CN102668256B - 用于面阵器件的柔性引脚电连接的装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于为面阵器件提供电连接的装置、系统及方法。电路板内的多个孔中的每一个都具有位于其内的导体以及位于该电路板一侧上的开口。导电触点柱从这些孔的开口延伸。这些触点柱位于对应于面阵器件上接触垫的图案内。每一触点柱的柔性部分插入一孔内。该导体压缩该柔性部分，以可移除地将该触点柱固定在该孔内。所述导体与触点柱形成电连接。每一触点柱的弹簧部分延伸离开该电路板。该弹簧部分可压缩朝向该电路板，并且在触点柱与接触垫之间提供电连接，来响应与该接触垫的接触。

Description

用于面阵器件的柔性引脚电连接的装置、系统和方法

技术领域

本发明涉及电连接，尤其涉及用于面阵器件（area array device）的电连接。

背景技术

面阵器件在器件表面上具有电接触垫（contact pad）的阵列，而不是具有围绕器件边缘的引脚（pin）或其他触点。接触垫阵列提供了比围绕边缘的触点多得多的连接。面阵器件也具备导热性以及电性能优点。面阵器件可使用插座来电连接，或通过将接触垫直接焊接以形成连接来电连接。

但是，面阵插座通常不提供插座内触点之间或至其他辅助电器件的一体化连接。相反，面阵插座通常将面阵器件接触垫直接、线性连接至电路板、另一个面阵器件等。例如，一种面阵插座使用一模制塑料外壳，其中导电触点被跳焊（stitch）或打桩（stake）穿出该外壳。这种插座不允许在插座内进行内部连接，而是使用触点简单进行一对一连接直通该插座。严格的一对一连接限制了面阵插座的可配置性与功能，并且妨碍与其他电元件集成。

因为传统插座内的连接为直接、一对一连接，它们通常导致插座附近配线密集，尤其是对于高触点数面阵器件而言。此外，面阵插座通常难以维修或重新配置。插座的触点通常永久附接至插座，使得难以或不可能维修或重新配置插座。在这种配置当中，在未更换整个插座的情况下，通常无法重新定位或更换个别触点。

发明内容

从上述讨论可了解，存在对于提供面阵插座内一体化电连接的装置、系统及方法的需求。有利地，这种装置、系统及方法将缓解插座四周配线拥挤的情况，并且将是可维修和可重新配置的。

本发明已经被开发来响应本技术领域的现有状态，尤其是响应本技术领域中面阵器件的目前可用电连接还无法完全解决的问题与需求。因此，本发明已经被开发以提供一种用于为面阵器件提供电连接的装置、系统及方法，所述电连接克服了上面所讨论的本领域技术内的许多或全部缺陷。

为面阵器件提供电连接的该装置具备多个组件。所描述的实施例内的这些组件包括多个孔、多个导电触点柱（contact post）、每一触点柱的柔性（compliant）部分以及每一触点柱的弹簧部分。在进一步的实施例中，这些组件包括第二多个导电触点柱、一条或多条电路迹线、一个或多个电器件、电连接器、每一触点柱的支座（seating）部分、外壳以及压按（press）装置。

在一个实施例内，所述多个孔位于一电路板内。在进一步的实施例内，每一孔都包括位于该孔内的导体以及位于该电路板一侧上的开口。在一个实施例内，所述多个触点柱从至少部分所述多个孔的开口延伸。在另一实施例内，所述多个触点柱位于对应至面阵器件上的接触垫的图案内。

在一个实施例内，每一触点柱的柔性部分被插入到所述多个孔其中之一内。在进一步的实施例内，该孔内的该导体压缩该柔性部分，以可移除地将该触点柱固定在该孔内，并且提供该触点柱与该孔内的该导体之间的电连接。在一个实施例内，该柔性部分包括针状（needle）柔性引脚段（section）的针眼。

在一个实施例内，每一触点柱的弹簧部分都延伸离开该电路板。在进一步的实施例内，该弹簧部分可朝向该电路板压缩，来响应接触该面阵器件的接触垫。在另一实施例内，该弹簧部分提供该触点柱与该接触垫之间的电连接，来响应与该接触垫的接触。在一个实施例内，从旋臂梁、径向弹簧（radial spring）、毛钮扣（fuzz button）和C型弹簧构成的组当中选择该弹簧部分。

在一个实施例内，所述第二多个导电触点柱从至少部分所述多个孔的相对开口延伸。在一个实施例内，所述相对开口位于该电路板的相对侧上。在进一步的实施例内，孔内的导体在所述开口与相对开口之间延伸，在一个实施例内，所述第二多个触点柱位于对应于第二面阵器件上接触垫的图案内，并且该电路板包括介于该面阵器件与该第二面阵器件之间的中介板（interposer）。

在一个实施例内，该一条或多条电路迹线（trace）位于该电路板上。在进一步的实施例内，该一条或多条电路迹线与一个或多个所述孔内的导体电连通。在一个实施例内，所述一个或多个电器件耦合至所述一条或多条电路迹线。在另一实施例内，所述一个或多个电器件通过所述一条或多条电路迹线与一个或多个所述孔内的导体电连通。

在一个实施例内，该电连接器位于该电路板的一垂直侧上。在另一实施例内，该电连接器耦合至所述一条或多条电路迹线。在进一步的实施例内，该电连接器通过所述一条或多条电路迹线与一个或多个所述孔内的导体电连通。

在一个实施例内，每一触点柱的该支座部分位于该柔性部分与该弹簧部分之间。在进一步的实施例内，该支座部分的宽度大于孔的直径。在另一实施例内，该支座部分靠着该电路板的该侧布置，以避免这些触点柱进一步插入所述多个孔。

在一个实施例内，该外壳在该电路板的该侧上与该电路板相邻。在进一步的实施例内，该外壳大体上围绕所述多个触点柱。在另一实施例内，每一触点柱的该弹簧部分的至少一部分延伸超过该外壳的背对（faceaway）该电路板的表面。在一个实施例内，形成该外壳的该表面来接收该面阵器件。在进一步的实施例内，定位该外壳的该表面来避免这些触点柱彼此接触，来响应与该面阵器件的这些接触垫接触。在另一实施例内，该外壳包括多个与这些触点柱接合（interface）的沟槽（slot），以可移除地将这些触点柱固定至该外壳。

