模製引線底座的製作方法

2023-05-03 01:31:11 4

專利名稱：模製引線底座的製作方法
技術領域：
本發明涉及轉接器和集成電路(IC)插座，它們用於把電路元件和機械、電氣接線端連接到諸如在印刷電路(PC)或繞線板上的外部元件上。
轉接器和IC插座在「先進互連技術目錄」第7號中有所描述。一般，它們由一個環氧玻璃底座組成，底座帶有用來把印刷電路板和IC或其它電氣元件作電氣連接的插腳。它們可以用作為高密度插座、單列或雙列直插式插座、電容退耦插座、混合插座、印刷板連接器、插腳網格陣列插座、J形引線、鷗翼及無引線轉接器或插座。
一般，轉接器和IC插座採用PC製造技術製作。簡單地說，在兩面有銅的環氧玻璃疊層板上鑽出用於插入插腳的小孔，然後進行光刻，以形成所需要的電路。然後在孔中塗上銅，以提供與插腳之間的電氣連接。最後將錫或金之類的金屬塗在蝕刻後的銅上，以增強其焊接性能。這樣，一個轉接器就可以通過疊層板以及用機械方法固定在孔中的插腳和外部元件相連了。
在美國專利分類329/17CF、176M、176MF和176MP中進行的初步新穎性檢索後找出了美國專利4，598，965號、4，504，105號、4，560，216號、4，278，311號、4，381，131號、4，379，139號和4，614，384號。但是沒有一個專利揭示過下面所描述的模製引線底座的構思。
首先，本發明描述了一種適合用在轉接器式插座中的引線底座的特徵，所述轉接器式插座適用於把電路元件和機械電氣連接端，諸如在電路板上的元件和機械、電氣接線端，與外部元件相連接。引線底座包括一個底座和一個電路，其中的電路由多個導電單元組成。導電單元由底座保持在一定位置上，在每一導電單元內包括一個區域，用於放置一穿過導電單元以將該單元與電路板電氣相連的插腳。引線底座可以模製在塑料中，然後修剪，去除邊框，留下在電氣上相互隔離的各個單元。
與此相關，本發明描述了一種包括上述引線底座的模製引線底座，上述引線底座帶有模製在引線底座周圍的電絕緣材料，和在該材料中的開口，該引線底座適用於安裝插腳，以將每個導電單元與電路板作電氣連接;本發明還描述了包括上述引線底座的轉接器或插座。
在一個較佳實施例中，模製底座還包括穿過開口插入引線底座的導電單元中的插腳。在另一個實施例中，兩個導電單元之間電氣連接了一個電容。該轉接器或插座也可包括一個模製入轉接器中的散熱片。
在另一方面，本發明描述了一種引線底座，它包括一個適用於安裝在一個轉接器或插座的兩個插腳之間的導電單元。該導電單元帶有一個移去的橋區，該橋區將導電單元分成兩個電隔離的區域，其中每個區域包括一個適用於放置穿過該區域以將該區域與印刷板作電氣連接的插腳的區域。在這些區域之間可以接一個電容，在橋體從引線底座上移走後，將電隔離的區域作電容性耦合。
與此相關，本發明描述一種包括上述引線底座的模製引線底座，其中，在上述引線底座周圍模製了電絕緣材料，材料中有開口，該引線底座適用於安裝插腳，以將每一個區域與印刷板作電氣連接;以及一種包括上述引線底座的轉接器或插座。
模製引線底座還可包括插入該引線底座的一個區域的一個插腳;和電容性耦合兩個區域的一個電容。
本發明還描述了一種生產模製引線底座的方法。該方法包括提供一個帶有一個底座和一個電路的引線底座的步驟，其中，該電路包括多個導電單元，導電單元由底座維持在位置上，每個導電單元包括適用於放置穿過該單元以將該單元與印刷板電氣相連的一個插腳的區域;該方法還包括將電絕緣材料模製在引線底座周圍以形成帶有位於該區域上的開口的模製引線底座的步驟。
在較佳實施例中，該方法還包括下列步驟將金屬塗到引線底座上以加強引線底座的焊劑附著特性;將一根插腳塞入模製引線底座的一個開口中;在模製步驟之前，提供一散熱片，其中，該散熱片相對於引線底座固定，其作用是將放置在模製引線底座上的電路元件所發出的熱量散去;以及在模製步驟之後修剪引線底座的方法。
此外，本發明還描述了一種生產模製引線底座的方法。該方法包括以下步驟提供一個引線底座，它帶有適用於裝在一個插座或轉接器的兩根插腳之間的一個導電單元，該導電單元有一個橋體，橋體有一個可移走的區域，以將導電單元分成兩個電隔離的區域，其中，在該兩個區域間可連接一個電容，每個區域包括一個適用於放置一個穿過該區域以將該區域與一印刷板電氣相連的插腳的區域;以及在引線底座周圍模製電絕緣材料，以形成至少在一個這樣的區域上有一個開口的模製引線底座。
在較佳實施例中，該方法還包括下列步驟移去橋區，在上述區域之間連接一個電容，從而使它們在電氣上互連。
在另一方面，本發明描述了一種蛛狀裝置和使用該裝置的方法。該裝置適用於幫助將帶有連接引線的鷗翼器件焊接到轉接器上，該蛛狀裝置包括多個附著在一個上表面的細長腳，該細長腳從該上表面伸向該表面之下的一個平面，每根腳在對應於一根連接引線的位置接觸該平面。在這種裝置中，每根腳可以配置在一根不同的連接引線上，該腳適用於將一個向下的力加(作用)到這些連接引線上，以使每根連接引線能與轉接器接觸。
在較佳實施例中，每根腳的下表面包括一絕緣材料。
本發明提供了在功能上優於已有技術裝置的轉接器和插座。因為導電單元由一引線底座形成，該導電單元可以通過蝕刻或衝壓一片金屬而形成，所以，較之於已有技術裝置，該導電單元可以較厚，從而電阻較低，電感較小。本發明也提供了一種用於製造這樣的裝置的成本較低而可靠的方法，因為容納插腳的孔是在模製工藝中形成的，不需要鑽孔，因為引線底座提供了與插腳足夠好的電氣連接，所以也不需要在孔中塗上銅。
