專利名稱:表面安裝連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及電連接器領(lǐng)域。更具體的,本發(fā)明涉及一種表面安裝連接器,例如焊球網(wǎng)格陣列連接器(BGA連接器),其特征為允許 空氣在連接器中流通。
背景技術(shù):
表面安裝連接器,例如BGA連接器,通常包括安裝在殼體中 的多個(gè)導(dǎo)電觸頭。每個(gè)導(dǎo)電元件具有連接于其尾部的焊球。焊球共 同構(gòu)成焊球網(wǎng)格陣列。焊球用來(lái)在連接器和基板(例如其上安裝連接器的印刷電路板 (PCB))之間形成機(jī)電連接。通過(guò)加熱焊球使其達(dá)到熔點(diǎn)將連接 器安裝到基板上。隨后,熔化后的焊球冷卻并再次硬化從而在連接 器和基板之間形成焊接連接??蓪⑦B接器和基板置于一對(duì)流式回流爐內(nèi)對(duì)焊球進(jìn)行加熱。對(duì) 流式回流爐直接對(duì)連接器上方的空氣進(jìn)行加熱。通過(guò)傳導(dǎo)與對(duì)流相 結(jié)合的熱傳輸方式,熱量直接或間接地傳輸?shù)胶盖蛏?。在整個(gè)焊球網(wǎng)格陣列中,熱量傳輸?shù)礁鱾€(gè)焊球的速度通常是不 同的。特別地,加熱后的空氣首先接觸連接器的最外表面以及焊球 網(wǎng)格陣列中最外側(cè)的焊球,也就是位于靠近焊球網(wǎng)格陣列外周處的 焊球。因此,最外側(cè)的焊球比最內(nèi)側(cè)(即位于中心處)的悍球會(huì)接 收到更多的熱量。通過(guò)降低連接器和電路基板通過(guò)對(duì)流式回流爐的速度的方法,
即增加連接器和基板在對(duì)流式回流爐停留的時(shí)間,便可以對(duì)連接器 的最內(nèi)側(cè)部分施加足夠多的熱量以熔化位于中心的焊球。但這種方 法降低了對(duì)流式回流爐的工作效率,即,使對(duì)流式回流爐在單位時(shí) 間內(nèi)處理的連接器和基板對(duì)的數(shù)量減少。
另一種方法就是提高對(duì)流式回流爐內(nèi)空氣的加熱溫度。然而, 這種方法可能導(dǎo)致連接器、基板或其組件產(chǎn)生難以預(yù)料的損壞。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決表面安裝連接器中諸如焊球等可熔元件的加熱不均 問(wèn)題,本發(fā)明的電連接器具有導(dǎo)熱通道,和與導(dǎo)熱通道流體連通的 其他通道。通常,本發(fā)明一方面是指將連接器的中心部更多地暴露 到(1)回流過(guò)程的熱空氣中;和(2)周圍的氣流中以便促進(jìn)操 作中對(duì)連接器的冷卻。
在一優(yōu)選實(shí)施例中,電連接器包括具有主體的殼體,所述主體 形成有穿過(guò)其中的觸頭接納孔、以及沿著與所述觸頭接納孔大致相 同方向穿過(guò)其中的導(dǎo)熱孔,所述導(dǎo)熱孔促進(jìn)空氣流通過(guò)所述主體。
在一優(yōu)選的實(shí)施例中,安裝于電路基板上的電連接器包含多個(gè) 嵌件成型的引線框架組件(insert-molded leadframe assemblies, IMLA),每個(gè)組件包括框架和安裝在所述框架上的多個(gè)導(dǎo)電觸頭。 連接器還包括具有主體的殼體,所述主體包括當(dāng)連接器安裝到基板 上時(shí)面向基板的第-一面,以及第二面。主體具有形成在其中的多個(gè) 在第一面和第二面之間延伸用于接納觸頭的第一孔,以及形成在其 中的多個(gè)在第一面和第二面之間延伸的第二孔。
