置中錫球與芯片結(jié)合處及錫球與主板結(jié) 合處所受第一主應(yīng)力的曲線圖。主要元件符號說明
具體實(shí)施方式
請參閱圖1及圖4，本實(shí)用新型芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置包括一安裝在一電腦機(jī)殼 10內(nèi)的主板20、一芯片模組30、一第一夾持件50、一第二夾持件70、及若干個壓力調(diào)節(jié)件 80。所述電腦機(jī)殼10具有一用以安裝主板20的底板11 (參見圖4)。請參閱圖1及圖2，所述芯片模組30包括一基板31及一裝設(shè)于基板31上的芯片 33。所述基板31可通過若干個錫球35焊接至主板20 —側(cè)(圖2中為表示方便，將錫球畫 在基板31的一表面上，當(dāng)然，所述錫球35可以畫在所述主板20上，錫球35是將所述基板 31焊接在所述主板20的過程中成的)。所述主板20位于芯片33四周設(shè)置若干個通孔25。所述第一夾持件50 —側(cè)面中心處形成一用以收容芯片33的凹陷部51，從而使所 述凹陷部51四周形成抵壓部53。所述凹陷部51的深度與所述芯片33的高度大致相等。 所述抵壓部53的四個角落處分別設(shè)置一個螺孔531。在一實(shí)施方式中，第一夾持件50呈長 方體形。所述第二夾持件70可貼附于所述主板20與芯片33相對的另一側(cè)。所述第二夾 持件70的四個角落處對應(yīng)所述主板20上的通孔25及第一夾持件50的螺孔531設(shè)置一個 固定孔71。在一實(shí)施方式中，所述第二夾持件70呈長方體形。每一壓力調(diào)節(jié)件80包括一頭部81及一具有螺紋的螺紋固定部83。請參閱圖3及圖4安裝時(shí)，所述芯片模組30通過若干個錫球35連接于主板20的 一側(cè)面。所述第一夾持件50的抵壓部53抵壓于所述芯片模組30的基板31上，并部分延 伸于所述基板31之外，所述螺孔531設(shè)置于所述抵壓部53位于基板外的部分。所述芯片 33收容于所述第一夾持件50的凹陷部51內(nèi)。所述第二夾持件70貼附于所述主板20的 另一側(cè)面。所述第一夾持件50的螺孔531及第二夾持件70上的固定孔71分別與主板20 上的通孔25對準(zhǔn)，所述壓力調(diào)節(jié)件80的固定部83分別自所述第二夾持件70 —側(cè)穿過所 述固定孔71及主板20的通孔25，并旋入所述第一夾持件50的螺孔531與之鎖合，從而將 所述第一夾持件50及第二夾持件70與所述主板20固定在一起。所述主板20及芯片模組 30被夾持于所述第一夾持件50及第二夾持件70之間。然后，將所述裝設(shè)有第一夾持件50
5及第二夾持件70的主板20安裝于電腦機(jī)殼10的底板11上。如此，所述主板20上的芯片 組合30即被支撐于所述第一夾持件50及第二夾持件70之間，從而減小了芯片組合30與 主板20之間的錫球35所受的第一主應(yīng)力(拉應(yīng)力)，降低錫球35遭遇破壞的可能性。當(dāng)主板20未受沖擊時(shí)，錫球35受到的壓應(yīng)力由所述壓力調(diào)節(jié)件80決定。所述壓 力調(diào)節(jié)件80可根據(jù)其螺紋固定部83旋入所述第一夾持件50的螺孔531的長度P與錫球 35的高度(基板31與主板20之間的距離)H的比值P/H來調(diào)節(jié)錫球35上所受到的壓應(yīng) 力。所述螺紋固定部83旋入所述第一夾持件50的螺孔531的長度P與錫球35的高度H 的比值越大，則錫球35受到的壓應(yīng)力也越大。當(dāng)主板20受到外界沖擊時(shí)，可通過所述壓力 調(diào)節(jié)件80來調(diào)節(jié)錫球受到的壓應(yīng)力，以抵消外界沖擊對錫球35帶來的拉應(yīng)力，從而降低錫 球35遭遇破壞的可能。主板20未受沖擊時(shí)，P/H值與不同材料的錫球35受到的壓應(yīng)力的 關(guān)系如下表所示 請參閱圖5至圖8，通過一沖擊仿真分析軟件LS-DYNA對現(xiàn)有技術(shù)與本實(shí)用新型 主板散熱模組中的主板受到?jīng)_擊時(shí)錫球所受第一主應(yīng)力分別進(jìn)行模擬。因受到?jīng)_擊時(shí)，通 常錫球35與芯片33結(jié)合處以及錫球35與主板20連接處受力較大，因此模擬過程針對錫 球35與芯片33結(jié)合處的A點(diǎn)以及錫球35與主板20接合處的D點(diǎn)所受第一主應(yīng)力進(jìn)行模擬。設(shè)定所述主板20受到?jīng)_擊時(shí)的加速度力曲線如圖5所示。根據(jù)模擬結(jié)果，當(dāng)P/H大于 0. 5%且小于2. 5%時(shí)，A點(diǎn)及D點(diǎn)所受到拉應(yīng)力可有效地被所述壓力調(diào)節(jié)件80施加于錫球 35上的壓應(yīng)力抵消，且所述壓應(yīng)力值在錫球35的承受能力之內(nèi)，從而減小錫球35遭遇破壞 的可能。 圖7及圖8分別表示了現(xiàn)有技術(shù)與本實(shí)用新型主板散熱模組中，錫球35的A點(diǎn)及 D點(diǎn)處的第一主應(yīng)力分布狀況，錫球35的A點(diǎn)的第一主應(yīng)力分布狀況用虛線表示，錫球35 的D點(diǎn)處的第一主應(yīng)力分布狀況用實(shí)線表示。其中，當(dāng)所述第一主應(yīng)力為正值時(shí)，錫球35 承受拉應(yīng)力；當(dāng)所述第一主應(yīng)力為負(fù)值時(shí)，錫球35承受壓應(yīng)力。根據(jù)圖7，現(xiàn)有技術(shù)的主板 散熱模組中，錫球35的A點(diǎn)承受的第一主應(yīng)力曲線完全為正值，D點(diǎn)承受的第一主應(yīng)力曲線 的后半段以正值為主，且其最大值超過了 2兆帕，遠(yuǎn)大于A點(diǎn)承受的應(yīng)力值。