(57)【要約】【課題】特定用途向け集積回路アセンブリの構成要素を腐食から守る装置および方法を提供する。【解決手段】特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を回路基板に取付けるＡＳＩＣアセンブリであって、ＡＳＩＣに圧力を加えるようにサイズと形状が決められた荷重プレートと、この荷重プレートを腐食から守る荷重プレート上の保護被覆とを備えたもの。【選択図】図１
2004356627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＳＩＣアセンブリ内でＡＳＩＣに圧力を加えるようにサイズと形状が決められた荷重プレートと、
前記荷重プレートを腐食から守る、前記荷重プレート上の保護被覆とを特徴とするＡＳＩＣを回路基板に取付けるための荷重プレート装置。
【請求項２】
前記荷重プレートが鋼で作られていることを特徴とする請求項１に記載の荷重プレート装置。
【請求項３】
前記荷重プレートは、荷重ねじを受け入れる穴を有し、前記荷重ねじが前記荷重プレートを前記ＡＳＩＣアセンブリに取付けることを特徴とする請求項１に記載の荷重プレート装置。
【請求項４】
前記荷重プレートは、更に荷重スタッドを受け入れる穴を有し、前記荷重スタッドが前記荷重プレートを前記ＡＳＩＣアセンブリのボルスタ・プレートに連結することを特徴とする請求項１に記載の荷重プレート装置。
【請求項５】
前記保護被覆が、フッ素重合体被覆を含むことを特徴とする請求項１に記載の荷重プレート装置。
【請求項６】
前記保護被覆が、Ｘｙｌａｎ（商標）を含むことを特徴とする請求項５に記載の荷重プレート装置。
【請求項７】
回路基板と、
前記回路基板に電気的に接続されたＡＳＩＣと、
前記ＡＳＩＣを前記回路基板に取付けるための取付けハードウェア・アセンブリとを備え、前記取付けハードウェア・アセンブリのうちの１つまたは複数の構成要素が、前記構成要素を腐食から守る保護被覆で覆われていることを特徴とするＡＳＩＣアセンブリ。
【請求項８】
取付けハードウェア・アセンブリの一部分としてＡＳＩＣを回路基板に取付けられるように構成された構成要素と、
前記構成要素を腐食から守る前記構成要素上の保護被覆とを備えていることを特徴とする取付けハードウェア・アセンブリの構成要素装置。
【請求項９】
ＡＳＩＣアセンブリの取付けハードウェア・アセンブリの構成要素を腐食から守る方法であって、前記構成要素を腐食から守る保護被覆で覆うステップを備えていることを特徴とする方法。
【請求項１０】
取付けハードウェアを使用してＡＳＩＣを回路基板に取り付けるステップを有し、前記取付けハードウェアの少なくとも１つの構成要素が、前記構成要素を腐食から守る保護被覆で覆われていることを特徴とするＡＳＩＣアセンブリを作る方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に関し、特に荷重プレートを使用したＡＳＩＣアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）は、特定の用途のために設計されたマイクロチップである。ＡＳＩＣは、意図された用途に特有の形で情報を処理しまたはタスクを完成させるように設計されている。例えば、ＡＳＩＣは、自動噴射制御、環境監視、情報携帯端末（ＰＤＡ）などの種々の用途に使用される。ＡＳＩＣは、様々な用途に様々なタスクを実行するために使用できる汎用集積回路と対比される。汎用集積回路の例には、典型的なパーソナル・コンピュータ内のマイクロプロセッサとランダム・アクセス・メモリ・チップが含まれる。
【０００３】
ＡＳＩＣは、特定の用途のために大量生産することもでき、特定の顧客の用途のために特注生産することもできる。特注生産は、通常、ＡＳＩＣコンポーネントの「構成単位（ｂｕｉｌｄｉｎｇ  ｂｌｏｃｋ）」ライブラリからのコンポーネントを使って行われる。各ＡＳＩＣは、ＡＳＩＣがさらに大きな回路に接続されかつＡＳＩＣが処理する信号およびデータを受け取ることを可能にするいくつかの入出力（Ｉ／Ｏ）リードを含む。次に、ＡＳＩＣは、通常、プリント回路基板（ＰＣＢ）などの回路基板に取り付けられる。回路基板上のリードまたはソケットは、ＡＳＩＣの入出力リードと接触し、ＡＳＩＣを、ＡＳＩＣが一部分であるさらに大きな回路に接続する。
