AT401704B

AT401704B - Trägerplatte für integrierte schaltkreise

Info

Publication number: AT401704B
Application number: AT2795A
Authority: AT
Original assignee: Mikroelektronik Ges Mit Beschr
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 1996-11-25
Also published as: ATA2795A; DE19600048A1; DE19600048C2

Description

ΑΤ 401 704 Β

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trägerplatte für integrierte Schaltkreise, mit Durchbrechungen, deren Wandung metallisch leitend ist, wobei in den Durchbrechungen Kontaktkörper vorgesehen sind, die über die Rückseite der Trägerplatte vorstehen und in eine Lötpaste hineinragen, welche auf die Vorderseite einer zur Trägerplatte parallelen Grundplatte (Motherboard) aufgedruckt ist.

Derartige Trägerplatten sind häufig mehrschichtig aufgebaut, wobei die innenliegenden Funktionsebenen über die durchkontaktierten Durchbrechungen mit der Außenwelt in Beziehung stehen. Je nach dem Material, aus welchem die Trägerplatten bestehen, werden verschiedene Kontaktkörper verwendet, um Signale von den Durchbrechungen über die Hinterseite der Trägerplatte abzuleiten.

Herkömmliche Kontaktkörper bestehen aus Lötkugeln, welche stumpf auf die Rückseite der Trägerplatte aufgeschmolzen werden. Bei keramischen Trägerplatten kann der Schmelzpunkt dieser Lötkugeln relativ hoch liegen, bei organischen Trägerplatten muß hingegen ein Weichlot verwendet werden, welches häufig bei der Verbindung mit der mit Lötpaste bedruckten Grundplatte seine Form verliert. Bei mangelnder Gleichförmigkeit der Lötkugeln kann es außerdem dazu kommen, daß einzelne Kontakte zur Grundplatte ausfallen.

Die Erfindung sieht vor, daß die Kontaktkörper in die Durchbrechungen eingedrückte Kontaktnägel sind, deren Köpfe über die Rückseite der Trägerplatte vorstehen.

Derartige Nägel können leicht aus einem Material hergestellt werden, für welches die bei der Verbindung von Trägerplatte und Motherboard angewendete Temperatur unproblematisch ist und welches auch einen aus anderen Gründen auftretenden Hitzeschock verträgt. Der Kontakt zwischen den Nägeln und den Wandungen der Durchbrechungen ist wesentlich besser definiert als im Fall von Lötmasse. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Kontaktnägel einen im Querschnitt quadratischen Schaft aufweisen, dessen Kanten sich in die Wand der Durchbrechungen einkerben und dadurch eine gasdichte Verbindung zu dieser Wand hersteilen. Die erfindungsgemäßen Kontaktkörper lassen sich sehr einfach herstellen, da sie aus Bandmaterial ausgestanzt werden können, wobei ein Montagegerät gleichzeitig mehrere Kontaktnägel in die Unterseite einer Trägerplatte einpressen kann.

An sich war es zwar bekannt, Signale aus einer Trägerplatte mit leitend ausgekleideten Durchbrechungen über Blechstücke abzuleiten, welche in die Durchbrechungen eingesetzt sind (vgl. EP 0 448 483 Al, US 3,871,728 A, US 4,828,515 A, US 5,145,408 A). Kontaktnägel, welche als Ersatz für Lötkugeln geeignet sind, werden aber derart klein, daß man nicht annehmen konnte, daß die Schwierigkeiten bei ihrer Handhabung durch die Vorteile der erzielten Konstruktion mehr als aufgewogen würden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anschließend anhand der Zeichnung erläutert.

In dieser ist Fig. 1 die schaubildliche Darstellung eines Kontaktnagels. Fig. 2 zeigt eine Reihe zur Montage bereiter Kontaktnägel, Fig. 3 die Unterseite einer Trägerplatte mit einer Vielzahl eingepreßter Kontaktnägel, Fig. 4 einen Schnitt durch die Trägerplatte im Maßstab von Fig. 1 im Bereich einer Durchbrechung der Trägerplatte, Fig. 5 eine Draufsicht auf die Trägerplatte entsprechend Fig. 4.

