图1到图4表示在申请WO 96/38030中已经描述的一种插座变
型,其内容在这里被参照采纳。在这份申请中描述的所有特征,除了
涉及到插头3的纵向活动性的那些特征之外,都同样地适用于本发明
的插座。
(第二)电器元件1,例如一个集成电路,在它的靠近印刷电路2
(第一电路元件)的下表面上具有一定数目的引脚6。那些引脚按照
一个几乎占据集成电路1的整个下部表面的网格阵列(Grid Array)
排列。根据元件,网格阵列也可以简化的一个或好几个子网格阵列。
在所表示的例子中,那些引脚6具有球的一部分的形状,特别是一个
半球的形状。引脚的这种布置和这种形状在盎格鲁-撒克逊语的命名
下以Ball Grid Array(BGA)而公知。正如我们在以后将看到的那
样,本发明也适用于用来安置一些其它类型电路的插座,例如Column
Grid Array(CGA)型,Land Grid Array(LGA)型,倒装芯片型或
一些卡对卡的连接。
那些引脚分布在集成电路的整个下表面上这自然不是必需的:一
些变型可以很容易地被内行人想象出来用于一些其下部表面具有一
个或好几个没有引脚的区域的电路,或者用于按照十字形图案在双列
上的一种引脚分布,等等。
插座具有一个至少部分地是平的支承物7保持在印刷电路2和电
器元件1之间。这个支承物例如是由一个环氧树脂或热塑材料的板构
成,并且从一个板出发通过一些切割和切削加工操作,或者通过模铸
就可以被取得。它被穿了若干开口13,这些开口以与集成电路1的那
些引脚的分布网格阵列对应的网格阵列形式排列的。一个导电的插头
3被安放在每个开口13的内部。在图3和图4上,这些插头穿过支承
物7,并超过插座的下部表面的下边。这些插头的下端几乎是平的,
以便能够被焊接在一个印刷电路2的那些印制线8上。这种类型的安
装一般地是以表面零件安装(SMD:Surface Mounted Device)的名
称而公知的。一个限位凸缘30限定那些插头3在开口13内部伸入的
深度。在被焊接的插头情况下,这个限位凸缘30还阻止焊料由于毛
细作用上升到那些开口13里,并防止那些插头3被阻塞。
电路1被放在平坦支承物7的上面,以便它的引脚稍微伸入到所
对应的开口13的内部。开口13上部端点14的侧表面使得能精确地
引导和定位集成电路1到插座上面。后面我们将看到,特别是当集成
电路1是LGA型的时候,它也可以用其它的装置被定中心。例如用一
个定中心框架一起。一个间隙9被留在了插头3的上端和被安装上的
电器元件的相对应的引脚6之间。每个间隙都被一个导电的金属螺旋
弹簧4短路,以便能在每个插头3和被安装上的电器元件的相应的引
脚6之间有一个电接触。每个插头的上部端点被布置得便于把弹簧保
留在开口13里,甚至当电路1从插座上撤出来时。弹簧的下部那段
螺线被插入到插头头部11的周围,在插头头部周围的弹簧的弹性固
着力足以使弹簧保持连接在插头上,甚至当例如插座被翻转或被摇晃
时。这种外形具有在弹簧4和插头之间不必要昂贵的焊接这样的好
处,并能用适合于它们各自规范(承包意定书)的不同材料制成弹簧
和插头。
当集成电路就位时,那些弹簧4稍微被压缩,并因此保证有一个
非常高质量的电接触,甚至当那些引脚6和(或)那些插头3由于制
造或使用的不规则性而具有稍微不同的长度时。为了把集成电路1插
入到插座上所必需的力仅仅与为了压缩那些弹簧4所必需的力对应。
由于在那些引脚6和那些开口13的侧表面之间没有轴向摩擦力,这
个力是很有限的,因此就排除了任何引脚弯曲或断裂的危险。弹簧4
的长度最好是按它们不超过(或超过很少,小于0.2mm)开口13的上
面来选取,甚至当元件1没被安装时。以这种方式集成电路1的那些
引脚6从电路1插入到插座上一开始就被开口13的上部端点的侧表
面极好地引导。而且这种外形能够把弹簧4的端点面对引脚6完美地
定中心,若那些弹簧自由地超过开口不会是此定中心情况。弹簧的直
径在它们的整个长度上是恒定不变的,或至少相对于弹簧的中央是对
称的,这使得能通过振动把它们装配起来,不用检查弹簧的哪一端首
先伸入到开口里。弹簧的圈数是有限的,优选是在2和5之间,为了
减小接触的合电感和为了能使用插座用来连接一些高频运行的集成
电路。
使集成电路靠紧插头的装置16被预先备好,以便保证电路/的所
有引脚6和对应的那些插头3之间有一个极良好而均匀的接触。在图
1到图3上,这些靠紧装置16是由4个支承元件1 8构成的,每个元
件18都差不多支撑在电路1的其中一个面的中央。每个元件18都被
一个为了此目的预先备好的支承物7的开口里安置的固定螺钉23穿
