DE69502108T2 - Kugelrasterbuchsegehaüse - Google Patents

Kugelrasterbuchsegehaüse

Info

Publication number
DE69502108T2
DE69502108T2 DE69502108T DE69502108T DE69502108T2 DE 69502108 T2 DE69502108 T2 DE 69502108T2 DE 69502108 T DE69502108 T DE 69502108T DE 69502108 T DE69502108 T DE 69502108T DE 69502108 T2 DE69502108 T2 DE 69502108T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
socket
contact
substrate
further characterized
arcuate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69502108T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69502108D1 (de
Inventor
Dimitry Grabbe
Donald Milbrand
Daniel Ringler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Whitaker LLC
Original Assignee
Whitaker LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Whitaker LLC filed Critical Whitaker LLC
Publication of DE69502108D1 publication Critical patent/DE69502108D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69502108T2 publication Critical patent/DE69502108T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/22—Contacts for co-operating by abutting
    • H01R13/24—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H01R13/2464—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the contact point
    • H01R13/2485—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the contact point for contacting a ball
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/04—Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G01R1/0408—Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G01R1/0433—Sockets for IC's or transistors
    • G01R1/0483—Sockets for un-leaded IC's having matrix type contact fields, e.g. BGA or PGA devices; Sockets for unpackaged, naked chips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/52—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/02—Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure
    • H05K7/10—Plug-in assemblages of components, e.g. IC sockets
    • H05K7/1053—Plug-in assemblages of components, e.g. IC sockets having interior leads
    • H05K7/1076—Plug-in assemblages of components, e.g. IC sockets having interior leads co-operating by sliding
    • H05K7/1084—Plug-in assemblages of components, e.g. IC sockets having interior leads co-operating by sliding pin grid array package carriers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/04—Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G01R1/0408—Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G01R1/0433—Sockets for IC's or transistors
    • G01R1/0441—Details
    • G01R1/0466—Details concerning contact pieces or mechanical details, e.g. hinges or cams; Shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/8112—Aligning
    • H01L2224/81136—Aligning involving guiding structures, e.g. spacers or supporting members
    • H01L2224/81138—Aligning involving guiding structures, e.g. spacers or supporting members the guiding structures being at least partially left in the finished device
    • H01L2224/81141—Guiding structures both on and outside the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/8119—Arrangement of the bump connectors prior to mounting
    • H01L2224/81193—Arrangement of the bump connectors prior to mounting wherein the bump connectors are disposed on both the semiconductor or solid-state body and another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/8138—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/81395—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body having an external coating, e.g. protective bond-through coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/818—Bonding techniques
    • H01L2224/81897—Mechanical interlocking, e.g. anchoring, hook and loop-type fastening or the like
    • H01L2224/81898—Press-fitting, i.e. pushing the parts together and fastening by friction, e.g. by compression of one part against the other
    • H01L2224/81899—Press-fitting, i.e. pushing the parts together and fastening by friction, e.g. by compression of one part against the other using resilient parts in the bump connector or in the bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0132—Binary Alloys
    • H01L2924/01322—Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connecting Device With Holders (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Lotkugelkontaktsatz. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Buchse, die mit den Lotkugeln zusammenwirkt, um das Eingreifen und Außereingriffkommen eines keramischen Substrates oder dergleichen hinsichtlich einer Leiterplatte oder dergleichen über viele Zyklen zu gestatten.
  • Da die Kompliziertheit der integrierten Schal tungsbausteine weiterhin zunimmt, wird es schwieriger, die Leitungen um den Umfang des integrierten Schaltungsbausteines herum angemessen anzuordnen, ohne daß die Gesamtgröße des integrierten Schaltungsbausteines vergrößert wird. Obgleich Bausteine mit Leitungen, die einen Abstand zwischen den Mitten von bis zu 0,3 mm (0,012 in.) aufweisen, gegenwärtig auf den Markt gebracht werden, werden die Vorteile der resultierenden Steigerung des Packungswirkungsgrades durch die verringerte Montageleistung und die verstärkte Kompliziertheit des Montageverfahrens aufgehoben, die beide zu den Systemkosten hinzukommen. Um die Anzahl der Leitungen zu vergrößern, während die Abmessung des integrierten Schaltungsbausteines beibehalten wird, wird es daher erforderlich sein, daß Bausteine mit einer großen Anzahl von Verbindungen erhalten werden, die in einem rechteckigen Gitter oder einer Anordnung auf der Oberfläche des Bausteines angeordnet sind. Eine derartige Lösung wird im Artikel unter dem Titel "Befestigung von Bausteinen mittels einer Lotkugelverbindung (SBC) auf Leiterplatten" aufgezeigt, der im IBM Journal of Research and Development, Band 37, Nr. 5, vom 19. September 1993, veröffentlicht wird.
