CS196676B1

CS196676B1 - Functional board with high mounting density

Info

Publication number: CS196676B1
Application number: CS88177A
Authority: CS
Inventors: Bohumil Hampejs; Miroslav Konecny; Leo Kula
Original assignee: Bohumil Hampejs; Miroslav Konecny; Leo Kula
Priority date: 1977-02-10
Filing date: 1977-02-10
Publication date: 1980-03-31

Abstract

Vynález se týká funkční desky s vysokou hustotou montáže, určené zejména pro počítačové systémy, u níž se řeší vzájemné složení pracovních prvků-čipů a propojovacího motivuThe invention relates to a functional board with high assembly density, intended especially for computer systems, in which the mutual composition of working elements-chips and an interconnection motif is solved

Description

Vynález se týká funkční desky s vysokou hustotou montáže, určené zejména pro počítačové systémy, u níž se řeší vzájemné složení pracovních prvků-čipů a propojovacího motivu.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a functional board having a high assembly density, in particular for computer systems, in which the mutual composition of the working elements-chips and the connection motif is solved.

Podle dosud známých způsobů, vytváří se funkční deska vzájemným propojením (nakontaktováním) pracovních prvků-ěipů a propojovacího motivu tak, že prvky jsou nejčastěji pájeny do odpovídajících kontaktovacích otvorů propojovacího motivu, který je v provedení pevném nebo flexibilním, a to nej častěji na bázi epoxidových nebo řidčeji polyamidových laminátů nebo filmů, jejichž součástí je měděná fólie, z níž se leptáním vytvoří předepsaný propojovací motiv. Propojovací motiv se vytváří i tak, že je ukládán do nosné, nejěastěji epoxidové vrstvy, pomocí NC ukládacích strojů.According to known methods, the functional board is formed by interconnecting (contacting) the working elements of the chips and the interlocking motif so that the elements are most often soldered into corresponding contact holes of the interlocking motif, which is in a rigid or flexible design, most often based on epoxy or, more particularly, polyamide laminates or films comprising a copper foil, from which the prescribed bonding motif is formed by etching. The bonding motif is also formed by being embedded in the carrier, most often epoxy layer, by means of NC storage machines.

U těchto způsobů je současně dosaženo maximální možné hustoty montáže a další její zvýšení je technologicky neúnosné.At the same time, the maximum possible density of the assembly is achieved in these methods and further increase is technologically intolerable.

Podobně je tomu u nejnovějšího způsobu montáže, kde pracovní prvky-čipy jsou uloženy a zpravidla již jejich výrobcem na nosném pásu-filmu jeden za druhým a to tak, že visí v přesné poloze ve vystřihnutých otvorech v tomto pásu za své vývody a z tohoto pásu jsou kontaktovány pomocí NC strojů na keramické destičky o rozměru typicky 50x50 mm a maximálně asi 100x100 mm. Na těchto keramických destičkách je propojovací motiv vytvořen technikou i mnohavrstvého sítotisku s následným vypalováním při typicky asi 800 až 1000°C.Similarly, the latest assembly method, where the working elements-chips are stored and usually already by the manufacturer on the carrier film-film one after the other, so that they hang in the exact position in the cut-out holes in the strip behind their outlets and contacted by NC machines to ceramic plates of typically 50x50 mm and a maximum of about 100x100 mm. On these ceramic plates, the interlocking motif is also formed by a multi-layer screen printing technique followed by firing at typically about 800 to 1000 ° C.

Tato technika má své omezení v dalším zvyšování hustoty montáže, neboť neumožňuje přímý přechod na prostorovou montáž a dále v tom, že vývody jednotlivých pracovních prvků-ěipů zabírají značnou část plochy.This technique has its limitations in further increasing the assembly density, since it does not allow for a direct transition to spatial assembly, and in that the outlets of the individual working elements-chips occupy a considerable part of the area.

Vlastní příprava tohoto procesu vyžaduje dále separátní vytvoření vývodů z pracovních prvků-čipů a jejich nakontaktování.The actual preparation of this process requires separate creation of pins from working elements-chips and their contacting.

Výrobní příprava propojovacího motivu na keramické destičce je složitá a znesnadňuje přímé použití NC techniky pro jeho vytvoření.Manufacturing the bonding motif on the ceramic plate is complicated and makes it difficult to directly use the NC technique to create it.

