CN101084610A - 电连接器的罩 - Google Patents

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Abstract

一种可包括配重罩(200)的电组件。配重罩可给集成电路封装的不成比例的球珊阵列连接器(20)提供平衡，该连接器用于与基片(100)相连接。配重罩能为电连接器封装相对于基片的不平衡中的变化提供补偿。

Description

电连接器的罩
技术领域
本发明总的来说涉及电连接器。更具体地，本发明涉及用于电连接器的罩，其给该连接器配重以便于该连接器安装在基片的表面上。
背景技术
电连接器，比如球栅阵列连接器，通常利用多个焊接连接安装在基片的表面上。焊接连接用作基片和连接器上接触垫之间的电气和机械连接。
一些球栅阵列连接器的重量在焊球(或其它可熔元件)上没有均匀地分布。例如，一些球栅阵列连接器(比如直角球栅阵列连接器)的重心可与其几何中心偏移一定程度，以致于引起连接器在基片上倾斜(或翻转)。这种倾斜会改变球栅阵列的焊球上的压力。换言之，连接器的重量会在焊球之中不均匀地分布。在熔化焊球以形成电连接时，这种不均匀分布会导致焊球塌陷性质和高度的差别。这些因素降低了所得到的焊接连接的强度和完整性。在极端情况下，倾斜会导致焊球从相关接触垫上分离，从而阻止了电连接的形成。
发明内容
一种用于将电连接器安装至基片的方法的一个优选实施例包括：将电连接器放置在基片上以使得可熔元件基本上与基片上的接触垫对准；提供用于电连接器的罩，其中该罩具有与其重心偏移的几何中心；将罩放置到电连接器上以使电连接器的重心平衡和重新定位；以及加热电连接器和基片以在电连接器和基片之间形成至少一个电连接以使得可熔元件形成为同样的几何形状。
一种用于电连接器的罩的一个优选实施例包括：本体，其中本体包括适合于真空捡拾的基本上平的第一表面、形成为与电连接器相啮合的第二表面、以及重心和几何中心，其中重心与几何中心偏移以使得当罩放置在电连接器上时罩平衡基片可熔区域上的电连接器。
一种组件的一个优选实施例包括：基片，其中该基片包括具有至少一个用于连接的接触垫的上侧；电连接器，其中该电连接器包括壳体、安装在壳体内的电导体、附着至电导体用于与基片形成电连接的可熔元件、重心以及几何中心，其中电连接器的重心与电连接器的几何中心沿着至少一个轴线偏移；和用于与电连接器相匹配的罩，其中该罩包括具有重心与几何中心的本体，其中该罩的重心与该罩的几何中心偏移以使得当该罩放置在电连接器上时该罩将组合组件的中心重新定位为与可熔区域的中心对准。
一种用于将球珊阵列连接器安装至基片的方法的一个优选实施例包括：将球珊阵列连接器放置在基片上以使得可熔元件阵列基本上与基片上的接触垫阵列对准；提供用于球珊阵列连接器的罩，其中该罩具有与其重心偏移的几何中心；将罩放置到球珊阵列连接器上以使球珊阵列连接器平衡；以及加热球珊阵列连接器和基片以在球珊阵列连接器和基片之间形成至少一个电连接。
附图说明
在结合附图进行阅读时，前述概述以及下面对优选实施例的详细描述能得到更好的理解。为了示出本发明的目的，附图示出了目前来说优选的实施例。然而，本发明并不限于附图所公开的具体工具。在附图中：
图1是示出可熔区域的基片和电连接器的示意图；
图2是直角球栅阵列连接器的透视图；
图3是图2所示球栅阵列连接器的嵌入成型的引线框架组件的示意图；
图4是图2所示球栅阵列连接器的下表面的示意图；
图5是在本发明的一个优选实施例中包括基片、电连接器和罩的电组件的示意性分解图；
图6A是基片和电连接器的示意图；和
图6B是基片、电连接器和罩的示意图。
具体实施方式
附图描述了与直角球珊阵列(BGA)连接器20一起使用的罩200的优选实施例。罩200仅是为了示例性的面对而与这个具体类型的连接器一起描述；罩200的可选实施例能构造来与实际上任何类型的表面安装型连接器一起使用。每个附图参照这里所描述的共同坐标***11。
连接器20示出为安装在印刷电路板(PCB)100上。这种具体类型的基片的使用仅是为了示例性的目的而绘出。连接器20能安装在其它类型的基片上，比如印刷线路板、底板等。
连接器20包括电绝缘的壳体27，以及多个定位在壳体27中的嵌入成型的引线框架组件(insert molded leadframe assemblies，IMLA)21(参见图2和3)。每个IMLA 21包括多个延伸贯穿封装(overmolded)框架24的电导体22。框架24由适合的电绝缘材料构成，比如塑料。每个电导体22优选地包括导线部分26、紧邻导线部分26第一端的引脚(未示出)、以及紧邻导线部分26第二端的刀形接触件28。每个IMLA21能包括15个电导体22。
电导体22的长度可变化。电导体22在壳体27内并排地布置，因此刀形接触件28形成与框架24的前边缘紧邻的竖直朝向的列，并且引脚沿着框架24的底部形成水平朝向的行(从图2和3的角度看)。
可熔元件附着至电导体22的每个引脚。可熔元件能是例如焊球70。焊球70在连接器20的底部上形成球珊阵列71，如图4所示。如下所述，当连接器20安装在限定可熔区域122的PCB上时，焊球70每个都与PCB 100上的相关接触垫120相接触。
