零插入力插座端子的製作方法
2023-04-23 08:20:46
專利名稱：零插入力插座端子的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於零插入力插座的接觸件。特別地，涉及具有不對稱冗餘臂的端子，所述冗餘臂可以使端子補償匹配連接件的錯位。
背景技術：
零插入力插座是已知的技術。通常，這種插座具有其中安裝端子的基座和可以滑動地安裝在該基座上的蓋板，設置某種類型的凸輪機構，以便使蓋板相對於基座移動。
現有技術中插座內的端子的尺寸設計成可以在其中接收匹配插頭。插頭插入端子的打開區域，該區域要求插入時的力為零或最小。然後，其上安裝有插頭的蓋板滑動，使得插頭從端子的打開區域向限定部分移動。在該限定部分，匹配插頭與端子的臂電配合，從而在兩者之間建立電連接。在這樣的插座中，端子用於和匹配插頭配合的部分具有第一和第二臂，這兩個臂從將端子的匹配部分和保持部分相連的連接部分伸出。第一臂比第二臂明顯要長。兩個臂一起構成了大體「U」型的懸臂件。這些臂們彼此相對匯聚以組成限定部分。當把匹配插頭定位得與限制部分發生電配合時，第一和第二臂所具有的不同電阻導致兩臂之間不平衡的信號傳遞。此外，當插頭沒有正確對準插座時，配合部分不能進行足夠的調整以適配插頭的錯位。這是因為第二臂通常較短而且相對剛性強，因此限制了它的彈性並阻止了第二臂與錯位插頭的適配。相比之下，較長的第一臂可彈性變形，並能針對插頭的錯位進行調整。然而，由於錯位插頭與第一和第二臂均沒有保持電配合，出現了不一致的電連接。
U.S.專利6142810公開了一種端子，其中，插頭與端子之間的電阻很低。每一個端子具有配合部分、保持部分、使配合部分與保持部分互聯的頸部、以及安裝板。配合部有一對沿中心線對稱布置的懸臂，懸臂從頸部沿一個方向延伸出預定距離並且彼此相對地匯聚。配合部相對於頸部旋轉，這樣，即使插頭沒有正確插入孔內，所述一對懸臂仍然能可靠地與配合連接器的接觸插頭連接。保持部分具有倒刺，用以將端子可靠地保持在基座內。安裝板設置在垂直於保持部的附近。儘管這種端子更好的彌補了匹配插頭的錯位，但是安裝板與保持部的靠近容易導致插座端子和安裝在印刷電路板上的接觸跡線之間的無效電連接。由於印刷電路板的彎曲變形是很普遍的現象，所以使端子具有足夠的彈性以補償這種彎曲變形是很重要的。此外，由於插座和電路板具有不同的熱膨脹係數，端子必須能夠補償相對移動，以保證安裝板和跡線之間的焊接不會變得無效。
發明內容
根據權利要求的發明可以解決這些問題。
本發明涉及一種用於插座的端子。這種端子包括插頭配合部分、保持部分、和安裝部分。插頭配合部分有一對接觸臂，其放置得與匹配插頭發生電配合。保持部分從插頭配合部分延伸，其邊緣的尺寸設置成可與插座空腔的邊壁進行摩擦乾涉。安裝部分從保持部分沿插頭配合部的相反方向延伸。安裝部分有至少一個彈性腿，其從保持部分向焊接在襯墊上的焊料墊處伸展。焊料墊與保持部分隔開足夠的距離，以允許一對彈性腿彈性地補償焊接物相對於焊料墊產生的錯位或運動。
下面以參照附圖通過實施例詳細描述本發明，附圖中圖1是其內插入了根據本發明端子的零插入力插座的分解圖；圖2是根據本發明的端子的透視圖；圖3是在成形之前端子的二維視圖；圖4是其中所示的匹配插頭移動的端子的俯視圖；圖5是沒有端子插入時插座空腔的俯視平面圖。
圖6是如圖5所示的插座空腔插入端子時的俯視平面圖。
圖7是示出置於插座內並安裝到印刷電路板上的端子的剖視圖；圖8是根據本發明的端子備選實施例的透視圖。
具體實施例方式
參照圖1，根據本發明的零插入力(ZIF)插座8包括基板1、可滑動地安裝於基板上的蓋板2、可被容納於基板1內的多個端子3、以及布置在基板1和蓋板2之間、使蓋板2相對於基板1滑動的凸輪機構(圖中未示出)。基板1安裝在印刷電路板4(圖7)上，電子儀器組件(未示出)設置在蓋板2上。印刷電路板和電子儀器組件藉助於多個端子3和相應的多個從電子儀器組件伸出的插頭5(圖4)建立電連接。
參見圖2，每個端子3包括插頭配合部分10、保持部分12、和安裝部分14。配合部分10有頸部20，其延伸到保持部分並與其連成整體。「U」型的曲臂22從頸部20相對保持部12的一端延展。一對接觸臂24，26從曲臂22延伸。臂24具有弓形部分30和直線部分32。臂26也有弓形部分34和直線部分36。但在所示實施例中，臂24和臂26並不互為鏡像。參見圖3，直線部分32，36成彼此相對的角度，從而使得直線部分32，36的自由端彼此分隔開的距離小於對應插頭5的直徑。
