CN1045848C - 集成电路插座及其接触件 - Google Patents

Abstract

一种供带有彼此隔开并从各侧面延伸的导引件的集成电路芯片载体用的插座，它有一个可容纳芯片载体的容室，该容室周围设有槽道用于承接接触件，每个接触件有一个大体为S形的与载体的相应导引件配合的接触部分和一个与安置插座的电路板相配合的安装部分，从该部分向上伸出一个固位部分将接触件固定在插座内，一个基准部分从固位部分下部侧向延伸，用作接触件定位时的挡块或接触探针用的检验件，所述探针用来收集检查接触状况的数据。

Description

集成电路插座及其接触件

本发明涉及一种供带有导引件的集成电路片(下称芯片)载体用的芯片载体插座，具体地说，涉及到提供一种低型体芯片载体插座，其中接触件对插座中的芯片载体上的导引件只施加适宜的接触力。该接触力足以补偿由于制造公差或特指规格所造成的芯片载体的尺寸变化。

集成电路通常安装在集成电路片(下称芯片)载体中，该载体是带有侧面的绝缘材料壳体，导体从该壳体伸出组成集成电路。在传统上，芯片载体的侧面装有导引件，用这些导引件组成接触件以便将集成电路与基板(例如陶瓷板或电路板)上的导体连接。通常，借助于芯片载体插座用芯片载体上的导引件形成电接触，所述插座包含一个在其中心部分有一用来接纳芯片载体的容室的插座体，并在容室周围设有插座的接触件，所以，当芯片载体置于上述容室内时插座的接触件便与芯片载体的导引件接触。

尽管由于微型化的发展趋势使芯片载体插座及插座中的接触件的尺寸相对变小，但是，仍然需要每个接触件能对芯片载体中的各导引件施加一个较大的接触力，以便在接触件与芯片载体导引件之间形成良好的电接触。

电气组合包装工业之另一发展趋势是采用表面贴装技术(SMT)。虽然传统的芯片载体插座的安装是采用波峰式焊接工艺将穿板式接触片尾部焊在电路板上，但是，现在则认为最好将插座设计为表面贴装，即采用糊状焊剂涂在电路板上，然后进行汽相加热或红外线加热焊接，于是，芯片载体插座就由这些再次液化的糊状焊剂连接在电路板上。

为了寻求较好的接触力，许多的制造厂家在接触件设计上作了很大努力，以便得到一种具备无插入力或低插入力但却有足够固位力或与芯片载体的导引件有足够接触力的弹性接触件，例如，美国专利5,067,904,5,009,609,4,968,259,4,941,832,4,993,955,4,872,845,4,936,783,4,547,031,4,846,403,4,886,470,4,761,140,4,919,623,4,746,299,4,984,991,4,684,184,4,846,704,4,679,871,4,691,975,和4,547,031……均公开过这类设计。

一般来说，接触件最好设计成具有足够的自由长度，从而当它与相应的导引件接合时便具有良好的弹性。可是，低型体是计算机工业的一种发展趋势，这就意味着，只有很小的空间和长度可用来容纳接触件在其内。因此，就不可能有沿垂直方向具有很大长度的接触件。如上所述，另一种发展趋势是表面贴装而不是波式焊接。换句话说，接触件不再有一个向下延伸的尾部用于穿过电路板上的孔。所以，表面贴装接触片的高度小于带有延伸尾部的普通接触件的高度。因此，按照有限的可用空间尺寸更难于设计出一种比普通波式焊接的或穿孔式的接触件具有更大弹性的表面装贴接触件。

