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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten Sockel
für modularen
integrierten Schaltkreis, insbesondere auf einen Testsockel für einen
BGA-Typ-modularen integrierten Schaltkreis.
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Stand der Technik
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Seit
das Staatsnanometertechniklaboratorium Ende des letzten Jahres (2001)
in der industriellen technischen Forschungsanstalt gegründet worden
ist, tritt unser Land in eine neue Epoche der integrierten Schaltung
ein. Das bedeutet, daß sich
das Leben einer Generation der integrierten Schaltung sehr stark
verändert
und sich die integrierte Schaltung gegenwärtig zur Reduzierung des Gewichtes, der
Dicke, der Länge,
des besetzten Raumplatzes, des Abstand zwischen den Anschlußpunkten
und zur Vermehrung der Funktion entwickelt. In der Praxis verfügt die integririerte
Schaltung selbst nur über
einen wenigen Produktionswert. Wenn eine integrierte Schaltung in
einem Produkt eingesetzt ist, wird ein großer Produktionswert von dem
Produkt und dem dem Produkt zugeordneten Marken erzeugt. Beispielweise
wurde das mobile Telephon auf der Basis des konventionellen mobilen
Telephon – des
sogenannten "schwarzen
waffentragenden Wächters
des Buddas" (sehr
groß und
schwer) entwickelt. Bei relevanten Geräten, wie PC, PDA, digitalem
Kamera, "Note Book"-Computer und GSP
wurde auch ähnliche
Entwickelung zur Reduzierung des besetzten Raumplatzes und zur Verwirklichung
der Multifuktion durchgeführt.
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Eine
integriere Schaltung ist im wesentlichen in folgenden Schritten
hergestellt: topographische Gestaltung der integrierten Schaltung→Aufbereitung von
Wafer→Abschneiden
von Wafer zu Zelle→Anordung
der Leiterbahn→Packung→Zuverlässigkeittest. Dadurch
ist ein sogenannter elektronischer Chip ( normal als integrierter
Schaltkreis bezeichnet) fertig hergestellt, wobei sowohl in der
Phase von Wafer als auch in der Phase von Chip sogenanntes "Burn-in" als Zuverlässigkeittest
durchgeführt
werden muß. Zusätzlich sind
die meisten integrierten Schaltkreise in der Welt in der Mode von
BGA (Ball Grid Array) ausgeführt.
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Solche
Packungsmode weist folgende Vorteile auf:
- 1.
Unter der Bedingung gleicher Fläche
kann der BGA-Typ-integrierte Schaltkreis mehr Anschlußpunkte,
nämlich
mehr Funktionen als bei der traditionellen Packung aufweisen.
- 2. Unter der Bedingung gleicher Anzahl von Anschlußpunkten
sind der besetzte Raumplatz der Anschlußpunkte, und das Gewicht von BGA-Typ-integrierten
Schaltkreisen reduziert. Dies führt
zur Reduzierung des Gewichtes und des Maßes von mobilem Telephon. In
der Mitte des Jahres 1997 hat die Intel-Firma entsprechenden Zuverlässigkeittest
von BGA-Typ-integrierten Schaltkreisen erfolgreich durchgeführt. Und
mit dieser Packungstechnology ist "Flash Memory" in großem Masse produziert. Außerdem werden
seit 1997 immer mehr DRAM (Dynamic Random Access Memory) oder " Direct Rambus DRAM" mit BGA-Packungstechnology
produziert.
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Wie
oben dargestellt, ist die Wichtigkeit der "Burn-in" -Bearbeitung erläutert. Bei dem Test muß man ermitteln,
ob die Verformung der Anschlußpunkte
(nämlich
Lötkugel)
unter der Wirkung der bestimmten Kraft bzw. unter der mehrmaligen
Wirkung der bestimmten Kraft auftritt, ob der hohe Kontaktwiderstand
oder der Kurzschluß auftritt,
ob die Veränderung
des Isolationswiderstandes von Anschlußpunkten ( Lötkugel )
unter der Wirkung der Umwelttemperatur und relativer Feuchte auftritt,
ob die Induktivität und
die Kapazität
der Anschlußpunkte
in einem vorgesehenen Bereich stabil bleiben.
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Außerdem muß entsprechende
Stromaufnehme ermittelt werden. Zusätzlich muß es noch ermittelt werden,
ob die Basisfunktion defekt ist. Wenn man solchen Test durchführen möchte, müß man zuerst
entsprechenden Sockel oder Verbinder zur Verbindung mit einem integrierten
Schaltkreis aufbereiten.
