LGA插座

摘要

本发明提供一种LGA插座，能够降低串扰。LGA插座(1)具备：中心基板(3)，其由包括接地层(33)的多层层结构构成，形成有多个通孔(30‑k(k＝1～195))；第1绝缘子(2)，其配置在中心基板(3)上表面的多个通孔(30‑k(k＝1～195))的周围；第2绝缘子(4)，其配置在中心基板(3)下表面的多个通孔30‑k(k＝1～195)的周围；以及多对接触件(7a‑k(k＝1～195))以及(7b‑k(k＝1～195))，其从通孔(30‑k(k＝1～195))的上侧以及下侧插入通孔(30‑k(k＝1～195))，相互接触，焊锡于通孔(30‑k(k＝1～195))，由此相互电连接。

说明书

技术领域

本发明涉及对基板间的信号高速传输进行中继的插座。

背景技术

针对与LGA(Land Grid Array，接触件陈列封装)类型的半导体封装用插座有关的技术，提出了各种方案。例如，专利文献1中公开的插座在壳体表背面之间穿设多个通孔，在通孔中压入接触件焊锡而成。该插座接触件被压入通孔的压入部的宽度比通孔内径稍微宽大一点，当压入部被压入通孔时会被挤到该内壁面而发生弹性变形，使得接触件内的接触件位置或姿势被临时固定。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2018-174017号公报

发明内容

然而，以往的这种插座仅由绝缘性板材来形成壳体。因此，存在的问题是，难以抑制高频带信号高速传输时产生的串扰。

本发明是鉴于这样的课题而完成的，其目的在于提供一种能够降低串扰的LGA插座。

为了解决上述课题，提供一种LGA插座，作为本发明优选方式的LGA插座，具备：中心基板，其由包括接地层的多层层结构构成，形成有多个通孔；第1绝缘子，其配置在所述中心基板的上表面的所述多个通孔的周围；第2绝缘子，其配置在所述中心基板的下表面的所述多个通孔的周围；以及多对接触件，其从所述通孔的上侧以及下侧插入所述通孔，经由所述通孔进行焊锡，由此来相互电连接。

在该方式中也可以是，所述接触件具有本体部和从所述本体部的一端突出而插入所述通孔的插入部，多对接触件各自的一个接触件和另一个接触件的所述插入部具有压接工艺(press fit)构造。

另外也可以是，所述接触件具有本体部和从所述本体部的一端突出而插入所述通孔的插入部，多对接触件各自的一个接触件和另一个接触件的所述插入部具有向一侧弯折延伸后再翻折延伸到另一侧的构造。

另外也可以是，所述接触件具有本体部和从所述本体部的一端突出而插入所述通孔的插入部，多对接触件各自的一个接触件的所述插入部具有压接工艺构造，另一个接触件的所述插入部具有向一侧弯折延伸后翻折延伸到另一侧的构造。

另外也可以是，所述接触件以铍铜为母材形成，所述母材的表面被实施镀镍，所述镀镍的表面被实施镀金，所述本体部和所述插入部的边界部分剥离所述镀金而露出镍。

另外也可以是，所述接触件以铍铜为母材形成，所述母材的表面被实施镀镍，所述镀镍的表面被实施镀金，所述插入部中所述突出方向的中央部分剥离镀敷而露出镍。

另外也可以是，所述第1绝缘子呈设有开口的四边框状，在该四边框的四个角落部，设有对与所述开口嵌合的部位施加内朝向力的金属弹簧，在所述角落部存在具有凹部和大致L字状支撑壁的保持部，所述凹部是使包括收纳所述金属弹簧的该四边框的四个角落的大致L字状的部分向外侧凹陷而成，在所述保持部上保持所述金属弹簧。