IMLA緊固于殼體上,使得殼體的第一面和相鄰的IMLA限定 鄰接于所述多個(gè)第二孔的通路。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中,電連接器包括第一導(dǎo)電觸頭線性陣 列和第二導(dǎo)電觸頭線性陣列;多個(gè)可熔元件,每個(gè)所述可熔元件與 對(duì)應(yīng)的一個(gè)觸頭相連;以及具有主體的殼體。所述主體具有形成在其中的第一線性陣列的孔和第二線性陣列的孔,用于接納相應(yīng)的第 一觸頭線性陣列和第二觸頭線性陣列,以及位于第一線性陣列的孔 和第二線性陣列的孔之間的第三線性陣列的孔,用于允許氣流流通 過(guò)主體。
通過(guò)閱讀下文對(duì)具體實(shí)施方式
的描述并結(jié)合
,將有助 于上文所述的發(fā)明內(nèi)容的理解。為了更好的描述本發(fā)明,附圖示出 的是一目前優(yōu)選的實(shí)施例。然而本發(fā)明并不限于附圖中公開(kāi)的具體 手段。在附圖中-圖1是一個(gè)BGA類型的表面安裝連接器的優(yōu)選實(shí)施例的俯視圖;圖2是圖1中所示的BGA類型連接器的側(cè)視圖;圖3是圖1和圖2中所示的BGA類型連接器安裝于基板上的 側(cè)視圖;圖4是圖l一3中所示BGA類型連接器的仰視圖;圖中未顯示 連接器薄板;圖5是圖l一4中所示的BGA類型連接器的IMLA的透視圖。
具體實(shí)施方式
各附圖示出了 BGA類型連接器10的一優(yōu)選實(shí)施方式。各附圖 都采用一相同的坐標(biāo)系20。如圖3所示,連接器10可安裝于基板 11上。該連接器10包括殼體12,以及與所述殼體10機(jī)械耦接的
多個(gè)IMLA 14。每個(gè)IMLA 14包括導(dǎo)電觸頭16。每個(gè)IMLA 14還包括包覆成 型(overmod)的框架18用于接納觸頭16,使得每個(gè)IMLA 14的 觸頭16形成一個(gè)線性陣列。如圖5所示,框架8由例如塑料等合 適的電絕緣材料制成。而連接器IO又承載IMLA 14。根據(jù)所需的 觸頭密度,可應(yīng)用任何數(shù)量的IMLA 14或者導(dǎo)電觸頭16。如圖5所示,每一觸頭16具有配合部28。觸頭16例如可以 是柔性的雙柱配合觸頭,其中配合部28包括兩個(gè)接觸柱30。當(dāng)連 接器10與另一連接器或電裝置耦接時(shí),每個(gè)觸頭16的接觸柱30 能夠接納另一連接器或電裝置的互補(bǔ)接觸柱(圖中未示出)。每個(gè)觸頭16還包括鄰接配合部28的中間部32,和鄰接中間 部32的尾部34。每個(gè)IMLA 14的框架18被圍繞相應(yīng)觸頭16的中 間部32或其它適合部分成型。位于每個(gè)IMLA 14的相對(duì)端的觸頭 16每個(gè)可包括翼片38,下文將介紹其用途。作為可選的實(shí)施方式,觸頭16可采用其他結(jié)構(gòu)。例如,作為 備選方案,觸頭可以包括具有兩個(gè)彈性梁的尾部。該類型的觸頭在 2004年12月23日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)No11/022,137中進(jìn)行了描 述,上述美國(guó)專利申請(qǐng)中的每一個(gè)內(nèi)容整體結(jié)合在此作為參考。連接器10優(yōu)選地包括多個(gè)焊球40形式的可熔元件,以及薄板 41。各焊球40附著于相應(yīng)的觸頭16的尾部34。如圖4所示,焊 球40共同組成了連接器10下部的焊球網(wǎng)格陣列42。如圖2禾卩3所示,薄板41設(shè)置于焊球網(wǎng)格陣列42和IMLA 14 的框架18之間。薄板41上具有多個(gè)孔和可選的插口,每個(gè)孔對(duì)應(yīng) 于一個(gè)可選的插口。每個(gè)觸頭16的尾部34通過(guò)對(duì)應(yīng)的孔穿過(guò)薄板 41。使用時(shí),在第一回流操作中,各插口接納對(duì)應(yīng)的焊球40的一
