专利名称：具有适应性端接引线的电气接触件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种插座，该插座具有为两个导电构件之间提供电连接的接触件，其中这些接触件是焊接在所述导电构件之一上的。
背景技术：
接触件容纳在座体中并与导电构件相连接的一种应用是在电子插座中，这种电子插座通常用于连接处理器和电路板。典型的插座包括一个具有空腔阵列的主体，这些空腔用于承载接触件。一种类型的插座是针栅阵列(PGA)插座，这种插座具有这样的接触件各自具有一个柔性的平面体，在其一端连接有一个焊料球，而在另一端连接有半圆形的环。焊料球伸出插座空腔之外并低于插座的底面，并且焊接在电路板上的电气走线上。所述环位于接近主体顶面的位置，并且低于主体的顶面，容纳并接合从处理器伸出的管脚，以便将处理器与电路板电连接。
另一种类型的插座是焊盘栅阵列(LGA)插座，这种插座容纳着接触件，这些接触件各自具有一个柔性的主体，在其一端形成有接触梁，而在另一端有焊料球。这些接触梁向上延伸超出插座空腔的顶面，同时焊料球向下延伸超出插座的底面。焊料球将接触件与电路板上的电气走线连接起来。在处理器底部上具有若干的接触垫，这些接触垫位于插座上，与接触梁相接合。处理器垂直地向下压接触梁，以便将处理器的接触垫与电路板电连接。
传统插座的接触件具有若干的缺点。接触件、插座和电路板大小不同并且由不同的材料制成，因此具有不同的热膨胀系数。当材料受热和冷却时，热膨胀系数决定该材料的膨胀和收缩量。因此，随着周围环境温度的变化，比如当接通电子设备开始暖机的时候，接触件、插座和电路板将会以不同的速度膨胀和收缩。
还有，在组装过程中，一旦将插座放在了电路板上，但在插入处理器之前，必须要使焊料球充分地熔化，以将每个接触件与电路板上相应的走线焊接起来。这是通过回流焊接处理来实现的，在回流焊接处理期间，使插座和电路板穿过一个加热室，并且将它们加热到较高的温度。一旦完成了回流焊接，焊料球就直接形成到了接触件的主体上，而接触件牢固地保持在插座的空腔中。焊料球将接触件与电路板上的走线牢固地结合在一起。这样，当电路板、接触件和插座以不同的速度膨胀时，接触件与电路板之间的焊接点将会受到应力作用。当这些应力很大时，焊接点将会断裂。
使用带有大型接触件阵列的大型插座，热膨胀系数不匹配的影响被放大。插座在所有的方向上均匀地膨胀和收缩。这样，靠近插座中心的空腔向侧面的运动或平移要小于靠近插座的外周的空腔。而且，对于具有贯穿中央的开口的插座来说，在插座的每一边的中央部分的空腔的移动或平移要小于靠近每边的端部或拐角处的空腔。因此，虽然热膨胀系数的不同对靠近大插座的中央的焊接点仅会造成轻微的影响，但是热膨胀系数的不同会对靠近端部、拐角处的焊接点造成很大的影响。因此，最大的应力出现在靠近插座的外周且靠近拐角的焊接点。无法适应接触件、插座和电路板之间的热膨胀系数的差异，会限制大型插座的应用。
于是，需要一种能够克服上面指出的问题的插座和接触件。
发明内容
本发明是一种电子插座，该插座包括一个容纳接触件的座体。每一个接触件包括一个主梁，该主梁沿着纵轴延伸并且与相对的端壁相连接。多个端接引线从主梁的相反两侧侧向伸出，每个端接引线具有一个外端，该外端构成为能够与第一导电构件焊接的形状。至少一个接触梁，所述至少一个接触梁从每一个端壁向另一个端壁延伸，并且每个接触梁具有一个接触拱，该接触拱设置为用于与第二导电构件相接触。
现在将通过实例参照附图对本发明进行介绍，其中附图1是按照本发明的一个实施例形成的接触件的侧视立体图；附图2是附图1的接触件的顶视立体图；附图3是按照本发明的一个实施例的包含多个接触件的插座的立体图；附图4是附图3中的插座的局部的放大图，其中从座体中的空腔内取出了接触件；和附图5是按照本发明的另一个实施例形成的接触件。
具体实施例方式
附图1表示按照本发明的一个实施例形成的接触件10的立体图。接触件10包括位于其相对两端的矩形端壁14，通常是由诸如铜合金之类的导电材料制成的。这两个端壁14各自包括由间隙22分开的腿18。这两个端壁14具有位于相反的外表面30上的圆形保持倒钩26。每个端壁14具有至少一个弹性的接触梁34，这些接触梁从端壁14的顶部边缘38伸出。接触梁34从每个端壁处弯折成朝向相对的端壁14延伸。如附图1所示，接触梁34是沿着接触件10的纵轴78相互平行地定向的。每个接触梁34在与端壁一起形成的一个端部具有一个肘弯46，并且在另一端上具有一个接触拱42。每个接触梁34可以围绕着肘弯46在箭头A和B所示的方向上弯曲。从相对的两个端壁14伸出的接触梁34是彼此交叉的，从而从一个端壁伸出的接触梁34位于从另一个端壁14伸出接触梁34之间，反之亦然。
