專利名稱：接口芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照獨(dú)立權(quán)利要求的前序所述具有一個(gè)集成的元件的接口芯片。
這樣的接口芯片用于各種不同的場(chǎng)合。一種方案例如可以通過(guò)一種這樣的具有集成的元件的接口芯片來(lái)代替一個(gè)控制裝置的存儲(chǔ)器芯片。那么真正的存儲(chǔ)器芯片，例如EPROM，EEPROM，閃存，RAM等等則用具有一個(gè)備用存儲(chǔ)器的接口芯片來(lái)代替，例如通過(guò)借助于一種仿真器按鈕(ETK)。這樣一種接口芯片也可以稱作為存儲(chǔ)器接口。通過(guò)這種存儲(chǔ)器接口可以借助于一個(gè)軟件工具通過(guò)一種外部設(shè)備，一種工具計(jì)算機(jī)(例如PC機(jī))來(lái)存取一個(gè)控制裝置的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并在控制裝置上進(jìn)行測(cè)量和應(yīng)用使用。
通過(guò)這種具有集成的元件的接口芯片但也可以代替控制裝置本身的微控制器，其中對(duì)于這個(gè)元件來(lái)說(shuō)則正好是指一種微控制器。因此具有集成的元件的接口芯片另外還稱作為微控制器接口。但這種名稱并不意味著應(yīng)用的局限性，正如上面所述的那樣。
微控制器接口尤其是使軟件工具能夠存取微控制器(MCU)的信號(hào)的裝置。微控制器裝在使用地點(diǎn)里(例如在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)腔里的一個(gè)控制裝置里)并通常位于一個(gè)控制裝置線路板或電路板上。軟件工具在一個(gè)外部計(jì)算機(jī)上，一個(gè)工具計(jì)算機(jī)(例如一個(gè)PC機(jī))上執(zhí)行。用這種構(gòu)造可以進(jìn)行各種不同的作業(yè)-測(cè)量和調(diào)整(Measurement & Calibration)-旁路應(yīng)用(快速原型)-排除故障以及功能和/或故障跟蹤(Debugging und Tracing)。
現(xiàn)有技術(shù)是應(yīng)用了印刷電路，它裝入在控制裝置線路板和微控制器之間。為此將微控制器與系列控制裝置分離開(kāi)并應(yīng)用一個(gè)中間插座代替。在這中間插座上插上微控制器接口，此接口在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)外殼里包含了用于協(xié)議轉(zhuǎn)換所必需的電子元件、用于軟件工具或者工具計(jì)算機(jī)的通道(插頭或電纜)和微控制器。通過(guò)這種構(gòu)成和附帶的電子元件，微控制器接口，也就是接口芯片的底面，明顯大于微控制器自身的面積。
這是一種缺點(diǎn)，因?yàn)樵诳刂蒲b置線路板上在接口芯片，也就是微控制器接口下不允許有高的元件。此外還必須注意到接口芯片并不在一邊或者多個(gè)邊伸出超過(guò)控制裝置的電路板底面或線路板底面。工具制造者和控制裝置制造者必須對(duì)它們各自產(chǎn)品的機(jī)械尺寸準(zhǔn)確地進(jìn)行協(xié)調(diào)。這是困難的，因?yàn)橛绕涫窃诳刂蒲b置開(kāi)發(fā)的開(kāi)始階段元件的布置可能變化很大。盡管如此必須盡可能早地開(kāi)始進(jìn)行接口芯片或者接口的開(kāi)發(fā)，因?yàn)槲⒖刂破鹘涌趹?yīng)該可以同時(shí)地具有控制裝置。
另一個(gè)缺點(diǎn)是整體式的結(jié)構(gòu)形式，具有集成的元件的整個(gè)接口芯片適應(yīng)于安裝位置并使要傳遞的信號(hào)適應(yīng)于工具計(jì)算機(jī)并不可分開(kāi)地在一個(gè)印刷電路里實(shí)現(xiàn)。然而對(duì)安裝位置的適應(yīng)取決于機(jī)械的結(jié)構(gòu)形式(例如外殼)和微控制器的類型，而信號(hào)的適應(yīng)則取決于所進(jìn)行的工作活動(dòng)。在測(cè)量和調(diào)整時(shí)例如必須對(duì)不同于調(diào)試時(shí)的微控制器功能和接口進(jìn)行存取。因此就有許多接口芯片或接口變型方案，這些方案的制造和管理比較費(fèi)事。
因此表明，現(xiàn)有技術(shù)在各個(gè)方面不可能提供最佳的結(jié)果。因此本發(fā)明的任務(wù)是提出一種接口芯片，它一方面具有安裝位置方面的高度靈活性，另一方面可以限制變型方案的數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種具有一個(gè)集成的元件的接口芯片，用于代替在線路板上的元件，其中在接口芯片中在上側(cè)上設(shè)有連接接點(diǎn)，正如為線路板上的元件的接點(diǎn)所設(shè)的那樣，其中接口芯片更有利地劃分成一種適配部件作為基礎(chǔ)模塊和一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換部件作為工具存取模塊。
