專利名稱：具有雙壓聚合物和可彎曲接觸陣列的連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉M印刷電路^LL使用的表面安裝電連接器。
背景技術(shù)：
電子元件向更小、更輕、性能更好和電路向密度更高的方向的M導(dǎo)致印刷電
路板設(shè)計(jì)中表面安裝技術(shù)的發(fā)展。如本領(lǐng)域Z/^口的，可表面安裝的封裝件允許在電 路板的表面##裝件連接到焊點(diǎn)，而不是通過將接頭或插腳焊接在穿過電路板的電 鍍孔中。表面安裝技術(shù)允許電路^Jl的元件密度提高，從而節(jié)省電路^Jl的空間。
焊盤柵陣列(land grid array) (LGA)是表面安裝封裝件的一種，其是為了適應(yīng) 由電路板上電連接的密度增大帶來的高密度電子電路的需求而^^來的。焊盤柵 陣列包括連接器封裝件底側(cè)上的連接陣列。在傳統(tǒng)的焊盤柵陣列連接器中，具有可 彎曲接觸梁的沖壓的和模制接頭利用設(shè)置在電路板上的接觸位置的焊球而焊接到 電路^Ui。
盡管LGA技術(shù)具有電路板上的連接密度更高和降低生產(chǎn)成本的高封裝件生產(chǎn) 產(chǎn)量的優(yōu)點(diǎn)，但是LGA技術(shù)并不是沒有缺點(diǎn)。例如，接觸梁必須被充分壓扁或偏 轉(zhuǎn)以在封裝件上產(chǎn)生所需要的正交力以可靠地##裝件和接頭連接。因此，沖壓的 和模制的接頭必須具有足夠的長度和加工范圍以產(chǎn)生所需要的正交力。然而，對(duì)提 高電子性能來說需要高度減小的接頭系統(tǒng)。
在如美國專利7， 070， 420中公開的現(xiàn)有技術(shù)電子互連系統(tǒng)中，電接頭的陣列 固定在基片中。每個(gè)接頭包括非導(dǎo)電的棒性元件和相連的導(dǎo)電元件。該非導(dǎo)電元件 具有設(shè)置成分別超出基片相對(duì)側(cè)的相對(duì)端。該導(dǎo)電元件包括具有相對(duì)端的體部，該 相對(duì)端設(shè)置在非導(dǎo)電彈性元件的M相對(duì)端的外部。在向電接頭施加力時(shí)，非導(dǎo)電 彈性元件的相對(duì)端萍性擠壓對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電元件的相對(duì)端。
仍然需要具有能更簡單并經(jīng)^i也制造的縮短的可壓縮接頭的可壓縮接頭系統(tǒng)， 和提高電子性能，尤其是更高的接頭密度的接頭系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
一種插接件，包括具有相對(duì)的第一和第二側(cè)的絕緣支架。多個(gè)聚合物柱由該支 架固定。每個(gè)聚^4勿柱包括從支架的第"~#腿伸的第一端和從支架的第二側(cè)延伸的 第二端。接觸陣列設(shè)置在支架的第一和第二側(cè)中的每一個(gè)上。每個(gè)所述接觸陣列包 含可彎曲片，該可彎曲片包括多個(gè)具有與對(duì)應(yīng)聚^4勿柱的第一和第二端中的一個(gè)接 近的觸頭的導(dǎo)電元件。多個(gè)通路在支架的第一和第二側(cè)之間延伸。支架的第一側(cè)上 的導(dǎo)電元件與相應(yīng)的所述支架的第二側(cè)上的導(dǎo)電元件通過支架中的通路電連接，以 在支架的第一和第二側(cè)上的觸頭之間建立的電通路。


圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例形成的4翻妻件的電子組件的分解圖。
圖2是才財(cái)居本發(fā)明的示例性實(shí)施例形成的接觸區(qū)的一部分的放大圖。 圖3是圖2中所示的支架的透視圖。