采用成形式接触件是一种已进行过的尝试。成形法是一种制造方法，用此方法时，将一块薄板切成作为原件的小片。每个小片被连续地沿纵向弯曲形成一条沿横向的连续曲线，如美国专利4,547,031,4,679,871和4,761,140所述的那样。这种成形工艺的好处在于最终成形的零件具有较好的弹性，因为弯曲或成形已经部分地毁坏了相应零件的内表面，所以弯曲部分附近的刚度有所降低，而具有较大的挠曲度。虽然上述成形法可提供较好的弹性，但不利地是该成形法是一种复杂的多步骤的过程，既花钱又费时。而且在这些连续的弯曲或成形的过程中有许多制造参数，所以难于控制最终产品具有指定的形状和方位以及所需的弹性。另外，由于工装所限，不可能在成形时对接触件的表面上设计出尖锐的角和微细的浮凸。这就阻碍了某些最佳设计方案，并限制了其可应用的部分。此外，成形零件的较大宽度通常要求要易于成形以避免翘起，换句话说，不可能在插座内并排地安装带有小节距的接触件，不能达到高密度的接触件排列。成形式接触片的另一缺点是，由于接触片是用单一板片成形和弯曲的，所以难于制出能够伸到插座壁之外表面的凸出部分，当插座安装到电路板后并要求检查某些接触片的状况时，就要有上述凸出部分供探针检测。简言之，上述成形法不是一种经济而简单的方法，很容易发生变化。

比较起来，使用冲压法的接触件现在更为流行。总的说来，冲压法是生产接触片的简易方法。而且容易控制产品的方位和尺寸，所以冲压后不需要校正。另外，冲压法不限制在产品表面设计尖锐的角和细小的浮凸。因此，设计师可以利用接触件的几乎整个部分，以便使之获得最好的弹性。此外，不需要用较厚的板材来制造接触片，所以它节省材料，并且比成形法接触片更容易达到小节距和高密度的接触片排列。

虽然冲压法有如此多的优点，但仍有一个刚度方面的大问题。经过冲压的弯曲部分附近的内部综合结构与上述成形法或弯曲法有所不同，冲压接触件的任何部分的性能都与原始材料一样，换句话说，接触件的弹性只能靠其本身形状来提供，不能通过附加的预弯曲工序来提供。冲压接触件的刚性比成形法接触件大得多。

由于低型体的发展趋势和表面贴装工艺的出现带来的限制，要设计出在这些条件下应用的冲压接触件比按常规要更为困难。美国专利No.4,941,832公开过这方面所作的某些努力，它用冲压接触件于表面贴装法中，并试图仍然达到足够的弹性固位力。该专利的实施方法是采用一种向内弯曲的安装臂32以适应表面贴装工艺式的连接。虽然它可达到所需要的弹性，但仍然需要经过至少两道弯曲工序来形成最终形状。因此对它设计的这种接触件的应用仍存在某些局限性。

按照本发明，一种新设计的接触件具有比现有技术设计的接触件更多的优点。本发明专门针对特定形状的接触件，使接触件具有可适应低型体插座的较小的高度但仍然具有足够的弹性力以夹持芯片载体的相应导引件。另外，该接触件只用冲压法制成，使制造过程简化，并降低成本，而且，如果需要的话，可以方便地设计出高密度和小节距的接触件排列。本发明的接触件还有一个优点就是当插座安装在电路板之后很容易用一个插针来检查接触状况。

按照本发明的一个方面，是针对着供集成电路芯片载体用的芯片载体插座。芯片载体具有从其各侧壁延伸并彼此隔开的接触导引件。芯片载体插座具有一个在其内容纳芯片载体的容室。在该容室的周围设置有接触件承接槽道，并在其中插入接触件。

每个接触件有一个与芯片载体的相应导引件配合的大体上为S形的接触部分，和一个与安装插座的电路板配合的安装部分。从该安装部分的外端向上伸出一个固位部分，用来将接触件固定在插座上。从固位部分的下部向外侧向伸出一个基准部分，该部分在接触件定位时起到挡块作用，或者用来与探针接触，起到检验件的作用，所述探针是用来收集检查接触状况的数据的。

接触件的S形部分包含一个大体上直立的倒U形上部，其内支臂与芯片载体的相应导引件接合，和一个横卧的大体为V形的下部，其下支臂与固位部分的下部连接。按照上述的结构，接触件可安装在低型体芯片载体插座内，但当它与装入插座中心容室的芯片载体的相应导引件接合时，仍可提供所需要的弹性力。