过。固定螺钉23还穿过一个小圆柱24,它的下部端点紧靠着支承物
7,而一个小板25被插入到它的上部端点和螺钉23的头之间。小板
25具有一个肘弯17,它在电路1的上部表面上延伸。当螺钉被充分
地安放在支承物7里时,肘弯17的端点就紧靠在电路1的上部表面
上,电路1就以这种方式被压靠在支承物7上。四个螺钉23的适当
调节能够在集成电路1的边的每一个的中央作用一个相等的压力,因
此就保证在所有的引脚6和那些相连的插头3之间有一个均匀的接
触。
在图2上由支架7的倒角构成的标记22与在电路1上的相等价
的标记27相对应,当电路1被放在插座上时能使这个电路1定方向。
在上面提及的专利申请WO 96/38030中,那些插头3被固定在开
口13的内部,以便排除任何纵向移动的可能性。为了此目的,一些
限位凸缘30和一些横肋31被特地预先备好。图4表示一个根据此文
献的教诲而装备有一个这样的横肋的插头3;与这个图有关系的其它
被表示和被描述的特征都是本发明的组成部分。然而,阻止任何移动
的这样的刚性固定并不总是合乎愿望的。当插头3的长度由于加工无
差的原因并不是严格地一致的时候,有一些在开口的内部能稍微移动
的插头可能是更可取的,以便把那些偶然误差分配到插头的下端和上
端之间。而且,那些在每一个插头3上的横肋31在插座支架7中诱
发一些应力,或许甚至诱发一些变形或一些弯曲。因此有必要通过给
予它一定的厚度加固插座支架7,这将与本发明的目的相反,本发明
的目的是要使厚度减到最小。另外,为了制作这些横肋31和这些限
位凸缘30的一些特殊的加工操作应该被预先设计好。
根据本发明,那些插头3不被纵向地锁紧在开口13的内部,而
是仅仅以松驰的和弱的压力方式被保持在开口内部,以便或许能够稍
微地移动。即使那些插头由于对开口13的壁上摩擦不能真正地容易
移动,至少什么也没有被特意地预备好为了把它们纵向地锁紧。另
外,这是讲定了的:只有插座不固定在印刷线路上,且只有没有任何
集成电路被插入到插座上,插头了才是活动的。
根据本发明的一个重要的优选特征,插头3的直径接近开口13
的直径,并且那些插头和开口之间的间隙最好是小于或等于0.1mm。
这样插头就由于在开口13的侧壁上的摩擦具有至少等于插头重量的
维持力而被保持住,以便能够翻转插座而不使那些插头从孔中落下来
(特别是在没有限位凸缘30的那些变型中)。尽管如此,与上面提
及的预先申请相反,在那些插头和开口之间的间隙是足够大的,以便
能使插头有一定的纵向移动。而且那些插头3和开口13之间的这个
很小的间隙能够避免在那些开口里由于毛细作用有液态焊料渗入。
图5到图14表示以松驰的方式保持在开口13的内部的插头3的
各种例子,对应于本发明的各种变型,这些变型可以很容易地适合于
一个插座就象在图1到图3中描述的插座那样。
在图5的变型上,集成电路1的引脚6直接与对应的插头3相接
触,没有任何间隙9,也没有任何可压缩的元件4预告在引脚4和插
头的上端之间备好。然而一个间隙41被设置在插头3的下端点和印
刷电路2的对应的印制线8之间。间隙41被弹簧40短路,此弹簧在
插头3和印刷电路2上的印制线8之间建立电接触。
插头3不被纵向地固定在开口13里,而相反地能够稍微地移动。
移动幅度由两个分别被安置在插头3的上部端点上和下部端点上的凸
起42和43和由在开口13里安置的一个壁凹45所限定。当插座被安
装在印刷电路2上但任何集成电路也没被安装在插座里时,弹簧40
使插头3跳出开口13的外边,凸起43在此情况下靠在壁凹45上。
当集成电路1用一些未被表示出来的支承装置,例如在图1到图3上
表示的类型的装置插入和靠在支架7上时,插头3又降落下来,同时
压缩弹簧,最好是压缩直到被置在插头上的凸起42来靠紧在插座7
的上部表面上。弹簧40作用在插头3上一个足够的压力,以保证在
插头3和对应的引脚6之间有一个良好的接触,即使那些引脚6不都
严格有相同的长度,或者即使插座7的厚度不是严格恒定不变的。
在图6的变型上,插头3直接与印刷电路2的印制线相接触。没
有任何间隙41,也没有任何可压缩的元件40与在上述提及的专利申
请里已经描述的图4的变型里相同的方式,一个间隙9被安置在插头
3的上部端点和集成电路的对应的引脚6之间,这个间隙被一个导电
的可压缩的元件短路,这里是被一个金属螺旋弹簧4短路。开口13
的上部端点的侧表面用作导向机构,能够精确地将电路1以上述指出
的方式定中心于插座的上面。
插头3在开口13的内部不是固定的,而可以稍微地移动。一个
上部凸起42和一个下部凸起43分别地与一个上部限位块44和一个