在一个实施例内，该压按装置将该电路板与该面阵器件夹在一起，在进一步的实施例内，该面阵器件上的这些接触垫接触所述多个触点柱的弹簧部分，来响应该压按装置的夹持，该夹持朝向该电路板压缩该弹簧部分。

还提供了本发明的系统来提供用于面阵器件的电连接。该系统可由电路板、面阵器件、多个孔、多个导电触点柱、每一触点柱的柔性部分以及每一触点柱的弹簧部分来实施。尤其是在一个实施例中，该系统包括第二多个导电触点柱、一条或多条电路迹线、一个或多个电器件、电连接器、每一触点柱的支座部分、外壳以及压按装置。

还提供了本发明的方法来提供用于面阵器件的电连接。公开的实施例内的该方法大体上包括执行以上关于所描述装置及系统的操作所呈现的功能所需的步骤。在一个实施例内，该方法包括在电路板内形成多个孔。在进一步的实施例内，每一孔都包括位于该孔内的导体以及位于该电路板一侧上的开口。

在进一步的实施例内，该方法包括形成多个导电触点柱。在另一实施例内，该方法包括在每一触点柱末端上形成一柔性部分。在进一步的实施例内，确定该柔性部分的大小，来可压缩地插入到这些孔其中之一中。在一个实施例内，该方法包括在每一触点柱相对末端上形成一弹簧部分。在另一实施例内，该弹簧部分可朝向该柔性部分压缩。

在一个实施例内，该方法包括将所述多个触点柱的柔性部分插入至少部分所述多个孔的开口内。在进一步的实施例内，这些柔性部分被插入对应于位于面阵器件上的接触垫的图案内。在另一实施例内，孔内的导体压缩柔性部分，以可移除地将触点柱固定在孔内，并且提供触点柱与导体之间的电连接。在一个实施例内，这些弹簧部分延伸离开该电路板。在进一步的实施例内，这些弹簧部分可朝向该电路板压缩，来响应接触该面阵器件的这些接触垫。在另一实施例内，这些弹簧部分在触点柱与接触垫之间提供电连接，来响应与接触垫的接触。

提供了为面阵器件提供电连接的附加装置。在一个实施例内，该附加装置包括位于一基板栅格阵列（land grid array）插座的电路板内的多个孔。在一个实施例内，每一孔都包括位于该孔内的导体以及位于该电路板一侧上的开口。

在进一步的实施例内，多个导电触点柱从至少部分所述多个孔的开口延伸。在一个实施例内，所述多个触点柱位于对应至一面阵器件上接触垫的图案内。

在一个实施例内，每一触点柱的柔性部分包括针状柔性引脚段的针眼。在进一步的实施例内，该柔性部分被插入所述多个孔其中之一内。在另一实施例内，该孔内的导体压缩该针的针眼，以可移除地将该触点柱固定在该孔内，并且提供该触点柱与该孔内导体之间的电连接。

在另一实施例内，每一触点柱的弹簧部分都延伸离开该电路板。在一个实施例内，该弹簧部分包括一悬臂梁，其可朝向该电路板压缩，来响应接触该面阵器件的一接触垫。在进一步的实施例内，该弹簧部分在该弹簧部分与该接触垫之间提供电连接，来响应与该接触垫的接触。

提供了一种第三装置，来提供用于面阵器件的电连接。在一个实施例内，该第三装置包括多个孔、多个导电触点柱、每一触点柱的柔性部分、每一触点柱的弹簧部分、每一触点柱的支座部分、外壳、第二多个导电触点柱、一条或多条电路迹线、一个或多个电器件、以及导电体。

在一个实施例内，所述多个孔位于一基板栅格阵列插座内的一中介（interposing）电路板内，在进一步的实施例内，每一孔都包括该孔内的导体以及该电路板一侧上的开口。在一个实施例内，所述多个触点柱从至少部分所述多个孔的开口延伸。在进一步的实施例内，所述多个触点柱位于对应于面阵器件上的接触垫的图案内。

在一个实施例内，每一触点柱的柔性部分包括针状柔性引脚段的针眼。在进一步的实施例内，该柔性部分被插入所述多个孔其中之一内。在另一实施例内，该孔内的导体压缩该针的针眼，以可移除地将该触点柱固定在该孔内，并且提供该触点柱与该孔内的该导体之间的电连接。

在一个实施例内，每一触点柱的弹簧部分都延伸离开该电路板。在进一步的实施例内，该弹簧部分包括悬臂梁，其可朝向该电路板压缩，来响应接触该面阵器件的接触垫。在另一实施例内，该弹簧部分提供该弹簧部分与该接触垫之间的电连接，来响应与该接触垫的接触。

在一个实施例内，每一触点柱的该支座部分都位于该柔性部分与该弹簧部分之间。在进一步的实施例内，该支座部分的宽度大于孔的直径。在另一实施例内，该支座部分靠着该电路板的该侧布置，以避免这些触点柱进一步插入所述多个孔。

在一个实施例内，该外壳在该电路板的该侧上与该电路板相邻布置。在进一步的实施例内，该外壳大体上围绕所述多个触点柱。在另一实施例内，每一触点柱的该弹簧部分的至少一部分延伸超过该外壳的背对该电路板的表面。在一个实施例内，形成该外壳的该表面来接收该面阵器件。在另一实施例内，定位该外壳的该表面以避免这些触点柱彼此接触，来响应接触该面阵器件的这些触点柱。在进一步的实施例内，该外壳包括多个与这些触点柱接合的沟槽，以可移除地将这些触点柱固定至该外壳。

在一个实施例内，所述第二多个导电触点柱从至少部分所述多个孔的相对开口延伸。在另一实施例内，相对开口位于该电路板的相对侧上，并且孔内的导体在所述开口与相对开口之间延伸，在另一实施例内，所述第二多个触点柱位于对应于第二面阵器件上的接触垫的图案内。在进一步的实施例内，该电路板包括介于该面阵器件与该第二面阵器件之间的中介板。

