用于高焊盘计数存储卡的具有可压缩球触点的插槽互连器

背景技术

对于诸如智能电话的移动设备，在单个设备上使用多种类型的卡的需求日益增长。例如，图1示出了最近引入的具有多媒体卡(MMC)接口的纳米存储卡(NM卡或下文的纳米MMC卡)10。NM卡10包括在对应于纳米SIM卡的焊盘位置的位置中的接触焊盘的图案。推出卡连接器具有一对插槽以支持不同图案的卡安装。例如，一对纳米SIM卡可定位在卡连接器内并且在主机设备卡插槽内使用。另选地，一个纳米MMC卡和一个纳米SIM卡可定位在卡连接器内并且在主机设备卡插槽内使用。

还已知将卡连接器和主机卡插槽构造为具有用于水平或竖直插入存储卡的开口。例如，图2A示出了被构造为以水平取向接纳一对存储卡诸如纳米SIM卡22和纳米MMC卡24的常规卡连接器20。一旦插入卡连接器20中，连接器和存储卡就可以插入主机设备28诸如移动电话的插槽26中。图2B示出了被构造为以竖直取向接纳一对存储卡诸如纳米SIM卡32和纳米MMC卡34的常规卡连接器30。一旦插入卡连接器30中，连接器和存储卡就可以插入主机设备38诸如移动电话的插槽36中。主机卡插槽36包括与SIM卡32和纳米MMC卡34的焊盘配合的接触引脚的构型。主机卡插槽36包括与SIM卡32和纳米MMC卡34的相同焊盘配合的旋转90°的接触引脚的构型。

随着存储卡上的焊盘数量的增加，变得越来越难以提供将与主机插槽内的引脚准确且重复地配合的焊盘构型。例如，已提出根据PCI Express(PCIe)总线接口操作一些纳米存储卡。此类卡可包括例如18个接触焊盘。考虑到小区域中的大量此类焊盘，现有卡插槽中的引脚不能与这些焊盘可靠地连接。

附图说明

图1是常规纳米MMC卡的视图。

图2A和图2B是水平和竖直插入主机设备内的常规纳米卡的视图。

图3是与本技术的实施方案一起使用的纳米SD Express卡的底视图。

图4是与本技术的实施方案一起使用的纳米SIM卡的底视图。

图5是根据本技术的实施方案的存储卡插槽互连器的横截面边视图。

图6是根据本技术的实施方案的存储卡插槽互连器的顶视图。

图7是根据本技术的实施方案的存储卡插槽互连器的底视图。

图8是根据本技术的替代性实施方案的存储卡插槽互连器的横截面边视图。

图9是根据本技术的替代性实施方案的存储卡插槽互连器的顶视图。

图10是根据本技术的替代性实施方案的存储卡插槽互连器的底视图。

图11是根据本技术的实施方案的在存储卡插槽互连器的制造期间的一对存储卡互连焊盘的顶视图。

图12是根据本技术的实施方案的在存储卡插槽互连器的制造期间的一对存储卡互连焊盘的边视图。

图13和图14是根据本技术的实施方案的在存储卡插槽互连器的制造的又一稍后阶段期间的一对存储卡互连焊盘的边视图。

图15是图14所示的一对存储卡互连焊盘的顶视图。

图16是根据本技术的实施方案的示出了重新分布层的存储卡插槽互连器的横截面边视图。

图17是当一对存储卡正插入主机设备插槽中时支撑该对存储卡的存储卡插槽互连器的横截面边视图。

图18是用于与互连器的底表面上的焊盘配合的主机设备的插槽内的引脚的构型的顶视图。

图19和图20是根据本技术的另外的实施方案的存储卡和互连器焊盘构型的顶视图。

具体实施方式

现在将参考附图描述本技术，该附图在实施方案中涉及一种存储卡插槽互连器。在实施方案中，插槽互连器包括被构造为接纳一对存储卡的一对腔。在实施方案中，存储卡可以是纳米SD Express卡和纳米SIM卡，但是在另外的实施方案中，存储卡可以被构造为其他标准。腔部分地穿过插槽互连器形成。每个腔内的第一(上)表面包括一组存储卡互连焊盘，该组存储卡互连焊盘反映了接触焊盘在相应存储卡上的尺寸、形状和位置。插槽互连器的第二(下)表面包括分布在插槽互连器的整个第二表面上的插槽互连焊盘。第二表面上的插槽互连焊盘分布在比第一表面上的存储卡互连焊盘更宽的区域上方。