另外也可以是，所述第1绝缘子呈设有开口的四边框状，在该四边框的至少一个角落部，设有对与所述开口嵌合的部位施加内朝向力的第1按压部。

另外也可以是，所述第1按压部包括作为按压单元的第1弹簧部件和收纳第1弹簧部件的第1收纳部，所述第1弹簧部件被保持在第1支撑槽内，所述第1支撑槽由使包括所述角落部的所述四边框的内壁面的一部分从内侧向外侧凹陷而成的第1凹部和沿着所述内壁面立设的第1支撑壁形成。

另外也可以是，在所述四边框的至少一个边上，设有对与所述开口嵌合的部位施加内朝向力的第2按压部。

另外也可以是，所述第2按压部包括作为按压单元的第2弹簧部件和收纳第2弹簧部件的第2收纳部，所述第2弹簧部件被保持在第2支撑槽内，所述第2支撑槽由使构成所述四边框的所述边的内壁面的一部分从内侧向外侧凹陷而成的第2凹部和沿着所述内壁面立设的第2支撑壁形成。

本发明具备：中心基板，其由包括接地层的多层层结构构成，形成有多个通孔；第1绝缘子，其配置在所述中心基板的上表面的所述多个通孔的周围；第2绝缘子，其配置在所述中心基板的下表面的所述多个通孔的周围；以及多对接触件，其经由通孔焊锡，由此相互电连接。在中心基板存在接地层，通过该接地层，能够抑制串扰的劣化。由此，能够提供一种能够降低串扰的LGA插座。

附图说明

图1是作为本发明的第1实施方式的LGA插座1的立体图。

图2的(A)是图1的A-A’线截面图，(B)是(A)的局部放大图。

图3的(A)是图1的LGA插座1的六面图，(B)是(A)的局部放大图。

图4是图1的中心基板3的立体图。

图5是图4的中心基板3的六面图。

图6是图1的第1绝缘子2的立体图。

图7是图6的第1绝缘子2的六面图。

图8是图1的第2绝缘子4的立体图。

图9是图8的第2绝缘子4的六面图。

图10是压接工艺类型1的接触件的立体图。

图11是图10的接触件的六面图。

图12是压接工艺类型2的接触件的立体图。

图13是图12的接触件的六面图。

图14是弹簧类型1的接触件的立体图。

图15是图14的接触件的六面图。

图16是弹簧类型2的接触件的立体图。

图17是图16的接触件的六面图。

图18是图1的金属弹簧5-j的立体图。

图19是图18的金属弹簧5-j的六面图。

图20是作为本发明的第2实施方式的LGA插座1A的立体图。

图21是本发明的变形例的接触件的立体图。

【符号标记说明】

1插座；1A插座；2第1绝缘子；2A第1绝缘子；3中心基板；4第2绝缘子；5金属弹簧；6销；7a接触件；7b接触件；20开口；20A开口；21台阶部；22保持部；23凹部；24支撑壁；25长孔；26螺钉孔；30通孔；33接地层；36螺钉孔；46螺钉孔；51第1板部；52第2板部；58扩充部；59突起部；70本体部；71接触部；72插入部；73前端部；79镍阻挡层；121A第1支撑槽；123A第1凹部；124A第1支撑壁；131A第2支撑槽；133A第2凹部；134A第2支撑壁。

具体实施方式

<第1实施方式>

对作为本发明第1实施方式的LGA插座1进行说明。该LGA插座1安装在称为“主板(hostboard)”的电路基板上，来加以利用。LGA插座1具有有底的开口20。在LGA插座1的开口20，嵌合称为封装的通信对象基板。当在LGA插座1的开口20上嵌合封装时，主板的垫片(pad)和封装的垫片经由LGA插座1的接触件7a-k(k＝1～195)以及7b-k(k＝1～195)电连接，能够高速传输主板以及封装之间的信号。

在后面的说明中，将LGA插座1和封装的嵌合方向适当称为Z方向，将与Z方向正交的一个方向适当称为X方向，将与Z方向以及X方向这两方正交的方向适当称为Y方向。另外，将Z方向存在封装一侧的+Z侧称为上侧，将作为LGA插座1一侧的Z侧称为下侧。