  • Obgleich die im vorangehend angeführten Artikel aufgezeigte Technik Lösungen hinsichtlich der Dichte und der Abmessung bereitstellt, berücksichtigt sie nicht das Entfernen des keramischen Substrates von der Karte. Wie in Fig. 2, Seite 598, gezeigt wird, werden das keramische Substrat und die Karte mit den Lotkugeln durch eutektische Lötverbindungen verbunden. Da die Lotkugeln mit sowohl dem Substrat als auch der Karte mittels der Lötverbindungen verbunden werden, wird so eine dauerhafte Verbindung bewirkt, und es ist daher schwierig, das Substrat zu reparieren und auszuwechseln, wenn ein Problem auftritt. Da die elektrische Verbindung zwischen dem Substrat und der Leiterplatte ein Löten erfordert, ist das Prüfen des Substrates vor der Installation schwierig und kostspielig. Es wäre daher vorteilhaft, eine Zwischenverbindung zwischen dem keramischen Substrat und der Leiterpiatte zu bewirken, die zahlreiche Zyklen des Eingreifens und Außereingriffkommens gestattet, um deren Prüfung und Reparatur zu erleichtern. Das U.S.Patent Nr. 5329423 offenbart eine Buchse, die auf einem Substrat bereitgestellt wird. Diese Buchse umfaßt jedoch keine Kontakthalteeinrichtung.
  • Die Erfindung betrifft ein Bauelement, das eine "Stift- und Buchsenverbindung" zwischen einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat liefert. Die Buchse ist für das Eingreifen mit einem Gegenkontakt, der eine bogenförmige Oberfläche aufweist, ausgelegt. Die Buchse besitzt eine untere Wand und eine Seitenwand, die sich von der unteren Wand in einer Richtung erstreckt, die im wesentlichen senkrecht zur unteren Wand verläuft. Die Seitenwand bildet eine Öffnung, in die der Gegenkontakt eingesetzt wird. Kontakthaltestellen sind an der Seitenwand vorhanden und erstrecken sich in die Öffnung hinein. Die Kontakthaltestellen wirken mit dem Gegenkontakt zusammen, um die elektrische Verbindung zwischen dem Gegenkontakt und der Buchse zu bewirken.
  • Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Buchsenanordnung, die die vorangehend beschriebene Buchse in Kombination mit dem bogenförmigen Gegenkontakt aufweist, wodurch, während das erste Substrat und das zweite Substrat miteinander in Eingriff kommen, der bogenförmige Gegenkontakt in der Öffnung der Buchse aufgenommen und darin mittels der Kontakthaltestellen festgehalten wird.
  • Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Substrateingriffsanordnung mit einem ersten Substrat mit mindestens einer darauf montierten Buchse. Die mindestens eine Buchse besitzt darauf angeordnet die Kontakthaltestellen, die sich in deren eine Kontaktaufnahmeöffnung hinein erstrecken. Ein zweites Substrat ist mit mindestens einem darauf montierten Gegenkontakt versehen. Der mindestens eine Gegenkontakt besitzt eine bogenförmige Oberfläche und ist so bemessen, daß er in der Kontaktaufnahmeöffnung der mindestens einen Buchse aufgenommen wird. Während das erste Substrat und das zweite Substrat elektrisch miteinander in Eingriff kommen, wird der mindestens eine Gegenkontakt in der Kontaktaufnahmeöffnung aufgenommen und in der Position darin durch Zusammenwirken der Kontakthaltestellen mit der bogenförmigen Oberfläche des mindestens einen Gegenkontaktes gehalten. Die Kontakthaltestellen sind an den elastischen Armen vorhanden, die so aufgebaut sind, daß sie deren elastische Verformung berücksichtigen, während der mindestens eine Gegenkontakt mit der mindestens einen Buchse in Eingriff gebracht wird, so daß, wenn der mindestens eine Gegenkontakt vollständig eingesetzt ist, die elastischen Arme in eine spannungsfreie Position zurückkehren werden, um mit der Oberfläche des mindestens einen Gegenkontaktes zusammenzuwirken, um den mindestens einen Gegenkontakt in Position zu halten.
