CN1707858A - 零插入力双梁表面安装触头 - Google Patents

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Abstract

一种电触头(10),包括设定了接触平面(P)和触头纵轴(14)的触头主体(12)。所述触头主体包括用于将触头安装到电路板上的安装端(16)、用于与相配合的触头配合的配合端(18)以及包括在所述配合端和安装端之间纵向延伸的第一和第二相对边缘(32、34)的主干部分(30)。所述配合端包括从第一边缘处向外延伸并且沿着所述第一边缘彼此纵向移位的第一和第二接触梁(36,38)。所述第一和第二接触梁沿着各自的弯部(40,42)延伸到所述接触平面的各自的相对侧,用于在所述第一和第二接触梁之间容纳所述配合触头。

Description

零插入力双梁表面安装触头
技术领域
本发明涉及一种用于零插入力引脚栅格阵列电插座中的电触头。
背景技术
随着电子元件,例如用于计算机中的处理器,正在朝着更小、更快和更高性能的方向发展的趋势,处理器的电通路中的其他元件也要以更高速度运行就变得日益重要。同样重要的是,将不同元件连接到电路板的电接口也要变得更快。栅格阵列接口,连同表面安装技术一起,已经响应更快和更高密度电路板的需要而研制出来。在现有技术中,可表面安装的封装可以使电子模件或封装与电路板表面上的焊盘相连接,而不使用焊接于穿过电路板的电镀孔中的触点或引脚。
引脚栅格阵列(PGA)插座已经广泛用于计算机处理器接口。PGA插座可以容纳处理器的引脚并且在该处理器和电路板之间建立电连接。PGA插座也可以包括零插入力(Zero Insertion Force)(ZIF)特征,使用很小的力就可将处理器引脚插入插座中。一旦插入插座,该插座上的机构就被驱动以移动引脚同插座触头相接合从而建立电连接。
随着计算机处理器变得更加先进,处理器的引脚数量也会有所增加。当前处理器的引脚栅格阵列中,引脚总数已经上百。随着处理器引脚数量的增加,处理器中的插座触头同样也有所增加。在引脚数量增加的同时,引脚间距随之减小,插座触头间距也相应地减少了。目前,在至少一些处理器上的引脚间距已经减小至,例如在引脚中心线之间具有0.050英寸(1.27毫米)间隔的中心线栅格。
随着接触引脚的数量增加,将处理器插入连接器插座中的插入力往往也会增加。因此,人们希望使用可以适应较大的触头密度并且仍能提供ZIF特性的PGA插座。
在至少一些引脚栅格阵列连接器中,使用了单梁或者双梁的触头设计方案,其中接触梁在该触头主体上形成弯曲几何结构。该构型的一个缺陷就是,由于接触梁是相对于触头主体定向的,所以不能在两件压模中使用冲压加工而形成。而且,梁在自由空间中成形,导致其尺寸和公差难以控制。
人们需要使用一种适合用于零插入力插座中的电触头,该触头相对易于制造,并且可以按照紧尺寸公差进行制造。
发明内容
本发明是一种包括触头主体的电触头,该触头主体设定了接触平面和纵向触头轴。该触头主体包括用于将触头附着于电路板上的安装端、用于与相配合的触头配合的配合端以及包括在配合端和安装端之间纵向延伸的第一和第二相对边缘的主干部分。配合端包括第一和第二接触梁,该接触梁从第一边缘向外延伸,并沿着该第一边缘纵向相互偏移。第一和第二接触梁沿着各自的弯部延伸到接触平面的各自相对侧,从而在第一和第二接触梁之间容纳相配合的触头。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例形成的示例性电触头的透视图;
图2是图1中所示的触头的侧视图;
图3是用于图1和图2中所示触头的示例性插座的透视图;
图4示出了图1和图2中所示触头的一部分,该部分在没有力的作用下与配合引脚相接合;
图5示出了图4中所示的触头,其中配合引脚与触头配准;
图6是示例性插座外壳的一部分的透视图;
图7是图6中所示的外壳部分的俯视图;
图8是图1中所示的触头在第一制造阶段中的透视图;
图9是图1中所示的触头在第二制造阶段中的透视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的示例性实施例形成的电触头10的透视图。触头10是零插入力(ZIF)触头,其适合用于阵列插座连接器,例如微型引脚栅格阵列(微型PGA)连接器。不过,应该理解的是,本发明的益处和优势对于各种电路板连接器应用中的其他类型的连接器和插座来说都是同样的。因此,当使用PGA连接器触头10描述并说明本发明时,并不意味着本发明局限于此类应用方式,因此以下提供的描述是出于解释说明的目的,而不是为了限制范围。
