专利名称：具有顺序配合接口的电连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电连接器组件，其配置为与触头阵列电连接。
背景技术：
某些电气系统，例如服务器，路由器和数据存储系统，将电连接器组件用于通过电气系统传送信号和/或电能。电连接器组件用来将各种电气部件，例如电路板、芯片载体或类似的电路或者金属形成的基片，互连在一起。电气部件通常具有与电连接器组件连接的触头栅格阵列。电连接器组件通常包括基片，基片两侧上设置有触头，用于连接电气部件的栅格阵列。但是，已知的电连接器组件不是没有缺点。例如，栅格阵列之间的连接复杂，且包括不同类型的触头，如电力触头、信号触头和/或接地触头。在配合时，所有触头同时连接。 但是，在某些应用中，优选在顺序配合时不同类型的触头在不同的时间配合。需要一种电连接器组件，其允许不同组的触头在不同的时间与一个或多个电气部件连接。
发明内容
根据本发明，用于连接第一电气部件的互连组件包括具有第一表面和沿着第一表面设置的第一触头阵列的基片。第一触头阵列包括主触头和辅助触头，每一个辅助触头都具有与第一电气部件上的相应元件相接合的尖部。主触头的尖部在第一表面之上升高第一距离，辅助触头的尖部在第一表面之上升高不同于第一距离的第二距离。在互连组件与第一电气部件配合的过程中，主触头和辅助触头分别在不同时间与第一电气部件的元件相接
I=I O
图1是根据一个实施例形成的电气系统的透视图；图2是用于图1所示的电气系统的主电路板和可移动的互连组件的剖面图；图3是图1所示的电气系统的电连接器组件的前部透视图；图4是图3所示的电连接器组件的剖面图；图5示出了使用根据一个替代实施例形成的互连组件的替代电气系统；图6是图5所示的互连组件的侧视图；图7是根据一个示例性的实施例形成的互连组件的剖面图；图8是另一个替代的互连组件的剖面图；图9是又一个替代的互连组件的剖面图。
具体实施例方式图1是根据一个实施例形成的电气系统300的透视图，其包括用于将第一和第二电气部件304、306互连在一起的电连接器组件310。在示出的实施例中，第一电气部件304 代表电路板，且在下文中可被称为主电路板304。第二电气部件306也代表电路板，且在下文中可被称为辅助电路板306。在替代实施例中，电连接器组件310可用于将电气部件而不是电路板互连在一起。辅助电路板306具有配合表面307，电连接器组件310耦接到辅助电路板306的表面307上。辅助电路板306和电连接器310 —起限定可移除地耦接到主电路板304上的可移除卡连接器组件302。电连接器组件310包括可拆式配合接口 312，其配置为与主电路板304可拆地耦接。特别地，配合接口 312配置为沿着主电路板304的表面305与触头的系统触头阵列320相配合。作为电气系统300的一个实例，卡连接器组件302可以是服务器刀片的一部分，主电路板304可以是服务器系统的母板。但是，图1所示的电气系统300可以是各种其它电气系统，如路由器系统或数据存储系统。进一步，虽然所述实施例是参考互连主和辅助电路板304和306进行描述的，但是在此的描述不打算限于电路板。在此描述的实施例可用来互连一个部件具有触头阵列且另一个部件具有互补的触头阵列的其它电气部件。例如，在此描述的实施例可在如电路板的电气部件和如芯片的集成电路(IC)部件之间用作互联组件。当卡连接器组件302和主电路板304接合时，卡连接器组件302可以在纵向配合方向沿着主电路板304前进。例如卡连接器组件302可滑动地接合引导部件315，并相对于触头阵列320滑动到预定的位置和取向。一旦卡连接器组件302恰当地定位在触头阵列 320旁边，移动配合接口 312与触头阵列接合。电连接器组件310包括具有配合接口 312的电路组件314，一个或多个可移动互连组件318，和一个或多个柔性电路316。通过提供其间的导电通路，电路组件314可通信地耦接主和辅助电路板304和306。