CN101032057B - 板连接器 - Google Patents

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Abstract

数个端子接头(11)安装到外壳(20)上，在下端处具有安装部分(14)的板连接部分(13)向后突出，在下边缘处具有安装板(32)的固定的接头(30)安装到外壳(20)的相对侧表面上，并且每个端子接头(11)的安装部分和固定的接头(30)的安装板(43)通过回流焊接固定到PCB(40)上。在回流焊接期间，基于熔化的焊料(H)的表面张力，朝PCB(40)的拉力作用在端子接头(11)和固定的接头(30)中的每一个上，但是固定的接头(30)的中央在板连接部分(13)的前/后方向上定位在连接器(10)的重心位置(O)的中央前面，并且基于固定的接头(30)的侧面上的拉力(Fb)，朝向PCB(40)的转矩(Mb)作用在外壳(20)的前部上，以防止前部升高。

Description

板连接器
技术领域
本发明涉及通过回流焊接固定到板上的连接器。
背景技术
在日本专利公开No.5-326049中已知板连接器的例子。在将安装有端子接头的连接器的外壳固定到印刷电路板上的过程中，横向延伸的板固定部分整体形成在外壳的相对侧的下端处，并且从电路板的后侧插入的螺钉拧入到形成在板固定部分中的螺钉孔中。
发明内容
然而，麻烦的是通过拧入固定将固定到电路板上的这种连接器，并且横向延伸的板固定部分增大用于将连接器放置在电路板上的空间。
基于上述环境，完成了本发明，并且本发明的目的是提供可很容易固定到电路板上并可放置在小空间中的连接器。
本发明的基本原理是，端子接头通过回流焊接连接到电路板上，固定的接头安装到外壳的侧表面上，并且固定的接头通过回流焊接同时固定到电路板上。根据本方法，该外壳可以很容易固定到电路板上，并且可以减小空间。
而且，如上所述，本发明以下述方式解决了端子接头和固定的接头同时回流焊接到电路板上中的具体问题。
为了将这种连接器回流焊接到电路板上，焊料膏印刷在电路板上的预定位置处，并且连接器放置在电路板上，从而端子接头和固定的接头的焊接部分接触该焊料膏，然后该焊料膏整体加热到焊料熔化温度。这样，焊料膏中的焊料颗粒熔化成熔化的焊料，熔化的焊料以升高方式通过表面张力粘结到端子接头和固定的接头的焊接部分上。冷却该熔化的焊料允许端子接头的电连接和连接器的固定同时进行。
然而，如果固定的接头简单地安装到外壳上，并且端子接头和固定的接头回流焊接到电路板上，则甚至当水平放置在电路板上时，外壳的前部也可能在焊接完成时从电路板升高(与端子接头突出相对的侧面)。
发明人已经研究表明，下述现象发生使连接器在连接器的回流焊接期间倾斜。当焊料膏在回流焊接期间熔化时，连接器临时在熔化的焊料上升高。另一方面，熔化焊料的表面张力导致将端子接头和固定的接头拉向电路板的拉力。
此时，固定的接头放置在外壳的侧壁部分上，并在前/后方向上靠近连接器的重心的中央，于是固定的接头所产生的拉力分布在重心的中央的前面和后面，以对由拉力导致的大多数转矩形成反作用。另一方面，连接器的端子接头焊接到电路板上从外壳的后端表面向后突出的位置处，于是在拉力作用在从连接器的重心的中央相对向后远离的位置处。于是，产生在端子接头上的拉力所导致的转矩明显作用使得外壳倾斜，从而其后壁降低。
因此，在本发明中，固定的接头安装到外壳的侧壁部分上，从而沿着回流焊接到电路板上的板固定部分的侧壁部分的中央定位在一侧面上，该侧面相对于连接器的重心位置的中央与外壳的后壁部分相对。于是，当熔化的焊料的表面张力导致拉力在端子接头和固定的接头的回流焊接期间作用在固定的接头的板固定部分上时，力随着转矩作用，用于向下拉动外壳的前表面，从而允许端子接头所导致的用于向下拉动外壳的后壁的转矩反作用，并防止外壳的前表面升高。
附图简要描述
附图1是安装在PCB上的本发明的一个实施例所述连接器的透视图；
附图2是该连接器的正视图；
附图3是其部分平面图；
附图4是固定的接头的透视图；
附图5是安装在PCB上的连接器的垂直剖视图；
