用于高频电连接的以导线段为基础的插入件制造技术

用于焊盘网格阵列的插入件，有洞阵列，和置于洞内弹性导电按钮的绝缘网格。按钮包括绝缘芯、缠绕该芯的导电元件和围绕该元件的外壳。导电元件和按钮的性能使导电按钮的接触力和阻力，压缩性和放松性在宽限制内选择壳和导电元件的接触区。焊盘网格阵列的电路组件之间的插入件在每个导电元件和其接触焊点接触时，两互连组件装配表面之间调节大的非平面性。在迎着电路装置的电接触／接触焊点的导电元件每端产生高定位接触力，对焊盘网格阵列和电路组件进行电互连。新插入件的优点是适用于高频和强电流。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于高频电连接的以导线段为基础的插入件本专利技术涉及对置接触焊点的电连接的插入件领域，更确切地说，本专利技术涉及在要连接的两个电路的接触焊点之间使用插入件的适于芯片级或板级连接的微电子连接器领域。包括集成电路这类部件的现代电子设备，一般使用互连装置和技术用于印刷电路板或其它组件的电互连。导体焊点或者接入导体焊点的组件的导线之间或者电路的经始线之间的互连，例如用焊接，可以几种方式实现。在这种情况下，在设备使用期限期间，组件或装置的去除、替换或测试是必须的，会经常用到一些适当的电连接器或分离器。“焊盘网格阵列”(LGA)是这类连接的例子。其中，被连接的两个电路元件，每个有排列成行或成两维阵列的多个接触点。互连元件的阵列，已知的是“插入件”，被放在被连接的两个阵列之间，并提供接触点或焊点之间的电连接。现有技术描述的LGA插入件，一般是由硬金属弹簧或金属化微粒制成的被插入到绝缘材料板内适当定位的洞阵列中的导电按钮。另一个现有技术的导电按钮完全由硬导线网任意缠绕或压缩构成。已知的插入件还有，导电按钮或类似物，不是包括连续的绝缘薄膜，而通常是弹性体，它可包含统一分布或安放的金属的导线、微粒或片，或金属聚合物微粒，称为“非均质导电”薄膜，在这样的阵列中，导电元件形成密集的网，以至要连接的两个电路的导电焊点不能对齐。当使用嵌入到聚合体基体的导电结构时，弯曲、扣紧、和该结构的压缩被说成是“在弹性的底座上”(S,Timosheoko,材料Ⅱ的强度，VanNostrand,普林斯顿，1956和S,Timosheoko和J,M。Gere，弹性的复原性的理论，McGraw-Hill，纽约，1961)。-->许多这样现有技术的插入件，其共同的不足之处是，在合乎需要地维持低的全部接触力的同时，不能提供良好的电传导通路。换句话说，插入件的连接表面能施加不希望的高接触力，从而在配置在导电按钮、薄膜或载体内的导电元件产生对良好的电接触所必需的希望的定位接触力。Dozier，美国专利号5,473,510，名称为“焊盘网格阵列插件/电路板装配及其构造方法”，说明了使用排列在插座中的压缩插座导体插针的连接电组件的焊盘网格阵列，当扭矩施加给连接配件的螺钉时，取决于插座厚度的排列限制了压缩性。Mroczkowski等，美国专利号5,308,252，名称为“插入件连接器和接触元件”，披露了插入件的电接触设计。插入件的个体接触单元是压缩以产生电接触的“双-S”形金属片。Grabbe，美国专利号5,653,598，名称为“减少自感的电接触”，描述了焊盘网格阵列连接器，包括用于电连接电路组件接触焊点的线圈弹簧的插件。在该弹簧插入件，节距是70密耳，按比例缩小非常困难。它还需要高插入力以及高成本，因为每个插入件连接的零件要单独制造和装配。该专利的类似系统的另一描述是1991年由专利技术人发表在AMP技术期刊，1卷，80-90页，文章题目为“高速数字应用的高密度电子连接器(微型插入件)”。Grabbe，美国专利号5,228,861，名称为“高密度电子连接器系统”，在绝缘板上使用“X”形接触元件的阵列，其中“X”的臂端被向上或向下弯曲，以产生与接触焊点的接触。Crotzer，美国专利号5,599,193，名称为“弹性电互连”和Crotzer等，美国专利号5,949,029，描述了基于Memphis,Tennessee的Thomas＆Betts公司销售的、名称为“金属化微粒互连”(MPI)的插入件系统的导电聚合体按钮。基于弹性体的MPI的缺点是接触力的放松超时，需要高插入力在要连接的电路的平面消除缺陷，并且用银片做基础，有相当高的成本，另外，  已知这种连接器在机械振动试验期间对间歇开放非常敏感。