NO140911B - Baerer for integrerte kretser. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører bærere for integrerte kretser, omfattende en bunn som har et fast parti og et første og et annet fleksibelt parti som kan beveges fra hverandre for å tillate innføring av en integrert krets, og holdeorganer som står i forbindelse med de fleksible partier og tjener til å holde kretsen. Slike bærere brukes for fastholdelse av integrerte kretser under montering, transport, prøvning og lagring, og den foreliggende oppfinnelse gir anvisning på en forbedret bærerutførelse som gjør det mulig å sammenstille bærere for et stort område av komponent-formater fra like grunnelementer.

Integrerte kretser og særlig slike som har form av store o<._ middelstore strømkretspakker (betegnet henholdsvis LSI = "Large Scale Integration" og MSI = "Medium Scale Integration") består av en strømkretsanordning i flat utførelse med et stort antall ledere. Typisk kan slike pakker ha mellom 14 og 64 ledere. Etter frem-stillingen må slike kretser håndteres, transporteres, prøves og bringes på lager. Under denne håndtering, prøvning m.v. må kretsen og dens ledere beskyttes. Til dette formål har der vært utviklet forskjellige typer av strømkretsbærere. En typisk bærer av denne art er kjent fra US-patentskrift 3 652 974. Ved den strømkrets-bærer som er vist i dette patentskrift, likesom ved andre tidlige kjente strømkretsbærere kan der bare godtas et begrenset område e toleranser for en komponent av gitt størrelse. Dette fører til at der for hver enkelt størrelse behøves særskilte verktøy og produk-sjonslinjer. Det har derfor vært normal praksis å fremstille en rekke forskjellige bærerstørrelser for håndtering av komponenter av vedtatte formater. Når der benyttes en komponent som der ikke finnes noen bærer for, må der utvikles en ny bærer som krever verktøy i ny utførelse med derav følgende forsinkelse i etableringen av en ny produksjonslinje for strømkretsbærere, eller også må der finnes en annen måte til håndtering av delen. Dette har ført til store omkostninger og forsinkelser eller til at det ikke har vært mulig å håndtere eller sammenstille delene under anvendelse av automatiske metoder.

I betraktning av disse problemer foreligger der et inn-lysende behov for en tilpasningsdyktig strømkretsbærer som kan benyttes for forskjellige størrelser av komponenter, og som på tilfredsstillende måte vil beskytte komponentene under håndtering og fortinnsvis tillater automatisk håndtering og prøvning.

Den foreliggende oppfinnelse skaffer en slik innstillbar bærer for integrerte kretser. Bæreren ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at bunnen med det faste parti og de nevnte fra hinannen bevegelige partier er utført som en hovedbunn til hvilken et første og et annet kretsholdende element hvert innbefattende et fast parti og et dermed bøyelig forbundet parti som er utformet med en rekke av holdeorganene,er fastbundet i på forhånd ønskede stillinger, idet det faste parti av hvert kretsholdende element er fastbundet til hovedbunnens faste parti og de kretsbærende elementers bøyelige partier er fastbundet til henholdsvis det første og det annet bevegelige parti av hovedbunnen med sine holdeorganer i en innbyrdes avstand som er valgt passende for å oppta en integrert krets av fastlagt bredde, slik at de kretsbærende elementer kan fastbindes til hovedbunnen i stillinger som kan avpasses etter forskjellige formater av integrerte kretser.

En hensiktsmessig utførelsesform for bæreren ifølge oppfinnelsen går ut på at hovedbunnen omfatter en stort sett flat og rektangulær ramme og en første og en annen pute som ligger i dens midtparti innenfor rammen og bæres slik at de kan bøyes ut i dens plan, og er forsynt med anordninger som gjør det mulig å komme til dem for å bringe dem til å sprike fra hverandre, at hvert av de nevnte kretsbærende elementer omfatter et fast basisparti og en bøyelig travers som strekker seg fra dette, og at det faste basisparti av hvert av de kretsbærende elementer er fastbundet til rammen på et sted utenfor de nevnte puter og med de bøyelige traverser fastbundet til hver sin av putene.

