CN107210553A - 可接合电互连结构及包含其的电子装置 - Google Patents

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徐英郁
文永周
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Abstract

本发明提供一种可接合电连接结构，其包含分别包含多个第一连接部分及多个第二连接部分的母连接组件及公连接组件，以及经配置以可拆卸地耦接母连接组件与公连接组件、且分别及电连接多个第一连接部分至多个第二连接部分的多个可接合连接部分，而可接合连接部分包含分别及电连接多个第一连接部分且被提供在形成在母连接组件中的多个***孔的内壁上的内导电材料，分别及电连接多个第二连接部分且经配置以从公连接组件突出以******孔之中的柱体，以及经配置以在从柱体向外延伸以弹性接触内导电材料的弹性片，而母连接组件及公连接组件中的至少一者被划分成多个区域，而多个可接合连接部分被设置以在各区域中形成群组。

Description

可接合电互连结构及包含其的电子装置
技术领域
本发明涉及用于电连接印刷电路板、中介层、电子封装及连接器的内部与外部间的电连接或其相互的电连接的一种可接合电连接结构。
背景技术
需要电连接结构以连接印刷电路板(PCB)及安装在其上的装置(例如，半导体封装、被动装置、主动装置、显示模组及电池)，或连接PCB及其他PCB。
用于在电子电路中的电子装置之间相互连接的所有电连接结构主要分为两种类型，包含焊接接合型及插座型。
最普遍使用的是作为焊接接合型的具有双列直插封装(DIP)的电连接结构，而图8及图9描绘了其中DIP型的电连接结构安装在PCB上的示例性实施例。
如在图8中所描绘，设置DIP型的电连接结构，从而使在各组件A至F(例如，连接器及芯片)中的多个针型端子20以两列彼此面对，且各针型端子20从组件A至F向外延伸，被焊接在电路板10上，从而使组件A至F表面安装在电路板10上。
图9描绘了从前方观看在第1图中所描绘的组件中的组件A及组件B的图，并从此应当认识到在组件A至F的焊接部分30之间需要超过一定距离d以避免组件的焊接部分30间的接触。因为这会导致在印刷电路板10中的电连接结构所占用的面积增加，所以抑制了印刷电路板的高密度整合及设计的自由。
在插座型的情况下，尽管其是在需要若干输入及输出端子且可接合型是必要的时候使用，但存在有母连接器与公连接器之间的电连接可能因为外部冲击而断开的问题。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种可接合电连接结构，其能够实施细间距及小面积且稳定地保持电连接及机械可靠性。
本发明的范围不限于前述目的，所属技术领域的普通技术人员可从下面的描述中清楚地理解其他未提及的目的。
技术方案
本发明的一方面提供一种可接合电连接结构，其包含分别包含多个第一连接部分及多个第二连接部分的母连接组件及公连接组件，以及经配置以可拆卸地耦接母连接组件与公连接组件、且分别及电连接多个第一连接部分及多个第二连接部分的多个可接合连接部分，而可接合连接部分包含分别及电连接至多个第一连接部分且被提供在形成在母连接组件中的多个***孔的内壁上的内导电材料，分别及电连接至多个第二连接部分且经配置以从公连接组件突出以******孔之中的柱体，以及经配置以朝向柱体外部延伸以弹性接触内导电材料的弹性片，而母连接组件及公连接组件中的至少一者被划分成多个区域，而多个可接合连接部分被设置以在各区域中形成群组。
根据本发明的可接合电连接结构，当柱体被***时，弹性片被弯曲于柱体的***方向的相对方向。
根据本发明的可接合电连接结构，多个区域是根据连接至第一连接部分或第二连接部分的组件的类型或功能而划分。
根据本发明的可接合电连接结构为阵列形状的多个区域彼此相邻设置。在这种情况下，多个区域被组合以形成二维阵列形状。
根据本发明的可接合电连接结构，多个区域各具有相同的尺寸或具有不同的尺寸。
根据本发明的可接合电连接结构，多个可接合连接部分以阵列形状设置在各区域中。
根据本发明的可接合电连接结构，第一连接部分或第二连接部分的焊接区域及印刷电路板被设置在各区域中。
根据本发明的可接合电连接结构，母连接组件或公连接组件包含主动装置、被动装置、用于电连接的连接器、半导体芯片封装、应用于半导体封装的中介层、具有三维多层结构的半导体芯片及封装以及多层陶瓷电容器中的至少一者。技术效果
根据本发明的示例性实施例，电连接结构所占用的安装面积可因为以下原因而减少：母连接组件及公连接组件中的至少一者被划分为多个区域，且设置多个可接合连接部分以在各区域中以阵列形状形成群组。
