(57)【要約】  ソケットアセンブリには、ハウジングの対向面間に延在する複数の貫通開口部を備えたハウジングが含まれる。第１および第２の複数の接触部材が、複数の貫通開口部に配置される。接触部材には、それぞれ、近位端が中央部に装着され、かつ遠位端が中央部から離れるように延在する大ビームおよび小ビームが含まれる。大ビームは、小ビームより大きな長さを有するのが好ましい。第１の回路部材が、ソケットアセンブリと係合されると、ボールグリッドアレイは、大ビームの遠位端を変位させて、複数の第１および第２の力を生成する。第１の複数の力は、第２の複数の力におおむね対抗する。第１および第２の複数の力はまた、ハウジングの方へ第１の回路部材にバイアスをかける係合力を生成する。第１および第２の複数の接触部材上の小ビームは、係合力に寄与しない。
2012514310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回路部材上のボールグリッドアレイを第２の回路部材上の端子と電気的に相互接続するためのソケットアセンブリであって、
−  自身の対向面間に延在する複数の貫通開口部を含むハウジングと、
−  前記複数の貫通開口部に配置された第１の複数の接触部材であって、前記第１の複数の接触部材がそれぞれ、近位端が中央部に装着され、かつ遠位端が前記中央部から離れるように延在する大ビームおよび小ビームを含み、前記大ビームが、前記小ビームより大きな長さを有し、前記第１の回路部材が前記ソケットアセンブリと係合されると、前記ボールグリッドアレイが、前記第１の複数の接触部材の前記大ビームの前記遠位端を変位させて、複数の第１の力を生成する第１の複数の接触部材と、
−  前記複数の貫通開口部に配置された第２の複数の接触部材であって、前記第２の複数の接触部材がそれぞれ、近位端が中央部に装着され、かつ遠位端が前記中央部から離れるように延在する大ビームおよび小ビームを含み、前記大ビームが、前記小ビームより大きな長さを有し、前記第１の回路部材が前記ソケットアセンブリと係合されると、前記ボールグリッドアレイが、前記第２の複数の接触部材の前記大ビームの前記遠位端を変位させて、複数の第２の力を生成し、前記第１の複数の力が、前記第２の複数の力におおむね対抗する第２の複数の接触部材と、
を含み、
前記第１の複数の力と第２の複数の力が、前記ハウジングの方へ第１の回路部材にバイアスをかける係合力を生成し、前記第１の複数の接触部材と第２の複数の接触部材にある前記小ビームが前記係合力に寄与しない、ソケットアセンブリ。
【請求項２】
前記複数の貫通開口部に配置された第３の複数の接触部材であって、前記第１の回路部材が前記ソケットアセンブリと係合されると、前記ボールグリッドアレイが、前記第３の複数の接触部材の大ビームの遠位端を変位させて、複数の第３の力を生成する第３の複数の接触部材と、
前記複数の貫通開口部に配置された第４の複数の接触部材であって、前記第１の回路部材が前記ソケットアセンブリと係合されると、前記ボールグリッドアレイが、前記第４の複数の接触部材の大ビームの遠位端を変位させて、複数の第４の力を生成し、前記第３の複数の力が、前記第４の複数の力におおむね対抗する第４の複数の接触部材と、
を含む、請求項１に記載のソケットアセンブリ。
【請求項３】
前記第１の複数の力が、おおむね前記第２の複数の力の方へ向けられる、請求項１に記載のソケットアセンブリ。
【請求項４】
前記第１の複数の力が、おおむね前記第２の複数の力から離れるように向けられる、請求項１に記載のソケットアセンブリ。
【請求項５】
前記第１の複数の力が、前記ハウジングに対してバイアスをかけられた前記第１の複数の接触部材の前記小ビームによって対抗される、請求項１に記載のソケットアセンブリ。
【請求項６】
前記小ビームの前記遠位端が、前記ボールグリッドアレイに係合しない、請求項１に記載のソケットアセンブリ。
【請求項７】
前記小ビームの前記遠位端が、前記ボールグリッドアレイ上のボール部材の遠位面と電気的に結合する、請求項１に記載のソケットアセンブリ。
【請求項８】
前記ボールグリッドアレイにおけるボールが、前記第１の回路部材の下面と略平行な最大幅断面を越えて位置する遠位面を含み、前記小ビームの前記遠位端が、前記ボールグリッドアレイにおける前記ボールの前記遠位面と電気的に結合する、請求項１に記載のソケットアセンブリ。
【請求項９】
前記接触部材が多層構造を有する、請求項１に記載のソケットアセンブリ。
【請求項１０】
前記大ビームの遠位端が、前記ボールグリッドアレイにおけるボールと係合するように構成された係合機構を有する、請求項１に記載のソケットアセンブリ。
【請求項１１】
前記大ビームの遠位端が、前記ボールグリッドアレイにおけるボールと係合するように構成された凹部を有する、請求項１に記載のソケットアセンブリ。
【請求項１２】