在名称为“液氮应用的按钮接触”的文章中，Almquist描述了“绒毛按钮”-->连接器系统(见1989年电子组件和技术研讨会会议录，1989年，88页，IEEE第0569-5503/89/0088):“‘绒毛按钮’是镀金导线的圆柱体，在大多数情况下，铜/百分之二的银，直径50微米，形成适于产品应用的大小…。该按钮被插入到75毫米环氧树脂玻璃载体上的0.5毫米的洞内”。Cinch连接器，Lombard,Illinois的Labinal Components and Systems,Inc的分部，上市了一种“绒毛按钮”连接器系统，商标“CIN::APSE”。几乎是坚硬的，它的缺点是高插入力，和高造价。成本一般比目前所期望的高5-10倍。Lopergolo，美国专利号5,800,184，名称为“高密度电互连装置”，使用并联金属元件在阵列的接触焊点之间产生接触，金属元件可以是棒状物或可能在端部有弯曲导线零件。Ayala-Equillin等，美国专利号5,441,690，名称为“制造无针连接器的方法”和Shih等，美国专利号5,810,607，名称为“具有增强耐久性的触针互连器”，都告知穿过聚合物薄膜的倾斜金属导线的设计和制造。薄膜是连续，刚性的，并需要高插入力，由于它包括导线接合的独特步骤，薄膜的制造还非常贵。该系统还由专利技术人Shih等描述在论文“用于插件互连的新型弹性连接器，试验和老化应用”中，1995年电子组件和技术研讨会会议录，1995年，126页，IEEE第0569-5503/95/0000-0126。Bradley等，美国专利号5,232,372，名称为“焊盘网格阵列连接器和制造方法”，使用分开的线圈弹簧，置于作为连接元件的棒状载体的侧面。Carey，美国专利号5,101,553，名称为“弹性体上的金属压力接触连接器的制造方法”，通过将导线线圈按长度方向嵌入沿板的行中，然后把弹性体上方和下方伸出的导线环圈切去，产生在弹性插入件板的半圆形接触导线阵列。结果，接触导线行借助于线圈空间以一维间隔，其它维借助于线圈的厚度和线圈之间的空间间隔。所需导线必须相当厚，并且，  由于在任何点，导线的位置取决于切去环圈时导线正好在线圈的哪里，因此难以控制接触的位置。在Nitto Denko Corporation公司的研究者们，发表了非常高密度的非均质薄膜，这里，金属导线被穿过聚合物薄膜垂直装配(“新型非均质导电薄膜-->(ACF)研究”，Miho Yamaguchi,Fumitern Asai,Fuyuki Eriguchi,Yuji Hotta 1999电子组件和技术研讨会会议录，1999年，6月1-4,San Diego,California,360页)。如Shih所述的插入件，该设计需要非常高的插入力(约1平方英寸模件2000磅)。因此，该设计仅适于一些平方毫米阵列，例如用于手表的芯片。通常，现有技术描述的非均质附着力没有利用金属-聚合物复合材料的复合弹性性质。这样，例如，在Yamaguchi等人描述的非均质导电薄膜，导电直导线仅仅用聚合物接合在一起，因此系统的弹性特性非常接近100％地仅由导线确定。同样的情况也存在于美国专利号5,101,553描述的非均质导电薄膜。另一方面，Ayala-Equillin等人和Shin等人描述了倾斜直导线的非均质导电薄膜。因为导线与聚合物相比相对地是刚性的，它们在复合薄膜压缩期间仅仅象硬本体一样翻动，因此，在这种情况下的变形电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电焊点之间用做电接触元件的弹性导电按钮，包括：ａ）弹性本体，有第一端和第二端及其之间的长度；ｂ）导电元件，从本体的第一端到第二端连续地延伸经过本体的长度，本体的两端是电暴露的；这样，当本体的第一端接触第一导电焊点，并且本体 的第二端接触第二导电焊点时，导电元件从第一导电焊点到第二导电焊点形成通过按钮的电的传导通路；和导电元件有足够的弹性，使导电元件实际上不增加弹性本体的压缩性或放松性。

【技术特征摘要】
