專利名稱:組合的疊層連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及板疊層型連接器用的組合板。
背景技術(shù):
球柵陣列(BGA)連接器在本領(lǐng)域中已經(jīng)一般性公開(kāi),這種連接器的一般性討論可以查閱美國(guó)專利No.5,730,606。在這些類型的連接器中,集成電路安裝在帶有球柵陣列的塑料或陶瓷基片上,它通常具有圓的釬焊球,位于電路基片的電觸點(diǎn)墊上。這些類型的連接器可以安裝在集成電路上,而不使用由集成電路延伸出的外導(dǎo)線。球柵陣列連接器的優(yōu)點(diǎn)之中包括較小的封裝尺寸,良好的電性能和較低的型面。
在現(xiàn)有疊層型連接器內(nèi),對(duì)于每種連接器疊層高度和性別(陽(yáng)和陰性)要求單一的部件。本發(fā)明具有板連接器用的組合的疊層型板,它可以借助選擇不同的公共部件制成選擇的疊層高度,這些部件可以混合或組配以提供希望的疊層高度。不考慮疊層高度,插頭和插座可以使用至少一些相同的部件制造。如果需要較大的疊層高度,可以增加補(bǔ)充的部件。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明具有組合的疊層連接器,它具有插頭組件和插座組件,它們每個(gè)具有公共基板。插頭組件和插座組件可以相互配合以形成組合的連接器,用于各種電部件的連接,其中包括印刷電路板。由于插頭和插座組件具有公共基板,在制造兩種組件時(shí)僅需要大量生產(chǎn)一種基板。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)樗?jiǎn)化了制造以及降低了制造費(fèi)用。
插頭和插座組件的公共基板可以具有一組凹口和一組以間隙形狀設(shè)置的菱形袋囊。希望,在這里袋囊位于每個(gè)凹口下面,從而觸點(diǎn)可以通過(guò)凹口之一延伸進(jìn)入袋囊之一。一組凹口希望實(shí)質(zhì)上是矩形的,從而通過(guò)凹口延伸進(jìn)入菱形袋囊的觸點(diǎn)可以接收可熔化元件,比如釬料,它圍繞延伸進(jìn)入袋囊的觸點(diǎn)的部分周邊。
插頭組件還可以具有插頭蓋和一組插頭觸點(diǎn)組件。插頭蓋可以借助包括快速離合件的任何器件連接至基板。觸點(diǎn)組件可以每個(gè)具有一組接地和信號(hào)觸點(diǎn),它們是模塑在塑料載體上。為了保持插頭觸點(diǎn)組件在插頭組件內(nèi),塑料載體被插入基板的縫隙內(nèi)。
插頭蓋可以具有一組縫隙,插頭觸點(diǎn)組件的每個(gè)插頭觸點(diǎn)的一端通過(guò)此縫隙延伸。插頭觸點(diǎn)的另一端通過(guò)基板內(nèi)的凹口延伸進(jìn)入袋囊,以及圍繞袋囊內(nèi)的觸點(diǎn)未端形成釬料球。
插座組件也可以具有插座蓋和一組插座觸點(diǎn)組件。插座蓋可以連接至基板。與插頭觸點(diǎn)組件類似,插座觸點(diǎn)組件希望在基板袋囊內(nèi)的一末端處釬焊。同樣與插頭觸點(diǎn)組件類似,插座觸點(diǎn)組件希望具有一組觸點(diǎn),它們是模塑在塑料載體上。塑料載體可以插入基板的縫隙內(nèi)。
插座蓋希望具有一組縫隙,并且插座觸點(diǎn)設(shè)置在每個(gè)縫隙的下面。插座組件和插頭組件借助插座蓋和插頭蓋的配合匹配到一起。希望,它們可以借助滑動(dòng)配合匹配,當(dāng)匹配到一起時(shí),插頭觸點(diǎn)通過(guò)插座蓋內(nèi)每個(gè)縫隙延伸,以及與相應(yīng)的插座觸點(diǎn)配合。
插頭和插座組件兩者可以使用公共墊片,以獲得較大的疊層高度,墊片可以連接至任何組件的基板,以及相應(yīng)的插頭或插座蓋可以連接至墊片。任何適當(dāng)?shù)钠骷梢允褂糜谶B接部件,包括快速離合件。
本發(fā)明的其它特點(diǎn)見(jiàn)下述。
圖1是按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例的插頭組件的等尺寸頂視圖;圖2是按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例的插頭組件的等尺寸底視圖;圖3是圖1插頭組件的裝配圖,插頭蓋已除去;圖4是公共基板的最佳實(shí)施例的頂透視圖,它用于圖1和2的插頭組件以及圖17和18的插座組件;圖5是公共基板的最佳實(shí)施例的底透視圖,它用于圖1和2的插頭組件以及圖17和18的插座組件;圖6是圖4的公共基板頂面一部分的透視圖;
圖7是圖5的公共基板底面一部分的透視圖;圖8是沿圖1直線8-8切取的橫剖面圖;圖9是沿圖1直線9-9切取的橫剖面圖;圖10是按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例的圖1的插頭組件的插頭蓋的頂透視圖;圖11是按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例的圖1的插頭組件的插頭蓋的底透視圖;圖12是沿圖10的直線12-12切取的橫剖面圖;圖13是沿圖10的直線13-13切取的橫剖面圖;圖14是按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例的墊片的頂透視圖;圖15是按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例的墊片的底透視圖;圖16是在特定處理(Singulated)前插頭觸點(diǎn)組件的透視圖;圖17是按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例的插座組件的頂透視圖;圖18是按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例的插座組件的底透視圖;圖19是圖17和18的插座組件的裝配圖,插座蓋已除去;圖20是按