DE2851749A1

DE2851749A1 - Anordnung zum packen von moduln mit monolithischen integrierten halbleiterschaltungen

Info

Publication number: DE2851749A1
Application number: DE19782851749
Authority: DE
Inventors: Larry Robert Finch; Joseph Donald Roche; Paul Marshall Rogers
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1977-12-19
Filing date: 1978-11-30
Publication date: 1979-06-21
Also published as: GB2010600B; CA1109953A; IT1160291B; JPS5487872A; DE2851749C2; JPS5714599B2; FR2412229A1; IT7830410A0; FR2412229B1; GB2010600A; US4155109A

Description

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

ne/se

Anordnung zum Packen von Moduln mit monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen ' ~ ' i

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Packen von Moduln mit monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen, ι ;die ein rasches Austauschen der Module ermöglicht, die sich ' zum Teil auf Schaltkarten befinden, die ihrerseits senkrecht j auf mit Steckerstiften versehene Grundkarten erster Art aufsteckbar sind und zum Teil direkt auf ebenfalls mit Stecker- j stiften Vi^ ^nenen Grundkarten zweiter Art angeordnet ! isind.

. j

In kleinen Computersystemen von der Größe eines Schreibtisches j müssen alle verfügbaren Speicherschaltkarten und sonstigen Schaltkarten benutzt werden, um die Kosten für den Entwurf des Systems gering zu halten. Das logische Herz dieser Systeme sind große Grundkarten zweiter Art, auf denen die Module direkt angeordnet sind, was die geringsten Kosten für das Packen der monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen aus der jSicht des Entwurfs, der Herstellung und des Testens verursachen. Diese Grundkarten zweiter Art sorgen für die erforderlichen Speicherfunktionen sowie für die logische und Rechenfunktionen eines kleinen Computersystems und sie sind daher größer und tragen mehr Komponenten in einer Ebene als das bei üblichen gedruckten Schaltungen der Fall ist. Auch werden die großflächigen Grundkarten zweiter Art an ihren planaren Oberflächen untereinander verbunden, während übliche mit gedruckten Leiterzügen versehene Schaltkarten im allgemeinen längs einer Kante miteinander verbunden werden.

bisher wurden diese Grundkarten zweiter Art mit dem Computer-EN"977 020

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system über Kabel verbunden und sie waren in der Maschine an einer Stelle befestigt, die weit von der Stelle entfernt war, an der eine Schaltkarte senkrecht auf eine Grundkarte erster Art aufgesteckt wurde. Dies erforderte ein teures ¹Packungsverfahren* Auch das Entfernen solcher Grundkarten zweiter Art beim Austausch erwies sich als sehr beschwerlich, ι zeitraubend und teuer. Die komplizierte Verkabelung mußte i abgetrennt werden und die Grundkarte zweiter Art aus dem Maschinenrahmen ausgeschraubt werden, was im allgemeinen etwa eine Stunde erforderte. Es wurde offensichtlich, daß für niedrigst mögliche Gesamtkosten eines Systems eine vollständig integrierte Packungsanordnung benötigt wurde, bei der Grundkarten zweiter Art leicht und rasch eingesetzt ^! oder herausgenommen werden konnten. :

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Anordnung zum Packen monolithisch integrierter Halblei- j terschaltungen anzugeben, bei der das Austauschen von groß- j flächigen Grundkarten zweiter Art innerhalb einer Minute möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, die durch die in dessen Kennzeichen genannten Merkmale charakterisiert ist.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben, j von denen zeigen: j

Fig. 1 eine längengetreue Ansicht der auseinanderge-

zogenene erfindungsgeraäßen Anordnung zum Packen monolithisch integrierter Halbleiterschaltungen,

Fig. 2 eine Teilansicht eines Zwischengliedes, die

dessen Kleinschaltkarte mit gedruckten Leitersügen und einige ihrer Federkontakte zeigt,

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Fig» 3 eine längengetreue Ansicht einer Grundkarte , zweiter Art in verriegelter Position und

Fig. 4 eine längengetreue Ansicht einer Grundkarte zweiter Art in entriegelter Position.