圖4是圖3中所示的接觸區(qū)的""^分的放大側(cè)視圖，具有松刷犬態(tài)的接頭組件。
圖5是圖3中所示的接觸區(qū)的一部分的放大,抖見圖，具有擠壓狀態(tài)的接頭組件。
圖6示出了具有處于平坦?fàn)顟B(tài)的導(dǎo)電元件的接觸陣列。
圖7示出了在導(dǎo)電元件形成之后的圖6中所示的接觸陣列。
圖8是圖2中所示接頭組件沿8-8線的截面圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的可替換實(shí)施例形成的接觸區(qū)的一部分的透視圖。
圖IO是圖9中所示的接觸區(qū)沿10-10線的截面圖。
圖11示出了具有處于平坦?fàn)顟B(tài)的導(dǎo)電元件的接觸陣列的可替換的實(shí)施例。
圖12示出了包括圖11中所示接觸陣列的接觸區(qū)。
!沐實(shí)施方式
圖1示出了包括根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例形成的插接件110的電子組件100。 該插接件110安絲電路板114上。電子封裝件120設(shè)置在4翻妄件110之上。當(dāng)裝 到插接件110之上時(shí)，電子封裝件120與電路板114電連接。電子封裝件l20可以 是芯片或才勤夫，例如但不局限于中央處理單元(CPU)、孩級(jí)理器或者專用集成電 路(ASIC)等。雖然本發(fā)明將從焊盤柵陣列(LGA)封裝件方面說明，應(yīng)該理解 下面的i兌明仫J又是以示范為目的而不是限制。
插接件110包括容納有接觸區(qū)124的外殼116。多個(gè)擠壓的接頭組件126設(shè)置 在接觸區(qū)124中。電子封裝件120具有與接觸區(qū)1244給的配合面130。接觸區(qū)124 插入電子封裝件120的配合面130上的接觸焊盤(未示出)與電路板114 Ji目應(yīng)的 接觸焊盤(未示出)之間，以將電子封裝件120電連接到電路板114，如下面將要
說明的。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例姓實(shí)施例形成的接觸區(qū)124的一部分的放大透視 圖。接觸區(qū)124包括絕緣體或支架134,接頭組件126設(shè)置在其上。接頭組件126 設(shè)置在將接頭組件126分為兩個(gè)，接頭組140和142的對(duì)角線136的相對(duì)側(cè)上。對(duì)角 線136的相對(duì)側(cè)上的接頭組件126相互面對(duì)，以平衡電子封裝件120 (圖1)上的 由接頭組件126的擠壓產(chǎn)生的摩擦力，否則該摩擦力會(huì)將電子封裝件120推向插接 件110的一角(圖1)。
圖3示出了支架134的透視圖。支架134具有第一側(cè)146和相對(duì)的第二側(cè)148。 該支架134由絕*4#^^成，比如通常用于電路板的FR4、隔離不#4岡(insulated stainless steel )或聚酰亞胺材料。該支架134包括多個(gè)以組160排列的第一開口 150、 第二開口 152和通孔154，每組160包括一個(gè)第一開口 150、 一個(gè)第二開口 152和 一個(gè)通孔154,其中每個(gè)組160在支架134上P艮定接觸位置。在一些實(shí)施例中，第 一和第二開口 150和152可以由單個(gè)的開口代替，而在另 一些實(shí)施例中，可以佳月 多于兩個(gè)的開口 。對(duì)角線136將開口和通孔組160分為兩個(gè)區(qū)域162和164。