Dále výše uvedená uspořádání nejsou prakticky použitelná pro jiné formy přenosu energie než elektrické.Furthermore, the above arrangements are not practically applicable to forms of energy transmission other than electrical.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny funkční deskou s vysokou hustotou montáže podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že propojovací motiv je složený z jednotlivých izolovaných nebo holých drátových vodičů a je pevný nebo flexibilní, přičemž tyto jednotlivé drátové vodiče mají v určeném prostoru propojovacího motivu stálou vzájemnou polohu, délku, vlnový odpor, impedanci a jsou vzájemně fixovány nosnou látkou spoluvytvářející propojovací motiv, a tím i jeho povrchové plochy z nichž alespoň v jedné leží, nebo na ní jsou koncové plochy jednotlivých drátových vodičů tvořících propojovací motiv, přičemž tyto koncové plochy jsou řezem jednotlivých drátových vodičů, a že tyto jednotlivé drátové vodiče jsou dále v nosné látce vloženy v jedné nebo více definovaných úrovních.The above drawbacks are overcome by the high density functional board according to the invention, which is characterized in that the interconnecting motif is composed of individual insulated or bare wire conductors and is rigid or flexible, these individual conductors having a fixed area in the interconnecting motif. relative position, length, wavelength, impedance and are fixed to each other by the carrier co-forming the bonding motif, and hence its surface areas of which at least one lies, or there are end faces of the individual wire conductors forming the bonding motif, by cutting the individual wire conductors, and that the individual wire conductors are further embedded in the carrier at one or more defined levels.

Přímé kontaktování pracovních prvků-čipů na koncové plochy jednotlivých vodičů propojovacího motivu vytvořeného jejich definovaným uložením umožňuje nejen přenos energie elektrické, ale i zvukové, a zejména světelné.Direct contacting of the working elements-chips to the end surfaces of the individual conductors of the connection motif created by their defined arrangement allows not only the transmission of electric energy, but also sound and especially light.

Dále je umožněna montáž jednotlivých pracovních prvků-čipů těsně vedle sebe a i vzájemně na sebe, a to bez meziprostorů.Furthermore, it is possible to mount the individual working elements-chips closely next to each other and to one another without any spaces.

Propojovací motiv lze tak dále vytvořit jednotlivými vodiči pro vedení různých druhů energii, a to i kombinovaně a s případným použitím spojového materiálu programovaných vlastností .řešit například i techniku oprav - výměnu pracovních prvků-čipů, a to například tak, že spojový materiál provede spoj při určité výši aplikované energie a při další aplikaci vyšší úrovně se spojení zruší.The interconnecting motif can be further created by individual conductors for conducting different types of energy, even in combination and with the possible use of joint material of programmed properties. For example, the repair technique - replacement of working elements-chips can be solved. the amount of applied energy and the next application of a higher level will cancel the connection.

Provedení čipů s kontaktovacími plochami současně na protilehlých obvodových plochách lze použít ke kompaktní prostorové montáži. Tím se zkracují komunikační energetické cesty na minimum a zvyšuje se rychlost funkce.The design of the chips with the contact surfaces simultaneously on opposite peripheral surfaces can be used for compact spatial mounting. This reduces communication energy paths to a minimum and increases the speed of function.

Velkou výhodou je umožnění téměř úplné automatizace montáže a výroby propojovacího motivu při možnosti rychlých výrobních změn.The big advantage is the possibility of almost complete automation of assembly and production of the connecting motif with the possibility of rapid production changes.

Dosahuje se minimálně možných rozměrů a podstatného zvýšení spolehlivosti funkce.At least possible dimensions are achieved and the function reliability is significantly increased.

Na připojených výkresech jsou příkladně znázorněna možná provedení funkční desky podle vynálezu, kde:The accompanying drawings show, by way of example, possible embodiments of a functional board according to the invention, in which:

obr. 1 představuje pracovní prvek-čip, obr. 2 představuje jiné provedení pracovního prvku-čipu, obr. 3 představuje propojovací motiv, obr. 4 představuje nakontaktovaný čip na propojovací motiv, obr. 5 představuje jiný způsob nakontaktování čipu na propojovací motiv a obr. 6 představuje možné prostorové uspořádání funkční desky.Fig. 1 is a working-chip element; Fig. 2 is another embodiment of a working-chip element; Fig. 3 is an interconnecting motive; Fig. 4 is a contacted chip to an interconnecting motif; 6 shows a possible spatial arrangement of the functional plate.

Funkční deska znázorněná na obr. 4 a obr. 5 má pracovní prvek-čip 4 nakontaktovaný na propojovací motiv 2, a to kontaktovaeí plochou 3, respektive 3a nebo koncovou částí kontaktovaeí plochy 3b, například ve tvaru perličky nebo plátku, a to příkladně ze skla, které jsou součástí čipu 4, na koncovou plochu Ta jednotlivého vodiče 1, jejichž soustava vytváří propojovací motiv 2.The functional board shown in FIGS. 4 and 5 has a working-chip 4 contacted to the connecting motif 2 by contact surface 3 and 3a, respectively, or by an end portion of contact surface 3b, for example in the form of a bead or wafer, e.g. , which are part of the chip 4, on the end surface T 1 of the individual conductor 1, whose system forms a connecting motif 2.

