TW496015B - Electrical connector, housing for an electrical connector, and method of reducing rigidity in a housing of an electrical connector - Google Patents

Description

修正 曰 五、發明說明——^ 發明範圍 列關於一電連接器，及更特別係關於一珠栅格陣 殼係具有可1電^連接器s，該電連接器係具有一外殼，該外 性。 W即熱循锿及基板或電路板之變形或歪曲之特 發明背景 尺ί:別屬個人用之行動電氣裝備之 樣，係ΐίΐΐ:排或雙排直線電連接器間之路徑，這 ^ ^ t ^ # H ^ ^ ^ ^ t ^ ^ ^ ^ # 隨小型化夕跑找丄k 、接線相連接0 安裝组件於電路板之用係面安裝技術(SMT)供-電連接器精密線距之需要係】^ f技術使用之增加及線型 低成本操作之限制。 接^ ^面安裝技術接近高密度， 增加鄰近烊盤或接線端間距係：於加焊劑時， 二次元之接線；列。該電連ί器係負有 但該電連接器於用表面安裝技；2上及：:吏：度增加。 相當之困難度，因於安裝時二連接電路基板時至係具有 係必須在該連接器本體下方：份而非全部”端尾端 焊接點。 向而修理時，係難以目視檢查其 利用珠栅格陣列或其他相似之元件安裝一積體電路⑽

O:\67\67858.ptc 第5頁 496015 案號 89125216 年 曰 修正 五、發明說明（2) 在一塑膠或陶瓷基板上的方法係已普遍採用。在一珠栅格 陣列元件中，連接至積體電路元件之焊珠係配置在一電路 基板之電氣接點焊盤上，在其上通常係利用網或掩膜塗施 一層焊劑。而後，係加溫該單元至一溫度，該焊劑及至少 一部份或全部焊珠即在該溫度下熔融並熔入在電路基板形 成之一底層導電焊盤。因而，該積體電路係可在不需外部 導線情況下連接至基板。

當使用球柵陣列元件及其他相似系統連接一積體電路至 一基板時係具有很多優點，而供安裝一電連接器或相似組 件於一印刷線路板（PWB)或其他基板用之對應裝置也係需 予發展。重要係該焊珠結合基板之表面應在同一平面中， 以形成一大致平坦之安裝介面，這樣，在最後態用時，焊 珠即會平均回流焊接於一平面印刷電路板基板之上。當電 連接器回流焊接於一印刷電路板時，一基板上任何焊料同 平面性之顯著差異係會導致不良之焊接。

焊接電連接器至一基板時會出現之另一問題係該電連接 器通常具有相當複雜外形，如具有很多空腔，之絕緣外 殼。因此，在焊接過程中，在接點插入時，或二者同時執 行時係會導致在該外殼中之殘餘應力。故於開始加溫至表 面安裝技術過程所需溫度，即使焊珠回流焊接所需之溫度 時，該等外殼係會歪曲及扭捲。外殼之歪曲及扭捲係可導 致該電連接器總成與該印刷線路板間之失配，進而因焊接 前，表面安裝元件，如焊珠未完全接點焊劑或靠近該印刷 線路板而得不可靠之焊接。 球栅陣列元件之一缺點係該電連接器外殼所使用材料之

O:\67\67858.ptc 第6頁 496015 _案號89125216_年月日_ί±^_ 五、發明說明（3) 膨脹係數（CTE )不同於該印刷線路板之膨脹係數。膨脹係 數係會因其所致使於焊接點及導線連接之應力而影嚮電氣 連接之性能及可靠度，因此導致該印刷線路板或積體電路 晶片與連接於該元件之晶片承載器的變形與歪曲。在溫度 改變時，膨脹係數失配所建立之差動位移愈大，該系統之 電氣整合係愈需考量。 在過程，測試及焊接中，球栅陣列元件係易受高溫。因 此，重要者係該元件應能承受高溫變化而不使可靠之電氣 連接受限制或使之退化。因此係有藉表面安裝技術作可靠 及有效地安裝高密度電連接器於基板上之需要。 發明概述 本發明係關於一可減低電連接器與電路板間不同膨脹係 數效應之電連接器。根據本發明之電連接器係安裝於一電 路板或諸如此類者之上及可接納一電氣組件或一匹配電連 接器。根據本發明之電連接器最好係使用球栅陣列表面安 裝技術。 根據本發明之電連接器係藉表面安裝技術提供至電路基 板之高密度I / 0及可靠連接。該電連接器係沿安裝介面呈 現高共面性。電連接器表面安裝介面之共面性係具有避免 建立應力之一絕緣電連接器外殼而保持。本發明係可調節 熱循環所致應力而引起之變形或歪曲。該電連接器係藉提 供一具有對應電連接器可能最大變形處之柔性區段的電連 接器外殼而避免應力之建立。根據本發明之概念，該外殼 係具有缺口或槽缝位在距該電連接器中性點（Ν Ρ)最遠之處 (即各角落之處）。藉此方式之配置，應力建立係可避免，