繼續(xù)參照?qǐng)D2，圖4示出了接頭組件126處于松翻犬態(tài)的接觸區(qū)124的一部分 的放大側(cè)視圖。圖5示出了接頭組件126處于擠壓狀態(tài)的接觸區(qū)124的一部分的放 大側(cè)視圖。聚^4勿柱170直接模制在支架134上，并包括從支架134的第一側(cè)146 延伸的第一端172和從支架134的第二側(cè)148延伸的第二端174。聚合物柱HO的 第一端172和第二端174都是可壓縮的，并且因此4翻妾件110 (圖1)可以被稱作 雙壓縮4翻矣件。在示例性實(shí)施例中，聚合物柱170由純聚合物形成。聚合物柱170 提供正交力和4翻妻件110的撓曲范圍的性能。每個(gè)聚合物柱170包括主柱180和副 支撐柱182。聚合物柱170的第一和第二端172和174位于主柱180上。主柱180 和副支撐柱182形成為單獨(dú)的單元。當(dāng)電子封裝件120 (圖1) t^U翻妾件110時(shí)， 接頭組件126上的載荷主要通it^柱180的壓縮^^^旦，同時(shí)副支撐柱182支撐主 柱180以^^元主柱180向箭頭A方向傾斜的趨勢(shì)。
可彎曲片190覆蓋在支架134每側(cè)146和148上。所迷可彎曲片190在每個(gè)接 觸區(qū)域包^^刀口 192,聚^4勿柱170通過該切口 192突出。每個(gè)可彎曲片190在位 于聚合物柱170上的每個(gè)接觸區(qū)包括條帶194。每個(gè)條帶194上形成導(dǎo)電元件l98。 導(dǎo)電元件198包括分別位于主聚合物柱180的第一和第二端l"和1M上的觸頭200 和位于支架134中的孔154上的基部202。如圖6和7最佳顯示的，具有導(dǎo)電元件 198的可彎曲片190形成接觸陣列204。當(dāng)接觸P車列204分別M在第一和第二側(cè) 146和148上時(shí)，在靠近聚合物柱170的第一和第二端172和174的觸頭200之間
形成多個(gè)電通路。在示例性的實(shí)施例中，可彎曲片190由可彎曲聚酰亞胺材料制成。 一種這樣的聚SfclE胺材料^^通常所知的Kapton ,可由E.I du Pont de Nemours and Company得到。
圖6示出了具有平坦?fàn)顟B(tài)的導(dǎo)電元件198的接觸陣列204。圖7示出了在形成 導(dǎo)電元件198之后的接觸陣列204。在示例性的實(shí)施例中，導(dǎo)電元件198包括被蝕 刻到可彎曲片190上的導(dǎo)電斬跡并可以由銅形成。更M地，在示例性的實(shí)施例中， 導(dǎo)電元件198由極軟的銅形成?？蓮澢?90為導(dǎo)電元件198提供支架，并且在示 例性的實(shí)施例中，還將聚^4勿柱170與電子封裝件120 (圖1)和電路板114 (圖1) 上的接觸焊盤(未示出)隔離。切口 192圍繞導(dǎo)電元件198蝕刻或切割，留下條帶 194 (圖4)，導(dǎo)電元件198粘附到條帶194。切口 192的尺寸定為可以在導(dǎo)電元件 198如圖7所示形成其最終外形^容納聚^4勿柱170 (見圖2 )。導(dǎo)電元件198形 成為將觸頭200 /A^部202抬高。更M地說，導(dǎo)電元件198形成為將觸頭200從 可彎曲片190移動(dòng)，從而在可彎曲片190之上形成所需要的接觸高度H，這樣當(dāng)可 彎曲片190M具有聚^4勿柱170的支架134時(shí)，聚fclE胺條帶194和導(dǎo)電元件198 的尖端200停留在主聚合物柱180 (圖4)的第一或第二端172和174上。