. In Fig. 1 ist ein metallisches Rahmengestell 10 dargestellt, i das drehbar am Computer befestigt ist und das die Anordnung ' aus Grundkarten erster und zweiter Art trägt. Das Rahmengestell weist einen Gehäuseteil 11 auf, der geeignet ist, um j eine Grundkarte 12 erster Art mit gedruckten Leiterzügen und I eine Reihe von senkrecht darauf aufgesteckten Schaltkarten 13 mit gedruckten Leiterzügen aufzunehmen, die die elektronischen Komponenten 14 tragen. Die mit gedruckten Leiterzügen I versehenen Schaltkarten sind auf einer Seite der Grundkarte j erster Art nebeneinander angeordnet und sind elektrisch damit in bekannter Weise durch Randkontakte verbunden, die die Eingangs-/Ausgangsstifte der Grundkarte erster Art steckbar aufnehmen. Die Anordnung aus der Grundkarte erster Art j mit senkrecht aufgesteckten Schaltkarten paßt in den Gehäuse-I teil 11 und wird daran mit Schrauben 15 befestigt.

[Auf der anderen Seite der Grundkarte erster Art befinden !sich eine Reihe von Eingabe-/Ausgabestiften 16 und längs jeder vertikalen Kante der Grundkarte befindet sich ein lZwischenglied-'17, das steckbar mit den Eingangs-/Ausgangsstiften auf der Grundkarte verbunden ist.

IWie in Fig„ 2 dargestellt ist, enthalten die Zwischenglieder eine Schaltkarte mit gedruckten Leiterzügen 18, die eine Reihe von Kontaktfedern 19 aufweist, die längs einer Kante auf beiden Seiten der Schaltkarte aufgelötet sind. Jede Reihe von Federjkontakten ist von einem Gehäuse 20 umhüllt, das Sockelöff manger ι 121 aufweist zum Einstecken der Eingangs-/Ausgangsstifte zwecks jKontaktierung der Federkontakte. Die Zwischenglieder 17 wer-I den von Aufnahmegliedern 22 aufgenommen, die ihrerseits mit

ι -

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!Schrauben 23 an der Grundkarte befestigt sind. Die Aufnahmeglieder dienen der Ausrichtung der Zwischenglieder und

halten diese an ihrem Platz»

Pie Zwischenglieder 17 dienen dazu, die Eingangs-/Ausgangs-Stifte auf der Grundkarte 12 erster Art mit entsprechenden
E±ngangs-/Ausgangsstiften auf einer Grundkarte 24 zweiter Art ; $u verbinden, die auf einer Seite eines rechteckigen Versteif ungsrahmens 25 befestigt wird» Jedes Aufnahmeglied 22 , {/eist einen an ihm befestigten Führungsstift 26 auf und der
Versteifungsrahmen 25 ist mit einem horizontalen Schlitz 27 .' an jeder vertikalen Seite versehen, so daß der Versteifungstrahmen längs der Führungsstifte bewegt werden kann und die
3ingangs-/Ausgangsstifte auf der Grundkarte 24 zweiter Art,
lie den Eingangs-/Ausgangsstiften 16 auf der Grundkarte
erster Art gleichen, befinden sich in positiver Ausrichtung : mit den Zwischenglledern und eine Stiftbeschädigung wird j sei der Kontaktgabe verhindert. Schlitze 48 und 50 sind i vorgesehen, um für eine Orientierung der Grundkarte zweiter
.^rt zu sorgen, um die elektrische Unversehrtheit aufrechtzuerhalten. Anstelle der Verwendung von horizontalen Schlitzen , icann ein geeignetes Führungsloch vorgesehen werden an jeder ^! Vertikalen Seite des Versteifungsrahmens, das auf die Führungs-' Stifte 26 paßt. Der Versteifungsrahmen 25 weist eine Reihe ^;