在一个实施例内，所述一条或多条电路迹线位于该电路板上，并且与一个或多个所述孔内的导体电连通。在进一步的实施例内，所述一个或多个电器件耦合至所述一条或多条电路迹线，并且通过所述一条或多条电路迹线与一个或多个所述孔内的导体电连通，在另一实施例内，该电连接器位于该电路板的一垂直侧上，并且耦合至所述一条或多条电路迹线。在进一步的实施例内，该电连接器通过所述一条或多条电路迹线与一个或多个所述孔内的导体电连通。

本说明书内所提及的所有特征、优点或类似说法并非暗示使用本发明可实现的所有特征与优点应该或确实在本发明的任何单个实施例中。相反，提及这些特征与优点的说法被理解为意味着结合实施例所描述的特定特征、优点或特性包括在本发明的至少一个实施例内。因此，整个说明书内特征与优点以及类似说法的讨论都可以但并非必须指相同的实施例。

进一步地，可将所描述的本发明特征、优点或特性以任何合适的方式结合在一个或多个实施例内。本领域的技术人员将了解，缺少特定实施例的一个或多个特定特征或优点也可实施本发明。在其他实例当中，在特定实施例内可发现额外特征与优点，其可能未出现在本发明的所有实施例内。

本发明的这些特征与优点可从下列说明以及后附权利要求变得更充分地清楚，或者可通过实践如下所述的本发明而了解。

附图说明

为了能够迅速了解本发明的优点，将参照附图所例示的特定实施例来呈现上面简单说明的本发明的更特定描述。了解到这些附图只说明本发明的典型实施例，因此并不应被理解为限制其范围，将通过使用附图以附加的特征与细节来说明与解释本发明，在附图中：

图1为示出根据本发明为面阵器件提供电连接的系统的一个实施例的示意方块图；

图2为示出根据本发明为面阵器件提供电连接的系统的另一实施例的示意方块图；

图3为示出根据本发明的电路板的一个实施例的示意方块图；

图4A为示出根据本发明的触点柱的一个实施例的示意方块图；

图4B为示出根据本发明的触点柱的另一实施例的示意方块图；

图5A为示出根据本发明的触点柱的弹簧部分的实施例的示意方块图；

图5B为示出根据本发明的触点柱的柔性部分的实施例的示意方块图；

图6A为示出根据本发明的触点柱和孔的一个实施例的示意方块图；

图6B为示出根据本发明的插入孔的触点柱的一个实施例的示意方块图；

图7为示出根据本发明的电路板和面阵器件的一个实施例的示意方块图；

图8为示出根据本发明的外壳的一个实施例的示意方块图；

图9为示出根据本发明为面阵器件提供电连接的方法的一个实施例的示意流程图；以及

图10为示出根据本发明为面阵器件提供电连接的方法的另一实施例的示意流程图。

具体实施方式

本领域的技术人员将了解，本发明的方面可具体实施为装置、系统或方法。整个本说明书内提及的“一个实施例”、“实施例”或类似用语意味着，与该实施例相关地描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例内。因此，整个本说明书内的短语“一个实施例内”、“实施例内”以及类似用语表示可以但并非必须指相同的实施例。

进一步地，可以任何合适的方式将描述的本发明特征、结构或特性结合在一个或多个实施例内。在下面的描述中，将提供许多特定细节，以便提供对本发明实施例的完全了解。但是，本领域的技术人员可理解，在缺少一个或多特定细节的情况下或以其他方法、部件、材料等等也可实施本发明。在其他实例中，公知的结构、材料或操作未详细显示或描述，以避免模糊本发明的方面。

下面通过参考根据本发明实施例的方法、装置和系统的示意流程图及/或示意方块图，来描述本发明的方面。在某些替代实施当中，方块内提到的功能可以不依照图内的顺序来执行。例如：两个相继显示的方块实际上可同时执行，或可以颠倒顺序执行，这取决于所涉及的功能。可设想在功能、逻辑或效果上等同于所示出附图中一个或多个块或其部分的其他步骤及方法。

虽然在流程图及/或方块图内可运用许多种箭头与线条，应理解它们并不限制相应实施例的范围。确实，可使用某些箭头或其他连接符指示所描述实施例的逻辑流程。例如：箭头可指示所描述实施例的列举步骤之间未指定持续时间的等待或监测期间。也应注意，可使用执行指定功能或动作的专用的基于硬件的系统或专用硬件与计算机指令的组合，来实施方块图及/或流程图的每一方块以及方块图及/或流程图内方块的组合。

图1描述为面阵器件104提供电连接的系统100的一个实施例。在描述的实施例内，系统100包括电路板102、面阵器件104、第二面阵器件106、一个或多个外壳108、压按装置110、一条或多条电路迹线112、一个或多个电器件114以及电连接器116。系统100提供面阵器件104、106的接触垫之间的、以及从面阵器件104、106的接触垫至外部电路的一体化连接。

在描述的实施例内，电路板102为面阵器件插座中的中介板，其为面阵器件104与第二面阵器件106提供电连接。在进一步的实施例内，电路板102并非插入面阵器件104与第二面阵器件106之间，而是成为面阵器件104所连接的基电路板（base circuit board），而无第二面阵器件106。在描述的实施例内，电路板102使用插入电路板102的孔中的可移除、可压缩触点柱或引脚，来为面阵器件104、106提供电连接。

在一个实施例内，电路板102为平面组件，其提供结构支撑给面阵器件104以及电连接。电路板102可具有多个层，诸如导电层、绝缘层、结构支撑层、硬化层、散热层等。例如，在一个实施例内，电路板102可为印刷电路板、层压板、隔板（spacer）、基板等。在进一步的实施例内，电路板102包括使用环氧树脂等层压在不导电介电基板上的一张或多张铜薄板。

电路板102具有位于电路板102内的多个孔(未显示)。每一孔里面有导体，并且在电路板102的一边或两边上有开口。在一个实施例内，这些孔可为电路板102内的通孔（via），并且该导体可为孔内的镀层（plating）、焊锡（solder）、电线、铆钉等。在一个实施例内，这些孔可为贯穿孔（throughhole），其开口位于电路板102的相对侧上，并且这些导体提供从电路板102一侧穿过这些孔到另一侧的电连接。

电路板102也具有从至少某些这些孔延伸的触点柱(未显示)。这些触点柱是导电的，并且为面阵器件104和第二面阵器件106提供电连接。在描述的实施例内，第一组触点柱从这些孔内的开口朝向面阵器件104延伸，并且第二组触点柱从这些孔内的相对开口朝向第二面阵器件106延伸。在不同的实施例内，电路板102可只有在电路板102的单一侧具有触点柱，从而为单一面阵器件104提供电连接。