下面结合附图详细说明本发明的实施例，附图中：

图1是本发明的芯片载体插座的顶视立体图，该插座内未装入接触件：

图2是图1插座中用的接触件的侧视图；

图3是图1芯片载体插座带有接触件时的局部横截面图，示出芯片载体插入前的接触件的情况：

图4(A)是图3的芯片载体插座的视图，表现出插入了较薄的芯片载体：

图4(B)是图3的芯片载体插座的视图，表现出插入了较厚的芯片载体：

图5(A)～5(C)是说明芯片载体插入图1的插座内的程序的透视图。

下面详细说明本发明的最佳实施例，然而，参考具体实施例对本发明的叙述只是说明性的，并无限制本发明之意。熟悉本专业的技术人员可以在不违背所附权利要求书中规定的本发明的实际精神和范围的前提下对本发明的最佳实施例作出各种变型。

首先参看图1，本发明的插座2含有一个方形的底座22，该底座22带有从其四周垂直延伸的壁体24，插座2还包含由壁体24构成的容室20。每个壁体24有顶面26、底面28、内表面30和外表面32。在每个内表面30上设有多个在顶面26与底面28之间并排地延伸并且穿过顶面26和底面28的分隔肋31。因此，每两个相邻的分隔肋31和内表面30之间形成槽道34，用于承接相应的多个接触件。每个槽道34还穿过外部表面32的下部分，以便探针容易进入。

参看图2。每个扁平的接触件5包含一个大体上为S形的接触部分52(也可参看图4(A)和图4(B))，该部分52与集成电路片(或称芯片)载体的相应的导引件相结合。位于接触部分52下面的安装部分54与安置插座的电路板(未示出)相结合。安装部分54带有一个向下倾斜的部分56，其作用是使安装部分54的自由端58偏移到与下面的电路板处于同一平面。显然，如果没有作为过渡部分的倾斜部分56，并将安装部分54的底面设计成直线型的，那么，要使所有接触件的安装部分制造或组装成在同一平面上就不是一件容易的工作。倾斜部分56可使安装部分54的自由端58具有弹性，以便适应接触件在SMT(表面贴装技术)过程中保持在同一平面，所以它允许安装部分的位置有较大的变化，而与组装或制造过程无关。

固位部分62是从安装部分54的外部固定端60向上延伸，用来将接触件5固紧到插座2上。在固位部分62上有两对反向的倒刺64，用来与插座2形成压配合。

基准部分66是从固位部分62的下部侧向向外延伸到外表面32。该基准部分66的作用是：在组装时起到挡块的作用，在插座2装到电路板上后用探针检查接触状况时，起到检验部件的作用。其细节下面还要说明。

S形接触部分52包含一个大体上垂直的倒U形上部68，其内支臂70与芯片载体80的相应导引件82相接合(见图4(A)、4(B)和5(A)～5(C))，和一个横卧的大体为V形的下部72，其下支臂74与固位部分62的下部连接。U形上部68和V形下部72通过U形上部68的外支臂76和V形下部72的上支臂78连接起来，构成整个的S形接触部分52。内支臂70有一倾斜地向内延伸的较薄的自由端71，于是在内支臂70的向外的外形线上形成一个弯子73。当内支臂70与较厚的芯片载体的导引件接合时，这个弯子73是非常重要的。这一点下面还要说明。

可以看出，V形部分72的宽度明显地比U形部分68的宽度大，这一特定的设计给接触部分52提供了更大弯曲度，但它仍具有足够的强度来适应相应的芯片载体的较大范围的变化。当它用于低型体插座时，上述特征和优点更为重要。由于不同厚度的芯片载体造成的不同情况将在下面结合图4(A)和4(B)来说明。

再参看图2，由于接触件5沿着A-A线并接近基准部分66的底平面67与板条(未示出)连接，而该底平面67与安装部分54的底面55偏移一距离，所以，因断裂产生的毛刺将不会凸出底面55之外去错引接触件的插入。

参看图3，顶部封闭的孔道36侧向位于每个槽道34的旁边，其内承接相应的固位部分62。倒刺64在孔道36内形成压配合。

再参看图1，插座2底部4个拐角上有4个可座落在电路板上的托脚29。这也是为什么接触件5的安装部分54具有偏向自由端58的向下倾斜部分56的原因，就是为了在与电路板接合时同托脚29保持同一平面。在两个托脚29上可设置两个支柱25，用来在安装时伸入电路板(未示出)上相应的孔内。