US 1999-12-9 09/457,7761．一种导电焊点之间用做电接触元件的弹性导电按钮，包括：a)弹性本体，有第一端和第二端及其之间的长度；b)导电元件，从本体的第一端到第二端连续地延伸经过本体的长度，本体的两端是电暴露的；这样，当本体的第一端接触第一导电焊点，并且本体的第二端接触第二导电焊点时，导电元件从第一导电焊点到第二导电焊点形成通过按钮的电的传导通路；和导电元件有足够的弹性，使导电元件实际上不增加弹性本体的压缩性或放松性。2．按照权利要求1所述的导电按钮，其特征在于弹性本体由弹性体形成。3．按照权利要求2所述的导电按钮，其特征在于弹性体选自硅橡胶、氯丁橡胶、聚丁二烯。4．按照权利要求1所述的导电按钮，其特征在于导电元件由选自金、铜和金属合金的材料制成。5．按照权利要求1所述的导电按钮，其特征在于导电元件至少包括一个插入到弹性本体的细导线。6．按照权利要求5所述的导电按钮，其特征在于导线形成螺旋形。7．按照权利要求5所述的导电按钮，其特征在于导线形成折线。8．按照权利要求5所述的导电按钮，其特征在于导线形成曲线。9．按照权利要求5所述的导电按钮，其特征在于多个导线绞在一起。10．按照权利要求5所述的导电按钮，其特征在于有多个导线，每个导线以缠绕方向螺旋缠绕，并且至少导线之一的缠绕方向与至少其它导线之一的缠绕方向相反。11．按照权利要求1所述的导电按钮，其特征在于还包括充分围绕弹性本体全部长度的、与导电元件绝缘的屏蔽层。-->12．按照权利要求11所述的导电按钮，其特征在于屏蔽层是导电的电线网。13．按照权利要求11所述的导电按钮，其特征在于屏蔽层是连续的金属层。14．按照权利要求11所述的导电按钮，其特征在于还包括围绕屏蔽层的绝缘层。15．按照权利要求1所述的导电按钮，其特征在于：a)弹性本体包括：    ⅰ)有第一端和第二端及其之间的长度的弹性绝缘芯，和    ⅱ)围绕该绝缘芯长度的弹性绝缘外壳；和b)导电元件包括绝缘芯和绝缘外壳之间的导体，从绝缘芯的第一端延伸到绝缘芯的第二端。16．按照权利要求15所述的导电按钮，其特征在于导电元件至少包括一个以螺旋形缠绕芯的导体。17．按照权利要求15所述的导电按钮，其特征在于导电元件包括以螺旋形缠绕芯的多个导体。18．按照权利要求17所述的导电按钮，其特征在于至少多个导体之一以与至少其它多个导体之一相反的方向以螺旋形缠绕芯。19．按照权利要求15所述的导电按钮，其特征在于还包括充分围绕弹性外壳全部长度的屏蔽层。20．按照权利要求19所述的导电按钮，其特征在于屏蔽层是导电的导线网。21．按照权利要求19所述的导电按钮，其特征在于屏蔽层是连续的金属层。22．按照权利要求19所述的导电按钮，其特征在于还包括围绕屏蔽层的绝缘层。23．一种用于焊盘网格阵列的插入件，用于在导电焊点的第一和第二阵-->列之间以预定接触力提供传导，插入件包括：绝缘网格有贯穿的洞阵列；和被布置在洞阵列的多个弹性的、导电按钮，每个包括：a)有第一端和第二端及其之间的长度的弹性本体；b)  导电元件从本体的第一端到第二端连续地延伸穿过本体的长度，在本体的两端是电暴露的；这样，当插入件被放置在第一和第二接触焊点阵列之间，本体的第一端在接触焊点的第一阵列接触第一导电焊点，并且本体的第二端在接触焊点的第二阵列接触第二导电焊点，导电元件从第一导电焊点到第二导电焊点形成穿过按钮的电的传导通路；和选择弹性本体和导电元件，以便接触力是预选值。24．按照权利要求23所述的插入件，其特征在于导电按钮的弹性本体由弹性体形成。25．按照权利要求24所述的导电按钮，其特征在于弹性体选自硅橡胶、氯丁橡胶、聚丁二烯。26．按照权利要求23所述的导电按钮，其特征在于导电单元由选自金、铜和金属合金的材料制成。27．按照权利要求23所述的插入件，其特征在于绝缘网格的洞阵列贯穿绝缘体电镀。28．按照权利要求27所述的插入件，其特征在于至少一些洞的电镀是电连接的。29．按照权利要求23所述的插入件，其特征在于导电元件至少包括一个嵌入导电按钮的弹性体的导线。30．按照权利要求29所述的插入件，其特征在于导线形成螺旋。31．按照权利要求29所述的插入件，其特征在于导线形成折线。32．按照权利要求29所述的插入件，其特征在于导线形成曲线。33．按照权利要求29所述的插入件，其特征在于有多条导线被绞在一起。-->34．按照权利要求29所述的导电按钮，其特征在于还包括充分围绕弹性体全部长度、与导电元件绝缘的屏蔽层。35．按照权利要求34所述的导电按钮，其特征在于屏蔽层是导电的导线网。36．按照权利要求34所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李澤豫，马特A科尔霍宁，史為民，
申请(专利权)人：高密度连接器有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]