PL225758B1 - Wielowyprowadzeniowa podstawka pod układy w obudowie BGA - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wielowyprowadzeniowa podstawka pod układy w obudowie BGA, która jest elementem ułatwiającym montaż elementów wielowyprowadzeniowych w obudowie BGA.

Układy w obudowie BGA charakteryzują się małymi rozmiarami oraz małym rastrem połączeń, dużą masą i dużą dysproporcją wysokości obudowy do jej szerokości i długości. Układy w obudowie BGA są zazwyczaj umieszczane w obudowach szerokich i długich na kilkanaście lub kilkadziesiąt mm i o grubości rzędu kilku mm. Duża liczba połączeń oraz ich rozłożenie w przestrzeni czyni montaż tego typu układów trudnym i wrażliwym. Powoduje to wzrost ceny oraz prawdopodobieństwo uszkodzenia gotowego modułu w trakcie ostatniej operacji, jaką jest montaż struktury w obudowie BGA.

Znane są rozwiązania polegające na lutowaniu układów w obudowie BGA wprost na płytkę obwodu drukowanego lub na przyłączaniu układu BGA za pomocą podstawki ze stykami sprężynowymi. Przy łączeniu typu płytka-płytka, jeżeli wyprowadzeń jest stosunkowo niedużo, na przykład kilka lub kilkanaście, stosuje się lutowanie specjalnie ukształtowanych wyprowadzeń. Przy dużej liczbie wypr owadzeń, od kilkudziesięciu do kilkuset, stosuje się złącza wtykowe.

W opisach patentowych EP 2044821 B1, US 7695287 B2 oraz US 6485313 B1 przedstawiono rozwiązanie problemu przyłączania wielowyprowadzeniowych układów w obudowie BGA do płytki obwodu drukowanego za pomocą sprężynowych kontaktów przylutowanych na stałe do płytki obwodu drukowanego. Rozwiązanie to eliminuje problem skomplikowanego lutowania układów BGA i umożliwia ich szybką wymianę, bez ryzyka odlutowania sąsiadujących elementów. Jednak połączenia oparte na sprężynowych stykach są wrażliwe na drgania i podczas pracy gotowego urządzenia w rzeczywistych warunkach mogą wystąpić chwilowe przerwy w przewodności takiego połączenia i wadliwe działanie urządzenia.

W opisie patentowym US 5459287 A przedstawiono połączenia wielowyprowadzeniowych układów w obudowie BGA z płytkami obwodu drukowanego wykonywane przez lutowanie, przy zastosowaniu odpowiednio ukształtowanych płytek obwodu drukowanego oraz wysoko precyzyjnych maszyn do montażu powierzchniowego. Wadą takiego rozwiązania jest wysoki koszt wykonania płytki obwodu drukowanego oraz konieczność stosowania precyzyjnych maszyn do montażu powierzchniowego. Proces lutowania wielowyprowadzeniowych układów w obudowie BGA jest skomplikowany. Zazwyczaj jest to ostatni proces przy montażu modułu i błąd czy przypadkowe uszkodzenie podczas tej operacji powoduje wytworzenie wybrakowanego modułu i dużą stratę materiałów, energii oraz zwiększenie kosztów związanych z utylizacją wybrakowanego układu.

W opisie patentowym US 6664482 B1 i US 7766665 B2 przedstawiono rozwiązania połączeń typu płytka-płytka polegające na wytworzeniu wyprowadzeń na płytce obwodu drukowanego oraz systemu otworów i lutowaniu na zasadach montażu przewlekanego. Takie rozwiązanie jest odpowiednie dla układów o niewielkiej liczbie wyprowadzeń, od kilku do kilkunastu. Przy większej liczbie wyprowadzeń, na przykład kilkuset, nie ma możliwości wykorzystania tego rozwiązania ze względu na rozmiar elementów.

Wielowyprowadzeniowa podstawka pod układy w obudowie BGA według wynalazku zbudowana jest z wielowarstwowej płytki obwodu drukowanego z wieloma polami montażowymi pod wielowyprowadzeniowy układ w obudowie BGA z umiejscowionymi na jej środku połączeniami elektrycznymi terminali ukształtowanymi w postaci otwartego otworu przelotowego metalizowanego na jego wewnętrznej powierzchni w specjalnie ukształtowanych otworach na powierzchni płytki obwodu drukowanego. Połączenia do montażu do innej płytki obwodu drukowanego rozmieszone w specjalnie ukształtowanych otworach na powierzchni płytki, w postaci otwartego otworu przelotowego metalizowanego po jego wewnętrznej powierzchni, mogą występować na jednej lub na wielu krawędziach płytki obwodu drukowanego.

W porównaniu ze stosowanymi obecnie podstawkami, podstawka według wynalazku charakteryzuje się zwiększoną liczbą połączeń w specjalnie ukształtowanych otworach na powierzchni płytki, zmniejszeniem kosztów wykonania gotowych urządzeń elektronicznych oraz zmniejszeniem prawdopodobieństwa wystąpienia wybrakowanego produktu.

Przedmiot wynalazku zostanie przestawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia widok podstawki.

Wielowyprowadzeniowa podstawka pod układy w obudowie BGA składa się z wielowarstwowej płytki obwodu drukowanego 1 z wieloma polami montażowymi 2 pod wielowyprowadzeniowy układ w obudowie BGA z umiejscowionymi na jej środku połączeniami elektrycznymi 3 terminali 4

PL 225 758 B1 ukształtowanymi w postaci otwartego otworu przelotowego metalizowanego na jego wewnętrznej powierzchni 5 w specjalnie ukształtowanych otworach na powierzchni płytki obwodu drukowanego 6. Połączenia do montażu do innej płytki obwodu drukowanego rozmieszone są w specjalnie ukształtowanych otworach na powierzchni płytki obwodu drukowanego w postaci otwartego otworu przelotowego metalizowanego na jego wewnętrznej powierzchni mogą występować przy jednej lub przy kilku krawędziach płytki obwodu drukowanego.

Claims (1)

1. Wielowyprowadzeniowa podstawka pod układy w obudowie BGA do modułowego montażu typu płytka-płytka znamienna tym, że składa się z wielowarstwowej płytki obwodu drukowanego (1) z wieloma polami montażowymi (2) pod wielowyprowadzeniowy układ w obudowie BGA z połączeniami elektrycznymi (3) i terminalami (4) ukształtowanymi w postaci otwartych otworów przelotowych metalizowanych na ich wewnętrznych powierzchniach (5), które są rozmieszone w specjalnie ukształtowanych otworach (6) na powierzchni płytki obwodu drukowanego (1).