柔性载体上的接线盒制造技术

本发明专利技术涉及一种柔性、可扩展、热机电的柔性接线盒。在一种构造中，该柔性接线盒包括柔性衬底、第一导电层和第二导电层、以及连续涂覆在导电层和衬底通孔上的镀层。第一导电层和第二导电层粘附到柔性衬底的相对两侧，并且具有与至少一子组通孔相匹配的多个凸起的接触元件。第一导电层和第二导电层上彼此相对的至少一些接触元件通过镀层彼此电连通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及接线盒，更具体地说，涉及一种构筑在柔性载体上的 柔性(compliant)、可扩展、热机电可再连接和可再安装的接线盒。
技术介绍
用来连接诸如印刷电路板等组件的传统接线盒可以通过多种技 术制造。 一种常用的方法是利用冲压金属弹簧，冲压金属弹簧被形成 然后分别插入到绝缘载体中形成一组电子连接元件。绝缘载体通常由 刚性的非导电材料制成。另一种制造接线盒的方法包括利用各向异性 的导电胶粘剂、注塑导电胶粘剂、束状电线导电元件和通常在刚性载 体中、的金属小固体件。在电子工业中二维的柔性电路是容易获得而且广为公知的。例 如，可以利用柔性电路的通常应用领域有手机、板对板连接器(board to board)和平板显示器中。柔性电路通常用来在柔性载体材料内传送低速和高速的信号。为 了访问内部信号，必须通过一系列通路孔(via)或者通过表面安装的 焊盘和/或连接器连接到它们。随着系统密度和性能的提高，对相互连接也提出了更严格的要 求。优异电性能的一种表现在于热特性和信号完整性的改善。这可以 通过将相互连接设计为允许将热平面或材料直接设计在插件 (interposer )或载体上来实现。然后可以将这些零件直接与接触元 件相连。对于增加其它电路和/或直接放置在插件上或内部嵌入到插件中的分立元件可以给出类似的观点。 附图说明图1是示出柔性材料上多个连接盘(land )栅格阵列结构的示意图。图2是例示了一种示例性连接盘栅格阵列接触器阵列的接触臂 的放大截面图的示意图。图3A至图3D是不同的示例性接触臂设计的放大立体图的示意图。图4是根据本专利技术一种构造的接线盒的分解立体图的示意图。 图5A至图5D是示出了根据本专利技术一个方面的制造接线盒的示例性步骤的流程图。图6是根据图5A至图5D中所示的方法制造的示例性叠层(stack叩)中每一层的示意图。具体实施例方式本专利技术提供了一种构筑在柔性衬底上的柔性、可扩展、热机电的 接线盒，另一方面，本专利技术公开了该接线盒的制造方法。在采用薄的 柔性衬底时，本专利技术提供了一种接线盒，它的柔度不仅来源于弹性接 触器本身，还来源于安装接触器的柔性衬底。接线盒的总柔度等于接 触器柔度与衬底柔度之和。利用柔度的提高，接线盒能够更好地容纳 与之匹配的不均匀的接触器阵列。通过这种方式，可以在柔性载体或 电路实现中获得期望的接线盒特性。接线盒利用了柔度复合体系(Cl + C2) ， Cl代表薄的柔性绝缘 衬底的柔度，C2代表形成在衬底上的柔性接触器阵列的柔度。这种 由柔性衬底提供的附加柔度使得结合面阵列表现得如浮动的接触器 阵列。与构筑在刚性衬底上的接触器相比，该方法使整个体系的弯曲性或柔度有了显著提高。本专利技术利用薄的柔性衬底还避免了在衬底上预镀通孔的需要。实际上，衬底厚度的减小使得两个电路之间电接口的数量最少。由于衬 底两侧上的接触器阵列相距很近，仅由薄的衬底分隔开，所以能够在 将接触器阵列粘合在衬底上之后再对整个组件进行镀覆，从而形成单体(monolithic)结构。与预镀通孔相比，这种方法能够使接触器中 材料的堆积最少。这种材料堆积会使接触器比期望的要硬，从而导致 柔度的降低。根据本专利技术的 一个方面， 一种示例性接线盒包括利用诸如丙烯酸 的低流动性的胶粘材料接合到接触片的薄柔性KaptonTM衬底。接触 片上和衬底上相对应的孔在尺寸是相互匹配的，从而提供可以收集多 余胶粘剂的区域。本专利技术的另一个方面提供了如下一种方法，该方法通过利用顶面 和底面使得能够安放接触元件的表面积最大，从而提高总接触密度或 减小间距。本专利技术提供了一种具有高密度排列(这里也指"密间距"， 即最相邻接线盒中心之间相距的距离)的可变形接触器的接线盒，在 近似低电阻和电感即分别小于15 mQ和0.5 nH的条件下，接触器的 工作距离大于0.2 mm。