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Wie
in 1 dargestellt, ist
der traditionelle Sockel oder Verbinder als Festverbindungsmittel
gestaltet, der der Gestaltung des speziellen Schaltkreises entspricht.
Dadurch ist er nicht austauschbar. Wie zum Beispiel sind die Chips,
wie Zentralkontrolleinheit (CPU) und Speicher direkt auf einer Leiterplatte
gelötet
und fest angeordnet. Ebenfalls in Bezug auf "Burn-in"-Test von integrierten Schaltkreisen
sind ihr Sockel als ganzes auf der Leiterplatte fest angeordnet
und können
nicht gelöst
werden. Daher, wenn entsprechender Test der integrierten Schaltkreise
mit gleicher Packung, aber mit unterschiedlicher Funktion durchgeführt wird,
muß jeweils
entsprechender Sockel gestaltet werden. Das heißt, daß die Kompatibilität bei solchem
Sockel nicht erreichbar ist. Es ist unmöglich, integrierte Schaltkreise
mit unterschiedlicher Funktion mittels eines selben Sockels durchzuführen.
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Daher
weist traditioneller Testsockel bzw. Verbinder folgende Nachteile
auf:
- 1. Da die Zentralkontrlleinheit (CPU)
bzw. der Speicher direkt auf der Leiterplatte gelötet ist,
und der Sockel als ganzes fest auf der Leiterplatte angeordnet ist,
muß man
den defekten Sockel entfernen und mit einem neuen Sockel ersetzen, oder
muß man
entsprechende große
Baugruppe auf der Leiterplatte auswechseln, wenn der Ausfall eines
Testsockels, der als ganzes auf der Leiterplatte gelötet ist,
auftritt. Dies ist arbeitsaufwändig
und nicht wirtschaftlich und nicht einfach, entsprechende Reparatur
durchzuführen.
- 2. Da der Sockel als ganzes auf der Leiterplatte fest angeordnet
ist, ist solcher Sockel nicht in der Lage, entsprechenden Test von
integrierten Schaltkreisen mit unterschiedlicher Spezifikation durchzuführen. Daher
sind die Kosten zugenommen. Außerdem,
da das Leben einer Generation von integrierten Schaltkreisen relativ
kurz ist, wenn integrierte Schaltkreise einer Generation nicht mehr
poduziert sind, kann man den Sockel und die mit dem Sockel verbundene
Leiterplatte für
den Test dieser integrierten Schaltkreise nicht weiter verwenden
und muß einen
neuen Testsockel aufbereiten. Das führt zur Zunahme der Kosten.
- 3. Bei dem traditionellen Testsockel der integrierten Schaltkreise
sind die Herstellungskosten relativ hoch. Außerdem sind seine Wartung und
Reparatur sehr aufwändig.
- 4. Traditioneller Testsockel kann der Entwickelung der Mikroelektronik
nicht folgen. Wenn die Anzahl der Anschlußpunkte immer mehr zugenommen
ist und der Abstand zwischen jeweils zwei Anschlußpunkte
immer mehr abgenommen ist, muß man den
traditionellen Testsockel mit einem neuen austauschen. Daher muß man einen
neuen Testsockel und eine ihm zugeordnete Leiterplatte aufbereiten,
um der Anzahl der Anschlußpunkte
von integrieten Schaltkreisen zu entsprechen.
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Inhalt der Erfindung
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten
modularen Sockel für integrierte
Schaltkreise anzugeben, wobei die einzelnen Bauteile des Sockels
lösbar
und austauschbar sind, so daß es
sehr leicht und einfach ist, entsprechende Bauteile auszutauschen
oder zu reparieren, und entsprechende Kompatibilität des Sockels
erreichbar ist, wenn der Test der integrierten Schaltkreise mit
unterschiedlicher Anzahl der Anschlußpunkte durchgeführt wird
oder irgend ein Bauteil des Sockels defekt ist.