前記第１の複数の接触部材と第２の複数の接触部材が、前記ハウジングと機械的に結合される、請求項１に記載のソケットアセンブリ。
【請求項１３】
前記貫通開口部における側壁が、前記大ビームの偏向を制限する、請求項１に記載のソケットアセンブリ。
【請求項１４】
前記ハウジングが複数の層を有する、請求項１に記載のソケットアセンブリ。
【請求項１５】
前記ハウジングが複数の層を有し、前記ハウジングにおける少なくとも１つの層が回路層を含む、請求項１に記載のソケットアセンブリ。
【請求項１６】
前記大ビームの前記遠位端に電気的に結合された第１の回路部材、および前記接触部材の前記中央部に電気的に結合された第２の回路部材を有する、請求項１に記載のソケットアセンブリ。
【請求項１７】
第１の回路部材上のボールグリッドアレイを第２の回路部材上の端子と電気的に相互接続するためのソケットアセンブリであって、
−  自身の第１の表面と第２の表面との間に延在する複数の貫通開口部を含むハウジングと、
−  前記複数の貫通開口部に配置された第１の複数の接触部材であって、前記第１の複数の接触部材が、近位端が中央部に装着され、かつ遠位端が前記中央部から離れるように延在する大ビームおよび小ビームを含み、前記大ビームが、前記小ビームより大きな長さを有し、前記第１の回路部材が前記ソケットアセンブリと係合されると、前記第１の回路部材上の前記ボールグリッドアレイが、前記第１の複数の接触部材の前記大ビームの前記遠位端を変位させて、複数の第１の力を生成する第１の複数の接触部材と、
−  前記複数の貫通開口部に配置された第２の複数の接触部材であって、前記第２の複数の接触部材が、近位端が中央部に装着され、かつ遠位端が前記中央部から離れるように延在する大ビームおよび小ビームを含み、前記大ビームが、前記小ビームより大きな長さを有し、前記第１の回路部材が前記ソケットアセンブリと係合されると、前記第１の回路部材上の前記ボールグリッドアレイが、前記第２の複数の接触部材の前記大ビームの前記遠位端を変位させて、複数の第２の力を生成し、前記第１の複数の力が、前記第２の複数の力におおむね対抗する第２の複数の接触部材と、
−  前記第１の複数の力と第２の複数の力によって生成された、前記ハウジングの方へ前記第１の回路部材にバイアスをかける係合力であって、前記第１の複数の接触部材と第２の複数の接触部材にある前記小ビームが、前記ボールグリッドアレイ上のボール部材の遠位面と電気的に結合する係合力と、
を含むソケットアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢＧＡ装置用の、低挿入力を用いる高性能ソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能集積回路は、本明細書ならびにこれによって参照により援用される特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７および特許文献８に開示されたソケットなどの高性能ソケットの需要をかき立てている。バスアーキテクチャがますます複雑になるにつれて、信号の周波数は、はるかに高くなり、インピーダンスにおける変化により敏感になる。次世代システムは、約５ＧＨｚで動作する。上記で確認したソケットなどの高性能ソケットは、ピンピッチを約１ミリメートル（「ｍｍ」）から約０．４ｍｍ〜約０．５ｍｍに低減し、ピン数は増加している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，２４７，９３８号明細書
【特許文献２】米国特許第６，４０９，５２１号明細書
【特許文献３】米国特許第６，９３９，１４３号明細書
【特許文献４】米国特許第６，９５７，９６３号明細書
【特許文献５】米国特許第６，８３０，４６０号明細書
【特許文献６】米国特許第７，１１４，９６０号明細書
【特許文献７】米国特許第７，１２１，８３９号明細書
【特許文献８】米国特許第７，１６０，１１９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ＢＧＡ装置用の、低挿入力を用いる高性能ソケットに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本ソケットアセンブリは、第１の回路部材を、ソケットアセンブリの第１の側に沿って接触部材に電気的に結合し、かつ第２の回路部材を、ソケットアセンブリの第２の側に沿って接触部材に電気的に結合するように構成される。
【０００６】
