专利名称：弹性接触电讯连接装置的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种弹性接触电讯连接装置，特别是一种将多个弹性连接垫设置于一中介板上以进行芯片基座与电路基板的电性连接的弹性接触电讯连接装置。
请参阅
图1与图2，为公知的可插拔电性接触封装结构10。传统上，为兼求可插拔以及良好电性连接的目的，传统的作法是在集成电路封装结构11(IC Package)上设置插针111(Pins)，并在电路基板12上设置具有多插孔131(Pin Holes)的电连接器13(Socket)以供插置该集成电路封装结构11。公知的集成电路封装结构11的封装方式有引线座(Lead Frame)与锡球阵列封装(Ball Grid Array简称BGA)两种。近年来，对于追求高效能(也即高散热性)与高脚数的集成电路组件则常使用芯片倒装式锡球阵列封装(Flip Chip BGA Packaging)。其基本组成组件如图1所示通常包括一集成电路芯片112(IC Chip)以芯片倒装方式装置于一基板113(Substrate)的一侧表面上，基板113另一侧表面则设有若干锡球114(Solders)，借由基板113的电路设计而电性耦合于芯片112，芯片112另侧的非作动面则粘贴有一散热组件115(Heat Sink)，于该散热组件115顶面设置一风扇117(Fan)，由此可将该芯片112产生的热经由该散热组件115而由该风扇117带离送至大气中。由于插针111并非刚性极高，在插拔的过程中极易遭扭曲损坏，且也不容易与锡球114稳固接合，因此，目前的技术均需要先将多插针111模铸(Molding)固定在一中介板116(Interposer)上后，再将其焊接至锡球114。
至于，为了可供前述公知集成电路封装结构11的插针111插置，且又必须兼顾拔取功能，现今所有公知的电连接器13均包括有下列构件一具有多插孔131的插座132焊接在电路基板12上、一滑动板133以可线性滑移的方式装置覆盖在插座132顶面上、以及一扳动长杆134装置在插座132旁侧，以供驱动该滑动板133进行微量滑移。插座132的各插孔131内均设有导电金属片(图中未示)且于插孔131底部具有锡球135，以供焊接并和电路基板12作电性连接，滑动板133上对应于插孔131的位置也设有稍大的开孔(图中未示)，通过下压该扳动长杆134，使其以杆轴136为轴进行旋转直到与插座132成水平，可令滑动板133进行微量滑移并将集成电路组件11的插针111夹紧于插孔131中。当欲拔取集成电路组件11，则需将扳动长杆134转拉至与插座132成垂直九十度夹角，如此插针111将脱离集成电路组件11。
由于上述的电连接器13的扳动长杆134装置占用面积较大，需有一额外空间容纳扳动长杆134及其杆轴136部份，导致占用电路基板的面积较大。并且，扳动长杆134需进行大范围的枢转动作，使扳动长杆134枢转的空间范围内均不得设置其它组件，造成空间利用上的限制，且由于扳动长杆134设置位置的不同，而使得该电连接器13形成重力位置的偏移而无法将该电连接器13的重量均匀分布，造成该电连接器13连接时偏位偏重而损坏，而该散热组件115与该风扇117的组合也占据极大的体积，因此也相对限制电子产品向轻薄短小的目标发展，由此，无形中造成了该产业支付成本的增加，为产业间急需解决的问题，以降低支付成本提升产业的竞争力。
本实用新型的另一目的在于提供一种弹性接触电讯连接装置，借由多个弹性连接垫代替公知扳动长杆电连接器，以克服结构复杂且占用面积，重心偏移与操作空间较大的缺点。