圖8示出了接頭組件126沿圖2中8-8線的截面圖。當(dāng)聚^4勿柱170模制到支 架134上時(shí)，主柱180和副支撐柱182分別由開口 152和150鎖住。支架134的第 一側(cè)146上的導(dǎo)電元件198通過支架中的通孔154電連接到支架134的第二側(cè)l站 上的相應(yīng)導(dǎo)電元件198。在導(dǎo)電元件198的基部202之下，位于通孔154處的聚酰 亞胺片190材料被蝕刻，以使導(dǎo)電元件198的基部202 li妻暴露于通孔154，通過 該通孔可進(jìn)行電連接。相對(duì)短的導(dǎo)電通路帶來了高速電性能的提高。如圖8所示， 通孔154填有導(dǎo)電的環(huán)氧樹脂210。可替換地，基部202可以通過其他已知方法， 例如電鍍通孔154或者^^l焊接導(dǎo)線連接等互連。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的可替換實(shí)施例形成的接觸區(qū)224的部^if—見圖。圖10 是接觸區(qū)224沿圖9中10-10線的截面圖。接觸區(qū)224包括其上設(shè)置有支架134的 接觸組件226。接觸組件226設(shè)置在對(duì)角線136的相對(duì)側(cè)。接觸組件226包括前面 說明過的聚合物柱180和182以及可彎曲片190。除了在覆蓋支架134以A^i口聚 合物柱180、 182導(dǎo)電元件時(shí)，可彎曲片190^皮倒置或翻轉(zhuǎn)，接觸區(qū)224與前面描 述的并在圖2中所示出的接觸區(qū)124類似。也就是，接觸區(qū)224包4舌;^d到可彎曲 片190下側(cè)232靠近支架134的導(dǎo)電元件230。
每個(gè)導(dǎo)電元件230包括觸頭234和基部236。在導(dǎo)電元件230 ;^口到可彎曲片 190上之后，導(dǎo)電元件230通過切口 192彎折,并成形為或成型為M聚合物柱180。
在該實(shí)施例中，可彎曲片材料被至少從觸頭234移去，以為與電鴻一反114 (圖2 ) 和電子封裝件120 (圖2 )上的接觸板(未示出)的電4^^提供導(dǎo)電表面?；?36 設(shè)置在支架134中的通孔154 (還參見圖8)之一上，以通itit孔154利用前述的 方法與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電元件230電連接。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明另一可替換實(shí)施例形成的接頭陣列300。圖12示出了 包括接頭陣列300的接觸區(qū)310。接頭陣列300包:^^#，亞胺材料的可彎曲 片314上的導(dǎo)電元件312。在圖11中，導(dǎo)電元件312處于平面狀態(tài)，并具有盤旋或 螺旋的幾何形狀?？梢栽O(shè)想，在本發(fā)明的精神內(nèi)，導(dǎo)電元件312也可以采用其他形 狀。在示例性的實(shí)施例中，導(dǎo)電元件312是被蝕刻到可彎曲片314上的導(dǎo)電軌逸， 并可以由銅形成。每個(gè)導(dǎo)電元件312包括觸頭316和基部318。螺旋切口 320刻蝕 或切割成圍繞導(dǎo)電元件312。
接觸區(qū)310包括具有多個(gè)模制在其上的聚合物柱332的絕緣體或支架330。支 架330和聚合物柱332與前面描述并在圖2中示出的支架134和聚合物柱170類似。 在圖12中，形成導(dǎo)電元件312并且接頭陣列300覆蓋支架330的^f則，這樣導(dǎo)電 元件312的觸頭316就位于聚^t勿柱332的末端334上。觸頭316設(shè)置成當(dāng)接觸區(qū) 310插入其間時(shí)與電^各板114 (圖1)和電子封裝件120 (圖1)上的接觸板(未示 出)4給。設(shè)置切口 320以使導(dǎo)電元件312螺旋繞聚^t勿柱332周圍。如所示的， 基部318包括位于支架330和可彎曲片314上的通孔(未示出)之上的孔340。或 者，基部318可以不包括孔340,在這種情況下，每個(gè)基部:318的下側(cè)暴露于支架 330和可彎曲片314中的通孔。在每個(gè)接觸位置的支架330的相對(duì)側(cè)上的導(dǎo)電元件 312的基部318以前面描述的方式互相電連接。