【０００４】
今日の大きなＡＳＩＣの入出力の数が増え続けているため、ＡＳＩＣを回路基板に固定しかつＡＳＩＣとＰＣＢ上の回路との連続的な電気接触を保証するために、きわめて大きい締付け荷重が必要とされている。４００〜７００ポンド（約１８２〜３１８キログラム）の範囲の締付け荷重が一般的になっている。前述のように、ＰＣＢ上に、ＡＳＩＣを留めるソケットが設けられることがある。
【０００５】
そのような大きい締付け荷重によって、ＡＳＩＣを回路基板に取り付けるために使用されるハードウェアの特定の構成要素に大きな応力が生じる。このハードウェアは、「取付けハードウェア」と呼ばれることがある。取付けハードウェアのそのような１つの構成要素は、荷重プレートである。荷重プレートは、一般に鋼からなる剛性プレートであり、ばねプレートと呼ばれることがある。荷重プレートは、ＡＳＩＣを回路基板に留めるため、一般にねじまたはコイルばねによって固定される。
【０００６】
ＡＳＩＣが、回路基板に固定され稼働状態になった後、取付けハードウェアがさらされる環境条件は、一般に、取付けハードウェアの腐食を引き起こす傾向がある。取付けハードウェアが受ける大きい応力が、この腐食を大幅に加速することがある。腐食はピッチング（ｐｉｔｔｉｎｇ）を引き起こし、このピッチングによって、クラックの形成やハードウェアの最終的故障をもたらす応力集中部ができる。腐食を止めたり遅くしたりすることができれば、取付けハードウェアの故障を防いだり遅くしたりすることができ、ユニットの有効寿命が大幅に長くなる。
【０００７】
取付けハードウェアにおいて応力によって腐食とクラックが引き起こされる可能性を小さくするために、いくつかの代替案が試みられてきた。例えば、複数の荷重プレートを使用することにより、アセンブリ内のプレートのひとつにかかる応力は小さくなる。しかしながら、複数の荷重プレートを使用すると、コストが高くなりばね定数が大きくなる。大きいばね定数は、妥当な荷重精度の適用を妨げることがある。もう１つの例では、荷重をより均一に分散させるために、荷重プレートの角に４つのばねが使用される。しかしながら、従来の４つの角にコイルばねのある設計は、より多くの部品と時間のかかる取付け工程を必要とする。さらに、ばねは、ＡＳＩＣを冷却するために必要な空気流を遮る。
【０００８】
また、荷重を小さくすることは、荷重プレートや他の取付けハードウェア内の高い応力と関連した問題を解決するが、荷重を減らすことは、また、現在のソケット技術では、ＡＳＩＣと回路基板上の回路との電気接続の信頼性を大幅に低下させることになる。当業界では、現在、確実な接続のためにあまり大きな荷重を必要としないソケットを開発している。しかしながら、そのような努力は、まだ成功しておらず、取付けハードウェアの腐食と故障につながる大きな荷重を必要としない信頼性の高いソケットをまだ作成できていない。
【０００９】
なお本発明に関連する公知技術として、下記の特許文献１−８がある。
【特許文献１】米国特許第６３９９１９１号公報
【特許文献２】米国特許第６４６５０５６号公報
【特許文献３】米国特許第６５６５９３１号公報
【特許文献４】米国特許第６３２０７５４号公報
【特許文献５】米国特許第５８９４１７３号公報
【特許文献６】米国特許第６０９６５７８号公報
【特許文献７】米国特許第５８８３８４４号公報
【特許文献８】米国特許第６２６４５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、特定用途向け集積回路アセンブリの構成要素を腐食から守る方法および装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
取付けハードウェア・アセンブリの構成要素は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を回路基板に、取付けハードウェア・アセンブリの一部分として固定する際に使用されるように構成され、その構成要素を腐食から守る保護被覆を有する。
【００１２】
添付図面は、本発明の様々な実施形態を示しかつ本明細書の一部分である。示した実施形態は、本発明の単なる例であり、本発明の範囲を限定しない。