在每个隔肋31上设置有凸肋27，它穿过顶面26和底面28，以便将芯片载体80的每个导引件82分隔开(同时参看图5(A)～5(C))。这样，就由每两个相邻的凸肋27和它们之间的分隔面构成一个梯形沟槽23，以接纳芯片载体80的每个导引件82和接触部分52的内支臂70。沿着每个壁体24设有若干个平行地向内延伸的支座33，以便与座底22上的4个托脚21一起来支承芯片载体80的底部。显然，在某些情况下，座底22及其相关的托脚21可以根据用户出于检验或散热的考虑提出的要求而从插座2除去。在此情况下，芯片载体80仅由壁体24旁边的支座33来支承。在插座2的两个拐角处有两个对角相对的凹槽35，用来承接插入或抽出芯片载体的拔插件工具。

图5(A)～5(C)示出将芯片载体80插入插座2的容室20的程序。图4(A)示出了较薄的芯片载体80置于插座2内，其中，芯片载体80的导引件82与内支臂70的自由端71接合，而内支臂70则沿箭头P所示方向施加一个向内向下的力。这个力可保证芯片载体80不致轻易地因振动而跳出插座2的容室20。当较厚的芯片载体80置于插座2的容室20时(如图4(B)所示)，芯片载体80的导引件82就在内支臂70的弯子73附近与其接触。此时，内支臂70就沿箭头Q所示方向施加一个向内向上的力，弯子73也对芯片载体80的导引件82提供一个沿箭头R所示方向的向下的力，这个弯子73和施加的力R将不允许芯片载体80轻易向上运动，并保证芯片载体80正确地定位在插座2的容室20内。

简言之，虽然内支臂70在与不同厚度的芯片载体82配合时沿着图4(A)和4(B)所示箭头P与Q之间范围内的不同方向施加力，但是在不同厚度芯片载体80的导引接触部分84被置于内支臂70的弯子73与自由端71之间的范围内的条件下，它总是有一种良好的固位效果。

如前所述，在本发明中，冲压成形的S形接触部分52与较宽的V形下部72和较薄的U形上部70的自由端71相结合可以满足有关低型体接触设计的两个要求，并且仍然具有足够的固位力来与芯片载体80的导引件82相结合。根据这种可满足上述要求(即表面贴装技术和低型体设计)的特定结构，固位力可从沿较薄芯片载体80置于插座2内的向下方向朝沿较厚芯片载体80置于插座2内的向上方向变化。在后者情况下，弯子73也提供一个向下的力和一个障碍以阻止芯片载体80进一步向上运动。与不同厚度的芯片载体相配合时固位力方向随着变化是本发明的一个特征，它是由于采用S形接触部分52的特定结构所造成的，该S形接触部分52由U形的上部分68和V形的下部分72综合地构成。

与美国专利4,645,279、4,630,875和4,941,832所公开的现有技术不同，本发明中固位部分62是嵌入在顶部封闭的孔道36内的，这就可达到更稳定的固位，而不受任何外界的影响。

可以看出，固位部分62的下部与基准部分66成一整体，以构成一个大而强的结构来支承S形接触部分52。由于接触件5是整体结构，所以，接触件5的接触部分52与导引件82的导引接触部分84的接合而产生的力有一部分由基准部分66所分散，因此，只有极少的应力传递到固位部分62或安装部分54，这就保证了接触件5与插座2之间以及接触件5与下面电路板之间的扣紧可以承受由于插入芯片载体80产生的极小的传递应力，并且不容易松动。

还可看到，基准部分66不仅可以与外部连通以便探针伸入，而且，在接触件5插入插座2的槽道34内时，如果需要的话，可以特别设置一个挡块来支撑插座。

虽然上面结合被认为是最实用和最佳的实施例对本发明进行了说明，但是，应当明白，本发明并非只限于所申述的实施例，而是相反，应包含在所附权利要求的精神和范围内所包括的各种改进和技术等同的结构。

因此，熟悉本专业范围内的一般技术的人们要理解：所有这样的等同的结构都要包括在下述权利要求的范围之内。

Claims (17)

