具有凹部且凹部一侧设有弹性构件的插座连接器

摘要

公开了一种插座连接器，包括：插座本体，所述插座本体具有适于将诸如半导体模块等连接对象容纳在其中的凹部；布置在凹部的底表面部分处的多个接触件；以及设置在凹部的一侧的弹性构件。所述弹性构件具有：接合部，所述接合部适于在连接对象的连接操作的第一阶段中沿着分离方向接合连接对象以暂时保持连接对象；以及按压部，所述按压部适于平行于底表面部分按压连接对象并向凹部内侧按压连接对象、以将连接对象定位在凹部的预定位置处。

说明书

本申请基于并要求于2010年2月10日申请的日本专利申请No.2010-027945的权益，其内容以参考的方式整体合并于此。

技术领域

本发明涉及一种用于将诸如触点栅格阵列(Land GridArray，简称LGA)型半导体封装等连接对象安装到电路板或类似物上的插座连接器。

背景技术

JP-A-2006-127804(专利文献1)公开了这样一种插座连接器，其在这里称为插座。插座的两侧分别具有可弹性变形的臂，并且插座被构造成使得连接对象通过这些臂在与插座的放置表面平行的方向上被推动以压靠插座的参考表面，从而定位连接对象。

JP-A-2003-092168(专利文献2)公开了一种用于连接诸如连接至通信电缆的插头等连接对象的小型化插座。所述插座具有弹性部，每个弹性部在其自由端具有锁定片，并且每个弹性部被构造成通过将锁定片和连接对象接合而防止连接对象从插座外壳脱离。通过使用除弹性部以外的部件来实现连接对象的定位。

发明内容

考虑到最近对装置的小型化和更高密度的要求，就保证空间、强度等方面来说，将连接对象定位功能和连接对象保持功能赋予给不同部件是不利的，原因在于会增加部件的数量。

因此，本发明的目的在于提供一种插座连接器，其通过简单的结构实现了连接对象的定位和保持功能。

本发明的其它目的会随着描述的进行而变得清晰。

根据本发明的一个示例性方面，提供一种插座连接器，其包括：插座本体，该插座本体具有适于将连接对象容纳在其中的凹部；多个接触件，该多个接触件布置在凹部的底表面部分处；以及弹性构件，该弹性构件设置在凹部的一侧；其中弹性构件包括：接合部，该接合部适于沿着分离方向接合连接对象，以在连接对象的连接操作的第一阶段中暂时保持连接对象；以及按压部，该按压部适于在连接操作的第二阶段中平行于凹部的底表面部分按压连接对象并且向凹陷内侧按压连接对象、以将连接对象定位在凹部的预定位置处。

根据本发明的另一个示例性方面，提供一种插座连接器，其包括：插座本体，该插座本体具有适于将连接对象容纳在其中的凹部；多个接触件，该多个接触件布置在凹部的底表面部分处；以及弹性构件，该弹性构件设置在凹部的一侧；其中弹性构件包括：接合部，该接合部适于将连接对象锁定和暂时保持在与底表面部分间隔开的第一位置处；以及按压部，该按压部适于将连接对象定位在凹部预定位置处并且在比第一位置更靠近底表面部分的第二位置处。

