-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Sockel für integrierte Schaltkreise,
der verwendet wird, um integrierte PGA-(Anschlußstiftmatrix-)Schaltkreise
(integrierte Schaltkreise, die in Form einer Matrix angeordnete
Stiftkontakte haben) mit Leiterplatten zu verbinden.
-
Normalerweise
haben Sockel für
integrierte Schaltkreise, die verwendet werden, um integrierte PGA-Schaltkreise,
die in Form einer Matrix angeordnete Stiftkontakte haben, mit Leiterplatten
zu verbinden, zahlreiche Kontakte. BGA-(Lötpunktmatrix-)Sockel sind entwickelt
worden, bei denen an den jeweiligen Kontakten angebrachte Lotkugeln
auf die Leiterplatte gelötet
werden, indem sie alle auf einmal erwärmt werden.
-
Hierbei
wird verbreitet ein Glasfasern enthaltendes Epoxydharz als das Harz
verwendet, das die Leiterplatte bildet, und ein isolierendes Harz
wie etwa PBT (Polybutylen-Terephtalat) wird allgemein für das Gehäuse verwendet,
das die Kontakte hält.
Da diese beiden Harze jedoch unterschiedliche lineare Ausdehnungskoeffizienten
haben, wird auf die Lotkugeln eine Belastung ausgeübt, nachdem
der Sockel des integrierten Schaltkreises auf der Leiterplatte montiert
worden ist, und das verursacht Lotrisse, die zu elektrischen Unterbrechungen
zwischen dem integrierten Schaltkreis und der Leiterplatte führen. Außerdem führt die
Differenz der linearen Ausdehnungskoeffizienten leicht zu Verwerfungen
im Verbinder-Hauptkörper und
der Leiterplatte, und wenn infolge dieser Verwerfungen eine Spannung
auf die gelöteten
Teile ausgeübt
wird, besteht die Gefahr der Unterbrechung des elektrischen Stromdurchgangs.
-
Dementsprechend
wird in der Erfindung der Japanischen Patentanmeldung Kokai Nr.
562-37887 (JP-A-620 37887) eine Methode offenbart, bei der im Gehäuse Teile
zum Absorbieren der thermischen Expansion und thermischen Kontraktion
ausgebildet werden. In dieser Anmeldung werden Schlitze 150a, die
sich in der kurzen Richtung des Gehäuses 120 von einem
Wandteil ins Innere des Gehäuses 120 erstrecken,
und Schlitze 150b, die die gleiche Tiefe wie die Schlitze 150a haben
und sich vom anderen Wandteil ins Innere des Gehäuses 120 erstrecken, abwechselnd
zwischen vorgegebenen Zeilen bzw. Reihen von Kontakten ausgebildet,
wie in 6(A) gezeigt. Schlitze 151,
die größer als
der Durchmesser der Kontakte 130 sind, werden zwischen
vorgegebenen Reihen von Kontakten ausgebildet, wie in 6(B) gezeigt. Infolgedessen wird die Differenz der
linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Gehäuse und
der Leiterplatte absorbiert, so daß es nicht so leicht zu Lotrissen
kommt. Ferner kommt es auch nicht so leicht zu Verwerfungen des
Verbinders und der Leiterplatte.
-
Die
Schlitze 150a und 150b sind jedoch so ausgebildet,
daß sie
gänzlich
durch das Gehäuse 120 von
der oberen Oberfläche
bis zur unteren Oberfläche
hindurchreichen. Dadurch wird nicht nur die Festigkeit des Gehäuses 120 beeinträchtigt,
sondern auch der Fluß des
Kunstharzes, welches die Formmasse bildet, ist schlecht, wenn das
Gehäuse 120 geformt
wird, so daß es
schwierig ist, ein Gehäuse
zu fertigen, das die erwünschte
Form hat.
-
Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sockel für integrierte Schaltkreise
bereitzustellen, der das Auftreten von Lotrissen und Verwerfungen
durch Absorbieren der Differenz der linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen
dem Gehäuse
und der Leiterplatte verhindern kann, ohne die Festigkeit des Gehäuses zu
vermindern.