换句话说，效果在于许多电连接结构可设置在小空间中，且可因为前述的电连接结构而实现在连接结构之间的细间距。
此外，优点在于可以拆卸及重新装配，且因为使用弹性片结构的可接合连接部分的结构，电子组件组合的机械可靠性及抗冲击性高。
此外，优点在于电子信号速度可通过实施低高度及接近线性结构的电连接结构而增加，且信号质量可通过减少信号损失而增加。
附图说明
图1为描绘其中应用根据本发明的可接合电连接结构的印刷电路板的示例性实施例的平面图。
图2为在图1中的可接合电连接结构的放大图。
图3为描绘在图2中的可接合电连接结构的变型的图。
图4为描绘本发明的可接合电连接结构的区域布置形状的示意图。
图5及图6为描绘根据本发明的示例性实施例的可接合电连接结构的剖面图。
图7为描绘在图5及图6中所描绘的柱体及弹性片的平面图。
图8及图9分别为描绘其中应用具有双列直插封装型的电连接结构的印刷电路板的平面图及前视图。
具体实施方式
在本发明中公开的电连接结构为涵盖应用于如所有类型的行动电话、显示设备等的所有类型的电子装置的印刷电路板与安装在印刷电路板上的电子装置之间，以及在印刷电路板与电子组件之间的电连接的所有结构的槪念。电连接结构能够被应用于如所有类型的移动电话及显示设备的电子装置，且在这种情况下，本发明的电连接结构可被提供在配置以形成电子装置的外观的壳体中。这样的一个示例性实施例可以是安装在壳体中的印刷电路板与安装在其上的电子组件之间的电连接结构。
以下，将参考附图来详细描述关于本发明的可接合电连接结构。
图5图6为描绘根据本发明的示例性实施例的可接合电连接结构的剖面图。
如在图5及图6中所描绘的，根据本发明的示例性实施例的可接合电连接结构包含母连接组件110、公连接组件120及可接合连接部分130。
母连接组件110及公连接组件120为配置以在印刷电路板或安装在印刷电路板上的组件之间实现电连接及物理连接的公母结构。图5描绘其中母连接组件110及公连接组件120彼此分离的状态，而图6描绘其中母连接组件110及公连接组件120耦接的状态。
母连接组件110及公连接组件120为通过下述的公母结构耦接的对象，且可形成在印刷电路板中或可为配置以被安装在印刷电路板上的独立组件。举例来说，母连接组件110或公连接组件120可包含主动装置、被动装置、连接器、应用于半导体封装的中介层、半导体芯片封装、具有三维多层结构的半导体芯片及封装以及多层陶瓷电容器中的至少一者。
母连接组件110及公连接组件120可由绝缘材料或绝缘材料与导电材料的组合形成。母连接组件110及公连接组件120的原始材料可为以下中的一个或多个的组合：陶瓷、聚合物、硅、玻璃及金属。
母连接组件110及公连接组件120分别包含第一连接部分及第二连接部分。第一连接部分及第二连接部分指的是配置以通过在母连接组件110与公连接组件120之间的连接来电连接的对象，且其示例可包含垫片(pads)、电路样、凸块(bumps)、焊接球、通路孔等。根据本发明的示例性性实施例，形成母连接组件110的上表面上的垫片111被提供作为第一连接部分的一个示例，而形成在公连接组件120的下表面上的垫片122被提供作为第二连接部分的一个示例。作为参考，公连接组件120的下表面的垫片122能够通过导电结构，如公连接组件120的上表面的垫片121及通路孔而电连接。多个第一连接部分被提供在母连接组件110处，而多个第二连接部分被提供在公连接组件120处以对应第一连接部分。
可接合连接部分130以可接合方式物理性地耦接母连接组件110及公连接组件120，并电连接多个第一连接部分及多个第二连接部分。提供多个可接合连接部分130以对应第一连接部分及第二连接部分的数量。
各可接合连接部分130包含内导电材料140、柱体150及弹性片160。
内导电材料140被提供在形成在母连接组件110中的***孔113的内壁上。根据本发明的示例性实施例，***孔113可具有将母连接组件110的表面(在图5及图6中的下表面)内凹一预定深度而得到的形状，且可具有圆柱形状的内凹形状。然而，***孔113可具有这样的形状以及具有完全穿过母连接元件110的通孔形状。
内导电材料140可具有以一预定厚度堆栈在***孔113的内壁上的形状，且可使用电镀制程、涂布制程等来形成。根据本发明的示例性实施例，内导电材料140是沿***孔113的内壁的周边(或周围)来形成。
由导电材料(例如，金属)形成的内导电材料140电连接至第一连接部分，且作为示例，在第图5及图6中的内导电材料140是通过***孔113的底部而穿过母连接组件110来连接至垫片111。