  • Die Erfindung wird jetzt als Beispiel und mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
  • Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung, die ein keramisches Substrat und eine Leiterplatte zeigt, bevor die Buchsen darauf gelötet werden;
  • Fig. 2 eine Schnittdarstellung längs der Linie 2-2 in Fig. 1;
  • Fig. 3 eine Schnittdarstellung gleich Fig. 2, die das keramische Substrat zeigt, das mit der Leiterplatte in Eingriff ist;
  • Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer entsprechenden Buchse, wie sie in Fig. 3 gezeigt wird, wobei darin eine Lotkugel angeordnet ist;
  • Fig. 5 eine Schnittdarstellung längs der Linie 5-5 in Fig. 4, die die elastischen Arme der Buchse in Eingriff mit der Lotkugel zeigt;
  • Fig. 6 eine Schnittdarstellung gleich Fig. 5, die die elastischen Arme zeigt, wobei keine Lotkugel in der Buchse angeordnet ist;
  • Fig. 7 eine Schnittdarstellung gleich Fig. 4 von einer ersten alternativen Buchse mit einer darin angeordneten Lotkugel;
  • Fig. 8 eine Schnittdarstellung längs der Linie 8-8 in Fig. 7, die die elastischen Arme der ersten alternativen Buchse in Eingriff mit der Lotkugel zeigt;
  • Fig. 9 eine Schnittdarstellung gleich Fig. 4 von einer zweiten alternativen Buchse mit einer darin angeordneten Lotkugel;
  • Fig. 10 eine Schnittdarstellung längs der Linie 10-10 in Fig. 9, die die elastischen Arme der zweiten alternativen Buchse in Eingriff mit der Lotkugel zeigt;
  • Fig. 11 eine Schnittdarstellung gleich Fig. 4 von einer dritten alternativen Buchse mit einer darin angeordneten Lotkugel;
  • Fig. 12 eine Schnittdarstellung längs der Linie 12-12 in Fig. 11, die die elastischen Arme der dritten alternativen Buchse in Eingriff mit der Lotkugel zeigt.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt wird, weist ein Substrat 2, das aus keramischem oder einem anderen Material besteht, eine Vielzahl von Lotkugeln 6 auf, die an den Schaltkreisanschlußflächen 4 montiert sind, die auf deren Oberfläche vorhanden sind. Die Lotkugeln 6 werden auf den Schaltkreisanschlußflächen 4 mittels des Lotes 8 gehalten. Obgleich man sich auf die gezeigten Kugeln 6 als Lotkugeln bezieht, ist es erwähnenswert, daß die Kugeln aus irgendeinem leitenden Material hergestellt werden können, das die spezielle Charakteristik für die betreffende Anwendung besitzt. Die Kugeln können einen zylindrischen Aufbau aufweisen, oder sie können eine gewisse andere Bogenform zeigen.
  • Wie weiter diskutiert wird, wird das keramische Substrat 2 in elektrischem Eingriff mit einer Leiterplatte 10 gebracht, die darauf Kupferleiterbahnen oder Anschlußflächen 12 aufweist. Wie in Fig. 2 gezeigt wird, werden die Buchsen 14 auf den Kupferleiterbahnen 12 angeordnet. Die Buchsen 14 werden auf den Kupferleiterbahnen 12 mittels des Lotes 16 gehalten. Ein Kunststoffträger/distanzelement 18 ist nahe der Buchsen 14 vorhanden. Bei bestimmten Anwendungen kann der Kunststoffträger nach dem Löten entfernt werden.
  • In den Fällen, wo die Lotkugeln verwendet werden, werden die Buchsen 14 aus einem Schichtmaterial hergestellt, worin das Innere der Buchse aus nichtrostendem Stahl oder einem ähnlichen Material und der Kern aus Kupfer oder dergleichen bestehen wird, und wobei die Außenfläche, die auf die Leiterplatte gelötet wird, aus Zinn oder Blei/Zinn bestehen wird. Wenn Kugeln eingesetzt werden, die aus anderen Metallen bestehen, können die Buchsen aus derartigen Materialien bestehen wie Kupferlegierungen mit Nickel und Goldüberzug oder Goldüberzug.
  • Wie in Fig. 1 bis 6 gezeigt wird, besitzt jede Buchse 14 eine untere Wand 22 und eine Seitenwand 20. Die Seitenwand erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zur unteren Wand 22, um eine Aufnahmeöffnung 24 für die Lotkugel zu bilden. Mit Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 besitzt die Seitenwand 20 die darin angeordneten elastischen Arme 26. Beim gezeigten Aufbau sind drei elastische Arme 26 bei jeder Buchse 14 vorhanden. Die elastischen Arme 26 werden voneinander durch die Schlitze 28 im Abstand angeordnet. Jeder elastische Arme 26 weist eine Lotkugelhaltestelle 30 auf, die an dessen einem Ende vorhanden ist, und einen Kunststoffträgersperrwiderhaken 34, der am anderen Ende vorhanden ist. Die Kontaktfläche 32 befindet sich nahe der Lotkugelhaltestelle 30. Verschiedene andere Ausführungen der Buchse (von denen mehrere in Fig. 6 bis 11 gezeigt werden) können verwendet werden, um das Ziel der Erfindung zu erreichen.
  • Um die Buchsen 14 auf den Kupferleiterbahnen 12 richtig anzuordnen, müssen die Buchsen 14 vor dem Löten in der richtigen Position gehalten werden. Der Kunststoffträger 18 führt diese Funktion durch. Die einzelnen Buchsen 14 werden in die Buchsenaufnahmeöffnungen 40 des Kunststoffträgers 18 eingeführt. Die Öffnungen 40 zeigen einen zylindrischen Aufbau, wobei der Durchmesser einer jeden Öffnung so bemessen ist, daß er etwas größer ist als der Durchmesser der Buchsen 14. Die Kunststoffträgersperrwiderhaken 34 der Buchsen 14 stechen in die Seiten der Öffnungen 40 hinein, um eine Preßpassung zu bewirken, die die Buchsen 14 im Kunststoffträger 18 hält.
