DE19511229A1 - Chipträgersystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Chip­ trägersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und befaßt sich mit einem Chipträgersystem zur Aufnahme eines integrierten Schaltungschips, wobei ein solcher Chip, wie dies in der Technik bekannt ist, typischer­ weise eine planare elektronische Vorrichtung aufweist, von deren Rand sich eine Vielzahl von Anschlußleitun­ gen zur elektrischen Verbindung mit einer zweiten pla­ naren elektronischen Vorrichtung, wie zum Beispiel einer Mutterplatte, wegerstreckt.

Es gibt viele Anwendungen für Chipträger- oder Fas­ sungssysteme zum elektrischen Verbinden einer elektro­ nischen Vorrichtung mit einer anderen elektronischen Vorrichtung. Bei einem solchen System handelt es sich um eine Einlauf-Testfassung, in der ein Chip- Hersteller die Chips einer erhöhten Temperatur aus­ setzt, während er die Chips gleichzeitig mit elektri­ schem Strom versorgt. Es erfolgt zum Beispiel eine elektrische Stromzufuhr zu einer Ladung solcher inte­ grierter Schaltungschips, die sich in einem Ofen be­ findet, wobei die Temperatur für eine längere Zeit­ dauer, wie zum Beispiel 1000 Stunden, auf circa 150° C gehalten wird. Dieser Vorgang wird in der Technik als "Einlaufen" bzw. "Einbrennen" bezeichnet.

Nach dem Test muß der Chip in geeigneter Weise zu ei­ nem Gerätehersteller transferiert werden, wo er in einer Endverbraucherfassung in einem System zur Be­ nutzung durch einen Verbraucher installiert werden kann. Eines der Hauptprobleme bei diesem Transfervor­ gang liegt in der ziemlich feinen Ausbildung der Chips, genauer gesagt der Chipleitungen. Bei diesen Chipleitungen bzw. Anschlußleitungen handelt es sich um geformte, freiliegende Metallelemente, die in An­ ordnungen bzw. Gruppen entlang des Chipumfangs mit geringer Mittenbeabstandung in der Größenordnung von ca. 0,016 Inch (ca. 0,04 mm) angeordnet sind. Aufgrund einer Beschädigung der Anschlußleitungen ist ein Chip, selbst nach einem erfolgreichen Einlauftest, mögli­ cherweise nicht geeignet für eine elektrische Verbin­ dung mit einer zweiten Vorrichtung.

Die vorliegende Erfindung schafft ein neuartiges Chip­ trägersystem, das zum wirksamen Schützen eines Chips während Testvorgängen, während des Transports sowie beim letztendlichen Gebrauch verwendet werden kann.

Durch die Verwendung eines neuartigen Kraftbeauf­ schlagungselements in Zusammenwirkung mit einem Chip­ aufnahme-Rahmenelement wird außerdem eine wirksame gleichmäßige Normalkraft bzw. senkrechte Kraft auf die Chipleitungen ausgeübt, so daß diese gegen eine federnd nachgiebige elektrische Zwischenverbindungs­ einrichtung innerhalb des an eine planaren elektroni­ schen Vorrichtung, wie zum Beispiel einer Mutterplatte oder einer Testvorrichtung, angebrachten Chipträgers bewegt sind.

Das Chipträgersystem kann auch an einer planaren elek­ tronischen Vorrichtung, wie zum Beispiel einer Mutter­ platte, angebracht werden, und es umfaßt einen Rahmen mit einer zentralen Aussparung, die durch konvergie­ rende Seitenwände gebildet ist und in einem Boden en­ det, sowie eine Anzahl von Schlitzen um den Umfang des Bodens herum zum Aufnehmen elastomerer Verbinder zum elektrischen Verbinden der Chipleitungen mit der Mutterplatte.

Ein Fassungssystem bzw. Chipträgersystem zur Anbrin­ gung an einer ersten planaren elektronischen Vorrich­ tung, wobei das System eine zweite planare elektroni­ sche Vorrichtung zur elektrischen Verbindung mit der ersten planaren elektronischen Vorrichtung aufnimmt, umfaßt einen Rahmen mit einem umlaufenden Körper­ bereich, eine zentrale Aussparung, die in einem Boden endet und zum Aufnehmen der zweiten planaren elektro­ nischen Vorrichtung dient, konvergierende Seitenwände, die sich von dem Körperbereich nach unten zu dem Boden erstrecken, sowie eine Anzahl durchgehender Schlitze zum Aufnehmen einer federnd nachgiebigen elektrischen Zwischenverbindungseinrichtung zum elektrischen Ver­ binden der planaren elektronischen Vorrichtungen, sowie ein Kraftbeaufschlagungselement, das zur Auf­ bringung einer senkrechten Kraft auf die zweite plana­ re elektronische Vorrichtung sowie zur mechanischen Befestigung an dem Rahmen ausgelegt ist, wobei das Kraftbeaufschlagungselement eine Anzahl von Rippen aufweist, die dazu ausgelegt sind, über Bereichen der konvergierenden Seitenwände angeordnet zu werden, wo­ bei beim Ineingriffbringen des Kraftbeaufschlagungs­ elements mit dem Rahmen die mit den konvergierenden Seitenwänden in Kontakt tretenden Rippen steuerflä­ chenartig nach innen in Kontakt mit der zweiten plana­ ren elektronischen Vorrichtung bewegt werden, um auf diese eine senkrechte Kraft auszuüben sowie die zweite planare elektronische Vorrichtung mit der federnd nachgiebigen elektrischen Zwischenverbindungseinrich­ tung in Kontakt zu bringen.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene Perspektivansicht des Chipträgersystems gemäß der vorliegenden Erfin­ dung, wobei der Chip nur mit ausgewählten Anschlußleitungen dargestellt ist und nicht die normale, kon­ tinuierliche Anordnung von Anschlußleitungen zeigt;

