DE3328851A1 - Verfahren zur montage und durchverbindung einer vielzahl von integrierten schaltungsmodulen oder chips und anordnung derselben - Google Patents
Verfahren zur montage und durchverbindung einer vielzahl von integrierten schaltungsmodulen oder chips und anordnung derselbenInfo
- Publication number
- DE3328851A1 DE3328851A1 DE19833328851 DE3328851A DE3328851A1 DE 3328851 A1 DE3328851 A1 DE 3328851A1 DE 19833328851 DE19833328851 DE 19833328851 DE 3328851 A DE3328851 A DE 3328851A DE 3328851 A1 DE3328851 A1 DE 3328851A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- substrate
- chips
- modules
- arrangement according
- parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
- H05K1/189—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components characterised by the use of a flexible or folded printed circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
- H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
- H01L23/145—Organic substrates, e.g. plastic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
- H01L23/5383—Multilayer substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
- H05K1/182—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
- H05K1/184—Components including terminals inserted in holes through the printed circuit board and connected to printed contacts on the walls of the holes or at the edges thereof or protruding over or into the holes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/03—Conductive materials
- H05K2201/0332—Structure of the conductor
- H05K2201/0388—Other aspects of conductors
- H05K2201/0397—Tab
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/04—Assemblies of printed circuits
- H05K2201/041—Stacked PCBs, i.e. having neither an empty space nor mounted components in between
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/06—Thermal details
- H05K2201/064—Fluid cooling, e.g. by integral pipes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/09—Shape and layout
- H05K2201/09009—Substrate related
- H05K2201/09072—Hole or recess under component or special relationship between hole and component
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
- H05K2201/10378—Interposers
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
- H05K2201/10621—Components characterised by their electrical contacts
- H05K2201/10674—Flip chip
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
- H05K2201/10621—Components characterised by their electrical contacts
- H05K2201/10689—Leaded Integrated Circuit [IC] package, e.g. dual-in-line [DIL]
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/20—Details of printed circuits not provided for in H05K2201/01 - H05K2201/10
- H05K2201/2009—Reinforced areas, e.g. for a specific part of a flexible printed circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0058—Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K3/4092—Integral conductive tabs, i.e. conductive parts partly detached from the substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Combinations Of Printed Boards (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
J.A.Scarlett-4
Verfahren zur Montage und Durchverbindung einer Vielzahl
von integrierten Schaltungsmodulen oder Chips
und Anordnung derselben.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage und
Durchverbindung einer Vielzahl von integrierten Schaltungsmodulen oder Chips, und eine eine hohe Packungsdichte von integrierten Schaltungsmodulen oder Chips zulassende Ano rdnung.
Durchverbindung einer Vielzahl von integrierten Schaltungsmodulen oder Chips, und eine eine hohe Packungsdichte von integrierten Schaltungsmodulen oder Chips zulassende Ano rdnung.
Mit der Zunahme der Komplexität von integrierten HalbleiterschaItungen
oder Chips, nehmen auch die Probleme für die Montage, die Zusammenschaltung und die Kühlung der
Chips zu. In irgendeinem System oder einem Teilsystem, das mehr als zwei Dutzend Chips mit hoher Signa Iverarbeitungsgeschwindigkeit
verwendet, ist es wahrscheinlich, daß die
Zusammenschaltung und die Kühlung das Scha It verhaIten und die Zuverlässigkeit des Systems beeinflußt.
Zusammenschaltung und die Kühlung das Scha It verhaIten und die Zuverlässigkeit des Systems beeinflußt.
-8-
J.A.Scarlett-4
Es hat sich in großen Systemen schon eingebürgert, daß
diese in ebene Baugruppen geteilt werden/ in denen die Chips in DIP-AusfDh rung (dual in Line packages), Chips in
flachem Gehäuse (flat packs) oder auf Chip-Trägern auf ge-
druckten Schaltungsplatten mit etwa 50 bis 200 integriei—
ten Schaltungen pro Platte montiert sind. Die Platten sind in einen zurückliegenden Verdrahtungsrahmen gesteckt, der
eine dritte Dimension von Verbindungen an einer Seite oder
einem Ende des Gerätes bildet. Wenn eine Luftkühlung nicht
mehr angemessen erscheint, wird eine anlagenspezifische
Kühlung angewendet, die aus einem Wärme ableitenden Pfad (gewohnlich aus Metall) von den Chip- Gehäusen zu dem
äußeren Rahmen der Einheit besteht. Solche Wärmeleiter sind gewöhnlich unwirksam, da ein schlechter Wärmekontakt
zwischen dem Chip- Träger, den Chips mit flachem Gehäuse
oder den DIP- Ausführungen und den metallischen Wärmeleitern
und auch ein schlechter Wärmekontakt zwischen den Wärmeleitern und dem Rahmen der Einheit besteht. In der
Zunahme der Dichte der Chips und in der Anzahl der in
großen Systemen verwendeten Chips ergeben sich teure Mehrlagenscha
It ρ Latten, verbunden mit sorgfältig ausgeführten
Metallarbeiten, u-m die notwendigen Wärmeleiter von den
Chips zu der das Gehäuse umgebenden Luft vorzusehen, die sich in der Gegenwart und in naher Zukunft praktischen
Grenzen der Fertigungstechnologie nähern.