Bæreren ifølge oppfinnelsen byr på tallrike fordeler frem-for tidligere kjente bærere. Der fås en stor reduksjon i omkostninger til verktøy sammenholdt med hva som var nødvendig ved den tidligere teknikk, hvor der måtte konstrueres særskilte verktøy-sett for hver enkelt komponentstørrelse. Anvendelsen av den tilpas-ningsdyktige bærer ifølge oppfinnelsen tillater også bruk av automatisk prøve-, håndtering- og sammenføyningsteknikk i forbindelse med integrerte kretser som ikke er standardisert, og som bare foreligger i små mengder og ved bruk av kjent teknikk ikke ville gjøre det økonomisk forsvarlig å lage spesielle bærere. Ved å holde et forråd av hovedbunner og kretsholdende elementer som kan plaseres på hovedbunnen i på forhånd Ønskede stillinger fpå lager behøver man bare meget kort tid for å skifte om til produksjon av bærere for en ny komponent når tiden er kritisk. Og sluttelig er det mulig å tilpasse komponenter med spesiell eller usedvanlig utformning som ikke stemmer med den for en normal integrert krets, rett og slett ved å skifte verktøy for det kretsholdende element.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli belyst nærmere ved ut-førelseseksempler som er anskueliggjort på tegningen. Fig. 1 er et grunnriss av en hovedbunn for en strømkrets-bærer ifølge oppfinnelsen, med et påsatt kretsholdende element. Fig. 2 er et oppriss av hovedbunnen med et element på fig. Fig. 3 er et grunnriss av et bevegelig, kretsbærende element av strømkretsbæreren.

Fig. 4 viser det samme i oppriss.

Fig. 5 viser i sideriss og gjennomskåret hovedbunnen på

fig. 1 med to påsatte bevegelige, kretsbærende elementer i ut-førelsen på fig. 3 og 4. Fig. 6 anskueliggjør hvorledes bærerne ifølge oppfinnelsen kan stables. Fig. 7 er et grunnriss av et bevegelig element i en av-vikende utførelse.

Den hovedbunn 11 som er vist på fig. 1 og 2, har stort sett form av en flat plate med utskjæringer og utformet med parallelle randlister 13 langs to motstående sidekanter. Listene 13 er utformet med utskjæringer 15 til å lette bruken i forskjellige former for automatisk håndterings- og prøveutstyr. Mellom rand-listene strekker der seg et plant parti 17 begrenset av sidevegger 19, som rager opp ovenfor listene 13. Dette plane parti 17 har en rekke utskjæringer. Disse innbefatter fire rektangulære utskjæringer 21 og en langstrakt sentral utskjæring 25 med en ut-videlse 27 på midten. Denne utformning medfører at der fremkommer puter 29, hver båret av fire fleksible stag 31. Ved innføring av et verktøy i den utvidede åpning 27 er det mulig å tvinge de to

puter 29 fra hverandre takket være bøyeligheten av stagene 31.

Fig. 3 og 4 viser henholdsvis grunnriss og oppriss av et bevegelig, kretsholdende element 33 av bæreren ifølge oppfinnelsen.

På fig. 1 og 2 er ett slikt element 33 påsatt den ene ende av hovedbunnen 11, mens der på fig. 5 er påsatt et element 33 ved hver ende av hovedbunnen 11 .

Et bevegelig element, som generelt er betegnet med 33, omfatter vesentlig et flatt basisparti 35 utformet med en avsats 37, slik at det får større tykkelse ved den ene ende enn ved den annen. Den tykke ende av basispartiet 35 anbringes mot forsiden av hovedbunnen 11, som det fremgår av fig. 5, og tjener en funksjon som vil bli omtalt mer detaljert senere. For å skaffe en strimmel 41 som kan bøyes ut, er der i den tynne del av basispartiet 35 utformet en utskjæring 39. Fra strimmelen 41 rager der ut en rekke holdehaker 43. Dessuten er strimmelen 41 utvidet med to utragende puter 45. Ved hver side har den tykke del av det bevegelige element 33 på sin underside en avtrappet forbindelses-pute 47. Som det fremgår av fig. 4 og 5, ligger bunnen av for-bindelsesputen 47 i flukt med bunnen av strimmelen 41 og putene 45.

