CN100341202C - 用于印刷电路表面安装的连接器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种输入/输出连接器(10)，包括一个电绝缘的第一部件(1)和一个第二部件(50)，第一部件(1)具有至少一个固定件(2，4)及至少一个接触道，第二部件作为壳体，局部覆盖第一部件(1)，接触肋(7)的连接平面(5)基本位于与固定件(2，4)的底面(9)相同的平面上，该平面限定连接器的定位平面。该连接器还可具有一个功率接触模块。该连接器的制造方法是在塑料上实施金属镀敷，以在第一部件上形成接触道。

Description

用于印刷电路表面安装的连接器及其制造方法

技术领域

[01]本发明涉及一种特别用于在印刷电路卡上进行表面安装的输入/输出连接器，这种连接器包括一个电绝缘的第一部件和一个第二部件，第一部件具有至少一个固定件和至少一个触头，第二部件作为壳体，局部覆盖第一部件。

背景技术

[02]这种连接器最好用于便携式通信器材、例如无线电话之类。通常，这种器材很小，易于操纵，以致没有多大地方用于安装输入/输出连接器(也称为I/O连接器)，因此，采用表面贴装器件(SMD)技术在印刷电路卡上进行表面安装。这种连接器构成各种外围设备、例如数据传输调制解调器连接用的机械接口。尺寸很小的连接器安装在印刷电路卡上时必须准确定位。此外，连接器必须在无线电话使用期限内抵抗强机械应力，若有必要，还必须能够在连接器和互补连接器之间建立良好的电连接。

[03]如果连接器的定位面基本与印刷电路卡的平面重合，那么，上述要求即可很好地满足。连接器的定位面还必须能够再现。

[04]文献US6000953提出一种I/O连接器，使用两个可拉出的L形保持夹使连接器准确定位，保持夹布置在侧面，位于两个冲压切割而成的凸起的端部。安装和定位时，只有这两个凸起与印刷电路卡接触，使连接器转动地安装在该部位。转动时，连接器的最低的接触杆首先到达印刷电路卡的表面，与两个凸起一起构成一个三脚架，限定连接器的定位面。

[05]这里尤其不利的是，由于连接器的接触杆具有挠性，因此相对于有时大有时小的印刷电路卡具有纵向倾斜度。另外，这种定位面的再现性要求具有形状和长度都非常精确的接触插头。也必须符合非常窄小的公差范围，使接触杆在长度上定位在壳体中。这样，不可避免地增加了这种连接器的生产成本。此外，应当指出，冲压而成的凸起的高度变化很大。已有技术中，由于凸起的高度比其间隙小，因此这种不精确未被注意。但是，如果是窄小的I/O连接器(例如接头不多的连接器)，这些变化就会引人注意，除了纵向倾斜度之外，还存在侧向翻转。保持夹在侧面安装不好，也会加强这种作用，这可能例如来自于保持夹和壳体之间的杂质。

[06]另外，由于连接器由多个构件构成，例如两个可拉出的保持夹、埋置在壳体中的接触杆、壳体本身以及锁紧钩，因此，需要大量的制造步骤，这也增加了生产成本。此外，这些狭窄的接触杆不是为大的电功率所设计。

发明内容

[07]本发明旨在提出一种用于在印刷电路卡上进行表面安装的输入/输出连接器，这种连接器包括一个电绝缘的第一部件和一个第二部件，第一部件具有至少一个具有一个平面的固定件和至少一个具有一个连接平面的接触道，第二部件作为壳体，局部覆盖第一部件，第一部件具有一个可以非常精确的方式再现的定位面，以简单的方式定位在一个印刷电路卡上。

[08]由于接触道的连接平面基本位于与固定件的下平面相同的平面上，该平面限定连接器的定位平面，因此，存在的问题得以解决。另外，由于接触道对应未被第二部件覆盖的第一部件的一个绝缘区域上的镀敷金属部分，因此也有助于解决存在的问题。

[09]由于第一部件只由一个注射模制件构成，第二部件局部复制模制在第一部件上，因此，得到本发明的有利安装。

[10]第一部件及其元件特别有利地由一个单个构件构成。模制后，在元件之间不可能有任何的位移或错开。唯一的注意之点是精确地铣削第一部件的浇铸模型，这里是注塑模。借助于CNC数控机，这不再存在任何问题。第二部件占据第一部件的自由间隙，使之强化，构成一个机械上坚固的整体(连接器)。