So, wie die Anzahl der Chips auf einer gegebenen ebenen Unterlage zunimmt, liegt das Hauptproblem nicht so sehr in
der Anpassung bzw. Unterbringung der Leitungen, die zu den
-9-
einzelnen Chips geführt werden müssen/ sondern in der
Freilassung von Räumen für solche Leitungen, die am Montageplatz vorbeiführen müssen, ohne selbst mit dem Chip Kontakt zu haben. Die MehrlagenschaItungsplattentechno logie
erlaubt es solche Schaltungen unterzubringen, aber unter
Verursachung bet rächt Ii eher Kosten.
Die Verwendung von einer ebenen ZweilagenschaItung mit
Durchverbindungen und mit sogenannten "x-y-Koordinaten
Auslegung", bei der alle Leitungen auf einer Seite der
Verbindung im wesentlichen parallel verlaufen, mit Leitungen auf der anderen Seite, die diese orthogonal kreuzen und Diagonalverbindungen durch die Verwendung einer
Länge der Verbindung an jeder Seite herstellen, und Leitungen durch die Locher an deren Trennstelle aufweisen, um
eine L-formige Verbindung herzustellen, erlaubt es, jedes
erdenkliche, verbindende Schaltungsmuster herzustellen.
Wie auch immer, im praktischen Fall müssen die Leitungen
entweder sehr dünn ausgeführt werden oder der Raum, der
für die Durchschaltung benötigt wird, muß, relativ zu der
Große der Chips, die untereinander zu verbinden sind, groß
sei n.
Die Verwendung einer Vielfalt von ebenen Karten oder Platten, die entweder zweiseitig oder in Mehrlagentechnik ausgeführt sind, die alle in einen eine dritte Dimension bildenden Verdrahtungsrahmen gesteckt sind, er
gibt eine unakzeptierbare hohe Leitungsdichte auf den
Karten in der Nähe der Steckverbinder und einige Lei-
-10-
J.A.Sea rLett-4
tungen, die die Chips auf nicht angrenzenden Karten oder
Platten verbinden, sind unakzeptierbar Lang.
Die Du rchse ha Ltung zwischen den individuellen Platten und
dem Verdrahtungsrahmen kann eine strenge Begrenzung in der
Durchführung von sehr großen Logiksystemen ergeben, in denen die Struktur zufäLlig ist, wobei eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Durchverbindung zwischen irgendwelchen voi— handenen Chips und irgendwelchen beliebigen anderen Chips in dem ganzen System benötigt wird.
Durchführung von sehr großen Logiksystemen ergeben, in denen die Struktur zufäLlig ist, wobei eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Durchverbindung zwischen irgendwelchen voi— handenen Chips und irgendwelchen beliebigen anderen Chips in dem ganzen System benötigt wird.
In vielen Beispielen können die Schwierigkeiten der Verdrahtung
durch Verwendung von Matrixanordnungen (beispielsweise
von Speichersystemen) und durch bus adressierte
Systeme verringert werden.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren zur Montage und Durchverbindung einer Vielzahl von integrierten Schaltungsmodulen oder Chips vorzusehen, mit dem eine eine hohe Packungsdichte von integrierten Schaltungsmodulen oder Chips zulassende Anordnung geschaffen werden kann, bei der die Kosten durch Vorsehung von
Durchschaltungen und der Kühlung der aktiven Ausführungen, speziell in großen Systemen, die nicht mit einer Matrix oder einem bus adressierten System verwirklicht werden können, herabgesetzt werden können.
Verfahren zur Montage und Durchverbindung einer Vielzahl von integrierten Schaltungsmodulen oder Chips vorzusehen, mit dem eine eine hohe Packungsdichte von integrierten Schaltungsmodulen oder Chips zulassende Anordnung geschaffen werden kann, bei der die Kosten durch Vorsehung von
Durchschaltungen und der Kühlung der aktiven Ausführungen, speziell in großen Systemen, die nicht mit einer Matrix oder einem bus adressierten System verwirklicht werden können, herabgesetzt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.
