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      大密度電連接器組件及其制造方法

      文檔序號:7127526閱讀:129來源:國知局
      專利名稱:大密度電連接器組件及其制造方法
      技術領域
      本發(fā)明涉及電連接器,尤其涉及類似陣列連接器等容有大密度輸入與輸出線路的連接器。
      背景技術
      由于減小電子設備尤其是個人便攜式電子設備的尺寸并增大其使用功能的驅(qū)動,致使實現(xiàn)所有部件尤其是電連接器微型化的努力至今不衰。電連接器微型化方面的工作包括縮小單、雙列直線型連接器的接點之間的間距,以便使那些適于安置在規(guī)定用于安裝電連接器的電路基板極為有限面積上的連接器,能夠連接較大數(shù)量的輸入和輸出線路或其他線路。由于這種微型化的驅(qū)動,致使在電路板上裝配部件的工藝方法也隨之可趨轉(zhuǎn)向表面裝貼工藝法(SMT)。表面裝貼工藝法的大量應用與直線型連接器接點之間間距的高精度要求相結(jié)合,已使表面裝貼工藝法的大范圍、低成本的應用接近了極限。縮小接點之間的間距勢必增大焊錫膏軟熔時相鄰焊層或接點出現(xiàn)短路的危險。為了滿足增大輸入和輸出線路密度的需求,有人建議使用陣列連接器。這種連接器是在一塊絕緣的基板上裝配接線點的二維陣列,從而可以增大連線的密度。然而,這種連接器卻給通過表面裝貼工藝法將連接器固定于電路基板上帶來一定難度,因為大多數(shù)(如果不是全部)接點的表面裝貼尾端必須位于連接器本體之下方,如是,所采用的裝配方法必須十分可靠,否則,一旦出現(xiàn)故障,很難進行目視檢查或維修。當前,在一塊塑料或陶瓷基板上裝配集成電路,已普遍采用球柵陣列(BGA)或其他類似的裝配方式。在這種方式中,附在集成電路上的各圓焊球要落達到電路基板的各電接頭上,而且,各電接頭上通常還要用密封膜或掩膜涂一層焊錫膏,然后對整個設備加熱至一定溫度,使焊錫膏和焊球的局部或全部熔化,并熔合在電路基板上形成的一個下伏的導電層上,這樣,就可以不需外加導線而將集成電路連接到基板上。
      采用球柵陣列或其他類似的裝配方式將集成電路連接到基板上雖然有許多優(yōu)點,但是,至今還沒有研究出可將電連接器或類似的部件裝配到印制線路板(PWB)或其他基板上的相應方法。在絕大多數(shù)情況下,重要的是各焊球的基板接觸面要保持良好的共面性,從而構(gòu)成平滑的裝配接面,焊球和焊錫膏才能最后均勻地軟熔在印刷電路板基板平面上。相對給定的基板來說,焊劑共面性的任何明顯差異,都會導致在將連接器軟熔到印刷電路板上時焊接效果的下降。為了實現(xiàn)高度可靠的焊接,客戶往往提出異??量痰墓裁嫘砸?,通常是0.004英寸左右。影響焊球共面性的因素是焊球的尺寸大小和它在連接器上的定位,而焊球的尺寸大小取決于焊球和焊錫膏二者最初所含有的總焊劑體積,在將焊球置于連接器接頭上時,這一點尤其重要,因為焊接體內(nèi)接受的連接器接頭體積的變化,會影響焊接體體積發(fā)生變化,進而使各焊球相對連接器裝配接面的共面性也發(fā)生變化。
      將連接器焊接到基板上的另一個問題是連接器上往往配合各種不同形狀的絕緣外殼,諸如有多個空腔的絕緣外殼,這些熱塑料絕緣外殼中的殘余應力可以是模壓工藝造成的后果,也可以是由于插入接頭而形成的或者是二者共同作用的結(jié)果。這些絕緣外殼自一開始或在表面裝貼工藝過程中需要加熱到一定溫度時(諸如達到可使焊球軟熔的溫度時)會發(fā)生變形或扭曲。絕緣外殼的變形或扭曲會導致連接器組件和印刷線路板之間在形狀尺寸大小上的不匹配,從而由于諸如焊球等表面裝貼元件在焊接前不能與焊錫膏充分接觸或不能接近印制線路板等,造成焊接效果的不可靠。
      因此,采用表面裝貼工藝將大密度連接器可靠而又高效地裝配到基板上,仍然是當前的迫切需要。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的是實現(xiàn)一種電連接器,既提供了大密度的輸入與輸出能力,又可以通過表面裝貼工藝法將它連接到電路基板上,而且還顯示出了相對裝配接面的良好共面性。
      在本發(fā)明所述的電連接器上,一個或多個接點可通過一種易熔的導電材料連接到一個基板上。這種易熔的導電材料就是焊接體,最好是用焊球組成焊接體,它可以軟熔,從而形成接點和電路基板之間的主要電流通道。
      本發(fā)明涉及的一個方面是在電連接器的一個元件上形成一個易熔的導電外接頭的方法。方法之一是在電連接器或接頭的外底面上形成一個凹部,使導電接頭的一段從鄰近的連接器的內(nèi)底面伸出并進入外殼外底面的凹部之中,凹部內(nèi)充填有一定體積的焊錫膏,再將焊球等易熔導電元件置入外殼外底面的凹部中。然后對位于凹部內(nèi)的導電元件加熱至足以熔化焊錫膏的溫度,將易熔的導電元件熔合到伸入凹部的接頭部分上。
      本發(fā)明還涉及一種電連接器配用的接頭,這種接頭有一個末端凸起,接頭借助這個末端凸起與易熔的導電元件相連接。在末端凸起和接頭連接面之間有一個接頭中介面,此中介面上涂有或鍍有一層非焊劑吸收材料,使中介面能夠防止熔化的焊劑流動。采用以上結(jié)構(gòu),便可以防止接頭通過與接頭相連的部位吸收來自焊球的焊劑。
      在連接器上安裝一個可避免產(chǎn)生應力的絕緣外殼,便可以使連接器的表面裝貼接面保持良好的共面性。根據(jù)本發(fā)明的這一特點,可將接頭的末端插入絕緣外殼上的開口,此開口的斷面形狀要經(jīng)過特殊設計,使開口至少在一側(cè)面上有一個或包含一個呈一定形狀的凸起,此凸起適于在接頭末端插入開口時發(fā)生變形。采用這種結(jié)構(gòu)方式便可以避免因插頭的多次插入而產(chǎn)生應力,進而使絕緣外殼的變形和扭曲降低到最小限度。


      下面將參照以下附圖進一步介紹本發(fā)明所述電連接器及其制備方法。
      圖1是本發(fā)明所述連接器最佳實施例中一種插座式連接器的頂視圖。
      圖2是圖1所示插座式連接器的局部剖面圖。
      圖3是本發(fā)明最佳實施例中一種插頭連接器的頂視圖。
      圖4是圖3所示插銷式連接器的局部剖面圖。
      圖5是圖1~4所示插座式和插銷式連接器的剖面端視圖(二者未連)。
      圖6是圖5所示插座式和插銷式連接器的端視圖(二者已連接)。
      圖7a、7b、7c分別是圖5所示插座式與插銷式連接器相互連接的第一、二、三步驟的剖面端視圖。
      圖8是圖1所示插座式連接器在置入焊球之前的底視圖。
      圖9是圖8所示插座式連接器在置入焊球之后的底視圖。
      圖10是圖1所示XII部分的剖面詳圖。
