[发明专利]电气互连机构及方法

说明书

本公开提供一种电气互连机构和方法，其中，弹性针印刷在一个或多个金属保持片上，每个保持片均具有至少一个从该保持片横向地延伸出的凸出部或片，以接合层压的容纳体中的钩部或凹槽，以便定位每个弹性针并将所述弹性针固定在容纳体内。在一个实施方式中，可以在容纳体中采用具有钩部或凹槽的斜面，以接合地固定从所述弹性针的另一侧横向地延伸出的凸出部或片。在另一个实施方式中，弹性针可以具有围绕所述针中心的固体金属环或者滑动圈，其中，所述环具有用于与容纳体中的凹槽接合的一个或多个片，优选地，该凹槽具有斜面。

相关申请的交叉引用

本申请是Thomas P.Warwick等人于2012年4月18日提交的临时申请No.61/687084的非临时申请。

技术领域

本公开涉及一种用于高性能互连系统的独立弹性电连接器以及方法。具体地，本公开涉及用于可更换的弹性针的方法和系统，其具有用于在容纳体内定位和固定这些针的机构。

背景技术

电气互连机构包括至少两个导电接触垫、连接所述接触垫的导电路径、容纳体、压缩结构、以及某些形式的屈服和机械抵抗机构，所述机构根据电连接的需要使所述接触垫压在两个目标体的对正的导电垫上。

在现有工业技术中主要使用三种接触技术。第一种使用金属弹簧。虽然在电气工业中这种接触技术存在许多变形，但是其基本原理是：在两个接触垫或区域之间压缩独立接触器中的螺旋弹簧或线性弹簧。该弹簧提供所需要的力以及机械滞后。作为电气工业的主导技术，这种方法的主要优点在于：寿命长、出色的机械滞后性、以及易于更换单独的接触机构。这也是高性能应用中最普遍的电接触技术。

第二种技术采用小的金属摇杆，用于抵靠多种硬度的非导电聚合弹性体。该聚合弹性体提供所需要的力和机械滞后。当目标体被压入单独的摇杆时，该摇杆由于一端或多端抵靠在弹性隔板(spacer)上而因此往回推。但是，这种技术很受电接触所应用的目标体的形状和类型的限制。这种技术的主要优点在于接触器的寿命长，以及易于更换单独的接触器。

第三种类型的机械接触器涉及填充有金属颗粒的聚合弹性材料领域。虽然这种类型的接触器存在许多变形，但是所有的导电弹性体均形成为片状或板状，各个接触器必须在基体(matrix)中组合在一起。导电弹性接触器的主要优点在于其电性能——包括接触阻抗和极高频的性能。在重要的RF参数方面，弹性接触器以大约10：1的比例优于同等的金属接触器。但是，各个针不能被替换，因为弹性体构成在片上或在片中。关于弹性体的另一个重要问题就是由于过度压缩而导致的寿命衰减。最后的问题在于，在弹性片中，各个接触点不能彼此独立地起作用，这使得所述片在连接目标体的共面性较差时很难使用。

期望提供一种电气互连机构能够满足以下关键标准：

首先要提出的关键标准是解决在需要连接时按压目标体的抵抗力。由于需要力来维持连接，所以在复杂的机械结构中，需要较大的力来将目标体按压在一起。

其次，需要屈服范围来吸收两个目标体之间的机械共平面的差异。

需要机械滞后，以便前述的抵抗力将使接触垫在被压缩之后返回到标称位置。

另一个标准在于，互连系统在X-Y方向的物理尺寸(经常描述为间距(pitch))。

还有，互连系统在Z方向上的物理高度也很重要，这通常涉及在非常高速、数字化和RF互连系统中的关键性能。

还有另一个标准就是被称为“接触阻抗”(CRES)的电性能，其反应在互连系统中转化为热量的能量损耗。

互连系统在其使用环境中的较长寿命也是重要的。

使该系统能够构成为从仅具有数个互联点到具有数千个互联点也是重要的。

另一个重要的考量或标准在于，当在使用中受到损害或发生疲劳(寿命已尽)时，能够低成本且方便地更换单个互连机构。