下部限位块45配合,以便限制在开口的内部插头3的可能的移动幅
度,和避免例如插头能从开口跳出来。下面我们将看到其它可能的装
置以便限制插头3的可能的移动。在集成电路1被插入到插座里之
前,插头3就在孔眼13里或多或少地自由地浮动。当集成电路1被
插入到插座里时,和同在这个图上未被表示出来的任何支撑装置被靠
在支架7上时,插头3直接地贴靠在对应的印制线8上。承压力由弹
簧4给出,弹簧被一个足够的力压缩,以便保证在插头3和对尖的印
制线8之间以及在插头3和引脚6之间有一高质量的接触。甚至当那
些插头3或开口13都没有严格相同长度时,一种很良好的电接触也
可以以这种方式在所有的插头和对应的引脚和印制线之间被实现。
在本发明的一个变型中,插头3也能被焊接在印刷电路2的对应
的印制线8上。在此情况下,那些插头3自然地只要插座不被安装在
印刷电路2上才是活动的。在这种情况下,注意预先备好一些限位元
件30和/(或)在那些插头和开口之间留有一很小间隙是重要的,以
便阻上焊接时焊料的渗入。
在图7的变型上,一个间隙9被安排在插头3的上部端点和相应
的引脚6之间。以同样的方式,一个间隙41被安置在插头3的下部
端点和印刷电路2的对应的印制线8之间。如同前述,间隙9被一个
导电的金属螺旋弹簧4短路,以便能够在插头3和被安装上去的电器
元件的对应的引脚6之间有一电接触。间隙41被一个弹簧40所短路,
此弹簧在插头3和印刷电路2上的印制线8之间建立一个电接触。在
图7上,弹簧4和40用相同的直径和相同的长度表示。然而人们可
以更喜欢有一些直径和/或长度不同的弹簧。
又一次,插头3不是完全固定在开口13内部的,而可以稍微地
移动,可能移动的幅度分别被一些限位件44和45所限制,它们分别
地与一些凸起42和43配合。
一个最理想的电接触用一些4或40类型的螺旋弹簧可能是难以
取得的。特别是,这种接触有质量较差的危险,如果弹簧4的最后一
圈在集成电路的引脚6这一边的是很倾斜的而不是几乎水平的话。在
此情况下,接触就只建立在最后一匝的一个缩减了的部分和插头6之
间了。而且弹簧4的端点可能损坏,当在插座里集成电路反复插入和
拔出时。对于弹簧40和印制线8之间的接触问题以类似的方式存在
着,并且是特别关键性的,当在一个弹簧和一个LGA型电路的引脚之
间的接触时。
由图8所表示的变型能够解决此问题,使用一些接触片46和47。
上部接触片46具有一个差不多是平的或适当凹面的上部表面,以便
能保证与引脚6有一个最理想的接触。片46的下部表面最好具有一
个被插进螺旋弹簧4内部的止销(未被加标注),以便能同样保证有
一个足够的电接触,并把接触片保持在弹簧里。接触片也可以以任何
方式被焊接或被牢固连接在弹簧4或40上。下部接触片47可能是与
接触片46同样类型的,或者是为了与集成电路2的印制线8的平表
面容易接触和焊接特地被设计的。
根据需要自然也可能只使用一个下部接触片47,象在图9上所表
示的那样;或只使用一个上部接触片46,象在图10上所表示的那样。
内行人立刻将看出一些下部接触片47也可以与图5所表示的本发明
的变型一起被使用,而且一些上部接触片46也可以与图6所表示的
本发明的变型一起被使用。另外,这样的接触片同样可以被使用在带
有固定插头的插座如同在上面提及的申请里描述的插座。
接触片46和47将在后面与图34和35相联系更详细地描述。
在前面的那些变型中,金属插头3可以例如通过用力把它们穿通
到用例如塑料做成的支架7里。后面我们将看到插座7也可能是由好
几个迭放的板构成的,这些板能够相对滑动。在这种情况下,就有可
能把插头3穿通到支架7里通过以适当的方式使那些板滑动来拆开支
架7。
图11到图14表示本发明的四种变型,在它们当中,接触插头3
是由一个螺旋弹簧3’构成的。除了这方面之外,图11的变型还对应
于图7的变型。插头3’是由一个直径与弹簧4,40的直径不同的螺旋
弹簧构成的。弹簧4和40分别地与引脚6和印刷电路的印制线8实
现电接触。穿过插座的横穿开口13具有一个确定两个限定块44和45
的不太深的圆形凹颈。螺旋弹簧3’可以通过变形被插入到这个凹颈里
去,此凹颈然后限制它的纵向移动。又一次,弹簧3’可以同样被插入
通过拆开插座7或通过使那些构成插座7的板以适合的方式滑动,如
同我们将在以后看到的那样。不预先备好凹颈,也不备好限位块44,
45这也是可能的,螺旋弹簧3’通过侧向摩擦和通过它的分开倾不可以
保持在开口13里。
螺旋弹簧4,插头3’和螺旋弹簧40可以由沿着它的长度直径可变
