De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een samenstel van elektronische componenten welke omvat : een eerste component die draadloos is en een aantal elektrische contactvoeten heeft en een tweede component die een patroon van elektrische geleiders draagt, waarbij deze eerste component op het oppervlak van deze tweede component gemonteerd is en deze contactvoeten met dit patroon van elektrische gelei ders elektrisch verbonden zijn, waarbij een isolerend tussenliggend element aanwezig is om spanningen tussen deze componenten op te vangen.
Een dergelijk samenstel van elektronische componenten is in de Europese oktrooiaanvrage 0044247 en meer in het bijzonder in Fig. 2 daarvan geopenbaard. Daarin is de eerste compo-
<EMI ID=1.1>
straat vervaardigd uit een epoxy hars, en het tussenliggend element is op het substraat beves tigd en draagt het patroon van
<EMI ID=2.1>
en het patroon van elektrische ge leiders vormen dus in feite samen een samengestelde gedrukte-stroomloopplaat speciaal ontworpen voor het opvangen van spanningen, bv. te wijten aan misaanpassing van de warmteuitzettingscoëfficient van de verschillende materialen van de twee componenten.
Het gebruik van een samengestelde gedrukte-stroomloopplaat is ook vermeld in verscheidene artikels gepubliceerd in Electronics, bv. "Rectangular chip-carriersdouble memory density" door B. Woodruft, 27 januari 1982, blz. 119-123, "Although the chip-carrier continues to evolve...." door J. Lyman, 20 oktober 1981, blz. 155-158, en "Packaging VLSI" door dezelfde auteur, 29 december 1981, blz. 66-76. Volgens het eerste artikel
(blz. 123) worden twee meerlagige gedrukte-stroomloopplaten uit G-10 (epoxyglas) gekleefd op tegenoverliggende zijden van een koperen freem, dat aanwezig is voor stijfheid en warmtegeleiding, waarbij de kleefstof buigzaam is omdat de warmte-uitzettingscoëfficiënten van de platen en het koper niet aan elkaar zij n aangepast.
In het tweede artikel wordt verder verwezen naar samengestelde en sandwichplaten, bijvoorbeeld vervaardigd volgens de Lampac werkwijze van Bell Laboratories waarin gebruik gemaakt wordt van een van een laag voorzie ne stalen steu n en van het koper - Invar-koper substraat van RCA (Electronics, 24 maart
1982, blz. 48/9 , Porcelained metal holds chip-carriers) en vervaardigd door Texas Instruments.
<EMI ID=3.1>
artikel dat dergelijke speciale samengestelde platen, die er naar streven een goede aanpassing van hun warmte-uitzettingscoëfficiënt
<EMI ID=4.1>
van de Invar sandwichplaat gezegd dat zijn kostprijs gelijk is aan tweemaal deze van glasepoxy platen (Electronics, 16 ju ni
1981, blz. 46, Copper plus Invar suits chip-carriers) . Daarom
is hét niet verwonderlij k dat in de tweede en derde artikels ook het bestaan van wisseloplossingen wordt aangehaald,bijvoorbeeld een van draden voorziene plastiek chipdrager waarvan
wordt beweerd dat hij een minder kostelijke en gemakkelijk bevestig-
<EMI ID=5.1>
genoemd artikel verwijst naar een vroegere benadering van het probleem volgens dewelke de draadloze dragers in een van draad voorziene inrichting worden omgevormd door ze te plaatsen op een keramiek DIP (Dual In-line Package) welke een tussenelement vormt.
<EMI ID=6.1>
tussen de twee componenten op te vangen, maar zonder hiertoe
<EMI ID=7.1>
of van een DIP die groot en zwaar is. In het bijzonder bestaat de doelstelling van de uitvinding erin dit resultaat te bereiken voor draadloze keramiek chipdragers en epoxy-glas substraten.