      圖11是圖4所示剖面部分的放大圖。
      圖12是圖10所示剖面部分的放大圖。
      圖13是圖10所示13-13部分的放大剖面圖。
      圖14是本發(fā)明所述一種插座式連接器第二個最佳實施例的頂視圖。
      圖15是圖14所述插座式連接器的端視圖。
      圖16是本發(fā)明所述一種插銷式連接器第二個最佳實施例的頂視圖。
      圖17是圖16所示插銷式連接器的端視圖。
      圖18是圖14~17所示插座與插銷相連的端視圖。
      圖19是本發(fā)明所述插座式連接器第三個最佳實施例中所用插座的頂視圖。
      圖20是圖14所示插座式連接器的端視圖。
      圖21是本發(fā)明所述插銷式連接器第三個最佳實施例中所用插銷的頂視圖。
      圖22是圖21所示插銷式連接器的端視圖。
      圖23是圖19~22所示插座式和插銷式連接器相互連接的端視圖。
      圖24是本發(fā)明所述連接器的另一個實施例局部側(cè)剖面圖。
      圖24a是圖24所示結(jié)構(gòu)部分的凹部加深后的局部圖。
      圖25是圖24所示連接器的局部前剖面圖(插座與插銷已連接)。
      圖26a和圖26b是本發(fā)明所述方法第1、2示例中在焊劑軟熔期間溫度相對時間、距離關系的曲線圖。
      圖27a~27f是本發(fā)明所述方法第3示例效果的激光圖像。
      圖28a和圖28b是本發(fā)明所述方法第4示例效果的X光圖像。
      圖28c和圖28d是本發(fā)明所述方法第4示例效果的電子顯微鏡圖像。
      圖29與圖10相同,只是略去了地線和電源線接頭。
      圖30是圖13所示XXXI局部的剖面圖。
      圖31是本發(fā)明最佳實施例中所示絕緣外殼應力預測的計算機顯示圖。
      圖32是圖29所示絕緣外殼內(nèi)的凸肋變形(壓縮)量與接頭保持力的函數(shù)關系。
      圖33是本發(fā)明所述連接器最佳實施例使用的插座式信號線接頭的正視圖。
      圖34是本發(fā)明所述連接器最佳實施例使用的插銷式信號線接頭的正視圖。
      圖35是本發(fā)明所述連接器最佳實施例使用的帶有支撐板的插座式地線與電源線接頭的正視圖。
      圖36是本發(fā)明所述連接器最佳實施例使用的帶有支撐板的插銷式地線或電源線接頭的正視圖。
      具體實施例方式
      最佳實施例的詳盡說明從圖1~2和圖12~13可以得知,本發(fā)明所述大密度連接器第一個實施例中的一套相互連接的電連接器包括一個以標號10指示的插座式連接器,標號12指示的則是該插座式連接器的底座。底座(12)最好用諸如液晶聚合物(LCP)等適當絕緣聚合材料模壓成形,以承受住表面裝貼工藝時的軟熔溫度。首先介紹底座部分。這部分包括一塊底板(14),它有外底面(16)和內(nèi)底面(18),外底面(16)上有諸如圖12所示的多個外凹部(20、22、24、26、28),內(nèi)底面(18)上有接受插頭的內(nèi)凹部(30、32、34、36、38),內(nèi)、外凹部之間由中間狹槽(40、42、44、46、48)相連。每個外凹部有圖12所示的底邊(50)和周邊(52),每個接受信號線接頭的內(nèi)凹部有圖12所示的底邊(54)和周邊(56、58),每個接受地線或電源線接頭的內(nèi)凹部也有如圖12所示的底邊(60)和合圍的周邊(62、64)。上述內(nèi)、外凹部和中間狹槽用于接受地線或電源線和信號線接頭。
      地線或電源線接頭最好有標號66所示的上段,由兩條相交的叉棒(68、70)組成,每條叉棒有收斂段(72)、相交點(74)和外擴展段或引入段(76)。中段(78)穿過插座式連接器的下板,而下段(80)則伸入外凹部。焊球(82)經(jīng)加熱熔合在下段(80)上,詳見下文。
      每個信號線接頭(見圖12~13)包括標號84指示的上段,最好有一個接頭突出部(86)、一個引入彎頭(88)和一個加強肋(90)。信號線接頭的中段(92)穿過插座式連接器的下板,下段(圖13中的98)則伸入外凹部(圖12~13中的22),焊球(100)經(jīng)加熱熔合在下段(98)上(詳見下文)。
      從圖1~2中尤其可以看到,插座式連接器的底座上有卡鎖機構(gòu)(102),該卡鎖機構(gòu)(102)包括一個向上的凸起(104),此凸起疊落在一條豎槽(106)上并有一個外向突塊(108)。插座式連接器的底座上還有幾個同樣的卡鎖機構(gòu)(110、112、114)。插座式連接器的上部(116)疊落在底座上,由頂板(118)和周邊(120)組成,上部(116)由卡鎖機構(gòu)(122)固定在底座上。每個這樣的卡鎖機構(gòu)都有一個側(cè)壁開口(124)和一個U形卡鎖(126),后者(126)自頂板向下延伸并與前者(124)保持一定間隔。向上的凸起(104)夾在U形卡鎖(126)和側(cè)壁開口(124)之間,可使U形卡鎖(126)卡住底座上的卡鎖機構(gòu)(102)的外向突塊(108)。插座式連接器的上部還有幾個同樣的卡鎖機構(gòu)(128、130、132)分別與底座上的卡鎖機構(gòu)(110、112、114)相嚙合。插座式連接器的上部(116)和底座(102)還可以附以安裝架(134、136),其上分別設有固定器插孔(138、140)。插座式連接器上部(116)的頂板(118)上還有一些信號線接頭的通孔(142、144),這些通孔相對底座上的信號線接頭呈多行排列,在這些多行排列的信號線接頭通孔之間夾有若干細長形的地線或電源線接頭凹部槽(146,148)。插座式連接器的上部(116)構(gòu)成了整個插座式連接器(10)和下述配套的插銷式連接器之間的銜接面。
      從圖3~4和圖11可以看到,插銷式連接器如標號150所示。插銷式連接器包括底板(152)和周邊(154),周邊四周留有一定的間隔(156、158),與底板(152)相對的頂部(160)是敞開的。從插銷式連接器橫向伸出的是安裝架(162、164),安裝架(162、164)上分別設有固定器插孔(166、168),這兩個固定器插孔(166、168)分別與插座式連接器安裝架上的兩個固定器插孔(138、140)對齊。
