CN101099268A - 精密间距电互连组件 - Google Patents

Abstract

一种电互连组件(1750)，用于将第一电路部件上的端子与第二电路部件(1772)上的端子(1770)电互连。多个接触元件(1700)位于壳体中的多个通孔(1761)中。接触元件包括：基部(1708)；第一柱(1704)，其具有连接于基部的近端以及沿第一方向远离基部延伸的远端；以及第二柱(1706)，其具有连接于基部的近端以及大体沿第一方向远离基部延伸的远端。第一和第二柱被构造成形成至少一个环。至少一个突出部(1716、1718)连接于基部。突出部包括机械连接至焊料元件(1726)的至少一个接合特征(1722、1724)。

Description

精密间距电互连组件

技术领域

本发明涉及一种用于将第一电路部件电连接至一个或多个第二电路部件的电互连组件，具体地说，涉及一种适合表面安装在印刷电路板上的具有细长接触元件的电连接器，其中该细长的接触元件具有两个或多个适合与集成电路电连接的柱(beam)，其间距为大约1.1毫米或更小。

背景技术

对于应用在计算机领域中的那些连接器，目前的设计趋势是在各种电路器件中提供具有高密度和高可靠性的连接器。由于器件的不正确连接可引起电压系统故障，所以对于这种连接来说高可靠性是必需的。此外，为了确保各种部件(例如，连接器、卡、芯片、板、以及模块)的有效修理、升级、测试和/或替换，非常期望在成品中这种连接是可分开的并且是可重新连接的。

焊接于经镀覆的通孔或洞内的销式连接器是现今工业中最普遍使用的一种。连接器本体上的销通过使用传统机构插入穿过印刷电路板上的经镀覆的洞或孔并焊接在适当位置。接着另一个连接器或封装的半导体器件被插入，并且通过机械干涉或摩擦而被连接器本体保持。已加大对在将这些连接器焊接至印刷电路板的整个过程中所使用的锡铅合金焊料和关联的化学材料的研究，原因是它们对环境的影响。这些连接器的塑料壳体在焊接过程其间经历了大量的热活动，这施加给部件应力并威胁到可靠性。

连接器本体上的焊接接点通常为用于通过连接器而接口(interface)的器件的机械支撑，并且遭受疲劳、应力变形、焊料桥接、以及共面误差，这些可潜在地导致过早失效或失去连续性。特别地，由于配合的连接器或半导体器件被插入并被从连接于印刷电路板的连接器上移除，因此可能超过焊接至电路板的接点上的弹性极限，导致失去连续性。这些连接器对于器件的多次插入和移除通常是不可靠的。这些器件也具有相对较长的电气长度，特别是对于高频率或低功率的部件来说，这可降低系统的性能。由于短路的危险，所以也限制了相邻器件导线(其可利用这些连接器而被制造)之间的间距或间隔。

另一种电互联方法是作为引线接合法而公知的，该方法包括对从一个电路到另一个电路的软金属导线(例如，金的)的机械或热压缩。但是，由于可能会断线以及在导线处理时伴随的机械困难，因此该接合法不容易适于高密度连接。

可替换的电互连技术包括在各个电路部件之间放置焊球等。焊料回流以形成电互连。虽然该技术已经成功证明可提供用于各种结构的高密度互连，但是该技术不容易分开和随后重新连接电路部件。

具有多个导电路线的弹性体也被用作互连器件。嵌入在弹性板中的导电元件在与弹性板相接触的两个相对端子之间提供电连接。支撑导电元件的弹性材料在使用期间压缩(compress)，以允许导电元件的一些运动。该弹性连接器在每个触点需要相对较大的力以获得足够的电连接，这恶化了配合表面之间的非平面性。导电元件的位置通常是不可控制的。弹性连接器还可能表现出通过关联电路部件之间的连接的相对较高的电阻。电路部件的互连对可能不利地影响连接的灰尘、碎片、氧化、温度波动、振动、以及其它环境因素敏感。

发明内容

本发明涉及一种电互连组件，该组件用于将第一电路部件上的端子与第二电路部件上的端子电互连。该电互连组件包括壳体，其具有在该壳体的第一表面与第二表面之间延伸的多个通孔(throughopening)。多个接触元件设置在多个通孔中。接触元件包括基部以及一个或多个柱。至少一个突出部(tab)连接于基部。突出部包括机械连接至焊料元件的至少一个接合特征(feature)。

在一个实施例中，所述一个或多个柱包括：第一柱，其具有连接于基部的近端以及沿第一方向远离基部延伸的远端；以及第二柱，其具有连接于基部的近端以及大体沿第一方向远离基部延伸的远端。第一和第二柱被构造成形成至少一个环。

接触元件优选与壳体形成压配合、互锁或搭扣配合关系中的一种。在一个实施例中，壳体包括形成有多个基本上不可模制(non-moldable，非模制)的通孔的多个层，所述通孔在第一表面与第二表面之间延伸。至少一个接触元件与所述基本上不可模制的通孔中的一个形成互锁关系。通孔优选地布置成二维阵列。在一个实施例中，壳体中的至少一个层包括电路层。

密封层优选地沿着第一表面和第二表面中的至少一个而基本上密封接触元件与壳体之间的通孔。密封层优选包括可固化(curable)的聚合材料。在一个实施例中，聚合层被再模制(二次成型，overmolded)，以将接触元件固定至壳体。

基部以及第一和第二柱优选包括成形的连续片状材料的不同部分。相似地，基部和突出部优选包括成形的连续片状材料的不同部分。

在一个实施例中，第一和第二柱包括形成两个环的蛇形(serpentine)形状。第一柱优选在与第二柱的分离(discrete)位置处连接于基部。在一个实施例中，第一和第二柱在相应的近端和远端之间的位置处交迭，以形成第一环。第一和第二柱的远端包括第二环。在一个实施例中，第一和第二柱的远端在与第一或第二电路部件中的一个相接合时形成环。

第一和第二柱的远端可选地具有交迭的末端。在一个实施例中，一对交迭的末端防止远端分开。

在一个实施例中，至少一个突出部包括一对相对的突出部。焊料元件可以可选地被压缩保持在一对相对的突出部之间。在另一实施例中，焊料元件被压缩接合在突出部与基部之间。接合特征可以是孔、凹槽、突起、倒钩、或机械连接至焊料元件的其它各种结构。突出部和/或接合特征可以塑性地和/或弹性地变形成与焊料元件相接合。焊料元件可以是球形、立方形、六边形、或其它各种形状。

本发明还涉及一种电互连组件，该组件用于将第一电路部件上的端子与第二电路部件上的端子电互连，其中接触元件具有一个或多个柱，每个柱均具有连接于基部的近端以及沿第一方向远离基部延伸的远端。一个或多个突出部连接于基部。第二电路部件包括构造成与接触元件上的多个突出部相接合的多个接触盘(contactpad)。焊料元件位于多个接触盘上。当焊料元件熔化时，其与接触元件上的突出部形成结合。焊料元件优选为印刷在或沉积到第二电路部件上的焊膏。

本发明涉及一种电互连组件，该组件用于将第一电路部件上的端子和第二电路部件上的端子电互连。该电互连组件包括壳体，其具有在该壳体的第一表面与第二表面之间延伸的多个通孔。多个接触元件设置在多个通孔中。接触元件包括基部。聚合层被再模制，以将接触元件的基部与壳体连接。聚合层连接至与柱相对的基部的一侧。

