CN101276694A - 印刷电路板组装件的柔顺性插脚部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及印刷电路板组装件的柔顺性插脚部件。提供了一种自容式配电器件，其具有柔顺性插脚，柔顺性插脚用于连接到用于车辆电气系统中的印刷电路板的配合插孔。绝缘体形成外壳。电开关元件设置在所述外壳内。多个非共轴的端接触件从外壳的下平面延伸。多个端接触件中的每一个彼此基本平行，并具有适合于由印刷电路板的配合插孔接受的暴露部分。多个端接触件与开关元件电连通。多个端接触件的暴露部分每个都具有柔顺性部件，当被印刷电路板的配合插孔接受时，柔顺性部件可发生弹性变形。在柔顺性部件和配合插孔之间产生过盈条件。

Description

印刷电路板组装件的柔顺性插脚部件
                        发明背景
技术领域
本发明通常涉及柔顺性插脚(compliant pin)，且更具体地说，涉及在继电器中使用柔顺性插脚。
背景技术
电子制造工业在其装配工艺中正面对着变化。电子工业已在全世界使用焊接以将电子器件彼此电连接，例如将接线和接线端(terminal)连接到电路板(PCB)。以铅为基础的焊剂几乎唯一地在电子工业使用，用于将各种电子器件的部件连接到PCB。主要使用焊剂，是因为它们便宜，并且在各种工作条件下基本可靠。焊接还具有高度受欢迎的特征，例如高强度延展性、高度热循环性、高强度耐久性和接合处完整性。
然而，由于例如铅等重金属终止于垃圾填埋造成的污染，关注在日益增加。结果，已经出现了世界范围的运动，促进使用环境友好的焊接方法，并禁止在焊剂中使重金属例如铅。
已经测试并使用了无铅的焊接材料，并且取得了部分成功。然而，高温适应性还存在问题。无铅材料为了软熔(reflow)需要高温。软熔所需的高温可对被焊接在一起的元件造成破坏。除使电路板分层之外，遭受破坏的元件还包括塑料封装的器件，例如电容器、LED、连接器和机电元件。因此，需要在两个器件例如继电器和印刷电路板之间提供一种可靠并耐用的电连接，而不使用焊接操作。
发明内容
本发明通过在继电器和印刷电路板之间使用压配合连接(press fitconnection)，提供了无需使用焊接将继电器电连接到印刷电路板的优点。所述继电器包括具有柔顺性部件的接线端，该部件有助于将继电器固定到印刷电路板或类似物。
本发明的一个方面中，提供了一种自容式配电器件，其具有柔顺性插脚，所述柔顺性插脚用于连接到用于车辆电气系统中的印刷电路板的配合插孔。绝缘体形成外壳。电开关元件设置在所述外壳内。多个非共轴的端接触件从外壳的下平面延伸。所述下平面基本垂直于多个端接触件。多个端接触件中的每一个彼此基本平行，并具有适合于由印刷电路板的配合插孔接受的暴露部分。多个端接触件与开关元件电连通。多个端接触件的暴露部分每个都具有柔顺性部件。当被印刷电路板的配合插孔接受时，柔顺性部件可发生弹性变形。在多个端接触件的柔顺性部件和印刷电路板的配合插孔之间产生过盈条件。
本发明的又一个方面中，提供了一种用于车辆电气系统中的印刷电路板组装件。该印刷电路板组装件包括印刷电路板，其具有配合插孔，配合插孔延伸穿过印刷电路板。自容式配电器件可拆卸地连接到印刷电路板的配合插孔。所述自容式配电器件包括外壳和设置在该外壳内的电开关元件。自容式配电器件进一步包括从外壳的下平面延伸的多个非共轴的端接触件。下平面基本垂直于多个端接触件。多个端接触件中的每一个彼此基本平行，并具有适合于由印刷电路板的配合插孔接受的暴露部分。多个端接触件与开关元件电连通。多个端接触件的暴露部分每个都具有柔顺性部件。当被印刷电路板的配合插孔接受时，柔顺性部件可发生弹性变形，以在柔顺性部件和印刷电路板的配合插孔之间产生过盈条件。
当根据附图阅读时，依据以下对优选实施例的详细描述，对于本领域的技术人员，本发明的各种目的和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是自容式配电器件和印刷电路板之间现有技术的连接的侧视图；
图2是依据本发明的第一优选实施方案的、与印刷电路板对齐的自容式配电器件的透视图；
图3是依据本发明的第一优选实施方案的、连接到印刷电路板的自容式配电器件的横截面视图；
图4是依据本发明的第二优选实施方案的自容式配电器件的透视图；
图5是依据本发明的第三优选实施方案的自容式配电器件的透视图；
图6是依据本发明的第四优选实施方案的自容式配电器件的透视图；
图7是依据本发明的第五优选实施方案的自容式配电器件的透视图。
具体实施方式