Fig. 2 bis 5 fragmentarische Schnittansichten unter Darstellung der Abfolge beim Anbringen des Kraftbeaufschlagungselements an dem Rahmen des Chip­ trägersystems zur seitlichen Befestigung der Chiplei­ tungen in dem Rahmen unter Ausführung eines Schleif­ vorgangs an diesem;

Fig. 6 eine auseinandergezogene Perspektivansicht des Chipträgersystems, das zur Anbringung an einer planaren elektronischen Vorrichtung positioniert ist, wobei es sich zum Beispiel um eine Testvorrichtung oder eine Mutterplatte handelt, wobei eine elektrische Zwischenverbindungs-Grenzflächeneinrichtung dazwischen angebracht ist;

Fig. 7 eine Schnittansicht der in Fig. 6 gezeig­ ten Anordnung;

Fig. 8 eine Schnittansicht des zusammengebauten Chipträgersystems der Fig. 1, das zur Anbringung an der darunterliegenden planaren elektronischen Vorrich­ tung positioniert ist;

Fig. 9 eine der Fig. 6 ähnliche auseinandergezo­ gene Perspektivansicht unter Darstellung eines alter­ nativen Ausführungsbeispiels der elektrischen Zwi­ schenverbindungs-Grenzflächeneinrichtung;

Fig. 10 und 11 den Fig. 7 bzw. g ähnliche Schnittansichten unter Darstellung des alternativen Ausführungsbeispiels der Fig. 9;

Fig. 12 eine fragmentarische, jedoch vergrößerte Schnittansicht durch eine Rippe des Kraftbeaufschla­ gungselements sowie durch die dadurch festzulegenden elektrischen Chipleitungen;

Fig. 13 eine Schnittansicht entlang der Linie 13-13 der Fig. 12;

Fig. 14 eine der Fig. 12 ähnliche fragmentari­ sche, vergrößerte Schnittansicht unter Darstellung eines alternativen Weges zur Verwendung mehrerer Rip­ pen zum Isolieren und Ausrichten der jeweiligen An­ schlußleitungen des Chips;

Fig. 15 eine Schnittansicht entlang der Linie 15-15 der Fig. 14;

Fig. 16 eine auseinandergezogene Perspektivansicht des Fassungssystems gemäß der Erfindung, wobei ein Teil der oberen Komponente zur Darstellung von Details entfernt worden ist;

Fig. 17 eine Schnittansicht eines teilweise zusam­ mengebauten Fassungssystems gemäß der Erfindung;

Fig. 18 bis 21 teilweise im Schnitt dargestellte Ansichten zur Erläuterung der Abfolge beim Anbringen des Kraftbeaufschlagungselements an dem Rahmen des Fassungssystems zum seitlichen Festlegen der Chiplei­ tungen in dem Rahmen unter Ausführung eines Schleif­ vorgangs an diesem;

Fig. 22 eine vollständige Schnittansicht des zu­ sammengebauten und verriegelten Fassungssystems, das in Fig. 6 fragmentarisch dargestellt ist; und

Fig. 23 eine Perspektivansicht des Fassungssystems vor dem endgültigen Zusammenbau desselben.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Chip­ trägersystem für die Aufnahme eines integrierten Scha­ ltungschips. Das in Fig. 1 gezeigte Chipträgersystem 10 besitzt einen im wesentlichen rechtwinkligen Rahmen 12 zur Anbringung an einer planaren elektronischen Vorrichtung 14, wie zum Beispiel einer Testvorrichtung oder einer Mutterplatte (s. Fig. 6), sowie ein Kraft­ beaufschlagungselement 16, das in der nachfolgend noch zu erläuternden Weise dafür gedacht ist, eine senk­ rechte und eine seitliche Kraft auf die Anschlußlei­ tungen eines darin enthaltenen Chips 18 auszuüben, der in dem Rahmen des Chipträgersystems angeordnet ist.

Der Rahmen 12, der durch Formen aus einem dielektri­ schen Material, wie zum Beispiel Kunststoff, gebildet ist, besteht aus einer umlaufenden Wand 20, einer zen­ tralen Aussparung 22 mit konvergierenden Seitenwänden 24, die zu einem Boden 26 führen, der Ausrichtungsrip­ pen 27 für die exakte Positionierung des Chips 18 auf­ weisen kann. An der Basis der konvergierenden Sei­ tenwände 24 ist eine Anzahl durchgehender Schlitze 30 zum Aufnehmen der Anschlußleitungen 32 des Chips 18 vorgesehen.

