TW569502B - Contact assembly for land grid array interposer or electrical connector - Google Patents

Description

569502 五、發明說明（1) 【發明範疇】 本么月身又係有關於電器互連裝置，尤有進者，伤右 上或在1雷::i f —積體電路封裝及一基板間之電氣介面 【發明背！】 與另一電氣連接器間。 f在=??電路封裝將LSI/VLSI型態之半導體裝置封 Λ所熟知的。對於這些㈣電路封裝之輸 9ηη伽热—k吊疋以一稠密的型態安排的（有時候多於 直接銲接# ff ^裝之輸入/輸出腳位 ,b Ba ^ y基板，例如一印刷佈線或電路板（PCB)創造 Γ些關於任何料錯誤所導致之檢驗及修改之重大的問 ί座格距陣列（LGA)連接器用以互連積體電路封裝至 桩考血刑卜/ c e 所热的。承座格距陣列（LGA)連 ί: 與印刷電路板舊合時並不需要銲接程序。請 >妝圖1，習知技術之承座格距陣列（lga)組合用以互連一 具有形成在-底表面上之複數個爲平接觸墊12之 至以規則型態排列在印刷電路板9之一表面上之接觸：衷 1 6。目前之技術允許導電性墊丨2及導電性墊丨6以中心—至一 中心之間隔大概是l/2mm(如圖i中「a」所指示之大小）被 排列’其具有進-步小型化之可能且是不可避免的。 習知技術之承座格距陣列（LGA)組合包括一絕緣殼體 及稷數：ί弹力的導電性接‘點，被認為是標準的通道形成 在该忒體中疋大家所熟知的。該等具彈力的導電性接點业

第6頁 569502 五、發明說明（2) 型上在該絕緣殼體之該上表 以樓合該等扁平接觸墊！ 2面及下表面上具有暴露的部分 置在與印刷電路板9排成直。當:C封裝7是精確地被放 觸㈣與該等扁平接觸^ 合時’ ^致；?等扁平接 導電性接點之暴露的部分以與個別： 接觸墊電氣及機械嚅合。 ，、似別的 (lgaT/Λ彈Λ的導電性接點與習知技術之承座格距陣列 侧之結合具有各式各樣的形狀。一種車： 具彈力的導電性接點之形式是包括藉由一彎曲：尋 兩個自由端，該等自由端提供用以儲存在與10封裂及印1 電路板傷合時彈性的能量。習知技術之該等具彈力 性接點一般是彈簧形狀之單一金屬結構以提供在工作時所 需之彈性的反應，同時亦充當一導電性元件用以電氣連 接。典型地’ 一種貴金屬及障礙物（barrier)金屬之電錢 組合被應用至§亥彈簧之表面以預防腐I虫且用以加強電氣趣 觸。通常這些情形之電鍍並不具有足夠之厚度以沿著該輝 簧之表面電氣導通。習知技術之該等具彈力的導電性接點 之範例可能在美國第2, 1 53, 1 77、3, 3 1 7, 885、 3,5 1 3,434、3,795,884、4,029,37 5、4,81〇,213、4,82〇 376、4,838,8 1 5、4,922,376、5,0 30，109、5,〇61，191、’ 5, 232, 372及5, 473, 5 1 0號專利案中可發現到。上述該等專 利在此列為本專利申請案之參考文獻。 在該技術中存在一個問題即一種用以構成一彈簧之坏 的材料，例如一高強度鋼鐵，並不是一種非常好之電氣導