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例的圖17和18的插座組件的插座蓋的頂透視圖;圖21是按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例的圖17和18的插座組件的插座蓋的底透視圖;圖22是沿圖17的直線22-22切取的橫剖面圖;圖23是沿圖17的直線23-23切取的橫剖面圖;圖24是特定處理前插座觸點(diǎn)組件的透視圖;圖24A是優(yōu)選的接地和信號(hào)觸點(diǎn)形狀的示意圖;圖24B是第二優(yōu)選的信號(hào)和接地觸點(diǎn)形狀的示意圖;圖25是插頭組件的第二最佳實(shí)施例一部分的透視圖;圖26是插座組件的第二最佳實(shí)施例一部分的透視圖;圖27是公共基板的第二最佳實(shí)施例的頂透視圖,它用于圖25和26的插頭和插座組件;圖28是公共基板的第二最佳實(shí)施例的底透視圖,它用于圖25和26的插頭和插座組件;圖29是插座觸點(diǎn)組件的第二最佳實(shí)施例的透視圖;圖30是圖29的插座觸點(diǎn)組件一部分的側(cè)視圖;圖31是適配器最佳實(shí)施例的透視圖;以及圖32是用于第二最佳實(shí)施例的優(yōu)選的接地平面和信號(hào)觸點(diǎn)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
電連接器可以是板疊層球柵陣列(BGA)連接器的板,它具有由插頭組件12和插座組件13組成的配合的組件,插頭組件12的最佳實(shí)施例示于圖1和2,以及插座組件13的最佳實(shí)施例示于圖17和18。插頭組件12與插座組件13配合以形成連接器。如下所述,插頭組件12和插座組件13具有公共基板14。因此,插頭組件12和插座組件13的制造可以簡(jiǎn)化,因?yàn)椴孱^組件12和插座組件13可以制造成公共基板14。這樣做還有利于降低制造費(fèi)用。
插頭組件按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例的插頭組件12的頂面和底面的透視圖分別示于圖1和圖2。插頭組件12希望具有公共基板14,一組觸點(diǎn)組件16和插頭蓋18。插頭組件12可以根據(jù)觸點(diǎn)的高度具有圖14和15所示的墊片20。如圖1所示,插頭蓋18希望借助任何適當(dāng)?shù)钠骷?,包括,但不局限于使用機(jī)械連接和粘接劑匹配至墊片20。墊片20安裝在基板14上。這種結(jié)構(gòu)可以參見(jiàn)圖3了解,圖中示出插頭組件12的一部分,并且插頭蓋18由墊片20拆除。(圖3僅示出安裝的插頭觸點(diǎn)組件的一部分,但是應(yīng)該理解,插頭組件12充填許多這樣的插頭觸點(diǎn)組件)。代替的方案是,對(duì)于較低的疊層高度,插頭蓋18可以直接安裝在基板14上,而不需要使用墊片20。(雖然圖1所示的插頭組件12和圖17所示的插座組件13每個(gè)具有帽罩12a和13a,應(yīng)該理解這些帽罩12a和13a(它們可以是相同的帽罩)是用于制造的目的,并不組成上述連接器的一部分。這些帽罩12a、13a是在搬運(yùn)和制造時(shí)提升組件用的。例如,組件12、13可以借助施加吸附至帽罩12a、13a而被真空提升)。
插頭組件12和插座組件13用的公共基板14的最佳實(shí)施例示于圖4和5?;?4是同時(shí)用于插頭和插座的公共部件。圖4是基板14頂面14a的頂透視圖,以及圖5是基板14的底面14b的底透視圖?;?4可以用任何適當(dāng)?shù)牟牧现圃?,以及希望是聚合物材料。此外,基板可以制成單件,如最佳?shí)施例所示,它是模塑的塑料單件或者任何數(shù)目多件。
如圖4所示,基板14的頂面14a具有許多凹口22。凹口22的最佳實(shí)施例的近視圖示于圖6的透視圖。每個(gè)凹口22希望被一對(duì)相對(duì)的傾斜壁24、26限定。傾斜壁24、26相互接近,但不接觸,從而它們部分地限定凹口22。如同下面較詳細(xì)的解釋和如圖8所示,插頭觸點(diǎn)組件16的插頭觸點(diǎn)的一端配合進(jìn)入每個(gè)凹口22內(nèi),如果這時(shí)基板14準(zhǔn)備用作插頭組件的一部分。代替地,如果這時(shí)基板14準(zhǔn)備用作插座組件的基板,插座觸點(diǎn)組件的插座可以被插入凹口22內(nèi)。觸點(diǎn)插頭組件16的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步說(shuō)明如下。
圖5示出基板14的底透視圖,以及圖7示出基板14的底面14b的一部分的放大圖。如圖7所示,凹口22被這樣限定,它們希望實(shí)質(zhì)上是矩形的?;?4的底面14b具有許多袋囊25,它們被壁27限定。壁27希望成形為限制袋囊為菱形,如圖7所示。
此外,球柵陣列連接器,它希望為可熔化的元件,以及更希望為釬料,它可以放置在每個(gè)袋囊25內(nèi),從而使每個(gè)可熔化的元件與通過(guò)凹口22延伸的觸點(diǎn)保持電接觸。參見(jiàn)圖8和9可以很好地理解此點(diǎn),圖8和9是通過(guò)圖1插頭組件12的橫剖面圖。在實(shí)施例中示出均可熔化的元件是釬料球。術(shù)語(yǔ)球并不意味局限于釬料的特定的幾何形狀。如圖8和9所示,釬料球29設(shè)置在袋囊25內(nèi),以及插頭觸點(diǎn)通過(guò)基極凹口22延伸進(jìn)入袋囊25。每個(gè)插頭被相應(yīng)的袋囊內(nèi)的釬料球29浸潤(rùn)?;?4可以與電部件配合,以便形成釬料球29和電路之間的電連接。例如,基板14可以配合至具有集成電路的板以便形成釬料球和電路之間的電連接。
