TWI528646B - 具有接點重疊貫孔之連接器系統 - Google Patents

具有接點重疊貫孔之連接器系統 Download PDF

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布魯斯 艾倫 雀皮恩
史蒂芬 傑 米亞德
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Description

具有接點重疊貫孔之連接器系統
本發明與一種用於表面固定裝置之連接器系統有關。
對於更小、更輕、及更高性能電氣組件與更高密度電路的趨勢已經使表面固定技術在印刷電路板與電子封裝體的該設計中發展。表面固定封裝使封裝體(例如電腦處理器)可連接至該電路板的該表面的墊片，而不藉由貫穿該電路板的鍍製孔洞中所焊接的接點或接腳而連接。表面固定技術可提高該電路板上的組件密度，藉此節省該電路板上的空間。
表面固定技術的其中一個形式包含插入式連接器。插入式連接器係包含一基板，其具有在一介電基板兩側上的傳導接點。填有傳導材料之傳導性貫孔或孔洞延伸通過該基板，以電氣耦接該基板的相對側部上之該等接點。在該基板的每一側上的該等接點接合不同電子封裝體(例如處理器與電路板)的傳導性構件或端子，以使該等電子封裝體彼此電氣耦接。
隨著對更小、更輕及更高性能電氣組件和更高密度電路之需求增加，在該基板的每一側上的該等接點與貫孔的該密度也增加。舉例而言，該等接點與貫孔係彼此更靠近。當該等接點與貫孔移動得更靠近在一起時，經由該等接點與貫孔所傳載的資料及/或電力訊號便會對附近或鄰近的接點與貫孔所傳送的資料訊號產生雜訊、串擾、與其他電磁干擾。
因而需要一種可容納相對高密度接點、同時降低對該等接點所傳送訊號之雜訊與其他干擾的連接器系統。
根據本發明，一種連接器系統包含一電子封裝體該電子封裝體具有一本體與置於該本體之一匹配表面上之一傳導構件，該傳導構件係耦接於一傳導貫孔，其延伸至該本體中且沿著一中央軸為方向，該插入式連接器裝置包含一基板與固定至該基板之一傳導墊和與該傳導墊接合之一接點。該接點係於該電子封裝體與該插入式連接器裝置匹配時接合該傳導構件，使得該中央軸延伸通過該接點。
第一圖說明根據一具體實施例所形成之一具有插入式連接器裝置102的電子連接器系統100。插入式連接器裝置102係匹配於第一電子封裝體與第二電子封裝體104、106且使其電氣互連。第一電子封裝體與第二電子封裝體104、106可為電路板或電子元件，例如地柵陣列(Land grid array，LGA)或球柵陣列(Ball grid array，BGA)元件。該等LGA或BGA元件係一晶片或模組，例如、但不限於中央處理單元(Central processing unit，CPU)、微處理器或專用積體電路(Application specific integrated circuit，ASIC)等。插入式連接器裝置102係用於建立板對板、板對元件、及/或元件對元件之電氣連接。
在所述之具體實施例中，插入式連接器裝置102係一板對板互連系統，其電氣接合第一電子封裝體與第二電子封裝體104、106(例如電路板)。利用一外殼108而相對於第一電子封裝體與第二電子封裝體104、106定位插入式連接器裝置102。外殼108係完全圍繞插入式連接器裝置102的該周邊，或者是在插入式連接器裝置102的預定部分處具有獨立的組件，如第一圖所示。
插入式連接器裝置102包含一介電基板118，其具有相對的側部120、122。傳導接點110係耦接至側部120、122並排列於每一側部120、122上的接點陣列112中。接點110係長形的傳導本體，其從側部120、122延伸為懸臂梁。第一電子封裝體104具有一匹配表面114，而第二電子封裝體106具有一匹配表面116，其各包含傳導墊200(如第二圖所示)。傳導墊416接合接點110以電氣耦接第一電子封裝體與第二電子封裝體104、106至插入式連接器裝置102。
接點110係藉由一或多個中介組件(例如第二圖所示之一或多個傳導墊200、介電層等)接合至側部120、122。第一電子封裝體與第二電子封裝體104、106係載至插入式連接器裝置102的相對側部120、122上，第一電子封裝體與第二電子封裝體104、106的傳導墊200(如第二圖所示)接合插入式連接器裝置102的接點110。插入式連接器裝置102包含傳導貫孔(未示)或線跡(未示)，其係藉由接點110將第一電子封裝體104電氣接合於第二電子封裝體106。