如图1中所示,触头10包括触头主体12,该触器体设定了接触平面P和纵向触头轴14。触头主体12包括用于将触头安装于电路板(图1中未示出)上触头安装端16,以及用于与相配合的触头(未示出)配合的配合端18。在示例性实施例中,触头安装端16包括具有凹面22的焊球叶片(solderball paddle)20,该凹面22的结构可以保持焊球(未示出)以便于通过回流焊接将触头10安装到电路板上。或者,触头安装端16可以采用其他已知的与焊球安装相兼容的几何结构,或者可以使用容纳于电路板的安装孔中的附着引脚,尤其是在触头密度较小的情况下。
触头10也包括主干部分30,该主干部分在配合端18和触头安装端16之间沿着触头轴14纵向地延伸。主干部分30包括第一边缘32以及相对的第二边缘34。配合端18包括第一接触梁36以及相邻的第二接触梁38,其中每一个都从第一边缘32向外延伸。第二接触梁38沿着触头轴14从第一接触梁36纵向偏移。第一接触梁36在主干部分30的第一边缘32处以一个基本垂直的第一弯部40连接于主干部分30。相似地,第二接触梁38在主干部分30的第一边缘32处以一个基本垂直的第二弯部42连接于主干部分30。弯部40和42以相反的方向延伸,从而使第一和第二接触梁36和38延伸到接触平面P的各自的相对边。接触梁36和38中的每个都包括各自的触头尖部44和46,以及各自的弓形部分48和50。弓形部分48和50彼此相对并具有相反的曲率,从而使接触梁36和38成为彼此镜像偏置。接触梁36和38都不包括向后折叠过接触梁36和38所伸出的主干部分30的部分,由此接触梁36和38可以使用冲压操作形成。
弓形部分48和50适合于初始时将配合的触头(未示出)无阻力地容纳于ZIF连接器插座(未示出)中。在触动ZIF机构时,配合的触头在接触平面P中或者平行于接触平面P沿箭头A的方向移动,使配合的触头移动以与触头尖部44和46相啮合,从而使配合的触头机械地且电气地连接于触头10和电路板上。在示例性实施例中,弓形部分48和50在没有力的作用下容纳配合触头,因此适合使用于ZIF插座中。另外,接触梁36和38彼此独立,从而在触头10中提供冗余。在示例性实施例中,接触梁36和38是弹性梁,当配合的触头接合触头尖部44和46时,该弹性梁基本上垂直于接触平面P而向外弯曲。
触头10也包括叶片部分60,用于将触头10安装于连接器外壳(图1中未示出)中。叶片部分60包括多个沿着侧边缘64和66设置的保持凸起62,从而将触头保持在外壳中。叶片部分60的尺寸可以将触头10保持于所期望的外壳中。
图2示出了在图1接触平面P中沿视线B-B截取的触头10的侧视图。接触梁36和38在触头10的配合端18彼此纵向偏移,因此接触梁非直接地彼此相对。杆部70将焊球叶片20连接到叶片部分60上。如图2中所示,该杆部70包括弯部72和74,其联合起来定位焊球叶片20,使其与叶片部分60和主干部分30基本垂直。在备选实施例中,杆部70形成的形状也可使安装端16和触头主体12之间实现其他的定向。
图3示出了使用触头10的示例性插座80的透视图。插座80包括绝缘盖82,该盖包括穿过它延伸的多个孔84。插座80包括多个容纳在盖82下方的电触点(未示出)。盖82包括上表面86和下表面88。插座80的孔84以50×50的中心线栅格排列,其中距离C和D都大概为千分之五十英寸。插座80也包括ZIF PGA凸轮机构90。
在工作中,引脚栅格阵列模块,例如处理器(未示出),的引脚被插入到相应的孔84中,并穿过插座80的盖82,所述孔对于模块引脚的插入只提供很小的阻力或者根本没有阻力。在引脚插入之后,操作凸轮机构90以使引脚移动并定位于插座80的触点(未示出)中,从而在其中建立机械和电啮合。
图4和图5示出了具有触头10的插座80的零插入力方面内容。在图4中,PGA模块(未示出)的引脚触头100分别容纳于接触梁36和38的弓形部分48和50中。在示例性实施例中,接触梁36和38的尺寸和外形可以使引脚触头100在没有阻力的作用下容纳于弓形部分48和50中。
