专利名称：球栅阵列连接器的引导、对准以及应力消除的制作方法
技术领域：
本发明大致涉及电连接器。本发明更具体地涉及消除连接到基 板的电连接器所受的应力。
背景技术：
表面固定电连接器可包括应力消除装置。应力消除装置的形式 可以是伸入到固定基板的表面中的连接器立柱。然而，在印刷电路板(PCB)上制造收纳立柱的通孔在一些应用中是不能被接受的， 因为这增加了额外的生产工序并减少了线路板的可利用空间。另 外，在某些装置中，立柱贯穿基板，并通过螺母或者其他紧固件将 连接器固定在基板上的适当位置。这种应力消除装置需要大笔开支 的手工装配(例如，手动将螺母拧到立柱上)。其他连接器包括固 定在基板表面的应力消除装置。这种应力消除装置被安装成或被模 塑成电连接器的一部分，并在连接器被电连接到基板上的同时，被 安装至基板上。应力消除装置可用于补偿热膨胀系数(CTE)的失配(部分地)， 这种失配可导致在连接器触头被连接到基板表面的位置发生电连 接中断。但是，表面固定连接器仍可能遭受由正交配合板(例如被 连接到正交配合子卡上的竖直母板连接器)产生的剪切力的影响。 这些可能是正交配合子卡的质量、与连接相关的线路板长度以及重 力作用而产生的剪切力可以向平面固定到母板上的电连接器施加 较大应力。另外，连接器还可能经受由例如固定并压在水平母板上的竖直子卡产生的压力。尽管应力消除装置已经证明对最大限度降 低热膨胀系数失配有效，但它们对于最大限度降低电连接器上的剪 切力却并不奏效。因此，对于电连接器来说，它需要一种可以最大 限度降低热膨胀系数失配并承载剪切力和压縮力的、用于电连接器 的应力消除装置。发明内容本发明包括一种应力消除装置，它可以最大限度降低热膨胀系数(CTE)失配并可承载剪切力和压力。根据本发明的应力消除装置 包括基板部件和连接器部件。基板部件通过表面固定或者利用通孔 技术被固定在基板上(例如母板)。连接器部件被安装至或者构成 为电连接器的一部分。基板部件包括对准元件(例如凸起)，它的 形状与连接器部件上的对准元件(例如凹槽)互补。当电连接器被 连接到基板上时，连接器部件的对准元件与提前固定在基板上的基 板部件的对准元件进行配合。对准元件可被压配在一起并保护电连 接器免受剪切力以及由热膨胀系数(CTE)失配产生的力。在另一实施例中，应力消除装置包括对准销。对准销可被容纳 在形成于例如基板部件上的凹槽中并延伸，以便当连接器部件与基 板部件配合时，通过销被容纳在连接器部件上对应的凹槽中销执行 对准功能，这有助于在配合过程开始与完成时两个元件之间的对 准。在又一实施例中，基板部件被固定在基板上以便应力消除装置 能够承载压载荷，S卩，在朝向基板的方向上置于应力消除装置上的 载荷。用于将基板部件固定到基板上的销包括抵靠基板从而可以承 载这一压縮载荷的台肩。
图1A、 1B和1C显示了根据本发明的一种示例应力消除装置。图2显示了被布置成固定于基板表面上的应力消除装置的基 板部件的示例基板面。图3是图2示例基板部件上所示的示例承插座和立柱的横截面图。图4显示了被布置成通过基板上的通孔而安装至基板上的应 力消除装置的基板部件的示例基板面。图5是图4示例基板部件所示的示例立柱的横截面图。
具体实施方式
