專利名稱：雙端的彈性微電子連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微型電連接器，尤其是被稱為BGA ( ball grid array, 球柵陣列)連接器的一類微電子連接器。
背景技術(shù)：
連接器被廣泛應(yīng)用于電子器件中，以對(duì)微電子器件進(jìn)行互連，所 述微電子器件例如集成電路(IC)、印刷電路板、系統(tǒng)板、底板和各種 類型的電纜。插座是一種連接器，其用于將電子器件上的端子連接到 印刷電路板或其它的電互連裝置上的觸頭上。連接器經(jīng)常是趨向于與 插頭陣列的陽(yáng)性元件接合的陰性元件的陣列。另外，插座在系統(tǒng)中通 常用于(a)測(cè)試電子設(shè)備的性能(一類插座類型，其開發(fā)以連接于 具有多種端子和配置的被測(cè)部件(DUT))，或者(b)高溫下對(duì)電子設(shè) 備的超負(fù)荷試驗(yàn)。電纜連接器是另一類型的連接器，其通常用于將電 纜上的端子陣列連接到一組并聯(lián)的電線或者其它導(dǎo)體上。底板連接器 和板間連接器是其它類型的連接器，其用于將一個(gè)印刷電路板上的端 子陣列連接于另一個(gè)印刷電路板上的相應(yīng)的端子陣列。
用于插接IC的一類連接器是專用的，并對(duì)電子行業(yè)非常重要。將
的插座，用于提高端子數(shù)量和面積密度。BGA插座在多個(gè)方向具有發(fā) 展。 一個(gè)類型涉及使用凸輪驅(qū)動(dòng)的彈簧鋼絲以與每個(gè)球的側(cè)面接觸。 彈簧插針或Pogc^插針適用于在BGA插座中使用，用于某些可接受高 的插座成本的應(yīng)用。
BGA插座可使用壓印成型彈簧，壓印成型彈簧支撐BGA的每個(gè) 球并提供對(duì)使彈簧連接器與配對(duì)球接觸所需的機(jī)械順從性的度量。壓 印成型彈簧的變體配置為使用兩個(gè)或多個(gè)成型彈簧握持每個(gè)球，從而 在機(jī)械地保持球的同時(shí)獲得積極的電接觸。機(jī)械地壓印成形的彈簧的微型化和密度受目前能力的限制而限于特定尺寸。盡管壓印成形彈簧
的制造工藝一直在提高，但是具有如此制造的接觸器的插座的密度仍 然因壓印成形微型彈簧的復(fù)雜性而受到限制。另外，壓印成形彈簧的 機(jī)械順從性在垂直于基片觸頭的垂直方向上通常較小。因?yàn)榇怪狈较?上具有小的機(jī)械順從性，所以微型的壓印成形彈簧不能夠適應(yīng)接觸器 支架相對(duì)于與之匹配的球的運(yùn)動(dòng)，從而使得振動(dòng)、機(jī)械沖回和力、彎 曲等會(huì)導(dǎo)致連接器從球的表面滑落。工業(yè)上眾所周知，兩個(gè)相互接觸 的元件之間反復(fù)的微小運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)或者形成微粒殘片，因而會(huì)導(dǎo) 致接觸的失敗。
BGA插座還具有接觸器，所述接觸器可與球的底部通過以下裝置 獲得電連接，所述裝置包括螺旋狀線圈、包裹有彈性橡膠的電線、 懸臂彈簧、光刻形成的板簧以及向配對(duì)球施加垂直力的其它接觸器。 垂直力對(duì)于在BGA的球和這種接觸器之間獲得良好的連接是必須的， 并且該接觸器對(duì)于含有大量球或凸塊的BGA的封裝具有重要意義。例 如用于BGA插座(其向1200個(gè)接觸凸塊施加垂直力)的夾持力高 達(dá)30千克，以便與每個(gè)接觸凸塊獲得充足的接觸。隨著接觸凸塊的數(shù) 量增加到上千，通過垂直方向施加力以獲得接觸的BGA插座所需的夾 持力為了 一個(gè)日益重要的問題。
電子器件速度和密度的提升對(duì)連接器提出了額外的要求。特別是， 電子系統(tǒng)的線路密度的不斷增加要求由單位面積上接觸器數(shù)量決定的 連接器密度也相應(yīng)地增加。另外，在更高頻率和時(shí)鐘速度下，連接器 的尺寸和自感應(yīng)系數(shù)也變成了對(duì)系統(tǒng)性能的重要限制。除了低的自感 應(yīng)系數(shù)外，未來電子系統(tǒng)還要求電阻控制和屏蔽的提升。
綜上所述，盡管現(xiàn)在已有許多可利用的連接器技術(shù)，但是仍然需 要一種連接器滿足前面提到的一項(xiàng)或多項(xiàng)需求，比如尺寸更小、密度 更高、性能更好。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的球柵陣列連接器包括直徑小于1毫米的圓柱球插頭 和插座，更具體地，該直徑約為0.5毫米。這些插座和插頭通常位于中心間距小于2毫米的陣列中。用于電連接器的球柵陣列連接器是圓 筒，其中，該圓筒的直徑小于lmm且通常大約為0.5mm，并具有厚度 大約為0.005mm的壁以及兩個(gè)端，每個(gè)端具有從該端成螺旋形地沿著 圓筒延伸的多個(gè)狹槽(通常為4個(gè))，以使圓筒的壁可擴(kuò)張且圓筒可縮 短和伸長(zhǎng)，每個(gè)狹槽都具有接近但不位于口端的切口 ，所述切口構(gòu)成 了穿過狹槽的定位槽，使得當(dāng)在口端插入直徑大于圓筒的內(nèi)徑的球時(shí)， 該定位槽能捕獲并夾持該球。