第二圖為根據一具體實施例之插入式連接器裝置102的其中一個接點110在與第一電子封裝體104的傳導墊200匹配之前、處於未受壓狀態之立體圖。第三圖為根據一具體實施例之第二圖所示接點110在與傳導墊200匹配下、處於受壓狀態之立體圖。本文說明係著重於接合至插入式連接器裝置102(如第一圖所示)之側部120(如第一圖所示)的接點110與固定至第一電子封裝體104的匹配側114之傳導墊200，但也可相同地應用於接合至插入式連接器裝置102之相對側部122(如第一圖所示)以及與第二電子封裝體106的傳導墊200匹配之接點110(如第一圖所示)。
電子封裝體104包含一本體124，例如電路板或基板，其具有固定至本體124表面114的傳導墊200。電子封裝體104包含一傳導貫孔214，其從匹配表面114延伸至本體124。貫孔214可為達第一電子封裝體104中之腔體或開口，其係鍍有、或實質上填有傳導性材料。貫孔214係沿著中央軸222為方向，傳導墊200係電氣接合於貫孔214。傳導墊200的該傳導性材料係耦接於貫孔214的該傳導性材料，以於傳導墊200和貫孔214之間提供電氣傳導路徑。貫孔214係電氣接合於第一電子封裝體104的傳導線跡(未示)及/或其他傳導性貫孔。如本文所述，接點110接合傳導墊200，以利用貫孔214電氣耦接接點110與插入式連接器裝置102(如第一圖所示)。
接點110係延伸於相對邊緣224、226間之長形傳導性本體。接點110包含一固定端部204與一外端部202，其具有從固定端部204延伸至外端部202之互連區段206。在所述之具體實施例中，固定端部204與外端部202具有寬度大小208、210(如第二圖所示)，其大於整個互連區段206中之互連區段206的寬度大小212(如第二圖所示)。或者是，一或多個寬度大小208、210係小於、或概等於寬度大小212的尺寸。
雖未示於第二圖與第三圖，然接點110係接合至插入式連接器裝置102(如第一圖所示)的相對側部120、122(如第一圖所示)之傳導性構件402(如第四圖所示)。舉例而言，固定端部204的固定表面228係固定至插入式連接器裝置102的側部120(如第一圖所示)上的傳導性構件402，使得接點110從傳導性構件402突出成為懸臂梁。在所述之具體實施例中，固定端部204具有平面形狀，而外端部202則具有弧形形狀。或者是，固定及/或外端部204、202可具有不同的形狀。
當第一電子封裝體104與插入式連接器裝置102匹配時，第一電子封裝體104的傳導墊200接合接點110的外端部202。顯示於第二圖中的接點110係處於未受壓狀態，例如當第一電子封裝體104不與插入式連接器裝置102匹配時。顯示於第三圖中之接點110係處於受壓狀態，例如當第一電子封裝體104與插入式連接器裝置102匹配且傳導墊200接合於外端部202時。當傳導墊200接合接點110時，接點110的外端部202係朝插入式連接器裝置102(如第一圖所示)的側部120(如第一圖所示)偏折(deflect)。
如第二圖與第三圖所示，傳導墊200係具有概呈狗骨之形狀。舉例而言，傳導墊200包含藉由一窄化部220而互連的兩個概呈圓形的部分216、218。該部分216係稱為一接合部216，因為當接點110與傳導墊200匹配時，接點110係鄰接傳導墊200的接合部216。另一部分218係稱為一框部218，因為框部218係延伸於貫孔214之至少一部分周邊及/或貫孔214的中央軸222周圍。框部218包含一開口214，其延伸通過傳導墊200。貫孔214係至少部分被框部218包圍。
接合部216與框部218係彼此分隔並由窄化部220加以互連。該等部分216、218、220可為單一傳導性本體，舉例而言，該等部分216、218、220係鍍製在第一電子封裝體104的匹配表面114上成為單一本體。窄化部22係使接點110與固定部216和框部218與貫孔214電氣互連。或者是，墊體200可具有不同於第二圖和第三圖所示者的形狀或配置。
第四圖是根據一具體實施例，沿著第二圖中線段4-4截取之第二圖所示之插入式連接器裝置102的該部分截面圖。如第四圖所示，各第一電子封裝體與第二電子封裝體104、106包含傳導墊200，且插入式連接器裝置102的每一側120、122包含接點110。插入式連接器裝置102在每一側部120、122上包含傳導性構件402，例如傳導墊。接點110係固定至、並電氣耦接於傳導性構件402。傳導性貫孔400係延伸通過基板118，傳導性互連404係位於貫孔400和傳導性構件402之間，以使傳導性構件402彼此電氣耦接。互連404係沉積在基板118之側部120、122上的傳導性本體，貫孔400與互連404使傳導性構件402與側部120、122上的接點110彼此電氣耦接，在第四圖所示之該等位置中，第一與第二電子封裝體104、106的傳導墊200並未與接點110接合，且不藉由插入式連接器裝置102予以電氣耦接。
