专利名称：具有涂敷有电介质的金属基底的电互连装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有在两个电部件之间提供电连接的触点的电互连装置。
技术背景电互g置用于##件例如微处理器电连接至印刷电路板。典型的互连装置用 多个金属触点在部件之间传输电子信号。增加互连装置的传输率和减小总尺寸是工业ii4亍的目才示。为了提高这些电子信号的传输率，已经作出努力来增加互连装置内的连接的密 度。在某些互连装置中，用注模塑料外壳用来接收和支持多个电触点。然而，横跨塑料外壳的精确位置(TP)、几何形状和共面性受到聚合物对注模工艺的相应和 可变性的限制。此外，这种塑料夕卜壳容易收缩、翘曲、弯曲和挠曲。同样，有利 的是，信号触点之间互相屏蔽并防止其间的串扰。然而，虽然这些塑料外壳结构 可以将金属触点彼此隔离，但它们不提供屏蔽。为了屏蔽信号触点并提供较^il 种非导电连接器中通常可获得的更大的接i45^圣，该塑料外壳结构可以喷涂金属 或者配设接地平面。然而，^^制造满A^来越小的连接器的需要的塑料外壳。 分隔触点的各薄壁可能不牢固并易于折断。正如Trout等人的美国专利No. 6, 945， 788中所揭示的，建议将刚硬的金属基 底结构作为塑料外壳的替换物用于支撑信号触点。这些金属基底结构的尺寸确定 得安装于塑料外壳内，并包括尺寸确定得接收信号触点的多个孔。该金属基底结 构提供了抗收缩的刚石^&底。为了#^言号触点彼此绝缘并将信号触点固定于孔内， 可以用绝缘塑料将每个信号触点进行过模(overmold),将其挤压到基底。虽然在 绝缘信号触点方面有效，但是将各个信号触点过模的工艺增加了制造工艺的时间 和成本。因此,期望提^"种电互连装置，能实现制造经济的耐用结构中的高触点密度。 发明内容本发明4是供了一种电互连装置，包括由金属形成并具有顶面以及相对的底面的
支撑基底。该支撑基底具有从顶面到底面延伸穿过的触点接收孔。每个触点接收 孔由孔壁所确定，并且将电触点设置在每个孔中。每个孑L具有涂覆孔壁并将孔中 的电触点与支撑基底的金属绝缘的电介质涂层。
通过参照下面结合附图对本发明实施例所作的描述，本发明的上述和其它特征 和目标以及实现它们的方式，将变得更加显而易见卫本发明自身将得以更好的理解，其中图1是根据本发明一实施例的插口连接器装置的顶视图； 图2是图1的插口连接器装置的侧视图；图3是图2的插口连接器装置的沿着线3-3截取的局部顶视剖面视图； 图4是图1的插口连接器装置的沿着线4-4截取的局部侧视剖面视图； 图5是图1的插口连接器装置的沿着线5-5截取的另一局部侧视剖面视图；以及图6是根据本发明另一实施例的插口连接器装置的局部侧视剖面视图。 相应的附图标^i4及各图指^4目应部件。虽然附图描述了本发明的实施例，但 各图并非一定成比例，而且可以放大某些特征以便更好地阐述和解释本发明。尽 管在此作出的例示说明以几种形式解释了本发明的实施例，但是以下公开的实施 例并不是穷举或者i^为将本发明的范围限制于公开的M形式。
具体实施方式
参考图1-5, M^"根据本发明一实施例的插口连接器装置10形式的电互连装 置进行描述。正如图1-2和4-5中所图示和以下进一步详细描述的，电互连装置 采呈3拟册阵列(ba11 grid array) (BGA)插口连接器装置10的形式，其可以用于 将诸如微处理器等装置与电路^^接或电连接。然而，尽管本发明以BGA插口连 接器的情形举例说明，但本发明不限于BGA插口连接器。而且，本发明可适用于 任何电互连结构，包括例如焊盘栅阵列(land grid array) (LGA)插口、柱栅阵 列(column grid array) (CGA)、直角连4妄器和后4反连4姿器。如图1-2和4-5中所示，插口连接器装置10通常包括支撑基底12和支撑在基 底12上的电触点18。支撑基底12包括顶面22、相对的底面24和从顶面22到底 面24延伸穿过基底12的触点接收孔14的阵列。每个触点接收孔14由孔壁20限 定，并且尺寸确定得用以接收一个电触点18。触点接收孔14的阵列可以任何形式 排列，并可以包括^f^f可数量的孔14。尽管图1-5的解释性实施例示出了触点接收 孔的阵列，但是支撑基底12可包括单一一个的触点接收孔。