互连组件318配置为朝着和远离主电路板304上的触头阵列320移动。下文将更详细描述，在此描述的实施例配置为在缩进位置和接合位置之间移动互连组件318。当处于接合位置时，电连接器组件310通过互连组件318与触头阵列 320电耦接。因此，电连接器组件310配置为互连主和辅助电路板304和306。电连接器组件310同样地通过分离与主电路板304的连接移动到缩进位置。当不与主电路板304接合时，电连接器组件310可从电气系统300中移除。如图1所示，电连接器组件310附着在辅助电路板306上且是可移动的以接合主电路板304。但是，在替代实施例中，电连接器组件310可以附着在主电路板304上且被配置为当辅助电路板插入电气系统300时接合辅助电路板。图2是示出相对于主电路板304处于缩进位置(见虚线)和接合位置(实线)的互连组件318的剖面图。电路组件314(如图1所示)配置为允许互连组件318在缩进位置和接合位置之间线性双向移动。如图所示，主电路板304的触头阵列320具有触头322， 互连组件318具有触头332。触头332具有不同的长度使得不同触头332的配合接口在不同的配合阶段与触头322接合。顺序配合接口由不同长度的触头332限定。在缩进位置， 互连组件318的触头332与主电路板304的相应触头322隔开。在接合位置，每个触头332 与一个触头322电耦接或接合。互连组件318被保持和朝着主电路板304移动直到相应的触头322和332相接合。较长的触头332首先接合触头322，随后较短触头332接合触头322。互连组件318也可从主电路板304脱开。互连组件318朝着主电路板304线性移动。替代地，互连组件318以非线性的方式朝着主电路板304移动并与其接合。例如，互连组件318可在以一个角度或沿着旋转路径接近主电路板304直到触头322和触头332对准并接合。当处于缩进位置时板面305和配合面3 可以不平行，但是当互连组件318处于接合位置时相互之间需对准和平行。图3是电连接器组件310的配合接口 312的前部透视图。电连接器组件310包括底座408和由底座408支承的耦接机构404。底座408可耦接(例如夹紧)到辅助电路板 306(如图1所示)上使得底座408相对于辅助电路板306具有固定的关系。电连接器组件 310包括电路组件314，其包含耦接到配合接口 312的柔性电路316。电路组件314还包含互连组件318和另一个互连组件413。柔性电路316(也叫柔性电路部分)在电连接器组件 310的板侧496耦接到互连组件413，并围绕电连接器组件310延伸到配合接口 312。耦接机构404配置为在缩进和接合位置之间移动配合接口 312。耦接机构404包括轴430和耦接到轴430上的凸轮432。凸轮432直接或间接地耦接到互连组件318。轴 430旋转以使凸轮432，以及因此在缩进和接合位置之间的配合接口 312移动。在替代实施例中，其它类型的机构可用来使在配合接口 312处的可分离接口在缩进和接合位置之间移动。图4是电连接器组件310的剖面图。如图所示，柔性电路316围绕耦接机构404 延伸以将在板侧496上的互连组件413可通信地耦接到配合接口 312的互连组件318。更特别地，柔性电路316从互连组件413沿着非配合侧452和453围绕电连接器组件310的横截面的圆周延伸。柔性电路316和/或电路组件314可包括刚性基片或加强板456，用来支承柔性电路316和提供柔性电路316的形状。互连组件318和413以及电路组件314的柔性电路316组装在一起形成一个单元。 互连组件413在互连组件413的一侧上的柔性电路316和在互连组件413的另一侧上的辅助电路板306(见图1)之间延伸并接合在互连组件413的一侧上的柔性电路316和在互连组件413的另一侧上的辅助电路板306 (见图1)。