电性连接装置

技术领域

本发明涉及一种电性连接装置，特别是涉及一种传递电信号的电性连接装置。

背景技术

电性连接件用于将两个甚至两个以上的电子组件相互连接，不仅是配置于相对巨观的电子设备中，甚至小至印刷电路板、集成电路上，都会形成有相对微小的电性连接结构，借此达成使特定多个区域间构成电性连接的目的。其中，在部分的应用场合中，电性连接件是设计为可分离或可拆卸地连接，以便于移除部分故障组件或者更换特定组件，而在这样的考虑下，对于电性连接件的连接可靠度以及可脱离地连接的性能，也就渐渐地成为设计的重点。以目前现有技术而言，金属冲压形成的弹簧结构、成束导线、悬臂梁、微小片状金属结构，都是此类应用的实例。

以目前半导体产业常用的平面网格阵列封装(Land Grid Array，LGA)，以及球阵列封装(ball grid array，BGA)为例来进一步说明，前述两种都是有模块化连接至印刷电路基板或者是芯片模块的需求时，常常会选择使用的封装技术，以借此制作为可拆离地组接的电性插座(Socket)。然而，平面网格阵列封装(LGA)以及球阵列封装(BGA)都各自存在优缺点，也各自有适合的应用环境，无法泛用地在各类电性连接需求上都产生令人满意的连接性能。特别在半导体产业蓬勃发展下，尺寸(Size)、间距(Pitch)的缩小，对于现有的电性连接技术而言，在小于250微米的尺度下，不仅是成本考虑或者是连接性能上，都会面临相当大的挑战，若进一步缩小到50微米以下的尺度，在加工精度、制造成本、结构强度的种种限制下，也就更难以提供达成可分离、可重复电连接的理想方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有利于因应微小尺度的可分离、可重复电连接的电性连接装置。

本发明电性连接装置，包含核心单元，及定位于所述核心单元的接触单元。所述核心单元包括第一绝缘层、设置于所述第一绝缘层中的多个信号件、设置于所述第一绝缘层中的多个第一接地件、设置于所述第一绝缘层中的多个第二接地件，及与所述第一接地件及所述第二接地件电连接的第一接地平面。所述接触单元包括分别连接于所述信号件的多个第一接触件，及分别连接于所述第一接地件的多个第二接触件。每一个第一接触件及个别的信号件皆与所述第一接地平面电性独立，而每一个第二接触件、对应的第一接地件，与至少一个第二接地件共同围绕相邻的第一接触件。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳地，前述电性连接装置，其中，定义第一方向及与所述第一方向垂直的第二方向，所述接触单元的每一个第一接触件是沿所述第一方向与另一个第一接触件相邻，并沿所述第二方向与至少一个第二接地件相邻，且每一个第一接触件是由相邻的至少一个第一接地件与对应的第二接触件，以及至少一个第二接地件所共同围绕，以与另一个第一接触件间构成电性屏蔽。

较佳地，前述电性连接装置，其中，所述接触单元的第一接触件是两两一组而配合传输信号，每一组的两个第一接触件是由至少一个相邻的第二接触件与对应的第一接地件，以及至少一个相邻的第二接地件所共同围绕。

较佳地，前述电性连接装置，其中，所述第一绝缘层具有分别位于相反侧的两个外表面，所述第一接地平面贴附于所述第一绝缘层的其中一个外表面，所述电性连接装置还包含贴附于所述第一绝缘层相反于所述第一接地平面的另一个外表面，并与所述第一接地件及所述第二接地件电性连接的第二接地平面，其中，每一个信号件及每一个第一接触件皆与所述第一接地平面及所述第二接地平面电性独立。

较佳地，前述电性连接装置，其中，所述第一接地平面具有呈贯穿状且供多个信号件未接触地穿设的多个第一通槽，所述第二接地平面具有呈贯穿状且供多个信号件未接触地穿设的多个第二通槽，使得所述信号件与所述第一接触件皆与所述第一接地平面及所述第二接地平面电性独立。