Hovedbunnen 11 og de bevegelige elementer 33 er masse-produsert på forhånd. Når dimensjonene av den komponent 51 som skal håndteres, er kjent, blir de bevegelige elementer 33 festet til hovedbunnen 11 i riktig innbyrdes avstand, slik at hakene 43 vil holde komponenten 51 godt på plass. Befestigelsen skjer vesentlig på to steder og kan utføres ved hjelp av passende festemetoder, f.eks. liming, plastisk sveising m.v.

Arealene 53 av hovedbunnen betegnes som bindeflater. Bindeputene 47 på undersiden av hvert av de bevegelige elementer 33 bindes til arealene 53.

På fig. 2 er der i området for arealene 53 hvor bindingen mellom bunnen 11 og det kretsholdende element 33 finner sted, markert et bindemiddel 54 med tykkere strek. Skjønt der i forbindelse med fig. 1 bare er vist ett bevegelig element 33, så skal det forstås at der ved motsatt ende kan festes et annet element 33, slik dette er vist på fig. 5, idet de to bevegelige elementer vil bli plasert symmetrisk og i innbyrdes avstand på hovedbunnen 11. Det skal videre forstås at element(ene) 33 på fig. 1 og 5 er vist i en ytterstilling som gir maksimalt mellomrom. På fig. 1 ses det at kanten av strimmelen 41 i denne ytterstilling tilnærmet vil flukte med kanten av åpningen 31 i hovedbunnen 11. Imidlertid

vil de utragende puter 45 strekke seg over puten 29. På fig. 1

er der ved stiplede linjer vist en mellomliggende stilling 100 for innerkanten av elementet 33 og en annen ytterstilling 102 som gir minimalt mellomrom. Elementet 33 kan innta en vilkårlig stilling mellom den med heltrukken strek viste ytterstilling og den stiplede stilling 102, idet elementene på hver ende av hovedbunnen 11 kan flyttes nærmere hverandre for å passe til komponenter 55 med mindre dimensjoner. I den stilling hvor elementene levner minst mellomrom mellom seg, strekker kanten av putene 45 seg langs kanten av den sentrale utskjæring 25.

Den annen binding som foretas, er mellom putene 4 5 på strimmelen 41 og putene 29 på hovedbunnen. Ved disse to slags binding blir på den ene side basispartiet 35 av det bevegelige element 33 på sin underside bundet til den faste del av hovedbunnen 11, og på den annen side den ettergivende strimmel 41 hos det bevegelige element 33 ved hjelp av putene 45 bundet til puten 29,som selv bæres fleksibelt på stagene 31. Således vil de kretsholdende, forhåndsinnstillbare elementer 33 i enhver vilkårlig stilling på hovedbunnen ha sine puter 45 festet til putene 29 på hovedbunnen og sine forbindelsesputer 47 festet til bindearealene 53 av hovedbunnen. På denne måte vil innføring av et verktøy i åpningen 27 og utsprikning av de to puter 2 9 føre til at også strimlene 41 bringes til å sprike fra hverandre for å åpne hakene 43 og dermed tillate innsetning eller uttagning av komponenten 51 vist på fig. 5.

Foruten de hittil omtalte partier har det bevegelige element 33 også en flerhet av vertikalt oppragende ribber 55 med mellomliggende slisser 57. Disse slisser opptar lederne hos den integrerte krets. Avsatsen 37 gjør det mulig å oppta enten ikke tilformede ledere 61, som vil hvile på toppen av den tykkere del av basispartiet 35 som vist nedentil på fig. 5, eller tilformede ledere 63, som vil ha anlegg mot det tynnere parti av hoveddelen 35 som vist oventil.

