DE69912328T2 - Fassung für integrierte Schaltkreise - Google Patents
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Description
- Hintergrund der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Montieren eines IC-Chips auf einer Platine, und insbesondere auf eine Fassung, die das Montieren und Ausrichten eines IC-Chips auf einer Platine erleichtert.
- Fassungen zum Montieren elektronischer Geräte, wie zum Beispiel IC-Chips, auf einer Platine sind bekannt. Die Fassung kann auf die Platine montiert werden, während der IC-Chip in der Fassung durch Einschnappen befestigt ist. Ein Vorteil dieser Anordnung ist, dass im Gegensatz zu IC-Chips, die direkt auf die Platine gelötet sind, ein IC-Chip, der in einer Fassung montiert ist, leicht von der Platine zum Testen und Auswechseln entfernt werden kann. Jedoch erfordert der relativ dichte Aufbau und die kleine Größe elektrischer Kontakte auf einigen IC-Chips genaue Ausrichtung sowohl zwischen der Fassung und. der Platine als auch zwischen dem IC-Chip und der Fassung.
- US-Patent Nr. 5,161,983 von Ohno et al., offenbart einen Niederprofil-Fassungsanschluss, welcher ein Basiselement mit Wänden besitzt, die zwischen sich eine Fassung zur Aufnahme eines LGA (Land Grid Array) -Geräts definieren. Springfedern, die an zwei benachbarten Wänden angrenzend an einer Ecke der Fassung integral ausgebildet sind, ragen in die Fassung hinein und wirken mit angrenzenden Kantenteilen des LGA-Geräts zusammen. Dadurch sind gegenüberliegende angrenzende Kantenteile des LGA-Geräts zum Anliegen mit den Fassungswänden gezwungen, welche die gegenüberliegende Ecke der Fassung definieren.
- Kurze Zusammenfassung der Erfindung
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Fassung zur Montage eines IC-Chips auf einer Platine zur Verfügung gestellt, umfassend: eine Basis, welche eine Vielzahl von Kanten und mindestens eine Kopplung besitzt, um Verbindung zu der Platine bereitzustellen; eine erste Seitenwand, welche entlang einer der Kanten der Basis angeordnet ist; eine zweite Seitenwand, welche entlang einer der Kanten der Basis angeordnet ist, wobei die zweite Seitenwand an der ersten Seitenwand anliegt und rechtwinklig zu ihr ist; eine dritte Seitenwand, welche entlang einer der Kanten der Basis angeordnet ist, wobei die dritte Seitenwand an der zweiten Seitenwand anliegt und rechtwinklig zu ihr ist; eine vierte Seitenwand, welche entlang einer der Kanten der Basis angeordnet ist, wobei die vierte Seitenwand an der ersten Seitenwand und der dritten Seitenwand anliegt und rechtwinklig zu ihnen ist; eine erste Ausrichtstütze, welche auf der ersten Seitenwand angeordnet ist, wobei sie sich von der ersten Seitenwand zu der dritten Seitenwand nach innen erstreckt; eine zweite und eine dritte Ausrichtstütze, welche auf der zweiten Seitenwand angeordnet sind, wobei sie sich von der zweiten zu der vierten Seitenwand nach innen erstrecken; ein erster Kraftapplikator, welcher zwei Elemente besitzt, der einen ersten Kraftvektor ansetzt, welcher in einer Richtung von der dritten Seitenwand zu der ersten Seitenwand rechtwinklig zu der ersten Seitenwand ist; und ein zweiter Kraftapplikator, welcher zwei Elemente besitzt, der einen zweiten Kraftvektor ansetzt, welcher in einer Richtung von der vierten Seitenwand zu der zweiten Seitenwand rechtwinklig zu der zweiten Seitenwand ist, wobei der IC-Chip, welcher an der Basis angeordnet ist, an den Ausrichtstützen ausgerichtet ist.
- Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Ausrichtung eines IC-Chips in einer Fassung zur Verfügung, welche eine Basis, eine erste Seitenwand, welche entlang einer der Kanten der Basis angeordnet ist, eine zweite Seitenwand, welche entlang einer der Kanten der Basis angeordnet ist und welche an der ersten Seitenwand anliegt und rechtwinklig zu ihr ist, eine dritte Seitenwand, welche entlang einer der kanten der Basis angeordnet ist und welche an der zweiten Seitenwand anliegt und rechtwinklig zu ihr ist, und eine vierte Seitenwand besitzt, welche entlang einer der Kanten der Basis angeordnet ist und welche an der ersten Seitenwand und der dritten Seitenwand anliegt und rechtwinklig zu ihnen ist, umfassend die Schritte: Herstellen eines ersten Ausrichtpunkts auf der ersten Seitenwand; Herstellen eines zweiten und dritten Ausrichtpunkts auf der zweiten Seitenwand; Ansetzen eines Kräftepaars auf den IC-Chip in eine Richtung von der dritten Seitenwand zu der ersten Seitenwand, um den Kontakt zwischen dem IC-Chip und dem ersten Ausrichtpunkt zu erhalten; Ansetzen eines Kräftepaars auf den IC-Chip in eine Richtung von der vierten Seitenwand zu der zweiten Seitenwand, um den Kontakt zwischen dem IC-Chip und dem zweiten und dem dritten Ausrichtpunkt zu erhalten.
- Die Fassung kann an der Platine mit befestigenden Hardwarehalterungen befestigt sein, die das Aufbringen einer konstanten, bekannten Kraft erleichtern, um die Fassung an der Platine zu befestigen. Jede Halterung enthält einen Kopf und einen Schaft, an welchem ein Federelement befestigt ist. Die Feder ist durch Bilden eines Kanals in dem Schaft der Halterung befestigt, wo die Schaft- und Kopfteile zusammentreffen. Mindestens eine Windung des Federelements ist in dem Kanal befestigt, wodurch die Feder an der Halterung befestigt ist. Eine Sicherungsscheibe kann an einem Ende der Feder derart angeordnet sein, dass die Feder zwischen dem Kopf der Halterung und der Sicherungsscheibe angeordnet ist. Die Sicherungsscheibe funktioniert, um die Feder unter Druck im Verhältnis zur freien Länge der Feder zu halten. Verwendung der Sicherungsscheibe ermöglicht die Aufbringung einer höheren Federkraft bei einer kürzeren Schaftlänge.
- Kurze Beschreibung mehrerer Ansichten der Zeichnungen
- Die vorhergehenden Merkmale der Erfindung, sowie die Erfindung selbst, können im Gesamten aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den Zeichnungen besser verstanden werden, von welchen:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer Fassung zur Montage eines IC-Chips auf einer Platine ist; -
2 eine Draufsicht der Fassung der1 mit einem darin montierten IC-Chip ist; -
3 eine Unteransicht der Fassung der1 ist; -
4 eine Unteransicht der Fassung ist, die das Arbeiten der Ausrichtmerkmale der Fassung darstellt; -
5 eine Draufsicht des dreieckigen Ausrichtmerkmals ist; -
6 eine Querschnittansicht des dreieckigen Ausrichtmerkmals der5 ist; -
7 eine Draufsicht des viereckigen Ausrichtmerkmals; -
8 eine Querschnittansicht des viereckigen Ausrichtmerkmals der7 ist; -
9 eine Draufsicht der Halterung ist, welche eingesetzt wird, um die Fassung an der Platine zu befestigen; -
10 eine Querschnittansicht der Halterung der9 ist; und -
11 ein alternatives Ausführungsbeispiel der Halterung darstellt. - Detaillierte Beschreibung der Erfindung
- Vorläufige US-Patentanmeldung Nr. 60/074,768, eingereicht am 17. Februar 1998, mit dem Titel SOCKET FOR MOUNTING AN INTEGRATED CIRCUIT CHIP (Fassung zur Montage eines IC-Chips), ist hierin durch Bezugnahme gewürdigt.