本实用新型的另一目的在于提供一种弹性接触电讯连接装置，可借由一散热组件以降低芯片的使用温度，且克服公知散热装置占用体积操作空间较大的缺点。
本实用新型的另一目的在于提供一种弹性接触电讯连接装置，可借由一定位件来进行芯片基座与电路基板的定位固定，达到便于操作定位连接的作用。
本实用新型的目的可通过如下措施来实现一种弹性接触电讯连接装置，该装置与具有多个接垫的一电路基板电性连接，该弹性接触电讯连接装置包括有一芯片基座，该芯片基座底面上设有与该接垫一一相对应的多个接触件，而该芯片基座顶面上承载至少一芯片；以及一中介板，设于该电路基板与该芯片基座之间，该中介板还具有多个通孔，该通孔贯穿该中介板且与该接垫一一相对应；多个焊垫，该焊垫设于该通孔的一端且凸出于该中介板的底面侧，该多个焊垫可与该接垫一一对位连接；多个弹性连接垫，该弹性连接垫设于中介板顶面侧上与该通孔相对应的位置，该弹性连接垫具有一第一端面及一第二端面，该第一端面与该中介板的顶面侧相连接，该第二端面为一与该接触件相连接的自由端，且开设有一开孔。
所述的接触件为一插针结构。
所述的接触件为一球形结构。
所述的弹性接触电讯连接装置还包括有设于该芯片基座顶面侧的一定位板，该定位板具有一容置该芯片的置放槽，设于对应该芯片的位置；至少一侧臂，该侧臂延伸出该定位板，且开设有一定位孔；以及至少一定位件，该定位件穿过该定位孔与该电路基板上开设的至少一固定孔相连接。
所述的定位板的顶面侧上还具有一散热组件。
所述芯片顶面上设有导热胶，与该散热组件相连接。
所述芯片顶面上设有至少一弹性件，与该散热组件相连接。
所述的中介板还连接有至少一被动组件。
所述弹性连接垫为一悬臂结构。
所述弹性连接垫为一圆形结构。
为达上述目的，本实用新型还提供一种弹性接触电讯连接装置的制作方法以进行制作上述的该弹性接触电讯连接装置，其包括有下列步骤步骤(a)提供上下表面分别具有一铜箔层的一基板，该基板开设有多个通孔。
步骤(b)在该基板上及该通孔镀上一导电层。
步骤(c)在该基板上下表面的导电层上形成一电路图案。
步骤(d)蚀刻(Etching)该电路图案使部分该基板裸露出。
步骤(e)在该基板至少一表面制作一弹性连接垫，该弹性连接垫其是跨设于该通孔且连接于裸露出的该基板。
本实用新型还可提供另一弹性接触电讯连接装置的制作方法，其包括有下列步骤步骤(a’)提供开设有多个通孔的一预浸材基板。
步骤(b’)选择将预浸材基板的至少一表面叠合(Lamination)覆盖上一第一铜箔层，且另一表面叠合覆盖上使该通孔裸露出的一第二铜箔层。
步骤(c’)在该第一及第二铜箔层上及该通孔镀上一导电层。
步骤(d’)将该第一及第二铜箔层上的导电层形成一电路图案。
步骤(e’)蚀刻(Etching)该电路图案使该第一铜箔层形成相对应该通孔的一开孔。
步骤(f’)将第一铜箔层的该开孔部分形成弧面构形。
本实用新型相比现有技术具有如下优点(1)本实用新型采用具电讯导通及弹性力的弹性连接垫来取代扳动长杆电连接器，不仅占用的电路基板面积减少，且操作时减少空间上的限制；而且该弹性连接垫以弹性物理接触方式使芯片基座与电路基板间保持良好及稳定的电讯导通。
(2)本实用新型的弹性连接垫组件的结构相对于公知电连接器的滑动座、导引框以及致动机构等更为简单，生产成本相对较低，重心偏移量较少，结合损坏率较低。
(3)本实用新型设计的散热组件可以降低芯片的使用温度，且克服公知散热装置占用体积操作空间较大的缺点。
具体实施方式
请参阅图3A所示，为本实用新型的弹性接触电讯连接装置的实施例一的剖面结构示意图。本实用新型的该弹性接触电讯连接装置3主要是提供一中介板32，电性连接相互分离的一集成电路封装结构(IC Package)以及一电路基板2(Circuit Board或称Main Board)。