互连组件413的触头可包括触头梁、压配合触头或焊球触头，其附着在辅助电路板306上以保持与辅助电路板306的电连接。替代地，可使用其它类型的触头。配合接口 312包括互连组件318。互连组件318在互连组件318的一侧上的柔性电路316和在互连组件318的另一侧上的主电路板304(见图1)之间延伸并且接合在互连组件318的一侧上的柔性电路316和在互连组件318的另一侧上的主电路板304 (见图1)。 互连组件318的触头332包括从互连组件318延伸的梁，用来接合主电路板304。替代地， 触头332直接从柔性电路316延伸用来接合主电路板304。图5示出了利用根据一个实施例形成的互连组件512的替代的电气系统510。互连组件512用于互连第一电气部件514和第二电气部件516。在示出的实施例中，电气部件 514被表示为集成电路(IC)部件如芯片或其它电路模块形式的电子仪器组件。电气部件 516被表示为印刷电路板(PCB)。电子仪器组件和PCB仅仅是示出通过互连组件512互连的示例性的电气部件。在替代实施例中，其它类型的电气部件同样能通过互连组件512互连。例如，在替代实施例中，互连组件512用于互连两个PCB或两个电子仪器组件。电气部件514包括用于配合互连组件512的部件配合面518。部件配合面518包括一列配合元件，如导电焊点、迹线或触头。配合元件设置为以预定的方式与互连组件512 配合。电气部件516包括用来配合互连组件512的部件配合面522。部件配合面522包括一列配合元件524，例如导电焊点、迹线或触头。配合元件5M设置为以预定的方式与互连组件512配合。互连组件512包括基片5 和保持基片526的套架528。套架5 可连接到电气部件516以相对于电气部件516定位互连组件512。套架5 配置为将电气部件514保持在其中。电气部件514可直接固定在套架5 上，或替代地，使用紧固件或板将电气部件 514固定在套架5 和/或电气部件516上。套架5 可用来相对于互连组件512定位电气部件514。图6是互连组件512的侧视图，其示出了基片526，为了清楚起见将套架518 (见图 5)移去。可选地，互连组件512可不使用套架518来互连电气部件514、516 (见图5)。互连组件512包括相对的第一和第二表面530、532。在组装时，第一表面530通常面向电气部件514，第二表面532通常面向电气部件516。互连组件512包括设置在表面 530上和/或从该表面530上延伸的第一触头阵列534。触头534配置为与电气部件配合面518(见图幻上的相应配合元件电连接。互连组件512包括设置在表面532上和/或从该表面532上延伸的第二触头阵列536。触头536配置为与第二电气部件配合面522 (见图 5)上的相应配合元件524(见图幻电连接。在一个示例性的实施例中，触头534分别由触头536单独提供，并且电连接到触头 536。替代地，触头534可与触头536 —体形成，使得每个触头的一部分设置在表面530上， 每个触头的一部分还设置在表面532上。在示出的实施例中，触头534可以是从表面530 延伸的弹性触头，触头536可以是从表面532延伸的焊球。在替代实施例中，其它类型的触头可设置在任一个表面530、532上。图7是另一个互连组件12的一部分的剖面图。互连组件12可用在电气系统300 中(见图1-4)，例如根据特定的应用替代互连组件318和/或互连组件413，或其中的其他接口。同样地，互连组件12可替代互连组件512用在电气系统510(见图5-6)中。互连组件12的部件和零件可全部或部分地用于在此描述的其它互连组件或接口中。互连组件12用于互连第一电气部件14和第二电气部件16。电气部件14包括与互连组件12相配合的部件配合面18。部件配合面18包括一列配合元件20，如导电焊点、 迹线或触头。电气部件16包括与互连组件12相配合的部件配合面22。