CN101032056B - 散热端子及使用该散热端子的电连接器 - Google Patents

散热端子及使用该散热端子的电连接器 Download PDF

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Abstract

一种用于电路板连接器的导电端子(2，3)具有散热片(16)，该散热片(16)与两连接部(12，14)热连接，用于散发在连接部产生的热量。散热片和其中一个连接部(12)从中间本体部(10)沿相同方向延伸。散热片优选设于其中一个连接部(12)的外部，以使连接部(12)免于受到物理损坏。一锁合部(18)具有使端子保持在连接器壳体(1)内的倒钩(26)，该锁合部(18)可以从中间本体部沿与散热片(16)相反的方向延伸。端子(2，3)，特别是锁合部(18)，可以通过推压散热片的远端(24)而插入连接器壳体(1)内的孔(28)内。端子可以由金属板材冲压成形。本发明还要求保护一种具有一排这种端子的连接器，这些端子以普通排列安装并具有设于连接器壳体外的散热片。

Description

散热端子及使用该散热端子的电连接器
技术领域
本发明涉及电连接器，特别涉及用于印刷电路板的电连接器，以及本发明可应用于大电流应用的印刷电路板板边连接器，大电流应用例如电压调节器或其它电源模块。
背景技术
本发明可应用于模块，即电子元件的集合体与印刷电路板的电性互连。使用在细长壳体上安装有一排或多排端子的专用连接器，这是已知的。每个端子具有连接尾部和插座部，该连接尾部用于例如通过焊接连接到电路板上相应的导电轨，而插座部用于可松开地连接到模块。模块可以是一电路板，该电路板通过连接器支撑并连接到另一块印刷电路板。在这种情况下，模块和另一块印刷电路板分别称作“子板”和“母板”。典型地，“子板”的边缘被接受在连接器壳体内的狭槽或其它导向装置内，使得连接器的端子插座部与母板上的导电焊盘对准。
专用连接器可以整体安装在母板的一侧上或可选择地跨接安装在母板的边缘部分。在后者的布置中，所谓“跨接安装”连接器的连接端子比在前者的单侧布置中更加靠近电路板平面，并其长度可以设计得更短。
美国专利No.5,522,737描述了一种安装在印刷电路板上的板边连接器。该连接器的特性阻抗可以调整，使其与连接器互连的电路的电阻相配。连接器具有信号端子，这些信号端子包括非机械功能性的部分，该非机械功能性部分与相邻接地端子的扩大区域配合产生给定电容。可以修剪信号端子部分来改变该电容，进而改变连接器的阻抗，从而使得连接器的阻抗与电路的给定阻抗相匹配。接地端子的扩大区域被认为有助于提高电绝缘性和减少串扰。
美国专利No.5,893,764描述了用于跨接安装于印刷电路板边缘上的电连接器。该连接器具有一排位于细长壳体内的端子。端子的尾部从壳体延伸出，以与电路板反面的导电轨焊接。壳体的每一端上安装有U形安装夹，用于将电路板固定在壳体上。
美国专利6,238,218描述了一种将同轴线电连接到印刷电路卡的装置。该装置包括具有管状部的外接触件。两个在直径方向上相对的狭槽将管状部再分成两个钳爪。位于外接触件内的中间接触件具有夹子，当电路卡插入外接触件的两个钳爪之间时，电路卡的边缘啮合在该夹子内。内接触件和外接触件与电路卡上的相应导电轨电连接。
美国专利No.6,692,273描述了一种用于与印刷电路板连接的跨接安装连接器。连接器的信号接触件具有端子部，这些端子部从接地母线延伸穿过位于从接地母线延伸出的指状物的狭缝。设有这样的装置，使得信号接触件的端子部可以与印刷电路板上的信号焊盘精确地对准。
当电路板连接器用于连接电源模块或组件，特别是用于涉及相对较大电流的互连时，会产生一个问题：连接器内电流产生的热量的散发。在上述描述的现有的连接器中，没有特别进行改装来提高连接器的散热性。
发明内容
本发明至少一个具体实施例的目的是提供具有散热装置的电路板连接器端子，或者至少为人们提供一种有用的选择。