這樣生產出來的裝置還可以把電容或晶片裝在裝置上表面之下，或者甚至能在裝置的下表面上安裝，這樣，增大了晶片安裝的密度，增強了這些晶片的物理可靠性。此外，本發明的工藝提高了最終的裝置中插腳和電路的定位精度。能生產多層裝置，開發一卷一捲地生產的潛力，在該種生產中，一卷導電材料可以連續通過衝壓、噴塗、模製、元件插入、端子插入、小片焊接、引線焊接、附加蓋子和組件插入等工位。
本發明還提供了一種生產裝置的方法，該裝置帶有精確地對準排列的小孔，以更準確地連接插座和/或電路板。該方法不需要用陶瓷基底做印刷電路板，從而避免了用陶瓷基底制印刷電路板時熱膨脹不一致的問題。該方法還使得這種裝置的製作更快和更便宜，而且能形成其它特徵，例如可以有託腳，以幫助器件或所安裝的晶片的冷卻，以及清除焊劑，還使得能方便地構造三維裝置。此外，該方法能生產多層裝置。
此外，在整個生產過程中可以用一柔軟的絕緣帶運載多個引線底座，以於自動化生產。
在另一個方面，本發明描述了一個用於將一個電路晶片的多個端子電氣連接到一塊電路板的轉接器。該轉接器包括多個對應於上述各個端子的引線插腳，和帶有用於容納每一引線插腳的小孔的一塊絕緣板。該引線插腳包括一個焊劑覆蓋層部分和一個從焊劑覆蓋層部分延伸出的插腳，用於將該引線插腳通過摩擦配合固定在絕緣板上。
在較佳實施例中，在插腳插入絕緣板之前，沿著插腳可做出一個彎頭，以將該插腳對準電路板上的插孔。焊劑覆蓋層部分包括一個階狀部件和一個鉤狀部件，以使電路晶片的相應端子定位。
在另一個較佳實施例中，將一個接觸插腳壓入焊劑覆蓋層部分的一個小孔和絕緣板的一個小孔中，從而將焊劑覆蓋層部分固定到絕緣板上。與焊劑覆蓋層部分電氣相連的插腳被壓入絕緣板的另一個小孔中。該絕緣板可以包括用於在電氣上隔離相鄰引線插腳的絕緣體間隔。
本發明的其它特徵和優點在以下較佳實施例的描述以及權利要求中將更為明顯。
以下將首先簡短地介紹附圖。


圖1-9示出了一個轉接器封裝殼和一種用於支承引線底座的柔性絕緣帶的各種視圖和實施例。
圖1是由一柔性絕緣帶承載的一個轉接器和一塊移離該轉接器的晶片的透視圖;圖1A和1B是該轉接器和蓋片的透視圖;圖1C是該轉接器替換實施例的剖視圖;
圖2是一個引線底座的圖示;
圖3是轉接器上表面的圖示;
圖4和5是圖3中轉接器分別在截線A-A和B-B處的剖視圖;
圖6是一塊散熱片的圖示;
圖7是轉接器上表面的圖示;
圖8是一個在其導電單元之間具有模製絕緣塑料的引線底座的圖示;
圖8A是圖8中引線底座的側視圖;
圖9是一個轉接器的分解剖視圖;圖9A是該轉接器替換實施例的下表面的圖示;
圖10、10A和10B是適用於安裝J形引線晶片的轉接器的剖視示意圖;
圖11-16示出一轉接器的另一實施例;
圖11是該轉接器和一個電容部分分解的透視圖;圖11A是圖11中所示轉接器的部分底面的透視圖;
圖12是插座頂視圖;
圖13、14和15是圖12中插座分別在截線C-C、A-A和B-B處的剖視圖;圖14A是圖12所示A-A處的轉接器部分底面通過圖14中截面線D-D處的圖示;
圖16是一個引線底座的圖示;
圖17-17C示出一多層引線底座插座的各個方面;
圖17是一個多層引線底座插座的圖示;
圖17A是圖17插座中三個引線底座及相關的環形焊劑圈的透視圖;
圖17B是圖17中連接器在截線B-B處的部分分解剖視圖;
圖17C是表示圖17中的連接器與一印刷電路板連接的圖示;
圖17D是圖17B中截線A-A處的剖視圖;
圖18、18A和19是穿過一根插腳和相應的環形焊劑圈的縱向剖視圖;
圖19A是焊劑和與一引線底座相連的插腳的剖視圖;
圖20示出連接LCC的轉接器;圖20A是圖20中截線A-A處的剖視圖;
圖21-21D示出一配有引線插腳的轉接器的各個方面;
圖21和21B是帶有引線插腳的該轉接器的俯視和側視圖;
圖21A是一根引線插腳的透視圖;
圖21C是引線插腳的一替換實施例;
圖21D是一引線插腳的另一實施例;
圖22-22D示出補償在一轉接器底板上錯開的小孔的引線插腳的各個方面;
圖22和22A是行將插入一轉接器上相鄰行列的小孔的引線插腳的透視圖;
圖22B是該轉接器的部分剖視圖，示出壓力配合入該轉接器的一個小孔內的引線插腳;
圖22C是壓力配合入一轉接器相鄰行列小孔中的引線插腳的頂部剖視透視圖;
圖22D是壓力配合入一轉換器相鄰行列小孔中的引線插腳的底部剖視透視圖;
圖23-23C示出適用於將一鷗翼晶片緊固到一轉接器上的一蛛狀裝置的各個方面;
圖23是固定在一晶片和轉接器之上的該裝置部分剖開的透視圖;
圖23A是一蛛狀裝置的替換實施例;
圖23B是適用於安裝鷗翼晶片的一轉接器的剖視圖;
圖23C是安裝在轉接器上的一鷗翼晶片的部分剖視圖;
圖24是該鷗翼晶片裝置的一根腳的部分剖視圖;
圖25-25E示出表面安裝的轉接器插座的各個方面;
圖25和25A是一轉接插座的俯視和仰視圖;
圖25B和25C是固定在一轉接器插座上的引線插腳的剖視圖;
圖25D是一轉接器插座的剖視圖，示出通過一接觸插腳固定到轉接器插座上的一引線插腳;
圖25E是安裝在一轉接器插座上的一鷗翼晶片的側視圖。
