EP1273038A1 - Device for fixing a heat distribution cover on a printed circuit board - Google Patents

Device for fixing a heat distribution cover on a printed circuit board

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Publication number
EP1273038A1
EP1273038A1 EP01942958A EP01942958A EP1273038A1 EP 1273038 A1 EP1273038 A1 EP 1273038A1 EP 01942958 A EP01942958 A EP 01942958A EP 01942958 A EP01942958 A EP 01942958A EP 1273038 A1 EP1273038 A1 EP 1273038A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fastening
heat distribution
distribution cover
circuit board
foot
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Withdrawn
Application number
EP01942958A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Monika Bauer
Jens Pohl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of EP1273038A1 publication Critical patent/EP1273038A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • 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
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20436—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
    • H05K7/20445—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff
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    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/205—Heat-dissipating body thermally connected to heat generating element via thermal paths through printed circuit board [PCB]
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with a plurality of heat-generating electronic components arranged on an assembly surface of the printed circuit board.
  • Such heat distribution covers serve to absorb the heat of the heat-generating electronic components and to distribute them over a larger cooling surface.
  • the fastening of such a heat distribution cover is a problem, since corresponding fastening elements occupy part of the assembly area on the one hand and on the other hand impair the strength of the printed circuit board.
  • the area losses caused by each fastening element are multiplied by the number of line levels provided.
  • the object of the invention is to provide an improved device for fastening a heat distribution cover.
  • the device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board has a plurality of heat-generating electronic components arranged on an assembly surface of the printed circuit board and there is at least one interconnect level for connecting contact connections of the components to one another.
  • the fastening foot In an area on the assembly surface that has at least one fastening foot, the fastening foot carries an assembly element.
  • the fitting element can be brought into engagement with the heat distribution cover and at least one further conductor track level is arranged below the area of the fastening foot.
  • This type of fastening has the advantage that only for the at least one fastening foot on the assembly surface of the semiconductor plate, a corresponding metallic layer, from which the conductor tracks also consist, must be exposed in order to fasten the fastening foot on this metal
  • the device according to the invention thus creates the possibility of exhausting the full volume of the printed circuit board for the interconnect connections and limits the area required on the printed circuit board only to the attachment area on the uppermost interconnect level of the printed circuit board required for at least one fastening foot.
  • the device has a soldered connection between the fastening foot and the mounting surface, which has the advantage that it uses soldered connection steps for attaching the electronic components. parts can be combined in time so that additional Be omitted ⁇ processing steps.
  • the device has a between the mounting foot and the mounting surface
  • Friction welded connection This has the advantage that the circuit board heats up only locally in the area of the fastening foot when the connection is made, and the induction of thermal voltage in the circuit board is reduced compared to a soldered connection.
  • the device can have an adhesive connection between the mounting foot and the mounting surface. Since an adhesive connection can be realized in this case without increasing the temperature, there is a connection that is not thermally stressed, which is advantageous in many applications.
  • the heat distribution cover has an opening arranged opposite the fastening foot.
  • This embodiment has the advantage that fastening elements can be inserted through the opening arranged opposite the fastening foot and thus can bring the heat distribution cover into engagement with the fastening foot.
  • the fastening element can be a threaded pin which is applied orthogonally to the mounting surface on the fastening foot.
  • a fitting nut can be screwed onto such a threaded pin, which is arranged with a precise fit in the opening in the heat distribution cover, so that the heat distribution cover with the aid of the fitting nut reaching through the opening via the threaded pin with the fastening foot in Intervention stands.
  • heat-generating components on the printed circuit board which are less than the distance between the heat distribution cover and the printed circuit board are connected in a heat-conducting manner to the heat distribution cover via a heat-conducting filler material which is arranged between the individual electronic component and the heat distribution cover.
  • This embodiment of the invention has the advantage that a wide variety of heat-generating components with different heights can be cooled via the heat-conducting filler material through the heat distribution cover.
  • a fastening element with an internal thread such as a mounting nut
  • the heat distribution cover is screwed to the internal thread of the fastening element with the aid of a cover screw which protrudes through the opening of the heat distribution cover.
  • a fastening nut and a set screw can be formed in one piece with the fastening foot, so that the number of components to be stored for the fastening according to the invention is reduced.
  • the fastening element is a plug pin with an attachment via which a plug element, which is arranged with a precise fit in the opening of the heat distribution cover, engages.
  • a der- -like plug-in element can have the plug pin snap fit in the area of the neck, which slide over the projection and is spread and then snap behind the approach, a ⁇ so that the heat distribution cover is connected via the plug and the plug pin fixed to the mounting foot and the printed circuit board ,
  • the plug pin and the fastening foot can be formed in one piece, which in turn offers the advantage that the number of fastening elements to be stored is reduced.
  • the fastening element is a cylindrical pin which is arranged orthogonally to the component surface of the printed circuit board on the fastening foot or is formed in one piece with the fastening foot.
  • a cylindrical pin as a fastening element can protrude through the opening in the heat distribution cover and the heat distribution cover can be fixed to the cylindrical pin by means of a crown washer.
  • the radially inner cutting surfaces of the crown disk are anchored in the material of the cylindrical pin.
  • the opening itself can have the shape and the cutting surfaces of a crown disk, so that the heat-distributing cover can be placed directly on the cylindrical fastening pin and anchored itself to the cylindrical pin through the appropriately designed openings.
  • This embodiment has the advantage that, apart from a fastening pin with a fastening foot, no further fastening elements are required for anchoring the heat distribution cover on the printed circuit board. Formation of the openings with cutting surfaces similar to a crown nut can be achieved by punching presses in one operation with a suitably designed punching tool.
  • the fastening element can be a rivet-shaped pin which, after the heat distribution cover has been applied, is formed into a rivet head at its free end which projects through the opening in the heat distribution cover.
  • the pin can also be designed as a hollow rivet, so that only the edge of the hollow rivet projecting through the opening in the heat distribution cover is to be flanged.
  • the printed circuit board can have a solder resist layer on both surfaces, and the heat-generating electronic components can be arranged on the component surface in CSP technology, LFBGA technology or in flip-chip technology on the printed circuit board.
  • This flip-chip technology in particular requires a multilayer printed circuit board in order to be able to connect the large number of contact areas of the individual heat-generating electronic components to one another.
  • the invention thus relates to the attachment of heat spreaders (or heat distribution covers) to memory modules in such a way that as little space as possible on the printed circuit board (PCB) (or the printed circuit board) has to be used for the attachment.
  • a problem with the high-density memory modules is the space required for the memory and peripheral components and the electrical connection thereof by means of routing the conductor tracks on the PCB.
  • the difficulty lies in the fact that the attachment points for the heat spreader are not freely selectable, but must be in a defined arrangement and number in order to ne sufficiently good fastening and good contact of the gap filler (or heat-conducting filler material, which conducts the heat from the components (or electronic components) into the heat spreader and is intended to compensate mechanically gentle height differences of the components).
  • Drilled holes in the PCB are required for fastening with rivets. Routing or routing of the conductor tracks is not possible in the area of the holes and a certain security zone (keep out zone), which makes it impossible for high-density memory modules to connect the components by conductor tracks.
  • the "Keep Out Zone” may be increased by as yet ⁇ that an embossing of the Heatsprea- DERS occurs (HS), whereby an additional safety margin of Components must be maintained from the embossing zone.
  • a fastening element is mounted on the PCB. This element is used to attach the heat spreader to the PCB.
  • the fastening element is assembled together with the components on the PCB, i.e. ideally, these are "SMD-capable" fastening elements, which are placed on the assembly machine and fixed during soldering.
  • the element is fastened by soldering using SMD solder paste, as no other materials have to be used.
  • other connections between the mounting surface of the printed circuit board and the mounting foot of a fastening element such as an adhesive connection, a laser welding connection or a friction welding connection, are also suitable for special embodiments.
  • the size of the Landpads, the geometry of the fastening foot of the fastening element and the Geomet ⁇ rie of the solder mask (Soldier Mask) to one another such reduce ⁇ true that the fastening element during soldering liehst possible effect self-centering, so that it by the at Soldering surface tension is pulled into the desired position.
  • the geometry of the fastening element with the fastening foot is set in such a way that an SMD assembly is fundamentally possible, so that workability on automatic placement machines with a secure position of the element on the PCB is ensured without "falling over" during processing.
  • the invention thus has several advantages: only the uppermost conductor track level is used for the fastening element on the PCB, the middle layers can continue to be used for routing conductor tracks. That the invention offers great flexibility for PCB design. - At the same time, deep embossing of the heat spreader in the area of the fastening element is superfluous or the heat spreader can be made flatter, since embossing is only necessary if very narrow thickness restrictions apply to the memory module, e.g. an embossed rivet head is to be sunk. As a result, the components can also be positioned closer to the fastening element.
  • the invention can be used both for one-sided and for double-sided HS assembly.
  • FIG. 1 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with a rivet-shaped fastening element according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with a threaded pin as a fastening element according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with a fastening nut according to a third embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with a plug element having snap hooks on a fastening base according to a fourth embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with one Approach plug pin according to a fifth
  • FIG. 6 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with a cylindrical pin as a fastening element according to a sixth embodiment of the invention
  • FIG. 7 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with an opening formed into a crown disk in the heat distribution cover according to a seventh embodiment of the invention.