由於每一個臂的特別構造，臂26具有更長的從其自由端延伸到曲臂22的導電路徑。正如圖2所示，這樣臂26就具有了相對於臂24減小的厚度。這使得各個臂之間的電感應係數達到匹配，儘管信號在臂中通過的距離是發散的。
參見圖3，頸部的中心線Cn偏離端子Ct的中心線。這種偏離有利於電感應係數的平衡。
保持部分12從頸部20延伸。保持部分具有兩個相對的邊緣40。邊緣40彼此相距的距離大於基板1中端子容納空腔44的側壁42間的距離。下面將詳細說明。
安裝部分14從保持部分12的底部沿著與頸部20從保持部分頂部的延伸方向相反的方向延伸。如圖2，3和7所示，安裝部分14有兩個彈性腿50，52，其從保持部分12延伸出來。彈性腿50，52由個開口54間隔開，當然開口可以設計成各種不同的形狀，但本發明實施例採用了如圖所示的犬骨的形狀。彈性腿50，52中的每一個都具有沿遠離開口54的方向延伸的定位部件56，58。定位部件56，58之間間隔的距離小於側壁42之間的距離。與保持部分12隔開的橋形結構60在彈性腿50，52的末端之間延伸。如實施例中所示，定位部件56，58與橋形結構60隔開。當然，其它的形狀也是可能的。沿橋狀結構60延伸的是焊料墊62，其彎曲得相對彈性腿50，52的平面成約90度。焊料墊62的彎曲部分具有大致圓形的結構，以配合與印刷電路板4配合的焊球(圖中未示出)。雖然圖示的是大致圓形結構，但是焊料墊可以是各種不同的形狀，包括大體的方形。焊料墊的中心線與端子中心線重合。
端子3插入設置在基板1內的端子接收空腔44。通過將插頭配合部分10插入空腔44，然後將端子向上移入空腔，可將每個端子3插入，這樣端子就保持在空腔內。當端子被移到充分插入位置時，邊緣40與側壁42配合。由於邊緣40被分開，如上所述，所以邊緣配合併且擠壓邊壁42，以形成兩者之間密合的摩擦配合。這裡需要指出，端子3需要有良好的柔韌性和補償板彎曲或者熱循環的能力。因此，邊緣40和保持部分12與焊料墊62隔開，明顯提高了焊料墊62的彈性。
當端子3插入空腔44時，定位部件56，58進入空腔44側壁42上的槽內。定位部件56，58不再與空腔的側壁42發生摩擦配合，並因而被寬鬆地保持在空腔中。這使得安裝部分14可以相對空腔44運動。由於允許安裝部14，特別是允許焊料墊62以這種方式浮動，所以和電路板之間就建立了更穩定的連接。這樣可以最大化端子抵消電路板彎曲或者熱膨脹變形的能力。因此，端子焊接到板上之後，電路板4或者插座8的輕微的相對運動都會被安裝部分14所補償，從而保持了端子和電路板之間的焊接的完整性。即使發生電路板彎曲變形或者熱膨脹，仍可以確保電連接。
參見圖4，當電子儀器組件裝配在零插入力插座8上時，蓋板2被定位在打開狀態。每一個接觸插頭插入到一對相應的接觸臂24，26之間，且不與其接觸，因此插入力為零。轉動凸輪機構的操作柄，使蓋板2連帶電子儀器組件一起相對於基板1移到閉合位置。當蓋板移到閉合位置時，插頭5移向並最終與彈性臂24，26的直線部分32，36配合，同時使得臂24，26向外側彈性變形。在該閉合位置，接觸臂24，26試圖保持在它們不受力的位置，這對插頭5產生壓力。由於每個臂在插頭上施加向反的作用力，於是插頭保持在固定位置，從而確保電連接可靠。
即使單個插頭發生微小變形或錯位時，仍可確保可靠的電連接。當蓋板移動到該閉合位置時，插頭5首先抵住臂24，但不接觸另一臂26。由於插頭5繼續向著臂24，26的自由端移動，插頭5推臂24，從而使得配合部分10由於其彈性繞頸部20輕微地轉動。另一個臂26移向接觸件尾端5以與之接觸並在兩者之間建立可靠的電連接。
上述部分說明了本發明實施的一些可能性。本發明的技術思想以及涵蓋範圍還包括許多其它的實施例。因此，需要指出的是，前面對實施例的描述是為了解釋發明而不應看作是對本發明的限定，本發明的範圍由所附權利要求書及其等效物的全部範圍所限定。
參見圖8，這裡給出了本發明的又一個實施例。端子103的結構比端子3更加的簡潔；然而，兩者的結構在本質上是相同的。
每一個端子103包括插頭配合部分110，保持部分112，安裝部分114。配合部分110有頸部120，其從保持部分112延伸並與其連成整體。「U」型的曲臂122從頸部120相對保持部112那一端伸展。一對接觸臂124，126從曲臂122延伸。臂124具有弓形部分130和直線部分132。臂126也有弓形部分134和直線部分136。然而，在所示實施例中，臂124和臂126並不是彼此的鏡像。直線部分132，136彼此相對成直線部分132，136的自由端彼此分隔開的距離小於對應的插頭5的直徑的角度。