      參照圖11可以看到,在底板(152)內(nèi)側(cè)上有一些諸如凹部(170)那樣的接受信號線接頭的內(nèi)凹部,在底板(152)內(nèi)側(cè)上還有一些諸如凹部(172)那樣的接受地線或電源線接頭的內(nèi)凹部。在底板(152)外側(cè)上則有與這些內(nèi)凹部相對齊的接受信號線接頭的外凹部(174)和接受地線或電源線接頭的外凹部(176)。將接受信號線接頭的內(nèi)、外凹部和將接受地線或電源線接頭的內(nèi)外凹部相連通的分別是中間狹槽(178、180)。通過中間狹槽(180)而安裝到接受地線或電源線接頭切口的是地線或電源線接頭(182)。每個地線或電源線接頭(182)有一個細長的內(nèi)段(184),一個置入底板(152)的細長中段(186)和一個伸入凹部(176)的外段(188),焊球(190)則熔合在外段(188)上。外段(188)和焊球(190)的各一部分都包容在外凹部(176)之中。插銷式連接器上也包括有多個信號線接頭(192),每個信號線接頭(192)都有一個內(nèi)段(194),一個置入底板的中段(196)和一個伸入凹部(174)的末端(198),焊球(200)熔合在末端(198)上。這里同樣看到末端(198)和焊球(200)的各一部分都包容在外凹部(170)之中。
      從圖5~7c中可以看到,以上所述插銷式連接器裝配在一塊諸如硬式印制線路板(202)的電路基板上,而插座式連接器則裝配在一塊相同的印制線路板(204)上,因此,正如圖6所示,插銷式和插座式連接器二者構(gòu)成了一個中介連接板堆。插銷式連接器上有二維排列的諸如標號192所指示的信號線接頭,在這些接頭上熔合有焊球(200),還有多個諸如標號182所指示的地線或電源線接頭,在這些接頭上也熔合有焊球(190)。使用表面裝貼工藝法,這些焊球還可熔合在印制線路板(202)上,從而將整個插銷式連接器固定于印制線路板上,使插銷式連接器和印刷線路板上的信號線接頭和地線或電源線接頭之間通電。最好是將二者上面的所有接頭與焊球熔合,再將這些焊球熔合到印制線路板上(圖5所示并非全部接頭)。同樣,可以先將焊球(100)熔合到插座式連接器的信號線接頭(84)上,然后再將這些焊球(100)熔合到印制線路板(204)上。插座式連接器上的地線或電源線接頭(66)也可先被置入中間狹槽(134)的并與焊球(82)熔合,然后再將這些焊球(82)熔合到印制線路板(204)上。
      插銷式連接器要和插座式連接器對齊,插銷式連接器的周邊(154)才能重疊在插座式連接器上部(118)的周邊(120)上。
      圖7a~7c詳盡地顯示了插銷式連接器和插座式連接器的嚙合情況。圖7a顯示的是在二者對齊的前提下,插銷式連接器的地線或電源線接頭開始進入插座式連接器的接受地線或電源線接頭的中間狹槽,并與插座式連接器中的相應地線或電源線接頭銜接,與此同時,信號線接頭已進入插座式連接器的信號線接頭中間狹槽。圖7b顯示的是插銷式連接器上的信號線接頭開始銜接插座式連接器上相應的信號線接頭,插銷式連接器上的地線或電源線接頭則進一步插入插座式連接器的地線或電源線接頭的兩條叉棒之間。圖7c顯示的是插銷式連接器上的信號線接頭與插座式連接器上的信號線接頭已完全嚙合銜接,而插銷式連接器上的地線或電源線接頭已完全到位,即到達插座式連接器上的地線或電源線接頭的兩條叉棒底部。
      圖8顯示的是在使用焊球之前插座式連接器底座(12)的外底板(16),在使用焊球之前,信號線接頭的末端(82)和地線或電源線接頭的末端(48)在接頭插入至底座(12)的內(nèi)底板(18)時位于相應的外凹部(20、22、24、26、28)中。先用一定數(shù)量的含有適當成分的焊錫膏充滿各外凹部,然后再將焊球置于外凹部或底座裝配面上。外凹部的直徑最好小于焊球的直徑,這樣,凹部邊緣可以托住焊球,使焊球更加接近接頭的末端。為保持位于凹部上的焊球的最大穩(wěn)定性,凹部的剖面最好呈圓形或規(guī)則的多邊形。如圖9所示,焊錫膏也有助于固定各暴露于凹部上的焊球。圖中焊球(82)在凹部(20)上,而焊球(100)則在切(22)上,其他的焊球(230、232、234)則在凹部(24、26、28)上,但在插座式連接器的所有外凹部上只放一個焊球。如圖8和圖11所示,在放置焊球之前開口以后,插銷式連接器的外底板與插座式連接器的外底板是全然相同的。將多個焊球置入多個外凹部以后,插銷式連接器就會在軟熔過程的作用下將焊球熔合到接頭末端上。插銷式連接器的外底板連同焊球,尤其是焊球的外表面,便形成一個十分平滑的裝配接面,連接器將通過這個裝配接面被裝配到諸如印制線路板等電路基板上。
      圖10和圖13顯示的是圖1所示實施例的變型,圖中的插座式連接器的接頭(66)不是叉棒式接頭,而是以相對的一對扇葉(66a、66b)夾住地線或電源線末端(182)。
      圖14~18顯示的是本發(fā)明的一組配套連接器的第二種最佳實施例。從圖14~15可以看出,這組連接器包括標號236指示的插座式連接器,該連接器有一個絕緣外殼(238),此外殼有內(nèi)底(240),側(cè)壁(242)和外底(244),此外殼還有兩個相對的調(diào)準突塊(246、248)。外殼的內(nèi)底上有接頭(250、251、252),每個接頭部分為叉棒分離段、向接觸點的收斂段和擴展段。接頭(251)裝配在底座(231)上,裝配方法與圖1~13所示實施例相同。諸如標號254指示的焊球裝在接頭(251)的側(cè)壁上,裝配方法與上述實施例相同。從圖16~17可知,本組連接器還包括一個插銷式連接器(258),該連接器包括一個絕緣外殼(260),此外殼由內(nèi)底(262)、周邊(264)和外底(266)組成,在外殼的一端有一對呈垂直的端壁(268、270),此對端壁(268、270)上還有一個中界端開口(272)。在外殼的另一端也有一對呈垂直的端壁(274、276),此對端壁(274、276)上也有一個中界端開口(278)。從絕緣外殼的內(nèi)底伸出多個接頭(280),這些接頭自凹部(282)中伸出。每個凹部都熔合一個焊球(284)。從圖中還可以看出,這些接頭的位置交錯排列,例如,接頭(286)相對接頭(280)偏移一定角度,如此,接頭行列間隔更緊湊,接頭密度也相應增大。從圖18可知,插銷式連接器上的每個接頭(280)與插座式連接器的一對收斂的接頭叉棒(250、252)要垂直對正,并在后二者中間穿過。從圖中還可以看到,調(diào)準突塊(246、248)與插銷式連接器上的中界端開口(272、278)相嚙合。在本實施例中,沒有圖1~13所述實施例中專用的地線或電源線接頭,必要時,其功能可使用成對的接頭實施。