- Mit Bezug auf
1 enthält die Fassung eine Basis10 und einen umfassenden Rahmen12 . Die Basis10 ist eine dünne, glatte Wand. Der Boden der Basis10 ist an der Oberfläche einer Platine14 angeordnet. Der Rahmen12 umfasst vier Wände16 ,18 ,20 ,22 , die entlang den Kanten der Basis10 angeordnet sind. Ein IC-Chip wird in der Fassung durch Anordnen des Chips in der Aussparung montiert, welche zwischen den Wänden und der Basis geformt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Fassung als eine einzelne Struktur konstruiert. - Mit Bezug auf
1 und2 sind federnde elektrische Kopplungen24 in Löchern angeordnet, welche in der Basis10 geformt sind, um elektrischen Kontakt zwischen einem montierten IC-Chip26 und der Platine14 zu erleichtern. Eine Reihe von Kontakten ist an der Unterfläche des IC-Chips angeordnet. Eine entsprechende Reihe von Löchern ist in der Basis10 geformt. Die federnden elektrischen Kopplungen24 sind dann in den Löchern angeordnet, welche in der Basis geformt sind. In dem dargestellten Beispiel sind die federnden Kopplungen aus einer im Stand der Technik bekannten Auswahl ausgewählt, wie zum Beispiel eingepflanzte, metallisierte Partikelkopplungen ("GMPI") und gleichförmig metallisierte Partikelkopplungen ("MPI"), die durch Kombinieren eines federnden Materials, wie zum Beispiel Silizium, mit leitenden metallischen Partikeln, wie zum Beispiel Kohle, geformt sind. Sobald sie in den Löchern in der Basis10 platziert sind, bilden die federnden Kopplungen24 eine Schnittstelle zwischen entsprechenden Kontakten an der Platine14 , an welcher die Fassung montiert ist, und dem IC-Chip26 , der in der Fassung montiert ist. - Mit Bezug auf
2 sind IC-Chip Ausrichtmerkmale an ausgewählten der Wände des Rahmens geformt, um Ausrichten des IC-Chips26 in der Aussparung in der Fassung zu erleichtern. Insbesondere richten die Ausrichtmerkmale den IC-Chip bezüglich der federnden Kopplungen aus, die in der Basis angeordnet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die Ausrichtmerkmale drei die Position definierende Kontaktpunkte28 ,30 ,32 und vier Federelement34 ,36 ,38 ,40 , die in den Wänden des Rahmens angeordnet sind. Kontaktpunkte30 und32 erstrecken sich von der Wand20 einwärts, und Kontaktpunkt28 erstreckt sich von der Wand22 einwärts. Federele mente34 und36 sind an der Wand16 angeordnet und Federelemente38 und40 sind an der Wand18 angeordnet. - Die Federelemente bewirken, den IC-Chip in Bezug auf die eine Position definierenden Kontaktpunkte zu positionieren. Die Federelemente
34 ,36 ,38 ,40 , wenden Kraft gegen den IC-Chip26 an, um Kontakt zwischen dem IC-Chip und jedem der Kontaktpunkte28 ,30 ,32 aufzubauen. Federelement34 wendet einen Kraftvektor42 an, der nahe der Ecke entsteht, welche durch Wand16 und Wand22 definiert wird, und der rechtwinklig zur Wand16 ist, um Kontakt zwischen dem IC-Chip26 und Kontaktpunkt30 , welcher nahe der Ecke ist, die durch Wand22 und Wand20 definiert ist, aufzubauen und zu erhalten. In gleicher Weise wendet Federelement36 einen Krafvektor44 an, der nahe der Ecke, die durch Wand16 und Wand18 definiert ist, und rechtwinklig zur Wand16 entsteht, um Kontakt zwischen dem IC-Chip26 und Kontaktpunkt32 , welcher nahe der durch Wand18 und Wand20 definierten Ecke ist, aufzubauen und zu erhalten. Federelement38 und Federelement40 arbeiten zusammen, um einen Kraftvektor46 anzuwenden, der die Kombination der Kraftvektoren48 und50 darstellt, welche nahe der Mitte der Wand18 entstehen und welche rechtwinklig zur Wand18 sind, um Kontakt zwischen dem IC-Chip26 und dem Kontaktpunkt28 , welcher nahe der Mitte der Wand22 ist, aufzubauen und zu erhalten. Daher arbeiten Kraftvektoren42 ,44 und46 , um den IC-Chip in Bezug auf Kontaktpunkte28 ,30 ,32 in der durch Wand20 und Wand22 definierten Ecke auszurichten. - Mit Bezug auf
