CN101312283A - 一次性安全模块夹层连接器 - Google Patents

Abstract

一种一次性安全模块夹层连接器，包括机架(20，820)和至少一个由机架保持的电触点(30，830)。该至少一个电触点包括第一端(40，840)，其被配置以产生与第一电气设备(300)的第一连接，和第二端(50，850)，其被配置以产生与第二电气设备(500)的第二连接。该至少一个电触点包括配置在第一端和第二端之间的脆弱部分(220，920)，其中脆弱部分被配置为当通过牵拉第一电气设备使其脱离第二电气设备而施加给该至少一个电触点张力时，在第一连接或第二连接之前断裂。

Description

一次性安全模块夹层连接器

技术领域

本发明涉及一种用于连接第一电气元件和第二电气元件的夹层类型的电连接器。

背景技术

电连接器在使用信号的电子设备和支撑在连接器机架中的电力触点之间提供信号和电力连接。例如，计算机和其它电子设备通常可以包括多个互连的印刷电路板(PCBs)，这些印刷电路板由电连接器连接。计算机具有母板和一个或多个执行或履行专门的操作或任务的其它板子是很普遍的。这些专门的板子通常被称为子板。这些印刷电路板之间的连接允许在板子之间传送电力，和/或传送信息，如数据传送或控制信号。

对于板到板的PCB的设置，仍然电连接的板子被物理分隔是很重要的。板子被机械地支撑，以防止板子的额外移动也是很重要的。包含电触点的机架通常用于这样的支撑。

通过将暴露在连接器一侧的触点的一端连接到第一电路板的表面上的电气位置，连接器可以连接到第一PCB，其可以是子板。这种连接可以通过焊接或其它已知的连接方法来完成，包括但是不限于焊球连接、通孔焊接和焊膏连接，以致于将连接器永久地与第一PCB相连。接着连接器被连接到第二电路板，其可以是母板。与第二PCB的连接可以通过将连接器的触点压配进入第二PCB的连接通孔中而完成。在这种方式中，连接器提供电连接的同时还提供了两个电路板之间的物理支撑。由于连接器是压配到第二PCB的，第一PCB连同连接器一起可以从第二PCB上拆卸下来。

提供安全措施以禁止或阻止第一PCB被拆卸下来并被再次使用是很重要的。这时，没有有效的方法使得当第一PCB从第二PCB上拆卸下来后变得不起作用。

此外，当具有附加的连接器且电连接到第二电气设备的第一电气设备被拆下后，没有有效的方法更显著地使得至少一个电气设备变得不起作用。

因此，需要提供一种用于将第一电气设备以一种方式电连接到第二电气设备的连接器，使得如果电气设备被物理地和电气地分隔开，连接器变得不能再次使用和不能再次接合。

发明内容

一种电连接器包括机架和至少一个由机架保持的电触点。该至少一个电触点包括第一端，其被配置以产生与第一电气设备的第一连接，和第二端，其被配置以产生与第二电气设备的第二连接。该至少一个电触点包括设置在第一端和第二端之间的脆弱部分，其中脆弱部分被配置为当通过牵拉第一电气设备使其脱离第二电气设备，而施加给该至少一个电触点张力时，在第一连接或第二连接之前断裂。

附图说明

图1所示的是根据本发明的第一实施方式的一个示例的电连接器。

图2所示的是根据本发明的第一实施方式的一个示例的触点的详细视图。

图3所示的是一个示例的子板。

图4所示的是根据第一实施方式的连接到一个示例的子板的连接器的一个示例的配置。

图5所示的是一个示例的母板。

图6所示的是第一实施方式的将示例的子板连接到示例的母板的连接器的一个示例的配置。

图7所示的是第一实施方式的示例的连接器的一个截面图。

图8所示的是根据本发明的第二实施方式的一个示例的电连接器。

图9所示的是根据本发明的第二实施方式的触点的一个示例的替代的实施方式。

图10所示的是根据本发明的第二实施方式的电连接器的一个示例的侧面剖面图。

具体实施方式

参照图1，描述第一实施方式的一次性安全模块连接器10。连接器10包括保持触点30的机架20。每一个触点30包括相对的第一和第二端，其被配置为分别以产生与第一和第二电气设备的电连接。在图解的实施方式中，第一端包括引导部40，而第二端包括尾部50。触点30穿过机架20在引导部40和尾部50之间延伸。所示的连接器10具有两排触点30；然而，连接器可以制成具有一排或更多排触点30，每排有一个或多个触点，并且所有这样的实施方式均在本发明的范围之内。