LGA插座1具有中心基板3、第1绝缘子2、第2绝缘子4、金属弹簧5-j(j＝1～4)、销6-m(m＝1～8)、接触件7a-k(k＝1～195)以及7b-k(k＝1～195)。

如图2的(B)、图4以及图5所示，中心基板3是由接地层33、电源层、信号层等多层层结构构成的多层基板。中心基板3呈薄矩形板状。在中心基板3的四个角落内侧和四边正中间内侧，设有螺钉孔36-m(m＝1～8)。在中心基板3的中央矩形状区域，设有用于对195对接触件7a-k(k＝1～195)以及7b-k(k＝1～195)进行焊锡的195个通孔30-k(k＝1～195)。通孔30-k(k＝1～195)呈15行13列的锯齿栅格状。接触件7a-k(k＝1～195)以及7b-k(k＝1～195)对通孔30-k(k＝1～195)的焊锡方式，后面详细叙述。

如图6以及图7所示，第1绝缘子2呈比中心基板3宽度厚的四边框状。第1绝缘子2的外形尺寸与中心基板3的尺寸大致相同。在第1绝缘子2的四个角落内侧和四边正中间内侧，设有螺钉孔26-m(m＝1～8)。在第1绝缘子2的中央，存在与中心基板3中存在通孔30-k(k＝1～195)的区域相对应的开口20。第1绝缘子2中包括开口20的内壁面的下侧部分作为台阶部21向内侧突出。

在第1绝缘子2的内壁面的四个角落上侧，设有用于保持金属弹簧5-j(j＝1～4)的保持部22-j(j＝1～4)。保持部22-j(j＝1～4)分别是使包括内壁面四个角落的大致L字状的部分作为凹部23向外侧凹陷，并在凹部23的内侧设置比凹部23小的大致L字状的支撑壁24而成的。凹部23中与支撑壁24夹着间隙对向的壁面从角部沿着X方向以及Y方向沿延伸，在比支撑壁24的端部稍微靠外侧的位置向内侧稍微倾斜，从倾斜延伸的前端再沿着X方向以及Y方向延伸。

如图7所示，在保持部22-j(j＝1～4)各自的支撑壁24与凹部23的壁面之间的间隙中，穿设有长孔25。长孔25呈梯形状。长孔25中与梯形短底边相当的周壁位于内侧，与长底边相当的周壁位于外侧。长孔25的外侧周壁与凹部23的壁面为同一个面。

如图8以及图9所示，第2绝缘子4呈宽度与中心基板3大致相同的四边框状。第2绝缘子4的外形尺寸与中心基板3以及第1绝缘子2的尺寸大致相同。在第2绝缘子4的四个角落内侧和四边正中间内侧，设有螺钉孔46-m(m＝1～8)。在第2绝缘子4的中央，存在与中心基板3中存在通孔30-k(k＝1～195)的区域相对应的开口40。该开口40的大小与第1绝缘子2的开口20的大小相同。

中心基板3、第1绝缘子2以及第2绝缘子4在第2绝缘子4上载置中心基板3，在中心基板3上载置第1绝缘子2，进行层积，对螺钉孔26-m(m＝1～8)、36-m(m＝1～8)以及46-m(m＝1～8)螺合销6-m(m＝1～8)，由此而被一体化。

在此，销6-m(m＝1～8)中与螺钉孔26-1、36-1以及46-1螺合的销6-1和与螺钉孔26-3、36-3以及46-3螺合的销6-3的长度长于第1绝缘子2、中心基板3以及第2绝缘子4的层积体的上下宽度。销6-1以及6-3的下侧一部分向第2绝缘子4的下侧突出。在向销6-1以及6-3的下侧突出的部分的外周没有设置螺丝槽。销6-1以及6-3的下侧突出部分嵌入主板的定位孔，用于主板安装面上的LGA插座1的定位。

