专利名称：用于电子器件管脚的可伸缩性保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子器件的管脚，更具体地涉及一种用于电子器 件管脚的可伸缩性保护装置。
背景技术：
许多电子器件或元件采用凄t目众多的导电管脚，借助该管脚将这 些器件连接到电路上。由于各种电子元件中所用管脚日益增多的数 目，此类管脚通常相当细小和脆弱，因此易在相对轻微的作用力下弯
曲或断裂。此类管脚的一种普遍排列是管脚网格阵列(PGA)，其中管 脚从器件底部伸出并且以二维阵列方式排列。采用管脚网格阵列的器 件的一个具体实例是处理器板，其通常包括安装在小型印刷电路板 (PCB)上的计算机处理器集成电路(IC)。处理器板也可以包括以电子学 方式连接到处理器上的其它外围元件。处理器板常常包括从与处理器 相反的电路板侧面中伸出的阵列式管脚，该管脚允许通过插座如零插 入力(ZIF)插座将处理器板联接到主板上。
为了在传送处理器板期间以及在将处理器板安装在插座中之前 保护管脚，可以将可拆卸的塑^F盖子或金属盖子装接到处理器板上以 遮盖管脚。有些情况下，该盖子装接在环绕管脚阵列的护罩上。这种 护罩常常设计成在插座外部四周紧密地配合以便在此与管脚对准，从
而基本上确保了处理器板与插座间的正确电连接。
发明内容
根据本发明的 一个方面，^提供了 一种用于保护电子器件的阵列式 管脚的装置，该装置包括管脚^f呆护器和弹性部件。其中，该管脚保护 器限定了其中贯通的阵列式孔，且各孔均被构造成用以接收一只管脚。该弹性部件被构造成用以朝向各管脚的一端偏压管脚保护器远离 电子器件，并且用以允许管脚^f呆护器朝向电子器件缩回以露出用于插 入插座的管脚。
根据本发明的另 一个方面，提供了 一种用于保护从电予器件一侧 伸出的多个管脚的装置，该装置包括管脚保护器和弹性部件。其中， 该管脚保护器包括限定多个孔的平面状结构，且各孔均被构造成用以 接收一只管脚。该弹性部件包^^舌第一钩状结构和第二钩状结构、横跨
(span)在第 一钩状结构和第二钩状结构间的第 一 弹簧和第二弹簧以及 从第一钩状结构和第二钩状结构伸出的第一锁定结构和第二锁定结 构。其中，各钩状结构均被设置成用以装接到电子器件的相对边上； 各弹簧均被构造成用以沿着多个管脚的相对侧设置，用以朝向各管脚 的一端偏压管脚保护器远离电子器件，以及用以允许管脚保护器朝向 电子器件缩回以露出用于插入插座的管脚；各锁定结构均被构造成用 以当与管脚保护器接合时将该管脚保护器保持在各管脚的端部处，以 及用以当从管脚保护器脱开4妄合时允许该管脚保护器缩回以露出管 脚。
图1A为可以与本发明的实施例一起使用的处理器板上侧面的透 视图。
图1B为图1A的处理器才反下侧面的透视图。 图2A为根据本发明实施例的装置的弹性部件的透视图。 图2B为图2A的弹性部4中的侧-現图。 图2C为图2A中弹性部件的锁定结构的近景透^L图。 图3A为一种组件的下侧面的透视图，该组件包括与图2A的弹性 部件相联接的图1A的处理器板。
图3B为图3A的组件上侧面的透视图。
图4A为根据本发明实施例的装置的管脚保护器下侧面的透视图。
图4B为图4A的管脚保护器上侧面的透^L图。
图4C为图4A的管脚保护器上侧面的近景^L图。
图5A为一种组件的下侧面的透视图，该组件包括图1A的处理器
板、图2A的弹性部件和图4A的管脚保护器，其中管脚保护器处于伸
出位置。
图5B为图5A的组件下侧面的近景透视图，该组件包括弹性部件 的锁定结构。
图5C为图5A的组件上侧面的近景透视图，该组件包括弹性部件 的锁定结构。
图6为图5A的组件的侧^L图。
图7为图5A的组件的上方透视图，该组件还包括装接到处理器 板的处理器上的散热器。
图8为带有插座的主板的上侧面的透视图，该插座构造成接受图 5A的组件。