本发明至少一个具体实施例的另一个目的是提供一种具有散热装置的电路板连接器。
在本发明的第一方面中，可以广义地认为是一种导电端子，该导电端子用在连接器中用于电性互连印刷电路板和电路模块，该导电端子具有中间本体部、用于将端子电连接到位于电路板第一主面上的导电轨的第一连接部、用于将端子电连接到电路模块的第二连接部，以及用于散发通过端子的电流产生的热量的第一散热部。
第一连接部和第二连接部优选每个都从中间本体部延伸出。第一连接部和第二连接部可分别从中间本体部沿基本相反的方向延伸。
第一散热部优选与第一连接部和第二连接部热连接，并可以与第一连接部和第二连接部物理连接。
第一散热部优选与中间本体部热连接，并可以与中间本体部物理连接。第一散热部和第一连接部可分别从中间本体部沿基本相同的方向延伸。可选地，第一散热部和第一连接部可分别从中间本体部沿基本相反的方向延伸。
优选地，第一连接部包括用于与电路板第一主面上的导电轨导电接合的接触面，第一散热部设在靠近第一连接部与接触面相反的一侧的位置上。
第一散热部和第一连接部优选从中间本体部延伸到各自的远端，以及第一连接部的远端优选不比散热部的远端更加远离中间本体部。
第一散热部和第一连接部可相互隔开。
端子可具有用于与连接器壳体锁紧啮合的第一锁合部。该第一锁合部可从中间本体部延伸出。第一锁合部和第一散热部可分别从中间本体部沿相反方向延伸。
端子可由金属制成及可由板材冲压形成。
可选择地，端子具有将端子电连接到电路板第二主面上的导电轨的第三连接部，第二主面与第一主面相反，以及端子还具有将端子电连接到电路模块的第四连接部。该端子还具有第二散热部，用于散发通过端子的电流产生的热量。
第三连接部和第四连接部优选分别从中间本体部(10)延伸出。该延伸可以沿基本相反的方向。
第二散热部优选与第三连接部和第四连接部热连接。第二散热部可与第三连接部和第四连接部物理连接。
第二散热部可与中间本体部热连接，也可与中间本体部物理连接。
优选地，第三连接部具有与电路板第二主面上的导电轨导电接合的接触面，以及第二散热部设在靠近第三接触部与接触面相反的一侧的位置上。
第二散热部和第三连接部优选分别从中间本体部沿基本相同的方向延伸，可选地，第二散热部和第三连接部可分别从中间本体部沿基本相反的方向延伸。
可选择地，端子可具有与连接器壳体锁紧啮合的第二锁合部。该第二锁合部可从中间本体部延伸出。第二锁合部和第三散热部可分别从中间本体部沿相反方向延伸。
在本发明的第二方面中，可以被广义地认为是一种用于电性互连印刷电路板和电路模块的连接器，该连接器具有绝缘壳体，在盖壳体内安装有一排隔开的端子，其中，每个端子是按照上述本发明第一方面或第一方面中任一优选或可选设置所限定的。散热部优选设于绝缘壳体外部。
本发明还被认为在于这里提到的或附图中示出的组成部分或特征的任何可选的组合。没有特别描述的这些组成部分或特征的已知等同物仍然被认为包括在本发明中。
附图说明
结合附图进一步描述利用本发明的公开的具体实施例和方法，该描述是示例性而非限制性的。其中：
图1为根据本发明公开的具体实施例的连接器的透视图；
图2A为连接器沿图1的X-X线剖切的横向剖视图；
图2B为连接器沿图1的Y-Y线剖切的横向剖视图；
图3为图1、图2A和图2B的连接器的局部透视图，图中连接器处于两个端子组正要插入壳体内的第一预装配状态；
图4为图3所示连接器的局部透视图，图中连接器处于两个端子组已经插入壳体内的第二预装配状态；
图5为图1到图4的连接器的透视图，其中，电路板(仅部分示出)已对准并准备与连接器连接。
图6为图1到图5的连接器的透视图，其中，电路板和模块卡(分别部分示出)已与连接器连接；
图7A为连接器、电路板和模块卡(后两者仅部分示出)沿图6的Z1-Z1线剖切的横向剖视图，图中示出了整体的一对电连接的相同次级部件。
图7A为连接器、电路板和模块卡(后两者仅部分示出)沿图6的Z2-Z2线剖切的横向剖视图，图中示出了一对未电连接但相同的次级部件。
