DE69532050T2

DE69532050T2 - Eine mit integrierten Schaltungen beidseitig bestückte Leiterplatte

Info

Publication number: DE69532050T2
Application number: DE69532050T
Authority: DE
Inventors: Ernest Russell; James S. Wallace; Daniel Baudouin
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1994-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2015-05-13
Also published as: EP0682366A2; EP0997944A3; EP0682366A3; TW340256B; JPH0864921A; US5671125A; EP0997944A2; EP0997944B1; DE69532050D1; KR950034708A

Description

Technisches Feld der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf Halbleiter, speziell auf eine Oberflächen montierte integrierte Schaltkreisstruktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs.
Hintergrund der Erfindung
Integrierte Schaltungen werden seit vielen Jahren von Halbleiterherstellern in Dual-Inline-Kunststoffgehäusen, als DIP-Gehäuse bezeichnet, eingehäust. Diese DIP-Gehäuse weisen Anschlüsse auf, die sich durch die Löcher in einer Leiterplatte erstrecken, und das Gehäuse selbst ist flach auf der Leiterplatte befestigt. Oberflächen montierte Gehäuse wurden erst vor kurzem eingeführt und diese Technik beseitigt die Notwendigkeit, Anschlüsse in Löchern in den Leiterplatten zu löten, so dass die Anschlüsse und die Leiterplattenverbindungen enger beieinander liegen können, damit höhere Dichten erreichbar sind.
U.S.-Patent 4,994,896 von Uemura et al. offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbausteines, worin zwei Arten von Halbleitergehäusen, die sich in der Richtung der Biegung der externen Anschlüsse voneinander unterscheiden, so gestaltet sind, um auf einer einzigen Oberfläche oder beiden Oberflächen eines Gehäusesubstrates montiert zu werden. Im Falle einer einseitigen Oberflächenbestückung können die externen Anschlüsse mit den gleichen Pin-Nummern elektrisch miteinander verbunden werden, indem Leitungen gezogen werden. Im Fall einer doppelseitigen Bestückung können die externen Anschlüsse mit der gleichen Pin-Nummer durch Durchgangslöcher elektrisch miteinander verbunden werden.
U.S.-Patent 5,061,990 von Arakawa et al. offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbausteines, das die Schritte umfasst: Beschichten eines Bandes mit einer Metallschicht auf sowohl der Vorder- als auch der Rückseite, Bilden von Durchgangslöchern, die eine Verbindung zwischen der Vorderseite und der Rückseite herstellt, Ätzen der Metallschichten, so dass eine Vielzahl von Verbindungsleitungen verbleiben, die mit den Durchgangsöffnungen und Anschlüssen verbunden sind, von denen jeder mit mindestens einer von mehreren Verbindungsleitungen verbunden ist, Bearbeiten der anderen Abschnitte als die Verbindungsleitungen und die Anschlüsse in einem Isolierungsschritt, und Bilden einer metallischen Beschichtung auf Flächen, die nicht im Isolierungsschritt bearbeitet worden sind, und das Herstellen eines Moduls, wobei eine Vielzahl von IC-Bausteinen in TAB-Gehäusen, die externe Anschlüsse haben, vorbereitet werden, und wobei die externen Anschlüsse der Vielzahl von IC-Bausteinen mit den Verbindungsleitungen gebondet werden, um die IC-Bausteine auf dem Band zu befestigen, und wobei die Module von dem Band abgeschnitten werden und die Anschlüsse mit den Anschlüssen einer Leiterplatte verbunden werden, um das Modul auf der Leiterplatte zu befestigen.
Steckbefestigungsgehäuse oder -module sind auf die gleiche Weise benutzt worden, um die Bausteindichte weiter zu erhöhen, das Kühlen zu verbessern und Kosten zu reduzieren.
Das U.S.-Patent 5,260,601 von Baudouin et al. offenbart ein Paar von überstehenden Stegen oder Distanzstücken, die an dem gleichen Rand eines flachen Gehäuses wie die Anschlüsse angebracht sind. Diese Stege oder Distanzstücke sind aus gegossenem Kunststoff zusammengesetzt und werden gleichzeitig mit dem Gehäuse gebildet. Die Distanzstücke umfassen einen zylindrischen Teil mit reduziertem Durchmesser, der in die Löcher in der Leiterplatte auf dem Baustein befestigt worden ist, und umfassen Rand- oder Anschlagsabschnitte, die koplanar mit den flachen Oberflächen der Anschlüsse angeordnet sind, so dass die Anschlüsse für das Löten an die Leitungen der Leiterplatte positioniert werden.