部分。插口有利于焊球40相對(duì)于觸頭16的尾部34定位。如下文 所述,當(dāng)連接器10被安裝在基板11上時(shí),焊球40在第二冋流操 作中熔化以在連接器IO和基板U之間形成焊接連接92。結(jié)合圖2、 3中所示的參考方向,同時(shí)使用如"之上","之下", "上部","下部"等指示方向的詞語(yǔ)。這些詞語(yǔ)只作舉例說(shuō)明使用, 除非特別說(shuō)明,否則不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制。殼體12包括主體50,主體50具有上部表面,或叫配合面52, 和下部表面,或叫安裝面54。配合面52和安裝面54分別較好的 展示在了圖1和4中。主體50還包括鄰接配合面52和安裝面54 各自外側(cè)邊緣的側(cè)部56。如圖1所示,主體50上具有多個(gè)觸頭接納孔70。觸頭接納孔 70在配合面52和安裝面54之間延仲,每個(gè)觸頭接納孔70接納對(duì) 應(yīng)的一個(gè)觸頭16的配合部28。觸頭接納孔70的排列方式為與由 各IMLA 14組成的觸頭16的線性陣列相匹配。如圖l一3所示,殼體12還包括多個(gè)保持支腳60。保持支腳 60從兩相對(duì)的側(cè)部56向下延伸。每個(gè)保持支腳60內(nèi)部具有槽62。相對(duì)的每對(duì)保持支腳60保持對(duì)應(yīng)的一個(gè)IMLA 14。特別的, 每個(gè)保持支腳60中的槽62接納一個(gè)IMLA 14的最外側(cè)觸頭16上 的一個(gè)對(duì)應(yīng)翼片38。翼片38和槽62的尺寸被設(shè)置成使每個(gè)翼片 38和對(duì)應(yīng)的槽62密配合,以此將最外側(cè)觸頭16以及其余對(duì)應(yīng)的 IMLA 14固定到殼體12上。如圖2 — 4所示,相鄰的保持支腳60之間具有一定的間隔。每 個(gè)IMLA 14的框架18的寬度,或"x"方向上的尺寸,近似等于 保持支腳60的寬度,或"x"方向上的尺寸。所述的保持支腳60 的間隔使得相鄰的IMLA 14的框架18之間具有對(duì)應(yīng)的間隔。間隔
結(jié)構(gòu)在相鄰框架18之間形成了孔隙或通路72。每個(gè)通路72由相 鄰的框架68以及安裝面54的相鄰部分限定。通路72在與框架18 大致相同的方向上延伸,即通路72大致沿"y"方向延伸。如下文所述,當(dāng)焊球40熔化以在連接器10和基板11之間形 成焊接連接92時(shí),通路72可以促進(jìn)空氣流通以利于加熱焊球40。 因此,每個(gè)通路72的寬度,或者"x"方向上的尺寸應(yīng)足夠大以促 進(jìn)空氣流過(guò)。在連接器10中,每個(gè)通路72的寬度近似等于保持支 腳60和框架18的寬度的一半。應(yīng)當(dāng)注意的是,這里特殊的尺寸關(guān) 系僅用于舉例說(shuō)明。其他的尺寸關(guān)系同樣適用。例如,通道72的 寬度可以根據(jù)需要的觸頭密度增加或者減少。如圖1和4所示,主體50上形成有多個(gè)導(dǎo)熱孔88。