Volgens de uitvinding wordt deze doelstelling bereikt doordat dit tussenliggend element tussen deze elektrische contactvoeten en dit patroon van elektrische geleiders is gemonteerd en gevormd wordt door een strook isolerend materiaal die buigzame en rekbare elektrische geleiders draagt, welke voorzien zijn van contactdelen, en deze contactvoeten en dit patroon van elektrische geleiders met elkaar el�risch verbinden.
Omdat de elektrische geleiders buigzaam en rekbaar zijn worden de hierboven vermelde spanningen niet overgedragen op de elektrische verbindingen tussen de componenten en de contactdelen op de tussenliggende strook. Deze strook vormt ' een mechanische steun voor deze elektrische geleiders en
houdt ze in de juiste onderlinge stand welke ook hun lengte moge zijn, bijvoorbeeld als ze aan de genoemde spanningen onderworpen worden. Bovendien maakt de tussenliggende strook het mogelijk om het ontwerp (lay-out) van de twee componenten op optimale wijze en onafhankelijk van elkaar te verwezenlijken, gezien men het ontwerp van de strook over. het algemeen op zodanige wijze kan verwezenlijken dat hij aangepast is aan de schikking van
de contactvoeten en het patroon van elektrische geleiders op de componenten.
In het artikel "Tape automated bonding meets VLSI
<EMI ID=8.1>
1980, blz. 100-105, wordt een samenstel van elektronisch e componenten vermeld (blz. 104) waarin een silicium chip met een klein keramiek substraat verbonden wordt door elektrische geleiders gedragen door een strook isolerend materiaal. Deze elektrische geleiders verbinden echter elektrische contacten, van de twee componenten, die aan dezelfde zijde van de strook gelegen zijn.
De Europese oktrooiaanvraag 0032565 openbaart het gebru ik van
een tussenliggend element dat op één zijde elektrische geleiders draagt, maar dit element is een silicium element ontworpen om
de montage op een keramiek substraat mogelijk te maken van siliciuminrichtingen, en meer in het bijzonder van inrichtingen die door hun vorm breekbaar zijn, bijvoorbeeld langwerpig, waarbij de twee siliciumdelen de thermische aanpassing verzekeren.
Een ander kenmerkende eigenschap van het onderhavige samenstel van elektronische componenten is dat deze strook tussen deze eerste en tweede componenten los gemonteerd is.
Aldus kan de tussenliggende strook gemakkelijk met de twee componenten verbonden of van deze componenten losgemaakt worden.
De hierboven vermelde en andere doeleinden en kenmerken van de uitvinding zullen duidelijker worden en de uitvinding zelf als het best begrepen worden aan de hand van de hiernavolgende beschrijving van uitvoeringsvoorbeelden en van de bijbehorende tekeningen waarin :
Fig. 1 een uiteengetrokken schematisch zicht is van een samenstel van elektronische componenten volgens de uitvinding; Fig. 2 een schematische dwarsdoorsnede is van een gedeelte van een dergelijk samenstel; Fig. 3 tot 6 verschillende uitvoeringen tonen van het elektrisch isolerend element 3 voorgesteld in Fig. 1 en 2.
Het getoonde samenstel van elektronische componenten
<EMI ID=9.1>
2 en een elektrisch isolerend element 3, dat los tussen de componenten 1 en 2 gemonteerd is.
De draadloze chipdrager 1 is vervaardigd u it keramiek en is aan zij n onderzijde voorzien van een aantal elektrische contactvoeten, zoals 4. De gedrukte-stroomloopplaat 2 bestaat uit een epoxyglas substraat 5, welke aan zijn bovenzijde een patroon 6 draagt van elektrische geleiders die voorzien zij n van contactdelen, zoals 7. Het elektrisch isolerend element 3 bestaat uit een buigzamen polyimide strook 8, die aan zijn onderzijde een patroon draagt van elektrische geleiders bestaande uit geïsoleerde bu igzame en rekbare elektrische geleiders, zoals 9, gemaakt
uit koper en voorzien van eerste en tweede aantallen elektrisch niet-gelsoleerde contactdelen 10 en 11. De contactdelen 10 zij n alleen toegankelijk vanaf de onderkant van de strook 8, terwijl de contactdelen 11 zich uitstrekken in een opening 12 in de strook 8 en dus vanaf beide zijden daarvan toegankelijk zijn.