Eine integrierte Schaltungsstruktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs ist aus EP-A-0 427 151 bekannt.
Abriß der Erfindung
Diese Erfindung stellt einen steckbefestigten oder Oberflächen befestigten Baustein hinsichtlich des Gehäuses oder der Leiterplatte zur Verfügung. Diese Erfindung stellt einen Baustein zur Verfügung, der mit einer sehr hohen Gehäusedichte angeordnet werden kann und der einen niedrigen Querschnitt erreicht. Die hohe Gehäusedichte wird erreicht, indem Gehäuse auf beiden Seiten der Leiterplatte angeordnet werden, wodurch das Erfordernis von zwei Leiterplatten beseitigt wird. Zusätzlich wird das Layout der Leiterplatte vereinfacht, weil die Bausteine bezüglich einer Drehung spiegelbildlich angeordnet sind.
Diese Erfindung stellt wie oben erwähnt eine Oberflächen montierte integrierte Schaltkreisstruktur zur Verfügung, die die im Kennzeichen des Anspruchs genannten Merkmale umfasst.
Beschreibung der Zeichnungen
Für ein vollständiges Verständnis dieser Erfindung und deren weiteren Vorteilen wird nun auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verwiesen, in denen:
1 eine Draufsicht auf ein flaches Gehäuse zeigt, welches normalerweise mit Führungen vertikal Oberflächen montiert ist;
2 eine Schnittdarstellung des flachen Gehäuses und einer Ausgestaltung der Führungen mit der Leiterplatte zeigt;
3 eine perspektivische Darstellung des flachen Gehäuses mit Führungen und einer Öffnung auf der Leiterplatte zeigt;
4 eine Draufsicht auf das Befestigungsloch der Leiterplatte und Führungen mit gespaltenen und federförmigen Führungen zeigt, die so gestaltet sind, um den ineinander greifenden Führungen einen formschlüssigen Halt zu ermöglichen;
5 eine perspektivische Darstellung einer Vielzahl von auf beiden Seiten einer Leiterplatte angeordneten flachen Gehäusen zeigt;
6 eine Schnittdarstellung der Führungen und der Leiterplatte dieser Erfindung mit stiftförmigen Führungen zeigt, von denen sich jede bis zur Hälfte in die Leiterplatte erstreckt;
7 eine Draufsicht auf die Führungen zeigt, die in dem Befestigungsloch der Leiterplatte aufgenommen sind und winkelartig geformt sind, und die so gestaltet sind, um den Führungen zu ermöglichen, die Leiterplatte von jeder Seite mit der ganzen Dicke zu durchdringen;
8 eine Draufsicht auf Führungen mit geteilten Stiften zeigt, wobei die Führungen in dem Befestigungsloch aufgenommen sind und so gestaltet sind, dass die Führungen in dem Befestigungsloch der Platine ineinander greifen;
9 eine perspektivische Darstellung des flachen Gehäuses und den geteilten stiftartigen Führungen zeigt, die so ausgerichtet sind, dass ein Ineinandergreifen der Führungen innerhalb des Befestigungsloches der Leiterplatte ermöglicht wird;
10 eine Draufsicht auf zusätzliche Führungen innerhalb des Befestigungsloches mit rechtwinkelig geformten Führungen zeigt; und
11 eine Draufsicht auf weitere Führungen innerhalb des Befestigungsloches zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Wie in 1 gezeigt, sind zwei flache Gehäuse 110, in der jeweils eine integrierte Schaltung (nicht dargestellt) eingeschlossen ist, wobei die Gehäuse mit der Leiterplatte, die eine Länge, eine Breite und eine Tiefe aufweist, über eine Anschlussanordnung 120, über gelötete Verbindungen 114 und über Durchgänge verbunden sind. Diese Anschlussanordnung 120 kann mit Lötkontakten auf dem Chip der integrierten Schaltung verbunden werden. Alternativ können die Anschlüsse mit Bonding-Anschlussflächen auf dem Chip der integrierten Schaltung verbunden sein. Die Anschlüsse sind durch Führungen in den Öffnungen genau ausgerichtet, um eine Verbindung mit dem aufrechten flachen Gehäuse 110 bereitzustellen, welches hinsichtlich des umgedrehten flachen Gehäuses 111 so ausgerichtet ist, dass man eine gespiegelte Anordnung für die Anschlussanordnung 120 