CN101401264A - 接触销和其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种通过成形制造的接触销(10)，用于压入印刷电路板的金属化通孔。其压入部段(13)具有两个由长形开口(14)隔开且中部向外弯曲的接触腿(15)，且在压入印刷电路板的孔中时，伴随着塑性变形，接触腿靠在孔的壁上。插入部段(16)被设计用于通过接触销(10)的至少两个长形部段(17)来插入孔(11)中，两个部段(17)在插入时彼此紧靠。在成形过程后和插入孔(11)之前，部段(17)以叉齿的方式邻接向外开口的长形开口(14)。通过在长形开口(14)的边缘设置至少一个向开口内突出的成形物(18)来实现接触销及其制造方法，其中成形物(18)形成用于控制孔直径内的弹塑特性的支撑区域，接触销可以通过冲压成形按照标准用最优的拔出力来制造。

Description

接触销和其制造方法

相关参考申请

本申请要求于2006年3月12日提交的德国专利申请102006011657.7的优先权，其公开内容清楚地构成本申请的主题。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的具有接触区域和连接区域的接触销，其用于压入印刷电路板的金属化通孔中，以及涉及一种根据权利要求13的前序部分所述的用于制造所述接触销的方法。

背景技术

这种类型的接触销尤其被设置用于通过压入印刷电路板的金属化通孔来制造一种通至印刷电路板的至少一个印制导线的无焊接的导电连接。为了完美地接触通孔，通孔的制造公差必须由接触销的压入部段的相应构造来补偿，从而确保通孔和压入部段之间优选的气密连接。为此，一方面，这种接触销的压入部段可以相对于相应的力塑性变形，另一方面，相对于拔出力，在引入后对弹性特性提出了相应的要求。这些特性例如由此实现，即通过在接触销的压入部段中冲压出以针孔形式形成的长孔来实现，从而形成两个接触腿，其能以弹簧弹性的方式向彼此移动。

由接触销或压入销产生的连接必须满足多种电的和机械的要求且必须通过广泛的测试。该连接的最重要的特性有：

-低接触电阻

-无接触腐蚀，

-最优化的压入力，

-最优化的拔出力，

-热稳定性，

-抗震性，

-压入时形成尽可能少的碎屑。

这种特性通过具有一个弹塑性区域的接触销或压入销来实现，一方面该弹塑性区域克服了电路板的孔公差，另一方面它确保了期望的压入和压出力以及接触。

由以德国申请DE10 2004 028 202 A1为基础的权利要求1的前序部分公开了一种压入接触器，其由一种材料通过形成两个彼此隔开的部段无碎屑地制成，必要时这两个部段最初是打开的，随后彼此紧靠而形成插入销。该部段的截面形状这样地选择，即该部段刚好与印刷电路板的孔中的壁绷紧，这导致了镀锡层的磨损和孔边缘的应力。在此的目的是无碎屑地产生压入接触，其中孔截面几乎完全由一个近似方形的截面形状来填充。特别是在减小的板厚度(例如小于0.8mm)和较小的孔直径时，产生的夹紧力越来越小，以至于不能保证持久稳定的电连接。

US 6,135,813 A中描述了一种插入销，在其前端有两个近似于反向对称的成形物，该成形物在被插入印刷电路板的状态中处于孔外。从销直径向外突出的突出部在销被插入通过印刷电路板的孔后固定该销，而向内突出的成形物不会互相绷紧且不会发生任何形式的改变，然而必要时它们可在其位置上被焊接在一起从而被固定。因此它们不会影响印刷电路板的孔内的性能。

EP 0 655 798 A2公开了一种由一种材料冲压而成的接触销，且在形成接触元件之前，其具有两个互相隔开的部段，该部段随后形成插入销。每个部段中设置了一个针孔状的开口。这两个部段通过翻转抵靠在一起，其中通过相应的预变形使这些部段的两端互相靠在一起，从而产生插入销，其稍后可以被插入印刷电路板的金属化通孔中。然而，自由端互相不连接。

由US-A 3,400,358公开了另一种接触销，其中有一对向外弯曲的电缆，它们的端部被焊接在一起以形成插入销。该对电缆的互相指向彼此的表面可以在其端部平坦处理，以便于焊接连接。这个制造过程不仅昂贵且需要使用焊锡。

