專利名稱：用于和導電部件電耦合的雙基板封裝組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子封裝組件的領域，特別是涉及用于把至少一個有源或者無源電子元件(例如集成電路、晶體管、電阻或電容)連接到象印刷電路板、電路組件等類導電(電路)部件的封裝組件。更具體地說，本發(fā)明涉及可以用于信息處理系統(tǒng)(計算機)環(huán)境的這種類型的封裝組件。
電子封裝組件設計，特別是在計算機領域中使用的這些封裝組件現(xiàn)在的發(fā)展趨勢，是要提供一種高密度、可大量布線的和可靠性高的組件，該組件為形成計算機重要部分的電路器件提供了連接和互連。高密度和可大量布線性對于這樣一種組件是重要的，以便在極小空間為給定功能提供需要的特性。由于潛在的最終產(chǎn)品失效，將產(chǎn)生這些器件的致命的錯連，故高可靠性是必要的。而且，為了保證有效地檢測檢修、改良、和/或替換系統(tǒng)的各種元件(例如，連接器、集成電路(芯片)、電路板、組件等)，也非常希望這樣的組件在最終產(chǎn)品中的該區(qū)域內(nèi)是可分離和再連的，以及能耐受灰塵和纖維碎片。在制造上述產(chǎn)品的過程中，例如，為了便于測試，也需要這樣的一種能力。
目前有一些實現(xiàn)相似類型功能的其它方法，但是在功能性、特性、和/或價格方面受到限制。例如，基板是典型的由玻璃纖維加強的環(huán)氧樹脂構成的印刷電路版。因為把封裝組件插入到配套插座的插頭是直接插入基板的(通常借助于插接工藝)，必須綜合處理。例如，由于插頭伸出基板的上表面，則大多數(shù)電子元件和機械元件必須位于在封裝組件周圍各排插頭形成的邊界內(nèi)。由于插頭所需電鍍通孔的直徑比較大，故要折衷地考慮基板的布線程度。這便防礙了大量的可能的布線路徑。此外，若需要一個完整的插頭陣列(沒有減少地形成一個環(huán)形插頭陣列)其設計將是很困難的，因為伸出的插頭妨礙整個布局，而使在上表面元件最少。封裝應用因為很多原因可能需要一個插頭的完整的陣列，這些原因包括要求較多的外部連接、希望把封裝組件所用的空間減至最小，以及希望通過把信號連線或電源連線直接向下引出到印刷電路板或與此相反地使其成扇狀展開到基板的周圍，再使它引出到印刷電路板，以改善性能。
實現(xiàn)類似功能的第2種方法的例子包括利用由鋁或玻璃陶瓷之類的公知材料組成的基板，這些基板通常僅有一個或二個布線層，這些布線層與元件在同一側。與已公開的發(fā)明比較，這種載體的局限性是成本較高、有限的布線程度(與前述例子有相同的原因)、不能支持全部面積的插頭陣列，以及對于這種以玻璃或者陶瓷為基礎的載體難于支持采用插頭—通孔式(pin—in—hole)元件的事實。
實現(xiàn)上述功能的第三種方法的例子包括使用也由諸如鋁或玻璃陶瓷之類的材料組成的基板，只是這種基板通常具有多層布線。這種結構還被稱為多層陶瓷組件。這種類型的結構克服了有限的可布線性的限制，因為它有多層布線層以及用于連接器裝置的單獨連接的插頭。把這些插頭連接到(通常是采用焊接)基板的底板(與伸出去相反)。但是，仍然存在著上述各種局限性，主要包括這種材料難于有效地采用插頭—通孔式元件和高得多的成本(特別是尺寸比40mm大的)。
涉及把各種電子元件連接和互連到電子電路部件的封裝組件的各種不同技術的美國專利有U.S.5,036,431和5,010,445。通過閱讀這些專利了解到，其中所述的技術包括很多前面說明的缺點，例如，有限的可布線性、不能維持整個區(qū)域的插頭陣列、不能采用插頭—通孔式元件，以及其它缺點，例如，相對復雜的設計、制造成本高等等。
1993年9月28日公開的名為“高密度連接器”(發(fā)明人為R.A.Rusacco et al)的美國專利U.S.5,248,262說明了一種具有電觸點的電連接器，包括可變電路和相關彈簧部件的組合，作為本發(fā)明一個實施例的一部分。轉讓給本發(fā)明的同一受讓人的U.S.5,248,262在此作為參考資料。
