DE112007001936B4 - Erweitertes Gehäusesubstrat und Verfahren zum Koppeln eines Substrates eines IC- Gehäuses mit einem Sockel - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung, umfassend:ein IC-Gehäuse (110, 410, 510), das eine Vielzahl von leitfähigen Bereichen und ein Substrat (112, 412, 512) mit einer ersten (116, 416, 516) und zweiten Stirnfläche (118, 418) sowie einer ersten Seite (411), einer zweiten Seite (413), einer dritten Seite (415), einer vierten Seite (417) und einer Kerbe (419) aufweist, undeinen Sockel (120, 420, 520), der eine Grundfläche aufweist, die kleiner als jede der Stirnflächen (118, 418, 116, 416, 516) des Substrats (112, 412, 512) ist, und eine erste Wand (421, 521) in Kontakt mit der ersten Seite (411), eine zweite Wand (422) in Kontakt mit der zweiten Seite (413), eine dritte Wand (423) in Kontakt mit der dritten Seite (415) und eine vierte Wand (424, 524) aufweist, die eine Öffnung (425, 525) definiert, wobei die Öffnung (425, 525) zwischen der ersten Seite (411) des Substrats (112, 412, 512) und der vierten Seite (417) des Substrats (112, 412, 512) angeordnet ist, und wobei der Sockel (120, 420, 520) ferner ein mit der vierten Wand (424, 524) des Sockels (120, 420, 520) gekoppeltes flexibles Element (440, 540, 545) aufweist, wobei das flexible Element (440, 540, 545) zum Vorspannen des Substrats (112, 412, 512) in Richtung zur ersten Wand (421, 521) des Sockels (120, 420, 520) mit der Kerbe (419) in Eingriff tritt, wobei das Substrat (112, 412, 512) durch die Öffnung (425, 525) seitlich in den Sockel eingeführt werden kann und sich durch die Öffnung (425, 525) erstreckt, wenn es vollständig eingeführt ist, wobei der sich durch die Öffnung (425, 525) nach außen erstreckende Abschnitt des Substrats (112, 412, 512) eingerichtet ist, auf beiden Stirnflächen (118, 418, 116, 416, 516) mit elektronischen Bauelementen bestückt zu werden.
Description
- HINTERGRUND
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Sockel und einem IC- Gehäuse, das ein Substrat aufweist, sowie ein Verfahren zum Koppeln eines Substrates eines IC- Gehäuses mit einem Sockel.
- Ein IC (Integrated Circuit)-Gehäuse besteht aus einem IC-Chip und einem IC-Gehäusesubstrat. Das IC-Gehäusesubstrat wird dazu verwendet, den IC-Chip mit externen Komponenten und Schaltungen elektrisch zu koppeln. Herkömmlicherweise sind elektrische Kontakte des IC-Chips mit elektrischen Kontakten des IC-Gehäusesubstrats gekoppelt, die wiederum mit externen elektrischen Kontakten des IC-Gehäusesubstrats elektrisch verbunden sind. Die externen elektrischen Kontakte des IC-Gehäusesubstrats können Stifte, Lötkugeln oder andere Arten von elektrischen Kontakten sein, die in einer geeigneten Struktur angeordnet sind.
- Die externen Kontakte eines IC-Gehäusesubstrats sind typischerweise mit einem Sockel gekoppelt. Genannter Sockel nimmt das IC-Gehäusesubstrat auf und sorgt für eine physische und elektrische Kopplung des IC-Gehäuses mit einem Substrat, wie zum Beispiel einer Hauptplatine. Zum Beispiel können elektrische Kontakte eines IC-Gehäuses mit ersten elektrischen Kontakten eines Sockels lösbar gekoppelt sein und zweite elektrische Kontakte des Sockels können mit elektrischen Kontakten eines Substrats gekoppelt sein.
