專利名稱：雙圖形微處理機封裝底圖的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用在印刷電路板上的集成電路封裝底圖，特別涉及用于容納和使用插頭柵網(wǎng)陣列(PGA)型或載帶封裝(TCP)型微處理機封裝的底圖(footprint)。
目前，個人用計算機工業(yè)提出了兩種將微處理機(例如，Intelp5c或486微處理機)安裝到印刷電路板上用的封裝系統(tǒng)。首先開發(fā)而且應用最廣泛的封裝系統(tǒng)是插頭柵網(wǎng)陣列(PGA)封裝系統(tǒng)。典型的PGA封裝包括盒子或外殼，用于支承微處理機，并與微處理機的插頭電連接，多個安裝在外殼底座上的插頭，和將微處理機的所選的多個插頭連接到PGA封裝的所選多個插頭上用的多根引線。通過將PGA的插頭插入印刷電路板中形成的插孔中，使典型的PGA封裝安裝在印刷電路板上。印刷電路板中形成的插孔圖形通常稱為PGA封裝底圖(PGA Package footprint)。典型的320插頭封裝底圖示于

圖1中。
個人用計算機工業(yè)目前使用的第二種封裝系統(tǒng)是載帶封裝(TCP)系統(tǒng)。典型的TCP封裝系統(tǒng)包括盒子或外殼，多個焊接盤圖形和多個引線，外殼容納微處理機并電連接微處理機的插頭，每個焊接盤圖形包括在外殼底邊上構成的多個露出的導體小片，引線連接微處理機的所選插頭與引線圖形中的所選導體小片。典型的形式是用連接件將TCP封裝安裝到印刷電路板上。TCP封裝的焊接盤圖形像一組設置在印刷電路板上的焊接盤圖形。設置在印刷電路板上的焊接盤圖形通常稱作TCP封裝底圖。TCP封裝用常規(guī)方式(如，加熱、樑式引線技術)連接到電路板上。典型的TCP封裝圖示于圖2中。
本行業(yè)的技術人員認識到，個人用計算機制造工業(yè)競爭激烈，而且，往往是利潤極小。為此，為了保持在競爭市場上的地位，要定期地將除生產(chǎn)成本以外的一半利潤用于修改系統(tǒng)設計。已經(jīng)出現(xiàn)的非常棘手的問題是，個人用計算機元件的可用程度和價格的波動可能是影響生產(chǎn)線的綜合效益的主要因素。例如，當?shù)玫搅艘玫拇罅坑∷㈦娐钒鍟r，例如，利用PGA型微處理機封裝系統(tǒng)，PGA封裝系統(tǒng)的價格或可用程度的波動就可能對使用這些印刷電路板的計算機生產(chǎn)線的效益產(chǎn)生極大影響。而且，若不能獲得PGA封裝系統(tǒng)，就必須獲得能支承不同封裝系統(tǒng)(例如，TCP型封裝系統(tǒng))的新板，結果，不僅僅是提高了價格，而且還延遲了生產(chǎn)。這種情況對于競爭激烈的個人用計算機市場是不能允許的。此外，可以采取將元件供應價格減至最小并使其穩(wěn)定等措施，或者保證元件的可用性，這些措施往往是個人用計算機制造業(yè)中極希望的。
要利用，或相反地防止PGA和TCP微處理機封裝系統(tǒng)的價格和可用性的波動，應該給已定系列計算機用的印刷電路(PC)板上設置PGA封裝底圖和TCP封裝底圖，從而使個人用計算機系列中可以使用這兩種封裝底圖中的任何一種。但是，本行業(yè)的技術人員認識到，如果在印刷電路板上設置兩種不同的底圖，會浪費電路板上相當大的空間，這會使生產(chǎn)成本增大，而且會在電路板設計的技術條件(如，表面積限制)上遇到很大困難。
采用能容納和使用TCP和PGA兩種微處理機封裝系統(tǒng)的印刷電路板用的雙底圖，而占據(jù)最小的PC板空間，這對于個人用計算機制造業(yè)是極有利的。