具体实施方式
参阅附图，这要理解为本发明可以不同形状和方式来实施。下面给出的本发明公开的具体实施例的描述仅仅是示例性的。
图1示出了一种跨接安装板边连接器，用于安装在印刷电路板的边缘部分上。该连接器包括安装有分开的导电端子2，3的绝缘壳体1。在一个典型的应用中，该连接器用作跨接安装板边连接器来将电压调节模块(VRM)安装或连接到印刷电路板(PCB)的周边缘，这将在下面更加详细说明。
端子2，3是平的、相互平行的、相互隔开且在连接器壳体1内共同对齐排成一排。这些端子优选通过从金属板材或金属带的冲压成形而由金属制成。端子2，3的形状可从图2A和图2B各自所示剖视图中得到更好地理解。
图2A示出了第一种类型的端子2，该端子2是作为整体的一对电连接在一起的相同的次级部件(图2A中分别为上次级部件和下次级部件)形成，这两个次级部件电连接在一起并对称设置。
图2B示出了两个第二种类型的端子3。这些端子3是分开的，它们的形状分别与第一种类型的端子2的次级部件相同。第二种类型的端子3成对地对称安装在连接器壳体1内。在每对安装好的端子对中，端子3通过间隙4隔开。
每个端子2，3都具有中间本体部10，从该中间本体部如悬臂向外延伸出第一连接部和第二连接部，分别为第一连接尾部12和第一插座触头14。第一散热部或散热片16和锁合部18也是从每个端子的中间本体部10延伸出。散热片16通过中间本体部10连接到连接尾部12和插座触头14。中间本体部提供了从连接尾部12和插座触头14到散热片16的导热连接。
第一连接尾部12具有将第一连接尾部连接到位于印刷电路板的两个主面中的其中一个之上的相应的导电轨的接触面20，这将在下面会详细说明。将要理解的是，在第二种类型的端子3中，一对端子(图2B所示)中的相应端子的第一连接尾部12的接触面20能够同时独立地连接到位于与连接器连接的电路板的相反面上相应的导电轨。
散热片16设于第一连接尾部12与接触面20相反的一侧上。当连接器连接到电路板时(例如，图6和图7所示)，散热片16位于连接尾部12的外部。换句话说，散热片16离电路板最远，以使电路板重新吸收散热片16散发的热量的可能性最小化。
第一连接尾部12和散热片16分别从中间本体部10沿相同方向延伸到各自的远端22，24。散热片和第一连接尾部相互隔开，以在电路板与端子连接时为尾部提供在其固有弹力作用下弯曲的空间。
每个锁合部18具有倒钩26，倒钩26与壳体接合，以使相应的端子保持锁合在壳体内。锁合部18和散热片16从端子2，3的中间本体部沿相反方向延伸，使得通过按压散热片16的远端24可以将端子，特别是锁合部插入设在壳体1内的相应的孔28内(如从图3最清楚所示)。这可以通过参照图3和图4得到最好的理解，图3和4分别示出了已经对准并准备插入，然后插入壳体1的端子2，3。
在附图所示的具体实施例中，第一连接尾部12和第一散热片16分别延伸到与中间本体部10等距离对齐的远端22，24。然而，在一个未示出的替代方案中，散热片16的远端24比第一连接尾部12的远端22离中间本体部10更远。
散热片16至少与连接尾部12延伸得一样远，这使得在连接器在没有或没有很强的推力施加在连接尾部的情况下的装配过程中，散热片的远端24可以用于推压，该远端24具有大致为平的端面。
图2A和3示出了第一类型的端子2(整体形成，因此互连的一对相同的次级部件)在第二次级部件上也具有第三连接部和第四连接部，分别为第二连接尾部30和第二插座触头32。这些连接部中的每一个都从中间本体部10如悬臂延伸出，该本体部10对于端子的两个次级部件是共同的。第二散热片34也从中间本体部10延伸到远端36。第二散热片34通过中间本体部10与第二连接尾部30和第二插座触头32连接，中间本体部10提供了从这些连接部30，32到第二散热片34的导热连接。
