專利名稱：應用于電連接器的焊料植接方法
技術領域：
本發明是有關于一種應用于電連接器的焊料植接方法，特別是指一種使安裝于電連接器內的導電端子之一端對應地連接一如錫球的焊料的方法。
背景技術：
已知如中央處理器(CPU)等集成電路芯片(或稱為“積體電路晶片”)，由于處理速度及功能有日益強大的發展趨勢，因此芯片(或稱為“晶片”)對外進行訊號輸出入(I/O)的電性接點將愈來愈多，然而其封裝后的體積卻要求輕薄短小，故如中央處理器等高度密集化設計的集成電路芯片的封裝皆已采用PGA(Pin Grid Array)、BGA(Ball Grid Array)，甚至LGA(Land Grid Array)等封裝方式，但無論集成電路芯片采用何種封裝方式，皆必須利用一電連接器與一電路板電性連接，因此，為了使電連接器配合集成電路芯片的封裝方式，以及考慮電連接器與電路板間相互電性連接的穩固性及制程效率，故一般在電連接器內各導電端子之一端連接一對應的錫球，再利用表面粘著法(SMT)將電連接器焊固于電路板上的做法，乃為現今電連接器與電路板間產生電性連接經常使用的制法。
如圖1，是表示一以PGA方式封裝的中央處理器7藉由一電連接器8與一電路板9電性連接，其中，中央處理器7在封裝后于其底面一定的面積內形成復數等間隔距離排列且向下凸出的插腳71，而電連接器8則包括有一絕緣本體81及復數對應插腳71位置而貫穿絕緣本體81上下兩面的容置孔82，各容置孔82均可收容一導電端子83，另外在電路板9上則預先設計有對應導電端子83位置的電性接點91，藉由收容于絕緣本體81內的導電端子83的上端電性接觸中央處理器7的對應插腳71、下端則對應地連接位于電路板9上的電性接點91，使得中央處理器7得以與電路板9電性連接以傳遞電子訊號。
如圖2，承前所述，為了使導電端子83的下端與電路板9間可利用表面粘著法相連，導電端子83的下端必須先連接一錫球84，使附著于導電端子83下端的錫球84在接觸電路板9之后進行回焊(Reflow)，即可藉錫球84電性連接導電端子83與電路板9。但如何準確地將錫球84事先附著于導電端子83下端，在制程的實務上必須解決許多問題，其中之一即為錫球84的定位。而如圖所示，導電端子83的下端是以直立的方式凸出于絕緣本體81之一下表面812一小段距離，使導電端子83的下端與一概呈球形的錫球84相連，但就實務上而言，由于絕緣本體81的下表面812為一平面，而錫球84又為球形，兩者之間無任何定位機構而極易改變相對位置，所以依照此種結構欲在導電端子83的下端植接一錫球84雖在理論上可行，但在實際制程上則是相當困難的。
如圖3，是為了改善圖2錫球84與導電端子83相互定位困難的其中一種做法，主要是在絕緣本體81的下表面811形成一對應與容置孔82相通且向內呈球弧形凹陷狀的配合面813，而導電端子83下端則形成一與配合面813貼合的承接部831，使配合面813與承接部831構成一與錫球84表面相接觸的凹部，藉由凹部以定位錫球84，而錫球84亦可與導電端子83的承接部831電性接觸。而在此僅是舉例其中一種做法，其中絕緣本體81或是導電端子83當然亦可采用其它種型態，但基本的精神在于，藉由絕緣本體81或是導電端子83端部的改變以構成一可與錫球84產生干涉定位的機構。
如圖4，因應如圖3所示絕緣本體81與導電端子83為錫球84定位所作的改變，當進行錫球84的植球制程時，通常的做法是在導電端子83組裝于絕緣本體81之后，將絕緣本體81的下表面812翻轉朝上，同時造成導電端子83預備與錫球84連接之一端亦朝上，再利用一定位片85覆蓋于絕緣本體81的下表面812上方，而定位片85上設有復數對應導電端子83位置且可容錫球84通過的穿孔851，使導電端子83的承接部831因穿孔851而顯露出來，再使數目遠多于穿孔851數目的錫球84在定位片85上來回移動，使得錫球84可自然地利用重力落入穿孔851內而與導電端子83接觸，再將多余錫球84自定位片85上移除，或者利用其它方式將錫球84一一置入穿孔851內而令其與導電端子83接觸，之后進行回焊以及移除定位片85的步驟，使得錫球84得與對應的導電端子83相互連接而達到準確植球的目的。