第7頁 569502 五、發明說明（3) 體。換句話說，一種良好之電氣導體，例如〜納合八 重的金屬，通常並不是好的彈簧材料。需要—種^ 士或責 具彈力的導電性接點，該具彈力的導電性接點沾簡單之 、、、〇合|夕表 上良好彈簀特性及高導電性之相對的需求。因此，Λ表面 用在一承座格距陣列（LG A )插座或電氣連接器之故&種使 氣接點是需要的，該改良的電氣接點可以克服習知 ❻— 接觸之缺點。 、0電氣 【發明概論】 本發明係提供一種電氣接點，其包括一第一構件，其 具有彈簧性能及一第二構件纏繞在該第一構件之至少一 ^ 分周圍，其中該第二構件具有較該第一構件大之一電氣^ 電性。在一個實施例中，一或更多之導體是纏繞在該彈簧 ^少一部分以增加電流承載能力。在另一實施例中，= 彈簧t f成一線圈或螺旋狀，且具有一金屬線纏繞在該螺 ，狀彈貫之至少一部分。在本實施例之一個形式中，該彈 頁具有複數個圈且該金屬線纏繞在該等複數個圈中之至少 兩圈之周圍。在本實施例之另一個形式中，多重彈簧被纏 住在一起以提供增強之機械及電氣效能。 ，此本發明提供，一般而言，一電氣接觸具有用以儲 二.、彈11的此$之裝置及用以導電之裝置其至少一部分被 二用以1，具彈性的能量之裝置所纏繞。該用以導電之裝 ^有k 4儲存具彈性的能量之裝置大之電氣導電性是 利地。 在本發明之另一個實施例中，亦提供一插入物連接

569502 五、發明說明（4) 器，其具有一框架（frame)包括一頂表面及— 、 一型態排列且向該框架之該頂表面及該底表&面及以 複數個孔；以及複數個彈簧，其中每一個彈並=土開=二 纏繞在該彈*之至少一部分周圍，其中該導；工：：：體 黃大之一電氣導電性；且其中該等複數個彈‘之—二=， 置在每一個該等複數個孔之中以便每一個該;體之$二= 部分是暴露在該框架之該頂表面及該底表面之^。 ’夕一 【圖式之簡單說明】 為使責審查委員能進一步瞭解本發明之結構、 =目的’茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如▲ 習知技術之一1(：封裝及印刷電路板之示意圖； 板且有二—不意圖，其繪示1c封敦被附著至-印刷電路 例； 入物放置在它們之間以形成本發明之一實施 之正圖疋依據本發明-較佳實施例所形成之-第-構件

層 j 4 j:金 I 之正視圖，^哲發明一較佳實施例所形成之一第—構件 周圍以妒&第一構件具有一第二構件園繞在該第一構件 屯成一墊嚅合接觸組合； 圖5是批士扣_ 之示意圖· 顯不該第二構件之另—實施例之分解部分 圖6是；4*胃_ 之示意圖； 示該第一構件之另—實施例之分解部分

569502 五、發明說明（5) 、一 μ〜々一平父住貰施例所形犮 件之正視圖，該第一構件具有另一實施例之一第 繞在該第一構件周圍以形成一墊嚅合接觸組合； 圖8一撫入必7少此 7是依據本發明另一較佳實施例所形成之一第— -視圖，該镇一播从曰> θ a . , . ^ 弟一構件園 A V 1丹丨丁 W圓从艰成一墊嚅合接觸組合； 圖8是一插入物之斷面圖，其具有由至少兩個分散 金屬構件所形成之複數個墊嚅合接觸組合； 圖9是圖8之插入物之分解部分之斷面圖，其具有邹八 I C封裝放置在該插入物之上； 刀 圖1 0疋插入物之斷面圖，根據本發明之另一實施例发 至少兩個分散式金屬構件所形技 觸組合； μ u接 分1:; = ::::::解部分之斷面圖’其具有邹 之正二疋t f t,明另-較佳實施例之墊嚅合接觸組合 圍；視圖’其具有多重導體纏繞在至少一個第一構件周 =13是一正視圖，其繪示圖12中本發明另一 > 例具有兩個導體纏繞在一圈之周圍； 較佳κ轭 -施Γ丨14是一正視圖，其繪示圖12中依據本發明另…+ 塾權合接觸組合之正視圖，川月另-二佳 五屬的材料所形成；以及 γ所不之雙 其且Π是:示意圖’其繪示依據本發明另-較佳 示意圖。 在起的弹黃且被一導體所纏繞之 【較佳實施例之詳細說明】