【００１３】
図面全体に亘って、同一の参照番号は、類似であるが必ずしも同一とは限らない要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本明細書は、ＡＳＩＣアセンブリ内の取付けハードウェアの構成要素を、腐食を防ぎかつそれによりアセンブリの信頼性と有効寿命を高める被覆で覆う方法およびシステムを説明する。そのような保護被覆の１つの例は、ペンシルバニア州のＷｈｉｔｆｏｒｄ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによるフッ素重合対被覆であるＸｙｌａｎ（商標）である。
【００１５】
図１は、本明細書に示した原理に従って耐食性にされた取付けハードウェアを備えたＡＳＩＣアセンブリ（１００）を示す。図１に示したように、典型的なＡＳＩＣアセンブリは、例えばプリント回路基板などの回路基板（１０７）に電気的に接続されたＡＳＩＣ（１０６）を含む。一般に、ＡＳＩＣ（１０６）は、ソケット（１０５）を使って回路基板（１０７）に接続される。後で説明する取付けハードウェア・アセンブリから回路基板（１０７）を絶縁するために、回路基板（１０７）の下に絶縁物（１０８）が配置される。
【００１６】
ＡＳＩＣ（１０６）によって生成された熱を放散させるために、一般に、アセンブリにはヒートシンク（１０４）が含まれる。ＡＳＩＣ（１０６）は、動作するときに熱を生成し、この熱が放散されない場合は、アセンブリ（１００）のＡＳＩＣ（１０６）や他の構成要素を破損させることがある。
【００１７】
前述のように、ＡＳＩＣ（１０６）と回路基板（１０７）は、取付けハードウェア・アセンブリと共に保持される。取付けハードウェアは、荷重プレート（１０１）とボルスタ・プレート（１０９）とを含む。また、荷重スタッド（１０３）が、取付けハードウェアの一部分であり、荷重プレート（１０１）とボルスタ・プレート（１０９）の間に延在している。
【００１８】
取付けハードウェアの最後の構成要素は、荷重ねじ（１０２）である。荷重ねじ（１０２）は、荷重プレート（１０１）をボルスタ・プレート（１０９）に固定し、かつ荷重プレート（１０１）とボルスタ・プレート（１０９）の間に挟まれたＡＳＩＣアセンブリ構成要素に所望の荷重を加えるために締め付けられる。
【００１９】
図１に示したように、ヒートシンク（１０４）、ＡＳＩＣ（１０６）、ソケット（１０５）、回路基板（１０７）、および絶縁物（１０８）はすべて、荷重プレート（１０１）とボルスタ・プレート（１０９）の間に挟まれて、ＡＳＩＣアセンブリ（１００）が完成される。
【００２０】
本明細書に示した原理の下で、取付けハードウェアを腐食から守るために、取付けハードウェアの１つまたは複数の構成要素に耐食被覆が塗布される。図１において、保護被覆（１１０）は、荷重プレート（１０１）の表面に塗布されている。しかしながら、取付けハードウェア・アセンブリの構成要素のどれかまたはすべてに、例えば荷重プレート（１０１）、ボルスタ・プレート（１０９）、荷重ねじ（１０２）、および荷重スタッド（１０３）に、保護被覆を塗布できることが理解されよう。
【００２１】
以下の理由のために、荷重プレート（１０１）に保護被覆（１１０）を塗布することが、おそらく最も有利である。荷重プレート（１０１）は、取付けハードウェア・アセンブリが所定の位置に配置されたとき高い応力を受ける比較的大きな表面領域を有する。応力を受けたこの大きな表面領域は、腐食に特に弱く、耐食被覆（１１０）の塗布により大きな利益を得る。
【００２２】
耐食被覆（１１０）は、ＡＳＩＣアセンブリ（１００）の動作環境において取付けハードウェア構成要素の腐食に耐えまたは腐食を防ぐ任意の被覆でよい。前に示したように、ＡＳＩＣアセンブリは、種々様々な用途と動作環境で使用されることがある。したがって、ＡＳＩＣアセンブリの用途によって異なる様々な保護被覆が好ましいことがある。
【００２３】