接触件7a-k(k＝1～195)以及7b-k(k＝1～195)是铍铜制的端子。接触件7a-k(k＝1～195)以及7b-k(k＝1～195)以铍铜为母材，母材的表面被实施镀镍，镀镍的表面被实施镀金。接触件7a-k(k＝1～195)以及7b-k(k＝1～195)分别具有：以钝角角度弯折的本体部70；插入部72，其从本体部70的一端突出，插入通孔30-k；以及接触部71，其从本体部70中与插入部72相反侧的端部突出，与安装对象基板的垫片接触。

在此，接触件存在图10以及图11所示的压接工艺类型1、图12以及图13所示的压接工艺类型2、图14以及图15所示的弹簧类型1、图16以及图17所示弹簧类型2这4种。在通孔30-k焊锡的一对接触件7a-k以及7b-k是这4种类型中的任意组合。各类型的接触件构造如以下所述。

a1.压接工艺类型1

如图10以及图11所示，对于该类型的接触件，插入部72中与本体部70相连的基端部的前部呈椭圆环状，其前部是尖细的前端部73。前端部73向与存在接触部71的一侧同侧弯折。

另外，在该类型的接触件形成镍阻挡层79。镍阻挡层79使接触件中比本体部70的弯曲部分靠插入部72一侧的一部分的镀金剥离而露出其下的镍而成的。通过设置镍阻挡层79，避免了如下的事态：从通孔30-k的上侧以及下侧插入成对的2个接触件7a-k以及7b-k的插入部72，在通孔30-k填充焊锡膏，并施加回流(reflow)，此时，焊锡扩展到本体部70的弯曲部分，而损伤了其弹性。作为镍阻挡层79露出镍的位置如图11的(B)所示，可以是本体部70与插入部72的边界部分，或如图11的(C)所示，为插入部72中从本体部70突出的突出方向的中央部分。

b1.压接工艺类型2

如图12以及图13所示，对于该类型的接触件，也是插入部72中与本体部70相连的基端部的前部呈椭圆环状，其前部存在尖细的前端部73。但是，该类型的接触件的前端部73向与存在接触部71的一侧相反侧弯折。该类型的接触件也在本体部70与插入部72的边界部分，或插入部72中突出方向的中央部分，形成镍阻挡层79。

c1.弹簧类型1

如图14以及图15所示，对于该类型的接触件，插入部72中与本体部70相连的基端部的前部延伸部分是从侧面观察在向一侧以钝角弯折延伸后翻折延伸到另一侧，其前部存在尖细的前端部73。前端部73向与存在接触部71的一侧相同侧弯折。该类型的接触件也在本体部70与插入部72的边界部分，或插入部72中突出方向的中央部分形成镍阻挡层79。

d1.弹簧类型2

如图16以及图17所示，对于该类型的接触件，也是插入部72中与本体部70相连的基端部的前部延伸部分从侧面观察，向一侧以钝角弯折延伸后翻折延伸到另一侧，其前部存在尖细的前端部73。但是，该类型的接触件的前端部73向与存在接触部71的一侧相反侧弯折。该类型的接触件在本体部70与插入部72的边界部分，或插入部72中突出方向的中央部分，形成镍阻挡层79。

在此，图2的(B)表示将上侧的接触件7a-39作为压接工艺类型1，将下侧的接触件7b-39作为压接工艺类型2的情况的通孔30-39的周围截面。该情况下，从接触件7a-k(k＝1～195)以及7b-k(k＝1～195)对通孔30-k(k＝1～195)的插入到回流为止的顺序如以下这样。首先，将压接工艺类型1的接触件7a-k的插入部72从上侧压入通孔30-k。压接工艺类型1的插入部72呈椭圆环状，其椭圆短轴方向的宽度大于通孔30-k的内周周径。因此，将压接工艺类型1的接触件7a-k的插入部72压入通孔30-k时，插入部72夹着通孔30-k的内周中心被挤到在Y方向上对向的位置，在内侧变形。当保持不变地压入插入部72时，插入部72移动到通孔30-k的Z方向的正中央位置，被支撑在通孔30-k的内周，保留在正中央位置。

