專利名稱：用于集成電路器件的壓縮座及零插入力插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路技術(shù)，更特別地，涉及一種使用零插入力及壓縮座而用于將集成電路(IC)器件固持于電路板的插座系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
參照?qǐng)D1，現(xiàn)有技術(shù)的插座系統(tǒng)100包括插座102，用于將集成電路(IC)器件106的多支管腳104連結(jié)至電路板110的相對(duì)應(yīng)的多個(gè)接觸墊108。如同集成電路領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所知，當(dāng)將IC器件做成微針柵陣列IC封裝件(micro-pin grid array IC package)時(shí)，可將IC器件的管腳群104配置成陣列狀。IC器件106的管腳群104的每支管腳是經(jīng)過插座102的引線群112的各引線連結(jié)至接觸墊群108的各接觸墊。舉例而言，IC器件106的第一管腳114是經(jīng)過插座102的第一引線116連結(jié)至電路板110的第一接觸墊118，其中該電路板110可為印刷電路板(PCB，printed circuit board)。
如同集成電路領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所知，在測試或操作IC器件106的過程中，電氣信號(hào)是經(jīng)過電路板110的接觸墊群108而流進(jìn)或流出IC器件106的管腳群104。參照?qǐng)D1和圖2，是以螺栓機(jī)構(gòu)120將插座102安置在電路板110上，使插座102的引線群112的每支管腳與電路板110的接觸墊群108的各接觸墊電性接觸。
此外，是以箝制機(jī)構(gòu)(clamping mechanism)122將IC器件106安置在插座102上，使IC器件106的管腳群104的各管腳與插座102的引線群112的各引線電性接觸。將IC器件106的管腳群104的各管腳插入插座102內(nèi)的各個(gè)開孔中，以便與插座102的引線群112的各相對(duì)應(yīng)引線做電性接觸。箝制機(jī)構(gòu)122將IC器件106的本體(即，IC器件未包括管腳群104的部分)緊壓至插座102上。
圖3是顯示一個(gè)例示開孔124的剖面圖，該開孔124是用于使IC器件106的第一管腳114經(jīng)過插座102的第一引線116與電路板110的第一接觸墊118電性接觸。引線116是位于插座102的開孔124內(nèi)。在現(xiàn)有技術(shù)中，引線116是雙端彈簧機(jī)構(gòu)(two-ended pogo springmechanism)的一部分，該雙端彈簧機(jī)構(gòu)包括朝向管腳114配置的第一彈簧126、以及朝向接觸墊118配置的第二彈簧128。
參照?qǐng)D2和圖4，當(dāng)將插座102安置在電路板110上，并且將IC器件106的本體緊壓在插座102上之際，管腳114插入在開孔124內(nèi)并與引線116的頂端電性接觸。此外，引線116的底端會(huì)與接觸墊118電性接觸。第一彈簧126會(huì)被壓縮并且使引線116的頂端推抵管腳114的底部，以確保引線116的頂端與管腳114的底部電性接觸。同樣地，第二彈簧128會(huì)被壓縮并且使引線116的底端推抵接觸墊118，以確保引線116的底端與接觸墊118電性接觸。
參照?qǐng)D2和圖4，現(xiàn)有技術(shù)的插座系統(tǒng)100的一個(gè)缺點(diǎn)是，IC器件106的本體被箝制于插座102。由于從插座102內(nèi)的各引線116頂端將壓縮力傳至管腳群104的各管腳上，所以IC器件106會(huì)被箝制于插座102。此種箝制力以及管腳群104上的壓縮力可能對(duì)IC器件106有害。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，IC器件將具有數(shù)目增加的管腳群104。較多數(shù)目的管腳會(huì)在管腳群104上導(dǎo)致增加的總壓縮力，并且在IC器件106上會(huì)有增加的箝制力。此種力量可能會(huì)使IC器件106的結(jié)構(gòu)翹曲并損壞，而可能會(huì)導(dǎo)致IC器件106的功能失常。
此外，在現(xiàn)有技術(shù)的插座系統(tǒng)100中，引線116的頂部與管腳114的底部電性接觸。因此，在現(xiàn)有技術(shù)的插座系統(tǒng)100中，IC器件106與接觸墊118之間的電氣路徑長度并沒有最小化。然而，所希望的是在IC器件106與接觸墊118之間能夠有最小化的電氣路徑長度，以便使電阻最小化，從而提升IC器件106的速度性能。