[11]根据本发明另一个有利的实施例，第一部件在连接器的两侧分别具有一个固定件，在每个固定件上设有一个定中孔。

[12]根据本发明一个实施例，连接器最好包括用于承受强电流的装置，例如具有至少一个用于传输高的电功率的功率模块。

[13]根据本发明的实施例，功率模块包括一个金属中间触头、一个金属弹性触头和一个保持片，这些触头可以借助于镀敷金属的合成材料带与一个印刷电路卡进行电连接。

[14]本发明的连接器包括一个电绝缘的第一部件和一个第二部件，第一部件具有至少一个固定件和至少一个电触头，第二部件作为壳体，局部覆盖第一部件。刚性触头的水平延伸的连接平面基本位于与固定件的下平面相同的平面上，该平面限定连接器的定位平面。

[15]连接器仅由两个部分构成，可选地是还包括一个功率模块。仅仅是第一部件通过一个不可分离的并配有一个具有定位面的不可分离的触头的定位件限定连接器的定位平面。本发明的一个特征在于，连接器不需要任何夹具或附加安装钩来确保定位和固定。尤其突出的是，当连接器具有多个触头时，所有定位面都位于一个单一平面内。

[16]本发明其它有利实施例的特征在于，功率模块包括一个金属中间触头、一个金属弹性触头和一个保持片，这些触头可以借助于镀敷金属的合成材料带与一个印刷电路卡进行电连接，其特征还在于，在连接器的后面上延伸并属于第一部件的两条合成材料带转变成位于与刚性触头的连接面相同的平面上的分开的连接面。

[17]如此制成的一个功率模块可以对与之连接的器材进行充电，良好的电连接得到确保。

[18]本发明另一个实施例的特征在于，旋转对称的伸长形的中间触头在前部区域比在后部区域具有较小的直径，具有至少一个朝外突出的球形区段，用于确保中间触头与第一条带或道的电连接和机械连接。

[19]这种中间触头一方面避免镀敷金属面被刮擦，另一方面不管怎样都确保进行良好的机械安装。

[20]本发明还旨在提出一种生产成本非常低的可以进行表面安装的连接器的制造方法。

[21]为此，本发明可以进行表面安装的连接器的制造方法具有以下制造阶段。首先，注射模制第一部件，然后对第一部件的表面进行化学活化作用，接着将第一部件紧固在第二部件的注射模中。现在，第二部件局部复制模制在第一部件上。然后，对连接器镀敷金属，金属仅附着在第一部件的自由表面上。最后，根据可选的本发明实施例，将功率模块的金属件置于其相应的腔室中。

[22]为了注射模制第二部件，使用与注射模制第一部件相同的热塑材料。本发明的一个特征在于第一部件表面的活化。这样使得尤其可以将金属粘敷在合成材料、例如一种热塑材料上。第一部件插入到第二部件的注射模中并进行紧固，使第一部件在第二次浇铸时不移动。此后，由于第一部件的中间空隙被填满，形成的第二部件起一个坚固的电绝缘壳体的作用。镀敷金属时，第二部件起遮罩作用。由于合成材料与金属一般在化学上结合不良，因此，第二部件本身上不附着任何金属。相反，最好在第一部件的自由的活化表面上镀敷金属。同时，第二部件导致第一部件的不同镀敷金属区域的相互隔开，使之不进行整体的电连接。因此，构成的导电区域可以作为触头。这样，这些金属区域具有一个刚性下层支承件，确切地说是第一部件，在压力作用下不大变形或难以变形。特别优越的是，对于根据本发明制造的用于信号的这种连接器来说，不使用任何接触插头。接触插头或接触弹簧仅用于功率模块。因此，可以将两种技术的优越性结合起来，而不增加成本。

附图说明

[23]参照附图及非限制性实施例，本发明的连接器将得到更好地理解。

[24]附图如下：

[25]图1是本发明一个连接器的俯视立体图；

[26]图2是图1所示的本发明连接器的仰视立体图；

[27]图3是沿图1中B-B面的横向剖视图；

[28]图4是沿图1中A-A面的横向剖视图；

[29]图5示出第一部件的一个小区域，不包括通过浇铸从上面添加的第二部件；

[30]图6是本发明连接器的一个特殊实施例的前视图；

[31]图7是图6连接器的特殊实施例的仰视立体图；

[32]图8是沿图6中F-F线的剖视图；

[33]图9是沿图6中G-G线的剖视图。

具体实施方式

[34]图1和2是本发明输入/输出连接器的俯视立体图和仰视立体图。连接器最好进行两次浇铸。在第一次浇铸中构成一个第一部件1，如图5所示，在第二次浇铸中形成一个第二部件50，局部覆盖第一部件1。为了更好地理解，第一部件的元件用标号1至49加以标示，第二部件的元件从标号50开始。图1的俯视图主要示出呈矩形的第二部件50。