然而，此種植球制程雖解決了錫球84與導電端子83相互定位的問題，但是由于導電端子83的承接部831僅是利用表面接觸的方式與錫球84連接，一來錫球84連接的穩固性上不容易控制，使得錫球84一旦焊接不確實則易與導電端子83脫離而形成不良品，二來錫球84連接的位置上亦不容易控制，使得所有錫球84在與導電端子83連接后不容易位于同一平面上，有影響后續電連接器8與電路板9進行表面粘著制程的憂慮。
發明內容
因此，本發明的目的，是在提供一種有別于現有技術焊料植接制程而能夠增進焊料連接穩固性的焊料植接方法。
本發明的再一目的，是在提供一種能夠增進焊料連接后的共面性的焊料植接方法。
本發明的應用于電連接器的焊料植接方法主要包含以下步驟首先將復數導電端子組裝于絕緣本體內，并使導電端子之一焊接端皆凸出于絕緣本體之一側面外。
制備一承接盤，承接盤之一表面上對應于各導電端子的焊接端位置處分別定位有一焊料。
使組裝于絕緣本體內的導電端子的焊接端接觸并沾粘一定量的助焊劑。
接著，導引絕緣本體的凸出有復數導電端子焊接端的側面向承接盤的定位有復數焊料之一面接近，使得導電端子的焊接端分別與對應的焊料接觸。
最后，對承接盤加熱，使得位于承接盤上的焊料軟化，藉由電連接器自有的重量，使各導電端子的焊接端受重力作用而刺入已軟化的對應焊料內，待焊料冷卻后得包覆導電端子的焊接端形成固接。
本發明的功效在于，利用電連接器在上，承接盤在下的配置，藉由電連接器的重量使各導電端子的焊接端刺入對應焊料內，具有較現有技術表面接觸的方式形成更穩固的接合，最佳的狀況可使導電端子的焊接端刺入焊料后接觸承接盤凹部的底面，藉承接盤成形時的平面度可控制所有焊料都位于同一平面上。
圖1是一立體分解圖，說明一電子組件藉一電連接器與一電路板電性連接的實施形態；圖2是一部份剖視示意圖，說明現有技術一種導電端子與一錫球的連接關系；圖3是一部份剖視示意圖，說明現有技術進一步改良自圖2之一種電連接器與錫球的連接關系；圖4是一示意圖，說明圖3的電連接器于植接錫球時的配置以及使用一定位片的組合關系；圖5是應用本發明的焊料植接方法之一電連接器構造分解示意圖；圖6是圖5中之一導電端子另一角度立體圖；圖7是本發明焊料植接方法之一較佳實施例的步驟流程圖；圖8是一動作示意圖，說明一電連接器與一承接盤的組合關系；圖9是以側面部份剖視的方式所表示之一動作示意圖，說明錫球未軟化前的導電端子的焊接端與錫球的連接關系；及圖10是以側面部份剖視的方式所表示之一動作示意圖，說明錫球軟化后的導電端子的焊接端與錫球的連接關系。
具體實施例方式
有關本發明的前述及其它技術內容、特點與功效，在以下配合參考附圖之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚與明白。
參閱圖5及圖6，本發明的應用于電連接器的焊料植接方法之一較佳實施例是提供一電連接器與復數如錫球的焊料(圖未示)焊接，在以下的說明中，焊料的形態以錫球作為代表，但實際上并不以此為限，而錫球亦非一定為球形。其中，本發明方法所應用電連接器1包括有一絕緣本體11及復數的容置于絕緣本體11內的導電端子12。
絕緣本體11概為一矩形體，其形成有一第一面111及一與第一面111相反的第二面112，使絕緣本體11內設有復數貫通第一面111與第二面112的容置孔113。圖中的絕緣本體11僅顯示少數的容置孔113作為代表，容置孔113數目的多寡視所欲連接的如中央處理器等電子組件(圖未示)的插腳或電性接點的數目而定。