接着，将压接工艺类型2的接触件7b-k的插入部72从下侧压入通孔30-k。接触件7b-k的前端部73与作为压接工艺类型1的接触件7a-k的前端接触，被导入前端部73，移动到通孔30-k中的+X侧。当保持不变地压入压接工艺类型2的接触件7b-k的插入部72时，插入部72一边与接触件7a-k的插入部72接触，一边移动到通孔的Z方向的正中央位置，被支撑在通孔30-k的内周和接触件7a-k的插入部72，保留在正中央位置。将以上的作业针对全部通孔30-k(k＝1～195)都进行了之后，利用涂胶机(dispenser)，对通孔30-k(k＝1～195)注入焊锡膏，施加回流。

对通孔30-k进行焊锡的一对接触件7a-k以及7b-k的类型的组装不限于此。例如，也可以将从上侧对通孔30-k插入的接触件7a-k的类型作为弹簧类型1，将从下侧插入的接触件7b-k的类型成为弹簧类型2。弹簧类型1以及弹簧类型2均是插入部72在一侧以钝角弯折延伸后翻折延伸到另一个侧。因此，将弹簧类型1的接触件7a-k和弹簧类型2的接触件7b-k以相互的插入部72的弯曲部分朝向+X侧和-X侧来压入通孔30-k，由此两个接触件7a-k以及7b-k各自的插入部72的弯曲部分夹着通孔30-k的中心被挤到在X方向上对向的位置，插入部72拉升弯曲部分而变形。当保持不变地压入两个接触件7a-k以及7b-k各自的插入部72时，插入部72移动到通孔30-k的Z方向的正中央位置，被支撑在通孔30-k的内周，停留在正中央位置。

另外，可以将从上侧对通孔30-k插入的接触件7a-k的类型作为压接工艺类型1以及压接工艺类型2中的任一个，将从下侧插入的接触件7b-k的类型作为弹簧类型1以及弹簧类型2中的任一个。该情况下，可以将压接工艺类型1或压接工艺类型2的接触件7a-k的插入部72先插入通孔30-k，将弹簧类型1或弹簧类型2的接触件7b-k的插入部72从后插入通孔30-k。

如图18以及图19所示，金属弹簧5-j是使一个金属板呈大致V状的方式弯折而成的。金属弹簧5-j具有第1板部51以及第2板部52。第1板部51以及第2板部52镜像对称。第1板部51以及第2板部52从该板部的基端到前端的中途向内侧弯折。第1板部51以及第2板部52中向内侧弯折的部分的倾斜度比保持部22-j(j＝1～4)的凹部23的壁面中向内侧倾斜延伸的部分的倾斜陡峭。

在第1板部51以及第2板部52的前端侧中一个侧边，设有扩充部58。第1板部51以及第2板部52的扩充部58朝向相对于该板部的板面向外侧倾斜的方向扩大。在与第1板部51以及第2板部52的基端侧中设有扩充部58的侧边相反的侧边，设有突起部59。突起部59在第1板部51以及第2板部52的板面在同一个面相连。金属弹簧5-j将扩充部58朝向保持部22-j的上侧并且将突起部59嵌入长孔25，而收纳在保持部22-j。

