CN1826845A - 连接盘栅格阵列连接器 - Google Patents

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Abstract

一种用于电连接至电子部件上形成的连接盘栅格阵列的垫的电连接器，包括含有相对的第一及第二表面的电介质层，以及在电介质层的第一表面上延伸的多个接触元件。每个接触元件包括一传导部分，该传导部分设置成啮合连接盘栅格阵列的相应垫以提供到该连接盘栅格阵列的电连接。特别地，所述多个接触元件包括第一接触元件及第二接触元件，由此该第一接触元件具有与该第二接触元件的操作特性不同的操作特性。在一个实施例中，该操作特性包括机械或电特性。例如，该第一接触元件可具有比该第二接触元件大的弹性。

Description

连接盘栅格阵列连接器
背景技术
本发明涉及用于LGA部件的可再连接、可再安装的电互接，并且特别涉及LGA连接器。电互连或连接器用于将两个或更多电子部件连接在一起或将电子部件连接到一件电子设备。常规电连接器通常由压制金属弹簧制成，所述压制金属弹簧被形成并且然后单独插入绝缘载体中以形成电连接元件阵列。连接盘栅格阵列(LGA)指的是金属垫(也称为连接盘(land))阵列，所述金属垫被用作集成电路封装、印刷电路板或其它电子部件的电接触点。所述金属垫一般利用薄膜沉积技术形成并且以金涂覆以提供非氧化表面。LGA封装典型地比球栅格阵列(BGA)封装更便宜地制造，因为不需形成焊球或焊块。然而，LGA封装典型地更难以组装于PC板或多芯片模块上。LGA连接器一般用于提供LGA封装到PC板或芯片模块的可移动及可再安装的插接能力。
现今的互连系统所遇到的具体问题是待连接的电子部件中的引线的共面变化及位置失准。在常规LGA封装中，该封装的垫(或引线)可由于基板翘曲而变成非共面的。阵列中的垫之间的垂直偏移常被称为共面变化。当垂直偏移的量超过LGA连接器的共面容限，一些垫完全不能与连接器进行电连接。LGA组件的垫的共面变化使得其难以与电子部件的所有引线进行高品质和可靠的电连接。
此外，引线的位置也可由于制造限制而偏离其预定的理想位置，造成位置失准。有效的互连必须适应待连接电子部件的引线的水平位置变化。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例的包括LGA连接器的集成电路组件的横截面视图。
图2A为根据本发明的一个实施例的连接器的横截面视图。
图2B为图2A的连接器中的接触元件的顶视图。
图2C为根据本发明另一个实施例的接触元件的顶视图。
图3为横截面视图，说明根据本发明使用连接器用以便互连连接盘栅格阵列及PC板。
图4A为根据本发明的一个实施例的连接器的横截面视图。
图4B为图4A的连接器中的接触元件的顶视图。
图4C为根据本发明的一个实施例的连接器的透视图。
图5A为根据本发明的替代实施例的连接器的横截面视图。
图5B为图5A的连接器中的接触元件的顶视图。
图6为根据本发明的一个实施例的连接器的横截面视图。
图7A至7C为应用于热交换操作的图6的连接器的横截面视图。
图7D说明使用具不同弹簧常数的两个接触元件的接触力的最优化。
图7E说明根据本发明另一个实施例的包括使用多层金属所形成的接触元件的连接器。
图8A及8B为包括用于改善信号完整性及用于控制接触元件阻抗的地平面的连接器的横截面视图。
图9A说明根据本发明的电路化连接器的一个实施例。
图9B说明根据本发明的电路化连接器的另一个实施例。
图10A说明根据本发明的电路化连接器的另一个实施例。
图10B为在图10A连接器的介电基板中所形成的电路的顶视图。
图10C说明根据本发明的电路化连接器的另一个实施例。
图10D为在图10C的连接器的介电基板中所形成的电路的顶视图。
图11说明根据本发明的一个实施例的包括热传导平面的连接器。
图12说明图11的连接器中的热传导平面的操作。
图13A为根据本发明的一个实施例的包括同轴接触元件的连接器的横截面视图。
图B13为图13A的同轴接触元件的顶视图。
图14说明通过图13A的连接器的LGA封装到PC板的配合。
图15为根据本发明的一个实施例的包括接触栅格阵列的印刷电路板的横截面视图。
图16为根据本发明的另一个实施例的包括接触栅格阵列的印刷电路板的横截面视图。
具体实施方式
根据本发明的原则，用于连接盘栅格阵列(LGA)封装或区域阵列(areaarray)的连接器包括在介电基板上所形成的接触元件阵列，其中每个接触元件包括具有近似该接触元件的电路径长度的弹性工作范围的弹性部分。本发明的LGA连接器的大弹性工作范围允许连接器适应可存在于在大多数待连接电子部件的共面偏移及位置失准，由此提供电子部件间的高品质和可靠的电连接。本发明的连接器提供可分离或可再安装的连接，并能够在重复插入上面维持高品质的电连接。在一个实施例中，接触元件形成为自环形基底延伸的金属凸缘。
本发明的连接器提供胜于常规系统的数个优点。首先，本发明的连接器在节距及高度上都可缩放至小于1毫米并且因而适合与以小引线几何形状及大引线数量封装所封装的电子部件一起使用。
第二，本发明的连接器能够适应待连接电子部件的共面变化及位置失准且仍满足与小引线几何形状及大引线数量的电子部件一起使用的连接器的机械、电子及可靠性要求。特别是，在大多数应用中本发明的连接器的接触元件能够维持适应位置容限范围的弹性，即使对于1mm或更小的引线节距。例如，在本发明的一个实施例中，本发明的连接器能够提供大于200微米的机械工作范围及每接触40克或更小的插入力。由此，本发明的连接器能够适应共面变化及近似200微米或更多的位置失准，同时维持相对低的插入力(每接触40克或更少)。常规连接器技术因此远不能适应共面变化同时仍提供满意的机械或电或可靠性特性。
第三，本发明连接器能够在高于1GHz的频率达到良好的信号完整性。此外，该连接器可满足高频率性能要求，即使当接触元件间的间隔为近似1mm或更小。
第四，本发明的连接器可适用于广范围的应用。例如，连接器可用于将LGA封装连接到PC板，该连接器还可用于连接在两个PC板上的LGA区域阵列之间。基本上，本发明的连接器可用于连接到在任何电子部件上如LGA封装上、多芯片模块上或PC板上所形成的LGA垫。如将在以下更详细描述的，本发明的连接器可通过仅在连接器的一侧上提供接触元件而形成。连接器的另一侧可通过提供管脚、焊球或其它连接机构而形成。本发明的连接器还可通过在连接器的两侧上提供接触元件而形成，使得该连接器可用于将两个LGA封装配合在一起或提供LGA封装到PC板上的垫的可分离连接。