一個能有效和可靠地把有源和無源電子元件連接到一個電路部件的封裝組件(其中，上述連接是可重復的(即連接和重新連接能容易地進行)，并且提供另外一些可由下列描述看到的優(yōu)點)，必將使本領域的技術得到顯著的改進。
因此，本發(fā)明的主要目的是改進電子封裝組件的技術。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠用有效和可靠的方法把有源和無源電子元件連接到電路部件的電子封裝組件。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種制造上相對便宜和設計上相對簡單的封裝組件。
按照本發(fā)明的一個方案，提供一個電子封裝組件，用來與有多個第1導體的導電部件相連，該組件包括第1基板，該基板包含具有第1密度的導電圖形的第1表面和具有比第1密度低的第2密度的導電圖形的第2表面，第1和第2表面上的導電圖形在電學上互連，還包括至少一個與第1表面上的導電圖形電學耦合的電子元件以及一個第2基板，該基板包含其中有多個第2導體、且位于導電部件上面的電介質(zhì)部件，第2基板的第2導體中選出的一些導體連接到第1基板的第2表面上的密度類似于第2密度的導電圖形上，當?shù)?基板位于第1導電部件上時，這些第2導體用來和第1導電部件相應的那些導體相耦合。


圖1是按本發(fā)明一個方案的封裝組件的透視圖；圖2是圖1中組件的部分放大的立面剖面圖；圖3表示按照本發(fā)明另一實施例的組件中如圖1中所示的部分放大的立面剖面圖。
為了更好地理解本發(fā)明，通過下面結合附圖對本發(fā)明的說明，本發(fā)明的目的、優(yōu)點和性能將更加清楚。
圖1表示按照本發(fā)明一個實施例的與導電部件40耦合的電子封裝組件10，封裝組件10包括第1基板20、含有至少一個(最好是多個)第2導體31的第2基板30，和至少一個(最好是幾個)電子器件11。
術語第2基板用來限定帶有一個或幾個導電元件(例如，第2導體)的一片絕緣材料，這些第2導體可以根據(jù)實施例以不同形式的因素來實現(xiàn)。例如，可以包括含有一個或多個插頭的電介質(zhì)層(在現(xiàn)有技術中電介質(zhì)層和插頭的組合作為插接的陣列管座是公知的)，還可以包括類似于這種電介質(zhì)—插頭例子的組合物，它除了電介質(zhì)層以外還可包括另外的電路元件，例如，連線、焊點、導電通路、電鍍通孔等，以便提供附加的可布線性和/或功能性，第3，也可以包括用于一個區(qū)域陣列插入式連接器的外殼。應當理解，在這些例子中使用的第2導體由于第2基板(30)實施情況的不同可以有很大的差別。
對封裝組件10的更詳細的說明，如圖2的剖面圖所示。第1基板20包括具有第一密度的導電圖形23的第1表面22和具有比第1密度低的第2密度的導電圖形25的相對的表面24。
術語“密度”指的是線密度(即，對于一個元件或象焊點陣列那樣的特征圖形來說，在一直線方向上每英寸的輸入/輸出(I/O)接觸點的數(shù)目)。在一典型的例子中，本領域稱為四線扁平組件的元件通常位于第一表面22之上，在其四邊的每一邊可以具有中心間距約為0.020—0.025英寸的導電引線。但是第2表面24的焊點陣列可以連到第2基板30上的第2導體31，第2導體可以插入導電部件40上面的第1導體41，其典型的中心間距為0.100英寸(例如，參照x和y方向)。
在第一表面22上設置包括一系列的一線或多線和/或焊點的導電圖形23，以提供一個或多個電子元件11之間的互連。利用內(nèi)部電路元件，例如，內(nèi)引線(26)、導電通路(28)、電鍍通孔(29)等實現(xiàn)上述互連。