附图说明

图1是根据本发明的具有接触系统的电互连组件的示意性侧面剖视图；

图2是图1接触系统的一部分的更详细的示意性侧面剖视图；

图3是将图2的接触元件连接至壳体的互锁操作的示意性侧面剖视图；

图4是图2的接触元件在接合和脱离位置的操作的示意性侧面剖视图；

图5是图2接触元件在壳体内的横向运动的示意性侧面剖视图；

图6是图1的电互连组件电连接至一对电路部件的示意性侧面剖视图；

图7是根据本发明的接触系统的壳体的一部分的示意性俯视图，其中示出了钻孔图案；

图8是根据本发明的接触系统的可替换壳体的一部分的示意性俯视图，其中示出了钻孔图案和细长接触元件；

图9是根据本发明具有由两个分离壳体部形成的互锁部的互连组件的示意性侧视图；

图10是根据本发明具有由两个分离壳体部形成的互锁部的可替换互连组件的示意性侧视图；

图11是根据本发明具有两个柱接触元件的可替换互连组件的侧面剖视图；

图12是根据本发明具有两个柱接触元件的另一可替换互连组件的侧面剖视图；

图13是示出了电路部件从图12的互连组件移除的侧面剖视图；

图14是根据本发明允许接触元件大范围(extensive)轴向位移的可替换互连组件的侧面剖视图；

图15是根据本发明的可替换互连组件的侧面剖视图；

图16A至图16C示出了构造图15的互连组件的一个方法；

图17A示出了根据本发明具有附加的电路平面的可替换互连组件；

图17B示出图17A的接触连接层；

图17C至图17D示出图17A的互连组件的操作；

图18示出了根据本发明具有密封层的可替换互连组件；

图19是根据本发明的互连组件的俯视图；

图20是根据本发明的可替换互连组件的侧面剖视图；

图21是根据本发明的可替换互连组件的侧面剖视图；

图22是根据本发明的可替换互连组件的侧面剖视图；

图23至图27是根据本发明的可替换连接器元件的侧面剖视图；

图28是根据本发明的可替换互连组件的侧面剖视图；

图29是根据本发明的互连组件的侧面剖视图；

图30是根据本发明的具有两部分壳体(two-part housing)的互连组件的侧面剖视图；

图31是根据本发明的互连组件的侧面剖视图；

图32是根据本发明的具有两部分壳体的互连组件的侧面剖视图；

图33是根据本发明的具有两部分壳体的互连组件的侧面剖视图；

图34是根据本发明的互连组件的侧面剖视图；

图35是根据本发明的互连组件的侧面剖视图；

图36是根据本发明的具有两部分接触元件的互连组件的侧面剖视图；

图37A至图37C示出根据本发明的适合与LGA器件一起使用的接触元件；

图38A至图38C示出根据本发明的适合与LGA器件一起使用的可替换接触元件；

图39A至图39C示出根据本发明的适合与LGA器件一起使用的可替换接触元件；

图40A至图40C示出根据本发明的适合与BGA器件一起使用的接触元件；

图41A至图41C示出根据本发明的适合与BGA器件一起使用的可替换接触元件；

图42示出根据本发明的具有焊料元件连接机构的可替换双环连接器元件；

图43A至图43C示出根据本发明的图42的与焊料元件相接合的焊料元件连接机构；

图44A是根据本发明的使用图42的双环连接器元件的互连组件的侧面截面图；

图44B是根据本发明的使用图41的双环连接器元件的互连组件的侧面截面图；

图44C是根据本发明的使用图42的双环连接器元件的可替换互连组件的侧面截面图；

图45A是根据本发明的焊料元件连接机构的侧视图；

图45B是与圆柱形焊料元件相接合的图45A的焊料元件连接机构的端视图；

图45C是与球形焊料元件相接合的图45A的焊料元件连接机构的端视图；

图46是根据本发明的有倒钩的(barbed)焊料元件连接机构的侧视图；

图47A是根据本发明的可替换焊料元件连接机构的侧视图；

图47B是根据本发明的焊料元件连接机构的端视图；

图47C是根据本发明卷曲的图47A的焊料元件连接机构的端视图；

图47D是具有六边形焊料元件的图47A的焊料元件连接机构的端视图；

图47E是根据本发明的具有可替换接合特征的图47A的焊料元件连接机构的端视图；

图48是根据本发明的可替换焊料元件连接机构的侧视图；

图49是根据本发明的具有非球形焊料元件的可替换焊料元件连接机构的侧视图；

图50是根据本发明的具有非球形焊料元件的可替换焊料元件连接机构的侧视图；

图51是根据本发明的具有立方形焊料元件的图46的可替换焊料元件连接机构的侧视图；

图52是根据本发明的具有立方形焊料元件的图47A的可替换焊料元件连接机构的侧视图；

图53A是根据本发明的具有单个突出部的可替换焊料元件连接机构的侧视图；

图53B是图53A的焊料元件连接机构的端视图；

图54A和图54B示出根据本发明的具有由一块连续材料形成的一对柱的连接器元件；

图55A和图55B示出根据本发明的具有由一块连续材料形成的一对柱的可替换连接器元件；

图55C示出图55A和图55B的接触元件的侧视图；

图56A和图56B示出根据本发明的具有由一块连续材料形成的一对柱的可替换连接器元件；

图57A示出根据本发明的可替换互连组件；以及

图57B和图57C示出图57A的接触元件的端视图和侧视图。

具体实施方式

本发明涉及一种用于通过层压被精确图案化的材料的层而形成低、中、或高容量绝缘壳体的技术。图案化的层能够由相同或多种材料类型来构造。这些层可选地被层压，以消除由于热膨胀差异引起的应力。

本构造方法允许有通常不能模制或机械加工的内部特征。对于较大引线数器件(pin count device)，层压过程在不需要模型的情况下产生固有平面部。由例如BeCu、Cu、或填有聚合物的陶瓷的材料制成的加强层(stiffening layer)能够被添加以提供额外的强度，并在焊料回流期间提供热稳定性。

多层壳体可以还包括电路层。电源、接地和/或去耦电容可以被添加在层之间或插脚之间，并且可以可选地组合独特特征(例如，嵌入式IC器件或RF触角)。在一些情况下，层可以被用来帮助器件插入或移除，例如ZIF或脱模板(stripper plate)致动机构。因此，能够以不可能使用传统的模制或机械加工技术的方式来增强本互连组件。

本互连组件允许在良好接触上形成具有不可模制特征的带有内腔的高纵横比通孔和狭槽，为了允许接点弯曲间隙，以接触间隔(间距)。本互连组件以1.0mm间距容纳1000-2500 I/O范围的引线数，更优选为约0.8毫米的间距，并且最优选为约0.5毫米的间距。这样的精密间距互连组件对通信、无线电、以及存储器件特别有用。

本互连组件提供将接点压配合(press-fit)到下层中的能力，以定位、指向并保持接点，且密封接口以防止在回流期间焊料或熔接剂浸吸(wicking，灯芯效应)。还可以添加柱式插入焊料防护膜(在印刷电路板和IC封装件上完成)，以提高焊料沉积形成和浸吸保护。

本层压过程允许加强层、隔离层、电路、和/或保护层被添加至互连组件。即使是在四接触柱系统中，层压系统还允许形成高纵横比接点，其中触点的几乎80-90％的物理高度能够被垂直压缩。该低成本、高信号性能的互连组件(其具有较低轮廓并且能够被焊接至系统PC板)对台式和移动PC应用来说特别有用。

本互连组件的使用允许工厂在系统建立期间安装昂贵的IC器件，提供以后定制系统的可能，而不需要储备替代电路板。本互连组件的使用允许新的IC器件在现场(或在OEM)替换最初释放的IC器件，而不需要拆开系统或重做电路板。朝向无铅电子器件发展的趋势也增加了本互连组件的吸引力。IC供应商可以将焊球从它们的封装件或器件中去除，以减少铅含量。

图1示出根据本发明的互连组件20。互连组件20包括接触系统22以及具有电绝缘特性的壳体24。壳体24包括多个通孔26。接触元件28A、28B、28C和28D(共同表示为“28”)位于至少一些通孔26中，并且连接至壳体24。在示例性实施例中，互连组件20电连接至电路部件40。如这里所使用的，术语“电路部件”是指，例如，封装的集成电路器件、未封装的集成电路器件、印刷电路板、柔性电路、裸芯器件(bare die device)、有机或无机基板、刚性电路、或任何其它能够输送电流的器件。

壳体24可由例如塑料的介电材料构成。合适的塑料包括酚醛塑料、聚酯、以及可从Phillips Petroleum Company获得的Ryton^。可替换地，壳体24可由具有绝缘表面(例如阳极化表面)的金属(例如铝)构成。对于一些应用，金属壳体可提供对接触元件的额外保护。在可替换实施例中，壳体接地至电气系统，从而提供了受控阻抗环境。能够通过允许一些接触元件接触金属壳体的未涂覆表面而使它们接地。如这里所使用的，“电绝缘连接器壳体”或“模件壳体”是指这样的壳体，其为绝缘的或基本上涂有绝缘材料以防止接触元件和壳体之间的不期望的传导，如上所述。

本发明的壳体能够可选地由多个分离的层构成。这些层可以被蚀刻或融化并且层叠，而不需要昂贵的模制工具。这些层能够形成这样的壳体特征，该特征具有的纵横比比通常可能通过模制或机械加工而获得的更大。这些层还允许形成使用传统的模制或机械加工技术难以制造或通常不可能制造的内部特征、底部沟槽(undercut)、或腔，这里将它们称为“不可模制特征”。本壳体还允许添加例如金属、陶瓷、或可替换的填充树脂的加强层，以保持模制的或机械加工的部分可能会弯曲的位置处的平坦性。

