專利名稱：薄斷面的板對板連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電連接器，尤其是涉及用于在平行電路板之間互連電路的板對板電連接器。
美國專利5199884號公開了一種用于在平行電路板之間互連電路的無間隙配接的小型連接器。此專利中的連接器包括為實(shí)現(xiàn)高密度互連而靠近中心線設(shè)置的接頭，例如距中心線0.5mm(0.020英寸)左右。接頭的彈性設(shè)計(jì)以及殼體要求有一個(gè)約5mm(0.20英寸)的最小高度，這意味著要連接的電路板之間距不能小于5mm。
隨著諸如小型便攜式計(jì)算機(jī)和類似裝置之類的電子設(shè)備的更加小型化，要求連接器能容許電路板設(shè)置在3.0至4.0mm(0.118至0.157英寸)量級的較小疊置高度內(nèi)，并且還要求這種薄斷面連接器接頭也能用于高密度互連。
本發(fā)明的目的在于提供一種電連接器組件，該組件包括第一和第二連接器，它們具有相應(yīng)的第一和第二殼體以及相應(yīng)的第一和第二電接頭，電接頭以至少一排之方式固裝于相應(yīng)殼體中。第一和第二接頭包括相應(yīng)的第一和第二接頭部分，它們可以沿第一和第二連接器的配合界面電接觸。每個(gè)第一接頭部分連至一軸向延伸的中間部分，后者靠近第一殼體的一內(nèi)壁，在配合時(shí)第一接頭部分可橫向撓曲。每個(gè)第二接頭部分是一柱狀部分，它沿第二殼體的一外壁軸向延伸并可與第一接頭部分配合。第一接頭部分是一個(gè)從中間部分向外延伸的正交臂并包括一個(gè)接觸表面。第二接頭的柱狀部分向內(nèi)離開第二殼體的一外壁并包括一個(gè)接觸表面，當(dāng)?shù)谝缓偷诙B接器配合時(shí)，第一和第二接頭的接觸表面彼此滑動(dòng)接觸，并在平行于第二殼體的外壁的橫方向上使臂撓曲。柱狀部分沿臂延伸并超過它，從而形成彈性偏壓配合。
本發(fā)明展示了一種具有代表性的薄斷面板對板連接器組件，此組件包括一個(gè)插頭和一個(gè)插座，它們均具有相應(yīng)的殼體和設(shè)在殼體的邊緣上的薄金屬接頭陣列，其中心線與印刷電路板上的電路的中心線一致(complimentary)。接頭包括為焊連至電路板而在一公共平面中從殼體伸出的邊緣接觸表面。插座中的接頭具有一C形基體，插頭的接頭具有L形結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的還在于提供一種電接頭，此接頭具有防止焊料流入連接器殼體的裝置。每一接頭包括一個(gè)具有相對的側(cè)表面和第一及第二部分的基體，第一部分界定了一主體，此主體具有一個(gè)沿其外緣延伸的接觸表面，以用于電連接至電路板上的電路。第二部分可固裝于殼體中并包括一個(gè)接觸部分，以便與相配合的連接器的一互補(bǔ)接頭配接。主體的至少一個(gè)側(cè)表面上包括至少一個(gè)隔斷，此隔斷至少在主體的邊緣接觸表面和第二基體部分之間延伸。在將接頭固裝于連接器殼體中并將殼體安裝至電路板上時(shí)，邊緣接觸表面與電路板上的電路電連接，并且接觸表面焊連至電路上，該隔斷防止焊料流入連接器殼體中?；w側(cè)表面上可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)隔斷。在優(yōu)選實(shí)施例中，插座和插頭的接頭還包括設(shè)在至少一側(cè)上的多個(gè)凹槽，以防止當(dāng)連接器焊至電路板時(shí)焊料流至配合區(qū)域。
本發(fā)明還提供了一種用于調(diào)節(jié)平行電路板之間的疊置高度的方法，即，提供了另一種插頭接頭，其中L形部件的主體的寬度可根據(jù)能提供所希望的疊置高度的要求加以選擇。
因此，本發(fā)明的一個(gè)特征是提供了具有小的疊置高度的改進(jìn)的板對板電連接器。
