專利名稱：電觸點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及電觸點(diǎn)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及包含摩擦作用的電觸點(diǎn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電子器件的設(shè)計(jì)中，經(jīng)常使用模塊化結(jié)構(gòu)以使模塊能夠進(jìn)行非永久性連接。這樣無需對(duì)電路板進(jìn)行高費(fèi)用的再加工即可對(duì)器件進(jìn)行升級(jí)或維修。模塊的非永久性連接還能夠?qū)p壞或陳舊的模塊現(xiàn)場(chǎng)替換?？芍貜?fù)使用的非永久性電觸點(diǎn)要能與模塊進(jìn)行可靠的電接觸，實(shí)現(xiàn)反復(fù)的觸點(diǎn)接觸和斷開。該觸點(diǎn)還應(yīng)該能夠經(jīng)受大量的連接和斷開循環(huán)而不致?lián)p壞。另外，由于電氣設(shè)計(jì)需要縮小尺寸，因此應(yīng)該設(shè)計(jì)盡可能小的可靠的觸點(diǎn)。
一種特定類型的電觸點(diǎn)是插入器。插入器被放置于兩個(gè)電子器件之間。其中一個(gè)裝置可是電路，諸如多芯片模塊(MCM)，另一個(gè)裝置可是印刷電路板。由于電子器件需要縮小尺寸，因此插入器必須增加觸點(diǎn)密度同時(shí)仍然保證重復(fù)可靠的電接觸。目前的電觸點(diǎn)設(shè)計(jì)包括由彈性材料構(gòu)成的插入器和由金屬絲球構(gòu)成的插入器。這兩種技術(shù)方案在設(shè)計(jì)方面都存在固有的局限性。當(dāng)前的彈性材料在經(jīng)過一段時(shí)間后和在超過一定溫度的情況下不能夠維持足夠的接觸彈力并且具有小的加工高度范圍。由金屬絲球構(gòu)成的插入器是易碎、容易松脫，需要高成本的檢查，所提供的接觸行程是有限的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有多個(gè)螺旋形支腿的電觸點(diǎn)，使得當(dāng)所述觸點(diǎn)受壓時(shí)，所述螺旋形支腿使觸點(diǎn)的頂部旋轉(zhuǎn)從而對(duì)接觸器件或墊產(chǎn)生摩擦接觸作用。所得到的微星輪式觸點(diǎn)可廣泛用在各種非永久性或永久性的電連接應(yīng)用中，包括用在插入器的構(gòu)造中。
下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明以舉例方式示出本發(fā)明的原理，從這些說明可以了解本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡(jiǎn)要說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的微星輪式觸點(diǎn)的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
圖2A是根據(jù)本發(fā)明的順時(shí)針方向的微星輪式觸點(diǎn)的一個(gè)實(shí)施例的頂視圖。
圖2B是根據(jù)本發(fā)明的逆時(shí)針方向的微星輪式觸點(diǎn)的一個(gè)實(shí)施例的頂視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多個(gè)微星輪式觸點(diǎn)的一個(gè)斜視圖。
圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的截面圖，其示出了設(shè)置在基板相對(duì)兩側(cè)上的微星輪式觸點(diǎn)。
圖5A是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的截面圖，其僅示出了一對(duì)微星輪式觸點(diǎn)。
圖5B是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的截面圖，其僅示出了一對(duì)微星輪式觸點(diǎn)。
圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的斜視圖，其僅示出了一個(gè)順時(shí)針方向的微星輪式觸點(diǎn)和一個(gè)微型止擋(micro stop)。
圖7是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的截面圖，其僅示出了一對(duì)微星輪式觸點(diǎn)和一對(duì)微型止擋。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的具有三個(gè)支腿的逆時(shí)針方向的微星輪式觸點(diǎn)的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的具有三個(gè)支腿的逆時(shí)針方向的微星輪式觸點(diǎn)陣列的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