-11-
Die Erfindung weist die Vorteile auf, daß eine im wesentlichen dreidimensionale Anordnung hoher Dichte fur
elektronische Module und eine Einrichtung zur Kühlung der
Module oder Chips durch direkten Kontakt mit einer tragen
Flüssigkeit, die durch die dazwischen liegenden Kanäle
zwischen den gefalteten Teilen des Substrates fließen kann, geschaffen wird.
Die Merkmale dieser Anordnung sind in den Ansprüchen 2 bis 17 angegeben.
Die Erfindung wird anhand von Beispielen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 ein Substrat zur Montage von elektronischen integrierten Schaltungsmodulen, in Draufsicht,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem Substrat nach Fig. 1, in
perspektivischer Sicht,
Fig. 3 einen Schnitt durch den in Fig. 2 dargestellten
Ausschnitt, von der Seite her gesehen,
Fig. 4 eine Montagevorrichtung für integrierte Schaltungsmodule, bei der das Substrat nach Fig. 1
verwendet wird, von der Seite her gesehen und
schematisch dargestellt,
Fig. 5 eine elektrische Durchverbindung, in Seitenansicht und teilweise geschnitten dargestellt,
-12-
Fig. 6 eine alternative Form einer elektrischen Durchverbindung, in perspektivischer Sicht und abgebrochen gezeichnet/
Fig. 7 eine Form eines Substrat kontakt es, von der Seite her gesehen und geschnitten gezeichnet,
Fig. 8 eine andere Form einer elektrischen Durchverbindung, in Seitenansicht und geschnitten gezeichnet.
Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Substrat enthält einen zweidimensionalen Grundschaltkreis, der auf einer oder
auf beiden Seiten der Platte ausgebildet sein kann, und der vier- oder mehrschichtig ausgeführt sein kann, wenn es
gewünscht w i rd.
Das Substrat ist in Form eines langen Streifens ausgebildet, der im Ganzen als eine flexible Schaltung ausgeführt
sein kann, oder der regelmäßig im Abstand voneinander starre Teile 1 aufweist, die voneinander durch flexible
Tei l-e 1a getrennt sind. Das Substrat kann eine Grundplatte
2 aus Polyamid oder anderem geeigneten Kunststoff sein,
die die Leitungen oder Pfade 3, 4 aus Kupfer trägt und mit Löchern oder Säulen 5 die Schichten der Leiter oder Pfade
untereinander verbindet. Die Pfade auf jeder Seite der
Grundplatte 2 sind durch abdeckende überzüge 6 aus Kunststoff materi a I geschützt. In angemessenen Abständen sind
öffnungen 7 in die abdeckenden überzüge 6 eingebracht und aus der Grundplatte 2 "ausgeätzt" die Metallpfade 3
-13-
J.A.ScarLett-4
stehen Lassend, die in die öffnung 7 hineinragen und
Finger oder nach verschiedenen Seiten verlaufende Strahlen
8 bi Iden, an deren Enden die integrierten Scha Itungsmodule
9 oder andere Bauelemente angeschlossen werden können. Die
Kontaktanschlusse 9a (Fig. 3) auf den Modulen können durch Thermokompression mit den goldplattierten Enden der Finger 8 verbunden sein oder durch Ultraschallschweißen an den Enden der Finger 8 oder durch eine Vakuum-Metallisierung mit Aluminium beschichtet sein.
Kontaktanschlusse 9a (Fig. 3) auf den Modulen können durch Thermokompression mit den goldplattierten Enden der Finger 8 verbunden sein oder durch Ultraschallschweißen an den Enden der Finger 8 oder durch eine Vakuum-Metallisierung mit Aluminium beschichtet sein.
Die Öffnungen 7 können vorzugsweise, aber nicht zwingend
notwendig, in Reihen und Zeilen angeordnet sein. Die
lagemäßig festgelegten Löcher 10 sind auf dem Grundschaltkreis 1 in regelmäßig beabstandeten Positionen in bezug auf die Reihen der Öffnungen 7 angeordnet. Zwi-
lagemäßig festgelegten Löcher 10 sind auf dem Grundschaltkreis 1 in regelmäßig beabstandeten Positionen in bezug auf die Reihen der Öffnungen 7 angeordnet. Zwi-
sehen den Zeilen der Öffnungen 7 sind regelmäßig beabstandete
Löcher 11 ausgebildet, durch die Kontakt mit darunter liegenden Kontakten hergestellt werden kann,
beispielsweise an den durchplattierten Löchern 5, die nach
innen verlaufend mit den Kupferpfaden, beispielsweise 3
und 4, einen Kontakt herstellen.
