双图形微处理机封装底图 本发明涉及用在印刷电路板上的集成电路封装底图，特别涉及用于容纳和使用插头栅网阵列(PGA)型或载带封装(TCP)型微处理机封装的底图(footprint)。
目前，个人用计算机工业提出了两种将微处理机(例如，Intelp5c或486微处理机)安装到印刷电路板上用的封装系统。首先开发而且应用最广泛的封装系统是插头栅网阵列(PGA)封装系统。典型的PGA封装包括盒子或外壳，用于支承微处理机，并与微处理机的插头电连接，多个安装在外壳底座上的插头，和将微处理机的所选的多个插头连接到PGA封装的所选多个插头上用的多根引线。通过将PGA的插头插入印刷电路板中形成的插孔中，使典型的PGA封装安装在印刷电路板上。印刷电路板中形成的插孔图形通常称为PGA封装底图(PGA Package footprint)。典型的320插头封装底图示于图1中。
个人用计算机工业目前使用的第二种封装系统是载带封装(TCP)系统。典型的TCP封装系统包括盒子或外壳，多个焊接盘图形和多个引线，外壳容纳微处理机并电连接微处理机的插头，每个焊接盘图形包括在外壳底边上构成的多个露出的导体小片，引线连接微处理机的所选插头与引线图形中的所选导体小片。典型地形式是用连接件将TCP封装安装到印刷电路板上。TCP封装的焊接盘图形像一组设置在印刷电路板上的焊接盘图形。设置在印刷电路板上的焊接盘图形通常称作TCP封装底图。TCP封装用常规方式(如，加热、樑式引线技术)连接到电路板上。典型的TCP封装图示于图2中。
本行业的技术人员认识到，个人用计算机制造工业竞争激烈，而且，往往是利润极小。为此，为了保持在竞争市场上的地位，要定期地将除生产成本以外的一半利润用于修改系统设计。已经出现的非常棘手的问题是，个人用计算机元件的可用程度和价格的波动可能是影响生产线的综合效益的主要因素。例如，当得到了要用的大量印刷电路板时，例如，利用PGA型微处理机封装系统，PGA封装系统的价格或可用程度的波动就可能对使用这些印刷电路板的计算机生产线的效益产生极大影响。而且，若不能获得PGA封装系统，就必须获得能支承不同封装系统(例如，TCP型封装系统)的新板，结果，不仅仅是提高了价格，而且还延迟了生产。这种情况对于竞争激烈的个人用计算机市场是不能允许的。此外，可以采取将元件供应价格减至最小并使其稳定等措施，或者保证元件的可用性，这些措施往往是个人用计算机制造业中极希望的。
要利用，或相反地防止PGA和TCP微处理机封装系统的价格和可用性的波动，应该给已定系列计算机用的印刷电路(PC)板上设置PGA封装底图和TCP封装底图，从而使个人用计算机系列中可以使用这两种封装底图中的任何一种。但是，本行业的技术人员认识到，如果在印刷电路板上设置两种不同的底图，会浪费电路板上相当大的空间，这会使生产成本增大，而且会在电路板设计的技术条件(如，表面积限制)上遇到很大困难。
采用能容纳和使用TCP和PGA两种微处理机封装系统的印刷电路板用的双底图，而占据最小的PC板空间，这对于个人用计算机制造业是极有利的。
就电路板而言，本发明旨在提供一种能用在PC板上的双底图，该PC板能容纳两种不同的微处理机封装中的一种，而在PC板上占的面积最小。更具体地说，本发明旨在提供一种PC板上用的新的双PGA和TCP底图，因此，双底图可以使用PGA型或TCP型微处理机封装中的任意一种。本发明还有一个宗旨是，提供PC板上的双底图的制造方法。
在一个优选实施例中，本发明的双底图包括位于PGA底图中的TCP底图。也许已注意到，用本发明的双底图，保证该装置只占用最小的电路板表面积。
另一优选实施例中，TCP底图位于PGA底图中，并与PGA底图偏移一个选择的角度。按此方式偏移的TCP底图，可以使TCP和PGA底图互连所需的敷金属介层和电路板引线层的数量减至最小。该装置也有可能使PGA和TCP底图互连的导线宽度达到最大。
而且，本发明的一个目的是，提供一种能够使用PGA型或TCP型微处理机封装的任意一种的双底图。
本发明的另一个目的是，提供一种在PC板上占用实际板面最小的双底图。
图1是插头栅网阵列(PGA)型微处理机封装的PC板底图的示意图；
图2是载带封装(TCP)型微处理机封装的PC板底图的示意图；
图3是具有TCP和PGA双底图形成于其上的第一部分的第一PC板层的示意图；
图4是具有TCP和PGA双底图形成于其上的第二部分的第二PC板层的示意图；
图5(a)是具有TCP和PGA双底图和热焊盘形成于其上的第一部分的第一PC板层的优选构形的示意图；
图5(b)是具有TCP和PGA双底图和热焊盘形成于其上的第二部分的第二PC板层的优选结构的示意图；
图5(c)是位于本发明的优选形式的双底图的TCP底图部分内的热焊盘的示意图；
图6是位于本发明的双底图中的PGA封装的剖面图；
图7是位于本发明的双底图中的TCP封装的剖面图。
现在参看附图，图1展示了插头栅网阵列(PGA)型微处理机封装(未画出)的PC板底图10，图2展示了载带封装(TCP)型微处理机封装(未画出)的PC板底图12。也许已注意到，图1和图2均未画出尺度。如上所述，个人用计算机制造业目前采用TCP和PGA两种封装，将微处理机(如Intel p5c或486微处理机)安装到PC板上。然而，要预测这些封装的价格和可用性两方面未来的波动是困难的，因此，预防价格和可用性的这种波动，并使其对个人用计算机系列的效益的影响减到最小，也是困难的。因为这些原因和其它原因，本行业的技术人员将会认识到，最理想的是使用能采用PGA或TCP型微处理机封装中的任何一种的PC板。
