专利名称：具有多个接触梁的接触件的制作方法
技术领域：
本发明总地来讲涉及一种表面安装的接触件，该接触件构成得能够安装在电子元件中，例如安装在插座中。更具体讲，本发明涉及一种具有多个接触梁的表面安装的接触件。
背景技术：
在多种连接导电构件的应用中，都使用到了接触件，比如在连接处理器、电路板等的应用中。在很多应用中，接触件是装在外壳中的，比如装载插座中。例如，通常使用插座来连接处理器和电路板。典型的插座包括一个具有空腔的主体，这些空腔用于安装数个可变形的接触件。盘栅阵列(LGA)插座安装有这样的接触件，具有一个可变形主体，在其一端形成有一个接触梁，而在另一端附着有一个焊料球。所述接触梁从空腔向上延伸到达插座主体的顶面的上方，同时焊料球从空腔向下延伸到低于主体地面的位置。空腔以阵列的形式排列并且接触件是通过所有的接触梁沿着同一个方向从空腔中伸出来定位的，从而使每一行中的接触梁相互平行对齐。附在接触件上的焊料球焊接到电路板上的电气走线上。处理器在其底面上具有数个接触焊盘并且将处理器安放在插座上，使每个接触焊盘与相应的单个接触梁对齐。将处理器向下压到插座上，从而每个接触梁接合一个相应的接触焊盘。
随着技术的方展，要求接触件能够以更快的速度传送数据并且对数据信号的状态变化更加敏感。还要求插座更加可靠并且可以以低成本制造。提高这些指标的能力受到插座的尺寸以及插座的内部电气特性的影响，比如接触件所表现出来的电感和阻抗特性。减小插座的尺寸使得更小的印刷线路板能够得以使用并且产生更短的电路路径，这有助于缩短状态变化响应时间。
传统的插座存在若干缺陷。接触件较大并且占据了插座内的大量空间。因此插座只能带有有限数量的接触件并且在处理器与电路板之间传送信号的能力也是有限的。另外，要在大小和长度上对接触梁加以限制，以便在处理器使其弯曲的时候，接触梁不会接触到同一行或不同行内的接触梁。短和/小的接触梁与长和/或大的接触梁相比，具有更加有限的垂直弯曲范围。如果使短小的接触梁过度弯曲，则它们将发生永久性形变。较大较长的接触梁可能会需要过大的力，以致无法与处理器实现完全连接。
此外，每个接触梁在传送数据信号的时候，会产生一个局部电磁(EM)场。随着接触梁定位得越来越近，EM场开始干扰相邻接触梁的性能。这种干扰表现为接触件电感的增大。随着电感增大，插座中的接触件对通过插座传送的信号的电压电平变化的响应变慢了。因此，虽然从处理器输出到接触件的数据信号可能会几微秒的时间内转换电压(或状态)，但是只要数据信号通过插座中相应的接触件，数据信号改变状态会经过较长的时间。因此希望限制由接触件表现出来的电感，以保持迅速对状态变化做出响应的能力。
而且，当接触件做得较小时，当电信号通过接触件，即插座时，会遇到更多阻力。当信号通过其中时，高阻抗导致接触件产生热量，这能够毁坏周围的部件并缩短产品寿命。另外，通过高阻抗的接触件传送电信号需要更多的能量，这导致电子设备耗能增多。
对能够解决上述问题以及时至今日仍未解决的其它问题的插座和接触件存在着需求。
发明内容
一种电子插座，包括一个座体，该座体容纳着多个接触件。每个所述接触件包括至少两个独立的接触单元，将所述接触单元设置成用于与电路板上的共用电气走线进行连接。所述至少两个独立的接触单元具有各自的接触梁，所述接触梁彼此平行地延伸并且设置得能够使电流在相邻的接触梁中沿着相反的方向流动。
附图1是按照本发明的一个实施例形成的接触件的对称图。
附图2是按照本发明的另一个实施例形成的接触件的对称图。
附图3是按照本发明的再有的另一个实施例形成的接触件。
附图4是按照本发明的再一个实施例形成的接触件。
附图5是按照本发明的再一个实施例形成的接触件。
附图6是为安装按照本发明实施例的接触件而形成的插座的对称图。
具体实施例方式