被保持部22-j(j＝1～4)保持的金属弹簧5-j(j＝1～4)发挥辅助调整LGA插座1向开口20封装嵌合时嵌合位置的作用。当使封装靠近LGA插座1的开口20，使封装的下表面的边缘与金属弹簧5-j(j＝1～4)的扩充部58接触时，封装被金属弹簧5-j(j＝1～4)的扩充部58引导到开口20的中央。当保持不变地压入封装时，封装使金属弹簧5-j(j＝1～4)分别向外侧扩张，与开口20嵌合，封装的垫片与向通孔30-k(k＝1～195)的上侧露出的接触件7a-k(k＝1～195)的接触部71接触。在金属弹簧5-j(j＝1～4)产生由于封装而向外侧扩张的力的反作用力。因此，从金属弹簧5-j(j＝1～4)对封装施加内向力，封装被保持在开口20的中央。

以上是本实施方式的结构细节。本实施方式的LGA插座1具备：中心基板3，其由包括接地层33的多层层结构构成，形成有多个通孔30-k(k＝1～195)；第1绝缘子2，其配置在中心基板3上表面的多个通孔30-k(k＝1～195)的周围；第2绝缘子4，其配置在中心基板3下表面的多个通孔30-k(k＝1～195)的周围；以及多对接触件7a-k(k＝1～195)以及7b-k(k＝1～195)，其从通孔30-k(k＝1～195)的上侧以及下侧插入通孔30-k(k＝1～195)，经由通孔30-k(k＝1～195)焊锡，由此相互电连接。在LGA插座1的中心基板3存在接地层33，通过该接地层33，能够抑制串扰劣化。因此，根据本实施方式，能够提供一种能够降低串扰的LGA插座1。

<第2实施方式>

下面，说明作为本发明第2实施方式的LGA插座1A。图20是LGA插座1A的第1绝缘子2A的立体图。该LGA插座1A是接触件7a-k以及7b-k的数量为5000或10000的大型类型的插座。

第1绝缘子2A呈设有开口20A的四边框状。在第1绝缘子2A的四边框的4个角落部，设有第1按压部。第1按压部是对与开口20A嵌合的部位施加内朝向力的部分。另外，在第1绝缘子2A的四个边，针对一边设有两个第2按压部。第2按压部是对与开口20A嵌合的部分施加内朝向力的部分。

如果更详细地说明，则第1按压部包括作为按压单元的第1弹簧部件和收纳第1弹簧部件的第1收纳部。第1弹簧部件可以采用使一个金属板按照成为大致V状的方式弯折而成的部件。第1弹簧部件被保持在第1支撑槽121A内，该第1支撑槽121A是由使包括角落部的四边框的内壁面的一部分从内侧朝向外侧凹陷的第1凹部123A和沿着该内壁面立设的第1支撑壁124A而形成的。

第2按压部包括作为按压单元的第2弹簧部件和收纳第2弹簧部件的第2收纳部。第2弹簧部件可以采用使一个金属板的两端部弯折而成的部件。第2弹簧部件被保持在第2支撑槽131A内，该第2支撑槽131A是由使构成四边框的边的内壁面的一部分从内侧朝向外侧凹陷的第2凹部133A和沿着内壁面立设的第2支撑壁134A而形成的。通过本实施方式，也能够得到与上述第1实施方式同样的效果。

以上，针对本发明的第1实施方式以及第2实施方式进行了说明，但是也可以对该实施方式添加以下的变形。

(1)在上述第1实施方式中，可以使接触件7a-k(k＝1～195)以及7b-k(k＝1～195)的对配置成矩阵状，而不是锯齿栅格状。

(2)在上述第1实施方式中，如图21所示，可以采用使压接工艺类型1的接触部71的前端在与前端部73的弯曲方向同侧卷曲的弯曲构造。通过使接触部71采用这样的弯曲构造，能够避免接触部71损伤封装侧的接触件的垫片而对其性能造成影响的事态。

(3)在上述第2实施方式中，无需在第1绝缘子2A的四边框的4个角落部全部设置第1按压部。只要在四边框的至少一个角落部设置第1按压部即可。

(4)在上述第2实施方式中，无需对第1绝缘子2A的四边框的4个边全部都设置第2按压部。只要对四边框中至少一个边设置第2按压部即可。