TWI427860B - 具有接點定位功能之平面格柵陣列模組 - Google Patents

具有接點定位功能之平面格柵陣列模組 Download PDF

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  • Connecting Device With Holders (AREA)

Description

具有接點定位功能之平面格柵陣列模組
本發明係關於具有可讓接點嵌在平面格柵陣列(LGA)插座內之接點焊墊的LGA電子模組。
競爭與市場需求持續將趨勢往更快、更高效能電子系統推進，尤其是關於電腦系統。隨著印刷電路板設計中表面黏著技術的發展，已經發展出符合更高效能電子系統需求的包含更高密度互連元件的更高密度電路。
如業界所熟知，可表面黏著的封裝允許封裝連接至電路板表面的焊墊上，而不是利用接點或接腳焊接在貫穿電路板的電鍍孔內。針對此處所使用，「封裝」一詞應包含至少一個要黏著至電路板上的晶片承載模組。表面黏著技術(surface mount technology)讓電路板上的元件密度增加，藉此節省電路板上的空間。
區域陣列插座連接器隨著表面黏著技術一起演進，成為一種高密度互連方法。表面黏著技術的一項應用為例如用於平面格柵陣列(LGA)封裝的LGA插座連接器。LGA封裝的主要優點為耐用。LGA封裝在安裝、拆除處理或一般處置當中並不容易損壞。LGA封裝包含在黏著側上接點區域或焊墊的陣列。LGA插座包含接點的陣列，並且電路板包含都對應至LGA封裝上接點焊墊圖案的焊墊圖案或接點焊墊陣列。
當放入插座內時，LGA封裝卡住插座的內側壁，將封裝相對於插座接點來定位。因為在插座壁與LGA封裝之間有間隙，則封裝上的接點焊墊必須包含足夠的表面積來吸收封裝與插座間之公差，以及吸收在封裝插入 插座時接點通過接點焊墊造成接點偏移之任何直線位移或刷過。
當封裝變成更小並且接點焊墊密度增加，則由於電子封裝與插座相加的製造公差，使得更難以確定封裝上接點焊墊與插座內接點之間的接合。如此，隨著封裝尺寸縮小，需要維持封裝接點焊墊與插座接點的正確接合。
根據本發明，平面格柵陣列模組包含一基材，該基材具有一黏著面，並且在該黏著面上有接點焊墊的陣列。每一接點焊墊都具有凹部的暴露表面，該凹部配置用於當黏著接點頂端裝載抵住接點焊墊時，限制該黏著接點頂端的橫向移動。
第一圖說明包含根據本發明範例具體實施例形成的電子封裝110之電子組件100。插座連接器112黏著在電路板114上。當電子封裝110裝入插座連接器112內，電子封裝110透過電子封裝110上介面116與電路板114電連接。利用範例，電子封裝為平面格柵陣列模組，並且可包含晶片或模組，例如但不受限於中央處理單元(CPU)、微處理器或特殊應用積體電路(ASIC)等等，並且介面116為平面格柵陣列介面。
插座接點欄120固定在插座連接器112內。接點欄120包含複數個電接點122。在一個具體實施例中，插座接點122可冲壓並形成金屬彈簧接點122。電子封裝110上的介面116包含嵌合接點欄120的黏著面130。黏著面130包含複數個接點焊墊(第一圖未顯示)，其嵌合 接點122以將電子封裝110電連接至電路板114，以下將說明。
第二圖說明接點欄120部分的片段放大圖。插座連接器112(第一圖)包含定義接點欄120的插座基座140。插座基座140包含複數個接點凹穴142。插座接點122的可變形接點臂144延伸通過接點凹穴142。每一接點臂144包含一接點頂端146。當電子封裝110(第一圖)載入插座連接器112中，LGA插座連接器(像是插座連接器112)內的接點122會承受黏著負載。黏著負載使接點臂144偏斜，以確定建立每一接點122與電子封裝110之間的電連接。當接點臂144偏斜時，接點頂端146沿著電子封裝110的黏著面130上黏著接點焊墊152(第三圖)的表面刷過或滑動。隨著插座連接器112內插座接點122的密度以及電子封裝110上接點焊墊152的密度增加，插座接點122以及接點焊墊152的尺寸都傾向變成更小。接點122和接點焊墊152的尺寸減少，結合接點頂端146通過接點焊墊152的位移，搭配製造公差，則更難以正確接合接點頂端146與接點焊墊152。若要解決此問題，則要提供接點焊墊152將接點頂端146定位在接點焊墊152上的功能，如以下所述。