S卩，在主板受 到?jīng)_擊的后期，錫球35的D點(diǎn)承受了較大的拉應(yīng)力，容易造成錫球D點(diǎn)處斷裂或破損。圖 8是當(dāng)P/H值取1 %時(shí)對錫球35的A點(diǎn)及D點(diǎn)處的第一主應(yīng)力分布狀況進(jìn)行模擬所得的曲 線圖。本實(shí)用新型的主板散熱模組中，錫球35的A點(diǎn)及D點(diǎn)承受的第一主應(yīng)力值完全為負(fù) 值。即，在主板20受到?jīng)_擊的過程中，錫球35的A點(diǎn)及D點(diǎn)僅承受壓應(yīng)力，且所述壓應(yīng)力 值在錫球35承受能力之內(nèi)，可有效減小錫球35在遭遇沖擊力時(shí)被破壞的狀況。實(shí)際使用 中，可根據(jù)外界沖擊的大小調(diào)節(jié)所述P/H值，從而調(diào)節(jié)錫球35上所受到的拉應(yīng)力，以防止錫 球35遭到破壞。
權(quán)利要求一種芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置，包括一主板、一通過若干錫球連接至主板的一第一側(cè)面的芯片模組、及一裝設(shè)于所述主板的第一側(cè)面的第一夾持件，其特征在于所述芯片夾持在所述主板與所述第一夾持件之間，所述主板上還裝設(shè)一第二夾持件，所述第二夾持件裝設(shè)于所述主板的與第一側(cè)板相對的一第二側(cè)面，所述芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置還包括若干個用以調(diào)節(jié)錫球與主板間壓力的壓力調(diào)節(jié)件，所述壓力調(diào)節(jié)件將所述第一夾持件與第二夾持件固定一起。
2.如權(quán)利要求1所述的芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述芯片模組包括一基 板及一貼裝于基板上的芯片，所述第一夾持件具有凹陷部及抵壓部，所述芯片收容于所述 凹陷部內(nèi)，所述抵壓部抵壓于所述基板上。
3.如權(quán)利要求2所述的芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述芯片的高度與所述 凹陷部的深度大致相等。
4.如權(quán)利要求2所述的芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述凹陷部形成于所述 第一夾持件中心，所述抵壓部形成于所述凹陷部四周。
5.如權(quán)利要求1所述的芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述主板上設(shè)有若干通 孔，所述第一夾持件上設(shè)有若干螺孔，所述第二夾持件對應(yīng)所述主板的通孔及第一夾持件 的螺孔設(shè)有若干固定孔，所述壓力調(diào)節(jié)件分別穿過所述固定孔、通孔、及螺孔將所述第一夾 持件及第二夾持件鎖固于所述主板上。
6.如權(quán)利要求5所述的芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述第一夾持件的抵壓 部延伸于所述芯片模組的基板之外，所述螺孔形成于所述基板之外的抵壓部上。
7.如權(quán)利要求5所述的芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述壓力調(diào)節(jié)件包括一 頭部及一自頭部延伸形成的螺紋固定部，所述螺紋固定部穿過所述第二夾持件的固定孔及 主板的通孔與第一夾持件的螺孔配合。
8.如權(quán)利要求7所述的芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述螺紋固定部旋入所 述第一夾持件的螺孔內(nèi)的長度與所述錫球高度的比值大于0. 5%且小于2. 5%。
9.如權(quán)利要求7所述的芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述螺紋固定部旋入 所述第一夾持件的螺孔內(nèi)的長度與所述基板與主板間的間距的比值大于0.5%且小于 2. 5%。
專利摘要一種芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置，包括一主板、一通過若干錫球連接至主板一側(cè)面的芯片模組、及一裝設(shè)于所述主板一側(cè)面的第一夾持件，所述芯片夾持在所述主板與所述第一夾持件之間，所述主板上還裝設(shè)一第二夾持件，所述第二夾持件裝設(shè)于所述主板的另一側(cè)面，所述芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置還包括若干個用以調(diào)節(jié)錫球與主板間壓力的壓力調(diào)節(jié)件，所述壓力調(diào)節(jié)件將所述第一夾持件與第二夾持件固定一起。本實(shí)用新型之芯片模組壓力調(diào)節(jié)裝置通過若干壓力調(diào)節(jié)件將芯片模組夾設(shè)于所述第一夾持件及第二夾持件之間，從而調(diào)節(jié)芯片與主板之間的錫球所受的壓應(yīng)力以抵消主板受到?jīng)_擊時(shí)所述芯片與主板之間的錫球受到的拉應(yīng)力，降低錫球遭遇破壞的可能性。
文檔編號G06F1/18GK201628910SQ201020302040
公開日2010年11月10日 申請日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者吳政達(dá) 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司