在本发明中，电互连或连接器指的是一种用于将两个电子部件连接在一起如IC芯片到PC板或用于将电子部件连接到设备如测试器的装置。在本描述中，术语“电互连”或“电连接器”将可互换地被使用以表示连接到利用LGA垫为引线的电子部件的本发明的连接器。如在此所述的电互连系统或电连接器可用于将两个或更多的电子部件电连接在一起或用于将电子部件电连接到一件电子设备。所述电子部件可包括集成电路(IC)或芯片、印刷电路板或多芯片模块。在形成于PC板上的LGA的情况下，该LGA有时称为区域阵列。所述设备可包括测试设备如电测试器。此外，在本描述中，术语“引线”将用于总地指示用于与电子部件上或电子部件内的电路进行电接触的电子部件上的电连接，因此，电子部件的引线可包括，但不限于，连接盘栅格阵列封装的垫或印刷电路板上的垫。
此外，尽管在本发明中本发明的连接器有时称作LGA连接器，应理解本发明的连接器可与包括垫或“连接盘”做为电连接的任何电子部件一起使用。术语“LGA连接器”的使用仅是说明性的而不是要将本发明限制为仅与LGA封装一起使用。
图1为根据本发明的一个实施例的包括LGA连接器的集成电路组件的横截面视图。图1说明一个应用，其中本发明的LGA连接器可被有利地应用。参考图1，LGA连接器12用于将LGA封装10连接到PC板14，该集成电路组件可由支承板16及金属构件(hardware)20紧固，所述支承板及金属构件提供LGA封装及PC板间的压缩力。有时包括热沉(heatsink)18且将其放置在LGA封装10的顶部上以便为该LGA封装中的集成电路芯片提供热耗散。
图2A为根据本发明一个实施例的连接器的横截面视图，第2B图为在图2A连接器的接触元件的顶视图。参考图2A，连接器50包括由介电材料制成的基板52，在一个实施例中，该基板是由FR-4或聚酰亚胺(polymide)所制成的电介质层。在图2A中，连接器50被示出为具有构造于基板52的顶表面上的单个接触元件54。在大多数应用中，连接器50将包括排列在基板顶表面上的多个接触元件54，接触元件的数目及排列基于连接器待连接的电子部件而被选择。
接触元件54利用传导金属形成并包括基底部分55A及一个或多个弹性部分55B。在本实施例中，基底部分55A以环的形状(图2B)形成而弹性部分55B被形成为自基底部分55A向内延伸的凸缘。此外，弹性部分55B突出在基底部分55A及基板52以上而形成。在操作中，弹性部分55B被压向待连接的电子部件的垫以提供到该电子部件的电连接。在图2A中，接触元件54的基底部分55A形成于基板52的顶表面上并且嵌在电介质层之下。在其它实施例中，基底部分55A也可直接形成于基板52的顶表面上。
接触元件54利用可提供所需弹性的传导金属而形成。例如，接触元件54可利用涂覆有铜-合金(Cu-合金)或多层金属片如铜-镍-金(Cu/Ni/Au)多层金属片的不锈钢而形成。在一优选实施例中，接触元件利用小粒度铜-铍(CuBe)合金形成。
在图2A所示的实施例中，每个接触元件54耦合到基板52的底表面上的对应端子58。通路56形成于基板52中并包括电连接接触元件54及端子58的传导线。在本实施例中，通路56相邻于接触元件54而形成并连接到如图2B所示的接触元件的基底部分55A。端子58可以任何形式的电连接形成。在本实施例中，端子58以焊球形成。连接器50因而可用作LGA封装及PC板间之间的互连，其中端子58的焊球可接合到PC板上的垫。端子58还可以管脚或目前可获得或待开发的其它接触结构形成。端子58及通路56的精确结构对本发明的实施不是关键的。根据将在以下详细描述的本发明的替代实施例，端子58可利用第二组接触元件54形成，以便因此形成的连接器可用于可分离地连接在两个LGA电子部件的垫之间。
此外，在图2A中，端子58显示为与接触元件54垂直对准而形成。该配置仅是说明性的且端子58可依据应用而在相对于接触元件54的任何位置形成。例如，端子58可在距接触元件54的偏移位置形成，端子58相对于接触元件54的精确位置或放置对本发明的连接器不是关键的。
在图2B所示的实施例中，接触元件54形成为包括环状基底部分和四个弹性部分。该接触元件经由通路56耦合到端子58。在本实施例中，基底部分形成为将四个弹性部分连接到通路56的相接环，该配置仅是说明性的而不是要成为限制。本发明的接触元件可以多种配置形成且每个接触元件仅需具有足够用于将弹性部分附着到介电基板的基底部分。该基底部分可采取任何形状而不必以闭合圆的形式。因此，在图2C所示的本发明的替代实施例中，接触元件包括基底部分59A和自基底部分延伸的弹性部分59B。通路可在接触元件的基底部分形成以便将该接触元件连接到介电基板的另一侧的相应终端。此外，接触元件可包括多个可分离的基底及弹性部分，如图2C所示。尽管该接触元件中的每个基底及弹性部分彼此隔离，它们可由该介电基板中的金属迹线连接，使得与一个接触元件相关联的所有基底及弹性部分连接到单个端子。
根据本发明，接触元件的弹性部分具有大弹性工作范围，使得当被压缩时该弹性部分完全在弹性范围内操作。特别地，在一个实施例中，该弹性部分基本上在接触元件的整个电路径长度上表现出弹性。在本描述中，接触元件的“电路径长度”定义为电流必须从电子部件的垫行进到连接器的距离，并且在图2A中以距离A-A′说明。在本发明的连接器50中，当用于集成电路组件时，弹性部分55B在整个电路径长度上维持弹性，并且在施加到连接器的典型负载条件或是典型插入力下不会变得弹性地变形。
更重要的是，即使当接触元件的尺寸缩小时仍维持弹性部分的弹性工作范围。这表示较常规互连技术的显著改善，所述常规互连技术在接触缩小时可在较低的接触力变得弹性变形。因此，对于小几何形状的互连，常规互连技术无法提供可靠的可分离连接，因为在初始插入时连接器典型地变得永久变形。然而，本发明的连接器可提供可靠的可再安装连接，即使在重复插入的情况下。
本发明的连接器的大弹性工作范围使得连接器可适应在待连接电子部件的正常共面变化及位置失准。所述连接器因而能够提供可靠的电连接，尽管在常规电子部件中可存在共面及位置不规则性。图3为横截面视图，说明用于互连连接盘栅格阵列封装62及PC板64的连接器60的使用。在本说明中，连接器60包括形成于连接器的顶表面上的第一组接触元件及形成于连接器的底表面上的第二组接触元件。
如上文所讨论的，共面变化可在LGA封装62中及该封装待连接的PC板64中发生。在操作中，尽管存在共面变化，本发明的连接器60在LGA封装62与PC板64之间提供可靠的电连接。特别地，因为接触元件的大弹性工作范围，一些接触元件(如66A及66B)可变得被压缩得更厉害，使得其它接触元件(如68A及68B)可与由于封装体的翘曲而垂直偏移的垫进行有效的电连接。此外，该接触元件的大弹性工作范围还允许接触元件与位置失准的垫(如PC板64上的垫69)相连接。以此方式，LGA封装62上的每个垫通过连接器60中的一对接触元件而连接到PC板64的每个垫。LGA封装62或PC板64可被卸下并重新安装而不使连接器60的完整性降级。
