IC插座連接器(下)

 

刊登日期:2013/10/4
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IC插座的端子型態
許多的IC採用BGA封裝(Ball Grid Array Package),設計BGA封裝用的IC插座(尤其是測試插座或預燒插座)需注意IC插座的端子與BGA封裝錫球(Solder Ball)的接觸點要在其非損壞區(No-damage Zone; NDZ)(圖六),以免造成錫球的損傷。在設計BGA封裝用的IC插座時,尚需注意BGA錫球組裝後的共面度(Coplanarity)不整問題。因為BGA封裝植入錫球時,會因為錫球形狀與尺寸的公差,使焊接植球後造成同一個BGA封裝的數百或數千個錫球底部不在同一平面上,故設計適用於BGA封裝的IC插座必須考量此一BGA封裝的特性。另外,還需考慮錫球易在其表面產生氧化物,造成電氣連接不穩定的問題。
 
BGA封裝用IC插座設計時需考慮下列因素:①避免損及錫球;②精準控制負荷壓力;⑥達到低接觸力;⑦維持高機械精度。在BGA封裝IC插座的端子設計上,因為其設計理念與應用的特性不同,因此有許多不同的端子接觸型態設計,如表四所示。
 
表四、BGA封裝的IC插座的端子技術分類
 
第二類是單面接觸設計(Single-sided Contact Design),使用一支端子的單一側面與BGA封裝錫球接觸。例如S-type Side Contact型態的IC插座,其端子結構與BGA錫球的接觸方法如圖九所示(即Johnstech S-type Side Contact Design)。這種端子設計成類似S形外觀,其支點固定在IC插座,利用上端與BGA封裝IC的腳位(錫球)接觸,而其端子下方圓形部分與PCB板做電接觸。這種S型端子都採剛性設計,並將其鑲嵌在彈性體內,使兩者結合形成彈性端子,此種彈性端子可依不同壓入錫球的深度做調整,對BGA封裝的非共面錫球(Nonplanar)狀況非常適合,其碰觸的錫球表面雖然在球面的下半部,但真實接觸位置是在錫球非損壞區外。
 
第三類是雙面接觸設計(Double-sided Contact Design),使用金屬端子夾持BGA封裝IC的錫球兩面,通常的設計是使用兩個端子從錫球的兩面做電接觸的夾持以固定BGA封裝IC並達成穩定的電接觸。例如2-Point Tweezer Contact型態的IC插座(圖十一),當BGA封裝IC尚未置入BGA Socket時,兩端子因其要抵抗彈性變形以回復原來位置的狀況,故將產生一夾持力(圖十一(a))。在BGA封裝IC要置入時,IC插座下部塑膠本體的機構向下壓,使兩端子下面根部產生壓迫力而向外變形,張開兩端子使其成開口狀,以方便BGA封裝IC的錫球進入(圖十一(b)),當BGA封裝IC放置妥當後,放鬆下壓的下部本體機構將使兩端子欲回復到最初狀態,而夾持住BGA封裝IC的錫球以產生接觸力(圖十一(c))。
 
第四類是多點面接觸設計(Multiplepoint Side Contact),通常使用四點冠狀端子(4-Point Crown Contact)的設計,其端子長度兩端都是電接觸端點,並由內部的彈簧(Spring)提供變形以產生接觸介面的接觸正向力。螺旋彈簧放置在金屬殼內形成彈性導電結構端子來接觸錫球,將可對錫球的機械力衝擊最小化,這種設計也可吸收錫球的共面度不整的狀況,其組合與單元結構如圖十六所示。端子末端有四個尖點分布在對稱的圓上,用以刺穿錫球的外面部位,如圖十七所示,這種設計的端子也稱為Pogo Contact,適合用於細間距的IC插座。這類端子的IC插座間距有0.5、0.65、0.75、0.80、1.00、1.27 mm等,為造成……
上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文
 

圖十六、(a)Pogo Pin
端子組合圖與(b)單元結構示意圖
  
作者:李信賢/工研院材化所 
★本文節錄自「工業材料雜誌322期」,更多資料請見:http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=11408

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