根据需要，接触件10可以仅包括单独一个接触梁34和单独一个端壁14。另外，可以在端壁14上形成多于两个的接触梁34。另外，也可以使用不对等数量的接触梁(例如，一个端壁14上有一个接触梁34，而相对的端壁14上有两个或三个接触梁34)。每个端壁14具有一个从底端52伸出的曲臂50，该曲臂50位于腿18之间。曲臂50形成有薄的主梁54。主梁54平行于纵轴78在端壁14之间延伸。主梁54包括在其中央开出的槽56，在槽56的相对两侧上形成了薄的侧壁60。主梁54包括沿着横轴82垂直地从主梁54的相反两侧伸出的中央端接引线58和59。中央端接引线58和59具有形成为焊盘状的外端62，这些外端用于携带焊料球66(在附图1中只示出了一个)。在主梁54的相反两端接近端壁14的地方设置有端部端接引线70和71。端部端接引线70和71从主梁54上与纵轴成一个锐角(比如大致45度角)朝向最接近的端壁14侧向伸出。端部端接引线70和71也具有形成为焊盘形状的外端62，用于携带焊料球66(附图2)。这样，接触件10带有数个焊料球66，用于与印刷电路板74上相应的焊盘或走线(未示出回流焊接)形成焊接连接。中央端接引线58和59以及端部端接引线70和71将这些焊料球66保持为远离主梁54和端壁14。
附图2从不同的方向进一步展示了附图1的接触件10，以更好地表示出接触梁34的相对定位关系。如附图2所示，每个接触梁34是锥形的，它具有接近肘弯46的宽的底部和接近接触拱42的窄的端部。这些接触梁34是以朝向相反的方向的接触对35和37的形式排列的。
附图3表示电子插座80的立体图，该电子插座80具有一个贯穿其中央的开口82。该插座80包括一个座体84，该主体84是由边缘部分86组成的。每个边缘部分86包括至少一行空腔88，这些空腔88并排排列并且将它们定向为朝向接近插座80的中央的开口80延伸。每个空腔88容纳一个相应的接触件10。
附图4表示插座80的局部放大，以更好地表现空腔88和已经安装到空腔88中的接触件10。每个空腔88定向成垂直于插座80的边缘90。空腔88包括侧壁92，该侧壁上具有在其上切出的凹口94。凹口94成对地设置并且彼此面对着对齐。凹口94定位在接近空腔88的相反两端96和98的位置上。这些凹口94构成为能够容纳沿着接触件10的端壁14的相反外表面30形成的保持倒钩26(附图1)的形状。保持倒钩26稳固地与凹口94的壁啮合，以将接触件10保持在空腔88中。
一旦将接触件10插入到了这些空腔中，就可以将插座80安放在一个电路板上并且将焊料球66(附图2)焊接到电路板上的电气走线中了。然后将一个处理器(未示出)安放到插座80上，从而处理器上的接触垫就会与接触拱42对齐并接合。
再回到附图1，处理器对接触拱42沿着箭头A所示方向所造成的压力使得接触梁34围绕着肘弯46弯曲。这样，由于电信号从接触拱42沿着接触梁34到达端壁14，并且通过主梁54、中央和端部端接引线58、59、70和71以及焊料球66，从而处理器与电路板构成了间接的电连接。
因为插座80和电路板是由诸如塑料这样的绝缘材料制成的，并且接触件10是由诸如铜之类的导电材料制成的，因此插座80和电路板以及接触件10具有不同的热膨胀系数。随着环境温度的变化，接触件10、插座80以及电路板以不同的速度膨胀或收缩，并且膨胀或收缩的量互不相同。这样，接触件10将会沿着纵轴和横轴78和82(附图1)相对于电路板发生位移。
参照附图2，中央端接引线58和59起到悬臂梁的作用，随着接触件10与电路板之间在沿着纵轴78的任一个方向上的运动或平移，它可以在箭头D所示的方向上发生弯曲。槽56使得侧壁60能够在箭头G所示的方向上发生弓形形变或伸缩。这样，就使得中央端接引线58和59能够随着侧壁60的弓形形变，在箭头G所示的方向上沿着它们的长度方向发生形变或平移，从而使得电路板与中央端接引线58和59的外端62之间能够发生横向或侧向的移动或平移。因此，当接触件10、插座80和电路板沿着纵轴78和/或横轴82膨胀或收缩不同的量时，对外端62处的焊接接点施加的张力变小了。端部端接引线70和71也起到悬臂梁的作用，随着接触件10与电路板之间的纵向或横向移动或平移，它会在箭头E和F所示的方向上弯曲。端部端接引线70和71的方向为与主梁52成锐角，因此允许接触件10与电路板之间沿着纵轴78发生移动，同样也允许沿着横轴82发生移动。