ソケットアセンブリには、自身の対向面間に延在する複数の貫通開口部を備えたハウジングが含まれる。第１の複数の接触部材が、複数の貫通開口部に配置される。第１の複数の接触部材には、それぞれ、近位端が中央部に装着され、かつ遠位端が中央部から離れるように延在する大ビームおよび小ビームが含まれる。大ビームは、小ビームより大きな長さを有するのが好ましい。第１の回路部材が、ソケットアセンブリと係合されると、ボールグリッドアレイは、第１の複数の接触部材の大ビームの遠位端を変位させて、複数の第１の力を生成する。第２の複数の接触部材が、複数の貫通開口部に配置される。第２の複数の接触部材には、それぞれ、大ビームおよび小ビームが含まれる。第１の回路部材が、ソケットアセンブリと係合されると、ボールグリッドアレイは、第２の複数の接触部材の大ビームの遠位端を変位させて、複数の第２の力を生成する。第１の複数の力は、第２の複数の力におおむね対抗する。第１および第２の複数の力はまた、ハウジングの方へ第１の回路部材にバイアスをかける係合力を生成する。第１および第２の複数の接触部材上の小ビームは、係合力に寄与しない。
【０００７】
接触部材は、反力の１つまたは複数のペアを生成するために様々な構成に配置することができる。例えば、ソケットアセンブリには、オプションとして、複数の第３の力を生成する第３の複数の接触部材、および複数の第４の力を生成する第４の複数の接触部材を含むことができ、この場合に、第３の複数の力は、第４の複数の力におおむね対抗する。
【０００８】
第１の複数の力は、おおむね第２の複数の力の方へまたは第２の複数の力から離れるような向きにすることができる。いくつかの実施形態において、第１の複数の力は、小ビームによって対抗される。小ビームの遠位端は、ボールグリッドアレイと電気的に結合してもしなくてもよい。ボールグリッドアレイにおけるボールには、第１の回路部材の下面と略平行な最大幅断面を越えて位置する遠位面が含まれる。小ビームの遠位端は、ボールグリッドアレイにおけるボールの遠位面と電気的に結合するのが好ましい。
【０００９】
接触部材は、同質な材料または多層構造とすることができる。第１および第２の複数の接触部材は、ハウジングと機械的に結合するのが好ましい。貫通開口部における側壁は、大ビームの偏向を制限可能である。
【００１０】
大ビームの遠位端は、例えばボールグリッドアレイにおけるボールと係合するように構成された凹部など、ボールグリッドアレイにおけるボールと係合するように構成された係合機構を含むのが好ましい。
【００１１】
ハウジングは、ただ１つの単一構造または複数の層とすることができる。ハウジングが複数の層を含む実施形態において、ハウジングにおける少なくとも１つの層は、回路層とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態による低挿入力ソケットアセンブリの側断面図である。
【図２Ａ】第１および第２の回路部材に電気的に結合された図１のソケットアセンブリの側断面図である。
【図２Ｂ】接触部材が１８０度回転された、おおむね図１に示すようなソケットアセンブリの側断面図である。
【図３】本発明の実施形態による接触部材アレイの概略図である。
【図４】本発明の代替実施形態による接触部材アレイの概略図である。
【図５】本発明の実施形態による代替低挿入力ソケットアセンブリの透視図である。
【図６】第１および第２の回路部材に電気的に結合された図５のソケットアセンブリの側断面図である。
【図７】本発明の実施形態による層状接触部材を備えた低挿入力ソケットアセンブリの側断面図である。
【図８】本発明の実施形態による例示的なソケットアセンブリ用の、挿入力の力対変位グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、ＢＧＡ装置用の、低挿入力を用いる高性能ソケットに関する。本ソケットアセンブリの使用によって、メーカは、システム構築中に高価なＩＣ装置を実装できるようになり、代わりの回路基板を備蓄することなく後でシステムをカスタマイズする機会が提供される。本ソケットアセンブリの使用によって、システムを分解する必要も回路基板を再加工する必要もなしに初期リリースのＩＣ装置を、現場で（またはＯＥＭで）新しいＩＣ装置と交換することが可能になる。無鉛エレクトロニクスへの傾向もまた、本ソケットアセンブリの魅力を増加させる。
【００１４】
本ソケットアセンブリは、広範囲のピン数に対応する。いくつかの実施形態において、ピン数は、１．２７ｍｍ以下のピッチ、より好ましくは約０．８ミリメートル以下のピッチ、最も好ましくは約０．５ミリメートル以下のピッチで約１０００〜２５００Ｉ／Ｏの範囲である。かかるファインピッチの相互接続アセンブリは、通信、無線およびメモリデバイス用に特に有用である。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態による低挿入力ソケットアセンブリ５０の側断面図である。接触部材５２のアレイが、以下で論じる様々な技術を用いて、ハウジング５４に保持される。ハウジング５４は、例えばポリエチレン、軽量ポリエステル複合材、ポリ塩化ビニル、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）ポリイミド膜、またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの様々な誘電体または絶縁材料で構成することができる。