[35]第一部件1和第二部件50最好用一种绝缘的热塑材料制成。连接器具有至少一条接触道3。这条接触道3由第一部件1的一个表面镀敷金属而成。镀敷金属仅在第一部件的预先激活并适于固定一层金属层的区域加以实施。

[36]该镀敷金属表面的至少一部分布置在一个连接平面5上，连接平面5与具有第一部件1的固定件2和4的一个平面基本相同。镀敷金属厚度非常薄，用于形成第一部件1的模子使得随后的镀敷金属的附加能确保连接平面5与固定件2和4的平面的共面性。例如，固定件的平面是这些固定件2和4的底面平面9。底面9和连接平面5上的面位于同一个平面上。底面9和连接平面5之间最大可偏移50微米。

[37]第一部件1具有接触肋7。一个接触肋7在其周边具有一条接触道3。模制第一部件1时，分别具有定中孔6和8的固定件2和4与接触肋7形成一体。为了获得理想的共面性，固定件2和4的底面9以及连接平面5置于第二部件的注射模的一个平底上。这样，确保复制模制不影响这种共面性，在第二次浇铸中不会发生任何在这些面上的沉积。

[38]第二部件50的复制模制不完全覆盖第一部件1。未被覆盖的第一部件1的激活区域适于在第二部件50模制后镀敷金属。

[39]第二部件50具有一个呈矩形的主体，在其两个短侧边由两个凸耳57和58加以延伸。在每个凸耳57、58的中央形成各自的一个孔64、65。在主体的一个顶面的一个下边缘上示出三个呈矩形的窗口61、62、63。孔64、65和窗口61、62、63通过从上方到达的保持冲模而形成，保持冲模例如在面22处压在已经模制的第一部件1上，使之固定在第二部件50的注射模中。这些保持冲模可以对窗口和孔进行成形。实际上，在这些部分不能模制任何热塑性物质。

[40]第一部件1的固定件2和4在第二部件50的相同短侧边上向外延伸，与凸耳57、58叠置。固定件2和4的定中孔6和8可用于将连接器定位在一个印刷电路卡上。

[41]连接器最好根据模块化结构加以布置。连接器具有至少一个接触模块。一个接触模块具有至少一个导电的接触肋3。在图2所示的第一实施例中，连接器的第一部件1具有三个接触模块。自左向右观察连接器的正面，第一部件1具有一个第一接触模块14，第一接触模块14具有两个接触肋7。然后是一个第二接触模块15，具有九个接触肋7。最后，一个第三接触模块16，具有一个接触肋7。

[42]接触模块14、15、16置于连接器正面上连为一体的一个框架71中。接触肋并列平行布置，具有至少一个垂直于放置方向的第二部分11的表面。

[43]图3是图1所示连接器的沿B-B面的剖视图。截面B-B与放置方向平行地进行延伸，在纵向方向上切割一个接触肋7。用从左上到右下的斜线示出的区域表示第二部件50。如图所示，框架71在连接器10的外表面上位于上部和下部。一个腔室32用于接纳一个互补连接器的一个触头，位于中间位置。用从左下方朝右上方的斜线示出的区域标示接触肋7，接触肋7是第一部件1的一个构件。接触肋7的下表面和前表面(图中左侧)未被第二部件覆盖，因而可以布置金属接触道3。这些金属接触道3形成与连接器的底面平行的第一部分，用于贴靠在可以与之连接的一个印刷电路卡上。该第一部分是连接平面5上的镀敷金属的表面部分。

[44]金属层实现在接触肋7的整个长度上，以构成接触道3。金属层镀敷在按图面基本竖直延伸的前接触表面11上，和在按图面水平延伸的后接触表面5上，用于实现分别与相关周边、或互补连接器以及印刷电路卡的电接触。接触面5和11彼此由接触道3的另一部分进行连接。

[45]要注意的是，金属层不造成改变接触肋7尺寸的超厚部分。触头由一条导电的接触道3构成，位于第一部件1的接触肋7的未被覆盖的表面上，接触道3的与外表面10相对的区域构成印刷电路卡的电连接面5，接触道3的朝向外表面10的区域构成相连周边的电连接面11。