Na kontaktovaeí ploše 3 čipu 4 ležící na obvodové ploše 6 podle obr. 1; nebo kontaktovaeí ploše 3a, respektive koncové části kontaktovaeí plochy 3b ležící mimo obvodovou plochu 6 čipu 4, podle obr. 2 může být použit z důvodu technologických nebo přenosu příslušného druhu energie spojový materiál 5.On the contact surface 3 of the chip 4 lying on the peripheral surface 6 of FIG. 1; or the contact surface 3a, or the end portion of the contact surface 3b lying outside the peripheral surface 6 of the chip 4, according to FIG.

Stejně může být tento spojový materiál 5 na koncové ploše Ia jednotlivého vodiče 1.In the same way, this connection material 5 may be on the end surface Ia of the individual conductor 1.

Spojový materiál může být aplikován na příslušná místa nebo mezi ně i při vzniku kontaktu.The bonding material can be applied to or between the respective sites even when contact is established.

Jednotlivé vodiče 1 tvoří propojovací motiv 2 a jsou v přesně definované poloze a mohou být vzájemně fixovány nosnou látkou 7 podle obr. 3 za účelem dosažení požadované délky vlnového odporu a vzájemných impedancí.The individual conductors 1 form the connecting motif 2 and are in a precisely defined position and can be fixed to each other by the carrier 7 of FIG. 3 in order to achieve the desired wavelength length and mutual impedances.

Propojovací motiv 2 tvořený z jednotlivých vodičů 1 je v závislosti na způsobu činnosti nebo komunikace pracovních prvků-čipů 4 pro přenos příslušných druhů energií jako elektrické, zvukové, světelné a podobně.The interconnecting motif 2 formed from the individual conductors 1 is, depending on the mode of operation or communication of the working elements-chips 4, for the transmission of the respective types of energies such as electric, sound, light and the like.

Možné prostorové uspořádání funkční desky je na obr. 6. Propojovací motiv 2 nese čipy 4 a je zde příkladně znázorněno i přímé nakontaktování dvou pracovních prvků-čipů 4 přes jejich kontaktovací plochy 3 a spojový materiál 5. Je přirozené, že pro určité případy lze i propojovací motivy 2 vynechat.The possible spatial arrangement of the functional board is shown in FIG. 6. The connecting motif 2 carries the chips 4 and also shows, for example, the direct contacting of two working elements-chips 4 via their contact surfaces 3 and the connecting material 5. It is natural that omit connecting themes 2.

Předností funkční desky podle vynálezu je její kompaktnost, malé rozměry a snadná možnost hermetizace při vysoké vzdornosti proti vibracím a zrychlujícím silám.The advantage of the functional board according to the invention is its compactness, small dimensions and easy possibility of hermetization with high resistance to vibrations and accelerating forces.

Je vhodná zejména při použití počítačových systémů přímo ve výrobních procesech mobilních zařízení a při jednoúčelových použití, například v raketách a řízených střelách.It is particularly suitable when using computer systems directly in the manufacturing processes of mobile devices and for single-purpose applications such as missiles and missiles.

Lze zde použít propojovacích motivů s paralelními nebo stáčenými dvojicemi vodičů.Connection motifs with parallel or twisted pairs of wires can be used here.

Claims

Functional board with a high density of assembly, wherein the working elements-chips are contacted by their contact surfaces to individual conductors of the interconnecting motif, characterized in that the interconnecting motif (2) is composed of individual insulated or bare wire conductors (1) and is solid or flexible, wherein the individual wire conductors (1) have a fixed relative position, length, wavelength, impedance in the designated area of the connecting motif (2) and are fixed to each other by a carrier

OF THE INVENTION (7), co-forming the interlocking motif (2) and hence its surface areas of which at least one lies, or there are end surfaces (1a) of the individual wire conductors (1) forming the interlocking motif (2), the end surfaces (1a) are cut through the individual wire conductors (1) and that the individual wire conductors (1) are further embedded in the carrier (7) at one or more defined levels.

Function board according to claim 1, characterized in that the individual wire conductors (1) of the interconnecting motif (2) and the connection material (5), for example glass, are energy conductors such as light, electrical, acoustic, electromagnetic or different combinations of these energies, for example at the same time light and electrical, in relation to individual working elements-chips (4).

Functional board according to Claims 1 and 2, characterized in that the operating element-chip (4) has contact surfaces (3) on more than one part of the peripheral surface (6) to which the other connection motif (2) is connected or at least one chip (4) up to the shape of spatially mounted.