參見圖1，轉接器10配備了一系列導電銅單元12，導電單元12從轉接器的外邊沿14延伸到其內邊沿16。導電單元12模製在電絕緣材料18之中。材料18有一個上表面20和一個下表面22，一般，材料18是長鏈聚合物或環氧樹脂。轉接器10上還設有小孔24，小孔從上表面20穿至下表面22，並被導電單元12部分地阻斷(見圖4)。插腳26壓配合入小孔24中，並焊接固定，與單元12形成電氣連接。散熱片和晶片載體28位於內邊沿16的導電單元12之下。這樣，當晶片如箭頭32所示放置在轉接器10中後，載體28能將熱量從晶片30散開。在封裝過程中，散熱片28與晶片30由導電單元12和散熱片28上的絕緣膜27隔開。晶片30有導電單元34，其位置與處於轉接器10內邊沿16上的導電單元12相對應。晶片30正確地定位後，每一對對應導電單元34和12由引線焊接機焊接在一起，以分別將每個晶片的端子34與轉接器10中的每個插腳26作電氣連接。
參見圖1C。在另一個實施例中，轉接器10模製成上表面20圍繞住每個小孔24。
參見圖1A和1B，轉接器10配備了兩塊蓋片37、39和RTU絕緣球(未畫出)。這些能保護集成電路(IC)晶片30免遭損壞(蓋片37)或保護晶片和轉接器都不受損壞(蓋片39)。小蓋片37對於在保護IC晶片30的同時允許作轉接器的電路測試特別有用，因為在插腳26的底部連到一個電路後，從上表面20仍能接觸到插腳26。小蓋片37中的開口37A允許將RTU絕緣球置放在晶片30上，以更快地固化。
參見圖2，圖中示出了一個適合於形成圖1轉接器的引線底座38。該引線底座由一個正方形底座40組成，每邊寬度A約為1.4″，導電單元12即附在其上。底座40中有小孔42，用於在模製和附著於絕緣膜27以製成轉接器10時對引線底座進行定位。每個導電單元12有一個直徑約為0.046″的小孔44，一個插腳26將固定在小孔中，以形成轉接器10。利用模子在各個導電單元12的間隔12A中充滿電絕緣塑料。每個導電單元12的內部陰影段46和小孔44周圍的區域塗以金，距離約為0.06″。內部插腳孔組44與外部插腳孔組隔開約0.1″，也可能更小，例如0.05″。該圖是按比例畫的，其它尺寸可從圖中得到。
參見圖2和3。圖中顯示了在絕緣膜27上的轉接器10的平面圖。絕緣膜27可以是聚酯薄膜或者開普頓(KaptonTM)薄膜，沿著薄膜的每一邊可形成扣齒孔27A，用以在自動系統中嚙合驅動輪的扣鏈齒，由薄膜27攜帶著引線底座和散熱片，通過流水組裝操作，形成一卷卷最後的轉接器。這種捲起來的轉接器便於安全運輸，便於分發使用，轉接器的封裝也比較便宜。在使用前，從開普頓膜片區域27剪下由虛線47示出的內正方形區域。
參見圖4，轉接器10每邊寬度E(見圖3)約為1.1，它由引線底座38在修掉邊框40後形成。插腳26穿入絕緣材料18的小孔24和引線底座38的小孔44中固定。這些插腳壓配入小孔24之中，並在這些孔中與導電單元12接觸。作為每個插腳26的一個整體部分的凸緣49防止插腳26彎曲時在導電單元12上產生應力。每個導電單元12都與一個插腳26在電氣上相連。通過直徑約0.082″的開口48，在小孔44處，插腳26也可以由焊料48焊接到導電單元12上。通過粘結到導電單元12和散熱片28上的絕緣膜27，散熱片28固定在導電單元12的引線連接區域46之下。插腳26是長度H約為0.25″的可以被電路元件的印刷板或插座中的小孔容納的實芯細杆。
參見圖5，圖中顯示了轉接器10底面上深度G約為0.05″的託腳52的位置。這些託腳用來保證轉接器10在使用中正確定位。也就是，轉接器10的插腳26插入一塊印刷板中後，轉接器10的底面(較低的面)51將高出印刷板的上表面0.05″。
參見圖6和7，散熱片28，同時也作為裝晶片30的底座，有四個直徑約為0.032″的小孔58。這四個小孔58用於在製造過程中將散熱片28相對於引線底座38定位。小孔58可用來將散熱片28附著在絕緣膜27上，薄膜27的另一面則附著引線底座38。散熱片28最好為正方形，以便在成本較低的情況下提供較大的表面區域。缺口56形成於散熱片每一邊的中心部分，以便在散熱片28被模製在轉接器10中時，幫助將散熱片28鎖定在位置上。
引線底座38由厚約0.006″的1/2硬度的102銅合金(如果用於雙面引線底座，為獲得較大的機械強度和改進的電學特性，厚度可用0.012″)構成。在一個12″×16″的金屬上，製成一套引線底座，各個引線底座隔開0.012″寬的間隙。引線底座可以用側向刻蝕係數(速率)為0.002″的標準刻蝕技術製造，或者也可以由一張金屬薄片衝壓而成。最好在引線底座的焊接位置塗上至少0.0002″厚的酸性光亮錫，在區域46(與晶片的連線在此形成)塗上至少0.0001″厚的鎳和0.00005″厚的金。
參見圖8和8A。各個導電單元12之間的間隔內用一個模子(未畫出)來填以電絕緣的塑料。最好，該模子沿引線底座38的內邊沿16有凸出部分。然後，把一根塑料管43穿過內邊沿16，採用傳統的模製工藝，通常稱為第一模製工藝，把絕緣材料注入間隔12A中。除去沿著內邊沿16多餘的塑料45，把引線底座38置放在開普頓薄膜27上。利用小孔42正確地將引線底座對準，將引線底座38與薄膜27的孔47中心對準(見圖3)。將作為粘結劑層的開普頓薄膜27和引線底座38加熱，熔化粘結劑，以將引線底座38附著在開普頓薄膜27上。製作工藝中接下來的步驟稱作第二模製工藝。在這個步驟中，散熱片28附著到引線底座38上，絕緣塑料模製在引線底座38、薄膜27和散熱片28的周圍。
