專利名稱：具有抗過應(yīng)力柱的彈性導(dǎo)電觸點(diǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有彈性導(dǎo)電觸點(diǎn)的電連接器，該觸點(diǎn)在導(dǎo)電接觸墊的相對(duì)陣列之間提供導(dǎo)電互連。
背景技術(shù)：
采用彈性導(dǎo)電元件的互連裝置是公知的。美國專利US6056577披露了這樣一種互連裝置。在這種互連裝置中，彈性導(dǎo)電元件以預(yù)定的網(wǎng)格陣列設(shè)置在基底的孔中，且組件位于相鄰的印刷電路板之間，使得在相對(duì)板上的導(dǎo)電墊之間實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電接觸。
在板與裝置互連應(yīng)用中，如板與焊盤柵陣列(LGA)裝置或者板與球柵陣列(BGA)裝置的互連應(yīng)用中，關(guān)鍵在保持各個(gè)柱狀觸點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，同時(shí)避免由于對(duì)連接器的觸點(diǎn)施加軸向壓力導(dǎo)致的導(dǎo)電元件的變形。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要一種具有導(dǎo)電彈性柱狀觸點(diǎn)的連接器，為了保持觸點(diǎn)以預(yù)定的陣列圖形進(jìn)行精確對(duì)準(zhǔn)而能夠防止觸點(diǎn)過應(yīng)力。
本發(fā)明是一種電連接器，包括絕緣基底，該絕緣基底具有相對(duì)的第一表面和第二表面，該基底具有貫穿該基底的多個(gè)第一通孔以及多個(gè)導(dǎo)電彈性觸點(diǎn)，所述導(dǎo)電彈性觸點(diǎn)分別安裝在多個(gè)第一通孔中的相應(yīng)通孔中，每個(gè)所述的導(dǎo)電彈性觸點(diǎn)具有相對(duì)的第一端部表面和第二端部表面，第一、第二端部表面分別距離分別所述第一、第二基底表面第一距離和第二距離。所述基底還具有貫穿該基底的多個(gè)第二通孔以及多個(gè)不導(dǎo)電的止動(dòng)件，所述止動(dòng)件分別安裝在多個(gè)第二通孔中的相應(yīng)通孔中，每個(gè)所述不導(dǎo)電的止動(dòng)件具有相對(duì)的第一端部表面和第二端部表面，所述止動(dòng)件的第一、第二端部表面分別距離相對(duì)的第一、第二基底表面第三距離和第四距離，其中所述第三距離小于所述第一距離，所述第四距離小于所述第二距離，所述止動(dòng)件和相鄰的導(dǎo)電彈性觸點(diǎn)是有間隔的。


現(xiàn)在，將參照附圖以舉例的方式對(duì)本發(fā)明加以說明。其中，圖1是根據(jù)本發(fā)明電連接器的透視圖；圖2是圖1連接器中觸點(diǎn)組件的局部放大透視圖；圖3是圖1連接器中局部放大的俯視圖；圖4是沿圖3中的線4-4的剖視圖；圖5是圖1連接器的局部放大透視圖；圖6A是本發(fā)明連接器的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖6B是圖6A中的絕緣基底的側(cè)面剖視圖，不包括觸點(diǎn)和止動(dòng)件；圖6C是圖6A中的連接器的側(cè)面剖視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明公開了一種用于板與板或者板和裝置電氣互連的連接器以及制造這種連接器的方法。參考圖1-5，該連接器10包括一個(gè)絕緣基底12，例如聚酰亞胺板(如KaptonTM)，和多個(gè)保持在基底12上的導(dǎo)電彈性柱狀觸點(diǎn)14。