专利名称：柔性内接触端子的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种集成电路插座连接器的柔性内接触端子，特别是一种用于实现集成电路封装与印刷电路板之间传输讯号的片形格状数组(LGA)封装插座连接器的柔性内接触端子。
通常，接脚以片形格状数组排设的集成电路芯片封装被称为LGA封装。LGA封装具有相对较低的高度，以节省电子装置内的空间。
供LGA封装与PCB之间实现可拆卸性连接的连接器为LGA插座连接器。LGA插座连接器通常包括一个位于LGA封装与PCB之间的扁平状绝缘本体。该绝缘本体具有对应于LGA封装引脚位置而设置导电端子于其内的通孔数组。每一导电端子具有一对从初始位置相对延伸而相隔一定距离的自由端，该两自由端凸出于插座连接器本体的外表面外，以分别与LGA封装底面及PCB顶面的相应接触垫接触。当LGA封装夹置在插座连接器与PCB之间时，该端子的两自由端被压缩而相互接触，借此缩短讯号传输的路径。通常，此压力可以由被扣紧以夹置LGA封装、插座连接器及PCB于其间的压板来提供。即使该端子的两自由端接触失败，讯号仍然能够沿着相对较长的路径而通过端子传输。该种端子被称为内接触端子。
现有技术中揭示有多种用于LGA封装插座连接器的内接触端子。如美国专利第4,262,986、4,268,102及5,092,783号所揭示的结构,这些现有内接触端子所面临的一个问题为端子的两自由端之一为一扁平且不易弯曲的部分。因此，建立两自由端表面的接触所需的压力需要很大，以至在使控制该压力在特定范围内变得非常困难，而该种高压力通常对连接器的性能有着不利影响，因此，需要一种只需较小压力即可工作的柔性内接触端子。
美国专利第4,354,729、4,511,197及4,969,826号则揭示了一种具有通过边缘相互接触的自由端的内接触端子。但随着该种端子日益小型化及端子厚度的降低，要使该端子的两自由端的边缘顺利配合会变得越来越困难。因而，需要一种具有通过其主表面相互接触的自由端的内接触端子以保证可靠的内接触性能。
另外，现有LGA封装插座连接器并未能解决关于热膨胀影响的问题，即在端子被焊接到印刷电路板上相应的焊接垫后的冷却过程中，因插座连接器本体与印刷电路板之间热膨胀系数不同，在端子与印刷电路板之间的焊缝中将产生应力，此应力可能会使焊接失败。尤其是当环境温度有较大变化时，在焊缝中将产生更大的应力。因此，需要改进现有LGA封装插座连接器以克服上述缺点。
本发明的主要目的在于提供一种用于LGA封装插座连接器的柔性内接触端子，其具有在负载情形下可发生偏移，且仅用小压力即可使之相互接触的自由端。
本发明的另一目的在于提供一种用于LGA封装插座连接器的柔性内接触端子，其具有可通过主表面相互结合以确保二者间可靠接触的自由端。
本发明的再一目的在于提供一种LGA封装插座连接器，其可使端子以间隙配合收容在其中，以减轻因插座连接器本体与供其焊接的印刷电路板之间热膨胀系数不同而引起的应力。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的该LGA封装插座连接器的柔性内接触端子由其位于其相对两端的第一及第二弹性臂与设于第一、第二弹性臂之间以焊接于印刷电路板上焊接垫上的焊接部组成。第一弹性臂具有一弯曲结合部，用于与LGA封装的接触垫接触该第一弹性臂具有一第一自由端，其具有朝下设置的倾斜面，而第二弹性臂具有第二自由端，其具有朝上设置并与第一弹性臂上朝下的倾斜面相对的倾斜面。
随着第一弹性臂向下偏转与第二弹性臂结合，第二弹性臂相应向下弯曲，借此在第一及第二弹性臂各自朝下及朝上的倾斜面之间沿倾斜面正切线方向及在第一弹性臂的弯曲结合部与LGA封装的接触垫之间沿水平方向产生磨擦，借此大大减小在第一及第二弹性臂相互接触过程中的压力，并在LGA封装与印刷电路板之间建立较短的导电路径。
为了减小因LGA封装插座连接器的绝缘本体与印刷电路板在环境温度变化较大时热膨胀系数不同而产生的应力，在端子焊接部分设置一对翼形部，以使端子可呈间隙配合地收容在LGA封装插座连接器绝缘本体的开口向上的凹槽中。