  • Die Seiten der Öffnungen 40 des Kunststoffträgers umgeben die Seitenwände der Buchsen 14, so daß die Seiten der Öffnungen unmittelbar an den Seitenwänden liegen. Diese Dimensionierung gestattet, daß die Seiten der Öffnungen so wirken, daß die elastischen Arme 26 unter eine erhöhte Spannung versetzt werden. Die Positionierung der Seiten der Öffnungen verhindert, daß sich die elastischen Arme von der Aufnahmeöffnung 24 weg nach außen ausbeulen, wodurch verhindert wird, daß die elastischen Arme eine bleibende Verformung zeigen.
  • Wenn die Buchsen richtig in den Kunststoffträger 18 eingeführt sind, wird der Träger in die Position relativ zur Leiterplatte 10 bewegt. Wenn die Buchsen mit den Leiterbahnen ausgerichtet sind, werden die Buchsen auf die Leiterbahnen gelötet.
  • Das Substrat 2 mit den darauf gelöteten Lotkugeln 6 wird in Ausrichtung mit der Leiterplatte 10 mit den darauf gelöteten Buchsen 14 bewegt. Der Kunststoffträger 18 wird auf der montierten Leiterplatte 10 infolge des Zusammenwirkens der Widerhaken 34 mit dem Träger 18 festgehalten, wie vorangehend diskutiert wurde.
  • Das Substrat 2 und die Leiterplatte 10 werden danach in Richtung zueinander bewegt, wodurch bewirkt wird, daß sich die Lotkugeln 6 in die entsprechenden Lotkugelaufnahmeöffnungen 24 der Buchsen 14 bewegen. Während die Lotkugeln 6 in die Öffnungen 24 bewegt werden, kommen die Lotkugeln 6 mit den Lotkugelhaltestellen 30 der Buchsen 14 in Eingriff. Während das Eingreifen andauert, werden die Lotkugeln 6 die Arme 26 elastisch nach außen verformen. Die Arme sind so ausgeführt, daß sie deren elastische Verformung berücksichtigen; die Verformung tritt jedoch im elastischen Bereich so auf, daß die Arme versuchen, in ihre ursprüngliche spannungsfreie Position zurückzukehren.
  • Während die elastischen Arme 26 nach außen bewegt werden, üben die Arme 26 Kräfte auf die Lotkugeln 6 aus. Diese Kraft reicht aus, daß die Lotkugelhaltestellen 30 die Oberflächen der Kugeln ankratzen, wodurch bewirkt wird, daß die Lotkugelhaltestellen 30 irgendwelche Oxide oder dergleichen durchdringen, die auf der Oberfläche der Lotkugeln 6 vorhanden sind, und wodurch gesichert wird, daß eine zwangläufige elektrische Verbindung zwischen den Lotkugeln 6 und den Kontaktflächen 32 der Arme 26 bewirkt wird.
  • Das Eingreifen des Substrates 2 und der Leiterplatte 10 setzt sich fort, bis die obere Fläche 42 des Kunststoffträgers 18 mit der unteren Fläche 46 des Substrates 2 in Eingriff kommt, und die untere Fläche 44 des Kunststoffträgers 18 mit der oberen Fläche 48 der Leiterplatte 10 in Eingriff kommt. In dieser Position sind das Substrat 2 und die Leiterplatte voneinander im Abstand angeordnet und können sich nicht näher aneinander heran bewegen. Die Anordnung wird in dieser Position infolge des Zusammenwirkens der Lotkugel 6 mit den elastischen Armen 26 der Buchsen 14 gehalten. Wie am besten in Fig. 4 gezeigt wird, kehren die elastischen Arme 26 in Richtung der spannungsfreien Position in eine neue Spannungsposition zurück, wenn die Lotkugeln vollständig eingesetzt sind. In dieser Position wirken die elastischen Arme 26 mit der Wölbung der Lotkugel 6 zusammen, um eine Abwärtskraft auf die Lotkugeln auszuüben, damit gesichert wird, daß die Lotkugeln in der Position gehalten werden. Diese Kraft ist ausreichend, um das Substrat in der vollständigen Eingriffsposition relativ zur Leiterplatte zu halten, wodurch gesichert wird, daß eine geeignete elektrische Verbindung dazwischen bewirkt wird.
  • Die Verwendung des Kunststoffträgers oder -distanzelementes 18 sichert, daß die Lotkugel 16 nicht mit der unteren Wand 22 der Buchse 14 in Eingriff kommen wird. Das verhindert, daß die Lotkugel durch die untere Wand 22 beschädtigt wird. Wenn die Kugel aus einem anderen Material besteht, kann die Benutzung des Kunststoffträgers als Distanzelement nicht erforderlich sein, da es nicht notwendig ist, die Kugel am Berühren der unteren Wand der Buchse zu hindern. Tatsächlich kann es in den Fällen, wo die Kugeln aus einem anderen Material als dem Lot bestehen, vorteilhaft sein, daß die Kugel die untere Wand berührt, um einen weiteren Strompfad bereitzustellen.