插槽互连器还可包括位于第一表面和第二表面之间的重新分布层，以将存储卡互连焊盘电重新分布到插槽互连焊盘。存储卡可以插入插槽互连器的腔中。可将可压缩导电球施加到存储卡互连焊盘的表面以促进存储卡焊盘和存储卡互连焊盘之间的良好电接触。然后可将插槽互连器插入主机设备的插槽中。

主机设备卡插槽可包括与分布在插槽互连器的整个第二表面上的插槽互连焊盘的位置匹配的引脚的构型。可通过插槽互连器在存储卡和主机设备之间交换数据和其他信号。将插槽互连焊盘分布在比存储卡焊盘更宽的区域上方简化了主机设备插槽引脚的设计和实现，并且允许插槽互连焊盘和主机设备插槽引脚之间的高度可重复的接触。

应当理解，本发明可体现为许多不同形式并且不应解释为限于本文所阐述的实施方案。相反，提供了这些实施方案，使得本公开将是周密且完整的，并且将充分地将本发明传达给本领域的技术人员。实际上，本发明旨在覆盖这些实施方案的另选方案、修改和等同物，这些均包括在由所附权利要求书所限定的本发明的范围和实质内。此外，在本发明的以下具体实施方式中，给出了许多具体细节，以便提供对本发明的周密理解。然而，对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，本发明可在没有此类具体细节的情况下被实施。

本文所用的术语“顶部”/“底部”、“上”/“下”以及“竖直”/“水平”及其形式，如可仅以举例方式和出于示例性目的用于本文，并且不旨在限制技术的描述，因为所引用的项目可在位置和取向上交换。另外，如本文所用，术语“基本上”和/或“约”是指指定的尺寸或参数可在给定应用的可接受的制造公差内变化。

图3和图4是可与本技术的插槽互连器一起使用的一对存储卡100和200的底表面的视图。图3是纳米SD Express卡100的底表面108的视图。如上所述，在另外的实施方案中，“底部”和“顶部”是相对术语，并且表面108可以是卡100(和下文所述的卡200)的顶侧。卡100可具有相对的平坦表面(意味着表面的至少一部分是平坦的)。卡100可具有与纳米SIM卡相同的形状因数，具有12.3mm的长度和8.8mm的宽度。在另外的实施方案中设想了其他尺寸。卡100可包括如在常规纳米SIM卡中的倒圆角斜面106，以限定插入主机设备卡插槽中的取向。

纳米SD Express卡100可包括编号为104a-104u的十八个接口焊盘(统称为焊盘104)，其被构造有纳米存储卡形状因数的SD(或其他诸如MMC)总线接口和PCIe总线接口两者。焊盘的数量是足够的，使得MMC/SD接口和PCIe接口完全分离。应当理解，焊盘104的数量可以减少到例如十四个焊盘，在这种情况下，MMC/SD接口和PCIe接口的一些信号共享相同的焊盘。

图3示出了允许卡100用于水平和竖直主机插槽构型两者的焊盘104的构型的一个示例。然而，应当理解，卡100中的焊盘104的尺寸、形状和位置可以多种其他构型提供，同时仍然支持纳米存储卡形状因数的MMC/SD接口和PCIe接口。在另外的实施方案中，卡100可包括用于PCIe纳米存储卡(没有SD或MMC功能)的焊盘104。另外，虽然存储卡100的实施方案以纳米存储卡形状因数示出，但是应当理解，在另外的实施方案中，存储卡100可以是其他形状和尺寸以支持其他标准。