第一電子封裝體與第二電子封裝體104、106的貫孔214係沿著個別的中央軸222為方向。如第四圖所示，插入式連接器裝置102的接點110係相對於貫孔214與傳導墊200而取向，使得貫孔214的中央軸222延伸通過接點110。舉例而言，接點110係相對於傳導墊200而取向，使得中央軸222與接點110交錯。在所述之具體實施例中，中央軸222延伸通過接點110的互連部分206，但也可延伸通過接點110的不同部分。
第五圖為根據一具體實施例，沿第三圖中線段5-5截取之第三圖所示之插入式連接器裝置102的該部分截面圖。相較於第四圖所示該視圖，第一電子封裝體與第二電子封裝體104、106的傳導墊200係接合於第五圖中所示該視圖之接點110。藉由接點110與傳導墊200之該接合，接點110係朝插入式連接器裝置102的基板118偏折。在第五圖所示之該等位置中，傳導墊200係藉由接點110、傳導性構件402、互連404與貫孔400而彼此電氣耦接。
當第一電子封裝體與第二電子封裝體104、106的傳導墊200接合於接點110時，接點110係由第一電子封裝體與第二電子封裝體104、106中、延伸通過接點110的貫孔214的中央軸222而朝基板118偏折。在所述之具體實施例中，資料及/或電力訊號係藉由接點110、傳導性構件402、互連404與貫孔400而傳載於第一電子封裝體104與第二電子封裝體106之間。使中央軸222通過接點110之插入式連接器裝置102的接點110與第一電子封裝體及第二電子封裝體104、106的貫孔214之間的該等相對位置可降低因電力及/或資料通過插入式連接器裝置102傳送時所產生的該電氣雜訊或電磁干擾量或大小。舉例而言，使接點110定位為讓接點110位於各第一電子封裝體與第二電子封裝體104、106的貫孔214和固定著接點110之傳導性構件402之間，可降低通過接點110傳載之該等訊號的該雜訊。
第六圖為根據一具體實施例之插入式連接器裝置102(如第一圖所示)的其中一個接點110之上視圖。第六圖中所示該視圖係沿著從插入式連接器裝置102(如第一圖所示)的側部120(如第一圖所示)朝第一電子封裝體104延伸之方向而取向。雖然此處之說明係著重於接合至插入式連接器裝置102的側部120之接點110以及第一電子封裝體104的傳導墊200，但這些說明也可相同地應用至插入式連接器裝置102的側部122(如第一圖所示)上的接點110與第二電子封裝體106(如第一圖所示)之傳導墊200。接點110係以虛線表示以更清楚說明接點110如何相對於第一電子封裝體104的貫孔214而取向。
接點110係於第一電子封裝體104的匹配表面114上限定一覆蓋區(footpoint)600，覆蓋區600係如第四圖或第五圖所示該視圖內、第一電子封裝體104中位於接點110上方的該表面區域。舉例而言，接點110係延伸於由覆蓋區600所限定之第一電子封裝體104之表面區域上方。如第六圖所示，接點110的覆蓋區600和第一電子封裝體104的傳導墊200在一共同方向602上係呈長形。舉例而言，在與接點110的邊緣224、226連接之相對邊緣604、606之間的接點110的覆蓋區600係呈長形。在邊緣604、606之間，覆蓋區600係沿著方向602呈長形，而傳導墊200也沿著方向602呈長形。
接點110係相對於貫孔214而取向，使得覆蓋區600至少部分重疊貫孔214或覆蓋於其上。在所述之具體實施例中，所有的貫孔214係置於覆蓋區600內。舉例而言，貫孔214的一表面區域608係完全位於接點110的覆蓋區600內、或完全與其重疊。表面區域608為貫孔214的該二維截面區域；僅作為舉例，表面區域608係表示為與貫孔214之中央軸222垂直之平面交錯之貫孔214的區域。在一具體實施例中，表面區域608係貫孔214之孔洞或開口的該截面區域。在另一具體實施例中，表面區域608為貫孔214中該傳導性材料的該截面區域。
或者是，貫孔214係部分置於覆蓋區600內。舉例而言，有少於全部、但至少是大部分的貫孔214係位於覆蓋區600中。貫孔214係由與接點110的互連部分206連接的該部分覆蓋區600所包圍。或者是，貫孔214係由接點110之不同端部202、204所連接、或由接點110的端部202、204及/或區段206之組合所連接的該部分覆蓋區600所包圍。如上所述，藉由使接點110相對於貫孔214而定位使得覆蓋區600包圍貫孔214，即可減少對其他接點110所產生之該雜訊。