本发明的壳体可以可选地包括电路、电源、和/或接地面，以在给定区域内选择性地连接或绝缘接触元件。这些层能够被选择性地结合或不结合，以提供连续的材料或可释放的(releasable)层。如这里使用的，“被结合”或“结合”是指例如粘合剂结合、溶剂结合、超声波焊接、热结合、或适于连接壳体的相邻层的任何其它技术。不同接触元件的多个层在被永久接合或分开的同时能够被实现为相互作用。这些层能够以这样的方式构造，即刚性地保持接触元件或允许接点沿着接触元件的X、Y、和/或Z轴线浮动或移动。这些层能够以这样的方式构造，即接触元件的基部或者由于插入过程而处于密封状态以防止回流期间焊料或熔剂浸吸，或者接口可以在组装后被密封。

图2更详细地示出互锁至壳体24的其中一个接触元件28。接触元件28具有第一接口部30和第二接口部36。当第一和第二电路部件34、40被朝向壳体24偏压时，第一接口部30被定位成与第一电路部件34上的端子32电连接，并且第二接口部36被定位成与第二电路部件40上的端子38电连接。可以使用任何固定方法，包括螺栓连接、夹紧、以及粘合。

接触元件28包括互锁特征42以及连接至互锁特征42的过渡部44。在图示的实施例中，互锁特征42至少在一个方向上比过渡部44的尺寸大。壳体24中的通孔26包括至少一个具有足够尺寸的互锁特征46，以容纳接触元件28上的互锁特征42。在图示的实施例中，互锁特征42为球形结构，并且互锁特征46为插口(socket)。如这里所使用的，“互锁”和“被互锁”是指这样的机械连接，即，一个部件以这样的方式被另一个部件卡住或锁住，即允许其中一个部件的至少一部分通过至少一个自由度相对于另一个部件移动，例如通过钩住、搭扣配合、非结合干涉配合、楔入榫接。“互锁特征”是指用于互锁的结构。

壳体24包括开口48，该足够大以容纳过渡部44，但是该开口至少在一个方向上比互锁特征42小，使得接触元件28不会与壳体24脱离。从而互锁特征42能够通过使过渡部44延伸穿过开口48而固定至互锁特征46。

图3是示出接触元件28安装到壳体24中之前和之后的组合图。开口48和/或互锁特征42的任一侧上的部分50、52具有足够的柔性，以允许互锁特征42搭扣配合到相应的互锁特征46中。如这里所使用的，“搭扣配合”是指基本上通过接触元件和/或壳体的弹性变形来互锁。

图4示出壳体24中的接触元件28的操作。壳体24包括顶面60和底面62。顶面60适合被朝向第一电路部件34偏压，并且底面适合被朝向第二电路部件40偏压(例如，见图2)。当第一电路部件34没有固定于壳体24时，接触元件28的第一接口部30被弹性件64偏压，以突出到顶面60上方(位置A)。当第一电路部件34被朝向壳体24偏压时，第一接口部30被朝向底面62位移。当第一和第二电路部件34、40都被朝向壳体24偏压时，第二接口部36的位置压靠第二电路部件40上。

在图4中示出的实施例中，第一接口部30的偏压至少部分地通过位于第一接口部30下方的弹性件64来提供。弹性件64可以是适合提供所需要的偏压力的任何形状，包括球形、圆柱形、以及矩形。可以以各种方式进行固定，包括被粘合至壳体24和/或接触元件28、被压配合到限定在接触元件的壳体上的腔中、或简单地被卡在壳体与接触元件之间限定的空间中。由于第一电路部件34被朝向壳体24偏压，因此弹性件64被压缩，并且由通过弹性件64在末端部66处产生的力以及在第一接口部30处的力所形成的力臂产生这样一种力，该力将第二处接口部36朝向固定于壳体24的底面62的第二电路部件40偏压。

应当注意到，本文中“顶”和“底”的指定纯粹是为了方便区别接触系统的不同部分以及其使用的环境。这些或其它方向的指定不是为了限制本发明的范围，而是要求壳体沿任何特定的方向定向。

本接触系统22还可包括对接触元件提供应力消除的特征。例如，在一个实施例中，如图4中很好地示出的，第二接口部36具有弓形的底面，以使当第一接触部被第一电路部件34向下推时，接触元件28能够滚动。接触元件28和壳体24还能够充分地适应，以提供应力消除。

接触元件28优选由铜或相似的金属材料(例如磷青铜或铍铜)构成。接触元件优选镀有抗腐蚀金属材料，例如镍、金、银、钯、或它们的多个层。在一些实施例中，接触元件除了接口部之外都被密封。密封材料通常为硅基的，具有大约20至大约40的肖氏硬度(S hore A durometer)。适合的密封材料的实例包括可从DowCorning Silicone of Midland获得的Sylgard^、可从Master BondSilicone of Hackensack，NJ获得的MI和Master SiI 713。

图5示出接触元件28在壳体24内的横向移动或移位。移位量d优选小于互锁特征42的宽度与开口48的宽度之间的差异，从而使得接触元件28不会从互锁特征46脱离。

图6示出运转中的本互连组件20。该互连组件20优选地被压缩在第一和第二电路部件34、40之间。可选的对齐元件70形成器件场所71，该器件场所71将第一电路器件34上的端子32与接触元件的第一接口部30对齐(见图2)。对齐元件70可以可选地包括辅弹性件72，其在接触元件28A和28D上提供额外的偏压力。图6的互连组件20可以可选地设计成容纳多个电路部件34，例如U.S.专利第5,913,687号、第6,178,629号、以及第6,247,938号中公开的可更换的芯片模块，其全部内容结合于此作为参考。

在示出的实施例中，第一电路部件34为LGA器件，并且第二电路部件40为PCB。壳体24可选地固定于PCB 40，同时每个接触元件28的第二接口部36位于PCB 40上的导电盘38上方。由于LGA器件34压靠接触系统22，因此第一接口部30向下压靠主弹性件64。接触元件28的弓形的第二接口部36在PCB 40上的相应导电盘38上方略微滚动和滑动，并且偏压导电盘38，以确保可靠的电接触。互连特征42趋于向上移动，但是被来自壳体24或辅弹性件72的向下的力抑制。

在图7和图8的实施例中，接触元件80为细长形状，并且壳体82包括细长的腔84，该腔容纳相应的接触元件80并且防止接触元件侧向转动或移位。细长的腔或槽84能够通过各种方法制成，包括机械或激光钻孔、蚀刻、模制等。

图9示出根据本发明的带有两部分壳体102的互连组件100。壳体102包括顶部104和底部106。互锁部108优选延伸穿过顶部104与底部106之间的接口110。通过沿着方向112相对于底部106平移顶部104，互锁部108卡住接触元件116上的互锁特征114。互锁特征114优选将接触元件116保持在壳体102中，但不限制或约束接触元件116在必要的移动范围内运动，以与第一和第二电路部件118、120连接。弹性件122将接触元件116压靠于电路部件118、120。

图10示出根据本发明的具有两部分壳体132的可替换的互连组件130。顶部134和底部136形成卡住接触元件142上的互锁特征140的互锁部138。辅弹性件144可选地定位于互锁部138的附近。辅弹性件144、146将接触元件142压靠于电路部件148、150。

图11是根据本发明的可替换的互连组件200的侧面剖视图。在图11的实施例中，壳体202包括接触连接层204、对齐层206、以及稳定层208。在一个实施例中，使用各种技术来层压这些层204、206、208，例如热结合或超声波焊接、粘合等。接触连接层204包括一对通孔210，该对通孔被中心件212隔开。接触对齐层206也包括通常与通孔210对齐的一对通孔214。通孔214被中心件216隔开。图11的实施例中的稳定层208包括通常与通孔214对齐的单个通孔218。

本发明的接触系统220包括以搭扣配合关系与壳体202连接的多个接触元件222。在图11的实施例中，接触元件222具有普通U形结构，其中一对柱224A、224B(共同表示为“224”)连接于中心部226处。柱224包括一对相对的突起228A、228B(共同表示为“228”)，位于形成放大(enlarged)开口227的中心部226的附近。突起228之间的间隙230比扩大开口227小，但是优选是小于中心件212的宽度。

为了组装本互连组件200，将柱224的远端232A、232B(共同表示为“232”)插入穿过通孔210。当突起228A、228B碰到中心件212时，接触元件222和/或中心件212基本上弹性变形以形成搭扣配合连接。一旦组装完，突起228将接触元件222保持于中心件212。突起228优选抵靠或邻近接触对齐层206上的中心件216定位，从而使接触元件222相对于壳体202的转动最小化。中心件216还在第一接口部234之间保持有间隙。在一个实施例中，密封材料沉积在接触元件216与接触连接层204之间的开口210中，以防止碎屑或焊料进入到壳体202内。

