[发明专利]柔性载体上的接线盒

说明书

该专利申请要求在2005年11月3日提交的、序列号为11/265,205 的美国专利申请的优先权，在此通过引用并入该申请的全部内容。

技术领域

本发明涉及接线盒，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。

背景技术

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是根据本发明一种构造的接线盒的分解立体图的示意图。

图5A至图5D是示出了根据本发明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 up)中每一层的示意图。

具体实施方式

本发明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，本发明公开了该接线盒的制造方法。在采用薄的 柔性衬底时，本发明提供了一种接线盒，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(C1+C2)，C1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。

本发明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。

根据本发明的一个方面，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Kapton^TM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。

本发明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。本发明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15mΩ和0.5nH的条件下，接触器的 工作距离大于0.2mm。