CN1808769A - 球栅阵列连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明包括内插器、BGA连接器或其它提供与球栅阵列连接器电接触的连接装置。本发明的用于与球栅阵列连接器配合的内插器，包括：具有第一表面和第二表面的壳体，其中，第一表面与第二表面相对；壳体中的多个孔，所述孔从第一表面延伸到第二表面；局部位于第一孔内的可软熔导电材料第一物体，其中，第一物体从第一表面的平面伸出；以及局部位于第一孔内的可软熔导电材料第二物体，其中，第二物体从第一表面的平面伸出。

Description

球栅阵列连接装置
本申请是申请号为03103538.8、申请日为2003年1月29日、发明名称为“球栅阵列连接装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及电连接器领域。更具体地，本发明涉及用于把球栅阵列连接到基板的内插器。
背景技术
近年来，对体积更小功能更多的电子设备的促进已经产生对所有组件，尤其是对电连接器的小型化要求。对更小的电子设备的促进还伴随着近来优选采用表面安装技术(SMT)在电路板上安装组件。为了满足在SMT中增加端子密度的要求，已经创造了阵列连接器。具体地，如题为“高密度连接器”的美国专利第6,024,584号所述，对于使用SMT在基板上安装高密度电连接器，球栅阵列(BGA)连接器已成为可靠和有效的技术，此专利在此引作参考。
BGA连接器具有绝缘连接器壳体。连接器壳体的一侧是焊球矩阵，所述焊球定位得与电路基板的导电通路啮合。连接器壳体的另一侧具有相应的接触端子矩阵，所述接触端子延伸通过连接器壳体并与焊球电连接。这些接触端子设计成与另一BGA连接器啮合，与连接到另一基板相似，因而通过BGA连接器允许板-板互连。借助称作“软熔”的处理在BGA和电路基板之间实现连接。在软熔处理中，焊球被加热到开始熔化然后冷却，在BGA和基板之间形成此种焊接连接。因为电路基板一般是具有蚀刻电路的扁平表面，所以在软熔处理中焊球基本上保持它们的位置。
当使用BGA互连电路基板时，也经常使用内插器。内插器是置于BGA连接器和电路基板之间的中间连接装置。通过使用内插器连接和断开BGA和电路基板，减小在BGA连接器和基板的蚀刻电路接触面上的磨损。而且，内插器可提供另一种与基板的连接装置。然而，与基板界面不同，内插器不提供用于BGA焊球的扁平配合面。例如，与BGA连接器相似，内插器也可以是焊球阵列。结果，在软熔处理中，BGA-内插器连接可能错位，导致不适当的连接。通过把热量保存在内插器中，内插器也可实现更好的热吸收并把热量从精密电子电路元件转移出去。
因此，需要提供内插器、BGA连接器、或其它更易于与BGA连接器或其它相似连接器配合的连接装置。
发明内容
本发明包括内插器、BGA连接器或其它提供与球栅阵列连接器电接触的连接装置。本发明的内插器包括具有触点的壳体。所述触点具有第一端和第二端。所述内插器还包括设置在至少一个所述触点的第一端上的可软熔导电材料形成的第一物体和第二物体。第一物体和第二物体在内插器和球栅阵列连接器的可软熔导电材料单个物体之间提供电接触。所述触点可从壳体的第一表面通向壳体的第二表面，第二表面与第一表面相对，从而，所述触点的第一端在壳体的第一表面上是可接近的，并且所述触点的第二端在壳体的相对表面上是可接近的。内插器的第一物体和第二物体在软熔处理中与球栅阵列连接器的可软熔导电材料单个物体形成焊接连接。内插器还包括设置在至少一个所述触点的第一端上的可软熔导电材料的第三物体，其中，第三物体在内插器和球栅阵列连接器的可软熔导电材料单个物体之间提供电接触，并在软熔处理中提供与球栅阵列连接器的焊接连接。一个或多个物体可以基本上是球形和/或基本上是圆锥形的，并且可以具有基本相似的尺寸。
附图说明
本领域技术人员结合以下说明和附图，将更清楚本发明的其它用途和优点，在附图中：
图1是根据本发明的用于球栅阵列连接器的内插器的侧视图；
图2是根据本发明的图1所示内插器的分解图；
图3是根据本发明的内插器的平面图；
图4是根据本发明的连接到球栅阵列连接器的内插器的分解图；
图5是根据本发明的图4所示内插器的分解图；
图6是根据本发明的用于球栅阵列连接器的另一种内插器的侧视图；
图7是根据本发明的用于球栅阵列连接器的另一种内插器的侧视图；以及
图8是根据本发明的图7所示内插器的分解图。
具体实施方式
图1是一种典型内插器101的侧视图，内插器101提供与球栅阵列(BGA)连接器103的电接触。尽管图1结合内插器进行描述，但应该理解，本发明同样可应用于其它类型的连接器，如包括其它BGA连接器。相应地，本发明不局限于一种内插器或另一种BGA连接器。
如图1所示，内插器101适于提供与BGA连接器103和基板104的电接触。内插器101包括壳体102。壳体102具有第一表面112和第二表面113。第一表面112可用于提供与BGA连接器103的电接触。第二表面113可适于提供与基板104的电接触。