電子元件11可以具有不同的種類和形成要素，雖然主要位于第1基板20的第1表面22上，也可以位于第1表面22、第2表面24、甚至第1基板20的周圍邊界的任何組合上。電子元件11的例子包括電阻器、電容器、晶體管、裸露的半導體、封裝中的半導體(例如四列扁平組件和雙列直插組件)和組裝在多芯片載體上面的半導體。這些電子元件11根據(jù)它們?nèi)绾伪贿B到基板的情況分成三種形成方式(A)插頭—通孔式，(B)表面裝配式，(C)直接芯片連接式(包括引線焊接和倒裝芯片連接)。可采用現(xiàn)有技術的方法，例如，焊接、導電膠粘接、引線焊接和硬釬焊把元件11連到表面32上的導電圖形之一上。封裝組件10可以對象連接器、散熱片和驅動/夾緊部件那樣的機械元件等提供支持，雖然封裝組件的主要目的是提供從一個或多個電子元件11到導電部件40(例如，印刷電路板、電路組件等)的信號連接和電源連接，應當知道，這種組件也能夠在組件10上面的元件11之間提供信號和電源連接。
第1基板20的第2表面24上面的導電圖形25，其可以包括一系列的一個或多根連線和/或焊點，主要由一系列要提供從基板20到位于第2基板30的第2導體31的直接電接觸的焊點27。導電圖形25可以提供到、從和在第1基板20的第2表面24上面的一個或多個電子元件11之間的互連，如果這些元件位于在第2表面24之上的話(不是如圖2所示的那些元件，但是可能類似于表面22上面的那些元件)。
最好利用內(nèi)部連線26、焊點27、導體通路28和/或電鍍通孔29完成第1基板20的兩個表面22和24之上(也適用于任何附加的內(nèi)部各層)的導電圖形之間的互連。
在優(yōu)選實施例中，第1基板20是由如下電介質(zhì)材料構成的印刷電路版，這些材料有玻璃纖維增強的環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯(Teflon)(商標為E.I.Dupont deNemourS和Co.，Inc.，Wilming-ton，DE)、Kapton(商標為E.J.Dupont deNemottrs和Co.，Inc.，Wilmington，DE)或者Upilex(商標為ICI Americas，Wilmington，DE)。上述在第1基板20表面上和內(nèi)部的導電圖形提供了到第1基板20表面和在其內(nèi)部的大部分互連，這些圖形是由銅之類的導電材料組成的(或類似的金屬材料，例如，銅合金、鋁等以及象導電涂料那樣的其它材料)。顯然，銅是導電圖形的優(yōu)選材料，因為和其它常用的材料相比，它的電阻率和熱阻率相對地低。在其它的實施方案中，例如在陶瓷基板中，也可能存在這些水平和垂直的連接，但是，最可能的是采用不同的方法和材料來實現(xiàn)。
顯然，玻璃纖維加強的環(huán)氧樹脂在許多應用方面有幾個超過許多其它材料的優(yōu)點，因為和其它材料相比它比較便宜，通過使用細線條布線允許有很高的可布線性(即細的印刷電路線條和間距以及小直徑的導電通路和電鍍的通孔)。此外，玻璃纖維加強的環(huán)氧樹脂插件板或電路版可允許電子元件的很多不同的形式，包括(a)插頭一通孔式，(b)表面裝配式，(c)直接芯片連接式(利用包括引線焊接和芯片倒裝焊接的公知方法來實現(xiàn))以及機械元件。這是優(yōu)于陶瓷為基礎的載體的重要優(yōu)點。此外，第1基板20對于功率和信號分配有極好的性能，因為它具有適于它的典型的印刷電路結構的全部優(yōu)點和性能。
在本發(fā)明的一個例子中，第1基板20寬和長(圖1中的“WFS”)可約為2.0英寸。該基板的厚度(“FFS”)可只有約0.062英寸。
電子封裝組件10還包括第2基板30，本實施例的最佳實施方法中，第2基板30由玻璃纖維增強的環(huán)氧樹脂構成，其熱膨脹系數(shù)和第1襯底20基本類似，并至少包括一個(最好是多個)第2導體31。第2基板的熱膨脹系數(shù)最好盡可能接近第1基板20的熱膨脹系數(shù)，這樣就保證了整個電子封裝組件10的機械完整性。第2基板30還至少包括插入其中的一個第2導體和最好包括一個第2導體31的陣列。
