具有可变高度触头的电连接器组件的制作方法

1.本文的主题总体上涉及电连接器组件。


背景技术：

2.朝着更小、更轻、更高性能的电子部件和更高密度的电路发展的持续趋势导致了印刷电路板和电子封装的设计中表面安装技术的发展。可表面安装的封装允许将电子封装(例如集成电路或计算机处理器)可分离地连接到电路板表面上的焊盘，而不是通过焊接在穿过电路板的镀孔中的触头或引脚。表面安装技术可以增加电路板上的部件密度，从而节省电路板上的空间。
3.一种形式的表面安装技术包括插座连接器。插座连接器可包括保持触头阵列的基板。一些已知的插座连接器在基板的一侧具有梁式触头，而在另一侧具有导电焊料元件，例如球栅阵列(bga)。梁式触头与电子封装上的触头接合，并且焊料元件被固定到诸如母板的主电路板上的导电焊盘，以将电子封装与主电路板电连结。梁式触头在组装过程中被压紧以与电子封装配合。其他已知的插座连接器包括可压紧的导电聚合物柱的阵列，以在主电路板和电子封装之间提供内插器。然而，已知的插座连接器在基于触头材料特性的工作范围内具有压紧限制。组装时，机械硬件用于将组件夹紧在一起，以通过插座连接器进行电连接以及将散热器热连接到电子封装。然而，组件的各零件上的压力分布在各零件上不均匀。由机械力和热应力引起的压力分布的不均匀性导致零件从平坦的平面状态变形。随着触头密度的增加以及触头高度和间距的减小，触头偏转的工作范围正在减小。零件的变形可能超出触头的工作范围，导致接触力减小和接触电阻增加，并可能导致完全失去接触。
4.仍然需要具有改进的与上电路板和下电路板的接触接口的电连接器组件。