附图1表示按照本发明的一个实施例的接触件8的立体图，该接触件8具有以交叉、重叠的方式排列的第一和第二接触单元10和14。接触单元10和14具有底座部分18和19，在它们的相反两端上形成有焊料球桨板22和23。焊料球桨板22和23携带有焊料球46和47。焊料球桨板22和23包括可变形的端接引线，在这些端接引线的外端具有焊盘。根据需要，底座部分18和19可以多于或少于两个焊料球桨板22和23。如附图1所示，将底座部分18和19设置成与纵轴54平行。接触单元10和14各自具有形成在底座部分18和19的相反两侧上的支撑板26和27。接触梁34和38分别与支撑板26和27一起形成，并且它们是薄的、可变形的且定位在平行的平面内。将接触梁34和38形成为，在正常状态下垂直延伸，从纵轴54以一个锐角向上。接触梁34和38具有朝上的外接触部分50。接触单元10的接触梁34沿箭头A所示的方向向上和向下弯曲，同时接触单元14的接触梁38沿着箭头B所示的方向弯曲。
接触单元10的接触梁34朝向接触单元14的接触梁38延伸。接触单元10和14的接触梁34和38沿着横轴42彼此交叠并且相互交错。例如，接触单元10的一个接触梁位于接触单元14的一对接触梁38之间，并且接触单元14的一个接触梁38位于接触单元10的一对接触梁34之间。
接触单元10和14的底座部分18和19是焊接到电路板(未示出)上的共用焊盘或电连接走线上的。处理器(该处理器然后将会安放到包含接触单元10和14的插座上)，具有一个或多个位于该处理器底面上的电子共用接触焊盘，这些接触焊盘与接触单元10和14的接触部分50相接合。处理器的重量沿着箭头A所示的方向向下推动接触单元10的接触梁34，并且沿着箭头B所示的方向向下推动接触单元14的接触梁38。接触单元10和14的接触梁34和38可以被向下弯曲，例如，直至定位到一个公共平面内，同时彼此平行并且与纵轴54平行。
在操作过程中，在电路板与处理器之间，电流从接触单元10和14中流过。当信号从电路板传送到处理器时，电流沿箭头C所示的方向从底座部分18流到接触梁34的接触部分50。在接触单元14中，电流沿箭头D所示的方向从底座部分19流到接触梁38的接触部分50。当电流流经接触单元10和14时，在相应的接触梁34和38周围产生了电磁场(EM)。不过，因为接触单元10和14的接触梁34和38是沿着横轴42交叠且交错的，并且它们相互面对，所以相邻的接触梁34和38在相反的方向上传送电流。
由于在相邻的接触梁34和38中电流是沿着相反的方向流动的(例如，见箭头C和D)，因此所产生的相邻EM场具有相等的幅度并且旋转方向相反。仅作示例之用，附图1示出了EM场线E和F，这些EM场线分别位于接触梁34和38周围。接触梁34和38具有相同的截面尺寸并且各自传输相等的电流。因此，EM场线E和F具有相等的振幅，而旋转方向相反。因此，由接触梁34和38产生的EM场相互补偿并抵消。
如上面所指出的，多个接触单元10和14与电路板上的一个或多个电子共用焊盘或走线在多个焊料球桨板22和23处相接。因此，接触件8中的所有接触梁34和38是并联工作的。这种并联工作能够使得各个单独的接触梁34和38都比较小，同时单个接触件8的接触梁34和38共同工作，而在处理器和电路板之间提供了低电阻连接。因此，当电信号经过接触件8时会遇到较低的电阻，从而产生了较少的热量并消耗了较少的能量。
以交错的方式交叠接触梁34和38增大了插座中的可用空间并且使得更多的接触件8能够用在插座中，这是因为插座中相邻的接触单元10和14彼此不相接合地位于相同的空间中。因此，可以在各个接触件8中使用更大和更长的接触梁34和38，而不会接触到相邻的接触梁34或38。这样，接触梁34和38具有了更大的垂直弯曲范围，从而解决了处理器和接触件8之间的公差问题。
