(57)【要約】  【解決手段】電気組立体は、重りつきのキャップ（２００）を有することができる。この重りつきのキャップは、基板（１００）との接続用の集積回路パッケージを、均衡のとれていないボールグリッドアレイコネクタ（２０）に対して平衡させることを提供することができる。この重りつきのキャップは、前記基板に対する電子コネクタパッケージの不均衡における変更のための補償を提供する。【選択図】図６Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可融部品が基板上の接点パッドとほぼ整列するようにその基板上に電気コネクタを配置することと、この電気コネクタ用のキャップであって、このキャップが、前記電気コネクタの重心から偏った構造的な中心を有するものを備えることと、前記電気コネクタを平衡させるためにその電気コネクタ上にキャップを配置することと、それらの間に少なくとも１つの電気接続を生成するために前記電気コネクタおよび基板を加熱することとを有してなる、前記基板に対して電気コネクタを設置する方法。
【請求項２】
前記コネクタは、ボールグリッドアレイコネクタである請求項１記載の方法。
【請求項３】
さらに、バキュームヘッドによって前記電気コネクタ上に前記キャップを配置することを有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記バキュームヘッドは、前記キャップと結合する請求項３記載の方法。
【請求項５】
さらに、加熱前に前記電気コネクタ上に前記バキュームヘッドからキャップを移すことを有する請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記電気コネクタ上にキャップを配置することは、前記電気コネクタに前記可融部品にわたってバランスして平衡させる請求項１記載の方法。
【請求項７】
さらに、加熱後に前記バキュームヘッドによって前記電気コネクタからキャップを移すことを有する請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記加熱は、ハンダリフロープロセスによって行なわれる請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記電気コネクタ上にキャップを配置することは、その電気コネクタ上の可融部品を助長して前記基板上の接点パッドと整列するようにする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
本体であって、この本体は、バキュームピックアップに適するほぼ平面の第１表面と、電気コネクタと係合するように形成された第２表面と、重心および構造的な中心とを有するものであり、この重心は、前記キャップがその上に配置されるときに、そのキャップが基板上の電気コネクタを平衡させるように、前記重心は、前記構造的な中心から偏っているものを有する電気コネクタ用キャップ。
【請求項１１】
前記電気コネクタは、ボールグリッドアレイコネクタである請求項１０記載のキャップ。
【請求項１２】
前記基板は、プリント回路基板である請求項１０記載のキャップ。
【請求項１３】
前記キャップは、前記電気コネクタと一体的である請求項１０記載のキャップ。
【請求項１４】
前記キャップは、前記電気コネクタから分離可能である請求項１０記載のキャップ。
【請求項１５】
前記第２表面は、受け部分と、第１側部と、第２側部とを有する請求項１０記載のキャップ。
【請求項１６】
前記本体は、第１部分および第２部分を有してなり、この第２部分は、前記第１部分から分離可能であり、さらに前記キャップがその上に配置されるときに、そのキャップが前記基板上の電気コネクタを平衡させるように、前記第１部分に関して前記第２部分の位置を調節することができる請求項１０記載のキャップ。
【請求項１７】
基板であって、この基板は、少なくとも１つの接続用接点パッドを有する上部側面を有するものと、電気コネクタであって、この電気コネクタは、ハウジングと、このハウジング内に設置された電気導体と、前記基板と電気接続を形成するための電気導体に取付けられた可融部品と、重心、および構造的な中心であって、この前記電気コネクタの重心は、少なくとも１つの軸心に沿って前記電気コネクタの構造的な中心から偏っているものと、前記電気コネクタと結合するためのキャップであって、このキャップは、重心および構造的な中心を有する本体を有し、このキャップは、それがその上に配置されるときにそのキャップが前記基板上の前記電気コネクタを平衡させるように、そのキャップの重心がそのキャップの構造的な中心から偏っているものとを有するものとを備えた組立体。
【請求項１８】
前記電気コネクタは、ボールグリッドアレイコネクタである請求項１７記載の電子組立体。
【請求項１９】
前記キャップは、前記電気コネクタと一体的である請求項１７記載の電子組立体。
【請求項２０】
前記キャップは、前記電気コネクタから分離可能である請求項１７記載の電子組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般に電気コネクタに関する。より特別には、この発明は、基板の表面におけるコネクタの設置を容易にするためにそのコネクタに重りつけする電気コネクタ用キャップに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）コネクタのような電気コネクタは、通常、複数のハンダ接続を用いて、基板の表面に設置される。このハンダ接続は、このコネクタにおける基板と接点パッドとの間の電気的および機械的接続の役割をする。