部件配合面22包括一列配合元件M，例如导电焊点、迹线或触头。在电气系统300的实例中，第一电气部件 14可以是主电路板304或辅助电路板306，第二电气部件16可以是柔性电路316。互连组件12包括具有相对的第一和第二表面30、32的基片26。在组装时，第一表面30通常面向电气部件14，第二表面32通常面向电气部件16。互连组件12包括设置在和/或从表面30延伸的第一触头阵列34。触头34配置为与电气部件配合面18上相应的配合元件20电连接。在电气系统300的实例中，触头34可以是触头322。互连组件12包括设置在和/或从表面32延伸的第二触头阵列36。触头36配置为与第二电气部件配合面22上的相应配合元件M电连接。在一个示例性的实施例中，通路垫片40和覆盖膜42应用于基片沈的表面32。触头36与通路垫片40电连接和机械连接。
触头34通过粘合剂44固定在基片沈上。覆盖膜46延伸覆盖触头34的一部分。 可选地，触头34可形成覆盖刚性基片的柔性电路的一部分。触头34从柔性电路向外延伸以与配合元件20配合。在一个示例性的实施例中，导电路径48设置在基片沈上和/或穿过该基片沈形成路径来将触头34和触头36电连接。可选地，通路或贯穿孔50穿过基片 26延伸，导电路径48通过通路50从表面30向表面32延伸。一组触头34通过专用的导电路径48电连接到触头36的相应一个。每个触头34包括在基座62和尖部64之间延伸的梁60。梁60的端部可被弯曲以使得尖部64的端部位于尖部64的另一区域的下面。基座62牢固地耦接到基片沈，例如通过粘合剂44。基座62电连接到导电路径48上以形成到触头36的电通道。可选地，单独的导电元件(未图示)可设置在触头34和导电路径48之间以它们之间形成导电路径。每个触头34的梁60以角度66弯曲以使得尖部64从表面30抬起。可选地，每个梁60可以具有相同的，或基本上相同的，角度66。替代地，一些梁60以与其他梁60不相同的角度66弯曲。触头34有弹性，当与电气部件14相配合时能朝着表面30弯折。例如，当尖部64接合电气部件14时，梁60被朝着表面30压缩。因而触头34限定了用来配合电气部件14的可压缩接口。触头34的梁60具有在基座62和尖部64之间测量得到的长度68。在一个示例性的实施例中，一些触头34具有与其他触头34不同的长度68。同样地，一些触头34的尖部64比触头34的其他部分在表面30之上抬得更高。尖部64限定了在表面30之上的梁 60的最高点。如上所述，由于尖部的端部能够向下弯折，梁60的端部不一定是梁60的最高点。梁60的最高点是与电气部件14接合的那部分梁60。长度68和角度66控制梁60的最高点的位置。触头34配置为多种类型的触头，即主触头70和辅助触头72。图7示出了主触头 70和辅助触头72的例子。主触头70形成一个子集，辅助触头72形成另一个子集。主触头 70具有长度68，其比辅助触头72的长度68长，使得主触头70比辅助触头72从基片沈延伸到更远的点。另外或替代地，主触头70具有角度66，其比辅助触头72的角度66更大，使得主触头70比辅助触头72从基片沈延伸到更远的点。主触头70的尖部64在表面30之上抬升第一距离74。辅助触头72的尖部64在表面30之上抬升第二距离76。主触头70的尖部64在或邻近主触头70的配合端80处限定了外部配合接口 78。配合接口 78在表面30之上抬升第一距离74。主触头70被取向为使得主触头70的配合接口 78通常彼此共面。辅助触头72的尖部64在或邻近辅助触头72 的配合端84处限定了内部配合接口 82，并在表面30之上抬升第二距离76。辅助触头72 被取向为使得辅助触头72的配合接口 82通常彼此共面。由于主触头70的外部配合接口 78设置得比辅助触头72的内部配合接口 82离表面30更远，因此在辅助触头72接合电气部件14的相应配合元件之前，主触头70与电气部件14的相应配合元件接合。