Wenn alle Module 9 oder andere Bauelemente an Ort und Stelle in den Öffnungen 7 verschaltet sind, wird das Teil
1 des Substrates an den Teilen 1a in abwechselnden Richtungen gefaltet, um eine übereinanderschichtung der
Anordnung zu erhalten, wie es im Schema in Fig. 4 dargestellt ist. Während des FaItprozesses werden elektrische Du rchverbinder 12 in der entsprechenden Position angebracht, um eine elektrische Durchverbindung durch die
Anordnung zu erhalten, wie es im Schema in Fig. 4 dargestellt ist. Während des FaItprozesses werden elektrische Du rchverbinder 12 in der entsprechenden Position angebracht, um eine elektrische Durchverbindung durch die
-14-
J.A.ScarLett-4
nach oder bei der Faltung f Lucht etenden Locher 11 der
angrenzenden Anordnung in der ubereinanderschichtung zu
erhalten. Die Wände 13 des äußeren Gehäuses sind auf einer
Seite der Ubereinanderschichtung mit Buffern oder Pfosten
14 versehen, in die die Kontakte der äußersten Durchverbindungsanordnung einrasten. Die gegenüberliegende
Wand 13 des äußeren Gehäuses kann Mittel enthalten/
durch die ein stetiger Druck auf die zusammengefügte
ubereinanderschichtung des Substrates und der dazwi-
sehen liegenden Durchverbindungen ausgeübt werden kann.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind dies einfache Federn 15,
aber in der Praxis wurden besser ausgearbeitete allgemeine
Anordnungen verwendet werden.
Um das Risiko zu vermeiden, daß ein elektrischer Kurz-Schluß
zwischen den Modulen 9 der einen Anordnung und denen der nächsten Anordnung entsteht, können an den dazwischen angeordneten Verbindern 12 trennende Isoliei—
blätter 16 angebracht sein.
Diese trennenden Isolierblätter 16 können auch als ein
abdeckender überzug auf einer oder auf beiden Seiten der gedruckten Schaltung ausgebildet sein, wobei Pfade benutzt werden, um mit den ausgewählten Verbindern 12 vorbei an den Modulen oder Chips, in dem Teil 1 des Substrates eine Verbindung herzustellen.
abdeckender überzug auf einer oder auf beiden Seiten der gedruckten Schaltung ausgebildet sein, wobei Pfade benutzt werden, um mit den ausgewählten Verbindern 12 vorbei an den Modulen oder Chips, in dem Teil 1 des Substrates eine Verbindung herzustellen.
Auf diese Weise hat ein Konstrukteur eine Vielfalt von Durchschaltungen zur Verfugung, beispielsweise von irgendeinem
vorhandenen Modul zu einem auf dem Substrat
-15-
nicht benachbarten Modul. Statt von irgendeinem vorhandenen Modul nur vier unmittelbar benachbarte und vier in
diagonaler Richtung benachbarte Module zu haben, wie bei einer bekannten Schaltungsplatte, hat durch die vorliegende Erfindung irgend ein Modul weitere zehn unmit
telbar anliegende Module auf den zugänglichen zwei Lagen oder Schichten durch die Du rch verbi nder 12 von Lage zu
Lage, und weitere acht Module in diagonaler Richtung zur Durchschaltung zur Verfugung.
Von außen an das Substrat anzulegende Verbindungen können über die Buffer oder Pfosten 14 und möglicherweise
auch über die Federn 15 erfolgen. Weiterhin kann eine Verbindung von außen auch an den Faltungen 1a durch Falten des flexiblen Substrates über ein kleines Stuck aus
starrem Material, unter Freilegung der Kupferpfade und
Einsetzen der Faltung in einen Eckverbinder einer herkömmlichen gedruckten Schaltungsplatte erreicht werden.
Durchverbinder 12 zur Durchverbindung von Lage zu Lage
können auf vielseitige Weise hergestellt werden. An
klei-nen Einheiten, könnten Eckverbinder über den Faltungen, wie für Verbindungen von außen vorgeschlagen,
möglicherweise genügen.