erhält. Die gespiegelte Anordnung erhält man, indem eine Leiterplatte, die den gleichen Verbindungsausbau der Pins auf der einen wie auf der anderen Seite der Leiterplatte aufweist und den gleichen Aufbau der Pins aufweist, so gestaltet ist, dass ein bestimmter Pin auf dem aufrechten flachen Gehäuse 120 gegenüber dem gleichen Pin des umgekehrten flachen Gehäuses 121 angeordnet ist. Weiter zeigt 2 diesen Aspekt der vorliegenden Erfindung dadurch, dass die Verbindung 114 sowohl den Anschluss 120 des aufrechten flachen Gehäuses 120 mit der Verbindung 114 als auch den Anschluss 121 des umgekehrten flachen Gehäuses 111 mit der Verbindung 114 verbindet.
Dadurch, dass flache Gehäuse auf der Leiterplatte gemäß dieser gespiegelten Anschlussanordnung positioniert werden können, erhält man eine einfache und kostengünstige Leiterplatte
2 zeigt eine Anordnung der Führungen 100, um gespiegelte Anschlussanordnungen zu erhalten. Die Führung 100 führt und hält das flache Gehäuse 110, indem die Führung 100 an der Oberfläche der Befestigungsöffnung 130 verklemmt wird. Diese Führungen 100 weisen eine Länge auf, so dass die Kante 125 ein Anschlag für die Führung 100 ist, der an die Leiterplatte anstößt. Die Kante 125 ist so auf der Führung 100 platziert, dass die Kante 125 einen Anschlag für die Führung 100 in der Öffnung darstellt, indem verhindert wird, dass die Führung 100 an die Führung des gegenüberliegenden flachen Gehäuses 111 anstößt oder sich mit diesem überlappt. Die Kanten 125 sind zusätzlich so positioniert, dass die Anschlussanordnung 120 die Verbindungen 125 der Leiterplatte kontaktieren.
6 zeigt, dass die Führungen 100 innerhalb der Befestigungsöffnungen 130 in der Leiterplatte platziert sind und dass die Kante 125 an die Leiterplatte anstößt, wodurch das Überlappen der Führungen auf der Leiterplatte verhindert wird.
3 zeigt ein weiteres Beispiel, welches nicht durch den Bereich des Anspruchs abdeckt ist, bei dem Führungen mit der Anschlussanordnung im Metall gemeinsam integriert sind. In diesem Beispiel sind die Führungen des aufrechten flachen Gehäuses 110 von einer ausreichenden Länge, um an die Führungen des umgekehrten flachen Gehäuses 111 anzustoßen und dieses zu überlappen. Die Führungen, zum Beispiel die Führung 102 und 104, sind zueinander parallel positioniert und die Länge des flachen Gehäuses ist dennoch in einem solchen Abstand, dass Führung 102 hinsichtlich der Führung 104 versetzt ist. Zum Beispiel ist die vordere Führung 102 des umgekehrten flachen Gehäuses auf einer ersten Ebene, während die hintere Führung 104 des umgekehrten flachen Gehäuses auf einer zweiten Ebene angeordnet ist. Die erste und die zweite Ebene verlaufen im Wesentlichen beispielsweise in einem Bereich von 10 Grad zueinander parallel. Zusätzlich sind die vordere Führung 106 und die hintere Führung 108 gleichermaßen parallel zueinander angeordnet und zueinander versetzt. Dieses versetzte Positionieren der vorderen und hinteren Führungen für das umgekehrte bzw. das aufrechte flache Gehäuse führt zur spiegelbildlichen Anschlussanordnung, da jede Anordnung des umgekehrten und des aufrechten flachen Gehäuses, die nicht zu einer spiegelbildlichen Anschlussanordnung führt, zu einem Distalende der Führungen 102 und 104 des umgekehrt in der Befestigungsöffnung 130 montierten Gehäuses führen würde und an das Distalende der Führungen 106 und 108 des aufrecht eingebauten Gehäuses anstoßen und dadurch verhindern, dass die Kante 125 an die Oberfläche der Leiterplatte anstößt und die Anschlüsse 120 mit den Verbindungen 114 verbunden werden. Die Führungen 102, 104, 106, 108 positionieren sicher die flachen Gehäuse 110, 111 indem die Führungen 102, 104, 106, 108 gegeneinander und mit der Oberfläche der Befestigungsöffnung 130 verklemmt werden, wenn eine spiegelbildliche Anschlussanordnung erzielt wird.