附图2表示按照本发明的另一个实施例形成的接触件56的立体图。接触件56分别包括第一和第二组接触单元60和64。按照本发明的一种实施方式，所述第一和第二组接触单元60和64相互面对，并以交叠、交错的方式排列。接触单元60和64分别具有平面底座部分63和65，平面底座部分63和65分别具有尖头66和67，这些尖头从底座部分63和65上向下伸出。所述第一和第二组接触单元60和64分别具有接触梁71和70，接触梁71和70与底座部分63和65一起形成并且从底座部分63和65上伸出。
接触梁70和71分别为具有与底座部分65和63相接的下臂59和61的U形形状。各个接触梁70和71的上臂68和69分别连接着接触末端73和75。接触末端73和75从接触梁70和71的上臂68和69向上弯折，用于接合处理器上的接触焊盘、走线或管脚。接触梁70和71的上臂68和69与接触件56的纵轴77成一个锐角向上伸出。接触末端73和75分别沿着箭头G和H所示的方向弯曲。
附图2中的接触件56与附图1中的接触件8相类似地工作。在一个插座中装有多个接触件56。该插座安装在一个电路板上，尖头66和67压配到电路板上的孔中或焊接到电路板上的电子焊盘或走线上。然后将处理器安装到该插座上，使该处理器底面上的接触焊盘与接触梁70和71上的接触末端73和75相接合。处理器的重量沿着箭头G和H所示的方向向下推动接触末端73和75，直至上臂68和69水平对齐并且彼此平行，同时与纵轴77平行。
接触单元70和71是相互独立地形成的，然而还是以交错的顺序组织起来并且排列成相互面对。一旦尖头66和67与电路板相接，接触件56中的所有接触单元70和71就相互电导通了。箭头J和K表示当电子信号从电路板传送到处理器时，电流的流动方向。电流在相邻的接触单元70和71中沿着相反的方向流动，从而产生了相邻的EM场，这些EM场相互补偿并抵消。
附图3表示按照本发明的一个实施例的接触件80的立体图，该接触件80具有第一和第二接触单元82和84，它们以交叠、交错的方式排列。接触单元82和84分别具有底座部分86和87，底座部分86和87在其相反的两端上具有焊料球桨板88和89。焊料球桨板88和89携带有焊料球90和91。根据需要，底座部分86和87可以具有多于两个的焊料球桨板88和89。底座部分86和87排列成与纵轴92平行。接触单元82和84分别具有形成在底座部分86和87的相反两侧上的支撑板94和95。
接触梁96和98以交叠且面对的方式从支撑板94和95伸出。接触梁96和98为具有上臂81和85、下臂83和93的U形形状。上臂81和85与纵轴92成锐角地伸出。上臂81和85包括接触末端99。接触单元82和84的上臂81和85分别沿着箭头L和M所示的方向弯曲。当信号从电路板传送到处理器时，电流沿着箭头N和P所示的方向流送，以致形成了相互补偿的EM场。
附图4表示按照本发明的一个实施例形成的接触件108的立体图。接触件108包括相对的端壁109和111，它们由中央梁112连接。中央梁112具有从其相反两侧伸出的焊料球桨板114。焊料球桨板114携带有焊料球115(仅示出一个)。接触梁116和118分别从端壁109和111伸出。接触梁116和118彼此平行地定向。接触梁116和118在其外端上具有拱形接触部分120。接触部分120伸出端壁109和111之外，并且悬在端壁109和111之上。
接触梁116从端壁109朝向相对的端壁111伸展，并且接触梁118从端壁111朝向相对的端壁109伸展。第一接触梁116和118沿着横轴120彼此重叠。
附图4所示的实施例的工作方式与附图1-3的实施例类似。接触梁116和118是可变形的，并且构成得可由处理器或其它元件使其向下弯曲，直至水平成一条直线并且彼此平行，同时与纵轴122平行。在接触件108中，当信号从电路板传送到处理器时，电流沿箭头Q和R所示的方向流过接触件116和118。由接触件116和118产生的EM场相互抵消。
