发明人已认识到并重视具有大量高速信号路径的高可靠性、高性能电子组件设计。通过采用特定技术，电子系统能够与高性能处理器或其他处理大量高速信号的半导体元件协同工作，从而实现更可靠的运行性能。发明人充分认识到，这类高性能半导体芯片通常需要配合散热器和有线互连结构使用，而这些组件需紧密贴合搭载芯片的电子元件表面。这种机械应力可能导致焊点与高性能元件之间出现过早失效现象，而本文所述技术方案可有效降低此类焊点失效风险。
这些技术能够实现电子元件与系统其他部件之间大量高速信号的传输。例如，电子元件既可通过焊接连接阵列与电路板相连，也可通过支持高速信号传输的电缆与其他位置连接。电缆末端通常配备与电子元件匹配的插头。该电子系统可能采用共封装架构：电子元件可为处理器（如安装在硅基板上的一个或多个图形处理器 GPU），而电路板则可作为计算机系统的主板。
电子元件与电路板之间的连接可通过焊点阵列实现，例如采用球栅阵列（BGA）安装技术将电子元件固定在电路板上时就会产生此类连接。线缆连接则通过压力安装接口处与电子元件相连的插头实现。安装压力安装插头时需施加足够作用力以确保可靠连接，且所需作用力会随着连接数量的增加而呈比例增大。高性能系统可能需要 1,000 个或更多连接处，某些情况下可能需要 200磅或更大、或 250磅或更大的作用力，这类作用力可能导致焊接连接处失效。
此外，电子元件在运行过程中会产生热量，这会进一步加剧焊接连接处的应力。采用共封装技术的系统常用于计算密集型任务，例如大型语言模型的权重计算。这类高计算量操作会消耗大量电能，导致设备工作温度显著升高，通常达到 85 至 105 摄氏度区间。热量本身会因热膨胀效应引发热应力，尤其在包含热膨胀系数差异较大的材料组件中更为明显。此外，热量还可能加剧焊点之间形成须状结构的可能性，尤其当这些焊点同时处于压缩状态时。
可将散热器与电子元件连接以排出系统产生的热量。若散热器紧贴发热元件（如共封装架构中的半导体芯片），则能在电子系统中实现高效散热。发明人认识到，通过优化插头安装过程中产生的力以及散热器等安装部件在系统中的受力分布方式，可以提升这种高性能共封装系统的可靠性。此外，发明人还开发出有效降低此类力对系统可靠性影响的技术方案——优先对最易因外力作用而失效的焊点阵列进行冲击处理。可为焊点阵列周围设置力传递路径，将通过焊点阵列传导的力优先传导至焊点阵列的中心区域和/或承载该阵列的电子元件基板中心部位。
发明人推测：与电子元件中心部位相比，那些靠近基板（如印刷电路板）边缘处的焊接互连结构更容易出现可靠性问题。这类焊接连接点最易因感应裂纹、蠕变或应力而失效。这种差异性敏感性可能源于基板热膨胀系数的差异，或两者共同作用。例如，热膨胀可能导致基板发生翘曲，或使靠近基板边缘的焊接互连结构承受更大应力。热膨胀系数差异（如硅基板 2ppm/℃ vs PCB 基板 15ppm/℃）对基板边缘及互连阵列区域的焊接连接影响尤为显著。
热应力在较大区域范围内可能产生更显著的影响。高性能电子元件通常尺寸较大，例如边长在 70 毫米至 120 毫米之间，某些情况下甚至更大。具体而言，电子元件的尺寸可能达到约 70×90 毫米、约 73×87 毫米或约 120×120 毫米。在某些应用场景中，如晶圆级系统（System on a Wafer, SOW），电子元件直径可能超过 300 毫米，矩形结构尺寸甚至可达 600×1000 毫米。
本文所述技术方案可有效减少外围区域焊接互连结构的应力——这些结构原本可能被纳入组件以提供机械支撑和/或降低作用力，例如散热所需的力或建立有线连接时产生的力。相较于靠近焊接连接阵列中心区域及承载这些阵列的基板所承受的应力，该应力降低效应在边缘区域表现得更为显著。