  • Die Verwendung der Lotkugel und Buchse gestatten, daß das keramische Substrat entfembar auf der Leiterplatte montiert wird. Dieser "Stift- und Buchsen"-Abschluß berücksichtigt, daß das Substrat von der Leiterplatte entfernt wird, wenn es erforderlich ist. Die Entfembarkeit gestattet derartige Dinge, wie beispielsweise die Einbrennprüfung, Reparatur und Auswechselung sowie weitere ähnliche Optionen. Da die Lotkugeln entfembar sind, ist es wichtig, daß die Buchsen aus einem Material bestehen, das keine Zinnaffinität auf den Oberflächen aufweist, die mit den Lotkugeln in Eingriff kommen. Wenn eine kleine Menge Zinn auf die Innenfläche der Buchsen übertragen wird, und wenn die Lotkugeln herausgezogen oder entfernt sind, wird sich die dünne Zinnschicht in ein Zinnoxid umwandeln, das eine Substanz mit einem hohen Widerstand oder sogar ein Isolatormaterial ist, wodurch die Möglichkeit des Herstellens einer geeigneten elektrischen Verbindung während der künftigen Eingriffe reduziert wird.
  • Die Verwendung der Buchsen gestattet ebenfalls die seitliche Verschiebung der Kugel, die durch die Ausdehnung des Bausteins infolge des Stromzyklusses, um elastisch nachzugeben, hervorgerufen wird, und die Arme werden der Bahn der Ausdehnung und Zusammenziehung der Kugel folgen.
  • Fig. 7 bis 12 zeigen alternative Ausführungen der Buchse 14. Diese Ausführungen funktionieren in der gleichen Weise, wie es vorangehend beschrieben wird, jedoch sind die Haltestellen etwas abweichend. Der Leichtigkeit der Erklärung und des Verständnisses wegen werden die gleichen Bezugszahlen wie vorangehend mit der geeigneten Anzahl von Strichkennzeichnungen verwendet.
  • Die in Fig. 7 und 8 gezeigte Buchse ist aus einem flachen Ausgangsmaterial gestanzt und geformt. Die elastischen Arme 26' wirken mit der Lotkugel 6' zusammen, wie es vorangehend diskutiert wurde. Wie am besten in Fig. 7 gezeigt wird, besitzt die Buchse 14' die Schenkel 60', die sich in die Durchgangsbohrungen 62' der Leiterplatte 10' hinein erstrecken. Die Schenkel 60' werden an Ort und Stelle in konventioneller Weise gelötet. Die Buchse 14' wird bei diesem Aufbau auf dem Kunststoffdistanzelement 18' mittels eines Reibungseingriffes zwischen diesen an Ort und Stelle gehalten.
  • Fig. 9 und 10 zeigen eine Buchse 26", bei der der obere Abschnitt mit der Buchse 26' identisch ist. Die Buchse 26" wird auf der Leiterplatte 10" oberflächenmontiert.
  • Fig. 11 und 12 betreffen eine gezogene Buchse 26", bei der der Boden perforiert ist, um ein Positionierungselement 60" bereitzustellen, das beim Zentrieren der Buchse im Durchgangsloch 62" der Leiterplatte 10" behilflich ist.
  • Die mittels der Ausführungen veranschaulichte Erfindung ist wichtig, weil, da die Kompliziertheit der Leiterplatten zunimmt, die Anzahl der Strom- und Erdungsverbindungsleitungen ebenfalls größer wird. Daher wird die Forderung nach Bausteinen, die tausend oder mehr Verbindungsleitungen aufnehmen, selbst für einen einzigen Chip, schnell zur Realität. Die Verwendung der Kugeln erfüllt diese Forderungen. Die Kugeln werden leicht mit einer Öffnungsplatte genau angeordnet und erfordern keine ausrichtende Positionierung, wodurch ein Verfahren mit an sich niedrigen Kosten bereitgestellt wird. Ob diese Kugeln aus dem Lot oder irgendeinem anderen Material bestehen, diese Vorteile dominieren.
  • Die vorangehend beschriebenen Lotkugeln sind für kleine Bausteine vorteilhaft. Für größere Bausteine können jedoch harte Kugeln verwendet werden, bei denen ein federhartes Metall eingesetzt wird. Das Metall kann mit verschiedenen Substraten, wie beispielsweise Gold oder Gold über Nickel, beschichtet werden.
  • Das Anordnen der Kugeln in den Buchsen ist vorteilhaft, da es eine ausreichende Nachgiebigkeit gestattet, um die durch den Stromzyklus herbeigeführte Verschiebung ohne eine Überbeanspruchung der Lötverbindungen aufzunehmen. Das Material, das in der Buchse und in der Kugel eingesetzt wird, gestattet, daß die elektromagnetischen Eigenschaften der Buchse von den Kugeln allein nicht unterscheidbar sind.
  • Veränderungen der Konstruktion werden den Fachleuten klar sein, und verschiedene offensichtlich abweichende Abänderungen und Ausführungen können vorgenommen werden, ohne daß man vom Bereich der Erfindung abweicht. Der in der vorangegangenen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen erläuterte Gegenstand wird nur als Veranschaulichung unterbreitet. Es ist daher beabsichtigt, daß die vorangegangene Beschreibung als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung betrachtet werden muß.