电连接器20具有中点(几何中心)50，以及重心60。在从图1和6A的角度看时，电连接器20相对于几何中心50不对称。换言之，连接器20不是相对于在y轴上延伸并穿过几何中心50的轴线对称地布置。从图1和6A的角度看，重心60因此就偏离几何中心50。
应当注意到，几何中心50和重心60示意性地绘出；几何中心50和重心60不是必须定位在附图所示的位置。而且，连接器20的上述细节仅是为了示例性的目的而给出。本发明的原理实际上能应用于任何类型的表面安装型连接器。
连接器20放置在PCB 100上以使得焊球70每个基本上与PCB100上的相应接触垫120对准，如上所述。焊球70随后通过适合的工艺加热，比如重熔操作。这种加热会将焊球70熔化。焊球在冷却时会在电导体22的引脚和相关的接触垫120之间形成电连接。
连接器20的重心60的上述偏移导致重心60从球珊阵列71外伸，如图1、5和6A所示。连接器20的重量(通过重心60作用)以及PCB 100通过焊球70施加于连接器20上的作用力就在连接器20上产生逆时针的力矩(从图1、5和6A的角度看)。这个力矩在图1、5和6A中用箭头90标识。力矩90，如果没有被抵消的话，会导致连接器20倾斜，如图6A所示，从而导致至少一些焊球70失去与相应接触垫120的接触或者不具有同样的几何形状。
罩200能用作抵消力矩90的配重，从而防止连接器20的上述倾斜。罩200包括具有第一表面210和第二表面220的实心本体250。第一表面210优选地是平面的，以便于通过真空式捡拾来捡拾罩200。
第二表面220构造为与电连接器20相啮合。具体地，第二表面220限定了腔222。腔222的形状基本上类似于连接器20的最上部分的形状，以使得罩200贴合地装配在连接器20上，即罩200以最小的间隙装配在连接器20上。
本体250构造为使得罩200用作配重以在连接器20放置在PCB100上时基本上平衡连接器20。这通过将本体250构造为相对于其中点(几何中心)不对称(从图5的角度看)而实现。(本体250的几何中心在附图中用附图标记260标识)。换言之，本体250相对于在y轴方向上延伸且穿过几何中心260的轴线不对称。具体地，本体250具有接收部分225、定位在接收部分225一侧的第一侧部分230(从图5的角度)、以及定位在接收部分225另一侧的第二侧部分235。
第二侧部分235明显大于第一侧部分230，如图5所示。第二侧部分235的重量因此明显大于第一侧部分230的重量。这个特点使得本体250的重量相对于几何中心260不对称地分布(从图5的角度看)。本体250的重心因此与几何中心260偏移。(本体250的重心在附图中用附图标记270标识。)换言之，重心270和几何中心260沿着附图中标识的x轴定位在不同的位置处。
与单件同质的罩200对比，罩200的可选实施例能包括具有两个分离部分(罩部分和平衡部分)的本体。平衡部分能选择性地定位在罩部分上以使得组合的罩部分和平衡部分执行与罩200相同的平衡作用。
而且，应当注意到，几何中心260和重心270示意性地示出；几何中心260和重心270不是必须定位在附图所示的位置处。
罩200优选地构造为使得当连接器20放置在PCB 100上时罩200使连接器20平衡，如上所述。更具体地，罩200的第二侧部分235的尺寸被设计为使得当罩200放置在连接器上时罩200在连接器20上产生顺时针力矩(这个力矩在图5中用箭头290标识)。力矩290使作用在连接器20上的力矩90偏移，并且从而能降低或避免连接器20如图6A所示那样翻转的倾向。换言之，可以相信连接器20和罩200的组合中心被定位在球珊阵列71之上，更具体地在可熔区域105的中心上，因此焊球70响应于连接器20和罩200的重量而施加的作用力不会导致连接器20翻转。因而，罩200的使用能有助于在安装期间将连接器20放置在PCB 100上时对准和维持每个焊球70与相关的接触垫120之间的接触。(连接器20和罩200的组合重心在图5和6B中用附图标记300来标识。)
罩200能在罩200放置在基片100之前或之后定位在连接器20上。例如，在一个优选的安装工艺中，罩200能在连接器20放置在基片100之前定位在连接器20上。借助于真空捡拾，利用与本体250的第一表面210相啮合的自动化设备将组合的罩200和连接器20提升并放置在基片上。连接器20能经受重熔工艺，该重熔工艺将焊球70熔化并形成连接器20和基片100之间的电连接，如上所述。在焊球已经冷却以形成电连接之后，能将罩200移走。
前述描述提供为解释的目的而不是构造来限制本发明。虽然已经参照优选实施例或优选方法描述了本发明，但是应当理解到，这里使用的词语仅是描述和示例性的词语，而不是限制性的词语。而且，尽管这里已经参照具体结构、方法和实施例描述了本发明，但是本发明并不限于这里公开的具体情况，因为本发明延伸到所附权利要求范围内的所有结构、方法和用途。在受益于本说明书的教导之下，相关技术领域的熟练人员能对这里所述的发明实现很多变型，以及在不偏离本发明如所附权利要求所限定的范围和精神之下做出很多变化。
例如，这里所述的罩200的具体构造适应于连接器200。罩200的几何形状和相关尺寸能随着所使用连接器的类型而变化。而且，罩200的可选实施例能与罩与之一起使用的连接器整体地形成。换言之，罩200的可选实施例能被构造为在连接器安装在其相关基片之后仍然保持在连接器上。