附图说明

图1A是根据本发明的一个具体实施例的插座连接器从一上侧看时的透视图；

图1B是图1A中的插座连接器从另一上侧看时的透视图；

图1C是图1A和1B中的插座连接器从下侧看时的立体图；

图2是显示包括在图1A-1C的插座连接器中的插座和弹性构件处于拆分状态下的透视图；

图3是仅显示图2所示的插座的一部分的底视图；

图4A是图2所示的弹性构件的放大透视图；

图4B是图4A所示的弹性构件的侧视图；

图5A是包括在图2所示的插座中的接触构件从一侧看时的透视图；

图5B是图5A所示的接触构件从另一侧看时的透视图；

图6是解释图5A和5B所示的接触构件的结构的解释性透视图；

图7是包括在图2所示的插座中的插座本体的截面透视图；

图8A是可与图1A-1C中的插座连接器连接的连接对象从上侧看时的透视图；

图8B是图8A的连接对象从下侧看时的透视图；

图9A是显示将图8A和8B中的连接对象连接到图1A-1C的插座连接器的操作的开始阶段的截面图；

图9B是解释连接操作从图9A的开始阶段进行时弹性件的状态的解释性图示；

图10A是显示将图8A和8B的连接对象连接到图1A-1C的插座连接器的操作继续进行的第一阶段的横截面图；

图10B是解释连接操作从图10A的第一阶段进行时弹性件的状态的解释性图示；

图11是显示将图8A和8B的连接对象连接到图1A-1C的插座连接器的操作继续进行的第二阶段的横截面图；

图12是显示在将图8A和8B的连接对象连接至图1A-1C的插座连接器时使用的机构的一个示例的示意性图示；

图13是显示每个都是图1A-1C中的插座连接器的多个插座连接器安装在单一的板上的一个示例的示意性图示；以及

图14是显示连接对象处于其连接至图1A-1C中的插座连接器的状态下的另一个示例的透视图。

具体实施方式

首先参见图1A至7，将描述根据本发明一个具体实施例的插座连接器1的结构。

在图1A-1C和图2中，插座连接器1用于将诸如触点栅格阵列(Land Grid Array，简称LGA)型半导体模块或者球栅阵列(Ball Grid Array，简称BGA)型半导体模块等连接对象安装到电路板或类似物上。插座连接器1包括：插座本体3，在插座本体的上表面的中心处具有从平面图上看为大体正方形的凹部2，凹部2用于将连接对象容纳在其中；弹性构件4，弹性构件4结合到凹部2的在第一方向X上的一个侧部处，以实现连接对象定位功能和连接对象保持功能；以及多个接触构件5，多个接触构件5结合到凹部2的底表面部分2a中以电连接连接对象。这里，组合在一起的插座本体3和接触构件5简称为“插座”。

插座本体3由绝缘塑性成型材料形成。插座本体3具有设置为分别对应凹部2的四个角部的四个模块引导支撑件(以下简称为“支撑件”)61和62。每个支撑件61和62从底表面部分2a沿垂直于第一方向X的第二方向Y向上延伸。正如以下将会详细描述的，在一个端侧的两个支撑件61有助于弹性构件4的结合，而在相对端侧的两个支撑件62有助于实现连接对象的定位和保持功能。

此外，如图3所示，插座本体3沿着第一方向X在其一个端部处设置有用于结合弹性构件4的弹性结合部7。弹性结合部7具有沿着第三方向Z形成在其中间部的压配合孔8，以及在其两个端部处形成的、与在所述一个端侧的两个支撑件61相对应的插入孔9。

如图1B所示，在插座本体3的相对端侧的两个支撑件62中的每个设置有定位参考表面62a和面向在所述一个端侧处的相应支撑件61的接合突出部62b(其间有一距离)。

如图4A和4B所示，弹性构件4具有沿着第三方向Z在其中间部的压配合部11，其压配合到压配合孔8中，并且弹性构件4在其两个端部处还分别具有弹性部12。每个弹性部12为具有水平部和垂直部的L形形状，其中垂直部形成为使得其上部折回。这个折回部具有弹性，因而可变形，因此，垂直部的上部通过确保所述折回部的变形所需的空间S而被折回，如图4B所示。

弹性构件4具有：垂直延伸的一对第一弹性片13；一对折回部分14，每个折回部分14从第一弹性片13的上端折回到一侧；以及一对第二弹性片15，每个第二弹性片从折回部分14向下延伸；以及一对第三弹性片16，每个第三弹性片在压配合部11和第一弹性片13的下端之间水平延伸。此外，接合部17和按压部18从每个第二弹性片15的下端延伸形成。当将弹性构件4结合到插座本体3中时，第一弹性片13通过插入孔9插入，从而被设置在插座本体3的所述一个端侧处的支撑件61的内侧。结果，第二弹性片15、接合部17、以及按压部18以面向插座本体3的相对端侧处的支撑件62(其间有一距离)的状态暴露在凹部2的底表面部分2a之上。

