CN101261972B - 具有触点定位特性的焊盘栅格阵列模块 - Google Patents

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Abstract

一种具有触点定位特性的焊盘栅格阵列模块(110)包括衬底(162)，该衬底具有配合表面(130)和在配合表面上的触点衬垫(152)阵列。每一个触点衬垫具有外露表面(153)，该外露表面具有凹陷处(154)，该凹陷处配置为当配合触点尖端(146)抵靠着触点衬垫装载时，抑制配合触点尖端的横向移动。

Description

具有触点定位特性的焊盘栅格阵列模块
技术领域
本发明涉及一种焊盘栅格阵列(LGA)电子模块，其具有能够与LGA插槽中的触点配合的触点衬垫。
背景技术
竞争和市场要求持续趋向更快、更高性能的电气系统，特别地涉及计算机系统。随着印刷电路板设计中的表面安装技术的发展，已经研发了包括更高密度互连元件的更高密度电路，以适应日益增加的对更高性能电气系统的需求。
现有技术中已知，表面可安装包装使得封装(package)能够连接至电路板表面上的衬垫，而不用通过焊在电镀孔中的延伸穿过电路板的触点或管脚。这里使用的术语“封装”至少包括将安装在电路板上的芯片承载模块。表面安装技术使得电路板上的元件密度增加，从而节省了电路板上的空间。
面阵插槽连接器作为一种高密度的互连方法随着表面安装技术一起发展。例如，表面安装技术的一种应用是与LGA(land grid array)封装一起使用的焊盘栅格阵列(LGA)插槽连接器。LGA封装的一个主要优点是耐用性。LGA封装在安装或移动过程中或者通过一般的操作不容易被损坏。LGA封装包括在配合侧面上的触点区域或衬垫的阵列。LGA插座包括触点阵列，并且电路板包括与LGA封装上的触点衬垫图案一致的衬垫图案或触点衬垫阵列。
当装载进入插槽时，LGA封装定位在插槽的内侧壁上以相对于插槽触点定位封装。因为在插槽壁和LGA封装之间有额定间隙，封装上的触点衬垫必须具有足够的表面区域以吸收封装和插槽之间的公差，以及当封装装载进入插槽时触点偏斜而导致的触点越过触点衬垫上的任何线性移动或摩擦。
随着封装变得更小并且触点衬垫的密度增加，由于电子封装和插槽的组合制造公差，保证封装上的触点衬垫和插槽中的触点之间的配合变得更加困难。因此，随着封装尺寸的减小，需要维持封装触点衬垫和插槽触点的适当定位。
发明内容
一种焊盘栅格阵列模块包括衬底，其具有配合表面和在配合表面上的触点衬垫阵列。每一个触点衬垫具有外露表面，该外露表面具有凹陷处，配置为当配合触点尖端抵靠着触点衬垫装载时，抑制配合触点尖端的横向移动。
附图说明
图1是包括依照本发明的典型实施方式形成的焊盘栅格阵列(LGA)封装的电子组件的分解图。
图2是图1中示出的插槽触点区域的一部分的局部放大图。
图3是LGA封装的配合表面的局部放大图。
图4是与LGA封装上的触点衬垫配合的插槽触点的放大剖视图。
图5是依照本发明的替换实施方式形成的LGA电子封装的局部放大剖视图。
图6是与图5中示出的触点衬垫配合的插槽触点的放大图。
图7是依照本发明的另一个替换实施方式形成的LGA封装的局部放大剖视图。
具体实施方式
图1示出了电子组件100，其包括依照本发明的一个典型实施方式形成的电子封装110。插槽连接器112安装在电路板114上。当电子封装110装载进入插槽连接器112时，其通过电子封装110上的接口116电连接至电路板114。作为示例，电子封装是焊盘栅格阵列模块，并且可以包括但是不限于例如中央处理器(CPU)、微处理器、或专用集成电路(ASIC)等的芯片或模块，并且接口116是焊盘栅格阵列接口。
插槽触点区域120保持在插槽连接器112中。触点区域120包括多个电触点122。在一个实施方式中，插槽触点122可以是冲压成型的金属弹性触点122。电子封装110上的接口116包括与触点区域120配合的配合表面130。配合表面130包括多个触点衬垫(图1中未示出)，如下文描述，其与触点122配合从而将电子封装110电连接至电路板114的。
图2示出了触点区域120的一部分的局部放大图。插槽连接器112(图1)包括限定触点区域120的插槽底部140。插槽底部140包括多个触点腔142。插槽触点122的可偏斜的触点臂144延伸通过触点腔142。每一个触点臂144包括触点尖端146。当电子封装110(图1)装载进入插槽连接器112中时，例如插槽连接器112的LGA插槽连接器中的触点122经受配合负载。该配合负载使触点臂144偏斜从而保证在触点122中的每一个和电子封装110之间建立电连接。由于触点臂144偏斜，触点尖端146在电子封装110的配合表面130上沿着配合触点衬垫152(图3)摩擦或滑动。由于插槽连接器112中的插槽触点122的密度和电子封装110上的触点衬垫152的密度增加，插槽触点122和触点衬垫152的尺寸都趋向于变得更小。触点122和触点衬垫152的尺寸减小，结合触点尖端146越过触点衬垫152的移动，并连同制造公差一起，使得触点尖端146相对于触点衬垫152的适当定位更加困难。为了处理这种情况，触点衬垫152设置有下面描述的特性以将触点尖端146定位在触点衬垫152上。
图3示出了电子封装110上的接口116的配合表面130的局部放大图。配合表面130包括其上施加有触点衬垫152阵列的衬底表面150。触点衬垫152具有外露表面153。在一个典型实施方式中，触点衬垫152可以根据已知方式电镀在衬底表面150上。在一些实施方式中，触点衬垫152包括镀在外露表面153上的具有例如金的贵金属以改进电导率的铜层。为了便于将配合触点尖端146精确定位至触点衬垫152，触点衬垫152形成有在外露表面153中的凹陷处154，该凹陷处154的尺寸和形状形成为使其能够在电子封装110装载进入插槽连接器112中时，随着触点尖端146在触点衬垫152上经过，捕获并保持插槽触点122的触点尖端146相对于触点衬垫152定位。
