DE102004019724A1 - Speichermodul mit Versteifungselement zur Reduzierung der Biegebelastung - Google Patents

Speichermodul mit Versteifungselement zur Reduzierung der Biegebelastung Download PDF

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Abstract

Ein Speichermodul (1) weist eine Platine (2) mit Halbleiterspeicherbauteilen (3), einen weiteren Halbleiterbauteil und ein um oder über oder neben dem weiteren Halbleiterbauteil (4) angeordnetes Versteifungselement auf. Auf diese Weise werden mechanische Beschädigungen des Halbleiterbauteils (4) bei Biegebelastungen der Platine (2) vermieden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Speichermodul mit einem Versteifungselement zur Reduzierung der Biegebelastung und insbesondere ein Speichermodul mit einem Versteifungselement und mit einem Logik-IC.
  • Derzeit werden u.a. Speichermodule in Form von SIMM-, DIMM-, oder RIMM-Speichermodulen verwendet, welche sich in der Anzahl der Kontakte und den Zugriffszeiten unterscheiden, aber vom Prinzip her gleich aufgebaut sind. Auf einer Platine, die als Steckkarte ausgelegt ist, sind mehrere Halbleiterspeicherbauteile aufgebracht, welche über Leitungen und unter Verwendung von Schaltungen mit Kontakten am Rand der Platine verbunden sind. Die Halbleiterspeicherbauteile sind auf der Platine so angeordnet, dass ihre Längsrichtung senkrecht zur Einsteckrichtung steht.
  • Zum Einbau eines solchen Speichermoduls in einen Computer wird die Platine bzw. die Steckkarte mit der Seite, welche die Kontakte aufweist, in einen entsprechenden Sockel auf einer Grundplatine gesteckt.
  • Insbesondere während des Einsteckens besteht die Gefahr, dass das Speichermodul durch unsachgemäßes Behandeln zu stark gebogen wird, was zu einer hohen mechanischen Belastung der Kontaktanschlüsse zwischen den Halbleiterspeicherbauteilen und der Platine führt.
  • Bei herkömmlichen Speichermodulen ist die Gefahr einer Beschädigung vernachlässigbar. Bei neuartigen Speichermodulen ist die Gefahr einer Beschädigung sehr viel größer.
  • Ein derartiges Speichermodul weist auf der Platine neben den Halbleiterspeicherbauteilen auch einen Logik-IC(integrated circuit) mit Lötkugelanschlüssen auf, der sehr viel größer bzw. großflächiger als die Halbleiterspeicherbauteile ist. Der Logik-IC ist in der Regel ein Halbleiterspeichersteuer-IC.
  • Wegen der Größe des Halbleiterspeichersteuer-ICs besteht die Gefahr, dass insbesondere dessen Kontaktanschlüsse durch das Biegen der Platine beschädigt werden.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Speichermodul bereitzustellen, welches gegen mechanische Beschädigungen durch Verbiegen geschützt ist.
  • Ein Speichermodul gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Platine auf. Auf der Platine ist neben den herkömmlichen Halbleiterspeicherbauteilen, die beispielsweise als TSOP- oder FBGA-Bauteile vorliegen können, auch ein weiteres, im Vergleich zu den herkömmlichen Halbleiterspeicherbauteilen großflächiges Halbleiterbauteil angeordnet. Dieses Halbleiterbauteil kann beispielsweise einen Halbleiterspeichersteuer-IC aufweisen. Um oder über oder neben dem Halbleiterbauteil oder auf der anderen Seite der Platine ist zusätzlich ein unflexibles, starres bzw. biegesteifes mechanisches Versteifungselement angeordnet. Dieses ist so ausgelegt, dass ein mögliches Verbiegen der Platine im Bereich des Halbleiterspeichersteuer-ICs vermieden oder zumindest reduziert wird.