最初主触头70与配合元件接合，随后辅助触头72与配合元件 20接合。通过控制梁60的长度68和/或角度66，尖部64在表面30上的高度可被控制以提供与电气部件14顺序配合的可压缩接口。触头34可构成不同类型的触头。例如，触头34可以是信号触头、接地触头、电力触头、传感触头等等。主触头70可包括一种或多种类型的触头，辅助触头72可包括一种或多种类型的触头。在一个示例性的实施例中，主触头70可以是电力触头，辅助触头72可以是信号触头和接地触头。在与电气部件14配合过程中，主触头70和辅助触头72顺序配合，电力触头的配合优先于信号触头和接地触头。同样地，在信号通过辅助触头72传送之前，电能穿过主触头70传输。在另一个示例性的实施例中，主触头70可以是接地触头，辅助触头72可以是信号触头。在与电气部件14配合过程中，主触头70和辅助触头72顺序配合，接地触头的配合优先于信号触头。同样地，电气部件14、16相互接地优先于信号通过辅助触头72传送。在另一示例性的实施例中，主触头70可以是电力触头、信号触头和/或接地触头， 辅助触头72可以是传感触头。在与电气部件14配合过程中，主触头70和辅助触头72顺序配合，电力触头、信号触头和/或接地触头的配合优先于传感触头。当传感触头与电气部件14配合时，指示电气部件14、16完全配合的信号通过传感触头传递，然后允许电能和/ 或信号通过主触头70传送。例如，在该实施例中，直到来自于传感触头的信号通过配合接口传递，电气部件14、16才能传递电能和/或数据，由于传感触头是最后配合的触头，因此这表示所有触头都已配合。在替代实施例中可采用其他结构和配置的触头。另外，在替代实施例中，其他几层触头可用来顺序配合多于两个配合接口。其它的几层相比配合接口 78 和/或82被定位为更接近配合表面30或更远离配合表面30。图8是替代的互连组件112的剖面图。互连组件112与互连组件12相似但包括与电气部件14顺序配合的三层配合接口 110。互连组件112包括主触头114，辅助触头116 和三级触头118。触头114、116、118的每一个包括从基座122延伸到尖部124的梁120。尖部124限定了不同的配合接口 110来与电气部件14的配合元件配合。主触头114的尖部IM在互连组件112的基片128的第一表面1 之上抬升第一距离130。辅助触头116的尖部IM在表面1 之上抬升小于第一距离130的第二距离 132。三级触头118的尖部IM在表面1 之上抬升小于第二距离132的第三距离134。主触头114的尖部IM通常相互共面并限定了最初与电气部件14的配合元件配合的外部配合接口。辅助触头116的尖部IM通常相互共面并且与相应配合元件的配合优先于三级触头118的尖部124与相应配合元件20的配合。通过控制各个触头114-118的梁120的长度和/或角度，尖部124在表面1 上的高度可被控制以提供与电气部件14顺序配合的可压缩接口。图9是另一个替代的互连组件212的剖面图。互连组件212与互连组件12相似但包括在互连组件212的基片218上延伸过通路216的触头214。触头214包括分别设置在基片218的第一和第二表面224、2沈上的第一和第二部分220、222。第一和第二部分220、 222分别与电气部件14、16的配合元件20J4相配合。与由互连组件12的触头34和焊球 36之间的导电路径48所提供的间接路径相反，触头214提供通过互连组件212的直接路径来互连电气部件14、16。触头214包括第一和第二梁230、232和其间延伸的柱234。柱2；34和梁230、232 限定了交叉点，梁230、232在该交叉点处与柱234成一个角度。梁230、232具有长度236、 238。长度236、238可以基本上相等，例如在示出的实施例中，或替代地，可以相互不同。梁 230,232具有通常与柱234相对的配合端M0J42。梁230、232在配合接口 244、246之外的向内弯曲部分对于梁230、232在基片218上延伸的有效长度和多高是无关紧要的。在替代实施例中，梁230、232的向内弯曲部分可从梁230、232上除去或移除。