【０００３】
ＢＧＡコネクタの重りは、ハンダボール（または他の可融部品）にわたって平等には分配されない。例えば、直角ＢＧＡコネクタのようなＢＧＡコネクタの重心は、そのコネクタを基板上において傾かせる（または傾斜させる）程度にその構造的な中心から偏らせることができる。そのような傾斜をすることは、そのボールグリッドアレイのハンダボール上における圧力を変えることができる。換言すれば、コネクタの重みは、そのハンダボール間に不揃いに分配され得る。そのハンダボールが電気接続を形成するために溶かされながら、そのような不均等な分布が、陥没する特性およびハンダボールの高さにおける差異において結果として生じる場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの要因は、結果として生じるハンダ接続の強さ、および完全さを劣化する。極端な場合には、傾斜をすることは、その結合された接点パッドからのハンダボールの分離に結果する場合があり、それによって、電気接続の形成を妨げてしまう。
【発明を解決するための手段】
【０００５】
基板に対して電気コネクタを設置する方法のための好ましい実施例は、可融部品が基板上の接点パッドとほぼ整列するように、その基板上に電気コネクタを配置することと、キャップがその重心から偏った構造的な中心を有する電気コネクタ用のキャップを提供することと、結合した組立体の重りがその可溶性の領域一帯に集中されるように、その電気コネクタの重心を平衡させ、かつ位置を変えるために電気コネクタ上にキャップを配置することと、その電気コネクタおよび基板を加熱して、前記可融部品が共通の構造内に形成するように、前記電気コネクタと基板との間に少なくとも１つの電気接続を創出することとを有する。
【０００６】
電気コネクタ用のキャップの好ましい実施例は、本体を有しており、この本体は、前記キャップが電気コネクタ上に配置されるときにそのキャップが基板の可融性領域上の電気コネクタを平衡させるように、バキュームピックアップ用に適するほぼ平面の第１表面と、前記電気コネクタと係合するために形成された第２表面と、重心およびその重心が構造的な中心から偏っている構造的な中心とを有する。
【０００７】
組立体の好ましい実施例は、基板であって、この基板が少なくとも１つの接続用接点パッドを有する上部側面を備えるものと、電気コネクタであって、この電気コネクタが、ハウジングと、このハウジング内に設置された電気導体と、基板との電気接続を形成するための電気導体に取付けられた可融部品と、重心および構造的な中心であって、前記電気コネクタの重心が少なくとも１つの軸心に沿って前記電気コネクタの構造的な中心から偏っているものと、前記電気コネクタと結合するためのキャップであって、そのキャップは、重心および構造的な中心を有し、そのキャップの重心は、前記キャップが前記電気コネクタ上に配置されるときに前記可融性領域の中心と整列して結合された組立体の重心を再配置するように、そのキャップの構造的な中心から偏っているものとを有する。
【０００８】
基板に対してボールグリッドアレイコネクタを設置するための方法の好ましい実施例は、可融部品アレイが基板上の接点パッドのアレイとほぼ整列するように、基板上にボールグリッドアレイコネクタを配置することと、このボールグリッドアレイコネクタ用のキャップを提供することであって、そのキャップはその重心から偏った構造的な中心を有していることと、前記ボールグリッドアレイコネクタ上に前記キャップを配置して、ボールグリッドアレイコネクタを平衡させることと、前記ボールグリッドアレイコネクタと前記基板との間の少なくとも１つの電気接続を創出するために、ボールグリッドアレイコネクタおよび基板を加熱することとを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に続く好ましい実施例の詳述と同様に、上述の概要は、付属された線図と連携して読まれたときに、よりよく理解される。この発明を例証する目的のために、それらの図面は、現時点で好ましい実施例を示す。しかしながら、この発明は、図面に開示された特定の手段に制限されない。
【００１０】
図は、直角のボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）コネクタ２０とともに使用するためのキャップ２００の好ましい実施例を示す。このキャップ２００は、代表的な目的用のみのこの特別なタイプのコネクタとの関連で記述され、このキャップ２００の他の実施例は、事実上、任意のタイプの表面実装コネクタとともに使用するために構成することができる。その図は、そこに描かれた共通の座標系１１に対してそれぞれ参照される。
【００１１】
コネクタ２０は、プリント回路基板（ＰＣＢ）１００上に設置されるように図示されている。この特別なタイプの基板の使用が、代表的な目的のみのために描かれている。コネクタ２０は、印刷配線基板、配電盤、等のようなその他のタイプの基板に設置することができる。