附图1A、 1B、 1C显示了根据本发明的示例应力消除装置14。 附图1A显示了已装配好的示例应力消除装置14，附图1B、 1C分 别显示了应力消除装置14的分解视图。应力消除装置14包括基板 部件1和连接器部件4。基板部件1被固定在基板2上，基板2可 例如是母板，连接器部件4被固定在电连接器5上或者构成其一部 分。电连接器5用于将基板6电连接到基板2上，基板6可以是例 如子卡。基板部件1被固定或者安装至基板2上。当连接器5被电连接 到基板2上时，连接器部件4被装配到基板部件1上。当连接器5 被安装至母板2时，连接器部件4与基板部件1配合在一起，因此 形成装配好的应力消除装置14。基板部件1包括基板面la和连接器面lb。当基板部件1被固 定在母板2上时，基板面la抵靠母板2。当电连接器5被安装至母 板2上时，连接器面lb面向电连接器5并抵靠连接器部件4。基 板部件1的连接器面lb包括一个或多个对准元件lc。对准元件lc
是凸起或者升高的部分，它沿附图1C所示箭头Z指示的方向离开 由连接器面lb限定的平面凸起。对准元件lc可包括例如从基板面 lb的边Id向基板面lb的中心le延伸的凸起。在应力消除装置的 连接器部件4上形成互补对准元件4c。对准元件4c在形状上与对 准元件lc互补。在示例应力消除装置14中，对准元件4c包括在 装配应力消除装置14时用于容纳对准元件lc的凹槽。在装配应力 消除装置14时，对准元件lc、 4c的形状和尺寸均适于进行过盈配 合。过盈配合有利于吸收或抵抗置于电连接器5上的剪切力以及由 热膨胀系数失配产生的力。因此，当装配应力消除装置14时，基 板和连接器部件1、 4压配合在一起，对准元件lc、 4c帮助防止连 接器5和连接器部件4相对基板部件1发生活动。可以理解的是对准元件lc可包括凹槽和凸起或可用凹槽替代 凸起，对准元件4c可包括与对准元件lc上的凹槽互补的凸起。也 就是说，附图1A-1C显示了本发明的一个实施例，对准元件lc、 4c可以是其他形状，当被配合在一起时，应力消除装置14至少可 部分地吸收置于电连接器5上的力。基板和连接器部件1、 4由塑料或其它非导电材料制成。连接 器部件4可与电连接器5的壳体(未示出)的材料相同，并可构成 为电连接器5的一部分或者电连接器5的壳体的一部分。另外，基 板和连接器部件1、 4还可具有导电性。也就是说，基板部件1是 由非导电性材料(例如塑料)制成的，并可包括从连接器面lb贯 穿至基板面la的金属片。同样地，连接器部件4可由非导电材料 制成，但它可包括从电连接器5延伸的导电片，以便当连接器部件 4与基板部件1配合时，基板部件和连接器部件1、 4各自的金属 片之间形成电连接，这提供了一种对配合中产生的静电荷进行放电 的结构。可以选择的是，应力消除装置14为金属或者导电材料。 如图1A-1C所示，基板部件1包括位于连接器面lb上用于容 纳对准销3的凹槽lf。凹槽If与对准销3在尺寸上互补以允许对 准销3过盈压配在凹槽If中。连接器部件4同样可包括用于容纳 对准销3的相应凹槽。可以选择的是，对准销3可形成为从基板部 件1或者连接器部件4延伸的凸起。对准销3可在Z向(图1C) 上比对准元件lc伸出的更高(例如)，并执行对准功能，这有利于 在基板和连接器部件1、 4配合期间精确地对准。对准销3另外可 增加应力消除装置14的强度，从而在电连接器5被装配到基板2 上时可以进一步吸收或者减少剪切力和由热膨胀系数失配产生的 力对于电连接器5的影响。对准销3可为导电材料(例如锌)，并 在组装期间通过与基板和连接器部件1、 4内的导电片电连接而有 利于静电的放电。图2显示了一个根据本发明的、用于固定在基板2的表面上的 应力消除装置14的基板部件1的示例基板面la。图3是根据本发 明的、图2中示例基板面la所示的承插座10c和示例立柱101的 横截面图。图2显示了基板部件1的示例基板侧la并包括焊球13 和承插座10a、 10b。焊球13可被安装至承插座10a的立柱101上。 