圖10是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的截面圖，其示出了設(shè)置在基板第一側(cè)上的微星輪式觸點(diǎn)和設(shè)置在基板第二側(cè)上的球柵陣列(BGA)球。
詳細(xì)描述圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種專用電觸點(diǎn)的實(shí)施例的透視圖，這里這種電觸點(diǎn)稱為微星輪式觸點(diǎn)，或簡(jiǎn)稱為微星輪。在圖1中，作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的微星輪106具有四個(gè)與金屬區(qū)104相連的螺旋形支腿108，所述金屬區(qū)104圍繞著基板100材料中的金屬化孔102。該微星輪106最好由薄金屬板構(gòu)成，并可用多種方法制造。一種構(gòu)成微星輪的方法被進(jìn)一步披露在與本申請(qǐng)同時(shí)申請(qǐng)的名稱為“Method for theFabrication of Electrical Contacts”的美國專利申請(qǐng)中，該專利申請(qǐng)?jiān)谶@里作為參考文獻(xiàn)包括進(jìn)來。另一種制造微星輪的方法披露在與本申請(qǐng)同時(shí)申請(qǐng)的名稱為“Method for the Fabrication ofElectrical Contacts”的美國專利申請(qǐng)中，該專利申請(qǐng)?jiān)谶@里作為參考文獻(xiàn)包括進(jìn)來。應(yīng)該注意的是，本發(fā)明的其他實(shí)施例可包括具有三個(gè)支腿108、或五個(gè)或更多個(gè)螺旋形支腿108的微星輪。在圖1中所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，微星輪106的螺旋形支腿108是沿順時(shí)針方向盤旋的。應(yīng)該注意的是，由沿順時(shí)針方向或者逆時(shí)針方向盤旋的支腿108構(gòu)成的微星輪106都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。事實(shí)上，在本發(fā)明構(gòu)思的某些申請(qǐng)中，最好在同一個(gè)器件中包括順時(shí)針方向和沿逆時(shí)針方向的兩種微星輪106。通過將數(shù)量近似相等和分布情況近似相同的兩種類型的微星輪混合，能夠使在每個(gè)微星輪觸點(diǎn)106受壓時(shí)所提供的微小轉(zhuǎn)矩在順時(shí)針方向與逆時(shí)針方向之間近似平衡，從而產(chǎn)生非常小的凈轉(zhuǎn)矩。
圖2A是根據(jù)本發(fā)明的順時(shí)針方向的微星輪式觸點(diǎn)的實(shí)施例的頂視圖。當(dāng)從頂部看過去時(shí)，圖2A中所示的微星輪106和圖1中所示的器件是一致的。另外，微星輪106最好也包括四個(gè)與金屬區(qū)104相連的螺旋形支腿108，所述金屬區(qū)104圍繞著基板材料100中的金屬化孔102。圖2B是根據(jù)本發(fā)明的逆時(shí)針方向的微星輪式觸點(diǎn)的實(shí)施例的頂視圖。圖2B中所示的微星輪106和圖2A中所示的器件是相似的，只是逆時(shí)針方向盤旋的螺旋形支腿108取代了圖2A中所示的順時(shí)針方向盤旋的螺旋形支腿108。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多個(gè)微星輪式觸點(diǎn)的透視圖。該實(shí)施例示出了在一個(gè)基板100上的微星輪106的陣列。在該實(shí)施例中，所有示出的微星輪106都是順時(shí)針方向的微星輪106。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，也可采用逆時(shí)針方向的微星輪106，或者可采用順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向的微星輪106的組合。
在本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例中，微星輪106最好被設(shè)置在基板100的兩側(cè)上以形成用于將電子器件例如多芯片組件(MCM)非永久性地連接到電路板的插入器。圖4是這樣一個(gè)實(shí)施例的截面圖。圖4中所示的本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例示出了設(shè)置在基板100相對(duì)兩側(cè)上的多個(gè)微星輪106，它們通過與微星輪106的支腿108接觸的金屬區(qū)104所圍繞的金屬化孔102連接在一起。本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例可用作一種用于將電子器件例如多芯片組件(MCM)非永久性地連接到電路板的插入器。
