電接插件及其所用的聯結部件的製作方法
2023-05-09 21:45:06
專利名稱：電接插件及其所用的聯結部件的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及電聯結部件(contact)和接插件(connector)。在大功率的應用場合優選的接插件對於連接多層電路板以及提供電聯結非常有用。
背景技術：
電接插件包括用於接合印刷電路板的聯結部件。電路板可以採用用來將聯結部件配對部分(mating portion)或尾端插入其中的孔。採用比聯結部件尾端的尺寸相對較大的孔尺寸可以實現較小的插入力。對於固定的結構，可以加入焊料來為插入到電路板孔中的聯結部件尾端提供保持力(retention)。而對於可移去的結構，可能希望使用或者可能不希望使用焊料。在缺乏焊料(或者大量焊料)的情況下，聯結部件尾端和電路板孔之間的相對尺寸可以提供壓配合。在通過壓配合實現保持力時，將包括插入力。因此，在該領域存在進一步改進的空間。
發明內容
本發明針對電聯結部件。優選的聯結部件包括具有配對部分的聯結腿，配對部分特徵為提供良好的電接觸、相對較小的插入力到印刷電路板通孔、以及通孔內足夠的保持力。至少在一些優選實施例中，聯結腿包括兩個桁條(beam)，第一桁條用於微調聯結力，第二桁條用於聯結和保持力。
根據本發明的一個優選實施例，提供一種用於電接插件的聯結部件，該聯結部件包括第一聯結腿、與第一聯結腿基本上對稱設置的第二聯結腿、以及在第一聯結腿和第二聯結腿之間延伸並與其構成一個整體的連接部。每一個聯結腿包括配對部分，用於接合布置在單個電路板上的一對隔開的電路板通孔中的一個。配對部分包括彈性可變形桁條，用於在接合配對部分和電路板時，將法向力施加到電路板通孔的壁面(wall)上。
根據本發明的另一優選實施例，提供一種用於電接插件的聯結部件，該聯結部件包括第一聯結腿、與第一聯結腿隔開的第二聯結腿、以及在第一聯結腿和第二聯結腿之間延伸的連接部並與之構成一個整體。每一個聯結腿包括配對部分，用於接合一對電路板通孔中的一個。配對部分包括至少一個絞鏈(hinge)，用於在接合配對部分和電路板通孔的壁面時，使配對部分的彈性變形更容易。
根據本發明的再一優選實施例，提供一種用於電接插件的聯結部件，該聯結部件包括用於接合電路板通孔的配對部分。該配對部分包括一桁條，具有肩部區域，正交於縱向聯結部件軸線延伸，用於限制配對部分的插入深度；離散接合區域，用於將法向力施加到電路板通孔的壁面上；以及在肩部區域中形成的絞鏈，用於在接合離散接合區域和電路板通孔的壁面時，使至少配對部分的一部分的彈性變形更容易。
本發明還針對電接插件。優選的電接插件用作界面接插件，用於將電路板連接在一起，從而減少感抗並增加電流攜載容量。優選的接插件實施例包括絕緣外殼，具有能夠容納多個聯結部件的通道，包括上述的優選聯結部件實施例。
前述發明內容及下面優選實施例的詳細描述，在結合附圖閱讀時將更容易理解。為便於解釋本發明，在附圖中示例性地示出本發明的結構。但是，本發明不僅限於所公開的特定特徵。在附圖中圖1是用於連接一對電路板、具有相對的配對部分的示例聯結部件的透視圖，其中一個配對部分具有使其更容易彈性變形的絞鏈；圖2是類似於圖1所示的聯結部件的透視圖，相對的配對部分中的一個折成一定角度；圖3A是另一個包括配對部分的示例聯結部件的部分前視圖，其配對部分具有兩個絞鏈，在插入電路板通孔時使至少某些配對部分的彈性變形更容易；圖3B是圖3A所示的聯結部件的可選聯結部件實施例的部分前視圖，其中該可選的聯結部件實施例僅包括單個聯結腿；圖4是具有多個聯結部件布置在絕緣外殼中的優選電接插件的透視圖；圖5是連接到第一電路板並布置在第二電路板上面且與第二電路板沒有接合的圖4所示電接插件的透視圖；圖6A至6C是插入到電路板通孔中的優選聯結部件的系列部分截面圖；以及圖7A至7C是插入到電路板通孔中的另一優選聯結部件的系列部分截面圖。