De contactdelen 10 en 11 zijn elektrisch verbonden, bijvoorbeeld gesoldeerd,respektievelijk met de contactdelen 7 en met de contactvoeten 4, zoals aangedu id door 13 in Fig. 2.
De buigzame strook 8 vormt een mechanische steun voor
de elektrische geleiders 9 en houdt ze in de juiste onderlinge stand. Door de buigzaamheid van de strook 8 en de buigzaamheid en rekbaarheid van de koper geleiders 9 worden spanningen, bijvoorbeeld veroorzaakt door misaanpassing van de warmte-uitzettingscoëfficiënten tussen de verscheidene materialen van
de draadloze drager 1 en de gedrukte stroomloopplaat 2,niet naar de elektrische verbindingén tussen deze contactdelen en de componenten 1, 2 overgedragen. Dit effekt wordt verder verbeterd omdat de contactdelen 11 zich in de opening 12 uitstrekken en zich in elke willekeurige richting kunnen bewege n.
In plaats van buigzame elektrische geleiders 9 te verkrijgen door ze nagenoeg over hun volledige lengte op een buigzame strook te bevestigen kan een zekere bu igzaamheid van deze geleiders ook verkregen worden door ze slechts over een gedeelte van hun lengte aan de strook te bevestigen.
Over het algemeen kan voor elk van de twee componenten
1 en 2 het optimale ontwerp (lay-out) gekozen worden, gezien het ontwerp van de buigzame strook 8 over het algemeen zodanig kan verwezenlijkt worden dat het aan deze van de twee componenten aangepast is. Dit is geïllustreerd in Fig. 3 tot Fig. 6 die verscheidene ontwerpen van het patroon van elektrische geleiders op de strook 8 tonen.
�
In Fig. 3 en 4 maken de twee getoonde gedeelten van het ontwerp van het patroon het mogelijk om contactvoeten op de chipdrager, die op eerste afstanden van elkaar gelegen zijn te verbinden met contacten op een gedrukte-stroomloopplaat die
op tweede afstanden van elkaar gelegen zijn, waarbij de eerste en tweede afstanden verschillend zijn. Inderdaad, de contactdelen 11 die zich in de opening 12 uitstrekken zijn.op de eerste
<EMI ID=10.1>
elkaar gelegen zijn. Laatstgenoemde contactdelen zijn in twee evenwijdige rij en opgesteld en zij n ofwel geschrankt of opgelij nd, zoals getoond. In Fig. 3 is de eerste afstand tussen contacten bijvoorbeeld gelijk aan 40 mil van midden tot midden, terwijl
in Fig. 4 deze eerste afstand bijvoorbeeld gelijk is aan 50 mil van midden tot midden. De hierboven beschouwde ontwerpen maken de samenwerking mogelijk van de chipdrager en de gedruktestroomloopplaat, maar ook van de chipdrager e n testuitrustinq waarin de testpennen op de tweede afstanden van elkaar gelegen zij n.