集成的元件(1)更為適宜地以芯片尺寸封裝(Chip-Scale-Package)技術(shù)集成在基礎(chǔ)模塊里，因此可以形成較小的封裝。
另外有利的是在基礎(chǔ)模塊里包含有集成的元件，而且基礎(chǔ)模塊包含有一個(gè)適配插座，其中集成的元件和適配插座作成球形柵格排列(BGA)。
基礎(chǔ)模塊更為有利地由一個(gè)適配插座和一個(gè)支承基片構(gòu)成，其中適配插座包含有適配接點(diǎn)而且支承基片具有連接接點(diǎn)，其中通過(guò)連接部分，尤其是導(dǎo)線，在支承基片里適配接點(diǎn)與連接接點(diǎn)連接，因此可以很靈活地適應(yīng)于不同的連接方案。
工具存取模塊更為有利地由一個(gè)模塊基片和一個(gè)適配器構(gòu)成，其中模塊基片和適配器通過(guò)適配器-基片接點(diǎn)連接。
此外有利的是基礎(chǔ)模塊和工具存取模塊通過(guò)插接接點(diǎn)和插接套連接，其中適配插座具有插接套，而適配器具有插接接點(diǎn)。
在第一種實(shí)施形式中集成的元件就是微控制器，它也包括有處理器，尤其也有特殊的處理器，如信號(hào)處理器(DSP)等等或者其它智能元件。
在第二個(gè)實(shí)施例中集成的元件是一個(gè)存儲(chǔ)器芯片，這尤其包括了所有可編程序存儲(chǔ)器如EPROM，PROM，RAM，EEPROM，閃存等等。
按照本發(fā)明的接口芯片或者微控制器接口因此具有以下優(yōu)點(diǎn)接口具有與被替代的元件例如微控制器差不多相同的，或者精確相同的底面。因此大大簡(jiǎn)化了在工具制造者和控制裝置制造者之間的協(xié)調(diào)。控制裝置制造者并不受到線路板布局設(shè)計(jì)的限制?？梢允谷我飧叩脑贾迷谖⒖刂破髋?。
此外通過(guò)適配部件的協(xié)議轉(zhuǎn)換部件的物理上的分離大大限制了尤其是必需的微控制器的方案多樣性。通過(guò)具有標(biāo)準(zhǔn)化的適配部件的接口芯片或者接口可以減少所要制造產(chǎn)品的數(shù)量并使管理和維護(hù)更加簡(jiǎn)化。對(duì)于每一種由微控制器和實(shí)施的工作活動(dòng)形成的組合因此可以提供一種由適配部件和協(xié)議轉(zhuǎn)換器形成的理想組合。此處可以由各個(gè)不同的供應(yīng)者提供模塊。模塊通過(guò)機(jī)械可靠的和汽車(chē)上有用的接點(diǎn)相連接。


本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例表示于附圖中并在以下的說(shuō)明中詳細(xì)加以敘述。附圖包括了大大簡(jiǎn)化的，不按比例的按照發(fā)明的接口芯片，尤其是微控制器接口或存儲(chǔ)器接口的實(shí)施例的不同的視圖。接口由兩個(gè)物理上分開(kāi)的模塊組成，這些模塊借助于接點(diǎn)可以相互套插基礎(chǔ)模塊(用1至8表示)實(shí)現(xiàn)了適配部件，而工具存取工具(用字母A至E表示)實(shí)現(xiàn)了協(xié)議部件。
圖1表示了基礎(chǔ)模塊的俯視圖；圖2表示工具存取模塊的一個(gè)側(cè)視圖；圖3表示有關(guān)基礎(chǔ)模塊不同深度的側(cè)視圖；圖4最后表示了從下看到的接口芯片或者基礎(chǔ)模塊。
以下按照實(shí)施例對(duì)發(fā)明詳細(xì)加以說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
按照本發(fā)明將微控制器接口按兩個(gè)邏輯部分加以考察1)一個(gè)適配部件，它接通微控制器的必需要的輸入/輸出引腳(I/O引腳)。
2)一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換器，它轉(zhuǎn)換MCU-信號(hào)，使它們能夠經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的距離安全可靠地進(jìn)行傳輸。