附图6是其部分侧视图；
附图7是端子接头上焊料的粘结状态的部分剖视图；及
附图8是固定的接头上焊料的粘结状态的部分剖视图。
附图标记描述
10                              板连接器
11，11A，11B                    端子接头
13                              板连接部分
14                              安装部分
20                              外壳
20A                             底壁部分
29B                             后壁部分
29C                             侧壁部分
25                              支承突起
30                              固定的接头(fixed fitting)
32                              板固定部分
35                              焊料进入孔
36                              狭缝
40                              PCB(电路板)
H                               熔化的焊料
O                               (连接器10的)重心位置的中央
实现本发明的最佳模式
将参照附图1至7描述本发明的一个实施例。
如附图1中所示，本实施例的板连接器10构造使得，数个端子接头11安装到外壳20上，该外壳20放置在印刷电路板(下文中简称为PCB40)上，每个端子接头都通过回流焊接连接到PCB40上。固定的接头30安装到外壳20的相对的侧表面上，并且固定的接头30也通过回流焊接固定到PCB40上。
外壳20由合成树脂制成，并形成基本平的并水平定向的具有一个开放表面的矩形，如附图2和3中所示。该外壳20包括放置在PCB40上的底壁部分20A，垂直连接到底壁部分20A上的后壁20B，垂直连接到底壁部分20A上并定位在后壁部分20B的左右两侧上的两个侧壁部分20C，和基本平行于底壁部分20A并连接到后壁部分20B和侧壁部分20C上的顶壁部分20D，并且在其前表面上具有安装凹口(fittingrecess)21，阴性配对外壳(未示出)安装到该安装凹口上。在底壁部分20A的四个拐角处，矩形支承突起25形成略微突出，并具有平的尖端表面(tip surface)(下表面)。
在作为接头凹口21的后壁的外壳20的后壁部分22中，数个压接孔24沿着宽度在两个上下行中形成直线。端子接头11的端子连接部分12从后面压接到该压接孔24中，如下面所述。例如，三个压接孔24以规则间隔在上面的行中沿着宽度形成在每个末端处，同时例如，九个压接孔24以规则间隔沿着整个宽度形成在下面的行中，并且在上面的行中形成在每个末端处的三个孔和在下面的行中形成在每个末端处的三个孔垂直对准。
端子接头11包括高的第一端子接头11A和短的第二端子接头11B，并总共设置十五个端子接头。每个端子接头11都基本通过压力机用铜合金材料压印和形成，并在一端处具有连接到安装在配对外壳上的阴性端子(未示出)上的端子连接部分12，并在另一端处具有通过焊接连接到PCB40上的焊盘(land)(未示出)上的板连接部分13。
该板连接部分13形成相对较窄的形状，具有端子连接部分12的宽度的大约一半，并在下端处具有基本垂直向后弯曲的安装部分14。在第一端子接头11A中，当从后面观察时，从相对于端子连接部分12的轴向右偏置的位置，板连接部分13形成在端子连接部分12的后端表面中，而在第二端子接头11B中，板连接部分13形成在偏置向左的位置处。