yon Fenstern 28 auf, um die Kühlung der auf der Grundkarte :

feweiter Art befestigten Baugruppen zu erleichtern. j

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:3ei dem dargestellten Äusführungsbeispiel enthält die Anprdnung zu Packen monolithisch integrierter Halbleiter- ; schaltungen in ähnlicher Weise eine zweite Grundkarte 29 ^; zweiter Art, die auf einer Seite eines rechteckförmigen ' Versteifungsrahmens 30 befestigt ist. Ebenso ist ein weiteres
]?aar von Zwischengliedern 31 vorgesehen _s die die gleichen
^ind wie das Zwischenglied 17. Die Zwischenglieder 31 v/erden ι |.n Äufnahmegliedern 32 befestigt, die ihrerseits auf dem

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; j

. Versteifungsrahmen 25 aufsitzen und durch Schrauben 33 '

befestigt werden, so daß die Zwischenglieder 31 steckbar in J

Kontakt mit den Eingangs-/Ausgangsstiften auf der Grundkarte ! 24 zweiter Art in Kontakt kommen. Der Versteifungsrahmen 30 ist

auch mit einem horizontalen Schlitz 34 oder einem geeigneten !

Führungsloch auf jeder vertikalen Seite versehen, so daß der j

Versteifungsrahmen entlang der Führungsstifte 26 bewegt ι

werden kann und die Eingangs-/Ausgangsstifte der Grundkarte ' 29 zweiter Art richtig ausgerichtet sind, um in die Zwischen-

;glieder 31 eingesteckt zu werden» I

Wie vorher erwähnt wurde, ist eine Hebelanordnung vorgesehen, j die die Grundkarten zweiter Art ver- und entriegelt und die jdie Kontaktkräfte der Federkontakte in den Zwischengliedern 'überwindet. Oben am Rahmengestell 10 sind mittels Schrauben 35 'zwei Arretierblöcke 36 befestigt, einer auf jeder Seite des !Rahmengestells. Ebenso sind in der Nähe des Bodens des Rahmeniges teilt zwei Stützträger 37 befestigt, die mit den Arretier- !blöcken ausgerichtet sind. Jeder Arretierblock und jeder jstütztträger weist zwei Löcher 38 auf, wobei die Löcher in den :Arretierblöcken mit den in den Stützträgern ausgerichtet sind. !Die Arretierblöcke und Stutζträger tragen vier drehbare Hebel 39, 40, 41 und 42. Die oberen Enden der Hebel passen in die

jLöcher in den Arretierblöcken und die unteren Enden in die Löcher in den Stützträgern,, wobei die Hebel 39 und 40 einander ,gegenüber angeordnet sind zum Zusammenwirken mit dem Verstei- |fungsrahmen 25 und die Hebel 41 und 42 einander gegenüber angeordnet sind zum Zusammenwirken mit dem Versteifungsrahmen 30»

'[Jeder Hebel ist mit zwei hakenförmigen Verriegelungsfingern 43 (versehen und eine Feder 44 ist am Ende jedes Hebels vorgesehen, !die sich zwischen dem unteren Verriegelungsfinger 43 und dem Stützträger 37 derart erstreckt, d.~3 alle Hebel nach oben [vorgespannt sind und ein sich an jedem Hebel seitlich erstrek- !cender Arm 45 gegen die vD.tere Fläche des zugeordneten

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Arretierblocks drückt» Die Unterseite jedes Arretierblocks ist mit zwei tiefen und swei flacheren Einschnitten 47