该电路基板2具有以导电材质形成的多个适当排列的接垫21(Contact Pad)，较佳的该接垫21的材质可为镍、金、铬、铜、铁、铝、钛、铅、锡、或其合金。该多个适当排列的接垫21是暴露于外界，以供与本实用新型的弹性接触电讯连接装置3进行电讯连接。当然，在电路基板2上也可装置有其它公知的电容电阻等电子组件或其它集成电路组件(图中未示)等，由于在电路基板2上设置电子组件是属公知技术且不是本实用新型的技术特征，故以下不再加以赘述。
该集成电路封装结构是由一集成电路芯片35(IC Chip)及一布设有电路布局(Circuit Layout)的芯片基座31(Substrate)结合构成，该芯片基座31可与该电路基板2电性连接，较佳的芯片基座31具有相对应的一芯片基座顶面319以及一芯片基座底面318，该芯片基座底面318上设置有与该接垫21一一相对应的多个接触件311，该接触件311于网式管脚阵列封装(Pin Grid Array简称PGA)时为一插针结构，而当该接触件311于锡球阵列封装(BallGrid Array；简称BGA)时为一球形结构，该芯片基座顶面319上可承载一集成电路芯片35，该集成电路芯片35可与该芯片基座31作电性连接，而该集成电路芯片35与该芯片基座31是以一公知的芯片倒装式锡球阵列封装(Flip Chip BGA)组件，然而也可以是其它种类的锡球阵列封装组件，例如引线键合(Wire Bond)或是带式自动键合(Tape Automated Bonding，简称为TAB)等等的其它种类的锡球阵列封装组件，这属于公知技术且不是本实用新型的技术特征，故以下不再加以赘述。
本实用新型的该中介板32在实施例中，设于该电路基板2与该芯片基座31之间，该中介板32还具有多个通孔321、多个焊垫322以及多个弹性连接垫323。该通孔321贯穿该中介板32且与该接垫21一一相对应，而该焊垫322设于该通孔321的一侧且凸出于该中介板底面侧328，使得该多个焊垫322可与该接垫21一一作对位连接，该弹性连接垫323设于与该通孔321相对应的适当位置，该弹性连接垫323为具有一第一端面3231及一第二端面3232的一悬臂构形，该第一端面3231与该中介板32的顶面侧329相连接且该第二端面3232为一自由端。其中借由该第二端面3232上开设有一开孔3233，可使该接触件311通过而进入该通孔321。当该弹性接触电讯连接装置3与该电路基板2进行电性连接时，将使得该芯片基座31施力于该第二端面3232压迫该弹性连接垫323进行一适当位移运动，由于该芯片基座31与该电路基板2作电性连接时，各该接触件311与各该弹性连接垫323的相距距离并非相同，因此借由压迫各该弹性连接垫323进行不同适当的位移运动，将使得各该接触件311与各该弹性连接垫323的相距距离缩短趋于形成为一致，将使得各该弹性接触电讯连接装置3与该电路基板2的电气接触情况更一致，以保持良好且一致的电气接触。
以上本实用新型的实施例一中，该多个弹性连接垫323皆是以均匀分布排列方式，将使该芯片基座31作电性连接时重心位置不致偏移，以达成使该芯片基座31形成一较佳的平面度，还因为以上各该接触件311与各该弹性连接垫323的压缩接触，进而提供该接触件311与该弹性连接垫323保持足够而稳定的物理接触面，以达到该芯片基座31与该电路基板2保持足够而且良好的电气导通的作用。