所述第一组触点柱排成对应于面阵器件104上的接触垫的图案，并且所述第二组触点柱排成对应于第二面阵器件106上的接触垫的图案。所述第一组触点柱和所述第二组触点柱的图案可以相同，如此在面阵器件104与第二面阵器件106之间具有一对一直接连接，或者所述图案可以不同。

如将针对图4A和图4B更详细地描述的，每一触点柱都具有柔性部分与弹簧部分。该柔性部分被插入孔，以可移除地将该触点柱固定在该孔内，并且将该触点柱电连接至该孔内的导体。该弹簧部分从电路板102延伸离开，并且可朝向电路板102压缩。该弹簧部分接触面阵器件104、106其中之一上的接触垫，从而提供面阵器件104、106与触点柱之间的电连接。这些触点柱还可具有支座部分，该支座部分与电路板102接合，以将该柔性部分定位（orient）在孔内，来避免触点柱进一步插入该孔内。

在一个实施例内，面阵器件104为一侧上布置有电接触垫阵列的集成电路器件、电路板等。例如，在一个实施例内，面阵器件104可为诸如处理器等基板栅格阵列(LGA)器件。面阵器件104可为集成电路本身、基板上安装的集成电路、电路板、具有一个或多个电元件的电路板等。面阵器件104上的接触垫导电，包括一种或多种材料，诸如铜、金、镍等。这些接触垫可包括合金，可被电镀（plate），或以其他方式修整（finish）或处理，以便利电连接、避免腐蚀等。

在一个实施例内，第二面阵器件106为被配置为与面阵器件104接合的面阵器件。第二面阵器件106可大体上类似于上述面阵器件104。在一个实施例内，面阵器件104为集成电路器件，并且第二面阵器件106为其上固定面阵器件104的电路板，其中电路板102作为中介板，提供面阵器件104与第二面阵器件106之间的电连接。

在一个实施例内，一个或多个外壳108提供电路板102与面阵器件104及/或第二面阵器件106之间的结构支撑。在描述的实施例内，一个或多个外壳108与电路板102相邻布置。一个或多个外壳108围绕所述触点柱。

每一外壳108都具有一表面，其被形成为接受并接合面阵器件104、106。所述触点柱的弹簧部分的至少一部分延伸超过外壳108的该表面，以接触面阵器件104、106上的接触垫。在一个实施例内，定位外壳108的该表面，以避免所述弹簧部分朝向电路板102压缩时触点柱彼此接触。外壳108还可包括与触点柱接合的沟槽，以可移除地将这些触点柱固定至外壳108。下面参考图8更详细讨论一个或多个外壳108。

在一个实施例内，压按装置110将电路板102与面阵器件104、106夹在一起。压按装置110压迫面阵器件104、106上的接触垫与触点柱的弹簧部分接触，从而压缩这些弹簧部分朝向电路板102，以与这些接触垫形成电连接。压按装置110可包括一个或多个夹板、夹杆、紧固件、铰链、连接器等，以提供夹持力量。

在一个实施例内，一条或多条电路迹线112位于电路板102上。电路迹线112提供电连接至和来自电路板102中的孔中的导体，其电连接至面阵器件104、106的接触垫。

参考图3更详细地描述电路迹线112。一般来说，电路迹线112可连接所述导体至其他孔中的其他导体、至电路板102上安装的一个或多个电器件114、至电连接器116等。电路迹线112提供一体化连接至面阵器件104、106上的接触垫，提高了系统100的利用率与可配置性。

在一个实施例内，所述一个或多个电器件114安装在电路板102上，并且电连接至电路迹线112。电器件114可包括主动式或被动式电元件，诸如通讯器件、电压调节器、电阻、电容等。电器件114可包括分立的或集成的电器件。

在一个实施例内，电连接器116将电路迹线112连接至外部元件或装置。电连接器116可为端口、插座或其他连接器，其提供电或光学连接至外部元件，允许该外部元件与所述一个或多个面阵器件104、106之间的电或光纤连通。

因为电路迹线112、电器件114以及电连接器116位于作为系统100中的中间层或中介板的一部分的电路板102上，它们缓解了第二面阵器件106上的一些配线拥挤。在一个实施例内，第二面阵器件106包括一个或多个额外的电路迹线、电器件、电连接器等。

例如，在一个实施例内，至面阵器件104上某些接触垫的连接可直接连接到第二面阵器件106上的接触垫，某些可连接至电器件114或电连接器116，且其他一些可连接至这两者。在进一步的实施例内，来自面阵器件104的接触垫可连接至面阵器件104上的其他接触垫。在另一实施例内，来自面阵器件104上接触垫的连接可重布线（reroute）至第二面阵器件106上的、不对应于电路板102的相同孔的接触垫。系统100提供高度可配置性与灵活性，来进行与面阵器件104的连接。

图2描述了为面阵器件104提供电连接的系统200的一个实施例的分解剖面图。在描述的实施例内，系统200包括电路板102、面阵器件104、第二面阵器件106、一个或多个外壳108以及压按装置110。在一个实施例内，系统200可大体上类似于针对图1所描述的系统100。

在一个实施例内，电路板102包括一组孔212、一组触点柱210以及第二组触点柱214。上面已经针对图1的电路板102描述了孔212、触点柱210以及第二组触点柱214的示例。

在所描述的实施例内，电路板102内该组孔212中的每一孔212都为贯穿孔，其在电路板102的两相对侧上都有开口。每一孔212的内具有一导体，提供孔212的开口间的电连接。

在所描述的实施例内，每一触点柱210可移除地插入孔212的一开口。孔212的导体压缩触点柱210的柔性部分，以在触点柱210与导体之间建立电连接，并且将触点柱210固定在孔212内。触点柱210的弹簧部分延伸超越外壳108，朝向面阵器件104上的接触垫208。