扩大开口227和中心件212的大小和形状能够被调整，使得接触元件222能够相对于壳体202进行一些移动。接触元件222沿着纵向轴线250的移动以及通常围绕中心件212的转动对于获得与电路部件240、242一致的和可靠的电连接有着特别的影响。

接触元件222包括远端232附近的第一接口部234和中心部226附近的第二接口部236。通过使用焊料、压缩力、或者它们的组合，第一和第二接口部234、236能够电连接至第一和第二电路部件240、242。接触元件222的第一接口部234的构造特别适合与第一电路部件240上的焊球244接合。接触元件222能够被构造成与各种电路部件240电连接，所述电路部件包括例如柔性电路、带式连接器、电缆、印刷电路板、球形栅格阵列(BGA)、平面栅格阵列(LGA)、塑料有引线芯片载体(PLCC)、针脚栅格阵列(PGA)、小外形集成电路(SOIC)、双列直插式封装件(DIP)、四侧引脚扁平封装件(QFP)、无引线芯片载体(LCC)、芯片级封装件(CSP)、或封装的或未封装的集成电路。

由于第一电路部件240与壳体202产生压缩关系，因此接触元件222的远端232沿着方向246朝向稳定层208的侧壁248位移。侧壁248限制了远端232的位移。

图12是根据本发明的可替换的互连组件300的侧面剖视图。多个接触元件302A、302B、302C、302D、302E(共同表示为“302”)设置在壳体304中的通孔326中，大体如参照图11所述的。在图12的实施例中，电路层306和可选的加强层308设置在接触连接层310与接触对齐层312之间。电路层306可以是电源面、接地面、或任何其它电路结构。在示出的实施例中，通孔326是不可模制的，并且通常通过从多重层压层形成壳体304而产生。

如参照图11所述的，接触元件302连接至接触连接层310。接触元件302的第一接口部318优选地被构造成与第一电路部件322上的焊球320形成搭扣配合的接合。在一些实施例中，焊球320与第一接口部318之间的搭扣配合关系可以足够将第一电路部件322保持至互连组件300。

图12的实施例包括连接(附着)于接触对齐层312的顶面316的脱离层(extraction layer)314。脱离层314优选例如通过低粘性力压敏粘合剂可释放地连接于表面316。在优选实施例中，脱离层314由能够从接触对齐层312的顶面316剥落的柔性片状材料构成。如图13所示，由于脱离层314沿方向324被剥落，因此第一电路部件322安全地与接触元件302的第一接口部318脱离。

图14示出根据本发明的可替换的互连组件400。接触元件402通常被如图11所示地构造。相对的突起404A、404B在中心件408上施加压缩力406。但是，在图14示出的实施例中，中心件408不限制接触元件402沿轴线410的运动。当然，接触元件能够沿着轴线410滑动，以便于达到使第一电路部件412连接至第二电路部件414的最佳位置。

在示出的实施例中，第一电路部件412为具有多个端子的LGA器件。中间接触组418在端子416与接触元件402的第一接口部420之间提供接口。中间接触组418包括具有多个导电元件424的载体422。在示出的实施例中，导电元件424的下部模拟适合与第一接口部420连接的BGA器件。导电元件424的上部适于与第一电路部件412上的接触盘416连接。载体422可以是柔性的或刚性的。在优选实施例中，载体422为具有输送电能、信号的电路线路(circuittrace)的柔性电路部件，并且/或者为第一或第二电路部件412、414提供接地面。

图15是根据本发明的可替换的互连组件500的横截面视图。接触元件502包括扩大第二接口部504，并且狭窄接合区506位于第二接口部504与柱508之间。在示出的实施例中，第一电路部件510为具有与柱508压缩连接的焊球512的BGA器件。

相对于接触连接层514的厚度，接合区506的长度允许接触元件502沿着轴线516在壳体520内浮动。稳定层524的侧壁522和接触对齐层528的侧壁526限制了柱508的横向位移。

图16A至图16C示出用于构成图15的连接500的一个方法。如图16A所示，接触连接层514包括被多个相邻的狭缝532围绕的一系列的通孔530。接触元件502的第二接口部504插入到通孔530内。部分地由于狭缝532，所以接触连接层514弹性变形，以允许第二接口部504穿过通孔530。接触连接层514的弹性变形形成了与接触元件502的搭扣配合关系。根据狭缝532的构造，接触元件502在接合区506周围可具有一些旋转自由度513(见图15)。因此，连接器500能够被设计成接触元件502具有一或两个自由度。

图16B示出接触对齐层528的安装。接触对齐层528通常为结合至接触连接层514的单独且分离的结构。

图16C示出稳定层524的安装。在示出的实施例中，稳定层524包括适于容纳BGA器件510上的焊球512的多个通孔536。通孔536能够可选地包括一对相对的凹槽538，接触元件502的柱508能够偏斜到凹槽中。凹槽538还限制了接触元件502在壳体520内沿方向540的转动。

图17A至图17D示出根据本发明的可替换的互连组件800的各种样子。接触元件804与接触连接层806上的中心件812滑动地接合。在一个实施例中，接触元件804与中心件812形成摩擦配合。在另一实施例中，介电层816、818设置在中心件812的上方和下方，以卡住或保持互连组件800上的接触元件804。接触元件804相对于接触连接层806可选地弯曲。可替换地，可以使用各种技术将接触元件804连接于中心件812，例如热结合或超声波焊接、粘合剂、机械连接等。

上和下介电层816、818防止接触元件804在压缩期间缩短或翻转(rollover)。可以可选地添加附加的电路平面820和介电覆盖层822，以保护互连组件800。在一个实施例中，接触连接层806包括柔性电路部件。在图17A至图17D的实施例中，柔性电路部件在连接于接触连接层806之前是单一的。

如图17B所示，接触连接层806包括多对相邻槽808、810。槽808、810之间的接触连接层806的中心部812用作扭杆。接触元件804插入穿过槽808，并且定位在中心部812上。可替换地，顺从元件(compliant member)804可以通过单个槽814连接至接触连接层806。

如图17C和图17D更好地示出，中心部812扭曲和/或变形，以允许接触元件804补偿第一和第二电路部件824、826(见图17A)中的非平面性。当接触元件804的远端828、830被第一和第二电路部件824、826压缩时也挠曲。可以通过改变载体806上的中心部812的大小和形状、接触元件804的远端828、830(见图17A)的大小和形状，和/或通过由阻止顺从元件804的位移的高刚性或低刚性材料构造载体806来调整位移量和位移阻力。

图18示出互连组件840，该互连组件是图17A至图17D的互连组件800的变型。如上所述，互连组件840包括连接至接触连接层844的多个分离接触元件842。远端846被设置成与第一电路部件850上的端子848电连接。焊球852取代图17A中的远端830。焊球852被设置成与第二电路部件856上的端子854电连接。

在一个实施例中，介电层856和/或介电层858优选在接触元件842与接触连接层844之间形成密封。介电层856、858可选地为围绕接触元件842流动的密封材料，以密封所有间隙。密封材料优选为可流动的聚合材料，其固化以形成不易碎的密封。焊接掩模材料可以可选地用作密封材料。在一个实施例中，远端860和/或846被平面化，以去除所有堆积的密封材料856、858。密封材料防止焊料浸吸过接触连接层844。在一个实施例中，密封材料856、858有助于保持连接至接触连接层844的接触元件842。

图19是根据本发明的互连组件900的俯视图。这里所公开的所有接触元件构造都可以与互连组件900一起使用。壳体902包括阵列的孔904，接触元件的远端穿过这些孔与电路部件连接。附加的电路平面优选地通过柔性电路部件906、908从互连组件900的侧部设置有端口。

图20是根据本发明的可替换的互连组件1000的侧面剖视图。壳体1002包括接触连接层1004和稳定层1006。接触连接层1004包括适于与接触元件1010连接的通孔1008。

接触元件1010包括适于与焊球1014(例如见图11)(例如可在BGA器件上找到)或中间接触组1018上的导电元件1016(例如见图14)电连接的三个柱1012a、1012b、1012c(共同表示为“1012”)。最左侧的接触元件1010相对于接触元件定向90°，以便于更好地示出柱1012的构造。

