專利名稱：具有多個接觸梁的接觸件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地來講涉及一種表面安裝的接觸件，該接觸件構(gòu)成得能夠安裝在電子元件中，例如安裝在插座中。更具體講，本發(fā)明涉及一種具有多個接觸梁的表面安裝的接觸件。
背景技術(shù)：
在多種連接導(dǎo)電構(gòu)件的應(yīng)用中，都使用到了接觸件，比如在連接處理器、電路板等的應(yīng)用中。在很多應(yīng)用中，接觸件是裝在外殼中的，比如裝載插座中。例如，通常使用插座來連接處理器和電路板。典型的插座包括一個具有空腔的主體，這些空腔用于安裝數(shù)個可變形的接觸件。盤柵陣列(LGA)插座安裝有這樣的接觸件，具有一個可變形主體，在其一端形成有一個接觸梁，而在另一端附著有一個焊料球。所述接觸梁從空腔向上延伸到達插座主體的頂面的上方，同時焊料球從空腔向下延伸到低于主體地面的位置。空腔以陣列的形式排列并且接觸件是通過所有的接觸梁沿著同一個方向從空腔中伸出來定位的，從而使每一行中的接觸梁相互平行對齊。附在接觸件上的焊料球焊接到電路板上的電氣走線上。處理器在其底面上具有數(shù)個接觸焊盤并且將處理器安放在插座上，使每個接觸焊盤與相應(yīng)的單個接觸梁對齊。將處理器向下壓到插座上，從而每個接觸梁接合一個相應(yīng)的接觸焊盤。
隨著技術(shù)的方展，要求接觸件能夠以更快的速度傳送數(shù)據(jù)并且對數(shù)據(jù)信號的狀態(tài)變化更加敏感。還要求插座更加可靠并且可以以低成本制造。提高這些指標的能力受到插座的尺寸以及插座的內(nèi)部電氣特性的影響，比如接觸件所表現(xiàn)出來的電感和阻抗特性。減小插座的尺寸使得更小的印刷線路板能夠得以使用并且產(chǎn)生更短的電路路徑，這有助于縮短狀態(tài)變化響應(yīng)時間。
傳統(tǒng)的插座存在若干缺陷。接觸件較大并且占據(jù)了插座內(nèi)的大量空間。因此插座只能帶有有限數(shù)量的接觸件并且在處理器與電路板之間傳送信號的能力也是有限的。另外，要在大小和長度上對接觸梁加以限制，以便在處理器使其彎曲的時候，接觸梁不會接觸到同一行或不同行內(nèi)的接觸梁。短和/小的接觸梁與長和/或大的接觸梁相比，具有更加有限的垂直彎曲范圍。如果使短小的接觸梁過度彎曲，則它們將發(fā)生永久性形變。較大較長的接觸梁可能會需要過大的力，以致無法與處理器實現(xiàn)完全連接。
此外，每個接觸梁在傳送數(shù)據(jù)信號的時候，會產(chǎn)生一個局部電磁(EM)場。隨著接觸梁定位得越來越近，EM場開始干擾相鄰接觸梁的性能。這種干擾表現(xiàn)為接觸件電感的增大。隨著電感增大，插座中的接觸件對通過插座傳送的信號的電壓電平變化的響應(yīng)變慢了。因此，雖然從處理器輸出到接觸件的數(shù)據(jù)信號可能會幾微秒的時間內(nèi)轉(zhuǎn)換電壓(或狀態(tài))，但是只要數(shù)據(jù)信號通過插座中相應(yīng)的接觸件，數(shù)據(jù)信號改變狀態(tài)會經(jīng)過較長的時間。因此希望限制由接觸件表現(xiàn)出來的電感，以保持迅速對狀態(tài)變化做出響應(yīng)的能力。
而且，當接觸件做得較小時，當電信號通過接觸件，即插座時，會遇到更多阻力。當信號通過其中時，高阻抗導(dǎo)致接觸件產(chǎn)生熱量，這能夠毀壞周圍的部件并縮短產(chǎn)品壽命。另外，通過高阻抗的接觸件傳送電信號需要更多的能量，這導(dǎo)致電子設(shè)備耗能增多。
對能夠解決上述問題以及時至今日仍未解決的其它問題的插座和接觸件存在著需求。

發(fā)明內(nèi)容
一種電子插座，包括一個座體，該座體容納著多個接觸件。每個所述接觸件包括至少兩個獨立的接觸單元，將所述接觸單元設(shè)置成用于與電路板上的共用電氣走線進行連接。所述至少兩個獨立的接觸單元具有各自的接觸梁，所述接觸梁彼此平行地延伸并且設(shè)置得能夠使電流在相鄰的接觸梁中沿著相反的方向流動。


附圖1是按照本發(fā)明的一個實施例形成的接觸件的對稱圖。