      圖19~23顯示的是一組配套銜接的連接器的第三種最佳實施例。標號290指示的是插銷式連接器,它包括一個外殼(292),此外殼(292)上有一塊底板(294),一圈周邊(296)和相對的兩個調(diào)準突塊(298、300)。外殼的底板(294)又分為內(nèi)底(302)和外底(304),信號線接頭(306)從內(nèi)底(302)伸出。從圖中可知,信號線接頭按行交錯排列,目的是增大接頭的密度。插銷式連接器上設有地線或電源線接頭(310、312、314、316),這些地線或電源線接頭排列在插銷式連接器的四邊并分別與鄰近的周邊平行走向。在底板的外底上置有信號線接頭的焊球(318)和地線或電源線接頭的焊球(320),這些焊球以上述第一種實施例中的同樣方式熔合在各自的接頭上。標號302指示的是插座式連接器,它有一個絕緣外殼(324),此外殼(324)上有一塊底板(326),一圈周邊(326)和接受調(diào)準突塊的開口(330、332)。底板(326)又分為外底(324)和內(nèi)底(332),信號線接頭(338、340)從內(nèi)底伸出。相鄰橫排的接頭也呈偏心布局,也是為了增大接頭的密度。地線或電源線接頭(342、344、346、348)則與四個周邊平行排列。在底座外底上的每一個信號線接頭上都有一個焊球(352),而在地線或電源線接頭上則也附有一個焊球(354)。從圖23上可以看到插銷式連接器(290)與插座式連接器(322)嚙合的情況。
      如上所述,采用表面裝貼工藝法將電連接器等部件裝配到電路基板上時,這些部件必須要滿足十分嚴格的共面性要求,如果達不到一般為0.003~0.004英寸的共面性要求允許值,則整個連接器就往往因焊接不當而失效。接頭表面裝貼部分相對電路基板的距離不同,是由于插入的接頭在絕緣外殼中的位置不同和絕緣外殼的變形造成的,這兩個因素導致連接器本體裝配面的隆起和扭曲。本發(fā)明所述工藝方法,采用了定位準確和大小適當?shù)娜劢芋w將連接器與基板相連接的措施,和接頭固定排列以防止因應力積聚而導致連接器外殼變形的措施,因而達到了嚴格的共面性要求。
      圖1~23所述的實施例中,金屬接頭固定于絕緣外殼的方法可以避免外殼承受應力,這種方法就是將接頭的固定部分插入呈一定形狀的狹槽或開口之中。對小型信號線接頭尤其適用的方法是使狹槽的形狀與尺寸盡量與接頭一個接面以外的所有接面一致,而面對此不一致接面的狹槽壁有一個整體磨壓成形的指向狹槽的橫向突起,突起遠端和狹槽壁之間的距離要小于接頭的厚度。因此,當接頭插入時,突起的遠端將與接頭相接觸并發(fā)生變形,這樣,變形的突起作用于接頭的法向力便固定住了接頭。由于突起遠端可以隨意變形,所以可以避免在絕緣外殼上產(chǎn)生應力。在以上所述最佳實施例中,橫向突起由在狹槽一個側(cè)壁上整體成形的一個角錐形的凸肋組成。
      這里介紹的這種凸肋的具體結(jié)構(gòu)相信會與它所配用的絕緣外殼完好匹配,而形狀和尺寸稍作變化的同樣結(jié)構(gòu)的凸肋或許可以完好匹配地應用于其他類型的絕緣外殼。圖29~30具體顯示了一個信號線接頭(494)固定在狹槽(496)之中并緊緊抵在凸肋(498)上的情況,凸肋有一個與接頭(494)相銜接的平面(500)和兩個與此平面(500)相對的斜面(502、504)。插頭(494)通過與狹槽(496)的后緣、側(cè)緣和凸肋(498)相銜接而被牢牢固定,凸肋靠近平面(500)的部分在將接頭用力插入狹槽(496)時可以任意變形,因而可以避免因為接頭的插入而產(chǎn)生的應力。
      同樣,一個地線或電源線接頭也可固定在狹槽(508)中并緊緊抵住可變形的凸肋(510),此凸肋(510)有一個可與接頭緊緊相抵的遠端(512)和兩個與此遠端(512)相對的斜面(514、516)。在這種結(jié)構(gòu)中還有一個相對的凸肋(518),此相對的絕緣凸肋(518)也有一個遠端(520)和兩個斜面(522、524),它可用來固定較大的接頭并使接頭在狹槽中處于居中位置。熟練的技術人員都會理解凸肋的不同形狀、尺寸、數(shù)量和位置適于不同類型的絕緣外殼,只要對這些因素進行篩選,就可以使絕緣外殼的應力最大限度地消失在可變形的凸肋之中。圖31是使用賓夕法尼亞洲休斯敦市Ausys公司現(xiàn)有的Ansys應力分析軟件而得到的圖形,該圖顯示了使用圖29~30所述的接頭固定方法,大量應力主要消失在凸肋中,而且不會實際擴展到接頭裝配狹槽之外,因此可以大大降低由于插入大量接頭而導致絕緣外殼變形和扭曲的危險。圖31中表示不同應力大小的單位是牛頓/mm2,其中的mm是表示位移量的單位。圖32表示對標準接頭(494)來說,可變形凸肋遠端的壓縮變形增大到0.0004英寸左右時,由于凸肋施于接頭的法向力的緣故,將導致接頭和絕緣外殼之間的保持力增大,壓縮變形超過0.0004英寸之后,則保持力增大不明顯。
      如上文所述,使用球柵陣列裝配法時,影響連接器的基板裝配面共面性的另一個因素是焊球尺寸和它相對連接器外殼底板裝配面的位置的一致性。在上述最佳實施例中,在接頭的末端被置入凹部內(nèi),各外凹部的尺寸和形狀是一致的,這些凹部對本發(fā)明具有多方面的重要意義。使用簡單的覆蓋或涂層方法可以將數(shù)量極為相同的焊錫膏附加在這些凹部上,因此,將各焊球固定于各接頭上所用的焊劑數(shù)量是完全一致的。在焊球熔合在接頭上之前,這些凹部可將各焊球沿X-Y軸方向定位,還可以將各焊球沿相對絕緣外殼的底板的Z軸方向定位,并可確定各焊球相對接頭末端的距離。接頭末端深入凹部的程度是受限的,在最大允許程度時,接頭末端不會觸及焊球,因而不會影響焊球在Z軸方向上的定位。然而,只有切口內(nèi)的焊錫膏含有數(shù)量相對一致并足夠的焊劑時,才能確保焊球與接頭末端熔合。接頭末端與焊球之間的距離變化可以通過變化置入凹部的焊錫膏的數(shù)量來調(diào)節(jié)。
      為將焊球附加在接頭上而采用軟熔工藝時,必須確保在焊球附近具備足夠數(shù)量的焊劑,還要防止焊劑被接頭銜接面吸收,為此,對接頭要進行一番處理使其不能吸收焊劑。圖33中,接頭(526、528)連接在一個支撐板(530)上,這些接頭的銜接面(532)通常鍍有一層諸如金或鈀或鈀合金的非氧化金屬。這些接頭還有一個中段(534),此中段構(gòu)成了保持接頭位于絕緣外殼內(nèi)的部位,其上附有防焊劑吸收或非焊劑浸濕材料,為此目的,最佳材料之一是鍍鎳。雖然這里無意涉及任何專門的理論,但是,可以相信,鍍鎳層的抗焊劑性能是由于鍍鎳層氧化的結(jié)果或因此而得以增強。鍍鎳層氧化的方法可以是在自然空氣中暴露數(shù)日等,令人始料未及的是這一鍍鎳層或氧化鎳層竟能夠防止或降低接頭吸收焊劑。為使鎳鍍層或氧化鎳鍍層具備如此鈍化功能,鍍層的厚度最好在10~100微英寸之間,以50微英寸為最佳。可用于此目的的其他防焊劑吸收材料還有含防焊劑吸收涂層的flourine等。當整個接頭鍍有黃金等焊劑易吸收金屬材料外層時,使用這種flourine尤其有效。接頭的突出部(536)最好鍍一層黃金或錫或錫合金等焊劑吸收材料,整個接頭鍍一層鎳更好。在接頭的上部,在鍍鎳層之外再有選擇地鍍一層稀有金屬,此稀有金屬層厚度最好在10~100微英寸之間,以30微英寸為最佳。在接頭的下部,應再有選擇地鍍一層焊劑易吸收金屬,也可用鉻電鍍層取代鍍鎳層。