在所描述的实施例内，触点柱210的弹簧部分为悬臂梁，并且该组触点柱210分成两组相面对的触点柱210。相面对的触点柱210平衡了触点柱210上的悬臂梁响应于面阵器件104的接触垫208将这些旋臂梁压向电路板102而产生的挥动动作的力量。在另一实施例内，触点柱210可被安排成不同的平衡配置，诸如多个组，每一组都对角地面对电路板102的中心等。触点柱210安排成对应于面阵器件104上接触垫208的图案，这样触点柱210的弹簧部分在接触垫208朝向电路板102压缩时接触接触垫208。

在所描述的实施例中，所述第二组触点柱214中的每一个可移除地插入孔212的相对开口，这样孔212内的导体连接该第一组触点柱210与该第二组触点柱214。该第二组触点柱214中的每一触点柱214都从电路板102朝向第二面阵器件106上的接触垫216延伸。

根据面阵器件104、106上接触垫208、216的尺寸与密度，系统200可具有多种比例（scale）。例如在一个实施例内，孔212可具有大约10-25密耳(mil)之间的直径。在一个实施例内，触点柱210、214的柔性部分稍微大于孔212的直径。在进一步的实施例内，触点柱210、214的柔性部分的高度大约是宽度的两倍，例如大约20-50密耳高并且大约10-25密耳宽。在触点柱210由诸如铜的金属薄板制成的实施例内，触点柱210的粗细大约在2-6密耳之间。

在所描述的实施例内，电路板102的厚度至少是该第一组触点柱210和该第二组触点柱214的柔性部分高度的两倍，这样在孔212内该第一组触点柱210和该第二组触点柱214彼此不会接触。例如：在触点柱210的该柔性部分高度大约20-25密耳之间的实施例内，电路板102的厚度可至少为40-50密耳，以便容纳两个柔性部分。

在所描述的实施例内，孔212内的导体提供了触点柱210与触点柱214之间的电连接。在进一步的实施例内，该第一组触点柱210和该第二组触点柱214可在孔212内彼此接触、重叠、交织（intertwine）、连结（interlock）等。在该第一组触点柱210和该第二组触点柱214在孔212内接触的实施例内，相对的触点柱210、214的柔性部分可为孔212内的所述导体，从而在触点柱210、214之间形成电连接及/或可移除地将触点柱210、214固定在孔212内。在另一实施例内，该第一组触点柱210和该第二组触点柱214可接触、重叠、交织、连结等，这样电路板102的宽度可缩小到小于所述柔性部分高度的两倍。

在一个实施例内，接触垫208、216由导电材料制成，并且可被金属化、电镀等，以便利接触垫208、216与触点柱210、214之间的电连接。触点柱210、214在面阵器件104、106上被布置成图案以对应于接触垫208、216。

在所描述的实施例内，压按装置110包括一个或多个紧固件202、一个或多个夹持（clamping）构件204以及一个或多个对应紧固件206。压按装置110将电路板102和面阵器件104、106夹在一起，迫使接触垫208、216与触点柱210、214的弹簧部分接触。

在所描述的实施例内，夹持构件204被置于系统200的每一侧上，并且紧固件202与对应紧固件206啮合，以将面阵器件104、106压向电路板102。在所描述的实施例内，紧固件202包括螺钉（screw）、螺栓（bolt）或类似物，其延伸通过夹持构件204、电路板102以及第二面阵器件106的开口与对应紧固件206啮合，所述对应紧固件为螺栓。在进一步的实施例内，压按装置110可包括具有夹板（clamping plate）和夹杆（clampinglever）的铰链，或可包括不同的压按装置。

图3描述电路板102的一个实施例300。在所描述的实施例300内，电路板102包括该组孔212、一条或多条电路迹线304、306、308、310、312、一个或多个电器件114以及电连接器116。

在一个实施例内，该组孔212每一个都包括孔212内的导体302。导体302可导电，并且可围绕每一孔212，可加衬（line）每一孔212的一部分等，这样导体302压缩触点柱210、214的柔性部分。例如在一个实施例内，孔212的内壁可用围绕孔212的诸如铜、金、镍、合金等导电材料电镀、金属化、加衬等，或可沿着孔212内一个或多个条（strip）来放置导体302。触点柱210、214的柔性部分的设计可决定孔212内所使用的导体302的类型。

在一个实施例内，每一孔212都可延伸通过电路板102，这样该第一组触点柱210可插入孔212的第一开口，并且该第二组触点柱214可插入孔212的第二开口，以允许将电路板102作为面阵器件104与第二面阵器件106之间的中介板使用。在进一步的实施例内，电路板102并非中介板，而是具有电路板102的单一侧上的触点柱210的基电路板，并且孔212可以不是贯穿孔，而是可以穿过电路板102一部分并且可以只有单一开口。

在一个实施例内，一条或多条电路迹线304、306、308、310、312位于电路板102上，以提供至和来自孔212内的导体302的一体化电连接。在所描述的实施例300内，电路迹线304使用电连接器116电连接导体302。在进一步的实施例内，多条电路迹线可连接额外的导体302与该电连接器116。在所描述的实施例300内，电连接器116位于电路板102的垂直侧上。

在一个实施例内，电连接器116可包括额外元件，来操纵、转译及/或转换至和来自导体302的信号。例如在一个实施例内，电连接器116可包括光发射器及/或接收器，以在电与光信号之间转换来用于光纤连通，在进一步的实施例内，电连接器116可连接多个电路板102，用于多个面阵器件104之间的一体化连接。

在所描述的实施例300内，电路迹线306连接一个导体302至电器件114，并且电路迹线308连接另一导体302至相同的电器件114。额外的电路迹线可连接更多导体302至相同电器件114或至其他电器件114。如所描述的，电路迹线310连接导体302至电器件114。如所描述的，电路迹线312将第一孔212内的导体302与第二孔212内的导体302连接。在进一步的实施例内，电路迹线312可连接来自两个以上孔212的两个以上导体302。

图4A描述了触点柱210的一个实施例。在所描述的实施例内，触点柱210具有弹簧部分402、支座部分404以及柔性部分406。如所描述的，弹簧部分402位于触点柱210的第一末端上，并且柔性部分406位于触点柱210的另一末端上，而支座部分404则位于弹簧部分402与柔性部分406之间。

触点柱210可导电，并可由单一、连续材料构成，或可由被连接以形成结构与电连接的分别的材料构成。例如，在一个实施例内，触点柱210可由单一铜薄板等冲压成型（stamp）。在另一实施例内，诸如径向弹簧或毛钮扣之类的弹簧部分402可熔接（weld）、焊接（soler）或者以其他方式结构和电连接至柔性部分406。