附图5表示按照本发明的另一个实施例形成的接触件150的立体图。接触件150包括在其相反两端上的矩形的端壁152和154，并且该接触件150一般由导电材料制成，例如铜合金。每个端壁152和154分别具有至少一个可变形的接触梁162和164，这些接触梁从端壁152和154的顶部边缘凸出。接触梁162和164都弯折为朝向相对的端壁154和152延伸。如附图5所示，接触梁162和164沿着接触件150的纵轴170彼此平行地定向。每个接触梁162和164在与端壁形成在一起的一端上具有一个肘弯，并且在另一端上形成有接触拱166和168。每个接触梁162和164可以围绕着肘弯弯曲。接触梁162和164彼此交错，从而从端壁152伸出的接触梁162位于从另一个端壁154伸出的接触梁164之间，并且反之亦然。当从电路板向处理器传递信号时，电流沿箭头S和T所示的方向流动。
每个端壁152和154具有一个与薄中央梁156形成在一起的弯曲臂。中央梁156在端壁152和154之间平行于纵轴170延伸。中央梁156包括一个在其中央切出的槽157，用于在槽157的相对侧上形成薄的侧壁。中央梁156包括从中央梁156的相反两侧垂直地伸出的中央端接引线158。中央端接引线158在其外端上形成有圆形的焊盘，所述焊盘上携带着焊料球(未示出)。端部端接引线160设置在中央梁的相反两端，接近于端壁152和154。端部端接引线160与纵轴170成锐角(比如一般为45度)并且朝着最近的端面152和154从中央梁156横向地伸出。端部端接引线160也形成有圆形焊盘，用于携带焊料球(未示出)。
附图6表示一个电子插座200的立体图，该插座200具有一个穿过其中央的开口202。该插座200包括一个座体204，它由侧边部分206组成。每个侧边部分206包括至少一行空腔208，这些空腔208一个挨一个地排列，并定向为朝着接近插座200的中央的开口202延伸。
按照需要，所述接触件不必构成为以表面安装方式安装在电路板上。而是，可以将所述接触件构成为可以压到导电构件上的通孔中的形式。
按照需要，所述接触件可以不安装到插座中，而是装在连接器外壳中或者独立并分离于插座或其它连接器外壳地直接安装在电路板上。
权利要求
1.一种电子插座，包括一个座体，该座体容纳着多个接触件，其特征在于每个所述接触件包括至少两个独立的接触单元，将所述接触单元设置成用于与电路板上的共用电气走线进行连接，所述至少两个独立的接触单元具有各自的接触梁，所述接触梁彼此平行地延伸并且设置得能够使电流在相邻的接触梁中沿着相反的方向流动。
2.按照权利要求1所述的电子插座，其中每个所述独立的接触单元包括一对与一个底座部分连接的接触梁，所述接触梁对彼此交错。
3.按照权利要求1所述的电子插座，其中每个所述独立的接触单元包括一对与一个底座部分连接的接触梁，沿着所述接触件的纵轴，所述底座部分彼此间隔开来并且位于接近所述接触件的相反两端的位置上。
4.按照权利要求1所述的电子插座，其中每个所述独立的接触单元为具有上臂和下臂的U形形状，所述上臂和下臂具有外端，所述外端构成为分别与处理器和电路板接合。
全文摘要
一种电子插座，包括一个座体，该座体容纳着多个接触件(8，56，80)。每个所述接触件包括至少两个独立的接触单元(10，14；60，64；82，84)，将所述接触单元设置成用于与电路板上的共用电气走线进行连接。所述至少两个独立的接触单元具有各自的接触梁(34，38；71，70；95，98)，所述接触梁彼此平行地延伸并且设置得能够使电流在相邻的接触梁中沿着相反的方向流动。
文档编号H01R12/57GK1577996SQ20041005449
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月22日 优先权日2003年7月22日
发明者约翰·B·布朗第三, 马修·R·麦卡洛尼斯, 贾斯廷·S·麦克莱伦, 戴维·C·马丁, 阿塔利·S·泰勒, 特洛伊·E·康纳 申请人:蒂科电子公司