【００１２】
コネクタ２０は、電気絶縁ハウジング２７と、このハウジング２７（図２および３参照）内に位置された複数のインサート成型リードフレーム組立体（ＩＭＬＡ）２１とを有する。各ＩＭＬＡ２１は、重ね成型されたフレーム２４を介して延びる複数の電気導体２２を有する。フレーム２４は、プラスチックのような適切な電気絶縁材料から形成される。各電気導体２２は、好ましくは、リード部分２６と、このリード部分２６の第１端部に隣接するピン（図示せず）と、前記リード部分２６の第２端部に隣接するブレード接点２８とを有する。各ＩＭＬＡ２１は、１５本の電気導体２２を有することができる。
【００１３】
前記電気導体２２は、長さにおいて異なる。この電気導体２２は、ハウジング２７内に並んで配置され、その結果、そのブレード接点２８は、フレーム２４の前縁に隣接している垂直に指向した行を形成し、さらに、前記ピンは、フレーム２４（図２および３の斜視から）の底部に沿って水平に指向された列を形成している。
【００１４】
可融部品は、電気導体２２の各ピンに取付けられている。この可融部品は、例えば、ハンダボール７０であることができる。このハンダボール７０は、図４に示されるように、コネクタ２０の底部においてボールグリッドアレイ７１を形成する。前記ハンダボール７０は、それぞれ、以下に議論されるように、コネクタ２０がその上に設置されるときに可融性領域１２２を規定するＰＣＢ１００上の関連する接点パッド１２０と接触する。
【００１５】
電気コネクタ２０は、中央点（構造的な中心）５０、および重心６０を有する。その電気コネクタ２０は、図１および６Ａの斜視から見たときに、構造的な中心５０に関して対称ではない。換言すれば、コネクタ２０は、「ｙ」方角に延び、かつ、その構造的な中心５０を通過する軸心に関して対称的に配置されない。したがって、重心６０は、図１および６Ａの見方からみて、構造的な中心５０から偏っている。
【００１６】
注目すべきは、構造的な中心５０および重心６０が、図式的に描かれていることであり、構造的な中心５０および重心６０は、必ずしも図中に描かれた位置に配置される必要はない。さらに、コネクタ２０の上記詳細は、代表的な目的だけのために表現されている。この発明の原理は、事実上、任意のタイプの表面実装コネクタに適用することができる。
【００１７】
コネクタ２０は、ハンダボール７０が、上記に注記したようにＰＣＢ１００上の対応する接点パッド１２０とそれぞれほぼ整列するように、ＰＣＢ１００上に配置される。このハンダボール７０は、リフロー作業のような適切なプロセスによって継続して加熱される。この加熱は、ハンダボール７０を溶かす。冷却するときに、このハンダは、電気導体２２のピンとその結合した接点パッド１２０との間に電気接続を形成する。
【００１８】
図１、５、および６Ａに示されるように、前記コネクタ２０の重心６０における上記に注記した偏りは、重心６０をボールグリッドアレイ７１に突き出させる。コネクタ２０（重心６０を通して作用する）の重りは、ハンダボール７０経由でＰＣＢ１００によってコネクタ２０に及ぼされた反力と結合して、コネクタ２０（図１、５、および６Ａの見方から）上の反時計方向のモーメントを生成する。このモーメントは、図１、５、および６Ａにおいて矢印９０で表示される。図６Ａに示されるように、打消されなければ、モーメント９０は、コネクタ２０を傾斜させる場合があり、それによって、少なくともいくつかのハンダボール７０が、それらの対応する接点パッド１２０との接触を損なうか、または共通の構造を有しなくなる。
【００１９】
キャップ２００は、そのモーメント９０を打消す釣合い重り（カウンタウエイト）としての役割をすることができ、それによって、上記に注記したコネクタ２０の傾斜を防ぐ。キャップ２００は、第１表面２１０および第２表面２２０を有する固形の本体２５０を有する。この第１表面２１０は、好ましくは、バキュームピックアップによってキャップ２００のピックアップを容易にするために平面である。
【００２０】
第２表面２２０は、電気コネクタ２０と係合するように構成される。特に、第２表面２２０は、凹所２２２を規定する。この凹所２２２の形状は、コネクタ２０の最上部分のそれとほぼ同一であり、その結果、コネクタ２０にぴったりと嵌る。すなわち、キャップ２００は、その間に最小の間隙をもってコネクタ２０に嵌っている。
【００２１】
このコネクタ２０がＰＣＢ１００上に配置されるときに、キャップ２００は、コネクタ２０をほぼ平衡させるために釣合い重りの役割をするように、本体２５０が形成される。このことは、図５の見方から、その中央点（構造的な中心）に関して非対称であるように本体２５０を構成することによって達成される。（この本体２５０の構造的な中心は、参照数字２６０によって図中に表示される。）換言すれば、本体２５０は、「ｙ」方角に延び、さらに構造的な中心２６０を通過する軸心に関して非対称である。特に、本体２５０は、受け部分２２５と、この受け部分２２５（図５の見方から）の一側部に位置された第１側部２３０と、受け部分２２５の他側部に位置された第２側部２３５とで構成される。
【００２２】