柱狀觸點(diǎn)14和基底12形成接觸組件16，隨后將會(huì)對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)討論。連接器10包括基本上為圓柱形的絕緣支持柱18，其環(huán)繞并頂住柱狀觸點(diǎn)14。另外，連接器10還包括絕緣中間柱20。每個(gè)中間柱20布置成鄰接被選擇出的一個(gè)或多個(gè)支持柱18的組。每個(gè)支持柱18環(huán)繞著單個(gè)的彈性柱狀觸點(diǎn)14，為各個(gè)觸點(diǎn)提供機(jī)械支持。絕緣橋22在每個(gè)中間柱20和在各個(gè)選出的支持柱18的組中的至少一個(gè)鄰接的支持柱18之間延伸。絕緣橋22是模具中通道的副產(chǎn)品，該模具允許通過位于中間柱20相應(yīng)位置的端口注入液體絕緣元件來成型支持柱18。被注入的絕緣材料經(jīng)過通道流進(jìn)模制區(qū)域，并存留在通道中，其中該模制區(qū)域限定出中間柱、支持柱和橋，該通道在絕緣材料固化后限定出橋。
柱狀觸點(diǎn)14以預(yù)定的陣列保持在基底12。在一個(gè)實(shí)施例中，支持柱18、中間柱20和橋22由硅樹脂等絕緣聚合物模制成型為整體結(jié)構(gòu)。
絕緣基底12包括設(shè)置成相應(yīng)的第一和第二通孔陣列的多個(gè)第一和第二通孔。除了陣列邊緣的孔，第二陣列中的每一個(gè)孔由第一孔陣列圍繞?；椎某叽缈梢愿鶕?jù)的應(yīng)用而不同。例如，定位通孔可以提供在位于多個(gè)第一和第二通孔的外側(cè)的基底12上。通過以預(yù)定的陣列模制成型導(dǎo)電彈性觸點(diǎn)14而形成觸點(diǎn)組件16，使得觸點(diǎn)14延伸通過上述多個(gè)第一通孔選出的一些孔并且被限制在基底12之內(nèi)。導(dǎo)電彈性觸點(diǎn)14可以通過現(xiàn)有技術(shù)中的任何工藝制成。在示出的實(shí)施例中，從基底12延伸的部分柱狀觸點(diǎn)14是截錐體的形式，其具有鄰接基底12的截錐體的最大直徑。但是應(yīng)該理解，任何合適的柱體形狀都可以用在柱狀觸點(diǎn)14上。
在第一模制成型操作中，基底12被插入第一模具中，導(dǎo)電彈性材料被注入該模具以便形成多個(gè)一體的柱狀觸點(diǎn)14，這樣，柱狀觸點(diǎn)14沿著基底12的任一例延伸。觸點(diǎn)14鄰接基底12的位置處的直徑比基底12中相應(yīng)的用來穿過該柱狀觸點(diǎn)14的通孔的直徑大。因此，在導(dǎo)電彈性材料固化形成導(dǎo)電觸點(diǎn)14后，觸點(diǎn)14從基底的相對(duì)兩側(cè)向外延伸，并且被限制在基底12中。基底14上的多個(gè)第一通孔可以以第一預(yù)定柵制備，可以模制柱狀觸點(diǎn)14以制成具有柱狀觸點(diǎn)14的觸點(diǎn)組件16，該柱狀觸點(diǎn)14以預(yù)定的柵限制在基底中。
在第二模制成型操作中，由絕緣橋22連接的絕緣支持柱18和絕緣中間柱20可以形成整體結(jié)構(gòu)。在第二模制成型操作中，觸點(diǎn)組件16在模具中定位，并且將絕緣聚合物注入到模具中的中間柱的位置，形成作為單一整體結(jié)構(gòu)的支持柱18、中間柱20和橋22。中間柱20延伸貫穿從基底12上的多個(gè)第二通孔中選出的一些通孔。
支持柱18基本上有一個(gè)圓柱形的外表面，如上述所述，支持柱環(huán)繞并靠著相應(yīng)的柱狀觸點(diǎn)14。在所述的實(shí)施例中，除絕緣橋之外，支持柱18和中間柱基本上是自由站立的圓柱形柱狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)然其他的截面形狀也是可以的。觸點(diǎn)14具有相對(duì)的端部表面24，這些端部表面稍微突出于相應(yīng)的支持柱18的端部表面。當(dāng)連接器10安裝在兩個(gè)印刷電路板之間或在一個(gè)印刷電路板和一個(gè)BGA或LGA裝置之間然后受到軸向壓力時(shí)，支持柱18為導(dǎo)電柱狀觸點(diǎn)14提供支持并抵抗觸點(diǎn)14的變形。