導(dǎo)熱孔88 在配合面52和安裝面54之間延伸。如下文所述,在焊球40熔化 以在連接器10和基板11之間形成焊接連接92時(shí),導(dǎo)熱孔88可以 促進(jìn)空氣流通以利于加熱焊球40。優(yōu)選地可將一 排導(dǎo)熱孔88設(shè)置在兩排相鄰的觸頭接納孔70之 間。每個(gè)導(dǎo)熱孔88的底部與相對(duì)應(yīng)的通路72流體連通。盡管優(yōu)選 地設(shè)置有五排或者更多排的導(dǎo)熱孔88,但每排導(dǎo)熱孔88上孔的數(shù) 量可以為任意多個(gè)。導(dǎo)熱孔70優(yōu)選地為矩形,但也可以采用其他 形狀。如上文所述,當(dāng)連接器IO被安裝到基板11時(shí),焊球40在回 流操作中熔化以形成連接器IO和基板11之間的焊接連接92。特別 地,連接器IO優(yōu)選地置于基板11上,以使每個(gè)焊球與基板ll上 的導(dǎo)電觸頭墊90基本對(duì)準(zhǔn)。然后,連接器10和基板11被諸如熱 空氣等熱激介質(zhì)(thermally-excited medium)加熱。對(duì)焊球40的加熱最終使得焊球40熔化并在對(duì)應(yīng)的每對(duì)觸頭16和焊接墊90之間形成焊接連接92。焊接連接92如圖3所示。允許由焊球40得到的液態(tài)焊料在連接器IO和基板11離爐后 冷卻。 一旦冷卻,液態(tài)焊料便固化成為焊接連接92。焊接連接92 將連接器IO與基板11上的觸頭墊90機(jī)電耦接在一起。導(dǎo)熱孔88和通路72增加了對(duì)焊球40的熱傳輸速度。特別的, 如上文所述,導(dǎo)熱孔88鄰接通路72。因此,導(dǎo)熱孔88和通路72 為熱空氣流過(guò)連接器0提供了流體通道。一旦進(jìn)入通路72, 一些熱空氣可以通過(guò)在薄板41中形成的附 加孔(例如在觸頭端/焊球端的行和列之間)到達(dá)焊球40,加快了 對(duì)焊球40的熱傳輸速度。此外,在包括通路72的連接器10的結(jié) 構(gòu)中還會(huì)出現(xiàn)對(duì)流熱傳輸。例如,熱空氣可以加熱IMLA 14中的 框架18。從框架18至對(duì)應(yīng)的觸頭16和焊球40的對(duì)流熱傳輸可進(jìn) 一步加熱焊球40。因此,導(dǎo)熱孔88和通路72可以增加到焊球40的熱傳輸速度, 特別是可以增加到焊球網(wǎng)格陣列42的最內(nèi)側(cè)位置,即,位于中心 的焊球40的熱傳輸速度。因此,導(dǎo)熱孔88和通路72有助于明顯 減少和消除在回流過(guò)程中出現(xiàn)的、觸頭16的最外側(cè)溫度和最內(nèi)側(cè) 溫度不一致的情況。因此,導(dǎo)熱孔88和通路72使得不必將連接器10和電路基板 11在爐內(nèi)進(jìn)行過(guò)高溫度或者過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的加熱,仍然能夠保證內(nèi)部焊 球40得到充分的加熱。另外,導(dǎo)熱孔88和通路72能夠使焊接連 接92更均勻、完整和可靠。另外,熱氣流使得更容易將已經(jīng)焊接 到基板上的連接器移除。對(duì)于已經(jīng)焊接到基板上連接器而言,其底 部與基板的表面之間具有較小的間隙。這將使得加熱BGA圖案上 的內(nèi)部點(diǎn)處的焊接連接更加困難。本發(fā)明正是有助于解決該問(wèn)題。導(dǎo)熱孔88和通路72可以與其他技術(shù)同時(shí)使用以加熱輝球。