衬底表面150上设置触点衬垫152，相邻的触点衬垫152之间具有间隔或间距156。触点衬垫152上提供凹陷处154使触点衬垫间距156基本等于电子封装110和插槽连接器112的组合制造公差。
图4示出了与电子封装110上的触点衬垫152配合的插槽触点122的放大剖视图。电子封装110包括连接至衬底162的硅层160。在典型实施方式中，硅层160在选择的焊点处焊接至衬底162。衬底162包括位于电子封装110的配合表面130处的衬底表面150。硅层160包括例如可以是集成电路或处理器的电路。集成电路包括直接在衬底表面150上的触点衬垫152处或者在衬底162中的或衬底表面150上的走线(trace)164处终止的电连接。
如图4所示，可以将触点衬垫152定位于衬底162中的盲孔168的上方，该孔168延伸至衬底中的内部走线164。该孔168形成具有直径170，其尺寸使得当触点衬垫152镀在衬底表面150上时，在孔168处形成凹陷处154。此外，孔168的直径170使凹陷处154足够大，从而当触点尖端146响应配合负载F而偏斜并且越过触点衬垫152而摩擦时捕获并保持触点尖端146。更准确地说，凹陷处154配置为抑制配合触点尖端146沿横轴172的移动。平行于负载轴174施加配合负载F，该负载轴174基本垂直于横轴172。可以理解，尽管配合负载F显示为局部压力F，该配合负载F分布在整个硅层160上。凹陷处154具有捕获插槽触点尖端146的凸起部分的凹形轮廓。这样，当电子封装110装载进入插槽连接器112中时，触点衬垫152限制插槽触点尖端146越过触点衬垫152的移动。衬底162也可以包括通孔，设置这些通孔以将一些触点衬垫直接连接至硅层中的电路。可以将其它的触点衬垫152定位于衬底表面150上的走线164上方。在这些触点衬垫152中，可以在触点衬垫152的外露表面153中冲压形成凹陷处154，并且使其具有捕获并保持插槽触点尖端146的尺寸。
图5示出了依照本发明的一个替换实施方式形成的LGA电子封装180的局部放大剖视图。电子封装180包括如之前所述的硅层160和连接至硅层160的衬底162。衬底表面150上布置有触点衬垫182阵列。触点衬垫182可以位于衬底162中的孔上方或者位于衬底162的表面150上的走线处。每一个触点衬垫182包括由凸起的导电周边186围绕的目标触点区域184。更准确地说，凸起的导电周边186限定包括触点区域184的凹陷处。
图6是具有与其配合的插槽触点122的触点衬垫182的放大图。插槽触点122的插槽触点尖端146与触点区域184和凸起的导电周边186配合。凸起的导电周边186配置为限制触点尖端146越过触点衬垫182的移动。更准确地说，当电子封装180(图5)装载进入插槽连接器112(图1)中时，凸起的导电周边186保持触点尖端146，以确保在所有公差条件下触点尖端146保持与各自的触点衬垫182配合。在一个典型实施方式中，触点衬垫182镀在衬底表面150上。触点区域184和凸起的导电周边186包括例如金的贵金属涂层190。触点区域184位于第一平面192，而凸起的导电周边186的最外面区域194位于不同于第一平面192的第二平面196中。
图7示出了依照本发明的另一个替换实施方式形成的LGA电子封装200的局部放大剖视图。示出的电子封装200与插槽触点122配合啮合。电子封装200包括硅层202和连接至硅层202的衬底204。与前述电子封装110一样，硅层202在选择的焊点处焊接至衬底204并且包括电子电路。衬底204包括位于电子封装200的配合表面210处的衬底表面206。在衬底表面206上布置有多个触点衬垫212。触点衬垫212可以位于衬底204中的孔的上方或者位于衬底204的表面206上的走线处。硅层中的电路包括直接在衬底表面206上的触点衬垫212处或者在衬底204中的或衬底表面206上的走线(未示出)处终止的电连接。
触点衬垫212形成有由凸起的导电周边222围绕的目标触点区域220，从而形成包括触点区域220的凹陷处。凸起的导电周边222配置为限制触点尖端146越过触点衬垫212的移动。在触点衬垫212上提供凸起的导电周边222使得相邻的触点衬垫(见图3)之间的触点衬垫间距或间隔基本等于电子封装200和插槽连接器112(图1)的组合制造公差。更准确地说，当电子封装200装载进入插槽连接器112中时，凸起的导电周边222保持触点尖端146，以确保在所有公差条件下触点尖端146保持与各自的触点衬垫212配合。在典型实施方式中，触点衬垫212镀在衬底204上。触点区域220和凸起的周边222还镀有例如金的贵金属。触点区域220位于第一平面224，而凸起的导电周边222的最外面区域226位于不同于第一平面224的第二平面228。
如之前所述，挠性触点臂144的末端上形成有触点尖端146。触点臂144从触点主体230延伸，该触点主体230配置为将触点122保持在插槽底部140(图2)中的触点腔142中。触点122包括焊接至电路板114(图1)的安装末端232。当装载进入插槽连接器112(图1)中时，触点臂144响应于配合负载F而偏斜。对配合负载F的反应帮助把触点尖端146保持在触点衬垫212的触点区域220中。
这样描述的实施方式提供了一种便于将电子模块上的触点衬垫可靠定位至LGA插槽中的触点的LGA电子封装。尽管插槽触点间距和触点衬垫间距接近电子封装和插槽的组合制造公差，也可以实现将插槽触点适当定位至触点衬垫。电子封装包括触点衬垫，当电子封装在所有公差条件下装载进入插槽连接器中时，触点衬垫配置为捕获并保持插槽触点。