En annen utførelse av det bevegelige element er vist i grunnrisset på fig. 7. Elementet 64 ses igjen å ha en rekke vertikale ribber 65 adskilt ved slisser 66. Disse vertikale ribber 65 har tilstrekkelig liten maksimal tverrdimensjon til å passe inn mellom lederne 69 hos en typisk flattpakket integrert krets 67. Midtpunktavstanden mellom ribbene 65 er lik to ganger lederavstanden hos denne integrerte krets 67. Denne utførelse gjør det mulig å bruke det samme bevegelige element 6 4 i forbindelse med såkalte "dual-in-lin packaged" integrerte kretser 68 med forhåndsformede ledere 70.

Under bruk blir en konvensjonell flattpakket integrert krets 67 innsatt i bæreren med to ledere 69 plasert i hvert mellomrom 66 og beskyttet av de vertikale ribber 65. Komponentholde-hakene 71 sitter midt mellom på hinannen følgende ledere 69 og holder komponenten 67 på plass på den tidligere beskrevne måte. Lederne 69 kan enten være rette, som lederne 61 på fig. 5, eller forhåndsformet, som lederne 63 på fig. 5.

For anvendelse med en "dual-in-line packaged" integrert krets 68 blir lederne først tilformet stort sett som lederne 63

på fig. 5. Den integrerte krets 68 blir så anbragt i bæreren, slik at hver leder 70 blir sentrert i et mellomrom 66 og beskyttet av vertikale ribber 65 på begge sider. Holdehakene 71 sitter midt mellom på hinannen følgende ledere 70 og holder komponenten 68 som beskrevet.

Typiske flattpakkede integrerte kretser 67 har ledere 69 som er 0,5 mm brede med midtpunktavstand 1,3 mm, og "dual-in-line packaged" integrerte kretser 68 har ledere 70 med bredde 1,8 mm og midtpunkt-avstand 2,5 mm. Typiske dimensjoner for fremstilling av dette bevegelige element 64 er derfor vertikale ribber 65 med en maksimal bredde av 0,6 mm og med midtpunkteavstand 2,5 mm. Derved levnes mellomrom 66 på minimum 1,9 mm til å gi plass til ]edere.

Den viste utførelse kan typisk ha en ytterdimensjon på

63,5 x 63,5 mm, passende for å oppta maksimalt 80 ledere, 40 på hver side. For flattpakkede integrerte kretser, eller 40 ledere, 20 pr. side for "dual-in-line packaged" integrerte kretser. Den vil typisk bli konstruert for å oppta en komponent med maksimal bredde 50,8 mm, maksimal lengde 38,1 mm og minimal lengde 5,1 mm. Med den dimensjonering som er vist på figuren, vil hakene 43 resp. 71 kunne fastholde komponenter med en tykkelse av opp til 4,3 mm. Ved å bruke et annerledes dimensjonert bevegelig element kan man imidlertid få plass til større tykkelser. Det skal påpekes at det isåfall vil være mulig å bruke samme hovedbunn 11, så man bare behøver å lage nye bevegelige elementer 33.

Etter fremstilling kan komponenten 51, 67 eller 68 inn-settes i passende sammenføyde bærere under anvendelsen av automatisk utstyr. Deretter kan de håndteres raskt og nøyaktig ved hjelp av automatisk prøve- og produksjonsutstyr. I tillegg er anordningen av sidelistene 13 og veggene 19 som vist på fig. 6,

slik at det er mulig å stable flere bærere inneholdende kom-

ponenter 51, 67 eller 68, på hverandre, slik at de kan da hånd-

teres i stablet tilstand i beskyttende magasiner. Et typisk arbeidsforløp vil være som følger: Bæreren settes på plass, og et verktøy settes inn i åpningen 27 for å bringe hakene 43 til å

sprike, hvoretter komponenten transporteres til et prøvefelt hvor den integrerte kretskomponent prøves grundig. Etterat komponen-

tene er prøvet, blir de så automatisk stablet i magasiner som nevnt ovenfor. Normalt vil man gjøre dette før den integrerte krets innmonteres i et system. Når tiden kommer for å innføye kretsen i et større system, vil bærerne bli transportert til ved-

kommende monteringssted, hvoretter et redskap igjen settes inn i åpningen 27 for å skyve hakene 43 ut, og komponenten fjernes og settes på plass. Bæreren er dermed tilgjengelig for å brukes om igjen.