Claims (8)

1. Buchsenanordnung, die aufweist: eine Buchse (14), die auf einem ersten Substrat (10) vorhanden ist, und einen bogenförmigen Gegenkontakt, der auf einem zweiten Substrat (2) vorhanden ist, wobei die Buchsenanordnung dadurch gekennzeichnet ist, daß:
die Buchse (14) Kontakthaltestellen (30) aufweist, die sich von einer Seitenwand (20) dieser erstrecken, wobei sich die Kontakthaltestellen (30) in eine Öffnung hinein erstrecken, die durch die Seitenwand (20) begrenzt wird, und wobei die Öffnung so dimensioniert ist, daß der bogenförmige Gegenkontakt (6) darin aufgenommen wird; wodurch, da das erste Substrat (10) und das zweite Substrat (2) miteinander in Eingriff kommen, der bogenförmige Gegenkontakt (6) in der Öffnung der Buchse (14) aufgenommen und darin durch die Kontakthaltestellen (30) festgehalten wird.
2. Buchsenanordnung nach Anspruch 1, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß der bogenförmige Gegenkontakt (6) eine leitende Kugel ist.
3. Buchsenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkontakt (6) auf dem zweiten Substrat (2) oberflächenmontiert ist, und daß die Buchse (14) auf dem ersten Substrat (10) oberflächenmontiert ist.
4. Buchsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (14) ein Schichtmaterial ist, wobei die Innenschicht des Schichtmaterials ein Material ist, das keine Zinnaffinität aufweist.
5. Buchsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtmaterial eine Innenfläche aus nichtrostendem Stahl aufweist.
6. Buchsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (14) ein federhartes Metall ist.
7. Buchsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthaltestellen (30) auf den elastischen Armen (26) bereitgestellt werden, daß die elastischen Arme (26) so ausgeführt sind, daß sie deren elastische Verformung gestatten, während der Gegenkontakt (6) mit der Buchse (14) in Eingriff gebracht wird, so daß, wenn der Gegenkontakt (6) vollständig eingesetzt ist, die elastischen Arme (26) in eine spannungsfreie Position zurückkehren werden, um mit der bogenförmigen Oberfläche des Gegenkontaktes (6) zusammenzuwirken, um den Gegenkontakt (6) in Position zu halten.
8. Buchsenanordnung nach Anspruch 7, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß sich die elastischen Arme (26) peripher um die Seitenwand (20) herum erstrecken.
DE69502108T 1994-09-06 1995-07-19 Kugelrasterbuchsegehaüse Expired - Fee Related DE69502108T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US30136894A 1994-09-06 1994-09-06
PCT/US1995/009031 WO1996008056A1 (en) 1994-09-06 1995-07-19 Ball grid array socket

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69502108D1 DE69502108D1 (de) 1998-05-20
DE69502108T2 true DE69502108T2 (de) 1998-09-17

Family

ID=23163058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69502108T Expired - Fee Related DE69502108T2 (de) 1994-09-06 1995-07-19 Kugelrasterbuchsegehaüse

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5669774A (de)
EP (1) EP0780028B1 (de)
JP (1) JP3360179B2 (de)
DE (1) DE69502108T2 (de)
TW (1) TW302562B (de)
WO (1) WO1996008056A1 (de)

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5772451A (en) * 1993-11-16 1998-06-30 Form Factor, Inc. Sockets for electronic components and methods of connecting to electronic components
US6525555B1 (en) 1993-11-16 2003-02-25 Formfactor, Inc. Wafer-level burn-in and test
US6064213A (en) * 1993-11-16 2000-05-16 Formfactor, Inc. Wafer-level burn-in and test
US6033935A (en) 1997-06-30 2000-03-07 Formfactor, Inc. Sockets for "springed" semiconductor devices
US5730606A (en) * 1996-04-02 1998-03-24 Aries Electronics, Inc. Universal production ball grid array socket
US6007348A (en) 1996-05-07 1999-12-28 Advanced Intercommunications Corporation Solder ball terminal
CN1134667C (zh) * 1996-05-17 2004-01-14 福姆法克特公司 微电子弹性接触元件
US5783461A (en) * 1996-10-03 1998-07-21 Micron Technology, Inc. Temporary semiconductor package having hard-metal, dense-array ball contacts and method of fabrication
TW406454B (en) 1996-10-10 2000-09-21 Berg Tech Inc High density connector and method of manufacture
KR100300666B1 (ko) 1997-08-04 2001-10-27 기타지마 요시토시 수지밀봉형반도체장치와거기에사용되는회로부재및회로부재의제조방법