申请号为10/412,729的专利中描述了本专利技术中的接触器的典型 机械和电特性，这些特性包括工作范围大于5密耳(mil)，接触力 小于30g，具有水平和垂直分量的滑触作用(wiping action)确保了 可靠度，耐久性超过十万次循环，可工作温度高于125 °C，电感小于 0.3 nH，栽流量大于1.5A，可扩展间距小于20密耳，整个工作范围 的功能弹性与间距之比为0.4至0.8。申请号为10/412,729的专利还描 述了制造接触器和接线盒的多种方法。申请号为10/412,729的专利中所描述的接触器的位移范围(弹 性)近似为0.12 mm至0.4 mm。所描述的法兰弹簧的尺寸范围近似 为0.12 mm至0.8 mm。因此，弹性与尺寸之比近似为0.5至1.0。按照本专利技术，柔性载体提供了额外的工作范围柔度。如上所述， 衬底弯曲性和接触器弹性的结合，使得接线盒更加适用于非共面的情 况。照这样，例如，彼此定位在不同平面上的第一接触元件阵列和第二接触元件阵列就能够共用同一柔性衬底。柔性载体的适合村底包括但不限于厚度为0.5至5密耳的 KaptonTM聚酰亚胺，厚度为2至5密耳的MylarTM聚酯，环氧树脂， 以及TelfonTM。图1示出了按照本专利技术的一个方面的示例性构造，其具有附于理 想使用点上的连接盘栅格阵列(LGA)结构90。在这个示例中，LGA 结构90被集成到柔性电路100中。照这样，任何内电路都能够直接 连接到内信号层。因此，与传统方法相比，该构造提供了以下形式的 电子效益i )屏蔽接触器，ii )匹配阻抗，和iii)贯穿接线盒的匹 配电子线路(trace)长度。图2示出了按照本专利技术的一个方面的示例性接线盒200的截面 图，其中示出了接触元件202的某些示例性尺寸部分。例如，面向弹 簧部分204的远端之间的间距为5密耳。例如，接触元件202从柔性 衬底100的表面到弹簧部的顶部的高度为10密耳。例如，柔性村底 IOO上通路孔的宽度大约为10密耳。例如，接触元件202从一个基体 部外端到另一个基体部外端的宽度为16密耳。这种尺寸的接触器能 够按照如下所述的本专利技术的方法而形成，从而使接线盒的间距确实低 于50密耳且大约为20密耳或更小。按照本专利技术的一个方面， 一个或一组接触元件的机械性能可以通 过特定的设计获得期望的工作特性。例如，可以选择每个接触元件的 触点压力，以确保对某些接触元件的低电阻连接，或使接线盒的总触 点压力较低。再例如，每个接触元件的弹性工作范围是能够变动的。 还例如，每个接触元件的垂直高度是能够变动的。再例如，接触元件 的间距和水平方向上的尺寸也是能够变动的。图3A至图3D例示了球形栅格阵列(BGA)或LGA系统设计 的示例性接触臂。如上所述，这些接触器可以釆用与PCB制造中用 于制造类弹簧结构相类似的工艺来形成，而且可以在形成前或形成后 对接触器进行热处理。图4是示出了按照本专利技术的一种构造的示例性接线盒400的组装的分解立体图。接线盒400包括位于衬底404的第一主要表面上的第 一阵列接触元件402，和位于衬底404的第二主要表面上的第二阵列 接触元件406。衬底404可以由KaptonTM制成，其可获为夹在两层丙 烯酸404b之间的一层Kapton 4(Ma的叠层，其中丙烯酸层用作将接 触元件402和406与Kapton层404a结合在一起的胶粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性接线盒，包括：　柔性衬底，其具有第一表面和第二表面，该柔性衬底限定了从所述第一表面到所述第二表面的多个通孔；　第一导电层，其粘附到所述柔性衬底的第一表面上；　第二导电层，其粘附到所述柔性衬底的第二表面上，　第一导电层和第二导电层中的每一个都具有多个凸起的接触元件，这些接触元件与所述多个通孔中的至少一子组通孔相匹配；以及　镀层，其连续地涂覆在第一导电层、柔性衬底上的多个通孔、和第二导电层上，以使第一导电层和第二导电层上彼此相对的至少一些接触元件通过所述镀层彼此电连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JD威廉姆斯，
申请(专利权)人：内奥科尼克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]