在優(yōu)選的實施例中，第2導體31是分離的插頭，它可以采用眾所周知的方法壓緊的放置在第2基板30的孔中。例如，可以利用上述插頭160個的全部。第2導體31包含象黃銅或者磷銅那樣的導電材料，由頭部32、體部33和尾部34組成，例如，利用切絲機形成。頭部32最好是圓的，包括一個平的頂表面，其直徑比開孔的直徑稍大一些，使這導體位于開孔中。體部33通常包括毛刺，溝槽或者螺紋(未表示)位于外表面，以便一旦把它插入在第2基板30的孔中，則更好地固定住第2導體31。尾部34在直徑中通常是光滑和均勻的，它容易插入電鍍的通孔或者插頭柵陣列插座中(圖2)。
本發(fā)明的一個例子中，第2基板30可以具有約1.7英寸的寬和長的尺寸(“WSS”圖1)，該基板的厚度(“TSS”，圖1)可約為0.062英寸。第1基板整體上比基板20稍微小一些，但厚度最好相同。
應當注意，雖然在圖2實施例中第2基板30的上面和/或內(nèi)部(具有第1基板20)沒有導電圖形，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，利用所說的內(nèi)部和外部圖形是適合的。
在一個優(yōu)選實施例中，第2基板30的第2導體31的頭部伸出如圖2所示的第2基板的頂表面。這防止了裝配時在焊接過程中夾住污染物質(zhì)以及幫助除掉污染物質(zhì)。在另外一個實施例中，裝配頭部32和表面38平齊或者稍低，以便改善本發(fā)明的技術方案，例如簡化特殊的裝配過程等。頭部32的直徑根據(jù)各種應用或滿足特殊需要的應用而進行變化。采用增加頭部和基板20的面積，使大直徑的頭部32更容易和牢固的連接，但是較小直徑的頭部32可以增加第1基板20的第2表面24上導電圖形25的布線密度。
如果使用減少了的第2導體31的陣列〔例如，僅用一個外部各排的289插頭陣列(例如17×17圖形)〕，那么可以移動第2基板30的中心，以便替換第1基板第2表面24上的附加元件11。這使得實際的三維電子封裝能夠實現(xiàn)。
在一個優(yōu)選的實施例中，第2基板30有助于保持整個第2導體31的陣列具有均勻間隔和均勻高度。前者幫助保證把第2導體31良好地連接到導電部件40的第1導體41上面，而后者幫助把第2導體31連接到第1基板20的第2表面24上的導電圖形25上。
第2基板30的第2導體31可以連接到導電圖形25的焊點27上，采用夾緊部件(未表示)，但是最好采用更長久的方法進行連接，例如，焊接、導電膠粘接，或者硬釬焊。在優(yōu)選實施例中，使用焊接。重要的是要注意，第2基板30的包體(inclusion)作為各個獨立的第2導體31的載體大大地增強了電子封裝組件10的可制造性，因為它使得全部第2導體31能作為單一的表面裝配元件連接到第1基板20上。最好，和表面裝配元件11同時連接導體31，例如，采用象雙面、雙通紅外焊接回流的公知方法進行連接。為了進一步有助于上述裝配工藝，最好允許不含第2導體31的第2基板的小部分用封裝設備(即封裝工具)按此方法靈活的處理。
特別要注意，如很多前述結構所述的那樣，代替相連的經(jīng)由第1基板20的第2導體31，電子封裝組件10允許根據(jù)上述第2導體位置，替換電子元件11。
主要利用直接連接到導體部件40的第1導體41的第2基板30的第2導體31，把電子封裝組件至連到導電部件40上面?？梢圆捎美喂痰姆椒?如焊接、導電膠等)進行互連，但是最好是區(qū)域可分離的。所用術語區(qū)域可分離的是表示能夠斷開然后再連接，具有高可靠性，兩個分離的電子部件部分，其留有制造位置和可以在其它位置進行操作。