通过在电子元件与下方间隔件的组装结构中，采用可靠的压力安装方式将一个或多个插头连接器和/或散热器固定于电子元件上，可使焊接连接阵列上的受力优先分布于焊点界面的中心区域。该间隔件可设计成在电子元件中心区域暴露焊盘阵列，这些焊盘可通过焊接连接与电路板上表面的对应焊盘相连。当需要对电子元件施加压缩力（例如将散热器和/或线缆连接器压紧电子元件时），该力至少部分沿贯穿电子元件与间隔件的力传递路径传导，从而有效降低焊接连接阵列所承受的压缩应力。
该间隔件可由一个或多个构件构成，这些构件至少部分包覆电子元件的外围区域，为电子元件周边提供机械支撑，避免在边缘部位采用焊接连接方式。因此，焊接连接可集中布置于电子元件的中心区域，该区域受热应力影响较小。可选地，可采用底部填充材料（包括毛细管底部填充材料）或边缘粘合材料与间隔件配合使用，以提高可靠性。
发明人进一步认识到，通过产生压缩力使电子元件紧贴印刷电路板（PCB），可提升电子组件的可靠性。这类组件可设计为优先在电子元件外围区域和/或中心部位附近对 PCB 施加压力，同时可优先在焊接连接阵列外围区域和/或中心部位附近对 PCB 施加压力。此类力分布可通过电路板下方的支撑板实现，例如采用背板结构，其与电子元件上方组件穿过的紧固件相互啮合。当紧固件被拧紧时，某些组件可能将其他部件（如连接器或散热片）压向电子元件。支撑板可包含带有定位凸台的主体结构，这些凸台设置在电子元件周边区域之外，或在电子元件与 PCB 之间形成焊接连接阵列，并可增设接触头，与 PCB 的接触位置对齐，以将受力传递至焊接连接阵列的中心区域。
从技术层面来看，本文所述组件可实现以较小作用力将插头压紧电子元件基板，同时对焊点连接施加较低压力。该设计能优先分散作用力分布，从而降低易发生失效的焊点连接所承受的应力。此外，组件可为高温环境（如 85℃以上）下的基板提供压力安装接口支持，同时有效缓解散热器对焊点连接产生的作用力。这些技术方案可灵活组合应用，满足各类电子组件的多样化需求。
此外，发明人还重视在装配和/或操作电路板上安装电子元件的组件时可能产生的其他作用力，并设计了相关技术方案以避免这些作用力对电子元件造成损伤。对于大型易损电子元件而言，若在电子元件周边连接器处施加不均匀力，可能导致元件损坏。通过安装在 PCB 平行位置的凸轮板，结合凸轮构件旋转时对连接器施加压力的方式，可在电子元件周边形成均匀受力分布，有效避免因力分布不均导致的元件损伤风险。
在将电子元件焊接至 PCB 的同时对组件进行加热，可能因热膨胀产生潜在破坏性作用力。在某些应用中，支撑构件可临时安装于电子元件所固定 PCB 的上表面，有效降低焊接过程中电子元件受损的风险，并可在焊接完成后拆除以便安装连接器。支撑构件的厚度通常小于焊球高度，部分实施例中为 0.4–0.5 毫米，适宜材料可为陶瓷片材（如碳化硅片），表面设有开口结构，便于在电子元件与 PCB 之间建立焊接连接。
发明人还意识到，有线互连结构本身会对所连接的电子元件施加不良作用力，尤其在需要向电子元件耦合 64 个及以上信号的高密度连接器中。在这种情况下，线缆束可能具有极高刚性，对压力安装连接器施加作用力，导致连接器及电子元件受损。为此，组件可包含线缆防护罩，将线缆固定在互连结构附近并隔离电子元件，从而将力直接传导至 PCB，降低损坏风险。线缆防护罩还可分流通过线缆传递的作用力，使连接器无需通过螺钉或其他紧固方式与电子元件固定。