-
Um
diese Probleme zu behandeln, wird ein Sockel für integrierte Schaltkreise
bereitgestellt, in dem Kontaktaufnahme-Hohlräume die Befestigungsabschnitte
von Kontakten aufnehmen, die in Form einer Matrix angeordnet sind.
Die Hohlräume
reichen durch die obere und untere Oberfläche eines Gehäuses hindurch.
Stiftaufnahme-Öffnungen
sind in den oberen Oberflächen
der Kontaktaufnahme-Hohlräume
ausgebildet. Lotkugelaufnahme-Hohlräume sind in den unteren Oberflächen der
Kontaktaufnahme-Hohlräume ausgebildet,
so daß diese
Stiftaufnahme-Öffnungen
und Lotkugelaufnahme-Hohlräume
weiter geöffnet
sind als die Kontaktaufnahme-Hohlräume. Dieser Sockel für integrierte
Schaltkreise weist ferner erste Schlitze auf, die einen Boden haben
und sich zwischen vorgegebenen Reihen der Stiftaufnahme-Öffnungen von der oberen Oberfläche des
Gehäuses
zur unteren Oberfläche
des Gehäuses
erstrecken. Zweite Schlitze, die einen Boden haben und sich von
der unteren Oberfläche
des Gehäuses
zur oberen Oberfläche
des Gehäuses
erstrecken, sind zwischen vorgegebenen Reihen der Lotkugelaufnahme-Hohlräume an Positionen
ausgebildet, wo die ersten Schlitze nicht ausgebildet sind.
-
1 zeigt den Sockel für integrierte Schaltkreise
gemäß der vorliegenden
Erfindung; dabei ist 1(A) eine
Draufsicht, 1(B) ist eine Vorderansicht und 1(C) ist eine Seitenansicht von rechts.
-
2 ist
eine Ansicht der hinteren Oberfläche
des in 1(A) gezeigten Sockels für integrierte Schaltkreise.
-
3 zeigt den Sockel für integrierte Schaltkreise
gemäß der vorliegenden
Erfindung; dabei ist 3(A) eine
teilweise vergrößerte Draufsicht,
die einen Zustand zeigt, in dem der Schieber in 1(A) entfernt ist, und 3(B) ist
eine teilweise vergrößerte Rückansicht
von 2.
-
4 ist
eine teilweise vergrößerte Schnittansicht
entlang der Ebene 4-4 in 1(A),
die einen Zustand zeigt, in dem der Schieber entfernt ist.
-
5 zeigt das Gehäuse, das im Sockel für integrierte
Schaltkreise der vorliegenden Erfindung verwendet wird; dabei ist 5(A) eine Draufsicht, 5(B) ist
eine Vorderansicht, 5(C) ist
eine Seitenansicht von rechts, und 5(D) ist
eine Rückansicht.
-
6 zeigt herkömmliche Gehäuse; 6(A) ist
eine Draufsicht, die ein herkömmliches Beispiel
zeigt, und 6(B) ist eine Draufsicht, die ein
anderes herkömmliches
Beispiel zeigt.
-
Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Figuren
beschrieben.
-
Wie
in 1 bis 4 gezeigt,
ist der Sockel für
integrierte Schaltkreise 1 gemäß der vorliegenden Erfindung
aus einem Gehäuse 20 gebildet,
auf dem eine Vielzahl von Kontakten 30, die durch Lotkugeln 33 mit
einer Leiterplatte (in den Figuren nicht gezeigt) verbunden werden,
in Form einer Matrix angeordnet sind. Ein Schieber 40 kann
in der Links-Rechts-Richtung über
die obere Oberfläche
des Gehäuses 20 gleiten,
und ein integrierter Schaltkreis (in den Figuren nicht gezeigt)
wird darauf montiert. Ein Werkzeug-Einsteckloch 41 nimmt ein Werkzeug
(in den Figuren nicht gezeigt) auf, das verwendet wird, um den Schieber 40 zu
drücken,
so daß er
nach links oder rechts gleitet.
-
Hierbei
ist das Gehäuse 20,
wie in 5(A) bis 5(D) gezeigt,
ein im wesentlichen rechteckiger Körper, der durch Formen eines
isolierenden Harzes, wie etwa eines PBT, ausgebildet wird. Zwei
Vorsprünge 23,
die in einem vorgegebenen Abstand angeordnet sind, ragen jeweils
aus der vorderen bzw. hinteren Wand 22 des Gehäuses 20 hervor.