图9A为图5A的组件和图8的主板的下侧面的透视图，其中管脚 保护器处于伸出位置。
图9B为图9A的组件下侧面的近景透视图，其中管脚保护器处于 伸出位置。
图10A为图9A的组件下侧面的近景透视图，其中插座的楔状物 与锁定结构部分地接合。
图10B为图9A的组件上侧面的近景透视图，其中插座的楔状物 与锁定结构部分地接合。
图IIA为图9A的组件下侧面的近景透视图，其中插座的楔状物 与锁定结构完全接合。
图IIB为图9A的组件上侧面的近景透视图，其中插座的楔状物 与锁定结构完全接合。
图IIC为图9A的组件的近景截面图，其中插座的楔状物与锁定说明书第4/10页
结构完全接合。
图12为图9A的组件的截面图，其中插座的楔状物与锁定结构完 全接合并且管脚保护器大体上伸出。
图13为图9A的组件的截面图，其中插座的楔状物与锁定结构完 全接合并且管脚保护器缩回以1更管脚接合插座。
具体实施例方式
装置。该电子器件可以例如是在一个侧面上具有适于与插座连接的管 脚网格阵列的集成电路(IC)或d、型印刷电路板(PCB)，不过电子器件不 限于如此构造。在一个实施例中，该装置包括限定了其中贯通的阵列 式孔的管脚保护器，其中，每个孔均构造成接受电子器件的一只管脚。 此装置中还包括弹性部件，该弹性部件构造成使管脚保护器从电子器 件朝向各管脚的一端偏压。还将该弹性部件构造成允许管脚保护器朝
向电子器件缩回以露出用于插入插座或类似元件的管脚。
在本文中提供及下文所讨-沦的各个附图中，仅利用方向性基准如 "上"、"下"等来提供参照系以便有助于描述下文所述的各种装置，并 且不构成实施例所需或优选的耳又向。
图1A和图1B分别提供了用作示例性电子器件的处理器板100 的上侧面和下侧面的透视图，其中，该处理器板IOO具有待保护的连 接管脚。处理器板100包括作为单一 IC而焊接至印刷电路板(PCB)102 上侧面的处理器104。还包括了管脚106,该管脚从PCB 102的下侧 面向下伸出以允许在处理器板100与下文所述的插座之间建立电连 接。尽管图1A和图1B的管脚106被布置成可看作相同的行和列，但 在其它实施方案中也可使用管脚106的其它相关构造。
用于保护处理器板100中管脚106的装置的一部分的实例是在图 2A、图2B和图2C的各个视图中所描绘的弹性部件200。在图2A至 图2C中所示的具体弹性部件200包括两个钩状结构202、两个弹簧
7204和两个锁定结构206。弹性部件200可以由弹簧钢或硬化不锈钢 制造，其中的任何一种均允许弹性部件200在正常使用期间非永久性 的变形。在其它实施例中，可以使用能够保持其最初形状如在图2A 和图2B中所示的弹性塑料、泡沫材料或其它材料。
钩状结构202构造成用以装^l妄至处理器板100的PCB 102的相对 边上。通常，钩状结构202具有用以稳固地夹持PCB102的大小和形 状，以致弹性部件200不会沿着PCB 102的边缘滑动同时不会损坏 PCB 102。
在图2A和图2B中显示的两条弹簧204均是悬臂弹簧204，其中 一条悬臂弹簧204的各端部均装接到各钩状结构202的第一端上，而 另 一条悬臂弹簧204则装接到各钩状结构202的第二端上。其它实施 方案可以采用不同的弹簧布置。例如，各悬臂弹簣204可以替代性地 由两条对置的悬臂替换，各悬臂均从分离的钩状结构202中伸出。在 另一个实施方案中，替代悬臂弹簧204或除此之外，可以使用联接到 钩状结构202上的一个或多个小盘簧。可以在其它实施例中使用众多 其它的弹簧布置。此外，可以^^代性地使用泡沫材料，对该泡沫材料 的压缩可以起到弹簧204的作用。利用弹簧204,弹性部件202被构 造成用以朝向管脚106的端部偏压管脚保护器(下文作更详细描述)远 离处理器板100。弹簧204还允许管脚保护器朝向处理器板100缩回 以便露出管脚106。