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Gelöst ist die
Aufgabe durch einen verbesserter Sockel für modularen integrierten Schaltkreis, bestehend
mindestens aus:
- – einer Basiseinrichtung, die
eine Basis und einen Kontaktanschluß umfaßt, wobei der Kontaktanschluß an der
Basis befestigt ist, und ein Anschlußbein des Kontaktanschlusses
von der Unterseite der Basis vorspringt und auf einer Testleiterplatte
gelötet
ist;
- – einer
Zwischen atte, die auf der Oberseite der Basis befestigt ist, wobei
leitfähige
Bleche auf der Unterseite beideseitig angeordnet sind, diese leitfähigen Bleche
fest gegen den Kopfteil der Kontaktanschlüsse gedrückt sind, Stiftlöcher in
vorgesehenen Stellen auf der Zwischenplatte vorgesehen sind, und
die Stiftlöcher
mit den ihnen gegenüberliegenden
leitfähigen
Blechen über
Leiterbahn verbunden sind;
- – einer
Kontaktstiftgruppeeinrichtung, die fest auf der Oberseite der Zwischenplatte
angeordnet ist und einen Deckekörper
und elastische Kontaktstiften umfaßt, wobei die elastischen Kontaktstiften
jeweils mit einer aufsteckbaren Feder in senkrechter Richtung an
dem Deckekörper
befestigt sind, und die obere und untere Kontaktstift der elastischen
Kontaktstift jeweils von der oberen und der unteren Seite des Deckekörpers vorspringen,
und die untere Kontaktstift das Stiftloch der Zwischenplatte berührt;
- – einer
Anspassungseinrichtung, die eine Anpassungsbasis aufweist, die auf
der Oberseite der Kontaktstiftgruppeeinrichtung befestigt ist, wobei eine
hohle Fassung für
den integrierten Schaltkreis an der Anpassungsbasis vorgesehen ist,
die obere Kontaktstift der Kontaktstiftgruppeeinrichtung in die
Fassung für
den integrierten Schaltkreis hinein vorspringt und eine Lötkugel eines Anschlußpunktes
von einem integrierten Schaltkreis berührt, und ein Rahmen der Fassung
für den
integrierten Schaltkreis zum Halten des integrierten Schaltkreises
dient.
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Beschreibung der Zeichnungen
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1 Perspektivische Ansicht
von dem konventionellen Sockel;
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2 Perspektivische Ansicht
von dem erfindungsgemäßen Sockel
in explodiertem Zustand;
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3 Perspektivische Ansicht
von dem erfindungsgemäßen Sockel;
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4 Schnitt von dem Sockel
nach 3 entlang A–A';
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5 Schnitt von dem Sockel
nach 3 entlang B–B';
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6 Vergrößerter Schnitt von einem Teil der
erfindungsgemäßen Basiseinrichtung
;
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7 Ansicht der Unterseite
der erfindungsgemäßen Zwischenplatte;
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8 Schematische Darstellung
der erfindungsgemäßen Anpassungseinrichtung
in Betriebszustand, und
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9 Kontaktanschluß des integrierten Schaltkreises
mit der Zwischenplatte über
Kontaktstift nach der vorliegenden Erfindung schematisch in Schnitt
dargestellt.
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Bevorzugte Ausführungsform
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Wie
in 2–9 dargestellt,
umfasst der erfindungsgemäße Sockel
eine Basiseinrichtung 1, eine Zwischenplatte 2,
eine Kontaktstiftgruppeeinrichtung 3 und eine Anpssungseinrichtung 4,
wobei die Basiseinrichtung 1 eine Basis 11 und
einen Kontaktanschluß 12 aufweist.
Und eine konkave Vertiefung 111 ist an der Basis 11 der
Basiseintichtung 1 zur Aufnahme des Kontaktanschlusses 12 angeordnet.
In der Stelle, wo der Kontaktanschluß 12 die konkave Vertiefung 111 berührt, ist
ein Klemmhacken 121 angeordnet, um den Kontaktanschluß 12 in
der konkaven Vertiefung 111 zu befestigen, und die Loslösung des Kantaktanschlußes zu vermeiden.
Der Kontaktanschluß 12 weist
ein Anschlußbein 122 auf,
das von der Unterseite der Basis 11 vorspringt und ist
auf einer Testleiterplatte (nicht dargestellt) gelötet. Außerdem ist
ein S-förmiger
Ausleger 123 an dem Kontatanschluß 12 vorgesehen. Das
obere Ende des S-förmigen
Auslegers 123 ist als ein Glocken-förmiger Kontaktkopf 124 gestaltet.
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Die
Zwischenplatte 2 ist nach der Spezifikation der zu testenden
integrierten Schaltung austauschbar Mittels eines Positionierungszapfens (nicht dargestellt),
der durch die Zwischenplatte 2 und die Basiseinrichtung 1 geführt ist,
ist die Zwischenplatte 2 auf der Oberseite der Basiseinrichtung 1 befestigt.