接触元件1010的近端1020包括狭窄区1022，该狭窄区与接触连接层1004中的开口1008形成搭扣配合关系。接触元件1010可以沿着轴线1024移动，以便于到达用于连接第一电路部件(未示出)上的焊球1014或中间接触组1018和第二电路部件1028的最佳位置。柱1012沿被侧壁1032限制的方向1028挠曲，以形成与焊球1014或导电元件1016的最佳电接口。

密封层1030(例如焊接掩模薄膜，或可流动密封材料)可选地应用至接触连接层1004的暴露表面。密封层1030优选密封接触元件1010周围的开口1008。

图21是根据本发明的可替换的互连组件1050的侧面剖视图。壳体1052包括接触连接层1054、对齐层1056、以及稳定层1058。接触连接层1054包括通孔1060，该通孔与接触元件1064上的狭窄区形成搭扣配合关系。

接触元件1064包括适于与BGA器件或中间接触组上的导电元件(例如见图14)电连接的两个柱1066a、1066b(共同称为“1066”)。最左边的接触元件1064相对于其它接触元件定向90°，以便于更好地示出柱1066的构造。

接触元件1064能够沿着轴线1068移动，以便相对于电路部件1070、1072达到最佳位置。柱1066沿被侧壁1076限制的方向1074挠曲，以形成与焊球1078的最佳电接口。

图22是除了接触元件1064与壳体1102互锁之外，基本与如图21所示的相同的可替换互连组件1100的侧面剖视图。密封层1104可选地应用至壳体1102的表面1106。密封层1104可以帮助将接触元件1064保持在壳体1102中和/或防止焊料沿着接触元件1064浸吸。在一个实施例中，在插入接触元件1064之前，密封层1104为应用至壳体1102的焊接掩模膜。

图23示出根据本发明的可替换的连接器元件1150。搭扣配合特征1152与壳体1154互锁。远端1156沿被隔离件1164上的侧壁1160限制的方向1158挠曲。对齐特征1162与壳体1154接合，以保持接触元件1150相对于电路部件(未示出)定向。

图24示出与接触连接层1172互锁的可替换的连接器元件1170。图25示出与接触连接层1176互锁的连接器元件1174。图26示出与接触连接层1180互锁的连接器元件1178。图27示出与接触连接层1184互锁的连接器元件1182。图23至图27的连接器元件可以用于这里公开的各种实施例中。

图28示出可替换的互连组件1200，该互连组件为图17A和图18的互连组件的变型。互连组件1200包括接触连接层1202，多个分离的接触元件1204、1206连接至该接触连接层。弯折部1208和焊球1210有助于将接触元件1204保持至接触连接层1202。弯折部1208允许远端1212在与第一电路部件1214连接时挠曲。

接触元件1204包括第一和第二弯折部1216、1218。弯折部1218能够形成0°至大约90°的角度，以将接触元件1206锁定在适当位置处，以便减小互连组件1200的总高度并提高拉出强度或焊接接合可靠性。通过以小于90°的角度形成弯折部1218，近端1220能够在与第二电路部件1222压缩连接时挠曲。

弯折部1208、1216、1218可以单独使用，或者和与接触连接层1206连接的搭扣配合组合使用。在一个实施例中，密封材料1224应用至接触连接层1202的一侧或两侧，以防止焊料(例如焊球1210)沿着接触元件1204、1206浸吸。

图29示出根据本发明的互连组件1300。在图29的实施例中，壳体1302包括密封层1304、可选的校平层1306、接触连接层1308、隔离件或加强层1310、以及对齐或保护层1312。在示出的实施例中，使用各种技术层压层1302、1304、1306、1308、1310、和1312中的一个或多个，例如热结合或超声波焊接、粘合剂等。

密封层1304可选地为在插入接触元件1316之前至少部分固化的焊接掩模膜或焊接掩模液。可替换地，密封层可以为可流动的/可固化的聚合材料。

接触连接层1308包括适于容纳接触元件1316的至少一个开口1314。接触元件1316通常与接触连接层1308形成压配合、搭扣配合或相互接合的关系。可替换地，使用压缩力、焊料、楔入结合、导电粘合剂、超声波焊接或热结合、或引线结合中的一种或多种将接触元件1316连接至壳体1302。接触元件1316优选与密封层1304形成密封关系，以防止焊料1324在与第二电路部件1330结合期间沿着接触元件1316浸吸。

在示出的实施例中，对齐层1312和密封层1304在加强层1310上方延伸，以形成不可模制的腔1318。腔1318设置有用于在不限制柱1326A、1326B的挠曲的情况下使接触元件1316扩展的区域。接触元件1316的柱1326A、1326B在压缩期间朝向表面1328向外挠曲。对齐层1312将接触元件1316的远端1320定位在所期望的位置处，以与第一电路部件1322电连接。

为了组装本互连组件1300，将接触元件1316的远端1320插入穿过开口1314，直到实现与接触连接层1308接合。使用焊料、压缩力、或它们的组合，将接触元件1316电连接至第一和第二电路部件1322、1330。远端1320的构造特别适合与LGA器件(例如第一电路部件1322)接合。接触元件1316可以被构造成与各种的电路部件1322、1330电连接，所述电路部件包括例如柔性电路、带式连接器、电缆、印刷电路板、球形栅格阵列(BGA)、平面栅格阵列(LGA)、塑料有引线芯片载体(PLCC)、针脚栅格阵列(PGA)、小外形集成电路(SOIC)、双列直插式封装件(DIP)、四侧引脚扁平封装件(QFP)、无引线芯片载体(LCC)、芯片级封装件(CSP)、或封装的或未封装的集成电路。

图30是互连组件1348，该互连组件是图29的变型。在图30的实施例中，对齐层1312被脱模板1350取代。脱模板1350远离加强层1310被偏压(例如通过弹簧1311)，使得接触元件1316的远端1320通常在使用前被保护。远端1320优选与脱模板1350的表面1354齐平或在其下方。间隙1352的大小取决于接触元件1316的大小。当压缩力应用在第一和第二电路部件1322、1330之间时，脱模板1350朝向加强层1310位移，以暴露接触元件1316的远端1320。可替换地，脱模板1350朝向加强层1310位移，以暴露远端1320。脱模板1350可以在第二电路部件1330定位成与接触元件1316接合之前、期间、或之后位移。

图31示出互连组件1368，该互连组件为图29的变型。在图3 1的实施例中，接触元件1370包括形成环1376、1378、1380的一对柱1372。环1376与接触连接层1308形成压配合关系。如上所述，环1378和1380在腔1318内扩展。柱1372、1374彼此可以或可以不接触，其中柱交迭以形成环1376、1378、1380。因此，从至少一个平面观看，如果导电材料形成封闭的形状，则接触元件包括环。

图32示出根据本发明的互连组件1400。在图32的实施例中，壳体1402包括密封层1404、接触连接层1406、以及脱模板1408，诸如参照图30所述的。接触元件1410包括形成环1416、1418、1420的一对柱1412、1414。环1420与接触连接层1406形成压配合关系。密封层1404将焊料1426到腔1422内的移进最小化或将该移进消除。当脱模板1408朝向接触连接层1406前进时，环1418和1420在腔1422内扩张。

图33示出互连组件1428，该互连组件为图32的变型。接触连接层1430包括形成为容纳接触元件1434的凹槽1432。接触元件1434优选包括形成以与凹槽1432产生密封的突出部1436。密封层可以可选地用于降低焊料1438沿着接触元件1434浸吸的风险。

图34示出互连组件1450，其中接触元件1452的一部分延伸超过壳体1456的表面1454。在示出的实施例中，接触元件1452形成在接触连接层1460的表面1454下面延伸的环1458。焊料1462在回流期间流入环1458内，以形成更坚固的接点。密封材料1464可选地沉积在接触元件1452与接触连接层1460之间的接口处。图34的实施例可以可选地为如图30、32和33所构造的狭缝。

图35示出互连组件1480，其中接触元件1486的柱1482、1484向外弯曲。柱1482、1484的弹性将接触元件1486保持在不可模制的腔1488中。在一个实施例中，接触元件1486与腔1488形成搭扣配合关系。

图36示出具有辅接触元件1502的互连组件1500，其中辅接触元件与接触元件1508的远端1504、1506形成搭扣配合接口。辅接触元件1502和接触元件1508在作用期间一起工作。当第一电路部件1510压靠互连组件1500时，辅接触元件1502在接触元件1508的柱1512、1514中形成弓形。

图37A至图37C示出具有反向的、交迭的末端1602、1604的双环接触元件1600。交迭的末端1602、1604比单个末端构造更加能够抵抗来自操作的损坏。末端1602、1604交迭成使得在压缩的时候，柱1606、1608沿方向1610向外弯曲，但是末端1602、1604保持相接近。在优选实施例中，末端1602、1604在压缩过程中保持接合。在可替换的实施例中，环由电连接至末端的电路部件完成，如图29所示。