具體實施例方式
本發明提供用於將多個電路板連接在一起的界面(interface)接插件。典型的電路襯底，比如微處理器板包括跡線(trace)或者例如用於高速緩衝存儲器、電源和返回跡線的焊盤。希望將電路板連接到另一電路襯底，比如電源板。典型地，高速緩衝存儲器、電源、以及返回跡線連接到電源板的合適導電元件上。期望減少板的聯絡之間的電感，並且與此同時，增加電流攜載容量。應該指出的是，高速緩衝存儲器、電源、以及返回跡線的布置可以根據電路板設計者的需要而變化。
通過下面對優選實施例以及附圖的詳細描述，可以更好地理解本發明，其中相似的參考標號表示相似的特徵。參照圖1和2，示出示例聯結部件10，包括一對聯結腿11和12，最好彼此對稱，儘管這不是必須的。連接部20耦接聯結腿11到聯結腿12。聯結腿11、聯結腿12、以及連接部20最好是一個整體組件(例如，一起形成為一個單個單元)。聯結腿11、12和連接部20的優選整體結構使得具有良好的電連接和高功率應用特性。
每一個聯結腿11、12具有相對的配對部分31、32和41、42，分別用於與可移去或固定(例如，使用焊料)的印刷電路板接合。配對部分31、32可以在板的相同一側一起接合板，或者在板的相對兩側。類似地，配對部分41、42也可以在板的相同一側一起接合板，或者在板的相對兩側。如圖中所示，配對部分31和32(以及41和42)最好基本上彼此平行，儘管這不是必須的。應該指出的是，本發明關注構成配對部分的腿到腿的各種變形，儘管這在圖中沒有示出。
配對部分31、32最好配置成使用焊料連接到電路板，而配對部分41、42最好配置成不用焊料連接(儘管對配對部分41、42可能會使用一些焊料)。可選實施例(未示出)包括均配置為不用焊料連接到電路板的相對配對部分，比如通過採用類似於配對部分41、42設計的相對配對部分。應該考慮到配對部分可以是直的，成一定角度，或者是其它任何適宜的配置，這依據接插件所要相互連接的電路板而定。作為示例，配對部分31、32在圖1中具有直線方向，在圖2中為基本上成90度角。
現在參照圖1，接合部分41、42最好配置為不用焊料連接，以便需要時與電路板接合和脫離。配對部分41、42具有的特性為提供相對較小的插入力到電路板通孔，而保持其中足夠的保持力。如下面將詳細描述的，較小插入力和足夠保持力的平衡最好通過一個或多個彈性變形的桁條、以及在插入到電路板通孔時使至少某些配對部分41、42的彈性變形和/或撓曲(deflection)更容易的絞鏈來提供。彈性變形導致配對部分41、42施加法向或保持力到通孔側壁上。在此使用的「彈性變形」實質上意味著非可塑(non-plastic)或非永久變形(也就是說，當從電路板通孔脫離時，聯結部件應當返回到其初始幾何狀態——儘管允許較小量的可塑變形)。在此使用的「絞鏈」包括但不僅限於彎曲、弓形、鋸齒、劃線、弱面區域、緩和區域等。