技术实现要素：

5.根据本发明，提供了一种电连接器组件。电连接器组件包括具有上表面和下表面的载体。下表面被配置为面向主电路板。上表面配置为面向电气部件的部件电路板。载体包括穿过其中的多个触头开口。电连接器组件包括触头，其接收在对应触头开口中从而形成触头阵列。每个触头具有在上配合接口和下配合接口之间延伸的导电聚合物柱。导电聚合物柱在上配合接口和下配合接口之间是可压紧的。触头阵列中的触头具有可变的高度以改变触头的上配合接口或下配合接口中的至少一个的相对位置。
附图说明
6.图1是用于电气系统的根据示例性实施例的电连接器组件的分解图。
7.图2是根据示例性实施例的电气系统的电连接器组件的侧视图。
8.图3是根据示例性实施例的电气系统的分解图。
9.图4示出了根据示例性实施例的电气系统的部件电路板的翘曲轮廓。
10.图5示出了根据示例性实施例的电连接器组件的内插器的触头轮廓，其与部件电
路板的翘曲互补。
11.图6是根据示例性实施例的电连接器组件的一部分的局部剖视图。
12.图7是根据示例性实施例的电连接器组件的一部分的俯视透视图。
13.图8是根据示例性实施例的电连接器组件的一部分的俯视透视图。
具体实施方式
14.图1是用于电气系统102的根据示例性实施例的电连接器组件100的分解图。图2是根据示例性实施例的电气系统102的电连接器组件100的侧视图。电气系统102包括主电路板104和电气部件108的部件电路板106(以虚线示出)。电连接器组件100用于将部件电路板106与主电路板104电连接。在各种实施例中，电气部件108是电子封装，例如asic。例如，电子部件108可以包括安装到部件电路板106的芯片110。
15.主电路板104包括上表面112和下表面114。电连接器组件100安装到主电路板104的上表面112。在示例性实施例中，在下表面114处提供背板116以加强主电路板104。电连接器组件100可以通过主电路板104联接到背板116，例如使用紧固件118。
16.在示例性实施例中，热力板120(图1)热联接到电气部件108以从电气部件108散发热量。例如，板120可用于从芯片110散发热量。在各种实施例中，热力板120可以是散热器或冷板。在替代实施例中，可以使用其他类型的热力板。在各种实施例中，板120可以联接到电连接器组件100和/或主电路板104和/或背板116。
17.在示例性实施例中，电连接器组件100包括保持多个触头200的内插器150。在示例性实施例中，触头200是导电聚合物触头。触头200可以是金属化颗粒互连。触头200被配置为电连接到主电路板104并且被配置为电连接到部件电路板106以在其间传输数据信号。在各种实施例中，内插器150可以保持其他类型的触头，例如接地触头和/或电源触头。触头以触头阵列保持。在示例性实施例中，触头阵列被配置为在可分离接口处联接到部件电路板106并且被配置为在可分离接口处联接到主电路板104。例如，触头200可以与部件电路板106形成焊盘栅格阵列(lga)接口并且可以与主电路板104形成lga接口。
18.在各种实施例中，电连接器组件100包括支撑框架152，支撑框架152保持内插器150并且被配置为保持电气部件108。支撑框架152可以是形成接收电气部件108的插座的插座框架。内插器150包括保持触头200的载体154。载体154联接到支撑框架152。例如，支撑框架152可以包括接收电气部件108的插座开口156。载体154被保持在插座开口156中以用于与诸如部件电路板106的电气部件108接口。支撑框架152用于相对于内插器150和触头200定位部件电路板106。支撑框架152可以使用紧固件118固定到主电路板104和/或背板116。热力板120可以联接到支撑框架152。可选地，支撑框架152可以相对于电气部件108定位热力板120，以便限制热力板120抵着电气部件108的压紧。在替代实施例中，内插器150可设置为没有支撑框架152。
19.图3是根据示例性实施例的电气系统102的分解图。电连接器组件100可以联接到主电路板104的上表面112。电气部件108被配置为联接到电连接器组件100的顶部。在示例性实施例中，电连接器组件100包括用于接收电气部件108的可压紧接口。电连接器组件100通过部件电路板106电连接到芯片110。在示例性实施例中，热力板120联接到芯片110的顶部以从芯片110散发热量。背板116可用于将热力板120和/或电气部件108和/或电连接器组
件100固定到主电路板104。
20.在制造和使用过程中，主电路板104、部件电路板106和电连接器组件100容易发生翘曲。例如，用于将部件保持在一起的机械压紧可能会导致翘曲。附加地或替代地，在使用期间，电气系统102的部件可产生热量。热膨胀和收缩可能会导致部件的额外翘曲。翘曲导致主电路板104在与电连接器组件100的接口处的非平面性和/或部件电路板106在与电连接器组件100的接口处的非平面性。
21.在示例性实施例中，电连接器组件100的触头200被设计成适应一定量的翘曲。例如，可以改变触头200的高度以适应翘曲。横跨接口的翘曲可能不均匀。例如，靠近电连接器组件100中心的区域或在电组件100的侧面的区域可能比其他区域经历更大的翘曲。主电路板104和/或部件电路板106的翘曲轮廓基于触头布局可以通常是已知的。