就電路板而言，本發(fā)明旨在提供一種能用在PC板上的雙底圖，該PC板能容納兩種不同的微處理機封裝中的一種，而在PC板上占的面積最小。更具體地說，本發(fā)明旨在提供一種PC板上用的新的雙PGA和TCP底圖，因此，雙底圖可以使用PGA型或TCP型微處理機封裝中的任意一種。本發(fā)明還有一個宗旨是，提供PC板上的雙底圖的制造方法。
在一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的雙底圖包括位于PGA底圖中的TCP底圖。也許已注意到，用本發(fā)明的雙底圖，保證該裝置只占用最小的電路板表面積。
另一優(yōu)選實施例中，TCP底圖位于PGA底圖中，并與PGA底圖偏移一個選擇的角度。按此方式偏移的TCP底圖，可以使TCP和PGA底圖互連所需的敷金屬介層和電路板引線層的數(shù)量減至最小。該裝置也有可能使PGA和TCP底圖互連的導線寬度達到最大。
而且，本發(fā)明的一個目的是，提供一種能夠使用PGA型或TCP型微處理機封裝的任意一種的雙底圖。
本發(fā)明的另一個目的是，提供一種在PC板上占用實際板面最小的雙底圖。
圖1是插頭柵網(wǎng)陣列(PGA)型微處理機封裝的PC板底圖的示意圖；圖2是載帶封裝(TCP)型微處理機封裝的PC板底圖的示意圖；圖3是具有TCP和PGA雙底圖形成于其上的第一部分的第一PC板層的示意圖；圖4是具有TCP和PGA雙底圖形成于其上的第二部分的第二PC板層的示意圖；圖5(a)是具有TCP和PGA雙底圖和熱焊盤形成于其上的第一部分的第一PC板層的優(yōu)選構形的示意圖；圖5(b)是具有TCP和PGA雙底圖和熱焊盤形成于其上的第二部分的第二PC板層的優(yōu)選結構的示意圖；圖5(c)是位于本發(fā)明的優(yōu)選形式的雙底圖的TCP底圖部分內的熱焊盤的示意圖；圖6是位于本發(fā)明的雙底圖中的PGA封裝的剖面圖；圖7是位于本發(fā)明的雙底圖中的TCP封裝的剖面圖。
現(xiàn)在參看附圖，圖1展示了插頭柵網(wǎng)陣列(PGA)型微處理機封裝(未畫出)的PC板底圖10，圖2展示了載帶封裝(TCP)型微處理機封裝(未畫出)的PC板底圖12。也許已注意到，圖1和圖2均未畫出尺度。如上所述，個人用計算機制造業(yè)目前采用TCP和PGA兩種封裝，將微處理機(如Intel p5c或486微處理機)安裝到PC板上。然而，要預測這些封裝的價格和可用性兩方面未來的波動是困難的，因此，預防價格和可用性的這種波動，并使其對個人用計算機系列的效益的影響減到最小，也是困難的。因為這些原因和其它原因，本行業(yè)的技術人員將會認識到，最理想的是使用能采用PGA或TCP型微處理機封裝中的任何一種的PC板。
如圖3，4，5(a)和5(b)所示，本發(fā)明的一種形式的雙底圖14，不僅具有采用PGA和TCP型兩種微處理機封裝的功能，而且，還使用最小的實際電路板空間。更具體地說，圖3，4，5(a)和5(b)所示的雙底圖14包括320個插孔16，4個焊接盤圖形18(a)-18(d)，和多根通路線20。也許已注意到，在圖中只標注了象征的插口16，通路線20和導線小段24。若圖中畫出每全部插孔16、通路20和導線小段24將會使附圖雜亂不堪。
在PC板22上，插孔16排列成每隔幾行設置一個基本上為正方形的第一區(qū)(圖6所示)。插孔16構成的PGA底圖與圖1所示底圖相似。焊接盤圖形18(a)至18(d)位于插孔16劃定的正方形區(qū)內，焊接盤圖形18(a)至18(d)形成的TCP底圖與圖2所示底圖相似。每個焊接盤圖形18(a)至18(d)包括一組有80個的導線小段，這些導體小片彼此相鄰，并與PC板22上的基本上是正方形的第二區(qū)的分隔邊垂直。值得注意的是，第一和第二正方形區(qū)偏移一個選定角度，在優(yōu)選形狀中偏移10°，以提高插孔16和包括焊接盤圖形18(a)至18(d)的導線小段24之間的互連性。最后，用多個導線(或腐蝕導線)26和通路20，互連選出的插孔16和導體小片24。