Hi 第10頁 569502 五、發明說明（6) 此較佳實施例之描述預期是與伴隨之圖式連結—起閲 讀，其被考慮為本發明整體寫作描述之一部分。所繪圖式 並不需要按比例排列且為了清楚及簡潔起見本發明之某些 功能可能在大小上被過大的顯示或在某些圖式中形成。在 此描述_，相關項目例如，「水平」（h〇riz〇ntal)、「垂 直」（vertical)、「上」（up) '「下」（d〇wn)、「頂」 (top)、「底」（bottom)以及其衍生性項目（例如，「水平 也 j (horizontally) 、 「向下的」（d〇wnwardiy) 、 「向上 的」（upwardly)等等，當在猶後討論時描述或顯示在所絡 圖式中參考該方向以解釋。這些相關項目是為了方便描^ 且通常並不預期需要一特定方向。項目包括「向内的」 inwardly)相對於「向外的」（〇utwardly)， 「縱向的 (l〇ngl tudinal )相對於「橫向的」（lateral )且類似者 個ί關於一延長轴線，或-軸線或旋轉 #中 田適虽時。除了特別地描述外否則項目關於附 ，例如「連接」及「互連」與-關係關 地i I二ί疋女王的藉由介於中間的結構直接地或間接 „ 士人」（〇Peratlvely connected)是例如一附 者、馬a或連接以允許該相關的結構 之效力被操作。在該申請專利範圍中」關聯 期去涵蓋所描述之結構、建^明_的\之/田34或0式預 …，包括不僅結構性ί = =執行該列舉

II 第11頁 569502 五、發明說明（7) 請參照圖1至4，本發明提供一墊嚅合接觸組合2〇其係 由至少兩個分散式材料所形成，較佳是兩種不同之材料。 在一較佳貫施例中，該墊嚅合接觸組合2 〇是適當的使用在 一承座格距陣列（LG A)插入物2 5中，該承座格距陣列（lg A ) 插入物25是被用以互連積體電路（Ic)封裝7至印刷電路板 9。承座格距陣列（LGA)插入物25包括一殼體或框架27具有 以格距或陣列方式排列之複數個孔29，該等複數個孔29對 應至複數個導電墊12及陣列之導電墊16。該框架27定義每 一個該等複數個孔29部分之大小及形狀以便接受及提供一 墊嚆合接觸組合20。亦提供用以安全地附著承座格距陣列 請參 及一第二 存具彈性 能由眾人 高彎曲的 中之一種 phosphor 他元件混 特別適合 由眾人所 金屬中之 高導電性 照圖3及4 構件34。 的能量裝 所熟知之 強度，可 所形成， bronze) 合及合成 用於導電 熟知之較 一種所形 金屬或其 二墊嚅合接觸組合2 0包括一第一構件3 3 第一構件3 3包括一特別適合用於當成儲 置之材料及 具較好的機 形成性、及 例如鋼、f 、鈹銅，或 以增強其彈 之材料及結 好的導電特 成，例如黃 他用以導電 結構。例如 械特性包括 在向溫時鬆 銅磷光劑青 前述金屬之 簧特性。第 構。例如， 性、熱傳導 金、黃銅、 之裝置。雖 ，第一構件33可 高彈性的模組、 弛之阻力之金屬 銅（brass 各種合金以與其 二構件3 4包括_ 第二構件3 4可能 性及可形成性之 把、白金或其他 然不是較佳的，