22.在示例性实施例中，电连接器组件100可以设计成适应预期的翘曲轮廓。例如，触头200可以在特定区域加长或在特定区域缩短以适应主电路板104和/或部件电路板106的预期翘曲轮廓。在示例性实施例中，可以通过调节用于形成触头200的成型模具来控制触头200的高度，以在电连接器组件100内的预定区域或位置处根据需要获得更长或更短的触头200。
23.图4示出了根据示例性实施例的部件电路板106的翘曲轮廓。图5示出了根据示例性实施例的与部件电路板的翘曲互补的内插器150的触头轮廓。图4和图5中的轮廓被夸大以说明翘曲和对可变高度触头轮廓的需求。在所示实施例中，部件电路板106的翘曲轮廓在部件电路板106的中心附近是凹形的。触头轮廓在中心附近升高，在外侧附近缩短，以配合翘曲轮廓的形状。
24.图6是根据示例性实施例的电连接器组件100的一部分的局部剖视图。图7是根据示例性实施例的电连接器组件100的一部分的俯视透视图。图8是根据示例性实施例的电连接器组件100的一部分的俯视透视图。图6-8示出了显示触头200阵列的内插器150。
25.内插器150包括保持触头200的载体154。载体154可以是支撑触头200的板或膜。载体154由介电材料制成以电隔离触头200。例如，载体154可以是聚酰亚胺膜。载体154包括上表面160和下表面162。下表面162被配置为面向主电路板104(如图3所示)。上表面160被配置为面向电气部件108(如图3所示)。载体154包括在上表面160和下表面162之间延伸的多个触头开口。触头开口接收触头200。
26.在示例性实施例中，每个触头200包括在触头200顶部的上配合接口204和触头200底部的下配合接口206之间延伸的导电聚合物柱202。上和下配合接口204、206形成可分离的配合接口。上和下配合接口204、206可以形成上和下lga。在各种实施例中，导电聚合物柱202是金属化颗粒互连。例如，导电聚合物柱202是导电聚合物复合结构。导电聚合物柱202由聚合物材料制成，该聚合物材料具有嵌入聚合物基材中的导电颗粒，例如银颗粒。导电聚合物可以通过导电聚合物柱202在内部导电。导电聚合物柱202可以被电镀或涂覆以沿着外表面导电。导电聚合物柱202可以包括在上和下配合接口204、206处的导电帽。
27.在示例性实施例中，触头200的高度可以相对于其他触头200变化。例如，上配合接口204可以不共面和/或下配合接口206可以不共面。触头200的高度变化以控制或调整上配合接口204和/或下配合接口206的竖直位置。上配合接口204的竖直位置可以相对于载体154的上表面160变化，例如用于匹配部件电路板106的预期翘曲轮廓。下配合接口206的竖
直位置可以相对于载体154的下表面162变化，例如用于匹配主电路板104的预期翘曲轮廓。
28.触头200基于导电聚合物柱202的高度布置在触头阵列中，以控制上配合接口204和/或下配合接口206中的至少一个的竖直位置以对应于部件电路板106或主电路板104的翘曲轮廓。触头200的触头阵列形成具有非共面几何形状的波状触头场。例如，触头的触头阵列具有非共面高度轮廓，其具有与部件电路板106或主电路板104的非共面翘曲轮廓相反的形状。可选地，触头200可以布置成具有不同高度的不同阵列(例如，组、行、列等)。不同触头阵列中的触头200可具有不同的、非重叠的高度范围。
29.在示例性实施例中，每个触头200的导电聚合物柱202包括在载体154的上表面160上方的上部210和在载体154的下表面162下方的下部212。上部210在上表面160和上配合接口204之间延伸。下部212在下表面162和下配合接口206之间延伸。上部210在上表面160和上部配合接口204之间具有上部高度214。下部212在下表面162和下部配合接口206之间具有下部高度216。上部高度214可以是可变的。下部高度216可以是可变的。在各种实施例中，上部高度214可以与相同导电聚合物柱202的对应下部高度216相同。在替代实施例中，上部高度214可以不同于相同导电聚合物柱202的下部高度216。在图示的实施例中，靠近阵列中间的触头200较高而靠近外边缘的触头200较短。触头200从中间到外边缘具有逐渐变化的高度(例如，每个相邻触头200具有不同的高度)。或者，触头200的高度可以是成组阶梯状的而不是逐渐变化。在替代实施例中，可以提供其他触头阵列轮廓，例如在中间附近较短而在外边缘处较高。
30.在示例性实施例中，导电聚合物柱202为截头圆锥形。例如，上部210为截头圆锥形，并且下部212为截头圆锥形。例如，上部壁220在上表面160和上配合接口204之间逐渐变细，而下部壁222在下表面162和下配合接口206之间逐渐变细。导电聚合物柱202成形为使得上配合接口204不共面和/或使得下配合接口206不共面。上部210在上表面160处具有第一上部直径并且在上配合接口204处具有小于第一上部直径的第二上部直径。下部212在下表面162处具有第一下部直径并且在下配合接口206处具有小于第一下直径的第二下部直径。可选地，所有的导电聚合物柱202具有相等的第一上部直径和相等的第二上部直径。对于不同高度的触头200，上部壁220的锥角可以变化。或者，上部壁220的锥角对于所有触头200可以相同，但是第一上部直径和/或第二上部直径可以不同。可选地，所有的导电聚合物柱202具有相等的第一下部直径和相等的第二下部直径。对于不同高度的触头200，下部壁222的锥角可以变化。或者，下部壁222的锥角对于所有触头200可以相同，但是第一下部直径和/或第二下部直径可以不同。