图4示出了存储卡200的底表面108，其包括根据纳米SIM标准构造的焊盘204a-204f(统称为焊盘204)的图案。图4所示的SIM焊盘204是特定SIM焊盘的一个示例。类似的SIM功能可以各种焊盘图案来实现，如通常针对各种纳米SIM卡所做的那样。

虽然卡200包括根据SIM总线接口构造的焊盘，但卡200可被构造用于其他总线标准，包括例如用于MMC卡或SD卡，或可能的第二PCIe卡。另外，虽然存储卡200的实施方案以纳米存储卡形状因数示出，但是应当理解，在另外的实施方案中，存储卡200可以是其他形状和尺寸以支持其他标准。卡200可包括倒圆角斜面206，以限定插入主机设备卡插槽中的取向。

图5、图6和图7分别示出了根据本技术的实施方案的存储卡插槽互连器300的横截面边视图、顶视图和底视图。插槽互连器300包括顶表面302(图5和图6)和底表面304(图5和图7)。在实施方案中，插槽互连器300的顶表面302包括一对腔306和308，这对腔306和308被构造为接纳存储卡，诸如上述存储卡100和200。

具体地讲，腔306被构造为接纳存储卡100，在实施方案中，该存储卡可以是纳米SDExpress卡。在此类实施方案中，腔306设置有多个存储卡互连焊盘404a-404u(统称为焊盘404)。存储卡互连焊盘404设置有尺寸、形状和位置以便反映存储卡焊盘104。因此，当存储卡100定位在腔306内时，存储卡焊盘104中的每一个将位于其对应的存储卡互连焊盘404上方(存储卡互连焊盘附图标号相对于其对应的存储卡焊盘增加300)。在另外的实施方案中，可以想到，存在比存储卡焊盘104更多的存储卡互连焊盘404。还可以想到，存储卡焊盘104和存储卡互连焊盘404具有不同的尺寸和形状，只要至少部分地彼此覆盖即可。

尽管其在实施方案中可能不同，但在一个示例中，对应的焊盘104、404具有以下功能。焊盘104a-104h/404a-404h可以是SD接口焊盘，包括例如数据线D0(焊盘104d/404d)、数据线D1(焊盘104a/404a)、数据线D2(焊盘104h/404h)和数据线D3(焊盘104g/404g)。焊盘104b/404b可承载时钟信号，并且焊盘104c/404c可为命令/响应线。焊盘104e/404e可以是接地的，并且焊盘104f/404f可以是电压源V

焊盘104j-104u/404j-404u可以是PCIe接口焊盘。例如，焊盘可包括一对传输线焊盘TX+(104j/404j)和TX-(104k/404k)、一对接收线焊盘RX+(104p/404p)和RX-(104q/404q)、附加电压源线V

焊盘104和404的上述功能仅作为举例。应当理解，在另外的实施方案中，焊盘104/404可具有不同的功能或其他功能。此外，在用于腔306中的存储卡100具有与上述不同的焊盘104构型的情况下，焊盘404的构型将相应地改变以匹配焊盘104的图案。

腔308被构造为接纳存储卡200，在实施方案中，该存储卡可以是纳米SIM卡。在此类实施方案中，腔308设置有多个存储卡互连焊盘504a-505f(统称为焊盘504)。存储卡互连焊盘504设置有尺寸、形状和位置，以便反映卡200的存储卡焊盘204。因此，当存储卡200定位在腔308内时，存储卡焊盘204中的每一个将位于其对应的存储卡互连焊盘504上方(存储卡互连焊盘附图标号相对于其对应的存储卡焊盘增加300)。在另外的实施方案中，可以想到，存在比存储卡焊盘204更多的存储卡互连焊盘504。还可以想到，存储卡焊盘204和存储卡互连焊盘504具有不同的尺寸和形状，只要至少部分地彼此覆盖即可。