回到图2A，接触元件54形成于相接基板52上。然而这仅是说明性的，并且在其它实施例中基板52可包括孔隙(aperture)或孔(hole)，如用于基板的两个表面上的传导元件的通孔连接的那些。图4A为根据本发明的替代实施例的连接器的横截面视图。图4B为图4A的连接器中的接触元件的顶视图。在图4A所示的实施例中，连接器80包括形成于介电基板82的顶及底表面上的两组接触元件。因此，连接器80可用于具有垫作为引线的两个连接盘栅格阵列部件间的连接。此外，连接器80包括形成于介电基板82中的中央孔隙88。用于将顶表面上的接触元件84连接到底表面上的接触元件86的传导迹线通过中央孔隙88耦合。中央孔隙88的直径可变化并且可被制造为与接触元件的基底部分一样大，中央孔隙88的精确尺度对本发明的实施不是关键的。
图4A说明连接器80为包括连接到一个接触元件86的一个接触元件84。实际上，连接器80典型地包括以一种方式排列的接触元件阵列，以满足待连接电子模块的引线的平面布置(floor plan)。图4C为根据本发明的一个实施例的连接器80的透视图。
参考图4C，连接器100包括形成于介电基板102的第一主表面上的第一组接触元件104及形成于介电基板102的第二主表面上的第二组接触元件106。每对接触元件104及106与形成于基板102中的孔108对准。金属迹线通过孔108而形成，以便将来自第一主表面的接触元件连接到来自第二主表面的接触元件。
注意图4C说明在用于形成该连接器的制造过程的中间步骤期间的连接器100。所以，接触元件阵列被示出为在金属或金属材料片上连接在一起。在后续制造步骤中，接触元件间的金属片被图案化以移除该金属片的不需要部分，使得接触元件按需被隔离。例如，金属片可被蚀刻以隔离每个接触元件。形成本发明的连接器的过程将在以下更详细地描述。
在一个实施例中，本发明的连接器如以下形成。首先，提供包括顶表面及底表面间的传导路径的介电基板。该传导路径可以如图2A及图4A所示的通路或孔隙的形式。在一个实施例中，介电基板为具有镀通孔的一片FR-4材料。传导金属片或多层金属片然后被图案化以形成包括基底部分及弹性部分的接触元件阵列。所述接触元件可通过蚀刻或压制或其它方法形成。接触元件的弹性部分的突出或弯曲可通过压制而形成。金属片附着到介电基板的第一主表面。当要包括第二组接触元件时，第二传导金属片或多层金属片被相应地图案化并附着到介电基板102的第二主表面。所述金属片然后可被图案化以从该片移除不需要的金属。例如，金属片可被蚀刻使得接触元件按需彼此隔离。所述金属片可通过蚀刻或刻划或压制或其它方法图案化。
在了解本发明后，本领域技术人员将理解本发明的连接器可以各种过程及以各种过程顺序制造。上述过程仅是说明性的而不是要限制本发明。例如，在其它实施例中，弹性部分的突出可在包括图案化接触元件的金属片已附着到介电基板后形成。在其它替代实施例中，金属片的不需要部分可在接触元件形成前移除。金属片的不需要部分还可在金属片附着到介电基板前被移除。
此外，在图4C所示的实施例中，传导迹线以环绕每个镀通孔(以特征103表示)的环形图案在镀通孔中并且还在介电基板102的表面上形成。尽管可提供这样的传导环以便于加强金属片上的接触元件及电介质层中所形成的传导迹线间的电连接，该传导环不是本发明的连接器的必需部件。在一个实施例中，连接器可通过使用包括通孔(未镀)的介电基板而形成。包括接触元件阵列的金属片可附着到介电基板。在金属片被图案化以形成各个接触元件后，整个结构可然后被镀以便在通孔中形成传导迹线，所述传导迹线通过孔将接触元件连接到介电基板另一侧的相应端子。对处理步骤及顺序进行多种改变以形成本发明的连接器是可能的。
根据本发明，接触元件的弹性部分的尺度、几何形状以及材料组成可以变化以提供所需的机械及电特性。因此，该弹性部分的厚度、宽度、长度以及形状可被选择以提供所需的弹性。弹性部分的数目也可被选择以获得所需的机械及电特性。以下描述提供了关于弹性部分的尺寸及几何形状与弹性部分的电及机械特性之间关系的更多细节。
此外，在图2A及4A中，接触元件的弹性部分可形成为从基底部分向内直线突出的凸缘。即该凸缘形状为直线。该线性凸缘形状仅是说明性的，且本发明的接触元件的弹性部分可依据所需机械及电特性而采用其它形状。图5A及5B说明根据本发明的替代实施例的接触元件。参考图5A，根据本发明的连接器150包括形成于介电基板152上的接触元件154。接触元件154包括基底部分156以及自基底部分延伸的两个弹性部分158和160。在本实施例中，弹性部分158及160以螺旋形状形成，由此两个弹性部分以螺旋方式自基板152的顶表面向上延伸。该螺旋形状的弹性部分提供胜于线性成形的弹性部分的额外优点。特别地，啮合连接盘区域的弹性部分的长度被有效地延伸且该弹性部分的弹性工作范围相应地加长。在了解本发明后，本领域技术人员将理解该弹性部分可以各种形状形成以便获得所需的机械及电特性。
根据本发明的另一方面，连接盘栅格阵列连接器(LGA连接器)提供以具有不同操作特性的接触元件。即，LGA连接器包括不同的接触元件，其中可选择接触元件的操作特性以满足所需应用的要求。在此描述中，接触元件的操作特性指的是接触元件的电、机械及可靠性特性。通过包括具有不同的电和/或机械特性的接触元件，本发明的LGA连接器可被制造以满足高速互连应用的所有严格的电、机械及可靠性要求。
根据本发明的一个实施例，可利用任何常规LGA互连技术来形成LGA连接器的各个接触元件。典型地，接触元件包括用于啮合连接盘栅格阵列的垫的传导部分。诸如通过将接触元件直接放置在顶表面上、或者通过将接触元件的部份嵌入到项表面内、或通过在介电基板的顶表面上的孔隙内形成接触元件的部份，各个接触元件可以在介电基板的顶表面上形成。例如，可使用以金属弹簧、束状接线、聚合物金属(metal in polymer)、固体金属舌或任何其它电接触技术形式的接触元件来形成各个接触元件。此外，该LGA连接器可利用本发明的接触元件形成并且如以上所述。在一个实施例中，包括不同接触元件的LGA连接器通过包括不同形式的接触元件而形成，每个接触元件被选择以提供所需的操作特性。因此，该LGA连接器可包括一个或一组使用金属弹簧所形成的接触元件、一个或一组使用束状接线所形成的接触元件以及一个或一组使用图2A或4A的接触元件所形成的接触元件。在另一个实施例中，包括不同的接触元件的LGA连接器通过使用一种形式的接触元件(如图2A或4A的接触元件)并且特别设计一个或一组接触元件以提供不同于其余接触元件操作特性的所需操作特性而形成。
在一个实施例中，LGA连接器包括需要低接触力的第一组接触元件以及需要大接触力以啮合的第二组接触元件。通常，大接触力和更健壮及较低电阻的电接触相关。因此，在本发明的一个实施例中，待连接到集成电路的电源及接地管脚的接触元件被形成为需要大接触力的接触元件，而待连接到集成电路的信号管脚的接触元件被形成为需要小接触力的接触元件。以此方式，承载高电流的电源及接地管脚可具有低电阻电路径以最小化焦耳加热，而信号管脚可具有小接触力以最小化连接器所需的总接触力。