以類似的方法構(gòu)造相對(duì)的一端，以使狹 槽被間隔地排列，以定義緊湊的結(jié)構(gòu)，從而在每一端容納球，并進(jìn)一 步增強(qiáng)模擬巻簧的圓筒的縱向彈力。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的八狹槽的雙端有彈性的連接器的透視圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的連接器的前視圖，其左視圖、右視圖和后視 圖都是相同的；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的連接器的底視圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的連接器的頂視圖5是根據(jù)本發(fā)明的連接器的側(cè)視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明插入的 球端子連接器的實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
參考圖l到圖5，用于電連接的球柵陣列連接器IO是圓筒12，其 中，圓筒12的直徑小于lmm且通常大約為0.5mm，其具有厚度大約 為0.005mm的壁14，以及從口 20、 120成螺旋形地沿著圓筒12延伸 的多個(gè)狹槽15-18、 115-118 (通常為8個(gè)，《旦可更多或更少)，因此， 圓筒的壁14可在狹槽15-18之間、115-118之間擴(kuò)張，且沿著圓筒12 的縱向軸有彈性地縮短和伸長(zhǎng)，當(dāng)連接器10在陣列中時(shí)，允許其更簡(jiǎn) 單地適應(yīng)長(zhǎng)度變化。
根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)狹槽15-18、 115-118具有接近但不位于口 20、 120的切口 21-24、 121-124 (如圖所示)。所述切口 (例如22、 23或 122、 123)成對(duì)地構(gòu)成了穿過狹槽16、 116的定位槽，以捕獲并夾持球26、 26'(圖5)。當(dāng)在口 20、 120所在的端插入球26、 26'時(shí)，球的 直徑必須大于圓筒12的內(nèi)徑。在操作中，將球26、 26'插入口 20、 120，造成圓筒12的壁擴(kuò)張， 直到球26、 26'遇到例如由切口 22、 23、 122、 123構(gòu)成的定位槽。圓 筒12在壓力的作用下可像巻簧一樣縮短。然后球26、 26'靜止在定位 槽中。在每個(gè)切口22、 23和122、 123內(nèi)側(cè)的脊和邊30、 31和130、 131是鋒利的，因此與球26、 26'接合，可能地，在球26、 26'上進(jìn)行 挖鑿，以在發(fā)生表面侵蝕或腐蝕的情況下減少電阻抗并增強(qiáng)電導(dǎo)率。導(dǎo)電圓筒12的壁(金屬或合金)的固有彈力產(chǎn)生了足夠的向內(nèi)定 向的力，以將球26、 26'牢固地夾持在圓筒12內(nèi)，直到與之抵消的回 撤力釋放球26。當(dāng)回撤力作用到球26、 26'時(shí)，螺旋狀的狹槽允許圓 筒12伸長(zhǎng)，使定位槽對(duì)球26、 26'作用更大的保持力。通過和球26、 26'之間的機(jī)械連接(未示出)，該向內(nèi)定向的力很可能受到影響。當(dāng) 有足夠的回撤力時(shí)，定位槽及其相關(guān)的螺旋狀的狹槽釋放球26、 26'。本發(fā)明是參考具體實(shí)施方式
來說明的。其它實(shí)施方式對(duì)本領(lǐng)域的 技術(shù)人員來說也是顯而易見的。因此本發(fā)明不局限于實(shí)施方式，而是 由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種用于電路的球柵陣列連接器，其特征在于，包括直徑小于1mm且具有第一口端和第二口端的圓筒；以及多個(gè)狹槽，從所述第一口端和所述第二口端成螺旋形地且間隔地沿著所述圓筒延伸，以使所述圓筒的壁能夠擴(kuò)張，每個(gè)狹槽具有接近但不位于所述口端上的切口，所述切口構(gòu)成穿過所述狹槽的定位槽，以使得當(dāng)在所述口端插入直徑大于所述圓筒的內(nèi)徑的球時(shí)，所述定位槽能捕獲并夾持所述球。
專利摘要微電子球柵陣列連接器包括直徑小于1mm的圓筒，該圓筒具有從所述口端成螺旋形地沿著所述圓筒延伸的多個(gè)狹槽，所以所述圓筒的壁可擴(kuò)張且圓筒可縮短和伸長(zhǎng)，每個(gè)狹槽具有接近但不位于口端的切口，所述切口構(gòu)成穿過所述狹槽的定位槽，當(dāng)在口端插入直徑大于所述圓筒的內(nèi)徑的球時(shí)，所述定位槽能捕獲并夾持所述球。反向端以類似的方法構(gòu)造，所以為了在各端接收球，狹槽被間隔地排列以定義緊湊的結(jié)構(gòu)并進(jìn)一步增強(qiáng)了模擬卷簧的圓筒的縱向彈力。
文檔編號(hào)H01R13/629GK201294304SQ20082013106
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者托馬斯·H·蒂斯特法諾 申請(qǐng)人:森蒂彼得系統(tǒng)有限公司