因此，企盼有一種能夠使作用在IC器件106上的力量最小化，并能夠使IC器件106與接觸墊118之間的電氣路徑長度最小化的插座系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，在本發(fā)明的一般方面中，是在插座系統(tǒng)中使用零插入力(zero-insertion-force，簡稱zif)開孔，以便使作用至IC器件的力量最小化。此外，是使用叉狀引線與IC器件的管腳的上部電性接觸，以便使電氣路徑長度最小化。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一種插座系統(tǒng)及方法是將集成電路(IC)器件的管腳連結(jié)至電路板的接觸墊。當(dāng)將IC器件的管腳插入插座上的zif開孔時(shí)，該zif開孔建立實(shí)質(zhì)上為零的施力，而插座上的壓縮座引線則壓抵電路板的接觸墊。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，將叉狀引線連結(jié)至壓縮座引線，并且在zif開孔內(nèi)環(huán)繞管腳。致動(dòng)板及致動(dòng)桿則會(huì)將叉狀引線壓抵至管腳，使管腳經(jīng)過叉狀引線連結(jié)至壓縮座引線。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，叉狀引線的上部與管腳朝向IC器件的上部接觸，以便使IC器件與電路板之間的電氣路徑長度最小化。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，壓縮座引線包括彈簧或J形彎曲(J-bend)引線的其中一個(gè)。
在本發(fā)明的又另一實(shí)施例中，當(dāng)將插座固定在電路板的前側(cè)時(shí)，同時(shí)將背板固定在電路板的背側(cè)，以防止電路板的翹曲。
以此方式，在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過使用zif開孔，能將實(shí)質(zhì)上為零的施力施加至IC器件的本體，使IC器件的本體不會(huì)被緊壓至插座上。更確切地說，是在zif開孔內(nèi)，在叉狀引線之間壓縮IC器件的管腳，以便將IC器件的管腳連結(jié)至電路板的接觸墊。此外，叉狀引線與管腳朝向IC器件的上部電性接觸，以使IC器件和電路板的接觸墊之間的電氣路徑長度最小化。
通過下述的本發(fā)明的詳細(xì)說明，并參照附圖，將可更清楚地了解本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是顯示依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的插座系統(tǒng)的構(gòu)件的示意圖，該插座系統(tǒng)用于將IC器件的管腳連結(jié)至電路板的接觸墊；圖2是顯示依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)將插座安置至電路板、以及將IC器件緊壓至插座時(shí)的圖1的插座系統(tǒng)的構(gòu)件的示意圖；圖3是顯示依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在圖1和圖2的插座的開孔內(nèi)的引線的剖面圖，其中該引線是具有雙端彈簧；
圖4是顯示依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于將IC器件的管腳連結(jié)至電路板的接觸墊而壓縮的圖3的雙端彈簧的示意圖；圖5是顯示在依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的插座的零插入力(zif)開孔內(nèi)的壓縮座引線的剖面圖；圖6是顯示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例將圖5的插座安置在電路板上，并且使IC器件的管腳插入在zif開孔中的示意圖；圖7是顯示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖6的插座的叉狀引線在zif開孔內(nèi)與IC封裝件的管腳上部電性接觸的示意圖；圖8是顯示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有圖5的插座并且含有背板的插座系統(tǒng)的構(gòu)件的示意圖；圖9是顯示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在插座的zif開孔內(nèi)的包括有J形彎曲引線的壓縮座引線的剖面圖；以及圖10是顯示依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有圖9中插座的插座系統(tǒng)的構(gòu)件的示意圖。
