專利名稱：面陣列適配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及電路板組件，特別地涉及用于將具有球柵陣列接頭的電氣部件連接到
具有引線柵格陣列接頭的電路板上的適配器。
背景技術(shù)：
當(dāng)建立用于實(shí)現(xiàn)特定功能的電路板時(shí)，常用的方法是將電氣連接"印刷"到電路板 上，然后在不可印刷部件(如微芯片、電容、等等)能被連接到印刷電路板的地方使用接頭 來完成電路。本領(lǐng)域內(nèi)有多種標(biāo)準(zhǔn)接頭類型被用來形成這些連接。 —種類型的接頭是球柵陣列(BGA)接頭，其中部件在各個(gè)連接處具有焊球，所述 焊球使用將部件焊到板上的全加熱法與板連接。 使用BGA接頭類型會(huì)產(chǎn)生一個(gè)缺點(diǎn)，因?yàn)楹噶虾碗姎獠考哂信c其所附連的電路 板不同的熱膨脹/收縮率。無論存在熱膨脹還是收縮，該不同導(dǎo)致位于BGA接頭上的應(yīng)力。 由于BGA接頭的性質(zhì)，焊料連接特別易受熱膨脹和收縮引起的附加應(yīng)力。該應(yīng)力可導(dǎo)致節(jié) 頭壽命的減少，并能導(dǎo)致潛在的斷裂。

發(fā)明內(nèi)容
所公開的是一種適配器，所述適配器使用電氣引線將具有BGA連接類型的部件連 接到電路板，所述電路板具有使用引線柵格陣列(LGA)連接類型的印制墊盤樣式(printed pad pattern)。這種引線能在一端連接到BGA部件，在另一端連接到電路板的印制墊盤樣 式。這使BGA部件能夠電連接到LGA電路板。 本發(fā)明的這些和其他特點(diǎn)可通過接下來的說明和附圖來最好的理解，接下來是附 圖的簡要說明。


圖1是具有球柵陣列部件的示例性裝置的分解視圖，所述球柵陣列部件通過面陣
列適配器被連接到電路板上的印制墊盤樣式。 圖2A是示例性適配器引線的側(cè)視圖。 圖2B是示例性適配器引線的等視軸視圖。 圖3是根據(jù)本公開的例子的引線的鉸鏈部分的放大圖。 圖4是根據(jù)本公開的例子的引線的支撐部分的放大圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)Dl，通過分解視圖說明了具有BGA部件120、面陣列適配器122、和電路板 124的示例性裝置。在該例子中，BGA部件120包括在部件工作部分102的底面上的焊球104 陣列。在陣列中的各個(gè)焊球104能夠形成部件工作部分102與其他物體(如適配器122) 之間的電氣連接。
圖1中示出了適配器122的剖面圖，提供了位于面陣列適配器122內(nèi)部的引線106 的視圖。各個(gè)引線106是導(dǎo)電的并且對(duì)應(yīng)于BGA部件120/電路板124連接所需的連接。各 個(gè)引線106都保持于載體材料108中。載體材料108是不導(dǎo)電的，并且，取決于材料成分， 也能夠?yàn)殡娐钒?24、適配器122、以及BGA部件120的熱膨脹和收縮提供緩沖。各個(gè)引線 106具有凹陷的頂部114，該頂部能夠與BGA器件(如BGA部件120)上的焊球104連接。各 個(gè)引線106也具有針狀底部116，該底部能夠與電路板112上的印制墊盤樣式連接。適配器 連接可通過對(duì)引線106和載體108的較少修改而被翻轉(zhuǎn)過來，由此將無引線部件連接到具 有BGA連接的電路板。 圖1的電路板124部分能夠連接使用LGA接頭的電子部件。電路板124具有一組 印制墊盤110，其中各個(gè)印制墊盤110對(duì)應(yīng)于電子部件的單獨(dú)的針(或面陣列適配器122的 引線106)。印制墊盤110位于較大的電路板基底112上，由此能夠形成用于完整電路的所 有必要連接。單個(gè)電路板124能包含除BGA部件120之外的一些不同部件，由此構(gòu)成完整 的電路。 圖2A說明了示例性引線106設(shè)計(jì)的側(cè)視圖并且圖2B說明了所述示例性引線106 設(shè)計(jì)的等視軸視圖，所述引線106設(shè)計(jì)能夠被用在適配器122中，并且能夠緩沖BGA部件 120和適配器122之間、以及適配器122和電路板124之間的焊接頭上的應(yīng)力。在所說明的 示例性設(shè)計(jì)中，引線106包含在頂端114上的凹坑202。凹坑202的尺寸略大于適配器122 設(shè)計(jì)成所連接的焊球104(在圖1中畫出)的尺寸。在焊接之前，焊球104置于凹坑202中。 凹坑202在焊接過程中保持焊球104于適當(dāng)?shù)奈恢?，并且保證不會(huì)存在意外的交叉連接。