散熱片28採用具有0.002″側邊蝕刻係數(速率)的標準蝕刻技術，從厚度約為0.02″、1/2硬度的110E.T.P.銅合金製成，或者通過衝壓而成。它們在一個12″×16″的薄片上製成，片與片之間有0.05″的間隔。銅上塗上至少0.0002″酸性光亮錫，在小孔58周圍的焊接處塗上至少0.0001″鎳和0.00005″金。
利用一個模子將引線底座38和散熱片28模製入電絕緣塑料LCP中，該模子在引線底座38的小孔44之上和之下有突出部分，利用這些突出部分把引線底座的小孔42及散熱片28的小孔58保持在適當位置。為了將導電單元與散熱片電絕緣，允許在散熱片28和導電單元12之間的區域充以塑料。或者，可在第二模製工藝之前，在散熱片28和引線底座38之間設置電絕緣開普頓薄膜。此外，模子防止了塑料在散熱片上、轉接器的內邊沿之內以及各導電單元12的內外邊沿附近的區域堆積起來，如圖3所示。
在模製後，引線底座38的框座40與導電單元12電隔離，以便能夠進行測試，以測試各導電單元12的電獨立性。在各個導電單元12上衝去一小段，留下薄膜27的網狀片以支撐引線底座38，由此將底座40與導電單元12隔離。然後插腳26穿入各個小孔24和44，分別如圖2和3所示。每根插腳依靠摩擦配合固定在位置上，並且焊接以與導電單元12相接觸。或者，在插入插腳之前，利用一根測試插腳進行電氣檢驗。最後，晶片30和蓋片37放置在散熱片28上，並粘結定位。上面描述的一卷卷製作方式的一個優點在於，做成的轉接器可以在薄膜27上時就能進行電氣連續性的測試。壞的轉接器可從薄膜27上除去，而其它轉接器則繼續做下去。
在圖9和9A所示的一種替代方法中，引線底座38和散熱片28是單獨模製的，然後通過在散熱片28周圍模製出突出部分28A而連接在一起。圖中還示出了一塊蓋片68，用於置放在晶片30之上，以防止晶片移動，並保護它不受環境因素影響。
上面描述的製造方法可以用來生產所述轉接器之類的裝置，也可用於生產大多數現有的轉接器和插座，例如，前面提到過的「先進互連」中所描述的那些轉接器和插座。特別是，該方法可用來製作用於晶片表面安裝的轉接器、用於封裝晶片的塑料模製插腳網格陣列、電容去耦插座、無引線晶片載體，實際上，幾乎任何電路都可用上面描述的方法模製。這種方法也可用來生產由一個引線底座形成的帶有導電引線的裝置，導電引線可沿著模製的塑料彎曲，貼在轉接器的外邊沿表面，而不是轉接器的上表面。這樣生產出的裝置可以用與相應的已有技術裝置一樣的方式使用。
其它實施例也是在所附權利要求範圍之內的。例如如圖10所示，轉接器可以這樣構造讓導電單元12暴露出足夠的部分，以便焊接到一個J形引線晶片載體72上。這樣，晶片72的J形引線72就電氣連接到導電單元12上，然後通過插腳26連到一塊印刷板。在圖10A和10B中顯示了轉接器的另一個實施例，該轉接器帶有側壁74，側壁74防止了J形引線接觸到一個以上的導電單元12，防止了焊劑從一個導電單元擴散到另一個導電單元上，還能對焊點進行檢查。採用上面描述的本發明的方法，很容易就能構造出能夠容納晶片上其它形狀的引線的轉接器。
參見圖11。在圖11的部件分解圖中顯示了一個雙列直插式IC插座100。插座100中有一個模製入電絕緣材料聚乙烯纖維(C130U.L.的94V-O)中，該材料帶有小孔106(直徑約為0.057″)，插腳107、108插入該小孔中。引線底座102上有兩個直徑約為0.056″的插腳孔110，插腳108穿過這兩個小孔。當插腳108完全插入轉接器100後，它就接觸引線底座102(如圖12、13所示)。每根插腳頂部有一個空心區111，IC雙列直插式封裝(D.I.P.)或其它電路元件可以連到這個空心區。另外，還提供了一個帶有區域113、114的片狀電容器112，在電容112放置在接收孔118中後，區域113、114，通過分別接觸引線底座102的端部120和122，將引線底座102的兩個區域115和116在電氣上相連;突出部分117適用於使電容片112對準定位，以防止電容片112在焊接中歪斜或偏離中心;在插座100下表面的狹槽119(圖12)是形成該插座的模具中的一根橫條形成的，這根橫條防止了引線底座102因流進模具的塑料而被彎曲。
參見圖11A，圖中詳細示出了插腳孔110周圍的區域。引線底座116的一側暴露在空氣中，因而可以用一個支持工具把插腳108固定在位置上，並且可以很方便地檢查這兒形成的任何焊點。
參見圖12到14。長度約為0.3″，而頂部、體部和尾部直徑分別為0.072″、0.52″和0.020″的插腳108在陰影區124與引線底座102形成電氣接觸。這些插腳2通過引線底座102和電容112相互連接，如圖15中所示。圖13、14和15分別是圖12中截線C-C、A-A和B-B處的剖視圖，圖14A是圖14中截線D-D處的剖視圖。
在圖16中顯示了引線底座102最初的東西。該引線底座在區域115和116之間有一段橋體130。在模製引線底座後，這段橋體被除去，而用電容112對這兩個區域作電氣連接。引線底座102是用厚度為0.015″、塗有0.0002″酸性光亮錫的硬度為1/2的銅合金製成的。其長度J約為1″(圖是按比例畫的)。引線底座115中還有兩個開口121，它們有助於模製引線底座115。