如圖5和7所示,袋囊25通常設(shè)置成交替行列的圖案,這樣使每個(gè)袋囊25的中心線對(duì)準(zhǔn)另一個(gè)袋囊25的中心線,這就是兩個(gè)行列離開(kāi)袋囊25。代替的方案是,上述袋囊25希望設(shè)置成間隙的菱形圖案。這種菱形間隙的圖案允許觸點(diǎn)更緊密地封裝,而同時(shí)保持標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)袋囊尺寸以及使用標(biāo)準(zhǔn)的球柵陣列(BGA)釬料球。這種菱形取向還為觸點(diǎn)提供了補(bǔ)充的間隙。特別是對(duì)于圖7的菱形袋囊25,這里經(jīng)常具有間隙圍繞通過(guò)切口延伸的觸點(diǎn)的末端的整個(gè)周邊,即使觸點(diǎn)在凹口內(nèi)沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)中心也是如此。與此相反,在某些現(xiàn)有設(shè)計(jì)中,凹口22和袋囊25都是矩形的,如果觸點(diǎn)沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)中心,它就可能推頂限定凹口或袋囊的雙壁。在這種設(shè)計(jì)中,如果觸點(diǎn)在凹口22內(nèi)沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)中心,潛在的可能是釬料不能圍繞觸點(diǎn)的整個(gè)周邊延伸。如果釬料不能圍繞觸點(diǎn)的整個(gè)周邊,隨后在釬料、觸點(diǎn)和其它電部件之間的力學(xué)整體性可能降低。
通常應(yīng)該理解,插頭和插座組件12、13將經(jīng)受通電和熱循環(huán),它在觸點(diǎn)和釬料處引起熱應(yīng)力。具有釬料圍繞觸點(diǎn)末端的整個(gè)周邊是有利的,因?yàn)槲幢烩F料浸潤(rùn)的觸點(diǎn)末端的區(qū)域(釬料連接至觸點(diǎn))對(duì)這些應(yīng)力更敏感。因此,具有釬料圍繞觸點(diǎn)的整個(gè)周邊可以增強(qiáng)焊球的保持力和熱循環(huán)壽命。
如圖4和5所示,基板14可以具有許多凸片28,由相對(duì)的側(cè)面伸出。這些凸件28的解釋見(jiàn)下文,它們與位于插頭蓋18內(nèi)的通道38(見(jiàn)圖10、11),墊片20內(nèi)的通道43(見(jiàn)圖14和15)或插座蓋70內(nèi)的通道80(見(jiàn)圖20和21)配合,以便將基板14連接至插頭蓋18、墊片20、或者插座蓋70。雖然凸片28和通道38、43、80用作最佳實(shí)施例中的連接器件,任何適當(dāng)?shù)倪B接器件均可以使用。例如,其它連接器件可以使用包括,但不局限于緊固件和粘接劑。
圖4還示出縫隙30,它可設(shè)置在基板14內(nèi)??p隙30設(shè)計(jì)用于接收觸點(diǎn)組件,或者是插頭觸點(diǎn)組件16,或者是插座觸點(diǎn)組件72(它的詳細(xì)討論見(jiàn)下文和示于圖19和24),從而使觸點(diǎn)組件16、72可以安裝到基板14內(nèi)。觸點(diǎn)組件、基板和插座組件兩者的連接詳見(jiàn)下文。
插頭蓋18的最佳實(shí)施例示于圖10和11。圖10示出插頭蓋18的等尺寸頂視圖,以及圖11示出插頭蓋18的等尺寸底視圖。如圖所示,插頭蓋18希望是單獨(dú)的模塑件,但是代替的方案是也可由一組單件組成。插頭蓋18可以用任何適當(dāng)?shù)牟牧现圃?,但希望使用聚合物型材料?br>
如圖3和10所示,插頭蓋18可以具有一組縫隙32,每個(gè)用于接收插頭觸點(diǎn),可以參見(jiàn)圖1和3很好地理解。圖1示出插頭觸點(diǎn)延伸向上通過(guò)縫隙32和圖3示出縫隙32用于供插頭觸點(diǎn)59、61插入。在所示的最佳實(shí)施例中,縫隙32排列成行列,以及每行有10個(gè)尖齒。然而,這里可以有任何數(shù)目的縫隙32以及尖齒35可以排列成其它數(shù)目形狀。
在每行中的縫隙32的下側(cè)面是兩條連續(xù)的縫隙34,如圖11所示。圖12是沿圖10的直線12-12通過(guò)幾個(gè)縫隙32切取的橫剖面圖。如圖所示,在最佳實(shí)施例中的縫隙32被一對(duì)相對(duì)的側(cè)面31限定,它們希望是傾斜相互分離的,以便觸點(diǎn)插入在其中。壁33還實(shí)質(zhì)上限定縫隙32的垂直段。縫隙32可以繼續(xù)被尖齒35限定,它們?nèi)鐖D10和12所示,延伸超出外表面36。這些尖齒35為插頭觸點(diǎn)提供了補(bǔ)充的支承,以及進(jìn)一步使縫隙32變狹窄,如圖9所示。可以理解,一系列其它結(jié)構(gòu)可以使用以形成縫隙32。支承元件33a,它在最佳實(shí)施例中與插頭蓋18制成整體,如圖11和13所示,它縱向延伸通過(guò)插頭蓋18的中部以提供插頭觸點(diǎn)組件的對(duì)準(zhǔn)。
元件37可以由插頭蓋18的相對(duì)的側(cè)面伸出,它限定通道38?;?4的凸片28配合進(jìn)入通道38,以便使基板14快速配合至插頭蓋18。代替的方案是,墊片20的凸片44配合進(jìn)入通道38,以便連接插頭蓋18至墊片20,詳見(jiàn)下文。這種結(jié)構(gòu)示于圖1的最佳實(shí)施例。在所示的最佳實(shí)施例中,每個(gè)元件37上具有8個(gè)通道38,它們與基板14或墊片20的8個(gè)凸片28配合,但是可以使用任何適當(dāng)?shù)臄?shù)目。代替的器件可以用于連接插頭蓋18至基板14或墊片20。
插頭蓋18具有壁39,它希望定尺寸和成形以限定內(nèi)腔40,用以接收插座組件。希望,插座組件13整潔地配合進(jìn)入內(nèi)腔40,從而產(chǎn)生滑動(dòng)配合。壁39的隅角42希望定尺寸和成形為能使插座組件整潔地配合進(jìn)入壁39。詳見(jiàn)下文。應(yīng)該理解,插頭組件12和插座組件13可以使用許多其它結(jié)構(gòu)配合到一起,以及這僅是連接兩個(gè)組件12、13最佳方式的一個(gè)實(shí)例。插頭組件的一個(gè)或多個(gè)隅角可以定尺寸或成形為這些隅角僅能與插座蓋的相應(yīng)定尺寸或成形的隅角中特定的隅角配合。這樣保證了蓋以正確的取向配合。