In Fig. 5 is het ontwerp van het patroon zodanig dat
de contactvoeten aanwezig op de vier zijden van de chipdrager
met twee stellen contacten op de gedrukte-stroomloopplaat kunnen verbonden worden. Met dit doel zij n de contactdelen 11 op de linker en rechter zijden van de opening 12 door elektrische geleiders 9 met contactdelen 10 op de onderste en bovenste zijde n van deze opening 12 verbonden. Aldus wordt op elk van de onder-
<EMI ID=11.1>
delen 10 verschaft, die met een gedrukte-stroomloopplaat moeten verbonden worden, waarbij elk stel uit twee rijen van contactdelen bestaat. Op de linder en rechter zijden zijn er geen contactdelen 10 aanwezig. Aldus kan het ontwerp van het patroo n van de gedrukte-stroomloopplaat gevoelig vereenvoudigd worden en bijvoorbeeld als resultaat hebben een kleiner aantal verbindingslagen en/of een kleinere geleiderdichtheid van de verbindings-
<EMI ID=12.1>
Tenslotte is in Fig. 6 het ontwerp van het patroon zodanig dat het mogelijk gemaakt wordt om eerste en tweede contactvoeten, die aanwezig zijn op tegenoverliggende zijden
van het onderste vlak van de chipdrager, te verbinden respektievelijk met eerste en tweede contacten op een gedrukte-stroomloopplaat d ie respektievelijk nabij deze tweede en eerste contactvoeten gelegen zijn. Met dit doel zijn er in de strook 8 twee openingen 12, 12' aanwezig doorhee n dewelke zich de contactdelen 11 en 11' u itstrekken, die met respektieve contactdele n van een gedrukte-stroomloopplaat verbonden moeten worden. Deze contactdelen 11 en 11' zijn via geïsoleerde elektrische geleiders 9 verbonden met contactdelen 10 en 10' die met respektieve contactvoeten op de chipdrager verbonden moeten worden en die respektievelijk nabij de co ntactdelen 11' en 11 gelegen zijn.
Het hierboven beschreven samenstel van elektronische componenten kan bij voorkeur als volgt verwezenlijkt worden :
- eerst wordt een buigzame isolerende polyimide band bestaande uit een aantal bandgedeelten, zoals strook 8, vervaardigd;
- nadien wordt een chipdrager zoals 1 op elk van deze bandgedeelten of stroken 8 gemonteerd op een wijze die analoog is aan de manier waarop chips op een band gemonteerd worden,
(zie het hierboven vermeld artikel in Electronics, 18 december
1980). waarbij de aldus verkregen band dan opgeslagen wordt tot één of meer chipdragers op een gedrukte-stroomloopplaat 2 gemonteerd moeten worden; en <EMI ID=13.1> van de band afgesneden en dan gemonteerd op het oppervlak van
de gedrukte-stroomloopplaat 2 en er dan elektrisch mee verbonden.
Hoewel de principes van de uitvinding hierboven zijn beschreven aan de hand van bepaalde uitvoeringsvormen en wijzigingen daarvan, is het duidelijk, dat de beschrijving slechts bij wijze van voorbeeld is gegeven en de u itvinding niet daartoe is beperkt.
The present invention relates to an electronic component assembly comprising: a first component which is wireless and has a plurality of electrical contacts and a second component which carries a cartridge of electrical conductors, said first component mounted on the surface of this second component and these contact feet are electrically connected to this pattern of electrical conductors, with an insulating intermediate element present to absorb voltages between these components.
Such an assembly of electronic components is shown in European patent application 0044247 and more particularly in Figs. 2 of which are disclosed. It contains the first compo-
<EMI ID = 1.1>
made of an epoxy resin, and the intermediate element is attached to the substrate and bears the pattern of
<EMI ID = 2.1>
and the pattern of electrical conductors thus, in effect, together form a composite printed current treadmill specially designed to absorb stresses, e.g. due to mismatch of the coefficient of thermal expansion of the different materials of the two components.
The use of a composite printed flow treadmill has also been reported in several articles published in Electronics, eg "Rectangular chip carriersdouble memory density" by B. Woodruft, January 27, 1982, pp. 119-123, "Although the chip carrier continues to evolve .... "by J. Lyman, October 20, 1981, pp. 155-158, and" Packaging VLSI "by the same author, December 29, 1981, pp. 66-76. According to the first article
(p. 123), two multilayer G-10 (epoxy glass) printed flow impellers are glued to opposite sides of a copper frame, which is provided for stiffness and heat conduction, the adhesive being flexible because the coefficients of thermal expansion of the plates and the buyer are not adapted to each other.