插座100的製造與上述轉接器10類似，它是把引線底座102放置在一個模具中，在合適的位置上形成小孔106。然後就從模具中取出塑料部件，接著割去橋體130，把電容112焊入引線底座102中。然後將插腳108塞入小孔106和110中。用類似的過程，把可能刻花的插腳107塞入餘下的小孔106中。
採用上述方法也可以生產多層裝置。將有恰當形狀的引線底座彼此相疊，各底座之間彼此由一層開普頓膜進行電隔離，然後放在一個模具腔中，生產出一個模製的多層引線底座。通過模製後在相鄰電路間打出一個隔離孔，也可以在一個平面上形成三個或更多個電路。
例如，參見圖17到17D。轉接器200帶有三組插腳200組成的一個陣列及相應的引線底座204、206和208。這些引線底座至少分別帶有一個小孔210、212和214，小孔的尺寸大小正好能與插腳，例如插腳216、218和220壓力配合。引線底座206、208上還有小孔222，其大小設計得使接觸其它引線底座的插腳不能與該引線底座接觸。引線底座被封裝起來，使得僅小孔210、212和214周圍引線底座的導電材料伸入轉接器的小孔中，這樣就可以和插腳216、218和220接觸。帶有較大的孔的引線228、230由形成轉接器的封裝材料覆蓋住，以將穿過較大孔的插腳與周圍的導電材料隔絕。圖17D是圖17B中截線A-A處的剖視圖，圖中示出了鎖定到引線230的插腳220的刻花部分。
由於設置了環形焊劑圈，方便了上述引線底座和插腳與其它計算機硬體的連接。例如，上述插腳配備了環形焊劑圈224，焊劑圈套在引線底座204、206和208的引線226、228和230上，並可固定在環槽232中。利用環形焊劑圈224將引線底座的引線226、228和230焊接到印刷電路板234的引線上。端部226、228和230穿入電路板234上的配合孔，並且預成型焊劑圈套入槽232上之後，把整個轉接器和電路板放進一個爐子，以熔化焊劑。另一種形式(圖17C)是在電路板237的上表面236上形成焊劑連接物。可在進行表面安裝時，在端部226、228和230放置到電路板的相應焊點上之前，將環形焊劑圈224固定在槽232中。或者，引線可用波焊的方式焊接。最好用託腳52將轉接器200提高，離開電路板237。
參見圖18至20。圖中示出了各種類型的焊劑連接物。在圖18中示出了一種帶有第一部分240和第二部分242的環形焊劑圈238，第一部分240的內徑較第二部分242小。加在插腳246上的向上的力通過臺肩250作用時，較小的部分240嵌入插腳246的一個槽244中。槽244之下較低的表面248，其直徑比臺肩250的直徑小。
參見圖18A，圖中示出了用上述環形焊劑圈焊接插腳的情況。環形圈238(圖18)在槽272處附著在插腳270上。然後這個組合件放入一個處於第一溫度的烘箱中，使得焊劑沿著插腳270上的凹槽(未畫出)流過小孔280，使插腳270與轉接器282電氣相連並加以密封。然後，在位於轉接器278插腳276下面部分加上一個第二環形焊劑圈274。將該組合件放入處於某一溫度的烘箱，該溫度使得環形圈274中的焊劑熔解流動，而環形圈238的焊劑則不熔解，從而將插腳276與轉接器278相連。把插腳270的公端284放入插腳276的母端286，將插腳270和276相連。插腳276帶有金屬簧片288，它能防止端子284離開端子286。焊劑不流到公插腳284上。
參見圖19和19A。在擠入LCC轉接器(PKG)的插腳294的一個槽中後，對環形焊劑圈290加壓而形成一個較低的脊292。然後通過將環形焊劑圈290熔化到引線底座296上，將插腳294焊接到引線底座296上。
在本發明的轉接器的其它實施例中，還可電氣連接一個無引線晶片載體。例如參見圖20和20A。圖中轉接器300帶有一個有引線302的引線底座。通過將焊劑305放在槽306中並使之熔化而將引線302連到一個帶有電氣端點304的無引線芯載體(JEDECB、C和D)上。
利用「引線插腳」，而不用引線底座，也可以形成本發明的轉接器。引線插腳提供了引線底座的導電單元，同時也提供電連接的插腳。這樣，引線插腳具備了引線底座的許多優點，另外，能從模製塑料製作轉接器，插腳和有關元件可以在以後插入模製塑料中。這些模製塑料轉接器可以配備偏心突起物，以及防止兩引線插腳之間的電氣接觸的隆起物。此外，轉接器模製時，插腳的插孔可以是任何需要的圖案，它們可以是標準的小孔圖案，也可以是任何特殊用途所需的新圖案。例如，鷗翼器件可以連到由引線插腳和模製塑料形成的本發明的轉接器上。
參見圖21。圖中示出了一個用於安裝一鷗翼電路的轉接器310。轉接器310包括一個厚約0.62″的樹脂玻璃疊層片312，疊層片上帶有直徑近似為0.018″的鑽出或壓出的孔314的陣列。小孔314安排得構成用於安裝電路的引線腳的引線316不互相重疊。在疊層片312上可形成模製的稜，以有助於將引線316分隔開來。