圖14和15示出墊片20的最佳實(shí)施例的透視圖。圖14和15分別是頂和底透視圖。希望,墊片20是單獨(dú)的模塑件。代替的方案是墊片20可以由一組單件組成。墊片20可以用聚合物材料制造,但可以使用任何適當(dāng)?shù)牟牧稀2煌叨鹊膲|片20可以與插頭組件12或者插座組件13配合使用,以便達(dá)到希望疊層高度的連接器。對(duì)于較大的疊層高度,使用較高的或較多的墊片,而對(duì)于較小的疊層高度,使用較低的或較少的墊片。在最佳實(shí)施例中,在插頭組件12中使用單獨(dú)的墊片20,以及連接至基板14和插頭蓋18,如圖1所示。
墊片20希望具有任何適當(dāng)?shù)钠骷糜谶B接墊片20至基板14或插頭蓋18。在所示的最佳實(shí)施例中,連接器件是機(jī)械型連接器件,以及具有通道43,它可與基板14的凸片28配合。墊片也可以具有凸片44,用于快速配合墊片至插頭蓋18的通道38。希望,墊片20在它的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面上具有通道43和凸片44。雖然在圖15內(nèi)僅示出一個(gè)側(cè)面,可以理解,另一側(cè)面也是類似結(jié)構(gòu)的。
在墊片20內(nèi)可以設(shè)置系列的溝槽45,用于接收觸點(diǎn)組件。溝槽45希望被一組向內(nèi)延伸的隔板47限定,它支承觸點(diǎn)組件的橫端。
墊片20還可以具有一組向下延伸的腳柱49。當(dāng)墊片放置在基板14上時(shí),如圖1和3所示,以及對(duì)比圖14和4可以理解,腳柱49停留在基板14的上表面51。墊片20具有表面53,當(dāng)與基板14配合時(shí),它產(chǎn)生窗口55,如圖3所示。這些窗口55用于減少墊片20的重量,以及提供進(jìn)入插頭組件的空氣流動(dòng)通道,用于冷卻。窗口55希望相對(duì)于中心線不對(duì)稱。這樣有助于插頭組件的制造以及墊片20在振動(dòng)供給系統(tǒng)內(nèi)的取向。
圖16示出插頭觸點(diǎn)組件16的最佳實(shí)施例,在觸點(diǎn)組件16特定清除部分57之前用于圖1的插頭組件。插頭觸點(diǎn)組件16具有一組交替的接地觸點(diǎn)59和信號(hào)觸點(diǎn)61。任何數(shù)目的這種觸點(diǎn)可以用于組成插頭觸點(diǎn)組件。在最佳實(shí)施例中,使用了10個(gè)接地和8個(gè)信號(hào)觸點(diǎn)。
觸點(diǎn)59、61不需要,但可以是在末端63鍍金,它與圖8和9所示的釬料球連接,以改進(jìn)觸點(diǎn)59、61的浸潤(rùn)。觸點(diǎn)59、61的配合端也可鍍金,以提供高的可靠性和低的配合力。觸點(diǎn)59、61的其余部分可以鍍鎳,以防止釬料向上移動(dòng)至觸點(diǎn)59、61。圖8是橫剖面圖,描繪出插頭觸點(diǎn)組件16已插入插頭組件12內(nèi)以及示出信號(hào)觸點(diǎn)的末端63連接至基板14的球袋囊25內(nèi)的釬料球29。可以理解,所示的觸點(diǎn)組件的接地觸點(diǎn)59的末端處于不同的平面,但以類似方法浸潤(rùn)至基板14的球囊袋中的釬料球。如圖所示,觸點(diǎn)的末端63通過(guò)基板14內(nèi)的凹口22延伸至菱形囊袋25,在這里釬料29用于形成釬料球,用于另一個(gè)電部件的電連接,這點(diǎn)也示于圖9,它描繪出通過(guò)插頭組件12的縱剖面圖。如圖所示,每個(gè)觸點(diǎn)59浸潤(rùn)至基板14的袋囊25內(nèi)的釬料29。
觸點(diǎn)59、61可以沖壓和模塑入塑料載體65,它的實(shí)施例示于圖16。載體65的末端67希望定尺寸和成形,使它們能較整潔地配合入基板14的縫隙30和墊片20的溝槽45。這點(diǎn)可以參見(jiàn)圖3很好地理解,它示出一組觸點(diǎn)組件16已插入墊片20的溝槽45內(nèi),以及圖8,它是橫剖面圖,描繪出插頭觸點(diǎn)組件16已插入基板14的縫隙30和墊片20的溝槽45內(nèi)。
插頭組件12的組裝可以由基板14開(kāi)始很好地理解,如圖4和5所示。如果使用墊片20,可以借助基板14的凸片28快速接合進(jìn)入墊片20的通道43而快速配合基板14,如圖15所示。觸點(diǎn)組件16隨后可以插入基板14的每個(gè)縫隙30和墊片20的溝槽45內(nèi)。隨后如圖3所示,插頭蓋18可以借助凸片44和通道38快速配合至墊片20。釬料可隨后插入每個(gè)袋囊,圍繞觸點(diǎn)59、61的觸點(diǎn)末端63,以產(chǎn)生釬料球連接,袋囊25的菱形結(jié)構(gòu)保證了如上所述的圍繞觸點(diǎn)周邊的浸潤(rùn)。
如果使用較小高度的觸點(diǎn),隨后可能不需要墊片20。在此種情況下,插頭蓋18可以借助基板凸片28和插頭蓋通道38直接連接至基板14。
插座組件可以與插頭組件12配合的插座組件13的最佳實(shí)施例示于圖17和18。圖17是插座組件13的頂透視圖,以及圖18是插座組件13的底透視圖。插座組件13通常具有基板14,插座蓋70和插座觸點(diǎn)組件72,它們的一組示于圖19。雖然在實(shí)施例中沒(méi)有示出,如果根據(jù)觸點(diǎn)高度需要,墊片20可以使用在基板14和蓋70之間。圖19示出插頭組件13的結(jié)構(gòu),它帶有一組插座觸點(diǎn)組件72,插入在基板14內(nèi),以及插座蓋70連接至基板14。
插座組件13的基板14希望是與圖4-7所示的插頭組件12相同的基板。因此,插座基板14的結(jié)構(gòu)可以參考上述討論了解。借助使用插頭組件12和插座組件13公共的基板,與生產(chǎn)插頭和插座組件用的兩個(gè)不同的基板14比較,制造可以簡(jiǎn)化,費(fèi)用可以降低。