導電端子12(如圖6所示)具有一接觸端121及一焊接端122，其可組裝于絕緣本體11的容置孔113內，接觸端121概成形為一彎曲的彈性臂形態，而焊接端122則成形為一具有雙尖部的叉形，使得接觸端121凸出于第一面111外用以與電子組件(圖未示)接觸，而焊接端122則凸出于第二面112外用以連接錫球而與電路板(圖未示)形成電性連接。而此處導電端子12的形態純屬舉例說明的性質，實際上其接觸端121或焊接端122的形狀均可變化，其變化因非本發明的討論范圍，故在此即不詳加敘述。
參考圖7，本發明的操作流程的步驟如下首先由圖8所示，將復數導電端子12組裝于絕緣本體11內，使得導電端子12的焊接端122皆凸出于絕緣本體11的第二面112外(如圖9所示)，在進行植接的過程中，絕緣本體11是以第一面111朝上而第二面112朝下的方向配置。
其次可同時參考圖8及圖9，事先制備有一承接盤2，承接盤2的上表面對應于各導電端子12的焊接端122的位置處分別形成一凹部21，使各凹部21用以容置定位一錫球3，本例中，凹部21內都形成與錫球3匹配的半球形的凹面，但并不以此為限，如梯形、倒錐形、橢圓形，甚至矩形等等凹面亦可，只要可使錫球3停留于凹部21內且不會隨意脫離凹部21即可。此外，承接盤2在形成有復數凹部21的面上配合絕緣本體11呈矩形體的型態更設有四個限制導塊22，各個限制導塊22均以L形斷面向上凸伸出一定的距離，并使得各個限制導塊22呈九十度夾角的內側面均大略朝向承接盤2的形狀中心，四個限制導塊22均可相對地與絕緣本體11矩形的四角落邊緣接觸，換言之，藉四個限制導塊22構成一箝制絕緣本體11的活動空間，而實際上，因本例的絕緣本體11為矩形，因此僅設置二個限制導塊22以接觸絕緣本體11在對角在線的二角落邊緣亦可達到相同的功能，所以限制導塊22的數目及形態仍必須視絕緣本體11的外形尺寸以及與絕緣本體11的接觸點位置作適當的變化，而限制導塊22的作用將在以下進一步說明。
然后，使組裝于絕緣本體11內的導電端子12的焊接端122通過一存有助焊劑的容置裝置(圖未示)，使該等導電端子12的焊接端122皆沾附有一定量的助焊劑。
接著如圖8所示，令承接盤2呈水平方向配置，其定位有復數錫球3之一面朝上，使整個電連接器1位于承接盤2上方，絕緣本體11凸出有復數導電端子12的焊接端122的第二面112朝下，并以自動化設備吸取或以人工拿取的方式將電連接器1置于四個限制導塊22所形成的活動空間內，藉以導引絕緣本體11僅能在上下方向上移動，而不能向左或向右朝側面相對于承接盤2移動，當電連接器1不再受到自動化機具或人力所支撐時，電連接器1自身的重量將使得絕緣本體11的凸出有復數焊接端122的第二面112向承接盤2的定位有復數錫球3的表面接近，直到導電端子12的焊接端122分別與對應的錫球3接觸(如圖9所示)。
最后，對承接盤2加熱，使得位于承接盤2上的錫球3軟化或熔化，再藉由電連接器1自有的重量，使各導電端子12的焊接端122受重力作用而刺入已軟化或熔化的對應錫球3內(如圖10所示)，待錫球3冷卻硬化后可包覆導電端子12的焊接端122而形成固接，之后可將電連接器1自承接盤2上取出，而承接盤2與電連接器1分離后則可供另一電連接器1的錫球植接制程重復循環使用。
此外，當電連接器1利用本身重力與承接盤2相互接近時，可于電連接器1上方再施加一配重，配重的形式可為一具有一定重量的重物，或是利用機具于電連接器1上適當處施以向下的力量，使得配重提供一額外的力量以強化電連接器1的重力，確保導電端子12的焊接端122刺入對應錫球3后接觸承接盤2的對應凹部21的底面(如圖10所示位置)，如此，在承接盤2的凹部21于制作成形時已具有一定平面度的條件下，將可控制錫球3相對于絕緣本體11的位置皆位于同一平面上，有助于提高電連接器1以表面粘著法焊接于電路板上的可靠度。
