接觸銷和其製造方法

2023-04-24 01:56:21 3

專利名稱：接觸銷和其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的具有接觸區 域和連接區域的接觸銷，其用於壓入印刷電路板的金屬化通孔中， 以及涉及一種才艮據一又利要求13的前序部分所述的用於製造所述4妾 角蟲名肖的;^-去。
背景技術：
這種類型的接觸銷尤其被設置用於通過壓入印刷電路板的金 屬化通孔來製造一種通至印刷電鴻^反的至少一個印製導線的無焊 接的導電連接。為了完美地接觸通孔，通孔的製造7>差必須由接觸 銷的壓入部段的相應構造來補償，從而確保通孔和壓入部段之間優 選的氣密連4妄。為此， 一方面，這種4妾觸銷的壓入部,殳可以相對於 相應的力塑性變形，另一方面，相對於拔出力，在引入後對彈性特 性提出了相應的要求。這些特性例如由此實現，即通過在接觸銷的 壓入部_敬中衝壓出以4十^IL形式形成的長孔來實3見，/人而形成兩個接觸^E,其能以彈簧彈性的方式向4皮此移動。
由接觸銷或壓入銷產生的連接必須滿足多種電的和機械的要求且必須通過廣泛的測試。該連接的最重要的特性有 -4氐4妄觸電阻 -無4妾觸腐々蟲， -最優化的壓入力， -最優化的拔出力， -熱穩、定性， -抗震性，-壓入時形成儘可能少的石爭屑。這種特性通過具有一個彈塑性區i或的接觸銷或壓入銷來實J見， 一方面該彈塑性區域克服了電3各板的孔公差，另一方面它確保了期 望的壓入和壓出力以及4妄觸。由以德國申請DE10 2004 028 202 Al為基礎的4又利要求1的前 序部分公開了 一種壓入接觸器，其由 一種材料通過形成兩個彼此隔 開的部l殳無石卒屑地製成，必要時這兩個部段最初是打開的，隨後獨: 此緊靠而形成插入銷。該部,殳的截面形狀這々羊;l也選4奪，即該部l殳剛 好與印刷電路板的孔中的壁繃緊，這導致了鍍錫層的磨損和孔邊緣 的應力。在此的目的是無碎屑地產生壓入接觸，其中孔截面幾乎完 全由一個近似方形的截面形狀來填充。特別是在減小的板厚度(例 如小於0.8mm)和較小的孔直徑時，產生的夾緊力越來越小，以至 於不能保證持久穩定的電連接。US 6,135,813 A中描述了一種插入銷，在其前端有兩個近似於 反向對稱的成形物，該成形物在被插入印刷電路板的狀態中處於孔 外。從銷直徑向外突出的突出部在銷被插入通過印刷電路板的孔後 固定該銷，而向內突出的成形物不會互相繃緊且不會發生《壬何形式
的改變，然而必要時它們可在其位置上^皮焊接在一起從而#皮固定。 因此它們不會影響印刷電路板的孔內的性能。EP 0 655 798 A2公開了 一種由一種材泮+衝壓而成的才妾觸銷，且 在形成4妄觸it/f牛之前，其具有兩個互相隔開的部,殳，該部l殳隨後形 成插入銷。每個部^殳中設置了一個針孔狀的開口。這兩個部^殳通過 翻轉糹氏靠在一起，其中通過相應的預變形使這些部萃爻的兩端互相靠 在一起，從而產生插入銷，其稍後可以被插入印刷電路板的金屬化 通孑L中。然而，自由端互相不連4妻。由US-A3,400,358 7>開了另一種^妄觸銷，其中有一對向外彎曲 的電纜，它們的端部被焊接在一起以形成插入銷。該對電纜的互相 指向4皮此的表面可以在其端部平坦處理，以〗更於焊^妄連4妄。這個制 造過程不僅昂貴且需要使用焊錫。