[46]接触肋7的尾部23从主体的一个后面67的下部一侧突出来。如图4右部所示，接触肋7的尾部23超出第二部件50的后面67。

[47]图4是图1所示连接器的沿A-A面的剖视图。剖面A-A与放置方向平行地进行延伸，经过一个窗口61，切割连接器的至少一个连接爪。如图4中斜线所示，上下两个连接爪12和13使导电道3绝缘，并使模块彼此连接。这些连接爪12和13间置在接触肋7之间。斜线与图3上含义相同。窗口61示于图4的右部。位于下面的上连接爪13在第二次模制时由一个自上向下压的保持冲模固定在注模中。这时，冲模到达上连接爪13的顶棱22上。

[48]图5示出首次注射模制后直接获得的第一部件，并只示出第一接触模块14。该模块具有两个平行延伸的接触肋7。这两个接触肋由两个连接爪12、13机械连接在一起。位于其间的中间间隙28在第二次模制时由第二部件50的材料填满，因而形成凸肩55。

[49]在所述的实施例中，连接器包括至少一个锁紧装置。图2中，连接器包括两个锁紧模块，即一个第一锁紧模块51和一个第二锁紧模块52。这里，一个锁紧模块对应于一个机械加工或模制在第二部件50上的腔室70，用于锁紧未示出的互补连接器。第二锁紧模块52与第一锁紧模块51相同地形成于第二部件50中。两个锁紧模块51和52布置在接触模块之间，最好布置在第二接触模块15的两边。

[50]在图6至9所示的其它实施例中，接触模块14由一个功率模块14替代，不配有接触肋，但配有一个中间触头81、一个弹性触头82和一个保持片83。在本发明第二实施例的该实施方式中，连接器包括这样一个功率模块14，第一锁紧模块51与之相连接。接着，配置第二接触模块15，如前所述，其配有九个接触肋7。然后是第二附加锁紧模块52，这里具有一个凹口，形成一个与第一锁紧模块51的腔室形状不同的腔室。最后，第三接触模块16配有两个接触肋7，建立连接。在该实施例中，模块14至16嵌入连接器正面上连成一体的框架71中。因此，两个锁紧模块51和52之间的形状差异为连接器提供一种识别错误的手段。

[51]在该实施例中，要特别描述一下功率模块14。要制造这种连接器，就要进行两次模制，并且在接触肋7镀敷金属之后，在一最后阶段，将金属件即中间触头81、弹性触头82和保持片83插入到相应的腔室中。为便于更好理解，功率模块的元件从标号80开始进行标示。

[52]图7是连接器的后视仰视图。这里，接触肋7平行延伸，并由凸肩55加以分隔。图7中，两条连接面5’、5”与接触肋7相平行地进行布置，由镀敷金属的合成材料制成的道84、85加以延伸，使功率模块14的触头81、82与这些连接面5’、5”进行电连接。

[53]在功率模块14的一个后面14b，在图8和9的右部，配有一个用于接触弹簧82的腔室92、一个用于中间触头81的腔室91以及一个用于保持片83的腔室93。

[54]如同接触肋7的尾部23在主体56的后面67的下部凸出来那样，连接面5’、5”也具有以相同方式从后面67凸出来的尾部，这些尾部与其在印刷电路卡上的相应的连接触头对齐，可以与之进行连接。这样，可以使连接面5、5’、5”与这些触头在熔融钎焊炉中进行有效而快速的钎焊。

[55]在功率模块14的一个侧面14a上，中间触头81的第一道84先水平、再竖直、再水平地在功率模块14的后面14b上延伸，再通入腔室91。弹性触头82的第二道85先水平、再竖直地在侧面14a上延伸，再通过功率模块14上的一个窗口87通入弹性触头82的腔室92。

[56]图8是图6所示连接器的沿F-F的剖视图。该剖面完全通过功率模块14的中央。在该剖视图上，由上而下是保持片83、中间触头81和弹性触头82的第二舌片82b。保持片83的腔室93在上三分之一处可见。保持片83具有一个朝下的突出部83a，可以锁定未示出的互补连接器。在中间三分之一处，中间触头81水平延伸，在后部区域81b，布置有三个区段81a、81b和81c。其中，左边的区段卡紧在第二部件50内。右边侧面是来自第一次浇铸的一个块88。下边缘镀敷金属，构成与连接面5”进行电连接的第二道85的端部。块88的内部圆柱形区域也镀敷金属，构成与连接面5’相连接的第一道84的端部。

[57]中间触头81呈伸长形状，旋转对称，其前部区域81a的直径小于后部区域81b的直径，后部区域81b具有至少一个朝外突出的球形区段81c，用于确保中间触头与第一条带或道84的电连接和机械连接。

