一种电连接器及包括其的集成器件的制作方法

文档序号:24882952发布日期:2021-04-30 13:03阅读:31来源:国知局
一种电连接器及包括其的集成器件的制作方法

本发明涉及电连接器技术领域,尤其涉及一种电连接器及包括其的集成器件。



背景技术:

随着集成器件内的芯片的讯号输入/输出针脚(i/opincount)的数量和密度不断提高,连结芯片模块至电路板的过程变得非常具有挑战性。

在过去,通常采用bga(ballgridarray——焊球阵列封装)来实现芯片模块与电路板之间的电连接。具体而言,先在芯片模块的讯号输入/输出针脚处或电路板的焊盘上刷上锡膏,然后将两者对贴,最后经回流焊工序实现稳固的连接。但为了防止短路,锡膏只能刷在针脚上,而不能刷在针脚与针脚之间,又由于芯片模块的讯号输入/输出针脚的数量和密度较高,因此,上述的电连接形式不仅结构复杂,操作难度大,精度要求高,而且需要更精细的设备才能完成,成本高。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种制作工艺简单,耗费成本低,并且使用方便,操作难度低的电连接器及包括其的集成器件。

为了实现上述目的,本发明提供一种电连接器,其包括绝缘体,所述绝缘体的一侧表面设有若干第一导电体,所述绝缘体的另一侧表面设有若干第二导电体,所述绝缘体上还设有连接所述第一导电体与所述第二导电体的导电介质,所述第一导电体和/或所述第二导电体的表面设有焊料层。

作为优选方案,所述第一导电体和/或所述第二导电体的表面为平整面。

作为优选方案,所述第一导电体和/或所述第二导电体的表面设有凸起部。

作为优选方案,所述凸起部由所述第一导电体和/或所述第二导电体向远离所述绝缘体的一侧凸起形成。

作为优选方案,所述凸起部的形状为柱状、块状、尖角状、倒锥状、树枝状、球面状或弧面状。

作为优选方案,所述第一导电体和/或所述第二导电体的表面设有两个或两个以上的所述凸起部,各所述凸起部的形状相同或不同,各所述凸起部的尺寸相同或不同,且两个或两个以上的所述凸起部在所述第一导电体和/或所述第二导电体的表面连续或不连续地分布。

作为优选方案,所述绝缘体上设有连接所述第一导电体与所述第二导电体的连接孔,所述导电介质设于所述连接孔内。

作为优选方案,所述导电介质填充满所述连接孔,或所述导电介质附着于所述连接孔的孔壁上并形成导电孔。

作为优选方案,所述第一导电体设为两个或两个以上,且各所述第一导电体相互独立,所述第二导电体设为两个或两个以上,且各所述第二导电体相互独立。

作为优选方案,所述第二导电体与所述第一导电体数量相等,各所述第一导电体分别通过不同所述连接孔内的所述导电介质与各所述第二导电体一一对应并连接。

作为优选方案,所述第一导电体的数量多于所述第二导电体的数量,至少两个所述第一导电体分别通过不同所述连接孔内的所述导电介质与同一个所述第二导电体相连接,其余各所述第一导电体分别通过不同所述连接孔内的所述导电介质与其余各所述第二导电体一一对应并连接。

作为优选方案,所述第一导电体的数量少于所述第二导电体的数量,至少两个所述第二导电体分别通过不同所述连接孔内的所述导电介质与同一个所述第一导电体相连接,其余各所述第二导电体分别通过不同所述连接孔内的所述导电介质与其余各所述第一导电体一一对应并连接。

作为优选方案,至少两个所述第一导电体分别通过不同所述连接孔内的所述导电介质与同一个所述第二导电体相连接,至少两个所述第二导电体分别通过不同所述连接孔内的所述导电介质与同一个所述第一导电体相连接。

作为优选方案,至少两个所述第一导电体分别通过不同所述连接孔内的所述导电介质与同一个所述第二导电体相连接,至少两个所述第二导电体分别通过不同所述连接孔内的所述导电介质与同一个所述第一导电体相连接,其余各所述第一导电体分别通过不同所述连接孔内的所述导电介质与其余各所述第二导电体一一对应并连接。

作为优选方案,所述绝缘体为聚酰亚胺、热塑性聚酰亚胺、改性环氧树脂、改性丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯烯、聚氯乙烯、聚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚苯醚、聚四氟乙烯、液晶聚合物、聚乙二酰脲中的一种或多种的组合。