焊球13从而可被焊接到相应的承插座10a上，并在基板部件1被 固定到基板2上时，焊球13被放置在基板2的各自的垫子上。然 后，焊球13可发生回流，从而将基板部件1固定到基板2上。承 插座10a和10b可以是矩形的，用于容纳类似焊球13的焊球。如 承插座10b所示，承插座可被设置在相对于基板部件1的边ld呈 非零角度的位置。将承插座放置在斜角处可以更多的保护连接器5 使其被连接到基板2上时免受各个角度的剪切力。承插座10a、 10b可包括其上焊接有焊球(例如焊球13)的立 柱101。立柱101如图3最佳显示。立柱101可被插入基板部件1
的基板侧la的凹槽lg中。立柱101可包括肋或倒钩101a,肋或倒 钩101a能够将立柱101压配到凹槽lg中并切入到基板部件1的塑 料中从而可基本防止立柱101活动而进一步深入或者脱出凹槽lg。 通过这种方式，焊球(例如焊球13)被压在立柱101上，在回流 期间基板部件1被压在基板2上，同时立柱101被稳固地保持就位。 通过这种方式，基板部件1被表面固定到基板2上，从而消除了在 基板2上设置通孔的任何必要。立柱101可以是塑料、金属或者其 它导电材料。图4显示了根据本发明的应力消除装置14的基板部件1的另 一个示例基板面la，其利用形成在基板上的孔而安装到基板2上。 图5是图4中示例基板面la中所示的示例立柱11的横截面图(根 据本发明)。基板部件1可包括沿箭头Z所示方向的相反方向从基 板面开始垂直延伸的立柱11。立柱11可包括销llb和台肩lla。 当固定连接器部件1时，在基板2中与销lib的位置相应的位置处 形成孔29。销11b将被插入到基板中对应的孔29中并被焊接或者 以另外的方式安装至基板2上。销llb可以是圆形、方形或者多边 形。立柱11可构成为基板部件1的一部分或者可另外被紧固在基 板部件1上的凹槽中。当销llb伸入对应孔29中时，台肩lla可抵靠基板2的面2b。 台肩lla可被焊接到基板2的表面2b上，并可吸收或抵抗沿箭头F 方向施加在基板部件1上的力，如图5所示。通过这种方式，通过 避免连接器5被压到基板2上(即，被迫压向基板2)，台肩lla 防止连接器5与基板2之间的电连接被破坏。例如，如果电连接器 是将垂直子卡连接到水平母板上，这种力就会出现。这样，我们已经描述了用于电连接器的改良的应力消除装置的 系统和方法。可以理解的是，提供上述说明性实施例仅仅出于解释
的目的，决不能解释为对本发明的限制。例如，应力消除装置可以 用来连接基板而不是子卡和母板。这里所用的词都是描述性和说明 性的，而不是限制性的。另外，尽管这里参考特殊的结构、材料和 /或实施例对本发明进行描述，但是本发明并不意味着仅局限于此 处公开的细节。更确切地是，本发明可扩展到所有功能相同的结构、 方法以及用途，例如在附加的权利要求书限定的范围内。本领域技 术人员根据本说明书的教导可以另外仿造出许多变体，这些变化的 产生在其许多方面都无法脱离本发明的范围和精神。
权利要求
1.一种用于电连接器的应力消除装置的基板部件，包括连接器面，所述连接器面包括适于与应力消除装置的连接器部件的对准元件配合的对准元件；适于将基板部件安装至基板的基板面，使基板部件的对准元件被布置成在基板部件被安装到基板上之后与连接器部件的对准元件配合。
2. 根据权利要求1的基板部件，其特征在于基板部件的对 准元件包括凸起，所述凸起从连接器面延伸并适合插入到连接器 部件的对准元件的凹槽中。
3. 根据权利要求1的基板部件，其特征在于基板部件的对 准元件包括连接器面中的凹槽，所述凹槽适合容纳连接器部件的 对准元件的凸起。
4. 根据权利要求1的基板部件，其特征在于当基板部件和 连接器部件配合在一起时，基板部件和连接器部件的对准元件可 防止连接器部件相对基板部件的活动。