制備第2導體31和第1導體41在很大程度上決定于互連是采用牢固地或者區(qū)域可分離的方法。如果它們采用牢固的方法，第2導體31可以包括插頭(盡可能復蓋焊料)、焊接球體，焊接凸起等，而第1導體41可以包括印刷電路焊點、焊接的桶形電極、焊接凸起等。如果互連是區(qū)域可分離種類，第2導體31可以包括插頭(最好鍍有抗蝕的優(yōu)質(zhì)導電金屬材料，例如鎳、金、銀、鈀等，至少鍍在它的用于接觸的部分上)、位于插入式連接器的導電接觸部件等，而第1導體41可以包含和上述插頭或接觸件配合的插座。
在區(qū)域可分離的結構的優(yōu)選實施例中，第2基板30中的各串第2導體31的中心間距近似為0.100英寸(例如，參照x和y方向)，并應與插頭格狀陣列插座(最好是不用力插接型)中的第1導體41對準并位于其中。把上述插座(例如，如圖2所示)連接到(最好利用焊接工藝)導體部件40上(印刷電路結構，例如，電路板、插件板或者組件)，從而完成了電子元件11與導電部件40的互連。
如果第2基板30很薄(即，kapton的層厚為0.005英寸)，一旦第2導體31已附著到第1基板20上，就可以把這一層除去。然而，使用這層結構，通常不被推薦，因為在應用時，電子封裝組件10要經(jīng)常重復地從導體部件40插入和撥出，可能使焊接連接處以及導體31的焊接處產(chǎn)生疲勞。為了進一步增強電子封裝組件10的連接性，通過位于并連接到導電圖形23和25上面的連接器和電纜進行附加的互連。
如何利用電子封裝組件10的一個例子是許可表面裝配組件的特殊元件與它的插頭格狀陣列的相對應的插頭匹配。這使電子封裝組件10能夠許可表面裝配元件和印刷電路結構中的插頭格狀陣列插座“倒向配合”。因為很多原因，希望這樣，這些原因包括元件的插頭格狀陣列不容易適用，插頭陣列更貴，或者為構成更優(yōu)質(zhì)的種類要改進現(xiàn)有的電路(較好的性能，低功耗，低價格等)而同時仍然保持插入能力。
電子封裝組件10對于制造象個人計算機那樣的電裝置有另外的優(yōu)點。通用的方法是制造者焊接一個低功能低成本表面裝配電路(例如，微處理機)到改進設計的插座旁邊的裝置電路板上以便提供相同的或者類似的功能。如果電子封裝組件10的成本相對的低、制造者把原始的表面安裝型集成電路封裝在這樣的電子封裝組件上能得到好處。
雖然沒有特別地表示出來，在第1基板20上面可以包括電壓調(diào)節(jié)部件以便進一步增加電子封裝組件10的性能。關于計算機工業(yè)上述應用的一個例子是在個人用計算機中配套一個3.3V(不是5伏)半導體。很多個人用計算機的電源有5伏輸出。因此，在電子封裝組件10上包括電壓調(diào)節(jié)部件，許可在現(xiàn)有裝置中使用新的3.3伏半導體。而且，它許可電子封裝組件10同時配套有具有不同電壓要求(例如，3.3和5伏)的各種類型半導體，而只要求單一電壓(例如5V)輸入。通過在第1基板20內(nèi)采用一個或多個電壓板(未表示)、不降低功率耗散性能而實現(xiàn)它。利用現(xiàn)有技術中幾種不同的公知方法，包括線性和開關式的調(diào)節(jié)電路來實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)部件。在優(yōu)選的實施例中，最好采用開關式調(diào)節(jié)器，因為它有較高的效率和由此消耗較少的功率(和熱)。
如圖2所示的電子封裝組件10的互連類型適用于改進部件插入現(xiàn)有的導電部件40上面的現(xiàn)有的插頭格狀陣列插座中。新開發(fā)的應用克服了對常用的插頭格狀陣列插座(例如能比0.100英寸×0.050英寸還充分小的柵格上設置導體)某些限制，可以要求使用連接組裝結構的不同的方法。下面參考圖3敘述那樣的方法。