的一个唯一的弹簧构成。分开做成这3个元件,把它们焊接上或以另
一种方式把它们连接起来,然后把它们一旦这样变得牢固连接时插入
到开口13里去,这也是可能的。最后,为了使插头3’与螺旋弹簧4
和40之间的接触处于最佳状态,特别是当这些元件不是由单个元件
构成的时候,人们会可以安置一个未表示出来的连接元件以便保证这
个不同弹簧之间有一个最理想的连接。
以与上面同样的方式,人们看到插头3’的位置在开口13的内部
不是固定的,而正好相反这个插头可以在一定范围内移动,并使插头
与引脚6和与印制线8的压力相等,甚至当在厚度不均匀的情况之
下。
图12,13和14表示图11的些变型,在这些图中,一些接触片
46和47被预先备好为了保证与引脚6和/或与印制线8有一个更好的
接触,并且为了限制螺旋弹簧4和40端点的磨损或损坏的危险。
图15表示由图5表示的变型所派生的本发明的一个变型。由于
那些相同的元件有同样的编码号,因此它们的描述就不再重复了。比
较这两个图,人们看到一个接触片48被添加在插头3的上部端点上。
这个接触片48的形状和/或材料是为了保证插头3和集成电路1对应
的引脚6之间有尽可能最好的电接触而选择的。接触片48也可以由
一个插头3的上端的金的或银的一个覆盖层所构成。而且接触片48
的凹面形状能够使电路1很容易地和精确地在插座上定中心。在这个
例子上,电路是BGA(Ball Grid Array)型的;这很明显接触片48
的形状将是不同的,如果电路是另外一种类型的,例如CGA(Column
Grid Array)型的或LGA(Land Grid Array)型的。
插座的支架7是由迭合的两层50和51做成的,在它们之上被并
列上一个定中心框架49,它能够使集成电路1的取向和定中心变得容
易。那些层50和51以及那个定中心框架49由好多定位销钉90连接。
那些板可以是同样材料或不同材料的;在后面我们将看到一种变型,
以此变型中,那些板50和51可以一个相对于另一个滑动。借助那些
定位销钉90,最少有两个,它们具有足够的间隔并穿过每一层,就很
容易使那些层49、50、51以一个最理想的精确度排成一条直线。集
成电路相对于那些插头3被定中心,或者是把电路1的封装组件紧靠
在定中心框架49上,或者是把集成电路1的那些引脚6紧靠在框架
49上。预先备好一个阶梯状的定中心框架49也是可能的,此阶梯的
下部分紧靠在电路的那些外部引脚6上,而阶梯的上部分同时紧靠在
电路/的封装组件上。
图16表示更专门适合一些CGA(Column Grid Array)型电路的
本发明的一种类型。相对于BGA型的电路,那些CGA型的电路以一些
小圆柱形状实现的引脚6’显得不同,例如大约2mm高的小圆柱。
图16的下部分完全与图6的下部分相同,因此它的描述在这里
不再重复了。一个间隔框架80被放在支架7上。一个插孔架81又被
并列在间隔框架80上面。插孔架81被穿有一些开口84,开口的数目
和分布与集成电路1引脚6’和插座的插头3的数目和分布相对应。一
个金属插孔83被安置在每个开口84里。插孔83的外部形状被预先
做好以便能被强行弄入对应的开口84里,而不能从它里面容易地再
出来。插孔的内部形状能够安置一个圆柱形的引脚6’,此圆柱形引脚
能容易地深入到插孔中而无需强制。一个开口85被安置在插孔83的
底部,当引脚6’被穿入时,此插孔83能够使空气排出。一个定中心
框架82被迭放在插孔架81上面,并能够很容易地使集成电路1在插
座上定位和定中心。
那些插孔83给引脚6’提供一个支撑为了避免它们折迭,特别是
当它们很长或是由一较软的金属做成的时候。但是当那些圆柱6’是比
较短或折迭危险较少时,那些插孔83可以被省略。在此情况下,一
些与用于BGA型电路的插座类型的插座也可以同CGA型电路一起被使
用,如有必要通过使用一些补充的间隔框架或通过使插头3的上部端
点的形状或上部可压缩元件4的形状配接。那些插孔83实际上构成
一些特别适合CGA型引脚的接触片。
内行人立刻将理解这里仅联系图16所描述的用于CGA型电路的
一些插孔框架81也可以被放在用于主要联系图5到15或者图29到
31所描述的BGA的电路的任何插座上,并且因此能够使这些插座中任
何一个适合CGA型电路。
图17表示更加专门地适合LGA(Land Grid Array)型电路的本
发明的一种变型。与BGA型或CGA型电路相比,LGA型的电路突出表
现一些几乎扁平的引脚6”直接地在集成电路1的下部表面的下面以
小圆片状实现的。
在此情况下,插头3和LGA电路的引脚6”之间的电连接是与在