附圖2是按照本發(fā)明的另一個實施例形成的接觸件的對稱圖。
附圖3是按照本發(fā)明的再有的另一個實施例形成的接觸件。
附圖4是按照本發(fā)明的再一個實施例形成的接觸件。
附圖5是按照本發(fā)明的再一個實施例形成的接觸件。
附圖6是為安裝按照本發(fā)明實施例的接觸件而形成的插座的對稱圖。
具體實施例方式
附圖1表示按照本發(fā)明的一個實施例的接觸件8的立體圖，該接觸件8具有以交叉、重疊的方式排列的第一和第二接觸單元10和14。接觸單元10和14具有底座部分18和19，在它們的相反兩端上形成有焊料球槳板22和23。焊料球槳板22和23攜帶有焊料球46和47。焊料球槳板22和23包括可變形的端接引線，在這些端接引線的外端具有焊盤。根據(jù)需要，底座部分18和19可以多于或少于兩個焊料球槳板22和23。如附圖1所示，將底座部分18和19設(shè)置成與縱軸54平行。接觸單元10和14各自具有形成在底座部分18和19的相反兩側(cè)上的支撐板26和27。接觸梁34和38分別與支撐板26和27一起形成，并且它們是薄的、可變形的且定位在平行的平面內(nèi)。將接觸梁34和38形成為，在正常狀態(tài)下垂直延伸，從縱軸54以一個銳角向上。接觸梁34和38具有朝上的外接觸部分50。接觸單元10的接觸梁34沿箭頭A所示的方向向上和向下彎曲，同時接觸單元14的接觸梁38沿著箭頭B所示的方向彎曲。
接觸單元10的接觸梁34朝向接觸單元14的接觸梁38延伸。接觸單元10和14的接觸梁34和38沿著橫軸42彼此交疊并且相互交錯。例如，接觸單元10的一個接觸梁位于接觸單元14的一對接觸梁38之間，并且接觸單元14的一個接觸梁38位于接觸單元10的一對接觸梁34之間。
接觸單元10和14的底座部分18和19是焊接到電路板(未示出)上的共用焊盤或電連接走線上的。處理器(該處理器然后將會安放到包含接觸單元10和14的插座上)，具有一個或多個位于該處理器底面上的電子共用接觸焊盤，這些接觸焊盤與接觸單元10和14的接觸部分50相接合。處理器的重量沿著箭頭A所示的方向向下推動接觸單元10的接觸梁34，并且沿著箭頭B所示的方向向下推動接觸單元14的接觸梁38。接觸單元10和14的接觸梁34和38可以被向下彎曲，例如，直至定位到一個公共平面內(nèi)，同時彼此平行并且與縱軸54平行。
在操作過程中，在電路板與處理器之間，電流從接觸單元10和14中流過。當信號從電路板傳送到處理器時，電流沿箭頭C所示的方向從底座部分18流到接觸梁34的接觸部分50。在接觸單元14中，電流沿箭頭D所示的方向從底座部分19流到接觸梁38的接觸部分50。當電流流經(jīng)接觸單元10和14時，在相應(yīng)的接觸梁34和38周圍產(chǎn)生了電磁場(EM)。不過，因為接觸單元10和14的接觸梁34和38是沿著橫軸42交疊且交錯的，并且它們相互面對，所以相鄰的接觸梁34和38在相反的方向上傳送電流。
由于在相鄰的接觸梁34和38中電流是沿著相反的方向流動的(例如，見箭頭C和D)，因此所產(chǎn)生的相鄰EM場具有相等的幅度并且旋轉(zhuǎn)方向相反。僅作示例之用，附圖1示出了EM場線E和F，這些EM場線分別位于接觸梁34和38周圍。接觸梁34和38具有相同的截面尺寸并且各自傳輸相等的電流。因此，EM場線E和F具有相等的振幅，而旋轉(zhuǎn)方向相反。因此，由接觸梁34和38產(chǎn)生的EM場相互補償并抵消。
如上面所指出的，多個接觸單元10和14與電路板上的一個或多個電子共用焊盤或走線在多個焊料球槳板22和23處相接。因此，接觸件8中的所有接觸梁34和38是并聯(lián)工作的。這種并聯(lián)工作能夠使得各個單獨的接觸梁34和38都比較小，同時單個接觸件8的接觸梁34和38共同工作，而在處理器和電路板之間提供了低電阻連接。因此，當電信號經(jīng)過接觸件8時會遇到較低的電阻，從而產(chǎn)生了較少的熱量并消耗了較少的能量。
以交錯的方式交疊接觸梁34和38增大了插座中的可用空間并且使得更多的接觸件8能夠用在插座中，這是因為插座中相鄰的接觸單元10和14彼此不相接合地位于相同的空間中。因此，可以在各個接觸件8中使用更大和更長的接觸梁34和38，而不會接觸到相鄰的接觸梁34或38。這樣，接觸梁34和38具有了更大的垂直彎曲范圍，從而解決了處理器和接觸件8之間的公差問題。