In the second article, reference is further made to composite and sandwich plates, for example manufactured according to the Lampac method of Bell Laboratories using a coated steel support and the copper-Invar-copper substrate of RCA (Electronics, 24 March
1982, pp. 48/9, Porcelained metal holds chip carriers) and manufactured by Texas Instruments.
<EMI ID = 3.1>
article that such special composite plates, which strive to properly adjust their coefficient of thermal expansion
<EMI ID = 4.1>
of the Invar sandwich plate said that its cost is equal to twice that of glass epoxy plates (Electronics, 16 ju ni
1981, p. 46, Copper plus Invar suits chip carriers). Therefore
it is not surprising that the second and third articles also mention the existence of exchange solutions, for example a plastic chip carrier with wires of which
is said to be less costly and easy to fix-
<EMI ID = 5.1>
said article refers to an earlier approach to the problem of transforming the wireless carriers into a wired device by placing them on a ceramic DIP (Dual In-line Package) which forms an intermediate element.
<EMI ID = 6.1>
between the two components, but without it
<EMI ID = 7.1>
or from a DIP that is large and heavy. In particular, the object of the invention is to achieve this result for wireless ceramic chip carriers and epoxy glass substrates.
According to the invention, this object is achieved in that this intermediate element is mounted between these electric contact feet and this pattern of electric conductors and is formed by a strip of insulating material carrying flexible and stretchable electric conductors, which are provided with contact parts, and these contact feet electric conductor pattern to each other.
Because the electrical conductors are flexible and stretchable, the above-mentioned voltages are not transferred to the electrical connections between the components and the contact parts on the intermediate strip. This strip forms a mechanical support for these electrical conductors and
keep them in the correct mutual position whatever their length may be, for example if they are subjected to the said stresses. In addition, the intermediate strip makes it possible to realize the design (layout) of the two components in an optimal manner and independently of one another, given that the design of the strip is considered. can generally be accomplished in such a way that it is adapted to the settlement of
the sockets and the pattern of electrical conductors on the components.
In the article "Tape automated bonding meets VLSI
<EMI ID = 8.1>
1980, pp. 100-105, there is disclosed an assembly of electronic components (p. 104) in which a silicon chip is bonded to a small ceramic substrate by electrical conductors carried by a strip of insulating material. These electrical conductors, however, connect electrical contacts of the two components, which are located on the same side of the strip.
European patent application 0032565 discloses the use of
an intermediate element that carries electrical conductors on one side, but this element is a silicon element designed to
allow mounting on a ceramic substrate of silicon devices, and more particularly of devices that are fragile in shape, for example elongated, with the two silicon parts ensuring thermal adaptation.
Another characteristic feature of the present electronic component assembly is that this strip is loosely mounted between these first and second components.
Thus, the intermediate strip can easily be connected to or detached from the two components.
The above-mentioned and other objects and features of the invention will become more apparent and the invention itself will be best understood by reference to the following description of embodiments and the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is an exploded schematic view of an electronic component assembly according to the invention; Fig. 2 is a schematic cross section of a portion of such an assembly; Fig. 3 to 6 show different embodiments of the electrically insulating element 3 shown in FIG. 1 and 2.
The assembly of electronic components shown
<EMI ID = 9.1>
2 and an electrically insulating element 3, which is loosely mounted between components 1 and 2.
The wireless chip carrier 1 is made of ceramic and is provided on its underside with a number of electrical contact feet, such as 4. The printed current running plate 2 consists of an epoxy glass substrate 5, which carries a pattern 6 on its top with electrical conductors which provide are of contact parts, such as 7. The electrically insulating element 3 consists of a flexible polyimide strip 8, which on its underside carries a pattern of electrical conductors consisting of insulated flexible and stretchable electrical conductors, such as 9, made
made of copper and provided with first and second numbers of electrically non-insulated contact parts 10 and 11. The contact parts 10 are only accessible from the bottom of the strip 8, while the contact parts 11 extend in an opening 12 in the strip 8 and thus from both sides of it are accessible.
