CN102356521A - 具有焊料的平面触头 - Google Patents

Abstract

一种将可回流构件固定在电触头上的方法。该方法包括提供具有多个电触头的带条，每个触头均包括接触体和远离接触体延伸的尾部分。随后将触头的尾部分相邻于条形可回流元件布置。将条形可回流元件推至多个触头的尾部分上。随后，将条形可回流元件切成多个分开的可回流构件，每个可回流构件均对应于一个尾部分。将具有与之连接的可回流构件的电触头从带条分离开。

Description

具有焊料的平面触头

相关申请

本申请为基于2009年3月18日提交的在先申请的美国临时专利申请序列号61/161,231的专利申请，因此，根据35U.S.C§119(e)要求其权益，并且在此以引用的方式加入。

技术领域

本发明涉及一种用于提供第一和第二电部件之间的电连接的电触头，并且尤其涉及具有布置于其上的可回流构件的电触头。

背景技术

电连接器通常使用球栅阵列(BGA)类型的电连接连接至基板，例如印刷电路板(PCB)。BGA包括多个用于将连接器的电触头连接至PCB的焊料球。将典型的BGA连接器连接至关于基板表面布置的电接触衬垫或迹线阵列。通过首先将树脂焊料施加于电触头衬垫、将焊料球定位于电触头衬垫上、并且使连接器行进通过回流熔炉而将焊料球连接至触头衬垫。在回流过程中，通过焊料将焊料球保持在合适位置并且在电触头衬垫上润湿。除将焊料球保持在合适的位置之外，焊料促进焊料球对触头衬垫的湿润，并且以化学方式清洁触头衬垫表面。

然而，BGA连接中的小焊料球仅产生连接器的电触头和基板的触头衬垫之间较短的连接高度。如果在连接器和基板之间发生任意运动，则这些较短连接受到较高的机械应力。结果是，连接器和基板之间的连接易由于该焊料连接在应力下断裂而失效。

将焊料球应用于触头上的一种方法包括回流焊料，将液体焊料放置于触头上，并且允许焊料冷却，以冷却形成布置于触头上的球。然而，这是非常复杂和耗时的工艺。当焊料应用于触头时，加热和冷却焊料的要求是耗时的。

发明内容

本发明提供一种将可回流构件固定于电触头上的方法。该方法包括提供具有多个电触头的带条，每个触头均包括接触体和远离接触体延伸的尾部分。随后将多个触头的尾部分布置成邻近条形可回流部件。将条形可回流部件推至多个触头的尾部分上。随后，将条形可回流部件切成多个分开的可回流构件，每个可回流构件对应于一个尾部分。将具有连接到其上的可回流构件的电触头与带条分开。

本发明还提供一种具有多个电触头的接触带条，每个电触头均具有布置于触头上的尾部分的可回流构件。在一个实施例中，电触头包括布置在触头中的开口周围的第一和第二腿。

附图说明

以下将说明本发明的典型实施例，并且在图中示意性地示出本发明的典型实施例，其中：

图1示出了连接至带条的根据本发明的实施例的电触头；

图2-4示出了相邻于条形可回流部件布置的图1的电触头的尾部分；

图5和6示例了将可回流部件连接在图1的尾部分上的方法的实施例；

图7示出了示例可回流部件和尾部分之间的连接的图5和6的可回流部件和尾部分的后视图；

图8示出了图5-7的可回流部件和尾部分的前视图和可回流部件的剖切线；

图9示出了具有剖切的可回流部件的图8的尾部分；

图10和11示例了将可回流部件连接至尾部分的方法的可替换实施例；

图12示出了根据本发明的尾部分的可替换实施例；

图13示出了连接至条形可回流部件的图12的尾部分；

图14和15示出了具有与之连接的可回流部件的尾部分的其他实施例；

图16示出了包括具有布置于其上的焊料的电触头的外壳；

图17示出了在具有基板触头的基板附近的图16的外壳和电触头；以及

图18示出了电连接至图17的基板触头的电触头。

具体实施方式

图1示出了具有两个连接至电触头的带条4的电触头2的本发明的实施例。优选地，接触带条4较长，并且具有许多连接到其上的电触头2。每个电触头2具有接触体6和尾部分8，该尾部分8从接触体延伸并且典型地沿远离带条4的方向延伸。每个电触头2具有一个或多个对于接触带条4的分离连接点10。因此，电触头2可以与带条4分离，并且单独使用。在示例的实施例中，带条4的长度由接触体6自身的一部分构成。换句话说，接触体6在连接点10处被直接连接在一起，并且一系列连接的接触体6限定了带条4。可替换地，带条4可以是单独件，接触体6在连接点10处连接到带条4上。如图1中所示，带条4和触头2可以形成于单个平面内。例如，可以由金属片或金属箔压制触头2和带条。平面接触带条可以是有利的，因为它们加工的高可靠性和低生产成本。

在使用中，电触头2用于电连接第一和第二电部件。例如，可以将电触头2的接触体6保持在例如电连接器或电子封装的第一电部件的外壳中，与第一部件的端子相电连通。触头2的尾部分8从外壳延伸出来，从而尾部分8的自由端12布置于触头2远离外壳的远端。尾部分8的自由端12配置成与例如基板的触头衬垫的第二电部件的相应的端子电连接。为了形成尾部分8的自由端12和触头衬垫之间的连接，使用焊接来将尾部分8和触头衬垫机械结合和电连接。根据本发明，在连接电部件之前，将可回流材料布置于触头的尾部分8上。因此，第一部件可以与布置于其触头上的可回流材料一起被封装和输送。而且，在触头2布置于第一电部件的外壳中之前，可以将可回流材料布置于触头2上。

根据本发明的实施例，通过将可回流材料推至触头2上而将可回流材料布置于触头2的尾部分8上。每个尾部分8包括保持区段14，一旦将可回流材料推至尾部分8上，该保持区段适合于将可回流材料保持于触头上。在图1中所示的实施例中，保持区段14包括布置于圆形开口18的任一侧上的两条腿16。在将可回流材料推至触头的保持区段14上之后，每条腿16的脚20有助于将可回流材料牢固地固定在尾部分8上。如以下更详细地说明的，被推动通过开口18的可回流材料由腿16以及它们各自的脚20部分地围绕，确保了可回流材料不滑出触头2。通过比腿的中心部分宽，脚20用作截挡部(catch)，以将可回流材料保持在适当位置，这用作狭窄连接部。因此，可回流材料将不滑出触头2，因为截挡部比狭窄连接部更宽，该狭窄连接部布置在尾部分8上在截挡部与接触体6之间。

适合于本发明的可回流材料的例子为焊料。焊料可以用作可回流材料，因为其在升高的温度下回流，该升高的温度在触头2和围绕部件的熔点之下。例如，根据特定材料，焊料可以具有在90℃和450℃之间范围内的熔点。因此，焊料可以回流并且将触头2连接至基板端子或触头衬垫，而不改变或熔化触头2、基板端子、基板或任何靠近焊料的结构构件，例如，保持触头2的外壳。典型合适的焊料材料由锡和铅的混合物组成。由于调整的压力降低了电部件中使用的铅的量，这有利于使用无铅焊料。无铅焊料的例子经常地包括与例如铜、银、铋、铟、锌、锑的其他部件相结合的锡。很多合适的焊料具有在220℃之下的回流温度。

图2-7示例了从侧边推至图1的电触头2上的焊料。在图2和3中，示出了条形焊料元件22布置于电触头2前面。示例的条形焊料元件22可以为具有焊料芯24的焊条的形式。如图所示，条形焊料元件22被定位成沿轴线26延伸，该轴线26偏离触头2的平面28并且与触头2的平面28相平行。如由图4中的运动箭头所描绘的，随后将条形焊料元件22推至触头2上，从而焊料元件22的轴线26与对齐触头2的平面对齐或基本对齐。可替换地，可将触头2推至焊料元件22上。由于将焊料元件推至触头2上，焊料元件22的一部分和焊料芯24被插入通过焊料元件的保持区段14中的开口18。因此，脚20可以保持布置于开口18中的焊料的中心部分30，并且防止焊料滑出尾部分8。为了促进触头2和焊料元件22之间的固定连接，保持区段14优选地被定尺寸成安装于焊料元件22内。借助于焊料元件26的轴线与触头2的平面28的平行定向辅助了保持区段14在焊料元件22内的封装。然而，通过使保持区段14的结构足够小以安装在焊料元件中可以进一步辅助保持区段14与焊料元件22之间的固定接合。例如，如图2中所示，开口18的直径d可以小于焊料元件22的直径。而且，尾部分8的整个自由端12的宽度W可以小于焊料元件的直径D。因此，整个保持区段14可以稳固地与焊料元件22相接合。

如图7所示，根据焊料的延展性，部分焊料可以被推在焊料触头2周围、局部地包围腿和脚。通过包围触头2的腿16和脚20，焊料不可能被移除与触头2的保持区段14的连接。焊料元件22的延展性由焊料的构成材料来部分地确定。此外，可以通过升高其温度而增加焊料的延展性。因此，能够以升高的温度实现将焊料元件22推至触头2上的效果。因此，将更容易地把焊料元件22推至触头2的尾部分8上，并且焊料元件22将更容易地包围腿16和脚20。优选地，升高的温度在环境温度之上，但在焊料的回流温度之下。例如，根据所使用的焊料的类型，能够以升高的温度将焊料元件22推至触头2上，该升高的温度基本上在180℃之下。

如图9所示，由于焊料元件22布置于触头2上，可以将焊料切割为单独的焊料构件32。例如，可以沿图8中所示的切割线34切割焊料元件22，以产生焊料构件32。一旦触头2具有布置于它们各自的尾部分8上的单独焊料构件32，它们就可以用于将例如电子封装外壳的第一电部件连接至例如PCB的基板。因此，单个触头2与布置于外壳中的带条4分离，并且随后通过回流焊料而连接至基板。可替换地，在将焊料元件22切割为单独的焊料构件32之前，可以将触头2与带条4分离。

图10和11示例了将焊料元件22连接至触头2的方法的可替换实施例。在该实施例中，焊料元件22被沿着轴线26定位，该轴线26与触头2的平面实质上共面。如图10所示，触头2的自由端12被布置成邻近焊料元件22的表面36并且将触头2向下推至焊料元件22中。在该实施例中，沿平面28的方向推动触头2。可替换地，将焊料元件22推到触头2上，而焊料元件22沿平面28的方向的移动。因此，如图11所示，每个触头2的保持区段14布置于焊料元件22中。触头可以被定位成，自由端12被布置于焊料中间或自由端可以与在插入方向相反的侧面处的焊料元件22的表面相重合。可替换地，触头2可以被推动通过焊料元件22，足以使触头完全穿过焊料元件22并且在自由端12处的触头的一部分从焊料元件在插入方向相反的侧面处延伸出。优选地，焊料元件的延展性足够大，以使得某些焊料材料将移动至布置于腿16之间的开口18中，从而可以通过截挡部或脚20将焊料保持于合适位置。一旦将焊料元件22连接至触头2的尾部分8，则焊料能够以与参照图8所述的相似的方式沿切割线34而被切割成焊料构件32。再次，具有布置于其上的焊料构件32的触头可以用于连接第一和第二电部件。

与本发明相关联的触头2的另一实施例在图12和13中示出。这些触头具有用于上述将触头的自由端12推至焊料元件22内的方法的有利特征。图12和13中所示的触头2具有箭头形状，其便于将触头2容易地插入焊料元件中。触头2的自由端12为点38的形式，这将容易地进入焊料元件22中。从点38开始，触头延伸至包括两个箭头后角40的加宽区段。狭窄连接区段42将箭头连接至触头2的尾部分8的剩余部分。在示例的实施例中，触头的保持部分14包括箭头和狭窄连接区段42，每个后角40由此用作截挡部将焊料元件22保持至触头上。当将触头插入焊料元件22中时，焊料材料围绕狭窄连接区段42，并且通过箭头的截挡部或较宽的后角40而将触头牢固地保持于焊料材料中。

为了更容易地插入至焊料元件22中，以控制焊料回流，部分的尾部分8可以覆盖有涂层或镀层。例如，图2中所示的触头2的插入部分14包括触头表面上的锡镀层44。锡镀层44有助于将焊料回流导向至相应的触头，例如基板上的焊料衬垫。不包括锡镀层44的触头2的部分可能受到某些腐蚀。因此，在没有锡镀层44的触头部分将对焊料的附着更加抵抗。因此，焊料将回流至焊料衬垫上，而不是吸附于触头2。

触头可以选择性地包括应力或张力释放机构或弹簧构件46，当其连接至例如触头衬垫的端子时，其辅助释放焊料上的机械应力。图14和15示出了这样的弹簧构件的实施例。通常，如上所述，这些实施例中的每个触头的尾部分8可以与前述实施例相似，并且插入到焊料元件22中。然而，触头2包括布置于接触体6和触头的自由端12之间的弹簧构件46。弹簧构件46可以是尾部分8的一部分或其可以是触头2的单独部分。当将尾部分8插入其中时，弹簧构件46留在焊料元件22的外侧。因此，当连接部件时，弹簧构件46被定位于连接至第一电部件的焊料和第二电部件之间。因此，由电部件之间的任何微小运动引起的机械应力由弹簧构件46吸收。可以通过触头2中的一个或多个弯曲部48形成弹簧构件46。优选地，如图14所示，如果触头由金属片或箔片制成，则弯曲部关于该片的平面制成。图14的示例的弹簧构件46包括形成预弯曲触头的三个弯曲部48。可替换地，如图15所示，可以将弹簧构件46压制在触头中。例如，可以通过当由金属片或金属箔压制触头时形成波状区段50而提供弹簧构件46。

一旦将焊料构件32布置于触头2上，则可以将触头设置于例如电子封装的外壳52中。如图16所示，触头2的尾部分8从外壳52延伸出，焊料构件32被远离外壳52布置。为了将触头2连接至第二设备54，使外壳52处于第二设备附近，触头2邻近第二设备的各个相应的触头。在图17所示的示例实施例中，第二设备54为基板，该基板具有布置于其上的焊料衬垫56。焊料衬垫56可以包括布置于其上的焊料浆糊58，以有利于触头2之间的更好粘结。随后，通过加热焊料构件32并且使它们回流，触头2被电连接至焊料衬垫56。当焊料硬化时，将焊料连接部60设置于每个触头2和各个焊料衬垫56之间。

虽然已经示出并且说明了本发明的优选形式，但对于本领域技术人员显而易见的，可以改变很多特征。因此，其意图仅根据所附的权利要求的范围限制本发明。

Claims (20)

1.一种将可回流构件固定在电触头上的方法，所述方法包括：

提供包括多个电触头的带条，每个触头包括接触体和远离所述接触体延伸的尾部分；

将所述多个电触头的每个尾部分布置成邻近条形可回流元件；

相对于所述触头移动所述条形可回流元件，从而将每个尾部分的至少一部分插入所述可回流元件中；

将所述条形可回流元件切成多个分开的可回流构件，每个可回流构件对应于各自的尾部分；并且

将所述电触头与所述带条分离。

2.一种电触头，包括：

主体部分；

尾部分，其从所述主体部分延伸，所述尾部分包括保持区段和狭窄连接区段，该保持区段具有布置成朝向所述尾部分的自由端的截挡部，该狭窄连接区段布置在所述截挡部与所述主体部分之间，所述截挡部比所述狭窄连接区段宽；以及

焊料构件，其布置于所述尾部分的所述保持区段上并且至少部分地围绕所述截挡部和所述狭窄连接区段，从而通过所述截挡部将所述焊料构件保持在所述尾部分上。

3.一种电连接器，包括：

外壳；以及

多个触头，每个触头包括：

主体部分，其至少部分地布置于所述外壳中，

尾部分，其远离所述外壳延伸，所述尾部分包括保持区段和狭窄连接区段，该保持区段具有布置成朝向所述尾部分的自由端的截挡部，该狭窄连接区段布置在所述截挡部与所述外壳之间，所述截挡部比所述狭窄连接区段宽，以及

焊料构件，其布置于所述尾部分的所述保持区段上并且至少部分地围绕所述截挡部和所述狭窄连接区段，从而通过所述截挡部将所述焊料构件保持在所述尾部分上。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述尾部分中的每个包括第一腿和第二腿，其中，所述第一和第二腿布置于所述尾部分的中心开口的相反侧上，并且每个腿包括狭窄连接区段和脚，所述脚比所述狭窄连接区段宽。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述尾部分中的每个包括：箭头形状、以及布置于所述箭头形状和所述接触体之间的狭窄连接部。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

使每个所述电触头邻近设备的各个相对应的触头；以及

使每个电触头粘附至所述设备的所述相对应的触头，其中，通过如下所述来完成所述粘附：

使环境温度升高至这样的温度，即，该温度大于每个所述可回流部件的构件的熔点，但小于所述电触头的熔点，并且小于所述设备的所述触头的熔点。

7.根据权利要求2所述的电触头，其中，

所述焊料构件、所述尾部分、以及所述主体部分每个均具有熔点，并且所述焊料构件的熔点在温度上低于所述主体部分的熔点和所述尾部分的熔点。

8.根据权利要求2所述的电触头，进一步包括：

覆盖所述尾部分的至少一部分的锡镀层。

9.根据权利要求2所述的电触头，其中，

所述尾部分的所述自由端为点，并且所述尾部分从所述截挡部至所述尾部分的所述自由端变窄。

10.根据权利要求9所述的电触头，其中，

所述尾部分的一部分从所述截挡部至所述尾部分的所述自由端形成箭头形状。

11.根据权利要求2所述的电触头，其中，

所述电触头进一步包括布置于所述主体部分和所述尾部分之间的弹簧构件。

12.根据权利要求11所述的电触头，其中，

所述弹簧构件包括至少一个弯曲部。

13.根据权利要求2所述的电触头，其中，

所述尾部分进一步包括布置于所述主体部分和所述尾部分的所述自由端之间的弹簧构件。

14.根据权利要求13所述的电触头，其中，

所述弹簧构件包括至少一个弯曲部。

15.根据权利要求2所述的电触头，其中，

所述截挡部和所述狭窄连接区段形成所述保持部分的第一腿的一部分，所述截挡部为布置于所述尾部分的所述自由端处的所述腿的脚。

16.根据权利要求15所述的电触头，其中，

所述保持部分进一步包括第二腿，该第二腿具有第二狭窄连接区段和第二脚，所述第二脚比所述第二狭窄连接区段宽。

17.根据权利要求16所述的电触头，其中，

所述尾部分的所述第一和第二腿被布置于所述保持区段的圆形开口的相反侧上。

18.根据权利要求3所述的电连接器，其中，

所述焊料构件、所述尾部分、以及所述主体部分每个均具有熔点，并且所述焊料构件中的每个的熔点在温度上低于所述主体部分中的每个的熔点和所述尾部分中的每个的熔点。

19.根据权利要求3所述的电连接器，其中，

所述尾部分中的每个包括：第一腿和第二腿，其中，所述第一和第二腿布置于所述尾部分的中心开口的相反侧上，并且每个腿包括狭窄连接区段和脚，所述脚比所述狭窄连接区段宽。

20.根据权利要求3所述的电连接器，其中，

所述尾部分中的每个包括：箭头形状、以及布置于所述箭头形状和所述主体部分之间的狭窄连接部。

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