Claims (7)

1.一种用于与插槽连接器(112)配合的焊盘栅格阵列模块(110)，包括衬底(162)，该衬底具有配合表面(130)和在该配合表面上的触点衬垫(152)阵列，其特征在于：
每一个所述触点衬垫具有外露表面(153)，该外露表面(153)具有凹陷处(154)，
其中，所述凹陷处(154)的尺寸和形状形成为使该凹陷处(154)能够在当所述插槽连接器(112)的触点尖端(146)抵靠着所述触点衬垫装载时，随着所述触点尖端(146)在所述触点衬垫(152)上摩擦或滑动，捕获并保持所述触点尖端(146)相对于触点衬垫(152)定位，以使得在触点尖端间距和触点衬垫间距接近焊盘栅格阵列模块和插槽连接器的组合制造公差时，也可以实现将触点尖端适当定位至触点衬垫。
2.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列模块，其中所述衬底包括孔(168)，该孔(168)的直径使得当所述触点衬垫镀在所述孔的上方时，所述凹陷处可在所述触点衬垫中形成。
3.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列模块，其中在所述触点衬垫的外露表面中冲压形成所述凹陷处。
4.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列模块，其中所述触点衬垫包括围绕所述凹陷处的凸起的导电周边(186)。
5.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列模块，其中所述触点衬垫电镀在所述衬底上。
6.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列模块，其中所述凹陷处是凹形的并且所述配合触点尖端是凸起的。
7.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列模块，其中所述衬底连接至硅层(160)。
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