插头3和印刷电路2的印制线8之间的电连接同样的方式实现的。图
17表示用于LGA电路的一种插座变型,它对应于图7的BGA电路的插
座变型。相对于这个图,弹簧4的端点的直径和倾斜度都是适合的为
了保证与引脚6”的扁平表面有一个最理想的电接触。内行人将立刻
明白用于主要联系图5到15所描述的BGA电路的任何插座也可以很
容易地适合安置LGA型的电路,并且一些接触片46,47可以被使用
在弹簧4,40的端点上。
在插座被用做两个印刷电路板之间板与板连接使用的情况下,类
似于图17的外形的插座的一种外形将被采用,那些引脚6”在此情况
下被要连接在第二印刷电路上去的那些印制线所替代。
图18和图19表示本发明的一种变型,在此变型中被插入到插头
3和集成电路1的对应引脚6之间的间隙里的导电的可压缩元件是由
一个弹性辩带5构成的。此辫带最好是由电绝缘的硅酮橡胶构成,并
且最好是具有一个大约从0.3mm直到1mm的厚度,甚至更厚,这些数
值仅仅作为说明在这里给出的。一些金属线10最好是一些镀金线被
纳入到辫带里。那些线差不多是垂直于辫带的平面被布置的。它们互
相间距大约0.05到0.1mm,并且所有线都被切割得跟辫带的上部表面
和下部表面相齐平。为了减小辫带的成本,按照引脚6和插头3的大
小,如有必要,可能有一些线10的辫带5中有比较大得多的间隔。
这样的一些辫带例如已被日本SHIH-ETSU公司商品化了。
插座支架7由两个重迭的板33和34组成的,在它们之间安放着
可压缩的辫带5。那些板33和34以及辫带5被一些未被表示出来的
合适的装置彼此地固定;辫带足够大能够在所有的开口13上面展开。
那些插头3被在辫带的下面插入到那些开口13里,穿过下部板33,
并能够在这些开口里销微地纵向地移动。插头3的下部端点借助于一
个螺旋弹簧40与那些对应的印制线8进行电接触,如同对由图5表
示的变型那样。一些限位装置可以被预先备好以便阻止插头3能从开
口13的下部端出来。
与辫带5相接触的插头3的上部端点被设计得为了在辫带里能与
尽可能多的金属线10接触,并且为了能够稍微地伸入到辫带的弹性
物质里。在图19上,插头3的端点为此目的被装备好多布置成呈环
形的齿12。其它的外形也是可能的,例如插头3的一个凹面端头,它
具有一个圆形的与辫带5接触表面。
集成电路1的那些引脚6被插入到安置在上部板34里的那些开
口13里,这些开口的侧表面能够在插座的上面引导并给集成电路定
中心。由于上部板34除了这个定中心之外没有其它的功能,所以它
可以是比下部板33的厚度小。对于一些LGA型的电路,由开口13的
一种定中心是不可能的;在此情况下,其它的定中心装置应该被预先
备好,因此人们可以完全放弃那个上部板34。如有必要,对于BGA
型,CGA型或倒装芯片型电路人们也可以放弃那个上部板34。一个电
接触在每个引脚6和对应的插头3之间实现,当电路1借助于已经被
提及的支撑装置压挤在插座上时。至少一条线,但最好是多条线穿过
被压紧的辫带5实现一个可靠的电接触。
尽管这样,例如在反复的使用之后,辫带5在所有的开口13里
也没有相同的厚度了,插头可也不被牢固地固定在开口的内部了。一
个一定的间隙能以这种方式补偿那些可能的不规则,并因此保证在每
个开口13里插头3和辫带5之间有一个足够的压力。
为了不使描述累赘,作为取代螺旋弹簧4的可压缩的元件,一个
辫带5的使用在这里只被表示和描述在与图7的外形对应的一个外形
中;但内行人将明白,使用一些类似的辫带以便替代无论什么弹簧4
或40在与图5到15或图29到31相联系所描述的外形中无论什么外
形也都是可能的。特别是,这同样完全可能用一个压缩的辫带代替在
图11到14的那些变型中的那些螺旋弹簧4和40,同时保持一个螺旋
弹簧3’作为那两个辫带之间的插头。为此目的,可能最好是改变螺旋
弹簧3’的两端,或预先备好一个适合每端的零件以便保证与在辫带的
内部的那些线10有一极好的接触。
图20表示电器元件1支靠在插座的插头6上的支承装置的一种
变型。在此变型中,支承装置是由一个近似多边形的弹簧17构成的,
例如长方形的或正方形的。在自由状态下,弹簧17由8个相对于水
平面大约倾斜45°的边,顺序看来两个邻边的倾斜都是彼此相反的。
当弹被固定时,弹簧的每个部角都被紧锁在一个固定螺钉23的头下
面。集成电路1在四个地方由支撑点28压制在插座7上。通过或多
或少拧紧或放松那些螺钉23,人们就可以调整由弹簧17作用的压
力。
这很明显,其它形式的弹簧可以被选用。还可以有区别地安放弹
簧,例如,使得它不直接地靠在集成电路1上,而只借助于一个补充