      圖34顯示的是連接在支撐板(542)上的插銷式連接器的信號線接頭(538、540),每個接頭都有一個鍍金的突出部(544),一個鍍鎳的、防焊劑吸收的中間保持段(546)和一個鍍有稀有金屬層的銜接段(548)。同樣,在圖35中顯示的是連接在支撐板(552)上的地線或電源線接頭(550),此接頭的上段為鍍金的突出部(554),還有一個鍍鎳的、防焊劑吸收的中段(556)和一個鍍金的銜接段(558)。這種也具有防焊劑吸收能力的地線或電源線接頭(550)的另一個特點,是它的突出部(554)上有一系列缺口(560、562、564),這種包含在上述實施例中的地線或電源線接頭(550)的再一個特點,是它還有一個豎直的切槽(568)。圖37顯示的是插銷式連接器上的地線或電源線接頭(568),它的上段為鍍金的突出部(570),中段為鍍鎳的防焊劑吸收段(572),下段為鍍金的銜接段(574)。從圖中可以看到,地線或電源線接頭(568)雖然沒有支撐板,但卻有一個可使接頭自身具有支撐作用的圓孔(576)。通過對各種接頭的上述介紹可以得知,接頭下段使用的鍍金可換用錫或其他焊劑吸收材料。對圖33~37所示的所有接頭來說,上段鍍金突出部的寬度,如圖37中W1所示,最好在大約0.1~0.25mm之間,而鍍鎳中段的寬度,如圖37中W2所示,最好在大約0.1~1mm之間。
      圖24~25顯示的是本發(fā)明一種實施例中固定焊球的另一種方式。標號324指示的是插座式連接器,其底座(326)有外底(328)和內(nèi)底(330),外底(328)上有凹部(圖25中的332、334、336、338、340和圖24中的342、344),每個凹部最好有一個含有一段圓面(362)的斜底面(360)。內(nèi)底(330)上有凹部(圖25中的346、348、350、352、354和圖24中的356、358)。在內(nèi)、外底凹部之間中間狹槽(圖25中的364、366、368、370、372和圖24中的374、376),每個狹槽有一個可夾住接頭的凸起(圖中未顯示),凸起的式樣與圖29~30所述的連接器的凸肋完全相同。內(nèi)底的結(jié)構(gòu)與圖1~2所述插座式連接器的內(nèi)底結(jié)構(gòu)完全相同,它包括一個固定在底座(326)的上段(436),固定方式最好是圖1~2所示的卡鎖機構(gòu)(圖中未顯示)。上段或上蓋(436)上有多個開口(452、460),用來接受來自配套插銷或狹槽(454、456、458)的單個接頭,而這些狹槽(454、456)是用來接受來自配套插銷式連接器的地線或電源線接頭的。諸如接頭(408)的信號線接頭和地線或電源線接頭的形式與上述實施例中的任何類似接頭完全相同,例如,地線接頭(圖25中的382)有一個下段(384),此下段上有一個凸起(386)。此接頭還有一個上段(388),該上段(388)由兩個叉棒(390、392)構(gòu)成,每個叉棒都有一個收斂段(394)和一個向外擴張的引入段(396)。凸起(386)位于凹部(336)之中。每個信號線接頭(408)的上段(410)有一個前突部(412)和一個后彎部(414)。各信號線接頭(408)還有一個與絕緣外殼相接的中段(416)和一個位于凹部(334)中的下凸起(418)。
      地線接頭(382)的凸起(386)和信號線接頭(408)的下凸起(418),是在將各接頭插入底座后使各接頭末端圍繞圓面(326)折彎而形成的,各圓面(326)用作各有關接頭末端的折彎軸。接頭末端折彎后轉(zhuǎn)向斜面(360),但又可以反向后彈,所以此凸起(386、418)橫切接頭的縱軸線并與外底板(328)平行,這就確保了多個凸起具備了良好的共面性。繼形成凸起之后,將焊錫膏涂在各凸起的外表面,然后將焊球(圖25中的398、400、402、404、406和圖24中的426、428)置于各凸起上,再對整套組合設備進行加熱,使焊錫膏熔化將焊球熔合到凸起上。圖24a則顯示了另外一種結(jié)構(gòu),凹部(334a)加深,因而斜底面(360a)和圓面(362a)相對底座外底(328a)更加靠里。這樣,焊球(398a)的一部分位在凹部(334a)之內(nèi),凹部(334a)邊緣將保持焊球的平穩(wěn)固定,如此情況與圖12~13所述情況完全相同。因此,只要焊球的尺寸大小完全一致,這樣結(jié)構(gòu)就可以形成完整的連接器,使裝配接面上的接頭具有良好的共面性。
      插銷式連接器(430)的結(jié)構(gòu)與上述插銷式連接器的結(jié)構(gòu)基本相同。它包括一個底座(432),底座(432)上又分為內(nèi)底(434)和外底(436),外底(436)上有多個凹部(438、440、442、444、446)。每個凹部有一個斜底面(448)和一個圓面(450),各凹部與各接頭中間狹槽(452、454、456、458、460)相連。插銷式連接器還有數(shù)個地線或電源線接頭(462),每個接頭的銜接段(464)與插座式連接器上的地線或電源線接頭的叉棒相銜接。這些接頭還各有一個與絕緣外殼相連的中段(466)和一個用來接受焊球(470)的焊球凸起(468)。插座式連接器上還有一些信號線接頭(476),每個信號線接頭包括一個與插座式連接器上的信號線接頭相銜接的銜接段(478),一個與絕緣體外殼相連的中段(480)和一個用來接受焊球的焊球凸起(482)。其他信號線接頭(486、488)則分別與其他焊球(490、492)相連。焊球凸起的形成和將焊球熔合在插銷式連接器上的方式與上述插座式連接器所采用的方法完全相同。
      在本發(fā)明所述的方法中,導電元件最好是焊球。然而,熟練的技術人員知道,還可以使用熔點低于絕緣外殼的可熔材料取代焊球,這種可熔體也可以呈圓形以外的形狀。焊球或其他導電元件的直徑最好是凹部寬度的50~200%,并且最好是凹部深度的50~200%,焊球的體積最好是凹部體積的75~150%,與凹部體積相同則最佳。接頭凸起深入凹部應達到一定程度,以形成足夠使焊球熔合的表面面積,深入的程度通常為凹部深度的25~75%,如上所述,以50%為最佳。凹部一般為圓形、方形或剖面呈規(guī)則多邊形的任何其他形狀。如果導電元件為焊劑體,最好是合金,其比例為從約90%Sn和10%Pb到約55%Sn和45%Pb的范圍,最理想的共熔合金比例是63%Sn和37%Pb,其共熔點為183℃。連接陶瓷等材料通常使用含鉛量高的“硬”焊劑合金,這種“硬”焊球在標準表面裝貼工藝條件下不會變軟,因而會產(chǎn)生輕微的擴展或變形,但不會熔化。因此,常使用一種“軟”的易熔焊球?qū)⑦B接器連接到印刷電路板上,這種易熔焊球在標準表面裝貼工藝條件下能軟熔和重新組合自身。其他已知適于導電的焊劑估計也適于在本方法中使用,諸如導電的錫銻合金、錫銀合金和鉛銀合金以及銦等,當然還不止這些。在將焊球或其他導電元件放入凹部之前,應在凹部內(nèi)放入焊錫膏。