现转向图2和4-5,支撑基底12由多个金属层或片26a-26g形成， 一个叠置 在另一个之上并通过任何合适的方法相互接合，包括例如公开于美国专利申请公 开号No. 2005 / 0221634中所^C^者，该申请以Hi 1 ty等人的名义于2004年4月5 日提交、美国专利申请序列号为No. 10/818,038、题目为^^的三维金属层叠结 构及方法、转让给本发明的受让人并包含在此引作参考。^"金属层26a-26g由 刚性基底金属(base metal)诸如铜、铁、钢、铝、锡、镍、钴、钛、锌或它们的 各种M形成。每个金属层26a-26g可由相同或不同的基底金属形成。在某些情 况下，有利的是顶层26a由第一金属形成，而底层26g由不同的第二金属形成。 例如，当装置10结合于CGA装置中用于将芯片连接于电路板时，顶层26a可由诸 如铜等金属制成，而与电路板的热膨胀系数(CTE)相匹配，而底层26g可由^ 制成以匹配芯片的陶资的CTE。而且，在该特定实施例中，装置10可由配装在一 起的两个部件组成，第一件包括顶层26a而第二件包括底层26g。仍然参考图2和4-5,[层26a-26g具有厚度t，其可以才艮据应用场合而变 化。例如，在一例示性实施例中，每个层26a-26g的厚度在大约0. l訓和0. 3mm 之间，并因此，金属基底12具有在大约0. 7mm和2. 1隱之间的总厚度T。每个层 26a-26g包括孔的阵列，当各层26a-26g适当:Nl^于准并一个叠置在另一个之上以形 成触点接收孔14时，所述孔的阵列彼此协同配合。每个层26a-26g可包括用于对 准的结构特征，例如凹口、沟槽、点、针头、倒钩或孔(未示出)，以便于层26a-26g 的适当对准和叠置。层26a-26g可由已知方式形成，包4套例如化学蚀刻或才莫压。应该理解的是，尽管支撑基底12被示出为具有7个金属层26a-26g,但是本 发明的支撑基底可具有^^可数量的层。而且，每个层26a-26g不需要厚度相等， 而可以改变厚度。此外，基底12的总厚度可以改变。还应该理解的是，支撑基底 12可由单一金属层形成而不是由多金属层的叠层形成，如图6所示且以下将进一 步详细讨论。此外，每个金属层不必具有相同的几何形状。而是，各层可包括各 种几何变化例如F射弟、台肩、穴或孔。此外，支撑基底，特别是顶面和底面22、 24和/或孔14的孔壁20，可包括毛刺、脊、突出部或其它面部结构特征以辅助 将电介质层16 4給到支撑基底12。仍然参考图3-5,插口连接器装置10还包括电介质层16,其将孔壁20涂覆并
绝缘。电介质层16还可以从孔14向夕卜延伸以涂覆支撑基底12的整个或部分顶面 和底面22、 24。电介质层16由能够将金属支撑基底12与设置在孔14中的触点 18绝缘的电介质材料形成。正如以下进一步详细讨论的，电介质材冲te应该足够 耐用以当触点18 ^v孔14中时阻止被触点18穿透。合适的电介质材料可以包括 陶瓷、玻璃和塑料，包括热固性聚合物和热聚合物。合适的电介质材料可以呈任 何形式，包括粉末、液体和/或气体以及，如果需要，可以用任何合适的方法， 例如热、辐射和催化剂，予以固化。例如,适于用作电介质材料的热塑性树脂粉 末涂层可包括聚酰胺、聚酯、聚酯酮醚(polyether-ether-ketone) (PEEK)、聚丙 烯、聚乙蹄和各种含氟聚合物。在一特定实施例中，该电介质材料是Scotchcast 电树脂(Electrical Resin) 5230N、可获自St. Paul, Minnesota的3M的环IU对脂。 适当的市场上可买到的热塑性粉末涂层材料的其他范例包括Rohm&Haas聚酰胺和 聚酯、Victrex PEEK和来自Solvay Solexis的Hyf Ion含氟聚合物。适当的市场 上可买到的热固性粉末涂层的范例包括来自DuPont的Stator Red环lli对脂、来 自Akzo Nobel的Resicoat环^N"月旨、来自Morton International的Mor—Temp 硅树脂和来自Solvay的Tor Ion聚S^fe"酰亚胺。可以采用^f可合适的涂覆技术将电介质材料^口于支撑基底12，包括「例如请争 电流4b床方法、'液蘸'凃lt方法(liquid dip coating method)、电解;兄积方法、汽 相淀积方法、过模(overmolding)和喷涂。