本發(fā)明的另一特征是提供了一種薄斷面的板對板連接器組件，此組件適于互連位于平行電路板的表面上的各種類型的電路，所述的平行電路板的電路間具有極其靠近的中心線。
本發(fā)明的再一特征是提供了一種薄斷面的連接器組件，即使在每個(gè)可配接的接頭對間稍有不對正的情況下，該組件也能使接頭配合，并因此容許多排固定安裝于多個(gè)連接器中的接頭同時(shí)配接，從而確定了一種能補(bǔ)償偏差的排列結(jié)構(gòu)。
下面參照附圖以示例之方式描述本發(fā)明的實(shí)施方案，附圖中

圖1是本發(fā)明的連接器組件的放大的透視圖，其中插座和插頭是相互分開的;
圖2是插頭殼體的配接側(cè)的透視圖;
圖3是圖1的連接器組件的放大的局部示意圖，其中插座和插頭的接頭與相應(yīng)的殼體是分離的;
圖4是該組件的剖視圖，它示出在插座和插頭配接之前的插頭和已裝至相應(yīng)電路板上的插座;
圖5是沿圖4的5-5線截取的端視圖;
圖6是與圖4相似的剖視圖，它示出相配接的插座和插頭;
圖7是沿圖6的7-7線截取的剖視圖;
圖8與圖4相似，它示出具有比圖4-7所示結(jié)構(gòu)高的疊置高度的插座和插頭;
圖9是與圖8相似的示意圖，它示出相配接后的連接器組件;
圖10是插座和插頭接頭的一側(cè)的透視圖，這些接頭用于圖1-7所示的實(shí)施例中;
圖11是沿圖10的11-11線截取的剖視圖;
圖12與圖10相似，它示出插座和插頭接頭的另一側(cè);
圖13是沿圖12的13-13線截取的剖視圖;
圖14是根據(jù)本發(fā)明制造的插頭接頭的另一實(shí)施例的一側(cè)的透視圖，此接頭正如圖8和9的實(shí)施例所示的那樣;
圖15與圖14相似，它示出插頭接頭的另一側(cè);
圖16是焊連至電路板的一電路焊盤上的插座接頭的局部的放大示意圖。
參照圖1、2、3和4，連接器組件20包括一個(gè)插座22和一個(gè)插頭70，插座22中設(shè)有多個(gè)插座接頭44，插頭70中設(shè)有多個(gè)接頭92。插座22包括一個(gè)具有一底壁26的殼體24，底壁26具有內(nèi)主表面28和外主表面30。底壁26還包括多個(gè)在內(nèi)外主表面28和30之間延伸的接頭容納槽32。插座殼體24還包括相對置的側(cè)壁34和相對置的端壁38。底壁26、側(cè)壁34和端壁38共同界定一腔體42，此腔體42的構(gòu)形適于在插座22和插頭70相配合時(shí)接納插頭70的一部分。端壁38包括孔40，當(dāng)插座22和插頭70相配合時(shí)，孔40用于容納插頭殼體72的導(dǎo)柱78。
如圖1至4所示，插頭70包括一個(gè)插頭殼體72和多個(gè)接頭容納孔84，殼體72具有一底壁74和相對置的主表面76及80，孔84沿底壁74延伸。底壁74的內(nèi)表面76包括前伸的導(dǎo)柱78，當(dāng)插頭70配接至插座22上時(shí)，導(dǎo)柱78用于與插座殼體24中的相應(yīng)孔40嚙合。底壁74的外表面80包括導(dǎo)柱82，后者用于將插頭70裝至電路板116，這可在圖4-6中觀視清楚。底壁74的內(nèi)主表面76還包括一個(gè)縱向延伸的中央壁86。多個(gè)側(cè)壁88實(shí)質(zhì)上垂直于中央壁86并在各孔84之間延伸，而且界定了內(nèi)開口空腔90，這些空腔90用于容納相應(yīng)插座的配合部分和插頭接頭44、92，正如下面將更詳細(xì)地描述的那樣。