正^口 DE195 08 133 C2或DE198 31 672 B4中乂>開的那才羊，通 常通過衝壓該*接觸銷伴隨著插入中央縱向狹縫來製造這種類型的 接觸銷。在這種情況下，隨著接插銷尺寸變得越來越小，且印刷電 路板的通孔的公差變得越來越大，所以要求一個越來越小的接觸公 差。中央狹縫基於對插入力和拔出力的要求而被優化，其中衝壓成 型的製造技術，例如作為衝壓穩定性的結果，到達了它的極限。在 目前的沖壓成型4支術中，衝壓力和切割力把長形的孔的內部形狀限 制在一定的尺寸，因為它不能用其它方式製造。結果得到了一種折 衷的方式在安裝時與印刷電路板有第一接觸的銷的區域或插入區 域中，導致一個幾乎沒有或沒有彈性的地帶，這是因為幾乎不能在 這個區域中例如利用沖壓製造開口的錐形的邊緣。這會f 1起表面的 磨損，這種磨損作為金屬屑可能會造成短路。由於被壓入部段覆蓋 的印刷電路板的通孔的直徑公差很少符合標準，只使用具有有限的 電3各一反通孔直徑的7>差相應的4妄觸銷。　具有壓軋;也帶的4妄觸銷例如同才羊由JP 03 017971A或者 US4923414A所/>開，其中，在這種情況下，通常這樣地形成壓入 部段，即該壓入部段在壓入時可發生彈性變形。按照標準，這些接 觸銷通常也不會覆蓋區域。此外，製造過程對7>差非常壽丈感且磨損 的風險相對4支高。為了改進特性，尤其是拔出力，已經多次嘗試在壓入部段的接 觸腿之間縱向狹縫區域內設置成形物，當壓入印刷電路的通孔 時，這些成形物例如重疊(參見DE3784911T2)或者在這個區域i殳 置成形物，這些成形物在變形過程中互相4氏靠(參見 EP0387317B1 )。這種構造的界限也是衝壓技術的界限，這是因為進 一步小型化的接觸銷仍是4艮難通過沖壓來製造。發明內容根據現有技術，本發明的目的在於提供一種接觸銷及其製造方 法，可以用最優的拔出力通過衝壓符合標準地製造該接觸銷。本發明的目的通過具有權利要求1的特徵的4妄觸銷，以及具有 鬥又利要求13的方法來實J見。接觸銷具有一個開放的形狀，在該形狀中，在衝壓過程之後， 稍後形成狹縫的長形的開口向外打開，並且該開口位於稍後形成接 觸銷的插入部l殳的部革殳之間。沖壓4支術的限制可以這樣來避免，即 這些叉齒狀部分最初打開，然後在插入孔的過程中彼此靠在一起。 同時，接觸銷的每種基本形狀都可以毫無問題地較大或較小地制 造，也就是說，能夠更好地限定壓入力和拔出力，並且例如在過渡 區域更柔軟或更堅硬，這在目前的具有一個封閉的針孔的衝壓技術 中是估文不到的。在長形的開口的內部形成4壬4可幾4可形^犬的成形物， 從而由此例如形成支撐區域。這些支撐區域可以通過不同的孔直徑
來控制彈塑特性。為此，成形物可優選;也位於孔本身的內部。然而， 它們也可以導致傾斜運動，從而使被孔覆蓋的區域變得比壓入區域 更寬，這導致更大的拔出力。這樣，即使隨著片厚度和孔直徑的減小，還是可以產生良好的夾緊力。試驗表明，即使在孔直徑為1.0 mm 和才反厚度為0.6 mm的情況下，仍然可以產生可靠的連4妄。隨著接觸銷小型化程度的提高，優選地通過切削或成形工藝制 造的成形物或支撐區域不再被互相疊置在其上地製造。取而代之的 是，最初衝壓出一個開口以便暴露出那兒的形成物。因此接觸銷的 壓入區域被製造為一個開放的叉子，以便免除製造技術的限制。優 選地在衝壓過程的最後，或更好地在變形過程中，例如通過焊4妾、 鉚接，雷射焊接等等來封閉接觸銷，因此長形的開口或狹縫優選地 形成在中部。因此，例如可即在插入方向上的前部區i或變4f尖細;也 形成狹縫，因此那兒存在較少的材料，該材料在插入壓入部段時對 彈性變形產生阻礙。在從屬權利要求和以下的說明中描述了其它的優點。