插孔16，焊接盤圖形18(a)至18(d)中導線小段24和通路20之間連接的典型圖形示于圖3和圖4中，插孔16，焊接盤圖形18(a)至18(d)的導線小段24和通路線20之間連接性的優(yōu)選圖形示于圖5(a)和圖5(b)中。本行業(yè)的技術人員將會發(fā)現(xiàn)，圖3和圖4展示了單個PC板22中兩個不同的電路板層。同樣，圖5(a)和5(b)也展示出了單個PC板22中的兩個不同電路板層。當按圖3和圖4，或圖5(a)和圖5(b)所展示的方式構形時，雙底圖14可以容納并使用PGA和TCP型微處理機封裝中的任意一種。而且，實際占用的電路板空間最小，并提高了插孔16與焊接盤圖形18(a)至18(d)的導體小片24之間的連接性。這些構形還可能用寬度增大了的導線(或腐蝕導線)來連接插孔16與導體小片24。
本行業(yè)的技術人員將會發(fā)現(xiàn)，使雙度圖14中的PGA底圖部分和TCP底圖部分共用一個分共中心點。(未畫出)是有益的，并是優(yōu)選的。本發(fā)明并不限于這些結構。實際上，只要雙底圖14的TCP部分包含在雙底圖14的PGA部分的周界范圍內，就可以占用最小的電路板面積。還會發(fā)現(xiàn)，但不是必需的，最好在PC板22的一邊上構成雙底圖14的TCP部分，而在PC板22的相對邊上構成雙底圖14的PGA部分。
現(xiàn)在參看圖5(c)，可將優(yōu)選形式的熱焊盤28，一對基準點30，一對安裝孔32形成在雙底圖14的TCP底圖部分中?？墒辜訜岷副P28位于雙底圖14中，以允許熱通過PC板22達到散熱器34(圖7所示)。熱焊盤包括169個穿過PC板22構成的鍍銅孔36。鍍銅孔36固定在PC板22的內接地位上(未畫出)，每個鍍銅孔36形成0.33毫米的加工完的鉆孔直徑。而且，在PC板表面上形成的加熱焊盤區(qū)37可包括露出的銅。散熱器34(圖7所示)可與PC板22偶聯(lián)，更具體地說，用安裝孔32以常規(guī)加工方法將散熱器34連接到加熱焊盤上。例如，可用一對安裝孔(未畫出)將散熱器用螺栓連接到加熱焊盤28上。散熱器34也可以粘接到加熱焊盤30上。
現(xiàn)在參看圖6和圖7。PGA型或TCP型微處理機封裝38或40中的任何一種，均可通過雙底圖14按普通加工方法將其偶聯(lián)到PC板22上。例如，是PGA型微處理機封裝38時，其插頭42可插入雙底圖14的插孔16中。是TCP型微處理機封裝40時，用常規(guī)的挖鑿方式或位置成像設備，使其位于雙底圖14的TCP底圖島狀區(qū)上然后加熱使TCP封裝樑式鍵合到TCP底圖區(qū)上。
應注意，當用本發(fā)明的雙底圖14將TCP型微處理機封裝40安裝到PC板上時，將TCP封裝40安裝在PC板22的一邊上，而散熱器34安裝在PC板22的另一邊上是有利的，如圖7所示。在該加工中，可獲得足夠的散熱，而使安裝在PC板上的元件高度最小。若高度限制不嚴重危害PC板22的布置調節(jié)的設計準則，或者，假若用PGA型微處理機封裝38，散熱器34可能適合于安裝在PGA封裝38的背面34上，如圖6所示。
最后，關于包括本發(fā)明的一個以上的雙底圖14和PC板的制造，可能已注意到，可以用常規(guī)的電路板構成技術來制造這些電路板。更具體地說，對PC板制造者而言，認為多個膜板層(與圖3，4，5(a)和圖(b)所示相同)是公知的，而且，對PC板制造者，如Anaheim.California公司而言，根據(jù)所建議的膜板層(或按專門要求)來制造所選數(shù)量的PC板也是公知。為此，這里的準確的制造PC板的工藝步驟并未在這里陳述，這些工藝步驟在現(xiàn)有技術中已考慮到了。