插座和插頭殼體24、72最好均由耐高溫材料諸如液晶聚合物或類似材料制造。所選材料必須能經(jīng)受約250℃的溫度，這種情況通常是在焊接工藝中遇到的，例如紅外回流熱焊接或現(xiàn)有技術(shù)中公知的其它方法。在圖10和12中清楚示出的插座接頭44具有C形基體46，基體46具有相對的主表面45和47。基體46包括主體48、中間部分60和臂62。主體48具有一個(gè)外接觸表面50，用于連接電路板112上的相應(yīng)電路焊盤114，如圖4-7和16所示。主體48包括多個(gè)從主表面45向外延伸的凹口或凸臺(tái)52、53，它們用于輔助插座接頭44定位于相應(yīng)槽32中。在此優(yōu)選實(shí)施例中，插座接頭44由約0.15mm(0.006英寸)厚的金屬壞材制成。所選金屬最好具有105-125千磅/英寸2的高屈服強(qiáng)度，以保證在裝配的組件中形成足夠大的法向力。凸臺(tái)52、53輔助緩沖槽32內(nèi)的空隙，這樣接頭44的另一主表面47可保持平貼槽32中的一個(gè)壁。特別是，凸臺(tái)53的位置還影響彈臂66的彈性，并決定了傳至主體48的應(yīng)力值。
主體48還包括一個(gè)固位裝置54，當(dāng)接頭44插入槽32中時(shí)，固位裝置54嚙合插座殼體24的表面。在圖4中還可看出，當(dāng)接頭44插入其相應(yīng)的槽32中時(shí)，臂62和中間部分60的一部分伸入插座腔體42中。插頭44的主體48還包括一個(gè)具有凹口55的短腿56，凹口55用于容納側(cè)壁34。如圖4、10、12和16所示，主體48還包括位于其每側(cè)的兩個(gè)槽58，用以防止焊料59落入插座腔體中，如圖16所示。為保證與電路板112上的電路焊盤114的良好焊連，接頭44的外緣50有一凹口51，它容許焊縫在接頭44的薄邊緣下擴(kuò)展，正如圖16中所看到的。中間部分60包括一個(gè)內(nèi)斜緣61。這種傾斜使應(yīng)力沿中間部分60和臂62的長度均勻分布，從而使插座接頭44的彈性最佳化。臂62比主體48短，并在其導(dǎo)引端64上具有一個(gè)切成圓角的部分66，如圖11所示。圓形表面66提供了一個(gè)滑軌和一個(gè)接觸表面68，以便在插座22和插頭70配合時(shí)與插頭接頭92的相應(yīng)接觸表面110接合，正如下面將更詳細(xì)地描述的那樣。
參照圖4和5，插座22是這樣裝配的將C形接觸部件44從底壁26的外表面30插入其相應(yīng)槽32中，以便臂62伸入腔體42中。正如在圖4中所能看到的，主體48的下部從殼體24的外表面30延伸，其凹口55容納相應(yīng)的殼體側(cè)壁34，且固位裝置54嚙合一個(gè)內(nèi)壁表面。正如從圖5中清楚看到的那樣，凸臺(tái)52和53使接頭44保持貼靠槽32的一個(gè)壁。焊料防溢槽58靠近底壁26的外表面30定位。圖4還示出，插座22具有其端接頭44和外緣接觸表面50，后者置于電路板112的相應(yīng)電路焊盤114上。圖16中示出，接頭44焊至電路焊盤上，且還示出槽58的功能。
如圖10、12和13所示，插頭接頭92具有L形構(gòu)造并包括一個(gè)主體94和一個(gè)從主體內(nèi)端延伸的橫柱104，主體94具有內(nèi)、外表面93、95。主體94還包括一個(gè)較薄的區(qū)域96，它界定了一個(gè)薄的外緣接觸表面98，用于與電路板116上的相應(yīng)電路118銜接，如圖4-7所示。接頭92最好由厚度約為0.32mm(0.0126英寸)磷青銅或類似金屬坯材制成，在薄區(qū)域96處厚度最好降至0.23mm，以提供接觸邊緣表面98。插頭接頭92還包括位于其一側(cè)的焊料防溢槽102。柱104包括一個(gè)固位區(qū)域106，用于使接頭92保持于殼體基板74中，柱104的導(dǎo)引端具有一個(gè)切成圓角的楔狀部分108，用于導(dǎo)引接觸表面110，正如在圖10、12和13中更清楚地看到的那樣。
L形插頭接頭92是這樣裝配至插頭殼體72上的將柱104從基板74的外表面80插入相應(yīng)孔84中，以便接頭的主體94抵靠殼體72的外表面80，而且柱104的直側(cè)靠近側(cè)壁88之一延伸進(jìn)入空腔90，這可從圖4和5中看出。相應(yīng)的接頭92通過固位區(qū)域106固裝在插頭殼體中且基本上處于壓配合。