圖20和21描繪出插座蓋70的最佳實(shí)施例,它與插頭蓋18交界。圖20是插座蓋70的等尺寸頂視圖,以及圖21是等尺寸底視圖。插座蓋70希望是單獨(dú)的模塑件,但插座蓋70也可由一組單件組成。任何適當(dāng)?shù)牟牧希M蔷酆衔锟捎糜谥圃觳遄w70。插座蓋70希望具有第一部分74,它成形為對(duì)應(yīng)于插頭蓋18的內(nèi)腔40,從而使插座蓋70滑動(dòng)配合進(jìn)入插頭蓋18的內(nèi)腔40,參見(jiàn)圖1和17可以很好地了解。由圖1可以理解,插頭組件12的插頭蓋18可以配合在插座蓋70上,以連接此兩個(gè)組件和形成連接器。插座蓋70的隅角76可以制鍵或定尺寸和成形為與插頭組件12的隅角42滑動(dòng)接合,從而使兩個(gè)組件以較整潔的滑動(dòng)配合滑動(dòng)到一起。
在最佳實(shí)施例中,插座蓋70具有橫向延伸部分78,每個(gè)具有一組通道80用于接收基板14的凸片28。在最佳實(shí)施例中,在每個(gè)橫向延伸部分78內(nèi)具有8個(gè)通道80。插座蓋70快速配合至基板14的凸片28,以便形成插座組件13,如圖17和18所示。
插座蓋70的頂面希望具有一組橫向延伸縫隙82。橫向延伸縫隙82用于接收插頭觸點(diǎn)59、61。如圖1和圖17所見(jiàn),插頭觸點(diǎn)可以向下延伸通過(guò)縫隙82和與圖19所示相應(yīng)的插座觸點(diǎn)84配合。圖22也描繪出插座觸點(diǎn)84,它位于縫隙82的下面??p隙82希望被相對(duì)的壁88部分地限定,它們是每個(gè)傾斜指向插頭觸點(diǎn)59、61,指向相應(yīng)的插座觸點(diǎn)84、86。
希望支承元件90沿插座蓋70的底面縱向延伸。支承元件90希望具有一組脊嶺92和溝槽94,用以接收插座觸點(diǎn)組件的元件96,如圖23的橫剖面圖所示。
圖24描繪出插座觸點(diǎn)組件72的最佳實(shí)施例的透視圖,在特定清除部分98之前可以用于本發(fā)明。插座觸點(diǎn)組件72具有交替的接地觸點(diǎn)84和信號(hào)觸點(diǎn)86和塑料載體100。雖然這些觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)不同,插座觸點(diǎn)組件72可以參照有關(guān)插頭觸點(diǎn)組件16的討論了解。插座觸點(diǎn)希望是沖壓的和隨后模塑入塑料載體100。它們隨后特定清除不希望的部分98。插座觸點(diǎn)的末端102,可以是,但不需要是鍍金的,以便當(dāng)放置在圖22和23所示的基板袋囊25內(nèi)時(shí),保證用釬料29浸潤(rùn)。觸點(diǎn)的配合末端也可以鍍金以提供高的可靠性和減少配合力。塑料載體100的末端104希望定尺寸和成形為可使它們插入基板14的縫隙30內(nèi),如圖19所示。
插座觸點(diǎn)組件72可以還具有支承元件96,它以橫剖面圖示于圖23,可以較整潔地配合在插座蓋70的支承元件90的兩個(gè)脊嶺92限定的溝槽94內(nèi)。這樣對(duì)插座組件13提供了穩(wěn)定性。
如圖19、22和24所示,插座觸點(diǎn)106的一端具有一組相對(duì)叉108,用于接收插頭觸點(diǎn)59、61。觀察圖3內(nèi)的插頭觸點(diǎn)59、61可以理解,插頭觸點(diǎn)59、61可以配合在插座觸點(diǎn)84、86的叉末端108之間,以便提供電連接。
插座組件13可以借助插入一組插座觸點(diǎn)組件72至基板14的縫隙30內(nèi)而形成,參見(jiàn)圖19可很好地理解。如上所述,塑料載體100的末端104定尺寸和成形為可較整潔地配合在縫隙30內(nèi)。插座蓋70快速配合在基板14上,這時(shí)借助快速接合基板14的凸片28進(jìn)入插座蓋70的通道80,如圖19所示。當(dāng)插座蓋70連接至基板14時(shí),插座觸點(diǎn)組件72的支承元件96配合在插座蓋支承元件90的溝槽94內(nèi)。
插頭和插座組件的配合插頭和插座組件12、13的配合是借助插入插座蓋70至插頭蓋18的內(nèi)腔40。插座蓋70的插座隅角76較整潔地配合進(jìn)入插頭蓋18的隅角42,以形成滑動(dòng)和銷鍵配合。當(dāng)接合到一起時(shí),圖3所示的插頭觸點(diǎn)59、61延伸通過(guò)插座蓋70的縫隙82以及與相應(yīng)的插座觸點(diǎn)84、86配合,以形成每個(gè)觸點(diǎn)之間的電連接。連接器可以配合至其它電部件,比如印刷電路板,它具有電路,能與插頭觸點(diǎn)59、61,以及插座觸點(diǎn)84、86和圍繞它們的釬料球29保持電接觸。
圖24A是第一最佳實(shí)施例中信號(hào)和接地觸點(diǎn)排列的示意圖。信號(hào)和接地觸點(diǎn)的取向?yàn)楸环Q為“一列式條線”形狀。在這種形狀中,接地觸點(diǎn)59、84位于每個(gè)信號(hào)觸點(diǎn)61、86的任意側(cè)面,這點(diǎn)也可以參照?qǐng)D3和19了解。由圖3和19可以理解,單獨(dú)的接地觸點(diǎn)59,84設(shè)置在信號(hào)觸點(diǎn)61、86的任意側(cè)面,以便為信號(hào)觸點(diǎn)提供電接地基準(zhǔn)以及提供電條線形狀。信號(hào)和接地觸點(diǎn)之間的幾何形狀關(guān)系,包括間隙H,厚度t,寬度w和節(jié)距p,可以改變以達(dá)到希望的連接器阻抗和電性能。
