[发明专利]导电粒子填充的聚合物电接触件

说明书

技术领域

本发明涉及电连接器，以及尤其涉及安装在内插板上的导电粒子填充的弹性体接触件。

背景技术

现代电子系统的性能需求已经要求使用增加的互连接触件密度。对于高密度连接器阵列应用，选择的普通连接器是平面栅格阵列(LGA)连接器，以实现例如模块和印刷电路板的典型设备之间的直接电互连。通过接触承载内插板来使得模块的接触件阵列与由电路板提供的配对接触件阵列之间能够电接合，其中通过将内插板接触件阵列与模块和电路板各自的配对表面对准，以及施加夹紧力而在模块和电路板之间机械地压缩内插板，来实施连接。

安装在内插板上的接触件必须彼此紧邻，以符合将被连接的电路板和部件上对准的栅格的密度。在满足了密度需求的同时，各个接触件必须在面对的设备接触表面之间提供可靠的电连接，并且必须与相邻的接触件完全隔离，以防止信号线之间的任何短路。尽管因模块和电路板的热膨胀系数的变化而导致相对移动，仍然必须完成该要求。

使用了若干种类型的LGA内插板接触件，包括：金属弹簧、网丝弹性连接元件(fuzz button)(一种卷曲成团的线丝柱体)和导电弹性体。本发明是对导电体填充的弹性体接触件的一种改进。

发明内容

本发明涉及一种导电填充聚合物(CFP)接触件，其中通过已经与固化剂和导电粒子混合的基本弹性体的传递模塑来生成接触件栅格。在模塑工序期间，在插在模件部分之间的电绝缘承载板中的孔处，通过对导电填充聚合物接触件进行模塑来形成LGA内插板。内插板用于连接由模块和印刷电路板提供的接触表面的两个阵列，其中所述模块将安装在所述印刷电路板上。通过足够大小的力在面对的接触表面之间压缩每个内插板接触件来将模块夹紧固定至电路板(内插板位于其间)以确保电互连，从而建立接触表面互连。尽管需要施加至每个接触件的力可以仅仅是1至4盎司，但是数千接触件的栅格可能需要相当大的压力。

导电粒子填充的聚合物接触件是选择的普通接触件结构。这种接触件容易遭受偶然发生的因粒子至粒子的电接触中断而导致的突波(glitch)。尽管在包括必须总是提供可靠电路经的数千接触件的栅格中突波的发生并不常见，但即使是少有的发生也是不能接受的。可能导致突波的典型条件是正被互连的印刷电路板和模块的热膨胀系数之间的差异。不同的系数可能引入相当大的横向剪切力，而该横向剪切力将导致粒子至粒子的电接触中断或者导致突波。本发明公开了一种用于降低突波风险的装置。

通过导电框架使得突波问题得以减少并使导电填充弹性体接触件的可靠性得到增强，在对接触件进行模塑之前，将所述导电框架作为穿过承载件的孔延伸的插入件而引入至模腔中，以提供从紧邻接触件主体上的一个接触表面延伸至接触件主体上的另一接触表面的导体。可以基于并联的粒子接触件界面(interface)的数量相对于串联的粒子接触件的数量来评估CFP接触的可靠性。使用导电填充聚合物，存在许多接触件跨过CFP接触件的任意给定截面。对于粒子大小均匀的、具有相同高度和直径的的接触件，并联与串联接触件的比值将为1，或者接触件可靠性将为单个界面的可靠性。然而，由于接触件主体高度大于直径，因此该比值实际上将大于1，这意味着实际上可靠性已经降低了(即，故障率增加了)。

导电框架的使用降低了在接合将被互连的设备接触表面的接触件上表面和下表面之间的串联电连接数量。穿过接触件长度延伸的导电框架的存在提供了穿过所述接触件长度的可靠电通路。正被连接的接触表面之间的通路(连接器的高度)可以是至导电框架的通路长度的8至10倍。通过有效地降低穿过连接器高度的连接器粒子界面的数量，到导电框架的较短粒子至粒子电通路增加了接触件的可靠性。这降低了穿过接触件高度的接触件体电阻。

由于接触件主体弹性属性是由弹性体的属性来控制的，因此导电框架并不必须具有弹簧的属性。这意味着，导电框架基本材料的电传导性可以是纯铜或者其它高导电的延展性材料。导电框架的内含物增加了通过降低对粒子表面接触的依赖性而实现的可靠性，并进一步使得接触件的截面尺寸更小且使得接触件间隔更近。

附图说明

图1示出了典型的平面栅格阵列套接硬件的分解图。

图2示出了图1的套接硬件的装配正视图。

图3是沿由两个相邻导电填充的聚合物接触件的中心线限定的平面所截取的接触件的截面图，这结合由接触件所互连的电路板和模块的部分而示出。

图4示出了沿接触件的垂直中心线所截取的导电填充的聚合物接触件的截面图，其中所述接触件包括本发明的导电框架。