CN101176238B - 用于使smt焊点机械负荷最小化的接触装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在印制电路板(4)上进行SMT安装的接触装置(3)，其中，所述接触装置用于与所述印制电路板的至少一个印制导线(6)建立导电连接，所述接触装置包括一用于容纳所述触点(5)的触点支架(7)，所述接触装置的触点用于连接至少一个配对电触点。所述接触装置在SMT基础上实施，因而不仅制备成本低，且易于安装。根据本发明，所述接触装置包括一第一外壳部件(8)，所述外壳部件包括至少一个用于容纳所述触点支架的长条形空隙(9)，所述外壳部件上形成有至少一个用于所述触点的制动器(10)，所述制动器用于吸收所述触点与一配对电触点接触时所产生的插入力。

Description

用于使SMT焊点机械负荷最小化的接触装置

技术领域

本发明涉及一种用于在印制电路板上进行SMT安装的接触装置，其中，所述接触装置用于通过至少一个焊点在所述接触装置的至少一个触点与印制电路板的至少一个印制导线之间建立导电连接，所述接触装置包括一用于容纳所述触点的触点支架，所述接触装置的触点用于连接至少一个配对电触点。

本发明还涉及一种包括至少一个上述类型的接触装置的SMT插式连接。

背景技术

这种用于SMT(表面安装技术)焊点的接触装置用于印制电路板的制造工艺。SMT模块(又称为“印制电路板”)的标准化程度要求很高，需要使用高质量的制造和安装技术。任何一种简化(例如减少印制电路板零件数量)都非常有利。尽管SMT焊点的强度比THT焊点小了5至10倍，但SMT在过去因其简单的制造工艺不断超越着通孔插装技术(THT)。另外，SMT避免了在电路板上开孔，删减了至少一道工序和复杂的焊接过程。SMT的一个很大的缺点是其多数情况下不适用于像插式连接这样的组件或重量较大的元部件，这些元部件的焊点需要承受很高的机械负荷。出于这个原因，重量较大的元部件和插式连接目前仍使用工序较为繁复、但被证明是可靠的THT。但某些问题组件还是可以避免使用THT。举例而言，需要在配对触点(位于印制电路板之外的触点)与印制电路板的印制导线之间建立电接触的SMT插式连接需要通过辅助结构来在印制电路板上实现稳定的固定。如果这种辅助结构并不存在，SMT插式连接通常就不包括足够的稳定性，从而无法吸收机械负荷或将力流分散给稳定的组件。为解决这一问题，可将垂直于印制电路板且用于对插式连接进行定位的销状装置用作上述辅助结构，同时还将其用来吸收平行于印制电路板的机械负荷。因此，插式连接通常设计为，以平行于印制电路板的移动方向实施插接过程，从而为SMT焊点去负荷。

EP 0874421A1中公开了一种可在一个工作步骤中通过SMT焊点与一印制电路板建立机械和电气连接的插式连接器。这种插件式连接器上设置有复数个用于保护SMT焊点的销子，这些销子埋入印制电路板内，可起到机械保护的作用。像前一段中所说明的那样，插接运动以平行于印制电路板、垂直于销子的方向进行。

US 2003/0224653A1中公开了一种具有一绝缘外壳且可安装在印制电路板上的电连接器。这种电连接器具有一排可与印制电路板上的印制导线接触的接头。

发明内容

本发明的目的是提供一种开篇所述类型的基于SMT的接触装置，这种接触装置不仅制备成本低，而且还易于安装。

这个目的通过一种开篇所述类型的接触装置来实现，所述接触装置包括一第一外壳部件，其中，第一外壳部件包括至少一个用于容纳触点支架的长条形空隙和至少一个用于触点的制动器，其用于吸收触点与一配对电触点接触时所产生的插入力，整体成形于第一外壳部件上。

上述目的还通过一种包括权利要求20所述特征的SMT插接装置而达成。

对SMT焊点的去机械负荷通过一种能引起力流改向的接触装置而实现。可通过第一外壳部件上的至少一个制动器将触点与配对电触点接触时产生的插入力所引起的力流进行导向。第一外壳部件吸收会带来不利影响的机械负荷，并将其传递到其他外壳部件和/或整个外壳上。力流主要形成在通过夹紧而固定在一触点支架内的触点上。在此，触点支架构成触点与第一外壳部件之间的机械连接部分。通过将触点固定在触点支架中，再将触点支架固定在外壳部件内，可通过触点支架将力流从触点传导到第一外壳部件上，或将力流直接从触点传导到第一外壳部件上。两种情况下均能使力流远离印制电路板，从而为作为潜在的力流传导器的SMT焊点去负荷。