尽管其在实施方案中可能不同，但在一个示例中，对应的焊盘204、504具有以下功能。焊盘可以包括I/O焊盘(204a/504a)、时钟信号焊盘(焊盘204b/504b)、电压Vpp焊盘(焊盘204c/504c)、重置焊盘(焊盘204d/504d)、接地焊盘(焊盘204e/504e)和电压源Vcc(焊盘204f/504f)。焊盘204和504的上述功能仅作为举例。应当理解，在另外的实施方案中，焊盘204/504可具有不同的功能或其他功能。此外，在用于腔308中的存储卡200具有与上述不同的焊盘204构型的情况下，焊盘504的构型将相应地改变以匹配焊盘204的图案。

腔306、308可被提供至一定深度，使得当存储卡被加载到腔中时，存储卡的上表面可以与顶表面302齐平或略高于顶表面，使得存储卡和互连件紧密地(从上到下)适配在主机设备的插槽内。应当理解，腔306和308中的焊盘404和504的构型可被切换，使得腔308接纳存储卡100并且腔306接纳存储卡102。

腔306和308可具有与卡100和200的周边形状匹配的周边形状，其中一个倒圆角具有用于接纳斜面108、208的对角侧面310，以确保卡100、200正确地插入腔306、308内。存储卡插槽互连器300还可以包括手指握持部312以便于将互连器300插入到存储卡插槽中，如下所述。互连器300还可包括斜面314以确保互连器300正确插入主机设备插槽中。

图5和图7示出了互连器300的底表面304，其包括多个插槽互连焊盘320(其中的一个插槽互连焊盘在图5和图7中的每一者中进行了编号标记)。互连焊盘320可以(均匀或不均匀地)分布在底表面304的至少大部分上。在一个实施方案中，焊盘320可各自具有2mm的长度(沿x轴)和1.5mm的宽度(沿y轴)，其中每个焊盘320之间的间距为0.5mm至2mm。这些尺寸和焊盘之间的间距仅以举例的方式示出，并且在另外的实施方案中可变化。表面304上可存在至少与表面302上存在的存储卡互连焊盘404、504一样多的插槽互连焊盘320。如下文所述，表面302上的存储卡互连焊盘404、504可以电连接和电重新分布到插槽互连焊盘320。

图5至图7所示的存储卡插槽互连器300的实施方案被构造用于将存储卡100和200沿箭头A(图7)的方向水平插入主机设备插槽中。图8至图10示出了存储卡插槽互连器300的替代性实施方案，其被构造用于将存储卡100和200沿箭头A(图10)的方向垂直插入主机设备插槽中。图8至图10所示的互连器300的实施方案可与图5至图7所示的大致相同，包括被构造为如上所述接纳存储卡100和200的腔306和308(旋转90°)。如上所述，腔306包括作为存储卡焊盘104的镜像的存储卡互连焊盘404，并且腔308包括作为存储卡焊盘204的镜像的存储卡互连焊盘504。图8至图10所示的插槽互连焊盘320可与图5至图7所示的插槽互连焊盘320相同(旋转90°)。

图11和图12是制造期间一对存储卡互连焊盘404的顶视图和边视图。所示的焊盘404可以是上述焊盘404中的任一个，并且以下应用于焊盘404中的每一个。以下也可应用于存储卡互连焊盘504中的每一个。为了便于存储卡焊盘104、204与存储卡互连焊盘404、504之间的良好电接触，可以将可压缩导电球施加到互连焊盘404和/或504的表面，如下所述。