附圖2表示按照本發(fā)明的另一個實施例形成的接觸件56的立體圖。接觸件56分別包括第一和第二組接觸單元60和64。按照本發(fā)明的一種實施方式，所述第一和第二組接觸單元60和64相互面對，并以交疊、交錯的方式排列。接觸單元60和64分別具有平面底座部分63和65，平面底座部分63和65分別具有尖頭66和67，這些尖頭從底座部分63和65上向下伸出。所述第一和第二組接觸單元60和64分別具有接觸梁71和70，接觸梁71和70與底座部分63和65一起形成并且從底座部分63和65上伸出。
接觸梁70和71分別為具有與底座部分65和63相接的下臂59和61的U形形狀。各個接觸梁70和71的上臂68和69分別連接著接觸末端73和75。接觸末端73和75從接觸梁70和71的上臂68和69向上彎折，用于接合處理器上的接觸焊盤、走線或管腳。接觸梁70和71的上臂68和69與接觸件56的縱軸77成一個銳角向上伸出。接觸末端73和75分別沿著箭頭G和H所示的方向彎曲。
附圖2中的接觸件56與附圖1中的接觸件8相類似地工作。在一個插座中裝有多個接觸件56。該插座安裝在一個電路板上，尖頭66和67壓配到電路板上的孔中或焊接到電路板上的電子焊盤或走線上。然后將處理器安裝到該插座上，使該處理器底面上的接觸焊盤與接觸梁70和71上的接觸末端73和75相接合。處理器的重量沿著箭頭G和H所示的方向向下推動接觸末端73和75，直至上臂68和69水平對齊并且彼此平行，同時與縱軸77平行。
接觸單元70和71是相互獨立地形成的，然而還是以交錯的順序組織起來并且排列成相互面對。一旦尖頭66和67與電路板相接，接觸件56中的所有接觸單元70和71就相互電導(dǎo)通了。箭頭J和K表示當電子信號從電路板傳送到處理器時，電流的流動方向。電流在相鄰的接觸單元70和71中沿著相反的方向流動，從而產(chǎn)生了相鄰的EM場，這些EM場相互補償并抵消。
附圖3表示按照本發(fā)明的一個實施例的接觸件80的立體圖，該接觸件80具有第一和第二接觸單元82和84，它們以交疊、交錯的方式排列。接觸單元82和84分別具有底座部分86和87，底座部分86和87在其相反的兩端上具有焊料球槳板88和89。焊料球槳板88和89攜帶有焊料球90和91。根據(jù)需要，底座部分86和87可以具有多于兩個的焊料球槳板88和89。底座部分86和87排列成與縱軸92平行。接觸單元82和84分別具有形成在底座部分86和87的相反兩側(cè)上的支撐板94和95。
接觸梁96和98以交疊且面對的方式從支撐板94和95伸出。接觸梁96和98為具有上臂81和85、下臂83和93的U形形狀。上臂81和85與縱軸92成銳角地伸出。上臂81和85包括接觸末端99。接觸單元82和84的上臂81和85分別沿著箭頭L和M所示的方向彎曲。當信號從電路板傳送到處理器時，電流沿著箭頭N和P所示的方向流送，以致形成了相互補償?shù)腅M場。
附圖4表示按照本發(fā)明的一個實施例形成的接觸件108的立體圖。接觸件108包括相對的端壁109和111，它們由中央梁112連接。中央梁112具有從其相反兩側(cè)伸出的焊料球槳板114。焊料球槳板114攜帶有焊料球115(僅示出一個)。接觸梁116和118分別從端壁109和111伸出。接觸梁116和118彼此平行地定向。接觸梁116和118在其外端上具有拱形接觸部分120。接觸部分120伸出端壁109和111之外，并且懸在端壁109和111之上。
接觸梁116從端壁109朝向相對的端壁111伸展，并且接觸梁118從端壁111朝向相對的端壁109伸展。第一接觸梁116和118沿著橫軸120彼此重疊。
附圖4所示的實施例的工作方式與附圖1-3的實施例類似。接觸梁116和118是可變形的，并且構(gòu)成得可由處理器或其它元件使其向下彎曲，直至水平成一條直線并且彼此平行，同時與縱軸122平行。在接觸件108中，當信號從電路板傳送到處理器時，電流沿箭頭Q和R所示的方向流過接觸件116和118。由接觸件116和118產(chǎn)生的EM場相互抵消。