Eine mögliche Methode ist die Verwendung von Federkontakten mit doppelten Enden (wie in einigen Typen von
Schaltungsplatten-Prufeinrichtungen verwendet), die in
Kunststoffstreifen enthalten sind (siehe Fig. 5). Die
Köpfe von solchen Kontakten 17 und 18 sind so dimensio-
-16-
niert, daß sie durch die Löcher 11 in den abdeckend überzogenen IsoLierbLättern 16 passen, um einem Kontakt mit
den Kupferpfaden 3 und/oder 4 herzusteLLen. Die Körper von
den Kontakten 17 und 18 haben eine begrenzte Bewegungs-
freiheit in den isoLierenden Trägerstreifen 19. In kLeineren Einheiten, in denen der ToLeranzaufbau nicht so kritisch ist, können die Stifte massiv sein anstatt federnd,
da das Substrat bereits fLexibeL ist und am Ende der Einheit Federn 15 angeordnet sind, die aLLe ToLeranzen
ausgLeichen.
ALternativ dazu kann ein Kontakt durch dünne Streifen 20 aus MetaLL hergesteLLt werden, die um eine isoLierende
Stange 21 gewickeLt sind (Fig. 6). Die obersten und untersten FLächen von soLchen Streifen können vorzugs-
weise, aber nicht zwingend notwendig, goLdpLattiert und
kombiniert mit Federkontäkten sein, ähnLich denen, die in Eck verbindern verwendet werden.. FLache Kontaktstreifen,
wie da rgesteL Lt,. können verwendet werden, die über einen zusammengesetzten Träger (Stange 21) verLaufen, der
Außenschichten aufweist, die aus geeignetem MateriaL
b e s t"e h e η. '
In soLchen FäLLen können aLLe Kontakte 20 wie gedruckte Leitungszuge (z.B. aus Kupfer ausgeätzt) auf dünnem,
fLexibLem Substrat aufgebracht sein, beispieLsweise
könnten die Kontakte 20 in Form einer fLexibLen gedruckten SchaLtung um den Träger (Stange 21) gewickeLt sein,
die durch Haftung oder durch mechanische Befestigung an diesem häLt. ALternativ könnten auch bekannte, geeignete
-17-
Verbindungsstreifen verwendet werden, die aus dünnen,
abwechselnden Schichten aus" Leitendem und nicht Leitendem Material bestehen.
Wenn soLche flachen oder im wesentlichen flachen Zwischenlagenkontakte verwendet werden, würde das Substrat Pfei
ler 22 aufweisen (Fig. 7), die aus Kupfer bestehen, die teilweise durch die Locher 11 in dem abdeckenden überzug 6
plattiert sind und vorzugsweise, aber nicht zwingend notwendig, an ihren Enden goldplattiert sind.
Die Verwendung von leitenden Pfaden auf den Isolierblättern 16 wird eine leicht verbessert ausgearbeitete Anordnung des Durchverbinders 12 notwendig machen. Eine mögliche Form würde die Verwendung von Pfeilern 23 aus Metall
sein, die in durchplattierte Locher einer Zwischen- oder
Mehrlagenschaltung 24 (Fig. 8) eingenietet oder eingelötet
si nd.
Die Kühlung von solch einer dreidimensionalen untereinander verbundenen übereinanderschichtung wird am besten
durch ein Eintauchen der übereinanderschichtung in eine
Flüssigkeit erreicht. In einer möglichen Ausführung kann
die Einheit in eine träge Flüssigkeit aus Fluorkohlenwasserstoff (fluore carbon) mit einem eng definierten Siedepunkt eingetaucht werden. Die Einheit ist zusammengefaßt
in einem dichten Behalter mit einem Spalt oberhalb der
Flüssigkeit, die eine Verdichtungskammer mit einer im wesentlichen nach außen liegenden Fläche bildet. Sobald beim
Betreiben der Einheit Wärme erzeugt wird.
-18-
J.A.Scarlett-4
verdampft die Flüssigkeit und an der Grenze würde es örtlich
zum Kochen kommen, die Umwandlungswärme beim Verdampfen
bewirkt eine effektive Wärmeübertragung von den Modu-Len
an die FLussigkeit oder den Dampf. Der Dampf wurde ab-U5
kühlen und in dem oberen Teil der Kammer kondensieren.
Die Einheiten, die äußerst entgegengesetzt oder von einer
mechanischen Bewegung abhängig sind, wenn sie betrieben werden, sind abgedichtete, gefüllte Gehäuse (mit einer geeigneten
Einrichtung für die Ausdehnung, wie beispielsweise Balg-Anordnungen) und sind auf die Konvektionsströme
in der Flüssigkeit ausgelegt, die Wärme von den Modulen zu dem äußeren Gehäuse abzuleiten.