- Um eine gute elektrische Verbindung zwischen Gehäusesubstratkontakten und Sockelkontakten sicherzustellen, ist es je nach Architektur erforderlich, dass der Sockel das IC-Gehäuse fest hält und Kontakte des IC-Gehäusesubstrats gegen korrespondierende Kontakte des Sockels vorspannt. Die Struktur des IC-Gehäuses und die Struktur des Sockels hängen somit eng voneinander ab. Genannte Abhängigkeit kann die Flexibilität und/oder Austauschbarkeit von IC-Gehäuse- und Sockelgestaltungen vermindern.
- In
DE 10 2004 062 869 A1 ist ein Sockel mit einem einführbaren Träger oder Substrat offenbart, das auf einer Seite ein elektronisches Bauelement zeigt. Dieses ist so angeordnet, dass es beim Einführen des Substrats in den Sockel vollständig durch diesen verborgen wird. - Aus
US 6544074 B2 geht eine Smartcard-Verbindung hervor. Es sind Kontaktbereiche vorgesehen, die die einzigen elektronischen Bauelemente auf der Smartcard darstellen, und die sämtlich in einem Sockel verborgen sind, wenn das Substrat in den Sockel eingeführt ist. -
DE 10 2004 011 446 A1 offenbart einen Adapter für bestimmte Speichermedien. -
US 6661690 B2 offenbart Substrate, die jeweils seitlich in einem Sockel stecken. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auswechselbares Design für einen Sockel zu ermöglichen, das gleichzeitig die Kapazität aufgenommener elektronischer Bauelemente steigert. Diese Aufgabe wird durch die nebengeordneten Ansprüche gelöst.
- Figurenliste
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. -
2 zeigt eine Ansicht von einem IC-Gehäusesubstrat gemäß einer Ausführungsform von unten. -
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform. -
4A und4B zeigen eine Ansicht in Draufsicht von oben und eine Querschnittsansicht von der Seite von einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform. -
5 zeigt eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform in Draufsicht von oben. -
6 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems gemäß einer Ausführungsform. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
1 zeigt eine perspektivische Ansicht von einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform. Vorrichtung100 umfasst IC-Gehäuse110 und Sockel120 . Gemäß einer Ausführungsform kann das IC-Gehäuse110 ein Mikroprozessorgehäuse aufweisen und kann der Sockel120 das IC-Gehäuse110 mit einer Rechenhauptplatine koppeln. - Das IC-Gehäuse
110 enthält IC-Gehäusesubstrat112 und IC-Chip114 . Der IC-Chip114 kann irgendeine Art von integrierter Schaltung, einschließlich, ohne aber darauf beschränkt zu sein, eines Mikroprozessors, eines Netzwerkprozessors, eines Controller-Hubs und eines Chipsatzes, aufweisen. Der IC-Chip114 kann gemäß einer Ausführungsform von einem integrierten Wärmeverteiler oder einem anderen Schutzelement bedeckt sein. - Das IC-Gehäusesubstrat
112 kann irgendein keramisches, organisches und/oder anderes geeignetes Material aufweisen. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst das IC-Gehäusesubstrat112 mehrere übereinander angeordnete Schichten aus dielektrischem Material, die durch Ebenen aus Leiterbahnen getrennt sind. Eine Ebene von Leiterbahnen kann mit einer oder mehreren anderen Ebenen von Leiterbahnen durch Durchgangsbohrungen gekoppelt sein, die in den Schichten aus dielektrischem Material erzeugt sind. - Der IC-Chip