例 如,連接器10,以及在與此有關(guān)的其他實(shí)施方式中,可以安裝到 --個(gè)帽上,有關(guān)帽的描述參見(jiàn)2003年1月10日申請(qǐng)的美國(guó)專利申 請(qǐng)(No. 10340,279),上述美國(guó)專利申請(qǐng)中的每一個(gè)內(nèi)容整體結(jié)合 在此作為參考。本發(fā)明還可通過(guò)阻塞導(dǎo)熱孔88和通路72的方法來(lái) 延遲焊球40的熔化。此外,在操作吋,導(dǎo)熱孔88和通路72促進(jìn)連接器IO周圍的 空氣循環(huán),以利于冷卻連接器IO。應(yīng)當(dāng)理解,前述的描述僅僅用于解釋的目的,并非被解釋作為 對(duì)本發(fā)明的限制。在此所使用的詞語(yǔ)是用于說(shuō)明和解釋的詞語(yǔ),而 不是用于限制的詞語(yǔ)。另外,雖然在此參考特定結(jié)構(gòu)、材料和/或 實(shí)施例描述了本發(fā)明,但是本發(fā)明不應(yīng)被限制為所公開(kāi)的實(shí)施方 式。相反,本發(fā)明應(yīng)擴(kuò)展到所有功能上等效的結(jié)構(gòu)、方法和使用, 例如在所附權(quán)力要求的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在具有本說(shuō)明 書的教導(dǎo)之后,可以對(duì)此做出各種改型,并且沒(méi)有偏離本發(fā)明的在 這方面的范圍和精神的情況下可以做出各種改變。例如,在另一可選的實(shí)施方式中,連接器IO可以不具有通道 72或者導(dǎo)熱孔88。換句話說(shuō),在可選實(shí)施方式中可以包括通路72 而不具有導(dǎo)熱孔88。其他可選實(shí)施方式可以包括導(dǎo)熱孔88而不包 括通路72。甚至,本發(fā)明的方法可應(yīng)用于插頭連接器,和插座連 接器。本發(fā)明的方法可以用于任意類型的表面安裝部件中,并不僅 限于直角連接器。
權(quán)利要求
1.一種電連接器,包括具有主體的殼體,所述主體形成有穿過(guò)其中的觸頭接納孔、以及沿著與所述觸頭接納孔大致相同方向穿過(guò)其中的導(dǎo)熱孔,所述導(dǎo)熱孔促進(jìn)空氣流通過(guò)所述主體。
2. 如權(quán)利要求1所述電連接器,還包括其上安裝有導(dǎo)電觸頭的電絕緣框架,其中兩相鄰框架之間形成與導(dǎo)熱孔流體連通的通 路。
3. 如權(quán)利要求2所述電連接器,其中,所述導(dǎo)熱孔在殼體的 配合面和安裝面之間延伸。
4. 如權(quán)利要求3所述電連接器,其中,所述通路受殼體的配 合面限定。
5. 如權(quán)利要求2所述電連接器,還包括多個(gè)從所述主體的相 對(duì)側(cè)延伸出的用于保持框架的保持支腳。
6. 如權(quán)利要求5所述電連接器,其中,框架的相對(duì)端被緊固 于所述多個(gè)緊固支腳中的相對(duì)的緊固支腳,并且,相鄰的保持支 腳之間相互間隔開(kāi)以使所述通路的末端保持為開(kāi)放狀態(tài)。
7. 如權(quán)利要求2所述電連接器,其中,導(dǎo)熱孔大致在第一方 向上延伸,并且所述通路在大致與第一方向垂直的第二方向上延 伸。
8. 如權(quán)利要求2所述電連接器,還包括附著于導(dǎo)電觸頭的可 熔元件,其中,所述導(dǎo)熱孔和通路能夠促進(jìn)熱空氣朝向可熔元件 流通。