如在现有技术中所已知的，图1显示了电连接到印刷电路板(PCB)14的自容式(self-contained)配电器件，例如继电器12。应理解，自容式配电器件涉及诸如安装到PCB的继电器、保险丝、小型保险丝或二极管等，但不包括安装到PCB的PCB。继电器12包括由例如塑料等非导电材料形成的外壳16。外壳16包括彼此垂直地形成的多个平面构件18，以形成闭合的内部区域20。多个平面构件18包括侧表面18a-d、上表面18e和下表面18f。
开关元件22设置在内部区域20内。开关元件22包括能够在断开位置(即开路)和闭合位置(即闭路)之间移动的触点(没有显示)。开关元件22还包括用于产生电磁场的电磁线圈(没有显示)，以在断开位置和闭合位置间开关触点。可替换地，开关元件22可包括用于闭合或断开电路的其它电子元件。
开关元件22电连接到多个端接触件(terminal contact)23，其延伸穿过外壳，以电子地提供与设置在外壳16外部的PCB 14的电连接。多个端接触件23通常包括第一端接触件24和第二端接触件26，它们电连接到开关元件22的可断开和闭合的触点。第三端接触件28和第四端接触件30向电磁元件(没有显示)供电，以产生断开和闭合触点的电磁场。
多个端接触件23中的每一个向外穿过通常显示在32处的各自的通孔，该通孔形成在PCB 14中，用于形成到PCB 14线路的电连接。机械连接以及电连接由焊接操作提供。焊剂36应用在通孔32处，以在多个端接触件23与PCB 14之间形成电结合和机械结合。焊剂36不仅形成到PCB 14的电连接，还通过多个端接触件23为继电器12提供结构支撑。焊接操作通常如下步骤来实现：通过将焊剂36加热到高温以使焊剂软熔，以在PCB14与端接触件23之间形成连续的结合。焊剂36冷却到变硬的状态，以在PCB 14与多个端接触件23之间形成机械连接和电连接。
图2显示了与PCB 42对齐的、根据本发明的继电器40的透视图。PCB42可包括刚性类型PCB或柔性类型PCB。PCB 42包括通常称作通孔的多个配合插孔(mating receptacle)43，其与形成于PCB 42上的多个电子线路45电连通。
继电器40包括多个平面构件18a-f，所述平面构件彼此垂直地形成，从而将开关元件22封在内部区域20中。多个端接触件44从继电器40的下表面18f延伸，并与开关元件22电接触。
多个端接触件44包括暴露部分，该暴露部分具有形成于每一个各自的端接触件的接触区域上的大体直的边缘46和柔顺性部件(compliancefeature)48。柔顺性部件48包括增大部分50，例如弓形部分，其具有基本与增大部分50同心形成的孔52。优选地，增大部分50基本上是圆形的形状，其延伸超过各自的端接触件的直边缘46的宽度，以与PCB 14的配合通孔43产生过盈条件(interference condition)。通孔43通常镀有导电材料47，当继电器40紧固到PCB 42时，该导电材料47在多个线路45与多个端接触件23的关联的增大部分50之间提供电连接。当柔顺性部件48插入通孔43中时，覆盖通孔43内部的导电材料47接触增大部分50，以产生与各自的端接触件的电连接。此外，当增大部分50被插入穿过通孔43时，直径小于各接线端的增大部分50的被镀通孔43向增大部分50施加阻力。形成在增大部分50中的孔52允许增大部分50径向向内变形，以使增大部分50可压配合到通孔43内。当被印刷电路板42的配合插孔43接受时，柔顺性部件48可发生弹性变形，从而可以产生过盈条件，以便将多个端接触件44安装在PCB 42各自的通孔43中，以提供机械支撑连接和电连接。继电器42与PCB 42之间的过盈条件消除了对焊接或插座的任何需求。此外，柔顺性部件48允许继电器40可拆卸地连接(即便于使用的)到PCB 42。
如在第三和第四实施方案的图4和图5中所分别显示的，增大部分50可包括其他形状，例如但不限于菱形形状和椭圆形形状，以在多个端接触件44的增大部分与PCB 42的通孔43之间产生过盈条件。
图3展示了继电器40与PCB 42的互连接的横截面视图。继电器40通过每一个各自的端接触件的增大部分50与配合通孔之间的过盈条件紧固到PCB 42。当增大部分50被压配合到通孔43中时，增大部分50径向向内变形。增大部分50是有弹性的，从而将恢复力施加到通孔48的内表面，以在各自的端接触件与各自的通孔之间产生过盈条件，来将继电器40紧固到PCB 42。