接下來根據附圖進一步詳細說明本發明。圖中示出圖1, 2是3 接的狀態的接觸銷的視圖；圖3是根據圖2的接觸銷的前部區域的放大4是根據圖1的接觸銷的》欠大圖； 圖5是沿著圖3中的線5-5的截面圖; 圖6示出另一個實施例中的具有鋸齒狀外邊緣的接觸銷；圖7示出在插入到印刷電路板的孔中的狀態中的根據圖1至5 的才妻觸銷；圖8是沿著圖7中的線8-8的截面圖；圖9是類似於圖8的產品壽侖廓的一個變形的一見圖；圖10示出在針孔裡具有成形物的接觸銷的另一個實施例；圖11, 12是被放置在具有不同直徑的電路板孔中的根據圖10 的接觸銷的浮見圖。
具體實施方式
現在通過附圖，藉助於實施例進一步詳細地對本發明進行說 明。然而，實施例僅僅是例子，並不意味著把本發明方案限制為一 種具體的布置。在詳細描述本發明之前，需要指出的是，本發明並 不局限於該裝置的各個部件或所描述的過程，因為這些部件和方法 可能改變。在此所使用的術語只是為了描述特定的實施例並不用作 限制。如果在說明書和權利要求書中使用了單數或不定冠詞，它們 也涉及這些元件的復悽t,只要整個上下文沒有明確地估支出另外的澄 清。反之亦然。附圖描述了一個用成形的材坤+形成的接觸銷10，其用於壓入位 於印刷電路板12上的通孔11，該電路板在圖7中示出。當下文中 提到成形或成形過程時，其指的是沖壓、冷擠壓、冷變形或類似， 然而也會糹是供其它成型過程的可能性，只要通過這些過程可以實現
成形，該成形可製造一個至少最初打開，被接觸銷的部段包圍的開口 d根據圖l到4，該接觸銷具有一個壓入部段13，其具有至少兩 個4妄觸3逸15，該4矣觸腿^皮至少一個長形的開口 14互相隔開且其中 央區域向外彎曲。當按照圖7被壓入時，該壓入區域進入到印刷電 路板12的孔11中，其中該壓入區域在那兒發生彈性變形並因此確 保了所需的與印刷電路板的接觸。該接觸應該滿足多種要求，基本 上有確4呆低的接觸電阻、不會出現4妄觸腐蝕、最小的4妄觸力和最 大的拔出力、保證熱穩定性、以及優選地在安裝時不產生碎屑。尤 其是對熱穩定性的要求不斷增加並且尤其在汽車領域中這樣產生 的連接即使在較大的振動的情況下也應該持久。如果還考慮到印刷 電路板的孔直徑具有較大的公差，然而接觸銷和接觸要求低公差， 那麼很明顯的是，在生產這種類型的接觸銷時產生尺寸上的限制， 尤其是當這些接觸銷利用成形工藝，例如沖壓工藝來製造並具有越 來越小的尺寸時。接觸銷10還具有一個用於插入到孔11中的插入部段16，根據 圖2和3，該插入部,殳由4妄觸銷的至少兩個長形的、插入時互相4氐 靠的部,殳17構成。該至少兩個部革殳17以一個^f立於長形的開口 14 的後端的材料橋沿著插入的方向為出發點，包圍這個開口，根據圖 l和4，成形過禾呈後，以叉齒的方式與向外打開的長形的開口 14鄰 接。因此這種打開的形狀為長形的開口提供了新的設計空間。因此， 下面僅公開了這種開口的設計的很少的例子並且不進一步限制本 發明。