O:\67\67858.ptc 第7頁

進而使外殼之歪Α 本發明之電連接二，捲J亡化° 熔導電材料連接J u有：接線：或更多接線端可藉可 料，最好係包^;;;接=:炫ί”料係-焊“ 本發明之前；；ί板間：初…路徑。 k 隨附圖式更形明i其他概念係可由下述本發明詳細說明與 圖式簡單說明 圖1係傳統球桃陵 圖2係圖1所示球；丨;丨面^連接窃之上視透視圖； 圖 圖3係根據本發明球電之底視透視圖； 圖4係圖3所示球柵陣 圖5係圖3所示球柵陣列义3連接器之透視圖；及 最佳實例說明 ”電連接器之底視透視圖。 一般§之，本發明係提一帝 球柵陣列技術以最佳方式安^ =連，器，該電連接器係藉 明，該電連接器之外殼以c板上。根據“ 殼之選疋位置處，以防止去—、·或/、他形狀外形在該外 印刷線路板，一印刷雷i = I至或®置於一基板，如一 傳統介面電連接I路半導體晶片上時之歪曲。 —圖2係實例介面m:車列電連接器之透視圖 •包括一外殼〗5 接為之底視透視圖。球柵 ， 早幻"面電連接器實例之側視 m A ^ rm η ^ 係示於圖1 。圖2係膂存丨八T ，·，.…τ α电迓按态心逍祝團 陣列元件1 0係包括一外殼 逆接為之底視透視圖。球柵 製造。複數接點1 1係以Γ端鄭該外殼係用適合之介質材料 通過該外殼。該接點传白t姊近該基板下表面方式伸延而 匕括一如鋼合金之導電材料。一可 O:\67\67858.ptc 第s頁 15 —案號 89125216 五、發明說明（5) 熔元件3 5，如一焊珠，係熔於該接點之一表面及至少部份 係熔於外殼1 5底部之一孔4 0中。於回流焊接過程中，可導 電焊珠3 5係熔融於該接點。更特別係助焊劑之加施於該接 點及/或該孔40。而後，該球狀之焊珠35係暫時置於該焊 劑中。總成係置入一回流焊接爐（未示出）中並予加熱。此 係可致使該珠3 5及焊劑熔化於個別之接點表面上並形球面 狀。可導電焊珠3 5係各相離1 · 〇至1 · 8 m m之距離。納於本 發明參考之國際頒行編號WO 9 8 / 1 5 9 8 9 (國際申請編號 PCT/US9 7 / 1 8 0 5 6 )係詳細說明固定一焊珠至一接點及/或一 電路之方法。該接點係在該電連接器外殼上成行與列之 方式排列。當熔於該接點時，該焊珠最好係具有相同之高 度。此係可確保正確地連接至在其下方之印刷線路板 (PWB)。 一 任何可形成珠狀之完全流動，完全熔融，可再固化或部 份回流的焊料係可使用，例如，6 3 - 3 7低共熔錫鉍合金， 及其他可在1 8 3 °C 溫度範圍以内回流之新型焊料。本發明 採用之焊料回流過程通桶係加溫該焊珠3 5達2 2 5 °C至2 4 0 °C。 該導電焊珠3 5係於熔融該焊珠3 5至該接點之同一焊料回 流過程或於後續回流步驟中連接至一緊鄰之總成。該印刷 線路板係具有排成圖案之複數接點焊盤。導電焊珠3 5係連 接至該接點焊盤而形成焊接點。於此安裝過程後，焊接點⑩ 係呈藉焊料之量及焊接面積界定之壓平球面形狀。導電焊 珠35在基板下表面之數量與配置係視包括輸入/輪出 (I/O)，電力及接地之電路需求而定。

O:\67\67858.ptc 第9頁 案號 89125216 修正 496015 曰 五、發明說明（6) 球柵陣列總成1 〇更特別連接至一具有導電焊 現成電路板。焊劑係篩（利用一型板及隔離膠） 焊盤之上。一定位機具（未示出）係置該總成1 0 端^而後在一回流爐（也未示出）中加溫該結合 該焊珠3 5而後係回流至該電路板焊盤之上。 該外殼係包括複數通道2 5，該接點係可插入 該通這2 5最好係部份保留該接點於該外殼中直 止。^此方式，該接點係可電氣連接於該緊鄰 板，這樣，該球栅陣列元件係可用球栅陣列技 接二因此，該電連接器係提供一板對板之連接 ί ί ί ί Γ0係可具有一壁繞該電連接器配 ::配之：連接器（未示出）。該壁係可包括適 不=)以確保與相喷合之組件正確匹配。