较佳地，前述电性连接装置，其中，所述核心单元的信号件、第一接地件，第二接地件是沿所述第一方向与所述第二方向呈阵列排列，且沿所述第一方向的一第一间隔距离大于沿所述第二方向的一第二间隔距离。

较佳地，前述电性连接装置，其中，所述接触单元还包括分别连接于所述信号件且与所述第一接触件分别位于相反侧的多个第三接触件，及分别连接于所述第一接地件且与所述第二接触件分别位于相反侧的多个第四接触件，每一个第三接触件及个别的信号件皆与所述第一接地平面电性独立。

较佳地，前述电性连接装置，其中，所述核心单元还包括与所述第一绝缘层间隔的第二绝缘层，及设置于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层间的第三接地平面，所述第三接地平面具有形成于外表的接地表层区，及形成于外表且与所述接地表层区电性独立的至少一个信号线。

较佳地，前述电性连接装置，其中，所述核心单元的信号件的其中一部分，与所述至少一个信号线电性连接。

本发明的有益的效果在于：通过所述第一接触件及所述第二接触件，可取代现有的平面网格阵列封装(LGA)以及球阵列封装(BGA)，达成可分离地电性连接的目的，并能利用单纯层叠式的组装方式，使得尺度能进一步缩小。另外，在通过所述第一接触件及所述信号件传输信号时，因为所述第一接地件与所述第二接触件及所述第二接地件的围绕配置，更可产生电性屏蔽而优化信号传输的性能。

附图说明

图1是一立体分解图，说明本发明电性连接装置的第一实施例；

图2是一局部放大的立体分解图，说明所述第一实施例的一核心单元的其中一信号件、其中一第一接地件，及其中一第二接地件；

图3是一局部放大的剖视图，说明所述信号件、所述第一接地件，及所述第二接地件配置于所述核心单元的一绝缘层；

图4是一俯视图，说明所述第一实施例的一接触单元；

图5是一局部放大的立体图，说明利用所述核心单元的多个第一接地件及多个第二接地件达成信号屏蔽的情况；

图6是一立体分解图，说明本第一实施例组装完成的型态，以及本第一实施例与一待接组件达成电连接的情况；

图7是一立体分解图，说明本发明电性连接装置的第二实施例；

图8是一局部放大的立体图，说明所述第二实施例的一第一接地平面及一第二接地平面上的多个第一通槽及多个第二通槽；

图9是一立体分解图，说明本发明电性连接装置的第三实施例；及

图10是一局部放大的立体分解图，说明所述第三实施例的所述核心单元的一第三接地平面，以及所述第三接地平面的多个信号线。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

参阅图1，本发明电性连接装置的第一实施例，本第一实施例包含一核心单元1，及定位于所述核心单元1的一个接触单元2。另外，为了将本第一实施例完整封装，亦配合使用分别位于相反两侧且位于最外层的两个封装板9，而每一个封装板9都是通过对应的黏胶层91来组装固定。要先声明的是，虽然本第一实施例是以相反两侧分别连接两个电子组件，且连接的接点为二维分布的情况来说明，但实际使用时并不以连接相反两侧的使用情境为限，接点形式也并不以二维分布为限。

参阅图1与图2，所述核心单元1包括具有分别位于相反侧的两个外表面111的一个第一绝缘层11、设置于所述第一绝缘层11中的多个信号件12、设置于所述第一绝缘层11中的多个第一接地件13、设置于所述第一绝缘层11中的多个第二接地件14、贴覆于所述第一绝缘层11其中一个外表面111的一个第一接地平面15，及贴附于所述第一绝缘层11相反于所述第一接地平面15的另一个外表面111的一个第二接地平面16。其中，在图2中是以一个所述信号件12、一个所述第一接地件13，以及两个第二接地件14为一组的情况来呈现。具体而言，所述第一绝缘层11形成有与所述信号件12、所述第一接地件13，及所述第二接地件14加总数量相同数目，并且呈现二维阵列排列的通孔110，而所述信号件12、所述第一接地件13，及所述第二接地件14是依照线路配置需求，分别埋设于所述通孔110。