SMT插式连接的功能就建立在这种接触装置的基础上，其中，接触装置的第一外壳部件的构造使得第一外壳部件形成一与一配对插接装置完全匹配的插接装置，用于使触点与配对电触点相接触。

根据接触装置的一种优选实施方案，接触装置上形成有至少一个用于触点的制动器，其用于吸收作用在配对电触点上的拉力和/或压力。借此可避免SMT焊点受到外力所引起的负荷。

可将接触装置实施为模块，因为接触装置通过第一外壳部件可与其他的外壳部件相连，从而实现广泛应用。

根据接触装置的一种优选实施方案，第一外壳部件的构造使得第一外壳部件形成一与一配对插接装置完全匹配的插接装置，用于使触点与配对电触点相接触。借此可将接触装置用作(例如)插式连接器，从而使接触的建立或解除变得简单、快捷。

根据另一优选实施方案，第一外壳部件包括一带有至少一个长条形空隙的盖板，借此可对触点支架的夹持装置进行导引，并以简单的方式将触点支架插入固定区内。这可以节省机械或手动安装的成本和时间。

根据另一优选实施方案，第一外壳部件包括复数个带有至少一个空隙的侧板，所述空隙至少可导引触点支架的导引条。这些空隙既可使触点支架插入外壳部件的过程变得简单，又可与盖板底面上的间隔条一起实现触点支架在垂直于印制电路板的垂直方向上的稳定固定。

根据另一优选实施方案，侧板包括复数个空隙，这些空隙在一插入区内建构为制动器，在一固定区内建构为槽。通过这一组合，可在触点支架完全固定在固定区内之前将触点支架的夹持装置插入盖板的长条形空隙内。这还是一个用于简化插入过程的装置。

根据另一优选实施方案，第一外壳部件固定区内的盖板表面上形成有复数个指形保护元件。这些指形保护元件可避免用户插拔配对电触点时与触点发生非期望的接触。这些指形保护元件还可避免触点与其他金属部件发生非期望的可能引起短路的接触，或避免会对触点造成长期污染的其他物体或材料接触触点。可将指形保护元件设置为构成完全匹配插接装置的元件。

根据另一优选实施方案，为将触点支架在水平方向上固定于印制电路板上，设置有至少一个用于将触点支架固定在固定区内的固定装置。

根据另一优选实施方案，触点分为具有不同功能的分段。触点包括一向外突出的小尖端，这一尖端用作与印制电路板焊接的接触点。此外，触点还包含一用于连接配对电触点的大面积扁平接触体。接触体和接触脚可选地与一弹性导电连接件相连，这一连接件可吸收机械负荷。

根据另一优选实施方案，触点建构为可直接插在触点支架内，并通过夹紧简单地固定在触点支架内。

根据另一优选实施方案，触点支架包括复数个形成在其底面上的导引元件，这些导引元件可将触点支架精确定位在导引孔内，所述导引孔设置在印制电路板上，其布置方式与导引元件的布置方式相对应。借此可便于接触装置在印制电路板上的定位。可选地，可将导引元件实施为压入销。

根据另一优选实施方案，触点支架在其表面包括至少一个用于接触体的夹持装置，其在插入过程中可起到导引作用。

根据另一优选实施方案，触点支架在其底面上包括至少一个用于容纳触点接触脚的空隙。借此可将触点支架平装到印制电路板上。

根据另一优选实施方案，触点支架和第一外壳部件的功能构件整合在一整体式装置内，借此可减少接触装置的组件数量和/或简化安装过程。

根据SMT插式连接的一种优选实施方案，SMT插式连接包括一插式连接件，所述插式连接件由至少一个配对电触点构成，用于接触所述接触装置的触点，借此可通过插接原理实现简单、快捷和/或可靠的接触。