【００１６】
接触部材５２には、ビームペア５６、５８が中央部６０で連結された略Ｕ字形構成が含まれる。ビーム５６の遠位端６２には、係合機構６４が含まれる。図示の実施形態において、係合機構６４は、回路部材７４（図２Ａを参照）におけるはんだボール７２と少なくとも部分的に係合するように構成された突部および関連する凹部６６である。他方でビーム５８の遠位端６８には、テーパー係合面７０が含まれる。接触部材５２は、例えば金、銅またはＢｅＣｕなどの任意の導電性材料とすることができる。
【００１７】
図２Ａに最もよく示されているように、接触部材５２上のビームペア５６、５８は、第１の回路部材７４上のはんだボール７２に圧力で係合しないのが好ましい。反対に、複数の接触部材５２Ａ、５２Ｂは、複数の大ビーム５６Ａ、５６Ｂがはんだボール７２に対して反力７８Ａ、７８Ｂを生成するように、配置される。小ビーム５８の遠位端６８は、第１の回路部材７４の下面８０と平行な赤道または最大幅断面７５の下に位置するはんだボール７０の遠位面７３と接触するのが好ましい。
【００１８】
第１の回路部材７４が、ハウジング５４との圧縮関係に入ると、接触部材５２の遠位端６２は、ハウジング５４の側壁８２の方へ変位される。側壁８２は、遠位端６２の変位を制限し得る。最初は大ビーム５６だけが、はんだボール７２と係合するので、挿入力９０は、小ビーム５８によって提供される冗長電気経路を保持しながら、２ビーム捕捉システムと比較して約５０％だけ低減するのが好ましい。挿入力９０は、接触部材５２の断面積を減少させるか、大ビーム５６の長さを増加させるか、それらの組み合わせか、または他の手段（例えば、異なる材料を用いる）によって、さらに低減することができる。
【００１９】
ソケットアセンブリにおいてＢＧＡ装置に作用する力に関して用いられるように、「反（対抗）（opposing）」または「反（対抗）（opposed）」は、ある程度まで互いに逆らって作用するかまたは対抗する力を指し、力の特定の方向もジオメトリも指さない。例えば、図２の実施形態において、力７８は、平行でも正反対でもない。とはいえ平行および／または正反対の力は、様々な実施形態ならびに反（対抗）（opposing）および反（対抗）（opposed）なる用語によって包含される。
【００２０】
図示の実施形態において、大ビーム５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ（集合的に「５６」）の遠位端６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄ（集合的に「６２」）は、赤道または最大幅断面７５と第１の回路部材７４の下面８０との間の領域７７においてはんだボール７２にそれぞれ係合する。領域７７におけるはんだボール７２の湾曲形状ゆえに、力７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｃ、７８Ｄの垂直成分７９Ａ、７９Ｂ、７９Ｃ、７９Ｄ（すなわち、表面８０に略垂直な）は、それぞれ、おおむねソケットアセンブリ５０の方へと第１の回路部材７４にバイアスをかける係合力である。
【００２１】
図２Ａの実施形態において、小ビーム５８の遠位端６８は、赤道または最大幅断面７５の下の領域７３において、はんだボール７２に係合する。したがって、小ビーム５８は、ソケットアセンブリ５０の方へと回路部材７４にバイアスをかける係合力７９に寄与しない。小ビーム５８の遠位端６８はまた、はんだボール７２によって偏向される。代替実施形態において、遠位端６８は、はんだボール７２によって偏向されない。図５および６の実施形態において、遠位端１６８は、はんだボール１７２と接触しない。小ビーム５８、１５８の遠位端６８、１６８は、挿入力９０を最小化するように構成されるのが好ましい。
【００２２】
大ビーム５６の遠位端６２を再構成することによって、第１の回路部材７４の表面８０に対する力７８の角度は、変更することができる。例えば、表面８０に対する力７８の角度を大きくすることによって、垂直成分７９もまた増加され、より大きな係合力７９を提供する。
【００２３】
図２Ａの実施形態において、力７８Ａ、７８Ｂは、おおむね反力７８Ｃ、７８Ｄの方へ作用する。図２Ｂは、接触部材５２が１８０度回転された代替実施形態を示す。したがって、反力７８Ａ、７８Ｂは、おおむね反力から７８Ｃ、７８Ｄから離れるように働く。
【００２４】