Wie in der Technik bekannt ist, sei an dieser Stelle erwähnt, daß der integrierte Schaltungschip 18 typi­ scherweise einen rechtwinkligen Körper 34 mit einem vorgewählten Schaltungsmuster auf diesem sowie eine Vielzahl von sich von dem Körper 34 wegerstreckenden Anschlußleitungen 32 aufweist. Die Anschlußleitungen 32 sind L-förmig und besitzen einen ersten Schenkel 38 mit einem End- oder Kontaktbereich 40, der rechtwink­ lig zu dem ersten Schenkel 38 ausgebildet ist, wobei die Anschlußleitungen aufgrund ihres Kontakts mit der elektrischen Zwischenverbindungseinrichtung, wie dies nachfolgend noch erläutert wird, den Chip innerhalb der Anordnung tragen. Als nächstes folgt nun eine Be­ schreibung des Rahmens; der Rahmen 12 um die umlaufen­ de Wand 20 herum ist mit einer Anzahl von Durchgangs­ löchern 40 versehen, wobei jedes Loch in bekannter Weise eine mit Gewinde versehene Befestigungseinrich­ tung zum Befestigen des Chipträgersystems 10 an einer planaren elektronischen Vorrichtung 14 aufweist. Außerdem ist entlang des äußeren Rands der umfangs­ mäßig umlaufenden Wand 20 eine Anzahl integral ange­ formter Verriegelungsarme 42 vorgesehen. Die Arme sind an der Basis 44 in integraler Weise an den Rahmen an­ geformt, wobei um ihren oberen Bereich herum ein Ab­ stand 46 vorgesehen ist, so daß sich jeder Arm 42 von dem Körper der Wand wegbiegen läßt. Von jedem Arm ragt eine Verriegelungsschulter 48 nach innen weg, wobei deren Funktion unter Bezugnahme auf die Montagesequenz der Fig. 2 bis 5 noch deutlicher wird.

Vor der Erläuterung dieser Montagesequenz ist darauf hinzuweisen, daß die Unterseite des Rahmenbodens 26 (Fig. 2 bis 5) mit einer breiten Aussparung 50 ver­ sehen ist, die in der nachfolgend noch zu erläuternden Weise zur vollständigen Aufnahme der elektrischen Zwi­ schenverbindungs-Grenzflächeneinrichtung 52 konfigu­ riert ist, deren Funktion in der elektrischen Zwi­ schenverbindung des Chips 18 mit einer darunterliegen­ den planaren elektronischen Vorrichtung 14 besteht, wie diese in Fig. 6 zu sehen ist. Zur Erleichterung dieser Aufnahme sind die Wände der Aussparung ab­ geschrägt, um die entsprechend abgewinkelten Wände der Grenzflächeneinrichtung 52 aufzunehmen. Außerdem kön­ nen im Hinblick auf den Boden 26 mehrere Durchgangs­ löcher 54 zum Aufnehmen entsprechender Vorsprünge von der Grenzflächeneinrichtung 52 zur Gewährleistung einer Ausrichtung zwischen diesen vorgesehen sein (Fig. 7 und 8).

Bei dem aus einem dielektrischen Material, wie zum Beispiel Kunststoff, durch Formen hergestellten Kraft­ beaufschlagungselement 16 handelt es sich im wesentli­ chen um ein planares Element, das dazu ausgelegt ist, über dem darin enthaltenen Chip 18 zu liegen sowie auf einer Rahmenoberfläche 56 aufzuliegen. Das Kraftbeauf­ schlagungselement 16 kann eine zentrale Öffnung 58 aufweisen. Außerdem sind um den Umfang des Elements herum mehrere Aussparungen 60 vorhanden, wobei die Anordnungsstellen derselben mit den jeweiligen Verrie­ gelungsarmen 42 ausgerichtet sind. Jede solche Ausspa­ rung besitzt entlang ihrer inneren Wand 62 eine Schul­ ter 64, die von der oberen Oberfläche 66 des Elements 16 zurückgesetzt ist. An den jeweiligen Ecken des Ele­ ments sind Durchgangslöcher 68, die mit den jeweiligen Löchern 40 des Rahmens ausgerichtet sind, zur Anbrin­ gung des Chipträgersystems 10 an der darunterliegenden planaren elektronischen Vorrichtung 14 vorgesehen.

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ragen von der unteren Oberfläche 69 mehrere Rippen 70 weg, wobei die Länge derselben im wesentlichen erstreckungsgleich mit der Anordnung der Chipleitungen 32 ist. Außerdem sind die­ se Rippen 70 derart um das Element 16 herum angeord­ net, daß die Rippen in einer vormontierten Position über einem Bereich der konvergierenden Seitenwände 24 liegen. Die Rippen sind zwar aus einem relativ starren Kunststoffmaterial gebildet, biegen sich jedoch, wenn eine seitliche Kraft auf ihr Ende aufgebracht wird.