第二端子接头11B的端子连接部分12从后面压接到下面的行中的压接孔24中，然后第一端子接头11A的端子连接部分12压接到上面的行中的压接孔24中。于是，如附图3中所示，上和下端子接头11A和11B的端子连接部分12在外壳20的接头凹口21中突出相同长度，并且上和下端子接头11A和11B的板连接部分13中的安装突起14在外壳20向后突出预定长度的位置处水平设置成行。
固定的接头30安装到外壳20的右和左侧壁20C上，用于通过焊接将外壳20固定到PCB40上。
每个固定的接头30都通过冲压金属板形成，并包括安装到外壳20的侧表面上的外壳固定部分31，和从该外壳固定部分31的下边缘整体垂直弯曲并放置在PCB40上的板固定部分32，如附图4中所示。
该外壳固定部分31具有三个台阶，这些台阶具有从上部朝下部减小的宽度，并且在中间台阶的相对边缘处具有接合突起33。外壳20的每个相对的侧壁20C都具有安装凹槽27，该固定的接头30的外壳固定部分31可以从上面插入到该安装凹槽中。
固定的端子30在外壳固定部分31处从上面插入到安装凹槽27中，推入安装凹槽27中，而接合突起33接合安装凹槽27的侧边缘，停止在预定位置处，并保持和安装使得板固定部分32的下表面从将与支承突起25的下表面齐平的外壳20的下表面略微向下突出，尽管未详细示出。
当插入到安装凹槽27中时，固定的接头30的板固定部分32保持在从外壳20的侧壁部分20C略微突出的深度处。该板固定部分32示出为具有沿着长度以规则间隔形成的四个焊料进入孔35，并且垂直于板固定部分32的长度的狭缝36形成在该焊料进入孔35之间，中间狭缝36形成从板固定部分32升高到外壳固定部分31的下端。
确定具有上述构造的固定的端子30的前/后安装位置使得，沿着侧壁部分20C的板固定部分32的中央定位在连接器10的重心位置(在附图6中用附图标记O表示)的中央前面(也就是，与外壳20的后壁部分20B相对的侧面)。
更为具体地，在本实施例中，当从重心位置O的中央到端子接头11的安装部分14的根部的距离为3.0毫米时，从重心位置O的中央到固定的接头30的中央的距离设置为5.0毫米。
上述连接器10通过下述程序利用回流焊接安装在PCB40上：
将焊接在PCB40的表面上的部分设置有铜箔(未示出)，并且用于回流焊接的焊料流预先粘结到该铜箔上。然后，连接器10放置在PCB40的表面上的预定位置处，从而每个端子接头11的安装部分14放置在焊料流上，并且固定的接头30的板固定部分32也放置在焊料流上。
当连接器10放置在其上的PCB40在此状态下移动到高温炉(未示出)中，预先涂覆在PCB40上的焊料流中的焊料熔化，形成熔化的焊料层，该熔化的焊料层粘结到每个端子接头11的安装部分14和固定的接头30的板固定部分32上。当PCB40移出高温炉，冷却熔化的焊料时，每个端子接头11的安装部分14都固定到PCB40上的铜箔上，并导电连接。固定的接头30的板固定部分32也固定到PCB40上的分开的铜箔上，也就是外壳20安装到PCB40上。
对于焊料的粘结状态，焊料H沿着每个安装部分14的周边边缘以升高的方式粘结在端子接头11的侧面上，如附图7中所示，并且此时作用的表面张力的力的分量导致安装部分14朝PCB40的拉力。一个安装部分14的拉力为例如大约0.8(N/m)，于是十五个端子接头11的拉力Fa为Fa＝0.8(N/m)＊15＝12(N/m)。
另一方面，在固定的接头30的侧面上，如附图8中所示，焊料H以升高的方式粘接到分离的板固定部分32的周边边缘和焊料进入孔35的周边边缘上，并且此时作用的表面张力的力的分量类似地导致板固定部分32朝PCB40的拉力。一个板固定部分32的拉力为例如大约0.8(N/m)，于是两个右和左固定的接头的拉力Fb为Fb＝8.0(N/m)＊2＝16(N/m)。
而且，基于该拉力，外壳20后部处的端子接头11朝PCB40的转矩Ma，和外壳20前部朝PCB40的转矩Mb例如与中央处的连接器10的重心位置O的中央作用。
具体地，后部处的转矩Ma为Ma＝Fa＊La＝12(N/m)＊3.0(mm)＝36.0(N)，并且
前部处的转矩Mb为Mb＝Fb＊Lb＝16(N/m)＊5.0(mm)＝80.0(N)。