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BAD ORIGINAL

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sich die Verriegelungsfinger des inneren Satzes von Hebeln 39 und 40 in diesen Schlitzen. Die Arme an den Hebeln 39 und I40 werden jetzt aus den tiefen Einschnitten 46 nach unten 'gedrückt, um die Finger nach unten in die vertikalen Schlitze I49 und 51 des Versteifungsrahmens zu bringen, wie das in Fig. 3 dargestellt ist. Darin werden die Hebel gedreht, um ihre Arme in die flachen Einschnitte 47 zu bringen. Diese Bewegung bewirkt, daß die Finger mit den vertikalen Schlitzen zusammenwirken, um die Grundkarte 24 zweiter Art und den Versteifungsrahmen 25 gegen die Zwischenglieder 17 mit genügender Kraft zu bewegen, um die Kontaktkraft der Federkontakte zu überwinden, wodurch die Eingangs-/Ausgangsstifte der Grundkarte zweiter Art in Eingriff mit den Federkontakten der Zwischenglieder 17 gelangen. Die Arme der Hebel 39 werden durch Federvorspannung in den flachen Einschnitten gehalten und sorgen für eine Verriegelung, um die Grundkarte 24 zweiter Art zurückzuhalten.

Das Einsetzen der zweiten Grundkarte 29 zweiter Art und des Versteifungsrahmens 30 und die Betätigung der zugeordneten Hebel 41 und 42 wird in der gleichen Weise ausgeführt, wie das oben beschrieben wurde, um die Eingangs-/Ausgangsstlfte auf der Grundkarte zweiter Art in Eingriff mit den Federkontakten der Zwischenglieder 31 zu bringen.

Um die Grundkarten zweiter Art aus der Anordnung zu entfernen, wird zuerst die Grundkarte 29 entfernt durch Herabdrücken der Arme 45 der Hebel 41 und 42 aus den flachen Einschnitten 47 und durch Drehen der Hebel, um dl© Arme in die tiefen Einschnitte 4β au bringen. Das Drehen der Hebel In dieser Richtung bewirkt, daß die Finger mit den vertikalen Schlitzen zusammenwirken, um den Versteifungsrahmen 30 von den Zwischengliedern 31 wegzubewegen, um die Eingangs-/Ausgangsstifte von ihnen zu lösen. Diese Bewegung bringt die Hebel auch in die erhöhte Lage, in der die Verriegelungsfinger 43 aus den

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vertikalen Schlitzen 49 und 51 heraus- und in die horizontalen Schlitze 48 und 50 des Versteifungsrahmens 30 hineinbewegt werden, wie das in Fig. 4 dargestellt ist. Der Versteifungsrahmen ist nun entriegelt und die Grundkarte zweiter Art und der Versteifungsrahmen können leicht von den Führungsstiften 46 entfernt werden. Die gleiche Betätigung der Hebel 39 und 40 entriegelt die Grundkarte 24 zu deren Entfernung.

Das Rahmengestell 10 ist mit einer Öffnung 52 für den Zugriff ' zu den Schaltkarten mit gedruckten Leiterzügen versehen und j es ist bei 53 drehbar gelagert, um den Zugriff sowohl zu den Schaltkarten mit gedruckten Leiterzügen als auch den Grundkarten zu erleichtern.

Die beschriebene Packungsanordnung stellt eine vollständig integrierte Packungsanordnung bei den niedrigst möglichen Systemgesamtkosten dar. Das Hebelsystem ist als eine Montageuntergruppe in den Systemrahmen eingegliedert, wo es höchst kosteneffektiv ist. Die Grundkarten zweiter Art werden zwangsläufig und ohne Fehler montiert durch Aufsitzen auf die Führungsstifte und mit Hilfe von Hebelwirkung. Ein wichtiges Merkmal des vorliegenden Hebelsystems besteht darin, daß es einen mechanischen Vorteil bietet, durch den es in der Lage ist, Kontaktkräfte der Federkontakte von über 45 kg zu überwinden, was beim Einsetzen und Herausnehmen der Grundkarten erforderlich ist. Außerdem erlaubt es das Entfernen und Ersetzen von Grundkarten innerhalb einer Minute anstelle der früher erforderlichen Zeit von einer Stunde. Das vorliegende Ausftihrungsbeispiel zeigt die Verwendung von zwei Grundkarten zweiter Art. Es können jedoch mehr als zwei Grundkarten zweiter Art montiert werden, um eine größere Packungsanordnung herzustellen.