  • Figure 1 shows a cross section through a device for attaching a heat distribution cover 1 on a circuit board 2 with a hollow rivet-shaped fastening element 8.
  • the heat distribution cover 1 is made of an aluminum alloy in this embodiment and is in heat-conducting contact with the heat-generating components 4 via a heat-conducting full material 22, so that the heat generated in the components 4 is conducted via the thermally conductive full material 22 onto the heat-distributing cover and the surroundings are blasted from the outer surface of the heat-distributing cover 1 m.
  • the different heat development in the individual heat-generating electronic components 4 can be evenly distributed and effective cooling can be achieved.
  • the heat distribution cover 1 is pressed on the board by means of a fastening element 8 under prestress.
  • the fastening element 8 is a hollow rivet, the foot of which is soldered onto a conductor track surface which has previously been freed from the overlying and insulating solder resist layer 25.
  • the conductor layers 9, 26 and 27 can represent undisturbed and unrestricted conductive connections.
  • the heat-generating active components 4 in this exemplary embodiment are arranged by means of LFBGA technology, so that solder bumps 28 establish the connection to the different interconnect levels 5, 9, 26 and 27 via through contacts (not shown) in the printed circuit board.
  • the hollow-cylindrical rivets 21 are first soldered with their foot areas in this embodiment to the surface of the conductor track level 5 freed from a solder resist layer 25.
  • the hollow cylindrical hollow rivets 21 then protrude beyond the height level of the heat-generating components 4 and can be arranged with a precise fit in the openings 10 of the heat distribution cover 1.
  • the ends of the hollow rivets protruding beyond the heat distribution cover 1 can be flanged in their edge regions and thus a stable arrangement and fastening of the heat distribution cover 1 on the printed circuit board 2 can be achieved.
  • FIG. 2 shows a cross section through a device for attaching a heat distribution cover 1 on a circuit board 2 with a grub screw 11 as a fastening element 8 according to a second embodiment of the invention.
  • the fastening foot 7 forms an integral element with the threaded pin 11.
  • the threaded pin 11 protrudes through the opening 10 of the heat distribution cover 1.
  • the heat cover 1 is supported on the printed circuit board 2, which in turn consists of an upper and a lower solder resist layer, a plurality of insulating layers 29, 30, 31 and conductor layers 5, 9, 26 and 27 is constructed.
  • FIG. 2 shows that the area under the fastening foot 7 of the conductor layers 9, 27 and 28 is fully available for conducting the conductor.
  • the solder resist layer 25 is first removed from the areas provided on the assembly surface, the fastening base 7 is soldered on with a set screw 11, and finally the heat distribution cover 1 is placed on the printed circuit board 2, the set screws being replaced by the Project openings 10 in the heat distribution cover 1. Then a fitting nut 12 is screwed onto the threaded pin 11 and arranged in a precise fit in the opening 10 of the heat distribution cover 1.
  • This second embodiment of the invention has the advantage over the first embodiment of the invention that the heat distribution cover 1 is detachably attached to the circuit board 2, so that the heat distribution cover 1 can be unscrewed for repair and maintenance purposes.
  • FIG. 3 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover 1 on a printed circuit board 2 with a fastening nut 13 as fastening element 8 according to a third embodiment of the invention.
  • the fastening nut 13 is formed in one piece with the fastening foot 7 soldered onto the component surface 3 of the printed circuit board 2.
  • the fastening nut 13 has one Internal thread and projects with its outer periphery in the Publ ⁇ voltage 10 into the heat distribution cover.
  • 1 In the buildin ⁇ actuating nut 13 is a cover screw 15 is rotated, which presses with its head 32 the heat distribution cover 1 on di.e conductor plate. 2
  • the printed circuit board 2 as assembled in the vorange ⁇ gangenen embodiments of Figures 1 and 2 of a plurality of conductor lines 5, 9, 27 and 28 and insulating layers 29, 30, 31st
  • FIG. 4 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover 1 on a printed circuit board 2 with a plug element 18 having snap hooks 37, 38 as a fastening element 8.
  • the plug element 18 and the fastening foot 7 are formed in one piece.
  • the snap hooks 37, 38 of the plug-in mentes 18 can be resiliently spread to accommodate a connector 35.
  • the plug 35 is disposed in the opening 10 of the War ⁇ mever Ecuadorsabdeckung 1 and has a dome-shaped curved connector head 36 resiliently biased or pressed against the surface of the heat distribution cover 1 in the region of the opening 10th
  • This fourth embodiment has the advantage that it is easy to assemble and can compensate for differing thermal expansions ⁇ surface of the circuit board 2 and the heat distribution cover. 1
  • the fastening foot 7 with the associated plug element 18 is first soldered onto the exposed metal surface of the conductor layer 5 in the area provided for this purpose. Then the heat distribution cover is pre-adjusted with the aid of its openings 10 on the printed circuit board 2 so that the opening 10 is arranged opposite the fastening foot 7, and then the plug 35 is pressed into each plug element 18, the snap hooks 37 and 38 being frustoconical due to the frustoconical shape Spread the free end of the connector pin 16 of the connector 35 apart and engage after overcoming the shoulder 17 of the connector pin 16.
  • the arched dome-shaped plug head 36 is bent so that the heat distribution cover 1 is pressed onto the printed circuit board 2 under a prestress. With this contact pressure, a good contact between the heat conduction cover 1 and the filler material 22 shown in FIG. 1 is established, which compensates for the height compensation between the structural height of the components 4 shown there and the distance between the heat distribution cover 1 and the printed circuit board 2.
  • FIG. 5 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover 1 on a cable. terplatte 2 with a connector pin 16 according to a fifth embodiment of the invention.
  • the plug pin 16 of the fifth embodiment is a fastening
  • the plug-in element 18 has a plug-in element head 39 which is slightly curved and resiliently deformed while maintaining a pretension and is arranged in a precisely fitting manner in the opening of the heat distribution cover 1.
  • This embodiment of FIG. 5 has the advantage that no auxiliary tools are required for mounting the heat distribution cover on the printed circuit board 2, but only the plug-in element 18 has to be pressed into the opening provided in the heat distribution cover 1.
  • the preload on the heat distribution cover 1, caused by the deformation of the curved plug element head 39 of the plug element 18, improves the heat transfer, particularly in the area of the heat-generating area
  • FIG. 6 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover 1 on a printed circuit board 2 with a cylindrical pin 19 as fastening element 8 according to a sixth embodiment of the invention.
  • the cylindrical pin 19 is formed in one piece with the fastening foot 7 and projects perpendicularly with respect to the component surface 3 of the printed circuit board 2 through the opening 10 of the heat distribution cover 1.
  • a crown washer 20 anchored with their cutting edges in the material of the cylindrical pin 19. In this way, the heat distribution cover 1 is held in position on the circuit board 2 and pretensioned. Since the remaining structure of the sixth embodiment of the invention corresponds to the structure and assembly of the previous embodiments 1 to 5, further description is omitted.
  • FIG. 7 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover 1 on a printed circuit board 2 with an opening 10 formed into a crown disk in the heat distribution cover according to a seventh embodiment of the invention.
  • a cylindrical pin 19 projects orthogonally from the mounting foot 7 to the component surface 3 of the printed circuit board 2 through an opening 10 in the heat distribution cover.
  • This opening 10 is provided in the edge region with cutting edges 24, which were produced, for example, by stamping and these cutting edges 24 anchor the heat distribution cover in the region of the opening 10 in the pin material of the cylindrical pin 19.
  • the heat distribution cover 1 is made of an aluminum alloy with special resilient properties, so that a corresponding resilient edge area with cutting edges 24 of the opening 10 can be formed.
  • the assembly of this device according to embodiment 7 has the advantage that the heat distribution cover can be attached to the circuit board 2 with a few elements.
  • the fastening foot 7 with the cylindrical pin 19 is first soldered onto the metal layer of the conductor layer 5 in the area provided for this purpose.
  • the heat distribution cover 1 with their corresponding Preformed openings 10 are pressed onto the pins and at the same time with their surface onto the heat-conducting filler material 22 shown in FIG. 1 above the heat-generating components 4, and when the end position is reached, the cutting edges 24 of the crown-shaped openings 10 anchor themselves in the material of the cylindrical pin 19.

Abstract

The invention relates to a device for fixing a heat distribution cover (1) on a printed circuit board (2), comprising a plurality of electronic components (4) and a printed conductor level (5) as well as at least one fixing foot (7), which supports a fixing element (8) that can engage with the heat distribution cover (1).

Description

Beschreibungdescription
Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung auf einer LeiterplatteDevice for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung auf einer Leiterplatte mit einer Mehrzahl von auf einer Bestückungsfläche der Leiterplatte angeordneten wärmeerzeugenden elektronischen Bauteilen.The invention relates to a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with a plurality of heat-generating electronic components arranged on an assembly surface of the printed circuit board.