  • Das mechanische Versteifungselement kann beispielsweise in Form einer biegesteifen, starren Klammer neben dem Halbleiterspeichersteuer-IC oder in Form eines Rahmens um den Halbleiterspeichersteuer-IC herum angeordnet sein. Des weiteren besteht die Möglichkeit, dass ein auf dem Halbleiterspeichersteuer-IC aufgesetztes Kühlelement durch geeignetes Verbinden mit der Platine zusätzlich die Funktion eines Versteifungselements übernimmt. Außerdem ist es möglich, dass das Versteifungselement auf der anderen Seite der Platine, beispielsweise in Form einer Platte oder eines Rahmens angeordnet wird.
  • Die Ausgestaltung eines biegesteifen, mechanischen Versteifungselements gemäß der vorliegenden Erfindung ist frei wählbar und kann zusätzlichen Randbedingungen unterworfen werden, solange das gewünschte Versteifungselement in seiner Form und Anordnung so ausgelegt wird, dass ein mögliches Verbiegen der Platine in dem Bereich unterhalb des Halbleiterspeichersteuer-ICs vermieden oder zumindest reduziert wird.
  • Das erfindungsgemäße Speichermodul kann beispielsweise in SIMM-Bauweise, DIMM-Bauweise oder RIMM-Bauweise ausgelegt sein. Die Halbleiterspeicherbauteile selber können entweder nur auf einer Seite oder auf beiden Seiten, also auf der Vorderseite und auf der Rückseite der Platine angeordnet sein.
  • Die Halbleiterspeicherbauteile können beispielsweise DRAM-, SRAM- oder MCMM-Halbleiterspeicherbauteile aufweisen.
  • Das erfindungsgemäße Speichermodul ist geeignet für die Verwendung in einem Computersystem mit einem Eingabegerät, mit einem Ausgabegerät und mit einem Prozessor, bei welchem der Halbleiterspeichersteuer-IC auf dem Speichermodul einen bezüg liche der Lese- und Schreibeoperationen optimierten Speicherzugriff ermöglicht.
    •
  • Das erfindungsgemäße Speichermodul wird im folgenden anhand verschiedener Ausführungsbeispiele entsprechend der Zeichnung beschrieben.
  • 1 zeigt ein Speichermodul mit Halbleiterspeichersteuer-IC in Draufsicht,
  • 2 zeigt in Seitenansicht ein beidseitig mit Halbleiterspeicherbauteilen bestücktes Speichermodul mit einem Halbleiterspeichersteuer-IC unter Biegelast,
  • 3 zeigt ein beidseitig mit Halbleiterspeicherbauteilen bestücktes Speichermodul mit einem Halbleiterspeichersteuer-IC gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 4 zeigt ein einseitig mit Halbleiterspeicherbauteilen bestücktes Speichermodul mit einem Halbleiterspeichersteuer-IC gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 5 zeigt das Speichermodul gemäß der Ausführungsform aus 4 in einem Querschnitt entlang der Linie X-X,
  • 6 zeigt ein einseitig mit Halbleiterspeicherbauteilen bestücktes Speichermodul mit einem Halbleiterspeichersteuer-IC gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
  • 7 zeigt das Speichermodul gemäß der Ausführungsform aus 6 in einem Querschnitt entlang der Linie Y-Y.
  • 1 zeigt ein Speichermodul 1 mit einem Halbleiterspeichersteuer-IC 4 in Draufsicht. Das Speichermodul 1 weist eine Platine 2 mit Steckkontakten 5 auf, auf welcher herkömmliche Halbleiterspeicherbauteile 3 parallel nebeneinander angeordnet sind. Die Ausrichtung der Halbleiterspeicherbauteile 3 auf der Platine 2 ist so gewählt, dass die Längsachse A der Halbleiterspeicherbauteile 3 senkrecht auf der Längsachse C des Speichermoduls 1 steht.