綜上所述，本發明的焊料植接方法，藉由承接盤事先定位如錫球的焊料，使組裝有復數導電端子的電連接器向承接盤接近，先造成導電端子的焊接端與對應錫球接觸，并使錫球軟化或熔化后，利用電連接器自身的重量而進一步使導電端子的焊接端刺入錫球內，以令冷卻硬化后的錫球得以包覆的方式與導電端子固接，具有較現有技術僅與導電端子表面接觸連接的方式更加穩固，同時利用承接盤的平面度可相當容易地控制所有錫球于植接后的共面性，故確實能達到本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施的范圍，即大凡依本發明申請專利范圍及說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋的范圍內。
符號說明
1電連接器 8電連接器11 絕緣本體 81 絕緣本體111 第一面 812 下表面112 第二面 813 配合面12 導電端子 82 容置孔121 接觸端 83 導電端子122 焊接端 831 承接部2承接盤 84 錫球21 凹部 85 定位片22 限制導塊 851 穿孔3錫球 9電路板7中央處理器 91 電性接點71 插腳
權利要求
1.一種應用于電連接器的焊料植接方法，是提供一電連接器與復數焊料焊接，該電連接器包括有一絕緣本體及復數容置于該絕緣本體內的導電端子，該方法包含有以下步驟(1)將復數導電端子組裝于該絕緣本體內，并使該導電端子之一焊接端都凸出于該絕緣本體的一側面外；(2)制備有一承接盤，該承接盤的一表面上對應于各該導電端子的焊接端位置處分別定位有一焊料；(3)使組裝于該絕緣本體內的導電端子的焊接端接觸并沾附一定量的助焊劑；(4)導引該絕緣本體的凸出有復數導電端子焊接端的側面向該承接盤的定位有復數焊料之一面相互接近，使得該等導電端子的焊接端分別與對應的該焊料接觸；及(5)對該承接盤加熱，使得位于該承接盤上的該等焊料軟化，并藉由該電連接器自有的重量，使各該導電端子的焊接端受重力作用刺入已軟化的對應該焊料內，待該焊料冷卻后得與該導電端子的焊接端固接。
2.根據權利要求1所述的焊料植接方法，其中該步驟(2)所述的該承接盤定位該焊料的方式，是在該承接盤之一表面上設置有復數對應該等焊接端位置而供容納該焊料的凹部所達成。
3.根據權利要求1所述的焊料植接方法，其中該步驟(4)所述的導引該絕緣本體向該承接盤接近的方式，是在該承接盤設置有至少二個相對的限制導塊，該等限制導塊相向面的形狀則配合該絕緣本體周緣的形狀，使得該二個限制導塊間形成箝制該絕緣本體僅能向該承接盤方向移動的一活動空間所達成。
4.根據權利要求3所述的焊料植接方法，其中該步驟(4)所述的該承接盤是呈水平方向配置，使該承接盤定位有復數焊料之一面朝上，該電連接器則位于該承接盤上方，而該絕緣本體凸出有復數導電端子的焊接端的一面朝下，使得該電連接器由上而下向該承接盤接近。
5.根據權利要求1所述的焊料植接方法，其中該步驟(5)可在該電連接器上進一步施加一配重，使該配重加強該電連接器的重力而迫使該導電端子的焊接端刺入對應的該焊料后而接觸該凹部的內底面，藉由該承接盤的復數凹部內底面成形時的平面性，以控制該等焊料與對應的該焊接端固接后亦位于同一平面。
全文摘要
一種應用于電連接器的焊料植接方法，是應用于包含一絕緣本體及復數收容于絕緣本體內的導電端子的電連接器上，方法是先將復數導電端子組裝于絕緣本體內，使導電端子焊接端都凸出于絕緣本體之一側面外，并制備一承接盤，使承接盤的表面上定位有復數焊料，接著使導電端子的焊接端分別與對應的焊料接觸，加熱使焊料軟化后藉由電連接器自身重量使焊接端刺入焊料內，待焊料冷卻后可包覆焊接端形成固接，以強化焊料植接于焊接端的穩固性。
文檔編號H01R43/00GK1571224SQ0313317
公開日2005年1月26日 申請日期2003年7月24日 優先權日2003年7月24日
發明者江圳祥 申請人:臺灣莫仕股份有限公司, 莫列斯公司