通過鉸鏈部分204提供了從焊球104到底端116處的引線106的針連接部分的電 氣連接。鉸鏈部分204能夠響應(yīng)于熱相關(guān)應(yīng)力(如熱膨脹和壓縮)而折曲，由此吸收應(yīng)力 的大部分，并延長焊接頭的預(yù)期壽命。鉸鏈部分204連接能夠被焊到電路板124的針狀底 端116。 圖2A和2B中所說明的適配器引線106包含位于頂端的凹陷部分202，焊球可在全 加熱過程之前置于該頂端處。頂部另外包含兩個(gè)向下延伸的叉302、304。第一個(gè)叉302向 下延伸到鉸鏈部分204(于圖3中說明)，第二個(gè)叉304向下延伸并且終止于間隙部分350。 鉸鏈部分204然后連接到與針部分116相連的支撐部分352。 圖3所說明的鉸鏈部分204包括具有四個(gè)折曲區(qū)域310、320、330、340的固體單 元。頂部折曲區(qū)域310和底部折曲區(qū)域340使引線能夠在相對(duì)側(cè)上朝間隙部分350折曲，中 間折曲區(qū)域320和330使引線106能夠在相對(duì)側(cè)上遠(yuǎn)離間隙部分350折曲。間隙部分350 存在于鉸鏈部分204的相對(duì)側(cè)上，允許引線106有空間來響應(yīng)于熱膨脹和收縮而折曲。
緊接在鉸鏈部分204和間隙部分350下面的是支撐部352。支撐部352形成四個(gè) 翼型部分356和兩個(gè)間隙358。可替換的，引線106可以通過連接各個(gè)翼型部分356的一端 構(gòu)造成在支撐部352中只有一個(gè)間隙。 —旦引線106位于載體108中，支撐部352保持引線106于適當(dāng)位置。當(dāng)引線106 被初次插入載體108中時(shí)，引線106在支撐部352處被夾持在一起。 一旦引線106位于載 體108的內(nèi)部，引線材料的自然彈性促使引線106彈回到其具有間隙358的原有形狀。當(dāng) 支撐部352已經(jīng)彈回到其原有形狀時(shí)，各個(gè)翼356裝配到載體108里合適尺寸的槽中，由此 保持引線105于合適的位置，同時(shí)仍然使鉸鏈部分204能夠響應(yīng)于熱應(yīng)力而折曲。
面陣列適配器122的使用通過引線106創(chuàng)建了 BGA部件120的焊球104連接與 LGA電路板124的印制墊盤110之間的完全電連接。 為了形成BGA部件120與電路板124之間的永久連接，可以使用焊接連接。為了創(chuàng) 建焊接連接，開始時(shí)BGA部件120被置于與適配器122中引線106的頂端114相接觸。引 線106的底端116被置于電路板124上的印制墊盤110上的焊膏、預(yù)制件、或其他焊接應(yīng)用 裝置中。一旦三個(gè)零件的每一個(gè)都已經(jīng)被適當(dāng)?shù)姆胖?，該裝置就被暴露在足夠熱來融化BGA 的焊球104的溫度中。焊球104然后被冷卻，由此形成到引線106的凹陷頂端114的永久 焊接連接。該過程被稱為全加熱過程。類似的，通過使用全加熱過程能夠在引線106的針 狀底端116與電路板124里的印制墊盤IIO之間形成焊接連接。 應(yīng)用于全加熱過程的熱應(yīng)該足夠融化焊料而不融化或損壞部件。加熱所使用的具 體溫度依據(jù)所使用焊料的類型以及具體部件的耐熱性而不同。對(duì)給定裝置確定合適溫度的 技術(shù)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知曉。 在普通應(yīng)用中根據(jù)上述公開所制造的部件將在裝置被裝配和安裝后經(jīng)歷一些加 熱和冷卻循環(huán)。由于BGA部件120和電路板124具有不同的熱膨脹和收縮率，它們將根據(jù) 任何溫度變化作出響應(yīng)而膨脹和收縮不同的量。不同的膨脹和收縮率在焊接頭上面產(chǎn)生可 能弱化或最終毀壞它們的應(yīng)力。 熱應(yīng)力通過引線106的鉸鏈部分204被減小，給連接增加了柔性，而不損害電連通
性。鉸鏈部分204可響應(yīng)于熱應(yīng)力通過折曲區(qū)域310、320、330、340在任何方向折曲。引線
106的折曲補(bǔ)償不同的膨脹率，由此減小焊接頭上的應(yīng)力。使用不同方法來補(bǔ)償應(yīng)力或?qū)q
鏈部分置于不同位置的替代引線設(shè)計(jì)可以被應(yīng)用，并且仍然在本公開的范圍內(nèi)。 雖然示例性實(shí)施例已被公開，但是本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到落入在本
發(fā)明的范圍內(nèi)的某些修改?；谠撛颍綑?quán)利要求應(yīng)該被研究，從而來確定本發(fā)明的真
實(shí)范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
一種將部件連接到電路板的裝置，其中所述部件和所述電路板中的一個(gè)具有球柵陣列(BGA)連接，并且所述部件和所述電路板中的一個(gè)具有引線柵格陣列(LGA)連接，所述裝置包括容納至少一組導(dǎo)電引線的不導(dǎo)電載體；所述引線能夠在第一端形成到BGA接頭的電連接；并且所述引線能夠在與所述第一端相對(duì)的第二端形成到LGA接頭的電連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中具有BGA連接的電氣部件或具有BGA連接的電路板 被連接到所述弓I線的所述第一端。