联接到各钩状结构202上的是锁定结构206，其大致位于各钩状 结构202的中心并向上延伸。在图2A至图2C的具体实施例中，锁定 结构206包括止动部分208和锁定部分210，其功能在下文结合管脚 保护器进行描述。
图3A和图3B分别描绘了弹性部件200当安装在处理器板200 上时的下方透^L图和上方透视图。如图3B中所见，钩状结构202在 与处理器104相对的位置上夹持PCB 102的边缘。钩状结构202还具 有足够的长度以横跨由管脚106在PCB 102底部上所占据的区域，如图3A中所见。悬臂弹簧204因此在管脚阵列106的两侧中的任一侧 上横跨处理器板100，并且保持是挠曲的以提供离开处理器板100底 部的有势力。此外，锁定结构206从处理器板100的底部沿与管脚106 大致相同的方向延伸。弹簧204和钩状结构202的其它位置当提供下 文所述的功能时也有可能落在本发明的范围内。
图4A、图4B和图4C提供了可以与弹性部件200 —起使用的管 脚保护器400实例的不同视图。管脚保护器400形成大体平面状的结 构，具有众多其中贯通而成的孔406。各孔406均与处理器板100的 一只管脚106相对应并且被构造成使得各管脚106均可以穿过其对应 的孔406。在一个实施方案中，各孔406均可以是埋头孔以便于管脚 106插入孔406。孔406的埋头部分412更详细地在图4C中示出。
图4A至图4C中还示出了均采取狭槽形状的第一开口 408，其中， 弹性部件200的相关锁定结构206可以通过该第一开口伸出。在图4A 至图4C中还显示了校正开口 410。在下文更详细地描述了管脚保护器 400的第一开口 408和校正开口 410二者的功能。
在一个实施例中，管脚保护器400由非传导的塑料材料制成。然 而，其它的非传导材料，包括对获得静电电荷表现出阻抗的那些材料， 可以用于类似目的。为增进管脚保护器400的足够刚性，如图4A和 图4B中所示的有肋边缘404可以结合到管脚保护器400的结构中。 在其它实施方案中，加强结构可以位于管脚保护器400表面上的其它 地方。例如，可以在管脚保护器400的外边缘周围形成护罩以进一步 地加强管脚保护器400。
图5A至图5C显示了管脚保护器400在通过弹性部件200而装接 到处理器板IOO上时的各个视图。更具体地讲，图5A提供了带管脚 保护器400的处理器板100的下侧面的透视图，其中，装接在管脚保 护器400上的弹性部件200处于伸出位置。在该位置，管脚106插入 管脚保护器400的孔406,但是不伸出超过孔406的下表面，因此保 护管脚106免受损坏。图5B提供了管脚保护器400和它的一个第一开口 408的下侧面 的近景透视图，其中的一个锁定结构206的止动部分208从该第一开 口 408中伸出。悬臂弹簧204用来偏压管脚保护器400抵靠在止动部 分208上，以防止弹簧204推压管脚保护器400通过管脚106的端部。
图5C提供了管脚保护器400中与5B图中所示侧面相反的侧面的 近景透视图。在其中显示的是锁定结构206中作为突出物出现的锁定 部分210的位置，其中，该突出物与管脚保护器400的上侧面接触， 从而将处于伸出位置的管脚保护器400锁定在两个锁定结构206的止 动部分208与锁定部分210之间。因此，抵靠管脚保护器400下侧面 的力不会导致管脚保护器400朝向处理器板100的底部重新定位。
在图6中示出了处理器板100、弹性部件200和管脚保护器400 的整个组件的侧视图，其中，管脚保护器400处于如图5A至图5C中 所述的伸出位置。在该视图中，弹性部件204示出为保持向下抵靠管 脚保护器400的偏压力。该力用来当从插座或类似电路元件中移除处 理器板100时自动地将管脚保护器400置于伸出位置。
在一个实施例中，图6的组件可以包括构造成用以大致环绕管脚 保护器400的外边缘的盖子或护罩(图6中未示出)。该盖子可以由金 属、塑料或能够针对外力提供屏障的其它材料制成。这种盖子可以联 接到处理器板100和弹性部件200两者或两者之一上以保护管脚保护 器400，并且因此保护处理器寺反100的管脚106免遭未注意到的侧向 撞击。此外，若这种盖子紧密地环绕管脚保护器400的边缘，则该盖 子可以防止小异物进入管脚保护器400与处理器板100之间的区域， 从而将管脚106与此类异物隔开。
图7提供了处于伸出位置的图6中组件的透视图，连同装接到处 理器104顶面上的散热器700 —起。散热器常常安放成与有规律地产 生大量热的IC热连通以l更散发该热。如图7中所示，弹性部件200 按大小制作并布置成使得该弹性部件200不干扰散热器700在处理器 104顶上的安放。图8提供了包括众多管脚4妄收孔806的插座800的上方透视图， 其中，各管脚接收孔806均构造成用以接收处理器板100的一只管脚 106以便使处理器板100与主板802电气地联接。通常，插座800通 过位于主板802上表面上的导电焊盘(在图7中未示出)而焊接于主板 802的顶部。在其它实施方案中，可以采用其它结构以便将插座800 连接到主板802上，例如经由平板贯通(plated-through)孔。图8的插 座800还包括从插座800中伸出并向上延伸的一对楔状物810，其中， 各楔状物810的顶端均与管脚保护器400的校正开口 410对准。
图9A和图9B提供了为插入插座800而对准的图7中组件的不同 视图。例如，图9A提供了显示该组件与楔状物810首先接触的下方 透视图。图9B提供了其中一个楔状物810的近景视图，其中，该楔 状物810与其相关的校正开口 410对准以便于管脚106与插座800的 管脚接收孔806的正确对准。t匕外，当组件置于插座800顶部时，所 示楔状物810与其中的一个锁定结构206的止动部分208初始接触。 替代楔状物810和校正开口 410或除它们之外，可以釆用使管脚106 和插座800对准的其它方式，如在插座800、处理器板100、弹性部 件200和管脚保护器400的任意一项中的专用对准管脚和匹配的校正 孔，以确保组件与插座800的正确对准。
在组件和插座800的初始只于准之后，如图9A和图9B中所示，可 以在组件上施加朝插座800向下的轻微压力。图IOA和图IOB分别提 供了因这种压力而在楔状物810与锁定结构206之间相互作用的相应 的下方视图和上方视图。在图10A中，当楔状物810进入校正开口 410时，楔状物810以其成角度的顶部表面对锁定结构206的止动部 分208施加压力，致使锁定结构208在第一开口 408内弯向插座800 的主体部分。如图IOB中所示，这种压力致-使锁定部分210开始在第 一开口 408上移动。因此，弹性部件200的锁定部分206表现出足够 的挠性以便弯向因楔状物810^翁入校正开口 410而引起的预期方向。
图IIA至图11C还提供了组件当其朝向插座800被进一步向下推压时的视图。如图IIA至图IIC中所见，楔状物810的运动行进到这 样的位置，在该位置处，充分地致偏止动部分208以允许锁定部分210 完全地位于第一开口 408之上。这种定位允许克服悬臂弹簧204所施 加的力朝处理器板100的下侧面向上推动管脚保护器400，以露出管 脚106。在一个实施例中，当对处理器板100和组件的其余部分继续 .施加向下力时'管,御保护器400沿800的顶部表面向上运动。3口 图IIC中最佳地描绘，楔状物810具有足够的长度以便在管脚保护器 400接触插座800的顶部之前^f吏锁定部分206致偏最大量。此时，管 脚保护器400仍然处于伸出位置，但在该位置上未锁定。
在图12中显示了处理器板100、弹性部件200和管脚保护器400 的组件的完整侧视图，其中，该管脚保护器400处于伸出、但非锁定 的位置，如图IIA至图IIC中所示。当组件朝插座800向下进一步按 压时，随着管脚保护器400由插座800的顶部朝处理器板100进一步 地向上推动，管脚106进入插座800的管脚接收孔806(在图12中未 清楚显示)。图13提供了相同组件在其已压靠在插座800上之后的完 整侧视图。更具体地讲，插座800的顶部、管脚保护器400和处理器 板100的底部都按压到一起，导致管脚保护器400呈完全缩回的位置， 因而允许管脚106与插座800完全接合。在此时，悬臂弹簧204达到 基本上扁平的形状。
在随后某个时候，当处理器板100从插座800移除时，上述过程 基本上相反。具体而言，当向上拔出处理器板100时，悬臂弹簧204 推压管脚保护器400离开处理器板100的下表面，并且插座800的楔 状物810开始从管脚保护器400的校正开口 410中退出，同时管脚保 护器400保持与插座800的顶部接触。在管脚保护器400已经脱开锁 定结构206的锁定部分210后，楔状物810开始使锁定结构206返回 其最初位置，如先前在图10A和图10B中所绘。当管脚保护器400 随后开始与止动部分208接触时，锁定结构206的锁定部分210处于 其锁定位置，如先前在图5C中所示。因此当完成从插座800移除组
12件时，管脚保护器400处于其伸出且锁定的位置以保护管脚106。
如上所讨论的本发明的各种实施例可以提供在向相关插座或相 似结构中正常插入和从其中移除电子器件的管脚时操作的 一种持久 附接的、可锁定的以及可自动伸缩的管脚保护器。因此在管脚未插入 插座的所有时间内，保护管脚免受不期望的力。此外，使用如文中所 述的楔状物和相关校正开口不仅实现了如上所述的锁定特征，而且还 提供了电子器件管脚与插座的正确对准以防止管脚在插入阶段时损 坏。
尽管已经在本文中讨论了本发明的数个实施例，但本发明的范围 所包含的其它实施例也是可能的。例如，尽管以上公开的实施例主要 解决处理器板与插座的连接，^旦使用管脚的其它电子器件和连接结构 如IC、多芯片模块、PCB、管脚头等也可从本发明的多个实施例中获 益。此外，各个实施例的各方面可以加以组合以产生本发明的其它实 施方案。因此，尽管本发明已经就具体实施例作出了描述，但提供此 类描述仅用于说明而非限制。因此，本发明的正确范围仅由如下权力 要求书及其等效物所限定。
权利要求
1. 一种用于保护电子器件(100)的阵列式管脚(106)的装置，所述装置包括管脚保护器(400)，所述管脚保护器(400)限定了其中贯通的阵列式孔(106)，其中，各孔(406)均被构造成用以接收所述管脚(106)中的一只管脚；和弹性部件(200)，其构造成用以朝向各管脚(106)的一端偏压所述管脚保护器(400)远离所述电子器件(100)，并且用以允许所述管脚保护器(400)朝向所述电子器件(100)缩回以露出用于插入插座(800)的所述管脚(106)。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述管脚保护器(400) 和所述弹性部件(200)中的至少 一个被构造成用以与所述插座(800)相 接合，以使得所述电子器件(10O)的管脚(106)与所述插座(800)对准。
3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述弹性部件(200) 包括第一钩状结构(202)和第二钩状结构(202)，所述钩状结构(202)被 构造成用来将所述弹性部件(200)装接到所述电子器件(100)的相对边 上。
4. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述弹性部件(200) 包括第一悬臂弹簧(204)和第二悬臂弹簧(204)，所述悬臂弹簧(204)被 构造成用来偏压所述管脚保护器(400)远离所述电子器件(l 00)。
5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一悬臂弹簧 (204)的各端部均装接到所述钩状结构(202)中的各钩状结构的第一端 部上，且其中，所述第二悬臂弹簧(204)的各端部均装接到所述钩状结 构(202)中的各钩状结构的第二端部上。
6. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述弹性部件(200) 包括锁定结构(206),所述锁定结构(206)被构造成用来将所述管脚保护 器(400)保持在所述管脚(106)中的各管脚的端部处。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述锁定结构(206)包括止动部分(208)和锁定部分(210),其中，所述止动部分(208)被构i绍脚的端部，且其中，所述锁定部分(210)被构造成用以防止所述管脚保 护器(400)朝向所述电子器件(1 OO)缩回。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述管脚保护器(400) 限定了第 一开口 (408),所述锁定结构(206)通过所述第 一开口 (408)延伸。
9. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述锁定结构(206) 被构造成用来由所述插座(800)的楔状物(810)致偏，以便从所述管脚保 护器(400)脱开所述锁定部分(210)而允许所述管脚保护器(400)缩回。
10. —种用于保护从电子器件(100)的一侧伸出的多个管脚(106) 的装置，所述装置包括管脚保护器(400)，其包括限定多个孔(406)的平面状结构(402)， 其中，各孑L(406)均被构造成用以接收所述管脚(106)中的一只管脚；和 弹性部件(200),包括第一钩状结构(202)和第二钩状结构(202)，所述钩状结构中的 各钩状结构均被设置成用以装接到所述电子器件(100)的相对边上；横跨在所述第 一钩状结构(202)和所述第二钩状结构(202)间 的第一弹簧(204)和第二弹簧(204)，其中，所述弹簧(204)被构造成用 以沿着所述多个管脚(106)的相对侧设置，用以朝向所述管脚(106)中的 各管脚的端部偏压所述管脚保护器(400)远离所述电子器件(100)，以及用于插入插座(800)的所述管脚(106);以及从所述第 一钩状结构(202)伸出的第 一锁定结构(206)和从所 述第二钩状结构(202)伸出的第二锁定结构(206)，所述锁定结构(206) 被构造成用以当与所述管脚保护器(400)接合时将所述管脚保护器 (400)保持在所述管脚(106)中的各管脚的端部处，以及用以当从所述管 脚保护器(400)脱开接合时允许所述管脚保护器(400)缩回以露出所述 管脚(106)。
全文摘要
本发明提供了一种用于电子器件管脚的可伸缩性保护装置，具体地涉及一种用于保护电子器件(100)的阵列式管脚(106)的装置。该装置包括限定了其中贯通的阵列式孔(406)的管脚保护器(400)，其中，各孔(406)均被构造成用以接收一只管脚(106)。该装置还包括弹性部件(200)，该弹性部件(200)被构造成用以朝向各管脚(106)的一端偏压管脚保护器(400)远离电子器件(100)。该弹性部件(200)还被构造成用以允许管脚保护器(400)朝向电子器件(100)缩回，以露出用于插入插座(800)或类似元件的管脚(106)。
文档编号H05K7/10GK101426352SQ200810175919
公开日2009年5月6日 申请日期2008年10月28日 优先权日2007年10月29日
发明者B·鲁本斯坦, E·丹尼尔, R·纳特肯珀 申请人:惠普开发有限公司