100．．．電子連接器系統
102．．．插入式連接器裝置
104．．．第一電子封裝體
106．．．第二電子封裝體
108．．．外殼
110．．．傳導接點
112．．．接點陣列
114．．．匹配表面/匹配側
116．．．匹配表面
118．．．介電基板
120．．．側部
122．．．側部
124．．．本體
200．．．傳導構件/傳導墊
202．．．外端部
204．．．固定端部
206．．．互連區段/互連部分
208．．．寬度大小
210．．．寬度大小
212．．．寬度大小
214．．．傳導貫孔
216．．．接合部/部分
218．．．框部/部分
220．．．窄化部
222．．．中央軸
224．．．邊緣
226．．．邊緣
228．．．固定表面
400．．．傳導性貫孔
402．．．傳導性構件/傳導墊
404．．．傳導性互連
416．．．傳導墊
600．．．覆蓋區
602．．．方向
604．．．邊緣
606．．．邊緣
608．．．表面區域
第一圖說明根據一具體實施例所形成之具有一插入式連接器裝置的電子連接器系統。
第二圖為根據一具體實施例，如第一圖所示之該插入式連接器裝置的接點處於未受壓狀態之立體圖。
第三圖為根據一具體實施例，如第二圖所示之該接點在受壓狀態下的立體圖。
第四圖為根據一具體實施例，沿第二圖中線段4-4截取之第二圖所示之該插入式連接器裝置的該部分截面圖。
第五圖為根據一具體實施例，沿第三圖中線段5-5截取之第三圖所示之該插入式連接器裝置的該部分截面圖。
第六圖為根據一具體實施例之該插入式連接器裝置的該接點上視圖。
100．．．電子連接器系統
102．．．插入式連接器裝置
104．．．第一電子封裝體
106．．．第二電子封裝體
108．．．外殼
110．．．傳導接點
112．．．接點陣列
114．．．匹配表面/匹配側
116．．．匹配表面
118．．．介電基板
120．．．側部
122．．．側部

Claims (7)

  1. 一種連接器系統(100)，其包含一電子封裝體(104)以及一插入式連接器裝置(102)，該電子封裝體(104)具有一本體(124)與置於該本體之一匹配表面(114)上之一傳導構件(200)，該傳導構件係耦接於一傳導貫孔(214)，其延伸至該本體中且沿著一中央軸(222)而取向，該插入式連接器裝置包含一基板(118)與固定至該基板之一傳導墊(402)，以及與該傳導墊接合之一接點(110)，其特徵在於：該接點係於該電子封裝體與該插入式連接器裝置匹配時接合該傳導構件，使得該中央軸延伸通過該接點。
  2. 如申請專利範圍第1項之連接器系統，其中當該電子封裝體與該插入式連接器裝置匹配時，該接點係沿著該貫孔之該中央軸而置於該電子封裝體的該貫孔與該插入式連接器裝置的該基板之間。
  3. 如申請專利範圍第1項之連接器系統，其中該插入式連接器裝置的該接點延伸於該電子封裝體之一覆蓋區(600)上方，該覆蓋區係由該電子封裝體上之一表面區域所限定，該接點係延伸於表面區域上方，且該貫孔的至少一主要部分係置於該覆蓋區中。
  4. 如申請專利範圍第1項之連接器系統，其中該傳導墊包含彼此分開之一框部(218)與一固定部(216)，該框部延伸於該貫孔之周邊至少一部分周圍，當該電子封裝體與該插入式連接器裝置匹配時，該接點係接合該固定部。
  5. 如申請專利範圍第1項之連接器系統，其中該接點在該電子封裝體上具有一覆蓋區(600)，其係由該電子封裝體之該匹配表面上的一表面區域所限定，該接點係延伸於該表面區域上方，當該電子封裝體與該插入式連接器裝置匹配時，該覆蓋區與該傳導墊係沿著一共同方向而加長。
  6. 如申請專利範圍第1項之連接器系統，其中該電子封裝體係一第一電子封裝體，且該插入式連接器裝置包含相對的第一側與第二側及固定於該第一側與第二側上且彼此電氣耦接之複數個接點，該連接器系統更包含一第二電子封裝體(106)，其具有一傳導墊(200)與一傳導貫孔(214)，當該第一電子封裝體與第二電子封裝體接合於該插入式連接器裝置時，該插入式連接器裝置的該等接點接合於該等傳導墊並延伸於該第一電子封裝體與第二電子封裝體之該等貫孔上方。
  7. 如申請專利範圍第1項之連接器系統，其中該插入式連接器裝置的該接點從固定至該傳導墊之一固定端部(204)延伸至一外端部(202)，當該電子封裝體接合於該插入式連接器裝置時，該貫孔之該中央軸延伸通過該固定端部與該外端部之間的該接點。
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