Derartige Wärmeverteilungsabdeckungen dienen dazu, die Wärme der wärmeerzeugenden elektronischen Bauteile aufzunehmen und auf eine größere Kühlfläche zu verteilen. Jedoch stellt die Befestigung einer derartigen W rmeverteilungsabdeckung ein Problem dar, da entsprechende Befestigungselement einerseits einen Teil der Bestückungsfläche belegen und andererseits die Festigkeit der Leiterplatte beeinträchtigen. Ferner multiplizieren sich die Flächenverluste, die durch jedes Befestigungselement entstehen, bei einer mehrlagigen Leiterplatte mit der Anzahl der vorgesehenen Leitungsebenen.Such heat distribution covers serve to absorb the heat of the heat-generating electronic components and to distribute them over a larger cooling surface. However, the fastening of such a heat distribution cover is a problem, since corresponding fastening elements occupy part of the assembly area on the one hand and on the other hand impair the strength of the printed circuit board. Furthermore, in a multilayer printed circuit board, the area losses caused by each fastening element are multiplied by the number of line levels provided.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung anzugeben.The object of the invention is to provide an improved device for fastening a heat distribution cover.
Gelöst wird diese Aufgabe durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This problem is solved by the subject of the independent claims. Advantageous developments of the invention result from the dependent claims.
Gemäß der Erfindung weist die Vorrichtung zum Befestigen ei- ner Warmeverteilungsabdeckung auf einer Leiterplatte eine Mehrzahl auf einer Bestückungsfläche der Leiterplatte angeordnete wärmeerzeugende elektronische Bauteile auf und be- sitzt mindestens eine Leiterbahnebene zum Verbinden von Kontaktanschlüssen der Bauteile untereinander.According to the invention, the device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board has a plurality of heat-generating electronic components arranged on an assembly surface of the printed circuit board and there is at least one interconnect level for connecting contact connections of the components to one another.
In einem mindestens einen Befestigungsfuß aufweisenden Bereich auf der Bestückungsfläche trägt der Befestigungsfuß ein Bestückungselement. Das Bestückungselement ist mit der Warmeverteilungsabdeckung in Eingriff bringbar und mindestens eine weitere Leiterbahnebene ist unterhalb des Bereichs des Befestigungsfußes angeordnet.In an area on the assembly surface that has at least one fastening foot, the fastening foot carries an assembly element. The fitting element can be brought into engagement with the heat distribution cover and at least one further conductor track level is arranged below the area of the fastening foot.
Diese Art der Befestigung hat den Vorteil, daß lediglich für den mindestens einen Befestigungsfuß auf der Bestückungsfläche der Halbleiterplatte eine entsprechende metallische Schicht, aus denen auch die Leiterbahnen bestehen, freigelegt werden muß, um den Befestigungsfuß auf dieser metallischeThis type of fastening has the advantage that only for the at least one fastening foot on the assembly surface of the semiconductor plate, a corresponding metallic layer, from which the conductor tracks also consist, must be exposed in order to fasten the fastening foot on this metal
Fläche anzuordnen und zu befestigen. Es sind keine weiteren mechanischen Klemm- oder Befestigungsvorrichtungen durch die Leiterplatte selbst hindurch anzubringen, so daß insbesondere bei mehrlagigen Leiterbahnebenen, die unterhalb des Bereichs, der von dem Befestigungsfuß eingenommen wird, liegen, ohne Flächenverlust für die Leiterbahnführung zur Verfügung stehen. Somit schafft die erfindungsgemäße Vorrichtung die Möglichkeit, das volle Volumen der Leiterplatte für die Leiterbahnverbindungen auszuschöpfen und beschränkt den Flächenbe- darf auf der Leiterplatte lediglich auf die für mindestens einen Befestigungsfuß erforderliche Befestigungsfläche auf der obersten Leiterbahnebene der Leiterplatte.Arrange and fasten the surface. There are no further mechanical clamping or fastening devices to be attached through the circuit board itself, so that, in particular in the case of multilayer conductor track levels which are below the area which is occupied by the fastening foot, there is no loss of area for the conductor track guidance. The device according to the invention thus creates the possibility of exhausting the full volume of the printed circuit board for the interconnect connections and limits the area required on the printed circuit board only to the attachment area on the uppermost interconnect level of the printed circuit board required for at least one fastening foot.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zwischen dem Befestigungsfuß und der Bestückungsfläche eine Lötverbindung auf, die den Vorteil hat, daß sie mit Lötver- bindungsschritten für das Anbringen der elektronischen Bau- teile zeitlich kombiniert werden kann, so daß zusätzliche Be¬ arbeitungsschritte entfallen.In one embodiment of the invention, the device has a soldered connection between the fastening foot and the mounting surface, which has the advantage that it uses soldered connection steps for attaching the electronic components. parts can be combined in time so that additional Be omitted ¬ processing steps.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung zwi- sehen dem Befestigungsfuß und der Bestückungsfläche eineIn a further embodiment, the device has a between the mounting foot and the mounting surface
Reibschweißverbindung auf. Diese hat den Vorteil, daß nur lokal im Bereich des Befestigungsfußes sich die Leiterplatte bei der Herstellung der Verbindung erwärmt und die Induktion von Thermospannung in der Leiterplatte gegenüber einer Löt- Verbindung vermindert ist.Friction welded connection. This has the advantage that the circuit board heats up only locally in the area of the fastening foot when the connection is made, and the induction of thermal voltage in the circuit board is reduced compared to a soldered connection.
Ferner kann die Vorrichtung zwischen Befestigungsfuß und Bestückungsfläche eine Klebeverbindung aufweisen. Da eine Klebeverbindung in diesem Fall ohne Temperaturerhöhung verwirk- licht werden kann, ergibt sich eine thermisch nicht belastete Verbindung, was in vielen Anwendungsfällen von Vorteil ist.Furthermore, the device can have an adhesive connection between the mounting foot and the mounting surface. Since an adhesive connection can be realized in this case without increasing the temperature, there is a connection that is not thermally stressed, which is advantageous in many applications.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Warmeverteilungsabdeckung eine gegenüber dem Befestigungsfuß angeordnete Öffnung auf. Mit dieser Ausführungsform ist der Vorteil verbunden, daß Befestigungselemente durch die gegenüber dem Befestigungsfuß angeordnete Öffnung gesteckt werden können und somit die Warmeverteilungsabdeckung mit dem Befestigungsfuß in Eingriff bringen können.In a further embodiment of the invention, the heat distribution cover has an opening arranged opposite the fastening foot. This embodiment has the advantage that fastening elements can be inserted through the opening arranged opposite the fastening foot and thus can bring the heat distribution cover into engagement with the fastening foot.
Dazu kann bei einer Ausführungsform der Erfindung das Befestigungselement ein Gewindestift sein, der orthogonal zur Bestückungsfläche auf dem Befestigungsfuß aufgebracht ist. Auf einem derartigen Gewindestift kann eine Paßmutter aufge- schraubt werden, die paßgenau in der Öffnung in der Warmeverteilungsabdeckung angeordnet ist, so daß die Warmeverteilungsabdeckung mit Hilfe der durch die Öffnung greifenden Paßmutter über den Gewindestift mit dem Befestigungsfuß in Eingriff steht. Somit ergibt sich eine lösbare fest veranker¬ te Anbringung der Warmeverteilungsabdeckung auf der Leiterplatte.For this purpose, in one embodiment of the invention the fastening element can be a threaded pin which is applied orthogonally to the mounting surface on the fastening foot. A fitting nut can be screwed onto such a threaded pin, which is arranged with a precise fit in the opening in the heat distribution cover, so that the heat distribution cover with the aid of the fitting nut reaching through the opening via the threaded pin with the fastening foot in Intervention stands. Thus, a detachable fixed veranker ¬ te attachment of the heat distribution coverage results on the board.
Wärmeerzeugende Bauelemente auf der Leiterplatte, die in ihrer Bauhöhe geringer sind als der Abstand zwischen Warmeverteilungsabdeckung und Leiterplatte werden in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung über ein wärmeleitendes Füllmaterial, das zwischen dem einzelnen elektronischen Bauteil und der Warmeverteilungsabdeckung angeordnet ist, wärmeleitend mit der Warmeverteilungsabdeckung verbunden. Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, daß die unterschiedlichsten wärmeerzeugenden Bauelement mit unterschiedlicher Bauhöhe über das wärmeleitende Füllmaterial durch die Wärme- Verteilungsabdeckung gekühlt werden können.In a further embodiment of the invention, heat-generating components on the printed circuit board which are less than the distance between the heat distribution cover and the printed circuit board are connected in a heat-conducting manner to the heat distribution cover via a heat-conducting filler material which is arranged between the individual electronic component and the heat distribution cover. This embodiment of the invention has the advantage that a wide variety of heat-generating components with different heights can be cooled via the heat-conducting filler material through the heat distribution cover.