Auf der Unterseite der Zwischenplatte 2 sind Bleche 21 aus
Kupferfolie beideseitig angeordnet, die gegen den Glocken-förmigen Kontaktkopf 124 der
Basiseinrichtung 1 gedrückt
ist. Da der Kontktkopf 124 Glocken-förmig gestaltet ist, ist die
Kontaktfläche
zugenommen. In vorgesehenen Positionen auf der Zwischenplatte 2 sind
Stiftlöcher 22 angeordnet.
Und die Stiftlöcher 22 sind
mit zugeorneten Blechen 21 aus Kupferfolie durch Leiterbahn 23 verbunden.
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Die
Stiftgruppeeinrichtung 3 ist nach der Anzahl der Anschlußpunkte
und dem Abstand zwischen jeweils zwei Anschlußpunkte bei unterschiedlichen integrierten
Schaltkereisen einstellbar. Mittels eines Positionierungszapfens
(nicht dargestellt), der durch die Stiftgruppeeinrichtung 3 und
die Zwischenplatte 2 geführt ist, ist die Stiftgruppeeinrichtung 3 auf
der Oberseite der Zwischenplatte 2 befestigt. Die Stiftgruppeeinrichtung 3 umfasst
eine obere Decke 31, eine untere Decke 32 und
elastische Kontaktstiften 33, wobei jeweils auf der oberen
und der unteren Decke 31 und 32 gegenüberliegende
Positionierungslöcher 311, 321 angeordnet,
um den gwünschten
Abstand zwischen jeweils zwei Kontaktstiften 33 und die bessere
Ebenheit gewährzuleisten,
so daß angemäßer Kontakt
der elastischen Stiften 33 erreichbar ist. Eine Feder 332 ist
an der elastischen Kontaktstift 332 in der Art aufgesteckt,
daß die
obere Kontaktstift 331 der elastischen Kontaktstift 33 von
dem Positionierungsloch 311 auf der oberen Decke 31 nach
oben vorspringt, und die untere Konatktstift 333 von dem Positionierungsloch 321 auf
der unteren Decke 32 nach unten vorspringt und das Stiftloch 22 auf
der Zwischenplatte 2 berührt. Ein Positionierungszapfen (nicht
dargestellt) ist durch die obere Decke 31 und die untere
Decke 32 geführt
und die beiden Decken sind von dem genannten Zapfen miteinander
fest verbunden. Da die Feder den schlechten Kontakt, der wegen der
Unebenkeit verursacht ist, ausgleichen kann, ist der Kontaktwiderstand
reduziert. Da zusätzlich
das Ende der oberen Konaktstift 331 bogenklaueförmig gestaltet
ist, ist die Lötkugel 51 des
Anschlußpunktes
von einem integrierten Schaltkreises umschließbar, ohne die Lötkugel 51 von
Anschlußpunkt
zu verlezen bzw. zu klemmen.
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Die
Anpassungseinrichtung 4 weist eine Basis 41 auf
und ist nach der Spezifikation des zu verbindenden integrierten
Schaltkreises einstellbar. Und in vorgesehenen Stellen an der Basis 41 sind
Klemmhebel 411 angeordnet, um die Basis 41 oberhalb
der Kontaktstiftgruppeeinrichtung 3 anzuordnen und an beiden
Seiten der Basiseinrichtung 1 zur festen Anordnung zu klemmen.
Und an der Basis 41 ist eine hohle Fassung 42 für integrierte
Schaltkreise so angeordnet, daß die
obere Kontaktstift 331 in die Fassung 42 hinein
vorspringt. An beiden Seiten der Fassung 42 sind Drucksarme 43 angeordnet,
die von Anschlagsstück 44 verriegelbar
sind. Das Anschlagsstück
ist auf-und abwärts
bewegbar. Eine obere Decke 45 ist mittels eines Klemmzapfens
(nicht dargestellt) auf der oberen Seite der Basis 41 fest
angeordnet. Zwischen der unteren Seite der oberen Decke 45 und
dem Anschlagsstück 44 ist
ein Führungszapfen 46 mit
einer aufgesteckbaren Feder 47 angeordnet. Wenn ein Druck
auf die obere Decke 45 eingesetzt ist, ist das Anschlagstück 44 mittels
des Führungszapfens 46 gezwungen,
sich nach unten zu bewegen,so daß sich das Drucksarm 43 um
eine Achse in der Richtung nach oben dreht. Wenn die obere Decke
entspannt ist, dreht sich das Drucksarm 43 um die Achse
mittels der Federkraft der Feder 47 in der Richtung nach
unten zur Ausgangsstelle.