由於每一個臂的特別構造，臂126具有更長的從其自由端延伸到曲臂122的導電路徑。這樣，臂126就具有了相對於臂124減小的厚度。這使得兩臂之間的電感應係數達到匹配，儘管信號在臂內移動的距離是發散的。頸部的中心線偏離端子中心線。這種偏離有利於電感應係數的平衡。
如圖8所示，臂124，126以及曲臂122在高應力區域具有減小了的材料厚度。減小的厚度使得這些臂的屈服應力增加，從而提高了臂的柔量(compliance)，並減少了彈性比(spring rate)。
保持部分112從頸部120延伸。保持部具有兩個相對的邊緣140。邊緣140彼此相距的距離大於基板1中端子容納空腔44的側壁42間的距離。
安裝部分114從保持部分112的底部沿著與頸部20從保持部分頂部的延伸方向相反的方向延伸。安裝部分114有兩個彈性腿150，152，其從保持部分112延伸出來。彈性腿150，152由開口154間隔開，當然開口可以設計成各種不同的形狀，但本發明實施例採用了如圖所示的犬骨的形狀。彈性腿150，152各具有定位部件156，158，其沿遠離開口154的方向延伸。定位部件156，158之間間隔的距離小於側壁142之間的距離。與保持部分112隔開的橋形結構160在彈性腿150，152的末端延伸。如實施例中所示，定位部件156，158由橋形結構160隔開。當然，其它的形狀也是可能的。沿橋狀結構160延伸的是焊料墊162，其彎曲得與彈性腿150，152的平面成約90度。焊料墊162的彎曲部分具有大致圓形的結構，以配合與印刷電路板4配合的焊球(圖中未示出)。雖然圖示的是大致圓形結構，但是焊料墊可以是各種不同的形狀，包括大致方形。焊料墊162的中心線與端子中心線一致。
由於端子103插入空腔144的方式實質上與端子3是相同的，所以不再重複敘述插入過程。
權利要求
1.一種用於插座的端子(3，103)，包括插頭配合部分(10，110)，該插頭配合部分具有一對接觸臂(24，26，124，126)，它們被定位得與匹配插頭電配合，所述端子還包括從插頭配合部分延伸的保持部分(12，112)，保持部分的邊緣(40，140)的尺寸設置成能與插座的空腔的側壁產生摩擦接觸，其特徵在於安裝部分(14，114)從保持部分沿遠離插頭配合部分的方向延伸，安裝部分具有一對彈性腿(50，52，150，152)，彈性腿從保持部分延伸到焊接在襯底上的焊料墊(62，162)，焊料墊與保持部分隔開足夠的距離，以允許至少一個彈性腿可以彈性地彌補焊接物相對於焊料墊的錯位或移動。
2.如權利要求1所述的端子，其中，所述的接觸臂是不對稱的，這對接觸臂中的第一接觸臂(26，126)設置成具有比第二接觸臂(24，124)更長的信號傳送電路徑。
3.如權利要求2所述的端子，其中，所述的第一接觸臂具有相對於第二接觸臂減小了的的厚度，從而使第一臂具有與第二臂相匹配的電感應係數。
4.如權利要求1所述的端子，其中，曲臂(22，122)整體地將第一、第二接觸臂連接在一起，並且曲臂的中心線從端子的中心線偏移。
5.如權利要求1所述的端子，其中，保持部分設置得靠近插頭配合部分，頸部(20，120)整體地將插頭配合部分連接到保持部分，所述頸部提供插頭配合部分與保持部分之間所需要的彈性，以便允許插頭配合部分相對保持部分運動，從而彌補各個發生微小錯位的匹配插頭。
6.如權利要求1所述的端子，其中，兩個彈性腿由開口(54，154)隔開，所述的開口從保持部分的附近一直延伸到在兩個彈性腿之間延伸的橋狀結構(60，160)。
全文摘要
一種用於零插入力插座的端子(3)，該插座使匹配連接器和印刷電路板等電連接。所述端子具有包括一對設置成與匹配插頭電配合的接觸臂(24，26)的插頭配合部分(10)。保持部分(12)從插頭配合部分伸出。保持部分的側邊緣(40)的尺寸設置成能與插座的空腔側壁產生摩擦接觸。安裝部分(14)沿遠離插頭配合部分的方向從保持部分延伸。安裝部分有一對彈性腿(50，52)，其從保持部分延伸到焊接在襯底上的焊料墊(62)。焊料墊與保持部分隔開足夠的距離，以便允許彈性腿可以彈性地彌補焊接物相對於焊料墊的錯位或移動。
文檔編號H01R13/193GK1419318SQ0216060
公開日2003年5月21日 申請日期2002年11月13日 優先權日2001年11月13日
發明者理察·N·惠尼, 班傑明·H·莫瑟第三, 戴維·A·特勞特 申請人:蒂科電子公司