3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中具有用于引線連接的印制墊盤樣式的電路板或具有 用于引線連接的印制墊盤樣式的電氣部件被連接到所述引線的所述第二端。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中BGA部件或BGA電路板使用全加熱焊接方法焊接到 所述裝置。
5. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中無引線部件或LGA電路板使用全加熱焊接方法焊接 到所述裝置。
6. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述引線包括能夠至少部分吸收由于熱膨脹和收縮 引起的應(yīng)力的單個(gè)導(dǎo)電片。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述引線包括凹陷部分、鉸鏈部分、支撐部分和針部分。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述鉸鏈部分包括 向內(nèi)成角度的頂段，所述頂段連接到向下延伸的中間段； 所述中間段連接到向外成角度的底段；并且 所述鉸鏈部分包括四個(gè)折曲區(qū)域。
9. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述支撐部分包括至少兩個(gè)翼型部分和至少一個(gè)間 隙部分，其中所述間隙部分使支撐部分能夠夾持在一起，并且其中所述翼型部分能夠置于 載體的槽中，由此保持所述引線于適當(dāng)位置。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述支撐部分包括恰好四個(gè)翼型部分和恰好兩個(gè) 間隙部分。
11. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述杯狀部分包括至少兩個(gè)垂直于凹陷部分延伸 的叉。
12. 如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述叉的一個(gè)連接到所述鉸鏈部分，所述鉸鏈部 分連接到所述支撐部分，以及所述支撐部分連接到所述針部分。
13. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述引線容納于由不導(dǎo)電材料構(gòu)成的殼的空腔內(nèi)。
14. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述殼至少包含半剛性材料。
15. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述空腔設(shè)置成使所述引線能夠至少部分地折曲 而不會(huì)從所述空腔中移出。
16. —種電路板組件，包括 至少一個(gè)連接到電路板的電氣部件；所述電氣部件和所述電路板中的一個(gè)具有球柵陣列(BGA)連接類型，并且所述電氣部 件和所述電路板中的一個(gè)具有引線柵格陣列(LGA)連接類型；以及將所述部件和所述電路板電連接的適配器。
17. 如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述連接器進(jìn)一步包括一組引線，所述引線能夠 在第一端連接到BGA接頭，并且能夠在第二端連接到印制墊盤樣式。
18. 如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述引線能夠減少由于熱膨脹和收縮引起的接頭 應(yīng)力。
19. 如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述引線包括具有至少一個(gè)折曲區(qū)域的鉸鏈部分，所述折曲區(qū)域能夠響應(yīng)熱膨脹和收縮而折曲；并且所述弓I線將所述部件和所述電路板電連接。
20. 如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述引線包括具有凹陷部分、鉸鏈部分、間隙部 分、支撐部分和針部分的單個(gè)導(dǎo)電片。
全文摘要
本發(fā)明涉及面陣列適配器。一種適配器，利用能夠在一端連接到球柵陣列并且在相對(duì)端連接到引線柵格陣列墊盤樣式的電引線，將球柵陣列部件連接到具有引線柵格陣列接頭的電路板上。
文檔編號(hào)H05K1/18GK101771228SQ20091026253
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者C·V·德桑蒂斯, D·E·伯徹爾 申請(qǐng)人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司