8 zeigt die Führungen 102, 104, 106 und 108 in der Befestigungsöffnung 130 der Leiterplatte 140. Da die Länge jeder dieser Führungen größer als die Hälfte der Tiefe der Leiterplatte ist, überlappen sich die Führungen und sind zueinander versetzt, wie dargestellt.
Die aufrecht stehenden und die umgekehrten Gehäuse (3) 110 und 111 umfassen die Kante 125, um einen Anschlag für die Führung in der Befestigungsöffnung 130 zu bilden. Die Kante 125 ist so positioniert, dass die Anschlussanordnung 120 an die Verbindung 114 der Leiterplatte anstößt, um eine Verbindung mit der Leiterplatte herzustellen. Zusätzlich bringt die Kante 125, wenn sie an der Leiterplatte anstößt, die Führungen 102, 104, 106, 108 in eine überlappende Position.
4 zeigt ein anderes Beispiel, das nicht durch den Bereich der Ansprüche abgedeckt ist. Die vordere Führung 202 für das umgekehrte flache Gehäuse kann einen abgeschrägten Abschnitt 212 umfassen, um an einen abgeschrägten Abschnitt 218 der hinteren Führung 208 des aufrecht stehenden flachen Gehäuses zu stoßen. Gleichermaßen stößt die vordere Führung 206 des aufrechten flachen Gehäuses, die einen abgeschrägten Abschnitt 216 aufweist, an einen abgeschrägten Abschnitt 214 der hinteren Führung 204 des umgekehrten flachen Gehäuses. Der abgeschrägte Abschnitt 212 ermöglicht das Anstoßen des abgeschrägten Abschnitts 218, um die Führung mit der Oberfläche der Befestigungsöffnungen sicher zu verklemmen. Der abgeschrägte Abschnitt 216 ermöglicht das Anstoßen des abgeschrägten Abschnittes 214.
Wie in 5 gezeigt wird, kann eine Vielzahl von flachen Gehäusen auf der einen Seite einer Leiterplatte 140 montiert werden und eine zweite Vielzahl von flachen Gehäusen auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 140 montiert werden. Damit sind die flachen Gehäuse effizient und mit hoher Dichte positioniert.
7 zeigt ein weiteres Beispiel, das nicht durch den Bereich der Ansprüche abgedeckt ist. 7 zeigt zwei L-förmige Führungen in der Befestigungsöffnung 130. Eine L-förmige Führung 302 des aufrechten flachen Gehäuses stößt an die Lförmige Führung 304 des umgekehrten flachen Gehäuses an. Beide L-förmigen Führungen 302 und 304 stoßen an der Oberfläche der Befestigungsöffnung an, um das flache Gehäuse auf der Leiterplatte zu positionieren und zu halten. 7 zeigt, dass die Führung 302 kleiner als die Führung 304 ist.
10 zeigt, dass die L-förmigen Führungen 308 genauso groß wie die L-förmigen Führungen 310 sind. Der Verwendung der L-förmigen Führungen 302 und 304 stellt nicht sicher, dass die gespiegelte Anschlussanordnung erreicht wird.