第二连接尾部30具有接触面38，该接触面38用于将端子连接到印刷电路板两个主面中的另一个主面上的导电轨或焊盘。第二散热片34设于第二连接端30与接触面38相反的一侧上。
散热片16，34各自的远端24，36提供了在端子2，3的有用基准面，以使端子在组装连接器的过程中可以稳定而且不费力地插在连接器壳体1内。散热片16，34的尺寸大于连接尾部12，30，这为在端子2，3插入在连接器壳体内的过程中的接合和推压提供更加稳固的基准面，并降低了在插入过程中损坏连接尾部的可能性。
端子安装在壳体内，端子的散热部相互平行且位于绝缘壳体外部，这可以特别从图1，图5和图6中得到很好的理解。
连接器壳体1具有一对导槽40，电路板44(图5，图6和图7示出了电路板的局部)的边缘部分42可插入导槽内，使得沿电路板主面48的边缘部分排成一排的导电轨或焊盘46与端子2，3相应的连接尾部对准。连接尾部12，30可焊接到相应的导电焊盘46上。
图6示出了安装到连接器的第二电路板或模块卡50的局部。端子插座触头14，32与模块卡上相应的导电轨或焊盘电性接触。该接触是通过悬臂式插座触头作用在模块卡相应导电轨上的弹性压力来维持，而不是通过上述的焊接来维持，所以模块卡可以容易地从连接器拆除，例如为了维修或更换模块卡。
图7A和图7B示出了通过连接器与具有一排连接器端子2，3的印刷电路板44互连的模块卡50，这些连接器端子2，3在模块和电路板之间提供一系列的导电通路。散热片16，34很大程度上提高了由流入这些接点的电流而产生的热量散发。由散热片提供的散热还通过将散热片限制在绝缘壳体的外部而得到进一步的提高。散热片设于壳体外部，暴露在周围空气中。
散热片16，34具有相当大的表面区域，用于将热量从端子2，3散发到周围空气中。尽管端子2，3的散热部分16，34相对较大，散热片16，34同样具有大的表面区域，这对于允许热量散发到周围，而不是成为保持热量的热块是必需的。这使端子和板边连接器特别适合相对较大电流的应用，在这些应用中，在连接器中的任何温度升高都优选地被维持在少量和稳定的状态下。使用上述端子的典型的连接器应用包括将将电源或电压调节模块连接到印刷电路板，即所谓的VRM板边连接器。
此外，位于连接尾部12，30外部的散热片可以防止连接尾部受到物理损坏，该损坏例如可能发生在端子冲压之后的旋转或其它操作过程中。在焊接到电路板上的导电轨之前连接尾部的物理损坏以及特别是任何弯曲或变形可能导致连接尾部与它们各自的导电轨不对准。没有对准会造成相邻端子电路的短路或没有预计的连接。因此，由散热片提供的物理保护在端子间距小的连接器中是非常有利的。
前面参照公开实施例描述了本发明。对于本领域技术人员显而易见的变动和修改包含在本发明权利要求所限定的范围内。例如，尽管上述公开实施例描述的是用于跨接安装在印刷电路板边缘上的板边连接器，散热片同样适用于用于仅仅安装或连接到印刷电路板的一个主面的连接器。

Claims (30)

1.一种导电端子(2，3)，该端子用在连接器中用于电性互连印刷线路板(44)和电路模块(50)，该端子包括：
中间本体部(10)，
第一连接部(12)，该第一连接部用于将端子电连接到位于电路板第一主面(48)上的导电轨(46)，
第二连接部(14)，该第二连接部用于将端子电连接到电路模块，以及
第一散热部(16)，该第一散热部用于散发通过端子的电流所产生的热量，
其特征在于，所述第一连接部(12)、第二连接部(14)和第一散热部(16)分别通过中间本体部(10)物理互连，以及当第一连接部连接到电路板时，第一散热部(16)位于第一连接部(12)的外部，
所述第一散热部和第一连接部分别从中间本体部沿基本相同的方向延伸，
所述第一散热部和第一连接部从中间本体部延伸到各自的远端(22，24)，以及第一连接部到中间本体部的距离不远于第一散热部的远端到中间本体部的距离。
2.如权利要求1所述的导电端子，其特征在于，所述第一连接部和第二连接部分别从中间本体部延伸出。