附图说明

下面借助附图所示的实施例对本发明进行详细说明，其中：

图1为一接触装置的带有复数个触点的触点支架的透视图；

图2为图1所示的触点支架的另一透视图；

图3为一接触装置、一第一外壳部件与一印制电路板的分解图；

图4为一布置在一印制电路板上的接触装置插入第一外壳部件时的示意图；

图5为一布置在一印制电路板上的接触装置固定到第一外壳部件中时的示意图；

图6为一布置在一印制电路板上的接触装置固定在第一外壳部件内状态下的示意图；

图7为截取自图6的局部放大图，所示为一用于将触点支架固定在第一外壳部件盖板中的锁定装置；

图8为第一外壳部件的一侧板的局部剖面图，用于显示接触装置的插入区和固定区；

图9为位于接触装置内部的触点及其各组成部分的侧视图；以及

图10为位于一多组件外壳内的接触装置的带有垂直剖面的透视图。

具体实施方式

图1显示的是一接触装置3的带有复数个触点5的触点支架7的透视图。触点支架7在本实施例中包括六个触点5，其中，只能从图1中看到触点5的部分组件，即一接触脚25与一接触体26。通过将触点5夹紧在触点支架7的夹持装置14中来固定触点5。触点支架7的长条形正面上沿着排成一行的触点5设置有六个用于接触脚25的空隙30。借助于这些空隙30，即使在触点5夹紧在夹持装置中的情况下，也能将接触装置3平装到印制电路板4上。此外，接触装置3的触点支架7在其两个较短的侧面上还分别包括一导引条17。导引条17可确保将触点支架无误地插入一第一外壳部件8内。所述插入分三步进行(参见图4、图5和图6)。图2显示的是图1所示的触点支架7的另一透视图，从图2中可以看到触点支架7朝向印制电路板4的底面。除用于接触脚25的空隙30外，还能看到在触点支架上成形的导引元件28，其数量和形状可根据具体需要而设定。

图3为接触装置3、第一外壳部件8和印制电路板4的分解图。下面是带有复数个导引孔29的印制电路板4，上面是与之匹配的接触装置3，由带有触点5的触点支架7和外壳部件8构成。接触装置3适用于通过SMT技术而实现的印制电路板4的直接安装，可直接定位在印制电路板4上，即可对接触脚25进行直接焊接。除焊接接触脚25外，还需将形成在接触装置3上的导引元件28插入印制电路板4上的导引孔29内。导引元件28可实施为压入销，其中，还可为导引元件28和导引孔29设定其他的数量。第一外壳部件8用于将接触装置3和印制电路板4一起导入长条形的空隙9内。第一外壳部件8的作用在于保护接触装置3和/或实现与其他外壳部件11、12的连接和/或为触点5建立插式连接。

图4显示的是一布置在一印制电路板4上的接触装置3插入第一外壳部件8时的示意图。这一附图须联系图5和图6一起观看，因为这三个附图构成安装在印制电路板4上的触点支架7插入第一外壳部件8的过程的一个图示序列。每个附图各表示将接触装置3和印制电路板4一起固定在第一外壳部件8中所需的三步中的一步。第一步是将接触装置3和印制电路板4一起推到第一外壳部件8的一盖板13的下面，以便将夹持装置14插入第一外壳部件8的长条形空隙9中。

图5显示的是一布置在一印制电路板4上的接触装置3装进到第一外壳部件8中时的示意图。这个第二步就是将夹持装置14插入长条形的空隙9中，其中，印制电路板4与盖板13彼此平行。

图6显示的是一布置在一印制电路板4上的接触装置3固定在第一外壳部件8内这一状态下的示意图。这个第三步就是安装在印制电路板4上的触点支架7从插入区18到固定区20的移动过程。为此需实施一水平移动，从而将触点5的接触体26定位在指形保护元件22的下面。第三步实施完毕后，安装在印制电路板4上的触点支架7就被固定在了外壳部件8中。插入过程至此结束。

图7为截取自图6的局部放大图，所示为一用于将触点支架固定在第一外壳部件盖板中的锁定装置。此处再次对将接触体26定位在指形保护元件22下面的方法进行了详细图示。此外还可看出，接触装置3通过固定装置23而被锁定在其夹持装置14处。这种锁定的作用原理是弹簧原理，当夹持装置14从插入区18进入固定区20时，即可实现这种锁定。固定装置23可阻止安装在印制电路板4上的触点支架7返回到插入区18内。此外，通过指形保护元件22和导引条17还可避免其发生垂直于盖板13的移动。借此可将接触装置3完全固定住，由于接触体26的三侧均被围住，或者更确切地说，由于接触体26的三侧均受到保护，因而需要专门设置一插接装置部分来实现触点5与一配对电触点之间的接触。

图8显示的是第一外壳部件8的一侧板16的局部剖面图，用于显示接触装置3的插入区18和固定区20。在插入区18内导引制动器19可同时对安装在印制电路板4上的触点支架7进行定位和单侧导引。固定区20内的槽21结合导引条17一起用于实现触点支架7在垂直于印制电路板4方向上的固定，其中，导引条17像导轨一样插入槽21内。

图9为触点5及其各组成部分(即接触脚25、一弹性连接件27和接触体26)的侧视图。图9显示的是安装在印制电路板4上的触点5，其中，接触脚25焊接在印制电路板4上。出于稳定原因，触点支架8平装在印制电路板4上。弹性连接件27用于吸收触点5有可能受到的机械负荷。