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leerseite

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

i1. ; Anordnung zum Packen von Moduln mit monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen, die ein rasches Austauschen der Module ermöglicht, die sich zum Teil auf Schaltkarten befinden, die ihrerseits senkrecht auf mit Steckerstiften versehene Grundkarten erster Art aufsteckbar sind und zum Teil direkt auf ebenfalls mit Steckerstiften
versehenen Grundkarten zweiter Art angeordnet
sind, gekennzeichnet durch

a) von jeweils zwei Gehäusen (22; Fig. 1) aufgenommene und mit steckbaren Kontaktfedern (19; Fig. 2) versehene
Kleinschaltkarten (18), die zusammen mit ihren Gehäusen Zwischenglieder (17) bilden, über die parallel zueinander angeordnete Grundkarten miteinander verbind- ι bar sind,

b) eine drehbar gelagerte Hebelvorrichtung (39, 40, 41, 42) zur Überwindung der Federkontaktkraft beim Einstecken _; der Kontaktstifte einer Grundkarte in die Kontaktf edernj der Zwischenglieder und '

c) eine Arretiervorrichtung (36) zum Arretieren der Hebel-! vorrichtung, um die Steckerstifte auf den Grundkarten
in Kontakt mit den Federkontakten der Zwischenglieder
zu halten.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine Grundkarte erster Art in einem Rahmengestell (11) befestigt ist und j ede Grundkarte zweiter Art von einem rechteckigen Versteifungsrahmen (25, 30) getragen wird,I

b) Führungsstifte (26) auf den Gehäusen für die Zwischen-

. glieder angebracht sind, die es ermöglichen, die Grundj karten zweiter Art in unmittelbare Nähe zu den auf die : Unterseite der Grundkarte erster Art aufgesteckten

Zwischengliedern zu bringen,
ι c) längs jedes Versteifungsrahmens ein Paar von Hebeln angeordnet ist, die drehbar am Rahmengestell gelagert

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sind, sich längs der senkrechten Seitenkanten des Versteifungsrahmen erstrecken und dem Einstecken und Herausziehen der Steckerstifte der Grundkarten zweiter Art in die Federkontakte der Zwischenglieder dienen.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel auch in vertikaler Richtung beweglich sind und mindestens ein vertikaler Schlitz an jeder senkrechten Seitenkante des Versteifungsrahmens vorgesehen ist und jeder Hebel mindestens einen hakenförmigen Verriegelungsfinger (43) aufweist und so betätigbar ist, daß der Verriegelungsfinger in den vertikalen Schlitzen ruht und ein Hebelpaar den Versteifungs-

: rahmen und die Grundkarte zweiter Art so bewegen, daß ihre Steckerstifte mit den Federkontakt^ der Zwischenglia-

¹ der verbunden oder davon getrennt werden.

'4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hebel im oberen Teil einen sich hoi rizontal erstreckenden Arm (45) und im unteren Teil eine ι Feder (44) aufweist, die den Hebel nach oben drückt und

daß die Arretiervorrichtung von am Rahmengestell be- , festigten Blöcken (36) gebildet wird, die Einschnitte ¹ aufweisen, in denen die Arme der Hebel ruhen und diese verriegeln.

Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder vertikale Schlitz im Versteifungs-

^! rahmen mit einem darüber befindlichen horizontalen (48, ι i

50) in Verbindung steht, in dem sich der vorspringende ί

! Finger des Hebels befindet, wenn der Versteifungsrahmen [

¹ sich in unmittelbarer Nähe zu den Zwischengliedern befin-, ι '

! det und aus dem heraus er in den vertikalen Schlitz bei ί

I einer Abwärtsbewegung des Hebels gelangt, während der '

j I

Arm des Hebels von einem Einschnitt der die Arretiervor- , I I

, richtung bildenden Blöcke aufgenommen wird. |

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