為了進(jìn)一步抵抗觸點(diǎn)14的變形，中間柱20形成在支持柱18的組和相應(yīng)的觸點(diǎn)14之間。中間柱20的相對(duì)端部基本上是平的并作為止動(dòng)件，該止動(dòng)件響應(yīng)于施加在柱狀觸點(diǎn)14和支持柱18上過大的軸向壓力而抵抗連接器的壓力。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)中間柱的外表面20至少有一部分和臨近的支持柱18的外表面等距離間隔分開?？梢圆捎萌魏涡枰獢?shù)量的中間柱20并可以在支持柱18陣列之間散布這些中間柱。
中間柱20延伸高于或低于基底的相對(duì)側(cè)面并貫穿從基底上的多個(gè)第二通孔中選出的一些通孔。中間柱20具有基本平坦的相對(duì)端部表面28，其與相應(yīng)的基底12表面隔開第一預(yù)定間隔，支持柱18具有相對(duì)端部表面26，其與基底表面隔開第二預(yù)定間隔。在現(xiàn)在披露的實(shí)施例中，第一預(yù)定間隔小于第二預(yù)定間隔。據(jù)此，中間柱20作為止動(dòng)法蘭，其可以有效地限制柱狀觸點(diǎn)14和支持柱18的垂直壓力，這可能發(fā)生在可應(yīng)用的印刷電路板表面、LGA或者BGA裝置的底面露出在中間柱20的端部表面28之前。
雖然柱狀觸點(diǎn)14的端部表面表示為基本是平的，但是端部表面可以是半球形、圓錐形或者其他合適的形狀以便嚙合配對(duì)的觸點(diǎn)墊。
在圖6A-6C中描述本發(fā)明的又一實(shí)施例。連接器40包括一個(gè)絕緣基底42，例如聚酰亞胺板，和多個(gè)保持在開口46中的導(dǎo)電彈性柱狀觸點(diǎn)44，開口46以預(yù)定的陣列設(shè)置在基底42中(見附圖6B)。柱狀觸點(diǎn)44包括環(huán)繞著觸點(diǎn)44的周圍的圓形的凹槽48(見附圖6C)，該凹槽的尺寸設(shè)定成將基底卡在凹槽48的相對(duì)肩之間。觸點(diǎn)44具有相對(duì)的端部54a、54b，其限定觸點(diǎn)高度52。每個(gè)觸點(diǎn)44的一個(gè)端部54a超出基底42的第一表面42a第一高度58a而延伸，相對(duì)的觸點(diǎn)的端部54b低于基底42的相對(duì)的表面42b第二高度58b而延伸，在所示的實(shí)施例中，第二高度58b等于第一高度58a。但是應(yīng)該意識(shí)到，第一高度58a和第二高度58b不需要相等。從基底42延伸出來部分柱狀觸點(diǎn)44可以是截錐體、近似圓柱，或者其他合適的形狀。
基底42進(jìn)一步包括多個(gè)第二通孔60(見附圖6B)，其選擇性地形成在由觸點(diǎn)44的多個(gè)第一通孔46形成的陣列中。如附圖6C所示，絕緣聚合體柱或者止動(dòng)件62安裝在多個(gè)第二通孔60中。止動(dòng)件62和柱狀觸點(diǎn)44間隔開。當(dāng)連接器40布置在相對(duì)的觸點(diǎn)表面之間時(shí)，聚合體止動(dòng)件62限制觸點(diǎn)44壓縮。更具體地，每個(gè)聚合體止動(dòng)件62具有環(huán)繞著止動(dòng)件62圓周的凹槽64。制動(dòng)件62將基底42卡在凹槽64的相對(duì)突起之間，以便牢固地將止動(dòng)件62安裝在貫穿基底42的通孔60中。
聚合體止動(dòng)件62可以由硅樹脂或者其他任何合適的絕緣材料制造。此外，在某些應(yīng)用中，優(yōu)選的是采用導(dǎo)電材料制造止動(dòng)件。從基底42延伸出的聚合體止動(dòng)件部分可以是截錐體、近似圓柱，或者其他合適的形狀。