的零件,或必要时借助于一个制冷散热器。
支承装置的另一个变型由图21表示。四个支承元件18(其中唯
一的一个在这里被表示出来了)被预先备好了如同在图1的变型上的
那样。那些固定螺钉23能够借助一个压片29作用在集成电路1的上
部面上一个压力。通过或多或少拧紧经或放松这些螺钉23压力强度
可以被调整。穿过压板29被安置在螺纹孔里的补充调节螺钉19能够
在多个点处调节压在电路/的背部上的压力。人们也可以放弃这些调
节螺钉19而只使用那些固定螺钉23来调节压力。
一个唯一的压板或压框可以被预先备好而不是个别的压件。在图
22上,一个框35用作压件作用在集成电路1的上部表面上一个压力。
这个框可以是金属的或最好是合成材料的。另一个在支架7上面的框
36能够侧向地引导和完美地把集成电路1定中心的插座上面。定中心
框架36被夹紧并保持在支架7和集成电路1之间。一些孔37预先在
定中心框里备好,并与在压框35里的一些对应的孔38一起共轴地排
成直线。一些固定螺钉39穿过这些孔37和38,并被安置在在支架7
里预先备好的一个螺纹里。那些框35和36一方面能够使集成电路1
的定中心容易,另一方面能够避免集成电路1的压力或一个偶然的变
形,当那些固定螺钉拧得过于紧的时候。
同样可以使用一个压板而不是一个框35。在此情况下,可以把一
个散热器固定在这个压板的上部面上,或把板本身成形为一个散热元
件。
把集成电路1固定和支承在插座上面的另一种可能性被表示在图
23和24上。一个压紧垫片67被直接放在集成电路上。这个垫片例如
是金属的,并具有一良好的导热性。一个补充板63被迭放在压紧垫
片67上面并借助于四个穿过在补充板里的孔66的圆柱64被固定在
插座上面。那些圆柱64被牢固地连接在插座支架7上或连接在印刷
电路板2上。圆柱头65的形状和孔66的形状使得能够把补充板63
撤出来,通过首先把补充板稍微地在箭头C的方向里转动直到转到那
些圆柱头65对准在开孔66里预先备好的变宽的部分,然后把它抬
起。集成电路1的安装是用颠倒的方式进行的,通过相继地把集成电
路1放在插座的上面,然后把压紧垫片67放在电路1的上部面上,
然后再在圆柱头上穿通补充板63,并在与箭头C相反的方向上使此板
旋转。一个合成材料的定中心框(未被表示出来)可以预先备好在集
成电路1的周围以便使它们定位容易。
具有好多散热片61的一个制冷散热器60然后穿过一个开口62
被拧紧在补充板63的中央。在拧紧它的时候,它就来靠紧在压紧垫
片67上,此垫片轮到它在集成电路1的上部面上作用一下压力牢牢
地把电路1压紧在插头3的上面。
把集成电路1保持和压紧在插座上面的另一种可能性被表示在图
25和26上。插座7装备有四个圆柱57,每个圆柱都以一个宽大的头
58结尾。正确地取向在四个圆柱之间的集成电路1用一个被卡住在集
成电路1和圆柱57的那四个头58之间的弹簧59固定。弹簧59最好
不是平的而是波状的以便有效地压制插座7的、集成电路1的或圆柱
57的可能各种不同的高度或厚度。
图27和28还表示把集成电路1保持和压紧在插座上面的另一种
可能性。一个固定套环70与一个中介零件71配合以便锁紧集成电路
1,并把它压靠在插座支架7上。中介零件71被插入到集成电路1的
下面,并用一些未表示出来的装置固定在插座上;此零件包含一个在
四点上隆起的底座72。这个中介零件由喷注而成;在一种变型中,它
也可以被纳入到插座支架7上。固定套环70可以被穿入到电路1和
中介零件71的上面;通过使它销微地箭头d的方向上转动,套环70
的一个倾斜的支承表面就来紧靠在每个隆起的底座72上。进一步使
套环转动,压力首先随表面73的高度增加,然后当那个隆起底座72
经过倾斜支承表面73的顶点上面时就放松,并带有脱扣声。这种用
套环或用自动锁紧插座件的固定类型是以“凸轮锁紧”的名称而公知
的。
固定套环70具有一个中央大开口74使得能够看到电器元件1的
上部表面,并且,如果必要还能在这里固定一个散热器或一个冷却元
件。固定套环的其它外形可以容易地被想象出来,以便容易固定一个
散热器;例如自动锁紧固定套环可以被四个自动锁紧固定锁代替,它
们能够在四个地点上把集成电路固定在插座上,同时让集成电路的上
部表面尽可能大的部分可以进入的。
在上面给出的例子中,一些限定块44,45型的和凸起42,43型
的装置预先备好为了把那些插头留在开口13的内部,并因此阻止它
们能出来当例如插座被翻转或摇晃时。这些装置使插座的制造和安装
变得更复杂,而且可能需要插座有一个更大的厚度。这或许是可能