在本实用新型实施例一中，该弹性接触电讯连接装置3还包括设于该芯片基座顶面侧319的一定位板33，该定位板33具有一置放槽331、至少一侧臂332以及至少一定位件334。该置放槽331设于对应该集成电路芯片35的适当位置，恰可提供容置该集成电路芯片35，该侧臂332延伸出该定位板33，且开设有一定位孔333，以该定位件334通过该定位孔333，而与该电路基板2开设的至少一固定孔22相连接，该固定孔22设于该多个接垫21所包围区域外的适当位置处，而使得该弹性接触电讯连接装置3与该电路基板2相连接形成为一体，当然该固定孔22是分别设置在多个接垫21所包围区域外的两侧，此时该定位件334也相对应设为二个，以利于该弹性接触电讯连接装置3固定在具较佳平面度的平面上，当然该固定孔22以及该定位件334也可设计为三个或三个以上。
本实用新型实施例一中，该定位板的顶面侧339还具有一散热组件34，该散热组件34可改善该集成电路芯片35的散热效果，该散热组件34是由一体成型制作形成中空环形的多个散热片341以相距适当间距构成，且环形中空位置设置有一风扇342，其中该风扇342位置与该集成电路芯片35的位置相对应，由此，散热片341与该集成电路芯片35呈现平行的设置状态，将使得该风扇342可置入散热片341环形中空位置，这样便不需象公知的散热组件那样占用较大的体积和操作空间，而且在该集成电路芯片的顶面351还涂布有导热胶36，使得该集成电路芯片35借由该导热胶36而与该散热组件34进行直接接触，将该集成电路芯片35运作产生的热能更加顺利地散至该散热组件34。当然本实用新型不仅免去公知扳动长杆电连接器的设计，还可将此空间加以运用，例如可将该中介板的顶面侧329或中介板的底面侧328连接有至少一被动组件324。
本实用新型实施例二大部份的组件相同或类似于上述实施例一。请参阅图3B所示，为本实用新型的弹性接触电讯连接装置的实施例二的剖面结构示意图，在本实用新型实施例中，该集成电路芯片的顶面351上设置有至少一弹性件37，而该散热组件34可借由该弹性件37使得置于该定位板33的该集成电路芯片35作缓冲的接触连接，以防止以上述实施例一中采用该导热胶36作连接时因涂布不均而有翘曲的缺点。而图3B中所示该弹性件37是一个，当然也可是左右二侧各为一个或更多个以适当排列方式设于该集成电路芯片的顶面351上。
以下将结合实施例，详细说明本实用新型的弹性接触电讯连接装置的制作方法。请参阅图4A至图4I所示，为本实用新型的弹性接触电讯连接装置采用制作方法一的实施例的侧视剖面结构示意图。本实用新型的弹性接触电讯连接装置的制作方法，包括下列步骤步骤(a)首先提供上下表面分别具有一铜箔层41的一基板4，如图4A所示，在该基板4上再以钻孔(Drilling)方式形成多个通孔42，如图4B所示，为了便于说明书说明，在图中仅绘出单一通孔42及其制备过程以简化图标。
步骤(b)在该基板4上及该通孔42的外缘结构上镀上一导电层43，该导电层优选以铜电镀形成，当然也可是其它导电金属，如图4C所示。
步骤(c)将该基板4上下表面的导电层43光阻及曝光(Photo-resistand Exposure)后，如图4D所示，进行显影(Developing)以形成一电路图案44，如图4E所示，之后将该电路图案44适当部分及该通孔42的导电层43上覆上焊锡(Solder)或镀金箔45，如图4F所示，再剥除(Stripping)未设有焊锡或镀金箔的电路图案46，如图4G所示。
步骤(d)蚀刻(Etching)该电路图案46，使部分裸露出基板47，如图4H所示。
步骤(e)在该基板至少一表面上制作一弹性连接垫48，该弹性连接垫48跨设于该通孔42且连接于裸露出的该基板47，如图4I所示。