弹簧部分402提供接触垫208、216与触点柱210之间在触点柱210的触点尖端408处的电连接。弹簧部分402可压缩，这样触点尖端408被压向接触垫208、216。在所描述的实施例内，弹簧部分402为通过接头处的弯曲压缩的悬臂梁。弹簧部分402的其他实施例，诸如C形弹簧、径向弹簧以及毛钮扣，在图5A内描述。

在一个实施例内，支座部分404的宽度大于孔212的直径。随着柔性部分406插入孔212，支座部分404接触孔212周围电路板102的该侧，从而避免触点柱210进一步插入孔212。在另一实施例内，支座部分404可定位并构造形状，以便将柔性部分406定位在孔212内。在进一步的实施例内，支座部分404可与外壳108接合，以将触点柱210固定至外壳108。

在一个实施例内，柔性部分406可向内压缩，并且其宽度稍微大于孔212的直径。随着柔性部分406插入孔212，孔212的内壁及/或孔212内的导体302压缩柔性部分406。一旦被压缩，柔性部分406向外压按，从而可移除地将触点柱210固定在孔212内，并且与导体302电连接。

在所描述的实施例内，柔性部分406为针状柔性引脚段410的针眼。针状柔性引脚段410的针眼臂向内弯曲，来响应来自孔212内壁及/或孔212内导体302的压力。柔性部分406的其他实施例，诸如C形柔性结构和分离（split）引脚，在图5B内描述。

图4B描述了触点柱210的另一实施例。在所描述的实施例内，弹簧部分402包括分离的触点尖端412。由于其多个触点，分离触点尖端412可提供与接触垫208、216更一致的连接。如所描述的，支座部分404包括一条或多条承载带（carrier strip）414。在一个实施例内，承载带414便利了触点柱210插入孔212内。承载带414可以是来自触点柱210卷（reel）的制造余料（manufacturing remnant），或者可被显式设计以便利触点柱210插入孔212。在进一步的实施例内，支座部分404可不包括承载带414，但是仍旧比弹簧部分402宽，以提供用于将触点柱210压入孔212的表面。

图5A描述了触点柱210的弹簧部分402的四个实施例。在所描述的实施例内，触点柱210a具有C形弹簧502，触点柱210b具有径向弹簧504，触点柱210c具有毛钮扣506，并且触点柱210d具有悬臂梁508。弹簧部分402可以有许多其他设计，并且触点柱210可包括导电并且可朝向柔性部分406压缩的其他类型的弹簧部分402。

在所描述的实施例内，每一弹簧部分402可压缩并且导电。触点柱210a由单片材料制成，其中C形弹簧502弯曲以形成弹簧部分402。如所描述的，径向弹簧504通过熔接、焊接等附加至触点柱210b，以形成连续的结构与电连接。类似地，在所描述的实施例内，毛钮扣506，其为紧密的细线块，连接至触点柱210c，以形成结构与电连接。C形弹簧502、径向弹簧504以及毛钮扣506中每一个的形状被构造为沿着垂直轴压缩来响应压缩力。

触点柱210d的悬臂梁508大体上类似于图4A和图4B内所描述的弹簧部分402。通过弯曲单片材料以形成触点柱210d的弹簧部分402，来在触点柱210d中形成悬臂梁508。在一个实施例内，悬臂梁508可沿着垂直轴与水平轴两者弧形移动来响应压缩力，从而创建关于图2内触点柱210所描述的挥动动作。

图5B描述了触点柱210的柔性部分406的三个实施例。在所描述的实施例内，触点柱210e具有C形柔性结构512，触点柱210f具有分离的引脚514，并且触点柱210g具有针状柔性引脚段410的针眼。类似于弹簧部分402，柔性部分406可以有许多其他设计，并且触点柱210可包括另一种类型的柔性部分406，其可压缩地插入孔212，以形成与孔212内导体302的电连接。

触点柱210e的C形柔性结构512在触点柱210e的末端处呈现C形弯曲，来形成柔性部分406。C形柔性结构512由末端之间的间隙形成，这样C形柔性结构512向内弯曲到自身，来响应来自孔212内壁及/或孔212内导体302的压缩力。向内弯曲减少了C形柔性结构512的直径，从而允许C形柔性结构512插入孔212内。在另一实施例内，C形柔性结构512可面向下，并且可弯曲、冲压成型或以其他方式形成面向下的C形。

触点柱210f的分离引脚514具有伸长的引脚结构，其拥有二个或更多个从该引脚结构向外移置的臂。分离引脚514的臂沿着伸长引脚结构的轴移置,例如边到边、前到后、对角等。在所描述的实施例内，分离引脚514的臂在顶部和底部连接，在中间分离。在另一实施例内，分离引脚514的臂可在单一端连接，在另一端开放。

触点柱210g的针状柔性引脚段410的针眼在伸长引脚结构内具有一针眼或孔，该针眼的壁围绕该针眼朝向外弯曲或变形。针状柔性引脚段410的针眼中的针眼壁或臂可朝向该针眼向内压缩。在一个实施例内，通过刺穿伸长引脚结构形成针状柔性引脚段410的针眼，从而形成该针眼并且向外压迫该针眼的壁。在进一步的实施例内，针状柔性引脚段410的针眼的面向外的表面可在形成之后精压（coin）等，以避免伤害导体302及/或孔212。

图6A描述了触点柱210和孔212的一个实施例。在所描述的实施例内，柔性部分406具有针状柔性引脚段410的针眼，其宽度在插入孔212之前稍微大于孔212的直径。如所描述的，孔212已经电镀或以其他方式加衬有导体302。

图6B描述了插入孔212的触点柱210的一个实施例。如所描述的，柔性部分406受到导体302压缩，以可移除地将柔性部分406固定在孔212内，并且形成导体302与触点柱210之间的电连接。在所描述的实施例内，针状柔性引脚段410的针眼的臂由导体302向内压缩。

在所描述的实施例内，支座部分404靠着电路板102(未显示)内孔212的上表面。支座部分404避免柔性部分406进一步插入孔212内。如所描述的，孔212至少是柔性部分406长度的两倍，从而允许第二触点柱214插入孔212的相对开口内。