根据本发明的替代实施例，以下机械特性可针对接触元件或一组接触元件而特别设计，以达到某些所需的操作特性。首先，每个接触元件的接触力可被选择以确保一些接触元件的低电阻连接或连接器的低总接触力。第二，在其上接触元件按需电操作的每个接触元件的弹性工作范图可在接触元件间变化。第三，每个接触元件的垂直高度可变化，如用于适应共面变化。第四，接触元件的节距或水平尺度可变化。
根据本发明的替代实施例，电特性可针对接触元件或一组接触元件而特别设计，以达到某些所需的操作特性。例如，每个接触元件的DC电阻、阻抗、电感及电流承载能力可在接触元件间变化。因此，一组接触元件可被设计为具有较低电阻或者一组接触元件可被设计为具有低电感。
在大多数应用中，该接触元件可被设计成获得接触元件或一组接触元件的所需可靠性特性以达到某些所需操作特性。例如，接触元件可被设计为在环境应力如热循环、热冲击及振动、腐蚀测试以及湿度测试后不显示或显示最小性能降级。接触元件还可被设计为满足由工业标准所限定的其它可靠性要求，如由电子工业联盟(EIA)所限定的标准。
当根据本发明的接触元件被用于形成该LGA连接器时，接触元件的机械及电特性可通过改变以下设计参数而更改。第一，可选择弹性部分如凸缘的厚度以产生所需接触力。例如，约40微米的凸缘厚度典型地产生近似20克或更小的低接触力，而对于相同位移80微米的凸缘厚度产生超过100克的高得多的接触力。还可选择弹性部分的宽度、长度及形状以产生所需的接触力。
其次，还可选择包括在接触部件中的弹性部分的数目以达到所需接触力、所需电流承载能力及所需接触电阻。例如，加倍凸缘数目粗略地加倍接触力及电流承载能力同时以因子二粗略地降低接触电阻。
第三，可选择特定金属组成及处理以获得所需弹性及导电率特性。例如Cu-合金如铜-铍，可用于提供机械弹性及电传导率间的良好折衷。可替换地，金属多层可被使用以提供良好的机械及电特性。在一个实施例中，不锈钢凸缘以铜(Cu)及然后镍(Ni)及最后金(Au)涂覆以形成不锈钢/Cu/Ni/Au多层。不锈钢将提供良好的弹性及高机械耐久性而Cu提供良好的导电率且Ni及Au层提供良好的腐蚀抗性。最后，可使用冷加工、合金化、退火及其它冶金技术以设计弹性部分的特定所需特性。
第四，弹性部分的弯曲形状可被设计成提供某些电及机械特性。弹性部分的高度或自基底部分的突出量也可改变以产生所需的电及机械特性。图6为根据本发明的一个实施例的连接器的横截面视图。参考图6，连接器200包括形成于介电基板202的顶表面上的第一接触元件204及第二接触元件206。相配合的一对接触元件207及208也形成于介电基板202的底表面上以分别连接到接触元件204及206。如以上所讨论的，接触元件207及208是可选的且连接器200的底部端子可包括其它形式的连接，如焊球或管脚。
在图6所示的实施例中，接触元件204包括以自基底部分直着或线性突出的凸缘所形成的四个弹性部分。另一方面，接触元件206包括以凹曲度自基底部分延伸的凸缘所形成的三个弹性部分。接触元件204中的凸缘宽度大于接触元件206中的凸缘宽度。另一方面，接触元件206的弹性部分的高度大于接触元件204的弹性部分的高度。作为本配置的结果，接触元件204需要比接触元件206大的接触力。然而，接触元件204具有较低接触电阻及较高电流承载能力。
通过提供具有不同机械及电特性的接触元件，本发明的LGA连接器可有利地应用于“热交换”应用。热交换指的是安装或卸下电子部件同时部件待连接的系统是电激活的而不损伤电子部件或系统。在热交换操作中，各种电源及接地管脚及信号管脚必须依次且不同时地被连接和断开连接，以避免对部件或系统的损伤。通过使用包括具有不同特性的接触元件的连接器，较长接触元件可被使用以在较短接触元件之前进行电连接。以此方式，电连接的所需顺序可被确定以使能热交换操作。
图7A至7C为应用于热交换操作的图6的连接器200的横截面视图。在实际实施中，选择接触元件206及208的高度以获得所需接触力及所需空间以便实现可靠的热交换操作。
参考图7A，连接器200显示为未负载。连接器200将连接到连接盘栅格阵列(LGA)封装220及印刷电路板(PC板)222。LGA封装220上的垫230表示LGA封装中所封装的集成电路的电源连接(即，正电源电压或接地电压)，其将连接到PC板222上的垫232。PC板222上的垫232为电激活的或是″上电的″。LGA封装220上的垫234表示待连接到PC板222上的垫236的集成电路的信号管脚。为了使能热交换操作，电源垫230应在信号垫234连接到垫236前连接到垫232。根据本发明，连接器200包括具有延伸的高度及比接触元件204及207大的弹性工作范围的接触元件206及208，使得LGA封装220及PC板222间的热交换操作可利用连接器200实现。
图7B说明在利用连接器200的LGA封装220到PC板222的安装过程期间的中间步骤。当LGA封装220及PC板222一起被压成抵着连接器200，在垫234及垫236进行到接触元件204及207的连接前，垫230及垫232将进行到相应的接触元件206及208的电连接。以此方式，LGA封装220及PC板222间的电源连接在信号垫被连接前建立。
图7C说明在完全负载条件下LGA封装220到PC板222的安装。通过施用进一步的压缩力，LGA封装220被压缩成抵着连接器200，使得接触元件204啮合信号垫234。类似地，PC板222被压缩成抵着连接器200，使得接触元件207啮合PC板上的垫236。该LGA封装因而安装到PC板上。在连接器200中，当较高的接触元件206、208被压缩得更厉害以允许较短接触元件204及207啮合，连接器所需的接触力将增加。为了最小化连接器所需的总接触力，较高的接触元件206、208可被设计为具有比较短接触元件204及207低的弹簧常数，使得所有接触元件在完全负载条件下处于最佳接触力。
图7D说明利用具有不同弹簧常数的两个接触元件的接触力的最优化。如7B所示，通常存在最佳接触力，其为提供稳定、可靠电连接所需要施加的最小接触力。通过选择接触元件206及204的适当弹簧常数，当电子部件完全加载到连接器上时，两种接触元件都可处于其相应的最佳接触力。例如，如7D所示，接触元件206可被制作成根据较不坚硬或更为弹性特征的曲线B工作。因此，接触元件206可在到达其最佳接触力前耐较大的位移。另一方面，接触元件204可被制作成根据较坚硬或较不弹性特征的曲线A作用。因此，接触元件204在到达其最佳接触力前耐较少量的位移。最终，当电子部件被完全加载时，接触元件206及接触元件204处于最佳接触力。
图6及7A至7C说明了本发明的连接器的一个实施例，其中接触元件被给出不同的机械特性以使能连接器在热交换操作中的使用。如以上所讨论的，本发明的连接器可被设计成依据连接器所用于的应用而包括其它不同机械及电特性的接触元件。