在一特定实施例中，Scotchcast 电树 脂5230N采用静电流化床方法i^K电介质层16具有厚度U其可以根据触点18 和孔14的尺寸和结构而改变。在一特定实施例中，电介质层16的厚度td在大约 0. 075mm到0. 125mm ( 0. 003英寸-O. 005英寸)之间。如上所建i义的，电介质材料可以施用于每个孔14的孔壁20，使得电介质层16 涂覆孔壁20。电介质材料也可以施用于邻近孔14的支撑基底12的部分顶面和/ 或底面22、 24，以在触点18和金属支撑基底12之间提供进一步的绝缘。通itt 免将电介质材^H4择'hiM^用于孔壁20和部分顶面和底面22、 24，而是4、之以将 电介质材料施用于支撑基底12的包括孔壁20和顶面M面22、24的所有暴露面， 连接器装置10的制造效率可进一步提高。应该理解的是，不需要涂覆多个孔14 中的^""个的孑L壁20。例如，可能希望仅涂覆所选的一个或几个孔14 ，在这 种情况下，那些不需要电介质层16的孔14可a用电介质材料期间堵上。现参考图4-5,每个触点18由导电金属例如铜、铁、钢、铝、锡、镍、钴、 钛、锌或它们的合金形成。每个触点18包括弹性体部分36,其构作成配a涂覆 的孔14内并适于向外撑靠于孑L壁20，由itbit过干涉國e^将主体36^f緣在孔14内。 更M的是，主体36呈针孔眼触点的形式。每个触点18还包括从主体36—端伸 出并从邻近支撑基底12顶面22的孔14突出的上球触点38。下销触点40从主体 36的与上触点38相对的端部延伸，并从支撑基底12的相邻底面24的孔14突出。 尽管典型实施例的触点18示于图1-6中，并且在上面描述为针目W求触点，但是本 发明可以采用任何已知的触点设计。通过插入下销触点40穿过孔14并迫4ti体36 ii^孔14，触点18直接^v 涂覆孔14。当主体36定位于孔14中时，主体36偏压射'j靠电介质层16，但不 穿透电介质层16。 一旦插入孔14,主体36通过干涉酉e/^抵靠于电介质层16而保 持在孔14中。金属支撑基底12赋予连接器装置10以阻止弯曲和挠曲的刚性而稳定的支撑结 构，而电介质层16将触点18与金属支撑基底12绝缘。电介质层16还消除了装 入孔14之前对触点18进行过才莫或涂覆的需求，并允许触点18直接^孔14。现转到图6，示出了根据本发明另一实施例的连接器装置110。连接器装置110 包括支撑基底112，该支撑基底112由单一金属层而不是多^r属层形成。孑L114 延伸穿it^底112并接^Jl虫点118。如上面针对连接器装置10所述，孑L1"相用 电介质层116涂覆。支撑基底112的单一金属层可由已知的方法包括例如化学蚀 刻或一莫压形成。
权利要求
1、一种电互连装置(10)，包括由金属形成并具有顶面(22)以及相对的底面(24)的支撑基底(12)，该支撑基底具有从顶面到底面延伸穿过的触点接收孔(14)，每个触点接收孔由孔壁(20)确定，以及设置在各孔中的电触点(18)，其特征在于每个孔具有涂覆于孔壁并将孔中的电触点与支撑基底的金属绝缘的电介质涂层(16)。
2、 权利要求l中的电互i^置，其中支撑基底包括多个一个叠置在另一个之 上的蚀刻^r属层(26)。
3、 权利要求l中的电互连装置，其中电介质层包括塑料。
4、 权利要求l中的电互连装置，其中电介质层包括陶瓷。
5、 权利要求l中的电互连装置，其中电介质层涂覆于部分顶面和底面。
6、 权利要求l中的电互连装置，其中每个电触点包括主体部分(36)，通过干 涉配合抵靠于涂覆于孔壁的电介质层而保持在孔中。
全文摘要
本发明涉及一种电互连装置(10)包括由金属形成并具有顶面(22)以及相对的底面(24)的支撑基底(12)。该支撑基底具有从顶面到底面穿过延伸的触点接收孔(14)。每个触点接收孔由孔壁(20)所确定，且电触点(18)设置在每个孔中。每个孔具有涂覆孔壁并将孔中的电触点与支撑基底的金属绝缘的电介质层(16)。
文档编号H01R43/18GK101118996SQ20071012928
公开日2008年2月6日 申请日期2007年5月8日 优先权日2006年5月8日
发明者刘易斯·B·勒纳, 安德鲁·D·巴尔萨泽, 查尔斯·R·马尔斯特罗姆, 玛乔丽·K·迈尔斯, 迈克尔·F·劳布, 阿塔利·S·泰勒 申请人:蒂科电子公司