CN1144322C - 平面栅格阵列连接器 - Google Patents
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Abstract
一种平面栅格阵列连接器，用于将中央处理器连接至印刷电路板上，其包括设有若干个通道的绝缘本体及收容于通道中的若干个端子。每个通道设有一个纵向孔及一个与纵向孔相连接并相互垂直的横向孔，每一端子包括收容固持于通道的横向孔内的结合板、第一曲颈部及第二曲颈部、连接至第一曲颈部并保持水平的用来安装焊锡球的表面安装部及一通过一弹性部连接至第二曲颈部并延伸出通道的接触部。其中结合板为H型结构，其包括两个垂直部及连接垂直部的水平部，端子的第一曲颈部及第二曲颈部各自从水平部的上边和下边延伸而出，该弹性部可随作用在接触部上的外力而相应变形，其因变形而产生的弹性力会被结合板完全吸收。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种用于将中央处理器连接至印刷电路板的平面栅格阵列连接器。
【背景技术】
平面栅格阵列(Land grid array；LGA，下称LGA)连接器一般与芯片(IC)封装一起使用，并在LGA连接器与相应电路板接合过程中不需要焊接程序。通常一个LGA组件包括一个IC封装，于IC封装底面设有若干扁平接触垫，而连接器则具有绝缘本体并设有若干个通道，若干个导电端子收容于该等收容通道中。扣持装置包括一个位于IC封装上表面的上金属板、一个位于PC板(PCB)下表面的下金属板及若干组贯穿PCB的并排孔，该扣持装置用于构建组件，每一组并排孔则容纳了一个与垫圈和螺母配合的螺栓，以将LGA组件夹于上、下金属板之间。
如图8所示，美国专利第5,653,598号揭露了一种导电端子，其设于相对的接触垫40、99间的连接器30中，即，接触垫分别形成于IC封装2和印刷电路板9上。现有端子一般包括具有第一、第二主面110、120的平面端子体10，该平面端子体10包括一对间隔的弹性臂140、150，其通过一弹性曲颈部160连接。前述弹性臂140、150每一个都具有一个自由端，该自由端外表面边缘形成有端子抵端17、18以接合相应的接触垫40、99，而短接部19、20一般从自由端向彼此方向延伸且错位，如是，当IC封装2与连接器30相抵接时，弹性臂140、150彼此相对偏斜，而短接部19、20交叠，且第一主面110与第二主面120相接合，缩短了端子抵端17、18之间的导电路径。
另，由于在端子外型形成时不可预料的侧向偏斜，短接部19、20不能确实地相互接触。尽管容纳有端子的收容通道内壁用于限制短接部19、20的侧向偏斜，然，依着通道内壁的短接部19、20不可预料的刮擦仍会影响两个短接部19、20的正确交叠，该等结构极难完成两个短接部19、20的正确地交叠和接合。又，两个短接部19、20间所存在的额外的端子弹性也会影响信号的传递。
另，事先在预组装过程中，现有平面栅格阵列连接器通过螺栓安装于电路板上。在最后组装过程中，螺栓必须先取出再安装上去以使CPU连接至LGA上。因此，在整个组装过程中，螺栓必须先安装上去、再取出、再安装上去，这个过程非常麻烦并且不适合大多数电路板结上述现有技术的不足，保伯·马丘、尼克·林、汉城·谭及卓民·王等人于1999年11月5日申请的美国专利已经揭露了一种具有结合的平面格栅阵列与球栅阵列结构的连接器。该连接器包括一内设有若干个通道以相应收容弹性端子的绝缘本体，每一端子具有一与CPU相应的接触垫接触的接触端及一于其上安装有焊球的表面安装部，其通过焊球将连接器与电路板连接及一弹性部在接触部与表面安装部之间连接，当接触部被CPU推压时，弹性部可提供一弹性力使接触部与CPU电性连接。尽管该结构可有效解决现有技术的不足，但是，由于将CPU推压至连接器上，可能会使焊球不能有效连接至连接器或电路板上。更有甚者，焊球是预先焊接在端子的表面安装部，接着再经过回焊工序以稳固连接至电路板上。焊球可能会受迫而与连接器或电路板分离，从而当CPU推压连接器时使其失效。