參見圖21A和21B，圖中示出一個用於形成轉接器310的引線316之一的引線插腳318。引線插腳318是沿著頸部320壓配合進入疊層片312中的。臺肩322作為一個阻擋器。引線插腳318插入疊層片312之後，將階狀焊劑覆蓋層部分324順著箭頭326指示的方向彎曲，形成引線316。因為覆蓋部分的階狀部分324形成用於緊抵晶片的一端的阻擋壁327，它用來將晶片保持的位置上。在圖21D中示出了一種替換的階狀焊劑覆蓋部分325。這種類型的焊劑覆蓋部分用作為疊層片312每一側的端部引線。如果需要，引線316可以用開普頓或環氧樹脂粘到疊層片312上。引線插腳可以通過衝壓或蝕刻工藝製作。
參見圖21C，在另一個實施例中，階狀焊劑覆蓋部分324製造出一個鉤狀端328。
疊層片312的每一側有三排引線插腳318。沿著疊層片312的一側的三排圖中標為R1、R2和R3。壓在中間一排R2的引線插腳318在插入疊層片312之前最好預先彎曲，形成彎頭，使得從疊層片312上伸出的引線插腳318的間隔相等，約為0.100″，如圖21B所示。最好讓引線插腳318在疊層片312之下伸出0.160″。
參見圖22到22D。圖中示出了在一個替換實施例中用於插入形成於環氧玻璃疊層片332中的偏移行列小孔331中的引線插腳330。引線插腳330包括一個扁平的焊劑覆蓋層部分334，在插入小孔331後，覆蓋層334沿著箭頭336指示的方向彎曲。可用環氧樹脂或開普頓來將覆蓋層334粘到疊層片332上。在覆蓋層334之下的鉤狀物338插入小孔331後(圖22B)用摩擦配合與疊層片332密合。沿一排小孔331的引線插腳330有一個肩形擋塊340，它移動插腳330的端子，從而補償了小孔331的偏位，與相鄰行列中的插腳的端子對齊。
參見圖23和23C。為了幫助將鷗翼晶片420焊接到一個轉接器422上，採用了一個蛛狀裝置424。鷗翼晶片420帶有連接引線426，引線426要焊接到引線底座430的引線428上。轉接器422在各根引線428之間帶有脊432，以防止引線短路。在蛛狀裝置424和連接引線426之間，放了一層開普頓433，它阻止了金屬彈性蛛狀腳434與引線426的直接接觸。這層開普頓可以由直接附在每條蛛狀腳434端部的一層開普頓436或其它適合絕緣體，例如環氧樹脂膠所代替，如圖23A所示。每根連接線426上面放了一片開普頓，然後，一條蛛狀腿與該開普頓接觸。蛛狀裝置424由一種彈性材料，諸如不鏽鋼構成，因而，加在其上表面440上的壓力能傳給腿434，將壓力直接向下作用在位於其端部442的引線426上，如箭頭444所示。這樣，引線426不會張開而與引線底座430脫離接觸，或者移動而碰到相鄰的引線。這樣該蛛狀裝置424就保證了鷗翼引線與引線底座上導體的接觸。開普頓層可以由噴塗、遮蓋或浸漬在蛛狀腿434端部上的絕緣油漆代替。
參見圖24，蛛狀腿448沿其長度方向分叉，它是用來將蛛狀裝置424保持在印刷線路板(未畫出)上的。上部鉤狀物450和下部鉤狀物452形成於腿448的兩邊，上下鉤狀物之間隔著一個長度與印刷線路板的厚度相等的頸部453。當腿448插入印刷線路板的一個孔中時，下部鉤狀物452被相向壓縮，並壓緊在印刷板的底部。如要將蛛狀裝置424從印刷線路板上脫開，則將上部鉤狀物壓在一起，從而脫開下部鉤狀物452。蛛狀裝置由沿著裝置邊緣的鉤道454增強之。
圖25和25A中示出了由引線插腳和模製塑料形成的轉接器的另一個例子，圖中示出了一個安裝在表面的轉接插座500的俯視及仰視圖。該轉接插座500包括引線插腳502，插腳裝在一個模製塑料絕緣體板上。引線插腳502沿著插座500的每一側的三排安裝。各排相互錯開，使得引線插腳502的每個端引線504與相鄰引線保持電隔離(如圖25A所示)。絕緣材料的橋體(未畫出)可以模製在引線插腳502之間，以保持每根引線插腳的電獨立性。
參見圖25B至25D。引線插腳502的鉤狀物506通過摩擦配合與絕緣體512中的小孔510密合。引線插腳502可以用標準衝壓或蝕刻工藝製造。小孔可衝出，或者在絕緣體502的製造過程中模製而成。引線插腳502的帶有一個小孔516的焊劑覆蓋部分514被彎曲以與絕緣體512中的相鄰的小孔518(圖25D)對準。將一個接觸插腳520如圖25D中箭頭522所示壓入小孔516和518，由此將焊劑覆蓋部分514的小孔516保持在位置上。接觸插腳520最好塗上金，以增強電接觸。接觸插腳520帶有指狀部件521，用來夾緊公端部件(未畫出)。小孔516在其底部最好有一個模製出的隆起物523。在接觸插腳520插入後該隆起物523使指狀物521稍稍張開。張開的指狀物521使得能用較少的力將公部件更深地推入接觸插腳520中。在引線插腳502牢固地裝在絕緣體512上後，端引線504如箭頭524所示朝絕緣體512的外邊沿彎曲。
參見圖25E，圖中示出了裝到一個轉接器526的鷗翼晶片524的例子。轉接器526有端部插腳528，它從轉接器526朝下伸展，固定到接觸插腳520中。端部插腳528也可以焊接到接觸插件520上。從而，每個端引線504與鷗翼晶片524的端子530電氣相連。
上面描述的轉接器有幾個優點。轉接器使得能將一塊印刷線路板焊到一個插座上，然後將安裝在一個轉接器上的鷗翼晶片插入該插座。插座的端子可為鷗翼晶片特別設計。
其他的實施例也在下列權利要求的範圍之內。例如，引線插腳可以連到一塊晶片的引線上，從而導電元件可以電氣連接到印刷線路上。
權利要求
