一种用于电路板的球栅矩阵芯片卡座及开发板的制作方法

本实用新型涉及芯片封装技术领域，具体涉及一种用于电路板的球栅矩阵芯片卡座及开发板。

背景技术：

随着电子技术的飞速发展，集成电路芯片的特征尺寸逐渐减小，复杂程度增加，使得大量电子产品逐渐向多功能、高性能、小型化、轻型化的方向发展。为适应这一发展趋势，高密度封装技术，例如球栅矩阵(BGA)封装，逐渐得到越来越广泛的应用。

高度集成的球栅矩阵芯片通常采用矩阵式排列的引脚，引脚数量众多且引脚间距很小，这导致在将球栅矩阵芯片焊接于印刷电路板(PCB)上时，需要6层板或8层板以上才能满足引脚走线的要求，且矩阵排列的引脚焊接难度较大，成功率较低。此外，若需要拆除或更换已安装好的球栅矩阵芯片，通常采用对芯片区域进行均匀加热的方法，使球栅矩阵芯片与PCB之间的焊锡融化，从而使二者分离以实现球栅矩阵芯片的拆装更换。再次加热以融化焊锡的过程易损伤已成型的PCB板和芯片周围的元器件，同时，残留的焊锡也会影响二次焊接的效果。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于电路板的球栅矩阵芯片卡座及开发板。目的在于，降低将球栅矩阵芯片焊接于电路板上的焊接难度，简化电路板结构。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种用于电路板的球栅矩阵芯片卡座，包括本体和设置于所述本体上的多个导电部件；

所述导电部件包括第一端、和用于与所述电路板配合相连的第二端，多个所述第一端用于与所述球栅矩阵芯片上的多个锡球一一对应连接；

相邻所述第二端之间距离的平均值大于相邻所述第一端之间距离的平均值；和/或，多个所述第二端的排列方式不同于与其分别属于同一所述导电部件的多个所述第一端的排列方式。

优选地，所述第一端和所述第二端之间连接设置有连接段，多个所述连接段由所述第一端向所述第二端呈发散状排列设置，以使相邻所述第二端之间的距离均大于与所述第二端分别属于同一所述导电部件的所述第一端之间的距离。

优选地，所述本体包括相对设置的第一表面和第二表面；

所述第一端突出于所述第一表面设置，形成插针结构，各所述插针结构的自由端与所述第一表面之间的距离均相等；

所述第二端突出于所述第二表面设置，形成引脚结构，各所述引脚结构的自由端与所述第二表面之间的距离均相等。

优选地，所述本体为台体结构，包括平行相对设置的第一表面和第二表面、以及连接于所述第一表面和所述第二表面之间的侧面，所述第一表面的面积小于所述第二表面的面积。

优选地，沿所述第一表面的边缘设置有固定挡板，所述固定挡板与所述第一表面包围形成能够容纳所述球栅矩阵芯片的腔体；所述固定挡板上设置有用于固定所述球栅矩阵芯片、并使多个所述锡球能够与多个所述第一端一一对应连接的固定装置。

优选地，所述固定装置包括至少一条与所述固定挡板转动相连的条状结构，所述条状结构的一端能够转动至所述腔体上方、并对设置于所述腔体内的所述球栅矩阵芯片施加指向所述第一表面方向的作用力。

优选地，所述插针结构能够发生弹性变形。

优选地，所述插针结构包括能够与所述锡球相抵接配合的倾斜面，所述倾斜面与所述第一表面成预设角度设置，所述预设角度为锐角或钝角；

当所述锡球对所述倾斜面施加指向所述第一表面方向的作用力时，所述插针结构能够在所述倾斜面的导向作用下发生可回复的倾斜。

优选地，所述插针结构由弹性导电金属材料制成。

优选地，所述导电部件上连接设置有用于与外部元件相连接的外接引线。

一种开发板，包括球栅矩阵芯片、电路板和所述的用于电路板的球栅矩阵芯片卡座。

本实用新型的有益效果为：

1、所述卡座包括导电部件，所述导电部件的第一端用于与球栅矩阵芯片上的锡球一一对应连接，第二端用于与电路板配合连接。所述卡座通过增大相邻所述第二端距离的平均值，和/或改变所述第二端的排列方式，可以降低将球栅矩阵芯片焊接至电路板上的难度，简化电路板结构，解决由于球栅矩阵芯片上锡球排列过密带来的难以焊接、布线的问题，使球栅矩阵芯片的安装过程更加简单、容易、高效。