机架20包括切口60，当触点30首次被装入机架20时，切口60使引导部40穿过机架20。切口60是必要的，因为引导部40延伸到机架20的侧表面65之外。机架20还包括支架80。

机架20包括用于将连接器10和第一电气设备对准的对准柱70。所示的机架20在机架20的引导部侧表面具有两个对准柱70。对准柱70将机架20与诸如印刷电路板(PCB)的第一电气设备对准。尽管两个对准柱70是优选的，本发明的范围包括附加的对准柱70或其它对准结构。此外，对准柱70还可以被提供在机架20的尾部侧表面(未示出)上。

当对准柱70与第一电气设备上的相应的对准孔对准时，引导部40也与电气设备的表面上的电触点对准，例如，PCB表面上的表面安装垫。该PCB可以是子板。支架80建立了一个间隔，其中引导部40连接到第一电气设备，以便于将引导部40焊接到该设备。

图2所示的是第一实施方式的触点30的详细图解。如图2所示，触点30具有引导部40和柔顺的针眼状尾部50。所示的触点30具有主体210。接触主体210包括脆弱部分220，下部推动肩部230、上部推动肩部240和保持肩部250。所示的脆弱部分220相对于触点30的其它部分具有缩小的横截面，从而当张力牵拉引导部40和尾部50之间的触点30时，使得触点30在这个脆弱部分220处首先断裂。可以理解的是脆弱部分220相对于触点30的其它部分可以通过机械设计或化学的或冶金的处理而被削弱，以确保触点30在脆弱部分220处是最脆弱的。削弱的机械设计可以被形成，例如，通过缩小横截面、使材料变薄、或在脆弱部分220采用更脆弱的材料。

如图7所示，通过将引导部40插入切口60，并将触点30推进机架20，直到下部推动肩部接触机架20的下部壁架710，触点30被装入了机架20。保持肩部250提供给机架摩擦装配，以致于将触点30保持在机架20中。

柔顺的针眼状尾部50被配置为当被推进第二电气设备的通孔或其它接收结构时可弹性压缩，以形成具有良好电接触的牢固的摩擦装配。

脆弱部分220被配置为在相对方向牵拉引导部40和尾部50的张力下断裂，这样当引导部40连接到第一电气设备而尾部50连接到第二电气设备时，第一和第二电气设备被牵拉分离。在这种方式中，在引导部40和第一电气设备或尾部50和第二电气设备之间的电连接断开之前，脆弱部分220断裂。第一电气设备可以是子板，而第二电气设备可以是母板。引导部40被配置为通过焊接连接到第一电气设备。尾部50被配置为通过压配连接到第二电气设备。

连接器10的触点30的引导部40可以连接到诸如子板的第一电气设备。图3所示的是具有表面安装垫310的子板300。子板300还包括对准孔320。连接器10被引入与子板300接触，以致于对准柱70与对准孔320对准，且引导部40被定位在表面安装垫310上。引导部40然后被焊接到子板300的表面安装垫310。在这种方式中，如图4所示在引导部40和子板300之间建立了一种电连接。

图5所示的是具有电镀通孔510的母板500。连接器10被焊接到子板300之后，连接器10的尾部50被压配进入母板500的相应的电镀通孔510中。在这种方式中，如图6所示，通过连接器10在母板500和子板300之间建立了一种电连接。当连接器10在其尾部侧具有对准柱时，母板500可以具有对准孔(未示出)。

当连接器10分别通过焊接和压配连接到子板300和母板500时，触点30的脆弱部分220被设计为在子板300被牵拉使其脱离母板500之前断裂。由于断开引导部40和垫310之间的焊接接合所需的力，比从通孔510中牵拉出压配尾部50所需的力大得多，连接器10保持与子板300的连接。结果是，子板300连同连接器10和连接的触点30位于脆弱部分220上面的部分一起被牵拉脱离母板500。触点30位于脆弱部分220下面的部分将保持压配在母板500中。