3 und4 sind Ausrichtmerkmale auf dem Boden der Fassung geformt, um Ausrichten der Fassung in Bezug auf die Platine zu erleichtern. Insbesondere richten die Ausrichtmerkmale die federnden Kopplungen24 aus, die in der Basis10 relativ zu Kontakt stützen angeordnet sind, welche auf der Oberfläche der Platine geformt sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die Ausrichtmerkmale zwei Stäbe52 ,54 , die in Löchern eingefügt sind, welche in der Platine geformt sind. Insbesondere sind die Stäbe52 ,54 mit Druck in den Löchern in der Platine befestigt. - Die ersten und zweiten Stäbe
52 ,54 definieren entgegengesetzte Ausrichtkoordinaten für die Fassung. Ein Drehpunkt wird durch den ersten Stab25 definiert. Insbesondere ist die Fassung um den ersten Stab52 herum drehbar bewegbar, wenn der erste Stab52 in das entsprechende Loch in der Platine eingeführt wird. Eine Position in der Drehung ist durch den zweiten Stab54 definiert. Wenn der zweite Stab54 in das entsprechende Loch in der Platine eingeführt wird, ist die Fassung nicht länger um den ersten Stab52 drehbar bewegbar. In dem in3 bis6 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der erste Stab52 einen dreieckigen Querschnitt. Insbesondere besitzt der Stab52 einen gleichseitigen dreieckigen Querschnitt, so dass der durch jede benachbarte Ecke56 definierte spitze Winkel ungefähr 60 Grad beträgt. Die Löcher in der Platine kontaktieren den Stab52 in jeder der drei Ecken56 , wodurch die Fassung an der Platine befestigt ist, während Drehung um die Mitte des Stabs52 ermöglicht wird. Teile58 der Kanten56 der Stäbe52 sind abgeschrägt, um Befestigen durch Druck der Stäbe in den Löchern in der Platine zu erleichtern. - In dem in
3 ,4 ,7 und8 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der zweite Stab54 einen viereckigen Querschnitt. Insbesondere besitzt der Stab54 einen gleichseitigen viereckigen Querschnitt, der ungefähr "rautenförmig" ist, mit zwei gegenüberliegenden Kanten59 , welche sich des weiteren von der Mitte des Stabs aus entgegen den anderen zwei gegenüberliegenden Kanten60 erstrecken. Mit anderen Worten ist der Abstand62 zwischen Kanten59 größer als der Abstand64 zwischen Kanten60 . Der Stab54 ist an der Fassung orientiert, um die Fassung bei einer bestimmten Position innerhalb des durch Stab52 definierten Drehkreises66 zu befestigen und auszurichten. Eine Linie68 zwischen Kanten59 ist tangential zum Drehkreis66 und deshalb rechtwinklig zu einer Linie70 von der Mitte des Stabs52 zur Mitte des Stabs54 . Die Löcher in der Platine kontaktieren den Stab54 an Kanten59 , wodurch die Fassung an der Platine befestigt wird, während Drehung um die Mitte des Stabs52 nicht möglich ist. Teile der Kanten59 ,60 der Stäbe54 sind abgeschrägt, um Befestigen durch Druck des Stabs in dem Loch in der Platine zu erleichtern. Des weiteren kann ein ausgesparter Bereich72 an der Basis des Stabs54 und Stab52 (6 ) geformt sein, um Material unterzubringen, das sich von einer Kante ablöst, wenn die Stäbe in die Löcher in der Platine eingeführt werden. - Mit Bezug nun auf