此外，根据本发明，该接触元件的不同机械及电特性可通过利用形成于不同层的不同金属片来形成接触元件而获得。再次参考图7A，接触元件204及206利用两个不同金属层而形成。特别地，接触元件204是利用金属层244形成而接触元件206是利用金属层246形成。金属层244及246被图案化，使得仅特定接触元件或特定组接触元件利用相应的金属层形成。因而，接触元件204利用不同于接触元件206的金属合金来形成。通过提供多层金属结构，各个接触元件的弹性或电流承载能力可被剪裁以获得所需机械、电子、及可靠性特性。
图7E说明一种连接器，其包括根据本发明另一个实施例的利用多个金属层所形成的接触元件。参考图7E，连接器250包括多层结构，以便形成第一组接触元件252及第二组接触元件254。在该实施例中，第一组接触元件252利用第一金属层256形成，而第二组接触元件254利用第二金属层260形成。第一金属层256及第二金属层260由电介质层258隔离。每个金属层被图案化使得一组接触元件组在特定金属层的所需位置形成。例如，参考图7E，接触元件252在预定位置形成于金属层256中，而接触元件254在未被接触元件252占据的位置形成于金属层260中。不同金属层可包括具有不同厚度或不同冶金(metallurgy)的金属层，使得接触元件的操作特性可被特别地剪裁。由此，通过在不同金属层中形成经选择的接触元件或经选择的接触元件组，连接器250的接触元件可被制作成显现不同的电及机械特性。
在一个实施例中，利用第一金属层256所形成的接触元件252构成接地管脚连接，由此接触元件利用形成于基板262中的地平面连接在一起。另一方面，由第二金属层260所形成的接触元件254构成各个信号管脚连接，其与第一金属层中的接地管脚连接隔离。
在一个实施例中，连接器250可利用以下过程顺序形成。第一金属层256被压制以形成第一组接触元件。压制金属层256可接着附着到介电基板262。随后，绝缘层如电介质层258形成于第一金属层256之上。第二压制金属层260可被压制并附着到电介质层258。通路孔及传导迹线按需形成于介电基板262中及电介质层258中，以提供每个接触元件到基板262的相对侧的各个端子之间的传导路径。以此方式，形成多层金属结构，由此每个金属层与其它金属层绝缘且不同组的接触元件可利用不同的金属层形成。所述不同金属层可包括具有不同厚度或不同冶金的金属层。
如上所述，虽然图6及7A至7E说明了利用本发明的接触元件所形成的LGA连接器，包括不同接触元件的LGA连接器可使用其它形式的接触元件而形成。本发明的接触元件的使用仅是说明性的且不是要将本发明的连接器限制为包括本发明及如上所述的接触元件。
根据本发明的另一方面，连接器提供有地平面，且接触元件的阻抗可通过改变用于信号管脚的接触元件与地平面之间或用于信号管脚的接触元件与用于接地管脚的接触元件之间的距离而得到控制。图8A及8B为包括用于改善信号完整性及用于控制接触元件阻抗的地平面的连接器的横截面视图，参考图8A，连接器300包括待连接到电子部件上的信号管脚的接触元件302。连接器300进一步包括待连接到电子部件的地电位的接触元件304及306。连接器300包括形成于介电基板320上或介电基板320中的地平面310。地平面310可形成于基板320的顶表面上或嵌入基板320中。在本实施例中，地平面310连接到待电耦合至地电位的接触元件304及306。当然，在其它实施例中，地平面310可通过其它装置耦合至接地电位。
在连接器300中包括地平面310具有改善通过连接器300连接的AC电信号的信号完整性的作用。特别地，当集成电路在愈来愈高的频率操作同时封装引线数目随着减少导线节距而增加时，改善用来互连这种集成电路的连接器的信号完整性的能力变得更加重要。根据本发明，连接器300包括地平面310，其用作减小噪声并改善连接器的信号完整性。此外，在图8A所示的结构中，与用于信号管脚的接触元件302相关联的金属平面和与用于地电位的接触元件304及306相关联的金属平面间的距离B至B′可被改变以获得接触元件302的所需阻抗。
图8B说明本发明的连接器的另一个实施例，其中使用一对接触元件352及354以耦合到一对差分信号。在本实施例中，接触元件352及354每个被形成为包括传导平面(如传导平面360)。接触元件352及354的阻抗可通过改变与接触元件相关联的传导平面间的距离而得到调节。
根据本发明的另一方面，LGA连接器被电路化以包括连接到连接器的一个或多个接触元件的电路。在一些实施例中，电路包括安装或嵌入电子部件的表面。通过包括耦合到一个或多个接触元件的电路，本发明的LGA连接器可提供有改善的功能。本发明的电路化连接器可利用任何常规LGA互连技术形成。例如，连接器可包括以金属弹簧、束状接线、聚合物金属、固体金属舌或任何其它电接触技术形式的接触元件。典型地，接触元件包括用于啮合连接盘栅格阵列的垫的传导部分。此外，所述LGA连接器可利用本发明及如上所述的接触元件形成。诸如通过将接触元件直接放置在顶表面上、或者通过将接触元件部份嵌入到顶表面内、或通过在介电基板的顶表面上的孔隙内形成接触元件的部分，各个接触元件可形成于介电基板的顶表面上。
图9A说明根据本发明的电路化连接器的一个实施例。参考图9A，连接器400包括介电基板402的顶表面上的接触元件404，所述接触元件连接到介电基板402的底表面上的接触元件406。在本示例实施例中，接触元件404连接到表面安装的电子部件410及嵌入的电子部件412。电子部件410及412可以是位于连接器400上的去耦电容器，使得电容器可被放置得尽可能接近电子部件。在常规集成电路组件中，这种去耦合电容器通常放置于印刷电路板上，远离电子部件。因此，大距离存在于待补偿的电子部件及实际去耦电容器之间，由此减小去耦电容器的影响。通过使用电路化连接器400，去耦电容器可被放置得尽可能接近电子部件以增强去耦电容器的作用。可用于电路化本发明的连接器的其它电子部件包括电阻器、感应器及其它无源或有源电子部件。
图9B说明根据本发明的电路化连接器的另一个实施例。连接器500包括在经由通路508耦合到焊球终端506的介电基板502上的接触元件504。接触元件504连接到表面安装电子部件510及嵌入电子部件512。连接器500进一步说明端子506的放置不必与接触元件504对准，只要接触元件如经由通路508而电耦合到该端子。
用于提供其它功能性的电路也可应用于本发明的连接器。在其它实施例中，本发明的连接器通过将电子部件的电源管脚链接或连接在一起而被电路化，如在图10A及10B所说明。参考图10A，连接器550包括用于承载信号的接触元件552及554以及用于耦合到电源电位如Vcc或地电位的接触元件556A至556C。在本实施例中，连接器550通过包括将接触元件556A至556C电连接在一起的传导平面558而被电路化。在本实施例中，传导平面558被形成为嵌入到基板560中且被图案化，使得该平面与接触元件552及554电隔离(图10B)。如图8中所说明的，如果传导平面558为接地平面，传导平面558及接触元件552和554之间的间隙可用来控制接触元件552及554的接触阻抗。