在这个实施例中，两个弹性部12彼此对称地形成，但是单个弹性部12可能仅形成在一侧。此外，在这个实施例中，弹性构件4通过冲压和弯曲金属板而形成，但是可以由塑性材料形成。

如图5A-6所示，每个接触构件5通过采用用于加强和传递的基础构件21，由凝胶、橡胶或类似物制成的粘弹性构件22，以及由聚酰亚胺或类似物制成的厚度为几μm至十几μm的且其表面形成有数量与插脚的数量相对应的导体23的绝缘薄膜24而形成。首先，粘弹性构件22形成为围绕基础构件21，从而保持基础构件21。接着，绝缘薄膜24采用粘合剂或类似物固定地结合到粘弹性构件22。导体23通过溅射、电镀、蚀刻或类似方法预先在绝缘薄膜24的表面上形成图案。以这种方式，每个接触构件5被构造为在其上端面和下端面具有多个接触部分23a的低压接触件。可以采用普通按压接触件替代接触构件5。

如图7所示，插座本体3的凹部2的底表面部分2a具有沿着第三方向Z彼此平行地延伸的多个狭槽25以及位于每个狭槽25中的多个突出部26。接触构件5插入到各个狭槽25中，从而以接触构件5沿着第一方向X彼此相邻的状态设置在插座本体3中。接触构件5通过插座本体3的突出部26和设置在接触构件5的相应位置处的凹部27之间的接合而被插座本体3保持。由于接触构件5被设置成在接触构件5从插座本体3的凹部2的底表面部分2a向上和向下突出的状态中，接触部分23a以矩阵形式从底表面部分2a向上和向下暴露出。这种状态也可以被认为是在插座本体3的凹部2的底表面部分2a处以矩阵形式设置多个接触件的状态。在插座本体3的下表面上，多个定位凸台28被设置以在将插座连接器1安装到板上时相对于板定位插座连接器1。

插座连接器1的插脚的数量可以根据狭槽25或接触构件5的数量任意地设计。例如，当每个具有9个导体23的9个接触构件5插入到插座本体3中时，获得具有81个插脚的插座连接器。

现在参见图8A和8B，将简单描述作为连接对象的半导体模块30。

半导体模块30包括LGA基底31和具有半导体元件且固定安装到LGA基底31的上表面的半导体封装32。多个端子33以矩阵形式布置在LGA基底31的下表面中。半导体封装32在其上表面中形成有用于抽出光纤的开口32a。

现在，还参见图9A-11，将描述将半导体模块30连接到上述插座连接器1的操作。

由于弹性构件4的两个弹性部12以同样的方式操作，为了简单清楚的目的，以下仅给出一个弹性部12的描述。

在图9A和图9B中，半导体模块30从上面连接到插座连接器1。首先，弹性构件4的接合部17由半导体模块30的(作为LGA基底31的周边部分的)凸缘部34推动。在此情形下，如图9B所示，对弹性部12的按压点35以及对插座本体3的作为支撑部设置的变形抑制部36沿着第二方向Y在位置上彼此较大程度地偏移。因此，如图9B中的粗虚线所表示的，弹性部12的上部以变形抑制部36的上端为支点向外倾斜(至图9B的左侧)。在此情形下，弹性部12的下部以变形抑制部36的上端为支点、像杠杆一样变形至图9B中的右边。因此，弹性部12的整个L形部以扭转的方式变形以产生反作用力。为了允许弹性部12的上端的变形，支撑件61形成有逃逸凹部(escape recess)61a。

也就是说，在使得半导体模块30的凸缘部34推动接合部17的连接操作的第一阶段中，第一弹性片13的上部(和第二弹性片15)向逃逸凹部61a内弹性变形，而第一弹性片13的下部(和第三弹性片16)以用作支撑部的变形抑制部36的上端作为支点向相反的方向弹性变形，即向逃逸凹部61a外弹性变形，这样整个第一弹性片13和第二弹性片15(以及第三弹性片16)作为弹簧使用。第一弹性片13的下端和第三弹性片16以支撑部和固定部为支点向图9B中的右侧变形，结果，第二弹性片15和第三弹性片16以扭转的方式变形。