图5示出了在ZIF插座80的凸轮机构90(见图3)已经操作而使引脚触头100与触头10的触头尖部44和46配准之后的触头10。凸轮机构90的操作使引脚触头100朝箭头E方向移动,该方向平行于接触平面P(见图1)。在示例性实施例中,接触梁36和38是具有柔性的弹性梁。当引脚触头100移动以定位于触头尖部44和46中时,接触梁36和38依据箭头F和G分别向外弯曲,从而容纳引脚触头100。引脚触头100移动的界限由连接器外壳壁(未示出)限定。
图6示出了如ZIF插座80(在图3中所示)的插座的一部分,其中的盖被移去以显露出插座容纳部分150。该容纳部分150包括多个形成于绝缘侧壁154的一个栅格中的触头室152。每个触头室152都包括一个触头10。在插座80中的每个触头10都被安装于电路板158上。
图7示出了图6所示容纳部分150的俯视图。每个触头10都包括叶片部分(未示出),其尺寸可以使触头10保持在触头室152中。触头10被装载入触头室152并进行定向从而当插座盖(在图7中未示出)安装在容纳部分150上时,该盖受凸轮机构90(见图3)的驱动而平行于触头10的平面P(见图1)进行移动。
将参照图8和9描述触头10的制造方法。图8是第一制造阶段的触头10的透视图。触头10的制造是通过使用导电材料200的连续片来完成的,该连续片可以通过冲模(未示出)制成。在第一冲压操作中,导电材料200片随着它通过模具而被冲压,从而在顶部和底部载体212和214之间分别形成系列的或者线性的触头坯件210阵列。每个触头坯件210都形成于具有第一边缘232的主干部分230。双接触梁236和238在第一接触边缘232彼此相邻形成。接触梁236和238以相同的方向并排延伸,从而使触头坯件210定位成在接触梁236和238彼此相对时尽可能地更靠近。在示例性实施例中,触头坯件210的中心线间距为0.050英寸(1.27毫米)。该坯件210所占空间的压缩减少了材料成本,也减少了电镀成本。
在形成坯件210之后,就可以完成接触梁236和238的最后轮廓并且同样通过冲压接触梁236和238来完成,这也代表了来自接触梁236和238定向的额外优势。相反,在传统的触头设计中,接触臂折叠过触头主体,接触臂通常通过在自由空间中弯曲或成形而制成。在压模(未示出)中冲压接触梁236和238可以更精确地控制公差,并使触头210的形状更加一致。在示例性实施例中,焊球叶片220也可以与接触梁236和238的冲压加工同时进行。
图9示出了在第二制造阶段中的触头10。在图9中,每个触头10都具有完整的接触梁36和38以及焊球叶片20。每个接触梁36和38都形成有第一弯部40和42、形成的触头尖部44和46以及其间的弓形部分48和50。接触梁36和38是彼此镜像偏置。在制造过程的下一个步骤中,对触头10进行电镀操作,然后,完整的触头10可从载体212和214处分离。
上述的实施例提供了零插入力触头,该触头能够使用于具有紧密中心线间距的栅格阵列连接器中。该触头使用双分离接触梁形成冗余空间。这两个接触梁都从共用的触头边缘向外延伸,从而在触头主体形成时,使接触梁以更大的精度被冲压和形成于两片成套压模中。接触梁的定向方法也使触头以紧密的中心线间隔形成于载体上,从而减少了材料成本和制造成本。

Claims (2)

1、一种电触头(10),包括设定了接触平面(P)和纵向触头轴(14)的触头主体(12),所述触头主体包括将所述触头安装于电路板上的安装端(16)、与相配合的触头配合的配合端(18)以及包括在所述配合端和所述安装端之间纵向延伸的第一和第二相对边缘(32、34)的主干部分(30),所述配合端包括第一和第二接触梁(36、38),其特征在于:
所述第一和第二接触梁从所述第一边缘处向外延伸,并沿着所述第一边缘彼此纵向地偏移,并且所述第一和第二接触梁沿着各自的弯部(40、42)延伸到所述接触平面的各自相对侧,从而在所述第一和第二接触梁之间容纳所述相配合的触头。
2、根据权利要求1所述的电触头,其中,所述触头主体还包括叶片部分(60),该叶片部分包括至少一个用于将所述电触头保持于外壳中的保持凸起(62),以及将所述安装端连接到所述叶片部分的杆部(70),所述安装端包括焊球叶片(20),所述杆部包括弯部(74),用于将焊球叶片基本上垂直于所述叶片部分定向。
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