Claims (7)

1. Bærer for integrerte kretser, omfattende en bunn som har et fast parti og et første og et annet fleksibelt parti som kan be-

veges fra hverandre for å tillate innføring av en integrert krets, og holdeorganer som står i forbindelse med de fleksible partier og tjener til å holde kretsen, karakterisert ved at bunnen med det faste parti og de nevnte fra hinannen be- vegelige partier er utført som en hovedbunn (11) til hvilken et første og et annet kretsholdende element (33) hvert innbefattende et fast parti (35) og et dermed bøyelig forbundet parti (41) som er utformet med en rekke av holdeorganene (43, 71), er fastbundet i på forhånd ønskede stillinger, idet det faste parti (35) av hvert kretsholdende element (33) er fastbundet til hovedbunnens faste parti og de kretsbærende elementers bøyelige partier (41) er fastbundet til henholdsvis det første og det annet bevegelige parti av hovedbunnen med sine holdeorganer (43) i en innbyrdes avstand som er valgt passende for å oppta en integrert krets av fastlagt bredde, slik at de kretsbærende elementer kan fastbindes til hovedbunnen (11) i stillinger som kan avpasses etter for- skjellige formater av integrerte kretser.

2. Bærer som angitt i krav 1, karakterisert ved at hovedbunnen omfatter en stort sett flat og rektangulær ramme og en første og en annen pute (29) som ligger i dens midtparti innenfor rammen og bæres slik at de kan bøyes ut i dens plan, og er forsynt med anordninger (27) som gjør det mulig å komme til dem for å bringe dem til å sprike fra hverandre, at hvert av de nevnte kretsbærende elementer (33) omfatter et fast basisparti (35) og en bøyelig travers (41) som strekker seg fra dette, og at det faste basisparti av hvert av de kretsbærende elementer er fastbundet til rammen på et sted (53) utenfor de nevnte puter og med de bøyelige traverser (41) fastbundet til hver sin av putene (29).

3. Bærer som angitt i krav 2, karakterisert ved at hver av putene (29) bæres av fire bøyelige strimler (31) som forbinder dem med rammen, og at anordningene til å gjøre det mulig å bøye putene ut, omfatter en åpning (27) som er utformet mellom to overfor hinannen.liggende puter, og hvori der kan inn-føres et redskap til å bringe putene til å sprike fra hverandre.

4. Bærer som angitt i krav 3, karakterisert v é d at hvert av de kretsbærende elementer ytterligere innbefatter en flerhet av skilleorganer (55) som står opp fra det faste basisparti i innbyrdes avstand og mellom seg inngrenser en flerhet av slisser (57) til å oppta ledere fra en integrert krets.

5. Bærer som angitt i krav 4, karakterisert v e d at det kretsbærende elements faste basisparti (35) er utformet med et trinn (37) hvis lavere parti strekker seg innover, slik at dette parti kan oppta tilformede ledere og det høyere parti kan bære ikke-t Uformede ledere.

6. Bærer som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at den frie avstand mellom de oppstående skiller (55) er slik at disse inngrenser slisser (37) egnet til å oppta såvel lederne fra en flatpakket som fra en "dual-in-line"-pakket integrert krets.

7. Bærer som angitt i et av kravene 1-6, karakterisert ved at rammen et utformet med. bærende parallelle lister (13) som hver har et nedragende parti og et oppragende parti som danner en sidevegg (19) langs rammens plane del, og at de nedragende partier har slik innbyrdes avstand at de kan passe ned på de nevnte oppragende sidevegger på en tilsvarende strøm-kretsbærer for å muliggjøre stabling av en flerhet av strømkrets-bærerne (fig. 6) .