第三圖說明電子封裝110上介面116的黏著面130之片段放大圖。黏著面130包含基材表面150，其上應用接點焊墊152的陣列。接點焊墊152具有露出表面153。在示範具體實施例中，接點焊墊152可根據已知的方法電鍍至基材表面150上。在某些具體實施例中，接點焊墊152包含一銅層，也就是用金這類貴金屬電鍍到露出表面153上來改善導電性。為了幫助黏著接點頂 端146精確接合至接點焊墊152，接點焊墊152在露出表面153中形成尺寸適中的凹部154，並且該凹部配置成當電子封裝110載入插座連接器112內，在接點頂端146刷過接點焊墊152時，捕捉並維持插座接點122的接點頂端146與接點焊墊152接合。
接點焊墊152置在基材表面150上，並與相鄰接點焊墊152之間有一間隙或間距156。在接點焊墊152上供應的凹部154可讓接點焊墊間距156大體上等於電子封裝110與插座連接器112的製造公差相加。
第四圖說明插座接點122與電子封裝110上接點焊墊152接合的放大剖面圖。電子封裝110包含與基材162接合的矽層160。在示範具體實施例中，矽層160用選取的焊點焊至基材162。基材162包含位於電子封裝110的黏著面130上之基材表面150。矽層160包含可為例如積體電路或處理器的電路。積體電路包含電連接，其直接終止至基材表面150上的接點焊墊152或至基材162內或基材表面150上的導電線路164。
如第四圖所說明，接點焊墊152可置在基材162內的盲孔168上，該盲孔延伸至基材內的內部導電線路164。盲孔168具有直徑170，如此當接點焊墊152電鍍在基材表面150上，會在盲孔168上形成凹部154。進一步，盲孔168的直徑170讓凹部154夠大，以便在接點頂端146變形來回應黏著負載F並刷過接點焊墊152時捕捉並維持接點頂端146。尤其是，凹部154配置成沿著橫向軸172來限制黏著接點頂端146的移動。黏著負載F平行施加於負載軸174，此軸大體上與橫向軸172垂直。吾人應該瞭解，黏著負載F(雖然顯示為局部力量 F)分散在矽層160上。凹部154具有凹穴輪廓可捕捉插座接點頂端146的凸起部分。在此方式中，當電子封裝110載入插座連接器112時，接點焊墊152限制插座接點頂端146偏移通過接點焊墊152。基材162也包含穿透開口，該開口提供某些接點焊墊直接連接至矽層內電路。其他接點焊墊152可放置在基材表面150的導電線路164上。在這種接點焊墊152內，在接點焊墊152的露出表面153上可沖壓出凹部154，並調整大小來捕捉並維持插座接點頂端146。
第五圖說明根據本發明另一具體實施例形成的LGA電子封裝180之部分放大剖面圖。電子封裝180包含矽層160以及與矽層160接合的基材162，如上述。接點焊墊182的陣列安排在基材表面150上。接點焊墊182可定位在基材162內的開口上，或基材162的表面150之導電線路上。每一接點焊墊182都包含一個被凸起導電週邊186包圍的目標接點區域184。尤其是，凸起導電週邊186定義包含接點區域184的凹部。
第六圖為其中嵌合插座接點122的接點焊墊182之放大圖。插座接點122的插座接點頂端146卡住接點區域184以及凸起導電週邊186。凸起導電週邊186配置成限制接點頂端146偏移通過接點焊墊182。尤其是，當電子封裝180(第五圖)載入插座連接器112(第一圖)時，凸起導電週邊186維持接點頂端146，確定在所有公差情況下接點頂端146還是黏著在其個別接點焊墊182。在示範具體實施例中，接點焊墊182電鍍在基材表面150上。接點區域184與凸起導電週邊186包含像是金這類貴金屬的塗層190。接點區域184位於第一平 面192內，而凸起導電週邊186的最外面區域194位於與第一平面192不同的第二平面196內。
第七圖說明根據本發明另一替代具體實施例形成的LGA電子封裝200之部分放大剖面圖。電子封裝200顯示成與插座接點122黏著結合。電子封裝200包含矽層202以及與矽層202接合的基材204。如之前說明的電子封裝110，矽層202用選取的焊點焊至基材204並且包含電路。基材204包含位於電子封裝200的黏著面210上之基材表面206。複數個接點焊墊212安排在基材表面206上。接點焊墊212可定位在基材204內的開口上，或基材204的表面206之導電線路上。矽層內的電路包含電連接，其直接終止至基材表面206上的接點焊墊212或至基材204內或基材表面206上的導電線路(未顯示)。