      另一種方法是采用一種在表面裝貼工藝溫度中不致熔化的材料形體取代上述焊球,并使用凹部內(nèi)的焊錫膏將它軟熔連接到接頭上,從而使連接器裝配接面上出現(xiàn)許多呈共面陣列排列的非熔小球。這種連接器可以采用普通的表面裝貼工藝方法固定到基板上。
      雖然可以認為含有任何普通有機或無機助熔劑的焊錫膏或焊油也同樣適用于這種方法,但最好是一種非凈化的焊錫膏或焊油,這種焊錫膏或焊油包括一種以細粉末狀浮在適當助熔材料中的焊劑合金,這種細粉末通常是一種合金而不是多種成分的混合物。在助熔劑中,焊劑的所占比例可高達重量的80~95%或體積的80%左右。當焊劑材料浮在松香助熔劑中時就可以形成焊油。這里的松香助熔劑最好是白色松香或活性較低的松香助熔劑,但由于用途不同,活性較高的甚至超活性的松香也是可以使用的。當細粉末狀的合金浮在一種有機酸焊熔劑或無機酸焊熔劑中時就會形成焊錫膏。這種有機酸可從乳酸、油酸、硬脂酸、酞酸、檸檬酸或類似酸中選擇,而這種無機酸可從鹽酸、氫氟酸和磷酸中選擇。焊錫膏或焊油可有毛刷涂或掩膜或模壓方式封在凹部面上,凹部面最好能預先逐漸加溫以確保良好的浸濕效果,雖然現(xiàn)已發(fā)現(xiàn),使用焊錫膏或焊油可以大大降低接頭吸收的焊劑,但是可以相信,在使用適當?shù)拟g化劑情況下,單獨使用油膏狀的焊熔劑也是可行的。這樣適當?shù)拟g化劑包括諸如三M公司生產(chǎn)的FLOURAD等含有抗焊涂層的氟化物。
      加熱最好是在板式紅外焊劑軟熔傳輸爐中進行,焊劑體通常要加熱到183℃-195℃的溫度,但是,視絕緣外殼制作材料的不同,也可以加熱到焊劑熔點的溫度。傳送帶的移動速度最好為10~14英寸/秒,并能在總時間大約5~10分鐘內(nèi)移動穿過多個連續(xù)的加熱階段。在裝進傳輸爐前,可將絕緣外殼、接頭和焊劑體以不斷升高的溫度預先加熱一小時?;谶m當?shù)姆逯禍囟取⒆畲筇荻群透哂谲浫蹨囟鹊臅r間,可以繪出傳輸爐中的溫度曲線圖。峰值溫度是絕緣外殼所能承受的最高溫度,對熔點為183℃的焊劑體來說,峰值溫度通常在185℃-195℃之間,最大梯度以℃/秒為單位計量,它決定了連接器絕緣外殼溫度變化的允許速度,為的是防止外殼出現(xiàn)變形和扭曲。就大多數(shù)使用情況說,開始時的最大正梯度最好在2℃/秒-15℃/秒之間,在到達焊劑的液化點之后,負梯度最好在-2℃/秒--15℃/秒之間。本發(fā)明中的方法的一個重要特點是高于軟熔溫度的時間被縮短至最低限度,這個時間就是計量焊劑體保持液體狀態(tài)的時間長短?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn),焊劑體處于液體狀態(tài)的時間越短,則接頭吸收凹部中焊劑的現(xiàn)象就大為減少甚至不會出現(xiàn)。從印刷電路板上測得的溫度從180℃上升至200℃的時間和溫度從200℃下降至180℃的時間都在大約10~100秒之間。
      雖然無意涉及任何具體的理論,但是可以認為,在如此短暫的時間階段,液態(tài)焊劑體的表面張力將會阻止液態(tài)焊劑流動到位于凹部底部的接受接頭的狹槽里??墒?,在這一時間階段之后,液態(tài)焊劑體將開始向接受接頭的狹槽流動并浸濕接頭。也可以采用這樣的方法在使焊劑體的溫度上升至熔點溫度前,一開始以較高的梯度增溫,但接近熔點溫度時則降低增溫或降溫的速度,然后再以較高梯度增溫直到達到熔點溫度。選取適當?shù)慕^緣外殼制作材料也會取得良好結(jié)果。外殼的制作材料最好是令芳香族液晶聚醌(LCP),其特點是應具備玻璃的高轉(zhuǎn)變溫度,低的熱膨脹系數(shù),良好的防潮性,高的斷裂韌度,良好的塑變性能,低的粘度,高的熔點和燃點。
      下面,將參照以下示例進一步介紹本發(fā)明中的方法。
      例一結(jié)合圖1~18的描述實際制備出了插銷式和插座式連接器的絕緣外殼,根據(jù)以上描述將接頭實際置入該絕緣外殼,這些接頭系銅鈹合金制品,其整體表面鍍金厚度為30微米。絕緣外殼的制作材料是DupontH6130液晶聚酯。插銷式連接器的長度和寬度分別為52.5mm(含安裝架)和42.36mm。插銷式和插座式連接器絕緣外殼外底板上的凹部的剖面呈長方形,邊長分別為0.62mm和0.4mm,接頭進入凹部的深度約為2mm,其他尺寸則可根據(jù)圖1~18與上述尺寸呈比例確定。插銷式和插座式連接器外底板上的凹部內(nèi)充填著新澤西市Alphametals公司現(xiàn)已投放市場的Cleanline LR725非凈化焊錫膏。將插銷式和插座式連接器二者翻轉(zhuǎn),使各自的外底板對向多個圓形焊球,便可使各焊球卡在一個凹部上。焊球是Alphametal公司的無助熔劑63SN/37PB(錫、鉛的成份分別為63%和37%)圓形焊球,直徑0.030英寸±0.001英寸,重量約為0.00195g。然后用3M公司的Flourad防焊劑吸收材料處理插銷式和插座式連接器。經(jīng)過如此處理后,將二者送入對流干燥箱內(nèi)在105℃的恒溫中干燥2小時,此后,再將二者固定到專用電路板上,這種電路板是用普通的增強環(huán)氧樹脂印刷電路板材料制作的,厚度為0.061英寸。如圖9所示,在插銷式連接器外底板的T點放置一個熱電偶,再將另一個熱電偶居中放在鄰近插銷式連接器的電路板的支撐面上,然后將插銷式和插座式連接器放入板式紅外傳輸焊劑軟熔爐中進行處理,與這種傳輸爐的正常運轉(zhuǎn)一樣,插銷式和插座式連接器在軟熔申要移動通過六個區(qū)段,傳送帶的運動速度為13英寸/分,各區(qū)段的溫度如表一所示。表二顯示的是對插銷式連接器及電路板加熱的最高溫度和最低溫度,表三顯示的是最大正、負溫度梯度,表四顯示的則是在電路板上測得的180℃-200℃之間的增溫時間和降溫時間。插銷式連接器在不同時間和移動距離上的溫度如圖26a中的曲線所示,圖中的粗線是電路板上的熱電偶的溫度,細線是插銷式連接器外底板上的熱電偶的溫度。在焊劑軟熔之后,通過對插銷式和插座式連接器的目視檢查,發(fā)現(xiàn)幾乎所有的焊球均已熔合到各空腔的接頭引入點上,焊球相對插銷式和插座式連接器二者外底板的高度也是基本一致的,絕緣外殼也未見明顯變形或扭曲。