114 ist mit der Stirnfläche116 des IC-Gehäusesubstrats112 gekoppelt. Dementsprechend kann die Stirnfläche116 des IC-Gehäusesubstrats112 elektrische Kontakte (nicht gezeigt) aufweisen, mit denen elektrische Kontakte des IC-Chips114 (nicht gezeigt) gekoppelt sind.2 stellt die Stirnfläche118 des IC-Gehäusesubstrats112 dar. Diese ist in Richtung zum Sockel120 orientiert und somit in1 nicht gezeigt.2 stellt auch leitfähige Bereiche130 des IC-Gehäusesubstrats112 dar. Die leitfähigen Bereiche130 können so angeordnet und strukturiert sein, dass sie dem Land Grid Array und/oder irgendeinem anderen Protokoll entsprechen. - Der Sockel
120 kann irgendein geeignetes Material aufweisen, einschließlich, ohne aber darauf beschränkt zu sein, Kunststoff. Der Sockel120 kann eine erste Gruppe von elektrischen Kontakten (in1 nicht gezeigt) aufweisen, die in einer Land Grid Array-Anordnung exponiert sind. Die erste Gruppe von elektrischen Kontakten kann Druckkontakte, wie zum Beispiel eine Metallfeder, aufweisen und dient zum Koppeln mit jeweiligen leitfähigen Bereichen130 . Der Sockel120 kann auch eine zweite Gruppe von elektrischen Kontakten (in1 ebenfalls nicht gezeigt) aufweisen, die mit jeweiligen der ersten Gruppe von elektrischen Kontakten elektrisch verbunden sind. Die zweite Gruppe von elektrischen Kontakten kann irgendwelche Kontakte aufweisen, die für eine Verbindung mit einer Leiterplatte geeignet sind, einschließlich, ohne aber darauf beschränkt zu sein, Lötkugeln und/oder Sockelstifte in einer LGA-Anordnung. Die oben genannten Leiterbahnen und Durchgangsbohrungen können somit Signale und Energie zwischen elektrischen Einrichtungen des IC-Chips114 und einem externen System, mit dem der Sockel120 gekoppelt ist, übertragen. - Wie in
1 gezeigt ist, ist die Grundfläche des Sockels120 kleiner als die Stirnfläche118 des IC-Gehäusesubstrats112 . Demzufolge erstreckt sich das IC-Gehäusesubstrat112 an dem Sockel120 zur linken Seite von1 vorbei. Eine derartige Anordnung erleichtert die Verwendung des Sockels120 beim Unterstützen von einem oder mehreren IC-Chips und/oder anderen Elementen mit unterschiedlichen Größen. -
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Prozesses300 gemäß einer Ausführungsform. Der Prozess300 kann von irgendeiner Anzahl von Systemen durchgeführt werden und ein Teil oder der gesamte Prozess300 kann manuell durchgeführt werden. In einer Ausführungsform wird der Prozess300 durch einen Computersystemintegrator durchgeführt. - Zu Beginn wird ein IC-Gehäusesubstrat bei
310 erhalten. Das IC-Gehäusesubstrat enthält Leiterbahnen und weist eine Stirnfläche auf. Das IC-Gehäusesubstrat kann bei310 hergestellt werden und/oder kann von einem Lieferanten von IC (Integrated Circuit)-Gehäusen erhalten werden. In einer Ausführungsform wird ein Mikroprozessorgehäuse von einem Lieferanten bei310 erhalten. Das IC-Gehäusesubstrat der1 und2 , das Leiterbahnen130 und die Stirnfläche118 enthält, kann gemäß einer Ausführungsform bei310 erhalten werden. - Ein Sockel wird bei
320 erhalten. Gemäß einigen Ausführungsformen kann320 nach, vor oder während Durchführung von310 erfolgen. Der Sockel weist eine Grundfläche auf, die kleiner als die Stirnfläche des IC-Gehäusesubstrats ist. In1 ist ein Beispiel für diese physische Beziehung dargestellt. Unten werden mehrere andere Beispiele geliefert. - Das IC-Gehäusesubstrat wird bei