9 zeigt ein anderes Beispiel, welche nicht durch den Bereich der Ansprüche abgedeckt wird. Das flache Gehäuse 110 umfasst zwei parallele Führungen 402 und zwei rechtwinkelige Führungen 404. Die parallelen Führungen 402 sind im Wesentlichen parallel und auf der gleichen Ebene wie die Länge der flachen Gehäuse 110 angeordnet. Darüber hinaus sind die rechtwinkeligen Führungen 404 im Wesentlichen auf der gleichen Ebene, aber senkrecht zur Länge des flachen Gehäuses angeordnet. 11 zeigt zusätzlich, dass die parallelen Führungen 402 des aufrechten flachen Gehäuses an die senkrechten Führungen 406 des umgekehrten flachen Gehäuses anstoßen. Zusätzlich stoßen die senkrechten Führungen 404 des aufrechten Gehäuses parallel an die Führung 408 des umgekehrten flachen Gehäuses an. Dadurch erreicht man eine gespiegelte Anschlussanordnung.
Die oben genannten Führungen gemäß dieser Erfindung können in das Gehäuse oder in die Anschlussanordnung integriert werden oder mit dem flachen Gehäuse nach der Herstellung hergestellt werden.
Andere Verkörperungen
Obwohl diese Erfindung und ihre Vorteile im Detail beschrieben wurden, versteht es sich, dass zahlreiche Veränderungen, Ergänzungen und Alternativen machbar sind, ohne den Geist und Geltungsbereich der in den anhängenden Ansprüchen beschriebenen Erfindung zu verlassen.

Claims

Oberflächen montierte integrierte Schaltkreisstruktur umfassend: eine Leiterplatte (140), die eine erste und eine zweite Hauptoberfläche aufweist, die einander gegenüberliegen, wobei die Leiterplatte Befestigungsöffnungen (130) in den Oberflächen aufweist; ein erstes integriertes Halbleiterbauelement mit einem ersten flachen Gehäuse (110), in dem ein erster Halbleiterchip eingeschlossen ist, mit mehreren ersten leitenden Anschlüssen (120), die von einem Rand des ersten flachen Gehäuses (110) abstehen, und mit ersten Führungen (100), die von dem einen Rand des ersten flachen Gehäuses (110) abstehen und so geformt sind, dass sie in die Befestigungsöffnungen (130) in der ersten Oberfläche der Leiterplatte (140) passen, um das erste flache Gehäuse (110) mechanisch zu positionieren und zu halten, wenn die ersten leitenden Anschlüsse (120) mit der Leiterplatte (140) verlötet werden; wobei das erste integrierte Halbleiterbauelement so angeordnet ist, dass die ersten leitenden Anschlüsse mit Verbindungsabschnitten (114) auf der ersten Oberfläche der Leiterplatte verbunden sind; ein zweites integriertes Halbleiterbauelement mit einem zweiten flachen Gehäuse (111), in dem ein zweiter Halbleiterchip eingeschlossen ist, mit mehreren zweiten leitenden Anschlüssen (121), die von einem Rand des zweiten flachen Gehäuses (111) abstehen, und mit zweiten Führungen (100), die von dem Rand des zweiten flachen Gehäuses (111) abstehen und so geformt sind, dass sie in die Befestigungsöffnungen in der zweiten Oberfläche der Leiterplatte passen, um das zweite Gehäuse (111) mechanisch zu positionieren und zu halten, wenn die zweiten leitenden Anschlüsse (121) mit der Leiterplatte (140) verlötet werden; wobei das zweite integrierte Halbleiterbauelement so angeordnet ist, dass die zweiten leitenden Anschlüsse mit Verbindungsabschnitten auf der zweiten Oberfläche der Leiterplatte verbunden sind; wobei die Öffnungen durch die Leiterplatte hindurch reichen; und die zweiten Führungen (100) so geformt sind, dass sie in dieselben Öffnungen (130) wie die ersten Führungen (100) passen, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Führungen (100) eine solche Länge aufweisen, dass die Führungen nicht aneinandergrenzen oder sich überlappen; und die ersten und die zweiten Führungen (100) so in den Befestigungsöffnungen (130) angeordnet sind, dass die einander zugeordneten Anschlüsse der ersten und zweiten leitenden Anschlüsse (120,121) einander gegenüberliegen und miteinander über jeweilige direkte Verbindungen zwischen der ersten und zweiten Oberfläche der Leiterplatte verbunden sind.