在另一实施例中，电路化连接器包括将来自该电子部件的一个引线的一个或多个信号重新分配到连接到连接器的其它电子部件的若干引线的电路。图10C及10D说明根据本发明的另一个实施例的电路化连接器。参考图10C及10D，电路化连接器570包括接触元件572、574、576、578及580。取代连接到垂直对准于每个接触元件的端子，连接器570被电路化使得形成于基板的顶表面上的接触元件可连接到形成于基板底部上的任何一个或多个端子。特别地，在接触元件及端子间的互连可利用形成于嵌入连接器基板内的中间层的金属迹线而实现。在本说明中，接触元件572连接到直接在其下的端子582。然而，接触元件574通过金属迹线592路由以连接到端子588。类似地，接触元件578通过金属迹线594路由以连接到端子584。最后，接触元件576连接到端子586但还经由金属迹线596而连接到接触元件580及端子590。因此，根据本发明，本发明的连接器可被电路化以将一个接触元件连接到位于介电基板的相对表面上的任何地方的端子。此外，本发明连接器可被使用以将接触元件连接到多个端子，使得施加到一个接触元件的任何信号可被分布到多个端子。
如上所描述，尽管图9A、9B、10A及10C说明了利用本发明的接触元件所形成的电路化连接器，电路化LGA连接器可利用其它形式的接触元件形成。本发明接触元件的使用仅是说明性的且不是要将本发明的连接器限制为仅包括本发明及如上所述的接触元件。
根据本发明的另一方面，LGA连接器包括嵌入热耗散结构以在特定接触元件提供增强的热耗散能力。例如当啮合电子封装引线的接触元件承载大于1A的电流时，显著的焦耳加热可导致在接触元件产生20度或更大的温度上升。根据本发明，LGA连接器包括嵌入热耗散结构以便有效地限制在特定接触元件的温度上升。例如通过在本发明的连接器中使用嵌入热耗散结构，温度升高的量可减小到10度或更小。
图11说明根据本发明的一个实施例的包括热传导平面的连接器。参考图11，连接器600包括形成于介电基板602的顶表面上的接触元件604及606。在基板602的制造过程期间，热传导平面620及622形成于基板602中。热传导平面620及622为接触元件604、608、606及607提供热耗散功能。在一个实施例中，热传导平面由Cu形成。在另一个实施例中，热传导平面利用经填充环氧树脂(filled epoxy)形成，其不导电且与通路或接触元件紧密接触而不会短路电路径。
图12说明连接器600中的热传导平面的操作。参考图12，接触元件606及607待连接到代表高电流连接的LGA封装及PC板的垫。因此，在垫处发生焦耳加热，使得热在LGA封装及PC板的垫处产生。热传导平面620及622用作使热从接触元件606及607耗散开。在本说明中，相邻的接触元件604和608可连接到低电流承载信号。因此，在接触元件606及607所产生的热可通过热传导平面620及622并通过接触元件604及608来耗散。
虽然以上所述及图11中所示的实施例利用本发明的接触元件来实现LGA连接器，包括热耗散结构的LGA连接器可利用其它形式的接触元件形成。例如连接器可使用金属弹簧及束状接线形成。在图11的LGA连接器中本发明的接触元件的使用仅是说明性的且是要将本发明的连接器限制为仅包括本发明及如上所描述的接触元件。
根据本发明另一方面，连接器包括一个或多个同轴接触元件。图13A为根据本发明的一个实施例的包括同轴接触元件的连接器的横截面视图。图13B为图13A的同轴接触元件的顶视图。参考图13A，连接器700包括形成于基板顶表面上的第一接触元件704及第二接触元件706。接触元件704及706彼此接近地形成但彼此电隔离。在本实施例中，接触元件704包括形成为孔隙703的外部环的基底部分，而接触元件706包括形成为孔洞703的内部环的基底部分。接触元件704及706的每个包括三个弹性部分(图13B)。接触元件704的弹性部分不与接触元件706的弹性部分重叠。在本实施例中，接触元件704通过通路712而连接到介电基板702的底表面上的接触元件708。接触元件704及708形成第一电流路径，在此称为连接器700的外部电流路径。此外，接触元件706通过形成于孔隙703中的金属迹线而连接到介电基板702的底表面上的接触元件709。接触元件706及709形成第二电流路径，在此称为连接器700的内部电流路径。
如由此构造的，连接器700可用于使LGA封装730上的同轴连接与PC板732上的同轴连接互连。图14说明通过连接器700将LGA封装730配合到PC板732。参考图14，当LGA封装730安装到连接器700，接触元件704啮合LGA封装730上的垫742。类似地，当PC板732安装到连接器700，接触元件708啮合到PC板732上的垫746。结果，垫742及垫746之间的外部电流路径形成。典型地，该外部电流路径构成地电位连接。另一方面，接触元件706啮合LGA封装730上的垫744而接触元件709啮合PC板732上的垫748。结果，垫744及垫748之间的内部电流路径形成。典型地，该内部电流路径构成高频信号。
本发明的连接器的特别优点是同轴接触元件可被缩放到1mm或更小的尺度。因此，即使对小几何形状的电子部件，本发明的连接器可被使用以提供同轴连接。
在以上描述中，本发明的连接器被说明为用于使LGA封装与PC板互连。这仅是说明性的，且在本发明的其它实施例中连接器可用来使两个PC板或两个多芯片模块互连在一起。基本上，本发明的连接器可通常应用于将电子部件上的区域阵列的金属垫(连接盘)连接到另一个电子部件上的区域阵列的金属垫(连接盘)。在配合两个PC板的情况下，本发明的连接器提供特别的优点，因为PC板几乎从不共面。因为本发明的连接器可被施加以适应大的共面变化，如近似200微米或更多，利用每接触约40克或更小的插入力，本发明的连接器可容易地被施加以在两个PC板间进行区域阵列连接。此外，本发明的连接器在节距及高度方面都可缩放到小于1mm，并且因此合适用于小尺度区域阵列连接。
此外，在以上描述中，连接器的各种实施例被说明为包括基板的顶表面上的第一接触元件及基板的底表面上的第二接触元件。如以上所讨论的，基板底表面上的第二接触元件做为第一接触元件的端子的使用仅是说明性的。该端子可以其它形式的电连接如焊球或管脚而形成。
根据本发明的另一方面，印刷电路板(PC板)包括LGA接触元件的区域阵列。因此，LGA封装、LGA模块或具有形成于其上的区域连接盘栅格阵列的另一PC板可附着于该PC板而不需使用内插器连接器(interposerconnector)。通过直接在PC板上形成也称为接触栅格阵列的LGA接触元件的区域阵列，可实现紧凑及低轮廓(low profile)集成电路装置。此外，接触栅格阵列为待安装到PC板上的LGA组件提供可分离的或可再安装的互连。因此，即使个别中间连接器被除去，可分开连接的好处仍得到保持。