1.一種引線底座，它適用於將晶片連至裝有電路元件的電路板的轉接器或插痤中，其特徵在於，它包括一個底座和一個電路，所述電路包括多個導電單元，所述導電單元被所述底座維持在其位置上，每個所述導電單元在導電單元內包括一個區域，該區域適用於將一個插腳連到所述導電單元，以將所述導電單元與所述電路板電氣相連，所述引線底座可以模製在絕緣材料中，並經過修整，留下彼此電氣隔離的導電單元。
2.如權利要求1所述的引線底座，其特徵在於，所述導電單元包括一個焊劑覆蓋層部分和一個插腳。
3.一種模製引線底座，其特徵在於，它包括如權利要求1所述的引線座底，在其周圍模製有電絕緣材料，且所述材料中有開口，所述引線底座適用於承接插腳，以將每個所述導電單元與所述電路板電氣相連。
4.如權利要求3所述的模製引線底座，其特徵在於，它還包括在所述引線底座的一個所述導電單元中的插腳。
5.如權利要求3所述的模製引線底座，其特徵在於，它還包括將兩個所述導電單元在電氣上相連的一個電容。
6.如權利要求3所述的模製引線底座，其特徵在於，它還包括插腳。
7.一種轉接器或插座，其特徵在於，它包括如權利要求1所述的引線底座。
8.如權利要求7所述的轉接器或插座，其特徵在於，它還包括一個散熱片。
9.如權利要求8所述的轉接器或插座，其特徵在於，其中所述散熱片是模製在所述轉接器中的。
10.一種適用於將晶片與一印刷電路板電氣相連的導電單元，其特徵在於，它包括一個焊劑覆蓋層區域，其中，所述晶片能夠與所述覆蓋層區域電氣相連，以及一個插腳，它在電氣上連至所述覆蓋層區域和所述印刷電路板。
11.一種引線底座，其特徵在於，它包括一個適用於安裝在一插座或轉接器的兩個插腳之間的導電單元，所述導電單元有一個將所述導電單元分成兩個在電氣上獨立的區域的可移去的橋體，其中，在所述橋體從所述引線底座上移去後，在所述兩個區域之間可以安裝一個電容，將所述兩區域在電氣上連接起來，其中每個所述區域內包括一個區域，該區域適用於固定一個穿過所述區域以將所述區域與裝有電路元件的印刷板電氣相連的插腳。
12.一種模製引線底座，其特徵在於，它包括如權利要求11所述的，周圍帶有模製的電絕緣材料，在所述材料中有開口的引線底座，所述引線底座適用於承接插腳，以將每個所述區域與裝有電路元件的印刷板電氣相連。
13.如權利要求12所述的模製引線底座，其特徵在於，它還包括在所述引線底座的一個所述區域中的一個插腳。
14.如權利要求13所述的模製引線底座，其特徵在於，它還包括在所述兩個區域之間作電氣連接的一個電容。
15.一種轉接器或插座，其特徵在於，它包括如權利要求11所述的引線底座。
16.一種用於生產模製引線底座的方法，其特徵在於，它包括下列步驟提供一帶有一個底座和一個電路的引線底座，所述電路包括多個導電單元，所述導電單元由所述底座保持在其位置上，每個所述導電單元內包括一個區域，該區域適用於固定一個穿過所述單元以將所述單元與印刷板電氣相連的插腳，以及將電絕緣材料模製在所述引線底座周圍，以形成帶有位於至少在一個所述區域上的一個開口的所述模製引線底座。
17.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，它還包括將金屬塗到所述引線底座上以加強所述引線底座的焊劑附著性能的步驟。
18.如權利要求16或17所述的方法，其特徵在於，它還包括將一個插腳塞入所述模製引線底座上的所述開口的步驟。
19.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，它還包括在所述模製步驟之前提供一個散熱片的步驟，其中所述散熱片相對於所述引線底座固定，能將放置在所述模製引線底座上的印刷電路晶片所產生的熱量散開。
20.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，它還包括在所述模製步驟之前將絕緣材料模製在各個所述導電單元之間的步驟。
21.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，它還包括在所述模壓步驟之前將所述引線底座放置在一層絕緣膜片上的步驟，所述絕緣膜片的每一側帶有扣齒孔，以在模製步驟之前嚙合一自動系統中驅動輪的扣鏈齒。
22.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，它還包括將所述底座與所述電路在電氣上隔離以對每個所述導電單元進行電氣試驗的步驟。
23.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，它還包括在所述模製步驟之後從所述電路上剪下所述底座的步驟。
24.一種用於生產模製引線底座的方法，其特徵在於，它包括以下步驟提供一帶有適合於安裝在一雙列直插式插座的兩根插腳之間的導電單元的引線底座，所述導電單元帶有一可移走的橋區，以將所述導電單元分成兩個電獨立的區域，在所述區域之間可以裝一個電容，每個所述區域包括一個適用於將穿過所述區域的一根插腳定位以將所述區域與一電路板作電氣連接的區域;以及在所述引線底座周圍模製非導電材料，以製造在所述區域有一個開口的所述模製引線底座。
25.如權利要求24所述的方法，其特徵在於，它還包括移去所述橋區和在所述區域之間安裝一個電容以電氣連接所述區域的步驟。