要特别说明的是，每一个信号件12、每一个第一接地件13，及每一个第二接地件14的型态实质相同，而仅是相互配合而达成电性连接时所负责的任务不同。在本第一实施例中，每一个信号件12、每一个第一接地件13，及每一个第二接地件14，都是概呈柱状，且相反两端分别形成有圆板状的两个连接点，而每一个信号件12、每一个第一接地件13，及每一个第二接地件14的型态并不以图式中所绘示的型态为限，只要能确实达成电连接而传递电信号即可。

其中，所述第一接地平面15及所述第二接地平面16分别形成在所述第一绝缘层11相反两侧，且皆是以导电材料所制成。配合所述第一绝缘层11上所形成的所述通孔110的位置，所述第一接地平面15及所述第二接地平面16上都形成有对应位置的孔洞H。每一个对应个别的第一接地件13、个别的第二接地件14的孔洞H1，是与所述第一接地件13、所述第二接地件14相互紧配密合，而每一个对应个别的信号件12的孔洞H2，径宽较大而仅单纯供个别的信号件12不接触地穿设，使得所述第一接地件13及所述第二接地件14，都与所述第一接地平面15及所述第二接地平面16电连接，而每一信号件12则与所述第一接地平面15及所述第二接地平面16电性独立。

参阅图2至图4，定义一第一方向D1及一与所述第一方向D1垂直的第二方向D2，所述接触单元2包括分别连接于所述信号件12的多个第一接触件21、分别连接于所述第一接地件13的多个第二接触件22、分别连接于所述信号件12且与所述第一接触件21分别位于信号件12相反侧的多个第三接触件23，及分别连接于所述第一接地件13且与所述第二接触件22分别位于第一接地件13相反侧的多个第四接触件24。

要特别说明的是，每一个第一接触件21、每一个第二接触件22、每一个第三接触件23，及每一个第四接触件24的型态都相同。在本第一实施例中，概为呈现沿横向延伸但往纵向倾斜，因而具有受外力后朝向内侧产生弹性形变的连接臂。而所述弹性形变，可通过金属材质自身的材料弹性，配合弯折型态来达成，也可以采用配置弹簧的方式来达成，同样并不以本第一实施例所述或图式中所绘示为限。

其中，由于所述信号件12、所述第一接地件13，及所述第二接地件14是以所述第一方向D1及所述第二方向D2扩展而呈现阵列排列。因此，若以如图4的俯视视角所呈现，在所述接触单元2与所述信号件12、所述第一接地件13，及所述第二接地件14连接的情况下，每一第一接触件21是沿所述第一方向D1与另一第一接触件21相邻，并沿所述第二方向D2与其中一第二接地件14相邻，也就是说，连接所述第一接触件21及所述第二接触件22的所述信号件12及所述第一接地件13间，以及所述第二接地件14间，都是沿所述第一方向D1以一第一间隔距离L1间隔排列，而在所述信号件12及所述第一接地件13所成的列排，是与所述第二接地件14所成的列排沿所述第二方向D2错位排列，且是间隔沿所述第二方向D2的一第二间隔距离L2。其中，因为每一第一接触件21及每一第二接触件22都是具有软性弹簧而能形变的结构，故所述第一间隔距离L1是大于所述第二间隔距离L2，借此预留所述第一接触件21及所述第二接触件22产生形变时的余裕空间。当然，在与图4相反的另一侧的所述第三接触件23及所述第四接触件24(见图2)，位置也因而与所述第一接触件21及所述第二接触件22分别对应。