与现有技术相比较，本发明的优点在于柔性内接触端子的第一及第二弹性臂均可偏转在负载情形下可发生偏移，而使二自由端相互接触，从而显著减少端子接触面之间的压力；另，端子体的翼形部是以间隙配合方式收容在插座连接器本体的狭槽中，而可消除现有技术中的热膨胀问题；此外，第一及第二自由端通过相应于制成端子的金属板相对两表面的主表面相互接触，从而确保了该两自由端之间的可靠连接。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
图1是本发明第一较佳实施例的立体视图。
图2是图1所示的柔性内接触端子组装在LGA封装插座连接器内，并连接LGA封装与印刷电路板时处在初始位置的局部剖视图。
图3与图2类似，是图1所示的柔性内接触端子组装在LGA封装插座连接器内，并连接LGA封装与印刷电路板时处在偏转位置的局部剖视图。
图4是图2所示LGA封装插座连接器本体的部分俯视图，其仅显示了一端子孔。
图5是本发明第二较佳实施例的立体视图。
图6是图5所示的柔性内接触端子组装在LGA封装插座连接器内，并连接LGA封装与印刷电路板时处在偏转位置时的局部视图。
图7是本发明第三较佳实施例的立体视图。
请参阅图1至图3，其揭示了本发明第一较佳实施例的LGA封装插座连接器4的柔性内接触端子1。该端子1由金属板制成，形成具有与金属板两相对表面对应的主表面11及12的端子体。该端子1包括位于端子相对两端的第一及第二弹性臂13、14，从第一弹性臂13延伸出的弯曲部15，及连接弯曲部15与第二弹性臂14的倒U形焊接部16，该焊接部16在其水平部164两侧形成一对翼形部162。第一弹性臂13具有一弯曲结合部132及一第一自由端134，该第一自由端134具有一属于第一主表面11的朝下的倾斜面136，第二弹性臂14包含一第二自由端144，该第二自由端144具有一属于第二主表面12的朝上的倾斜面146。第一及第二自由端134与144各自向对方延伸，且二倾斜面136、146彼此相对，且该朝下的倾斜面136的斜度比朝上的倾斜面146大。
端子1收容在LGA封装插座连接器4的本体40的端子孔42中，其第一弹性臂的弯曲结合部132凸出在本体40的上表面46，以与LGA封装5的接触垫50结合。一焊锡球17附着在端子1的焊接部16上，其可使焊接部16与印刷电路板6的焊接垫60焊接，以实现LGA封装插座连接器4与印刷电路板6的连接。
在LGA封装插座连接器4与印刷电路板6之间焊接操作后的冷却过程中，由在本体40与印刷电路板6之间热膨胀系数不同而引起的应力会存在于由熔化的焊锡球17凝固而形成的焊缝中，其将引起焊缝的疲劳失效(破坏)。为了减小应力，在端子孔42相对两侧壁上开设一对开口向上并与端子孔42相通的狭槽44(参照图4)。该狭槽44可收容端子1的翼形部162于其中，该狭槽44与该翼形部162间为间隙配合，并使翼形部162的底面置在槽44的内底面上。狭槽44使端子1与本体40之间可以有相对移动，因此，本体40可以更容易地膨胀与收缩，而不会在端子1与印刷电路板6之间的焊缝中产生过高的应力，从此确保了二者之间可靠的电性连接。
为了使端子1在端子孔42中准确定位，需要用一种定位器将端子1置在端子孔42中。一旦焊锡球17被焊接在印刷电路板6的焊接垫60上，此定位器即可取走废弃或重复利用。
如图3所示，当LGA封装5向下压而与LGA封装插座连接器4结合时，其接触垫50与弯曲结合部132接触，端子的第一弹性臂13被压缩，并与第二弹性臂14接触，柔性的第二弹性臂14因此而可相应地向下弯曲，从而减少第一及第二弹性臂13、14之间接触的压力。LGA封装5与印刷电路板6借此被LGA封装插座连接器4连接，在弯曲结合部132与第二弹性臂14之间较短的导电路径也建立起来。在第一及第二弹性臂13、14的接触过程中，第一弹性臂的朝下倾斜面136与第二弹性臂14的朝上倾斜面146之间沿倾斜面136及146的正切线方向A向产生磨擦，在端子1的弯曲结合部132与LGA封装5的接触垫50之间也存在沿水平方向B向的磨擦作用，这些磨擦可以去除各接触面上的污物，确保二者之间可靠的电性连接。与采用一类似的第一弹性臂13与一扁平且不能弯曲的部分结合的现有设计相比，这种设计能显著降低接触面之间的压力。