330 mit dem Sockel gekoppelt. Die Kopplung bei330 kann Ausrichten von leitfähigen Bereichen130 des IC-Gehäusesubstrats112 mit korrespondierenden elektrischen Kontakten des Sockels120 und Aufnehmen des IC-Gehäuses110 zum Vorspannen der leitfähigen Bereiche130 gegen die elektrischen Kontakte des Sockels120 einschließen. Es kann irgendein System zum Aufnehmen des IC-Gehäuses110 implementiert werden. Zum Beispiel kann eine Druckplatte des Sockels120 (nicht gezeigt) in Richtung zum Gehäuse110 gedreht werden, um die Bereiche130 in Richtung zu den elektrischen Kontakten des Sockels120 vorzuspannen. - Die
4A und4B stellen eine Vorrichtung400 gemäß einer Ausführungsform dar. Die Vorrichtung400 weist ein IC-Gehäuse410 und einen Sockel420 auf. Das IC-Gehäuse410 weist wiederum IC-Gehäusesubstrat412 und IC-Chip414 auf. Der IC-Chip414 ist so dargestellt, dass er sowohl einen IC-Chip als auch einen integrierten Wärmeverteiler aufweist, der den IC-Chip abdeckt. - Das IC-Gehäusesubstrat
412 enthält eine Stirnfläche416 , auf der der IC-Chip414 befestigt ist. Die weitere Stirnfläche418 ist zum Sockel420 gewandt und größer als die Grundfläche des Sockels420 . Ein Abschnitt des IC-Gehäusesubstrats412 erstreckt sich somit an einer Seite des Sockels420 vorbei, wodurch Platz zum Befestigen eines IC-Chips430 und eines IC-Chips435 an der Stirnfläche418 oder Stirnfläche416 auf dem erweiterten Abschnitt bereitgestellt wird. Der IC-Chip430 und der IC-Chip435 können irgendwelche elektrischen Komponenten, die, ohne aber darauf beschränkt zu sein, Festspeicher (Nur-Lese-Speicher), Spannungsregler und Prüfchips enthalten, aufweisen. - Das IC-Gehäusesubstrat
412 enthält eine erste Seite411 eine zweite Seite413 , eine dritte Seite415 und eine vierte Seite417 . Der Sockel420 enthält eine erste Wand421 , eine zweite Wand422 , eine dritte Wand423 und eine vierte Wand424 . Ein Abschnitt der ersten Wand421 steht mit der ersten Seite411 in Kontakt und entweder ein Abschnitt der zweiten Wand422 steht mit der zweiten Seite413 in Kontakt oder ein Abschnitt der dritten Wand423 steht mit der dritten Seite415 in Kontakt. In einer Ausführungsform steht der Abschnitt der zweiten Wand422 mit der zweiten Seite413 in Kontakt und steht gleichzeitig der Abschnitt der dritten Wand423 mit der dritten Seite415 in Kontakt. - Die vierte Wand
424 definiert eine Öffnung425 , durch die sich obengenannter Abschnitt des IC-Gehäusesubstrats412 erstreckt. Wie gezeigt, ist die Öffnung425 zwischen der ersten Seite411 und der vierten Seite417 des IC-Gehäusesubstrats412 angeordnet. - Flexible Elemente
440 sind mit der vierten Wand424 des Sockels420 gekoppelt. Gemäß einer Ausführungsform dient jedes der flexiblen Elemente440 zum Vorspannen des IC-Gehäusesubstrats412 gegen die erste Wand421 des Sockels420 . Diesbezüglich definiert das IC-Gehäusesubstrat412 Kerben419 , in denen die flexiblen Elemente440 angeordnet sind und gegen die die Elemente440 drücken. Das flexible Element440 kann eine Metallfeder und/oder irgendein anderes geeignetes Element bzw. geeignete Elemente aufweisen. -
5 zeigt eine Draufsicht von einer Vorrichtung500 gemäß einer Ausführungsform von oben. Die Vorrichtung500 weist ein IC-Gehäuse510 und einen Sockel520 auf. Das IC-Gehäuse510 und der Sockel520 können ein oder mehrere Merkmal(e) und Attribut(e), die oben hinsichtlich identisch bezeichneter Komponenten beschrieben sind, aufweisen. Daher werden solche Merkmale und Attribute unten nicht wiederholt werden. - Das IC-Gehäusesubstrat
512 des IC-Gehäuses510 definiert Kerben519 , in denen flexible Elemente540 und545 angeordnet sind. Jedes der flexiblen Elemente540 und545 kann dazu dienen, das IC-Gehäusesubstrat512 gegen die erste Wand521 des Sockels520 vorzuspannen. Die Wand524 des Sockels520 kann eine Rückwärtsbewegung der Elemente540 und545 auf ein akzeptables Ausmaß beschränken. - Das flexible Element
540 ist mit der Wand522 des Sockels520 gekoppelt und kann damit integral ausgebildet sein. In ähnlicher Weise ist das flexible Element545 mit der Wand523 des Sockels520 gekoppelt und kann damit integral ausgebildet sein. In einer Ausführungsform ist der Sockel520 aus Gussmetall, Verbundwerkstoff, Keramik, Kunststoff etc. ausgebildet. Dementsprechend können die Elemente540 und545 gemeinsam mit den verbleibenden integralen Elementen des Sockels520 gegossen sein. - Die Vorrichtung
500 enthält auch einen IC-Chip530 , der an der Stirnfläche516 des IC-Gehäusesubstrats512 befestigt ist. Zumindest ein Abschnitt des IC-Chips530 ist in der Öffnung525 angeordnet, die durch die Wand524 definiert wird. In einigen Ausführungsformen weist der IC-Chip530 eine elektrische Anschlussschnittstelle auf. Ein Flachbandkabel oder eine andere elektrische Verbindung (nicht gezeigt) kann mit genannter Schnittstelle gekoppelt werden, um für eine Kommunikation zwischen dem IC-Chip514 und externen Systemen zu sorgen. -
6 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems600 gemäß einer Ausführungsform. Das System600 kann Komponenten einer Desktop-Rechenplattform aufweisen. Das System600 enthält die Vorrichtung100 von1 und enthält somit das IC-Gehäuse110 und den Sockel120 . Das IC-Gehäuse110 kann einen Mikroprozessor oder eine andere Art von integrierter Schaltung aufweisen und kann mit einem ausgelagerten Cache-Speicher610 kommunizieren. Das IC-Gehäuse110 kann auch mit anderen Elementen über einen Chipsatz620 kommunizieren. Zum Beispiel kann der Chipsatz620 für Kommunikation zwischen dem IC-Gehäuse110 und einem Speicher630 , Grafikcontroller640 und Netzwerkschnittstellencontroller (Network Interface Controller (NIC))650 sorgen. Der Speicher630 kann irgendeine Art von Speicher zum Speichern von Daten, wie z.B. einen Single Data Rate Random Access Memory, einen Double Data Rate Random Access Memory oder einen programmierbaren Festspeicher, aufweisen. - Obwohl Ausführungsformen unter Bezugnahme auf das Befestigen eines IC-Gehäuses an einer Leiterplatte durch einen Sockel beschrieben worden sind, können z.B. zahlreiche Komponenten/Einrichtungen, die sich von dem IC-Gehäuse unterscheiden, an zahlreichen Flächen, die sich von einer Leiterplatte unterscheiden, in Form von einigen Ausführungsformen befestigt werden. Obwohl Ausführungsformen unter Bezugnahme auf ein IC-Gehäuse mit elektrischen Land Grid Array-Kontakten erörtert worden sind, können außerdem Ausführungsformen andere Typen von elektrischen Kontakten verwenden.