The contact parts 10 and 11 are electrically connected, for example soldered, respectively to the contact parts 7 and to the contact feet 4, as indicated by 13 in FIG. 2.
The flexible strip 8 forms a mechanical support
the electrical conductors 9 and keep them in the correct mutual position. Due to the flexibility of the strip 8 and the flexibility and extensibility of the copper conductors 9, stresses are caused, for example, by misadjustment of the coefficients of thermal expansion between the various materials of
the wireless carrier 1 and the printed current running plate 2 are not transferred to the electrical connections between these contact parts and the components 1, 2. This effect is further improved because the contact parts 11 extend into the opening 12 and can move in any direction.
Instead of obtaining flexible electrical conductors 9 by mounting them on a flexible strip almost their full length, a certain flexibility of these conductors can also be obtained by attaching them to the strip only over part of their length.
Generally, it is possible for any of the two components
1 and 2, the optimal design (layout) is chosen, since the design of the flexible strip 8 can generally be realized in such a way that it is adapted to that of the two components. This is illustrated in Fig. 3 to FIG. 6 showing several designs of the pattern of electrical conductors on the strip 8.
�
In FIG. 3 and 4, the two shown portions of the cartridge design allow to connect contact feet on the chip carrier, which are spaced first apart from each other, to contacts on a printed current race plate
are located at second distances from each other, the first and second distances being different. Indeed, the contact parts 11 which extend into the opening 12 are on the first
<EMI ID = 10.1>
are located together. The latter contact parts are arranged in two parallel rows and are either staggered or aligned as shown. In FIG. 3, for example, the first distance between contacts is equal to 40 mil from center to center, while
in fig. For example, this first distance equals 50 mil from center to center. The designs considered above allow the cooperation of the chip carrier and the printed flow treadmill, but also of the chip carrier and a test equipment in which the test pins are secondly spaced.
In FIG. 5, the design of the pattern is such that
the sockets on the four sides of the chip carrier
can be connected with two sets of contacts on the printed flow plate. For this purpose, the contact parts 11 on the left and right sides of the opening 12 are connected by electrical conductors 9 to contact parts 10 on the bottom and top sides of this opening 12. Thus, each of the following
<EMI ID = 11.1>
parts 10 to be connected to a printed current running plate, each set consisting of two rows of contact parts. There are no contact parts 10 on the linder and right sides. Thus, the design of the printed current tread plate pattern can be considerably simplified and, for example, result in a smaller number of bonding layers and / or a smaller conductor density of the bonding
<EMI ID = 12.1>
Finally, in FIG. 6 the design of the cartridge to allow for first and second contact feet, which are present on opposite sides
of the bottom surface of the chip carrier, to be connected to first and second contacts, respectively, on a printed current running plate which are located near these second and first contact feet, respectively. For this purpose, there are provided in the strip 8 two openings 12, 12 'through which the contact parts 11 and 11' extend, which are to be connected to respective contact parts of a printed current running plate. These contact parts 11 and 11 'are connected via insulated electrical conductors 9 to contact parts 10 and 10' which are to be connected to respective contact feet on the chip carrier and which are located respectively near the contact parts 11 'and 11.
The assembly of electronic components described above can preferably be implemented as follows:
first, a flexible insulating polyimide tape consisting of a number of tape sections, such as strip 8, is manufactured;
- afterwards, a chip carrier such as 1 is mounted on each of these belt sections or strips 8 in a manner analogous to the way in which chips are mounted on a belt,
(see the above article in Electronics, December 18
1980). wherein the tape thus obtained is then stored until one or more chip carriers are to be mounted on a printed flow plate 2; and <EMI ID = 13.1> cut off from the tire and then mounted on the surface of
the printed current running plate 2 and then electrically connected to it.
While the principles of the invention have been described above with reference to certain embodiments and modifications thereof, it is understood that the description is given by way of example only and the invention is not limited thereto.