9. 一種安裝于基板上的電連接器,包括 多個(gè)嵌件成型的引線框架組件,各個(gè)嵌件成型的引線框架組 件包括框架和安裝在框架上的多個(gè)導(dǎo)電觸頭;具有主體的殼體,所述主體包括當(dāng)連接器安裝到基板上時(shí)面 向基板的第--面,以及第二面;主體還包括多個(gè)形成在其中的、 在所述第一面和第二面之間延伸以接納觸頭的第一孔;以及多個(gè) 形成在其中的、在所述第一面和第二面之間延伸的第二孔;其中, 嵌件成型的引線框架組件被緊固于殼體上以使得所述殼體的第--面和相鄰的嵌件成型的引線框架組件形成鄰接多個(gè)第二孔的通 路。
10. 如權(quán)利要求9所述電連接器,還包括多個(gè)從所述主體的相 對(duì)側(cè)延伸出的用于保持嵌件成型的引線框架組件的保持支腳。
11. 如權(quán)利要求9所述電連接器,其中,相鄰的保持支腳相互 間隔開(kāi)以使所述通路的末端保持為開(kāi)放狀態(tài)。
12. 如權(quán)利要求9所述電連接器,其中,所述多個(gè)第二孔大致 在第一方向上延伸,并且所述通路在大致與第一方向垂直的第二 方向上延伸。
13. 如權(quán)利要求9所述電連接器,還包括多個(gè)附著于相應(yīng)觸頭上的多個(gè)焊球,以在電連接器和基板之間形成焊接連接。
14. 如權(quán)利要求13所述電連接器,其中,所述多個(gè)第二孔和 通路能夠促進(jìn)熱空氣朝向可熔元件流通。
15. —種電連接器,包括第一導(dǎo)電觸頭線性陣列和第二導(dǎo)電觸頭線性陣列; 多個(gè)可熔元件,每個(gè)所述可熔元件與對(duì)應(yīng)的一個(gè)觸頭相連;以及 具有主體的殼體,所述主體具有形成在其中的第一線性陣列 的孔和第二線性陣列的孔,用于接納相應(yīng)的第一觸頭線性陣列和 第二觸頭線性陣列,以及位于第一線性陣列的孔和第二線性陣列 的孔之間的第三線性陣列的孔,用于允許氣流流通過(guò)主體。
16. 如權(quán)利要求15所述電連接器,還包括第一嵌件成型的引線框架組件和第二嵌件成型的引線框架組件,第一嵌件成型的引 線框架組件具有第一框架和安裝在所述第一框架上的第一觸頭線 性陣列,第二嵌件成型的引線框架組件具有第二框架和安裝在所述第二框架上的第二觸頭線性陣列;其中,第一和第二框架被緊 固于所述殼體上以使得第一和第二框架以及殼體的表面限定與第 三線性陣列的孔相鄰接的通路。
17. 如權(quán)利要求16所述電連接器,其中,所述殼體包括多個(gè) 保持支腳,第一和第二框架被緊固于相對(duì)應(yīng)的保持支腳上,保持 支腳相互間隔開(kāi)使得第一和第二框架也相互間隔開(kāi)相應(yīng)的量,并 且所述通路的末端保持為開(kāi)放狀態(tài)。
18. 如權(quán)利要求15所述電連接器,其中,所述第三線性陣列 的孔在所述主體的配合面和安裝面之間延伸。
19. 如權(quán)利要求16所述電連接器,其中,所述第三線性陣列 的孔和所述通路形成允許空氣流通過(guò)電連接器的路徑。
20. 如權(quán)利要求1所述電連接器,還包括薄板,所述薄板限定 一觸頭孔和與觸頭孔相鄰的附加孔。
全文摘要
電連接器的優(yōu)選實(shí)施例包括具有主體的殼體。主體限定穿過(guò)其中的觸頭接納孔,以及沿著與所述觸頭接納孔大致相同方向穿過(guò)其中的導(dǎo)熱孔,所述導(dǎo)熱孔促進(jìn)空氣流通過(guò)所述主體。
文檔編號(hào)H05K1/00GK101112133SQ200580047451
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月31日
發(fā)明者S·米尼克 申請(qǐng)人:Fci公司