Die Fig. 2 bis 5 zeigen jeweils die Montageschritte des Chipträgersystems der vorliegenden Erfindung. In diesen Figuren ist zu erkennen, daß der Chip 18 auf dem Rahmenboden 26 angeordnet ist und daß sich die Chipleitungen 32 in den jeweiligen Schlitzen 30 befinden, um letztendlich Kontakt mit der Zwischenver­ bindungseinrichtung herzustellen, wie dies im folgen­ den noch erläutert wird. Zum Zusammenbauen des Chip­ trägersystems wird das Kraftbeaufschlagungselement 16 in Richtung auf den Rahmen 12 gerichtet (Fig. 2), und wenn es sich dann mit diesem in Kontakt befindet (Fig. 3), liegen die Rippen 70 an den konvergierenden Wänden 24 in der Nähe der Verbindungsstelle 72 zwi­ schen den Wänden 24 und den Schlitzen 30 an. Wenn das Kraftbeaufschlagungselement 16 seine Bewegung in Rich­ tung auf den Rahmen 12 fortsetzt, verursachen die kon­ vergierenden Wände 24 eine steuerflächenartige Bewe­ gung der Rippen 70 in Richtung auf sowie in die Schlitze 30 hinein (Fig. 4), wie dies bei dem kleinen Richtungspfeil zu erkennen ist. Beim Eintreten der jeweiligen Rippe in den Schlitz 30 übt das Ende der Rippe eine seitliche Kraft auf die Chipleitungen, ins­ besondere auf die ersten Schenkel 38, aus und führt dabei einen Schleifvorgang auf den Leitungen aus. Gleichzeitig mit diesem Vorgang wirken die jeweiligen Verriegelungsarme 42 mit den Schultern 64 zusammen, um die Arme nach außen zu biegen, bis sich die Verriege­ lungsarme 42 über die Schultern 64 hinwegbewegen kön­ nen und in Verriegelungseingriff mit diesen zurückfe­ dern können, wie dies in Fig. 5 zu sehen ist. Fig. 7 zeigt eine vollständige Schnittansicht des zusammen­ gebauten Chipträgersystems der Erfindung; es ist zu erkennen, daß die Rippen 70 nach innen gegen die Lei­ tungsschenkel 38 gebogen bleiben und eine anhaltende seitliche Kraft gegen diese ausüben.

Bei einer typischen Chipfassung, wie sie zum Beispiel Gegenstand einer derzeit ebenfalls anhängigen Anmel­ dung ist, handelt es sich bei der elektrischen Zwi­ schenverbindungseinrichtung um einen integralen Teil der Fassungsanordnung. Die vorliegende Erfindung ist in dieser Hinsicht anders ausgebildet, indem eine aus­ tauschbare oder entfernbare Zwischenverbindungsein­ richtung vorgesehen ist, die unabhängig von dem Chip­ trägersystem ist. Es kann zum Beispiel eine elektri­ sche Zwischenverbindungseinrichtung des nachfolgend noch zu beschreibenden Typs auf einer planaren Test­ vorrichtung angebracht werden, während eine zweite, vergleichbare elektrische Zwischenverbindungseinrich­ tung auf einer Mutterplatte angebracht werden kann, wobei ein erfolgreich getesteter Chip sicher von einer Zwischenverbindungseinrichtung zu einer anderen trans­ portiert wird. Dies ist am besten aus der nachfolgen­ den Beschreibung zu verstehen.

Fig. 6 zeigt einen verriegelten Chipträger 10 über einer elektrischen Zwischenverbindungs-Grenzflächen­ einrichtung 52 positioniert, die wiederum zur Anbrin­ gung auf der planaren elektronischen Vorrichtung 14 positioniert ist. Die Zwischenverbindungs-Grenzflä­ cheneinrichtung 52 weist ein planares Element auf, das vorzugsweise eine Anzahl von Schlitzen 82 aufweist, die mit den Schlitzen 30 und dem Rahmenboden 26 ausge­ richtet sind und zur Aufnahme einer federnd nachgiebi­ gen elektrischen Zwischenverbindungseinrichtung 84, wie einem elastomeren Verbinder (Fig. 7 und 8) die­ nen. Ein elastomerer Verbinder des Typs, wie er zur Verwendung im vorliegenden Fall ins Auge gefaßt ist, ist als handelsübliches Produkt erhältlich, das von der Firma AMP Incorporated, Harrisburg, Pa, USA, unter dem eingetragenen Warenzeichen AMPLIFLEX der Firma The Whitaker Corporation, Wilmington, De., USA, vertrieben wird. Diese Verbinder, die für auf Oberflächen anzu­ bringende Verbindungssysteme gedacht sind, bestehen aus einer dünnen flexiblen Polyimidfolie, die darauf durch Ätzen gebildete, elektrische Schaltungseinrich­ tungen aufweist und um einen weichen nicht-leitenden Kern zum Beispiel aus Silikon gewickelt ist, wobei der Kern derart ausgebildet ist, daß er einer permanenten Verformung unter Langzeit-Kompression widersteht.