在示出的实施例中，柱1606、1608与基部1612由连续的片状材料一体形成。柱1606、1608大体沿着方向1614相对于基部1612弯折。焊球1616优选地从柱1606、1608连接于基部1612的相对侧。使用各种技术，例如焊球1616的回流、导电粘合剂、压力接合、机械互连等，可以将焊球1616连接于基部1612。接触元件1600可以由各种导电材料构造，诸如例如0.002英寸厚、BeCu A390薄片。

柱1606、1608优选地弯折成产生两个或多个环1607、1609。柱1606、1608在位置1611处交迭以形成环1609。柱1606、1608在位置1611处彼此可以或可以不接触。从图37A中的平面观看，由于导jn材料形成两个封闭的形状，因此接触元件1600包括环1607、1609。环1607、1609可在图37A中看到，但在37B中看不到。

末端1602、1604也可选地交迭。在一个实施例中，末端1602、1604直到与另一个电路部件接合才彼此接触。在又一实施例中，附加的电路部件通过电连接末端1602、1604而完成环1609。根据电路部件1322、1300施加的压缩的程度，图29示出了能够示出这两个实施例的接触元件1316。

图38A至图38C示出具有改进的交迭末端1622、1624的可替换的双环接触元件1620。图39A至图39C示出具有反向的交迭末端1632、1634的另一个双环接触元件1630。接触元件1600、1620、1630特别适合与LGA器件一起使用，并且能够使用于这里公开的各种互连组件中。

图40A至图40C示出具有反向的、交迭的末端1652、1654的双环接触元件1650，该接触元件特别适合与BGA器件一起使用。此外，在压缩时，柱1656、1658沿方向1660向外弯曲，但是末端1652、1654保持相接近。图41A至图41C示出具有改进的交迭末端1672、1674的可替换的双环接触元件1670。

图42示出根据本发明的具有可替换的焊料元件(soldermember)连接机构1702的可替换的双环接触元件1700。在示出的实施例中，双环接触元件1700被构造成使得柱1704、1706和基部1708包括如所示地成形的连续的片状材料的不同部分。从片状材料上切下具有所需形状的坯料(blank)，并且将柱1704、1706弯曲成大体沿方向1710延伸。突出部1716、1718也优选地与基部1708一体形成，并且被弯曲成大体沿方向1720延伸。突出部1716、1718、柱1704、1706、以及基部1708优选包括如所示地弯曲的连续的片状材料的不同部分。

顶端1712、1714可选地交迭。在示出的实施例中，突出部1716、1718布置成相对的构造，以卡住或压缩接合焊料元件1726(见图43A至图43C)。

在示出的实施例中，尽管对于一些实施例来说方向1710、1720可以形成锐角，但是方向1710和1720通常是相反的。突出部1716、1718包括适合机械接合焊料元件1726的一个或多个接合特征1722、1724。在示出的实施例中，突出部1716、1718在两个侧部上接合焊料元件1726。

在示出的实施例中，焊料元件1726为焊球，因为该术语在电子学技术中被使用和理解。焊球通常是球形的，但并不非得(precisely，正好)是这样的，并且不与球形的机械定义相一致。

如这里所述，本发明的接合特征允许焊料元件机械地连接于接点，而不会回流焊料材料。机械接合优选是焊料元件连接于接点的唯一的机械方法。可替换地，接合特征可以方便融合的焊料结合至突出部。

如图43A至43C更好地示出的，接合特征1722、1724包括在突出部1716、1718的远端上分别具有槽1725、1727的切除部分1723。槽1725、1727方便焊料元件1726沿方向1729(见图43B)的插入。

切除部分1723能够被各种形状的切除部分代替，例如椭圆形、三角形、矩形、六边形等。通过改变切除部分1723的大小和形状和/或焊料元件1726的大小和形状，可以使得焊料元件1726相对接触元件1700移动，同时仍然被保持在突出部1716、1718中。自由浮动的焊料元件1726提高了接触元件1700的性能，以适应于电路部件1772(见图44)的非平面性。

焊料元件1726具有大体球形形状，该球形形状具有比突出部1716、1718之间的间距1730略大的直径1728。在一个实施例中，突出部1716、1718弹性变形，以容纳焊料元件1726。在示出的实施例中，焊料元件1726的一部分以搭扣配合关系固定(seat)在相对的接合特征1722、1724中。在可替换的实施例中，焊料元件1726和/或突出部1716、1718在机械接合期间或之后塑性变形，例如通过卷曲突出部1716、1718以更牢固地将焊料元件1726紧固至接触元件1700。

在另一实施例中，在与突出部1716、1718接合之前，焊料元件1726例如通过模压(coining)而塑性变形(例如见图49和50)。焊料元件1726可包括与焊料元件连接机构1702机械接合的一个或多个互补特征。例如，一系列的突起可以形成在焊料元件1726的表面。通过设置突起的数量、大小、以及间隔，可以增加突起与突出部上的接合特征接合的可能性。

焊接掩模1732可选地位于基部1708的一侧或两侧上。焊接掩模1732可以在焊料元件1726与突出部1716、1718机械接合之前或之后可选地应用。

图44A示出结合了图42至图43的双环接触元件1700的互连组件1750。壳体1752优选包括多层1754、1756、1758、1760(绝缘体和/或导体)，壳体被再模制以将这些层保持在一起。这些层1754、1756、1758、1760中的一个或多个可以是电路部件。每个层1754、1756、1758、1760以片的形式放置在适当的叠层中(每片单个或多个连接器图样)或放置成卷轴式，以进行卷轴式或辊式进给过程。

层1754、1756、1758、1760相对于彼此对齐，并且被送入优选将框架或卡环1762模制到壳体1752上的模制操作。卡环1762为沿着互连组件1750的两侧或多侧(优选是所有的四侧)的周边延伸的框架。壳体的每个层1754、1756、1758、1760具有孔1761和其它特征，当模制材料环流或流过时，所述孔和其它特征形成具有不可模制或再模制特征(例如特征1763)的一体壳体1752。

双环接触元件1700的末端1712、1714优选沿方向1764插入到壳体1752中。双环接触元件1700的基部1708优选地压配合到壳体1702中，并且用焊接掩模1732(液体或薄膜)密封至壳体，以便在焊料回流期间将焊料的浸吸最小化(见图43B)。接着优选将焊料元件1726通过突出部1716、1718压入到接合特征1722、1724中。在示出的实施例中，接合特征1722、1724优选地机械保持焊料元件1726，而不需要将焊料元件1726熔接到接触元件1700上。

在一个实施例中，倘若焊料元件1726不脱离，则焊料元件1726与接合特征1722、1724的机械接合可选地自由浮动，以提供一些平面性起伏。焊料元件1726与双环接触元件1700的接合可以可选地包括后插入处理(例如模压)以改变焊料元件1726的形状，并改善接合。例如，突出部1716、1718能够被卷曲，以提高保持的可靠性。

当焊料回流时，焊料元件1726将熔化并围绕突出部1716、1718流动，并且焊接至印刷电路板1772上的焊盘1770，在互连组件1750与印刷电路板1772之间形成电气和机械连接。

得到的接点比容易受到剪切负荷的典型BGA焊接点更坚固。突出部1716、1718还提供内部平衡，以防止焊料元件1726在回流期间由于互连组件1750的重量而被压塌，并且提供应当用于在互连组件1750和印刷电路板1772下面进行冲洗的清洁溶液的进入和流出路线。

图44B示出结合了图41A至图41C的双环接触元件1670的可替换的互连组件1780。壳体1752包括层1754、1756、1758、1760(绝缘体和/或导体)，这些层中的一个或更多个可以是电路部件。壳体的每个层1754、1756、1758、1760具有孔1761和其它特征，当模制材料环流或流过时，孔和其它特征形成具有不可模制或再模制特征(例如特征1763)的一体壳体1752。

双环接触元件1670的末端1672、1674优选地沿方向1764插入到壳体1752中。接触元件1670的基部1804在层1802的再模制期间被掩盖，使得基部1804露出。再模制后的塑料层1802将接触元件1670固定至壳体1752，并且可选地形成焊料材料1726可以放置于其中的凹槽1806。这里公开的任何接触元件可以与图44B的方法和器件一起使用。当焊料回流时，焊料元件1726将焊接至印刷电路板1772上的焊盘1770上，在互连组件1780与印刷电路板1772之间形成电气和机械连接。