US6048744A (en) 1997-09-15 2000-04-11 Micron Technology, Inc. Integrated circuit package alignment feature
WO1999049536A1 (en) * 1998-03-24 1999-09-30 Raytheon Company Stacked electrical circuit having an improved interconnect and alignment system
US5947751A (en) * 1998-04-03 1999-09-07 Vlsi Technology, Inc. Production and test socket for ball grid array semiconductor package
WO1999066599A1 (en) * 1998-06-15 1999-12-23 Advanced Interconnections Corporation Solder ball terminal
US6272741B1 (en) * 1998-07-24 2001-08-14 Autosplice, Inc. Hybrid solder ball and pin grid array circuit board interconnect system and method
TW383955U (en) * 1998-08-31 2000-03-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Module apparatus for slot connector
US6208156B1 (en) 1998-09-03 2001-03-27 Micron Technology, Inc. Test carrier for packaging semiconductor components having contact balls and calibration carrier for calibrating semiconductor test systems
US6565364B1 (en) * 1998-12-23 2003-05-20 Mirae Corporation Wafer formed with CSP device and test socket of BGA device
TW385092U (en) * 1998-12-28 2000-03-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Electrical connectors
US6168976B1 (en) 1999-01-06 2001-01-02 Intel Corporation Socketable BGA package
US6725536B1 (en) 1999-03-10 2004-04-27 Micron Technology, Inc. Methods for the fabrication of electrical connectors
JP4367730B2 (ja) * 1999-06-25 2009-11-18 株式会社エンプラス Ｉｃソケット及び該ｉｃソケットのバネ手段
DE19939580C2 (de) 1999-08-20 2003-11-27 Tyco Electronics Logistics Ag Elektrischer Steckverbinder
US6464513B1 (en) * 2000-01-05 2002-10-15 Micron Technology, Inc. Adapter for non-permanently connecting integrated circuit devices to multi-chip modules and method of using same
US6407566B1 (en) 2000-04-06 2002-06-18 Micron Technology, Inc. Test module for multi-chip module simulation testing of integrated circuit packages
US6413852B1 (en) 2000-08-31 2002-07-02 International Business Machines Corporation Method of forming multilevel interconnect structure containing air gaps including utilizing both sacrificial and placeholder material
US6866521B1 (en) * 2000-09-14 2005-03-15 Fci Americas Technology, Inc. High density connector
US7045889B2 (en) * 2001-08-21 2006-05-16 Micron Technology, Inc. Device for establishing non-permanent electrical connection between an integrated circuit device lead element and a substrate
US7049693B2 (en) * 2001-08-29 2006-05-23 Micron Technology, Inc. Electrical contact array for substrate assemblies
US6991960B2 (en) 2001-08-30 2006-01-31 Micron Technology, Inc. Method of semiconductor device package alignment and method of testing
US20030168738A1 (en) * 2002-03-08 2003-09-11 Intel Corporation Socketable IC package and associated methods
TWI222192B (en) * 2003-09-04 2004-10-11 Advanced Semiconductor Eng Substrate with net structure
TWI258255B (en) * 2005-05-20 2006-07-11 Ramtek Technology Inc Method of testing ball grid array packed device in real system and test socket assembly therefor
US20070054514A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-08 International Business Machines Corporation Socket measurement apparatus and method
US20070126445A1 (en) * 2005-11-30 2007-06-07 Micron Technology, Inc. Integrated circuit package testing devices and methods of making and using same
US7393214B2 (en) * 2006-02-17 2008-07-01 Centipede Systems, Inc. High performance electrical connector
US7695287B2 (en) * 2006-07-06 2010-04-13 Harris Corporation Ball grid array (BGA) connection system and related method and ball socket
US7442045B1 (en) 2007-08-17 2008-10-28 Centipede Systems, Inc. Miniature electrical ball and tube socket with self-capturing multiple-contact-point coupling
US7888955B2 (en) * 2007-09-25 2011-02-15 Formfactor, Inc. Method and apparatus for testing devices using serially controlled resources
US7977959B2 (en) * 2007-09-27 2011-07-12 Formfactor, Inc. Method and apparatus for testing devices using serially controlled intelligent switches
US20090164931A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Formfactor, Inc. Method and Apparatus for Managing Test Result Data Generated by a Semiconductor Test System
FR2928033B1 (fr) * 2008-02-22 2010-07-30 Commissariat Energie Atomique Composant de connexion muni d'inserts creux.