【发明内容】
本发明目的在于提供一种平面栅格阵列连接器，该平面栅格阵列连接器包括一消除应变结构以防止当外部的压力施加于端子上时使焊接连接失效。
本发明的目的是这样实现的：一种平面栅格阵列连接器，包括一内设若干个通道的绝缘本体，若干个端子收容于这些通道中。每个通道设有一个纵向孔及一个与纵向孔相连接并相互垂直的横向孔，每一端子包括收容固持于通道的横向孔内的结合板、第一曲颈部及第二曲颈部、连接至第一曲颈部并保持水平的用来安装焊锡球的表面安装部及一通过一弹性部连接至第二曲颈部并延伸出通道的接触部。其中结合板为H型结构，其包括两个垂直部及连接垂直部的水平部，端子的第一曲颈部及第二曲颈部各自从水平部的上边和下边延伸而出。弹性部可随作用在接触部上的外力而相应变形，其因变形而产生的弹性力会被结合板完全吸收。
本发明还提供一种平面栅格阵列连接器端子，其包括H型结合板、第一曲颈部及第二曲颈部、连接至第一曲颈部并保持水平的用来安装焊锡球的表面安装部及一通过一弹性部连接至第二曲颈部的接触部；其中结合板包括两个垂直部及连接垂直部的水平部，第一曲颈部及第二曲颈部各自从水平部的上边和下边延伸而出，弹性部可随作用在接触部上的外力而相应变形。
与现有技术相比较，本发明的优点在于，平面栅格阵列连接器包括一消除应变机构，可以有效防止当外部的压力施加于端子上时使焊接连接失效。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
【附图说明】
图1为本发明平面栅格阵列连接器用于收容CPU封装的立体图。
图2为图1平面栅格阵列连接器的另一视角立体图。
图3为图1中若干个通道的放大顶视图。
图4为图3沿线4-4的剖视图。
图5为图1中端子的放大立体图。
图6为本发明平面栅格阵列连接器安装于电路板上而未被压入CPU通道的示意图。
图7为本发明平面栅格阵列连接器被压入CPU通道的示意图。
图8为现有端子收容于结合的平面格栅阵列与球栅阵列结构的连接器并夹在CPU通道与印刷电路板间的剖视图。
【具体实施方式】
请参阅图1及图2，本发明平面栅格阵列连接器包括绝缘本体6，其上设有若干个通道60以收容端子5，绝缘本体6为一方体状，设有四个凸边61及设于四个凸边61间的中心空穴63，以收容一个如CPU封装7的外部电气装置，而通道60设置并贯穿于中心空穴63。端子5收容于每一通道60中。设置于四个凸边61的一个上的第一弹性臂611，可在设置于凸边61内的第一空间610内发生变形。两个第二弹性臂612设置于与第一弹性臂611相邻近的另一凸边61上，其可在设置于该凸边61中的第二空间620内发生变形。第一弹性臂611与第二弹性臂612每一个均具有设置于上边的斜面611A、612A，以导引CPU封装7插入至中心空穴63中。CPU封装7通过弹性臂611、612的变形所产生的正压力而安装于中心空穴63中。两相对凸边61上邻近绝缘本体6的边角处延伸有三个耳部62，且每一个耳部62都具有一个向下延伸的定位柱621，以安装至印刷电路板9(图6示)上的开孔(未图示)。类似地，从绝缘本体6的底部靠近另一边角处则延伸有附加定位柱622，以可安装至印刷电路板9的另一开孔(未图示)。
请参阅图3及图4，每一个通道60从横截面图看都为十字形，并且都设有一个纵向孔601及一个与它相连接并相互垂直的横向孔602。纵向孔601比横向孔602宽，两个端壁602A设于横向孔602的两个末端以提供结合作用(容后详述)。