Die Verwendung einer geeigneten trägen Flüssigkeit könnte die Notwendigkeit für irgendeine Verkapselung der Chips
überflüssig machen.
überflüssig machen.
Nicht reparierbare Einheiten (z.B. für die Raumfahrt)
können in einem elektrisch isolierenden, wärmeleitenden
Gefäß zusammengefaßt werden.
In den oben beschriebenen Anordnungen sind die Module oder
Chips, die auf dem Substrat befestigt sind, jedes für sich in einer aus dem Substrat ausgeschnittenen Öffnung 7 befestigt.
Chips, die auf dem Substrat befestigt sind, jedes für sich in einer aus dem Substrat ausgeschnittenen Öffnung 7 befestigt.
Es können aber auch andere Methoden für die Befestigung verwendet werden. Wenn die zu montierenden Module DIP-Einheiten
sind, würde die Lage bzw. Anordnung von jedem
-19-
eine Gruppe von DurchverbinclungsLochern erfordern, die der
Anzahl. der Anschlüsse der DIP-Ei nhei ten entspricht,
beispielsweise vierzehn, sechzehn oder vierundzwanzig
Durchverbindungslocher, in zwei parallelen Reihen. Das
Substrat kann aber auch flache Kontaktgebiete an einer
oder an beiden Flachen des Substrates aufweisen, um in bekannter Weise Chips in flachem Gehäuse (flat packs),
Chip-Träger, anschlußlos eingesetzte Anordnungen oder anders zu montierende Typen von anderen Einheiten auf-1
nehmen zu können.
Während eine Kühlflüssigkeit in einer verkapselten Anordnung vorzuziehen ist, können die Module aber auch mit
einer geeigneten Verkapselung überzogen sein, wobei für die ganze Einheit kein abgedichtetes Gehäuse benötigt wird
und eine Luftkühlung, vorzugsweise eine durch einen Lüfter betriebene, verwendet wird.
Claims (17)
- INTERNATIONAL STANDARD ELEKTRIK
CORPORATION, NEW YORKJ,A.Scarlett-4PatentansprücheJ. J Ve rfahren zur Montage und Durchverbindung einer VielzahL von integrierten SchaLtungsmoduLen oder Chips, auf einem Substrat, das r aus fLexibLen und fLexibLen-starren TeiLen besteht und das mit Leitenden Pfaden versehen ist,
mit denen die Module oder Chips verbindbar sind,gekennzei chnet durch folgende Verfahrensschritte :montieren der integrierten Module oder Chips (9) auf den flexibLen-starren TeiLen (1) des Substrates,- taLten des Substrates an den flexiblen Teilen da), so daß die f lexibLen-starren Teile (1) des Substrates, auf denen die ModuLe oder Chips (9) montiert sind, im wesentlichen parallel übereinander geschichtet mit einem Abstand zwischen den einzelnen Schichten Liegen,- einschieben von elektrischem Durchverbindern (12) zwischen die geschichteten f lexiblen-starren Teile (1) des Substrates, so daß die ModuLe oder Chips mit anderen Modulen oder Chips der geschichteten Teile CD des Substrates untereinander verbindbar sind,ZT/P 1, Kre/V, 04.08.1983 -2-J.A.Searlett-4einfügen der übereinanderschichtung in ein Gehäuse (Wände 13),anlegen eines stetigen Druckes gegen die geschichteten Teile (1) des Substrates,- einführen eines Kühlmittels, das durch die Abstände zwischen den geschichteten Teilen (1) fließen kann und dabei in direktem Kontakt mit den Modulen oder Chips (9) steht,und abdichten des Gehäuses (Wände 13). - 2. Anordnung mit einer hohen Packungsdichte von integrierten Modulen oder Chips in einem abgedichteten Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat mit Modulen oder Chips (9), die auf starren Teilen (1) des Substrates montiert sind, die durch flexible Teile (1a) des Substra-tes voneinander getrennt sind, wobei das Substrat mit leitenden Pfaden (3, 4) versehen ist, die mit den Modulen oder Chips (9) elektrisch verbunden sind, daß zwischen den starren Teilen (1) des Substrates elektrische Kontaktmittel positioniert sind, daß das Substrat an den flexiblenTeilen (1a), die zwischen den starren Teilen (1) angeordnet sind, faltbar ist, so daß die starren Teile (1) in parallelen Lagen übereinandergeschichtet angeordnet sind, daß elektrische Durchverbindungsmittel (12) hinzugefügt sind, die eine Durchverbindung zwischen entsprechendenKontaktmitteln der benachbarten starren Teile (1) in■· "Z mmJ.A.Scarlett-4der Ubereinanderschichtung herstellen, und daß Mittel vorgesehen sind, die die ubereinandergeschichteten starren Teile (1) unter einem stetigen Druck gegen eine Wandung (13) des Gehäuses halten.
