專利名稱：表面安裝連接器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電連接器領域。更具體的，本發(fā)明涉及一種表面安裝連接器，例如焊球 網(wǎng)格陣列連接器(BGA連接器)，其特征為允許空氣在連接器中流通。
背景技術：
表面安裝連接器，例如BGA連接器，通常包括安裝在殼體中的多個導電觸頭。每個 導電元件具有連接于其尾部的焊球。焊球共同構成焊球網(wǎng)格陣列。焊球用來在連接器和基板(例如其上安裝連接器的印刷電路板(PCB))之間形成 機電連接。通過加熱焊球使其達到熔點將連接器安裝到基板上。隨后，熔化后的焊球冷卻 并再次硬化從而在連接器和基板之間形成焊接連接?？蓪⑦B接器和基板置于一對流式回流爐內對焊球進行加熱。對流式回流爐直接對 連接器上方的空氣進行加熱。通過傳導與對流相結合的熱傳輸方式，熱量直接或間接地傳 輸?shù)胶盖蛏?。在整個焊球網(wǎng)格陣列中，熱量傳輸?shù)礁鱾€焊球的速度通常是不同的。特別地，加熱 后的空氣首先接觸連接器的最外表面以及焊球網(wǎng)格陣列中最外側的焊球，也就是位于靠近 焊球網(wǎng)格陣列外周處的焊球。因此，最外側的焊球比最內側(即位于中心處)的焊球會接 收到更多的熱量。通過降低連接器和電路基板通過對流式回流爐的速度的方法，即增加連接器和基 板在對流式回流爐停留的時間，便可以對連接器的最內側部分施加足夠多的熱量以熔化位 于中心的焊球。但這種方法降低了對流式回流爐的工作效率，即，使對流式回流爐在單位時 間內處理的連接器和基板對的數(shù)量減少。另一種方法就是提高對流式回流爐內空氣的加熱溫度。然而，這種方法可能導致 連接器、基板或其組件產(chǎn)生難以預料的損壞。

發(fā)明內容
為了解決表面安裝連接器中諸如焊球等可熔元件的加熱不均問題，本發(fā)明的電連 接器具有導熱通道，和與導熱通道流體連通的其他通道。通常，本發(fā)明一方面是指將連接器 的中心部更多地暴露到⑴回流過程的熱空氣中；和⑵周圍的氣流中以便促進操作中對 連接器的冷卻。在一優(yōu)選實施例中，電連接器包括具有主體的殼體，所述主體形成有穿過其中的 觸頭接納孔、以及沿著與所述觸頭接納孔大致相同方向穿過其中的導熱孔，所述導熱孔促 進空氣流通過所述主體。在一優(yōu)選的實施例中，安裝于電路基板上的電連接器包含多個嵌件成型的引線框 架組件(insert-molded leadframe assemblies, IMLA)，每個組件包括框架和安裝在所述 框架上的多個導電觸頭。連接器還包括具有主體的殼體，所述主體包括當連接器安裝到基 板上時面向基板的第一面，以及第二面。主體具有形成在其中的多個在第一面和第二面之間延伸用于接納觸頭的第一孔，以及形成在其中的多個在第一面和第二面之間延伸的第二 孔。IMLA緊固于殼體上，使得殼體的第一面和相鄰的IMLA限定鄰接于所述多個第二 孔的通路。在另一個優(yōu)選的實施例中，電連接器包括第一導電觸頭線性陣列和第二導電觸頭 線性陣列；多個可熔元件，每個所述可熔元件與對應的一個觸頭相連；以及具有主體的殼 體。所述主體具有形成在其中的第一線性陣列的孔和第二線性陣列的孔，用于接納相應的 第一觸頭線性陣列和第二觸頭線性陣列，以及位于第一線性陣列的孔和第二線性陣列的孔 之間的第三線性陣列的孔，用于允許氣流流通過主體。


通過閱讀下文對具體實施方式
的描述并結合