第２側部２３５は、図５に示されるように、第１側部２３０より、充分に大きい。したがって、第２側部２３５の重りは、第１側部２３０のそれより、充分に大きい。この特徴は、構造的な中心２６０（図５の見方から）に関して本体２５０の重りを不均衡に分配させる。したがって、本体２５０の重心は、構造的な中心２６０から偏る。（本体２５０の重心は、参照数字２７０によって図中に表示される。）換言すれば、重心２７０および構造的な中心２６０は、図中に表示された「ｘ」軸心に沿う異なる位置に配置される。
【００２３】
キャップ２００の他の実施例は、一体構成の同質のキャップ２００との対比において、２つの別個の部分を有する本体と、キャップ部と、平衡させる部分とを有することができる。この平衡させる部分は、結合されたキャップ部および平衡させる部分が、キャップ２００と同一の平衡させる機能を実行するように、選択的にキャップ部に位置決めされることができる。
【００２４】
さらに、注目されるべきことは、構造的な中心２６０および重心２７０が、図式的に描かれることであり、構造的な中心２６０および重心２７０は、必ずしも図中に描かれた位置に配置する必要はない。
【００２５】
キャップ２００は、好ましくは、上記に注記したように、コネクタ２０がＰＣＢ１００上に配置されるときに、コネクタ２０を平衡させるように、構築される。より具体的には、キャップ２００がその上に（このモーメントは、図５に矢印２９０で表示される）配置されるときに、キャップ２００の第２側部２３５は、キャップ２００がコネクタ２０上に時計方向のモーメントを生成するように、寸法どりされる。このモーメント２９０は、コネクタ２０に作用するモーメント９０を偏位し、それによって、図６Ａに示されるように傾斜するコネクタ２０の傾向を、減少するか、または除去することができる。換言すれば、コネクタ２０およびキャップ２００の結合された重心は、ボールグリッドアレイ７１上に、より具体的には可融性領域１０５の中心上に位置することが確信されている。その結果、コネクタ２０およびキャップ２００の重りに応じてハンダボール７０によって及ぼされた反力は、コネクタ２０を傾斜させない。キャップ２００の使用は、それによって、コネクタ２０が搭載の間、ＰＣＢ１００上に配置されるときに、各ハンダボール７０およびその結合された接点パッド１２０の間の接点を整列して維持するのを支援することができる。（コネクタ１０およびキャップ２００の結合された重心は、図５および６Ｂにおいて参照数字３００で表示される）。
【００２６】
キャップ２００が基板１００上に配置される前、または後に、キャップ２００は、コネクタ２０上に配置することができる。例えば、１つの好ましい装着工程においては、キャップ２００は、コネクタ２０が基板１００上に配置される前に、コネクタ２０上に配置される。結合されたキャップ２００およびコネクタ２０は、バキュームピックアップ経由で、持ち上げられ、本体２５０の第１表面２１０と係合する自動装置を使用して、基板上に配置される。上記に議論されたように、コネクタ２０は、ハンダボール７０を溶かし、コネクタ２０と基板１００との間の電気接続を形成するリフロー工程に従うことができる。キャップ２００は、ハンダが冷却して電気接続を形成した後に、取除くことができる。
【００２７】
先の記述は、説明の目的で提供され、かつ、発明を制限するように解釈されるべきではない。この発明は、好ましい実施例または好ましい方法に関して記述されたが、ここで使用された用語は、限定の用語ではなく、記述と例証の用語であることが理解される。さらに、この発明は、特別の構造、方法、および実施例に関してここに記述してきたけれども、この発明は、この発明が付属された請求項の範囲内であるあらゆる構造、方法および用途にまで及ぶので、ここに示された詳細に対して最良であるものとは意図されていない。この仕様の教示の利益がある適切な技術に熟練しているものは、ここに記述されるような発明に対する多数の改造を達成することができ、また、変更は、付加された請求項によって規定されるようなこの発明の範囲および精神から逸脱することなく、することができる。
【００２８】
例えば、ここに記述されたキャップ２００の特別の構成は、コネクタ２０に適合する。キャップ２００の構造および相対寸法は、使用されるコネクタのタイプに応じて変わる場合がある。さらに、キャップ２００の他の実施例は、キャップが用いられるコネクタと一体に形成することができる。換言すれば、キャップ２００の他の実施例は、コネクタがその結合された基板に搭載された後に、コネクタにとどまるように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】可融性領域を示す基板および電気コネクタの代表的な図
【図２】直角ボールグリッドアレイコネクタの斜視図
【図３】図２に示されるボールグリッドアレイコネクタのインサート成型されたリードフレーム組立体の代表的な図
【図４】図２に示されるボールグリッドアレイコネクタの下方表面の代表的な図
【図５】この発明の好ましい実施例における、基板と、電気コネクタと、キャップとを有する電気組立体の代表的な分解図
【図６Ａ】基板と電気コネクタとの代表的な図
【図６Ｂ】基板と、電気コネクタと、キャップとの代表的な図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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