Claims (20)

1.一种用于将电连接器安装至基片的方法，包括：
将电连接器放置在基片上以使得可熔元件基本上与基片上的接触垫对准；
提供用于电连接器的罩，其中该罩具有与电连接器的重心偏移的几何中心；
将罩放置到电连接器上以使电连接器平衡；和
加热电连接器和基片以在其间形成至少一个电连接。
2.根据权利要求1的方法，其中连接器是球珊阵列连接器。
3.根据权利要求1的方法，还包括用真空头来将罩放置在电连接器上。
4.根据权利要求3的方法，其中真空头与罩相匹配。
5.根据权利要求1的方法，还包括在加热之前，将罩从真空头释放到电连接器上。
6.根据权利要求1的方法，其中将罩放置到电连接器上使得电连接器跨越可熔元件保持平衡。
7.根据权利要求1的方法，还包括在加热之后，用真空头将罩从电连接器上移走。
8.根据权利要求1的方法，其中所述加热通过回流焊接工艺来执行。
9.根据权利要求1的方法，其中将罩放置到电连接器上促进电连接器上的可熔元件与基片上的接触垫对准。
10.一种用于电连接器的罩，包括：
本体，所述本体包括适合于真空捡拾的基本上平的第一表面、形成为与电连接器相啮合的第二表面、以及重心和几何中心，其中重心与几何中心偏移以使得当罩放置在基片上的电连接器上时罩平衡电连接器。
11.根据权利要求10的罩，其中电连接器是球珊阵列连接器。
12.根据权利要求10的罩，其中基片包括印刷电路板。
13.根据权利要求10的罩，其中罩与电连接器成整体。
14.根据权利要求10的罩，其中罩与电连接器分离。
15.根据权利要求10的罩，其中所述第二表面包括接收部分、第一侧部分和第二侧部分。
16.根据权利要求10的罩，其中所述本体包括第一部分和第二部分，第二部分可与第一部分分离，并且第二部分相对于第一部分的位置能调节以使得当罩放置在基片上的电连接器上时罩平衡电连接器。
17.一种组件，包括；
基片，所述基片包括具有至少一个用于连接的接触垫的上侧；
电连接器，所述电连接器包括壳体、安装在壳体内的电导体、附着至电导体用于与基片形成电连接的可熔元件、重心以及几何中心，其中所述电连接器的重心与所述电连接器的几何中心沿着至少一个轴线偏移；和
用于与电连接器相匹配的罩，所述罩包括具有重心与几何中心的本体，其中所述罩的重心与所述罩的几何中心偏移以使得当所述罩放置在所述基片上的所述电连接器上时所述罩平衡所述基片上的所述电连接器。
18.根据权利要求17的电子组件，其中所述电连接器是球珊阵列连接器。
19.根据权利要求17的电子组件，其中所述罩与所述电连接器成整体。
20.根据权利要求17的电子组件，其中所述罩可与所述电连接器分离。
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