1 ,9 und10 , kann die Fassung an der Platine14 mit einer befestigenden Hardwarehalterung74 befestigt werden, welche die Anwendung von konstanter, bekannter Kraft erleichtert, um die Fassung an der Platine zu befestigen. Die Halterung74 kann eine Verschlussmutter oder Zapfenschraube mit einem Kopf75 und einem Schaft76 sein. Der Schaft76 besitzt einen ausgesparten Kanal78 , welcher angeordnet ist, wo der Schaft auf den Kopf trifft. Der Kanal vereinfacht Rückhaltung eines Federelements80 . Mindestens eine Windung82 des Federelements80 besitzt einen Durchmesser, der geringer als der Durchmesser des Schafts ist und der innerhalb des ausgesparten Kanals gehalten wird, wodurch die Feder an der Halterung befestigt ist. - In einem in
11 dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel ist eine Sicherungsscheibe84 an einem Ende der Feder80 derart angeordnet, dass die Feder zwischen dem Kopf75 der Halterung und der Sicherungsscheibe84 angeordnet ist. Die Sicherungsscheibe84 arbeitet, um die Feder80 unter Druck im Verhältnis zu der freien Länge der Feder zu halten. Verwendung der Sicherungsscheibe ermöglicht die Anwendung höherer Federkraft mit einer kürzeren Schaftlänge76 . - Ein abgeschrägter Flansch
86 kann verwendet werden, um die Feder80 zu sichern. Der abgeschrägt Flansch besitzt einen Durchmesser, der größer als der Durchmesser des Schafts76 der Halterung ist. Daher ist ein Kanal88 zwischen dem abgeschrägten Flansch und dem Kopf75 der Halterung geformt. Des weiteren kann der Durchmesser des Kanals88 geringer, gleich oder größer als der Durchmesser des Schafts sein. - Nachdem die Ausführungsbeispiele im Einklang mit der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, werden für den Fachmann andere Ausführungsbeispiele und Änderungen im Einklang mit der vorliegenden Erfindung offensichtlich sein. Deshalb sollte die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt gesehen werden, sondern eher nur durch die Auslegung und den Schutz der beigefügten Ansprüche als begrenzt angesehen werden.
Claims (11)
- Eine Fassung zur Montage eines IC-Chips auf einer Platine (
14 ), umfassend: eine Basis (10 ), welche eine Vielzahl von Kanten und mindestens eine Kopplung (24 ) besitzt, um Verbindung zu der Platine bereitzustellen; eine erste Seitenwand (22 ), welche entlang einer der Kanten der Basis (10 ) angeordnet ist; eine zweite Seitenwand (20 ), welche entlang einer der Kanten der Basis (10 ) angeordnet ist, wobei die zweite Seitenwand (20 ) an der ersten Seitenwand (21 ) anliegt und rechtwinklig zu ihr ist; eine dritte Seitenwand (18 ), welche entlang einer der Kanten der Basis (10 ) angeordnet ist, wobei die dritte Seitenwand (18 ) an der zweiten Seitenwand (18 ) anliegt und rechtwinklig zu ihr ist; eine vierte Seitenwand (16 ), welche entlang einer der Kanten der Basis (10 ) angeordnet ist, wobei die vierte Seitenwand (16 ) an der ersten Seitenwand (22 ) und der dritten Seitenwand (18 ) anliegt und rechtwinklig zu ihnen ist; eine erste Ausrichtstütze (28 ), welches auf der ersten Seitenwand (22 ) angeordnet ist, wobei sie sich von der ersten Seitenwand (22 ) zu der dritten Seitenwand (18 ) nach innen erstreckt; eine zweite und eine dritte Ausrichtstütze (30 ,32 ), welche auf der zweiten Seitenwand (20 ) angeordnet sind, wobei sie sich von der zweiten (20 ) zu der vierten Seitenwand (16 ) nach innen erstrecken; ein erster Kraftapplikator, welcher zwei Elemente (38 ,40 ) besitzt, der einen ersten Kraftvektor ansetzt, welcher in einer Richtung von der dritten Seitenwand (18 ) zu der ersten Seitenwand (22 ) rechtwinklig zu der ersten Seitenwand (22 ) ist; und ein zweiter Kraftapplikator, welcher zwei Elemente (38 ,40 ) besitzt, der einen zweiten Kraftvektor ansetzt, welcher in einer Richtung von der vierten Seitenwand (16 ) zu der zweiten Seitenwand (22 ) rechtwinklig zu der zweiten Seitenwand (20 ) ist, wobei der IC-Chip, welcher an der Basis (10 ) angeordnet ist, an den Ausrichtstützen (28 ,30 ,32 ) ausgerichtet ist. - Die Fassung nach Anspruch 1, wobei der zweite Kraftapplikator ein erstes und ein zweites Federelement (