雖然本發(fā)明不局限于這種一列式條線形狀,一列式條線形狀具有若干優(yōu)點(diǎn)(與I字梁條線形狀比較,詳見(jiàn)下述),包括價(jià)格和制造方面的優(yōu)點(diǎn)。例如,相同的觸點(diǎn)可以使用于全部位置,以及觸點(diǎn)可以連續(xù)地沖壓,它產(chǎn)生較穩(wěn)定的觸點(diǎn)間隙(H)。這樣有利于達(dá)到希望的最佳電性能。此外,全部連接器觸點(diǎn)可以使用于差動(dòng)或單端信號(hào)或它們的任何組合。圖24所示的載體104的模塑也較容易,因?yàn)橛|點(diǎn)可以模塑為垂直行,并且觸點(diǎn)這樣取向,使薄的寬度位于模具接近方向。另外的優(yōu)點(diǎn)是由于不使用接地平面,連接器的重量(包括熱重量)較低,它導(dǎo)致易于在用戶的印刷電路板(PCB)上使用。
圖24B描繪出疊層一列式條線形狀,在其中信號(hào)觸點(diǎn)被接地觸點(diǎn)包圍。這種形狀的優(yōu)點(diǎn)是降低了串音。
代替的實(shí)施例在不脫離上述本發(fā)明精神的條件下,可以做出插頭插座組件的許多改變。這些改變的實(shí)例包括,但不局限于插頭和插座組件和它們的部件的連接方式,在組件中觸點(diǎn)的排列,觸點(diǎn)組件的形狀,觸點(diǎn)用的支承,以及組件形狀和尺寸。
一個(gè)代替的實(shí)施例示于圖25-30內(nèi)。圖25描繪出插頭蓋518的實(shí)施例,它連接至墊片520,它可以用于形成插頭組件512。一組插頭觸點(diǎn)組件安裝在插頭蓋518和墊片520內(nèi)(雖然僅有幾個(gè)插頭觸點(diǎn)組件516被安裝,應(yīng)該理解,組件可以充填許多組件516)。圖26示出的插座蓋570已由墊片520拆開(kāi),以及一組插座觸點(diǎn)組件572安裝在墊片520內(nèi)。插座蓋570和插頭蓋518可以快速配合至墊片520。雖然圖25和26描繪的墊片520使用于插頭和插座組件內(nèi),應(yīng)該理解,任何組件可以制成帶有或不帶有墊片520。如果觸點(diǎn)高度確定其用途,可以使用墊片520。
圖27和28分別示出公共基板514的實(shí)施例的頂透視圖和底透視圖,它可以兼用于圖25所示的插頭組件和圖26所示的插座組件。公共基板514可以連接至任何組件內(nèi)使用的墊片520。在此實(shí)施例中,基板514的凸片528快速配合至墊片520內(nèi)的通道內(nèi)(圖中未示出)。
公共基板514具有縫隙530用于接收任何插頭或插座組件516、572。如圖27所示,它是基板514的頂視圖,凹口522設(shè)置在基板514的頂面514a上,與上述第一實(shí)施例所述類似。一對(duì)相對(duì)的傾斜壁524、526產(chǎn)生每個(gè)凹口522以及使凹口522變狹窄,以便于通過(guò)凹口522插入觸點(diǎn)末端。菱形的袋囊525設(shè)置在基板514的底面514b每個(gè)凹口522的下面。菱形袋囊525按第一實(shí)施例成形,從而使通過(guò)凹口522延伸的觸點(diǎn)的末端具有間隙,以便接收圍繞其周邊的釬料529。
圖29和30描繪出插座觸點(diǎn)組件572的實(shí)施例。插座觸點(diǎn)組件572具有一組插座觸點(diǎn)584,一對(duì)接地板606和一對(duì)塑料載體608。插座觸點(diǎn)可以借助沖壓成形以及隨后模塑至塑料載體608。塑料載體608可以具有橫向延伸的凸塊610,用于插入接地板606的相應(yīng)的孔612內(nèi),如圖29所示。
雖然圖29和30描繪出插座觸點(diǎn)組件572,應(yīng)該理解,插頭型觸點(diǎn)可以用于代替插座觸點(diǎn),以及插頭觸點(diǎn)組件516應(yīng)與圖29和30描繪的有所不同。觸點(diǎn)組件516、572安裝在插頭512和插座513內(nèi),方法是配合觸點(diǎn)組件516的接地板606的任何末端至基板514的縫隙530和墊片520的溝槽(圖中未示出)。這點(diǎn)可參見(jiàn)圖26很好地了解。
第二實(shí)施例的插頭和插座可以借助插入插座蓋570至插頭蓋518的內(nèi)部而配合到一起。應(yīng)該理解,插座和插頭蓋518、570定尺寸和成形從而形成較整潔的滑動(dòng)配合。當(dāng)配合時(shí),插頭觸點(diǎn)延伸通過(guò)插座蓋內(nèi)的縫隙以產(chǎn)生觸點(diǎn)之間的電連接。
圖32是第二實(shí)施例中觸點(diǎn)形狀的說(shuō)明示意圖。這種排列被稱為條線I字梁形狀。在此種形狀中接地板606提供信號(hào)觸點(diǎn)用的接地基準(zhǔn)。這點(diǎn)與上述一列式條線形狀不同,它使用單獨(dú)的接地觸點(diǎn)。這種幾何形狀關(guān)系,包括節(jié)距p,厚度t,間隙H和寬度w可以控制以獲得希望的連接器阻抗和電性能。雖然一列式條線形狀具有某些優(yōu)點(diǎn),如上所述,應(yīng)該理解,無(wú)論一列式條線或I字梁條線形狀都可以用于獲得希望的電性能。
適配器可以用于插頭和插座的不同的組合,例如,圖31描繪出適配器610的實(shí)施例,它可以用于形成插頭至適配器至插頭組件。適配器610可以由塑料或任何適當(dāng)?shù)牟牧现圃?。適配器610這樣設(shè)計(jì),當(dāng)需要比插頭512至插座513更長(zhǎng)的電連接時(shí),它與兩個(gè)插頭512配合。適配器610可以用其一端612連接至插頭512和另一端614連接至另一個(gè)插頭512。適配器610可以在任何端由插座蓋570組成,用以與插頭組件512配合。適配器610可以沒(méi)有,有一個(gè)或多個(gè)墊片520,它取決于所需連接的長(zhǎng)度。一組觸點(diǎn)可以安裝在適配器內(nèi),它具有與插頭觸點(diǎn)配合的末端。雖然所示的實(shí)施例的適配器610使用于第二實(shí)施例,應(yīng)該理解,適配器610可以具有其它實(shí)施例,包括上述第一實(shí)施例的配合。雖然說(shuō)明了插頭至插頭的適配器,應(yīng)該理解,也可以形成插座至插座的適配器,以及插頭和插座適配器的各種其它組合。