      例二以示例一所述基本相同的方法制備了另一套插銷式和插座式連接器,并且焊球已被置入外底板的凹部內(nèi)。在結(jié)束示例一所述的于焊劑軟熔爐內(nèi)的處理幾小時之后,由于自然環(huán)境條件發(fā)生變化,另一套與示例一中所述基本相同的插銷式和插座式連接器即將進行示例一中所述同樣的軟熔加熱工序。軟熔爐的條件如表一所示。插銷式連接器和鄰近的電路板的最高和最低溫度如表二所示,最大正、負溫度梯度如表三所示,在電路板上測得的180℃-200℃之間的增溫和降溫時間如表四所示,在不同時間與移動距離上的溫度如圖26b所示。從圖26b的曲線可以看出與圖26a的曲線的差別,這種差別是由于不同的自然環(huán)境條件所致。對最終得到的連接器的目視檢查表明其結(jié)果與示例一取得的結(jié)果完全相同。
      表1溫度(℃)

      表2

      表3最大正、負溫度梯度(℃/秒)

      表4180℃-200℃的增溫時間與降溫時間(電路板處測量結(jié)果)

      例三使用例一、二基本相同的條件制備出另一套連接器,只是由于自然環(huán)境條件不同,與圖26a和圖26b所顯示的具體曲線相比有所差別。此連接器制作完成后,使用明尼蘇達州明尼阿波利斯市Cyber光學公司現(xiàn)有的點距離激光傳感器對插銷式連接器外底板上6個位置的焊球進行了檢測。圖9中分別顯示了這6個位置,即來自L1方向的激光照射的27a和27b,來自L2方向的激光照射的27c和27d,來自L3方向的激光照射的27e和27f。在每個位置上,一束激光可同時照射5個焊球,圖27a~27f顯示了這些激光照射的圖形。表三則顯示了各焊球最高點相對插銷式連接器外底板平面的高度。表五中對各組焊球位置的排序是以最靠近插銷式連接器正面的焊球為第一焊球位置,圖27a~27f中最左側(cè)圖形即為第一焊球的圖形。對這些結(jié)果的檢查表明,在每個由5個焊球組成的一組中,就焊球的高度而言,可以說都達到了可以接受的一致性。(表五)表5焊球的位置高度(0.001英寸)

      例四根據(jù)例一和例二所述的條件制備了另一套連接器,只是由于自然環(huán)境條件的不同,與圖26a和圖26b所顯示的曲線相比有所差別。在絕大多數(shù)情況下,焊球都能令人滿意地熔合在接頭引入點上,而且焊球相對插銷式和插座式連接器外底板平面的高度,從目視檢查看來均達到了可以接受的一致性。使用了一種與插銷式和插座式連接器上的焊球形狀相似的模型向各厚度為0.061英寸的兩塊不同電路板上的導電焊接點涂抹焊錫膏。插銷式連接器固定在一塊電路板上,而插座式連接器固定在另一塊電路板上,然后將二者再次分別置入傳輸爐進行處理,傳輸爐內(nèi)的條件與將焊球熔合到接頭上時的條件相同,只是傳送帶速度降低到11英寸/秒。經(jīng)過冷卻后發(fā)現(xiàn),插銷式和插座式連接器都已令人滿意地熔合到各自的電路板上。圖28a和圖28b的照片表明被選定的焊球的X射線已相互銜接。用剖面電子顯微鏡拍攝的照片也顯示出了焊球熔合到信號線接頭引入點和焊球熔合到印刷電路板的情況。這兩種情況的電子顯微鏡照片已分別顯示在圖28c和圖28d中。雖然這只是兩個相鄰信號線接頭的特寫鏡頭,但已可看出接頭與焊球之間和焊球與電路板之間在所有其他各點的完好銜接。
      從以上所述的電連接器和它的制備方法可以得知,這種連接器可以使用球柵陣列工藝裝配到印刷線路板上。令人始料不及的是,我們還發(fā)現(xiàn)其中的焊球具有很好的一致性,重量和體積的一致性尤其突出。
      雖然本發(fā)明是結(jié)合不同的附圖所示的最佳實施例而介紹的,但是,只要不違背本發(fā)明的基本原則,又能確保具備同樣的功能,也可使用其他類似的實施例,也允許對上述實施例作些變更或增補。再則,所述具體方法也可以應用于連接器以外的部件,即那些配有絕級材料制作的外殼,且外殼上裝配的元件要熔合到印制線路板或其他基板上的部件。
      因此,對本發(fā)明的理解不應僅局限于任何單個的實施例,而應根據(jù)后附列舉的權利要求作更廣泛、更深入的認識。
      權利要求
      1.一種電連接器組件,其組合中包括具有主表面和導電元件的基板;和表面安裝的電連接器,適于安裝在所述基板的主表面上,所述電連接器包括接頭,具有連接部且連接部定位適于與所述主表面有一定的距離;設在接頭連接部的易軟熔的導電材料體,適于與所述導電元件結(jié)合,從而在電連接器和基板之間提供主要電流路徑。
      2.一種電連接器組件,其組合中包括具有導電元件的基板;和電連接器,適于安裝在所述基板上,所述電連接器包括絕緣外殼,具有適于朝向所述基板的外側(cè)面;接頭,具有連接部適于與所述導電元件電連接;設在接頭連接部的易軟熔的導電材料體,靠近所述外殼的外側(cè)面,適于將所述外殼和所述接頭支撐在所述基板之上。
      3.一種電連接器,包括帶有連接面和裝配面的絕緣件;安裝在絕緣件的接線端子,該接線端子具有一個位于絕緣件的連接面上的接頭部分、和一個安裝部分,此安裝部分具有固定部分,所述固定部分至少部分地伸入絕緣件;導電熱熔部分,延伸通過所述端子至絕緣體裝配側(cè)外表面一定距離。
      4.一種組件,其組合中包括具有主表面的電路基板;和適于表面安裝在所述電路基板上的電部件,所述電部件包括絕緣材料體,該絕緣材料體具有適于朝向所述電路基板而設置的安裝表面和向所述安裝表面延伸的開孔;安裝在絕緣材料體上的導電件,該導電件包括端子部分,進入所述開孔向所述安裝表面延伸并遠離所述基板的主表面,和固定部分,從所述端子部分向安裝表面延伸,用于在電路基板和導電件之間建立電連接,所述固定部分包括熱熔部分,用于與所述主表面結(jié)合。
      5.一種電連接器,包括絕緣外殼,具有嚙合面,用于與嚙合連接器連接,和安裝界面,用于安裝在基板上,該基板包括其主表面上的電元件;安裝在所述外殼上的多個接頭,每個接頭具有嚙合部分,用于與嚙合連接器的接頭結(jié)合,和連接部分,適于間接固定到所述基板上的導電件上,以及多個焊球,每個焊球固定在所述接頭之一的連接部分上并從所述外殼延伸遠于所述接頭,以直接固定所述基板的導電件。
      6.一種電連接器,包括絕緣底座;多個安裝在底座上的接頭;多個具有基板銜接面的導電元件,每個導電元件固定在至少一個接頭的遠端上,基板銜接面的位置比所述接頭距所述底座遠,以形成一個可將連接器裝配于基板上的裝配接面。
      7.一種電連接頭,包括電接頭,它定出一端和外側(cè)面,并具有由鄰近所述一端的所述電接頭的外側(cè)面限定出的凹部;和至少一部分位于所述凹部內(nèi)的軟熔導電材料體。
      8.根據(jù)權利要求7所述的電連接器,還包括絕緣外殼,該絕緣外殼定出第一表面和相對的第二表面,其中所述凹部和軟熔導電材料體都鄰近所述絕緣外殼的第一表面設置。
      9.根據(jù)權利要求7所述的電連接器,其中所述軟熔導電材料體是焊球。