在裝配插座22和插頭70時(shí)，插頭接頭92的柱104的導(dǎo)引表面108以滑動(dòng)配合方式連接插座接頭44的彈性臂62的相應(yīng)接觸表面68。當(dāng)柱104朝插座殼體24的底臂滑動(dòng)時(shí)，表面108在與裝配軸正交的方向上偏壓彈性臂62。當(dāng)柱104偏壓彈性臂62時(shí)，插座接頭62的中間部分60彎曲，從而在兩個(gè)接觸部件之間提供了足夠大的法向力。法向力的大小可通過調(diào)節(jié)槽32相對于孔84的位置并由此確定彈性臂62的偏移量來控制。當(dāng)插座22和插頭70完全配接時(shí)，柱104伸過彈性臂62并處于彈性偏置配合狀態(tài)。所構(gòu)成的組件20具有薄的斷面，從而使板對板間距減至最小，如圖6和7所示。
接頭44、92和殼體22、72的構(gòu)形以及接頭44的高偏置力提供了一個(gè)薄斷面的連接器組件，這將容許接頭44和92相配合，甚至是在每一可配對的接頭44和92彼此間稍不對正的情況下，因此容許多個(gè)連接器10中的多排剛性安裝的接頭44和92同時(shí)配接，從而確定了一種能補(bǔ)償偏差的排列結(jié)構(gòu)。
從圖10和12中可以看出，凸臺(tái)52和53僅位于接頭44的一側(cè)。因此，當(dāng)兩排插座接頭44象圖1和3中所示的那樣插入殼體24中時(shí)，第一排中的全部接頭44在相應(yīng)的槽32中偏向公共的第一方向，而處于第二排中的全部接頭44偏向與第一方向相反的公共的第二方向。插頭接頭基體94的形狀使插頭接頭92偏向其相應(yīng)孔84的一側(cè)，如圖1、3和7所示。因此，在第一排中的插頭接頭92的偏向與插座接頭44的偏向相反，從而使相應(yīng)的接觸表面66和110能彼此配合。同理，在第二排中的插頭接頭92的偏向與插座接頭44的偏向相反，從而使相應(yīng)的接觸表面66和110在第二排中彼此配合。通過將兩排中的接頭44和92以其中的接頭44按相反方向偏移的方式定位，在配合過程中，由插座接頭44在一排中產(chǎn)生的扭矩為由另一排中的接頭44在相反方向產(chǎn)生的扭矩所抵消。
圖8、9、14和15示出了采用插頭接頭192的另一實(shí)施例，其中，接頭主體194較寬，從而在裝配連接器120時(shí)在平行的電路板之間提供了一個(gè)較大的重疊高度。接頭192的L形主體194包括較薄的區(qū)域196和相應(yīng)的槽202，以便以與前述之相同方式防止焊料溢散。為減小接頭192的電容，基體194還可包括一個(gè)孔197，正如在上述圖中可看到的。圖8示出了裝配前的連接器組件120，圖9示出的則是裝配后的組件120。
權(quán)利要求
1.一種電連接器組件，包括第一和第二連接器，它們具有相應(yīng)的第一和第二殼體以及相應(yīng)的第一和第二電接頭，這些電接頭在相應(yīng)殼體中以至少一排的方式固裝；第一和第二接頭包括相應(yīng)的第一和第二接觸部分，這些部分可沿第一和第二連接器的配合界面進(jìn)行電接觸，每個(gè)所述的第一接觸部分連至一個(gè)軸向延伸的中間部分，此中間部分靠近第一殼體的一個(gè)內(nèi)壁，并可在配合時(shí)橫向撓曲，每個(gè)所述的第二接觸部分是一個(gè)沿第二殼體的一個(gè)外壁軸向延伸的柱狀部分，并且可與所述的第一接觸部分銜接；第一接觸部分是一個(gè)從中間部分向外延伸的正交壁，并且包括一個(gè)接觸表面；第二接頭的柱狀部分向內(nèi)離開第二殼體的一個(gè)外壁，并包括一個(gè)接觸表面；在第一和第二連接器相配合時(shí)，第一接頭和第二接頭的接觸表面彼此滑動(dòng)接觸，并使臂在平行于第二殼體的所述外壁的橫方向上撓曲，柱狀部分沿臂延伸并超過它，從而與之彈性偏壓配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的連接器組件，其特征在于，第一和第二殼體包括兩排相應(yīng)的第一和第二接頭，它們固裝于相應(yīng)的殼體中，第一排中的所有接頭