大ビーム５６はまた、ソケットアセンブリ５０に対する第１の回路部材７４の横移動を制限する。図示の実施形態において、小ビーム５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄ（集合的に「５８」）は、はんだボール７２と接触して、冗長電気経路を提供するのが好ましい。本明細書に用いられているように、用語「回路部材」は、例えば、パッケージ化集積回路装置、非パッケージ化集積回路装置、プリント回路基板、フレキシブル回路、ベアダイ装置、有機もしくは無機基板、硬質回路、または電流を伝達できる任意の他の装置を指す。
【００２５】
中央部６０には、第２の回路部材９４と電気的に結合するように構成された遠位端９２を含むのが好ましい。遠位端９２は、例えば、フレキシブル回路、リボンコネクタ、ケーブル、プリント回路基板、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）、ランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）、プラスチックリード付きチップキャリア（ＰＬＣＣ）、ピングリッドアレイ（ＰＧＡ）、スモールアウトライン集積回路（ＳＯＩＣ）、デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）、クワッドフラットパッケージ（ＱＦＰ）、リードレスチップキャリア（ＬＣＣ）、チップスケールパッケージ（ＣＳＰ）、またはパッケージ化もしくは非パッケージ化集積回路を含む種々様々な回路部材を電気的に結合するように構成することができる。各遠位端９２にはまた、ソケットアセンブリ５４を第２の回路部材９４に接続するためにリフロー可能なはんだボールを含んでもよい。
【００２６】
ハウジング５４は、単一構造または層状構造とすることができる。層状ハウジングによって、成形または機械加工するのが通常は不可能であろう内部機構が可能になる。大きなピン数の装置用に、積層プロセスによって、本質的に平坦な部分が、モールドを必要とせずに作製される。ＢｅＣｕ、Ｃｕ、セラミック、または重合体充填セラミックなどの材料で作製された補強層を加えて、追加的な強度を提供し、かつはんだリフロー中の熱安定性をもたらすことができる。多層ハウジングにはまた、回路層を含むことができる。電力、接地および／または減結合キャパシタンスを層間またはピン間に追加することができ、かつ埋め込みＩＣ装置またはＲＦアンテナなどの独特な機構をオプションとして組み込むことができる。
【００２７】
図示の実施形態において、ハウジング５４には、接触部材５２の配置を支援する中央部材１００が含まれる。中央部材１００は、好ましくは、ハウジング５４の開口部１０４の軸１０２に沿った向きにされ、軸１０２に沿った接触部材５２のいくらかの移動を可能にする。いくつかの実施形態において、ビーム５６、５８は、中央部材１００と圧力で係合し、接触部材５２をハウジング５４に保持する。接触部材５２は、ハウジング５４に圧入することができる。また、後挿入はんだマスク（プリント回路基板およびＩＣパッケージ上で行われるような）を追加して、はんだ析出形成およびウィッキングの防止を改善することができる。中央部材１００はまた、大ビーム５６が第１の回路部材７４によって偏向された場合に、小ビーム５８用の止め具として働くことができる。
【００２８】
開口部１０４および中央部材１００のサイズおよび形状は、ハウジング５４に対して接触部材５２がいくらか移動できるように、調整することができる。縦軸１０２に沿った接触部材５２の移動は、回路部材７４、９４との一貫して信頼できる電気結合を得る際には特に特に興味深い。
【００２９】
様々な代替ハウジングおよび接触部材構成が、米国特許第６，８３０，４６０号明細書、同第６，９３９，１４３号明細書、同第６，９５７，９６３号明細書、同第７，１１４，９６０号明細書、同第７，１２１，８３９号明細書、同第７，１６０，１１９号明細書、同第７，２９７，００３号明細書、同第７，３２６，０６４号明細書、および同第７，４２２，４３９号明細書に開示され、これらの特許は、これによって参照により援用される。
【００３０】
図３および４は、本発明の実施形態による接触部材５２の様々な構成を示す。図３の実施形態において、接触部材５２は、斜行１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ等（集合的に「１１０」）に配置される。接触部材５２は、力７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｃ、７８Ｄ等（集合的に「７８」）が行１１０の１つおきに方向を交替させるように、行１１０において方向付けられる。図４の実施形態において、接触部材５２は、４つの象限１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄに配置される。象限１２０Ａにおける力７８Ａは、１２０Ｃにおける力７８Ｃに対抗し、一方で象限１２０Ｂにおける力７８Ｂは、象限１２０Ｄにおける力７８Ｄに対抗する。