569502 五、發明說明（8) f广屬顯不類似之電氣及結構特性，例如，複合材料、聚 :^或其類似者，可能被使用以形成墊嚅合接觸組 且亦在本發明之範疇中。 在一較佳實施例中，第一構件33可能由一金屬線 = 2細條（strip)、管體（tube)、線帶（tape)或其他 所:地可形成之未加工的材料至一線圈中或螺旋狀的彈簣 τι ^成’其包括複數個第一構件圈35(turns)，且包括一 二圈35a及一底圈35b(圖3)。第二構件以可能由一金屬 料％細條、官體、線帶或其他適合地可形成之未加工的材 …形成’其適合於纏繞在該第一構件33之周圍以形成一 ，，第：構件’。第：構件34可能纏繞在該第一構件 要葙：Γ哲在該第一構件33形成一線圈之前，或之後，只 ♦個第二構件圈36被放置在該等第一構件圈35之上。 & Μ二::々第構件33(具有第二構件34纏繞在其周圍）可 2 pi二ώ t結構及裝置以儲存彈性之能量，當被壓縮、 ==寺以顯示彈簧之特性。第一構件33所選擇之結 ^ # 具彈性之常數以產生一彈簧比例以充分的去 保^1旦1接觸力量準位，以及在卫作時適合之順從及 1、篁。备與該第一構件33結合時，第二構件34顯示出 ^ @曲線狀物’直接向外朝向接觸表面43。在工作時， 壓縮該第二構件]4合、儿#丸， 牡工作时 漆吐一 曰/0者墊1 2、1 6及接觸表面4 3間之介面 須注意‘二為ΐ ;其對於良好之電氣接觸是一個需求。必 觸、丧q疋Γ人墊12、16之表面接觸在此顯示出多重接 σ此提供多餘的（redundant)電氣接點及機械

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五、發明說明（9) 接點。眾人所熟知之貴金屬及半-貴金屬表面塗層亦可能 被配置在第一構件33或第二構件34中之一或兩者之表面匕上 以進步增強墊嚨合接觸組合2 0之電氣、機械及/或腐鈕 抵抗能力。 在另一個實施例中，第二構件34之表面可能包括小凹 ^、肋條或皺紋4 5 (請參照圖5及圖7 )。在工作時，壓縮該 第二構件34會沿著墊12、16及小凹處、肋條或皺紋45間^ 介面f生一擦淨作用，以增強介面之電氣傳輸特性。在另 一個貫施例中，墊嚅合接觸組合2 〇可能由一完整的細條， 例如一雙金屬細條或金屬線4 7所形成，其包括一内部彈菩 金屬4分50及一外部導電性金屬部分52(請參照圖6及 1 4)以便第一構件33彈簧可以不需要加入第二構件^之 二步驟被形成。為了電氣接觸及導電性，此形式之導電性 ，，之第二構件34可能被配置在第一構件33上，或它 月匕疋兩個或更多第二構件34 (請參照圖丨2及圖丨3 )。 明之另-個實施例中，合接觸組合2 :: 螺旋:被纏住在-起的彈簧所形成（請參照圖15)像疋兩個 广：參〒圖8及圖9，—墊嚅合接觸組合20被垂直安排在 rr:KLGA)插人物25之框架27的每—個孔二 州日°異τ * 圈35a是暴露在框架27之頂表面上且底圈 :置疋/Λ 2 7之底表面上以便複數個第二構件= 列。在此方4 Φ —。導4性墊12陣列及導電性墊16陣 J 2上t式 —個墊嚆合接觸組合20為每-個導電 性塾12及導電性塾16提供許多電氣喷合表面，：此Ξ;多4 569502 五、發明說明（ίο) 餘的電氣互連。該中間的第一構件圈35用以在與以封裝7 及印刷電路板9嚙合時提供具彈性的能量之儲存。 #在本發明之另一個實施例中，墊權合接觸、組合2〇被朝 耆相對於框架27之水平方向以便頂圈35a及底圈35b與定義 内邛孔2 9之框架2 7之表面機械的嚙合（請參照圖丨〇及11)。 在此實施例中第二構件36之部分被放置在第一構件33之頂 圈35a及底圈35b之間且是暴露在框架27之頂表面及底表面 上以便複數個第二構件36被放置在適當位置以嚙合導電性 墊1 2陣列及導電性墊丨6陣列。再次地，該中間的第一構件 圈3^用以在與I c封裝7及印刷電路板9 P齒合時提供具彈性的 能量之儲存。 本發明所揭示者，乃較佳實施例，舉凡局部之變更或 修飾而源於本發明之技術思想而為熟習該項技藝之人所易 於推知者’俱不脫本發明之專利權範疇。