5. 根据权利要求1的基板部件，还包括用于容纳对准销的对 准销容纳凹槽，其中，在基板部件和连接器部件配合过程中，所 述对准销有利于对准。
6. 根据权利要求5的基板部件，其特征在于对准销由导电 材料制成，并且电连接基板部件和连接器部件从而有利于静电的 放电。
7. 根据权利要求1的基板部件，还进一步包括形成在基板 部件的基板面中的承插座，所述承插座包括适于被安装至焊球的 立柱。
8. 根据权利要求7的基板部件，其特征在于所述立柱包括 倒钩，所述倒钩切入基板部件中从而将立柱固定在基板部件中。
9. 根据权利要求1的基板部件，还进一步包括从基板面凸 出的立柱，所述立柱包括销和台肩，其中，当基板部件被固定到 基板上时，所述销适合插入基板的孔中，所述台肩适合抵靠基板 的表面。
10. —种电连接器，包括应力消除装置的连接器部件，所述连接器部件包括对准元件， 在应力消除装置的基板部件被安装至基板后，所述对准元件适合 与基板部件的对准元件配合。
11. 根据权利要求10的电连接器，其特征在于当电连接器 被电连接至基板时，连接器部件的对准元件适合与基板部件的对 准元件配合。
12. 根据权利要求10的电连接器，其特征在于电连接器部 件的对准元件包括凸起，所述凸起适合插入到基板部件的对准元 件的凹槽中。
13. 根据权利要求10的电连接器，其特征在于连接器部件 的对准元件包括凹槽，所述凹槽适合容纳基板部件的对准元件的 凸起。
14. 根据权利要求10的电连接器，其特征在于当连接器部 件与基板部件配合时，基板部件的对准元件与连接器部件的对准 元件可防止电连接器相对基板的活动。
15. —种用于电连接器的应力消除装置，包括连接器部件，所述连接器部件适合安装至电连接器并包括对 准元件；以及基板部件，所述基板部件包括适合安装至基板的基板面和包 括对准元件的连接器面，所述基板部件的对准元件被布置成在基 板部件被安装至基板之后与连接器部件的对准元件配合。
16. 根据权利要求15的应力消除装置，其特征在于基板部 件的对准元件包括凸起，连接器部件的对准元件包括凹槽，所述 凸起适合插入到凹槽中。
17. 根据权利要求15的应力消除装置，其特征在于连接器 部件的对准元件包括凸起，基板部件的对准元件包括凹槽，所述 凸起适合插入到凹槽中。
18. 根据权利要求15的应力消除装置，其特征在于在应力 消除装置被电连接至基板之后，当有剪切力施加到电连接器上时， 应力消除装置可防止电连接器的活动。
19. 根据权利要求15的应力消除装置，还包括被形成在基 板部件和连接器部件的每一个上的凹槽所容纳的对准销。
20. 根据权利要求15的应力消除装置，其特征在于基板部 件与连接器部件的对准元件被压配在一起。
全文摘要
本文公开了一种应力消除装置，该应力消除装置包括用于在应力消除装置装配之前将其固定到基板上的基板部件。基板部件被固定到基板上，被固定到电连接器上的连接器部件被压配或者安装至基板部件上。基板部件包括对准元件(例如凸起)，与其互补的对准元件(例如凹槽)位于连接器部件上。对准元件可保护电连接器免受剪切力以及由热膨胀系数(CTE)失配产生的力。应力消除装置包括被容纳在连接器部件的凹槽中并进一步延伸的对准销，以便在基板部件与连接器部件配合时，通过使销容纳在连接器部件上对应的凹槽中使销执行对准功能。
文档编号H01R13/64GK101164203SQ200680012993
公开日2008年4月16日 申请日期2006年3月22日 优先权日2005年4月21日
发明者D·K·哈珀 申请人:Fci公司