的,只要借助于在开口13的侧壁上靠紧的摩擦力就能把那些插头3
或3’留住;然而,在插头的足够的固定和必要的活动性之间找到折衷
是困难的。图29表示没有限定块而运行的本发明的一种变型。插座
支架7在此例子中是由两个重迭的板52和53构成的,在它们之间安
放了两个更薄的板50和53构成的,在它们之间安放了两个更薄的板
50和51。板52和53彼此之间由一些适合的装置固定,例如由一些
夹子或一些螺钉或由一些铆钉来固定,它们不穿过那些中介板50和
51。一些横穿开口13通过那四个板50到53被安放在对应于集成电
路的引脚的地方。一个插头3被插入到每个开口里。在每个插头3和
分别地与集成电路的对应的引脚对应的印制线8之间的电接触借助导
电的可压缩的元件来保证,在此例中,是借助于螺旋弹簧4和40。
那些中介板50和51可以在它们各自的平面里移动,如同箭头a
和b所指出的那样。一些未被表示出来的装置最好是预先备好以便使
得使用者能够很容易地移动它们;例如板50和51可以沿着某一方面
至少比板52和53显得更宽,因此就使得使用者能够把它们推动。通
过例如推动板50在箭头a所指的方向里,推动板51在箭头b所指的
方向里,人们就终于能够把所有的插头3同时钳住并卡在它们各自的
开口13里。那些板50和51最好能够用销钉90(图15)锁闭在一个
位置里,此位置能够使插头在孔里有一个松驰的固定,并允许有一个
最小的移动自由。
为了使那些孔13完美地在四个板上排成直线而再一次移动那些
板50和51,就有可能解放那些插头和把它们撤出,或者如果必要更
换它们的一部分。
图30表示本发明的另一种变型,在此变型中,拧紧和固定板50
和51的原理被用于一些螺旋弹簧型插头3’。为了图的简化,插头3’
和那些导电的可压缩的元件4和40是由一个单个的沿着它的长度直
径一定的螺旋弹簧构成的。可是这很明显固定原理也非常好地适用如
同在图5到14上表示的那些变型里那样,如果插头3’是由一个不同
的弹簧构成的,并且或许直径与那些可压缩元件4和40的也不同。
按照板50和51的位置这是可能的:或者把弹簧牢固地固定在孔13
里,一定的纵向移动还是被允许的由于弹簧的可变形性,或者完全解
放弹簧3’以便或许可以更换它。
使用一个数目不同于2的滑动的固定板,例如只使用唯一的一个
相对于一个固定板滑动的板,这自然也是可能的。
图31表示本发明的一种类型,在此变型中,那些插头3是通过
限定块44,45分别地与一些凸起42,43一起配合被固定在支架7上
的。支架7是由两个板52,53组成,它们能够彼此相对滑动。根据
板52和53的给定的相互位置,人们可以移近或远离那些限位块44
和45,并因此或者轴向地固定插头3,或者扩大那些孔眼13,以便那
些板52和53能被抬起和在插头3上面撤出。下部板53没有和印刷
电路2接触;相反地它被插头3的那些凸起43紧靠在上部板52上,
同时在支架7和印刷电路2之间留下一个空隙。那些插头3例如被焊
接在印制线8上,通过这个缝隙喷射一点热空气。
在图31上,那些插头3被焊接在印刷电路的那些印制线8上,
所以焊接后通过拉开那些板52和53可以检查,和有必要时很容易地
修理那些焊接点58。一个限位块被预先备好为了留住焊料并阻止焊料
由于毛细作用在孔眼13里上升。
在一个未被表示出来的变型中,那些插头3可能是简单地被紧靠
在印刷电路的那些印制线8上而不焊接。在此情况下,插座7被紧靠
在印刷电路2上被固定,例如用穿过这两个元件的螺钉,并能够作用
一个足的支承力在那些插头3和印制线8之间以便保证有一个良好的
电接触。
这自然也是可能的:预先备好一些由任何数目的滑动板组成的插
座7,这些滑板可以被撤出以便检查那些焊接。另外,内行人将明白
用焊接或支撑被锁紧的这种类型的活动插头当插座安装在印刷电路
板上时也可以与已讨论过的其它插座变型一起被使用。
图32表示一个穿过54能够在印刷电路2上把一个插座7固定并
定中心的螺栓。这样的一种固定是必要的,当那些插头3或那些可压
缩的元件40不被焊接到印刷电路2的印制线8上时;甚至当那些插
头被用来焊接在印刷电路上时,一些螺栓能够使焊接前的定位和定中
心容易。螺栓54是由塑料或金属做成的,并穿过印刷电路2以及在
这个例子中插座7的所有层。它被冲压插入,并由一个被拧紧在螺栓
内部的带螺纹的元件55固定住。
在包括例如多层印制线的特别复杂印刷电路板的情况下,预先备
好一些孔眼穿过板为了使螺栓54通过这可能是困难的。在此情况下,
人们也可以使用一些用焊料直接地被固定在印刷电路板上的螺栓,如