在圖3中，第2基板60(包含第2導體61)是插入式的。其一個例子已由美國專利U.S.No.5,248,262公開，下面作為參考。除了保留上述的插入式陣列插座的優(yōu)點以外，如圖3所示的實施例還有幾個優(yōu)點。這些優(yōu)點包括能把全部面積陣列連接在比0.100英寸更密集的柵格上，存在較好的電性能、簡化裝配和修改(因為可能把導體部件夾緊在第1基板，壓替牢固地連接)，仍然允許和導體部件40的界面進行區(qū)域分離。
在圖3中，封裝組件50包括第1基板20、第2基板60，該基板中包括至少一個(最好多個)第2導體61以及至少一個(最好幾個)電元件11。
第1基板20最好類似于圖2所示的基板20，其包括具有第1密度導電圖形23的表面22和具有比第1密度少的第2密度導電圖形25的相反的第2表面24。
電子封裝組件50進一步包括第2電介質(zhì)基板60和其中的第2導體61的陣列。在此實施例，把完成的第2基板60和第2導體61作為一定區(qū)域陣列插入式連接器。采用很多不同方法可以實現(xiàn)上述連接器。例如，可以采用電介質(zhì)彈性體，其中包括很多導電通路，例如，小直徑導線，小的導電軌道，或多或少的柱狀系列導電(或電鍍的)材料，以便提供必要的互連。在另一例中形成很細的鍍金導線(通常為0.001到0.002英寸直徑)，典型的材料為鈹銅、銅銀、或鉬，然后壓成一個“按鈕狀”的接觸區(qū)，把它插入電介質(zhì)基板的一系列均勻間隔開孔中的一個孔中。
在圖3的實施例，是本發(fā)明的優(yōu)選實施例，第2基板60起幾個作用，包括作為第2導體61的保護基座和作為夾持和定位第2導體61的結構，以便保證封裝組件50適當?shù)膶省Ш虾统晒Φ倪B接。如上所述，在U.S.專利No.5,248,262發(fā)現(xiàn)對基板60和導體61進一步敘述。
第2基板60(見圖3)具有一個或者多個部件，最好由電絕緣的，例如塑料材料模注而成，并且優(yōu)選為基本上是矩形結構。在本發(fā)明的一個例子中，第2基板60具有大約2.3英寸的寬度(沒表示)和大約0.190英寸的組合厚度。第2基板60的優(yōu)選材料是塑料，具有上述材料的適合例子是Vectra(商標為Hoechst CelaneseCorporation)、Ryton(商標為phillips petroleum company)、酚醛和聚脂。
第2基板60最好包括至少一個細長的電絕緣定位部件64，用于定位相關的導體61。每一個定位部件64最好包含下述的剖面，在它的垂直面中的一個側面具有稍微凸的形狀(如圖所示)，相反的一面基本上是凹狀的形狀，由聚脂材料組成(合適的例子是，上述材料為前述的Vectra、Ryton、酚醛和聚脂材料)?；?0最好由模壓或擠壓工藝制造，通過夾持端部(未表示)保持其位置。上述的夾持結構可能簡單地包括一個C形夾具或類似的東西，用于嚙合部件20和40上面的相關表面。相信這無需進一步敘述。相鄰定位部件64形成一系列預拉伸位置65，其中每一個由導體61占有。設計電絕緣定位部件64使其開始在兩個外側定位表面66和一個內(nèi)部定位表面67接觸第2導體61，稍微彎折第2導體61，由此，把這些導體保持在定位中心、微彎曲、自由活動的位置。由接觸的三個表面(66和67)及弓形第2導體61之間的摩擦力夾緊每個第2導體61。稍微彎曲的弓形使第2導體61處于彎曲的方向，結果在電子封裝組件50動作時，全部第2導體61在相同方向彎折。此外，每個定位部件64的外表面66和相鄰定位部件64的稍凸形狀部分同時鄰接到那里，以便限定一對槽68，通過該槽，每個第2導體61的相應的相對部分62和63向外伸出基板的電介質(zhì)部分。
在優(yōu)選實施例中，第2導體61可以具有一導電材料，例如，鈹銅，通過沖壓或者腐蝕工藝，形成整個大組或大組的一部分(形成一行導體作為可變電路的一部分)。鈹銅是用于第2導體61的優(yōu)選材料，因為它完成了第2導體61的電功能(即提供導電通路)同時也提供它的機械功能，取消了對分離彈簧部件的要求。最好，用耐蝕優(yōu)質(zhì)導電金屬材料，例如鎳、金、銀、鈀等材料電鍍第2導體61(或者至少在對端部分62和63)。