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第16頁 569502 圖式簡單說明 分I c封裝放置在該插入物之上。 圖1 2是依據本發明另一較佳實施例之墊嚅合接觸組合 之正視圖，其具有多重導體纏繞在至少一個第一構件周 圍。 圖1 3是一正視圖，其繪示圖1 2中本發明另一較佳實施 例具有兩個導體纏繞在一圈之周圍。 圖1 4是一正視圖，其繪示圖1 2中依據本發明另一較佳 實施例之墊嚙合接觸組合之正視圖，其由圖6中所示之雙 金屬的材料所形成。 圖 15 是 一 示 意 圖，其; 繞示依據本發明另 一較佳實施 其 具 有 兩 個 線 圈 被 纏住在 一起的彈簣且被一 導體所纏繞 示 意 圖 〇 [ 圖 式 元 件 標 號 說 明】 1C 封 裝 7 印刷電路板 9 扁 平 接 觸 墊 12 接觸墊 16 墊 嚆 合 接 觸 組 合 20 LGA插入物 25 框 架 27 子L 29 第 一 構 件 33 第二構件 34 第 構 件 圈 35 頂圈 35a 底 圈 35b 接觸表面 43 肋 條 45 金屬線 47 内 部 彈 簧 金 屬 部 分 50 外部導電性金屬部分5 2

Claims (1)

1. 569502 六、申請專利範圍 1. 一種電氣接點，其包括：一第一構件，其具有彈簧 性能，及一第二構件係纏繞在該第一構件之至少一部分周 圍，其中該第二構件具有較該第一構件大之一電氣導電 性。 2. —種電氣接點，其包括：一彈簧，其具有一導體纏 繞在該彈簧之至少一部分周圍，其中該導體具有較該彈簧 大之一電氣導電性。 3. 如申請專利範圍第2項所述之電氣接點，其中該彈 簧具有複數圈，且該導體是一金屬線纏繞在該彈簣之至少 兩圈之周圍，其中該金屬線具有一實質上較該彈簧大之一 電氣導電性。 4. 如申請專利範圍第2項所述之電氣接點，其中該彈 簧具有複數圈，且該導體是一金屬線纏繞在該彈簧之至少 兩圈之周圍，以便形成複數個第二圈。 5. 如申請專利範圍第2項所述之電氣接點，其中該彈 簧具有複數個第一圈，且該導體是一金屬線纏繞在該彈簧 之所有圈之周圍，以便形成複數個導體圈。 6. 如申請專利範圍第2項所述之電氣接點，其中該彈 簣包括一線圈，該線圈包括複數圈，定義一最頂圈及一最 底圈，且該導體是至少纏繞在該彈簧之該最頂圈及該最底 圈之周圍。 7. 如申請專利範圍第5項所述之電氣接點，其中該等 複數個導體圈提供複數個直接向外彎曲之接觸表面。 8. 如申請專利範圍第2項所述之電氣接點，其中該彈

