JP4261411B2 - 積重ね可能な集積回路用トレイ - Google Patents

Description

本発明は、集積回路用、特にはボールグリッドアレイ（ball grid array；ＢＧＡ）用のトレイに関する。

従来技術の積重ね式トレイのいくつかの実施例は、１９９５年３月２８日にＭａｓｔｏｎ等に交付された特許文献１「ボールターミナル集積回路用トレイ」、１９９２年４月１４日にＭｕｒｐｈｙに交付された特許文献２「支持リブを備えた集積回路用トレイ」、１９９２年１月１４日にＭａｓｔｏｎ等に交付された特許文献３「電子部品用集積キャリヤ及びシステム」、１９９１年３月１９日にＭｕｒｐｈｙに交付された特許文献４「ＰＧＡ電子部品用キャリヤシステム」、及び１９８８年８月２３日にＭｕｒｐｈｙに交付された特許文献５「電子部品キャリヤ」に記載されている。

米国特許第５，４００，９０４号明細書 米国特許第５，１０３，９７６号明細書 米国特許第５，０８０，２２８号明細書 米国特許第５，０００，６９７号明細書 米国特許第４，７６５，４７１号明細書

従来技術においては、集積回路、特にボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）集積回路を格納し移送するために積重ね式トレイを使用することは公知である。これらの積重ね式トレイは、典型的には、個々のチップに係合する個別の格納ポケットを形成する。さらにこれらのトレイは、自動組立装置用のチップに係合してそのチップを位置決めするキャリヤとして使用される場合がある。この種の用途においては、トレイとは別個の蓋を使用する場合は、その蓋を除去するステップが追加されることから、自動組立工程がより困難になる。

さらに、これらの積重ね式トレイにおいては、実質的に機械式かつ静電的／電磁気的にチップを保護する必要がある。

従って本発明の目的は、電子チップ（例えば、限定的ではないがＢＧＡチップ）用の格納ポケットを形成するために積重ね可能な複数のトレイを提供することである。

本発明のさらなる目的は、電子チップを格納し移送するための複数のトレイであって、格納されたチップのために、改良された機械的、静電的及び電磁気的な保護を行うトレイを提供することである。

本発明のなおさらなる目的は、トレイの基板に平行な方向（Ｘ−Ｙ）にチップを捕え支持する構造体が、トレイの基板に垂直方向（Ｚ）にチップを捕え支持する構造体とは分離され独立している、トレイを提供することである。

本発明のなおさらなる目的は、格納ポケットを規定する構造体が通常はトレイの周縁から取外される、トレイを提供することである。

本発明のなおさらなる目的は、格納ポケットは連続する複数のトレイの積重ねによって形成されて規定され、このとき、別個の蓋のような格納ポケットを規定する全ての付加的構成要素を使用する必要性は低減又は排除される、トレイを提供することである。

本発明のなおさらなる目的は、容易かつ安価に成形又は他の方法で作製可能な単純な形状を有しつつ、上述の目的を達成することができるトレイを提供することである。

これら及び他の目的は、連続的に積重ね可能な複数のトレイであって、それらトレイ間に格納ポケットを形成可能なトレイを提供することにより達成される。このトレイは第１の面及び第２の面を有し、あるトレイの第１の面とそれに隣接するトレイの第２の面との間には格納ポケット領域が形成される。トレイの第１の面（例えば上面）は、トレイの基板から延びて格納ポケットの角を規定する複数の角要素を有する。角要素の内側交差部分により規定される格納ポケットの幅及び長さは、そこに格納され移送されるチップの幅及び長さに概ね等しい。第１の面はさらに、トレイの基板から延びて格納ポケットの側部に沿う複数の側方要素を有する。この第１の面において、角要素はトレイの基板から、側方要素よりも長く延びる。しかし、側方要素は格納ポケットの内部に延び、それにより、互いに反対側の側方要素の間の幅及び長さは、角要素の内側交差部分により規定された格納ポケットの幅及び長さより短く規定される。このようなトレイの第１の面の構造により、角要素は、トレイの基板に平行な方向（Ｘ−Ｙ）への電気的要素又は集積回路の移動を制限することができる。第１の面はさらに、格納ポケットの内部に延びる側方要素を有し、それによりトレイの基板に垂直な方向（Ｚ）への集積回路の移動を制限する逆さ棚が形成される。