Ferner wird an der rechten Wand 24 des Gehäuses 20 ein Angußkanal 21 belassen,
der dazu dient, die Formmasse einströmen zu lassen. Jedoch wird
dieser Angußkanal 21 abgebrochen
und entfernt, nachdem der Sockel für integrierte Schaltkreise 1 mit
der Leiterplatte verbunden worden ist.
-
Wie
in 4 gezeigt, ist eine Vielzahl von eingepreßten Kontakten 30 in
Form einer Matrix angeordnet, die durch das Gehäuse 20 von der oberen zur
unteren Oberfläche
ganz hindurchreichen. Stiftaufnahme-Öffnungen 32 (in den
Figuren nicht gezeigt) sind auf dem integrierten Schaltkreis in
den oberen Oberflächen
von Kontaktaufnahme-Hohlräumen 31 ausgebildet,
und Lotkugelaufnahme-Hohlräume 34 sind
in den unteren Oberflächen
der Kontaktbefestigungsabschnitt-Aufnahmelöcher 31 so ausgebildet,
daß diese
Stiftaufnahme-Öffnungen 32 und
Lotkugelaufnahme-Hohlräume 34 weiter
geöffnet
sind als die Kontaktaufnahme-Hohlräume 31.
-
Wie
in 5(A) gezeigt, ist eine Vielzahl
von ersten Schlitzen 50a, die Böden haben, zwischen vorgegebenen
Reihen der Stiftaufnahme-Öffnungen 32 in
der oberen Oberfläche
des Gehäuses 20 ausgebildet,
und zwar mindestens über
den Bereich hinweg, in dem die Kontakte 30 eingepreßt sind.
Diese ersten Schlitze 50a sind nicht in durchgehenden geraden
Linien ausgebildet, sondern sind vielmehr an bestimmten Punkten
unterbrochen. Hierbei ist, wie in 3(A) gezeigt,
alle vier Reihen von Stiftaufnahme-Öffnungen 32 ein
Schlitz 50a ausgebildet.
-
Wie
in 5(D) gezeigt, ist eine Vielzahl
von zweiten Schlitzen 50b, die Böden haben, zwischen vorgegebenen
Reihen der Lotkugelaufnahme-Hohlräume 34 in der unteren
Oberfläche
des Gehäuses 20 ausgebildet,
und zwar mindestens über
den Bereich hinweg, in dem die Kontakte 30 eingepreßt sind.
Wie die ersten Schlitze 50a sind die zweiten Schlitze 50b nicht
in durchgehenden geraden Linien in der Links-Rechts-Richtung ausgebildet, sondern sind
vielmehr an bestimmten Punkten unterbrochen. Hierbei ist, wie in 3(B) gezeigt, alle zwei Reihen von Lotkugelaufnahme-Hohlräumen 34 ein
Schlitz 50b ausgebildet. Die ersten Schlitze 50a und
die zweiten Schlitze 50b sind so ausgebildet, daß sie einander
nicht überlappen.
-
Wie
in 4 gezeigt, sind die in der oberen Oberfläche des
Gehäuses 20 ausgebildeten
ersten Schlitze 50a von der oberen Oberfläche des
Gehäuses 20 in
Richtung auf die untere Oberfläche
des Gehäuses 20 eingeschnitten,
und die Tiefe dieser ersten Schlitze 50a ist annähernd die
gleiche wie die der unteren Oberflächen der Stiftaufnahme-Öffnungen 32. Mit
anderen Worten, es sind Einschnitte bis zu einer Tiefe ausgebildet,
die annähernd
gleich vier Zehnteln des integrierten Schaltkreises des Gehäuses 20 ist. Ferner
sind die in der unteren Oberfläche
des Gehäuses 20 ausgebildeten
zweiten Schlitze 50b von der unteren Oberfläche des
Gehäuses 20 in
Richtung auf die obere Oberfläche
des Gehäuses 20 eingeschnitten,
und die Tiefe dieser zweiten Schlitze 50b erstreckt sich
bis zu einem Punkt, der höher
als die unteren Oberflächen
der Stiftaufnahme-Öffnungen 32 liegt.