聯結腿11和12各自包括至少兩個桁條，這兩個桁條中每一個的至少一部分分別駐留在配對部分41、42中。採用兩個桁條在高功率應用中可以提供良好的電接觸，並可以提供理解和保持力的調整(「調諧」)。聯結腿11具有從中延伸的第一桁條50和第二桁條52。在優選實施例中，第一桁條50包括從縱向聯結部件軸線15向外成一定角度並遠離其的成角部分53，第二桁條52包括從軸線15向內成一定角度並朝向其的成角部分54。成角部分53和54幫助限定離散接合區域70和71，用於接觸電路板通孔的壁面。當配對部分41插入到電路板通孔時，通過減小摩擦離散接合區域可以幫助使插入力最小化。類似地，聯結腿12具有第一桁條60和第二桁條62。第一桁條60包括成角部分63，而第二桁條62包括成角部分64。所示配對部分42具有離散接合區域80和81。應該指出的是，配對部分41和42各自可以包括多於兩個的桁條，並可以包括單個離散接合區域或多於兩個的離散接合區域。
配對部分41、42最好包括一個或多個絞鏈，用於在插入到電路板通孔時使至少某些配對部分的彈性變形或撓曲更容易。如圖1和2所示，示例聯結部件10在每一個配對部分41和42中採用單個絞鏈。配對部分41具有鄰近桁條50和52的連接處布置的絞鏈58，而配對部分42具有鄰近桁條60和62的連接處布置的絞鏈68。
另一個示例聯結部件110示於圖3A。聯結部件110包括類似於聯結部件10的特徵，具有類似特徵的部件以一百的序列標示相同的參考字符。聯結部件110的每一個配對部分141和142採用兩個絞鏈來使彈性變形或撓曲更容易。通過示例，配對部分141(142)具有鄰近第一桁條150(160)和第二桁條152(162)的連接處布置的第一絞鏈158(168)、以及布置在限制聯結部件插入到電路板通孔的深度的肩部區域190(191)中的第二絞鏈159(169)。最好，每一個絞鏈158和159在插入到電路板通孔時使至少某些配對部分141的彈性變形或橫向撓曲更容易。絞鏈158(168)和159(169)可以在單個方向上使配對部分141(142)的彈性變形或橫向撓曲更容易。兩個絞鏈可以交替地在相反方向上使彈性變形或橫向撓曲更容易。也就是說，配對部分141(142)的一個區域可以通過絞鏈中的一個向內朝向聯結部件軸線115撓曲，而配對部分141(142)的另一個區域可以通過另一個絞鏈中向外遠離聯結部件軸線115撓曲。
本發明考慮的可選聯結部件僅具有單個聯結腿。通過示例並參照圖3B，示出聯結部件610，其包含類似於圖3A所示的聯結部件110的特徵，但是替代其中的兩個聯結腿而僅具有一個聯結腿611。聯結腿611包括具有肩部區域690的桁條660、離散接合區域680、以及在肩部區域690中形成的絞鏈669，用於在離散接合區域680接觸電路板通孔的壁面時使桁條660的彈性變形和/或撓曲更容易。
絞鏈和離散接合區域可以(單獨地或一起)在電路板通孔中提供低插入力和足夠的保持力的平衡。絞鏈和離散接合區域可以幫助使插入力最小化。配對部分的彈性變形或撓曲通過絞鏈也有助於保持力，這是因為變形或撓曲導致桁條接合區域施加法向力或保持力到電路板通孔側壁上。
現在參照圖4和5，示出用於將多個電路板連接在一起的電接插件200。電接插件200包括絕緣外殼210，具有多個聯結部件，例如布置其中的優選聯結部件10或110。所述多個聯結部件可以彼此類似或不相似。從圖5中可以看出，接插件200與第一電路板300接合，而從第二電路板310中脫離。電路板300和310將通過接插件200以正交結構連接；但是，通過採用在其兩端具有直的配對部分的聯結部件，本發明也考慮到其平行相互連接。在優選實施例中，布置在接插件200中的聯結部件包括配置為使用焊料連接到板300的配對部分、以及配置為不用焊料(壓配合)連接到板310的相對配對部分。可選地，兩個配對部分均可以配置為不用焊料連接到各自電路板。