2、所述第一表面的边缘处设置有固定挡板，所述固定挡板上设置有用于固定球栅矩阵芯片的固定装置。所述固定挡板及所述固定装置能够共同对球栅矩阵芯片起到限制固定作用，并使多个所述锡球与多个所述第一端一一对应连接，球栅矩阵芯片无需焊接即可通过所述卡座与电路板进行良好的电连接，满足芯片安装要求，且可实现多次拆装，操作方便，前次拆卸不会产生残留焊锡，进而不影响后次安装效果。

3、必要时，所述导电部件上可以设置外接引线，对于用于与外设电路相连接的球栅矩阵芯片锡球，可以通过该外接引线单独引出，而不必再经过电路板进行布线设计，有利于进一步简化电路板的结构、优化电路板布线方式。

附图说明

图1是本实用新型所述的用于电路板的球栅矩阵芯片卡座的结构示意图(包括局部剖视结构)；

图2是本实用新型所述的卡座与球栅矩阵芯片相配合的结构示意图；

图3是在所述条状结构打开的状态下，本实用新型所述的卡座与球栅矩阵芯片、及电路板相配合的结构示意图；

图4是本实用新型所述的卡座与球栅矩阵芯片、及电路板相配合连接固定后的整体结构示意图；

图5是本实用新型所述的卡座(包括外接引线)的结构示意图。

图中：1、本体；11、第一表面；12、第二表面；13、固定挡板；14、条状结构；2、导电部件；21、连接段；22、插针结构；221、倾斜面；23、引脚结构；3、电路板；4、锡球；5、外接引线；6、球栅矩阵芯片。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图以及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。

通常地，球栅矩阵芯片6的引脚锡球4数量众多且各引脚锡球4之间的间距很小，将球栅矩阵芯片6焊接安装至电路板3上，特别是印刷电路板3(PCB板)上时，通常需要使用多层结构PCB板以满足布线需要，且各引脚锡球4与PCB板之间的焊接成功率难以保证。本具体实施方式提供一种用于电路板的球栅矩阵芯片卡座，包括本体1和设置于所述本体1上的多个导电部件2；

所述导电部件2包括第一端、和用于与所述电路板3配合相连的第二端，多个所述第一端用于与所述球栅矩阵芯片6上的多个锡球4一一对应连接；

相邻所述第二端之间距离的平均值大于相邻所述第一端之间距离的平均值；和/或，多个所述第二端的排列方式不同于与其分别属于同一所述导电部件2的多个所述第一端的排列方式。

所述卡座通过导电部件2连接电路板3与球栅矩阵芯片6，在安装球栅矩阵芯片6时，仅需要将所述第二端与所述电路板3焊接相连，代替原有的直接将球栅矩阵芯片6的锡球4与电路板3焊接相连。所述导电部件2的第二端的排列方式能够根据实际需要进行改变，更具体地，使相邻所述第二端之间距离的平均值大于相邻所述第一端之间距离的平均值，能够保证多个所述第二端中，至少有一对相邻所述第二端之间的距离较其所对应的锡球4之间的距离有所增大。在增大间距的所述第二端与电路板3之间进行焊接操作，可以大大降低焊接难度，保证焊接质量，同时还能够降低电路板3的布线难度，简化电路板3的布线设计。同样地，改变所述第二端的排列方式也有利于更方便地对电路板3上的元器件进行布局与布线设计，例如，可以改变具有相同功能或相似属性的锡球4的排列顺序，或者，可以将所述第二端的排列方式设计成方形、长条形或其它利于布局的形式，从而简化电路板3结构，降低布局与布线难度，解决由于球栅矩阵芯片6上锡球4排列过密带来的难以焊接、布线的问题，使球栅矩阵芯片6的安装过程更加简单、容易、高效。

作为一种较佳的实施方式，所述第一端和所述第二端之间连接设置有连接段21，多个所述连接段21由所述第一端向所述第二端呈发散状排列设置，以使相邻所述第二端之间的距离均大于与所述第二端分别属于同一所述导电部件2的所述第一端之间的距离。在该种较佳的实施方式中，成发散状设置的多个所述连接段21使得每一对相邻所述第二端之间的距离均有所增大，从而大大降低所述第二端与电路板3之间的焊接难度，有利于保证焊接质量。优选地，对于目前常用的球栅矩阵芯片6而言，相邻所述第二端之间的距离可以设置为1-2mm，从而在保证安装要求、简化焊接操作及电路板3结构的基础上，不会由于所述第二端之间的距离过大而占用过多的电路板3空间。

作为一种较佳的实施方式，所述本体1包括相对设置的第一表面11和第二表面12；

所述第一端突出于所述第一表面11设置，形成插针结构22，各所述插针结构22的自由端与所述第一表面11之间的距离均相等；

所述第二端突出于所述第二表面12设置，形成引脚结构23，各所述引脚结构23的自由端与所述第二表面12之间的距离均相等。优选地，所述连接段21设置于所述本体1内部。

所述本体1的第一表面11朝向球栅矩阵芯片6设置，所述第二表面12朝向电路板3设置。所述插针结构22突出于所述第一表面11，能够与球栅矩阵芯片6上的锡球4相接触，从而形成能够使电流通过的通路。使各所述插针结构22的自由端与所述第一表面11之间的距离均相等，能够与通常所使用的、具有均一锡球4尺寸的球栅矩阵芯片6进行良好的配合，使每个插针结构22均能够与对应的锡球4进行良好的接触。同样地，各所述引脚结构23的自由端与所述第二表面12之间的距离均相等，使所述球栅矩阵芯片6能够平稳地与电路板3相连接，连接方式可以为DIP直插封装或BGA封装方式等常用焊接封装方式。

作为一种较佳的实施方式，所述本体1为台体结构，包括平行相对设置的第一表面11和第二表面12、以及连接于所述第一表面11和所述第二表面12之间的侧面，所述第二表面12的面积大于所述第一表面11的面积，以满足增大所述第二端之间间距的需要，所述台体结构具体地可以为棱台结构或圆台结构。

作为一种较佳的实施方式，沿所述第一表面11的边缘设置有固定挡板13，所述固定挡板13与所述第一表面11包围形成能够容纳所述球栅矩阵芯片6的腔体；所述固定挡板13上设置有用于固定所述球栅矩阵芯片6、并使多个所述锡球4能够与多个所述第一端一一对应连接的固定装置。

所述固定装置可以采用多种结构形式，达到固定所述球栅矩阵芯片6的目的。例如，优选地，所述固定装置包括至少一条与所述固定挡板13转动相连的条状结构14，所述条状结构14的一端能够转动至所述腔体上方、并对设置于所述腔体内的所述球栅矩阵芯片6施加指向所述第一表面11方向的作用力。优选地，所述条状结构14与所述固定挡板13的顶面转动连接。此处所说的顶面指的是所述条状结构14上远离所述第一表面11的面。所述条状结构14的自由一端优选地可以包括向所述第一表面11弯曲的弯曲部，当所述条状结构14的该端转动至所述腔体上方时，所述弯曲部能够抵压在设置于所述腔体内的所述球栅矩阵芯片6的背侧，并对所述球栅矩阵芯片6施加指向所述第一表面11的压力，使芯片被牢固抵接于所述卡座上。当需要拆卸所述球栅矩阵芯片6时，可以旋转所述条状结构14，使其自由一端不与芯片相接触，从而解除对球栅矩阵芯片6的限制作用。所述条状结构14的数量可以为多条，可根据所固定的球栅矩阵芯片6的尺寸以及所述第一表面11的形状进行具体选择。此处所说的“球栅矩阵芯片6的背侧”，指的是，当所述球栅矩阵芯片6安装于所述腔体内时，远离所述第一表面11的一侧。

所述固定装置的结构形式并不局限于上述条状结构14，例如，还可以采用在所述固定挡板13上设置自锁开关装置的形式，对所述球栅矩阵芯片6进行可拆卸的连接固定。通过按压所述球栅矩阵芯片6，实现芯片与卡座之间的安装与拆卸。所述固定装置的设置，可以使球栅矩阵芯片6无需焊接即可固定于所述卡座上，并与电路板3进行良好的电连接，且可实现多次拆装，操作方便，前次拆卸不会产生残留焊锡，进而不影响后次安装效果。

作为一种较佳的实施方式，所述插针结构22能够发生弹性变形，该弹性变形可以由于插针结构22本身材料的弹性和/或将插针结构22设计为具有弹性的结构实现。优选地，所述插针结构22包括能够与所述锡球4相抵接配合的倾斜面221，所述倾斜面221与所述第一表面11成预设角度设置，所述预设角度为锐角或钝角；

当所述锡球4对所述倾斜面221施加指向所述第一表面11方向的作用力时，所述插针结构22能够在所述倾斜面221的导向作用下发生可回复的倾斜，即，所述插针结构22均向其自身的一侧发生弹性倾斜变形。

发生弹性变形的插针结构22能够对与其相接触的锡球4产生指向远离所述第一表面11方向的弹性作用力，该弹性作用力不仅可以使锡球4与插针结构22之间的连接更加紧密、牢固，而且可以避免由于锡球4或插针的尺寸及排列位置不精确，造成锡球4与插针之间配合不佳引起的断路问题。

作为一种较佳的实施方式，所述插针结构22由弹性导电金属材料制成。例如，所述插针结构22可以由钢材制成。

作为一种较佳的实施方式，所述导电部件2上连接设置有用于与外部元件相连接的外接引线5。由于所述导电部件2上由所述第一端至所述第二端等电势，所述外接引线5能够连接于所述导电部件2上的任何部位，但是，出于实际安装需要的考虑，优选地，所述外接引线5与所述连接段21相连接，且多条所述外接引线5可以设置为软排线的形式，以使所述卡座周边的线路连接更加规整。所述外接引线5可以用于与例如LCD的外设电路相连接，从而不必再经过电路板3进行布线设计，从而有利于进一步简化电路板3的结构、优化电路板3布线方式。

所述本体1由电绝缘材料制成，不同所述导电部件2之间相互电绝缘。

本具体实施方式还涉及一种开发板，包括球栅矩阵芯片6、电路板3和所述的用于电路板的球栅矩阵芯片卡座。

下面介绍一下本实用新型的工作原理及优选实施例：

本实用新型解决的技术问题在于：

1、可以不因使用球栅矩阵芯片6而相对增加PCB板层数；

2、可以解决球栅矩阵芯片6不易焊接的问题；

3、可以自由拆装球栅矩阵芯片6，方便更换。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提出的球栅矩阵芯片6卡座可以不直接焊接芯片引脚锡球4而使得球栅矩阵芯片6与PCB板良好的电接触。球栅矩阵芯片6可以自由拆装，方便更换。该卡座可以改变球栅矩阵芯片6引脚锡球4的排列方式及间距，最大程度的减小PCB板布线难度。对于一些PCB板的外设电路(如LCD)，本卡座还可以通过软排线将芯片中对应引脚单独引出，不必再经过PCB板，进一步优化、精简PCB板。具体地，本卡座与球栅矩阵芯片6引脚锡球4对应位置设有相同数量及排列间距的插针结构22，并且插针结构22高度一致，使得插针结构22和对应的锡球4都可以良好的电接触。同时卡座上可以设置自锁开关作为除前文所述的条状结构之外的另一种较佳的固定方式，球栅矩阵芯片6在卡座上可以自由拆装，方便更换。本卡座下面设有宽间距的引脚与PCB板焊接，减小了PCB板的布线难度。

本实用新型的一个优选实施例为：

在本卡座上与球栅矩阵芯片6引脚锡球4对应位置设有相同数量及排列间距的插针结构22，插针结构22以弹性导电金属材质为宜，即是可产生弯曲等弹性形变的材料，如钢片等。且控制顶部高度一致。插针结构22可以做成稍微扭曲的形式，与锡球4抵接配合时自然会产生相互挤压的弹力。

本卡座的固定档板上可以设有自锁按键开关，轻按球栅矩阵芯片6时可以将球栅矩阵芯片6锁定在卡座上，再次轻按可以将球栅矩阵芯片6弹出，利于更换。

球栅矩阵芯片6锁定在卡座上时，插针结构22与球栅矩阵芯片6引脚锡球4在结构上处于良好的接触配合状态，以便良好的电气接触。

卡座下面设有相同数量的与插针结构22一一接通的引脚结构23，插针结构22与引脚结构23通过由导电金属材料制成的连接段21相连接，连接段21在两者之间，三者由采用绝缘材料制成的本体1固定成型。引脚结构23的排列间距较大，可达到1.5mm甚至更大。以便于PCB板焊接。引脚结构23可以根据PCB板的布局情况考虑设计成正方形，长条形、以及利于PCB(板)元器件布局与布线的其他形状，同时，也可以改变相同功能或相似属性的引脚结构23的排列顺序。

间距变大的引脚结构23可根据实际采用DIP直插封装与PCB板焊接。也可以使用BGA封装形式。

针对需要在PCB板接外部设备(如LCD等)的情况，也可以从本卡座独立设计外接引线5，不必再经过PCB板，进一步优化、精简PCB板。

所述卡座还可以叠套使用，例如，选用两个卡座，其中一个卡座的相邻第一端之间的间距均为0.5mm，相邻第二端之间的间距均为0.8mm，另一个卡座的相邻第一端之间的间距为0.8mm，相邻第二端之间的间距均为1mm，将该两个卡座叠套使用，可以达到0.5mm转1mm的效果。再例如：可以设计三个卡座，分别为卡座A、卡座B、卡座C；卡座B和卡座C的第二端的排布方式均与卡座A的第一端的排布方式相同，卡座B与卡座C的第一端的排布方式不同。卡座A焊在PCB板上作为“标准接口”，上面叠套卡座B时可以使用一种类型的芯片，叠套卡座C时可以使用另一种类型的芯片。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由组合、叠加。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施方式，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。