图5及图6所示是本发明第二较佳实施例的LGA封装插座连接器4′的柔性内接触端子2，该端子2具有与图1的端子1类似的结构，包括第一及第二弹性臂23及24、弯曲部25、焊接部26，第一弹性臂23具有一第一自由端234，该第一自由端234具有一属于端子体第一主表面21的朝下的倾斜面236，第二弹性臂24包含一第二自由端244，该第二自由端244具有一属于端子体第二主表面22的朝上的倾斜面246，焊接部26具有一对翼形部262及一位于焊接部底部的凹陷266，该凹陷266用以部分地容纳焊锡球27，以保持其初始形状。
端子2被定位器而容置在LGA封装插座连接器4′的本体40′的端子孔42′中，其第一弹性臂23的弯曲结合部232凸出在本体40′上表面46′的上，以与LGA封装5的接触垫50接触。为了减小应力，端子2的焊接部26的翼形部262借间隙配合收容在端子孔42′相对两侧壁上的狭槽44′中。LGA封装插座连接器4′通过焊锡球27与印刷电路板6连接。
如图6所示，当LGA封装5向下压以与LGA封装插座连接器4′结合时，端子2的第一弹性臂23被压缩，与第二弹性臂24接触，柔性的第二弹性臂24因此而相应向下弯曲，从而减少了接触面间的压力。LGA封装5与印刷电路板6借此被LGA封装插座连接器4′连接，在弯曲结合部232与第二弹性臂24之间较短的导电路径也建立起来。在第一及第二弹性臂23、24的接触过程中，第一弹性臂23的朝下的倾斜面236与第二弹性臂24的朝上的倾斜面246之间沿倾斜面236及246的正切线方向A向产生磨擦，在端子2的弯曲结合部232与LGA封装5的接触垫50之间也存在沿水平方向B向的磨擦，以确保二者之间可靠的电性连接。这种磨擦能显著降低接触面之间的压力。
图7是本发明第三较佳实施例的LGA封装插座连接器(未图示)的柔性内接触端子3。LGA封装压入时，第一及第二弹性臂33及34相互接触，从而在属于端子体第一主表面31的第一自由端的朝下倾斜面336与属于端子体第二主表面32的第二自由端344的朝上倾斜面346之间产生磨擦。另外，第二自由端344具有相对于端子体更大的尺寸，以更进一步确保朝下及朝上倾斜面336及346之间的可靠接触。端子3的焊接部36具有一通孔366，以容纳一焊锡球(未图示)。一对翼形部352位于端子3的弯曲部35两侧，而不是位于焊接部36。
如上所述，本发明可以显著减少端子接触面之间的压力，原因在于其第一及第二弹性臂均可偏转，热膨胀系数问题也通过在端子体上设置可借间隙配合收容在插座连接器本体的狭槽中的翼形部而得以解决。另，第一及第二自由端通过相应于制成端子的金属板相对两表面的主表面相互接触，从而确保了该两自由端之间的可靠连接。
权利要求
1.一种柔性内接触端子，用于组装在集成电路插座连接器内而电性连接集成电路封装与印刷电路板，其特征在于其包括位于其相对两端的第一、第二弹性臂及位于第一及第二弹性臂之间以焊接至印刷电路板上的焊接部，该第一弹性臂具有一用于与集成电路封装的接触垫结合的弯曲结合部，及第一自由端，且该第一自由端具有一朝下的倾斜面，而第二弹性臂具有第二自由端，该第二自由端具有一朝上而与第一弹性臂的朝下倾斜面相对的倾斜面，当第一弹性臂受压而与第二弹性臂结合时，第二弹性臂相应地向下弯曲，第一及第二弹性臂各自的向下及向上倾斜面相互接触。
2.根据权利要求1所述的柔性内接触端子，其特征在于第一及第二弹性臂的朝下及朝上的倾斜面相互接触时，在该两表面之间沿其正切线方向产生磨擦作用。
3.根据权利要求1所述的柔性内接触端子，其特征在于其第一及第二弹性臂的朝下及朝上的倾斜面间发生磨擦的过程中，第一弹性臂的弯曲结合部与集成电路封装的接触垫之间也产生磨擦作用。
4.根据权利要求1所述的柔性内接触端子，其特征在于第一及第二弹性臂各自的朝下及朝上的倾斜面为对应于制成端子的金属板的相对两表面。
5.根据权利要求1所述的柔性内接触端子，其特征在于焊接部两侧形成一对翼形部，且该焊接部可以间隙配合收容在集成电路的插座连接器本体中。
6.根据权利要求1所述的柔性内接触端子，其特征在于焊接部具有一用于部分容纳焊锡球的凹陷。
7.根据权利要求1所述的柔性内接触端子，其特征在于第二弹性臂的第二自由端尺寸相对端子其它部分较大。
8.一种柔性内接触端子，用于组装在集成电路插座连接器内而电性连接集成电路封装与印刷电路板，其特征在于其包括位于其相对两端的第一、第二弹性臂及位于第一及第二弹性臂之间以焊接至印刷电路板上的焊接部，该第一弹性臂具有一用于与集成电路封装的接触垫结合的弯曲结合部，及第一自由端，且该第一自由端具有一朝下的倾斜面，而第二弹性臂具有第二自由端，该第二自由端具有一朝上而与第一弹性臂的朝下倾斜面相对的倾斜面，当第一弹性臂向下偏转与第二弹性臂结合时，第二弹性臂相应地向下弯曲，而在第一及第二弹性臂各自的朝下及朝上的倾斜面之间沿此二表面的正切线方向产生磨擦作用，在第一弹性臂的弯曲结合部和集成电路封装的接触垫之间也产生磨擦作用。
9.一种用于连接集成电路封装与印刷电路板的插座连接器，包括绝缘本体及若干个柔性内接触端子，该绝缘本体具有若干个端子孔，每个端子孔相对两侧壁均有一对开口向上的狭槽，而端子各收容在绝缘本体上相应的端子孔中，其特征在于每个端子包括位于其相对两端的第一、第二弹性臂及位于第一及第二弹性臂之间以焊接至印刷电路板上的焊接部，该第一弹性臂具有一用于与集成电路封装的接触垫结合的弯曲结合部，及第一自由端，且该第一自由端具有一朝下的倾斜面，而第二弹性臂具有第二自由端，该第二自由端具有一朝上而与第一弹性臂的朝下倾斜面相对的倾斜面，另，该焊接部附近设有一对翼形部，其呈间隙配合地收容在绝缘本体相对应的狭槽中。
10.根据权利要求9所述的插座连接器，其特征在于翼形部分别位于焊接部相对两侧。
11.根据权利要求9所述的插座连接器，其特征在于其进一步包括连接第一弹性臂与焊接部的弯曲部，而翼形部设置在此弯曲部的相对两侧。
12.一种装配方法，用于装配一印刷电路板、一集成电路块及一至少具有一导电端子的集成电路插座连接器，其中端子由具有相对的第一及第二主表面的金属板冲压而成，其特征在于此方法包括以下步骤将集成电路插座连接器设置在印刷电路板的可使端子第一部分与印刷电路板电性连接的位置；将集成电路块置于集成电路插座连接器的可使集成电路块与端子的第二部分电性连接的位置；将集成电路块压入集成电路插座连接器中，使端子的第三部分与端子的第四部分通过第三部分的属于第一主表面的第三倾斜面以及第四部分的属于第二主表面的第四倾斜面相连接，而使信号从集成电路块通过第三及第四部分传至印刷电路板；在压入过程中，端子的第三及第四部分之间沿端子第三及第四倾斜面的正切线方向有摩擦作用产生。
13.根据权利要求12所述的装配方法，其特征在于在装配过程中，端子的第二部分与集成电路块的接触垫之间在水平方向上有摩擦作用。
14.根据权利要求12所述的装配方法，其特征在于端子的第一部分是将端子焊接于印刷电路板而设的焊接部。
15.根据权利要求12所述的装配方法，其特征在于端子的第二部分是一凸出集成电路插座连接器上表面的弯曲结合部。
16.根据权利要求12所述的装配方法，其特征在于端子的第三部分是一第一自由端，端子的第四部分是一面向第一自由端的第二自由端。
全文摘要
一种柔性内接触端子,用于连接片形格状数组(LGA)封装与印刷电路板(PCB),包括位于其相对两端的第一、第二弹性臂及位于第一及第二弹性臂之间以焊接至PCB上的焊接部。第一及第二弹性臂具有第一及第二自由端,这些自由端分别具有朝下及朝上的倾斜面以相互靠接,借此在LGA封装与PCB之间建立较短的导电路径。LGA封装抵接在第一延伸臂上而使之向下偏转并与第二延伸臂结合,而使第二延伸臂相应地向下弯曲。
文档编号H01R13/24GK1357944SQ0013561
公开日2002年7月10日 申请日期2000年12月11日 优先权日2000年7月26日
发明者威廉·比尔·威克豪 申请人:富士康(昆山)电脑接插件有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司