Mit anderen Worten, es sind Einschnitte bis zu einer Tiefe ausgebildet,
die annähernd
gleich sieben Zehnteln des integrierten Schaltkreises des Gehäuses 20 ist.
Hierbei sind die Schlitze 50a und 50b, da sie
Böden haben
und somit nicht ganz durch das Gehäuse 20 von der oberen
Oberfläche
zur unteren Oberfläche
hindurchreichen, so ausgebildet, daß die Festigkeit des Gehäuses 20 aufrechterhalten
werden kann.
-
Die
Einschnittiefen der ersten Schlitze 50a und der zweiten
Schlitze 50b sind unterschiedlich, wobei die ersten Schlitze 50a eine
flachere Einschnittiefe als die zweiten Schlitze 50b haben.
Das ist so, um den Versatz der Verteilung der Formmasse zwischen
dem oberen Teil des Gehäuses 20 und
dem unteren Teil des Gehäuses 20 zu
verringern. Infolgedessen kann eine Verwerfung des Gehäuses 20 wirksam
verhindert werden.
-
Die
Kontakte 30 werden durch Stanz- und Umformmethoden ausgebildet.
Wie in 4 gezeigt, besteht jeder Kontakt 30 aus
einem Einpreßteil 30a, das
in das entsprechende Kontakt-Einpreßteil- Aufnahmeloch 31 des Gehäuses 20 eingepreßt ist,
einem Kontaktteil 30b zum integrierten Schaltkreis, das
einen Stiftkontakt aufnehmen und den Kontakt zu ihm herstellen kann,
und einem Lotkugel-Verbindungsteil 30c,
das sich vom Einpreßteil 30a abwärts erstreckt
und mit dem eine Lotkugel verbunden wird. Hierbei bildet das Kontaktteil 30b zum
integrierten Schaltkreis, wie es in 3(A) gezeigt
ist, ein Paar von Kontaktstücken
zum integrierten Schaltkreis, die vom oberen Ende des Einpreßteils 30a nach
links ragen. Die durch das Paar von Kontaktstücken zum integrierten Schaltkreis
auf der Seite des Einpreßteils 30a ausgebildete
Breite ist so eingestellt, daß diese Breite
relativ groß ist,
während
die Weite auf der linken Seite, die vom Einpreßteil 30a entfernt
ist, so eingestellt ist, daß diese
Weite relativ klein ist. Dementsprechend findet keine Berührung statt,
wenn die Stiftkontakte auf den rechten Seiten der Kontakte 30 (das
heißt,
den Seiten der Befestigungsabschnitte 30a) positioniert
sind, so daß der
integrierte Schaltkreis eingesetzt oder herausgenommen werden kann,
ohne daß der
integrierte Schaltkreis irgendeiner Belastung ausgesetzt wird. Wenn
die Stiftkontakte hingegen auf den linken Seiten der Kontakte 30 positioniert
werden, berühren
die Stiftkontakte die Kontaktteile 30b zum integrierten
Schaltkreis.
-
Wie
in 1(A) bis 1(C) gezeigt,
ist der Schieber 40 durch Formen eines isolierenden Harzes,
wie etwa eines PBT, ausgebildet und ist ein im wesentlichen rechteckiger
Körper,
der im wesentlichen die gleichen Abmessungen wie das Gehäuse 20 hat.
Ferner ist dieser Schieber 40 mit vorderen und hinteren
Wänden 42 versehen,
die sich von den vorderen und hinteren Seiten erstrecken. Öffnungen 43 sind
in diesen vorderen und hinteren Wänden 42 an Positionen
ausgebildet, die den auf dem Gehäuse 20 ausgebildeten
Vorsprüngen 22 entsprechen,
so daß sich
die Vorsprünge 22 nur
innerhalb des Bereichs dieser Öffnungen
nach links und rechts bewegen können.
Dementsprechend kann der Schieber 40 nach links und rechts
gleiten, und die Vorsprünge 22 und Öffnungen 43 dienen
auch dazu, zu verhindern, daß der
Schieber 40 nach oben aus dem Gehäuse 20 herausrutscht.