トレイの第２の面（例えば下面）は、トレイの基板から延びる複数の角要素を有する。トレイの第２の面の角要素は、トレイの第１の面の角要素の内側交差部分により規定される格納ポケットよりも幅及び長さの双方についていくらか小さい領域を規定する内側交差部分を有する。しかし、トレイの第２の面が有する複数の側方要素は、トレイの第１の面の角要素によって格納領域として規定された領域と同一の広がりを有する領域を規定する。さらに、トレイの第２の面において、側方要素はトレイの基板から、角要素よりも長く延びる。このようなトレイの第２の面の構造により、角要素は、トレイの基板に垂直な方向（Ｚ）への集積回路の移動を制限する棚を形成し、一方、トレイの第２の面の側方要素は、格納ポケットの周縁を規定し、トレイの基板に平行な方向（Ｘ−Ｙ）への集積回路の移動を制限する。これらの角要素及び側方要素は、トレイの基板から起立するように設けられる。

トレイの第１及び第２双方の面の角要素及び側方要素は、基板又はトレイの基板から独立した要素として設けられるので、格納ポケットを規定するための壁は不要である。

本発明のさらなる目的及び長所は、以下の説明、特許請求の範囲及び添付図面から明らかになろう。

図面を詳細に参照すると、いくつかの図にわたって、同じ参照符号は同じ要素を示す。図１は積重ね式トレイ１０の上面１２の斜視図であり、一方図３は積重ね式トレイ１０の下面１４の斜視図である。積重ね式トレイ１０の上面１２はさらに図２、図５及び図１３に示され、一方積重ね式トレイ１０の下面１４は図４、図１２及び図１５に示される。

図示された実施形態において、３×８構成のチップ格納ポケットが、同一又は実質的同一の連続するトレイ１０の積重ねによって形成される。しかし、本発明においては異なる個数の格納ポケット構成も可能であることは当業者に明らかであろう。トレイ１０は典型的には、静電的にも電磁気的にも高い抵抗を備えたプラスチック成形品から形成される。

トレイ１０は、長辺２０、２４及び短辺２２、２６により規定された矩形の基板１６を有する。図１１〜図１４及び図１６〜図１９に示されるように、下方に延びるテーパサポートリム２８は、辺２０、２２、２４、２６に沿って下方に延び、下方に表面３０を形成する。同様に、上方に延びるテーパサポートリム３２は、辺２０、２２、２４、２６に沿って上方に延び、周縁ノッチ部分３４を有する。この周縁ノッチ部分３４には、隣接するトレイ１０の表面３０が整合して取付けられる（積重ね形態を示す図１８及び図１９を参照）。さらに、図１及び図６に示されるように、隣接するトレイ１０を整合させるために、上面１２は、２つの上方に延びるサポートリム３２における長辺２０、２４の中央でない位置から内側に突出する舌部４０、４２を有する。図３及び図１２に示されるように、ランド４８とランド５０との間、及びランド５２とランド５４との間に溝４４及び４６がそれぞれ形成される。これらのランドは、下面１４に形成され、テーパサポートリム２８における辺２０、２４の中央でない位置から内側に設けられる。舌部４０又は４２の詳細は、図２２に示される。図２３は、ランド４０とランド５０との間又はランド５２とランド５４との間に形成された溝４４又は４６の上に形成される舌部４０又は４２を示す断面図である。図２４は、溝４４又は４６を示す。積重ね状態においては、舌部４０及び４２は、上方に隣接するトレイ１０の溝４４及び４６内にそれぞれ係合し又は受容される。

短辺２２、２６はさらに、外側に延びるフィンガーグリップ５６、５８をそれぞれ有する。フィンガーグリップ５６、５８は、下方に突出するリップ６０、６２及び浅い上方溝６４、６６を、トレイ１０を手で扱う目的で有する。図１、図５及び図１２に示され、さらに図６により詳細に示されるように、辺２０はさらに、それぞれの中央にへこみ６８を有する。へこみ６８は、積重ね操作中にトレイ１０を手で配置するための指用へこみ（thumbwell）として使用可能である。

図１、図３、図６及び図１２に示されるように、トレイ１０内には、８つの集積チップ格納ポケット７０を含む列が３列形成される。基板１６は典型的には、格納ポケット７０の周りに格子構造を形成する隙間又は通路を有する。しかし基板１６は、格納ポケットの中間の列が有する第２及び第７の格納ポケットにおいては、通路を有さない例えば平板であり、吸引セル７２を形成する。同様に、格納ポケットの中間の列が有する第４及び第５の格納ポケットは、通路を有さない基板１６及び側壁（後に詳述）を有し、内部吸引セル７３を形成する。