于是，后部处的转矩Ma小于前部处的转矩Mb。简而言之，用于将外壳20的前部压靠在PCB40上，使得重心位置O的中央在中央的转动力更加明显地作用在外壳20上，于是外壳20可靠地固定在PCB40上，不使前部升高。
用于增大前部处转矩Mb的可能的因素可能如下：
首先，焊料的表面张力随着周边边缘处的部分的长度增大而增大，焊料以升高方式粘结到该部分上。于是，固定的接头30的板固定部分32具有狭缝36并分开，并且具有焊料进入孔35。焊料以升高的方式粘结到分开的板固定部分32的周边边缘和焊料进入孔35的周边边缘上，也就是焊料以升高方式粘结到的周边边缘的长度较长，从而增大表面张力。这允许前部处的转矩Mb增大。
固定的接头30的安装位置从重心位置O的中央向前。这增大了用于获得前端处转矩Mb的所谓的臂的长度，从而增大转矩Mb。
在本实施例中，支承突起25设置在外壳20的底壁部分20A的四个拐角处，于是外壳20与PCB40的接触位置确定在四个拐角处。于是，在本实施例中可以更加可靠地防止外壳20的倾斜。在没有支承突起25的情况下，根据外壳20的形成准确率或PCB40的表面的平坦度，外壳20的底壁部分20A的中央(及其周围)与PCB40的表面局部接触，以允许或有助于外壳20的倾斜。
在端子接头预先插入和安装到形成在外壳中的空腔中的这类连接器中，在空腔的内壁和端子接头之间存在微小间隙，用于允许端子接头的插入，于是如果当熔化的焊料粘结到端子接头的板连接部分上时表面张力使得拉力作用在端子接头上，则端子接头略微移动，并且拉力不会作用在外壳上。另一方面，如果像在本实施例中，端子接头11不压接到外壳20中，则根本不允许端子接头11的上述移动，于是作用在端子接头11上的拉力马上起到外壳20的拉力的作用。然而，如上所述，在本实施例中，用于将外壳20的前部压靠在PCB40上的转矩明显作用，于是在前部不升高的情况下，外壳20可靠地固定在PCB40上。
本发明不仅局限于参照附图在上面描述的实施例，并且本发明的技术范围覆盖例如下述实施例。
(1)表面张力的数值或到本实施例中所述中心位置的中央的距离的数值仅仅是例子，并且可以用其它数值替换。
(2)在上述实施例中，固定的接头30的板固定部分32具有狭缝36和孔35，但是该板固定部分32可以不具有狭缝36或孔35，或者不具有狭缝36和孔35。

Claims (8)

1.板连接器，该板连接器回流焊接到电路板上，从而电连接和固定到电路板上，该连接器包括：
外壳，该外壳具有放置在所述电路板上的底壁部分，以及连接到该底壁部分上的后壁部分和侧壁部分；
端子接头，该端子接头在一端处具有焊接到所述电路板上的板连接部分，并在板连接部分从所述外壳的后壁部分突出的情况下安装到所述外壳上；及
固定接头，该固定接头具有焊接到所述电路板上的板固定部分，并安装到所述外壳的侧壁部分上，
其中，该固定接头安装使得所述板固定部分沿着所述侧壁部分的中心定位在这样的一侧上：该侧相对于所述连接器的重心位置与所述外壳的后壁部分相反。
2.如权利要求1所述的板连接器，其特征在于，所述固定接头具有沿着所述侧壁部分的外壳固定部分，并且所述板固定部分沿着所述电路板从外壳固定部分整体延伸，并且所述板固定部分具有切口和/或孔。
3.如权利要求1所述的板连接器，其特征在于，所述外壳的底壁部分在四个拐角处具有支承突起。
4.如权利要求2所述的板连接器，其特征在于，所述外壳的底壁部分在四个拐角处具有支承突起。
5.如权利要求1所述的板连接器，其特征在于，所述端子接头从后面压接穿过所述外壳的后壁部分，并安装到所述外壳上。
6.如权利要求2所述的板连接器，其特征在于，所述端子接头从后面压接穿过所述外壳的后壁部分，并安装到所述外壳上。
7.如权利要求3所述的板连接器，其特征在于，所述端子接头从后面压接穿过所述外壳的后壁部分，并安装到所述外壳上。
8.如权利要求4所述的板连接器，其特征在于，所述端子接头从后面压接穿过所述外壳的后壁部分，并安装到所述外壳上。
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