Außerdem kann die Zwischenverbindungs-Grenzflächen­ einrichtung 52 mit wenigstens einem Paar von Ausrich­ tungsstiften 86, 87 versehen sein, die sich jeweils von der oberen und der unteren Oberfläche des planaren Elements wegerstrecken. Komplementäre Löcher 54, 88 sind in dem Rahmenboden 26 bzw. in der planaren elek­ tronischen Vorrichtung 14 vorgesehen, um eine Verbin­ dung mit der Zwischenverbindungs-Grenzflächenein­ richtung 52 sowie eine Ausrichtung derselben zu ge­ währleisten. Im Einsatz liegt die Zwischenverbindungs- Grenzflächeneinrichtung an der planaren elektronischen Vorrichtung 14 an und wird auf dieser durch die in den Löchern 88 aufgenommenen Stifte 87 festgehalten. Das Chipträgersystem mit dem darin angebrachten Chip wird dann auf der elektronischen Vorrichtung 14 derart an­ gebracht, daß es über der darauf positionierten Zwi­ schenverbindungs-Grenzflächeneinrichtung angeordnet ist. Wie vorstehend erwähnt wurde, ist die Zwischen­ verbindungs-Grenzflächeneinrichtung 52 derart konfigu­ riert, daß sie in der Aussparung 50 in dem Boden des Rahmenkörpers aufgenommen wird. In dem Ausführungsbei­ spiel der Fig. 6 bis 8 ist die Zwischenverbindungs- Grenzflächeneinrichtung mit abgeschrägten Ecken 85 ausgebildet, so daß sie sich in den durch die Löcher 68 definierten Bereich passen läßt und es zu keiner Behinderung mit diesem kommt.

Wie insbesondere aus der Darstellung der Fig. 8 zu erkennen ist, kann das Kraftbeaufschlagungselement 16 durch die Verwendung einer federnd nachgiebigen Zwischenverbindungseinrichtung 84, die über die obere planare Oberfläche der Grenzflächeneinrichtung 52 her­ vorsteht, eine gleichmäßige Normalkraft gegen die damit in Kontakt befindlichen Chipleitungsenden 40 ausüben.

Fig. 9 zeigt ähnlich der Fig. 6 ein alternatives Ausführungsbeispiel für die elektrische Zwischenver­ bindungs-Grenzflächeneinrichtung 90. Diese Grenz­ flächeneinrichtung 90 besitzt ein planares Element 92, das im wesentlichen erstreckungsgleich mit dem Chip­ träger 10 ausgebildet ist, mit der Ausnahme, daß Aus­ sparungen 94 entlang der jeweiligen Seiten vorgesehen sind. Außerdem ist eine zentrale Öffnung 96 vorhanden. Wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 8 besitzt der Boden des Chipträgers 10 eine Kontur zur vollständigen Aufnahme des planaren Elements 92. In dem Element 92 ist eine Anzahl von Schlitzen 98 vor­ gesehen, die zur Aufnahme entsprechender, federnd nachgiebiger elastomerer Verbinder dienen, wie zum Beispiel den vorstehend bereits beschriebenen Verbin­ der, der auch als APLIFLEX-Verbinder bekannt ist.

Außerdem sind Ausrichtungsstifte 100, 101 vorgesehen, die mit entsprechenden Schlitzen in den jeweiligen, damit in Eingriff zu bringenden Elementen ausgerichtet sind und zur Aufnahme in diesen dienen. Weiterhin be­ sitzt dieses planare Element 92 an den Ecken Durch­ gangslöcher 102, wobei diese Löcher mit den Befesti­ gungs-Durchgangslöchern in dem Chipträger 10 und der planaren elektronischen Vorrichtung 14 ausgerichtet sind, um die Montage der Elemente aneinander zu er­ leichtern. In den Fig. 10 und 11 ist zu erkennen, daß die Wände 104 der Aussparungen 95 den angewinkel­ ten Seitenwänden 106 des planaren Elements 92 entspre­ chend abgeschrägt sind, um ein Angreifen der Teile aneinander ohne Preßsitz zu gewährleisten.

Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Handhabung und bei dem Transport der integrierten Schaltungschips, insbesondere mit den sich davon wegerstreckenden, fei­ nen Anschlußleitungen 32 und in solchen Fällen, in denen es sich bei solchen Anschlußleitungen um plat­ tierte Metalldrähte kleinen, typischerweise rechtwink­ ligen Querschnitts mit Mittenbeabstandungen von 0,016 Inch (ca. 0,4 mm) handelt, besteht in der Beschädigung und einem Biegen der Anschlußleitungen. Die Fig. 12 und 13 zeigen einen Lösungsvorschlag, bei dem die un­ teren Oberflächen 107 der Rippen 70 derart profiliert sind, daß sie eine Vielzahl seitlich nebeneinander angeordneter Erhebungen und Täler 108 aufweisen, um die Leitungskontaktbereiche 40 festzulegen, auszurich­ ten und zu befestigen, wie dies in Fig. 13 zu sehen ist.

Die Fig. 14 und 15 zeigen einen alternativen Lösungsvorschlag im Vergleich zu der Leitungstrenn-/Ausrichtungseinrichtung der Fig. 12 und 13. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 14 und 15 ist die Wand 80 des Schlitzes 30 mit einer Vielzahl von Nuten 80 versehen, wobei diese Nuten durch eine Vielzahl einander abwechselnder Erhebungen und Tälern gebildet sind, die mit einer der Mittenbeabstandung zwischen den Anschlußleitungen vergleichbaren Mittenbeabstan­ dung angeordnet sind. Es ist zwar nicht dargestellt, doch es können Nuten oder Trenneinrichtungen auch in der Basis des Schlitzes vorhanden sein. Durch diese - Anordnungen wird eine Anschlußleitung 38 dazu veran­ laßt, in eine jeweilige Nut 80 einzutreten und sich in diese zu setzen, wo sie mit einer entsprechenden Lei­ terbahn auf dem darunterliegenden elastomeren Verbin­ der 84 korrekt ausgerichtet wird. Durch die Systeme der jeweiligen Ausführungsbeispiele der Fig. 12 bis 15 wird erkennbar eine wirksame Einrichtung geschaf­ fen, um die feinen Chipleitungsbereiche 38 voneinander zu trennen, miteinander auszurichten sowie zu schützen.

Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung bezieht sich auf ein Fassungssystem zum Aufnehmen eines inte­ grierten Schaltungschips. Das in den Fig. 16 und 17 dargestellte Fassungssystem 10′ umfaßt einen im we­ sentlichen rechtwinkligen Rahmen 12′ zur Anbringung an einer planaren elektronischen Vorrichtung 14′, wie zum Beispiel einer Mutterplatte, sowie ein Kraftbeauf­ schlagungselement 16′, das zur Aufbringung einer senk­ rechten und einer seitlichen Kraft auf die Anschluß­ leitungen eines darin enthaltenen Chips 18, der in dem Rahmen des Fassungssystems angeordnet ist, dient, wie dies im folgenden noch erläutert wird.

Der aus einem dielektrischen Material, wie zum Bei­ spiel Kunststoff, durch Formen hergestellte Rahmen 12′ besteht aus einer umfangsmäßig umlaufenden Wand 20′, einer zentralen Aussparung 22′ mit konvergierenden Seitenwänden 24′, die zu einem Boden 26′ führen, wobei der Boden Ausrichtungsrippen 27′ für die exakte Posi­ tionierung des Chips 18′ aufweisen kann. An der Basis der konvergierenden Seitenwände 24′ sind mehrere durchgehende Schlitze 30′ vorgesehen, die zum Aufneh­ men einer federnd nachgiebigen elektrischen Zwischen­ verbindungseinrichtung 32′, wie zum Beispiel eines elastomeren Verbinders, vorgesehen sind. Ein elastome­ rer Verbinder zur Verwendung in diesem Zusammenhang ist der im Handel erhältliche Verbinder von der be­ reits genannten Firma AMP Incorporated, der unter dem bereits genannten, eingetragenen Warenzeichen AMPLI- FLEX vertrieben wird. Wie bereits erwähnt wurde, be­ stehen diese Verbinder, die für auf einer Oberfläche anzubringende Zwischenverbindungssysteme gedacht sind, aus einer dünnen flexiblen Polyimidfolie, auf der durch Ätzen gebildete elektrische Schaltungseinrich­ tungen vorhanden sind und die um einen weichen nicht­ leitenden Kern zum Beispiel aus Silikon gewickelt sind, wobei der Kern derart ausgebildet ist, daß er einer permanenten Verformung unter Langzeitkompression widersteht.

Der Rahmen 12′ um die umfangsmäßig umlaufende Wand 20 herum ist mit einer Anzahl von Durchgangslöchern 34′ versehen, von denen jedes eine mit Gewinde versehene Befestigungseinrichtung 36′ zum Befestigen des Rahmens an der elektronischen Vorrichtung 14′ aufweist. Die Löcher 34′ beinhalten einen ausgesparten Kopfbereich, so daß die Befestigungseinrichtungen 36′ vollständig darin aufgenommen werden und sich eine kontinuierliche planare Oberfläche 37′ ergibt, auf der das Kraftbeauf­ schlagungselement 16′ zum Aufliegen kommt. Außerdem sind entlang des äußeren Rands der umfangsmäßig umlau­ fenden Wand 20′ eine Anzahl in integraler Weise ange­ formter Verriegelungsarme 38′ vorgesehen. Die Arme sind an der Basis 39′ angeformt, wobei um ihren oberen Bereich herum ein Abstand 40′ vorgesehen ist, so daß sich die Arme 38′ von dem Körper der Wand wegbiegen lassen. Von jedem Arm ragt eine Verriegelungsschulter 41′ nach innen, wobei die Funktion derselben aus der nachfolgenden Beschreibung der Montagesequenz unter Bezugnahme auf die Fig. 18 bis 21 noch deutlicher wird. Wie außerdem am besten in Fig. 17 zu sehen ist, ist die Unterseite der umfangsmäßig umlaufenden Wand 20′ mit mehreren Ausrichtungsvorsprüngen 42′ versehen, die in komplementären Löchern 44′ in der elektroni­ schen Vorrichtung 14′ aufgenommen werden, um eine Aus­ richtung des Rahmens und des Chips mit den Schaltungs­ einrichtungen der elektronischen Vorrichtung 14′ zu erzielen.

Wie bekannt ist, besitzt der integrierte Schaltungs­ chip 18′ typischerweise einen rechtwinkligen Körper 50′ mit einem darauf befindlichen, vorgewählten Schal­ tungsmuster sowie eine Vielzahl von Anschlußleitungen 52′, die sich von dem Körper 50′ wegerstrecken. Die Anschlußleitungen 52′ sind L-förmig und besitzen einen ersten Schenkel 54′ mit einem End- oder Kontaktbereich 56′, der zu dem ersten Schenkel 54′ rechtwinklig aus­ gebildet ist, wobei die Anschlußleitungen aufgrund ihres Kontakts mit der elektrischen Zwischenverbin­ dungseinrichtung 32′ den Chip in dem System tragen.