参阅图4与图5并配合图1，在本第一实施例中，电信号的传输是通过每一个第一接触件21，经由对应的信号件12所达成，也就是单端传输(Single-ended)模式的电信号传输。因此，为了针对每一个第一接触件21及对应的信号件12达成信号屏蔽，以如图4所呈现的其中一个第一接触件21与对应的信号件12为例，沿所述第一方向D1的相反两侧分别配置有两个第二接触件22以及对应的第一接地件13，而沿所述第二方向D2的相反两侧又各有三个为一列的所述第二接地件14，使得所述的第一接触件21及对应的信号件12，得以被相邻的所述第二接触件22与对应的第一接地件13，以及所述第二接地件14所共同围绕，借此达成对所传输信号的电性屏蔽。

参阅图6并配合图3与图5，本第一实施例通过所述第一接触件21与所述第二接触件22，可与具有对应的多个电性接点81的一个待接组件8达成电性连接，而如图6所示地接触所述待接组件8后，所述第一接触件21及所述第二接触件22会以远离所述待接组件8的方向产生形变，此时，由于每一个封装板9上都形成有对应所述第一接触件21及所述第二接触件22型态的槽区90，借此提供所述第一接触件21及所述第二接触件22产生形变后的余裕空间。因此，本第一实施例通过层叠式的机制来简单完成组装，针对尺度的缩小也不需要进一步要求加工精度，可直接以几乎相同的制程完成所需尺度的制造与组装，即确实能通过所述信号件12、所述第一接地件13、所述第二接地件14与所述接触单元2的单纯连接，在微小尺度下达成可脱离式的电性连接。

参阅图7与图8，为本发明电性连接装置的第二实施例，本第二实施例与所述第一实施例的区别在于：所述第一接触件21是两两一组而配合传输信号，也就是说，所述第一接触件21是以差分信号对(Differential signal pair)的方式来传输电信号。另外，为了配合以两个相邻的所述第一接触件21、所述第三接触件23，与对应的所述信号件12为一组来传输电信号的传输机制，所述第一接地平面15具有呈贯穿状且供多个信号件12未接触地穿设的多个第一通槽150，所述第二接地平面16具有呈贯穿状且供多个信号件12未接触地穿设的多个第二通槽160，使得所述信号件12与所述第一接触件21皆与所述第一接地平面15及所述第二接地平面16电性独立。

为了对传输信号的所述第一接触件21、所述第三接触件23，与对应的所述信号件12同样产生信号屏蔽，以如图8所示的一组的两个第一接触件21为例，是由沿所述第一方向D1位于相反两侧的相邻的两个第二接触件22与对应的第一接地件13，以及沿所述第二方向D2间隔配置的相反两列，且四个为一列的第二接地件14所共同围绕，借此达成电信号的屏蔽，优化电信号传递的质量与性能，除此以外，本第二实施例可与所述第一实施例达成相同的功效。

参阅图9与图10，为本发明电性连接装置的第三实施例，本第三实施例与所述第一实施例的区别在于：所述核心单元1还包括与所述第一绝缘层11间隔的一个第二绝缘层17，及设置于所述第一绝缘层11与所述第二绝缘层17间的一个第三接地平面18，所述第三接地平面18具有形成于外表的一个接地表层区181，及形成于外表且与所述接地表层区181电性独立的多个信号线182。具体而言，所述接地表层区181围绕出同样形成于表面，且供所述信号线182配置于同一表面的多个预留区域180，使得所述信号线182配置于所述预留区域180后能由所述接地表层区181的实体结构所围绕。其中，所述核心单元1的信号件12的其中一部分与所述信号线182电性连接，即本第三实施例也通过所述信号件12来传输电信号。

本第三实施例除了与所述第一实施例及所述第二实施例一样都能达成利于缩小尺度，并且达成可脱离的电性连接的效果以外，为了对所述信号线182同样达成电性屏蔽的效果，是依靠所述第三接地平面18的接地电性，通过围绕所述信号线182的所述接地表层区181的实体结构达成电性屏蔽，故同样可优化电信号传输的质量及性能。