在此所參照的附圖是為了使說明能更加清楚，而并不一定依照尺寸比例繪制。在圖1、2、3、4、5、6、7、8、9及10中具有相同參考標(biāo)記的組件是代表具有類似結(jié)構(gòu)及功能的元件。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D5及圖8，依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，插座系統(tǒng)200包括用于將IC器件106的管腳群104連結(jié)至電路板110的接觸墊群108的插座。為了讓圖解及說明能夠簡明和清楚，圖5僅顯示了插座202的一個(gè)零插入力(Zero-insertion-force，zif)開孔204內(nèi)的機(jī)構(gòu)。然而，插座202包括多個(gè)此種zif開孔，以由各個(gè)zif開孔將IC器件106的管腳群104的各管腳連結(jié)至接觸墊群108的各接觸墊。圖5是顯示用于將IC器件106的示例的管腳114連結(jié)至電路板110的示例的接觸墊118的一個(gè)示例的zif開孔204。
參照?qǐng)D6和圖8，依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，是以螺栓機(jī)構(gòu)206將插座202安置在電路板110上。螺栓機(jī)構(gòu)是機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員所公知的，并且能夠以任何其它用于將插座202安置至電路板110上的已知機(jī)構(gòu)來實(shí)施本發(fā)明。當(dāng)將插座202安置至電路板110時(shí)，諸如示例的引線208的多條引線便會(huì)與電路板110的接觸墊群108電性接觸。
進(jìn)一步參照?qǐng)D6和圖8，當(dāng)將插座202安置至電路板110時(shí)，壓縮引線208上的彈簧210，而將引線208的底端朝接觸墊118推壓。彈簧210的此種壓縮力確保了引線208的底端與電路板110的接觸墊118電性接觸。
另外，在將插座202安置在電路板110上之后，下降IC器件106，而且將IC器件106的管腳群104插入插座202的zif開孔內(nèi)。在圖6中，將IC器件106的管腳114插入至插座202的zif開孔204內(nèi)。依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，當(dāng)將管腳114插入至zif開孔204內(nèi)時(shí)，一開始是從zif開孔204將實(shí)質(zhì)上為零的施力施加到管腳114上。
將叉狀引線212配置在zif開孔204內(nèi)，以便環(huán)繞插入zif開孔204中的管腳114。將致動(dòng)桿214及致動(dòng)板216聯(lián)結(jié)至其中一個(gè)叉狀引線212。參照?qǐng)D6和圖7，在將管腳114插入在zif開孔204內(nèi)的叉狀引線212之間后，拉動(dòng)致動(dòng)桿214以便將致動(dòng)板壓抵其中一個(gè)叉狀引線212，以便折彎叉狀引線。在此方式中，致動(dòng)板216在zif開孔204內(nèi)推壓叉狀引線212，以便壓抵管腳114，并與管腳114電性接觸。如此，便可通過叉狀引線212及壓縮座引線208將管腳電性地連結(jié)至接觸墊118。
此外，將致動(dòng)板216配置成使叉狀引線212與管腳114朝向IC器件106的上半部進(jìn)行接觸。如此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，便能將IC器件106與接觸墊118之間的電氣路徑長度予以最小化。在圖4的現(xiàn)有技術(shù)中，管腳114是以離IC器件106最遠(yuǎn)的底部表面與引線116電性接觸。相反地，在本發(fā)明的圖7中，叉狀引線212盡可能地靠近IC器件106的本體來與管腳114電性接觸，因而使IC器件106與接觸墊118之間的電氣路徑長度最小化。
此種電氣路徑長度的最小化有利于電阻的最小化，從而能夠使IC器件106的速度性能最大化。通過這種經(jīng)提升的速度性能，可有利地將本發(fā)明的插座系統(tǒng)200用于圖8的IC器件測試系統(tǒng)250，以用于IC器件106的高頻測試。在此情形中，IC器件測試處理器220是通過在接觸墊108上施加或產(chǎn)生高頻信號(hào)(例如，具有十億赫茲范圍的頻率的信號(hào))，對(duì)IC器件106的操作進(jìn)行測試。
再者，當(dāng)將管腳群104插入至插座202的多個(gè)zif開孔204時(shí)，通過插座202上的多個(gè)zif開孔將實(shí)質(zhì)上為零的施力施加在管腳群104上。在zif開孔204內(nèi)的叉狀引線214實(shí)質(zhì)上僅會(huì)在管腳群104上建立用于將管腳連結(jié)至電路板110上的接觸墊群108的力量。因此，并不會(huì)將IC器件106的本體緊壓至插座202，而將實(shí)質(zhì)上為零的施力施加至IC器件106的本體，以保全I(xiàn)C器件106的完整性。
進(jìn)一步參照?qǐng)D8，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，當(dāng)將插座202固定于電路板110的前側(cè)時(shí)，將背板222固定至電路板110的背側(cè)。電路板110的前側(cè)具有印制于其上的接觸墊群108，并且將插座202安置在前側(cè)以電性連接至這樣的接觸墊群108。