Bei dem aus einem dielektrischen Material, wie zum Beispiel Kunststoff, durch Formen hergestellten Kraftbeaufschlagungselement 16′ handelt es sich im wesentlichen um ein planares Element, das dazu ausge­ legt ist, über dem in dem Rahmen enthaltenen Chip 18′ angeordnet zu werden sowie auf der Rahmenoberfläche 37′ aufzuliegen. Das Kraftbeaufschlagungselement 16′ kann eine zentrale Öffnung 58′ aufweisen. Außerdem sind um den Umfang des Elements herum mehrere Ausspa­ rungen 16′ vorgesehen, die hinsichtlich ihrer Anord­ nungsstelle mit den jeweiligen Verriegelungsarmen 39′ ausgerichtet sind. Jede solche Aussparung weist ent­ lang ihrer inneren Wand 62′ eine Schulter 64′ auf, die von der oberen Oberfläche 66′ des Elements 16′ zurück­ gesetzt ausgebildet ist. Wie in Fig. 17 zu sehen ist, stehen von der unteren Oberfläche 68′ des Elements 16′ mehrere Rippen 70′ nach unten weg, deren Länge im we­ sentlichen erstreckungsgleich mit der Anordnung der Chipleitungen 52′ ist. Außerdem sind diese Rippen 70′ derart um das Element 16 herum angeordnet, daß in einer vormontierten Position die Rippen über einem Bereich der konvergierenden Seitenwände 24′ liegen. Die Rippen sind zwar aus einen relativ steifen Kunst­ stoffmaterial gebildet, biegen sich jedoch, wenn eine seitliche Kraft auf diese ausgeübt wird.

Die Fig. 18 bis 21 zeigen jeweils die Schritte beim Zusammenbauen des erfindungsgemäßen Fassungssystems. In diesen Figuren ist zu erkennen, daß der Chip 18′ auf dem Rahmenboden 26′ angeordnet ist und daß sich die Chipleitungen 52′ in den jeweiligen Schlitzen 30′ befinden, wobei die Leitungsendbereiche über der Zwi­ schenverbindungseinrichtung 32′ liegen und sich in Kontakt mit dieser befinden. Zum Zusammenbauen des Fassungssystems wird das Kraftbeaufschlagungselement 16′ in Richtung auf den Rahmen 12′ gerichtet (Fig. 18), und wenn es sich dann in Kontakt mit diesem be­ findet (Fig. 19), liegen die Rippen 70′ an den kon­ vergierenden Wänden 24′ in der Nähe der Verbindungs­ stelle 72′ der Wände 24′ und der Schlitze 30′ an. Bei der weitergehenden Bewegung des Kraftbeaufschlagungs­ elements 16′ auf den Rahmen 12′ zu verursachen die konvergierenden Wände 24′ eine steuerflächenartigen Bewegung der Rippen 70′ in Richtung auf sowie in die Schlitze 30′ hinein (Fig. 20), wie dies durch den kleinen Richtungspfeil angedeutet ist. Beim Eintreten der jeweiligen Rippe in den zugehörigen Schlitz 30′ übt das Ende der Rippe eine seitliche Kraft auf die Chipleitungen aus, und zwar insbesondere auf die ersten Schenkel 54′, wobei sie einen Schleifvorgang auf den Anschlußleitungen ausführt und eine Ausrich­ tung der Anschlußleitungen in bezug auf den darunter­ liegenden elastomeren Verbinder bewirkt. Gleichzeitig mit diesem Vorgang wirken die jeweiligen Verriege­ lungsarme 38′ mit den Schultern 64′ zusammen, um die Arme 38′ nach außen zu biegen, bis sich die Verriege­ lungsarme 38′ über die Schultern 64 hinwegbewegen können und in Verriegelungseingriff mit diesen zurück­ federn (Fig. 21). Fig. 22 zeigt eine vollständige Schnittansicht des zusammengebauten Fassungssystems. Es ist zu erkennen, daß die Rippen 70′ nach innen gegen die Leitungsschenkel 54′ gebogen bleiben und eine anhaltende seitliche Kraft auf diese ausüben, während sie außerdem eine senkrechte Kraft auf die mit der federnd nachgiebigen Zwischenverbindungseinrich­ tung 32′ in Kontakt befindlichen Leitungskontaktberei­ che 56′ ausüben, wodurch sie die Kontaktbereiche 56′ mit entsprechenden Leiterbahnen bzw. Anschlußflächen auf der elektronischen Vorrichtung 14′ elektrisch ver­ binden.

Fig. 23 zeigt eine Perspektivansicht eines vormon­ tierten Fassungssystems gemäß der Erfindung. In Fig. 23 ist zu erkennen, daß die zum Zusammenbauen dienen­ den Befestigungseinrichtungen 36′ in den Löchern 34′ vertieft angeordnet sind, so daß sich eine ebene Oberfläche 37′ zum Aufnehmen des Kraftbeaufschlagungs­ elements 16′ ergibt.