圖5A是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的截面圖，其僅示出了一對(duì)微星輪式觸點(diǎn)。圖5A中所示的器件示出了在基板100頂面上的與圖2B中所示器件相似的逆時(shí)針方向的微星輪106，以及在基板100底面上的與圖2A所示器件相似的順時(shí)針方向的微星輪106。這兩個(gè)微星輪106最好通過基板100中的金屬化孔102彼此電連接，每個(gè)金屬化孔102都由與微星輪106的支腿108電接觸和機(jī)械接觸的金屬區(qū)104圍繞。
圖5B是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)截面圖，其僅示出了一對(duì)微星輪式觸點(diǎn)。圖5B中所示的器件示出了在基板100頂面上的與圖2A中所示器件相似的順時(shí)針方向的微星輪106，以及在基板100底面上的與圖2B中所示的器件相似的逆時(shí)針方向的微星輪106。這兩個(gè)微星輪106最好通過基板100中的金屬化孔102彼此電連接，在基板100中的每個(gè)金屬化孔102都由與微星輪106的支腿108電接觸和機(jī)械接觸的金屬區(qū)104圍繞。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，最好增加一個(gè)微型止擋以便在微星輪與諸如印刷電路板(PCB)或MCM等器件連接時(shí)能夠阻止微星輪過度受壓。圖6是本發(fā)明所涉及的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)透視圖，其中僅示出了一個(gè)順時(shí)針方向的微星輪和一個(gè)微型止擋。在包括至少一個(gè)微星輪106的器件上增加一個(gè)微型止擋600能夠在不過度壓縮微星輪106的支腿108的情況下使所述MCM與該器件相連。該微型止擋能夠在所述器件離開預(yù)定的預(yù)定距離時(shí)阻止違微星輪的進(jìn)一步壓縮，所述預(yù)定距離是由微型止擋600的高度限定的。圖6中所示的本發(fā)明的實(shí)施例示出了與圍繞基板100中的金屬化孔102的金屬104電連接的順時(shí)針方向的微星輪106。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的截面圖，其僅示出了一對(duì)微星輪106和一對(duì)微型止擋600。如圖所示，在基板100頂面上的順時(shí)針方向的微星輪106與圖2A中所示內(nèi)容相似，在基板100底面上的逆時(shí)針方向的微星輪106與圖2B中所示內(nèi)容相似。這兩個(gè)微星輪106通過基板100中的金屬化孔102彼此電連接，在基板100中的每個(gè)金屬化孔102都由與微星輪106的支腿108電接觸和機(jī)械接觸的金屬區(qū)104圍繞。所述兩個(gè)微型止擋600可以用本發(fā)明范圍內(nèi)的各種方法構(gòu)成。所述微型止擋600的高度由形成微星輪106時(shí)所用的結(jié)構(gòu)和材料確定的。微型止擋600最好足夠矮以使微星輪106充分壓縮，這樣，螺旋形支腿108能夠使微星輪106的頂部輕微地旋轉(zhuǎn)，在與它們接觸的器件上產(chǎn)生摩擦接觸作用。這種摩擦接觸作用可物理地去除與微星輪106接觸的器件上的氧化物或其他雜質(zhì)，從而與沒有摩擦接觸作用的類似觸點(diǎn)所獲得的電接觸相比能夠建立更可靠的電接觸。微型止擋600最好高到足以防止接觸器件過度壓縮微星輪106的支腿108。如果支腿108過度受壓，它們可能會(huì)變形或斷裂。如果支腿108變形，那么由于它們可能不會(huì)形成摩擦接觸作用而使它們作為可重復(fù)使用的觸點(diǎn)的使用壽命被縮短，并且它們會(huì)由于應(yīng)變硬化而變得易碎并最終斷裂。
可以用各種數(shù)量的支腿108來制造微星輪。應(yīng)該注意的是，多于一個(gè)的任何數(shù)量的支腿可以用于產(chǎn)生本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)的微星輪。圖8是本發(fā)明所涉及的一個(gè)具有三個(gè)支腿的逆時(shí)針方向的微星輪的實(shí)施例的透視圖。應(yīng)該理解的是，具有三個(gè)支腿的微星輪800所產(chǎn)生的摩擦接觸作用的程度和彈力的大小不同于前面圖1至圖7所示的等效的四支腿微星輪106。本發(fā)明的這個(gè)具有三個(gè)支腿的微星輪800的實(shí)施例包括與金屬區(qū)104相連的螺旋形支腿108，所述金屬區(qū)104圍繞著基板100材料中的金屬化孔102。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的具有三個(gè)支腿的逆時(shí)針方向的微星輪陣列的實(shí)施例的透視圖。在該實(shí)施例中，所有示出的微星輪800都是位于基板100上的逆時(shí)針方向的具有三個(gè)支腿的微星輪800。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，也可以采用順時(shí)針方向的具有三個(gè)支腿的微星輪800，或者可以采用順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向的具有三個(gè)支腿的微星輪800的組合。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，具有三個(gè)支腿的微星輪800可以設(shè)置在基板100兩側(cè)上以形成用于將電子器件例如多芯片組件(MCM)非永久性或永久性地連接到電路板的插入器。