当半导体模块30的连接操作继续进行时，凸缘部34骑跨在接合部17和支撑件62的接合突出部62b之上以进入接合部17的凹陷部。结果，如图10A和10B所示，凸缘部34的一个端部与接合部17在第二方向Y上接合。同时，由于弹性部12的反作用力，凸缘部34的相对端部压靠在支撑件62的定位参考表面62a上，并且与接合突出部62b在第二方向Y上接合。结果，半导体模块30被暂时保持在其受控处于与插座本体3的凹部2的底表面部2a间隔开的第一位置处的状态下。这样，当半导体模块30容纳在形成在弹性构件4的接合部17和按压部18之间的凹陷部中时，通过弹性部12的弹性防止半导体模块30脱离，如图10A和10B所示。

这里，“暂时保持”表示较弱程度的保持，使得即便插座连接器1颠倒放置，半导体模块30也不会脱离。通过改变弹性部12的形状，能够提供仅将半导体模块30向上拉时不会允许其脱离的“暂时保持”或保持力。在此实施例中，弹性部12的形状适于实现“暂时保持”的保持力，因此，可以通过将半导体模块30移至图10A和10B中的左侧而使其脱离。

当半导体模块30从上述状态中进一步被压下时，半导体模块30随着弹性构件4的变形压靠在图10A右侧的支撑件62的定位参考表面62a、以对其定位。

当半导体模块30进一步向下移动到图11的位置时，按压点35和弹簧变形抑制部36沿着第二方向Y在位置上彼此大体重合，从而基本上通过折回部分14实现弹性部12的弹性。因此，半导体模块30定位并保持在凹部2的预定位置处并且在比上述第一位置更靠近凹部2的底表面部分2a的第二位置处。换言之，在半导体模块30最终连接的连接操作的第二阶段，由于通过按压部18施加在第一弹性片13上的反作用力被支撑部(即，变形抑制部36)接收，第一弹性片13的在支撑部之上的上部用作弹簧，从而缩短弹簧长度以使得按压部18以强的按压力(弹簧力)定位和保持半导体模块30。在图11中，数字40表示安装有插座连接器1的板。

如上所述，插座连接器1被构造成采用具有通过折回部分14彼此面对的第一弹性片13和第二弹性片15的颠倒U型弹性构件4，其中面向插座本体3的凹部2的第二弹性片15设置有用于暂时保持半导体模块30的接合部17和用于平行于凹部2的底表面部分2a推动和移动半导体模块30的按压部18，从而将半导体模块30定位在凹部2的预定位置，并且，第一弹性片13的外表面的与按压部18相对的部分由弹簧变形抑制部36支撑。根据这个构造，在使得半导体模块30与接合部17接合、以对其暂时保持的连接操作的第一阶段中，以弹簧变形抑制部36为支点，第一弹性片13的上部向外弹性变形，而第一弹性片13的下部向内弹性变形，从而整个第一弹性片13起到弹簧的作用、以便于半导体模块30的接合(暂时保持)。接着，在半导体模块30被移动至按压部18以对其定位的连接操作的第二阶段中，仅仅第一弹性片13的在弹簧变形抑制部36之上的上部作为弹簧使用，从而缩短弹簧长度并因此获得推动和移动半导体模块30所需的强的弹簧力。此外，通过将第三弹性片16设置在第一弹性片13的下端并且与凹部2的底表面部分2a平行，在半导体模块30的接合期间的弹簧长度能够变得更长，从而能够进一步便于半导体模块30的接合以及抑制整个插座连接器1的高度。

在上述实施例中，弹性构件4的弹性力的作用方向仅是第一方向X，而可能增加另一弹性构件以产生作用在第三方向Z上的弹性力。另一方面，除了设置在所述一端侧处的支撑件61处的弹性构件4之外，与弹性构件4相同的弹性构件可以设置在所述相对端侧处的支撑件62处而不是设置在接合突出部62b处。半导体模块30与插座连接器1的最终连接通过使用如图12所示的具有弹簧41的按压机构42或使用安装在插座连接器1之上的模块按压盖来实现。如图13所示，可以考虑将多个插座连接器1安装到单一的板40上，接着将半导体模块30分别设在插座连接器1中，然后同时将所有半导体模块30共同压下。如图14所示，还有一种情况，其中光纤43被抽出的光学模块作为半导体模块30被连接到插座连接器1。在所述任何一种情况下，就操作来说，插座连接器1优选地设有暂时保持半导体模块30的功能。