下面將參照圖6A到6C和7A到7C描述聯結部件配對部分與電路板通孔的示例動態(dynamics)或交互作用。首先參照圖6A到6C的部分截面圖，示出具有第一聯結腿411和第二聯結腿412的示例聯結部件。每一個聯結腿411和412分別具有第一離散接合區域470和480，在部分插入聯結部件410時接合電路板通孔415、416的壁面420。當第一離散接合區域470、480接合壁面420的區域時，配對部分441、442在方向LD1上彈性變形或撓曲。彈性變形或撓曲通過使用絞鏈458、468實現。當將聯結部件410進一步插入通孔415、416時，第二離散接合區域471、481接合壁面420的對面區域，從而配對部分441、442通過絞鏈458、468在方向LD2上變形或撓曲。
參照圖7A至7C，配置另一示例聯結部件510，包括一對聯結腿511和512，每一個聯結腿分別包括一個配對部分541和542。每一個配對部分541、542包括分別兩個絞鏈558、568和559、569，以及單個離散接合區域570、571，分別用於接合電路板通孔515、516的壁面520。絞鏈558、559、568和569最好在方向LD3上各自使彈性變形或撓曲更容易。參照圖6A至6C和7A至7C描述的動態僅用於示例說明，而不限制本發明。也就是說，其動態可以根據可選聯結部件實施例的結構和將被接合的電路通孔的結構而變化。
本發明的優選聯結部件可以由本技術領域公知的材料衝壓或其它方式形成。適宜的聯結部件材料包括但是不限於磷青銅合金、鈹銅合金、以及高導電率的銅合金。聯結部件可以使用公知的材料比如金或者金和鎳的合金進行電鍍。本發明的優選接插件的絕緣外殼可以由本領域的技術人員公知的玻璃填充的高溫尼龍或其它材料模製或形成。在模製成之後，可以將聯結部件插入到外殼的通道中，或者可以圍繞聯結部件的陣列形成外殼。
應該指出，儘管在前面的描述中給出了本發明的數個特徵和優點，以及本發明的結構細節和功能，但是，此公開僅用於說明。因此，在所附權利要求表示的術語的一般含義所限定的本發明的全部擴展原理範圍內可以進行各種細節上的修改，尤其是形狀、尺寸和配置特徵方面。
權利要求
1.一種用於電接插件的聯結部件，該聯結部件包括a)第一聯結腿；b)與第一聯結腿基本上對稱設置的第二聯結腿；以及c)在第一聯結腿和第二聯結腿之間延伸並與其構成一個整體的連接部；其中，第一聯結腿和第二聯結腿中的每一個包括配對部分，用於接合布置在單個電路板上的一對隔開的電路板通孔中的一個；配對部分包括彈性可變形桁條，用於在接合配對部分和電路板時，將法向力施加到電路板通孔的壁面上。
2.如權利要求1所述的聯結部件，其中彈性可變形桁條包括一個絞鏈，使彈性可變形桁條的彈性變形更容易。
3.如權利要求1所述的聯結部件，其中彈性可變形桁條包括肩部區域，用於限制配對部分到電路板通孔的插入深度。
4.如權利要求3所述的聯結部件，其中絞鏈在肩部區域中形成。
5.如權利要求1所述的聯結部件，配對部分還包括從彈性可變形桁條延伸的第二桁條。
6.如權利要求5所述的聯結部件，其中彈性可變形桁條和第二桁條的交叉限定一離散接合區域，使得聯結部件配對部分和電路板通孔之間的摩擦最小化。
7.如權利要求6所述的聯結部件，其中第二桁條包括從所述離散接合區域橫向偏移的第二離散接合區域。
8.如權利要求1所述的聯結部件，其中配對部分包括第一和第二離散接合區域，用於接合電路板通孔的壁面。