作为优选方案,所述焊料层为锡或锡合金。

作为优选方案,所述绝缘体设有第一容纳孔或第一容纳槽。

本发明的另一目的在于提供一种集成器件,其包括第一电路板、第二电路板以及上述的电连接器,所述电连接器设于所述第一电路板与所述第二电路板之间,所述第一电路板面向所述电连接器的表面设有第一焊盘,所述第一焊盘与所述第一导电体相连接,所述第二电路板面向所述电连接器的表面设有第二焊盘,所述第二焊盘与所述第二导电体相连接;

其中,所述第一焊盘与所述第一导电体通过所述焊料层焊接;和/或

所述第二焊盘与所述第二导电体通过所述焊料层焊接。

作为优选方案,所述第一焊盘与所述第一导电体数量相等且一一对应连接;和/或

所述第二焊盘与所述第二导电体数量相等且一一对应连接。

本发明的还一目的在于提供另一种集成器件,其包括第一电路板、第二电路板以及设于二者之间的转接板,且所述第一电路板与所述转接板之间、所述第二电路板与所述转接板之间均设有上述的电连接器;

将两个所述电连接器分别记为第一电连接器和第二电连接器,所述第一电路板面向所述第一电连接器的表面设有第一焊盘,所述第一焊盘与所述第一电连接器的第一导电体相连接,所述第二电路板面向所述第二电连接器的表面设有第二焊盘,所述第二焊盘与所述第二电连接器的第一导电体相连接;

所述转接板面向所述第一电连接器的表面设有第三焊盘,所述第三焊盘与所述第一电连接器的第二导电体相连接,所述转接板面向所述第二电连接器的表面设有与所述第三焊盘连接的第四焊盘,所述第四焊盘与所述第二电连接器的第二导电体相连接;

其中,所述第一焊盘与所述第一电连接器的第一导电体通过所述焊料层焊接;和/或

所述第二焊盘与所述第二电连接器的第一导电体通过所述焊料层焊接;和/或

所述第三焊盘与所述第一电连接器的第二导电体通过所述焊料层焊接;和/或

所述第四焊盘与所述第二电连接器的第二导电体通过所述焊料层焊接。

作为优选方案,所述第一焊盘与所述第一电连接器的第一导电体数量相等且一一对应连接;和/或

所述第二焊盘与所述第二电连接器的第一导电体数量相等且一一对应连接;和/或

所述第三焊盘与所述第一电连接器的第二导电体数量相等且一一对应连接;和/或

所述第四焊盘与所述第二电连接器的第二导电体数量相等且一一对应连接。

作为优选方案,所述转接板设有第二容纳孔或第二容纳槽。

本发明实施例提供了一种电连接器,与现有技术相比,其有益效果在于:

本发明实施例提供的电连接器通过夹设于芯片模块与电路板之间,并使第一导电体与芯片模块的讯号输入/输出针脚焊接,以及第二导电体与电路板的焊盘焊接,即可实现芯片模块与电路板的电性导通和固定连接。由于第一导电体和第二导电体上设有焊料层,从而,芯片模块的讯号输入/输出针脚上无需再刷锡膏,不仅减少了集成器件的封装工序,还大大地降低了集成器件的封装难度;又由于第一导电体、第二导电体以及绝缘体是作为一个整体参与封装的,因此在封装时只需将该电连接器放置于芯片模块与电路板之间,第一导电体与针脚,第二导电体与焊盘即可实现精准对位,进而降低了对设备和人员的要求,同时提高了集成器件的封装精度。

另外,本发明还提供了两种集成器件,由于二者均采用了上述的电连接器,因此具有精度高、成本低、易于制作等优点。

附图说明

图1是本发明实施例一的电连接器(第一导电体和第二导电体的表面为平整面)的横截面结构示意图;

图2是本发明实施例一的电连接器(第一导电体和第二导电体的表面为不平整面)的横截面结构示意图;

图3是本发明实施例一的连接孔被导电介质填充满时的横截面结构示意图;

图4是本发明实施例一的第一导电体与第二导电体之间采用第二种电连接形式时的电连接器的横截面结构示意图;

图5是本发明实施例一的第一导电体与第二导电体之间采用第三种电连接形式时的电连接器的横截面结构示意图;

图6是本发明实施例一的第一导电体与第二导电体之间采用第四种电连接形式时的电连接器的横截面结构示意图;

图7是本发明实施例一的第一导电体与第二导电体之间采用第五种电连接形式时的电连接器的横截面结构示意图;