如图11的顶视图所示，可将环氧树脂层350离散地施加到存储卡互连焊盘404中的每一个。环氧树脂层350可作为液体(甲阶段)施加并部分固化至乙阶段。在实施方案中，环氧树脂层350可为10μm至50μm厚，诸如例如25μm厚。环氧树脂层350可以比在另外的实施方案中的更薄或更厚。环氧树脂层350被示为具有椭圆形或圆形形状。在另外的实施方案中，环氧树脂层可以其他形状施加。环氧树脂层350被示出为部分地覆盖互连焊盘404，但在另外的实施方案中，层350可覆盖互连焊盘404的整个表面。

如图12的边视图所示，可将可压缩球354喷涂或以其他方式施加到存储卡互连焊盘404的表面上。可压缩球354粘附到环氧树脂层350的表面。可压缩球354不粘附到焊盘404的不包括环氧树脂的任何区域，并且不粘附到腔306、308(也不具有环氧树脂)的区域。

可压缩球354可由涂覆到可压缩聚合物球上的电导体形成。电导体可例如为金，但在另外的实施方案中使用其他导电材料。聚合物球可以是圆形的，但在另外的实施方案中它们也可以是其他形状。可压缩球可具有介于25μm和75μm之间诸如例如50μm的直径。可压缩球应在公差内具有相同的直径，并且应具有大于环氧树脂层350的厚度的直径。

如图13的边视图所示，可压缩球354可例如通过压板356抵靠焊盘404向下推入环氧树脂层350中。压板356还可压缩球354以确保抵靠焊盘404的良好接触。同时，环氧树脂层350可固化成固体(丙阶段)以将球354抵靠焊盘404固定就位。为此，压板356可被加热。另选地或除此之外，互连器300和环氧树脂层350的加热可以其他方式固化。

如图14的边视图所示，一旦环氧树脂层固化，就可移除压板356，此时球356返回到其原始(例如，圆形)形状。结果是多个可压缩球354抵靠焊盘404的表面嵌入环氧树脂层350内，如图14的边视图和图15的顶视图所示。球354在环氧树脂层350的表面上方延伸10μm至30μm，但球354可在环氧树脂层350的表面上方延伸更多或更少，并且其在另外的实施方案中。

当如下所述将存储卡100、200放置在腔306、308中并插入主机设备插槽中时，将存储卡焊盘104、204向下压靠在存储卡互连焊盘404、504上，从而压缩球354并确保焊盘104、204与焊盘404、504之间的良好电接触。在实施方案中，焊盘404、504上的球354的密度(即，球之间的间距)可以变化。仅与几个球354(诸如例如，在3个和10个球之间)接触足以实现存储卡焊盘104、204与存储卡互连焊盘404、504之间的良好电接触。另外，由于球仅施加到焊盘404、504上的环氧树脂，因此该方案避免了相邻焊盘404、504之间的电短路的可能性。

如上所述，互连器300的表面302上的存储卡互连焊盘404、504可以电连接并电重新分布到表面304上的插槽互连焊盘320。现在参见图16的横截面边视图，插槽互连器300还可包括在顶表面302和底表面304之间的重新分布层360。重新分布层360电互连存储卡互连焊盘404、504和插槽互连焊盘320。重新分布层360可包括驻留在顶表面302和底表面304之间的一个或多个平面中的蚀刻导电图案362。重新分布层360还可包括在存储卡互连焊盘404、504与蚀刻导电图案362之间延伸的第一系列通路364，以及在插槽互连焊盘320与蚀刻导电图案362之间延伸的第二系列通路366。

如背景技术部分中所述，小区域中的大量存储卡接触焊盘(例如，如在纳米SDExpress卡中)存在关于通过主机插槽内的引脚与这些焊盘可靠且可重复的接触的问题。该问题在本技术中由互连器300解决。互连器300有效地将大量接触焊盘从纳米卡占有面积的小区域重新分布到互连器300的底表面的较大区域。

图17为示出了存储卡插槽互连器300正被插入主机设备372的插槽370中的横截面边视图。主机设备372可以例如是移动电话，但是在另外的实施方案中可以是各种其他计算设备，诸如例如台式计算机、膝上型计算机、平板电脑、汽车计算系统、相机和利用可移除非易失性存储器的各种其他设备。