支座部分404也确保了每一触点柱210插入孔212内一致的深度，这样每一弹簧部分402都接触接触垫208、216。在所描述的实施例内，触点柱210也包括承载带414，其通过提供安装人员或设备可施压的表面，来便利触点柱210插入孔212。

如所描述的，触点柱210可从孔212移除，这提供了维修与配置电路板102时的灵活性。在一个实施例内，柔性部分406插入时使孔212及/或导体302变形一定程度。在一些实施例中，这会导致在太多次重复插入与移除之后，孔212不再固定触点柱210或导体302不再提供电连接。

图7描述了电路板102以及面阵器件104的一个实施例700。在所描述的实施例700内，该组触点柱210插入电路板102内的该组孔212内。该组触点柱210在电路板102上形成六行六列的矩形图案。

如所描述的，面阵器件104上的接触垫208形成类似的六行六列的矩形图案，对应于触点柱210的图案。面阵器件104被倒转示出，以显示接触垫208的图案。在面阵器件104安装期间，接触垫208被定向为面对触点柱210并且被夹持朝向触点柱210，这样每一触点柱210都与一接触垫208形成电连接。虽然为了说明目的，将触点柱210与接触垫208描述为矩形图案的六乘六阵列，其他实施例可包括更复杂的图案内的数百或数千个触点柱210与接触垫208。

图8描述了外壳108的一个实施例。在所描述的实施例内，外壳108包括一个或多个固定构件802、一个或多个对准构件804、表面806、一个或多个开口808以及一个或多个沟槽810。在一个实施例内，外壳108由诸如塑料、陶瓷等耐用、绝缘材料制成。

在一个实施例内，一个或多个固定构件802施压至面阵器件104。固定构件802可帮助在外壳108内对准面阵器件104，并且可帮助压按装置110夹持面阵器件104。在所描述的实施例内，固定构件802是可压缩的，从而允许面阵器件104安装在外壳108中。在一个实施例内，一个或多个对准构件804在外壳108内对准面阵器件104。在一个实施例内，固定构件802将面阵器件104压按靠着对准构件804，以将触点柱210与接触垫208对准。

在一个实施例内，形成表面806来接受面阵器件104。固定构件802及/或对准构件804可定位面阵器件104，以相对于表面806对准面阵器件104。在所描述的实施例内，一个或多个开口808位于表面806中。该组触点柱210的弹簧部分402的至少一部分延伸通过开口808，超过表面806来接触接触垫208。

在一个实施例内，表面806被定位来避免接触垫208压缩触点柱210时这些触点柱彼此接触。某些类型的弹簧部分402，诸如悬臂梁508，沿着垂直轴与水平轴两者移动，来响应压缩力，并且如果压缩过大的话，会接触其他触点柱210。在一个实施例内，根据触点柱210超过外壳108的表面806有多远，表面806可避免触点柱210压缩超过预定点，从而避免触点柱210之间接触。

在一个实施例内，一个或多个沟槽810在开口808内与触点柱210接合。沟槽810可以可移除地将触点柱210固定至外壳108，并且相对于外壳108对准触点柱210。例如，在一个实施例内，触点柱210的一部分，诸如支座部分404，可比弹簧部分402宽，并且可具有与沟槽810的过盈配合。每一沟槽810都通过整个外壳108，或部分通过外壳108，来在开口808内垂直对准触点柱210。

在一个实施例内，外壳108可连接到电路板102，与其形成在一起，或以其他方式与其集成。例如在一个实施例内，电路板102可为外壳108的底座部分，具有形成沟槽810的底座的孔212，并且导体302可在沟槽810底座处的孔212内。在另一实施例内，一个或多个连接器或紧固件、触点柱210、压按装置110等将外壳108连接至电路板102。外壳108可包括一个或多个额外开口、连接器、紧固件、对准特征等(未显示)，来便利与电路板102连接、对准或集成。

图9描述了用于为面阵器件104提供电连接的方法900的一个实施例。在一个实施例内，方法900为由器件组装者执行的自动或手动过程。该器件组装者可为一个或多个自动组装设备、组装工人、组装工具等。方法900开始，该器件组装者在电路板102中形成902具有导体302的孔212。在一个实施例内，该器件组装者可使用机械钻头、激光钻头等来形成902孔212。该器件组装者可在孔212内电镀、焊接、熔接、插入或以其他方式置入导体302。

该器件组装者形成904触点柱210。在一个实施例内，通过由诸如铜板等金属薄板冲压成型触点柱210来形成904触点柱210。在进一步的实施例内，触点柱210可形成为多个触点柱210的一卷或一串，其可在方法900期间的各点上被分割。在另一实施例内，形成904触点柱210可包括通过熔接、焊接等，将柔性部分406附加至弹簧部分402。

该器件组装者形成906每一触点柱210的柔性部分406。在一个实施例内，该器件组装者通过刺穿触点柱210的一末端以形成针状柔性引脚段410的针眼，来形成906柔性部分406。在进一步的实施例内，柔性部分406的形成906可包括精压柔性部分406的边缘。精压使这些边缘变钝，并且可避免或最大限度地降低对于孔212及/或导体302的损害。

该器件组装者形成908每一触点柱210的弹簧部分402。在一个实施例内，形成908弹簧部分402包括弯曲悬臂梁508、C形弹簧502等以进入每一触点柱210内。在进一步的实施例内，形成908弹簧部分402包括制造径向弹簧504、毛钮扣506或另一个单独的柔性部分406，用来在形成904触点柱210的步骤期间附加至柔性部分406。

该器件组装者将每一触点柱210的柔性部分406插入910孔212的一开口，并且方法900结束。在一个实施例内，在触点柱210是一卷或一串触点柱210的部分的情况下，该器件组装者可在将触点柱210插入910孔212期间或之前，从该卷或串中分离触点柱210。

图10描述了为面阵器件104提供电连接的方法1000的一个实施例。类似于方法900，在一个实施例内，方法1000为由器件组装者执行的自动或手动过程。方法1000开始，该器件组装者在电路板102内形成具有导体302的1002孔212。该器件组装者形成1004触点柱210，形成1006每一触点柱210的柔性部分406，以及形成1008每一触点柱210的弹簧部分402。