【００３１】
図５および６は、本発明の代替実施形態による代替ソケットアセンブリ１５０の透視および側断面図を示す。回路部材１７４および１９４は、明瞭にするために図５には示していない。
接触部材１５２Ａ、１５２Ｂ、１５２Ｃ、１５２Ｄ等（集合的に「１５２」）のアレイが、本明細書で説明する技術のいずれかを用いて、ハウジング１５４に保持される。接触部材１５２Ａには、ビーム１５６Ａ、１５８Ａのペアが中央部１６０Ａにおいて結合された略Ｕ字形構成が含まれる。大ビーム１５６Ａの遠位端１６２Ａには、係合機構１６４Ａが含まれる。図示の実施形態において、係合機構１６４Ａは、回路部材１７４上のはんだボール１７２と少なくとも部分的に係合するように構成された突部および関連する凹部１６６Ａである（図６を参照）。他方でビーム１５８Ａの遠位端１６８Ａは、ハウジング１５４に保持され、はんだボール１７２に係合しない。接触部材１５２のそれぞれは、接触部材１５２Ａの特徴を有するのが好ましい。
【００３２】
図５に最も良く示されているように、大ビーム１５６Ａ、１５６Ｂ、１５６Ｃ、１５６Ｄ等（集合的に「１５６」）の遠位端１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄ等（集合的に「１６２」）は、おおむね対抗する力１７８Ａ、１７８Ｂ、１７８Ｃ、１７８Ｄ等（集合的に「１７８」）を生成するように配置される。小ビーム１５８Ａ、１５８Ｂ、１５８Ｃ、１５８Ｄ等（集合的に「１５８」）は、力１７８に対抗するように、ハウジング１５４上で中央部材２００と係合するのが好ましい。上記のように、力１７８は、必ずしも平行ではない。力１７８は、ソケットアセンブリ１５０の方へ略下方へ第１の回路部材１７４にバイアスをかけるのが好ましい。
【００３３】
図７は、多層接触部材２５２を備えた代替ソケットアセンブリ２５０を示す。図示の実施形態において、導電性部材２５４が、重合体層２５６、２５８間に挟まれ、導電性部材２５４の側部エッジの少なくとも一部を露出したままにする。例えば、導電性部材２５４の１つまたは複数における側部エッジは、中間回路層２８６と電気的に結合できるように、領域２８８において露出してもよい。しかしながら、導電性部材２５４は、露出した第１のインタフェース部２６０および第２のインタフェース部２６２を除いて、重合体層２５６、２５８間で実質的にカプセル化されるかまたは囲まれるのが好ましい。
【００３４】
重合体層２５６、２５８は、それらが接触片に似るように溶融または接合されるのが好ましい。重合体層２５６、２５８はまた、接着剤、機械的溶融、基材もしくはシード層の溶融、または半導体パッケージングもしくは回路製造プロセスにおいて用いられる堆積技術さえも用いて、結合することができる。重合体層２５６、２５８は、必要なジオメトリに基づいて変更可能な、制御または計画された機械的特性を提供する。導電性部材２５４は、積層前か、またはたとえ所望の機能を提供する機構もしくはジオメトリを生成した後であっても、印刷、エッチング、レーザ切断、スタンピング、または成形することができる。一実施形態において、導電性部材２５４は、例えば印刷またはエッチングなどによって、重合体層２５６、２５８の１つの上に直接形成される。次に、対向する重合体層が、導電性部材２５４上に積層される。
【００３５】
重合体層２５６、２５８の部分２６４が、係合機構２６６を形成する。図示の実施形態において、係合機構２６６には、第１の回路部材２７２上のはんだボール２７０の形状におおむね対応する形状を有する凹部２６８が含まれる。複数の接触部材２５４が、図１〜６に関連して説明する反力を生成するように配置される。第１の回路部材２７２が、相互接続アセンブリ２５０の方へ押されると、はんだボール２７０が凹部２６８と係合されるまで、係合機構２６６は、方向２７４で外側へ曲がる。
【００３６】
はんだボール２７０がプラスチック部２６４と係合するので、挿入力は、比較的小さくすることができる。さらに、プラスチック係合機構２６６は、グルーブを形成せず、そうしなければ挿入中にはんだボール２７０を破損する。本複合接点によって、比較的薄い導電性部材２５４にほとんどまたは全く機械的ストレスをかけない挿入プロセスが可能になる。
【００３７】
第２のインタフェース部２６２は、第２の回路部材２８２上の接触パッド２８０と電気的に結合するように構成される。重合体層２５６、２５８は、第２のインタフェース部２６２の回りのはんだがハウジング２８４へとウィッキングするのを防ぐ。
【００３８】