      10.一種電連接器,適于安裝在基板上,基板包括導電元件,該電連接器包括絕緣外殼,具有適于朝向基板的外殼外側(cè)面;電接頭,由所述絕緣外殼伸出,該電接頭定出接頭外側(cè)面,該接頭外側(cè)面定出接頭凹部;以及至少一部分位于所述凹部內(nèi)的軟熔導電材料體,其中,所述絕緣外殼的外殼外側(cè)面和所述電接頭的接頭外側(cè)面都朝向同方向。
      11.根據(jù)權利要求10所述的電連接器,其中所述軟熔導電材料體鄰近所述絕緣外殼的第一表面設置。
      12.根據(jù)權利要求10所述的電連接器,其中,所述電接頭的接頭外側(cè)面、所述凹部、和所述絕緣外殼的外殼外側(cè)面都朝向同方向。
      13.根據(jù)權利要求10所述的電連接器,其中所述軟熔導電材料體是焊球。
      14.一種電連接器,適于安裝在基板上,基板包括導電元件,該電連接器包括絕緣外殼,具有適于朝向基板的外側(cè)面;接頭,部分設在所述絕緣外殼內(nèi)、部分由所述絕緣外殼伸出,該接頭定出外側(cè)面,該外側(cè)面定出凹部;以及至少一部分位于所述凹部內(nèi)的焊球。
      15.根據(jù)權利要求14所述的電連接器,其中,所述絕緣外殼的外側(cè)面和所述接頭的外側(cè)面都朝向同方向。
      16.一種電連接器,可安裝在基板上,基板包括導電元件,該電連接器具有基板安裝側(cè)面和銜接側(cè)面,它包括絕緣外殼,具有內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面;在所述絕緣外殼上設有多個接頭接納開口,每個所述開口由外殼內(nèi)側(cè)面延伸到所述絕緣外殼的外側(cè)面;多個接頭,延伸通過至少一些所述開口,并具有焊料端子部分基本延伸到所述外殼的外側(cè)面;設置在所述連接器的基板安裝側(cè)面的多個凹部,用于接納和定位多個焊球;多個導電焊球,適于將所述連接器安裝到所述基板上,所述焊球設在所述連接器的基板安裝側(cè)面上的所述多個凹部內(nèi)。
      17.根據(jù)權利要求16所述的電連接器,其中,所述開口相互相距,設置成排,相鄰排相互錯開,以增加接頭密度。
      18.根據(jù)權利要求16所述的電連接器,其中,所述外殼包括所述多個凹部。
      19.根據(jù)權利要求16所述的電連接器,其中,所述接頭包括所述凹部。
      20.一種大密度電連接器,可安裝在基板上,基板包括導電元件,該電連接器具有基板安裝側(cè)面和銜接側(cè)面,它包括外殼,具有內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面,并具有多排相鄰平行排的開孔,用于接納接頭,所述開孔由外殼內(nèi)側(cè)面延伸到所述外殼的外側(cè)面;多個接頭,延伸通過至少一些所述開孔,并具有焊料端子部分基本延伸到所述外殼的外側(cè)面;設置在所述連接器的基板安裝側(cè)面的多個凹部,用于接納和定位多個焊球;以及多個導電焊球,適于將所述連接器安裝到基板上,所述焊球設在所述連接器的所述基板安裝側(cè)面上的多個所述凹部內(nèi)。
      21.根據(jù)權利要求20所述的電連接器,其中,所述外殼包括所述多個凹部。
      22.根據(jù)權利要求20所述的電連接器,其中,所述接頭包括所述凹部。
      23.一種大密度電連接器,可安裝在基板上,基板包括導電元件,該電連接器包括外殼,具有多排相鄰平行排的開孔,沿一個方向延伸,用于接納接頭,和橫向成排的開孔,用于接納接頭,所述外殼具有外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面,所述開孔在所述內(nèi)側(cè)面和所述外側(cè)面之間延伸;多個接頭,延伸通過至少一些所述開孔,并具有基板安裝端基本延伸到所述外殼的外側(cè)面,并適于連接焊球,所述接頭在其基板安裝端具有銳角連接部分,適于連接焊球;以及多個導電焊球,適于將所述連接器熔接到基板上,所述焊球設在所述連接器的外側(cè)面上的所述接頭的銳角連接部分上。
      24.根據(jù)權利要求23所述的電連接器,其中,所述焊球施加到所述接頭的銳角連接部分上,并加熱將焊球熔接在其上。
      25.根據(jù)權利要求23所述的電連接器,其中,所述外殼還包括所述多個凹部。
      26.根據(jù)權利要求23所述的電連接器,其中,所述多個接頭包括所述凹部。
      27.根據(jù)權利要求26所述的電連接器,其中,所述焊球設在所述接頭的所述凹部內(nèi),并加熱將焊球熔接在所述銳角連接部分上。
      28.根據(jù)權利要求23所述的電連接器,其中,所述銳角連接部分基本垂直于所述接頭。
      29.一種制造電連接器的方法,該電連接器適于安裝在基板上,具有基板安裝側(cè)面和嚙合側(cè)面,該方法包括提供絕緣部件,該絕緣部件具有對應連接器嚙合側(cè)面的第一表面和對應連接器基板安裝側(cè)面的第二表面;在第一表面附近提供導電接頭,接頭的一部分延伸過所述絕緣部件到所述第二表面;在所述連接器的基板安裝側(cè)面提供多個凹部;將多個基本呈球形的導電元件定位在所述凹部中;以及將所述導電元件軟熔到延伸至所述第二表面的所述接頭的部分上。
      30.一種制造電連接器的方法,該電連接器適于安裝在基板上,具有基板安裝側(cè)面和嚙合側(cè)面,該方法包括提供絕緣部件,該絕緣部件具有對應連接器嚙合側(cè)面的第一表面和對應連接器基板安裝側(cè)面的第二表面;在所述絕緣部件上提供導電接頭,接頭的一部分延伸過到所述緣部件,一部分定位于第二表面近旁;在所述連接器的基板安裝側(cè)面上、在接頭定位于第二表面近旁的部分上提供多個凹部;將多個基本呈球形的導電元件定位在所述凹部中;以及將所述導電元件軟熔到延伸至所述第二表面的所述接頭的部分上。
      全文摘要
      大密度電連接器組件及其制造方法,這種電連接器可采用球柵陣列方法被裝配到電路基板上。在連接器裝置的外底面上至少有一個凹部,導電接頭從鄰近的內(nèi)底面伸入絕緣外殼外底面上的凹部內(nèi),將一定的焊錫膏填入凹部,再將焊球置入凹部,進行軟熔,使焊球熔合在接頭伸入上述凹部的部分上。接頭介助可使絕緣外殼產(chǎn)生的應力降至最低限度的可變形部分固定在連接器的絕緣外殼上,因而減小了絕緣外殼的變形。
      文檔編號H01R43/20GK1510788SQ20031010263
      公開日2004年7月7日 申請日期1997年10月9日 優(yōu)先權日1996年10月10日
      發(fā)明者逖莫塞·A·列克, 逖莫塞 A 列克, W 豪茨, 逖莫塞·W·豪茨 申請人:Fci公司
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