壳体102上的第一表面112包括设置在其上的多个可软熔导电材料或球，用于提供与BGA连接器103的连接。具体地，第一表面112包括第一物体106、第二物体107以及第三物体108。而且，在壳体102的第一表面112上还设置有许多组这样的物体。第一物体106、第二物体107和第三物体108可以紧密相邻，以便容纳设置在BGA连接器103上的BGA物体110。更具体地，第一物体106、第二物体107和第三物体108定位得使BGA连接器103上的BGA物体110安置在内插器101上。尽管在图1中示出单个BGA物体，但应理解，多个BGA物体可与内插器的所述物体接触。
在软熔处理中，BGA物体110放置在第一物体106、第二物体107和第三物体108的顶部上或与它们相邻。软熔处理加热所述物体，以使可软熔的导电材料开始熔化。该材料熔化的结果是，BGA物体110与第一物体106、第二物体107和第三物体108中的至少一个形成焊接接触。第一物体106、第二物体107和第三物体108可定位得使BGA物体110在软熔处理之前安置在物体106-108上。由于第一物体106、第二物体107和第三物体108的定位允许BGA物体110安置在它们上，因此，可防止BGA物体110在软熔处理之前和/或之中移动。从而，允许BGA物体110与第一物体106、第二物体107和第三物体108形成焊接连接。
为了便于BGA物体110安置在第一物体106、第二物体107和第三物体108上，所述物体中的部分或全部基本上是球形或基本上是圆锥形的。而且，BGA物体110和物体106-108具有基本相似的尺寸，进而有利于适当的连接和平面校准(即平面度)。而且，壳体102的第一表面112上物体的数量可以随BGA连接器103上特定物体(如BGA物体110)的数量、大小和尺寸而变化。相应地，本发明不局限于这些特征中的任何一个。
触点105可与第一物体106、第二物体107和第三物体108中的至少一个电接触。触点105具有第一端和第二端。第一端提供与第一物体106、第二物体107和第三物体108的电接触点。第二端提供与第四物体109的通路和电触点。触点105从第一表面112到第二表面113贯穿壳体102。而且，触点105与第四物体109电接触。结果，触点105可提供从第一物体106、第二物体107和第三物体108中的至少一个通过壳体102到第四物体109的电导体。第四物体109可定位得与基板104上的接触垫111形成电接触。从而，在软熔处理中，第四物体109可定位得与接触垫111相邻，以便在软熔处理中提供与接触垫111的焊接连接。结果，内插器101在BGA连接器103和基板104之间提供电连接。
图2是结合图1所讨论的内插器101和BGA连接器103的分解图。而且，图3是结合图1所讨论的内插器101的平面图。从图2和3更容易看出，第一物体106、第二物体107和第三物体108可以位于壳体102中的孔301内。第一物体106、第二物体107和第三物体108的定位使得BGA物体110在软熔处理之前就安置在第一物体106、第二物体107和第三物体108上。结果，在软熔处理之中和之后，可引导BGA物体110与第一物体106、第二物体107和第三物体108接触，从而保证BGA物体110与第一物体106、第二物体107和第三物体108中至少一个形成适当的焊接连接。而且，由于触点105的第一端与第一物体106、第二物体107和第三物体108中的至少一个电接触，因此，可在BGA物体110(因而在BGA连接器103)和触点105的第二端之间提供电传导。
图4是结合图1所讨论的内插器101、BGA连接器103和基板104的侧视图。图4详细描述在软熔处理之前安置在内插器101上的BGA连接器103和基板104。图5提供与BGA连接器103电连接的内插器101的分解图。图4和5中更清楚地示出，BGA连接器103上的BGA物体110在软熔处理之前与第一物体106、第二物体107和第三物体108中的至少一个形成物理接触。如前面所讨论的，图4还进一步详细描述通过物体106-109、110和内插器101上的触点105在BGA连接器103和基板104之间提供电连接。具体地，在软熔处理之后，BGA连接器103和内插器101通过由BGA物体110和第一物体106、第二物体107和第三物体108形成的焊接连接而电连接。而且，内插器101的第一表面112上的物体106-108与触点105电连接，触点105再与第四物体109电连接。第四物体109与基板104上的接触垫111形成电接触，从而在软熔处理之后，从内插器101到基板104，并因而从BGA连接器103到基板104，提供电传导。
尽管图1-5已结合内插器101进行讨论，但应该理解，本发明同样可应用于其它连接器。例如，本发明可应用于例如与另一BGA连接器相联的BGA连接器。在此情形中，BGA连接器可构造得与内插器101相似，并且还包括第二壳体。BGA连接器可具有第一表面和第二表面，从而第二壳体的第二表面适于可拆卸地连接到球栅阵列连接器上触点的第二端，这与本领域中技术人员众所周知的BGA连接器相似。而且，第二组触点可从第二壳体的第一表面延伸，并且材料的第二物体可设置在第一触点上，以便把BGA连接器连接到第二基板。