虽然描述了将半导体模块30作为连接对象的情况，然而，本发明不限于此，各种其它物体可以作为连接对象。

上述插座连接器可以用来连接诸如CPU或O/E转换模块等LGA型或BGA型半导体模块。

上述插座连接器使得：弹性构件设置在凹部的适于将连接对象容纳于其中的一侧，并且设有适于接合连接对象以暂时保持连接对象的接合部以及设有适于沿着与凹部的底表面部分平行的方向按压连接对象以在预定位置定位连接对象的按压部，从而用单一弹性构件同时实现暂时保持和定位。

本发明不限于上述具体实施例，本发明的部分或整体也可以如同如下补充注释中描述的、但并不限于此。

(补充注释1)一种插座连接器1，包括：

插座本体3，所述插座本体具有适于将连接对象容纳在其中的凹部2；

多个接触件5，所述多个接触件设置在凹部的底表面部分2a处；以及弹性构件4，所述弹性构件设置在凹部的一侧；

其中所述弹性构件包括：

接合部17，所述接合部适于沿着分离方向接合连接对象，以在连接对象的连接操作的第一阶段中暂时保持连接对象；以及

按压部18，所述按压部适于在连接操作的第二阶段中平行于凹部的底表面部分按压连接对象并且向凹部的内部按压连接对象，用于将连接对象定位在凹部的预定位置处。

(补充注释2)如补充注释1所述的插座连接器，其中所述弹性构件包括：

第一弹性片13，所述第一弹性片从凹部的底表面部分侧升起；以及

第二弹性片15，所述第二弹性片与第一弹性片连续并且通过折回部分延伸至凹部的底表面部分侧；以及

其中第二弹性片面向凹部并且形成有接合部和按压部。

(补充注释3)如补充注释2所述的插座连接器，其中所述弹性构件还包括第三弹性片16，所述第三弹性片与第一弹性片的在底表面部分侧的端部连续并且平行于底表面部分延伸，并且所述第三弹性片具有固定到插座本体的一端并在与底表面部分平行的方向上可弹性变形。

(补充注释4)如补充注释3所述的插座连接器，其中所述插座本体包括与第一弹性片的面向凹部外侧的表面的中间部接触的支撑部36，并且当第一弹性片的在支撑部上方的上部向凹部外侧弹性变形时，支撑部用作支点，从而第一弹性片的在支点下方的下部向凹部内侧弹性变形。

(补充注释5)如补充注释4所述的插座连接器，其中所述支撑部设置在面向弹性构件的按压部的位置。

(补充注释6)如补充注释1所述的插座连接器，其中所述弹性构件设置在凹部的一侧，而定位参考表面62a设置在凹部的另一侧，所述定位参考表面适于由弹性构件的按压部、通过连接对象的周边部被按压，从而将连接对象定位在凹部的预定位置处。

(补充注释7)如补充注释6所述的插座连接器，其中所述定位参考表面设有接合突出部62b，所述接合突出部62b沿着分离方向接合连接对象且与弹性构件的接合部协作以暂时保持连接对象。

(补充注释8)如补充注释6所述的插座连接器，其中所述连接对象具有在周边部处的凸缘部34，而且凸缘部与接合部和/或接合突出部接合并且由按压部按压、以被定位在凹部的预定位置处。