触点30位于脆弱部分220下面的部分，包括尾部50，可以从母板500上拆卸下来，以使另外的连接器可以与母板连接，然而，尾部的压配和拆卸冲蚀和刮擦了电镀通孔。由于对通孔的这种损害，在通孔需要修补或改进之前，连接器可以在母板上拆卸和替换大约三次。

子板300从母板500上拆卸下来后，子板300上保留连接器机架20，和与其连接的触点30位于脆弱部分220上面的部分。在这种情况下，子板300不能再次使用。尽管引导部40与子板300的拆焊可能导致子板300被再次使用，然而，这种复杂的步骤有效地阻止了子板300的再次使用。

现在详细描述触点30在脆弱部分220处断裂的机械机理。图7所示的是具有机架20和触点30的连接器10的截面图。机架20包括用于连接触点30的下部推动肩部230的下部壁架710。当柔顺的尾部50被压配进入第二电气设备，例如PCB或更特别地是母板500时，下部壁架710防止了触点30的进一步移动。

进一步如图7所示，触点30还具有上部肩部240，其与机架上部壁架720间隔开，以致于在上部肩部240和上部壁架720之间存在间隙或间隔。当引导部40连接到第一电气设备，而尾部50连接到第二电气设备时，从第二电气设备牵拉第一电气设备将使得脆弱部分220沿上部壁架720的方向伸展，从而在脆弱部分220处断裂触点30。由于上部肩部240和上部壁架720之间的间隔指引了脆弱部分220处的拉伸载荷，因此伸展可以实现。触点30被配置为在施加从第二电气设备拆卸下尾部50必需的一定数量的力之前，在脆弱部分220处伸展并断裂。在这种方式中，在连接器10从第二电气设备拆卸下来之前，触点30将在脆弱部分220处断裂。由于引导部40焊接在第一电气设备，从第二电气设备拆卸下第一电气设备的唯一途径是使引导部40和第一电气设备拆焊，大多数情况下这是不切实际的。这样有效地将连接器10限制为一次性使用。

触点30可以由如磷青铜的高传导金属或合金制成。机架20可以由高温液晶聚合物(LCP)或其它已知的工业可以接受的非传导高温树脂制成。

图8所示的是连接器800的一个替代实施方式，其包括机架820和触点830。触点830具有引导部840和柔顺的尾部850。机架820包括切口860，当触点830首次被装载进机架820时，切口860用来使引导部840穿过机架820。

机架820还包括对准柱870，用来将连接器800对准第一电气设备。所示的机架820在机架820的引导部侧表面具有两个对准柱870。对准柱870将机架820与诸如印刷电路板(PCB)的电气设备对准。尽管两个对准柱870是优选的，本发明的范围包括附加的对准柱870或其它对准结构。此外，可选择的对准柱870还可以提供在机架820的尾部侧表面。

当对准柱870对准第一电气设备上的相应的对准孔时，引导部840也与电气设备的表面上的电触点对准，例如，PCB表面的表面安装垫。PCB可以是子板300。机架820还包括支架880。支架880引起间隔，其中引导部840与第一电气设备连接，以便于将引导部840焊接到该设备。

图9更详细地示出了触点830。触点830包括接触主体910、接触引导部840和柔顺的圆柱状尾部850。接触主体910包括脆弱部分920、保持肩部950和上部推动肩部940。如图8所示，保持肩部950摩擦地装配在机架820中，以安全地将触点830保持在机架820中。

所示的脆弱部分920具有缩小的横截面，当张力牵拉施加在引导部840和尾部850之间的触点830时，触点830首先在此部分断裂。可以理解的是脆弱部分920相对于触点830的其它部分可以通过机械设计或化学或冶金处理来削弱，以确保触点830在脆弱部分920处是最脆弱的。削弱的机械设计可以被形成，例如，通过缩小横截面、使材料变薄或在脆弱部分920采用更脆弱的材料。