34 ,36 ) besitzt, welche ergänzende Kraftvektoren vorsehen, die kombiniert werden, um den zweiten Kraftvektor vorzusehen. - Die Fassung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der erste Kraftapplikator ein drittes und ein viertes Federelement (
38 ,40 ) besitzt. - Die Fassung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Ausrichtstütze (
28 ) zentral auf der ersten Seitenwand (22 ) angeordnet ist. - Die Fassung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Kraftapplikator Kraft von einem Mittelteil der dritten Seitenwand (
18 ) aus ansetzt. - Die Fassung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Ausrichtstütze (
30 ) nahe einer Ecke angeordnet ist, welche durch die erste (22 ) und die zweite (20 ) Seitenwand bestimmt wird. - Die Fassung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die dritte Ausrichtstütze (
32 ) nahe einer Ecke angeordnet ist, welche durch die zweite (20 ) und die dritte (18 ) Seitenwand bestimmt wird. - Verfahren zur Ausrichtung eines IC-Chips in einer Fassung, welche eine Basis (
10 ), eine erste Seitenwand (22 ), welche entlang einer der Kanten der Basis (10 ) angeordnet ist, eine zweite Seitenwand (20 ), welche entlang einer der Kanten der Basis (10 ) angeordnet ist und welche an der ersten Seitenwand anliegt und rechtwinklig zu ihr ist, eine dritte Seitenwand (18 ), welche entlang einer der Kanten der Basis (10 ) angeordnet ist und welche an der zweiten Seitenwand (20 ) anliegt und rechtwinklig zu ihr ist, und eine vierte Seitenwand (16 ) besitzt, welche entlang. einer der Kanten der Basis (10 ) angeordnet ist und welche an der ersten Seitenwand (22 ) und der dritten Seitenwand (18 ) anliegt und rechtwinklig zu ihnen ist, umfassend die Schritte: – Herstellen eines ersten Ausrichtpunkts (28 ) auf der ersten Seitenwand (22 ); – Herstellen eines zweiten und dritten Ausrichtpunkts (30 ,32 ) auf der zweiten Seitenwand (20 ); – Ansetzen eines Kräftepaars auf den IC-Chip in eine Richtung von der dritten Seitenwand (18 ) zu der ersten Seitenwand (22 ), um den Kontakt zwischen dem IC-Chip und dem ersten Ausrichtpunkt (28 ) zu erhalten; – Ansetzen eines Kräftepaars auf den IC-Chip in eine Richtung von der vierten Seitenwand (16 ) zu der zweiten Seitenwand (20 ), um den Kontakt zwischen dem IC-Chip und dem zweiten und dem dritten Ausrichtpunkt (30 ,32 ) zu erhalten. - Das Verfahren nach Anspruch 8, weiter umfassend den Schritt des Herstellens eines ersten Ausrichtpunkts (
28 ) nahe einem Mittelteil der ersten Seitenwand (22 ). - Das Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, weiter umfassend den Schritt des Herstellens des zweiten Ausrichtpunkts (
30 ) nahe einer Ecke, welche durch die erste Seitenwand (22 ) und die zweite Seitenwand (18 ) bestimmt wird. - Das Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, weiter umfassend den Schritt des Herstellens des dritten Ausrichtpunkts (
32 ) nahe einer Ecke, welche durch die zweite Seitenwand (20 ) und die dritte Seitenwand (18 ) bestimmt wird.
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