-
Wie
in 1(A) gezeigt, ist ein Werkzeug-Einsteckloch 41,
das dazu verwendet wird, den Schieber 40 nach links und
rechts zu bewegen, in der linken Seite des Gehäuses 20 ausgebildet.
Dieses Werkzeug-Einsteckloch 41 ist so aufgebaut, daß sich der
Schieber 40, wenn das in das Werkzeug-Einsteckloch 41 eingesteckte
Werkzeug in der Richtung "Verriegeln" gedreht wird, nach
links bewegt. Wenn das Werkzeug in der Richtung "Öffnen" gedreht wird, bewegt
sich der Schieber 40 nach rechts. Stiftaufnahme-Öffnungen 44 sind
in Form einer Matrix angeordnet, so daß diese Öffnungen 44 den im
Gehäuse 20 ausgebildeten
Kontakten 30 entsprechen.
-
Als
nächstes
werden die Herstellung des Sockels für integrierte Schaltkreise 1 und
das Verfahren beschrieben, das zur Verbindung des Sockels für integrierte
Schaltkreise 1 und der Leiterplatte verwendet wird. Zuerst
wird, wie in 5(A) gezeigt, das Harz, das
die Formmasse des Gehäuses 20 darstellt, das
den Sockel für
integrierte Schaltkreise 1 bildet, spritzgegossen, so daß es durch
den Angußkanal 21 einströmt. Hierbei
werden, wie in 4 gezeigt, die Kontaktaufnahme-Hohlräume 31,
die Stiftaufnahme-Öffnungen 32,
die Lotkugelaufnahme-Hohlräume 34,
die ersten Schlitze 50a und die zweiten Schlitze 50b im
Gehäuse 20 ausgebildet.
Danach werden die Befestigungsabschnitte 30a der Kontakte 30 in
die Kontaktaufnahme-Hohlräume 31 eingepreßt. Dann werden
Lotkugeln 33 in den Lotkugelaufnahme-Hohlräumen 34 ausgebildet,
und die Lotkugeln werden an den Lotkugel-Verbindungsteilen 30c befestigt.
-
Entsprechend
wird der Schieber 40 ebenfalls durch Spritzgießen ausgebildet.
Hierbei werden die Stiftaufnahme-Öffnungen 44 in Form
einer Matrix ausgebildet, so daß diese Öffnungen 44 den
im Gehäuse 20 ausgebildeten
Kontakten 30 entsprechen. Der Sockel für integrierte Schaltkreise 1 wird
fertiggestellt, indem der Schieber 40 an der oberen Oberfläche des
Gehäuses 20 befestigt
wird, so daß der Schieber 40 nach
links und rechts gleiten kann.
-
Dann
wird der Sockel für
integrierte Schaltkreise 1 mit der Leiterplatte verbunden,
indem alle auf der unteren Oberfläche des Gehäuses 20 ausgebildeten
Lotkugeln 33 auf einmal erwärmt werden. Hierbei wird der
beim Spritzgießen
des Gehäuses 20 genutzte
Angußkanal 21 in
einem befestigten Zustand belassen, um ein Verwerfen des Gehäuses 20 zu
verhindern, das durch die während
des Lötens
erzeugte Wärme
verursacht werden könnte.
Dieser Angußkanal 21 wird
dann abgebrochen, nachdem das Löten
abgeschlossen ist.
-
Um
Verbindungen eines integrierten Schaltkreises zwischen den auf dem
integrierten Schaltkreis ausgebildeten Stiftkontakten und der Leiterplatte
unter Nutzung dieses Sockels für
integrierte Schaltkreise 1 herzustellen, wird das Werkzeug
in die Richtung "Verriegeln" gedreht, so daß der Schieber 40 nach
links bewegt wird. Infolgedessen berühren die Stiftkontakte die
Kontaktteile 30b zum integrierten Schaltkreis, so daß der Stromdurchgang
zum integrierten Schaltkreis hergestellt wird.
-
Wenn
das Werkzeug hingegen in die Richtung "Öffnen" gedreht wird, so
daß der
Schieber 40 nach rechts bewegt wird, wird der Kontakt zwischen den
Stiftkontakten und den Kontaktteilen 30b zum integrierten
Schaltkreis unterbrochen.