根据需要，可以将中央端接引线58和59修改为与主梁54成一个锐角向外伸出，同时可以保留或去掉槽56。另外，可以将端部端接引线70和71的方向设定为与主梁54成直角，同时在主梁54中设置一个槽(类似于槽56)，以允许在端部端接引线70和71处发生横向移动或平移。
根据需要，可以以另外的角度或其它的组合方式(例如，少于6个引线或多余6个引线)来形成中央和端部端接引线58、59、70和71。另外，也可以设置奇数个端接引线。另外，可以沿着主梁54的长度将端接引线设置在不同的位置上。
附图5表示按照另一种实施方式形成的接触件110。该接触件110包括通过主梁154连接的端壁114。端壁114还包括接触梁134，这些接触梁134从端壁114的顶端138伸出，并且朝向对方弯折，并且相互偏移，以交叉的方式重叠。每个接触梁134包括一个接触拱142，位于接近其外端的地方。主梁154包括从主梁154的相反两侧沿侧向伸出的端接引线158和159。端接引线158和159位于主梁154长度的中间位置上，并且彼此稍稍偏离开来，并平行于接触件110的纵轴178朝向相反的方向弯折成L形。端接引线170和171也设置在主梁154的相反两端上，并且它们从主梁154的相反两侧侧向向外伸出。端接引线170和171弯折成L形并且它们的方向为朝向端壁114。
在附图5的实施例中，端接引线158、159、170和171都形成为L形，L形的底部部分与主梁154的侧面相连接。端接引线158、159、170和171的L形的外端部分包括圆形的外端162，这些外端162以与上文中结合附图1中的接触件所介绍的方式相同的方式构成为保持焊料球(未示出)的形状。通过将各个端接引线158、159、170和171形成为L形，它们能够在两个方向上弯曲(即，由箭头H和I表示的横向和纵向)，以允许电路板(未示出)与接触件110之间在纵轴178和横轴182的方向上发生移动。
应当理解，除了电路板、插座和处理器外，接触件10和110还可以用于很多其它的导电构件。
权利要求
1.一种电子插座，包括一个容纳接触件的座体，其特征在于每一个接触件包括一个主梁，该主梁沿着纵轴延伸并且与相对的端壁相连接；多个端接引线，这些端接引线从主梁的相反两侧沿侧向伸出，每个端接引线的外端能够与第一导电构件焊接；至少一个接触梁，所述至少一个接触梁从每一个端壁向另一个端壁延伸，并且每个接触梁具有用于与第二导电构件相接触的接触拱。
2.按照权利要求1所述的电子插座，其中，端接引线中的至少一个垂直于所述主梁伸出。
3.按照权利要求1所述的电子插座，其中，端接引线中的至少一个与所述主梁成锐角伸出。
4.按照权利要求1所述的电子插座，其中，端接引线中的至少一个是L形的。
5.按照权利要求1所述的电子插座，其中，所述主梁中有槽，在该槽的相对两侧形成了侧壁，一个所述端接引线从每一个侧壁伸出。
6.按照权利要求1所述的电子插座，其中，多个所述接触梁从端壁中的每一个朝向端壁中的另一个延伸，并且相互交错。
全文摘要
一种电子插座，包括容纳接触件的座体。每一个接触件包括主梁(54)，所述主梁沿着纵轴延伸并且与相对的端壁(14)相连接；多个端接引线(58，59，70，71)，这些端接引线从主梁的相反两侧沿侧向伸出，每个端接引线具有能够与第一导电构件焊接的外端(62)。至少一个接触梁(34)从每一个端壁向另一个端壁延伸，并且每个接触梁具有一个接触拱(42)，该接触拱设置用于与第二导电构件相接触。
文档编号H01R13/24GK1577997SQ20041005449
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月22日 优先权日2003年7月22日
发明者约翰·B·布朗第三, 马修·R·麦卡洛尼斯, 贾斯廷·S·麦克莱伦, 戴维·C·马丁, 阿塔利·S·泰勒, 特洛伊·E·康纳 申请人:蒂科电子公司