在示出的实施例中，示出了两个不同子集的触头214。例如，图9示出了主触头250 和辅助触头252。主触头250和辅助触头252的一个不同点是主触头250限定了距离基片 218的表面224、2沈更远的配合接口 M4J46。主触头250与电气部件14、16的相应配合元件20、24的接合优先于辅助触头252与电气部件14、16的相应配合元件20、24的接合。 因为主触头250的配合端240、242延伸到距离表面224、2沈更远的点，所以主触头最先接触。主触头250与配合元件20J4最先接合，辅助触头252与配合元件20J4随后接合。通过控制梁230、232的长度和/或角度，配合端240、242离表面224、226的距离可被控制以提供与电气部件14、16顺序配合的相对的可压缩接口。在替代实施例中，只有第一部分220 或第二部分222可具有顺序配合接口，而其他部分具有使所有触头同时配合的单独的配合接口。
权利要求
1.一种用于连接第一电气部件(14)的互连组件(12;112)，包括具有第一表面(30; 126)和沿着所述第一表面设置的第一触头阵列(34)的基片(沈；1观)，该第一触头阵列包括主触头(70 ； 114)和辅助触头(72 ； 116)，每一个触头都具有与第一电气部件(14)上相应的元件00)相接合的尖部(64 ； 1M)，其特征在于所述主触头的尖部(64)在所述第一表面之上抬升第一距离(74，130)，和所述辅助触头的尖部在所述第一表面之上抬升不同于所述第一距离的第二距离(76，132)，其中在所述互连组件与所述第一电气部件配合过程中，所述主触头和所述辅助触头分别在不同时间与所述第一电气部件的元件接合。
2.如权利要求1所述的互连组件，其中所述主触头具有第一长度(68)，所述辅助触头具有比所述第一长度短的第二长度(68)。
3.如权利要求1所述的互连组件，其中所述主触头和所述辅助触头中的每一个都包括相对于所述第一表面以角度(66)延伸的梁(60)，每个所述梁基本上处于相同的角度，其中所述主触头的梁具有与所述辅助触头的梁不同的长度。
4.如权利要求1所述的互连组件，其中每一个所述主触头包括相对于所述第一表面以角度(66)延伸的梁(60)，其中每一个所述辅助触头包括以与所述主触头的所述角度不同的角度(66)延伸的梁(60)。
5.如权利要求1所述的互连组件，其中所述第一触头阵列包括三级触头(118)，每个所述触头都具有在所述第一表面之上抬升第三距离(134)的尖部(IM)，所述第三距离小于所述第一距离和所述第二距离，使得所述三级触头与所述第一电气部件上的相应元件的接合在所述主触头和所述辅助触头之后。
6.如权利要求1所述的互连组件，其中所述基片包括与所述第一表面相对的第二表面 (32)和沿着所述第二表面设置的第二触头阵列(36)，所述第二触头阵列包括焊球，该焊球配置为焊接到第二电气部件(16)上的元件04)上。
全文摘要
一种连接第一电气部件(14)的互连组件(12)，包括具有第一表面(30)和沿着第一表面设置的第一触头阵列(34)的基片(26)。第一触头阵列包括主触头(70)和辅助触头(72)，每一个触头具有与第一电气部件上相应的元件(20)接合的尖部(64)。主触头的尖部在第一表面之上抬升第一距离(74)，辅助触头的尖部在第一表面之上抬升不同于第一距离的第二距离(76)。在互连组件与第一电气部件配合的过程中，主触头和辅助触头分别在不同时间与第一电气部件的元件接合。
文档编号H01R13/02GK102176556SQ20101057768
公开日2011年9月7日 申请日期2010年9月25日 优先权日2009年9月23日
发明者斯科特·S·杜斯特霍夫特, 贾森·M·雷辛格 申请人:泰科电子公司