Anstelle eines Gewindestiftes, der orthogonal zur Bestückungsfläche auf dem Befestigungsfuß aufgebracht ist, kann auch ein Befestigungselement mit einem Innengewinde wie eine Befestigungsmutter auf dem Befestigungsfuß angeordnet sein. In diesem Fall wird die Warmeverteilungsabdeckung mit Hilfe einer Abdeckschraube, die durch die Öffnung der Warmeverteilungsabdeckung hindurchragt, mit dem Innengewinde des Befestigungselementes verschraubt. Sowohl eine Befestigungsmutter als auch ein Gewindestift können einstückig mit dem Befestigungsfuß ausgebildet sein, so daß die Anzahl der zu lagernden Bauteile für die erfindungsgemäße Befestigung vermindert wird.Instead of a grub screw, which is applied orthogonally to the mounting surface on the mounting foot, a fastening element with an internal thread, such as a mounting nut, can also be arranged on the mounting foot. In this case, the heat distribution cover is screwed to the internal thread of the fastening element with the aid of a cover screw which protrudes through the opening of the heat distribution cover. Both a fastening nut and a set screw can be formed in one piece with the fastening foot, so that the number of components to be stored for the fastening according to the invention is reduced.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Befestigungselement ein Steckerstift mit einem Ansatz, über den ein Steckelement, das paßgenau in der Öffnung der Warmeverteilungsabdeckung angeordnet ist, in Eingriff steht. Ein der- artiges Steckelement kann im Bereich des Ansatzes des Steckerstiftes Schnapphaken aufweisen, die über den Ansatz gleiten und sich spreizen und anschließend hinter dem Ansatz ein¬ rasten, so daß die Warmeverteilungsabdeckung über das Steckelement und den Steckerstift fest mit dem Befestigungsfuß und damit mit der Leiterplatte verbunden ist. Der Steckerstift und der Befestigungsfuß können einstückig ausgebildet sein, was wiederum den Vorteil bietet, daß die Anzahl der zu lagernden Befestigungselemente vermindert wird.In a further embodiment of the invention, the fastening element is a plug pin with an attachment via which a plug element, which is arranged with a precise fit in the opening of the heat distribution cover, engages. A der- -like plug-in element can have the plug pin snap fit in the area of the neck, which slide over the projection and is spread and then snap behind the approach, a ¬ so that the heat distribution cover is connected via the plug and the plug pin fixed to the mounting foot and the printed circuit board , The plug pin and the fastening foot can be formed in one piece, which in turn offers the advantage that the number of fastening elements to be stored is reduced.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Befestigungselement ein zylindrischer Stift, der orthogonal zu der Bestückungsfläche der Leiterplatte auf dem Befestigungsfuß angeordnet ist oder einstückig mit dem Befestigungsfuß ausgebildet ist. Ein derartiger zylindrischer Stift als Befestigungselement kann durch die Öffnung in der Warmeverteilungsabdeckung hindurchragen und die Warmeverteilungsabdeckung kann an dem zylindrischen Stift mittels einer Kronenscheibe fixiert werden. Die radial inneren Schneidflächen der Kronenscheibe verankern sich dabei in dem Material des zylindrischen Stiftes.In a further embodiment of the invention, the fastening element is a cylindrical pin which is arranged orthogonally to the component surface of the printed circuit board on the fastening foot or is formed in one piece with the fastening foot. Such a cylindrical pin as a fastening element can protrude through the opening in the heat distribution cover and the heat distribution cover can be fixed to the cylindrical pin by means of a crown washer. The radially inner cutting surfaces of the crown disk are anchored in the material of the cylindrical pin.
Weiterhin kann die Öffnung selbst die Form und die Schneidflächen einer Kronenscheibe aufweisen, so daß die wärmever- teilende Abdeckung direkt auf den zylindrischen Befestigungsstift aufgesetzt werden kann und sich selbst durch die entsprechend ausgebildeten Öffnungen an dem zylindrischen Stift verankert. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß außer einem Befestigungsstift mit Befestigungsfuß keine weiteren Befestigungselemente zum Verankern der Warmeverteilungsabdeckung auf der Leiterplatte erforderlich sind. Eine Ausbildung der Öffnungen mit Schneidflächen ähnlich einer Kronenmutter kann durch Stanzpressen in einem Arbeitsgang mit geeignet ausgebildetem Stanzwerkzeug erreicht werden.Furthermore, the opening itself can have the shape and the cutting surfaces of a crown disk, so that the heat-distributing cover can be placed directly on the cylindrical fastening pin and anchored itself to the cylindrical pin through the appropriately designed openings. This embodiment has the advantage that, apart from a fastening pin with a fastening foot, no further fastening elements are required for anchoring the heat distribution cover on the printed circuit board. Formation of the openings with cutting surfaces similar to a crown nut can be achieved by punching presses in one operation with a suitably designed punching tool.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Be- festigungselement ein nietförmiger Stift sein, der nach dem Aufbringen der Warmeverteilungsabdeckung an seinem durch die Öffnung in der Warmeverteilungsabdeckung ragenden freien Ende zu einem Nietkopf umgeformt wird. Der Stift kann aber auch als Hohlniet ausgebildet sein, so daß lediglich der durch die Öffnung in der Warmeverteilungsabdeckung herausragende Rand des Hohlniets umzubördeln ist.In a further embodiment of the invention, the fastening element can be a rivet-shaped pin which, after the heat distribution cover has been applied, is formed into a rivet head at its free end which projects through the opening in the heat distribution cover. The pin can also be designed as a hollow rivet, so that only the edge of the hollow rivet projecting through the opening in the heat distribution cover is to be flanged.
Die Leiterplatte kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auf beiden Oberflächen eine Lötstoplackschicht auf- weisen und die wärmeerzeugenden elektronischen Bauteile können auf der Bestückungsfläche in CSP-Technologie, LFBGA- Technologie oder in Flip-Chip-Technologie auf der Leiterplatte angeordnet sein. Insbesondere diese Flip-Chip-Technologie erfordert eine mehrlagige Leiterplatte, um die Vielzahl der Kontaktflächen der einzelnen wärmeerzeugenden elektronischen Bauteile untereinander verbinden zu können.In a further embodiment of the invention, the printed circuit board can have a solder resist layer on both surfaces, and the heat-generating electronic components can be arranged on the component surface in CSP technology, LFBGA technology or in flip-chip technology on the printed circuit board. This flip-chip technology in particular requires a multilayer printed circuit board in order to be able to connect the large number of contact areas of the individual heat-generating electronic components to one another.
Insbesondere betrifft somit die Erfindung die Befestigung von Heatspreadern (bzw. Wärmeverteilungsabdeckungen) auf Spei- chermodulen in der Art und Weise, daß möglichst wenig Platz auf dem Printed Circuit Board (PCB) (bzw. der Leiterplatte) für die Befestigung verwendet werden muß. Ein Problem bei den High Density Speichermodulen ist der Platzbedarf der Speicher- sowie der Peripheriekomponenten sowie die elektrische Verbindung derselben mittels Routing der Leiterbahnen auf dem PCB. Die Schwierigkeit liegt darin, daß die Befestigungspunkte für den Heatspreader nicht frei wählbar sind, sondern in einer definierten Anordnung und Zahl vorliegen müssen, um ei- ne ausreichend gute Befestigung und einen guten Kontakt des Gapfillers (bzw. wärmeleitendes Füllmaterial, das die Wärme von den Components (bzw. elektronischen Bauteilen) in den Heatspreader leitet und mechanisch gέringe Höhenunterschiede der Components ausgleichen soll) zu erreichen.In particular, the invention thus relates to the attachment of heat spreaders (or heat distribution covers) to memory modules in such a way that as little space as possible on the printed circuit board (PCB) (or the printed circuit board) has to be used for the attachment. A problem with the high-density memory modules is the space required for the memory and peripheral components and the electrical connection thereof by means of routing the conductor tracks on the PCB. The difficulty lies in the fact that the attachment points for the heat spreader are not freely selectable, but must be in a defined arrangement and number in order to ne sufficiently good fastening and good contact of the gap filler (or heat-conducting filler material, which conducts the heat from the components (or electronic components) into the heat spreader and is intended to compensate mechanically gentle height differences of the components).
Für eine Befestigung mit Hohlnieten werden gebohrte Löcher im PCB benötigt. Im Bereich der Löcher und einer gewissen Sicherheitszone (Keep Out Zone) ist ein Routing bzw. eine Füh- rung der Leiterbahnen nicht möglich, wodurch es bei High Den- sity Speichermodulen unmöglich werden kann, die Bauelemente durch Leiterbahnen zu verbinden. Die "Keep Out Zone" kann da¬ durch noch vergrößert sein, daß eine Prägung des Heatsprea- ders (HS) erfolgt, wodurch zusätzlich ein Sicherheitsabstand der Components von der Prägezone eingehalten werden muß.Drilled holes in the PCB are required for fastening with rivets. Routing or routing of the conductor tracks is not possible in the area of the holes and a certain security zone (keep out zone), which makes it impossible for high-density memory modules to connect the components by conductor tracks. The "Keep Out Zone" may be increased by as yet ¬ that an embossing of the Heatsprea- DERS occurs (HS), whereby an additional safety margin of Components must be maintained from the embossing zone.
Erfindungsgemäß ist ein Befestigungselement auf dem PCB montiert. Dieses Element übernimmt die Befestigung des Heatspreaders auf dem PCB. Das Befestigungselement wird in einer Ausführungsform der Erfindung zusammen mit den Bauelementen auf dem PCB bestückt, d.h. im Idealfall handelt es sich um "SMD-fähige" Befestigungselemente, welche von der Bestückungsmaschine aufgesetzt und während des Lötens fixiert werden.According to the invention, a fastening element is mounted on the PCB. This element is used to attach the heat spreader to the PCB. In one embodiment of the invention, the fastening element is assembled together with the components on the PCB, i.e. ideally, these are "SMD-capable" fastening elements, which are placed on the assembly machine and fixed during soldering.