柔顺的圆柱状尾部850包括上部端表面952、槽955和保持钩960。尾部850优选地包括至少两个钩960，并且更优选地包括至少三个钩960。所示的尾部950具有圆柱形状，但是其它形状，包括正方形、矩形和八角形也在本发明的范围之内。

脆弱部分920被配置为在沿相对方向牵拉引导部840和尾部850的张力的作用之下断裂，这样当引导部840连接到第一电气设备，而尾部850连接到第二电力设备时，第一和第二电气设备被牵拉而分离。在这种方式中，在引导部840和第一电气设备或尾部850和第二电气设备之间的电连接断开之前，脆弱部分920断裂。第一电力气备可以是子板300，而第二电气设备可以是母板500。引导部840被配置为通过焊接连接到第一电气设备。

尾部850被配置为通过压配连接到第二电气设备。槽955使得尾部850是柔顺的，当尾部850被压配进入第二电气设备的通孔中时，其使得尾部850可压缩。钩960在插进通孔时压缩，然后当它们离开通孔并穿过第二电气设备时扩张。钩960帮助阻止触点830从第二电气设备上被拆卸下来而不使触点830断裂。

当连接器800分别通过焊接和压配被连接到第一和第二电气设备时，触点830的脆弱部分920被设计为在连接器800从第二电气设备拆下之前断裂。结果是，第一电气设备包括触点830位于脆弱部分920上面的部分将被牵拉而与连接的连接器800脱离，触点830位于脆弱部分920下面的部分，包括尾部850，将保持压配在第二电气设备中。

通过卷曲或除去钩960，或通过从其被插入的电力设备的另一侧牵拉保留的触点部分，保持在第二电气设备中的触点830的部分可以从第二电气设备上被拆下来。保留的触点部分被拆下之后，另外的连接器可以被连接到第二电气设备。一旦压配合，尾部850的压配冲蚀或刮擦第二电气设备的电镀通孔，并且其可以限制没有进一步修补的第二电气设备的再次使用。

把第一电气设备从第二电气设备上拆下之后，第一电气设备具有连接器机架820和连接到其上的触点830位于脆弱部分920上面的部分。在这种情况下，第一电气设备不能被再次使用。尽管将引导部840和第一电气设备拆焊，可能使得第一电气设备被再次使用，但是这种困难和昂贵的步骤有效地阻止了第一电气设备的再次使用。

现在详细说明连接器800的替代实施方式的脆弱部分920的断裂的机械机理。如图8和9所示，机架820包括机架支撑下部壁架822，用于接触触点830的上部端表面952。当尾部850被压配进入第二电气设备，例如PCB，或更特别地是母板500时，下部壁架822阻止了触点830的进一步移动。

同样如图8和9所示，触点830还具有上部肩部940，其与机架上部壁架824间隔开，在上部推动肩部940和上部壁架824之间形成了间隙或间隔。当引导部840被连接到第一电气设备，而尾部850被连接到第二电气设备时，从第二电气设备牵拉第一电气设备的尝试将引起脆弱部分920沿上部壁架824的方向伸展，并在脆弱部分920处使触点830断裂。由于上部肩部940和上部壁架824之间的间隔，伸展可以实现。触点830被配置为在施加从第二电气设备将尾部950拆卸下来所必需的一定数量的力之前，在脆弱部分920处伸展。在这种方式中，在连接器800从第二电气设备拆卸下来之前，触点830在脆弱部分920处伸展并断裂。由于引导部840被焊接到子板300，将第一电气设备从第二电气设备拆下的唯一途径是将引导部840和第一电气设备拆焊，大多数情况下这是不切实际的。这样有效地将连接器800限制为一次性使用。

进一步如图8所示，尾部850伸进机架820。上部端表面952接触下部壁架822，以防止触点830被推动超过规定的距离进入机架820。这样使得尾部850被推进PCB的通孔，而没有在机架820中移动触点830。

图10所示的是连接器800的侧面的剖面图。如图10所示，引导部840伸出支架880。引导部840还伸出机架820的侧壁828。这样有助于将引导部840焊接到第一电气设备，从而使得可以外部检查焊接点。图10还示出了可选择的下部对准柱871。