図示の実施形態において、ハウジング２８４は、多層構造である。カップリング層２８４は、複合接点２５２上のカップリング機構２８と係合する。図示の実施形態において、カップリング機構２８８は、カップリング層２８６と噛み合うかまたは結合する狭い領域である。代替として、カップリング機構２８８は、突部、不規則もしくは非対称なエッジ、またはハウジング２８４と係合するように構成された様々な他の構造とすることができる。
【００３９】
配向層２９０は、第２のインタフェース部２６２を、第２の回路部材２８２上の接触パッド２８０に対応する所定の位置に配置する働きをする。安定化層２９２は、方向２７４において係合機構２６６の偏向を制限する。層２８６、２９０、２９２は、接触した材料または解放可能な層を提供するために、選択的に接合するかまたは接合しないことができる。本明細書において用いられるように、「接合（ｂｏｎｄ）」または「接合（ｂｏｎｄｉｎｇ）」は、例えば、接着剤接合、溶剤接合、超音波溶接、熱接合、またはハウジングの隣接層を接着するのに適した他の技術を指す。代替実施形態において、モノリシックまたは単層ハウジングを用いることができる。層２８６、２９０、２９２は、同じかまたは多数の材料タイプから構成することができる。
【００４０】
ハウジング２８４は、プラスチックなどの誘電体から構成してもよい。適切なプラスチックには、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、およびPhillips Petroleum Companyから入手可能なＲｙｔｏｎ（登録商標）が含まれる。代替として、ハウジング２８４は、陽極酸化された表面などの非導電性表面を備えた、アルミニウムなどの金属から構成してもよい。用途によっては、金属ハウジングは、複合接点の追加的な遮蔽を提供してもよい。代替実施形態において、ハウジングは、電気システムに接地され、それによって制御されたインピーダンス環境を提供する。複合接点のいくつかは、それらが金属ハウジングの非コーティング面と接触できるようにすることによって、接地することができる。
【００４１】
別個の層２８６、２９０、２９２は、高価な成形工具の必要なしに、エッチングまたは除去および積層することができる。層２８６、２９０、２９２は、成形または機械加工を用いて典型的に可能であるよりも、はるかに大きなアスペクト比を有するハウジング機構を作製することができる。層２８６、２９０、２９２によってまた、本明細書では「成形不可能な機構」と呼ばれる、従来の成形または機械加工技術を用いて作製するのが困難かまたは典型的には不可能な内部機構、アンダーカットまたはキャビティの作製が可能になる。本ハウジングによってまた、成形または機械加工された部分が歪む可能性がある平坦性を維持するために、金属、セラミックまたは代替充填樹脂などの補強層を追加することが可能になる。
【００４２】
ハウジング２８４の層２８６、２９０、２９２はまた、２００５年５月１７日出願で、これによって参照により援用される「Compliant Interconnect Assembly（コンプライアントな相互接続アセンブリ）」なる名称の米国特許出願第１１／１３０，４９４号明細書に開示されたような回路をオプションとして含むことができる。電力、接地および／または減結合キャパシタンスを、層２８６、２９０、２９２に、もしくはこれらの層間に、またはピン間に追加することができ、埋め込みＩＣ装置またはＲＦアンテナなどの独特な機構を、オプションとして組み込むことができる。場合によっては、追加層を用いて、ＺＩＦまたはストリッパプレート作動機構などの装置挿入または除去を支援することができる。したがって、相互接続アセンブリ２５０は、従来の成形または機械加工技術を用いては不可能な方法で、改善することができる。
【００４３】
一実施形態において、層２８６は、例えば接地面または電力面などの回路層である。回路層２８６は、オプションとして、カップリング機構２８８に隣接する導電性部材２５４に電気的に結合することができる。複合接点２５２を回路層２８６に選択的に結合することによって、相互接続アセンブリ２５０は、現在のコネクタ構造では容易には利用不可能な接続を提供することが可能になる。
【００４４】
本明細書で開示されるソケットアセンブリは、成形不可能な機構を有する内部キャビティを備えた高アスペクト比のスルーホールおよびスロットの生成を可能にして、スペーシング（ピッチ）に接触する微細接点上の接点撓みの排除を可能にする。ソケットアセンブリは、複合接点を配置し、配向し、保持し、かつリフロー中にはんだまたは溶剤のウィッキングを防ぐために界面を密閉するように、複合接点を下位層に圧入する能力を提供する。後挿入はんだマスク（プリント回路基板およびＩＣパッケージ上で行われるような）もまた、はんだ析出形成およびウィッキング防止を改善するために追加することができる。
【００４５】
本明細書で開示するソケットアセンブリは、米国特許第５，９１３，６８７号明細書、同第６，１７８，６２９号明細書、および同第６，２４７，９３８号明細書（これらの全ては、参照により援用されている）に開示された交換可能なチップモジュールなどの多数の回路部材を受け入れるようにオプションとして設計することができる。