部段17優選地設置為基本上接近於互相平行，然而，只有它 們中間的向外打開的長形的開口 14的構造是重要的。如果必要的 -活，它們可以在其端部17a互相連4妻以形成圍繞該長形的開口 14 的銷。實際上，不必在端部17a的最後一點上實現該連接，本領域 技術人員更願意選擇這樣選擇這個連接點，即不僅確保合適的連接 而且還確4呆相應的高拔出力。該連4姿可以例如是才幾4戒連4妄；也可能 是具有形狀配合的普通的構型或者焊接連接，例如雷射焊接，但是 其它的連接可能性，例如鉚4妾工藝也是可以考慮的。附圖中明確顯示出，部段17,確切地說形成叉子的齒，不僅形 成了壓入部段13的接觸腿15而且形成了成為銷的插入部段16。基 本上，也可以設置多於兩個部段17。在封閉的狀態下，使長形的開 口 14沿著插入方向變尖細也是可能的。因此，在對插入運動來說j 重要的且最初發生彈性變形的區域中，存在以下的前提條件，即那 兒不應該存在不必要的材料，在彈性變形過早發生時，這些材料剛 好阻礙了該插入運動。向開口內突出的成形物18^皮i殳置在長形的開口 14的邊》彖，在 接觸銷10的彈性變形過程中，這些成形物互相有效的連接。基本 上，這些成形物能以任何形式形成，且才艮據圖3， 4和7的設計方 案的這些成形物近似於反向對稱地形成並在彈性變形時互相嚙合， 其中也可以稱為形狀配合的嚙合。 一方面這些成形物18具有通過 不同的孔直徑控制孔11內的彈塑特性的功能。又可稱為支撐件或 栓的該成形物被設置用於接觸件的更好的插入，並進而優選地位於 一個區域中，該區域在插入接觸銷後位於印刷電路板的孑L 11內。 另一方面，如圖7所示，例如，它們也可以促成在位於孔的另外一 邊的覆蓋區域的傾斜運動，這會使這個區域變得比孔11內的壓入 區域寬。這導致增加的拔出力。在圖11和12的實施例中，當長形的開口 14封閉時，成形物 18延插入方向這才羊地位於開口 14內，即它們以^皮插入的狀態位於 孔11內且在那裡提高拔出力，而不會在插入時附帶地形成石爭屑。
這導致了在將4妄觸銷lO插入孔ll後在圖11和12中示出的布置。 然而，成形物18的其它布置和結構也是可能的，例如在開口14的 前面三分之一處，從而它們在插入時淨皮推入孔11。才艮據圖11和12, 在電贈^反的孔直徑不同的情況下，這些成形物也是有歲丈的。圖11 示出了例如在直徑為1.09 mm的3L內的4妻觸銷，而圖12示出了直 徑為0, 94 mm的孔內的接觸銷。成形物18在這兩種情況下都^是供 了足夠的保持力。才艮據圖5以及圖8或9，部l殳17可具有一個邊》彖壓花或凸出壓 花。該壓花可以是一個可變的連續壓花，因此壓入力和拔出力也會 受到該壓花的影響。優選地部段17的橫截面從插入部段16到壓入 部孚殳13逐漸增加。壓花的4侖廓也會糹皮影響以得到更好的嚙合或4妄觸面。部段17的端部17a在它們的通常遠離指向的夕卜邊糹彖20處變尖 和變圓以形成一個插入銷。優選地，至少在插入部,殳16的區域內， 該部段對稱於一條中線設置，這條中線穿過長形的開口 14延伸。 不同的是，這裡甚至不對稱的設計方案也是可能的，因為本領域才支 術人員可以根據分別不同的使用目的的要求來製造長形的開口 14 和部革殳17,只要選糹奪了該開口的打開形式。根據圖6，部段17的外邊緣20可以在壓入部段13內具有槽口 21以進一步增加在孔11內的保持力。最初接觸銷10通過部段17的成形工藝來製造，從而使它們以 叉齒的方式鄰4妄於向外打開的長形的開口 14。然後部,殳17^皮彎曲 到一起。然後它們可以在得到長形的開口 14的情況下優選地在其 端部17a互相連4妄或自由地4皮此4氐靠。這種連4妄可才幾才成i也或通過焊 接實現。該部段的成形可以用4壬何方式，優選地通過沖壓、冷衝齊壓 或冷變形實現。優選地在成形之後直接實現該部^殳17的連接，也