在第一实施方式中，连接器800的引导部840可以连接到诸如子板300的第一电气设备。图3所示的是具有表面安装垫310的子板300。子板300还包括对准孔320。使连接器800与子板300接触，以致于对准柱870与对准孔320对准，而引导部840被定位在表面安装垫310上。引导部840然后被焊接到子板300的表面安装垫310。

图5所示的是具有电镀通孔510的母板500。母板可设置有可选择的对准孔(未示出)，以接收连接器800的可选择的对准柱(未示出)。在连接器800与子板300电连接之后，连接器800的尾部850接着插进母板500的相应的通孔510中。在这种方式中，通过连接器800在母板500和子板300之间建立了电连接。

当连接器800分别通过焊接和压配连接到子板300和母板500时，触点830的脆弱部分920被设计为在连同连接器800的子板300被牵拉脱离母板500之前断裂。由于断开引导部840和垫310之间的焊接接合所需的力，比从通孔510中牵拉出压配尾部850所需的力大得多，因此连接器800保持与子板300的连接。结果是，子板300连同连接器800和与其连接的触点830位于脆弱部分920上面的部分一起被牵拉与母板500脱离。触点830位于脆弱部分920下面的部分将保持与母板500的压配。

通过卷曲或除去钩960或通过从其插入的母板500的另一侧牵拉保留的触点部分，保留在母板500中的触点830位于脆弱部分920下面的部分可以从母板上拆卸下来。保留的触点部分被拆下之后，另外的连接器可以连接到母板500。一旦压配合，尾部950的压配可以冲蚀或刮擦母板的电镀通孔，从而可以限制母板没有进一步修补而再次使用。

子板300从母板500拆下之后，子板300具有连接器机架820和连接其上的触点830位于脆弱部分920上面的部分。在这种情况下，子板300不能再次使用。尽管将引导部840和子板300拆焊可能使得子板300再次使用，但是这种困难且昂贵的步骤有效地阻止了子板300的再次使用。

触点830可以由例如磷青铜的高传导金属或合金，或其它已知的工业可以接受的触点材料制成。机架820可以由高温液晶聚合物(LCP)或其它已知的工业可以接受的非传导高温树脂制成。

Claims (8)

1.一种电连接器，包括机架(20，820)和至少一个由所述机架保持的电触点(30，830)，所述至少一个电触点包括第一端(40，840)，其被配置以产生与第一电气设备(300)的第一连接，和第二端(50，850)，其被配置以产生与第二电气设备(500)的第二连接，所述电连接器的特征在于：

所述至少一个电触点包括配置在所述第一端和所述第二端之间的脆弱部分(220，920)，其中所述脆弱部分被配置为，当通过牵拉所述第一电气设备使其脱离所述第二电气设备而施加给所述至少一个电触点张力时，在所述第一连接或第二连接之前断裂。

2.根据权利要求1所述的连接器，其中所述第一端是焊接的引导部，而所述第二端是压配连接。

3.根据权利要求2所述的连接器，其中所述第二端包括柔顺的针眼状尾部。

4.根据权利要求2所述的连接器，其中所述第二端包括柔顺的圆柱状尾部。

5.根据权利要求2所述的连接器，其中所述触点在所述第一电气设备和所述第二电气设备之间提供垂直连接。

6.根据权利要求2所述的连接器，其中所述触点在所述第一电气设备和所述第二电气设备之间提供直角连接。

7.根据权利要求3所述的连接器，其中所述机架包括下部壁架(710)，其与所述触点的下部推动肩部(230)接触，以阻止所述触点被插进所述机架时移动超出规定点，并且所述机架包括上部壁架(720)，其与所述触点的上部肩部(240)分隔开，以使得当施加给所述触点张力时，所述脆弱部分伸展并断裂。

8.根据权利要求4所述的连接器，其中所述机架包括下部壁架(822)，其与所述触点的上部端表面(952)接触，以阻止所述触点被插进所述机架时移动超出规定点；并且其中所述机架还包括上部壁架(824)，其与所述触点的上部肩部(940)分隔开，以使得当施加给所述触点张力时，所述脆弱部分伸展并断裂。

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