【実施例】
【００４６】
図８は、図１および２に大まかに示すようなソケットアセンブリにＢＧＡ装置を挿入する間の力対変位曲線である。ソケットアセンブリは、厚さがそれぞれ０．１ミリメートルの接触部材を有する２０８。接触部材は、金属合金から構成される。
【００４７】
接触部材は、図４に示すような対向する象限に配置される。最初の挿入力は、接点当たり約２０グラムだった。ソケットアセンブリは、約５０の挿入サイクルを受け、その後、挿入力は、接点当たり約１６グラム、または約３４００グラムの合計挿入力で落ち着いた。
【００４８】
グラフ上の位置３００は、最大のボール直径におけるピーク挿入力を示す。グラフ上の位置３０２は、ひとたびＢＧＡ装置がソケットアセンブリ取り付けられた場合に、ビームが及ぼす力を示す。
【００４９】
ある範囲の値が提供された場合に、その範囲の上限と下限との間の、特に明確に指摘しない限りは下限の１／１０の単位までの各介在値、および言及された範囲内の他の任意の言及された値または介在値が、本発明内に包含されることが理解される。これらのより狭い範囲の上限および下限は、より小さい範囲内に独立して含まれても良く、言及された範囲内の特定の排除限界に従って同じく本発明内に包含される。言及された範囲が一方または両方の限界を含む場合には、これらの含まれる限界のいずれかまたは両方を除く範囲がまた本発明に含まれる。
【００５０】
別段の定義がない限り、本明細書に用いられる全ての技術用語および科学用語は、これらの発明が属する技術分野における当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書において説明されるものと類似または同等などんな方法および材料もまた、本発明の実施または試験に用いることができるが、ここでは好ましい方法および材料が説明される。本出願の背景技術において引用したものを含めて、本明細書で言及される全ての特許および刊行物は、引用された刊行物が関連する方法および／または材料を開示および説明するために、これによって参照により本明細書に援用される。
【００５１】
本明細書において考察した刊行物は、本出願の出願日以前に開示されたものについてのみ提供される。本発明が先行発明によるかかる刊行に先行する資格がないという承認として、本明細書における何事も解釈すべきではない。さらに、提供される刊行日は、独立して確認する必要があり得る実際の刊行日とは異なる可能性がある。
【００５２】
本発明の他の実施形態が可能である。上記の説明には多くの特殊性が含まれるが、これらは、本発明の範囲を限定するものとしてではなく、本発明の現在の好ましい実施形態のいくつかの実例を単に提供するものとして解釈すべきである。また、実施形態の特定の機構および態様の様々な組み合わせまたは副次的組み合わせを行うことが可能であり、やはり本発明の範囲内に入り得ると考えられる。開示された実施形態の様々な機構および態様が、開示された発明の可変モードを形成するために、互いに組み合わせるかまたは代用可能であることを理解されたい。したがって、本明細書で開示する本発明の少なくともいくつかにおける範囲が、上記の特定の開示された実施形態によって限定されるべきでないことが意図されている。
【００５３】
したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの法的な均等物によって決定されるべきである。したがって、本発明の範囲が、当業者にとって明白になり得る他の実施形態を完全に包含すること、およびそれに応じて、本発明の範囲が、添付の特許請求の範囲（ここでは、単数の要素への言及が、ただ１つだと明白に述べていない限り「ただ１つだけ」ではなく、「１つまたは複数」を意味するように意図されている）以外の何ものによっても限定されないことが理解されよう。したがって、当業者には周知の、上記の好ましい実施形態の要素に対する全ての構造的、化学的および機能的な均等物は、参照によって明らかに本明細書に組み込まれ、かつ本特許請求の範囲に包含されるように意図されている。さらに、装置または方法は、それが本特許請求の範囲によって包含されるために、本発明が解決しようと努めているありとあらゆる問題に取り組む必要はない。さらに、本開示におけるどんな要素、コンポーネントまたは方法ステップも、要素、コンポーネントまたは方法ステップが、特許請求の範囲において明示的に列挙されているかどうかにかかわらず、公に捧げられるようには意図されていない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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