图6是另一内插器601的侧视图，内插器601提供与BGA连接器603的电接触。内插器601与结合图1-5讨论的内插器101相似。然而，内插器601具有基本为圆锥形的第一物体606、第二物体607和第三物体608。尽管本发明不局限于第一物体606、第二物体607和第三物体608的任何具体形状或尺寸，但所述物体可以是球形的，以便进一步允许在软熔处理之前把BGA物体610安置得与物体606-608中的每一个接触。而后，在软熔处理中，BGA物体610可能与第一物体606、第二物体607和第三物体608中的至少一个形成焊接连接。与结合图1-5所讨论的内插器101一样，内插器601包括与第一物体606、第二物体607、第三物体608以及第四物体609电连接的触点。然而应该理解，可以不需要触点605。
图7和8分别提供另一种内插器701的侧视图和分解图。内插器701构造得不需要触点(如结合图6所讨论的触点605)就可提供从壳体702的第一表面712到第二表面713的电连接。具体地，内插器701可以让第一物体706、第二物体707和第三物体708直接与第四物体709电连接。此种直接电连接可以在软熔处理之前形成。可替换地，通过允许第四物体709的尺寸设计得在软熔处理之前与第一物体706、第二物体707和第三物体708接触，可在软熔处理中提供此种直接的电连接。与结合图1-5讨论的内插器101和结合图6讨论的内插器601一样，内插器701的第一表面712上的第一物体706、第二物体707和第三物体708提供界面，以使BGA物体710在软熔处理之前安置在第一表面712上的每个物体上。结果，内插器701通过第一物体706、第二物体707、第三物体708和第四物体709，提供从BGA连接器703到基板704的电连接，不需要在内插器701各物体之间的触点。另外，第四物体709提供与接触垫711的电连接。
尽管已详细描述在内插器第一表面上的三个可软熔导电物体，但应该理解，在第一表面上可设置任意数量的可软熔物体。例如，可能希望在壳体102上的孔301内设置两个这样的物体，如第一物体106和第二物体107。另外，例如，可能希望在内插器101的第一表面112上设置四个这样的可软熔导电物体。相应地，应该理解，本发明并不限制内插器101上可软熔导电物体的数量。相对，内插器101可包括按照将要连接到内插器101的器件如BGA连接器103所规定的任意数量的可软熔导电物体。
还应该理解，触点不必与设置在第一表面上的物体电连接。例如，在一个实施例中，触点105可与第一物体106电连接，从而在软熔处理之后，由于第二物体107和第三物体108与第一物体106焊接连接，因此触点105与第二物体107和第三物体108电接触。另外，应该理解，在壳体102上可设置任意数量的孔301，从而可在所述孔内设置任意数量的可软熔导电材料。例如，孔301形成矩阵阵列，以便提供与球栅阵列如BGA连接器103的电连接。
本发明致力于与BGA连接器形成电接触的电连接器。应指出，前面提出的实例仅仅是用于解释目的，决不能认为是对本发明的限制。虽然本发明已结合某些实施例进行描述，但应理解，本文使用的词语是描述性和说明性的词语，而不是限制性的词语。例如，尽管本发明结合内插器进行描述，但应理解，所述的技术和结构同样可应用于任意类型的电连接器。而且，尽管本发明已结合电连接器上的某些组件进行描述，但应理解，所述配置仅仅是能提供此种创新性电连接器的一个配置实例。相应地，本发明包含未在本说明书描述的满足所述实例的其它任何电连接器。
此外，尽管本发明在此已结合具体的装置、材料和实施例进行描述，但本发明并不局限于在此公开的具体内容。要适当地，本发明扩展到所有功能上等效的结构、方法和用途，它们在所附权利要求的范围之内。在不偏离本发明的范围和精神的情况下，本领域技术人员根据本文叙述，可对本发明在其各方面进行大量的变更和修改。本领域技术人员应理解，只要不偏离所附权利要求所定义的本发明实质和范围，在这些实施例的形式和细节上可对本发明作出各种变更和修改。

Claims (4)

1、一种用于与球栅阵列连接器配合的内插器，包括：
具有第一表面和第二表面的壳体，其中，第一表面与第二表面相对；
壳体中的多个孔，所述孔从第一表面延伸到第二表面；
局部位于第一孔内的可软熔导电材料第一物体，其中，第一物体从第一表面的平面伸出；以及
局部位于第一孔内的可软熔导电材料第二物体，其中，第二物体从第一表面的平面伸出。
2、如权利要求1所述的内插器，还包括局部位于第一孔内的可软熔导电材料第三物体，其中，第三物体从第一表面的平面伸出。
3、如权利要求1所述的内插器，还包括局部位于第一孔内的可软熔导电材料第四物体，其中，第四物体从第二表面的平面伸出。
4、如权利要求3所述的内插器，第四物体与第一、第二和第三物体中的至少一个电连接。
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