偏向公共的第一方向，而第二排中的所有接頭偏向公共的第二方向，第二方向與第一方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的連接器組件，其特征在于，第一和第二接頭包括一個(gè)基體，此基體具有相對的側(cè)表面和第一及第二部分，第一部分界定了一個(gè)主體，此主體具有沿其外緣延伸的一個(gè)接觸表面，此接觸表面用于電連接至電路板上的電路，所述的第二部分可固裝至所述殼體中，并包括一個(gè)用于與一互補(bǔ)接頭配合的接觸部分;主體的至少一個(gè)側(cè)表面包括至少一個(gè)隔斷部分，此部分至少跨越主體的邊緣接觸表面和第二基體部分之間區(qū)域延伸;當(dāng)將接頭固裝在相應(yīng)的連接器殼體中并將殼體連至電路板上時(shí)，邊緣接觸表面與電路板上的電路電接觸，而且接觸表面焊連至電路上，隔斷部分防止焊料流入連接器殼體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電連接器組件，其特征在于，主體的兩側(cè)表面均包括至少一個(gè)隔斷，此隔斷至少在跨越主體的邊緣接觸表面和第二基體部分之間的區(qū)域延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的電連接器組件，其特征在于，至少一個(gè)隔斷是一個(gè)凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4的電連接器組件，其特征在于，至少一個(gè)側(cè)表面包括兩個(gè)凹槽。
7.一種適于固裝在一連接器殼體中的電接頭，該接頭包括一個(gè)基體，它具有相對的側(cè)表面和第一及第二部分，所述的第一部分界定了一個(gè)具有一接觸表面的主體，所述接觸表面沿主體的一外緣延伸，用于電連接至電路板的電路，所述的第二部分可固裝于所述殼體中，并包括一個(gè)接觸部分，用于與一互補(bǔ)的接頭配合;所述主體的至少一個(gè)所述側(cè)表面包括至少一個(gè)隔斷，此隔斷至少在跨越所述邊緣接觸表面和所述第二基體部分之間的區(qū)域上延伸;當(dāng)將所述接頭固裝在所述連接器殼體中且將所述殼體固定至電路板上時(shí)，所述邊緣接觸表面與所述電路板上的所述電路電接觸，所述接觸表面焊連至所述電路，所述隔斷防止焊料流入所述連接器殼體中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電接頭，其特征在于，所述主體的兩個(gè)側(cè)表面包括至少一個(gè)隔斷，此隔斷至少在跨越所述邊緣接觸表面和所述第二基體部分之間的區(qū)域上延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的電接頭，其特征在于，所述的至少一個(gè)隔斷是一凹槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的接頭，其特征在于，所述的至少一個(gè)隔斷是兩個(gè)凹槽。
全文摘要
薄斷面連接器含插座和插頭，它們各具有固裝相應(yīng)接頭陣列的殼體，接頭設(shè)在殼體邊緣處并包括在一公共平面中從殼體伸出的邊緣接觸表面以便焊連至電路上。各插座接頭具有C形構(gòu)造并包括主體、中間部分和臂，臂界定了適于與相應(yīng)插頭接頭表面相配合的接觸表面，臂垂直于軸第一方向上延伸。各插頭接頭具有L形構(gòu)造并包括主體和平行于所述軸從主體延伸的導(dǎo)柱，導(dǎo)柱的側(cè)表面界定了用于與相應(yīng)插座接頭相配合的表面。
文檔編號H01R12/16GK1112739SQ9510144
公開日1995年11月29日 申請日期1995年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月21日
發(fā)明者小·M·W·恩格勒, D·J·薩默斯 申請人:惠特克公司