在優(yōu)選的實施例中，第2基板60中第2導體61的系列，在x和y方向中心間距為0.050英寸，甚至于更小的中心到中心間距也是可能的。第2導體61的尺寸可以變化，以便滿足特殊的機械的和電參數(shù)的要求。例如，第2導體61由鈹銅制成，其長度為0.200英寸，寬度為0.003英寸，厚度為0.002英寸。
重要的是，如圖3所示的第2導體在機械方面起到彎曲的梁的作用，允許窄范圍的接觸力而對于寬范圍的垂直一致性。例如，用比10％少的變化力完成比0.020英寸大的垂直一致性范圍。進行比較，典型的區(qū)域陣列連接器對于100—300％的力的變化，可適用的垂直一致性范圍小于0.010。此外，對于第2導體61，使用彎曲梁型彈簧部件允許減小第2導體的長度。這改進了電(從信號和功率觀點考慮)和熱的性能。
要特別注意，第2導體61的對端部分62和63，在開始接觸導電部件40上面的第1導體41和第1基板20第2表面24的導電圖形25以后幾乎立刻處于最大的力，在動作保持期間，基本上保持相同的力。此外，由于第2導體61不必加速移動來使每個接觸點達到最小力(那樣可能是使導體具有大的力變化的情況)，故第2導體61能夠減小導電部件40上面不必要的夾持力。
如上所述，通過把第1基板20第2表面24上導電圖形25的電連接觸點27連接到第2導體61的末端部分62，第2導體61的端部63連接到位于導電部件40上面的第1導體41(例如，銅焊點)，進行電子封裝組件50到導體部件40的互連。雖然在優(yōu)選實施例，為了使封裝組件成為區(qū)域可分離的結構，只需要一個區(qū)域可分離的界面，第2導體61兩端界面可以是可現(xiàn)場分離的，于是如果需要，可允許第2基板60(和第2導體61)的更換。
利用從基板之一(例如20)延伸出的一對插頭(未表示)提供上述界面的對準，這些插頭和另一基板(例如60)的孔及導體部件40對準。應當了解，對準其它部件是很可能的，包括從導電部件40延伸的插頭裝置插入基板60和20的相應孔中是很可能的。雖然電子封裝組件50和導電部件40的動作部件沒有詳細地表示，但是應當了解，采用現(xiàn)有技術中眾所周知的幾種方法，例如，上述的夾緊方法可以實現(xiàn)上述部件。
通過在第2導體61的對端部分62和63提供象枝狀元件(未表示)那樣的貫通型接觸幾何結構，以便通過提供接觸冗余結構增強連接的可靠性，該結構依次在工作期間減少接觸電阻、熱耗散和接觸溫度。此外，枝狀元件可以突破導體上可能存在的灰塵、薄膜、纖維片，如導電部件40所示那樣。在美國專利U.S.No.5,237,743表示的方法中，可在突出端部分62和63提供上述的枝狀元件。在加拿大專利No.1,121,011限定的方法中，在導體27、41以及插頭31的選擇部分(例如頭部32)可以形成上述元件。
為了進一步增強電子封裝組件50的導電性，可以通過位于并連接到導電圖形23和25的連接器或電纜(未表示)進行附加的連接。
雖然沒特別表示，為進一步增強電子封裝組件50的性能，用類似于圖2所示的實施例的方法，在第1基板20上面可以設置電壓調(diào)節(jié)部件。不必進一步敘述。
于是上面表示和敘述的電子封裝組件能夠有效地和可靠地把不同種類和形式的有源和無源電子元件(以及配套機械元件)連接到電路部件，其中上述連接是可重復的(可以容易地進行連接和再連接)。本發(fā)明制造上相對便宜，設計上相對簡單，并提供由上述敘述可識別的優(yōu)點。
上面表示和敘述的是本發(fā)明的優(yōu)選實施例，顯而易見，對于本領域技術人員，在不脫離由附加權利要求限定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)，可以進行各種變化和修改。
權利要求