US20090224793A1 (en) * 2008-03-07 2009-09-10 Formfactor, Inc. Method And Apparatus For Designing A Custom Test System
US8122309B2 (en) 2008-03-11 2012-02-21 Formfactor, Inc. Method and apparatus for processing failures during semiconductor device testing
US8033877B2 (en) * 2008-07-22 2011-10-11 Centipede Systems, Inc. Connector for microelectronic devices
US8095841B2 (en) * 2008-08-19 2012-01-10 Formfactor, Inc. Method and apparatus for testing semiconductor devices with autonomous expected value generation
US7944225B2 (en) * 2008-09-26 2011-05-17 Formfactor, Inc. Method and apparatus for providing a tester integrated circuit for testing a semiconductor device under test
KR101070022B1 (ko) * 2009-09-16 2011-10-04 삼성전기주식회사 다층 세라믹 회로 기판, 다층 세라믹 회로 기판 제조방법 및 이를 이용한 전자 디바이스 모듈
FR2967296B1 (fr) * 2010-11-05 2018-05-25 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Elements de connexion pour l'hybridation de circuits electroniques
TWI697160B (zh) * 2018-03-30 2020-06-21 唐虞企業股份有限公司 一種導電端子置件設備及其端子置件方法
FR3100391B1 (fr) * 2019-09-02 2022-03-04 Zodiac Aero Electric Ensemble électrique comprenant un composant électrique dissimulé assurant la connexion électrique entre un élément conducteur et une carte de communication
CA3205078A1 (en) * 2020-12-11 2022-06-16 Penn Engineering & Manufacturing Corp. Circuit board fastener assembly

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3303393A (en) * 1963-12-27 1967-02-07 Ibm Terminals for microminiaturized devices and methods of connecting same to circuit panels
US3676838A (en) * 1970-05-22 1972-07-11 Essex International Inc Electrical connectors
US4036549A (en) * 1973-08-27 1977-07-19 Victor Company Of Japan, Limited Wire connector
US4068917A (en) * 1976-10-21 1978-01-17 Akzona Incorporated Electrical contact socket
US5076794A (en) * 1991-04-29 1991-12-31 Compaq Computer Corporation Space-saving mounting interconnection between electrical components and a printed circuit board
US5137456A (en) * 1991-11-04 1992-08-11 International Business Machines Corporation High density, separable connector and contact for use therein
DE69321708T2 (de) * 1992-02-12 1999-03-18 Berg Electronics Mfg Anschlussbuchse
US5329423A (en) * 1993-04-13 1994-07-12 Scholz Kenneth D Compressive bump-and-socket interconnection scheme for integrated circuits
US5453016A (en) * 1993-11-15 1995-09-26 Berg Technology, Inc. Right angle electrical connector and insertion tool therefor
US5449301A (en) * 1993-11-17 1995-09-12 Berg Technology, Inc. Shunt connector
US5418471A (en) * 1994-01-26 1995-05-23 Emulation Technology, Inc. Adapter which emulates ball grid array packages
US5376010A (en) * 1994-02-08 1994-12-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Burn-in socket
US5615824A (en) * 1994-06-07 1997-04-01 Tessera, Inc. Soldering with resilient contacts
US5419710A (en) * 1994-06-10 1995-05-30 Pfaff; Wayne K. Mounting apparatus for ball grid array device
GB2290176B (en) * 1994-06-10 1997-07-02 Wayne Kay Pfaff Mounting apparatus for ball grid array device
JP3256796B2 (ja) * 1994-08-23 2002-02-12 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 ソケット及びソケットを用いた電気部品の試験方法
US5498970A (en) * 1995-02-06 1996-03-12 Minnesota Mining And Manufacturing Top load socket for ball grid array devices

Also Published As

Publication number Publication date
TW302562B (de) 1997-04-11
DE69502108D1 (de) 1998-05-20
US5669774A (en) 1997-09-23
EP0780028A1 (de) 1997-06-25
EP0780028B1 (de) 1998-04-15
WO1996008056A1 (en) 1996-03-14
JPH10508417A (ja) 1998-08-18
JP3360179B2 (ja) 2002-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69502108T2 (de) Kugelrasterbuchsegehaüse
DE3688901T2 (de) Steckverbinder für Leiterplatten, Leiterplattenaufbau unter Verwendung dieses Steckverbinders und Verfahren zur Herstellung dieses Leiterplattenaufbaus.
DE68917694T2 (de) Schaltungsplattenzusammenbau und Kontaktstift, der darin verwendet wird.
DE3872312T2 (de) Pruefsockel mit verbesserter kontakteinrastung.
DE69503260T2 (de) Verbindungsanordnung einer elektrischen Schaltung
DE2203435C2 (de) Elektrisches Verbinderelement
DE2242337C2 (de) Vorrichtung zur Halterung von Schaltungskarten
DE2435461C2 (de) Elektrischer Kontaktstift
DE112007000396T5 (de) Elektrischer Hochleistungsverbinder
DE69606016T2 (de) Koaxialverbinder und dessen befestigungsmethode auf eine leiterplatte
DE8907785U1 (de) Mit einer Leiterplatte verbindbare Koaxialsteckverbinderhälfte oder Hochstromkontakt
DE3010876A1 (de) Verfahren zur herstellung einer leiterplatte
DE3627372C2 (de)
DE3926802A1 (de) Elektrischer steckverbinder
DE3320672C2 (de) Metallischer Verbindungsstift
DE2444699A1 (de) Anschlussteil fuer eine in dickfilmtechnik ausgefuehrte kleinstbaueinheit
DE69602172T2 (de) Einpressstift und damit versehene elektronische vorrichtung
DE3933658A1 (de) Elektrischer steckverbinder
DE69529335T2 (de) Chipkartenverbinder
DE3738545A1 (de) Einrichtung zur befestigung von steckverbindern an leiterplatten
DE69205697T2 (de) Fischhaken Andrücker.
DE69401510T2 (de) Festhalteelement zum festhalten von elektrischen und/oder elektronischen komponenten
DE69313361T2 (de) Elektrischer Verbinder mit Kontakten die Mittel zur Sicherung der Kontakte an der Leiterplatte aufweisen
EP1111725B1 (de) Steckverbinder für Leiterplatte
DE3784023T2 (de) Elektrischer steckverbinder, der eine kombination individueller adapter und steckerstift-elemente als kontaktglied enthaelt.

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee