CN102437446A - 带压缩触头的插座连接器组件 - Google Patents

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阿兰·R·麦克道加尔
罗伯特·D·希尔蒂
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Abstract

本发明涉及一种带压缩触头的插座连接器组件。一种插座连接器组件(102)包括构造为安装到电路板(104)上的外壳(110)。该外壳包括具有内表面(114)的相对的壁(112)。信号端子(116)连接到该壁的内表面。这些信号端子构造为与沿收容在壁之间的外壳内的电子封装(106)的侧边缘(126)所设置的导电构件(124)接合。功率模块子组件(118)构造为与外壳的壁之间的电路板耦接。该功率模块子组件包括功率触头(122)，该功率触头构造为与设置在电子封装的表面(128)上的电流传送导体(200)接合，该电子封装的表面(128)在电子封装的侧边缘之间延伸。

Description

带压缩触头的插座连接器组件
技术领域
本发明涉及一种安装在电路板上的插座连接器组件。
背景技术
朝更小、更轻、和更高性能的电气组件和更高密度的电路的发展趋势已经导致了在印刷电路板和电子封装的设计中的表面安装技术的发展。表面可安装的封装允许将封装，例如计算机处理器，连接到电路板表面的衬垫上，而不是通过焊接在贯穿电路板的电镀孔中的触头或销。表面安装技术可以使得电路板上的组件密度增加，因此节省了电路板上的空间。
表面安装技术的一种形式包括插座连接器。插座连接器可以包括安装在电路板上的外壳，该电路板带有连接到电路板上或连接到插座连接器的基片上并与电路板电耦接的触头阵列。可将插座连接器和电路板称为电路板组件。可以将阵列中的触头设置成使得电子封装，例如计算机处理器，降低到插座连接器的外壳内部的触头上。触头在电子封装和电路板组件之间传递功率和数据信号。触头可以是容纳电子封装的销的导电插孔(反之亦然)，以在它们之间传递功率和数据信号。
只要触头在插座连接器的基片或板上，它具有缺点。为了将电子封装的销与插座连接器的插孔配合(反之亦然)，必须朝向基片或板沿装入的方向对电子封装上施加一个相对大的力。如果太大，这个力可能引起插座连接器和电路板组件的结构弯曲，从而降低电路板组件的性能。如果太小，这个力不可能将所有的销和插孔配合。
此外，将插座连接器的所有触头设置到基片或板上限制了可用于传输数据信号的触头的数量。例如，如果一些触头用于从电路板向电子封装传递电流以给电子封装供电，那么这些触头就不能也用于传输数据信号。
需要一种插座连接器组件，其减小了将电子封装配合到插座连接器组件所需要的力，而没有减少可用于传输到电子封装和从电子封装传输数据信号的触头的数量。
发明内容
根据本发明，一种插座连接器组件包括构造为安装到电路板上的外壳。该外壳包括具有内表面的相对的壁。信号端子连接到该壁的内表面。这些信号端子构造为与沿收容在壁之间的外壳内的电子封装的侧边缘设置的导电构件接合。功率模块子组件构造为与外壳的壁之间的电路板耦接。该功率模块子组件包括功率触头，该功率触头构造为与设置在电子封装的表面上的在电子封装的侧边缘之间延伸的电流传送导体接合。
附图说明
图1示出了根据示例性的实施例所形成的具有插座连接器组件的电子系统；
图2是根据一个实施例的图1所示的电子封装的透视图；
图3是根据一个实施例的图1所示的功率模块子组件的透视图；
图4是根据一个实施例的图1所示的功率模块子组件的另一个透视图；
图5是根据一个实施例的图1所示的信号端子的透视图；
图6是根据一个实施例的图1所示的插座连接器组件的一部分的透视图；
图7是根据一个实施例的沿图1中线A-A获得的处于未配合状态的图1所示的插座连接器的截面图；
图8是根据一个实施例的沿图1中线A-A获得的也如图1所示的与电子封装配合的如图1所示的插座连接器组件的截面图。
具体实施方式
图1示出了根据示例性的实施例所形成的具有插座连接器组件102的电子系统100。插座连接器组件102安装在电路板104例如计算机母板上，并收纳电子封装106以将电子封装106与电路板104电耦接。电子封装106可以是电路板或其他电子设备，例如焊盘栅阵列(LGA)或球栅阵列(BGA)设备。LGA或BGA设备可以是芯片或模块，例如，但不限于，中央处理单元(CPU)、微处理器、或专用集成电路(ASIC)，或类似的。插座连接器组件102可以用于建立板到板、板到设备、和/或设备到设备的电气连接。
插座连接器组件102安装在电路板104的表面108。插座连接器组件102包括与电路板104耦接的外壳110。外壳110可以是包括两组相对的壁112的绝缘体。在示出的实施例中，壁112包括彼此面对并垂直于电路板104的表面108取向的内表面114。外壳110完全包围插座连接器组件102的收纳区域130，或替代地，可以具有设置在插座连接器组件102的预定部分上的单独组件。例如，壁112可以绕插座连接器组件102的收纳区域130延伸，从而内表面114彼此相交。当电子封装106与插座连接器组件102配合时，电子封装106装入到收纳区域130之中。
导电信号端子116沿外壳110的每一内表面114并排设置。替代地，在相邻信号端子116之间设置气隙和/或在小于全部四个内表面114上提供信号端子116。
功率模块子组件118安装在外壳110中的电路板104上。例如，功率模块子组件118可以设置在两组相对壁112的每一组中的相对壁112之间。在示出的实施例中，功率模块子组件118包括带两个设置在其中的导电功率触头122的绝缘框架120。替代地，可以设置不同数量的功率触头122。
电子封装106包括沿电子封装106的外侧边缘126并排设置的几个导电构件124。导电构件124沿外测边缘126间隔开从而使得导电构件124与插座连接器组件102的信号端子116接合。如下面所描述的，电子封装106包括设置在电子封装106的底表面128上的电流传送导体200(如图2所示)。电子封装106收纳在位于壁112的内表面114之间的插座连接器组件102的外壳110中。当电子封装106装入到插座连接器组件102之中时，沿电子封装106的外侧边缘126的导电构件124与插座连接器组件102的信号端子116接合，而沿表面128的电流传送导体200与插座连接器组件102的功率触头122接合。在一个实施例中，数据信号在导电构件124和信号端子116之间传送，而功率，例如电流，在电流传送导体200和功率触头122之间传送。例如，采用导电构件124和信号端子116，不给其他设备供电的数据信号，例如方向、指令和信息，可在电子封装106和插座连接器组件102之间传输，同时，为了激励电子封装106，电流可从功率触头122供给电流传送导体200。
图2是根据一个实施例的电子封装106的透视图。如图2所示，表面128包括两个电流传送导体200。替代地，可以设置不同数量的电流传送导体200。电流传送导体200可以是导电的衬垫，其与功率触头122(如图1所示)配合以将电流从插座连接器组件102(如图1所示)传递到电子封装106。
图3是根据一个实施例的功率模块子组件118的透视图。图4是根据一个实施例的功率模块子组件118的另一个透视图。图3可称为为功率模块子组件118的顶视图，而图4可称为功率模块子组件118的底视图。功率模块子组件118包括在安装侧302和相对侧304之间延伸的绝缘框架300。框架300还在相对端306，308之间延伸，相对端306，308在侧302，304之间延伸。安装侧302与电路板104(如图1所示)的表面108(如图1所示)耦接。相对侧304包括两个窗口310，312(如图3所示)，这两个窗口限定了容易从侧面304够到的框架300的开口区域或容积。替代地，可以设置不同数量的窗口310，312。
如图3所示，在每个窗口310，312中设置了一个功率触头122。功率触头122通过框架300从安装端320延伸到外端316。安装端320可以是插入到电路板104(如图1所示)的导电通道(未示出)内以将功率触头122电耦接到电路板104的销。功率触头122包括延伸出外端316的弹簧片或指状件314。在示出的实施例中，功率触头122形成为具有从外端316延伸进入功率触头122以形成指状件314的直线切口318(如图3所示)的单个导电体。虽然在示出的实施例中示出了三个指状件314，然而，替代地，可以设置不同数量的指状件314。
指状件314可以相对于彼此独立地变形。例如，当电子封装106装入插座连接器组件102(如图1所示)之中时，电子封装106(如图1所示)的电流传送导体200(如图2所示)可朝框架300的安装侧302压缩指状件314。基于电流传送导体200相对于指状件314的对齐，指状件314可朝安装侧302偏斜不同的量。指状件314可以是弹性的以确保指状件314维持与电流传送导体200的接触。独立地有弹性的指状件314可确保指状件314维持与电流传送导体200的接触，不用考虑电流传送导体200相对于功率触头122的取向。替代地，指状件314可以不形成在功率触头122中。例如，直线切口318可以不存在于功率触头122中。
图5是根据一个实施例的一个信号端子116的透视图。信号端子116包括近似平面的导电体500，导电体500具有通过配合侧506互连的相对侧502，504。在示出的实施例中，绝缘层508设置在侧502，504中的每一个上。替代地，仅在侧502，504的一个上设置单个绝缘层508。绝缘层508采用影印石版术或其他技术沉积在侧502，504上。信号端子116可沿插座连接器组件102(如图1所示)的内表面114(如图1所示)以相对小的间距尺寸设置。例如，可以沿内表面114设置信号端子116，以便一个信号端子116的绝缘层508邻接或接合相邻信号端子116的绝缘层508。替代地，在相邻信号端子116的绝缘层508之间提供小的空间或气隙。绝缘层508将相邻信号端子116的导电体500分隔开以避免两个或多个信号端子116短路或电耦接。
配合侧506是未被绝缘层508覆盖的导电体500的一部分。配合侧506通过电子封装106(如图1所示)的导电构件124(如图1所示)接合以将信号端子116与导电构件124电耦接。如图5所示，信号端子116具有从固定端510延伸到外端512的弯曲形状。替代地，信号端子116可具有不同的形状。当电子封装106(如图1所示)的导电构件124(如图1所示)与信号端子116接合时，信号端子116的弯曲形状允许抵靠插座连接器组件102(如图1所示)的外壳110(如图1所示)压缩信号端子116。
图6是根据一个实施例的插座连接器组件102的一部分的透视图。图6示出了外壳110的安装侧600的视图。安装侧600可采用球栅阵列602耦接到电路板104(如图1所示)。替代地，外壳110可以不同的方式安装到电路板104。几个信号端子116沿外壳110的内表面114设置。信号端子116包绕外壳110的内表面114和安装侧600之间的界面。导电通路，例如电迹线(未示出)，可将信号端子116和球栅阵列602电耦接。球栅阵列602的导电焊点可与电路板104的表面108(如图1所示)上的导电衬垫(未示出)电耦接以将信号端子116与电路板104电耦接。
信号端子116可如示出的实施例所示的那样并排设置。替代地，信号端子116可彼此分隔开一气隙。因为在相邻信号端子116的导电体500之间设置了绝缘层508，所以防止了相邻的信号端子116彼此电耦接或短路。依据导电体500的厚度，相邻信号端子116之间的绝缘体508的厚度、和/或绝缘层508的数量、间距尺寸622可相对地小一些。间距尺寸622代表相邻信号端子116上的相同的点之间的距离。在一个实施例中，信号端子的间距尺寸622可是0.20到0.30毫米。替代地，间距尺寸622可是0.10到0.20毫米。在另一个实施例中，间距尺寸622可比上面的例子更小或更大。
图7是根据一个实施例的沿图1中的线A-A获得的处于未配合状态的插座连接器组件102的截面图。因为电子封装106(如图1所示)还没安装到插座连接器组件102中，因此所示的信号端子116和功率触头122处在未压缩状态。如图7所示，信号端子116和功率触头122彼此分隔开。信号端子116可与外壳110连接，同时功率触头122与框架300连接。功率触头122不与外壳110耦接，信号端子116不与框架300连接，而且在示出的实施例中，外壳110和框架300在空间上彼此分开或隔开。例如，外壳110和框架300彼此不接合。
信号端子116弯曲远离外壳110的内表面114。固定端510设置在外壳110的安装侧600和电路板104之间。固定端510可与外壳110耦接以将信号端子116固定到外壳110上。外端512可与外壳110分开且可自由地沿外壳110的内表面114移动或滑动。
信号端子116的外端512设置在外壳110的内部槽604中。外壳110包括在平行于电路板104的表面108的方向上从每个壁112延伸的突出部分606。例如，突出部分606从每个壁112朝相对壁112延伸。内部槽604是在远离电路板104取向的方向上延伸进入突出部分606的凹槽。信号端子116在接近安装侧600和槽604的地方接合外壳110。例如，信号端子116在或接近内表面114和安装侧600的交叉处和在或接近槽604的位置处与壁112接合。正如在插图608中所示的，外端512在槽604中与外壳110分隔开一气隙610。
在示出的实施例中，功率触头122具有近似C或U的形状。每个功率触头122可以为从安装端320延伸到外端316的整体的导电体。功率触头122可被分为包括耦接部分612、接合部分614、弹性部分616和配合部分618的多个部分。如图7所示，耦接部分612从安装端320延伸到接合部分614并且通常垂直于电路板104的表面108取向。耦接部分612可装入电路板104中以将功率触头122固定和电耦接到电路板104。接合部分614从耦接部分612延伸到弹性部分616。接合部分614可接合或依靠框架300的内表面620。内表面620可以是平行于侧302，304取向并且设置在侧302，304之间的表面。替代地，当功率触头122通过电子封装106(如图1所示)的电流传送导体200(如图2所示)被压缩时，接合部分614可设置在框架300之上并与内表面620接合。在示出的实施例中，接合部分614近似平行于侧302，304和内表面620取向。
弹性部分616从接合部分614延伸到配合部分618。当电子封装106(如图1所示)的电流传送导体200(如图2所示)与功率触头122接合时，弹性部分616朝电路板104偏斜。配合部分618包括功率触头122的与电流传送导体200接合的多个部分。在示出的实施例中，配合部分618包括功率触头122的在框架300的侧304上延伸的弯曲部分。功率触头122的弹性指状件314可包括整个配合部分618和部分弹性部分616。
图8是根据一个实施例的沿图1中的线A-A获得的与电子封装106配合的插座连接器组件102的截面图。电子封装106沿垂直于电路板104的表面108取向的装入方向700装入插座连接器组件102的外壳110中。电子封装106插入到外壳110的相对壁112之间，直到电流传送导体200与功率触头122接合并且导电构件124与信号端子116接合。电流传送导体200与功率触头122的配合部分618中的弹性指状件314接合以将电流传送导体200与功率触头122电耦接。导电构件124与信号端子116的配合侧506接合以将导电构件124与信号端子116电耦接。
如图8所示，功率触头122被压缩在电子封装106的电流传送导体200和框架300的内表面620之间。弹性部分616在平行于装入方向700的方向上向下偏斜并且接合部分614与内表面620接合，以使功率触头122在与装入方向700相反的方向上提供一个弹性力。由功率触头122施加的弹性力可维持电流传送导体200和功率触头122的配合部分618之间的接合。
信号端子116被压缩在电子封装106的导电构件124和外壳110的内表面114之间。如上面描述的，固定端510和外端512可与外壳110接合。固定端510可耦接到外壳110且不能相对外壳110移动。外端512可沿内表面114自由滑动或移动地与内表面114接合。例如，正如插图702中所示的，外端512可沿内表面114远离安装侧600滑动，直到外端512在槽604内接合外壳110。替代地，外端512可沿内表面114滑动但不接合外壳110，以使外端512和外壳110之间的气隙610(如图7所示)被减小。
信号端子116在或接近外端512的位置处和在或接近固定端510的位置处与外壳110接合，以使弯曲的信号端子116被朝外壳110压缩。信号端子116可通过电子封装106朝内表面114稍微偏斜。例如，信号端子116可在配合方向704，706上朝内表面114偏斜。如图8所示，配合方向704，706垂直于装入方向700从电子封装106的侧边缘126朝外壳110的内表面114取向。尽管在图8中为了仅沿两个内表面114的信号端子116，示出了配合方向704，706，但是沿其他内表面114的信号端子116也可在垂直于装入方向700的配合方向(未示出)朝外壳110偏斜。
信号端子116可在与配合方向704，706相反取向的方向上提供弹性力以将电子封装106保持外壳110中。由信号端子116施加的力可避免电子封装106在使用者没有在与装入力相反取向的方向上提供脱离力的情况下从外壳110脱离。
如上所述，信号端子116和功率触头122彼此分开。将功率触头122和信号端子116分隔开可减小将电子封装106与插座连接器组件102配合所需要的插入力。例如，在示出的实施例中，仅沿装入方向700压缩功率触头122，同时沿配合方向704，706压缩信号端子116。因此，在装入方向需要较小的力700便可将导电构件124配合到信号端子116并且将电流传送导体200配合到功率触头122。
将功率触头122放置在外壳110的壁112之间的电路板106上可沿壁112的内表面114释放空间给额外的信号端子116。例如，电子封装106的尺寸被工业或商业标准固定或设定。因此，沿内表面114的用于放置信号端子116的空间可由工业或商业标准建立或限制。为了增加插座连接器组件102和电子封装106之间传输的数据信号的数据量和/或速率，将功率触头122和信号端子116分隔开可增加沿内表面114所提供的信号端子116的数量。

Claims (7)

1.一种插座连接器组件(102)，包含构造为安装到电路板(104)的外壳(110)，该外壳包括具有内表面(114)的相对的壁(112)，其特征在于：
信号端子(116)连接到所述壁的内表面，该信号端子构造为与沿电子封装(106)的侧边缘(126)设置的导电构件(124)接合，该电子封装(106)被收纳在所述壁之间的外壳中，以及功率模块子组件(118)构造为与所述外壳的壁之间的电路板耦接，该功率模块子组件包括功率触头(122)，该功率触头构造为与设置在电子封装的表面(128)上的电流传送导体(200)接合，该电子封装的表面在所述电子封装的侧边缘之间延伸。
2.根据权利要求1所述的插座连接器组件，其中所述信号端子包括细长的导电梁，该导电梁具有带绝缘层(508)的相对侧(502，504)，该绝缘层(508)设置在该相对侧中的至少一侧上。
3.根据权利要求1所述的插座连接器组件，其中所述信号端子包括从固定端(510)延伸到外端(512)的细长梁，该固定端耦接到所述外壳，该外端构造为当所述信号端子与所述电子封装的导电构件接合时沿所述外壳的内表面移动。
4.根据权利要求1所述的插座连接器组件，其中所述信号端子包括远离所述外壳的内表面弯曲的弯曲梁，当该梁被所述电子封装的导电构件接合时，该梁朝所述内表面偏斜。
5.根据权利要求1所述的插座连接器组件，其中所述信号端子包括可压缩触头，该可压缩触头在该信号端子被压缩在所述外壳和所述电子封装之间时将所述电子封装电耦接到所述电路板。
6.根据权利要求1所述的插座连接器组件，其中所述信号端子和所述功率触头是可压缩触头，该可压缩触头在所述信号端子和所述功率触头被压缩时将所述电子封装电耦接到所述电路板。
7.根据权利要求6所述的插座连接器组件，其中所述功率触头在平行于装入方向的方向上被压缩，在该装入方向上，所述电子封装插入到所述外壳中，并且所述信号端子在垂直于所述装入方向的方向上被压缩。
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