就是說，例如，在沖壓過程中通過焊接或雷射焊接，或主要地在一 個工序或製造步-驟中實J見。此外，該部l殳17中可以i殳置一個壓花 19或槽口 21。
參考標號1011121314151617 17a18192021接觸銷 孔印刷電3各板壓入部段長形的開口接觸腿插入部段部段端部成形物壓花17的外邊錄_ 槽口
權利要求
1. 一種接觸銷(10)，具有接觸區域和連接區域，其中，所述接觸銷由一種材料通過一個成形工藝製造，並且用於壓入到印刷電路板(12)的金屬化通孔(11)中，所述接觸銷的壓入部段(13)具有至少兩個接觸腿(15)，所述至少兩個接觸腿被一個長形的開口(14)互相隔開，所述接觸腿的中央區域向外彎曲且當被壓入所述印刷電路板的孔時伴隨著塑性變形抵靠在孔(11)的壁上，至少一個用於插入到所述孔(11)中的插入部段(16)由所述接觸銷(10)的至少兩個長形的部段(17)形成，所述長形的部段(17)在插入過程中互相抵靠，其中，成形過程後和插入孔(11)前，所述部段(17)以叉齒的方式鄰接於向外打開的長形的所述開口(14)，其特徵在於，在長形的所述開口(14)的邊緣處設置至少一個向開口內突出的成形物(18)，以形成支撐區域，用於控制孔直徑內的彈塑特性。
2. 根據權利要求1所述的接觸銷，其特徵在於，用於形成支撐件 的所述成形物(18 ) ^立於這才羊一個區i或中，在4翁入所述4妻觸銷 之後，所述區域位於所述印刷電聘^反(12)的所述孔(ll)內。
3. 4艮據一又利要求1或2所述的4妻觸銷，其特徵在於，所述部4爻(17 ) 在其所述端部(17a)彎曲在一起。
4. 根據前述權利要求中任一項所述的接觸銷，其特徵在於，所述 部l殳(17)優選地在其所述端部(17a)連4妄在一起以形成銷 並包圍長形的所述開口 (14)，或者所述部^殳(17) ^皮分開。
5. 根據前述權利要求中任一項所述的接觸銷，其特徵在於，成形 工藝是衝壓過程、冷擠壓和/或冷變形。
6. 4艮據前述權利要求中任一項所述的接觸銷，其特徵在於，所述 部段(17 )形成所述壓入部段(13 )的所述接觸腿(15 )以及 形成構造成銷的插入部萃爻(16)。
7. 根據前述權利要求中任一項所述的接觸銷，其特徵在於，優選 基本上反向對稱的多個所述成形物(18 )被置在所述開口的相 對側面上並且在塑性變形時互相嚙合。
8. 根據前述權利要求中任一項所述的接觸銷，其特徵在於，所述 部,殳(17)具有邊》彖壓花或凸出壓花。
9. 根據權利要求8所述的接觸銷，其特徵在於，所述邊緣壓花或 凸出壓花是可變的連續壓花。
10. 4艮據前述一又利要求中任一項所述的4妄觸銷，其特徵在於，所述 部段(17 )的橫截面從所述插入部段(16 )到所述壓入部段(13 ) 逐漸增力口。