Der in Fig. 1 dargestellte Kontaktnagel 1 besteht aus einem im Querschnitt quadratischen Schaft 2 und einem halbkreisförmigen Kopf 3. Derartige Kontaktnägel 1 lassen sich leicht aus einem Band 4 ausstanzen, wobei es vorteilhaft ist, die Kontaktnägel 1 nicht sofort zu vereinzeln, sondern wie in Fig. 2 dargestellt über eine eine Sollbruchstelle mit dem Band 4 in Verbindung zu lassen. Ein Montageautomat, der die Lage der Kontaktnägel 1 über Bohrungen 5 erfaßt, kann sodann mehrere Kontaktnägel 1 gleichzeitig abnehmen und in die Unterseite einer Trägerplatte 7 einpressen, wie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt. Üblicherweise bilden die Kontaktnägel dabei die Kreuzungspunkte eines Gitters, wobei dieses Gitter so wie in Fig. 3 in Form eines Rahmens oder großflächig verlaufen kann und nicht alle Gitterpunkte mit Kontaktnägeln 1 bestückt sein müssen.

Wie aus Fig. 4 und 5 hervorgeht, sind Trägerplatten für Chips und sonstige ICs üblicherweise mehrschichtig aufgebaut. An der Oberseite der Trägerplatte 7 verlaufen dabei Leiterkonfigurationen, mit welchen die äußeren Anschlüsse der ICs verbunden sind. Diese Leiterkonfigurationen ihrerseits führen wieder zu üblicherweise die Kreuzungspunkte eines Gitters bildenden Durchbrechungen 6. Die Wandungen dieser Durchbrechungen sind mit leitfähigem Material ausgekieidet, wobei sich als Auskleidungsmaterialien Gold, Silber und Zinn-Blei-Legierungen bewährt haben.

In die Ausnehmungen 6 werden nun von der Rückseite der Trägerplatte 7 her Kontaktnägel 1 eingepreßt, welche sich mit ihren Schaftkanten in die Wandungen der Durchbrechungen 6 einkerben. Dadurch entsteht eine gasdichte Verbindung.

Die Kontaktnägel 1 selbst können aus verschiedenen Materialien gefertigt werden, wobei sich für die bevorzugte Herstellung durch Stanzen vor allem Bronze und Neusilber eignen. Beispielsweise käme als Grundmaterial SnBz 8 oder NS 6218 in Betracht. Die Oberfläche der ausgestanzten Nägel wird vorzugsweise mit einer Nickel-Silber-, einer Nickel-Gold- oder einer Blei-Zinn-Legierung vergütet. 2

Claims

AT 401 704 B Die erfindungsgemäßen Kontaktnägel weisen eine ganze Reihe von Vorzügen auf. Sie sind billig herzustellen und billig und präzise zu verarbeiten. Sie sind unabhängig vom Material der Trägerplatte einsetzbar, Temperaturbeständigkeit bis zu 160'C ist gegeben. Aufgrund der großen Wärmeleitfähigkeit werden kurzfristige Hitzeeinwirkungen gut überstanden, bei denen die üblichen Lötverbindungen bereits beschädigt wären. Dadurch, daß das Material der Nägel beim Aufschmelzprozeß auf die Grundplatte (Motherboard) seine Form behält, ist eine absolute Koplanarität zwischen der Rückseite der Trägerplatte und der mit Lötpaste beschichten Grundplatte nicht gefordert. Ganz abgesehen davon stehen die vorgeschlagenen Kontaktnägel ohnedies um ein Maß über die Rückseite der Trägerplatte vor, welches wesentlich präziser ist als im Fall von Lötkugeln. Patentansprüche 1. Trägerplatte für integrierte Schaltkreise, mit Durchbrechungen, deren Wandung metallisch leitend ist, wobei in den Durchbrechungen Kontaktkörper vorgesehen sind, die über die Rückseite der Trägerplatte vorstehen und in eine Lötpaste hineinragen, welche auf die Vorderseite einer zur Trägerplatte parallelen Grundplatte (Motherboard) aufgedruckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktkörper in die Durchbrechungen (6) eingedrückte Kontaktnägel (1) sind, deren Köpfe (3) über die Rückseite der Trägerplatte (7) vorstehen.
2. Trägerplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktnägel (1) mit einem im Querschnitt quadratischen Schaft (2) versehen sind.
3. Trägerplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktnägel (1) aus einem flachen Blech erzeugte Stanzteile sind.
4. Trägerplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktnägel (1) einen halbkreisförmigen Kopf (3) aufweisen.
5. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktnägel (1) aus Zinnbronze oder Neusilber bestehen und eine vergütete Oberfläche aufweisen. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 3