在本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例中，最好將微星輪106設(shè)置在基板100的第一側(cè)上，而將球柵陣列(BGA)球1000設(shè)置在基板100的第二側(cè)上，從而形成用于將電子器件例如多芯片組件(MCM)非永久性地連接到電路板的插入器。圖10是這樣一個(gè)實(shí)施例的截面圖。圖10所示的本發(fā)明實(shí)施例示出了設(shè)置在基板100的第一側(cè)上的多個(gè)微星輪106以及設(shè)置在基板100的第二側(cè)上的球柵陣列(BGA)球1000，利用與微星輪106接觸的金屬區(qū)104所圍繞的金屬化孔102將它們連接在一起。本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例可用作一種用于將電子器件例如多芯片組件(MCM)非永久性地連接到電路板的插入器，而該插入器通過球柵陣列(BGA)球1000連接到電路板。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的電觸點(diǎn)(106)，包括多個(gè)螺旋形支腿(108)，所述螺旋形支腿(108)被構(gòu)型成當(dāng)被金屬墊壓縮時(shí)可以在所述金屬墊上產(chǎn)生摩擦接觸作用。
2.如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的電觸點(diǎn)(106)，其特征在于，所述螺旋形支腿(108)形成穹頂形。
3.如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的電觸點(diǎn)(106)，還包括微型止擋(600)，所述微型止擋(600)的高度足以防止所述電觸點(diǎn)(106)的所述螺旋形支腿(108)被過度壓縮。
4.如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的電觸點(diǎn)(106)，其特征在于，所述電觸點(diǎn)(106)還包括至少兩個(gè)螺旋形支腿(108)。
5.如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的電觸點(diǎn)(106)，其特征在于，所述電觸點(diǎn)(106)是由銅制成的。
6.一種插入器，包括多個(gè)位于基板(100)的相對(duì)側(cè)上的電觸點(diǎn)(106)；其中，所述電觸點(diǎn)(106)包括多個(gè)螺旋形支腿(108)，所述螺旋形支腿(108)被構(gòu)型成當(dāng)被金屬墊壓縮時(shí)可以在所述金屬墊上產(chǎn)生摩擦接觸作用。
7.如權(quán)利要求6所述的插入器，其特征在于，所述螺旋形支腿(108)形成穹頂形。
8.如權(quán)利要求6所述的插入器，還包括至少一個(gè)微型止擋(600)，所述微型止擋(600)的高度足以防止所述電觸點(diǎn)(106)的所述螺旋形支腿(108)被過度壓縮。
9.如權(quán)利要求6所述的插入器，其特征在于，位于所述基板(100)的所述兩側(cè)上彼此相對(duì)的所述電觸點(diǎn)(106)通過所述基板(100)中的金屬化孔(102)電連接。
10.一種插入器，包括位于基板(100)的第一側(cè)上的多個(gè)電觸點(diǎn)(106)；其中，所述電觸點(diǎn)(106)包括多個(gè)螺旋形支腿(108)，所述螺旋形支腿(108)被構(gòu)型成當(dāng)被金屬墊壓縮時(shí)可以在所述墊上產(chǎn)生摩擦接觸作用；以及在所述基板(100)的第二側(cè)上的多個(gè)球柵陣列球(1000)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電觸點(diǎn)(106)，所述電觸點(diǎn)具有多個(gè)螺旋形支腿(108)，這樣當(dāng)它被壓縮時(shí)，所述螺旋形支腿(108)使觸點(diǎn)的頂部旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)接觸器件或墊產(chǎn)生摩擦接觸作用。所得到的微星輪式觸點(diǎn)可廣泛應(yīng)用于各種非永久性或永久性的電連接用途，包括用在插入器構(gòu)造中。
文檔編號(hào)H01R12/71GK1400693SQ0212703
公開日2003年3月5日 申請(qǐng)日期2002年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月27日
發(fā)明者B·E·克萊門茨, J·M·懷特 申請(qǐng)人:惠普公司