图44C示出图44A的互连组件1750，其中没有焊料元件1726。当然，焊膏1890沉积或印刷在印刷电路板1772上。接触元件1700上的突出部1716、1718和/或接合特征1722被放置成与焊膏1890紧密接触。当焊膏1890熔化时，其聚集在突出部1716、1718和/或接触特征1722上。突出部1716、1718还限定了互连组件1750与印刷电路板1772之间的最小间隙。当焊膏1890凝固时，其在接触元件1700与印刷电路板1772之间形成接缝。这里公开的任何接触元件可以与图44C的实施例一起使用。特别地，图53A和53B的连接元件1970上的水平接合特征1974特别适合用于图44C的实施例中。

图45A示出根据本发明的可替换的焊料元件连接机构1800。每个突出部1802、1804都设置有适于与焊料元件1726接合的接合特征1806、1808。在示出的实施例中，突出部1802、1804在基部1810的一侧上定向，同时柱1812、1814(见图45B和45C)在基部1810的相对侧上定向。

在图45B的实施例中，接合特征1806、1808为延长突出部1802、1804的宽度1816的纵向通道。焊料元件1818为可选的圆柱形状。在图45C的实施例中，焊料元件1726是球形的。可替换地，接合特征1806、1808可以是半球形的凹槽。

图45B、45C的实施例允许焊料元件1726、1818沿着轴线1807(见图45A)大体垂直于基部1810插入，或沿着轴线1809(见图45C)大体平行于基部1810插入。

图46示出根据本发明的可替换的焊料元件连接机构1820。每个突出部1822、1824都设置有适于与焊料元件1726接合的接合特征1826、1828。在示出的实施例中，突出部1822、1824的远端1832、1834朝向基部1830弯折，形成有倒钩的结构。倾斜表面1836、1838方便了焊料元件1726的插入，同时远端1832、1834将焊料元件1726保持在焊料元件连接机构1820中。可选的焊接掩模1842与焊料元件1726之间的可选的间隙1840允许焊料元件1726在连接机构1820内移动，同时仍然被保持在其中。

图47A、47B示出根据本发明的可替换的焊料元件连接机构1850。每个突出部1852、1854都设置有适于与焊料元件1726接合的接合特征1856、1858。

如图47B更好地示出的，突出部1852的接合特征1856朝向突出部1854弯折。突出部1854的接合特征1858朝向突出部1852弯折。突出部1852、1854以及接合特征1856、1858沿着焊料元件1726四侧的一部分延伸。优选在接合特征1856、1858之间被保持间隙1855。如图47C更好地示出的，接合特征1856、1858和/或突出部1852、1854被可选地卷曲，以与焊料元件1726机械接合。间隙1855便于突出部1852、1854的卷曲。

图47D示出根据本发明六边形焊料元件1860与图47A的焊料元件连接机构1850的使用。各种非球形的形状可以用于这里公开的所有焊料元件，例如锥形、环形(toroidal)、立方形等。如图47C所示，接合特征1856、1858和/或突出部1852、1854也被可选地卷曲。

图47E示出根据本发明用于图47A的焊料元件连接机构1850的可替换的接合特征1862、1864。突出部1852包括单个接合特征1862，并且突出部1854包括单个接合特征1864。

图48示出根据本发明的可替换的焊料元件连接机构1870。突出部1872、1874包括以与焊料元件1726机械接合的突起1880、1882形式的接合特征1876、1878。在一个实施例中，突起1880、1882塑性变形，并且穿入焊料元件1726的主体(mass)中。突出部1872、1874被可选地卷曲，以使突起1880、1882进入焊料元件1726的主体中。在另一实施例中，突起1880、1882之间的摩擦力将焊料元件1726保持在适当位置。

图49示出根据本发明的可替换的焊料元件连接机构1900。焊料元件1902包括一系列的凹部1904和突起1906。在示出的实施例中，突起中的一个或多个与突出部1912、1914上的接合特征1908、1910中的一个或多个接合。这里公开的所有接合特征均适合与焊料元件1902一起使用。

焊料元件1902上的凹部1904和突起1906可以是规则的或不规则的、对称的或不对称的、大小和形状相同或大小和形状不同。在一个实施例中，焊料元件1902被随机成形。焊料元件1902能够通过模压、模制、或各种成形过程形成。

图50示出根据本发明的可替换的焊料元件连接机构1920。六边形焊料元件1922与突出部1928、1930上的矩形接合特征1924、1926相接合。接合特征1924、1926具有大于所需高度的高度1932，以便于允许焊料元件1922沿着轴线1934自由浮动。

图51示出如图46所示的焊料元件连接机构1820。立方形焊料元件1950被接合特征1826、1828的远端1832、1834保持。

图52示出如图47A所示的焊料元件连接机构1850。立方形焊料元件1950被接合特征1856、1858保持。如上所述，突出部1852、1854和/或接合特征1856、1858可以被可选地卷曲。

图53A和53B示出包括单个突出部1972的可替换的焊料元件连接机构1970。突出部1972包括具有大体平行于基部1978的开口1976的接合特征1974。在示出的实施例中，基部1978具有微小的曲率，以帮助焊料元件1726集中在开口1976中。焊料元件1726被机械地保持在接合特征1974与基部1978之间。

焊料元件1726的一部分1726A突出于接合特征1974上的表面1980上方。在一个实施例中，焊料元件1726被定位在基部1978上的凹槽1982中。接着突出部1972被卷曲，以保持焊料元件1726。在另一实施例中，焊料元件1726插入到接合特征1974与基部1978之间。

图54A和54B示出结合了接触元件2002的互连组件2000。根据本发明，接触元件2002由一块连续的材料形成。在示出的实施例中，接触元件2002被构造成使得柱2004、2006和基部2008包括成形的连续片状材料的不同部分。从该片状材料切下具有所需形状的坯料，并且在柱2004与2006之间形成狭缝2010。狭缝2010没有延伸穿过末端2012，使得末端2012和柱2004、2006是同一连续片状材料的一部分。柱2004、2006沿相反的方向2014、2016弯折，形成中心开口或环2018。尽管对于一些实施例，方向2014、2016可以形成锐角，但是在示出的实施例中，方向2014、2016通常相反。

突出部2020可选地与焊接掩模2034机械连接。在示出的实施例中，突出部2020包括适于机械接合焊料元件2026的一个或多个接合特征2022、2024。可替换地，诸如图42至图53所示的焊料元件连接机构可以取代突出部2020。

在一个实施例中，互连组件2000的壳体2028包括可选地定位成分别限制柱2004、2006沿方向2014、2016的倾斜的一对壁2030、2032。壳体2028可包括这里所述的任何附加的层。

图55A和55B示出结合了接触元件2052的互连组件2050。根据本发明，接触元件2052由一块连续的材料形成。在示出的实施例中，接触元件2052被构造成使得柱2054、2056和基部2058包括成形的连续片状材料的不同部分。狭缝2060没有延伸穿过末端2062。柱2054、2056被弯折，以形成环2064、2066、2068。图55C示出基本上未被压缩状态的接触元件2052。

图56A、56B也示出结合了接触元件2102的互连组件2100。如上所述，接触元件2102由一块连续的材料形成。狭缝2104没有延伸穿过末端2106。柱2108、2110朝向环2112向内弯折。诸如图42至图53所示的焊料元件连接机构可以取代突出部2114。

图57A至57C示出根据本发明的结合了双环接触元件2152的可替换的接触元件互连组件2150。柱2158、2160也在位置2162处交迭。在示出的实施例中，柱2158、2160在位置2162处没有相互接触(见图57C)。柱2158、2160的末端2154、2156交迭并且机械连接，以限制沿着方向2168、2170的分开。末端2154、2156的远端2162、2164分别远离壳体2166向上延伸。远端2162、2164特别适合与LGA器件连接。

上面公开的特定实施例仅是示例性的，因为对于从此处得到教导益处的本领域技术人员来说，显然可以以不同的但等同的方式修改和实施本发明。例如，这里公开的接触元件和壳体能够以各种方式组合。而且，这里公开的任何焊料元件连接机构都可以与任何连接器元件柱结构组合。此外，除了以下权利要求中所描述的，这里示出的结构或设计的细节没有限制。因此很显然，可以改变或修改上面公开的特定实施例，并且这些变型应被认为是在本发明的范围和精神之内。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种电互连组件，用于将第一电路部件上的端子与第二电路部件上的端子电互连，所述电互连组件包括：