在現(xiàn)有技術(shù)中這用整體式結(jié)構(gòu)型式來(lái)實(shí)現(xiàn)。適配部件和協(xié)議轉(zhuǎn)換器不可分離地在一個(gè)印刷電路里實(shí)現(xiàn)。適配部件然而取決于微控制器的機(jī)械結(jié)構(gòu)形式(例如外殼)和類型，而協(xié)議轉(zhuǎn)換器則取決于所實(shí)施的工作活動(dòng)。因此在現(xiàn)有技術(shù)中有許多接口變型方案，它們的制造和管理都很費(fèi)事。這通過(guò)按照發(fā)明物理上分離成一個(gè)適配部件作為基礎(chǔ)模塊(100)和一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換部件作為工具存取模塊(200)來(lái)進(jìn)行控制和改善。
圖1用俯視圖表示了作為微控制器接口或存儲(chǔ)器接口的按照發(fā)明的接口芯片的基礎(chǔ)模塊100的實(shí)施例。在這里所示的實(shí)施例中適配插座3形成了基礎(chǔ)模塊100的框。其是一種BGA(球形柵格陣列)插座，它在所有四個(gè)側(cè)邊具有兩列的接點(diǎn)。為了進(jìn)行防止轉(zhuǎn)錯(cuò)，適配插座3缺一個(gè)角部插頭。
在適配插座的自由空間里是集成的元件1，尤其是微控制器或存儲(chǔ)器芯片。這個(gè)元件，尤其是微控制器，作為芯片尺寸封裝(CSP)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此時(shí)是指一種大大變小的外殼，此外殼含有如同標(biāo)準(zhǔn)外殼那樣相同的芯片(內(nèi)部芯片基片、微片)，當(dāng)然具有更加致密的接點(diǎn)布局設(shè)計(jì)，更加小的柵距。因此可以用較小的封裝達(dá)到相同的微控制器功能。
適配插座3和作為集成的元件1的微控制器作成球形柵格陣列(BGA)并焊接在一個(gè)支承基片2上。備選地也可以使用粘結(jié)法。
所有對(duì)于適配來(lái)說(shuō)必要的微控制器信號(hào)通過(guò)適配插座3的行接套4從上面是可以存取的。
通過(guò)所述的構(gòu)造形成一種基礎(chǔ)模塊100，它具有如同標(biāo)準(zhǔn)元件相同的底面和相同的引出線，也就是相同的連接接點(diǎn)配置，這標(biāo)準(zhǔn)元件也就是說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)微控制器或標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)器，通常情況下尤其是串聯(lián)使用并且按照發(fā)明應(yīng)該被替代。
圖2和3表示了按照發(fā)明的接口芯片或者微控制器接口的實(shí)施例的側(cè)視圖，其中圖3表示基礎(chǔ)模塊，圖2表示了工具存取模塊。
在圖3中在波浪線左半部表示了經(jīng)過(guò)這元件，即微控制器本身，也就是說(shuō)基礎(chǔ)模塊內(nèi)部的一個(gè)剖視圖，波浪線的右半部表示了從外看基礎(chǔ)模100的側(cè)視圖。
在圖3中元件，也就是設(shè)有其適配接點(diǎn)8，尤其作為BGA接點(diǎn)的微控制器1，焊接在支承基片2上(或者其它方法連接)，并被適配插座3的前面遮蓋住。適配插座3通過(guò)插座接點(diǎn)5同樣也焊接在支承基片2上(或者其它方法連接)。在支承基片2的底面上設(shè)有基礎(chǔ)模塊100的接點(diǎn)，它們對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)外殼里微控制器的引出線。通過(guò)連接，尤其是支承基片里的導(dǎo)線7在這些接點(diǎn)6和微控制器上側(cè)上的接點(diǎn)、由插座接點(diǎn)5組成的適配接點(diǎn)8之間建立起連接。因此可以沒(méi)有問(wèn)題地實(shí)現(xiàn)很不相同的元件匹配于很不相同的接觸位置。
因此表示出一種接口芯片，尤其是在線路板技術(shù)中的，并具有一個(gè)芯片尺寸封裝的IC元件和一個(gè)包圍著的適配插座3，其中接口芯片在標(biāo)準(zhǔn)外殼里從下面具有IC元件的引出線6并在支承基片2里所有的IC信號(hào)在芯片尺寸封裝接點(diǎn)或適配接點(diǎn)8和模塊連接接點(diǎn)6之間正確和完全地布線，并使所有用于適配所必要的信號(hào)導(dǎo)引到支承基片2的最上層上，并與適配插座3的接點(diǎn)5連接并在接點(diǎn)套或者插接套4上在基礎(chǔ)模塊100的上邊面上供使用。
圖2中表示了工具存取模塊200，它可以插在基礎(chǔ)模塊100上。這工具存取模塊200由一個(gè)模塊基片D組成，該基片具有電子元件E，這些元件下面與一個(gè)適配器B通過(guò)適配器-基片接點(diǎn)C相連接。