在一个实施例中，接触栅格阵列可利用任何常规LGA互连技术形成。典型地，接触元件包括用于啮合连接盘栅格阵列的垫的传导部分。例如，连接器可包括以金属弹簧、束状电线、聚合物金属、固体金属舌或任何其它电接触技术形式的接触元件。如通过将接触元件直接放置到顶表面上、或者通过将接触元件的部分嵌入到顶表面内、或者通过在介电基板的顶表面上的孔隙内形成接触元件的部分，各个接触元件可形成于介电基板的顶表面上。当金属弹簧及束状接线被用做接触元件时，该接触元件可通过自侧壁(压缩装配)的压缩力或通过粘合或通过焊接而紧固到其相应的位置。此外，接触栅格阵列可使用如上所述的本发明的接触元件而形成。
图15为根据本发明的一个实施例的包括接触栅格阵列的印刷电路板的横截面视图。参考图15，接触元件阵列802或接触栅格阵列802被集成到印刷电路板800中。接触栅格阵列802可被使用以啮合LGA封装或LGA模块而不需使用LGA连接器。此外，各个接触元件可利用常规PCB技术耦合在印刷电路板800上的各个连接。例如，接触元件803通过通路805、金属迹线810及另一个通路809而连接到表面安装组件808的焊块引线812。
形成于PC板800上的接触栅格阵列802可以如上所述地被定制，以提供所需操作特性。例如，接触栅格阵列可形成为包括具有不同操作特性的接触元件，或者接触栅格阵列可被电路化为包括电子部件，或者接触栅格阵列可形成为包括热传导平面。最后，该接触栅格阵列还可形成为包括一个或多个同轴接触元件。
图16为根据本发明另一个实施例的包括接触栅格阵列的印刷电路板的横截面视图。参考图16，PC板850包括接触栅格阵列852。在本说明中，接触栅格阵列852包括利用金属弹簧形成的接触元件852、利用束状接线形成的接触元件854以及利用金属弹簧形成的接触元件855。接触栅格阵列852可被使用以连接LGA封装856。此外，接触栅格阵列852提供可分离的或可再安装的连接，由此LGA封装856可被移除及再配合。图16说明本发明的接触栅格阵列可利用其它形式的接触元件并且还利用各种接触元件来形成。即，接触栅格阵列852不必利用相同形式的接触元件形成。此外，除了进行到在接触元件底部的印刷电路板的电接触，接触元件可进行与电路板中的金属化侧壁864的电接触。这些侧壁可用于将电流传送到电路板866中的不同层。
根据本发明在PC板中包括接触栅格阵列提供许多优点。首先，各个接触元件可被电路化，使得每个接触元件的传导迹线可在电路板的不同层中形成，这使能高度的集成。例如，如图14所示，接触元件855在PC板850中较深地形成且连接到金属迹线857。通过金属迹线857，接触元件855连接到表面安装组件858的引线。在本说明中，表面安装组件858为球栅格阵列且附着到PC板850的垫860及862。第二，总电路径长度可通过移除内插器而减小。减小总电路径长度通常减小电阻及电感，并改善信号完整性。类似地，总成本可通过移除内插器及减小组件数目而减小。如果需要，在组装期间，接触元件可被个别地再加工，使得单个不良接触元件不需要整个阵列的替换。此外，连接器的轮廓可被减少以允许经安装的LGA组件处于更接近印刷电路板的表面。这在移动应用及对整个系统高度有限制的其它应用中特别有利。
提供以上详细描述以便说明本发明的特定实施例而不是为了限制。在本发明范围内的各种修改及变化是可能的。例如，本领域技术人员将理解对介电基板的“顶”及“底”表面的引用仅是说明性的且该“顶”及“底”表面的引用仅用来表示介电基板的两个相对主表面。此外，尽管以上描述涉及用于连接到连接盘栅格阵列封装的本发明连接器的使用，本领域技术人员将理解本发明连接器可用作利用垫或连接盘做为电连接或引线而形成的任何形式的区域阵列的互连。连接盘栅格阵列封装的引用仅是说明性的。本发明由所附权利要求来限定。

Claims (31)

1.一种电连接器，用于电连接到电子部件上的垫，所述连接器包括：
电介质层，包括相对的第一及第二表面；
第一多个接触元件，以阵列预先形成于第一传导弹簧材料片中，该接触元件包括自所述片向外移置的弹性部分，所述片接合到所述第一表面，使得所述弹性部分自所述电介质层的第一表面向外延伸，所述接触元件的每个包括传导材料的基底部分，所述基底部分的至少一些与所述接触元件的基底部分的相邻的那些隔开，并且传导材料的弹性部分与所述基底部分一体地形成。
2.权利要求1的电连接器，进一步包括使所述第一多个接触的至少一些彼此连接的第一电路，该第一电路为位于所述第一表面上的至少一个，延伸通过所述电介质层，并且由当所述接触元件隔开时被遮蔽的所述第一片的部分所形成。
3.权利要求1的电连接器，进一步包括
第二多个接触元件，以第二阵列预先形成于第二传导弹簧材料片中，该第二多个接触元件包括自所述第二片向外移置的弹性部分，所述第二片接合到所述第二表面，使得所述弹性部分自所述电介质层的第二表面向外延伸，所述第二多个接触元件的每个包括传导材料的基底部分，所述基底部分与所述第二多个接触元件的相邻那些的基底部分隔开，并且所述传导材料的弹性部分与所述第二多个接触的基底部分一体地形成，所述第二多个接触的至少一些连接到所述第一多个接触的至少一些。
4.权利要求3的电连接器，进一步包括传导通路，其被限定为通过所述电介质层，与所述第一多个接触的至少一个接触的基底部分及所述第二多个接触的至少一个接触的基底部分传导接触。
5.权利要求3的电连接器，进一步包括使所述第二多个接触的至少一些彼此连接的第二电路，该第二电路为位于所述第二表面上的至少一个，延伸通过所述电介质层，并且由当所述第二多个接触元件隔开时被遮蔽的所述第二片的部分所形成。
6.权利要求1的电连接器，进一步包括所述第一多个接触元件，其包括第一及第二组接触元件，该第一组接触元件被选择性地遮蔽，且材料层仅沉积于所述第二组接触元件上。
7.权利要求1的电连接器，进一步包括所述第一多个接触元件，其包括第一及第二组接触元件，该第一组接触元件包括第一金属组成而该第二组接触元件包括第二金属组成。
8.权利要求1的电连接器，进一步包括所述第一多个接触元件，其包括第一及第二组接触元件，该第一组接触元件在所述第一表面以上突出第一距离，而该第二组接触元件在所述第一表面以上突出不同于所述第一距离的第二距离。
9.权利要求1的电连接器，进一步包括所述第一多个接触元件，其包括第一及第二组接触元件，该第一组接触元件的弹性部分具有第一长度而该第二组接触元件的弹性部分具有不同于所述第一长度的第二长度，且每个弹性部分具有近似所述相应接触元件的弹性部分的第一或第二长度的弹性工作范围，以允许在安装或移除期间与所述电子部件的垫的阶段性接触。