如图17所示，存储卡100和200被加载到存储卡插槽互连器300中，以准备将互连器300加载到插槽370中。如图17的横截面边视图和图18的顶视图所示，插槽引脚380的图案可提供在插槽370的底表面中。插槽引脚380可以与互连器300的底表面上的插槽互连焊盘320的图案匹配的图案提供。因此，在将互连器300插入到插槽370中后，插槽引脚380可电接触插槽互连焊盘320中的每个焊盘(或至少电耦合到存储卡互连焊盘404、504的那些焊盘320)。

插槽370的尺寸可设定成确保或以其他方式设有机构以确保互连器300和存储卡100、102在插槽370中的紧密配合(从上到下)。这有利于存储卡焊盘104、204与存储卡互连焊盘404、504之间的良好配合。这也有利于插槽互连焊盘320与插槽引脚380之间的良好电耦合。

上述实施方案示出了互连器300支撑一对存储卡100、200。然而，在另外的实施方案中，互连器300可支撑单个存储卡，诸如存储卡100。在这种情况下，存储卡插槽互连器300具有较小的占有面积。然而，在此类实施方案中，如在上述实施方案中，互连器300有效地将存储卡100的接触焊盘104重新分布在互连器300的底表面的较大区域上方。与插槽引脚被限制在存储卡的占有面积上的可能情况相比，这种重新分布使得主机插槽内的引脚能够与这些焊盘更可靠且可重复地接触。

如上所述，存储卡焊盘104、204和对应的存储卡互连焊盘404、504可以是不同的形状。图19示出了另外的实施方案，其中TX+焊盘(104j/404j)、TX-焊盘(104k/404k)、RX+焊盘(104p/404p)和RX-104q/404q)为矩形或正方形而不是“L”形。这些(和其他)焊盘可已设有“L”形或“T”形，以使得焊盘与主机设备插槽引脚之间能够在水平和竖直插入取向上接触，其中主机设备插槽引脚在卡滑入插槽中时直接接触存储卡焊盘。此类焊盘的更多细节公开于Yosi Pinto等人的名称为“Memory Card Pad Layout Supporting MultipleCommunication Protocols”的印度专利申请201941002542中。

然而，如上所述，本技术的特征在于主机设备插槽引脚不与存储卡焊盘直接接触。通过互连器300进行接触。因此，存储卡焊盘104、204和存储卡互连焊盘404、504中的每一者可以是矩形或正方形，如图19所示。这是允许的，因为在本技术中，卡的焊盘在插入时不水平地或竖直地滑动，而是简单地放置在互连焊盘上。与插槽引脚与存储卡焊盘直接接触的常规方案相比，本技术通常允许存储卡焊盘104、204和存储卡互连焊盘404、505的尺寸减小。作为一个示例，焊盘104j、104k、104p、104q和/或焊盘404j、404k、404p、404q可具有介于0.125mm

图20示出了另外的替代性实施方案，其类似于图19，但还包括热焊盘404w。热焊盘404w以及互连器300中的其他焊盘404、504可用于将热量从卡100、200中传导出来。热量可通过焊盘404w和其他焊盘直接传导到互连器300，然后传导到主机设备的底盘。具有此类直接热耦合允许更好的对外部空气的热导率，并且可允许使用更高性能/功率卡。另选地，热量可通过互连器300的任何部分间接传导到主机设备的底盘。

已出于例证和描述的目的提出本发明的上述具体实施方式。它并非旨在是穷尽的或将本发明限制为所公开的精确形式。根据以上教导内容，很多修改和变型都是可能的。选择所述实施方案是为了最佳地阐明本发明的原理以及其实际应用，以由此使得本领域的其他技术人员能够最佳地在各种实施方案中使用具有适合于所构想的特定用途的各种修改的本发明。本发明的范围旨在由所附权利要求书限定。