附圖5表示按照本發(fā)明的另一個實施例形成的接觸件150的立體圖。接觸件150包括在其相反兩端上的矩形的端壁152和154，并且該接觸件150一般由導(dǎo)電材料制成，例如銅合金。每個端壁152和154分別具有至少一個可變形的接觸梁162和164，這些接觸梁從端壁152和154的頂部邊緣凸出。接觸梁162和164都彎折為朝向相對的端壁154和152延伸。如附圖5所示，接觸梁162和164沿著接觸件150的縱軸170彼此平行地定向。每個接觸梁162和164在與端壁形成在一起的一端上具有一個肘彎，并且在另一端上形成有接觸拱166和168。每個接觸梁162和164可以圍繞著肘彎彎曲。接觸梁162和164彼此交錯，從而從端壁152伸出的接觸梁162位于從另一個端壁154伸出的接觸梁164之間，并且反之亦然。當從電路板向處理器傳遞信號時，電流沿箭頭S和T所示的方向流動。
每個端壁152和154具有一個與薄中央梁156形成在一起的彎曲臂。中央梁156在端壁152和154之間平行于縱軸170延伸。中央梁156包括一個在其中央切出的槽157，用于在槽157的相對側(cè)上形成薄的側(cè)壁。中央梁156包括從中央梁156的相反兩側(cè)垂直地伸出的中央端接引線158。中央端接引線158在其外端上形成有圓形的焊盤，所述焊盤上攜帶著焊料球(未示出)。端部端接引線160設(shè)置在中央梁的相反兩端，接近于端壁152和154。端部端接引線160與縱軸170成銳角(比如一般為45度)并且朝著最近的端面152和154從中央梁156橫向地伸出。端部端接引線160也形成有圓形焊盤，用于攜帶焊料球(未示出)。
附圖6表示一個電子插座200的立體圖，該插座200具有一個穿過其中央的開口202。該插座200包括一個座體204，它由側(cè)邊部分206組成。每個側(cè)邊部分206包括至少一行空腔208，這些空腔208一個挨一個地排列，并定向為朝著接近插座200的中央的開口202延伸。
按照需要，所述接觸件不必構(gòu)成為以表面安裝方式安裝在電路板上。而是，可以將所述接觸件構(gòu)成為可以壓到導(dǎo)電構(gòu)件上的通孔中的形式。
按照需要，所述接觸件可以不安裝到插座中，而是裝在連接器外殼中或者獨立并分離于插座或其它連接器外殼地直接安裝在電路板上。
權(quán)利要求
1.一種電子插座，包括一個座體，該座體容納著多個接觸件，其特征在于每個所述接觸件包括至少兩個獨立的接觸單元，將所述接觸單元設(shè)置成用于與電路板上的共用電氣走線進行連接，所述至少兩個獨立的接觸單元具有各自的接觸梁，所述接觸梁彼此平行地延伸并且設(shè)置得能夠使電流在相鄰的接觸梁中沿著相反的方向流動。
2.按照權(quán)利要求1所述的電子插座，其中每個所述獨立的接觸單元包括一對與一個底座部分連接的接觸梁，所述接觸梁對彼此交錯。
3.按照權(quán)利要求1所述的電子插座，其中每個所述獨立的接觸單元包括一對與一個底座部分連接的接觸梁，沿著所述接觸件的縱軸，所述底座部分彼此間隔開來并且位于接近所述接觸件的相反兩端的位置上。
4.按照權(quán)利要求1所述的電子插座，其中每個所述獨立的接觸單元為具有上臂和下臂的U形形狀，所述上臂和下臂具有外端，所述外端構(gòu)成為分別與處理器和電路板接合。
全文摘要
一種電子插座，包括一個座體，該座體容納著多個接觸件(8，56，80)。每個所述接觸件包括至少兩個獨立的接觸單元(10，14；60，64；82，84)，將所述接觸單元設(shè)置成用于與電路板上的共用電氣走線進行連接。所述至少兩個獨立的接觸單元具有各自的接觸梁(34，38；71，70；95，98)，所述接觸梁彼此平行地延伸并且設(shè)置得能夠使電流在相鄰的接觸梁中沿著相反的方向流動。
文檔編號H01R12/57GK1577996SQ20041005449
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月22日
發(fā)明者約翰·B·布朗第三, 馬修·R·麥卡洛尼斯, 賈斯廷·S·麥克萊倫, 戴維·C·馬丁, 阿塔利·S·泰勒, 特洛伊·E·康納 申請人:蒂科電子公司