図１、図２、図５及び図１３に示されるように、格納ポケット７０は、積重ねトレイ１０の基板１６の上面１２に形成された、面取りされた角要素７４、７６、７８により規定される。Ｘ形状の面取りされた角要素７４は、基板１６の内側であって４つの格納ポケット７０の交点に形成される。Ｔ形状の面取りされた角要素７６は、辺２０、２２、２４、２６に沿って２つの格納ポケット７０の交点に形成されるが、辺２０、２２、２４、２６の角には形成されない。Ｌ形状の面取りされた角要素７８は、辺２０、２２、２４、２６の角において、１つの格納ポケット７０のために形成される。図１３を参照すると、面取りされた角要素７８、７６、７４、７６の内側交点８０、８１、８２、８３により規定される矩形形状又は正方形形状の寸法は、格納ポケット７０に格納されるべき集積チップ１０００の寸法に等しい。従って、種々の面取りされた角要素７４、７６、７８は集積チップ１０００の縁に当接する（図１９参照）ことにより、トレイ１０の基板１６に平行な方向（すなわちＸ方向及びＹ方向）へのチップ１０００の移動が制限される。図１、図２及び図１６〜図１８に示されるように、側方部材すなわち側壁８４、８５は、基板１６の上面１２から、角要素７４、７６、７８よりもＺ方向に低い高さだけ延びる。側壁８４は、辺２０、２２、２４、２６に隣接してそれらの内側に形成されて１つの格納ポケット７０内に延び、一方側壁８５は、隣接する格納ポケット７０の間に形成されて、隣接する格納ポケット７０の双方の中に延びる。図１３に示されるように、側壁８４、８５は幅方向には、基板１６に平行（Ｘ−Ｙ方向）に延び、内側交点８０、８１、８２、８３により格納ポケット領域として規定された領域内に延びる。格納ポケット７０内に延びる側壁８４、８５の高さが角要素７４、７６、７８より低いことにより、格納ポケット７０内に延びる側壁８４、８５の一部は、集積回路又はチップ１０００のような電気的要素の縁に係合するレッジすなわち棚８６を形成し（図１４及び図１６参照）、それによりチップ１０００の基板１６に垂直な方向（すなわちＺ方向）への移動が制限される。この構造によれば、チップのＸ−Ｙ方向の保持及び支持は、Ｚ方向の保持及び支持とは無関係に行われる（すなわち独立している）。

図３、図４、図１２及び図１５に示されるように、積重ねトレイ１０の下面１４上に、面取りされた側方部材すなわち側壁９０が形成される。側壁９０のエッジ９１（図１５参照）は、隣接する積重ねトレイ１０の上面１２（図１３参照）の角要素内側交点８０、８１、８２、８３により規定された格納ポケット７０のエッジに整合される。これらのエッジ９１は、集積チップ１０００の縁に当接し、基板１６に平行な方向（すなわちＸ−Ｙ方向）へのチップの移動を制限する。隣接する格納ポケット７０の間の面取りされる複数の側壁９０は、それらの間に形成された空隙又はギャップを有する。

基板１６の下面１４上における格納ポケット７０の角には、Ｌ形状、すなわち互いに直交する２つの矩形要素により形成された断面を有する角要素９２が形成される。Ｌ形状の角要素９２が基板１６から延びるＺ方向高さは、面取りされた側壁９０のＺ方向高さよりも低い。さらに、Ｌ形状の角要素９２は幅方向には、基板１６に平行（Ｘ−Ｙ方向）に延び、面取りされた側壁９０のエッジ９１により格納ポケット領域として規定（図１３に示される上面１２の内側交点８０、８１、８２、８３による規定と同様）された領域内に延びる。格納ポケット７０内に延びるＬ形状の角要素９２の高さが側壁９０の高さより低いことにより、Ｌ形状の角要素９２の一部は、集積回路又はチップ１０００の縁に係合する逆さレッジすなわち逆さ棚９４を形成し（図１６及び図１７参照）、それによりチップ１０００の基板１６に垂直な方向（すなわちＺ方向）への移動が制限される。隣接する格納ポケット７０の間の複数の角要素９２は、それらの間に形成された空隙又はギャップを有する。上面１２と同様に、この構造によれば、チップのＸ−Ｙ方向の保持及び支持は、Ｚ方向の保持及び支持とは無関係に行われる（すなわち独立している）。

図１〜図５、より詳細には図２０及び図２１に示されるように、２つの中央吸引セル７３は壁８８により規定され、複数の壁８８は、隣接するＸ形状の面取りされた角要素７４のそれぞれの脚と脚との間を延びるとともに、中央吸引セル７３の周縁付近の側壁８５を横切って延びる。係合配置においては、壁８８は、隣接する格納ポケット間の面取りされた複数の側壁９０の間に係合し、同様に、隣接する格納ポケット間の複数のＬ形状の角要素９２の間に係合する。

図１９が示す２つの積重ね式トレイ１０は、それらの間に形成された格納ポケット７０を備え、格納ポケット７０内には集積チップ１０００が係合する。

このように、上述の目的及び長所のいくつかが効果的に達成される。本発明の好適な実施形態が詳細に説明されているが、本発明は決してそれに限定されるものではなく、その範囲は特許請求の範囲に定められる。