壳体，包括多个通孔，所述多个通孔在所述壳体的第一表面与第二表面之间延伸；

多个接触元件，定位在所述多个通孔中，所述接触元件包括：

基部；

一个或多个柱，其具有连接于所述基部的近端以及大体沿着第一方向远离所述基部延伸的远端；

一个或多个突出部，连接于所述基部，所述突出部大体沿着第二方向远离所述基部延伸，所述突出部包括至少一个接合特征；

焊料元件，与所述接合特征机械连接；以及

密封层，在所述外壳上，基本上防止焊料在所述接触元件与所述外壳之间以及从所述第一表面和所述第二表面浸吸。

2.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述焊料元件与所述接触元件之间的机械连接是唯一连接方式。

3.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述壳体包括形成基本上不可模制的多个通孔的多个层，所述多个通孔在第一表面与第二表面之间延伸。

4.根据权利要求3所述的电互连组件，其中，至少一个接触元件与基本上不可模制的通孔具有互锁关系。

5.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述接触元件通过利用以下中的一种或多种而连接至所述壳体的至少一个层：压缩力、焊料、楔入结合、导电粘合剂、超声波焊接、引线结合、所述接触元件与所述第一电路部件之间的机械连接、以及将所述接触元件连接至所述壳体的再模制层。

6.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述多个通孔布置成二维阵列。

7.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述壳体包括多个层，并且所述壳体中的至少一个层包括电路层。

8.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述密封层包括可固化的聚合材料。

9.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述柱具有大体蛇形形状。

10.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述突出部包括一对相对的突出部。

11.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述焊料元件与所述接合特征具有搭扣配合关系。

12.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述焊料元件在与所述基部机械连接的同时自由浮动。

13.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述焊料元件被保持在突出部与所述基部之间。

14.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述接合特征包括机械连接至所述焊料元件的孔、凹槽、突起、或倒钩中的一种。

15.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述焊料元件具有非球形结构。

16.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述突出部中的至少一个和所述接合特征塑性地变形成与所述焊料元件接合。

17.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述突出部中的至少一个和所述接合特征弹性变形成与所述焊料元件接合。

18.一种电互连组件，用于将第一电路部件上的端子与第二电路部件上的端子电互连，所述电互连组件包括：

壳体，包括多个通孔，所述多个通孔在所述壳体的第一表面与第二表面之间延伸；

多个接触元件，定位在所述多个通孔中，所述接触元件包括：

基部；

第一和第二柱，具有大体蛇形形状，所述第一和第二柱具有连接于所述基部的近端以及大体沿着第一方向远离所述基部延伸的远端；

一个或多个突出部，连接于所述基部，所述突出部大体沿着第二方向远离所述基部延伸，所述突出部包括至少一个接合特征；以及

焊料元件，与所述接合特征机械连接。

19.根据权利要求18所述的电互连组件，其中，所述第一和第二柱在相应的近端和远端之间的位置处交迭，以形成第一环，所述第一和第二柱的所述远端包括第二环。

20.根据权利要求18所述的电互连组件，其中，所述第一和第二柱的所述远端在与所述第一或第二电路部件中的一个接合时形成环。

21.根据权利要求18所述的电互连组件，其中，所述第一和第二柱的所述远端作为连续的片状材料的一部分而被连接。

22.根据权利要求18所述的电互连组件，其中，所述第一和第二柱的所述远端包括交迭的末端。

23.根据权利要求18所述的电互连组件，其中，所述一对交迭的末端防止所述远端分开。

24.根据权利要求18所述的电互连组件，包括密封层，所述密封层在所述外壳上，基本上防止焊料在所述接触元件与所述外壳之间以及从所述第一表面和所述第二表面浸吸。

25.一种电互连组件，用于将第一电路部件上的端子与第二电路部件上的端子电互连，所述电互连组件包括：

壳体，包括多个通孔，所述多个通孔在所述壳体的第一表面与第二表面之间延伸；

多个接触元件，定位在所述多个通孔中，所述接触元件包括：

基部；

第一和第二柱，具有大体蛇形形状，所述第一和第二柱具有连接于所述基部的近端以及大体沿着第一方向远离所述基部延伸的远端；

一个或多个突出部，连接于所述基部，所述突出部大体沿着第二方向远离所述基部延伸，所述突出部包括至少一个接合特征；以及

焊料元件，与所述接合特征机械连接，所述机械连接允许所述焊料元件相对于所述基部自由浮动。

Claims (31)

1.一种电互连组件，用于将第一电路部件上的端子与第二电路部件上的端子电互连，所述电互连组件包括：

壳体，包括多个通孔，所述多个通孔在所述壳体的第一表面与第二表面之间延伸；

多个接触元件，定位在所述多个通孔中，所述接触元件包括：

基部；

一个或多个柱，其具有连接于所述基部的近端以及沿着第一方向远离所述基部延伸的远端；

一个或多个突出部，连接于所述基部，所述突出部包括至少一个接合特征；以及

焊料元件，与所述接合特征机械连接。

2.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述焊料元件与所述接触元件之间的机械连接是唯一连接方式。

3.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述突出部大体沿着与所述第一方向不同的第二方向远离所述基部延伸。

4.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述壳体包括形成基本上不可模制的多个通孔的多个层，所述多个通孔在第一表面与第二表面之间延伸。

5.根据权利要求4所述的电互连组件，其中，至少一个接触元件与基本上不可模制的通孔具有互锁关系。

6.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述接触元件通过利用以下中的一种或多种而连接至所述壳体的至少一个层：压缩力、焊料、楔入结合、导电粘合剂、超声波焊接、引线结合、所述接触元件与所述第一电路部件之间的机械连接、以及将所述接触元件连接至所述壳体的再模制层。

7.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述多个通孔布置成二维阵列。

8.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述壳体包括多个层，并且所述壳体中的至少一个层包括电路层。

9.根据权利要求1所述的电互连组件，包括密封层，所述密封层基本上沿着所述第一表面和所述第二表面中的至少一个而密封所述接触元件与所述壳体之间的所述通孔。

10.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述一个或多个柱包括：

第一柱，其具有连接于所述基部的近端以及沿着第一方向远离所述基部延伸的远端；以及

第二柱，其具有连接于所述基部的近端以及大体沿着所述第一方向远离所述基部延伸的远端。

11.根据权利要求10所述的电互连组件，其中，所述第一柱在与所述第二柱的分离位置处连接于所述基部。

12.根据权利要求10所述的电互连组件，其中，所述第一和第二柱具有蛇形形状。

13.根据权利要求10所述的电互连组件，其中，所述第一和第二柱在相应的近端和远端之间的位置处交迭，以形成第一环，所述第一和第二柱的所述远端包括第二环。

14.根据权利要求10所述的电互连组件，其中，所述第一和第二柱的所述远端在与所述第一或第二电路部件中的一个接合时形成环。

15.根据权利要求10所述的电互连组件，其中，所述第一和第二柱的所述远端作为连续的片状材料的一部分而被连接。

16.根据权利要求10所述的电互连组件，其中，所述第一和第二柱的所述远端包括交迭的末端。

17.根据权利要求16所述的电互连组件，其中，所述一对交迭的末端防止所述远端分开。

18.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述基部和所述柱包括成形的连续片状材料的不同部分。

19.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述基部和所述突出部包括成形的连续片状材料的不同部分。

20.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述接触元件包括形成至少两个环的一对蛇形柱。

21.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述突出部包括一对相对的突出部。

22.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述焊料元件通过所述接合特征被保持在一对相对的突出部之间。

23.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述焊料元件被压缩保持在一对相对的突出部之间。

24.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述焊料元件被压缩保持在突出部与所述基部之间。

25.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述接合特征包括机械连接至所述焊料元件的孔、凹槽、突起、或倒钩中的一种。

26.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述焊料元件具有非球形结构。

27.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述突出部塑性地变形成与所述焊料元件接合。

28.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述接合特征塑性地变形成与所述焊料元件接合。

29.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述突出部弹性地变形成与所述焊料元件接合。

30.根据权利要求1所述的电互连组件，其中，所述接合特征弹性地变形成与所述焊料元件接合。

31.一种电互连组件，用于将第一电路部件上的端子与第二电路部件上的端子电互连，所述电互连组件包括：

壳体，包括多个通孔，所述多个通孔在所述壳体的第一表面与第二表面之间延伸；

多个接触元件，定位在所述多个通孔中，所述接触元件包括：

基部；

第一柱，其具有连接于所述基部的近端以及沿着第一方向远离所述基部延伸的远端；

第二柱，其具有连接于所述基部的近端以及大体沿着所述第一方向远离所述基部延伸的远端，所述第一和第二柱在相应的近端和远端之间的位置处交迭，以形成第一环，所述第一和第二柱的所述远端被构造成形成第二环；以及

焊料元件，连接于所述基部。

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