參照?qǐng)D7，由于從已壓縮的彈簧210所傳來的力量，插座202上的引線208會(huì)向下壓抵接觸墊118。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，插座的這樣的引線的數(shù)目會(huì)逐漸增加，并且會(huì)增加電路板110上的總壓縮力。插座的這些引線所施加的巨大的總壓縮力會(huì)向下推壓電路板110，而可能會(huì)使電路板110翹曲及損壞。將背板222固定至電路板110的背側(cè)可防止此種翹曲，以避免由于這些壓縮力而導(dǎo)致電路板110損壞。
圖9是顯示具有另一種插座302的另一實(shí)施例的插座系統(tǒng)300。圖9的插座302類似于圖5、6及7的插座202，是具有類似數(shù)目的組件，這些組件具有類似的結(jié)構(gòu)和功能。但是，圖9的插座302具有用于底部壓縮座引線的J形彎曲引線304，以取代插座202的彈簧機(jī)構(gòu)210。參照?qǐng)D9和圖10，當(dāng)將插座302安置在電路板110時(shí)，將J形彎曲引線304向下壓在接觸墊118上，以便與接觸墊118電性接觸。J形彎曲引線304有利地是一種用于壓縮座引線的簡易替換機(jī)構(gòu)，用于接觸電路板110上的接觸墊。
在圖6的彈簧機(jī)構(gòu)210及圖9的J形彎曲引線304的任一者中，當(dāng)將插座202或302安置在電路板110時(shí)，這樣的壓縮座引線會(huì)接觸電路板110的接觸墊。通過此種壓縮座引線，如果插座202或302產(chǎn)生故障，則只要將故障的插座從電路板取下，并輕易地更換另一個(gè)沒有故障的插座即可。因此，即使插座損壞，仍能夠重復(fù)使用電路板。舉例而言，在測試系統(tǒng)中，在插座202或302上測試數(shù)十或數(shù)千個(gè)IC器件之后，插座202或302可能會(huì)產(chǎn)生故障。此時(shí)，只要從電路板110取下該故障的插座，然后將沒有故障的插座安置于電路板110即可。
某些zif開孔能夠在原廠委托制造(original equipmentmanufacturer，簡稱OEM)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)，但在該OEM系統(tǒng)中，是將zif開孔內(nèi)的引線永久焊接在電路板110上。然而，由于當(dāng)zif開孔內(nèi)的任何機(jī)構(gòu)有所故障時(shí)，整個(gè)電路板便須丟棄，因此在現(xiàn)有技術(shù)中的該種永久焊接是較為不利的。
當(dāng)在測試系統(tǒng)內(nèi)使用插座系統(tǒng)200或300時(shí)，可以此種插座系統(tǒng)對(duì)數(shù)百萬個(gè)IC器件進(jìn)行測試。因此，插座系統(tǒng)可能會(huì)隨著時(shí)間而產(chǎn)生故障。通過用于插座的壓縮座引線，便能夠?qū)⒐收系牟遄鶑碾娐钒迦∠?，并輕易地更換另一個(gè)沒有損壞的插座，以便重復(fù)使用電路板。
參照?qǐng)D10，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，插座系統(tǒng)200或300是諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)的原廠委托制造(OEM)機(jī)器350的一部分。舉例而言，電路板110可以是PC的主板。當(dāng)OEM機(jī)器的組件在國內(nèi)組裝時(shí)，使用具有zif開孔及壓縮座引線的插座202或302的插座系統(tǒng)200或300能夠有利于降低關(guān)稅成本。
典型地，當(dāng)OEM機(jī)器在進(jìn)口前便已預(yù)先組裝好時(shí)，對(duì)進(jìn)口OEM機(jī)器所課征的關(guān)稅稅率會(huì)比如果先進(jìn)口OEM機(jī)器的組件然后再在國內(nèi)組裝的情形更高。在現(xiàn)有技術(shù)中，是將OEM機(jī)器內(nèi)的插座的引線焊接至電路板。由于焊接加工是為勞力密集的作業(yè)，因此會(huì)在進(jìn)口OEM機(jī)器前先在海外將插座焊接至電路板，因而導(dǎo)致較高的關(guān)稅成本。
相反地，本發(fā)明的實(shí)施例所使用的插座202或302中的壓縮座引線是一種用于將插座安置在電路板的較簡單且較不需勞力的機(jī)構(gòu)。因此，能夠?qū)C封裝件106、插座202或302、和/或電路板110以零件的方式進(jìn)口，然后在國內(nèi)組裝成OEM機(jī)器，以適用較低的關(guān)稅稅率。