请参阅图5及图6，CPU封装7具有若干个接触垫77(图示中只以一个示例)，而印刷电路板9也具有接触垫99(图示只有一个为例)，当CPU封装7与印刷电路板9夹合连接器时，每一对接触垫77、99互相对齐。端子5包括一个H型的结合板51、第一曲颈部52、第二曲颈部54、表面安装部53、钩形弹性部56及接触部57，该结合板51包括两个垂直部511及连接两个垂直部511的水平部512，第一曲颈部52及第二曲颈部54各自从水平部512的上边和下边延伸而出，表面安装部53与第一曲颈部52相连接，钩形弹性部56通过其下面的水平延伸部55而与第二曲颈部54连接，接触部57与钩形弹性部56的上延伸部相连接。该钩形弹性部56及第二曲颈部54比接触部57窄许多，当外力作用于接触部57上，可以增加钩形弹性部56及第二曲颈部54挠性度。接触部57位于端子5的最高处。纵向孔601的三个相邻侧壁之间形成有一收容空间601A，用以收容表面安装部53、端子5的第一曲颈部52及第二曲颈部54。每一垂直部511有一锥形头514，以方便地将端子5从底部组入通道60中。每一垂直部511于每一侧都设有两个倒刺513，以与横向孔602的端壁602A(图3示)干涉配合。表面安装部53比第一曲颈部52宽许多，并于纵向孔601内保持水平。焊锡球90事先焊接在表面安装部53上，再焊接在印刷电路板9的接触垫99上(图6示)。通过该结构，连接器可以通过焊锡球90焊接在印刷电路板9上。由于收容空间601A可以容纳大部分的焊锡球90，因此连接器及焊锡球90具有相对较低的高度。
请参阅图7，CPU封装7具有接触垫77，该接触垫77沿方向100抵压至接触部57上，且每一个钩形弹性部56会变形以使接触部57抵接于CPU封装7的接触垫77上，从而每一CPU封装7的接触垫77与印刷电路板9上相应的每一接触垫99电讯连接。当接触部57受压后，因第二曲颈部54及钩形弹性部56变形而产生的弹性力会被H型的结合板51及横向孔602的端壁602A完全吸收。该H型的结合板51由于有消除应变的结构而有效地防止焊锡球90因连接器受压而被破坏。因此，当连接器受CPU封装7压力作用时，焊锡球90与表面安装部53或印刷电路板9的接触垫99的连接都不会受破坏。
Claims (7)
1.一种平面栅格阵列连接器，包括设有若干个通道的绝缘本体及收容于通道中的若干个端子，其特征在于：每一个通道设有一个纵向孔及一个与纵向孔相连接并相互垂直的横向孔，每一端子包括收容固持于通道的横向孔内的结合板、第一曲颈部及第二曲颈部、连接至第一曲颈部并保持水平的用来安装焊锡球的表面安装部及一通过一弹性部连接至第二曲颈部并延伸出通道的接触部，其中结合板为H型结构，其包括两个垂直部及连接垂直部的水平部，端子的第一曲颈部及第二曲颈部各自从水平部的上边和下边延伸而出，弹性部可随作用在接触部上的外力而相应变形。
2.根据权利要求1所述的平面栅格阵列连接器，其特征在于：结合板的每一垂直部至少设有一个固持于横向孔内的倒刺。
3.根据权利要求1所述的平面栅格阵列连接器，其特征在于：结合板的每一垂直部设有一锥形头。
4.根据权利要求1所述的平面栅格阵列连接器，其特征在于：表面安装部的下表面连接有焊锡球。
5.一种平面栅格阵列连接器端子，其特征在于：所述的端子包括H型结合板、第一曲颈部及第二曲颈部、连接至第一曲颈部并保持水平的用来安装焊锡球的表面安装部及一通过一弹性部连接至第二曲颈部的接触部；其中结合板包括两个垂直部及连接垂直部的水平部，第一曲颈部及第二曲颈部各自从水平部的上边和下边延伸而出，弹性部可随作用在接触部上的外力而相应变形。
6.根据权利要求5所述的平面栅格阵列连接器端子，其特征在于：每一垂直部至少设有一个倒刺。
7.根据权利要求5所述的平面栅格阵列连接器端子，其特征在于：弹性部为钩型结构。
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