11. 根據前述權利要求中任一項所述的接觸銷，其特徵在於，所述 部段(17)的彼此遠離指向的外邊緣(20) 一皮變圓以形成插入 尖端，其中，優選至少在所述插入部,殳(16)的區域內對稱於 在長形的所述開口 (14)內延伸的中線形成所述部^殳(17)。
12. 根據前述權利要求中任一項所述的接觸銷，其特徵在於，所述 部段(17)的外邊緣(20)在所述壓入部段(13)中具有槽口(21 )。
13. —種用於通過成形工藝製造具有連4妄區i或和4妄觸區i或的4妄觸 銷(10)的方法，其中所述接觸銷用於壓入印刷電路板(12) 的金屬化通孔(11 )，且其中所述4妄觸銷具有壓入部4殳(13 )， 所述壓入部l殳具有至少兩個4妾觸腿(15 ),所述至少兩個4妄觸 腿一皮一個長形的開口 (14)互相隔開，在所述4妻觸腿的中央區 域向外彎曲，和具有至少兩個長形的部^爻(17)的插入部賴二(16)，所述長形的部段(17)在插入過程中互相抵靠，其中， 在成形過程後和插入所述孔(11 )前，所述部革殳(17 ) ^皮這才羊 地形成，即它們以叉齒的方式鄰4妄於向外打開的長形的所述開 口 (14),其特徵在於，在長形的開口 (14)的邊糹彖處i殳置至少一 個向開口內突出的成形物(18),以形成支撐區域，所述支撐 區域控制孔直徑內的彈塑特性。
14. 根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，將用於形成支撐 件的所述成形物(18 ) 設置在這樣一個區域中，插入所述4姿觸 銷之後，所述區域位於所述印刷電路板(12)的所述孔(11) 內。
15. 才艮據—又利要求13或14所述的方法，其特4正在於，所述部4殳(17 ) 在其所述端部(17a)彎曲在一起。
16. 4艮據權利要求13到15中任一項所述的方法，其特徵在於，在 成形工藝中，所述^妾觸銷(10)-故沖壓、冷才齊壓和/或冷變形。
17. 根據權利要求13到16中任一項所述的方法，其特徵在於，對 具有所述成形物(18)的所述長形開口 ( 14)的衝壓和所述部 段(17 )的連接一個製造步驟中緊接著相繼實現。
18. 才艮據權利要求13到17中任一項所述的方法，其特徵在於，所 述部段(17)具有壓花(19)。
19. 根據權利要求13到18中任一項所述的方法，其特徵在於，在 成形工藝中，在所述部段(17 )的外邊緣(20 )上生成槽口 ( 21 )。
全文摘要
一種通過成形製造的接觸銷(10)，用於壓入印刷電路板的金屬化通孔。其壓入部段(13)具有兩個由長形開口(14)隔開且中部向外彎曲的接觸腿(15)，且在壓入印刷電路板的孔中時，伴隨著塑性變形，接觸腿靠在孔的壁上。插入部段(16)被設計用於通過接觸銷(10)的至少兩個長形部段(17)來插入孔(11)中，兩個部段(17)在插入時彼此緊靠。在成形過程後和插入孔(11)之前，部段(17)以叉齒的方式鄰接向外開口的長形開口(14)。通過在長形開口(14)的邊緣設置至少一個向開口內突出的成形物(18)來實現接觸銷及其製造方法，其中成形物(18)形成用於控制孔直徑內的彈塑特性的支撐區域，接觸銷可以通過衝壓成形按照標準用最優的拔出力來製造。
文檔編號H01R12/32GK101401264SQ200780008736
公開日2009年4月1日 申請日期2007年3月10日 優先權日2006年3月12日
發明者維斯塔韋·克蘭斯基 申請人:克蘭斯基有限責任公司