而應用本發(fā)明可以有各種改型和替換形式，在附圖中所示實施例只是為詳細說明發(fā)明而用的各個特例。然而，應該懂得，發(fā)明不受這些實際形式或方法的限制，相反，發(fā)明包括全部改型，等效物和替換形式，它們均落入所附權利要求的發(fā)明實質和范圍內。
權利要求
1.一種用于印刷電路(PC)板的雙底圖，它包括一個插頭柵網(wǎng)陣列底圖，和一個在所述插頭柵網(wǎng)陣列底圖中形成的載帶封裝底圖。
2.按權利要求1的雙底圖，其特征是，所述載帶封裝底圖與所述插頭柵網(wǎng)陣列底圖偏移一個選定角度，使在所述的PC板中，要求有數(shù)量減少了的通路和引線層，互連所述的載帶封裝底圖和所述插頭柵網(wǎng)陣列底圖。
3.按權利要求1的雙底圖，其特征是，所述偏移角為10°。
4.按權利要求1的雙底圖，其特征是，所述插頭柵網(wǎng)陣列底圖形成在PC板的一邊上，所述載帶封裝底圖形成在所述PC板的另一邊上。
5.按權利要求1的雙底圖，其特征是，所述載帶封裝底圖和所述插頭柵網(wǎng)陣列底圖，用僅在所述PC板的兩層中構成的導線互連。
6.按權利要求2的雙底圖，還包括形成在所述載帶封裝底圖中的加熱焊盤。
7.一種用于PC板的雙底圖，包括一個插頭柵網(wǎng)陣列底圖；一個位于所述插頭柵網(wǎng)陣列底圖中的一個載帶封裝底圖；和多根導線，用以互連所述插頭柵網(wǎng)陣列底圖和所述載帶封裝底圖，因而，所述雙底圖可以容納并使用插頭柵網(wǎng)陣列型或載帶封裝型微處理機封裝系統(tǒng)中的任何一種。
8.按權利要求7的雙底圖，其特征是，所述載帶封裝底圖與所述插頭柵網(wǎng)陣列底圖偏移一個選定角度。
9.按權利要求8的雙底圖，其特征是，所述偏移角為10°。
10.按權利要求7的雙底圖，其特征是，所述插頭柵網(wǎng)陣列底圖與所述載帶封裝底圖用僅在所述PC板的兩層中構成的導線互連。
11.一種個人用計算機中使用的印刷電路板，所述電路板包括第一電路板層，其上形成有多個插孔，多個由此穿通伸出的通路和多個島狀圖形；每個島圖包括多根平行延伸的導線小段；所述多個插孔包括用于插頭柵網(wǎng)陣列微處理機封裝用的底圖；所述多個島圖包括載帶封裝微處理機封裝用的底圖，所述載帶封裝底圖位于所述插頭柵網(wǎng)陣列底圖中；第二電路板層，具有多個插孔和多個由此穿通伸出的通路，所述第二電路板層的所述插孔和所述通路隨所述第一電路板層的所述插孔和所述通路共同延伸；多根導線，形成在所述第一和第二電路板層上，并互連所選的插孔，所選的露出的導線小段和所選的通路，因而，所述插頭柵網(wǎng)陣列和載帶封裝底圖組合構成雙底圖，使其能使用載帶封裝型或插頭柵網(wǎng)陣列型微處理機封裝系統(tǒng)中的任何一種。
12.按權利要求11的電路板，還包括一對用于對準的基準點，形成在所述第一電路板層上，并在設置在所述載帶封裝底圖內的所選的一對對角處，位于所述載帶封裝底圖內。
13.按權利要求12的電路板，還包括加熱焊盤，形成在所述第一和第二電路板層內，并位于所述載帶封裝底圖內。
14.按權利要求13的電路板，其特征是，所述加熱焊盤包括多個鍍銅孔，形成在第一和第二電路板層中，并穿過所述第一和第二電路板層，所述鍍銅孔與位于所述第一和第二電路板層中的多根地線偶連，一對露銅的表面焊盤區(qū)，覆蓋所述第一第二電路板層的外表面，每個表面焊盤區(qū)有多個孔，與所述第一和第二電路板層中形成的所述鍍銅孔對應。