同在图33上表示的那样。在这个图中,用一些焊料57固定在印刷电
路2上的一个螺栓单独地固定印刷电路的上层52;其它层50,51和
53可以相对这个固定层52滑动,如同上面解释的那样。一个被拧紧
在螺栓56内部的带螺纹元件55一旦被引入就能够固定它。那四层50
到53可以用一个销钉90(图15)彼此地被固定在允许插头3轻微移
动的位置里。
为了阻止插座相对于印刷电路2的任何转动,人们将使用至少两
个,但最好是四个螺栓54或56。最好是这些螺栓被布置在插座的四
个角上而不是在它的边上。以这种方式人们保留了在印刷电路下面放
置一些印制线8的一个最多的可能性以便通向它的那些出入口。
图34表示接触片46的细节图,这个接触片可被固定在与插头3
相对的弹簧4的端点上。接触片46在此例子中被固定在弹簧4的端
点上,通过引入到弹簧4的螺旋之间的直径更小的伸长部分461被固
定,并且放宽成一个能够把接触片46留住在弹簧内部的凸肩462。此
凸肩462而且能够改善弹簧4和接触片46之间的电接触。接触片也
可以被连接在弹簧上通过无论何种已知的方法,所表示出的解决方法
还是提供了可拆卸的接触片和不用焊接的一种经济安装的方便。
接触片46的侧肋是竖直的,或最好是如同在这个图上表示的那
样装备有一个凹槽463。这个凹槽能够方便接触片的焊接,当这个片
是被焊接而不是简单地被靠在对应的连接元件上时。在这种情况下,
可能的过多部分焊膏被收集在凹槽里,而因此没有流到弹簧4上去的
危险。此凹槽463的或接触片侧肋的凹的部分的截面都可以是任意
的,例如是梯形的或圆形的。
图35表示接触片46的固定装置的一种变型。在此情况下,那些
接触片46简单地被放置在弹簧4的表面上面,靠近弹簧的接触片的
端点有一个适合的形状以便保证与弹簧有一个最理想的电接触。一个
带孔的框81被放在插座支架7上面,那些穿过框81的孔眼84被重
迭在插座支架7里的开口13的上面。孔眼84的直径还是稍微小于开
口13的直径,以便确定一个限位块86它能用一个凸起464把接触片
46留住。接触片46因此就被以与在图16上的插孔83同样的方式固
定位。带孔眼的框81可以例如用粘贴或螺钉固定在支架7上,在引
入接触片46之后。
接触片端点上的接触表面460在图34和35的例子中是以凸面方
式被鼓起的,并特别地适合LGA型的一些电路。这种外形能够保证与
LGA型电路的那些平的连接圆片6有一个最理想的接触,甚至当接触
片46的轴不完全垂直于图片6的表面时。表面460但也可以是更尖
得多的,以便只有在唯一的点上有电接触,根据人们想要连接在插座
上的电器元件的类型,这个表面是完全平的或以凹面方式被鼓起的。
那些接触圆片46是用一种导电材料做成的,最好是黄铜的,或许是
铜的,钢的或贵金属的。本发明的一个优点是如果必要可以使用一些
与为弹簧4使用的材料和为插头3使用的材料所不同的一种材料的接
触片46。因此根据它所受的应力不同对每个元件材料的做出最理想的
选择是可能的。例如,可以制造一些黄金接触片46为了改善接触和
减少氧化问题,对弹簧和插头3还可以选择另一种更经济的材料。这
样一来所使用的黄金量就可以被缩小到最低程度了。
而且,制造一些几乎完全标准的插座是可能的,并可以使它们适
合于各种类型收集成电路或适合于各种质量要求只简单地在它们上
面装备上不同类型的可拆卸的接触片就行了。
上面的例子特别地涉及一些为了方便插头3和LGA型集成电路引
线接头型的连接元件6之间的接触所使用的接触片46。一些上部接触
片46或下部片47还可以被使用来方便例如与BGA或CGA型的引线接
头的连接,或者用来方便与印刷电路的一些印制线或与一个多导线电
缆的接触。在一个集成电路连接在一个印刷电路上的情况下,因此可
能使用一些接触片或者是在集成电路一面,或者是在印刷电路一面,
或者是同时在两个面。那些接触片46和47可以或者被简单地靠贴在
或者被焊接在对应的连接元件(印制线或引线接头)上。一些接触片
46,47可以或者与一些带固定插头的插座一起,或者与一些带活动插
头的插座一起使用。
上面我们已经描述了各种变型,特别是对插头的种类(杆3或弹
簧3’),可压缩的元件4,5或40的位置,它们的种类(螺旋弹簧4,
40或辫带5),接触片46和47的位置,插头在开口内部的纵向固定
(限位块44,45或滑动板50,51),集成电路1靠在插座上的支承
装置,电路的类型(例如BGA,LGA,CGA,倒装芯片,板对板连接)
等。虽然这些不同变型的所有可能的组合的一个完整列举会显得令人
厌倦,但内行人将会没有困难地组合和装配这些不同的变型的。