1．一种供集成电路芯片载体使用的集成电路(IC)插座，所述芯片载体带有多个从其侧面延伸并彼此隔开的接触导引件，其特征在于，上述的IC插座包含：

一个在其内容纳芯片载体的容室；

多个位于上述容室周围并在其内设置接触件的接触件承接槽道；

每个上述的接触件含有：一个大体上为S形的与芯片载体相应的导引件配合的接触部分；一个与安装插座的电路板配合的安装部分，一个从安装部分的外端向上延伸用来将接触件固定在插座上的固位部分；和一个从固位部分侧向向外延伸的基准部分，该部分为接触件定位起到挡块的作用，或者为探针容易伸入起到检验件的作用。

2．根据权利要求1所述的插座，其特征在于，从容室四周向上延伸的壁体，每个壁体有一个顶面、一个底面、一个内表面和一个外表面，沿每个壁体并排地设置多个槽道，用来承接相应的接触件，每个槽道在顶面与底面之间延伸并穿过顶面和底面；而且还穿过外表面的一部分，若干个平行的托脚侧向向内延伸，用于支承芯片载体。

3．根据权利要求1所述的插座，其特征在于上述接触件的S形接触部分包括一个大体上直立的倒U形的上部，其内支臂与芯片载体的导引件接合，和一个横卧的大体上为V形的下部，其下支臂与固位部分连接。

4．根据权利要求3所述的插座，其特征在于，所述接触件的U形部分还包括一个外支臂，上述V形部分还包括一个上支臂，并且，上述U形部分的外支臂与上述V形部分的上支臂互相连接，所述大体为S形的部分由上述U形部分和上述V形部分构成。

5．根据权利要求1所述的插座，其特征在于，每个接触件的固位部分被嵌入在插座的一个相应的顶部封闭的孔道内，它上面至少有一对反向的倒刺与所述孔道相接合。

6．根据权利要求1所述的插座，其特征在于，上述接触件的朝着容室向内延伸的安装部分包括一个向下倾斜的部分，以提供一个上述安装部分的带有弹性的自由端。

7．根据权利要求1所述的插座，其特征在于，在上述接触件的接触部分的内支臂上设置一个弯子，以阻止插入插座容室内的较厚的芯片载体向上运动。

8．根据权利要求1所述的插座，其特征在于，所述插座包含一个带有从底部沿四周垂直延伸的壁体的方形底座，每一壁体有顶面、底面、内表面和外表面，在所述内表面上设置有多个在顶面与底面之间延伸并穿过顶面和底面的隔肋，上述的槽道由每两个相邻的隔肋与它们之间的内表面构成，在每个隔肋上设置有一个在顶面与底面之间延伸的凸肋，用来隔开插入插座容室内的芯片载体的每个导引件，因此，由每两个所述凸肋与它们之间的隔肋表面构成一个梯形凹槽，以便在其内承接芯片载体的一个上述导引件和一个上述接触件的接触部分的内支臂。

9．根据权利要求1的插座，其特征在于，沿着每个上述壁体设置若干平行向内延伸的用于支承芯片载体的托脚。

10．根据权利要求1所述的插座，其特征在于，所述接触件的S形接触部分由一个大体上直立的倒U形的上部和一个横卧的大体上为V形的下部构成。

11．根据权利要求10所述的插座，其特征在于，上述U形部分包括一个内支臂和一个外支臂，上述V形部分包括一个下支臂和一个上支臂，并且，U形部分的内支臂与芯片载体的导引件接合，V形部分的下支臂与接触件的固位部分连接，而U形部分的外支臂和V形部分的上支臂整体地互相连接。

12．根据权利要求10所述的插座，其特征在于，所述接触件还包含一个从固位部分侧向延伸的基准部分，它可起到一个挡块和一个检测件的双重作用。

13．根据权利要求10所述的插座，其特征在于，所述安装部分具有一个向下倾斜的部分，以形成上述安装部分的一个具有弹性的自由端。

14．根据权利要求10所述的插座，其特征在于，在上述固位部位上至少反向地设置地对倒刺。

15．根据权利要求11所述的插座，其特征在于，在上述的内支臂上设有一个弯子，用来与不同厚度芯片载体配合，当不同厚度芯片载体与它接合时，由上述接触件产生的固位力会变更方向。

16．根据权利要求10所述的插座，其特征在于，所述接触件只用冲压成形法制成。

17．根据权利要求10所述的插座，其特征在于，所述的V形下部的宽度比所述的U形上部要宽。

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