柱体150具有导电材料及从公连接组件120突出的结构。整个柱体150可具有导电材料，或其外部表面可具有导电材料且其内部可具有绝缘材料。作为后者的一个示例，柱体150的内部可由聚合物、硅、玻璃等形成，而只有其外部表面可由导电材料形成。如图2所示，当母连接组件110面对公连接组件120时，柱体150被***母连接组件110的***孔113之中。柱体150电连接至公连接组件120的第二连接部分，而在本发明的示例性性实施例中，作为示例，柱体150被安装在连接至电路图样的垫片121上。
内导电材料140及柱体150可以阵列形状设置在母连接组件110及公连接组件120上。举例来说，内导电材料140及柱体150可能被设置为具有预定数量的行及列的矩阵形状，或其他各种形状。
图7为描绘在图5及6图6中所示的柱体150及弹性片160的平面图。
弹性片160具有一表面，该表面具有导电材料及配置以从柱体150向外延伸。当柱体150被******孔113之中时，弹性片160被配置以通过被弹性变形而弹性接触内导电材料140。
当柱体150被******孔113之中时，弹性片160可在柱体150的***方向的相对方向弯曲，且可具有与柱体150整合的结构或具有其中附加层堆叠在柱体150的上表面上的构造。
弹性片160可由能够弹性变形的导电材料(例如，金属)形成，或可由表面被涂覆有导电材料(例如，金属)的弹性材料(例如，聚合物、纤维)来形成。
最好将弹性片160形成为多个以便接触内导电材料140的多个区域，而如图7中所示，多个弹性片160可沿柱体150的周围方向设置以被以预定角度分隔开。尽管图7描绘其中四个弹性片160被设置为以90度分隔开的结构，但对弹性片160的数量及形状做各种改变是可能的。举例来说，弹性片160可形成为具有环形的多个或一个。
以下，将描述根据本发明示例性实施例的可接合电连接结构的操作状态。
从如在图5中所示的母连接组件110及公连接组件120彼此分离的状态，母连接组件110及公连接组件120可如在图6中所示的，通过将公连组件120的柱体150***母连接组件110的***孔113之中而耦接。在其中柱体150******孔113之中的过程中，弹性片160的弹性变形是通过弹性片160被提供在***孔113的内壁上的内导电材料140挤压而发生，而因此，由于弹性片160所产生的恢复力，弹性片160与内导电材料140电接触。弹性恢复力用作为在母连接组件110及公连接组件120之间的耦接力，且使母连接组件110及公连接组件120不会变得任意地彼此分离。
同时，因电连接至公连接组件120的第二连接部分的弹性片160与电连接至母连接组件110的第一连接部分的内导电材料140接触，所以可以电连接第一连接部分及第二连接部分。
如前所述，由于一同实施电连接结构及物理耦接结构，所以不需要额外的物理耦接结构，且优点在于电连接结构的总厚度能够通过在母连接组件110的内部以水平接触结构实施电连接结构而被减少。此外，优点在于电子信号速度可通过实施低高度及接近线性结构的电连接结构而增加，且信号质量可通过减少信号损失而增加。
图1为描绘其中应用根据本发明的可接合电连接结构的印刷电路板的示例性实施例的平面图，图2为在图1中的可接合电连接结构的放大图，图3为描绘在图2中的可接合电连接结构的变型的图，而图4为描绘本发明的可接合电连接结构的区域布置形状的示意图。
根据本发明，母连接组件110及公连接组件120中之至少一者被划分为多个区域。
图1示出其中可接合电连接结构的公连接组件120被安装在印刷电路板10上的示例，且在图中，示出公连接组件120被划分为六个区域A至F的结构作为示例。在图1中，虚线为划分区域的虚拟线，且在下面所描述的虚线亦同。
当公连接组件120具有单一结构被划分为多个区域的结构时，即，来自整合的单一结构的多个区域，连接至其结构的母连接组件110也可具有被划分为多个区域的单一结构的结构。
或者，母连接组件110及公连接组件120中的一个可能具有单一结构被划分为多个区域的结构，且其中的另一个具有其中各区域被划分或一部份区域的被划分的多个结构。
划分母连接组件110或公连接组件120的多个区域可以阵列形状彼此相邻设置。举例来说，前述的多个区域可通过其组合来形成为二维阵列形状。图1示出其中划分区域的形状具有3×2矩阵形状的示例。
区域的布置形状不限于此，且可被变型为如在图4(a)及图4(b)中所示的各种不同的形状。
此外，尽管多个区域中的每一个区域可如图2所示具有相同的尺寸，但多个区域也可如图3中所示具有不同的尺寸。
因此，优点在于印刷电路板的设计的自由度可通过将电连接结构以具有各种布置、形状及尺寸的划分结构来实施而增加。