9.如權利要求8所述的聯結部件，其中第一離散接合區域垂直於並從第二離散接合區域橫向偏移。
10.如權利要求1所述的聯結部件，其中第一聯結腿和第二聯結腿中的每一個包括相對的配對部分，用於與電路板進行焊料連接。
11.一種用於電接插件的聯結部件，該聯結部件包括a)第一聯結腿；b)與第一聯結腿隔開的第二聯結腿；以及c)在第一聯結腿和第二聯結腿之間延伸並與之構成一個整體的連接部；其中，第一聯結腿和第二聯結腿的每一個包括配對部分，用於接合在單個電路板中形成的一對電路板通孔中的一個；配對部分包括至少一個絞鏈，用於在接合配對部分和電路板通孔的壁面時，使配對部分的彈性變形更容易。
12.如權利要求11所述的聯結部件，其中配對部分還包括從中延伸的第一桁條和第二桁條，第一桁條和第二桁條中的每一個包括與縱向聯結部件軸線成一定角度的部分。
13.如權利要求12所述的聯結部件，其中第一桁條的成一定角度的部分與第二桁條的成一定角度的部分在不同的方向上。
14.如權利要求12所述的聯結部件，其中所述至少一個絞鏈布置在鄰近第一桁條和第二桁條的交叉處。
15.如權利要求12所述的聯結部件，其中第一桁條包括一第二絞鏈。
16.如權利要求15所述的聯結部件，其中第一桁條包括與縱向聯結部件軸線正交的肩部，用於限制配對部分到電路板通孔的插入深度。
17.如權利要求16所述的聯結部件，其中所述第二絞鏈布置在肩部。
18.如權利要求11所述的聯結部件，其中配對部分包括第一離散接合區域和第二離散接合區域，用於接合電路板通孔的壁面。
19.如權利要求18所述的聯結部件，其中第一離散接合區域垂直於並從第二離散接合區域橫向偏移。
20.一種用於電接插件的聯結部件，該聯結部件包括聯結腿，包括用於接合電路板通孔的配對部分；該配對部分包括一桁條，具有a)肩部區域，正交於縱向聯結部件軸線延伸，用於限制配對部分到電路板通孔的插入深度；b)離散接合區域，用於將法向力施加到電路板通孔的壁面上；以及c)在肩部區域中形成的絞鏈，用於在接合離散接合區域和電路板通孔的壁面時，使至少配對部分的一部分的彈性變形更容易。
21.如權利要求20所述的聯結部件，還包括與所述聯結腿基本上對稱布置的第二聯結腿、以及耦接第二聯結腿到所述聯結腿的連接部。
22.如權利要求21所述的聯結部件，其中聯結腿、第二聯結腿、以及連接部為一個整體。
23.如權利要求21所述的聯結部件，其中第二聯結腿具有與聯結腿的配對部分結構相似的配對部分。
24.如權利要求23所述的聯結部件，其中聯結腿和第二聯結腿中每一個的配對部分還包括從所述離散接合區域橫向垂直偏移的第二離散接合區域。
25.一種電接插件，包括絕緣外殼；以及布置在絕緣外殼中的如權利要求1所述的聯結部件。
26.一種電接插件，包括絕緣外殼；以及布置在絕緣外殼中的如權利要求11所述的聯結部件。
27.一種電接插件，包括絕緣外殼；以及布置在絕緣外殼中的如權利要求20所述的聯結部件。
全文摘要
公開一種用於接合印刷電路板的電接插件的和聯結部件。一種優選的聯結部件包括第一聯結腿；與第一聯結腿基本上對稱設置的第二聯結腿；以及在第一聯結腿和第二聯結腿之間延伸並與其構成一個整體的連接部。每一個聯結腿包括用於插入到電路板通孔的配對部分。配對部分包括彈性可變形桁條，用於將法向力施加到電路板通孔的壁面上。
文檔編號H01R12/58GK1495969SQ0315241
公開日2004年5月12日 申請日期2003年7月30日 優先權日2002年7月30日
發明者亞科夫·貝羅保爾斯基, 亞科夫 貝羅保爾斯基, 龐, 理察·龐 申請人:Fci公司