26.一種適用於幫助將一帶有連接引線的鷗翼裝置(器件)緊固到一轉接器上的蛛狀裝置，其特徵在於，所述蛛狀裝置包括附著在一個上表面的多個細長腳，所述腳從所述上表面延伸到所述表面之下的一個平面，每根所述腳接觸所述平面上相應於一根所述連接引線的一個位置;其中，每根所述腳可以定位在一根不同的所述連接器引線上，所述腳適用於將一向下的力作用於每根所述連接器引線上，以使每根所述連接器引線與所述轉接器接觸。
27.如權利要求26所述的裝置，其特徵在於，每根所述腳的底面包括一種絕緣材料。
28.如權利要求26所述的蛛狀裝置，其特徵在於，它還包括用於將所述裝置鎖定到所述轉接器的一根連接腳。
29.如權利要求27所述的蛛狀裝置，其特徵在於，所述連接腳伸入所述轉接器的一個小孔中，並包括用於將所述裝置固定到所述轉接器的裝置。
30.如權利要求27所述的蛛狀裝置，其特徵在於，所述上表面包括用於增強加在每根所述連接器引線上所述向下的力的一個溝道。
31.如權利要求26所述的蛛狀裝置，其特徵在於，所述轉接器包括一根引線插腳，該插腳用於電氣連接所述鷗翼的每根所述連接器引線，和帶有至少一個用於接受所述引線插腳的一個小孔的絕緣板。
32.如權利要求31所述的蛛狀裝置，其特徵在於，所述引線插腳包括一個焊劑覆蓋層部分，從所述焊劑覆蓋層部分延伸出的一根插腳，和用摩擦配合將所述插腳固定在所述絕緣板上的裝置。
33.如權利要求32所述的蛛狀裝置，其特徵在於，所述引線插腳包括沿著所述插腳的一個彎頭，彎頭用於將所述與一印刷電路板連接的插腳對準。
34.如權利要求32所述的蛛狀裝置，其特徵在於，所述焊劑覆蓋部分包括一用於將所述對應連接器引線連到所述焊劑覆蓋部分的階狀部件。
35.如權利要求32所述的蛛狀裝置，其特徵在於，所述焊劑覆蓋部分還包括一鉤狀部件。
36.一種利用權利要求26所述的蛛狀裝置，將帶有連接引線的一鷗翼器件緊固到所述轉接器的配對腳的方法，其特徵在於，它包括下列步驟將所述鷗翼器件定位在所述配對腳上，將所述蛛狀裝置定於在所述連接器引線上，以及將一向下的壓力作用到所述蛛狀裝置上，以將所述連接器引線緊固到所述配對腳上。
37.如權利要求36所述的方法，其特徵在於，它還包括在所述連接器引線和所述蛛狀裝置之間提供一種絕緣材料。
38.一種用於將一電路晶片的多個端子電氣連接到一電路板的轉接器，其特徵在於，它包括多根引線插腳，對應於所述多個端子，以將所述電路晶片電氣連接到所述電路板上，以及一塊絕緣板，板上帶有至少一個用於安裝每一所述引線插腳的小孔。
39.如權利要求38所述的轉接器，其特徵在於，所述多個引線插腳的每一個包括一個焊劑覆蓋部分，從所述焊劑覆蓋部分延伸出的一根插腳，以及通過摩擦配合將所述插腳固定在所述絕緣板上的裝置。
40.如權利要求39所述的轉接器，其特徵在於，所述張線插腳包括沿所述插腳的一個彎頭，用於對齊所述插腳，以與所述電路板相連。
41.如權利要求39所述的轉接器，其特徵在於，所述焊劑覆蓋部分包括一階狀部件，以將所述電路晶片的相應端子定位。
42.如權利要求41所述的轉接器，其特徵在於，所述焊劑覆蓋部分還包括一鉤狀部件。
43.如權利要求38所述的轉接器，其特徵在於，所述引線插腳包括有一區域帶有一個小孔的焊劑覆蓋部分，連到所述焊劑覆蓋部分的一根插腳，插腳伸入在所述絕緣板上的所述小孔，以及一根接觸插腳，用於壓配入所述焊劑覆蓋部分的所述小孔之中以及所述絕緣板的一個第二小孔中，其中，所述接觸插腳包括用於接受所述多個端子中一個端子的裝置。
44.如權利要求38所述的轉接器，其特徵在於，所述絕緣板還包括用於電氣隔離相鄰引線插腳的絕緣體隔離物。
45.一種轉接器，其特徵在於，它包括多個引線底座，其中每個引線底座包括一個區域，該區域上帶有至少一個適當定位的小孔，以接納一根插腳，該插腳穿過所述多個引線底座中的各個引線底座，以有選擇地將至少一個所述引線底座電氣相連到所述插腳上;一根插杆，從所述多個引線底座中的每一個延伸出，以將每一個所述引線底座與一塊印刷板電氣相連，以及在所述多個引線底座的所述區域周圍的模製非導電材料，以製造出一在所述區域上有一開口的模製引線底座。
46.如權利要求41所述的轉接器，其特徵在於，所述插腳包括一個用於安裝一環形焊劑圈的環槽，焊劑圈用於將所述插腳焊到所述印刷板上。
47.一種用於將一塊晶片電氣連接到一塊印刷電路板的引線插腳，其特徵在於，該引線插腳包括一個焊劑覆蓋部分，以及在電氣上連至所述焊劑覆蓋部分的一根插腳。
48.如權利要求47所述的引線插腳，其特徵在於，所述引線插腳包括一個用於對齊所述插腳以連接所述印刷線路板的彎頭。
49.如權利要求48所述的引線插腳，其特徵在於，所述插腳包括一個用於對齊所述插腳以連接所述印刷電路板的彎頭。
全文摘要
本發明特徵在於引線底座、模製引線底座和通過模製這些引線底座而製造的轉接器和插座。該引線底座一般包括一個底座和一個電路，其中，該電路包括多個導電單元。導電單元由底座保持在位置上，每個導電單元內包括能讓一根插腳穿過該導電單元的區域，該插腳將該導電單元與印刷板電氣相連。引線底座可模製在塑料內，然後剪下底座(剪去邊框)，留下的是彼此互相電隔離的導電單元。
文檔編號H01L23/498GK1033909SQ8810755
公開日1989年7月12日 申請日期1988年10月31日 優先權日1987年11月17日
發明者詹姆斯·V·墨菲, 麥可J·墨菲 申請人:先進互連技術公司