图10显示的是位于一多组件外壳内的接触装置3的带有垂直剖面的透视图。这个附图所示的接触装置3通过第一外壳部件8整合在一包括其他外壳部件11、12的外壳内。在本实施例中，第二外壳部件11通过两个螺栓与外壳部件8连接在一起。外壳部件12通过嵌入式固定装置23安装在外壳部件8上。从垂直剖面中可以看清印制电路板4和带有触点5的触点支架7的位置。

Claims (20)

1.一种用于在印制电路板(4)上进行表面安装(SMT)的接触装置(3)，其中，

所述接触装置(3)用于通过至少一个焊点在所述接触装置(3)的至少一个触点(5)与所述印制电路板(4)的至少一个印制导线(6)之间建立导电连接，

所述接触装置(3)包括一用于容纳所述触点(5)的触点支架(7)，

所述接触装置(3)的触点(5)用于连接至少一个配对电触点，

所述接触装置(3)包括一第一外壳部件(8)，

所述第一外壳部件(8)上形成有至少一个用于所述触点(5)的制动器(10)，所述制动器用于在所述触点(5)与一配对电触点接触时吸收插入力，

其特征在于，

所述第一外壳部件(8)包括至少一个用于容纳安装在所述印制电路板(4)上的触点支架(7)的第一空隙(9)，所述第一空隙(9)为长条形。

2.根据权利要求1所述的接触装置(3)，其中，所述制动器(10)用于吸收作用在所述配对电触点上的拉力和/或压力。

3.根据权利要求1或2所述的接触装置(3)，其中，所述第一外壳部件(8)可与其他的外壳部件(11，12)相连。

4.根据权利要求1或2所述的接触装置(3)，其中，所述第一外壳部件(8)的构造使得第一外壳部件形成一与一配对插接装置完全匹配的插接装置，用于使所述触点(5)与所述配对电触点相接触。

5.根据权利要求1或2所述的接触装置(3)，其中，所述第一外壳部件(8)包括一带有至少一个第一空隙(9)的盖板(13)，借此可对所述触点支架(7)的夹持装置(14)进行导引。

6.根据权利要求5所述的接触装置(3)，其中，所述触点支架(7)的一导引条(17)可在所述第一外壳部件(8)的侧板(16)上的一第二空隙(15)内被引导。

7.根据权利要求6所述的接触装置(3)，其中，所述第二空隙(15)在一插入区(18)内建构为导引制动器(19)，在一固定区(20)内建构为槽(21)。

8.根据权利要求1所述的接触装置(3)，其中，所述第一外壳部件(8)用于遮盖和保护所述触点(5)。

9.根据权利要求7所述的接触装置(3)，其中，在所述第一外壳部件(8)的固定区(20)内，所述盖板(13)的表面上形成有至少一个指形保护元件(22)。

10.根据权利要求9所述的接触装置(3)，其中，所述指形保护元件(22)用于构成所述完全匹配的插接装置。

11.根据权利要求7所述的接触装置(3)，其中，设置有至少一个用于将所述触点支架(7)固定在所述固定区(20)内的固定装置(23)。

12.根据权利要求5所述的接触装置(3)，其中，所述盖板(13)的底面上形成有至少一个间隔条(24)。

13.根据权利要求1所述的接触装置(3)，其中，所述触点(5)包括一用于与所述印制电路板(4)焊接的接触脚(25)与一用于连接所述配对电触点的接触体(26)。

14.根据权利要求13所述的接触装置(3)，其中，所述触点(5)包括一用于连接所述接触脚(25)和所述接触体(26)的弹性连接件(26)。

15.根据权利要求1所述的接触装置(3)，其中，所述触点(5)建构为，通过夹紧在所述触点支架(7)内来实现插入和固定。

16.根据权利要求1所述的接触装置(3)，其中，所述触点支架(7)包括复数个形成在触点支架(7)底面上的导引元件(28)，所述导引元件用于将所述触点支架(7)精确定位在导引孔(29)内，所述导引孔设置在所述印制电路板(4)上，其布置方式与所述导引元件(28)的布置方式相对应。

17.根据权利要求13所述的接触装置(3)，其中，所述触点支架(7)在其表面包括至少一个用于所述接触体(26)的夹持装置(14)。

18.根据权利要求13所述的接触装置(3)，其中，所述触点支架(7)在其底面上包括至少一个第三空隙(30)，所述第三空隙用于将所述触点(5)的接触脚(25)容纳在所述触点支架(7)中。

19.一种SMT插式连接，包括至少一个根据权利要求1至18中任一项权利要求所述的接触装置(3)。

20.根据权利要求19所述的SMT插式连接，其中，所述SMT插式连接包括一插式连接件，所述插式连接件由至少一个配对电触点构成，用于接触所述接触装置(3)的触点(5)。

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