请参阅图5所示，本实用新型弹性连接垫的实施例一的上视结构示意图，该弹性连接垫48为一环形构形。在本实用新型实施例中它为圆环，当然也可是方环或其它形状。如图6A及图6B所示，是图5的弹性连接垫与接触件配合连接的剖面结构示意图，该弹性连接垫48为具有一第一端面481及一第二端面482的一悬臂构形，该第一端面481是与裸露出的该基板47相连接，该第二端面482开设有相对于该通孔42位置的一开孔483且形成为一自由端，该开孔483可提供一插针结构的接触件49a通过而保持足够而稳定的物理接触面，如图6A，当然该接触件49b为球形结构时，该开孔483恰提供该球形接触嵌置，如图6B，以上将使得各该接触件49a和49b与该弹性连接垫48的电气接触情况更一致，以保持良好且一致的电气接触。
本实用新型的弹性连接垫另一较佳实施例的大部份的组件是相同或类似于前述实施例。请参阅图7所示，本实用新型弹性连接垫的实施例二的上视结构示意图，该弹性连接垫48为一圆形构形设计，且中心部分是以冲模方式形成一凹陷区484。图8A及图8B是图7的弹性连接垫与接触件配合连接的剖面结构示意图，该弹性连接垫48具有一第一端面481及一第二端面482的一悬臂构形，该第一端面481平贴与该焊锡或镀金箔45相连接，该第二端面482开设有相对于该通孔42位置的一开孔483且形成为一自由端，该开孔483可提供一插针结构的接触件49a通过而保持足够而稳定的物理接触面，如图8A，当然该接触件49b为球形结构时，该凹陷区484恰提供该球形接触嵌置，如图8B，以上将使得各该接触件49a和49b与该弹性连接垫48的电气接触情况更一致，以保持良好且一致的电气接触。
请参阅图9A至图9J所示，为本实用新型的弹性接触电讯连接装置采用另一制作方法的实施例的侧视剖面结构示意图。本实用新型的弹性接触电讯连接装置的另一制作方法，包括有下列步骤步骤(a)首先提供一预浸材基板5，如图9A所示，该预浸材基板5以冲切(Punch)方式形成有多个通孔51(如图9B所示)，为了便于说明书说明，在图中仅绘出单一通孔51及其以后制备过程以简化图标。
步骤(b)选择将预浸材基板5的至少一表面叠合(Lamination)覆盖上一第一铜箔层52，且另一表面叠合覆盖上使该通孔51裸露出一第二铜箔层53，如图9C所示。
步骤(c)在该第一铜箔层52及第二铜箔层53上及该通孔51电镀上一导电层54，该导电层54优选以铜电镀形成，当然也可是其它导电金属。如图9D所示。
步骤(d)将该该第一及第二铜箔层52、53上下表面的导电层54上光阻及曝光(Photo-resist and Exposure)后，如图9E所示，进行显影(Developing)以形成一电路图案55，如图9F所示，之后将该电路图案55适当部分及该通孔51的导电层54上覆上焊锡(Solder)或镀金箔56，如图9G所示，再剥除(Stripping)未设有焊锡或镀金箔的电路图案57，如图9H所示。
步骤(e)蚀刻(Etching)该电路图案57使该第一铜箔层52形成相对应该通孔51的一开孔58，如图9I所示，再加热回焊(Reflow)该开孔58，使得该开孔58形成导电层54布设于外缘的开孔59，如图9J所示。
步骤(f)将该开孔59部分以一夹具冲顶形成弧面构形。
本实用新型的电路基板虽是以单层板(仅具有单层电路布局)或是双层板而进行说明，然其也可以是使用具有多层电路布局的电路基板。