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Bei
der oben genannten Gestaltung können sich
der Führungszapfen 46 und
die Feder 47 entlang eine Führungsnut (nicht dargestellt)
bewegen, die an beiden Seiten der Fassung 42 für integrierte
Schaltkreise angeordnet sind, so daß eine gleichmäßige Verteilung
der Federkraft der Feder 47 auf integrierte Schaltkreise 5 zu
erreichen.
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Bei
der Verwendung wird die obere Decke 45 zuerst nach unten
gedrückt,
so daß sich
die Druckarme 43 an beiden Seiten nach oben dreht. In dieser Zeit
wird ein integrierter Schaltkreis 5 in die Fassung 42 gelegt.
Mittels der Seitenwand der Fassung 42 für integrierte Schaltkreise
wird der integrierte Schaltkreis 5 gehalten. Und wenn sich
die obere Decke 45 nach oben bewegt und die Ausgangsstelle
wiederhergestellt ist, dreht sich das Drucksarm 43 in der Richtung
nach unten, um gegen den integrierten Schaltkreis zu drücken. Da
die Lötkugel 51 von
Anschlußpunkten
des integrierten Schaltkreises 5 von den oberen Kontaktstiften 331 umschließbar sind,
die in die Fassung 42 für
integrierte Schaltkreise hinein vorspringen, und die unteren Kontaktstiften 332 die Stiftlöcher 22 auf
der Zwischenplatte 2 berühren, die Stiftlöcher 22 dann über Leiterbahn 23 mit
Blechen 21 aus Kupferfolie elektrisch verbunden sind, und
die Bleche 21 aus Kupferfolie die glockenförmigen Kontaktköpfe 124 der
Kontaktanschlüsse 12 berühren, ist die
elektrische Verbindung der Lötkugel 51 von
dem Anschlußpunkt
des integrierten Schaltkreises mit Anschlußbein 122 des Kontaktanschlusses 12 durch
die elektrische Leitfähigkeit
der elastischen Kontaktstift 33 und der Zwischenplatte 2 erreicht,
so daß das elektrische
oder elektronische Signal von der Lötkugel 51 der einzelnen
Anschlußpunkte
des integrierten Schaltkreises 5 zur mit den Anschlußbeinen 122 gelöteten Leiterplatte überfragen
wird und entsprechendes Test durchgeführt wird.
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Die
oben genannte erfindungsgemäße Gestaltung
weist folgende Vorteile auf:
- 1. Da die elastische
Kontaktstift bei der erfindungsgemäßen Kontaktstiftgruppeeinrichtung verwendet
ist, und das Ende der oberen Kontaktstift der elastischen Kontaktstift
bogenklauenförmig
gestaltet ist, ist die Lötkugel
der Anschlußpunkte
von dem integrierten Schaltkreis umschließbar, ohne die Lötkgel zu
klemmen oder zu verletzen, wenn die Lötkugel das Ende der oberen Kontaktstiften
berührt.
- 2. Da der erfindungsgemäße Sockel
modular gestaltet ist, braucht man nur den defekten Bauteil auszutauschen,
wenn ein Bauteil defekt ist. Dadurch ist die Vereinfachung der Reparatur
erreicht. Ebenfalls, wenn ein Test für einen integrierten Schaltkreis
mit unterschied) her Spezifikation oder mit unterschiedlicher Anzahl
der Anschlußpunkte
durchgeführt
wird, braucht man nur die Zwischenplatte und die Kontaktstiftgruppeeinrichtung
auszuwechseln. Dadurch ist der erfindungsgemäße Sockel geeignet, Test für integerierte Schaltkreise
mit unterschiedlicher Spezifikation durchzuführen. Außerdem, wenn ein integrierter Schaltkreis
ein anderes Maß aufweist,
kann man die Anpassungseinrichtung auswechseln, so daß das Maß der an
der Basis der Anpassungseinrichtung angeordnete Fassung dem Maß des integrieren
Schaltkreises entspricht. Daher ist es durch den Austauch der entsprechenden
Bauteile erreicht, um den zu testenden integrierten Schaltkreise
mit unterschiedlichem Maß anzupassen, wobei
die Kompatibilität
verwirklicht ist.