- 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat eine Schicht (2) aus isolierendem Kunstsstoff aufweist, auf der die leitenden Pfade (3, 4) auf einer oder auf beiden Seiten angeordnet sind, und ein überzug (6) aus isolierendem Material die eine oder jede Seite derleitenden Pfade (3, 4) überdeckt, in der öffnungen (7) in dem Isoliermaterial durch Entfernen der überzüge (6) hergestellt sind und die* in der öffnung (7) freiliegenden leitenden Pfade (3, 4) so ausgeätzt sind, daß sie in die öffnuna (7) hineinragen und ein Stück der in der öffnung(7) sichtbaren Pfade (3, 4) entfernt ist, so daß lediglich Finger (8) stehenbleiben.
- 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Module oder Chips (9) aus DIP-Einheiten bestehen, die in Durchbrechungen (öffnungen 7) imSubstrat eingesetzt sind, deren Kontaktanschlusse (9a) mit den Fingern (8) verbindbar sind.
- 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Module oder Chips (9) in einem flachen Gehäuse untergebracht sind, deren Anschlüsse anden äußeren Flächen des Gehäuses mit den leitenden Pfaden (3, 4) des Substrates, z.B. durch Löten, verbindbar sind.-4-J.A.Scarlett-4
- 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Module oder Chips (9) in einer öffnung (7) des Substrates montiert ist.
- 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurchgekennzeichnet, daß die Öffnungen (7) auf dem starren TeiL (1) des Substrates in Reihen angeordnet sind.
- 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den angrenzenden Lagen der geschichteten starren Teile (1) des Substrates trennendeIsolierblatter (16) angeordnet sind, die die elektrischen Durchverbindungsmittel Oi2) tragen.
- 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Durchverbindungsmittel (12) an beiden Enden einen Federkontakt aufweisen.
- 10. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Durchverbindungsmittel (12) aus einer Vielzahl von Metallbändern (20) bestehen, die um eine Stange (21) aus Isoliermaterial gewickelt sind.
- 11. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Durchverbindungsmittel (12) aus einer flexiblen gedruckten Schaltung bestehen, die rund um einen Träger (Stange 21) gewickelt ist.-5-J.A.Scarlett-4
- 12. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die separaten IsoLierbLätter (16) gedruckte Sc haLtungszüge enthalten, die mit abdeckenden Überzügen versehen sind, um zusätzliche Zwischenverbin-düngen zwischen den elektrischen Durchverbindungen auf den separaten Isolierblättern (16) zu erhalten.
- 13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Teile da) des Substrates mit leitenden Pfaden versehen sind.
- 14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Verbindung zu den leitenden Pfaden in den flexiblen Teilen da) des Substrates durch eine Faltung zwischen den angrenzenden Lagen der übereinandergeschichteten starren Teile d) des Sub-strates hergestellbar ist.
- 15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem starren Teil (1) des Substrates neben den Reihen von Öffnungen (7) Reihen von Lochern oder Durchbrechungen (10, 11) vorhanden sind,durch die im gefalteten Zustand des Substrates Durchverbindungen erfolgen.
- 16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gefalteten, übereinandergeschichteten und durch verbundenen Lagen des Substrates ineinem abgeschlossenen Gehäuse (Wände 13) eingeschlossen sind, das ein Kühlmittel enthalt, das durch die Abstände-6-J.A.Scarlett-4zwischen den einzelnen Lagen des Substrates fließen kann und dabei in direktem Kontakt mit den Schaltungsmodulen oder Chips (9) steht.