本発明の積重ね式トレイの上面の斜視図である。 本発明の積重ね式トレイの上面の角部の詳細を示す斜視図である。 本発明の積重ね式トレイの下面の斜視図である。 本発明の積重ね式トレイの上面の角部の詳細を示す斜視図である。 本発明の積重ね式トレイの上面の平面図である。 図５の部分図であって、本発明の積重ね式トレイの側部のへこみの詳細を示す平面図である。 本発明の積重ね式トレイの端部の平面図である。 図５の８−８面に沿う断面図である。 本発明の積重ね式トレイの側部の平面図である。 図５の１０−１０面に沿う断面図である。 断面図１０の端部の詳細を示す断面図である。 本発明の積重ね式トレイの下面の平面図である。 本発明の積重ね式トレイの上面の角部の詳細を示す平面図である。 図１３の１４−１４面に沿う断面図である。 本発明の積重ね式トレイの下面の角部の詳細を示す平面図である。 図１３の１６−１６面に沿う断面図である。 図１３の１７−１７面に沿う断面図である。 間に格納ポケットを形成するように積重ねられた２つのトレイの、図１３の１６−１６面に沿う断面図である。 間に格納ポケットを形成するように積重ねられた２つのトレイの、図１３の１６−１６面に沿う断面図であって、さらに角要素及び側方要素に支持された集積チップを示す図である。 図５の一部を詳細に示す平面図であって、吸引操作用に閉鎖されたセルである格納ポケットを形成する、積重ね式トレイの上面の部分を示す図である。 図２０の２１−２１面に沿う断面図である。 図５の一部を詳細に示す平面図であって、積重ね式トレイの下面の溝に係合する舌部を形成する、積重ね式トレイの上面の部分を示す図である。 図２２の２３−２３面に沿う断面図である。 図２１及び図２２の舌部に係合するための、積重ね式トレイの下面の溝の詳細を示す平面図である。

符号の説明

１０…トレイ
１２…上面
１４…下面
１６…基板
２０、２２、２４、２６…辺
２８、３２…リム
７０…格納ポケット
１０００…チップ

Claims (10)

1. 電気的要素を格納するための、連続的に互いに積重ね可能なトレイであって、
   第１の面及び第２の面を備えた基板を有し、
   前記第１の面は複数の第１角要素を有し、該第１角要素は、電気的要素のための格納ポケットの周縁を規定する内側交差部分を有し、
   前記第１の面はさらに、前記格納ポケットの前記周縁の辺に沿う第１側方要素を有し、該第１側方要素は前記周縁を横切って前記格納ポケット内に延び、
   前記第１角要素は前記基板から第１の距離を延び、前記第１側方要素は前記基板から第２の距離を延び、前記第１の距離は前記第２の距離より長く、
   前記第２の面は、前記格納ポケットの前記周縁の角に沿って形成される複数の第２角要素を有し、該第２角要素は前記周縁を横切って前記格納ポケット内に延び、
   前記第２の面は、前記格納ポケットの前記周縁に整合するエッジを備えた複数の第２側方要素を有し、
   前記第２側方要素は前記基板から第３の距離を延び、前記第２角要素は前記基板から第４の距離を延び、前記第３の距離は前記第４の距離より長い、
   トレイ。
2. 前記トレイの周りに延びるリムをさらに有し、該リムの一部は前記第１の面から延びて、隣接する他のトレイの前記第２の面から延びるリムの一部に係合する、請求項１に記載のトレイ。
3. 前記格納ポケットは、前記トレイの第１の面と連続する他のトレイの第２の面との間に形成される、請求項２に記載のトレイ。
4. 前記格納ポケットは、正方形又は矩形であるとともに、前記第１角要素の４つの内側交点により規定される、請求項３に記載のトレイ。
5. 複数の列を有し、該列の各々は複数の格納ポケットを含む、請求項４に記載のトレイ。
6. 前記第１及び前記第２の角要素並びに前記第１及び前記第２の側方要素は、前記リムから離隔されて該リムに接触しない、請求項５に記載のトレイ。
7. 前記第１側方要素の一部は、前記格納ポケット内に延びて、前記電気的要素に係合する棚を形成し、それにより前記第１側方要素は、前記基板に垂直な方向に前記電気的要素を支持する、請求項６に記載のトレイ。
8. 前記第２角要素の一部は、前記格納ポケット内に延びて、前記電気的要素に係合する第２の棚を形成し、それにより前記第２角要素は、前記基板に垂直な方向に前記電気的要素を支持する、請求項７に記載のトレイ。
9. 前記第１角要素は前記電気的要素の縁に当接し、それにより前記第１角要素は、前記基板に平行な方向に前記電気的要素を支持する、請求項８に記載のトレイ。
10. 前記第２側方要素は前記電気的要素の縁に当接し、それにより前記第２側方要素は、前記基板に平行な方向に前記電気的要素を支持する、請求項９に記載のトレイ。

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