因此，本实用新型的弹性接触电讯连接装置及其制作方法仅需占用相对较少的电路主板2面积，且在操作时直接作对位电讯连接即可，会减少公知扳动长杆装置空间上的占用与限制，可知本实用新型相对于如图1与图2所示的公知扳动长杆装置而言，本实用新型确实在面积与空间的节省及利用上具有显著的进步性，而且该多个弹性连接垫323皆是以均匀分布排列方式，还可克服公知扳动长杆装置于该弹性接触电讯连接装置的一侧面上，且该弹性接触电讯连接装置还延伸出装置其杆轴部份的空间，进而会将该公知弹性接触电讯连接装置的重心由中心部位大量向装置扳动长杆方向偏移及少量向延伸出装置其杆轴部份的方向偏移，造成装置公知弹性接触电讯连接装置时由于大量的重力偏差倾向于一侧而损毁零件的缺点，而本实用新型的弹性接触电讯连接装置可通过多个弹性连接垫来进行稳定的物理接触电讯导通以及一定位件来进行芯片基座与电路基板的定位固定，以克服公知技术易损坏电路基板的缺点且便于操作定位连接。
权利要求1.一种弹性接触电讯连接装置，该装置与具有多个接垫的一电路基板电性连接，其特征在于，该弹性接触电讯连接装置包括有一芯片基座，该芯片基座底面上设有与该接垫一一相对应的多个接触件，而该芯片基座顶面上承载至少一芯片；以及一中介板，设于该电路基板与该芯片基座之间，该中介板还具有多个通孔，该通孔贯穿该中介板且与该接垫一一相对应；多个焊垫，该焊垫设于该通孔的一端且凸出于该中介板的底面侧，该多个焊垫可与该接垫一一对位连接；多个弹性连接垫，该弹性连接垫设于中介板顶面侧上与该通孔相对应的位置，该弹性连接垫具有一第一端面及一第二端面，该第一端面与该中介板的顶面侧相连接，该第二端面为一与该接触件相连接的自由端，且开设有一开孔。
2.如权利要求1所述的弹性接触电讯连接装置，其特征在于，所述的接触件为一插针结构。
3.如权利要求1所述的弹性接触电讯连接装置，其特征在于，所述的接触件为一球形结构。
4.如权利要求1所述的弹性接触电讯连接装置，其特征在于，所述的弹性接触电讯连接装置还包括有设于该芯片基座顶面侧的一定位板，该定位板具有一容置该芯片的置放槽，设于对应该芯片的位置；至少一侧臂，该侧臂延伸出该定位板，且开设有一定位孔；以及至少一定位件，该定位件穿过该定位孔与该电路基板上开设的至少一固定孔相连接。
5.如权利要求4所述的弹性接触电讯连接装置，其特征在于，所述的定位板的顶面侧上还具有一散热组件。
6.如权利要求5所述的弹性接触电讯连接装置，其特征在于，所述芯片顶面上设有导热胶，与该散热组件相连接。
7.如权利要求5所述的弹性接触电讯连接装置，其特征在于，所述芯片顶面上设有至少一弹性件，与该散热组件相连接。
8.如权利要求1所述的弹性接触电讯连接装置，其特征在于，所述的中介板还连接有至少一被动组件。
9.如权利要求1所述的弹性接触电讯连接装置，其特征在于，所述弹性连接垫为一悬臂结构。
10.如权利要求1所述的弹性接触电讯连接装置，其特征在于，所述弹性连接垫为一圆形结构。
专利摘要本实用新型提供一种弹性接触电讯连接装置，与具有多个接垫的一电路基板电性连接，该装置包括一芯片基座，其底面上设有与该接垫一一相对应的多个接触件，其顶面上承载至少一芯片；以及一中介板，设于该电路基板与该芯片基座之间；该中介板具有多个通孔，贯穿于该中介板且与该接垫一一相对应；多个焊垫，设于该通孔的一端且凸出于该中介板的底面侧，该多个焊垫与该接垫一一对位连接；多个弹性连接垫，设于中介板顶面侧上与该通孔相对应处，该弹性连接垫具有一第一端面及一第二端面，该第一端面与该中介板的顶面侧相连接，该第二端面为一与该接触件相连接的自由端且开设有一开孔；本实用新型的装置节省操作空间且具有良好及稳定的电讯导通。
文档编号H01R4/48GK2596572SQ0320154
公开日2003年12月31日 申请日期2003年2月20日 优先权日2003年2月20日
发明者宫振越, 何昆耀 申请人:威盛电子股份有限公司