该器件组装者将每一触点柱210的柔性部分406插入1010孔212的一开口，并且将该第二组触点柱214的每一个的柔性部分406插入1012孔212的相对开口。该器件组装者使用压按装置110将电路板102、面阵器件104及/或第二面阵器件106夹持1014在一起，以创建触点柱210、214与接触垫208、216之间的电接触，并且方法1000结束。

所描述的实施例将在所有方面被认为仅是说明性的，而不是限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而非前述描述指示。位于权利要求的等价物的意义与范围内的所有变更都包括在其范围内。

此处所使用的术语仅为描述特定实施例之用，并非用于限制本发明。如此处所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非该上下文明确指示不是这样。将进一步了解，说明书中使用的“包括”、“具有”、“包含”指明所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件及/或部件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部件及/或其组的存在或添加。

权利要求内所有装置或步骤加功能元素的对应结构、材料、动作以及等价物旨在包括用于结合特别声明的其他所声明元素执行该功能的任何结构、材料或动作。本发明的描述已经为了说明与描述的目的而被呈现，但并非旨在是穷尽地，或将本发明限制在所公开的形式中。在不脱离本发明的范围与精神的前提下，许多修改和变化对于本领域的技术人员来说是显然的。实施例被选择与描述来最佳阐述本发明的原理与实际应用，并且使本领域的其他技术人员了解本发明的适合于所考虑的特定用途的具有各种修改的各种实施例。

Claims (13)

1.一种为面阵器件提供电连接的装置，该装置包括：

位于电路板内的多个孔，每一孔包括位于该孔内的导体以及位于该电路板一侧上的开口；

多个导电触点柱，其从至少部分所述多个孔的开口延伸，所述多个触点柱位于对应于面阵器件上的接触垫的图案内；

每一触点柱的柔性部分，该柔性部分插入所述多个孔其中之一内，这样该孔内的该导体压缩该柔性部分，以可移除地将该触点柱固定在该孔内，并且提供该触点柱与该孔内的该导体之间的电连接；

每一触点柱的弹簧部分，其延伸离开该电路板，该弹簧部分能够朝向该电路板压缩，来响应与该面阵器件的一接触垫接触，该弹簧部分提供该触点柱与该接触垫之间的电连接，来响应与该接触垫的该接触；以及

第二多个导电触点柱，其从至少部分所述多个孔的相对开口延伸，所述相对开口位于该电路板的相对侧上，所述孔内的导体在所述开口与相对开口之间延伸，所述第二多个触点柱位于对应于第二面阵器件上的接触垫的图案内，所述电路板的电连接将连接从所述多个导电触点柱中的一个或多个重布线到从所述多个孔中的不同孔延伸的所述第二多个导电触点柱中的一个或多个，该电路板包括介于该面阵器件与该第二面阵器件之间的中介板。

2.如权利要求1的装置，其中，所述电路板的电连接包括位于该电路板上的一条或多条电路迹线，该一条或多条电路迹线与一个或多个所述孔内的导体电连通。

3.如权利要求2的装置，还包括耦合至所述一条或多条电路迹线的一个或多个电装置，所述一个或多个电装置通过所述一条或多条电路迹线而与一个或多个所述孔内的导体电连通。

4.如权利要求1的装置，还包括每一触点柱的位于该柔性部分与该弹簧部分之间的支座部分，该支座部分的宽度大于孔的直径，该支座部分靠着该电路板的一侧布置，以避免触点柱进一步插入所述多个孔内。

5.如权利要求1的装置，其中每一触点柱的该弹簧部分包括悬臂梁，并且所述多个触点柱包括至少两组相面对的触点柱，以平衡来自悬臂梁的挥动动作的力量。

6.如权利要求1的装置，还包括在该电路板的一侧与该电路板相邻的外壳，该外壳大体上围绕所述多个触点柱，每一触点柱的该弹簧部分的至少一部分延伸超过该外壳上背对该电路板的表面，该外壳的该表面被形成以接受该面阵器件。

7.如权利要求6的装置，其中该外壳的该表面被定位，以避免这些触点柱彼此接触，来响应与该面阵器件的接触垫接触。

8.如权利要求1的装置，其中该柔性部分包括针状柔性引脚段的针眼。

9.如权利要求1的装置，其中该弹簧部分选自于由旋臂梁、径向弹簧、毛钮扣和C型弹簧构成的组。

10.如权利要求1的装置，还包括压按装置，其将该电路板与该面阵器件夹持在一起，这样该面阵器件上的接触垫接触所述多个触点柱的弹簧部分，从而朝向该电路板压缩所述弹簧部分。

11.一种为面阵器件提供电连接的系统，该系统包括如以上任一权利要求所述的装置。

12.一种为面阵器件提供电连接的方法，该方法包括：

在一电路板内形成多个孔，每一孔包括位于该孔内的导体以及位于该电路板一侧上的开口；

形成多个导电触点柱；

在每一触点柱的一末端上形成柔性部分，该柔性部分的大小被确定为能够压缩插入这些孔其中之一内；

在每一触点柱的相对末端上形成弹簧部分，该弹簧部分能够朝向该柔性部分压缩；

将所述多个触点柱的柔性部分以对应于面阵器件上的接触垫的图案插入至少部分所述多个孔的开口，这样这些孔内的导体压缩柔性部分，以可移除地将触点柱固定在孔内，并且提供触点柱与导体之间的电连接，所述弹簧部分延伸离开该电路板，并且能够压缩朝向该电路板，来响应与该面阵器件的接触垫接触，所述弹簧部分提供触点柱与接触垫之间的电连接，来响应与所述接触垫接触；以及

插入从至少部分所述多个孔的相对开口延伸的第二多个导电触点柱，所述相对开口位于该电路板的相对侧上，这些孔内的导体在所述开口与相对开口之间延伸，所述第二多个触点柱位于对应于第二面阵器件上的接触垫的图案内，所述电路板的电连接将连接从所述多个导电触点柱中的一个或多个重布线到从所述多个孔中的不同孔延伸的所述第二多个导电触点柱中的一个或多个，该电路板包括介于该面阵器件与该第二面阵器件之间的中介板。

13.如权利要求12的方法，还包括将该电路板与该面阵器件夹持在一起，这样该面阵器件上的接触垫接触所述多个触点柱的弹簧部分，从而朝向该电路板压缩所述弹簧部分。