图6展示根据第四优选实施方案的柔顺性插脚(compliant pin)继电器的透视图。多个端接触件44包括形成于每一个各自的端接触件的接触区域上的柔顺性部件60。柔顺性部件60包括增大部分62，其具有类似弹簧的构件64，在类似弹簧的构件64之间形成压缩槽66。当增大部分62延伸进入PCB 42的通孔43中时，压缩槽66允许类似弹簧的构件64径向向内压缩。类似弹簧的构件64是有弹性的，从而将恢复力施加到通孔43的内壁上以维持过盈条件。过盈条件将各个端接触件的增大部分62紧固在PCB 12的通孔43中。
图7展示了根据第五优选实施方案的自容式配电器件的透视图。器件70包括一对端接触件72，该端接触件具有形成于每一个各自的端接触件的接触区域上的柔顺性部件74。器件70可包括保险丝、小型保险丝、二极管或类似的器件，用于连接到各自的PCB。柔顺性部件74与PCB的各个通孔的内壁维持过盈条件。应理解，柔顺性部件74允许器件70可拆卸地连接到PCB。
根据专利法令的规定，已经在本发明的优选实施例中说明和图示了本发明工作的原理和方式。然而，必须理解，可以不同于所具体解释和图示的方式实践本发明，而不脱离本发明的主旨或范围。例如，增大部分可包括弹性部分(例如薄壁部分)，该弹性部分不使用孔或槽，但能够压缩和膨胀，以在端接触件与印刷电路板之间维持过盈条件。

Claims (20)

1.一种自容式配电器件，其具有柔顺性插脚，所述柔顺性插脚用于连接到用于车辆电气系统中的印刷电路板的配合插孔，所述自容式配电器件包括：
绝缘体，其形成外壳；
电开关元件，其设置在所述外壳内；和
多个非共轴的端接触件，其从所述外壳的下平面延伸，所述下平面基本垂直于所述多个端接触件，所述多个端接触件中的每一个彼此基本平行，并具有适合于由印刷电路板的配合插孔接受的暴露部分，所述多个端接触件与所述开关元件电连通，所述多个端接触件的所述暴露部分每个都具有柔顺性部件，当被所述印刷电路板的所述配合插孔接受时，所述柔顺性部件可发生弹性变形，以在所述柔顺性部件和所述印刷电路板的所述配合插孔之间产生过盈条件。
2.如权利要求1所述的自容式配电器件，其中所述自容式配电器件的所述柔顺性部件连接到将要用于车辆中的机动车电致动器的印刷电路板。
3.如权利要求1所述的自容式配电器件，其中所述自容式配电器件的所述柔顺性部件连接到柔性印刷电路板。
4.如权利要求1所述的自容式配电器件，其中只有所述暴露的电接触件中的一部分与所述印刷电路板的所述插孔配合。
5.如权利要求1所述的自容式配电器件，其中每一个端接触件的所述柔顺性部件包括增大部分。
6.如权利要求5所述的自容式配电器件，其中所述增大部分是弯曲的。
7.如权利要求5所述的自容式配电器件，其中所述增大部分包括从其穿过的孔。
8.如权利要求5所述的自容式配电器件，其中所述增大部分基本上是圆形形状。
9.如权利要求5所述的自容式配电器件，其中所述增大部分基本上是椭圆形形状。
10.如权利要求5所述的自容式配电器件，其中所述增大部分基本上是菱形形状。
11.如权利要求5所述的自容式配电器件，其中所述增大部分包括类似弹簧的构件，所述类似弹簧的构件被压缩槽分开，以允许所述类似弹簧的构件发生弹性变形。
12.如权利要求1所述的自容式配电器件，其中所述柔顺性插脚适合于在继电器中使用。
13.如权利要求1所述的自容式配电器件，其中所述柔顺性插脚适合于在保险丝中使用。
14.如权利要求1所述的自容式配电器件，其中所述柔顺性插脚适合于在小型保险丝中使用。
15.如权利要求1所述的自容式配电器件，其中所述柔顺性插脚适合于在二极管中使用。
16.一种用于车辆电气系统中的印刷电路板组装件，其包括：
印刷电路板，具有配合插孔，其延伸穿过所述印刷电路板；和
自容式配电器件，其可拆卸地连接到印刷电路板的所述配合插孔，所述自容式配电器件包括外壳和设置在所述外壳内的电开关元件，所述自容式配电器件进一步包括从所述外壳的下平面延伸的多个非共轴的端接触件，所述下平面基本垂直于所述多个端接触件，所述多个端接触件中的每一个彼此基本平行，并具有适合于由印刷电路板的所述配合插孔接受的暴露部分，所述多个端接触件与所述开关元件电连通，所述多个端接触件的所述暴露部分每个都具有柔顺性部件，当所述柔顺性部件被所述印刷电路板的所述配合插孔接受时，所述柔顺性部件可发生弹性变形，以在所述柔顺性部件和所述印刷电路板的所述配合插孔之间产生过盈条件。
17.如权利要求16所述的印刷电路板组装件，其中所述自容式配电器件包括继电器。
18.如权利要求16所述的印刷电路板组装件，其中所述自容式配电器件包括保险丝。
19.如权利要求18所述的印刷电路板组装件，其中所述保险丝包括小型保险丝。
20.如权利要求16所述的印刷电路板组装件，其中所述自容式配电器件包括二极管。
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