(补充注释9)如补充注释6所述的插座连接器，其中所述弹性构件包括：

第一弹性片13，所述第一弹性片从凹部的底表面部分侧升起；

第二弹性片15，所述第二弹性片与第一弹性片连续并且通过折回部分延伸至凹部的底表面部分侧；以及

第三弹性片16，所述第三弹性片与第一弹性片的在底表面部分侧的端部连续并平行于底表面部分延伸。

(补充注释10)如补充注释9所述的插座连接器，其中：

所述第二弹性片面向凹部并形成有接合部和按压部；

所述第三弹性片具有固定到插座本体的一端并且在与底表面部分平行的方向上可弹性变形；

所述插座本体包括与第一弹性片的面向凹部外侧的表面的中间部接触的支撑部36；

当第一弹性片的在支撑部上方的上部向凹部外侧弹性变形时，支撑部用作支点，使得第一弹性片的在支点下方的下部向凹部内侧弹性变形；以及

所述支撑部设置在面向弹性构件的按压部的位置处。

(补充注释11)一种插座连接器，包括：

插座本体3，所述插座本体具有适于将连接对象容纳在其中的凹部2；

多个接触件5，所述多个接触件布置在凹部的底表面部分处；以及

弹性构件4，所述弹性构件设置在凹部的一侧；

其中所述弹性构件包括：

接合部17，所述接合部适于将连接对象锁定和暂时保持在与底表面部分间隔开的第一位置处；以及

按压部18，所述按压部适于将连接对象定位在凹部的预定位置处且在比第一位置更靠近底表面部分的第二位置处。

(补充注释12)如补充注释11所述的插座连接器，其中所述弹性构件包括：

第一弹性片13，所述第一弹性片从凹部的底表面部分侧升起；

第二弹性片15，所述第二弹性片与第一弹性片连续并通过折回部分延伸至凹部的底表面部分侧；以及

其中，第二弹性片面向凹部并形成有接合部和按压部。

(补充注释13)如补充注释12所述的插座连接器，其中所述弹性构件还包括第三弹性片16，所述第三弹性片与第一弹性片的在底表面部分侧的端部连续并平行于底表面部分延伸，并且，第三弹性片具有固定到插座本体的一端并在与底表面部分平行的方向上可弹性变形。

(补充注释14)如补充注释13所述的插座连接器，其中所述插座本体包括与第一弹性片的面向凹部外侧的表面的中间部接触的支撑部36，并且当第一弹性片的在支撑部上方的上部向凹部外侧弹性变形时，支撑部用作支点，使得第一弹性片的在支点下方的下部向凹部内侧弹性变形。

(补充注释15)如补充注释14所述的插座连接器，其中所述支撑部设置在面向弹性构件的按压部的位置处。

(补充注释16)如补充注释11所述的插座连接器，其中所述弹性构件设置在凹部的一侧，而定位参考表面62a设置在凹部的另一侧，定位参考表面适于由弹性构件的按压部、通过连接对象的周边部被按压，从而将连接对象定位在凹部的预定位置处。

(补充注释17)如补充注释16所述的插座连接器，其中所述定位参考表面62b设有接合突出部，所述接合突出部沿着分离方向接合连接对象且与弹性构件的接合部协作以暂时保持连接对象。

(补充注释18)如补充注释16所述的插座连接器，其中所述连接对象具有在周边部的凸缘部34，而且凸缘部与接合部和/或接合突出部接合并且由按压部按压、以被定位在凹部的预定位置处。

(补充注释19)如补充注释16所述的插座连接器，其中所述弹性构件包括：

第一弹性片13，所述第一弹性片从凹部的底表面部分侧升起；

第二弹性片15，所述第二弹性片与第一弹性片连续并通过折回部分延伸至凹部的底表面部分侧；以及

第三弹性片16，所述第三弹性片与第一弹性片的在底表面部分侧的端部连续并平行于底表面部分延伸。

(补充注释20)如补充注释19所述的插座连接器，其中：

所述第二弹性片面向凹部并形成有接合部和按压部；

所述第三弹性片具有固定到插座本体的一端并在与底表面部分平行的方向上可弹性变形；

插座本体包括与第一弹性片的面向凹部外侧的表面的中间部接触的支撑部36；

当第一弹性片的在支撑部上方的上部向凹部外侧弹性变形时，支撑部用作支点，使得第一弹性片的在支点下方的下部凹部内侧弹性变形；以及

支撑部设置在面向弹性构件的按压部的位置处。