专利名称：具有管状钎料构件的触点的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于提供第一和第二电子部件之间电连接的电触点，更具体地，本发明涉及具有布置在其上的可回流元件(refiowable element)的电触点。
背景技术：
电连接器使用球栅阵列封装(BGA)类型的电连接，常常附接到基片上，例如印刷电路板。所述BGA包括用于将连接器的电触点连接到PCB的多个钎料球。典型的BGA连接器连接到电接触垫片的阵列或绕所述基片的表面布置的轨迹。通过首先向电接触垫片涂敷树脂助焊剂(resin flux)，将钎料球定位到电接触垫片上，并且驱使连接器通过回流炉，这样，钎料球附接到接触垫片。在回流工艺过程中，钎料球利用助焊剂保持就位，并且被润湿到电接触垫片上。除保持钎料球就位外，助焊剂促进钎料球润湿电接触垫片，并且用化学方法清洁接触垫片表面。然而，在BGA连接中，钎料球的球形形状导致在连接器的电触点和基片的触点垫片之间短的连接高度。如果在连接器和基片之间发生任何移动，这些短的连接受到大的机械应力。结果，作为因应力而使钎焊连接断裂的结果，在连接器和基片之间的连接易于失效。一种将更长的钎料构件施加在触点上的方法包括，例如，列栅格阵列的钎料构件。 然而，这是非常复杂且费时的工艺。一个这种工艺包括在容器或模具的阵列中回流钎料，将触点布置到每个容器中，使钎料冷却和然后移除触点和触点上的钎料。当钎料被施加到触点上时，需要加热和冷却钎料，这可能是成本高的且费时的。
发明内容
本发明提供一种构造成电连接到基片的电连接器。所述电连接器包括壳体，所述壳体具有在其连接表面上布置的许多电触点接头。每个电触点接头包括从所述连接表面延伸的细长尾部部分。每个电触点接头的所述细长尾部部分布置在管状可回流元件的中央开口中。所述管状可回流元件延伸超过远离所述连接表面的细长尾部部分的自由端。所述电触点接头构造成布置在相应的基片接头附近，使得每个电触点接头的可回流元件将触点接头连接到相应的基片接头上。在实施例中，通过将所述尾部部分推到所述可回流元件的中央开口中，所述可回流元件能够被布置在每个电触点接头的所述尾部部分上。通过去除加热和冷却所述可回流材料以将其放置到所述触点的尾部部分上的要求，这能够降低生产成本和减少生产时间。
本发明的示例性实施例将在下面描述，并且示意性地显示于附图中，在附图中图1显示根据本发明实施例的电触点接头和管状可回流元件；图2显示在管状可回流元件中布置的图1的触点接头；
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图3显示相邻基片接头布置的图1的触点接头和可回流元件；图4显示在回流后，触点接头附接到图3的基片接头；图5-7显示根据本发明的实施例，将可回流元件放置到接头触点上的步骤；图8和图9显示将图5-7的接头触点连接到基片的步骤；图10和图11显示根据本发明的电触点接头和可回流构件的替代实施例；图12和图13显示根据本发明的电触点接头和可回流构件的替代实施例；以及图14显示将图12和图13的电触点接头连接到基片上。
具体实施例方式图1显示根据本发明实施例的电触点接头2和导电回流元件4。电触点接头2包括从触点接头2的本体8延伸离开的细长尾部部分6。导电回流元件4包括具有细长管状形状的第一可回流材料10。如图1和图2所示，通过将触点接头2的尾部部分6推到管状可回流材料10的中央开口中，回流元件4布置在电触点接头2上。一旦回流元件4布置在尾部部分6上，回流元件4的下端部布置成与基片14的相应导电接头12相邻，基片14是例如图3所示的印刷电路板(PCB)。然后，回流元件4被置于升高了的回流温度，引起回流元件4粘结到导电的基片接头12和触点接头2的尾部部分6。结果，如图4所示，利用钎焊连接11，电触点接头2在基片接头12电连接并且机械地连接到基片。适用于本发明的可回流材料10的实例是钎料。钎料能够用作可回流材料10，这是因为钎料将在低于钎料连接的部件和环绕的部件的熔点的升高了的温度下回流。例如，根据特殊材料，钎料能够具有在90°C和450°C之间范围的熔点。因此，在不改变或熔化触点接头2、基片接头12、基片14或钎料附近的任何结构元件(例如保持触点接头的壳体)的条件下，所述钎料能够回流且将触点接头2连接到基片接头12。示例性的适当钎料材料包括锡和铅的混合物。由于减小在电气部件中所使用的铅的量的管理压力，使用无铅钎料可能是有利的。无铅钎料的实例常常包括组合了例如铜、银、铋、铟、锌和锑的其他材料的锡。许多适当的钎料具有低于220°C的回流温度。在整个说明书中，包括管状钎料材料10的钎料元件4的示例性实施例是可回流元件的实例。图1-4中所示的钎料元件4包括在管状钎料材料10的中央开口中布置的助焊剂 16的芯。在钎料回流时，助焊剂16能够用于几个目的。第一，助焊剂从电连接的表面中去氧。在助焊剂16受到升高了的温度时，助焊剂16还在钎焊工艺中辅助改进液态钎料材料 10的润湿特性。当触点接头2插入到钎料元件4中时，如图2所示，触点接头的尾部部分 6被推到助焊剂16中。许多适当的助焊剂材料在室温下具有延展性。因此，尾部部分6能够插入到钎料元件4的中央开口中而无需将温度升高到回流温度附近的温度点上。在尾部部分16被插入时，助焊剂16被推开。因此，在大约低于钎料的回流温度的温度下，尾部部分6能够被推到管状钎料元件4中。例如，根据所使用的钎料，尾部部分6能够在大约低于 220°C或甚至大约低于90°C的温度下插入到管状元件4中。然而，在其他实施例中，助焊剂芯16可以被下推且推出管状钎料材料10，而不引起钎料的任何变形。基片接头12在图3和图4例示为触点垫片。触点垫片包括在钎料回流前布置在触点垫片上的一层钎料膏18。通过用钎料材料10促进触点垫片的润湿且通过在钎焊工艺前防止触点垫片12接触空气，钎料膏18辅助将触点接头2钎焊到基片接头12上。作为实例，钎料膏能够包括悬浮在助焊剂介质中的粉状钎料材料。如图2所示，触点接头2的尾部部分6能够具有比管状钎料元件4短的长度，从而钎料元件4的部段20在尾部部分6的自由端22下方延伸。与由钎料球所形成的钎焊连接相比，这个延伸的部段20允许钎焊连接11具有延伸了的长度。结果，钎焊连接11更不易于因保持触点接头2的壳体和基片14之间的微小移动所产生的机械应力而断裂。根据本发明，将管状钎料元件4施加到一组触点接头2的尾部部分6上的示例性方法显示于图5至7中。图5显示从连接器壳体M的电连接表面25延伸的一组触点接头 2。电连接表面25实际上可以是用于将一个电气部件连接到另一个电气部件的任何导电材料。在一些实施例中，连接器壳体M是用于将基片14连接到另一个基片、另一个连接器等的连接器的部分。在这些实施例中，电连接表面25提供在每个触点接头2(在钎焊后，触点接头2最终被连接到基片14)和每个相应电触点(未图示，并且相应电触点最终被连接到另一个基片或另一个连接器)之间的平行连接。触点接头的尾部部分6在大致一致且平行的方向上远离壳体对地延伸。在所示实施例中，触点接头的本体8的一小部分刚稍微延伸出连接器壳体24。然而，还可能的是，触点接头的本体被完全保持在壳体M中，只有尾部部分6从壳体M向外延伸。为了将管状钎料元件4施加到尾部部分6上，壳体对被置于钎料元件的保持件26的邻近。每个尾部部分6与保持在保持件沈中的空腔观内的相应管状钎料元件4成直线。如图6所示，触点接头4的尾部部分6被放置成紧邻管状钎料元件 4。然后，壳体M朝向保持件沈移动，使得每个管状钎料元件4被推到相应尾部部分6上， 如图7所示的那样。一旦管状钎料元件4已经被放置到触点接头2上，连接器壳体M被布置在基片14 或PCB邻近。然后，如图8所示，连接器壳体M被细心地放置成，使得每个触点接头2的钎料元件4利用位于钎料元件4和基片14的基片触点12或基片14之间的钎料膏18定位成与基片14的基片触点12相邻。为了清楚地例示基片触点12和钎料膏18，基片触点12从基片向上延伸，并且钎料膏18以阶梯状形式仅覆盖触点12的一部分。然而，在许多实施例中，基片触点12将与基片14大致齐平，并且钎料膏18将完全覆盖触点12。本发明预料到了所有的这种变型。为了将连接器壳体M电连接到基片14，每个钎料元件4的钎料10则被加热，使得钎料回流。结果，在每个触点接头2和相应的基片触点12之间形成钎焊连接11，如图9所
7J\ ο图10和图11显示本发明的连接器的另一个实施例，其中，与图1-4所示具有助焊剂芯不同，管状元件4具有开口芯。钎料元件的开口芯能够如图所示，不具有任何助焊剂， 或者能够具有布置在元件上其他位置的助焊剂，例如在管状元件的外表面上或管状元件内部。在本实施例中，接头触点的尾部部分6被推到开口芯中，使得尾部部分的表面与管状钎料元件4的内表面观接合。为了保证钎料元件4将被牢固地保持在触点接头上，尾部部分 6的直径能够大致类似于管状钎料元件4的内表面观的直径，或者稍微大于管状钎料元件 4的内表面28的直径。因此，尾部部分6紧配合在开口芯中。图12-14例示触点接头4的又一个实施例，触点接头4辅助承受钎焊连接11上的机械应力。每个触点接头4的尾部部分6能够类似于前述实施例，并且如上所述，插入到钎料元件4的助焊剂芯16中或者开口芯中。然而，触点接头4能够还包括在触点接头4的本
6体8和自由端22之间布置的应力或张力吸收或弹簧元件32。弹簧元件32能够是尾部部分 6的部分或者能够是触点接头的单独部分。在尾部部分6被插入到管状钎料元件34中时， 弹簧元件32留在管状钎料元件34的外部。结果，在壳体M和基片14电连接时，弹簧元件 32定位在钎焊连接11和连接器壳体M之间。因此，连接器壳体M和基片14之间的任何稍微移动所引起的机械应力能够被弹簧元件32吸收。弹簧元件32能够由接头触点4中的一个或多个弯曲(bend)34形成。所示的弹簧元件32包括三个弯曲。这样，所示元件能够吸收因基片14和连接器壳体M的朝向彼此、远离彼此或在横向方向上的移动所引起的应力。 虽然已经显示和描述了本发明的优选形式，但许多特征可以变化，如对本领域技术人员所明显的那样。因此，本发明旨在仅受到所附权利要求书的保护范围的限制。
权利要求
1.一种用于电连接到基片的电连接器，所述连接器包括具有电连接表面的壳体；布置在所述电连接表面上的多个电连接接头，其中，所述多个电连接接头中的每个电连接接头具有远离所述电连接表面延伸的细长尾部部分；以及多个管状可回流元件，其中，所述多个管状可回流元件中的每个管状可回流元件布置在相应的细长尾部部分上。
2.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述多个管状可回流元件中的每个管状可回流元件包括钎料。
3.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述多个管状可回流元件中的每个管状可回流元件具有比所述多个电触点接头中的每个电触点接头的熔点低的熔点，并且其中，所述多个管状可回流元件中的每个管状可回流元件的熔点低于所述壳体的熔点。
4.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，每个细长尾部部分平行于其他细长尾部部分中的每一个，并且所述细长尾部部分中的每一个都在相对于彼此的一致方向上延伸。
5.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述多个电触点中的每一个都包括本体，其中，每个本体的一小部分延伸出所述壳体。
6.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述多个电触点中的每一个都包括本体，其中，每个本体都被完全保持在所述壳体内。
7.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述多个管状可回流元件中的每个管状可回流元件布置在相应的细长尾部部分上，使得每个管状可回流元件的一部分在远离所述电连接表面的方向上延伸超出所述相应尾部部分的自由端。
8.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述多个电触点接头中的每一个还包括本体和在所述本体和细长尾部部分之间布置的弹簧元件。
9.根据权利要求8所述的电连接器，其特征在于，所述弹簧元件中的每一个包括至少一个弯曲。
10.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述多个电触点接头中的每一个还包括本体，并且其中，对于所述多个电触点接头中的每一个，所述电触点接头的细长尾部部分包括弹簧元件，其中，所述弹簧元件布置在所述电触点接头的本体和细长尾部部分的自由端之间。
11.根据权利要求10所述的电连接器，其特征在于，所述弹簧元件中的每一个包括至少一个弯曲。
12.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述多个管状可回流元件中的每个管状可回流元件具有中央开口，并且其中，所述电触点接头的每个细长尾部部分被插入到所述相应中央开口中，使得所述电连接接头的尾部部分紧配合在所述相应中央开口内。
13.根据权利要求12所述的电连接器，其特征在于，所述中央开口还包括助焊剂芯，其中，所述助焊剂芯在比所述多个管状可回流元件中的每个管状可回流元件的熔点低的温度下具有延展性。
14.一种用于电连接到基片的电连接器，所述电连接器包括 具有尾部部分的电触点接头；以及具有中央开口的管状可回流元件，其中，所述管状可回流元件布置在所述尾部部分上， 使得所述管状可回流元件被插入到所述管状可回流元件的中央开口中。
15.根据权利要求14所述的电连接器，其特征在于，所述管状可回流元件布置在所述尾部部分上，使得所述管状可回流元件延伸超过所述尾部部分的自由端。
16.根据权利要求14所述的电连接器，其特征在于， 所述管状可回流元件具有比所述电触点接头的熔点低的熔点。
17.一种用于电连接到基片的方法，包括将电触点接头的细长尾部部分插入到管状可回流元件的开口腔中。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，实现将所述电触点接头的细长尾部部分插入到所述开口腔中，使得所述管状可回流元件的一部分延伸超过所述细长尾部部分的自由端。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述管状可回流元件具有比所述电触点接头的熔点低的熔点。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于， 所述方法还包括将所述管状可回流元件的下端部布置成与所述基片的导电接头相邻；以及将所述可回流元件粘结到所述基片，其中，所述粘结利用下述方法实现将周围温度升高到比所述管状可回流元件的熔点高、比所述电触点的熔点低且比所述基片的熔点低的温
全文摘要
一种构造成电连接到基片的电连接器。所述电连接器包括壳体，所述壳体具有在所述壳体的连接表面上布置的多个电连接接头。每个电连接接头包括从所述连接表面延伸的细长尾部部分。每个电触点接头的所述细长尾部部分布置在管状可回流元件的中央开口中。所述尾部部分可选地包括应力或张力减荷机构。所述管状可回流元件延伸超过远离所述连接表面的所述细长尾部部分的自由端。所述电触点接头构造成布置在相应基片接头的附近中，使得每个电触点接头的所述可回流元件将所述触点接头电连接到所述相应基片接头。
文档编号B23K35/14GK102355979SQ201080011154
公开日2012年2月15日 申请日期2010年3月11日 优先权日2009年3月11日
发明者J·R·扎诺利, J·S·卡齐纳 申请人:怡得乐工业有限公司