，將有助于上文所述的發(fā)明 內容的理解。為了更好的描述本發(fā)明，附圖示出的是一目前優(yōu)選的實施例。然而本發(fā)明并 不限于附圖中公開的具體手段。在附圖中圖1是一個BGA類型的表面安裝連接器的優(yōu)選實施例的俯視圖；圖2是圖1中所示的BGA類型連接器的側視圖；圖3是圖1和圖2中所示的BGA類型連接器安裝于基板上的側視圖；圖4是圖1-3中所示BGA類型連接器的仰視圖；圖中未顯示連接器薄板；圖5是圖1-4中所示的BGA類型連接器的IMLA的透視圖。
具體實施例方式各附圖示出了 BGA類型連接器10的一優(yōu)選實施方式。各附圖都采用一相同的坐 標系20。如圖3所示，連接器10可安裝于基板11上。該連接器10包括殼體12，以及與所 述殼體10機械耦接的多個IMLA 14。每個IMLA 14包括導電觸頭16。每個IMLA 14還包括包覆成型(overmold)的框 架18用于接納觸頭16，使得每個IMLA 14的觸頭16形成一個線性陣列。如圖5所示，框架 18由例如塑料等合適的電絕緣材料制成。而連接器10又承載IMLA 14。根據(jù)所需的觸頭 密度，可應用任何數(shù)量的IMLA 14或者導電觸頭16。如圖5所示，每一觸頭16具有配合部28。觸頭16例如可以是柔性的雙柱配合觸 頭，其中配合部28包括兩個接觸柱30。當連接器10與另一連接器或電裝置耦接時，每個觸 頭16的接觸柱30能夠接納另一連接器或電裝置的互補接觸柱(圖中未示出)。每個觸頭16還包括鄰接配合部28的中間部32，和鄰接中間部32的尾部34。每個 IMLA 14的框架18被圍繞相應觸頭16的中間部32或其它適合部分成型。位于每個IMLA 14的相對端的觸頭16每個可包括翼片38，下文將介紹其用途。作為可選的實施方式，觸頭16可采用其他結構。例如，作為備選方案，觸頭可以 包括具有兩個彈性梁的尾部。該類型的觸頭在2004年12月23日申請的美國專利申請No 11/022，137中進行了描述，上述美國專利申請中的每一個內容整體結合在此作為參考。連接器10優(yōu)選地包括多個焊球40形式的可熔元件，以及薄板41。各焊球40附著 于相應的觸頭16的尾部34。如圖4所示，焊球40共同組成了連接器10下部的焊球網(wǎng)格陣列42。如圖2和3所示，薄板41設置于焊球網(wǎng)格陣列42和IMLA 14的框架18之間。薄 板41上具有多個孔和可選的插口，每個孔對應于一個可選的插口。每個觸頭16的尾部34 通過對應的孔穿過薄板41。使用時，在第一回流操作中，各插口接納對應的焊球40的一部 分。插口有利于焊球40相對于觸頭16的尾部34定位。如下文所述，當連接器10被安裝 在基板11上時，焊球40在第二回流操作中熔化以在連接器10和基板11之間形成焊接連 接92。結合圖2、3中所示的參考方向，同時使用如“之上”，“之下”，“上部”，“下部”等指示 方向的詞語。這些詞語只作舉例說明使用，除非特別說明，否則不應視為對本發(fā)明的限制。殼體12包括主體50，主體50具有上部表面，或叫配合面52，和下部表面，或叫安 裝面54。配合面52和安裝面54分別較好的展示在了圖1和4中。主體50還包括鄰接配 合面52和安裝面54各自外側邊緣的側部56。如圖1所示，主體50上具有多個觸頭接納孔70。觸頭接納孔70在配合面52和安 裝面54之間延伸，每個觸頭接納孔70接納對應的一個觸頭16的配合部28。觸頭接納孔 70的排列方式為與由各IMLA 14組成的觸頭16的線性陣列相匹配。如圖1-3所示，殼體12還包括多個保持支腳60。保持支腳60從兩相對的側部56 向下延伸。每個保持支腳60內部具有槽62。相對的每對保持支腳60保持對應的一個IMLA 14。