图8是本发明实施例二的集成器件的分体结构示意图;

图9是本发明实施例二的集成器件的横截面结构示意图;

图10是本发明实施例三的集成器件的分体结构示意图;

图11是本发明实施例三的集成器件的横截面结构示意图。

图中:1、电连接器;1a、第一电连接器;1b、第二电连接器;11、绝缘体;12、第一导电体;13、第二导电体;14、导电介质;15、焊料层;16、凸起部;17、导电孔;18、第一容纳孔;2、第一电路板;21、第一焊盘;3、第二电路板;31、第二焊盘;4、转接板;41、第三焊盘;42、第四焊盘;43、第二容纳孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

应当理解的是,本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语,这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本发明范围的情况下,“第一”信息也可以被称为“第二”信息,类似的,“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

实施例一

如图1所示,本发明实施例提供一种电连接器1,其包括绝缘体11,绝缘体11的一侧表面设有若干第一导电体12,绝缘体11的另一侧表面设有若干第二导电体13,绝缘体11上还设有连接第一导电体12与第二导电体13的导电介质14,第一导电体12和第二导电体13的表面设有焊料层15。基于上述结构,该电连接器1通过夹设于芯片模块与电路板之间,并使第一导电体12与芯片模块的讯号输入/输出针脚焊接,以及第二导电体13与电路板的焊盘焊接,即可实现芯片模块与电路板的电性导通和固定连接。

与现有技术相比,由于第一导电体12和第二导电体13上设有焊料层15,从而,芯片模块的讯号输入/输出针脚上无需再刷锡膏,不仅减少了集成器件的封装工序,还大大地降低了集成器件的封装难度;又由于第一导电体12、第二导电体13以及绝缘体11是作为一个整体参与封装的,因此在封装时只需将该电连接器1放置于芯片模块与电路板之间,第一导电体12与针脚,第二导电体13与焊盘即可实现精准对位,进而降低了对设备和人员的要求,同时提高了集成器件的封装精度。

可选地,如图1和图2所示,作为本发明提供的一种电连接器1的具体实施方式,第一导电体12和第二导电体13的表面可以是平整面,也可以是设有凸起部16的不平整面,并且,第一导电体12和第二导电体13的表面可以不相同,例如,第一导电体12的表面为平整面,第二导电体13的表面为不平整面。

具体地,如图2所示,设于第一导电体12表面的凸起部16由第一导电体12向远离绝缘11体的一侧凸起形成,同样的,设于第二导电体13表面的凸起部16由第二导电体13向远离绝缘11体的一侧凸起形成。凸起部16为规则或不规则的立体几何状,例如柱状、块状、尖角状、倒锥状、树枝状、球面状、弧面状等。以此为基础,如图2所示,第一导电体12和第二导电体13的表面设有两个或两个以上的凸起部16,每个凸起部16的形状可以相同或不同,每个凸起部16的尺寸也可以相同或不同,并且,两个或两个以上的凸起部16在第一导电体12和第二导电体13的表面连续或不连续地分布,例如,当两个或两个以上的凸起部16的形状为尖角状且连续分布时,可形成规则的、周期性的齿纹状立体图案,抑或是不规则的、无序的齿纹状立体图案,当然,这里只是列举了其中一种情况,上述中的其他形状的组合也均在本申请的保护范围内,在此不一一列举。需要指出的是,根据实际应用情况的不同,也可仅第一导电体12或第二导电体13的表面设有凸起部16,由于此时所产生的技术效果可合理推断,故此处不再赘述。

进一步地,如图1所示,绝缘体11上设有连接第一导电体12与第二导电体13的连接孔,导电介质14附着于连接孔的孔壁上并形成导电孔17,导电孔17可以为通孔,也可以为埋孔或盲孔。当然,如图3所示,在导电介质14的形成过程当中,操作人员也可以选择将整个连接孔填充满导电介质14,即不形成导电孔17,这样做的目的在于能够避免蚀刻液进入导电孔17内,保护导电介质14不会被蚀刻。

在本发明实施例中,第一导电体12设为两个或两个以上,且各第一导电体12相互独立,同样的,第二导电体13也设为两个或两个以上,且各第二导电体13相互独立。并且,第一导电体12与第二导电体13之间存在以下多种连接形式:

第一种——如图1所示,第二导电体13与第一导电体12数量相等,并且,各第一导电体12分别通过不同连接孔内的导电介质14与各第二导电体13一一对应并连接;

第二种——如图4所示,第一导电体12的数量多于第二导电体13的数量,至少两个第一导电体12分别通过不同连接孔内的导电介质14与同一个第二导电体13相连接,其余各第一导电体12分别通过不同连接孔内的导电介质14与其余各第二导电体13一一对应并连接;

第三种——如图5所示,第一导电体12的数量少于第二导电体13的数量,至少两个第二导电体13分别通过不同连接孔内的导电介质14与同一个第一导电体12相连接,其余各第二导电体13分别通过不同连接孔内的导电介质14与其余各第一导电体12一一对应并连接;

第四种——如图6所示,至少两个第一导电体12分别通过不同连接孔内的导电介质14与同一个第二导电体13相连接,至少两个第二导电体13分别通过不同连接孔内的导电介质14与同一个第一导电体12相连接;

第五种——如图7所示,至少两个第一导电体12分别通过不同连接孔内的导电介质14与同一个第二导电体13相连接,至少两个第二导电体13分别通过不同连接孔内的导电介质14与同一个第一导电体12相连接,其余各第一导电体12分别通过不同连接孔内的导电介质14与其余各第二导电体13一一对应并连接。

可选地,第一导电体12与第二导电体13之间无论采取上述哪种电连接形式,第一导电体12和与其相连接的第二导电体13之间均可以设置两个或两个以上的连接孔,并且,每个连接孔内均设有导电介质14,以进一步提高该电连接器1的导电性能。

可选地,如图8和图10所示,作为本发明提供的一种电连接器1的具体实施方式,为了避免损坏电路板上的元器件,绝缘体11设有用于容纳元器件的第一容纳孔18或第一容纳槽。

可选地,作为本发明提供的一种电连接器1的具体实施方式,绝缘体11的材质为聚酰亚胺、热塑性聚酰亚胺、改性环氧树脂、改性丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯烯、聚氯乙烯、聚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚苯醚、聚四氟乙烯、液晶聚合物、聚乙二酰脲中的一种或多种的组合。具体而言,绝缘体11可以是单一成分,即上述各种绝缘材质中的一种,也可以是由上述任意多种绝缘材质复合而成。基于此,绝缘体11具有一定的形变量,可保证导电体与针脚、焊盘之间形成可靠的电连接。

可选地,作为本发明提供的一种电连接器1的具体实施方式,第一导电体12和第二导电体13优选铜,当然也可以选用其他具有良好导电性能的材料,例如镍、铅、铬、钼、锌、锡、金、银等,并且,第一导电体12和第二导电体13可分别选取不同的材料。

可选地,作为本发明提供的一种电连接器1的具体实施方式,导电介质14优选铜,当然也可以选用其他具有良好导电性能的材料,例如锡、银、金、石墨、铜浆、银浆、锡膏、碳纳米管等。

可选地,作为本发明提供的一种电连接器1的具体实施方式,焊料层15优选锡或锡合金,其具有熔点低、连接稳固等优点。

需要说明的是,在本发明实施例中,根据实际应用情况的不同,也可仅第一导电体12或第二导电体13的表面设有焊料层15,由于此时所产生的技术效果可合理推断,故此处不再赘述。

实施例二

如图8至图9所示,本发明实施例提供一种集成器件,其包括第一电路板2、第二电路板3以及实施例一所提供的电连接器1,电连接器1设于第一电路板2与第二电路板3之间;第一电路板2面向电连接器1的表面设有第一焊盘21,第一焊盘21与第一导电体12通过焊料层15焊接;第二电路板3面向电连接器1的表面设有第二焊盘31,第二焊盘31与第二导电体13通过焊料层15焊接。需要指出的是,若仅第一导电体12或第二导电体13的表面设有焊料层15,则第一导电体12与第一焊盘21通过焊料层15焊接,第二导电体13与第二焊盘31相贴连接,或第一导电体12与第一焊盘21相贴连接,第二导电体13与第二焊盘31通过焊料层15焊接。

进一步地,如图8至图9所示,第一焊盘21与第一导电体12数量相等且一一对应连接,同样的,第二焊盘31与第二导电体13数量相等且一一对应连接。当然,在其他实施例中,第一焊盘21与第一导电体12,以及第二焊盘31与第二导电体13都可以数量不相等,并且不一一对应连接,例如,两个第一焊盘21连接同一个第一导电体12,一个第二焊盘31同时连接三个第二导电体13等等。

再进一步地,第一电路板2面向电连接器1的表面和/或第二电路板3面向电连接器1的表面设有元器件(图未示),元器件伸入电连接器1的第一容纳孔18或第一容纳槽内。

更进一步地,第一电路板2与第二电路板3之间还通过紧固件可拆卸连接,例如螺栓连接、卡扣连接等,以提高该集成器件的牢固度。

实施例三

如图10至图11所示,本发明实施例提供一种集成器件,其包括第一电路板2、第二电路板3以及设于二者之间的转接板4,并且,第一电路板2与转接板4之间、第二电路板3与转接板4之间均设有实施例一所提供的电连接器1;将两个电连接器1分别记为第一电连接器1a和第二电连接器1b,第一电路板2面向第一电连接器1a的表面设有第一焊盘21,第一焊盘21与第一电连接器1a的第一导电体12通过焊料层15焊接,第二电路板3面向第二电连接器1b的表面设有第二焊盘31,第二焊盘31与第二电连接器1b的第一导电体12通过焊料层15焊接;转接板4面向第一电连接器1a的表面设有第三焊盘41,第三焊盘41与第一电连接器1a的第二导电体13通过焊料层15焊接,转接板4面向第二电连接器1b的表面设有与第三焊盘41连接的第四焊盘42,第四焊盘42与第二电连接器1b的第二导电体13通过焊料层15焊接。

需要指出的是,第一电连接器1a与第二电连接器1b在结构的一致性上并无关联,也就是说,二者的结构可以完全相同,也可以不尽相同,例如:第一电连接器1a仅第一导电体12的表面设有焊料层15,第二电连接器1b仅第二导电体13的表面设有焊料层15,此时,第一电连接器1a的第一导电体12与第一焊盘21通过焊料层15焊接,第一电连接器1a的第二导电体13与第三焊盘41相贴连接,第二电连接器1b的第一导电体12与第二焊盘31相贴连接,第二电连接器1b的第二导电体13与第四焊盘42通过焊料层15焊接;第一电连接器1a的第一导电体12的表面为平整面,第二导电体13的表面为不平整面,第二电连接器1b的第一导电体12的表面和第二导电体13的表面均为不平整面;第一电连接器1a的绝缘体11的材质为聚酰亚胺,第二电连接器1b的绝缘体11的材质为热塑性聚酰亚胺等等。

进一步地,如图10至图11所示,第一焊盘21与第一电连接器1a的第一导电体12数量相等且一一对应连接,第二焊盘31与第二电连接器1b的第一导电体12数量相等且一一对应连接;同样的,第三焊盘41与第一电连接器1a的第二导电体13数量相等且一一对应连接,第四焊盘42与第二电连接器1b的第二导电体13数量相等且一一对应连接。当然,在其他实施例中,第一焊盘21与第一电连接器1a的第一导电体12,第二焊盘31与第二电连接器1b的第一导电体12,第三焊盘41与第一电连接器1a的第二导电体13,以及第四焊盘42与第二电连接器1b的第二导电体13都可以数量不相等,并且不一一对应连接,例如,两个第一焊盘21连接第一电连接器1a的同一个第一导电体12,一个第四焊盘42同时连接第二电连接器1b的三个第二导电体13等等。

再进一步地,第一电路板2面向第一电连接器1a的表面和/或第二电路板3面向第二电连接器1b的表面设有元器件(图未示),元器件伸入第一电连接器1a的第一容纳孔18或第一容纳槽内和/或第二电连接器1b的第一容纳孔18或第一容纳槽内。若元器件的体积过大,则第一电连接器1a和/或的第二电连接器1b的绝缘体11设有第一容纳孔18,对应的,转接板4上设有第二容纳孔43或第二容纳槽,以确保可容纳体积更大的元器件。

更进一步地,第一电路板2与第二电路板3之间还通过紧固件可拆卸连接,例如螺栓连接、卡扣连接等,以提高该集成器件的牢固度。

综上,本发明提供了一种电连接器1,包括绝缘体11,绝缘体11的一侧表面设有若干第一导电体12,绝缘体11的另一侧表面设有若干第二导电体13,绝缘体11上还设有连接第一导电体12与第二导电体13的导电介质14,第一导电体12和/或第二导电体13的表面设有焊料层15。跟现有技术相比,该电连接器1制作工艺简单,耗费成本低,并且使用方便,操作难度低。

另外,本发明还提供了两种集成器件,由于二者均采用了上述的电连接器1,因此具有精度高、成本低、易于制作等优点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

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