聚合體止動(dòng)件62超出絕緣基底第一表面42a高度68a而延伸，該高度68a小于第一高度58a，聚合體止動(dòng)件62低于第二表面42b高度68b而延伸，該高度68b小于第二高度58b。這樣，當(dāng)連接器40被放置在安裝位置時(shí)并被其上安裝有導(dǎo)電觸點(diǎn)表面壓縮時(shí)，壓縮導(dǎo)電彈性觸點(diǎn)直到聚合體止動(dòng)件62限制對(duì)觸點(diǎn)44的進(jìn)一步壓縮。以這種方式，可以實(shí)現(xiàn)期望的壓縮程度同時(shí)避免了柱狀觸點(diǎn)的過應(yīng)力。
如附圖6A描述的實(shí)施例中，止動(dòng)件62安置在柱狀觸點(diǎn)44陣列之中。但是應(yīng)該注意到，一些或者全部的止動(dòng)件62可位于柱狀觸點(diǎn)陣列的周圍之外。當(dāng)止動(dòng)機(jī)構(gòu)62位于柱狀觸點(diǎn)44陣列的外圍時(shí)，除了上述的止動(dòng)件形狀外，也可以采用矩形形狀的止動(dòng)件。
權(quán)利要求
1.一種電連接器，包括絕緣基底，該絕緣基底具有相對(duì)的第一表面和第二表面，該基底具有貫穿該基底的多個(gè)第一通孔以及多個(gè)導(dǎo)電彈性觸點(diǎn)，所述導(dǎo)電彈性觸點(diǎn)分別安裝在多個(gè)第一通孔中的相應(yīng)通孔中，每個(gè)所述的導(dǎo)電彈性觸點(diǎn)具有相對(duì)的第一端部表面和第二端部表面，第一、第二端部表面分別距離分別所述第一、第二基底表面第一距離和第二距離，其特征在于所述基底具有貫穿該基底的多個(gè)第二通孔以及多個(gè)不導(dǎo)電的止動(dòng)件，所述止動(dòng)件分別安裝在多個(gè)第二通孔中的相應(yīng)通孔中，每個(gè)所述不導(dǎo)電的止動(dòng)件具有相對(duì)的第一端部表面和第二端部表面，所述止動(dòng)件的第一、第二端部表面分別距離相對(duì)的第一、第二基底表面第三距離和第四距離，其中所述第三距離小于所述第一距離，所述第四距離小于所述第二距離，所述止動(dòng)件和相鄰的導(dǎo)電彈性觸點(diǎn)是有間隔的。
2.如權(quán)利要求1所述的電連接器，其中，第一距離和第二距離相等，第三距離和第四距離相等。
全文摘要
一種電連接器(40)，包括具有相對(duì)的第一表面和第二表面(42a，42b)的絕緣基底(42)。該基底具有貫穿該基底的多個(gè)第一通孔(46)以及多個(gè)導(dǎo)電彈性觸點(diǎn)。導(dǎo)電彈性觸點(diǎn)分別安裝在相應(yīng)的第一通孔中。每個(gè)導(dǎo)電觸點(diǎn)具有相對(duì)的第一端部表面和第二端部表面(54a，54b)，分別距離第一、第二基底表面第一距離和第二距離。該基底具有貫穿該基底的多個(gè)第二通孔(60)以及多個(gè)不導(dǎo)電的止動(dòng)件(62)。止動(dòng)件分別安裝在相應(yīng)的第二通孔中。每個(gè)止動(dòng)件具有相對(duì)的第一端部表面和第二端部表面，分別距離第一、第二基底表面第三距離和第四距離。第三距離小于第一距離，第四距離小于第二距離。每個(gè)止動(dòng)機(jī)構(gòu)和相鄰的導(dǎo)電彈性觸點(diǎn)是有間隔的。
文檔編號(hào)H01R12/71GK1610189SQ20041010051
公開日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月16日
發(fā)明者斯蒂芬·D·德爾普里特, 史蒂文·韋克菲爾德, 彼得·D·韋彭斯基 申請(qǐng)人:蒂科電子公司