保護被覆の１つの例は、フッ素重合体被覆である。フッ素重合体被覆は、図２と図３と関連して後で説明するように、出願人によって行なわれた試験で、取付けハードウェアの腐食を受けにくくしかつ防ぐことが実証された。取付けハードウェア構成要素の保護に役立つフッ素重合体被覆の１つの例は、ペンシルバニア州のＷｈｉｔｆｏｒｄ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによるＸｙｌａｎ（商標）である。
【００２４】
図２は、保護被覆のない典型的な荷重プレート（１０１ａ）に生じることがある腐食を示す。図２で荷重プレート（１０１ａ）に示された腐食は、保護されていない荷重プレート（１０１ａ）を、ＡＳＩＣアセンブリ（図１の１００）の典型的な動作環境で存在する混合ガスの流れにさらした１４日間の試験の結果である。本明細書に示したような荷重プレート上の保護被覆の効果を試験するために、ガスの流れで、腐食プロセスを加速させた。
【００２５】
図２と対照的に、図３は、保護用の耐食被覆（１１０）で覆われた荷重プレート（１０１ｂ）を示す。図３に示した荷重プレート（１０１ｂ）は、Ｘｙｌａｎ（商標）で覆われ、図２に示した荷重プレート（１０１ａ）と同じ１４日間の試験にかけられた。しかしながら、図３で見られるように、保護された荷重プレート（１０１ｂ）は、目に見える腐食がなく、従って構造の完全性が大幅に高められている。
【００２６】
図３の保護された荷重プレート（１０１ｂ）の有効寿命と信頼性が、図２の保護されていない荷重プレート（１０１ａ）のものをはるかに越えることは明らかである。取付けハードウェア・アセンブリの他の要素を耐食被覆で保護するときにも、おそらく著しいほどではないが、同様の結果が起こる。
【００２７】
図４は、保護被覆で覆った本明細書に示した取付けハードウェア構成要素を作成し使用する方法を示すフローチャートである。図４に示したように、最初に、取付けハードウェア・アセンブリの構成要素、例えば荷重プレート（１０１）、ボルスタ・プレート（１０９）、荷重ねじ（１０２）、荷重スタッド（１０３）が成形される（段階１４０）。荷重プレートの場合、この段階は、鋼板を被覆し、所望の荷重プレートのサイズと形状に切断する段階を伴うことがある。
【００２８】
次に、取付けハードウェア・アセンブリの構成要素を保護被覆で覆う（段階１４１）。いくつかの実施形態において、この被覆は、フッ素重合体被覆である。いくつかの実施形態において、このフッ素重合体被覆は、Ｘｙｌａｎ（商標）の被覆である。構成要素の被覆は、例えば、構成要素上に保護被覆を噴霧することによって被覆することができる。
【００２９】
最後に、被覆した構成要素を使って、ＡＳＩＣを回路基板に取り付けてＡＳＩＣアセンブリを完成させる（段階１４２）。この場合に、被覆した構成要素は、腐食に耐え、ＡＳＩＣアセンブリ（図１の１００）の信頼性と有効寿命を大幅に高める。
【００３０】
以上の説明は、発明の実施例を例示し説明するためにのみ提示された。この説明は、網羅的であることを意図しておらず、本発明が開示された厳密な形態に限定することも意図されていない。以上の教示を鑑みて、多くの修正および変更が可能である。本発明の範囲は、併記の特許請求の範囲によって定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態による腐食から保護された取付けハードウェアを含むＡＳＩＣアセンブリの分解図である。
【図２】ＡＳＩＣアセンブリの取付けハードウェアに一般に生じる腐食の説明図である。
【図３】本発明の実施形態に従って処理され試験中に腐食に耐えたＡＳＩＣアセンブリ内の取付けハードウェアの説明図である。
【図４】本発明のもう１つの実施形態に従って取付けハードウェアを腐食から守る方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１００  ＡＳＩＣアセンブリ
１０１  荷重プレート
１０２  荷重ねじ
１０３  荷重スタッド
１０６  特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）
１０７  回路基板
１０９  ボルスタ・プレート
１１０  保護被覆
【図１】
2004356627.tif 000003
【図４】
2004356627.tif 000004
【図２】
2004356627.tif 000005
【図３】
2004356627.tif 000006