15.用在PC板上的微處理機封裝插座，所述微處理機封裝插座包括多個插孔，是穿過PC板形成的，位于所述PC板上并圍繞在第一個基本上是正方形的區(qū)域四周，所述多個插孔包括用于插頭柵網(wǎng)陣列型微處理機封裝的底圖；四個焊接盤圖形，位于所述PC板上的基本上為方形的第一區(qū)中，所述焊接盤圖形包括載帶封裝型微處理機封裝用的底圖；每個島狀圖包括多個露出的平行導線，每個焊接盤圖形沿著基本上為方形的第二區(qū)的分隔邊位于所述PC板上，所述基本上為方形的第二區(qū)與基本上為方形的第一區(qū)偏移一個選定角度；多根導線，互連所選的插孔與所選的平行露出的包括所述焊接盤圖形，因而構成能使用插頭柵網(wǎng)陣列型或載帶封裝型微處理機封裝中的任何一種的雙底圖。
16.按權利要求15的微處理機封裝插座，其特征是所選偏移角為10°。
17.一種雙底圖，包括第一底圖，形成在PC板上，用于容納并使用第一種微處理機封裝；和第二底圖，形成在所述PC板上，并位于所述第一第底內，容納并使用第二種微處理機封裝。
18.按權利要求17的雙底圖，其特征是，所述第一底圖與所述第二底圖偏移一選定角度，以提高兩個底圖之間的互連性。
19.按權利要求18的雙底圖，其特征是，所述第一底圖包括插頭柵網(wǎng)陣列底圖，所述第二底圖包括載帶封裝底圖。
20.按權利要求19的雙底圖，其特征是，所述的選出的偏移角為10℃。
21.一種在PC板上設置載帶封裝底圖和插頭柵網(wǎng)陣列封裝底圖的方法、使所占據(jù)的電路板空間最小，所述方法包括下列步驟在所述PC板上形成插頭柵網(wǎng)陣列底圖，在PC板上的所述插頭柵網(wǎng)陣列底圖中形成載帶封裝底圖。
22.按權利要求21的方法，其中所述載帶封裝底圖是按與所述插頭柵網(wǎng)陣列底圖偏移一個選定角形成的。
23.按權利要求22的方法，還包括在所述插頭柵網(wǎng)陣列底圖與所述載帶封裝底圖之間設置導線的步驟，因而，所述插頭柵網(wǎng)陣列與載帶封裝底圖構成單個的雙底圖，能使用插頭柵網(wǎng)陣列型或載帶型微處理機封裝系統(tǒng)的任何一種。
24.一種使PC板上的插頭柵網(wǎng)陣列底圖與載帶封裝底圖互連所需通路和電路板層減至最小的方法，所述方法包括下列步驟在所述插頭柵網(wǎng)陣列度圖中形成所述載帶封裝底圖，使所述載帶封裝底圖與所述插頭柵網(wǎng)陣列底圖偏移一個選定角度。
25.按權利要求24的方法，其中所選定的角為10°。
26.一種雙底圖，包括第一插孔裝置，形成在PC板上，容納并提供與第一種微處理機封裝的互連，所述第一插孔裝置確定所述PC板上的界邊區(qū)，第二插孔裝置，形成在PC板上，容納并提供與第二種微處理機封裝的互連，所述第二插孔裝置位于所述第一插孔裝置的界邊區(qū)內，電互連裝置，偶連所述第一插孔裝置到所述第二插孔裝置上。
27.按權利要求26的雙底圖，其中所述第二插孔裝置與所述第一插孔裝置偏移一選定角度。
28.按權利要求27的雙底圖，其中所述選定偏移角為10°。
29.按權利要求26的雙底圖，其特征是，所述第一和第二插孔裝置位于所述PC板的兩對兩邊上。
全文摘要
一種能容納并使用兩種微處理機封裝系統(tǒng)的雙底圖，第一底圖能容納并使用第一種微處理機封裝系統(tǒng)，例如，載帶封裝微處理機封裝，形成在能容納并使用第二種微處理機封裝系統(tǒng)的第二底圖中，例如，插頭柵網(wǎng)陣列微處理機封裝。在優(yōu)選形中，兩個底圖電連接，第一底圖與第二底圖偏移一選定的角度，以允許提高兩個底圖之間的連接性。
文檔編號H05K1/02GK1127979SQ9511580
公開日1996年7月31日 申請日期1995年7月21日 優(yōu)先權日1994年7月22日
發(fā)明者D·J·施爾瓦 申請人:Ast研究公司