接點焊墊212由一個凸起導電週邊222所圍繞的目標接點區域220所形成，如此形成包含接點區域220的凹部。凸起導電週邊222配置成限制接點頂端146偏移通過接點焊墊212。在接點焊墊212上供應的凸起導電週邊222可讓相鄰接點焊墊之間接點焊墊間距或間隔(請參閱第三圖)大體上等於電子封裝200與插座連接器112(第一圖)的製造公差相加。尤其是，當電子封裝200載入插座連接器112時，凸起導電週邊222維持接點頂端146，確定在所有公差情況下接點頂端146還是黏著在其個別接點焊墊212。在示範具體實施例中，接點焊墊212電鍍在基材204上。接點區域220與凸起週邊222進一步電鍍像是金這類貴金屬。接點區域220位於第一 平面224內，而凸起導電週邊222的最外面區域226位於與第一平面224不同的第二平面228內。
如前述，接點頂端146形成於彈性接點臂144的末端上。接點臂144從接點本體230延伸出來，其配置成將接點122限制在插座基座140(第二圖)的接點凹穴142內。接點122包含黏著端232，用於焊接至電路板114(第一圖)。當接點臂144載入至插座連接器112(第一圖)，接點臂144會變形來回應黏著負載F。對於黏著負載F的反應幫助將接點頂端146限制在接點焊墊122的接點區域220內。
此處說明的具體實施例提供一種LGA電子封裝，其幫助可靠接合電子模組上接點焊墊至LGA插座內的接點。即使插座接點間距與接點焊墊間距接近電子封裝與插座的相加製造公差，插座接點還是可正確接合至接點焊墊。電子封裝包含當在所有公差情況下電子封裝已經載入插座連接器內，配置來捕捉並限制插座接點的接點焊墊。
100‧‧‧電子組件
110‧‧‧電子封裝
112‧‧‧插座連接器
114‧‧‧電路板
116‧‧‧介面
120‧‧‧插座接點欄
122‧‧‧電接點
130‧‧‧黏著面
140‧‧‧插座基座
142‧‧‧接點凹穴
144‧‧‧接點臂
146‧‧‧接點頂端
150‧‧‧基材表面
152‧‧‧接點焊墊
153‧‧‧露出表面
154‧‧‧凹部
156‧‧‧間距
160‧‧‧矽層
162‧‧‧基材
164‧‧‧導電線路
168‧‧‧盲孔
170‧‧‧直徑
172‧‧‧橫向軸
174‧‧‧負載軸
180‧‧‧電子封裝
182‧‧‧接點焊墊
184‧‧‧目標接點區域
186‧‧‧凸起導電週邊
190‧‧‧塗層
192‧‧‧第一平面
194‧‧‧最外面區域
196‧‧‧第二平面
200‧‧‧電子封裝
202‧‧‧矽層
204‧‧‧基材
206‧‧‧基材表面
210‧‧‧黏著面
212‧‧‧接點焊墊
220‧‧‧目標接點區域
222‧‧‧凸起導電週邊
224‧‧‧第一平面
226‧‧‧最外面區域
228‧‧‧第二平面
230‧‧‧接點本體
232‧‧‧黏著端
現在將參考隨附的圖式透過實例對本發明進行說明，其中：第一圖為包含根據本發明示範具體實施例形成的平面格柵陣列(LGA)封裝之電子組件之分解圖。
第二圖為第一圖所示插座接點部分的片段放大圖。
第三圖為LGA封裝的黏著面之片段放大圖。
第四圖為插座接點與LGA封裝上接點焊墊接合的放大剖面圖。
第五圖為根據本發明另一具體實施例形成的LGA電子封裝之部分放大剖面圖。
第六圖為插座接點與第五圖所示接點焊墊接合的放大圖。
第七圖為根據本發明另一具體實施例形成的LGA封裝之部分放大剖面圖。
110‧‧‧電子封裝
122‧‧‧電接點
130‧‧‧黏著面
144‧‧‧接點臂
146‧‧‧接點頂端
150‧‧‧基材表面
152‧‧‧接點焊墊
153‧‧‧露出表面
154‧‧‧凹部
160‧‧‧矽層
162‧‧‧基材
164‧‧‧導電線路
168‧‧‧盲孔
170‧‧‧直徑
172‧‧‧橫向軸
174‧‧‧負載軸
F‧‧‧黏著負載

Claims (6)

  1. 一種平面格柵陣列模組(110)，包含基材(162)，該基材具有黏著面(130)，以及在該黏著面上的接點焊墊(152)之陣列，該平面格柵陣列模組(110)之特徵在於：該基材包含具有直徑的孔(168)，該凹部(154)在該接點焊墊電鍍在該孔上時形成於該接點焊墊，每一該接點焊墊都擁有具有該凹部的露出表面(153)，當該黏著接點頂端載入抵住該接點焊墊時，該凹部用以限制黏著接點頂端(146)的橫向移動。
  2. 如申請專利範圍第1項之平面格柵陣列模組，其中在該接點焊墊的該露出表面內沖壓出該凹部。
  3. 如申請專利範圍第1項之平面格柵陣列模組，其中在該接點焊墊包含圍繞該凹部的凸起導電週邊(186)。
  4. 如申請專利範圍第1項之平面格柵陣列模組，其中該接點焊墊電鍍至該基材上。
  5. 如申請專利範圍第1項之平面格柵陣列模組，其中該凹部下陷並且該黏著接點頂端凸起。
  6. 如申請專利範圍第1項之平面格柵陣列模組，其中該基材接合至矽層(160)。
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