上述內(nèi)容僅是以示例的方式進(jìn)行說明，并非意欲對(duì)本發(fā)明做任何限制。舉例而言，本發(fā)明是引用zif開孔及壓縮座引線的示意性實(shí)施例進(jìn)行說明。然而，也能夠以不同機(jī)構(gòu)的zif開孔及壓縮座引線實(shí)施本發(fā)明。再者，圖5和圖9中的組件206、210、212、214及304的各自的各種實(shí)施型態(tài)是為機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員所公知的。此外，在本發(fā)明中提到插座系統(tǒng)200或300是用于高頻測試系統(tǒng)250中或OEM機(jī)器350中。然而，也可將插座系統(tǒng)200或300用于任何其它使用插座以將IC器件的管腳連結(jié)至電路板的接觸墊的應(yīng)用型態(tài)。本發(fā)明僅由后述的權(quán)利要求與其等效內(nèi)容所界定。
權(quán)利要求
1.一種用于將集成電路器件(106)的管腳(114)連結(jié)至電路板(110)的接觸墊(118)的插座系統(tǒng)(200、300)，該插座系統(tǒng)包括插座(202、302)上的零插入力開孔(204)，當(dāng)將該集成電路器件(106)的該管腳(114)插入該零插入力開孔(204)內(nèi)時(shí)，該零插入力開孔(204)會(huì)建立實(shí)質(zhì)上為零的施力；以及該插座(202、302)上的壓縮座引線(208、304)，該壓縮座引線(208、304)壓抵該電路板(110)的該接觸墊(118)。
2.如權(quán)利要求1所述的插座系統(tǒng)(200、300)，還包括叉狀引線(212)，其連結(jié)至該壓縮座引線(208、304)，并在該零插入力開孔(204)內(nèi)環(huán)繞該管腳(114)；以及致動(dòng)板(216)和致動(dòng)桿(214)，用于將該叉狀引線(212)壓抵該管腳(114)，使該管腳(114)經(jīng)由該叉狀引線(212)與該壓縮座引線(208、304)連結(jié)。
3.如權(quán)利要求1所述的插座系統(tǒng)(200、300)，其中，該壓縮座引線包括彈簧(210)或J形彎曲引線(304)的其中之一。
4.如權(quán)利要求1所述的插座系統(tǒng)(200、300)，還包括安置在該電路板(110)背側(cè)的背板(222)，其中該插座(202、302)安置在該電路板(110)的前側(cè)。
5.如權(quán)利要求1所述的插座系統(tǒng)(200、300)，其中，該插座(202、302)及該電路板(110)是用于測試該集成電路器件(106)的測試系統(tǒng)(250)的一部分，或是原廠委托制造機(jī)器(350)的一部分。
6.一種用于將集成電路器件(106)的管腳(114)連結(jié)至電路板(110)的接觸墊(118)的方法，該方法包括下列步驟當(dāng)將該集成電路器件(106)的管腳插入至插座(202、302)的零插入力開孔(204)時(shí)，在該管腳(114)上建立實(shí)質(zhì)為零的施力；以及使該插座(202、302)上的壓縮座引線(208、304)壓抵該電路板(110)的該接觸墊(118)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，該方法的步驟還包括在該零插入力開孔(204)內(nèi)使叉狀引線(212)壓抵該管腳(114)，使該管腳(114)經(jīng)過該叉狀引線(212)與該壓縮座引線(208、304)連結(jié)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，該壓縮座引線包括彈簧(210)或J形彎曲引線(304)的其中之一。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，該方法的步驟還包括當(dāng)將該插座(202、302)安置在該電路板(110)的前側(cè)時(shí)，將背板(222)安置在該電路板(110)的背側(cè)。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，該插座(202、302)及該電路板(110)是為用于測試該集成電路器件(106)的測試系統(tǒng)(250)的一部分，或是為原廠委托制造機(jī)器(350)的一部分。
全文摘要
一種用于將集成電路器件(106)的管腳(114)連結(jié)至電路板(110)的接觸墊(118)的插座系統(tǒng)及方法，當(dāng)將集成電路器件的管腳插入插座(202、302)的零插入力開孔(204)時(shí)，該零插入力開孔會(huì)建立實(shí)質(zhì)上為零的施力。此外，插座的壓縮座引線(208、304)會(huì)壓抵電路板的接觸墊。一旦進(jìn)入零插入力開孔，管腳便會(huì)經(jīng)過壓抵管腳的叉狀引線(212)連結(jié)至壓縮座引線。因此，將實(shí)質(zhì)上為零的施力施加在集成電路器件的本體上。此外，叉狀引線的上部與管腳朝向集成電路器件的上部接觸，使電氣路徑長度最小化。
文檔編號(hào)H01R12/71GK1826711SQ200480020958
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月25日
發(fā)明者R·侯賽因, J·西默伊斯 申請(qǐng)人:先進(jìn)微裝置公司