[58]因此，右边两个区段81c卡紧在块88内，建立与第一条带或道84的接触。当中间触头81插入到腔室91中时，呈球形的区段81c避免块88的金属表面被刮擦。

[59]弹性触头82具有两个舌片82a和82b，第一舌片82a建立与第二道85的接触，第二舌片82b进入到互补连接器的安置腔室78中。

[60]图9是图6所示连接器的沿G-G线的剖视图。因此，块88和弹性触头82的第一舌片82a以剖面示出。在上方三分之一处，是穿过一个窗口的保持片。下方用虚线示出中间触头。呈L形的块88在该部位从后面14b出来。第一道84在此用竖直深色线条示出。块88的底面镀敷金属，如前所述，构成第二道85的端部，第一舌片82a与之进行机械接触。因此，弹性触头82与连接面5”进行电连接。

Claims (14)

1.用于在印刷电路卡上进行表面安装的输入/输出连接器，所述连接器包括：

一第一部件(1)，具有至少一个具有一平面(9)的固定件(2，4)，以及至少一个具有一连接平面(5)的接触道(3)，

一第二部件(50)，作为壳体，局部覆盖第一部件(1)，

其特征在于，连接平面(5)位于与固定件(2，4)的平面(9)相同的平面上，该平面限定连接器的定位平面，该接触道对应未被第二部件覆盖的第一部件的一绝缘区域上的镀敷金属部分。

2.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述镀敷金属部分具有：一第一部分，其构成一用于印刷电路卡的连接平面(5)；和一第二部分，其朝向所述连接器的一外表面，构成一互补连接器的连接平面(11)，所述第一部分与所述第二部分是连续的。

3.根据前述权利要求之一所述的连接器，其特征在于，所述第一部件(1)在所述连接器的两面分别具有一固定件(2，4)，在该固定件上设置一定中孔(6，8)。

4.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述第一部件(1)具有至少一个接触模块(14，15，16)，一个模块具有至少一个其上镀敷金属的导电的接触肋(7)。

5.根据权利要求4所述的连接器，其特征在于，一个模块(14，15，16)具有至少两个接触肋(7)，这些接触肋并列平行布置，由所述第一部件的连接爪(12，13)进行整体机械连接，并由这些连接爪进行电绝缘。

6.根据权利要求4所述的连接器，其特征在于，一个接触模块(14，15，16)的不同接触肋(7)由属于第二部件(50)的凸肩(55)隔开。

7.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述第二部件(50)包括至少一个锁紧模块(51，52)，用于确保互补连接器的机械固定。

8.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，它具有一功率模块(14)，用于传输高的电功率。

9.根据权利要求8所述的连接器，其特征在于，功率模块(14)包括一金属中间触头(81)、一金属弹性触头(82)和一保持片(83)，所述金属中间触头(81)和所述金属弹性触头(82)可以借助镀敷金属的合成材料道(84，85)与一印刷电路卡(79)进行电连接。

10.根据权利要求9所述的连接器，其特征在于，所述功率模块(14)包括一第一和一第二镀敷金属的合成材料道(84，85)，它们在所述连接器的后面(67)上延伸，并属于所述第一部件(1)，所述两个合成材料道(84，85)转变成连接平面(5’，5”)，所述合成材料道(84，85)的连接平面(5’，5”)位于与所述接触道(3)的连接平面(5)相同的平面上。

11.根据权利要求8所述的连接器，其特征在于，旋转对称的伸长形的中间触头(81)在前部区域(81a)比在后部区域(81b)具有较小的直径，具有至少一个朝外突出的球形区段(81c)，用于确保中间触头与所述第一镀敷金属的合成材料道(84)的电连接和机械连接。

12.根据权利要求9所述的连接器，其特征在于，所述弹性触头(82)具有两个舌片(82a，82b)，第一舌片(82a)建立与第二镀敷金属的合成材料道(85)的接触，第二舌片(82b)进入到互补连接器的安置腔室(78)中。

13.可进行表面安装的连接器的制造方法，它具有如下步骤：

—注射模制一第一部件(1)，

—对所述第一部件(1)的一表面进行化学活化作用，

—将所述第一部件(1)紧固在一第二部件(50)的一注射模中，

—注射模制第二部件(50)，局部地在第一部件(1)之上，留下所述第一部件的活化过的可接近区域。

—在所述第一部件的活化过的可接近区域上镀敷金属。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，第一部件(1)的紧固是通过对固定件(2，4)的顶面(17，19)及至少一个连接爪(12，13)的一个顶棱(22)施加一压力，使固定件(2，4)的平面(9)和所有连接平面(5)都以平面的方式位于第二部件(50)的注射模中。

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