因此，当母连接组件110及公连接组件120中的至少一者具有被划分成多个区域的结构时，多个可接合连接部分130被设置以在各区域中形成群组。在此，图5至图7中所示的可接合连接部分130的结构的示例仅是本发明的各种实施例的一个示例，除了在图5至图7中所示的示例形状外，应用于其的可接合连接部分130的结构可被变型为包含前述的结构的各种不同的形状。
即，当公连接组件120具有被划分为多个区域的结构时，柱体150被设置为多个以形成群组在各区域中。然后，当母连接组件110具有被划分为多个区域的结构时，***孔113的内导电材料140被设置为多个以形成群组在各划分区域中。
如图2中所示，多个可接合连接部分130可以阵列形状设置在各区域中。图2示出其中各可接合连接部分130以具有两列的形状设置的结构的示例。此外，如图3中所示，不同数量的可接合连接部分130可被设置在各区域中。
划分母连接组件110或公连接组件120的各区域可根据连接至第一连接部分或第二连接部分的组件的类型或功能来划分。举例来说，当电连接结构为安装在移动电话中安装的印刷电路板10上的连接器时，与相机模块相关的端子可被设置在特定的区域(例如，区域A)中，而与亮度传感器相关的其他端子可被设置在另一区域(例如，区域B)中。
然后，母连接组件110的第一连接部分或公连接组件120的第二连接部分的焊接区域被设置在各划分区域中。举例来说，当公连接组件120如图1中所示地安装在印刷电路板10上时，公连接组件120的下表面的各垫片122变为焊接区域，而前述的垫片122被设置在区域A至F中的每一个区域中。
根据前述结构，优点在于，其中不需要确保焊接部分之间的分隔距离，因为该结构不是以向外延伸的形式而焊接在端子片处的结构(如具有双列直插封装(DIP)型的电连接结构)，而是垂直焊接结构。此外，如图1中所示，电连接结构不需要被划分且设置在印刷电路板10的数个区域上，但电连接结构可如在图1中所示地被分别设置在印刷电路板10的特定区域上。因为这种结构特征，可减少电连接结构所占用的安装面积，许多电连接结构可被设置在小空间中，且可增加电路设计的自由及空间使用率。
与前述本发明相关的可接合电连接结构可被应用于各种领域，如用于电连接的连接器、半导体封装组合件、倒装芯片的互连结构、多层陶瓷电容器(MLCC)的电容器的相互连接结构及其他组件(或基板)等。同时，前述的可接合电连接结构不限于前述实施例的构造及方法，而对实施例的各种改变可通古哦选择性地结合各实施例的全部或一部分来进行，且各种改变可由所属技术领域的普通技术人员在不脱离本发明的精神及范围下进行。

Claims (10)

1.一种可接合电连接结构，包含：
母连接组件及公连接组件，其分别包含多个第一连接部分及多个第二连接部分；以及
多个可接合连接部分，其经配置以可拆卸地耦接所述母连接组件及所述公连接组件，且分别电连接所述多个第一连接部分及所述多个第二连接部分，
其中，所述多个可接合连接部分包含：
多个内导电材料，其分别电连接至所述多个第一连接部分且被提供在于所述母连接组件中形成的多个***孔的内壁上；
多个柱体，其分别电连接至所述多个第二连接部分且经配置以从所述公连接组件突出以***所述***孔之中；以及
多个弹性片，其经配置以从所述柱体向外延伸以弹性接触所述内导电材料，以及
其中，所述母连接组件及所述公连接组件中的至少一者被划分为多个区域，且所述多个可接合连接部分被设置以在所述多个区域的每一个区域中形成群组。
2.根据权利要求1所述的结构，其中，当所述柱体被***时，所述弹性片在所述柱体的***方向的相对方向上弯曲。
3.根据权利要求1所述的结构，其中，所述多个区域是根据连接至所述第一连接部分或所述第二连接部分的组件的类型或功能而划分。
4.根据权利要求1所述的结构，其中，为阵列形状的所述多个区域彼此相邻设置。
5.根据权利要求4所述的结构，其中，所述多个区域彼此组合以形成二维阵列形状。
6.根据权利要求4所述的结构，其中，所述多个区域各具有相同的尺寸或具有不同的尺寸。
7.根据权利要求1所述的结构，其中，所述多个可接合连接部分以阵列形状设置在所述多个区域中的每一个区域中。
8.根据权利要求1所述的结构，其中，所述第一连接部分或所述第二连接部分的焊接区域及印刷电路板设置在所述多个区域中的每一个区域中。
9.根据权利要求1所述的结构，其中，所述母连接组件或所述公连接组件包含以下中的至少一者：主动装置、被动装置、用于电连接的连接器、半导体芯片封装、应用于半导体封装的中介层、具有三维多层结构的半导体芯片及封装以及多层陶瓷电容器。
10.一种电子装置，其包含：
壳体，其经配置以形成所述电子装置的外轮廓；以及
安装在所述壳体的内部的可接合电连接结构，其包含如权利要求1-9中任一项所述的可接合电连接结构。
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