  • In dem in 1 gezeigten Speichermodul 1 ist des weiteren ein Halbleiterspeichersteuer-IC 4 aufgebracht, welcher in der Mitte der Platine 2 angeordnet ist und sowohl auf der rechten Seite als auch auf der linken Seite von herkömmlichen Halbleiterspeicherbauteilen 3 umgeben ist. Aufgrund der Größe des Halbleiterspeichersteuer-ICs 4 muss dieser so auf der Platine 2 angeordnet werden, dass seine Längsachse B mit der Längsachse C der Platine 2 zusammenfällt. Mit dem Buchstaben R ist der kritische Bereich der Platine 2 gekennzeichnet, bei dem im Falle einer zu starken Verbiegung der Platine 2 eine Beschädigung der unter dem Halbleiterspeichersteuer-IC 4 angeordneten Lötkugelanschlüsse (nicht dargestellt) zu erwarten ist.
  • 2 zeigt in Seitenansicht ein beidseitig mit Halbleiterspeicherbauteilen 3 bestücktes Speichermodul 1 mit einem Halbleiterspeichersteuer-IC 4 unter Biegelast. Wie bereits in 1 gezeigt, sind auf der Platine 2 auf der Vorderseite 11 ein Halbleiterspeichersteuer-IC 4 und Halbleiterspeicherbau teile 3 angeordnet. Der Halbleiterspeichersteuer-IC 4 befindet sich in der Mitte der Platine 2 und ist rechts und links von den Halbleiterspeicherbauteilen 3 umgeben. Auf der Rückseite 12 der Platine 2 sind weitere Halbleiterspeicherbauteile 3 aufgebracht, die den Halbleiterspeicherbauteilen 3 auf der Vorderseite 11 der Platine 2 direkt gegenüberliegen. Zusätzlich sind in der dargestellten Ausführungsform auf der Rückseite 12 der Platine 2 im Bereich R, welcher den Halbleiterspeichersteuer-IC 4 aufweist, zwei weitere herkömmliche Halbleiterspeicherbauteile 3 aufgebracht.
  • Aus 2 ist erkennbar, dass die größte mechanische Belastung, welche durch das Verbiegen der Platine 2 verursacht wird, im Bereich R auf den Halbleiterspeichersteuer-IC 4 wirkt.
  • 3 zeigt ein beidseitig mit Halbleiterspeicherbauteilen 3 bestücktes Speichermodul 1 mit einem Halbleiterspeichersteuer-IC 4 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Auf der Platine 2 sind wiederum, ähnlich wie in 2 beschrieben, auf der Vorderseite 11 in der Mitte der Platine 2 der Halbleiterspeichersteuer-IC 4 und Halbleiterspeicherbauteile 3 sowohl auf der Vorderseite 11 als auch auf der Rückseite 12 der Platine aufgebracht. Auf der Rückseite 12 weist die Platine 2 im Bereich R zusätzlich ein ringförmiges biegesteifes, mechanisches Versteifungselement 7 auf, welches die beiden unterhalb des Halbleiterspeichersteuer-ICs 4 angeordneten Halbleiterspeicherbauteile 3 umschließt.
  • Das Versteifungselement 7 ist dabei so ausgelegt, dass ein Verbiegen der Platine 2 im Bereich R vermieden oder zumindest reduziert wird.
  • 4 zeigt ein einseitig mit Halbleiterspeicherbauteilen 3 bestücktes Speichermodul 1 mit einem Halbleiterspeichersteuer-IC-4 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Als biegesteifes, mechanisches Versteifungselement wird gemäß dieser Ausführungsform ein Kühlkörper 8 auf dem Halbleiterspeichersteuer-IC 4 angeordnet und zusätzlich mit der Platine 2 befestigt, um die benötigte Steifigkeit der Platine 2 im Bereich R zu erzielen.