3.如权利要求2所述的导电端子，其特征在于，所述第一连接部和第二连接部分别从中间本体部沿基本相反的方向延伸。
4.如权利要求1所述的导电端子，其特征在于，所述第一散热部与第一连接部和第二连接部热连接。
5.如权利要求1所述的导电端子，其特征在于，所述第一散热部与第一连接部和第二连接部物理连接。
6.如权利要求1所述的导电端子，其特征在于，所述第一散热部与中间本体部热连接。
7.如权利要求1所述的导电端子，其特征在于，所述第一散热部与中间本体部物理连接。
8.如权利要求1所述的导电端子，其特征在于，所述第一连接部具有接触面(20)，该接触面用于与位于电路板第一主面上的导电轨导电接合，以及第一散热部设在靠近第一连接部与该接触面相反的一侧的位置上。
9.如权利要求1所述的导电端子，其特征在于，所述第一散热部和第一连接部分别从中间本体部沿基本相反的方向延伸。
10.如权利要求1所述的导电端子，其特征在于，所述端子具有第一锁合部(18)，该第一锁合部用于与连接器壳体锁紧啮合。
11.如权利要求10所述的导电端子，其特征在于，所述第一锁合部从中间本体部延伸出。
12.如权利要求11所述的导电端子，其特征在于，所述第一锁合部和第一散热部从中间本体部沿相反方向延伸。
13.如权利要求10所述的导电端子，其特征在于，所述第一锁合部和第一散热部相互隔开。
14.如权利要求1所述的导电端子，其特征在于，该端子由金属制成。
15.如权利要求1所述的导电端子，其特征在于，该端子由板材冲压成形。
16.如权利要求1-15中任一项所述的导电端子(2)，其特征在于，该端子具有第三连接部(30)，该第三连接部用于将端子电连接到位于电路板(44)第二主面的导电轨，该第二主面与第一主面相反；该端子具有第四连接部(32)，该第四连接部用于将端子电连接到电路模块(50)；以及该端子具有第二散热部(34)，该第二散热部用于散发通过端子的电流所产生的热量。
17.如权利要求16所述的导电端子，其特征在于，所述第三连接部和第四连接部分别从中间本体部(10)延伸出。
18.如权利要求17所述的导电端子，其特征在于，所述第三连接部和第四连接部分别从中间本体部(10)沿基本相反的方向延伸。
19.如权利要求16所述的导电端子，其特征在于，所述第二散热部与第三连接部和第四连接部热连接。
20.如权利要求16所述的导电端子，其特征在于，所述第二散热部与第三连接部和第四连接部物理连接。
21.如权利要求16所述的导电端子，其特征在于，所述第二散热部与中间本体部热连接。
22.如权利要求16所述的导电端子，其特征在于，所述第二散热部与中间本体部物理连接。
23.如权利要求16所述的导电端子，其特征在于，所述第三连接部具有接触面(20)，该接触面用于与位于电路板第二主面上的导电轨导电接合；以及所述第二散热部设在靠近第三连接部与该接触面相反的一侧的位置上。
24.如权利要求16所述的导电端子，其特征在于，所述第二散热部和第三连接部分别从中间本体部沿基本相同的方向延伸。
25.如权利要求16所述的导电端子，其特征在于，所述第二散热部和第三连接部分别从中间本体部沿基本相反的方向延伸。
26.如权利要求16所述的导电端子，其特征在于，所述端子具有第二锁合部(18)，该第二锁合部与连接器壳体锁紧啮合。
27.如权利要求26所述的导电端子，其特征在于，所述第二锁合部从中间本体部延伸出。
28.如权利要求27所述的导电端子，其特征在于，所述第二锁合部和第一散热部从中间本体部沿相反方向延伸。
29.一种连接器，用于电性互连印刷电路板(44)和电路模块(50)，该连接器具有绝缘壳体(1)，在该绝缘壳体内安装有一排相互隔开的端子(2，3)，其特征在于，每个端子为权利要求1至28中任一项所述的端子。
30.如权利要求29所述的连接器，其特征在于，所述散热部设于绝缘壳体外部。
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