-
Hierbei
kann eine auf die Lotkugeln 33 infolge der Differenz der
linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Gehäuse 20 und
der Leiterplatte ausgeübte
Spannung verhindert werden, und zwar durch den einfachen Aufbau
mit der Ausbildung der Schlitze 50a und 50a im
Gehäuse 20,
die Böden
haben und die verwendet werden, um die Differenz der linearen Ausdehnungskoeffizienten
zu absorbieren. Dementsprechend können Lotrisse zuverlässig verhindert
werden, nachdem der Sockel für
integrierte Schaltkreise 1 auf der Leiterplatte montiert
worden ist.
-
Ferner
können
die Verwerfungen nach dem Formen durch Variieren der Tiefe, der
Anzahl und der Positionen und so weiter der Schlitze 50 reguliert werden.
Dementsprechend wird auch der Vorteil einer einfachen Qualitätskontrolle
erlangt.
-
Ferner
ist, solange der Schieber 40 ein Teil ist, das nach links
und rechts gleiten kann, der Aufbau des Schiebers nicht auf das
Werkzeug-Einsteckloch 41 und das Werkzeug begrenzt, die
in der vorliegenden Ausführungsform
gezeigt sind. Zum Beispiel wäre
es auch möglich,
den Schieber unter Verwendung einer Nockenwelle zu betätigen, was
ein Gleiten durch eine Drehoperation möglich macht.
-
Ferner
wurde in der vorliegenden Ausführungsform
ein Sockel für
integrierte Schaltkreise 1 beschrieben, der einen Schieber 40 verwendete,
um die einfache Verbindung der auf einem integrierten Schaltkreis
ausgebildeten Stiftkontakte mit der Leiterplatte herzustellen, jedoch
wäre es
auch möglich, eine ähnliche
Wirkung in einem Fall zu erhalten, wo die Stiftkontakte in einem
Zustand, in dem der Schieber 40 entfernt ist, direkt mit
dem Gehäuse 20 verbunden
werden.
-
Ferner
ist, solange die Einschnittiefen der ersten Schlitze 50a und
der zweiten Schlitze 50b so ausgebildet sind, daß die Verteilung
der Formmasse nicht zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil des
Gehäuses 20 versetzt
ist, der Aufbau dieser Schlitze nicht auf den der vorliegenden Ausführungsform
begrenzt. Solange die ersten Schlitze 50a und die zweiten
Schlitze 50b so ausgebildet sind, daß diese Schlitze einander nicht überlappen,
sind die Anzahl und die Positionen der Schlitze gleichermaßen nicht
auf diejenigen begrenzt, die in der vorliegenden Ausführungsform
gezeigt sind.
-
Vorteilhafterweise
sind erste Schlitze, die zwischen vorgegebenen Reihen der in der
oberen Oberfläche
des Gehäuses
ausgebildeten Stiftaufnahme-Öffnungen
ausgebildet sind, und zweite Schlitze, die zwischen vorgegebenen
Reihen der in der unteren Oberfläche
des Gehäuses
ausgebildeten Lotkugelaufnahme-Hohlräume ausgebildet sind, so ausgebildet,
daß diese
jeweiligen Schlitze einander nicht überlappen. Infolgedessen kann
die Differenz der linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Gehäuse und
der Leiterplatte absorbiert werden, so daß das Auftreten von Lotrissen
und Verwerfungen verhindert werden kann.
-
Ferner
kann infolge der Ausbildung von ersten Schlitzen und zweiten Schlitzen,
die Böden
haben, die Festigkeit des Gehäuses
aufrechterhalten werden. Dies ist auch wirksam bei der Verbesserung des
Flusses der Formmasse während
des Formens des Gehäuses,
so daß ein
Gehäuse
mit einer gewünschten
Form auf einfache Weise hergestellt werden kann.
-
Dementsprechend
kann ein Sockel für
integrierte Schaltkreise ausgebildet werden, der in bezug auf den
Stromdurchgang zum integrierten Schaltkreis sehr zuverlässig ist,
ohne die Festigkeit des Gehäuses
zu vermindern.