Die Befestigung des Elements geschieht durch Löten mittels SMD-Lötpaste, da somit keine weiteren Materialien verwendet werden müssen. Alternativ sind auch andere Verbindungen zwischen Bestückungsfläche der Leiterplatte und Befestigungsfuß eines Befestigungselementes wie eine Klebstoffverbindung, eine Laserschweiß- oder eine Reibschweißverbindung für besondere Ausführungsformen geeignet. Für das Löten sind die Größe des Landpads, die Geometrie des Befestigungsfußes des Befestigungselementes sowie die Geomet¬ rie der Lötstoppmaske (Soldier Mask) derart aufeinander abge¬ stimmt, daß das Befestigungselement während des Lötens mög- liehst selbstzentrierend wirkt, so daß es durch die beim Löten wirkenden Oberflächenspannungen in die gewünschte Position gezogen wird. Weiterhin ist die Geometrie des Befestigungselements mit Befestigungsfuß derart eingestellt, daß grundsätzlich eine SMD-Bestückung möglich ist, so daß eine Verarbeitbarkeit auf Bestückungsautomaten mit einem sicheren Stand des Elements am PCB ohne "Umfallen" während der Verarbeitung gesichert ist.The element is fastened by soldering using SMD solder paste, as no other materials have to be used. Alternatively, other connections between the mounting surface of the printed circuit board and the mounting foot of a fastening element, such as an adhesive connection, a laser welding connection or a friction welding connection, are also suitable for special embodiments. For brazing, the size of the Landpads, the geometry of the fastening foot of the fastening element and the Geomet ¬ rie of the solder mask (Soldier Mask) to one another such abge ¬ true that the fastening element during soldering liehst possible effect self-centering, so that it by the at Soldering surface tension is pulled into the desired position. Furthermore, the geometry of the fastening element with the fastening foot is set in such a way that an SMD assembly is fundamentally possible, so that workability on automatic placement machines with a secure position of the element on the PCB is ensured without "falling over" during processing.
Die Erfindung hat somit mehrere Vorteile: - Auf dem PCB wird nur die oberste Leiterbahn-Ebene für das Befestigungselement verwendet, die mittleren Lagen können weiterhin für das Routing von Leiterbahnen verwendet werden. D.h. die Erfindung bietet eine große Flexibilität für das PCB-Design. - Gleichzeitig wird eine Tiefprägung des Heatspreaders im Bereich des Befestigungselements überflüssig bzw. kann der Heatspreader flacher ausgeführt werden, da eine Prägung nur notwendig wird, falls sehr enge Dickenbeschränkungen für das Speichermodul gelten, wenn z.B. ein Niet- köpf in einer Prägung zu versenken ist. Dadurch können auch die Bauelemente näher an dem Befestigungselement positioniert werden.The invention thus has several advantages: only the uppermost conductor track level is used for the fastening element on the PCB, the middle layers can continue to be used for routing conductor tracks. That the invention offers great flexibility for PCB design. - At the same time, deep embossing of the heat spreader in the area of the fastening element is superfluous or the heat spreader can be made flatter, since embossing is only necessary if very narrow thickness restrictions apply to the memory module, e.g. an embossed rivet head is to be sunk. As a result, the components can also be positioned closer to the fastening element.
Die Erfindung kann sowohl für eine einseitige als auch für eine doppelseitige HS-Montage eingesetzt werden.The invention can be used both for one-sided and for double-sided HS assembly.
Die Erfindung wird nun anhand von Figuren näher erläutert, Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung auf einer Leiterplatte mit einem hohlnietförmigen Befestigungselement gemäß einer ersten _?Vusfüh- rungsform der Erfindung,The invention will now be explained in more detail with reference to figures, FIG. 1 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with a rivet-shaped fastening element according to a first embodiment of the invention,
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung auf einer Leiterplatte mit einem Gewindestift als Befestigungselement gemäß einer zweiten Ausfüh- rungsform der Erfindung,FIG. 2 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with a threaded pin as a fastening element according to a second embodiment of the invention,
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung auf einer Leiterplatte mit einer Befestigungsmutter gemäß einer dritten Ausführungsform der Er- findung,FIG. 3 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with a fastening nut according to a third embodiment of the invention,
Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung auf einer Leiterplatte mit einem Schnapphaken aufweisenden Steckelement auf einem Befestigungs- fuß gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung, Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung auf einer Leiterplatte mit einem einen Ansatz aufweisenden Steckerstift gemäß einer fünftenFIG. 4 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with a plug element having snap hooks on a fastening base according to a fourth embodiment of the invention, FIG. 5 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with one Approach plug pin according to a fifth
Ausführungsform der Erfindung, Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung auf einer Leiterplatte mit einem zylindrischen Stift als Befestigungselement gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, und Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung auf einer Leiterplatte mit einer zu einer Kronenscheibe ausgeformten Öffnung in der Warmeverteilungsabdeckung gemäß einer siebten Ausfuhrungsform der Erfindung.Embodiment of the invention, FIG. 6 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with a cylindrical pin as a fastening element according to a sixth embodiment of the invention, and FIG. 7 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover on a printed circuit board with an opening formed into a crown disk in the heat distribution cover according to a seventh embodiment of the invention.
Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung 1 auf einer Leiterplatte 2 mit einem hohlnietförmigen Befestigungselement 8. Die Warmeverteilungsabdeckung 1 ist in dieser Ausführungsform aus einer Alummiumlegierung und steht in wärmeleitendem Kontakt mit den warmeerzeugenden Bauelementen 4 über ein wärmeleitendes Fullmaterial 22, so daß die in den Bauelementen 4 erzeugte Warme über das wärmeleitende Fullmaterial 22 auf die warmeverteilende Abdeckung geleitet wird und von der Außen- oberflache der Warmeverteilungsabdeckung 1 m die Umgebung gestrahlt wird. Mit einer derartigen Warmeverteilungsabdeckung 1 kann einerseits die unterschiedliche Wärmeentwicklung in den einzelnen warmeerzeugenden elektronischen Bauteilen 4 gleichmäßig verteilt werden und eine effektive Kühlung er- reicht werden. Dazu wird die Warmeverteilungsabdeckung 1 auf der Platine mittels eines Befestigungselementes 8 unter Vorspannung gepreßt. Das Befestigungselement 8 ist m dieser Ausführungsform eine Hohlniete, deren Fuß auf eine Leiterbahnflache gelotet ist, die vorher von der überdeckenden und isolierenden Lotstoplackschicht 25 befreit wurde. Unterhalb des Bereichs des Befestigungsfußes 7 können die Leiterbahnlagen 9, 26 und 27 ungestört und uneingeschränkt leitende Verbindungen darstellen. Für diese Art der Befestigung wird lediglich von der Bestuckungsoberflache der Bereich benotigt, m dem der Befestigungsfuß 7 auf die metallische Flache der Bestuckungsflache 3 der Leiterplatte 2 aufzulöten ist. Wie Figur 1 darüber hinaus zeigt, sind die wärmeerzeugenden aktiven Bauelemente 4 in diesem Ausführungsbeispiel mittels LFBGA-Technik angeordnet, so daß Lötkontakthöcker 28 über nicht gezeigte Durchkontakte in der Leiterplatte die Verbin- düng zu den unterschiedlichen Leiterbahnniveau 5, 9, 26 und 27 herstellen.Figure 1 shows a cross section through a device for attaching a heat distribution cover 1 on a circuit board 2 with a hollow rivet-shaped fastening element 8. The heat distribution cover 1 is made of an aluminum alloy in this embodiment and is in heat-conducting contact with the heat-generating components 4 via a heat-conducting full material 22, so that the heat generated in the components 4 is conducted via the thermally conductive full material 22 onto the heat-distributing cover and the surroundings are blasted from the outer surface of the heat-distributing cover 1 m. With such a heat distribution cover 1, on the one hand, the different heat development in the individual heat-generating electronic components 4 can be evenly distributed and effective cooling can be achieved. For this purpose, the heat distribution cover 1 is pressed on the board by means of a fastening element 8 under prestress. In this embodiment, the fastening element 8 is a hollow rivet, the foot of which is soldered onto a conductor track surface which has previously been freed from the overlying and insulating solder resist layer 25. Below the area of the mounting foot 7, the conductor layers 9, 26 and 27 can represent undisturbed and unrestricted conductive connections. For this type of fastening, only the area of the mounting surface is required, in which the mounting foot 7 is to be soldered onto the metallic surface of the mounting surface 3 of the printed circuit board 2. As FIG. 1 also shows, the heat-generating active components 4 in this exemplary embodiment are arranged by means of LFBGA technology, so that solder bumps 28 establish the connection to the different interconnect levels 5, 9, 26 and 27 via through contacts (not shown) in the printed circuit board.