特別的，每個保持支腳60中的 槽62接納一個IMLA 14的最外側觸頭16上的一個對應翼片38。翼片38和槽62的尺寸被 設置成使每個翼片38和對應的槽62密配合，以此將最外側觸頭16以及其余對應的IMLA 14固定到殼體12上。如圖2-4所示，相鄰的保持支腳60之間具有一定的間隔。每個IMLA 14的框架18 的寬度，或“X”方向上的尺寸，近似等于保持支腳60的寬度，或“X”方向上的尺寸。所述的 保持支腳60的間隔使得相鄰的IMLA 14的框架18之間具有對應的間隔。間隔結構在相鄰 框架18之間形成了孔隙或通路72。每個通路72由相鄰的框架68以及安裝面54的相鄰部 分限定。通路72在與框架18大致相同的方向上延伸，即通路72大致沿“y”方向延伸。如下文所述，當焊球40熔化以在連接器10和基板11之間形成焊接連接92時，通 路72可以促進空氣流通以利于加熱焊球40。因此，每個通路72的寬度，或者“X”方向上的 尺寸應足夠大以促進空氣流過。在連接器10中，每個通路72的寬度近似等于保持支腳60 和框架18的寬度的一半。應當注意的是，這里特殊的尺寸關系僅用于舉例說明。其他的尺 寸關系同樣適用。例如，通道72的寬度可以根據(jù)需要的觸頭密度增加或者減少。如圖1和4所示，主體50上形成有多個導熱孔88。導熱孔88在配合面52和安裝 面54之間延伸。如下文所述，在焊球40熔化以在連接器10和基板11之間形成焊接連接 92時，導熱孔88可以促進空氣流通以利于加熱焊球40。優(yōu)選地可將一排導熱孔88設置在兩排相鄰的觸頭接納孔70之間。每個導熱孔88 的底部與相對應的通路72流體連通。盡管優(yōu)選地設置有五排或者更多排的導熱孔88，但每 排導熱孔88上孔的數(shù)量可以為任意多個。導熱孔70優(yōu)選地為矩形，但也可以采用其他形 狀。如上文所述，當連接器10被安裝到基板11時，焊球40在回流操作中熔化以形成
5連接器10和基板11之間的焊接連接92。特別地，連接器10優(yōu)選地置于基板11上，以使每 個焊球與基板11上的導電觸頭墊90基本對準。然后，連接器10和基板11被諸如熱空氣 等熱激介質(thermally-excited medium)加熱。對焊球40的加熱最終使得焊球40熔化并在對應的每對觸頭16和焊接墊90之間 形成焊接連接92。焊接連接92如圖3所示。允許由焊球40得到的液態(tài)焊料在連接器10和基板11離爐后冷卻。一旦冷卻，液 態(tài)焊料便固化成為焊接連接92。焊接連接92將連接器10與基板11上的觸頭墊90機電耦
接在一起。導熱孔88和通路72增加了對焊球40的熱傳輸速度。特別的，如上文所述，導熱 孔88鄰接通路72。因此，導熱孔88和通路72為熱空氣流過連接器10提供了流體通道。一旦進入通路72，一些熱空氣可以通過在薄板41中形成的附加孔(例如在觸頭 端/焊球端的行和列之間)到達焊球40，加快了對焊球40的熱傳輸速度。此外，在包括通 路72的連接器10的結構中還會出現(xiàn)對流熱傳輸。例如，熱空氣可以加熱IMLA 14中的框 架18。從框架18至對應的觸頭16和焊球40的對流熱傳輸可進一步加熱焊球40。因此，導熱孔88和通路72可以增加到焊球40的熱傳輸速度，特別是可以增加到 焊球網(wǎng)格陣列42的最內側位置，即，位于中心的焊球40的熱傳輸速度。因此，導熱孔88和 通路72有助于明顯減少和消除在回流過程中出現(xiàn)的、觸頭16的最外側溫度和最內側溫度 不一致的情況。