1.一種電子封裝組件，用于與具有多個第1導體的導電部件相耦合，包括第1基板，包括其上具有第1密度的導電圖形的第1表面和其上具有小于第1密度的第2密度的導電圖形的第2表面，所述的第1和第2表面上面的導電圖形相互電連接；至少一個與所述第1表面上的導電圖形電耦合的導電元件；第2基板，包括其中有多個第2導體且適合位于所述導電部件之上的電介質(zhì)部件，所述第2基板的所述第2導體中選出的一些與所述第1基板的第2表面上面密度類似于所述第2密度的所述導電圖形相耦合，所述第2導體當所述第2基板位于所述導電部件上時分別與所述導電部件的所述第1導體中相應的導體電學耦合。
2.按照權利要求1的電子封裝組件，其特征是包括著其上具有第1密度導電圖形的第1表面和其上具有第2密度導電圖形的所述第2形面的第1基板至少包括基本上位于所述第1和第2表面之間的一層電介質(zhì)材料。
3.按照權利要求2的電子封裝組件，其特征是所述電介質(zhì)材料包括玻璃纖維加強的環(huán)氧樹脂。
4.按照權利要求2的電子封裝組件，其特征是所述第1基板的所述第1表面上的導電圖形是由金屬材料制成的。
5.按照權利要求4的電子封裝組件，其特征是所述金屬材料包括銅。
6.按照權利要求4的電子封裝組件，其特征是所述第1表面上的所述導電圖形至少包括一個導電焊點。
7.按照權利要求2的電子封裝組件，其特征是所述第2表面上的所述導電圖形是由金屬材料制成的。
8.按照權利要求7的電子封裝組件，其特征是所述金屬材料包含銅。
9.按照權利要求7的電子封裝組件，其特征是所述導電圖形至少包括一個導電焊點。
10.按照權利要求1的電子封裝組件，其特征是把所述的導電元件通過焊接與所述第1基板的所述第1表面上的電導圖形電學耦合。
11.按照權利要求1的電子封裝組件，其特征是所述第2基板的所述電介質(zhì)部件由其熱膨脹系數(shù)與第1基板的那層電介質(zhì)材料的熱膨脹系數(shù)基本相同的電介質(zhì)材料組成。
12.按照權利要求1的電子封裝組件，其特征是所述電介質(zhì)材料包含玻璃纖維加強的環(huán)氧樹脂。
13.按照權利要求1的電子封裝組件，其特征是所述第2基板中的第2導體由金屬材料制成。
14.按照權利要求13的電子封裝組件，其特征是所述第2導體的金屬材料包括黃銅。
15.按照權利要求1的電子封裝組件，其特征是所述第2基板的第2導體通過焊接與所述第1基板的所述第2表面上的所述導電圖形電學耦合。
16.按照權利要求1的電子封裝組件，其特征是還包括電壓調(diào)節(jié)器部件。
17.按照權利要求16的電子封裝組件，其特征是所述電壓調(diào)節(jié)器部件包括一開關電壓調(diào)節(jié)電路。
18.按照權利要求11的電子封裝組件，其特征是所述電介質(zhì)材料包含塑料。
19.按照權利要求11的電子封裝組件，其特征是所述第2基板中的所述第2導體由金屬材料制成。
20.按照權利要求19的電子封裝組件，其特征是所述第2導體的所述金屬材料包含鈹銅。
21.按照權利要求1的電子封裝組件，其特征是所述第2基板中的所述導體通過夾緊操作與所述第1基板的所述第2表面上的所述導電圖形電學耦合。
全文摘要
一種電連接到一導電部件(例如，印刷電路板)的電子封裝組件，該組件包含一對基板。第一基板包含有相對的電路圖形，在一個表面上的電路圖形具有較高的密度，在該表面上適于裝配高密度的電子器件。該高密度的導電圖形與和第2基板接觸點相連的較低密度的第2圖形電耦合。第2基板的接觸點密度也較低，它們延伸通過電介質(zhì)部件連接到導電部件的導體(例如，銅電路接觸點)上。從而保證了封裝組件各部分的易于分離性。
文檔編號H01R12/04GK1119402SQ9510215
公開日1996年3月27日 申請日期1995年2月24日 優(yōu)先權日1994年3月7日
發(fā)明者戴維·威廉·德蘭查克, 羅伯特·約瑟夫·凱萊赫, 戴維·彼得·帕格南尼, 帕特里克·羅伯特·齊普特里克 申請人:國際商業(yè)機器公司