如图3，4，5(a)和5(b)所示，本发明的一种形式的双底图14，不仅具有采用PGA和TCP型两种微处理机封装的功能，而且，还使用最小的实际电路板空间。更具体地说，图3，4，5(a)和5(b)所示的双底图14包括320个插孔16，4个焊接盘图形18(a)-18(d)，和多根通路线20。也许已注意到，在图中只标注了象征的插口16，通路线20和导线小段24。若图中画出每全部插孔16、通路20和导线小段24将会使附图杂乱不堪。
在PC板22上，插孔16排列成每隔几行设置一个基本上为正方形的第一区(图6所示)。插孔16构成的PGA底图与图1所示底图相似。焊接盘图形18(a)至18(d)位于插孔16划定的正方形区内，焊接盘图形18(a)至18(d)形成的TCP底图与图2所示底图相似。每个焊接盘图形18(a)至18(d)包括一组有80个的导线小段，这些导体小片彼此相邻，并与PC板22上的基本上是正方形的第二区的分隔边垂直。值得注意的是，第一和第二正方形区偏移一个选定角度，在优选形状中偏移10°，以提高插孔16和包括焊接盘图形18(a)至18(d)的导线小段24之间的互连性。最后，用多个导线(或腐蚀导线)26和通路20，互连选出的插孔16和导体小片24。
插孔16，焊接盘图形18(a)至18(d)中导线小段24和通路20之间连接的典型图形示于图3和图4中，插孔16，焊接盘图形18(a)至18(d)的导线小段24和通路线20之间连接性的优选图形示于图5(a)和图5(b)中。本行业的技术人员将会发现，图3和图4展示了单个PC板22中两个不同的电路板层。同样，图5(a)和5(b)也展示出了单个PC板22中的两个不同电路板层。当按图3和图4，或图5(a)和图5(b)所展示的方式构形时，双底图14可以容纳并使用PGA和TCP型微处理机封装中的任意一种。而且，实际占用的电路板空间最小，并提高了插孔16与焊接盘图形18(a)至18(d)的导体小片24之间的连接性。这些构形还可能用宽度增大了的导线(或腐蚀导线)来连接插孔16与导体小片24。
本行业的技术人员将会发现，使双度图14中的PGA底图部分和TCP底图部分共用一个分共中心点。(未画出)是有益的，并是优选的。本发明并不限于这些结构。实际上，只要双底图14的TCP部分包含在双底图14的PGA部分的周界范围内，就可以占用最小的电路板面积。还会发现，但不是必需的，最好在PC板22的一边上构成双底图14的TCP部分，而在PC板22的相对边上构成双底图14的PGA部分。
现在参看图5(c)，可将优选形式的热焊盘28，一对基准点30，一对安装孔32形成在双底图14的TCP底图部分中。可使加热焊盘28位于双底图14中，以允许热通过PC板22达到散热器34(图7所示)。热焊盘包括169个穿过PC板22构成的镀铜孔36。镀铜孔36固定在PC板22的内接地位上(未画出)，每个镀铜孔36形成0.33毫米的加工完的钻孔直径。而且，在PC板表面上形成的加热焊盘区37可包括露出的铜。散热器34(图7所示)可与PC板22偶联，更具体地说，用安装孔32以常规加工方法将散热器34连接到加热焊盘上。例如，可用一对安装孔(未画出)将散热器用螺栓连接到加热焊盘28上。散热器34也可以粘接到加热焊盘30上。
现在参看图6和图7。PGA型或TCP型微处理机封装38或40中的任何一种，均可通过双底图14按普通加工方法将其偶联到PC板22上。例如，是PGA型微处理机封装38时，其插头42可插入双底图14的插孔16中。是TCP型微处理机封装40时，用常规的挖凿方式或位置成像设备，使其位于双底图14的TCP底图岛状区上然后加热使TCP封装樑式键合到TCP底图区上。
应注意，当用本发明的双底图14将TCP型微处理机封装40安装到PC板上时，将TCP封装40安装在PC板22的一边上，而散热器34安装在PC板22的另一边上是有利的，如图7所示。在该加工中，可获得足够的散热，而使安装在PC板上的元件高度最小。若高度限制不严重危害PC板22的布置调节的设计准则，或者，假若用PGA型微处理机封装38，散热器34可能适合于安装在PGA封装38的背面34上，如图6所示。
最后，关于包括本发明的一个以上的双底图14和PC板的制造，可能已注意到，可以用常规的电路板构成技术来制造这些电路板。更具体地说，对PC板制造者而言，认为多个膜板层(与图3，4，5(a)和图(b)所示相同)是公知的，而且，对PC板制造者，如Anaheim.California公司而言，根据所建议的膜板层(或按专门要求)来制造所选数量的PC板也是公知。为此，这里的准确的制造PC板的工艺步骤并未在这里陈述，这些工艺步骤在现有技术中已考虑到了。
而应用本发明可以有各种改型和替换形式，在附图中所示实施例只是为详细说明发明而用的各个特例。然而，应该懂得，发明不受这些实际形式或方法的限制，相反，发明包括全部改型，等效物和替换形式，它们均落入所附权利要求的发明实质和范围内。