因此，導熱孔88和通路72使得不必將連接器10和電路基板11在爐內進行過高溫 度或者過長時間的加熱，仍然能夠保證內部焊球40得到充分的加熱。另外，導熱孔88和通路 72能夠使焊接連接92更均勻、完整和可靠。另外，熱氣流使得更容易將已經(jīng)焊接到基板上的 連接器移除。對于已經(jīng)焊接到基板上連接器而言，其底部與基板的表面之間具有較小的間隙。 這將使得加熱BGA圖案上的內部點處的焊接連接更加困難。本發(fā)明正是有助于解決該問題。導熱孔88和通路72可以與其他技術同時使用以加熱焊球。例如，連接器10，以及 在與此有關的其他實施方式中，可以安裝到一個帽上，有關帽的描述參見2003年1月10日 申請的美國專利申請(No. 10340, 279)，上述美國專利申請中的每一個內容整體結合在此作 為參考。本發(fā)明還可通過阻塞導熱孔88和通路72的方法來延遲焊球40的熔化。此外，在操作時，導熱孔88和通路72促進連接器10周圍的空氣循環(huán)，以利于冷卻 連接器10。應當理解，前述的描述僅僅用于解釋的目的，并非被解釋作為對本發(fā)明的限制。在 此所使用的詞語是用于說明和解釋的詞語，而不是用于限制的詞語。另外，雖然在此參考特 定結構、材料和/或實施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不應被限制為所公開的實施方式。相 反，本發(fā)明應擴展到所有功能上等效的結構、方法和使用，例如在所附權力要求的范圍內。 本領域普通技術人員在具有本說明書的教導之后，可以對此做出各種改型，并且沒有偏離 本發(fā)明的在這方面的范圍和精神的情況下可以做出各種改變。例如，在另一可選的實施方式中，連接器10可以不具有通道72或者導熱孔88。換 句話說，在可選實施方式中可以包括通路72而不具有導熱孔88。其他可選實施方式可以包 括導熱孔88而不包括通路72。甚至，本發(fā)明的方法可應用于插頭連接器，和插座連接器。 本發(fā)明的方法可以用于任意類型的表面安裝部件中，并不僅限于直角連接器。
權利要求
一種安裝于電路基板上的電連接器，包括具有主體的殼體，所述主體包括當連接器安裝到基板上時面向基板的第一面，以及第二面，所述主體具有形成在其中的多個在第一面和第二面之間延伸用于接納觸頭的第一孔，以及形成在其中的多個在第一面和第二面之間延伸的第二孔。
2.根據(jù)權利要求1所述的電連接器，其中所述電連接器是插頭連接器。
3.根據(jù)權利要求1所述的電連接器，其中電連接器是插座連接器。
4.根據(jù)權利要求1所述的電連接器，進一步包括附著于相應的電觸頭尾部的焊球。
5.根據(jù)權利要求4所述的電連接器，其中焊球共同組成了焊球網(wǎng)格陣列。
6.根據(jù)權利要求4所述的電連接器，進一步包括包覆成型的框架，所述框架接納電觸頭。
7.根據(jù)權利要求6所述的電連接器，進一步包括設置于所述焊球和所述包覆成型的框 架之間的薄板。
8.根據(jù)權利要求7所述的電連接器，薄板進一步包括多個插口，插口定位焊球。
全文摘要
一種安裝于電路基板上的電連接器，包括具有主體的殼體，所述主體包括當連接器安裝到基板上時面向基板的第一面，以及第二面，所述主體具有形成在其中的多個在第一面和第二面之間延伸用于接納觸頭的第一孔，以及形成在其中的多個在第一面和第二面之間延伸的第二孔。
文檔編號H01R13/46GK101895026SQ20101021323
公開日2010年11月24日 申請日期2005年12月15日 優(yōu)先權日2005年1月31日
發(fā)明者S·米尼克 申請人:Fci公司