概要如果需要,可以借助使用插頭12,插座13,墊片20和適配器110形成組合的連接器組件,它可適應(yīng)選擇的疊層高度。在選擇疊層高度之后,可以選擇用于插頭12和插座13的觸點(diǎn)組件的正確的觸點(diǎn)高度。選擇的疊層高度的插頭和插座觸點(diǎn)組件16、72可以插入和接合至相應(yīng)的插頭12和插座13的基板14。如果疊層高度需要,一個(gè)或多個(gè)墊片20可以連接至插座基板14和插頭基板14中任何一個(gè)或兩者。對(duì)于插頭,插頭蓋18可以隨后接合至基板14。另一方面,對(duì)于較大的疊層高度,一個(gè)或多個(gè)墊片20可以連接至插頭基板14,以及插頭蓋18可以安裝至頂墊片20。對(duì)于插座13,插座蓋70可以接合至基板14。類似地,對(duì)于較大的疊層高度,一個(gè)或多個(gè)墊片20可以連接至插座基板14,以及插座蓋70可以隨后安裝至最頂上的墊片20。隨后插頭12和插座13可以借助連接插頭蓋18至插座蓋70而配合。如果需要,根據(jù)連接長(zhǎng)度,適配器110可以連接至插座13和插頭12,或者至兩個(gè)插頭或插座,以代替直接連接插座至插頭12。插頭基板14隨后連接至電路板或其它電部件,以及插座基板14同樣連接至電路板或其它電部件。
使用基板14,墊片20,蓋18、70和適配器110,可以組成組合的連接器,以適應(yīng)選擇的疊層高度。組合的連接器僅需要具有給定的疊層高度需要的這些部件。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是組合的連接器可以使用給定的部件建造成任何希望的疊層高度。對(duì)于每個(gè)疊層高度,不需要設(shè)計(jì)新型的連接器。這樣做簡(jiǎn)化了制造過(guò)程,因?yàn)楦鞣N部件可以制造用于組成各種連接器,以代替特定的部件用于不同高度的連接器。例如,公共的基板14可用于插頭和插座組件12、13兩者。此外,適配器110可以與公共的部件一起使用,包括插座蓋和插頭蓋,以及每個(gè)組件可以使用公共的墊片。
雖然本發(fā)明具有各種應(yīng)用,一種應(yīng)用是具有疊層高度在約10-35mm范圍內(nèi)的連接器,以及每個(gè)連接器具有數(shù)量約100至400單獨(dú)的觸點(diǎn)。本發(fā)明的連接器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是基板14內(nèi)間隙的菱形袋囊25。這樣保證了觸點(diǎn)緊密的封裝,以保持連接器的尺寸較小,而同時(shí)保持良好的信號(hào)和低的串音。菱形的袋囊25也保證了良好的觸點(diǎn)浸潤(rùn)或圍繞觸點(diǎn)末端整個(gè)周邊連接的釬料。如上所述,這樣保證了良好的電性能。
應(yīng)該理解,即使本發(fā)明的許多特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)已列于上述說(shuō)明中,并結(jié)合了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié),然而所公開(kāi)內(nèi)容僅是說(shuō)明性的,以及可以做出細(xì)節(jié)的改變,特別是關(guān)于部件的形狀、尺寸和排列,但這些改變應(yīng)在本發(fā)明的原則內(nèi),直至所附權(quán)利要求書表達(dá)的廣泛的一般意義術(shù)語(yǔ)指出的全部范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種組合的疊層連接器系統(tǒng),包括(a)插頭組件,它具有(a1)第一公共基板,它具有一組可熔化的元件,每個(gè)設(shè)置在第一公共基板內(nèi)限定的袋囊內(nèi);(a2)插頭觸點(diǎn)組件,它安裝在插頭組件內(nèi),具有一組插頭觸點(diǎn),每個(gè)插頭觸點(diǎn)具有一端,它固定至第一公共基板的一個(gè)袋囊內(nèi)的一個(gè)可熔化的元件;(a3)插頭蓋,它接合至第一公共基板;(b)插座組件,它與插頭組件配合,它具有(b1)第二公共基板,它具有一組可熔化的元件,每個(gè)設(shè)置在第二公共基板內(nèi)限定的袋囊內(nèi),以及在這里第一公共基板和第二公共基板實(shí)質(zhì)上是相同的;(b2)插座觸點(diǎn)組件,它安裝在插座組件內(nèi),具有一組插座觸點(diǎn),每個(gè)插座觸點(diǎn)具有一端,它固定至第二公共基板的一個(gè)袋囊內(nèi)的一個(gè)可熔化的元件;(b3)插座蓋,它接合至第二公共基板以及它與插頭蓋配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合的疊層連接器系統(tǒng),其特征在于,插頭組件還具有墊片,它安裝在插頭蓋和第一公共基板之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的組合的疊層連接器系統(tǒng),其特征在于,插座組件還具有墊片,它安裝在插座蓋和第二公共基板之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的組合的疊層連接器系統(tǒng),其特征在于,插頭組件還具有墊片,它安裝在插頭蓋和第一公共基板之間,以及插座組件還具有墊片,它安裝在插座蓋和第二公共基板之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的組合的疊層連接器系統(tǒng),其特征在于,第一和第二公共基板的袋囊設(shè)置成間隙的菱形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的組合的疊層連接器系統(tǒng),其特征在于,第一和第二公共基板的袋囊設(shè)置成間隙的菱形,以及第一和第二公共基板還具有凹口,它設(shè)置在每個(gè)袋囊上面,通過(guò)它觸點(diǎn)可以插入。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的組合的疊層連接器系統(tǒng),其特征在于,一組插頭和插座觸點(diǎn)設(shè)置為一列式條線形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的組合的疊層連接器系統(tǒng),其特征在于,一組插頭和插座觸點(diǎn)設(shè)置為條線I字梁形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的組合的疊層連接器系統(tǒng),它還具有適配器,它配合至插頭蓋和插座蓋。
