[发明专利]球连接零插入力插座

说明书

技术领域

本发明一般涉及电连接器领域，具体来说涉及在电子元件和电路衬底之间建立机械和电连接的零插入力(ZIF)插座。更具体来说，本发明涉及将处理器插件连接于印刷电路板的BGA/LGA ZIF插座。

背景技术

电子元件如集成电路需要占据小的空间的大量的相互电连接，以便适当地与电路衬底连通。为了提供芯片和外部电路之间的电连通，电路芯片通常装在一个壳体或插件中，壳体或插件在其一个或多个外表面上支承相互连接的导线、垫片等。接触终端可以从插件表面以例如销栅格阵列(BGA)和棱栅格阵列(LGA)的形式延伸。一个BGA包括多个连接于插件表面的多个球。一个LGA包括多个在插件表面形成的接触垫片或棱。为了将芯片实际地固定在电路衬底上，以及为了在芯片和电路衬底的相应迹线或导线之间形成电连接，导电材料如焊料球可设置在电子元件的每个接触终端上。

一般来说，BGA器件保持在安装在电路衬底如印刷电路板(PCB)上的插座中，插座通过消除对永久将电子元件电连接于PCB的需要而方便相互连接。在与插座接触时，电子元件的接触终端电连接于PCB的迹线或导线，传统上，在建立或消除电子元件和插座之间的电连接时会有插入力和拔出力。

在复式销电子元件中，特别是在具有大量销终端的电子元件如微处理器芯片中，将电子元件装入有关插座中需要的插入力可能相当大，并且可能导致难于将电子元件插入插座中。但是，球栅格阵列器件的特征使其受人欢迎，这是由于器件的结构(例如，在隐蔽表面上布置的紧密成组的很小触点)使其极难可靠地安装在印刷电路板上而又不损伤球栅格阵列、电子元件或损伤上述两者。将元件从插座拔出所需要的力，例如，克服连接的保持力所需要的力也可能高得足以损伤甚至破坏元件。

一些传统的插座利用零插入力结构，这种结构可以使电子元件较易于插入或拔出插座。零插入力(ZIF)插座寻求保持电子元件工作和测试的充分的电接触，同时提供一种易于将电子元件从ZIF插座拔出及以小的或无需插入力将电子元件装在ZIF插座的方式。

大家知道传统的直接的或无焊料的ZIF插座，其中ZIF插座焊在印刷电路板上，BGA插件可拆地连接于ZIF插座，并且不接触球的焊接而固定。在传统上，这种ZIF插座能够迅速、方便地拆除及更换BGA插件，以便维修和升级而无需BGA适配板的焊接。当与典型的ZIF插座接触时，电子元件的接触终端电连接于电路衬底。

在传统上，电接触是通过在接触位置和非接触位置之间移动的触指、延件部或销建立的。接受接触球的接触结构一般是想提供充分的电接触，并保持在接触和非接触位置之间多次接合动作的能力而并不有损于其机械和电连接性能。

其它传统的ZIF插座使用一种被偏压向非接触位置的接触结构，以及一种用于选择地将接触结构移向接触位置的机构。当接触终端插入接触结构，并使用上述机构移动接触结构时，接触结构包围或以低的插入力接触终端。当传统的ZIF插座的结构处于闭合或接触位置时，电子元件电连接于电路衬底。当ZIF插座处于非接触位置时，电路衬底和电子元件之间的电接触打开。

虽然在较大的应用中有益，但是，传统的ZIF插座也许不适于高接触密度的应用场合。已知的ZIF插座的难点包括在高接触密度的情形中，特别是当需要微型化时，结构复杂且成本高。另外，ZIF插座的接触结构也许并不配合在印刷电路板上的一定轨迹内。当ZIF插座用于高接触密度场合时，传统的ZIF插座未能成功地保持电子元件和印刷电路板之间的接触，这是由于焊料枯干和传统焊接技术的难点造成的。当焊料通过接触结构形成的路径流入ZIF插座内部时即出现焊料枯干。在ZIF插座外部上的焊料量减少往往导致ZIF插座和印刷电路板之间的电连接变劣。传统的ZIF插座在回流时并不控制焊料球，因此，在ZIF插座和印刷电路板之间形成连接不良，因此，需要一种改进的ZIF插座，它能够克服电子元件和电路衬底电连接中的缺陷和问题。

发明内容