工具存取模塊200的插接接點(diǎn)A建立了至基礎(chǔ)模塊的插接套的連接。因此例如一個(gè)模塊基片D，尤其在印刷線路板技術(shù)中表示出具有一個(gè)或多個(gè)焊上的或粘結(jié)上的電子元件E，這元件被焊在或粘結(jié)在一個(gè)(BGA)適配器B上，該適配器借助于插接接點(diǎn)A可以連接在基礎(chǔ)模塊100的接點(diǎn)套筒或插接套筒4上。這些電子元件E尤其用于將局部微控制器總線進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換成能夠傳輸?shù)膮f(xié)議。作為微控制器總線例如使用JTAG、Nexus或者AUD或者也用局部地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。所提及的總線例如用于連接一個(gè)校準(zhǔn)RAM，其中校準(zhǔn)RAM尤其設(shè)計(jì)成一種雙通道RAM。能夠傳輸?shù)膮f(xié)議尤其設(shè)計(jì)成100MBit/s以太網(wǎng)按照IEEE 802.3。適宜地也可以使用按照IEEE 802.3U(100MBit/s)或者按照IEEE 802.ab(1GBit/s)的協(xié)議。
圖4最后表示了按照本發(fā)明的接口芯片的或者微控制器接口的或存儲(chǔ)器接口的相同實(shí)施例的仰視圖。
基礎(chǔ)模塊100的支承基片2如所述的那樣與元件的標(biāo)準(zhǔn)外殼，尤其是微控制器的標(biāo)準(zhǔn)外殼具有相同的引出線，也就是說(shuō)相同的接點(diǎn)6和差不多相同的或者精確相同的面積，?；A(chǔ)模塊通過(guò)連接接點(diǎn)6與尤其是控制裝置的印刷電路板或線路板連接。
權(quán)利要求
1.具有集成的元件的接口芯片，用于代替在線路板上的元件，其中在接口芯片的底面上設(shè)有與線路板上的元件的接點(diǎn)相同的連接接點(diǎn)(6)，其特征在于，接口芯片劃分成一個(gè)適配部件作為基礎(chǔ)模塊(100)和一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換部件作為工具存取模塊(200)。
2.按權(quán)利要求1所述的接口芯片，其特征在于，集成的元件(1)按芯片尺寸封裝技術(shù)集成于基礎(chǔ)模塊里。
3.按權(quán)利要求1所述的接口芯片，其特征在于，集成的元件(1)包含在基礎(chǔ)模塊(100)里，而基礎(chǔ)模塊(100)包含適配插座(3)，其中集成的元件(1)和適配插座(3)設(shè)計(jì)成球形柵格陣列(BGA)。
4.按權(quán)利要求1所述的接口芯片，其特征在于，基礎(chǔ)模塊由適配插座(3)和支承基片(2)組成。
5.按權(quán)利要求4所述的接口芯片，其特征在于，適配插座(3)包含有適配接點(diǎn)(8)，而以承基片(2)具有連接接點(diǎn)(6)，其中通過(guò)在支承基片(2)里的連接部分(7)將適配接點(diǎn)(8)與連接接點(diǎn)(6)連接起來(lái)。
6.按權(quán)利要求1所述的接口芯片，其特征在于，工具存取模塊由模塊基片(D)和適配器(B)構(gòu)成。
7.按權(quán)利要求6所述的接口芯片，其特征在于，模塊基片(D)和適配器(B)通過(guò)適配器-基片接點(diǎn)(C)相連接。
8.按權(quán)利要求1所述的接口芯片，其特征在于，基礎(chǔ)模塊(100)和工具存取模塊(200)通過(guò)插接接點(diǎn)(A)和插接套筒(4)連接。
9.按權(quán)利要求8所述的接口芯片，其特征在于，基礎(chǔ)模塊(100)包含適配插座(3)，它本身具有插接套筒(4)，而工具存取模塊(200)包含適配器(B)，它具有插接接點(diǎn)(A)。
10.按權(quán)利要求1所述的接口芯片，其特征在于，集成的元件(1)是一個(gè)微控制器。
11.按權(quán)利要求1所述的接口芯片，其特征在于，集成的元件(1)是存儲(chǔ)器芯片。
12.按權(quán)利要求11所述的接口芯片，其特征在于，存儲(chǔ)器芯片是可編程的。
全文摘要
具有一個(gè)集成的元件的接口芯片，用于代替在一個(gè)線路板上的元件，其中在連接口芯片中在底側(cè)上設(shè)有連接接點(diǎn)(6)，就如在線路板上的元件的接點(diǎn)那樣，集成接口芯片劃分成一個(gè)適配部件作為基礎(chǔ)模塊(100)和一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換部件作為工具存取模塊(200)。
文檔編號(hào)H05K1/14GK1994031SQ200580026533
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月6日
發(fā)明者C·莫斯納, B·特里斯, G·邁爾, P·巴赫 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司