- 17. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat mit einem oder mehreren Mustern von leitenden Pfaden (3, 4) versehen ist, mit denen die Module oder Chips (9) in den Öffnungen (7) elektrisch verbunden sind, daß die Muster von leitenden Pfaden (3, 4) regelmäßig verbreitete elektrische Kontaktmittel aufweisen, die zwischen den öffnungen (7, 10, 11) in jeder Reihe angeordnet sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8224577A GB2126793B (en) | 1982-08-26 | 1982-08-26 | High density packaging of intergrated circuits |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3328851A1 true DE3328851A1 (de) | 1984-03-01 |
Family
ID=10532543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833328851 Withdrawn DE3328851A1 (de) | 1982-08-26 | 1983-08-10 | Verfahren zur montage und durchverbindung einer vielzahl von integrierten schaltungsmodulen oder chips und anordnung derselben |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU1817983A (de) |
DE (1) | DE3328851A1 (de) |
GB (1) | GB2126793B (de) |
NZ (1) | NZ205167A (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0532898A2 (de) * | 1991-09-17 | 1993-03-24 | International Business Machines Corporation | Schutzschicht für ein flexibles Band |
DE102005033218A1 (de) * | 2005-07-15 | 2007-01-18 | Printed Systems Gmbh | Dreidimensionale Schaltung |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5053856A (en) * | 1990-09-04 | 1991-10-01 | Sun Microsystems, Inc. | Apparatus for providing electrical conduits in compact arrays of electronic circuitry utilizing cooling devices |
DE19747177C2 (de) * | 1997-10-07 | 2003-08-21 | Fraunhofer Ges Forschung | Gehäustes Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
-
1982
- 1982-08-26 GB GB8224577A patent/GB2126793B/en not_active Expired
-
1983
- 1983-08-05 NZ NZ20516783A patent/NZ205167A/en unknown
- 1983-08-10 DE DE19833328851 patent/DE3328851A1/de not_active Withdrawn
- 1983-08-22 AU AU18179/83A patent/AU1817983A/en not_active Abandoned
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0532898A2 (de) * | 1991-09-17 | 1993-03-24 | International Business Machines Corporation | Schutzschicht für ein flexibles Band |
EP0532898A3 (en) * | 1991-09-17 | 1993-07-21 | International Business Machines Corporation | Flex tape protective coating |
DE102005033218A1 (de) * | 2005-07-15 | 2007-01-18 | Printed Systems Gmbh | Dreidimensionale Schaltung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU1817983A (en) | 1984-03-01 |
GB2126793A (en) | 1984-03-28 |
GB2126793B (en) | 1985-12-04 |
NZ205167A (en) | 1986-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19626126C2 (de) | Verfahren zur Ausbildung einer räumlichen Chipanordnung und räumliche Chipanordung | |
AT398254B (de) | Chipträger sowie anordnung von solchen chipträgern | |
DE69211445T2 (de) | Speicherungspackung | |
DE69522887T2 (de) | Dreidimensionaler integrierter Schaltungsstapel | |
DE69531409T2 (de) | Nachgiebige thermische verbinder und baugruppen | |
DE69112134T2 (de) | Modulares elektronisches Verpackungssystem. | |
DE68916077T2 (de) | Mehrschichtige gedruckte Schaltungen mit oberflächenmontierten Speichern. | |
DE69321864T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Verkapselung von dreidimensionalen Halbleiterplättchen | |
DE2752438C2 (de) | Träger für eine integrierte Schaltung | |
DE68927314T2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbindungsgehäuses | |
DE3643288C2 (de) | ||
EP0022176B1 (de) | Modul für Schaltungschips | |
DE68911434T2 (de) | Hermetische packung für integrierte schaltungschips. | |
DE3911711A1 (de) | Modul-aufbau mit integriertem halbleiterchip und chiptraeger | |
DE4325668A1 (de) | Mehrebenen-Verdrahtungssubstrat und dieses verwendende Halbleiteranordnung | |
DE19801312A1 (de) | Halbleiterbauelement mit mehreren Substratlagen und zumindest einem Halbleiterchip und einem Verfahren zum Herstellen eines solchen Halbleiterbauelementes | |
DE102006018161A1 (de) | Elektronisches Bauelementmodul | |
DE19758197A1 (de) | Stapelanordnung für zwei Halbleiterspeicherchips und Leiterplatte zur Aufnahme einer Vielzahl derartiger Stapelanordnungen | |
DE3724703A1 (de) | Entkopplungskondensator fuer schaltkreisbausteine mit rasterfoermigen kontaktstiftanordnungen und daraus bestehende entkopplungsanordnungen | |
DE3787032T2 (de) | Elektronische module hoher dichte, verfahren und erzeugnis. | |
DE69013643T2 (de) | Ein dreidimensionales Gehäuse für die Mikroelektronik. | |
DE3887599T2 (de) | Prüfen von integrierten Schaltungen auf einer bestückten Leiterplatte. | |
DE10138958A1 (de) | Chip-Scale-Packung, gedruckte Leiterplatte, Elektronikmodul und Leiterplatten-Entwurfsverfahren | |
WO1995011580A1 (de) | Anordnung bestehend aus einer leiterplatte | |
EP0219627B1 (de) | Mehrschichtige gedruckte Schaltungsplatte |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |