专利名称：力矩/弯曲减小的耐磨板的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种用于减少致动过程中的弯曲(bowing)的插座组件。
背景技术：
插脚栅格阵列(PGA)插座用于将例如处理器的电子封装件安装在印刷电路板上。处理器具有很多插脚，PGA插座在插脚和电路板上的轨迹之间提供电气通路。零插入力(ZIF)PGA插座使用可以在基板上于打开和关闭位置之间滑动的盖。例如，可以通过用手动工具旋转凸轮来致动滑动运动。该盖具有与处理器的插脚阵列相匹配的孔阵列。类似地，所述基板具有插脚接收腔阵列，该接收腔阵列带有形成为与处理器的插脚阵列相配合的触头。通过首先放置处理器、使其插脚穿过盖的孔，使处理器与插座相配合。当盖在打开位置时，插脚穿过盖的孔并进入基板的插脚接收腔内，但是并不与插脚接收腔内的触头电连接。将盖移至关闭位置时，使插脚移动并与插脚接收腔内的触头电连接。
由于处理器具有成百个插脚，因此需要相当大的力才能将盖移至关闭位置，从而使插脚移至完全配合位置处，然而这个相当大的力可能会使插座组件弯曲(bowing)，而导致出现不适当的致动和/或解致动操作。
图1示出了现有技术中带有凸轮致动机构的插座系统10的一例。插座系统10包括可滑动地安装在壳体14上的盖12。壳体14通过焊球16安装在板(未示出)上。插座系统10包括由盖12和壳体14两者接收的凸轮18。凸轮18的旋转引起盖12沿着方向A相对壳体14运动。当盖12闭合(或致动)时，其运动至图1中的右侧，当盖12打开(或解致动)时，其运动至图1中的左侧。插座系统10还包括嵌放在壳体14中的壳体耐磨板(housingwear plate)20，当凸轮18旋转时，该壳体耐磨板20沿着凸轮18的承载面接触凸轮18；以及，嵌放在盖12中的盖耐磨板21，当凸轮18旋转时，该盖耐磨板21也沿着凸轮18的承载面接触凸轮18。凸轮18包括与盖耐磨板21相接触的偏心部分，当凸轮18旋转时该偏心部分使得盖12侧向(laterally)移动。
当凸轮18旋转时，来自凸轮18的合力(resultant forces)经由壳体耐磨板20施加到壳体14上。当致动盖12时，在闭合推面(closing push surface)22处产生合力。当盖12被解致动时，在打开推面24处产生合力。这些合力产生关于焊球16的力矩，壳体14安装在焊球16上。力矩臂的水平部分是打开力矩臂26和闭合力矩臂28，它们分别对应于打开推面24和闭合推面22。由合力产生的力矩引起沿弯曲方向B的弯曲和偏转。此外，在打开推面24处的合力可以引起壳体14的后边缘30的磨损和断裂。
对于图1中所示的插座系统10，上述闭合或致动引起沿弯曲方向B的向下偏转。在此情形下，插座系统10可以由安装该插座系统的板支撑，并且可以实现啮合。然而，打开或解致动会引起沿弯曲方向B的向上弯曲。由于在插座系统10上方没有支撑，因此所产生的弯曲可能会阻碍插座的拔出。
现在需要一种能够克服现有PGA插座的上述以及其他缺点的插座组件。
发明内容
一种用于接收电子封装件的插座，所述插座组件包括具有触头阵列的壳体、可滑动地安装在所述壳体上并可相对壳体在打开位置和闭合位置之间移动的盖、被所述壳体和盖接收的凸轮销，其中，所述凸轮销的转动使所述盖在打开位置和闭合位置之间移动。壳体包括具有打开推面和闭合推面的椭圆形凸起元件(oblong raised element)。凸轮销距离触头阵列的距离要比椭圆形凸起元件距离触头阵列的距离远。壳体耐磨板嵌放在壳体内。壳体耐磨板具有接收凸轮销的凸轮接收孔和接收椭圆形凸起元件的长方形槽，其中，壳体耐磨板在盖相对于壳体的运动过程中将来自凸轮销的致动力传递给打开和闭合推面。
图1是带有凸轮致动机构的现有技术的插座系统10的截面图。
图2是根据本发明的PGA插座组件的分解图。
图3是处于打开或解致动位置的根据本发明的PGA插座组件的截面图。
图4是用在根据本发明的插座组件中的凸轮销的顶透视图。
图5是图4的凸轮销的侧正视图。
图6是用在插座组件中的盖的顶透视图，其中盖内安装有凸轮和指示器。
图7是用在插座组件中的壳体的顶透视图。
图8是用在插座组件中的壳体耐磨板的顶透视图。
具体实施例方式
图2是PGA插座组件40的一实施例的分解图，图3是处于打开或解致动位置的插座组件40的剖视图。插座组件40包括盖42、凸轮销44、壳体或基板46。盖42和壳体46都是半个插座。盖42可滑动地与壳体46啮合。凸轮销44可以旋转，并且凸轮销44的旋转致动壳体46上的盖42的滑动运动。放置在凸轮销44和盖42之间的是指示器48，其用于指示插座组件40是被致动或是被解致动。在美国专利申请公开No.2003/0186578中对此类指示器的一实施例作出了更加全面的描述。
凸轮销44由金属材料制成，盖42和壳体46由塑料材料制成。如果凸轮销44与盖42或壳体46直接接触，那么凸轮销44可能会磨损或损坏塑料表面。因此，插座组件40包括盖耐磨板50和壳体耐磨板52，两者都用金属材料制成。盖耐磨板50嵌放在盖42内并且接收凸轮销44。类似地，壳体耐磨板52嵌放在壳体46内并且接收凸轮销44。插座组件40还包括将凸轮销44保持在插座组件40内的保持板54。
如图3所示，插座组件40还包括具有插脚58的插件56(interposer)。插件56安装在处理器上并且与处理器(未示出)进行电连接。插件56跨置在盖42的上部，插件56的插脚58由盖42的插脚栅格96(图2)接收，插脚栅格对应于壳体46的触头128(图3)的触头阵列126(图2)。在图3中，所示盖42处于打开状态，即插座组件40被解致动。在打开位置，插件56的插脚58穿过盖42的插脚栅格96，并且进入壳体46的触头阵列126内，但是触脚58不与触头128形成电联通。将盖42(以及插件与盖42一起)沿着打开/闭合方向C移至右侧，使得插脚58与触头128形成电气接触。类似地，将盖42沿着打开/闭合方向C移至左侧，断开插脚58与触头128之间的电联通。
图4是凸轮销44的透视图，图5是凸轮销44的正视图。凸轮销44包括顶部60、盖部66、壳体部68和底部70。顶部60和盖部66相连，盖部66和壳体部68相连，壳体部68和底部70相连。此外，顶部60、壳体部68和底部70彼此同心。盖部66相对于其他部分偏心。
顶部60包括六边形插座62。六边形插座62凹陷到顶部60内，并且接收用于实施致动的六边形扳钳的头部。此外，顶部60还包括从顶部60侧向延伸的翼片63。顶部60终止于顶唇部64，该顶唇部64向内侧向延伸以与盖部66相交。
盖部66相对他部分偏心，并且形成为由盖耐磨板50接收。盖部66和壳体部68接合。壳体部68是圆柱型的并且与顶部66同心，由壳体耐磨板52接收。壳体部68和底部70接合。
凸轮销44的底部70包括保持凸角(retention lobe)72、保持唇部74和下凸角76。保持凸角72的直径小于壳体部68的直径，并且小于下凸角76的直径。保持唇部74将保持凸角72和下凸角76接合。
图6是带有安装到位的凸轮44和指示器48的盖42的透视图。盖42可滑动地安装在壳体46上。盖42包括顶部90、底部92和后部94。盖42包括从顶部90延伸通过底部92的开孔的插脚栅格96。插脚栅格96对应于插件56的插脚58的排列，以及对应于壳体46的触头阵列126。盖还包括从顶部90延伸通过底部92的凸轮接收孔104，凸轮销44通过凸轮接收孔104延伸。
盖42还包括延伸入靠近后部94的顶部90内的凸轮槽98。凸轮槽98接收凸轮销44和指示器48。凸轮槽98包括凸轮架100，当指示器48的环82靠紧凸轮架100时，凸轮销44和指示器48靠在凸轮架100上。盖42的顶部90还包括与凸轮销44的翼片63相配合的正性止挡(positive stop)102，用以将凸轮销44的旋转范围限制到大约180度，从而防止凸轮销44旋转超过致动或解致动位置。
参照图2和图6，指示器48包括通孔80、环82和臂84。通孔80接收凸轮销44，指示器48插入在凸轮销44和盖42之间，这样凸轮销44的顶唇部64与紧靠盖42的凸轮架100的环82相抵靠。当凸轮销44旋转时，指示器48在致动和解致动位置之间移动，这样所述臂48的位置可以为凸轮销44的位置提供可视信号，从而指示出插座组件40是在致动位置处还是在解致动位置处。
参照图2和3，盖42包括凹槽106，该凹槽延伸到盖42的底部92中并且接收盖耐磨板50。盖耐磨板50密切地嵌放在耐磨板凹槽106中，这样当凸轮销44被致动时，盖耐磨板将不会沿凸轮销44转动。盖耐磨板包括椭圆形的凸轮接收孔110，该接收孔用于以最小的间隙接收凸轮销44的盖部分66。椭圆形凸轮接收孔110的内部由承载面112限定出，该承载面112与凸轮销44的盖部分66的外表面接触。此外，盖耐磨板50也包括推面114，推面与相应的耐磨板凹槽106的推面115(见图3)接触，以传递由凸轮销44的转动产生的滑动力，从而移动盖42。盖耐磨板50还包括用以减轻重量的空洞116。
如前所述，盖42可滑动地安装到壳体46上。图7是壳体46的透视图。壳体46包括顶部120、底部122和后部124。壳体46包括对应于插件56上的插脚58阵列和盖42的插脚栅格96的触头阵列126。触头阵列126包括终止于焊球130的单个触头128，焊球130接近底部122。触头128通常包括叉形或指状物(未示出)，这样插脚58可以进入到指状物中以与触头128的电联通，并且被拉出指状物以终止电联通。焊球130被焊接到板(未示出)上，因此提供了安装特征部件，有助于在连接到插件56和板上的元件之间形成电联通。
接近后部124，壳体46包括凹陷在顶部120内的耐磨板腔132。该耐磨板腔132容纳壳体耐磨板52。耐磨板腔132由腔基底134和腔侧壁136限定出。壳体46还包括穿透耐磨板腔132的凸轮接收孔138，凸轮销44穿过凸轮接收孔。
耐磨板腔132包括椭圆形凸起元件140形式的承载特征部件。椭圆形凸起元件是从腔基底134向上延伸的椭圆形凸出物。该椭圆形凸起元件140设置成距离触头阵列126比凸轮接收孔138距离触头阵列126近。椭圆形凸起元件140包括打开推面142和闭合推面144，它们从而比凸轮接收孔138距离触头阵列126更近。因此，壳体46的打开和闭合推面142、144距离插座组件40的焊球130比现有技术的系统10的打开和闭合推面22、24距离焊球16更接近。这将导致力矩臂和弯曲降低。椭圆形凸起元件140还包括沉入闭合推面144的切口146，以控制沿闭合推面144传递到椭圆形凸起元件140上的力的位置。
耐磨板腔132还包括凹槽148，该凹槽148围绕椭圆形凸起元件140与腔基底134相交的区域。该凹槽148延伸到腔基底134下，并且确保围绕椭圆形凸起元件140和腔基底134接合处没有圆(radii)，从而防止壳体耐磨板52平直搁放在壳体46的耐磨板腔132的腔基底134上。耐磨板腔132还包括从腔基底134向上延伸的键特征部件150，其有助于将壳体耐磨板52在耐磨板腔132中准确定位。
图8是壳体耐磨板52的透视图。壳体耐磨板52包括通过侧壁164连接的顶部160和底部162，壳体耐磨板的尺寸使其可以被壳体46的耐磨板腔132接收。壳体耐磨板52包括从顶部60通过底部62延伸的狭槽166。狭槽166是椭圆形的，并且密切地接收壳体46的椭圆形凸起元件140。该狭槽166包括打开表面168和闭合表面170，它们分别对应于壳体46的打开推面142和闭合推面144。打开表面168和闭合表面170分别与打开推面142和闭合推面144配合，以传递盖42从凸轮销44移动到壳体46而产生的力。
凸轮接收孔172延伸穿过壳体耐磨板52并接收凸轮销44。凸轮接收孔172的内部由承载面174限定出。承载面174与凸轮销44的壳体部分68的外表面接触。同时延伸穿过壳体耐磨板52的是键孔176。该键孔176接收壳体46的耐磨板腔132的键特征部件150。当制造壳体耐磨板时，顶部160上产生毛边。侧向偏离壳体耐磨板52中心设置的键孔176和键特征部件150相配合，以确保壳体耐磨板52设置在侧边上有毛边的耐磨板腔132中，或面对盖耐磨板50(由金属制成)，而不是腔基底134(由塑料制成)。壳体耐磨板52还包括空洞178。空洞178降低壳体耐磨板52以及插座组件40的总体重量。空洞178的大小和形状设计成使其不能接收键特征部件150。
参见图2，插座组件40还包括保持板54，其作用是将凸轮销44保持在适当的位置上。保持板由延伸入壳体46底部122的保持板腔180(见图3)接收。保持板54包括狭缝192，该狭缝192具有第一宽度194和第二宽度196。第一宽度194大于凸轮销44下凸角76的直径，第二宽度196大于保持凸角78的直径但是小于下凸角76的直径。因而，当对准狭缝192以使第一宽度194与下凸角76对准时，凸轮销44将下降到插座组件中直到保持板54包围保持凸角72。通过如此定位的保持板54和凸轮销44，保持板54可以相对于凸轮销44侧向滑动，这样第二宽度196包围凸轮销44的保持凸角72。由于第二宽度196小于下凸角76的直径，利用保持唇部74、保持板54以及壳体46的保持板腔180的相互作用，可以防止任何将凸轮销44从插座组件44中移走的可能。
图3示出的是插座组件40处于打开和解致动位置。插脚58已经由触头阵列126接收，但是没有与各自的触头128电联通。因为插脚58要完成与触头128的电联通，因此盖必须沿着打开/闭合方向C向右移动。
这个移动利用凸轮销44的转动来完成。操作者将六边形的扳手放入六边形插座62中并且转动凸轮销44。随着凸轮销44转动，凸轮销44的盖部66抵压住盖耐磨板50的承载面112，并且凸轮销44的壳体部68抵压住壳体耐磨板52的承载面174。由于凸轮销44的盖部相对凸轮销44的壳体部68偏心，并且壳体耐磨板52将凸轮销44保持在相对于壳体46的适当位置中，因此盖42被迫相对于壳体46滑动到闭合或是致动位置中。
盖42到闭合位置的移动是与将每个插脚58插入每个触头128中所需要的合力相反的。由于这里有成百个触头，所以所需的合力将会非常大。这个所需的致动力将在凸轮销44上产生合力。将这个合力从凸轮销44传递到壳体耐磨板52的承载面174上，然后借助壳体耐磨板52的闭合表面170和壳体46的闭合推面144的相互作用从壳体耐磨板52传递到壳体46的椭圆形凸起元件40上。在椭圆形凸起元件140上的合力的传递在焊球130上产生力矩。力矩臂的水平分量由闭合力矩臂200示出。类似地，借助壳体耐磨板52的打开表面170和壳体46的椭圆形凸起元件140的打开推面144的相互作用，将盖从闭合位置滑动到打开位置将实现合力的传递。打开力矩臂202是对应于移盖42到打开位置处产生的力矩的力矩臂水平分量。由打开和闭合盖42产生的力矩将引起沿弯曲方向D的弯曲。
对于图3描述的实施例，打开力矩臂202是对应于盖42沿方向C滑动的最大力矩臂。打开力矩臂202明显小于图1中示出的现有插座组件10中的打开力矩臂26或是闭合力矩臂28。例如，对于类似大小的插座，打开力矩臂202可以是6.86mm，而打开力矩臂26是19.02mm。因为力矩与力矩臂的长度直接成比例，所以插座组件40将比现有技术的插座组件10经受小得多的弯曲。同时，由于合力的传递已经离开了插座组件40的后部，因此与现有技术的插座组件10相比，由打开和闭合盖42的力引起的壳体46的断裂将会减少。
应该认识到，可以采用多承载部件，或是不同形状的承载特征部件。同时，耐磨板可以包括延伸到壳体中的承载特征部件。
权利要求
1.一种用于接收电子封装件的插座组件，所述插座组件包括具有触头阵列的壳体、可滑动地安装在所述壳体上并可相对壳体在打开位置和闭合位置之间移动的盖、被所述壳体和盖接收的凸轮销，其中，所述凸轮销的转动使所述盖在打开位置和闭合位置之间移动，其特征在于所述壳体包括具有打开推面和闭合推面的椭圆形凸起元件，所述凸轮销离所述触头阵列的距离较所述椭圆形凸起离所述触头阵列的距离远，壳体耐磨板嵌放在所述壳体中，该壳体耐磨板具有接收所述凸轮销的凸轮接收孔和接收所述椭圆形凸起元件的椭圆形狭槽，其中，在所述盖相对于所述壳体移动期间，所述壳体耐磨板将致动力从所述凸轮销传递给所述打开和闭合推面。
2.如权利要求1所述的插座组件，其中，还包括嵌放在所述盖中的盖耐磨板，所述盖耐磨板包括凸轮接收孔，该凸轮接收孔具有接触凸轮销的承载面，在所述盖相对于所述壳体移动期间，所述盖耐磨板与凸轮销配合以将合力从所述盖传递给所述凸轮销。
3.如权利要求2所述的插座组件，其中，所述凸轮销包括盖部和壳体部，所述盖部由所述盖耐磨板接收，所述壳体部由所述壳体耐磨板接收，所述凸轮销的所述盖部和壳体部彼此偏心。
4.如权利要求1所述的插座组件，其中，所述壳体包括从壳体延伸的键特征部件，并且所述壳体耐磨板包括接收所述键特征部件的键孔，所述键特征部件和所述键孔配合以相对所述壳体适当对准所述壳体耐磨板。
全文摘要
本发明公开了一种用于接收电子封装件的插座组件(40)，包括具有触头阵列的壳体(46)。盖(42)滑动地安装在壳体上并可相对壳体在打开位置和闭合位置之间移动。凸轮销(44)被所述壳体和盖接收，其中凸轮销的转动使盖在打开位置和闭合位置之间移动。所述壳体包括具有打开推面(142)和闭合推面(144)的椭圆形凸起元件(140)。该凸轮销离所述触头阵列的距离较所述椭圆形凸起离所述触头阵列的距离远。壳体耐磨板(52)嵌放在该壳体中。壳体耐磨板具有接收凸轮销的凸轮接收孔(172)和接收椭圆形凸起元件的椭圆形狭槽(166)，其中，在盖相对于壳体移动期间，所述壳体耐磨板将致动力从凸轮销传递到打开和闭合推面。
文档编号H01R12/16GK1551420SQ200410035249
公开日2004年12月1日 申请日期2004年1月17日 优先权日2003年1月17日
发明者杰弗里·B·麦克林顿, 杰弗里 B 麦克林顿 申请人:蒂科电子公司