  • 5 zeigt das Speichermodul mit dem als Befestigungselement dienenden Kühlkörper 8 gemäß der Ausführungsform aus 4 in einem Querschnitt entlang der Linie X-X. Der Kühlkörper 8 ist auf der einen Seite mit einer Kühlkörperbefestigung 9 fest mit der Platine 2 verbunden. Auf der gegenüberliegenden Seite ist der Kühlkörper 8 formschlüssig mit der Platine 2 verbunden. Der Halbleiterspeichersteuer-IC 4 ist auf dem Kühlkörper 8 aufgebracht. Die elektrischen Kontaktierungen zwischen Halbleiterspeichersteuer-IC 4 unter Platine 2 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
  • 6 zeigt ein einseitig mit Halbleiterspeicherbauteilen 3 bestücktes Speichermodul 1 mit einem Halbleiterspeichersteuer-IC 4 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Als mechanisches Versteifungselement wird gemäß dieser Ausführungsform eine biegesteife Klammer 10 verwendet, die am Rand der Platine 2 im Bereich R neben den Halbleiterspeichersteuer-IC 4 aufgesetzt ist. Die Klammer 10 ist wiederum so ausgelegt, dass ein mögliches Verbiegen der Platine 2 im Bereich R vermieden oder zumindest reduziert wird.
  • 7 zeigt das Speichermodul 1 mit der Klammer 10 gemäß der Ausführungsform aus 6 in einem Querschnitt entlang der Linie Y-Y. Die Klammer 10 ist seitlich auf der Platine 2 neben dem Halbleiterspeichersteuer-IC 4 formschlüssig aufgebracht.
    • 1
    Speichermodul
    2
    Platine
    3
    herkömmlicher Speicherbausteil
    4
    Logik-IC
    5
    Steckkontakte
    6
    Lötkugelanschluss
    7
    ringförmiges Verstärkungselement
    8
    Kühlkörper
    9
    Kühlkörperbefestigung
    10
    Klammer
    A
    Längsachse Speicherbauteils
    B
    Längsachse Halbleiterspeichersteuer-IC
    C
    Längsachse Platine
    R
    kritischer Bereich

Claims (16)

  1. Speichermodul (1) mit einer Platine (2), welche einen Bereich R aufweist, der beim Verbiegen der Platine (2) die stärkste Verformung aufweist, mit mehreren auf der Platine (2) angeordneten Halbleiterspeicherbauteilen (3), mit zumindest einem weiteren Halbleiterbauteil, wobei das weitere Halbleiterbauteil im Bereich R der Platine (2) angeordnet ist, sowie mit einem mechanischen Versteifungselement, wobei das mechanische Versteifungselement im Bereich R der Platine (2) angeordnet ist.
  2. Speichermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Versteifungselement auf der Vorderseite (11) der Platine (2) gemeinsam mit dem weiteren Halbleiterbauteil im Bereich R angeordnet ist.
  3. Speichermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Versteifungselement auf der Rückseite (12) der Platine (2) unterhalb des weiteren Halbleiterbauteils im Bereich R angeordnet ist.
  4. Speichermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Versteifungselement um das weitere Halbleiterbauteil im Bereich R angeordnet ist.
  5. Speichermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Versteifungselement neben dem weiteren Halbleiterbauteil im Bereich R angeordnet ist.
  6. Speichermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Versteifungselement über dem weiteren Halbleiterbauteil im Bereich R angeordnet ist.
  7. Speichermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Halbleiterbauteil einen Halbleiterspeichersteuer-IC (4) aufweist.
  8. Speichermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermodul (1) DRAM-Halbleiterspeicherbauteile aufweist.
  9. Speichermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermodul (1) SRAM-Halbleiterspeicherbauteile aufweist.
  10. Speichermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermodul (1) MCMM-Halbleiterspeicherbauteile aufweist.
  11. Speichermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermodul (1) in SIMM-Bauweise ausgelegt ist.
  12. Speichermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermodul (1) in DIMM-Bauweise ausgelegt ist.
  13. Speichermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermodul (1) RIMM-Bauweise aufweist.
  14. Speichermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermodul (1) Halbleiterspeicherbauteile (3) auf seiner Vorderseite (11) aufweist.
  15. Speichermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermodul (1) Halbleiterspeicherbauteile (3) auf seiner Vorderseite (11) und auf seiner Rückseite (12) aufweist.
  16. Computersystem mit einem Eingabegerät, mit einem Ausgabegerät, mit einem Prozessor und mit zumindest einem Speichermodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.
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