   第18頁 569502 六、申請專利範圍 μ 八屈μ ^ 畀已枯一螺狹狀彈賁，且1¾ τ即·一 旋狀彈簧之至少一部分周圍，其个 較該螺旋狀彈簧大之一電氣導電性 ^ · 所述之電氣接點，其中該導 •小凹處、肋條或皺 簧包括一螺旋狀彈簧，且該導體包^ ^ 6、"、、’墨繞在該螺 至少-部分周圍，其中該五屬線具有-實質上 w彈簧大之一電氣導#性° 9 ·如申請專利範圍第2項 體包括一外表面，該外表面至少是 紋 項所述之電氣接點，其中該等 表面在 _ JitL m l. . 纏繞 ^ 1 0 ·如申請專利範圍第4項所述 複數個直接向外彎曲之接觸表面在 作用。 — *俜1丄如Λ1青專利範圍第2項所述之電氣接點，其中w 貫係由一具有一內令屈 、、 、r邊5平 材料所艰π 甘丄 ^ 卜金屬保護罩之雙金μ沾 =枓所形成，其中該外金屬保護罩 ==屬的 大之一電氣導電性。 匕括車乂 "玄内I屬核心 12· —種電氣接點，其 ，繞在該彈簧之至少一部分周鬥~彈簧，其具有—導體 簧大之一電氣導電性，且該二其中該導體具有較該彈 1 3. —種電氣接點，其勺育包括至少兩個線圈。 =置及用以傳導電流纏繞匕在〜:用用以儲存有彈力的能量 X置之至少一部分周圍之妒 Λ用M儲存有彈力的能量之 J具有較該用以儲存有彈力' :5中該用以傳導電流之裝 〕此垔之裝置大之一電氣導 14. 一種電氣接點，装勺 V體纏繞在該彈簧之至少、一^括：~彈簧，其具有至少— 具有較該彈簧大之—電氣導周圍，其中該至少—導體

   569502 六、申請專利範圍 1 5.如申請專利範圍第1 4項所述之電氣接點，其中包 括至少兩個導體纏繞在該彈簣之至少一部分周圍。 1 6. —種插入物，其包括： 一框架，其具有一頂表面及一底表面及以一型態排列 且向該框架之該頂表面及該底表面之上開孔之複數個孔； 以及 複數個彈簧，其中每一個彈簧具有一導體纏繞在該彈 簧之至少一部分周圍，其中該導體具有較該彈簧大之一電 氣導電性；且其中該等複數個彈簧之一是被放置在每一個 該等複數個孔之中，以便每一個該導體之至少一部分是暴 露在該框架之該頂表面及該底表面之上。 1 7.如申請專利範圍第1 6項所述之插入物，其中該等 複數個彈簧中之每一個彈簧包括複數個圈，該等複數個圈 包括一頂圈及一底圈，且該導體至少圍繞著該彈簧之該頂 圈及該底圈纏繞。 1 8.如申請專利範圍第1 7項所述之插入物，其中該等 複數個彈簧中之每一個彈簧是朝著定向，以便該頂圈是暴 露在該框架之該頂表面之上，且該底圈是暴露在該框架之 該底表面之下。 1 9.如申請專利範圍第1 7項所述之插入物，其中該等 複數個彈簣中之每一個彈簧具有複數個第一圈，且該導體 包括一金屬線實質上圍著該等複數個第一圈纏繞，以便形 成複數個導體圈。 2 0.如申請專利範圍第1 9項所述之插入物，其中該等

   第20頁 569502 六、申請專利範圍 - 複數個彈簧中之每一個彈簧包括複數個圈，定義一頂圈及 . 一底圈，且該導體是圍著該彈簧之至少該頂圈及該底圈纏 繞。 - 2 1.如申請專利範圍第1 9項所述之插入物，其中該等 複數個導體圈提供複數個直接向外彎曲之接觸表面。 2 2.如申請專利範圍第1 9項所述之插入物，其中該等 複數個彈簧中之每一個彈簧包括複數個圈，包括一頂圈及 一底圈且該導體是圍著該等複數個圈纏繞。 2 3.如申請專利範圍第1 9項所述之插入物，其中該等 複數個導體圈是朝著定向，以便該頂圈佔用該框架所定義 f 之該孔之一部分，且該底圈佔用該框架所定義之該孔之另 一部分。 24. —種電氣連接器，其包括： 一殼體，其具有一第一表面及一第二表面及以一型態 排列且向該殼體之該第一表面及該第二表面之上開孔之複 數個孔；以及 複數個彈簣，其中每一個彈簧具有一導體纏繞在該彈 簧之至少一部分周圍，其中該導體具有較該彈簧大之一電 氣導電性；且其中該等複數個彈簧之一是被放置在每一個 Λ 該等複數個孔之中，以便每一個該導體之至少一部分是暴 〇 露在該殼體之該第一表面及該第二表面之上。

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