Claims (6)
- Vorrichtung, umfassend: ein IC-Gehäuse (110, 410, 510), das eine Vielzahl von leitfähigen Bereichen und ein Substrat (112, 412, 512) mit einer ersten (116, 416, 516) und zweiten Stirnfläche (118, 418) sowie einer ersten Seite (411), einer zweiten Seite (413), einer dritten Seite (415), einer vierten Seite (417) und einer Kerbe (419) aufweist, und einen Sockel (120, 420, 520), der eine Grundfläche aufweist, die kleiner als jede der Stirnflächen (118, 418, 116, 416, 516) des Substrats (112, 412, 512) ist, und eine erste Wand (421, 521) in Kontakt mit der ersten Seite (411), eine zweite Wand (422) in Kontakt mit der zweiten Seite (413), eine dritte Wand (423) in Kontakt mit der dritten Seite (415) und eine vierte Wand (424, 524) aufweist, die eine Öffnung (425, 525) definiert, wobei die Öffnung (425, 525) zwischen der ersten Seite (411) des Substrats (112, 412, 512) und der vierten Seite (417) des Substrats (112, 412, 512) angeordnet ist, und wobei der Sockel (120, 420, 520) ferner ein mit der vierten Wand (424, 524) des Sockels (120, 420, 520) gekoppeltes flexibles Element (440, 540, 545) aufweist, wobei das flexible Element (440, 540, 545) zum Vorspannen des Substrats (112, 412, 512) in Richtung zur ersten Wand (421, 521) des Sockels (120, 420, 520) mit der Kerbe (419) in Eingriff tritt, wobei das Substrat (112, 412, 512) durch die Öffnung (425, 525) seitlich in den Sockel eingeführt werden kann und sich durch die Öffnung (425, 525) erstreckt, wenn es vollständig eingeführt ist, wobei der sich durch die Öffnung (425, 525) nach außen erstreckende Abschnitt des Substrats (112, 412, 512) eingerichtet ist, auf beiden Stirnflächen (118, 418, 116, 416, 516) mit elektronischen Bauelementen bestückt zu werden.
- Vorrichtung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (440, 540, 545) eine Feder aufweist. - Vorrichtung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abschnitt eines elektronischen Bauteils, das auf der ersten Stirnfläche (116, 416, 516) in der Öffnung (425, 525) angeordnet ist. - Vorrichtung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das IC-Gehäuse (110, 410, 510) einen IC-Chip aufweist, wobei die Vorrichtung ferner aufweist: eine elektrische Anschlussschnittstelle, die mit dem Substrat (112, 412, 512) gekoppelt ist, wobei der IC-Chip mit dem Substrat (112, 412, 512) gekoppelt ist. - Verfahren zum Koppeln eines Substrates (112, 412, 512) eines IC-Gehäuses (110, 410, 510) mit einem Sockel (120, 420, 520), umfassend: Einführen des Substrates, wobei das Substrat (112, 412, 512) eine erste (116, 416, 516) und zweite Stirnfläche (118, 418) sowie eine erste Seite (411), eine zweite Seite (413), eine dritte Seite (415), eine vierte Seite (417) und eine Kerbe (419) aufweist, durch eine Öffnung (425, 525) des Sockels (120, 420, 520), die sich zwischen der ersten Seite (411) und der vierten Seite (417) befindet, seitlich in den Sockel (120, 420, 520), wobei sich das Substrat (112, 412, 512) durch die Öffnung (425, 525) erstreckt, wenn es vollständig eingeführt ist, wobei der sich durch die Öffnung (425, 525) nach außen erstreckende Abschnitt des Substrats (112, 412, 512) eingerichtet ist, auf beiden Stirnflächen (116, 416, 516, 118, 418) mit elektronischen Bauelementen bestückt zu werden, und Vorspannen des Substrats (112, 412, 512) des IC-Gehäuses (110, 410, 510), in Richtung einer ersten Wand (421, 521) des Sockels (120, 420, 520), der eine Grundfläche aufweist, die kleiner als jede der Stirnflächen (118, 418, 116, 416, 516) des Substrats (112, 412, 512) ist, unter Verwendung eines flexiblen Elements (440, 540, 545), das mit der Kerbe (419) in Eingriff tritt, wobei der Sockel (120, 420, 520) eine zweite Wand (422) in Kontakt mit der zweiten Seite (413), eine dritte Wand (423) in Kontakt mit der dritten Seite (415) und eine vierte Wand (424, 524) aufweist.
- Verfahren nach
Anspruch 5 , ferner umfassend Anordnen von mindestens einem Abschnitt eines IC-Chips in der Öffnung (425, 525).
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