這樣說明的實(shí)施例提供了一種高度P爭(zhēng)低的雙壓LGA 4翻妾件。插座可以容易和 經(jīng)濟(jì)地制造，并且提供高速電性能的改進(jìn)，尤其是在接觸密度高的情況。純聚合物 的柱模制在非導(dǎo)電的支架上。可以是導(dǎo)電軌跡的銅導(dǎo)電元件被蝕刻在聚酰亞胺片 上，以形成可彎曲接頭陣列。整個(gè)可彎曲接頭陣列M聚^4勿柱和支架，以便提高 可制造性。電通路短提高了電性能。
權(quán)利要求
1. 一種插接件(110)，包括具有相對(duì)的第一(146)和第二(148)側(cè)的絕緣支架(134)和由該支架固定的多聚合物柱(170)，每個(gè)聚合物柱包括從支架的第一側(cè)延伸的第一端(172)和從支架的第二側(cè)延伸的第二端(174)，其特征在于接頭陣列(204)設(shè)置在支架的第一和第二側(cè)的每一個(gè)上，每個(gè)所述接頭陣列包括具有多個(gè)導(dǎo)電元件(198)的可彎曲片(190)，該導(dǎo)電元件(198)具有靠近所述聚合物柱的第一和第二端的相應(yīng)一個(gè)的觸頭(200)；以及多個(gè)通路(154)在支架的第一和第二側(cè)之間延伸，其中支架的第一側(cè)上的導(dǎo)電元件與所述支架的第二側(cè)上的相應(yīng)的所述導(dǎo)電元件通過支架上的通路電連接，以建立支架的第一和第二側(cè)上的觸頭之間的電通路。
2. 如權(quán)利要求1所述的插接件，其中每個(gè)聚合物柱包括主柱(180)和支撐主 柱的副柱(182)。
3. 如權(quán)利要求1所述的插接件，其中該通路是開放電鍍通路。
4. 如權(quán)利要求1所迷的4翻妄件，其中該通路由導(dǎo)電材料填充。
5. 如權(quán)利要求1所述的4i4^件，其中每個(gè)導(dǎo)電元件包括直接暴露于通路中的 一個(gè)的基部(202)。
6. 如權(quán)利要求1所述的插接件，其中可彎曲片包^^刀口 (192)，每個(gè)切口靠 近導(dǎo)電元件中的一個(gè)，并且聚合物柱中的一個(gè)設(shè)置在每個(gè)切口中。
全文摘要
一種插接件(110)，包括具有相對(duì)的第一(146)和第二(148)側(cè)的絕緣支架(134)。多聚合物柱(170)由該支架固定。每個(gè)聚合物柱包括從支架的第一側(cè)延伸的第一端(172)和從支架的第二側(cè)延伸的第二端(174)。接頭陣列(204)設(shè)置在支架的第一和第二側(cè)的每一個(gè)上。每個(gè)所述接頭陣列包括具有多個(gè)導(dǎo)電元件(198)的可彎曲片(190)，該導(dǎo)電元件(198)具有靠近對(duì)應(yīng)的聚合物柱的第一和第二端中的一個(gè)的觸頭(200)。多個(gè)通路(154)在支架的第一和第二側(cè)之間延伸。支架的第一側(cè)上的導(dǎo)電元件與對(duì)應(yīng)的所述支架的第二側(cè)上的導(dǎo)電元件通過支架上的通路電連接，來建立支架的第一和第二側(cè)上的觸頭之間的電通路。
文檔編號(hào)H01R12/22GK101394032SQ20081017697
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月19日
發(fā)明者杰弗里·B·麥克林頓, 杰弗里·G·彭尼帕克, 賈森·M·賴辛格 申請(qǐng)人:泰科電子公司