If之恥脹係數差異，如印刷線路板與該 連接器‘：㊁f面間之膨脹係數差異係 係也可熱可靠度。膨 嚙合電連接5|尖益正曲。電連接器歪曲係 也會影嚮Ϊ，此係增加插入之力量。； 性。件35使該電連接器輕合至該1 ，，二，明，距該電連器 疋此使该區域可撓 =點（NP)之最

卜-係易幫曲。因可減低焊接心J 盤在其上之 於該電路板 於焊劑之頂 妥之結構。 該通道中。 至回流時為 之印刷線路 術完成連 〇 置，以引導 合之鍵（未 電連接器1 0 大型陣列電 應力進入輕 中。焊接點 脹係數差異 會導致與該 連接裔歪曲 板之共面 遠位置係限 應力。換言 ，故可調整

496015 案號 89125216 年 月 曰 修正 五、發明說明（7) 歪曲。外殼1 5之角落通常係包括位在距中性點（D N P )最遠 之處。該調節係包括該外殼之缺口區域。 圖3係根據本發明球栅陣列介面電連接器實例之側視 圖。圖4係圖3所示球柵陣列介面電連接器之透視圖及圖5 係圖3所示球栅陣列介面電連接器之底視圖。該外殼1 5係 在側壁中具有開口 1 2，該開口係配置在可使外殼1 5沿一所 需之軸線（通常係垂直於該電路基板平面之軸線）之位置。 如是即可得該電連接器1 0與其安裝基板（如一緊鄰之印刷 線路板）間之焊接點應力減低。因此，於熱循環時，該印 刷線路板與該電連接器1 0膨脹係數差即會最小化。而且， 該接點之共面性也係改善。因接近開口 1 2可撓曲外殼1 5之 區域有橈曲的傾向，最好勿將接點配置在鄰近這些位置的 外殼1 5。 應注意，為所需之效應，，該外殼1 5架之材料破裂係可成 任何形狀，及發生在任何位置。 本發明係說明提供槽縫或缺口於電連接器外殼之膨脹係 數失配時之效應。因此，本發明係可解決一機構之故障， 與膨脹係數之失配。 雖本發明係說明球柵陣列，但其他元件，如#球柵陣列 與其他晶片型球栅陣列（CSGA)元件，倒裝片，C4型連接器 也可使用本發明。 雖本發明係參照特定實例說明，但非僅限於此。因此， 各種不同之修改係可在不脫離本發明申請專利範圍下完 成0

O:\67\67858.ptc 第11頁 496015

O:\67\67858.ptc 第12頁

Claims (1)

1. 補安J案號89125216_年月曰 修正_ 天夂甲¥¥別範圍 1 . 一種電連接器，係包括： 一外殼； 複數表面安裝之接點；及 在該外殼中剛性減低之區域，該區域位在距該電連接器 中性點最遠之處。 2 .根據申請專利範圍第1項之電連接器，其中每一該減 低外殼剛性區域係各包括一缺口或一槽缝。 3. 根據申請專利範圍第1項之電連接器，其中該減低外 殼剛性區域係可吸收應力及調節歪曲。 4. 根據申請專利範圍第1項之電連接器，其中該外殼係 包括一介質材料。 5 .根據申請專利範圍第1項之電連接器，其中該表面安 裝接點係包括焊珠。 6 .根據申請專利範圍第5項之電連接器，其中該表面安 裝接點係包括球栅陣列表面安裝接點。 7. —種供電連接器用之外殼，係包括： 一框架；及 在該框架中剛性減低之區域，該區域位在距該電連接器 中性點最遠之處。 8. 根據申請專利範圍第7項之外殼，其中每一該減低剛 性區域係各包括一缺口或一槽缝。 9 .根據申請專利範圍第7項之外殼，其中每一該減低硬 度區域係可吸收應力及調節歪曲。 1 0 . —種減低電連接器外殼剛性之方法，該方法包括：

   O:\67\67858.ptc 第13頁 496015 案號 89125216 年月曰 修正 六、申請專利範圍 決定一該電連接器之中性點；及 切除距該中性點最遠處之該外殼部份 1 1 .根據申請專利範圍第1 0項之方法 吸收應力及調節歪曲。 1 2.根據申請專利範圍第1 0項之方法 缺口或一槽缝。 〇 其中該位置係可 其中該位置係一

   O:\67\67858.ptc 第14頁 II