Um eine Befestigung der Warmeverteilungsabdeckung 1 auf der Leiterplatte 2 zu erreichen, werden zunächst in dieser Aus- führungsform die hohlzylindrischen Niete 21 mit ihren Fußbereichen auf entsprechend von einer Lotstoplackschicht 25 befreiten Fläche der Leiterbahnebene 5 aufgelötet. Die hohlzylindrischen Hohlniete 21 ragen dann über das Höhenniveau der wärmeerzeugenden Bauelemente 4 hinaus und können paßgenau in den Öffnungen 10 der Warmeverteilungsabdeckung 1 angeordnet werden. Nachdem die Warmeverteilungsabdeckung 1 mit ihren Öffnungen 10 über die feststehenden Hohlniete 21 geschoben wurde, können die über die Warmeverteilungsabdeckung 1 hinausragenden Enden der Hohlniete in ihren Randbereichen umge- bördelt werden und damit eine stabile Anordnung und Befestigung der Warmeverteilungsabdeckung 1 auf der Leiterplatte 2 erreicht werden.In order to fix the heat distribution cover 1 on the printed circuit board 2, the hollow-cylindrical rivets 21 are first soldered with their foot areas in this embodiment to the surface of the conductor track level 5 freed from a solder resist layer 25. The hollow cylindrical hollow rivets 21 then protrude beyond the height level of the heat-generating components 4 and can be arranged with a precise fit in the openings 10 of the heat distribution cover 1. After the heat distribution cover 1 with its openings 10 has been pushed over the fixed hollow rivets 21, the ends of the hollow rivets protruding beyond the heat distribution cover 1 can be flanged in their edge regions and thus a stable arrangement and fastening of the heat distribution cover 1 on the printed circuit board 2 can be achieved.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung 1 auf einer Leiterplatte 2 mit einem Gewindestift 11 als Befestigungselement 8 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform bildet der Befestigungsfuß 7 mit dem Gewindestift 11 ein einstückiges Element. Der Gewindestift 11 ragt durch die Öffnung 10 der Warmeverteilungsabdeckung 1 hindurch. Die Wärmeabdeckung 1 stützt sich auf der Leiterplatte 2 ab, die ihrerseits aus einer oberen und einer unteren Lotstoplackschicht mehreren Isolierschichten 29, 30, 31 und Leiterbahnlagen 5, 9, 26 und 27 aufgebaut ist. Eine Pa߬ mutter 12 ist paßgenau in der Öffnung 10 der Warmevertei¬ lungsabdeckung 1 angeordnet, so daß die Warmeverteilungsabde¬ ckung 1 über die Paßmutter 12, den Gewindestift 11 und den Befestigungsfuß 7 mit der Bestückungsfläche 3 der mehrlagigen Leiterplatte 2 verbunden ist. Die Figur 2 zeigt, daß der Bereich unter dem Befestigungsfuß 7 den Leiterbahnlagen 9, 27 und 28 voll zur Leiterbahnführung zur Verfügung steht.Figure 2 shows a cross section through a device for attaching a heat distribution cover 1 on a circuit board 2 with a grub screw 11 as a fastening element 8 according to a second embodiment of the invention. In this embodiment, the fastening foot 7 forms an integral element with the threaded pin 11. The threaded pin 11 protrudes through the opening 10 of the heat distribution cover 1. The heat cover 1 is supported on the printed circuit board 2, which in turn consists of an upper and a lower solder resist layer, a plurality of insulating layers 29, 30, 31 and conductor layers 5, 9, 26 and 27 is constructed. A passport ¬ nut 12 is snugly positioned in the opening 10 of the Warmevertei ¬ lung cover 1, so that the Warmeverteilungsabde ¬ pack 1 via the Paßmutter 12, the threaded pin 11 and the mounting foot 7 is connected to the mounting surface 3 of the multilayer printed circuit board. 2 FIG. 2 shows that the area under the fastening foot 7 of the conductor layers 9, 27 and 28 is fully available for conducting the conductor.
Beim Zusammenbau von Leiterplatte 2 und Warmeverteilungsabdeckung 1 wird in dieser Ausführungsform zunächst an den auf der Bestückungsoberfläche vorgesehenen Bereichen die Lotstoplackschicht 25 entfernt, der Befestigungsfuß 7 mit einstückig angebrachtem Gewindestift 11 aufgelötet und schließlich die Warmeverteilungsabdeckung 1 auf die Leiterplatte 2 aufgesetzt, wobei die Gewindestifte durch die Öffnungen 10 in der Warmeverteilungsabdeckung 1 hineinragen. Anschließend wird eine Paßmutter 12 an den Gewindestift 11 angeschraubt und paßgenau in der Öffnung 10 der Warmeverteilungsabdeckung 1 angeordnet. Diese zweite Ausführungsform der Erfindung hat gegenüber der ersten Ausführungsform der Erfindung den Vorteil, daß die Warmeverteilungsabdeckung 1 lösbar auf der Leiterplatte 2 befestigt ist, so daß zu Reparatur- und Wartungszwecken die Warmeverteilungsabdeckung 1 abgeschraubt werden kann.When assembling the printed circuit board 2 and the heat distribution cover 1, in this embodiment the solder resist layer 25 is first removed from the areas provided on the assembly surface, the fastening base 7 is soldered on with a set screw 11, and finally the heat distribution cover 1 is placed on the printed circuit board 2, the set screws being replaced by the Project openings 10 in the heat distribution cover 1. Then a fitting nut 12 is screwed onto the threaded pin 11 and arranged in a precise fit in the opening 10 of the heat distribution cover 1. This second embodiment of the invention has the advantage over the first embodiment of the invention that the heat distribution cover 1 is detachably attached to the circuit board 2, so that the heat distribution cover 1 can be unscrewed for repair and maintenance purposes.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung 1 auf einer Leiterplatte 2 mit einer Befestigungsmutter 13 als Befestigungs- element 8 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Die Befestigungsmutter 13 ist einstückig mit dem auf der Bestückungsfläche 3 der Leiterplatte 2 aufgelöteten Befestigungsfuß 7 gebildet. Die Befestigungsmutter 13 weist ein Innengewinde auf und ragt mit ihrem Außenumfang in die Öff¬ nung 10 der Warmeverteilungsabdeckung 1 hinein. In die Befes¬ tigungsmutter 13 ist eine Abdeckschraube 15 gedreht, die mit ihrem Kopf 32 die Warmeverteilungsabdeckung 1 auf di.e Leiter- platte 2 preßt. Die Leiterplatte 2 ist, wie in den vorange¬ gangenen Ausführungsformen der Figur 1 und 2 aus mehreren Leiterbahnen 5, 9, 27 und 28 und Isolierschichten 29, 30, 31 zusammengesetzt .FIG. 3 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover 1 on a printed circuit board 2 with a fastening nut 13 as fastening element 8 according to a third embodiment of the invention. The fastening nut 13 is formed in one piece with the fastening foot 7 soldered onto the component surface 3 of the printed circuit board 2. The fastening nut 13 has one Internal thread and projects with its outer periphery in the Publ ¬ voltage 10 into the heat distribution cover. 1 In the buildin ¬ actuating nut 13 is a cover screw 15 is rotated, which presses with its head 32 the heat distribution cover 1 on di.e conductor plate. 2 The printed circuit board 2, as assembled in the vorange ¬ gangenen embodiments of Figures 1 and 2 of a plurality of conductor lines 5, 9, 27 and 28 and insulating layers 29, 30, 31st
Beim Zusammenbau von Leiterplatte 2 und Warmeverteilungsabdeckung 1 wird zunächst in dem dafür vorgesehenen Bereich des Befestigungsfußes 7 die Lotstoplackschicht 25 entfernt, so daß der Befestigungsfuß 7 mit einstückig angesetzter Befesti¬ gungsmutter 13 auf dem Metall der Leiterbahnebene 5 aufgelö- tet werden kann. Anschließend wird die Warmeverteilungsabdeckung in diesem Beispiel aus einer Aluminiumlegierung mit ihren Öffnungen über die Außenfläche der Befestigungsmutter 13 geschoben und in die Befestigungsmutter 13 die Abdeckschraube 15 eingeschraubt, indem bei diesem Ausführungsbeispiel ein Imbusschlüssel in die Imbusaussparung 33 der Abdeckhaube 15 eingeführt wird. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Warmeverteilungsabdeckung 1 mit definierter Vorspannung auf die Leiterplatte gepreßt werden kann, wobei die definierte Vorspannung mit Hilfe eines in die Imbusschlüsselausspa- rung eingeführten Imbusdrehmomentschlüssel eingestellt werden kann.In the assembly of printed circuit board 2 and heat distribution cover 1 of the mounting pad is first 7 Lotstoplackschicht 25 is removed, so that the mounting foot 7 supply mother with integrally translated Fixed To ¬ can be tet 13 aufgelö- on the metal of the conductor track plane 5 in the designated area. The heat distribution cover in this example, made of an aluminum alloy, is then pushed with its openings over the outer surface of the fastening nut 13 and the cover screw 15 is screwed into the fastening nut 13 by inserting an Allen key into the Allen recess 33 of the cover 15 in this exemplary embodiment. This embodiment has the advantage that the heat distribution cover 1 can be pressed onto the printed circuit board with a defined preload, the defined preload being able to be set with the aid of an Allen key inserted into the Allen key recess.
Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung 1 auf einer Lei- terplatte 2 mit einem Schnapphaken 37, 38 aufweisenden Steckelement 18 als Befestigungselement 8. In dieser Ausführungsform sind das Steckelement 18 und der Befestigungsfuß 7 einstückig ausgebildet. Die Schnapphaken 37, 38 des Steckele- mentes 18 können federnd gespreizt werden, um einen Stecker 35 aufzunehmen. Der Stecker 35 ist in der Öffnung 10 der War¬ meverteilungsabdeckung 1 angeordnet und weist einen domförmig gewölbten Steckerkopf 36 auf, der federnd bzw. vorgespannt gegen die Oberfläche der Warmeverteilungsabdeckung 1 im Bereich der Öffnung 10 preßt. Diese vierte Ausführungsform hat den Vorteil, daß sie leicht montierbar ist und unterschiedli¬ che Wärmeausdehnungen der Leiterplatte 2 und der Warmeverteilungsabdeckung 1 ausgleichen kann.FIG. 4 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover 1 on a printed circuit board 2 with a plug element 18 having snap hooks 37, 38 as a fastening element 8. In this embodiment, the plug element 18 and the fastening foot 7 are formed in one piece. The snap hooks 37, 38 of the plug-in mentes 18 can be resiliently spread to accommodate a connector 35. The plug 35 is disposed in the opening 10 of the War ¬ meverteilungsabdeckung 1 and has a dome-shaped curved connector head 36 resiliently biased or pressed against the surface of the heat distribution cover 1 in the region of the opening 10th This fourth embodiment has the advantage that it is easy to assemble and can compensate for differing thermal expansions ¬ surface of the circuit board 2 and the heat distribution cover. 1
Um die Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform zusammenzubauen, wird zunächst in dem dafür vorgesehenen Bereich der Befestigungsfuß 7 mit dem zugehörigen Steckelement 18 auf die freigelegte Metallfläche der Leiterbahnlage 5 aufgelötet. Anschließend wird die Warmeverteilungsabdeckung mit Hilfe ihrer Öffnungen 10 vorjustiert auf die Leiterplatte 2 aufgesetzt, so daß die Öffnung 10 gegenüber dem Befestigungsfuß 7 angeordnet ist, und anschließend wird der Stecker 35 in jedes Steckelement 18 gepreßt, wobei sich die Schnapphaken 37 und 38 aufgrund des kegelstumpfförmigen freien Endes des Steckerstiftes 16 des Steckers 35 auseinanderspreizen und nach Überwinden des Ansatzes 17 des Steckerstiftes 16 einrasten. Dabei wird der vorgewölbte domförmige Steckerkopf 36 verbogen, so daß die Warmeverteilungsabdeckung 1 unter einer Vorspannung auf die Leiterplatte 2 gepreßt wird. Mit dieser Anpressung wird gleichzeitig ein guter Kontakt der Wärmeleitungsabdeckung 1 mit dem in Figur 1 gezeigten Füllmaterial 22 hergestellt, das den Höhenausgleich zwischen der Bauhöhe der dort gezeigten Bauteile 4 und dem Abstand zwischen Wärmevertei- lungsabdeckung 1 und Leiterplatte 2 ausgleicht.In order to assemble the device according to the fourth embodiment, the fastening foot 7 with the associated plug element 18 is first soldered onto the exposed metal surface of the conductor layer 5 in the area provided for this purpose. Then the heat distribution cover is pre-adjusted with the aid of its openings 10 on the printed circuit board 2 so that the opening 10 is arranged opposite the fastening foot 7, and then the plug 35 is pressed into each plug element 18, the snap hooks 37 and 38 being frustoconical due to the frustoconical shape Spread the free end of the connector pin 16 of the connector 35 apart and engage after overcoming the shoulder 17 of the connector pin 16. The arched dome-shaped plug head 36 is bent so that the heat distribution cover 1 is pressed onto the printed circuit board 2 under a prestress. With this contact pressure, a good contact between the heat conduction cover 1 and the filler material 22 shown in FIG. 1 is established, which compensates for the height compensation between the structural height of the components 4 shown there and the distance between the heat distribution cover 1 and the printed circuit board 2.
Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung 1 auf einer Lei- terplatte 2 mit einem einen Ansatz aufweisenden Steckerstift 16 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Der Steckerstift 16 der fünften Ausführungsform ist als Befesti-FIG. 5 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover 1 on a cable. terplatte 2 with a connector pin 16 according to a fifth embodiment of the invention. The plug pin 16 of the fifth embodiment is a fastening
) gungselement 8 auf dem Befestigungsfuß ,7 angeordnet ;und mit diesem einstückig ausgebildet. Das freie Ende des Steckerstiftes 16 ist kegelstumpfförmig gestaltet, so daß ein Steckelement 18 mit federnden Schnapphaken 37, 38 über den Steckerstift 16 und den Ansatz geschoben werden kann. Das Steckelement 18 weist einen Steckelementkopf 39 auf, der leicht gewölbt ist und unter Beibehaltung einer Vorspannung federnd verformt und in der Öffnung der Warmeverteilungsabdeckung 1 paßgenau angeordnet ist. Diese Ausführungsform der Figur 5 hat den Vorteil, daß keinerlei Hilfswerkzeuge zur Montage der Warmeverteilungsabdeckung auf der Leiterplatte 2 erforderlich sind, sondern lediglich das Steckelement 18 in die dafür vorgesehene Öffnung in der Warmeverteilungsabdeckung 1 eingepreßt werden muß. Die Vorspannung auf die Warmeverteilungsabdeckung 1, verursacht durch die Verformung des gewölbten Steckelementkopfes 39 des Steckelementes 18, verbessert den Wärmeübergang insbesondere im Bereich der wärmeerzeugenden) supply element 8 arranged on the mounting foot, 7; and integrally formed with this. The free end of the plug pin 16 is frustoconical, so that a plug element 18 with resilient snap hooks 37, 38 can be pushed over the plug pin 16 and the neck. The plug-in element 18 has a plug-in element head 39 which is slightly curved and resiliently deformed while maintaining a pretension and is arranged in a precisely fitting manner in the opening of the heat distribution cover 1. This embodiment of FIG. 5 has the advantage that no auxiliary tools are required for mounting the heat distribution cover on the printed circuit board 2, but only the plug-in element 18 has to be pressed into the opening provided in the heat distribution cover 1. The preload on the heat distribution cover 1, caused by the deformation of the curved plug element head 39 of the plug element 18, improves the heat transfer, particularly in the area of the heat-generating area
Bauelemente 4, wie sie in Figur 1 gezeigt werden. Der sonstige Aufbau der Ausführungsform gemäß Figur 5 ist analog zu den bisherigen Ausführungsformen, so daß sich eine Beschreibung des Zusammenbaus erübrigt.Components 4, as shown in Figure 1. The other structure of the embodiment according to FIG. 5 is analogous to the previous embodiments, so that a description of the assembly is unnecessary.
Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Befestigen einer Warmeverteilungsabdeckung 1 auf einer Leiterplatte 2 mit einem zylindrischen Stift 19 als Befestigungselement 8 gemäß einer sechsten Ausführungsform der Er- findung. Der zylindrische Stift 19 ist mit dem Befestigungsfuß 7 einstückig gebildet und ragt senkrecht gegenüber der Bestückungsfläche 3 der Leiterplatte 2 durch die Öffnung 10 der Warmeverteilungsabdeckung 1. Eine Kronenscheibe 20 ist mit ihren Schneidkanten in dem Material des zylindrischen Stiftes 19 verankert. Damit wird gleichzeitig die Warmeverteilungsabdeckung 1 auf der Leiterplatte 2 in Position gehal- ten und vorgespannt. Da der übrige Aufbau der sechsten Aus- führungsform der Erfindung dem Aufbau und dem Zusammenbau der vorhergehenden Ausführungsformen 1 bis 5 entspricht, wird eine weitergehende Beschreibung weggelassen.FIG. 6 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover 1 on a printed circuit board 2 with a cylindrical pin 19 as fastening element 8 according to a sixth embodiment of the invention. The cylindrical pin 19 is formed in one piece with the fastening foot 7 and projects perpendicularly with respect to the component surface 3 of the printed circuit board 2 through the opening 10 of the heat distribution cover 1. A crown washer 20 anchored with their cutting edges in the material of the cylindrical pin 19. In this way, the heat distribution cover 1 is held in position on the circuit board 2 and pretensioned. Since the remaining structure of the sixth embodiment of the invention corresponds to the structure and assembly of the previous embodiments 1 to 5, further description is omitted.
Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Befestigung einer Warmeverteilungsabdeckung 1 auf einer Leiterplatte 2 mit einer zu einer Kronenscheibe ausgeformten Öffnung 10 in der Warmeverteilungsabdeckung gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung. Ahnlich wie in Figur 6 ragt ein zylindrischer Stift 19 von dem Befestigungsfuß 7 or- thogonal zu der Bestückungsfläche 3 der Leiterplatte 2 durch eine Öffnung 10 der Warmeverteilungsabdeckung. Diese Öffnung 10 ist im Randbereich mit Schneiden 24 ausgestattet, die beispielsweise durch ein Stanzpressen erzeugt wurden und diese Schneiden 24 verankern die Warmeverteilungsabdeckung im Be- reich der Öffnung 10 in dem Stiftmaterial des zylindrischen Stiftes 19. In dieser Ausführungsform ist die Warmeverteilungsabdeckung 1 aus einer Aluminiumlegierung mit besonderen federelastischen Eigenschaften, so daß ein entsprechender federelastischer Randbereich mit Schneidkanten 24 der Öffnung 10 gebildet werden kann.FIG. 7 shows a cross section through a device for fastening a heat distribution cover 1 on a printed circuit board 2 with an opening 10 formed into a crown disk in the heat distribution cover according to a seventh embodiment of the invention. Similar to FIG. 6, a cylindrical pin 19 projects orthogonally from the mounting foot 7 to the component surface 3 of the printed circuit board 2 through an opening 10 in the heat distribution cover. This opening 10 is provided in the edge region with cutting edges 24, which were produced, for example, by stamping and these cutting edges 24 anchor the heat distribution cover in the region of the opening 10 in the pin material of the cylindrical pin 19. In this embodiment, the heat distribution cover 1 is made of an aluminum alloy with special resilient properties, so that a corresponding resilient edge area with cutting edges 24 of the opening 10 can be formed.