10.权利要求9的电连接器，进一步包括线性延伸的所述第一组接触元件的弹性部分。
11.权利要求9的电连接器，进一步包括非线性延伸的所述第二组接触元件的弹性部分。
12.权利要求1的电连接器，进一步包括
第二电介质层，位于所述第一多个接触元件的基底部分之上的第一表面上且包括多个孔隙，所述第一多个接触元件的弹性部分通过该孔隙；以及
第二多个接触元件，预先形成于第二传导弹簧材料片中，所述第二多个接触元件的每个包括传导材料的基底部分及与所述基底部分一体形成的传导材料的弹性部分，所述弹性部分自所述基底部分延伸，所述第二片接合到所述第二电介质层的暴露表面，使得所述第一及第二多个接触元件的弹性部分在所述第二电介质层以上延伸，所述第二多个接触元件的至少一些的基底部分与所述第二多个接触元件的相邻那些的基底部分隔开。
13.权利要求1的电连接器，其中所述电介质层包括PCB基板，并且连接到所述第一多个接触的至少一些的电路位于所述第一表面上，所述电路连接到其它电子部件。
14.权利要求13的电连接器，其中在所述第一多个接触的至少一些的分隔期间，所述电路至少部分由所述第一片形成。
15.权利要求1的电连接器，进一步包括所述电介质层，其形成为具有嵌入电路的至少一个的多层材料，位于其中的地平面或热传导平面由具有包括形成于其上的弹性部分的中间接触元件的中间传导弹簧材料片所形成，所述中间接触元件自所述中间片向外移置，所述中间片接合在外部介电基板之间，所述介电基板的至少一个具有限定为通过其的孔隙，使得所述弹性部分自所述电介质层的第一表面向外延伸。
16.权利要求1的电连接器，进一步包括
第二电介质层，位于所述第一多个接触元件的基底部分之上的第一表面上且包括多个孔隙，所述第一多个接触元件的弹性部分通过所述孔隙；以及
第二多个接触元件，预先形成于第二传导弹簧材料片中，所述第二多个接触元件的每个包括传导材料的基底部分及与所述基底部分一体形成的传导材料的弹性部分，所述弹性部分自所述基底部分延伸，所述第二片接合到所述第二电介质层的暴露表面，使得所述第一及第二多个接触元件的弹性部分在所述第二电介质层以上延伸，所述第二多个接触元件的至少一些的基底部分与所述第二多个接触元件的相邻那些的基底部分隔开，并且所述第二多个接触的至少一个通常同心地围绕所述第一多个接触元件的接触元件而设置并与所述第一多个接触元件的接触元件电隔离以形成同轴接触。
17.权利要求16的电连接器，进一步包括所述第二多个接触之一的接触臂，所述接触臂自用于形成所述同轴接触的所述第一多个接触元件的接触元件的接触臂偏移。
18.权利要求1的电连接器，进一步包括所述第一多个接触元件的至少一个包括至少两个弹性部分。
19.权利要求1的电连接器，进一步包括所述第一多个接触元件的至少一个包括以通常凹陷形状形成的至少两个弹性部分。
20.权利要求1的电连接器，进一步包括所述第一多个接触元件包括第一接触元件，其中所述弹性部分具有以螺旋形状形成并且以螺旋方式凸出于所述基底部分以上的自由端。
21.一种同轴接触装置，包括：
第一接触部件，包括位于电介质层上的第一基底部分及自其延伸的第一弹性部分；以及
第二接触部件，包括第二基底部分及自其延伸的第二弹性部分，所述第二基底部分包括限定为通过其的开口，所述第一弹性部分延伸通过所述开口，所述第二弹性部分在相对于所述第一弹性部分的非重叠位置形成，所述第二基底部分与所述电介质层上的所述第一基底部分电隔离，以及
所述第一弹性部分与所述第二弹性部分电隔离。
22.权利要求21的同轴接触装置，进一步包括所述第一接触部件包括以阵列预先形成于第一传导弹簧材料片中的多个接触部件之一，所述第一片接合到所述电介质层，使得所述弹性部分自所述电介质层向外延伸。
23.权利要求22的同轴接触装置，进一步包括位于所述第一片之上的第二电介质层，所述第二基底部分连接到该第二电介质层。
24.权利要求21的同轴连接器，所述第二接触部件提供电及机械屏蔽的至少一种。
25.权利要求21的同轴接触装置，进一步包括
第三接触部件，包括第三基底部分及自其延伸的第三弹性部分，所述第三基底部分位于与所述第一基底部分的电介质层的相对侧上；以及
第四接触部件，包括第四基底部分及自其延伸的第四弹性部分，所述第四基底部分包括限定为通过其的开口，所述第三弹性部分延伸通过所述开口，所述第四弹性部分在相对于所述第三弹性部分的非重叠位置形成，所述第四基底部分与所述电介质层上的所述第三基底部分电隔离，以及
所述第三弹性部分与所述第四弹性部分电隔离。
26.权利要求25的同轴接触装置，进一步包括所述第三接触部件包括以阵列预先形成于第二传导弹簧材料片中的多个接触部件之一，所述第二片接合到所述电介质层，使得所述弹性部分自所述电介质层向外延伸。
27.一种在PCB板上直接形成接触元件阵列的方法，包括：
提供包括相对的第一及第二表面的PCB电介质层；
在第一传导弹簧材料片中以阵列预先形成第一多个接触元件，所述接触元件包括基底部分及弹性臂部分；
自所述片向外移置所述弹性臂部分；
将所述片接合到所述第一表面，使得所述弹性部分自所述电介质层的第一表面向外延伸；以及
将所述基底部分的至少一些与所述接触元件的基底部分的相邻那些隔开。
28.权利要求27的方法，进一步包括
在第二传导弹簧材料片中以第二阵列预先形成第二多个接触元件，所述第二多个接触元件包括第二基底部分及第二弹性臂部分；
自所述第二片向外移置所述第二弹性臂部分；
将所述第二片接合到所述第二表面，使得所述第二弹性臂部分自所述电介质层的第二表面向外延伸；以及
隔开所述第二多个接触元件的相邻那些的基底部分；
将所述第二多个接触的至少一些电连接到所述第一多个接触的至少一些。
29.一种在连接器中形成嵌入传导平面的方法，包括：
提供具第一及第二表面的第一电介质层基板；
在第一传导弹簧材料片中预先形成第一多个接触元件，所述接触元件包括基底部分及弹性臂部分；
自所述片向外移置所述弹性臂部分；
将所述第一片接合到所述第一表面，使得所述弹性臂部分自所述电介质层的第一表面向外延伸；
将第二电介质层基板接合到所述接触元件的基底部分之上，所述第二电介质层基板包括在所述第一多个接触元件的弹性臂部分的互补位置的限定成通过其的多个开口；
在第二传导弹簧材料片中预先形成第二多个接触元件，所述第二接触元件包括第二基底部分及第二弹性臂部分；
自所述第二片向外移置所述第二弹性臂部分；
将所述第二片接合到所述第二电介质层基板，所述第二多个连接器的弹性臂部分向外延伸超过所述第二片；以及
使所述第二多个接触元件的基底部分的至少一些与所述二多个接触元件的相邻那些隔开。
30.根据权利要求29的方法，进一步包括将地连接到所述第一多个接触元件的至少一个。
31.根据权利要求29的方法，进一步包括将热沉连接到所述第一多个接触元件的至少一个。
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