10.一種將組合的疊層連接器系統(tǒng)制造至要求的疊層高度的方法,包括插入一組插頭觸點(diǎn)至第一公共基板,接合插頭蓋至第一公共基板,以及如果需要滿足希望的疊層高度,連接一個(gè)墊片在插頭基板和插頭蓋之間;插入一組插座觸點(diǎn)至第二公共基板;接合插座蓋至第二公共基板;以及接合插頭蓋至插座蓋,以及從而使一組插頭觸點(diǎn)與一組插座觸點(diǎn)進(jìn)入電連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法,其特征在于,每個(gè)可熔化元件具有釬料球。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法,其特征在于,插入一組插頭觸點(diǎn)還包括插入一組插頭觸點(diǎn)成為一列式條線形狀以及在這里插入一組插座觸點(diǎn)還包括插入插座觸點(diǎn)成為一列式條線形狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法,其特征在于,插入一組插頭觸點(diǎn)還包括插入一組插頭組件成為條線I字梁形狀以及在這里插入一組插座觸點(diǎn)還包括插入插座觸點(diǎn)成為條線I字梁形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的方法,其特征在于,第一和第二公共基板每個(gè)具有一組袋囊,它設(shè)置成間隙的菱形。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的方法,其特征在于,接合插頭蓋至第一公共基板包括插入一組凸片,它由第一公共基板延伸進(jìn)入插頭蓋內(nèi)的一組通道內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的方法,其特征在于,接合插座蓋至第二公共基板包括插入一組凸片,它由第二公共基板延伸進(jìn)入插頭蓋內(nèi)的一組通道內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求10的方法,其特征在于,接合插頭蓋至插座蓋包括插入插座蓋至插頭蓋的內(nèi)腔,形成干涉配合。
18.根據(jù)權(quán)利要求10的方法,其特征在于,接合插頭蓋至插座蓋包括插入一組插頭觸點(diǎn)通過(guò)插頭蓋內(nèi)的縫隙,進(jìn)入與相應(yīng)的插座觸點(diǎn)接觸。
19.一種組合的疊層連接器系統(tǒng),包括插頭組件和插座組件,它與插頭組件配合,插頭組件和插座組件每個(gè)具有基板,它具有一組凹口;一組菱形袋囊,設(shè)置成間隙的菱形以及在這里袋囊位于每個(gè)凹口的下面,從而使觸點(diǎn)可以延伸通過(guò)凹口之一進(jìn)入袋囊之一;一組凹口實(shí)質(zhì)上是矩形的,從而使觸點(diǎn)延伸通過(guò)凹口和進(jìn)入菱形袋囊,它可以接收圍繞延伸進(jìn)入袋囊的觸點(diǎn)的部分周邊的可熔化元件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的組合的疊層連接器系統(tǒng),其特征在于,它還具有插頭蓋,與插頭組件的基板接合,以及插座蓋,與插座組件的基板接合。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的組合的疊層連接器系統(tǒng),其特征在于,插頭組件還具有一組插頭觸點(diǎn),設(shè)置成為一列式條線形狀,以及插座組件還具有一組插座觸點(diǎn),設(shè)置成為一列式條線形狀。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的組合的疊層連接器系統(tǒng),其特征在于,插頭組件還具有一組插頭觸點(diǎn)組件,設(shè)置成為條線I字梁形狀,以及插座組件還具有一組插座觸點(diǎn)組件,設(shè)置成為條線I字梁形狀。
全文摘要
一種板疊層型球柵陣列(BGA)連接器用的組合板,它具有插頭、插座和如果需要的適配器。插頭和插座可以由相同的基板件制成,以適應(yīng)不同的疊層高度。如果需要較大的疊層高度,可以在插頭和插座內(nèi)使用墊片,以便適應(yīng)較大的選擇疊層高度。插頭和插座都具有帶有間隙的菱形凹口的基板,在凹口中設(shè)置釬料球,以及觸點(diǎn)的一端可以插入其中。插頭還可具有插頭蓋,它可以連接至基板,以及插座也可具有插座蓋,它配合在它的基板上。插頭可以具有插頭觸點(diǎn)組件,以及插座可以具有插座觸點(diǎn)組件。插頭和插座可以借助配合插頭蓋至插座蓋和插座觸點(diǎn)至插頭觸點(diǎn)而配合。如果希望較大的疊層高度,墊片可以連接至插頭或插座中任何一個(gè)或兩者的基板,以達(dá)到較大的疊層高度。
文檔編號(hào)H01R33/76GK1400688SQ02127300
公開(kāi)日2003年3月5日 申請(qǐng)日期2002年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月31日
發(fā)明者克雷格·W·克盧爾, 劉易斯·R·約翰遜, 道格拉斯·M·喬那斯庫(kù) 申請(qǐng)人:Fci公司