Der Zusammenbau dieser Vorrichtung entsprechend der Ausführungsform 7 hat den Vorteil, daß mit wenigen Elementen die Warmeverteilungsabdeckung auf der Leiterplatte 2 befestigt werden kann. Dazu wird zunächst der Befestigungsfuß 7 mit dem zylindrischen Stift 19 in dem dafür vorgesehenen Bereich auf die Metallschicht der Leiterbahnlage 5 gelötet. Anschließend wird die Warmeverteilungsabdeckung 1 mit ihren entsprechend vorgeformten Öffnungen 10 auf die Stifte und gleichzeitig mit ihrer Fläche auf das in Figur 1 gezeigte wärmeleitende Füllmaterial 22 über den wärmeerzeugenden Bauelementen 4 gepreßt und beim Erreichen der Endstellung verankern sich die Schneidkanten 24 der kronenscheibenförmigen Öffnungen 10 in dem Material des zylindrischen Stiftes 19. The assembly of this device according to embodiment 7 has the advantage that the heat distribution cover can be attached to the circuit board 2 with a few elements. For this purpose, the fastening foot 7 with the cylindrical pin 19 is first soldered onto the metal layer of the conductor layer 5 in the area provided for this purpose. Then the heat distribution cover 1 with their corresponding Preformed openings 10 are pressed onto the pins and at the same time with their surface onto the heat-conducting filler material 22 shown in FIG. 1 above the heat-generating components 4, and when the end position is reached, the cutting edges 24 of the crown-shaped openings 10 anchor themselves in the material of the cylindrical pin 19.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1 . Vorrichtung zum Befestigen einer Wärmeverteilungsabde- ckung (1) auf einer Leiterplatte (,2) mit einer ;Mehrzahl auf einer Bestückungsfläche (3) der Leiterplatte (2) angeordneten wärmeerzeugenden elektronischen Bauteilen (4) und mindestens einer Leiterbahnebene (5) zum Verbinden von Kontaktanschlüssen (6) der Bauteile (4) untereinander und mindestens einem einen Befestigungsfuß (7) auf- weisenden Bereich auf der Bestückungsfläche, wobei der Befestigungsfuß (7) ein Befestigungselement (8) trägt, das mit der Warmeverteilungsabdeckung (1) in Eingriff bringbar ist und mindestens eine weitere Leiterbahnebene (9) unterhalb des Bereichs des Befestigungsfußes (7) an- geordnet ist.1 . Device for attaching a heat distribution cover (1) to a circuit board (2) with a plurality of heat-generating electronic components (4) arranged on an assembly surface (3) of the circuit board (2) and at least one conductor track level (5) for connecting contact connections (6) the components (4) with one another and at least one area on the assembly surface having a fastening foot (7), the fastening foot (7) carrying a fastening element (8) which can be brought into engagement with the heat distribution cover (1) and at least one further conductor track level (9) is arranged below the area of the fastening foot (7).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmeverteilungsabdeckung (1) eine gegenüber dem Be- festigungsfuß (7) angeordnete Öffnung (10) aufweist.2. Device according to claim 1, characterized in that the heat distribution cover (1) has an opening (10) arranged opposite the fastening foot (7).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwischen dem Befestigungsfuß (7) und der Bestückungsflache (3) eine Lötverbindung aufweist.3. Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the device has a soldered connection between the fastening foot (7) and the assembly surface (3).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwischen dem Befestigungsfuß (7) und der Befestigungsfläche (3) eine Klebeverbindung aufweist. 4. Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the device has an adhesive connection between the fastening foot (7) and the fastening surface (3).
. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch geken zeichnet, daß die Vorrichtung zwischen dem Befestigungsfuß (7) und der Bestückungsflache (3) eine Reibschweißverbindung auf- weist.. Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the device has a friction weld connection between the fastening foot (7) and the mounting surface (3).
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (8) ein Gewindestift (11) ist, der orthogonal zur Bestückungsfläche (3) auf dem Befestigungsfuß (7) aufgebracht ist.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening element (8) is a threaded pin (11) which is applied orthogonally to the mounting surface (3) on the fastening base (7).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindestift (11) und der Befestigungsfuß (7) einstückig sind.7. Device according to claim 6, characterized in that the threaded pin (11) and the fastening foot (7) are in one piece.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Paßmutter (12) auf den Gewindestift (11) aufschraubbar ist, die paßgenau in der Öffnung (10) in der Warmeverteilungsabdeckung (1) angeordnet ist.8. Device according to claim 6 or claim 7, characterized in that a fitting nut (12) can be screwed onto the threaded pin (11), which is arranged with a precise fit in the opening (10) in the heat distribution cover (1).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (8) eine Befestigungsmutter (13) ist, deren Gewindeachse (14) orthogonal zur Bestückungsfläche (3) auf dem Befestigungsfuß (7) angeordnet ist.9. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fastening element (8) is a fastening nut (13), the thread axis (14) of which is arranged orthogonally to the assembly surface (3) on the fastening foot (7).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmutter (13) und der Befestigungsfuß (7) einstückig sind. 10. The device according to claim 9, characterized in that the fastening nut (13) and the fastening foot (7) are in one piece.
1. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckschraube (15) in die Befestigungsmutter (13) einschraubbar ist, welche sich die Öffnung abdeckend durch die Öffnung (10) der Warmeverteilungsabdeckung (1) erstreckt .1. Device according to claim 9 or claim 10, characterized in that a cover screw (15) can be screwed into the fastening nut (13), which extends through the opening (10) of the heat distribution cover (1) to cover the opening.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (8) ein Steckerstift (16) mit einem Ansatz (17) ist.12. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fastening element (8) is a plug pin (16) with a shoulder (17).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsfuß (7) und der Steckerstift (16) einstückig sind.13. The device according to claim 12, characterized in that the fastening foot (7) and the plug pin (16) are in one piece.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein paßgenaues Steckelement (18) in der Öffnung (10) der Warmeverteilungsabdeckung (1) angeordnet ist, das mit dem Ansatz (17) des Steckerstiftes (16) in Eingriff bringbar ist.14. The device according to claim 12 or claim 13, characterized in that a precisely fitting plug-in element (18) is arranged in the opening (10) of the heat distribution cover (1), which can be brought into engagement with the shoulder (17) of the plug pin (16). .
15. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (8) ein zylindrischer Stift (19) ist.15. Device according to claims 1 to 5, characterized in that the fastening element (8) is a cylindrical pin (19).
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Stift (19) und der Befestigungsfuß (7) einstückig sind. 16. The device according to claim 15, characterized in that the cylindrical pin (19) and the fastening foot (7) are in one piece.
7. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Stift (19) durch die Öffnung (10) in der Warmeverteilungsabdeckung (1) hindurchragt und eine Kronenscheibe (20) auf dem zylindrischen Stift (19) angeordnet ist.7. Device according to claim 15 or claim 16, characterized in that the cylindrical pin (19) protrudes through the opening (10) in the heat distribution cover (1) and a crown washer (20) is arranged on the cylindrical pin (19).
18. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (10) in der Warmeverteilungsabdeckung (1) in ihrem Randbereich (23) als Kronenscheibe ausgebildet ist und Schneidflächen (24) aufweist, die mit dem zylindrischen Stift (19) in Eingriff bringbar sind.18. The device according to claim 15 or claim 16, characterized in that the opening (10) in the heat distribution cover (1) is designed as a crown disk in its edge region (23) and has cutting surfaces (24) which are connected to the cylindrical pin (19). can be brought into engagement.
19. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement durch die Öffnung (10) in der Warmeverteilungsabdeckung (1) hindurchragt und auf der Warmeverteilungsabdeckung (1) umgebördelt ist.19. Device according to claims 1 to 5, characterized in that the fastening element protrudes through the opening (10) in the heat distribution cover (1) and is flanged on the heat distribution cover (1).
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (8) ein Hohlniet (21) ist, der einen auf die Leiterplatte (2) auflötbaren Befestigungs- fuß (7) aufweist.20. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fastening element (8) is a hollow rivet (21) which has a fastening foot (7) which can be soldered onto the circuit board (2).
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem einzelnen elektronischen Bauteil (4) und der Warmeverteilungsabdeckung (1) wärmeleitendes Füllmaterial (22) angeordnet ist. 21. Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that heat-conducting filling material (22) is arranged between an individual electronic component (4) and the heat distribution cover (1).
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Bauteile (4) in Flip-Chip-Technologie, in CSP-Technologie oder in LFBGA- Technologie auf der Leiterplatte (2) angeordnet sind.22. Device according to one of claims 1 to 21, characterized in that the electrical components (4) are arranged on the circuit board (2) using flip-chip technology, CSP technology or LFBGA technology.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (2) eine Lotstoplackschicht (25) auf- weist.23. Device according to one of claims 1 to 22, characterized in that the circuit board (2) has a solder stop lacquer layer (25).
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (2) eine mehrlagige Leiterplatte (2) ist. 24. Device according to one of claims 1 to 23, characterized in that the circuit board (2) is a multi-layer circuit board (2).
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