Claims (10)

1. Chipträgersystem (10) zur Anbringung an einer er­ sten planaren elektronischen Vorrichtung (14), wobei die erste planare elektronische Vorrichtung (14) eine daran angebrachte planare, elektrische Zwischenverbindungs-Grenzflächeneinrichtung (52) besitzt und wobei das Chipträgersystem folgendes aufweist: einen Rahmen (12) mit einem umlaufenden Körperbereich, der durch eine obere und eine unte­ re planare Oberfläche definiert ist, eine Ausspa­ rung (50) in der unteren planaren Oberfläche zum Aufnehmen der planaren elektrischen Zwischenver­ bindungs-Grenzflächeneinrichtung, eine zentrale Aussparung (22), die in einem Boden (26) endet und zum Aufnehmen einer zweiten planaren elektroni­ schen Vorrichtung (18) ausgelegt ist, die sich von dieser wegerstreckende Anschlußleitungen, sich von der oberen planaren Oberfläche zu dem Boden nach unten erstreckende konvergierende Seitenwände (24) sowie eine Anzahl durchgehender Schlitze (30) zum Aufnehmen der Anschlußleitungen aufweist, sowie ein Kraftbeaufschlagungselement (16), das zur Aus­ übung einer senkrechten Kraft auf die zweite pla­ nare elektronische Vorrichtung (18) sowie zur me­ chanischen Befestigung an dem Rahmen ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftbeaufschla­ gungselement (16) eine Anzahl von Rippen (70) auf­ weist, die dazu ausgelegt sind, über Bereichen der konvergierenden Seitenwände (24) angeordnet zu werden, so daß beim Ineingriffbringen des Kraft­ beaufschlagungselements (16) mit dem Rahmen (12) die mit den konvergierenden Seitenwänden (24) in Berührung tretenden Rippen (70) steuerflächenartig nach innen in Kontakt mit den Anschlußleitungen der zweiten planaren elektronischen Vorrichtung (18) bewegt werden und eine senkrechte Kraft auf die Anschlußleitungen ausüben und diese in Kontakt mit einer federnd nachgiebigen elektrischen Ver­ bindereinrichtung (32) bringen, die der planaren elektrischen Zwischenverbindungs-Grenzflächen­ einrichtung (52) zugeordnet ist.

2. Chipträgersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen aus einem ersten Schenkel in der Nähe einer Wand des jeweiligen Schlitzes sowie aus einem dazu rechtwinkligen zweiten Schenkel bestehen, der sich mit der federnd nachgiebigen elektrischen Verbin­ dereinrichtung in Kontakt befindet, und daß in der zusammengebauten und befestigten Position die Rip­ pen eine seitliche Kraft auf die ersten Schenkel und eine senkrechte Kraft auf die zweiten Schenkel ausüben.

3. Chipträgersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen eine Anord­ nung querverlaufender Erhebungen und Täler bein­ halten, durch die sie die Anschlußleitungen bei der Anbringung des Kraftbeaufschlagungselements voneinander trennen und festlegen.

4. Chipträgersystem nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder durchgehende Schlitz eine Seitenwand aufweist und daß eine An­ zahl einander abwechselnder Erhebungen und Täler vorgesehen ist, wobei eine jeweilige Anschluß­ leitung innerhalb eines entsprechenden Tales fest­ gelegt ist und die Anschlußleitungen dadurch in wirksamer Weise mit komplementären Anschlußlei­ tungen oder Leiterbahnen auf der federnd nachgie­ bigen elektrischen Verbindereinrichtung ausgerich­ tet sind.

5. Chipträgersystem nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die planare elektri­ sche Zwischenverbindungs-Grenzflächeneinrichtung eine Ausrichtungseinrichtung zum jeweiligen Aus­ richten derselben mit der ersten planaren elektro­ nischen Vorrichtung und dem Rahmen aufweist.

6. Chipträgersystem nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die planare elektri­ sche Zwischenverbindungs-Grenzflächeneinrichtung eine Anzahl durchgehender Schlitze zum Aufnehmen der federnd nachgiebigen elektrischen Verbinder­ einrichtung aufweist, wobei die Grenzflächen­ einrichtungs-Schlitze mit den jeweiligen Schlitzen in dem Körperbereich ausgerichtet sind.

7. Chipträgersystem nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die federnd nachgiebi­ ge elektrische Verbindereinrichtung eine dünne flexible dielektrische Schicht umfaßt, die darauf durch Ätzen gebildete elektrische Schaltungsein­ richtungen aufweist und um einen elastomeren Kern gewickelt ist.

8. Chipträgersystem nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite planare elektronische Vorrichtung einen rechtwinkligen Körperbereich mit sich von dem Umfang des Körper­ bereichs wegerstreckenden Anschlußleitungen auf­ weist, und daß die Länge einer jeweiligen Rippe im wesentlichen erstreckungsgleich mit einer jeweili­ gen Seite des Körperbereichs ist.

9. Chipträgersystem nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei vollständigem In­ eingriffbringen des Kraftbeaufschlagungselements mit dem Rahmen die Rippen eine Schleifwirkung auf den jeweiligen ersten Schenkeln bewirken.

10. Chipträgersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Körperbereich der zweiten planaren Vorrichtung von dem Rahmenboden beabstandet ist, und daß der Körperbereich in dem System dadurch gehaltert ist, daß sich die An­ schlußleitungen in Kontakt mit der federnd nach­ giebigen elektrischen Zwischenverbindungseinrich­ tung befinden.