正如DE195 08 133 C2或DE 198 31 672 B4中公开的那样，通常通过冲压该接触销伴随着插入中央纵向狭缝来制造这种类型的接触销。在这种情况下，随着接插销尺寸变得越来越小，且印刷电路板的通孔的公差变得越来越大，所以要求一个越来越小的接触公差。中央狭缝基于对插入力和拔出力的要求而被优化，其中冲压成型的制造技术，例如作为冲压稳定性的结果，到达了它的极限。在目前的冲压成型技术中，冲压力和切割力把长形的孔的内部形状限制在一定的尺寸，因为它不能用其它方式制造。结果得到了一种折衷的方式：在安装时与印刷电路板有第一接触的销的区域或插入区域中，导致一个几乎没有或没有弹性的地带，这是因为几乎不能在这个区域中例如利用冲压制造开口的锥形的边缘。这会引起表面的磨损，这种磨损作为金属屑可能会造成短路。由于被压入部段覆盖的印刷电路板的通孔的直径公差很少符合标准，只使用具有有限的电路板通孔直径的公差相应的接触销。

具有压轧地带的接触销例如同样由JP 03 017971A或者US4923414A所公开，其中，在这种情况下，通常这样地形成压入部段，即该压入部段在压入时可发生弹性变形。按照标准，这些接触销通常也不会覆盖区域。此外，制造过程对公差非常敏感且磨损的风险相对较高。

为了改进特性，尤其是拔出力，已经多次尝试在压入部段的接触腿之间纵向狭缝区域内设置成形物，当压入印刷电路板的通孔时，这些成形物例如重叠(参见DE3784911T2)或者在这个区域设置成形物，这些成形物在变形过程中互相抵靠(参见EP0387317B1)。这种构造的界限也是冲压技术的界限，这是因为进一步小型化的接触销仍是很难通过冲压来制造。

发明内容

根据现有技术，本发明的目的在于提供一种接触销及其制造方法，可以用最优的拔出力通过冲压符合标准地制造该接触销。

本发明的目的通过具有权利要求1的特征的接触销，以及具有权利要求13的方法来实现。

接触销具有一个开放的形状，在该形状中，在冲压过程之后，稍后形成狭缝的长形的开口向外打开，并且该开口位于稍后形成接触销的插入部段的部段之间。冲压技术的限制可以这样来避免，即这些叉齿状部分最初打开，然后在插入孔的过程中彼此靠在一起。同时，接触销的每种基本形状都可以毫无问题地较大或较小地制造，也就是说，能够更好地限定压入力和拔出力，并且例如在过渡区域更柔软或更坚硬，这在目前的具有一个封闭的针孔的冲压技术中是做不到的。在长形的开口的内部形成任何几何形状的成形物，从而由此例如形成支撑区域。这些支撑区域可以通过不同的孔直径来控制弹塑特性。为此，成形物可优选地位于孔本身的内部。然而，它们也可以导致倾斜运动，从而使被孔覆盖的区域变得比压入区域更宽，这导致更大的拔出力。这样，即使随着片厚度和孔直径的减小，还是可以产生良好的夹紧力。试验表明，即使在孔直径为1.0mm和板厚度为0.6mm的情况下，仍然可以产生可靠的连接。

随着接触销小型化程度的提高，优选地通过切削或成形工艺制造的成形物或支撑区域不再被互相叠置在其上地制造。取而代之的是，最初冲压出一个开口以便暴露出那儿的形成物。因此接触销的压入区域被制造为一个开放的叉子，以便免除制造技术的限制。优选地在冲压过程的最后，或更好地在变形过程中，例如通过焊接、铆接，激光焊接等等来封闭接触销，因此长形的开口或狭缝优选地形成在中部。因此，例如可即在插入方向上的前部区域变得尖细地形成狭缝，因此那儿存在较少的材料，该材料在插入压入部段时对弹性变形产生阻碍。

在从属权利要求和以下的说明中描述了其它的优点。

附图说明

接下来根据附图进一步详细说明本发明。图中示出：

图1，2是处于被冲压且开放的状态以及接触销的端部互相连接的状态的接触销的视图；

图3是根据图2的接触销的前部区域的放大图；

图4是根据图1的接触销的放大图；

图5是沿着图3中的线5-5的截面图；

图6示出另一个实施例中的具有锯齿状外边缘的接触销；

图7示出在插入到印刷电路板的孔中的状态中的根据图1至5的接触销；

图8是沿着图7中的线8-8的截面图；

图9是类似于图8的产品轮廓的一个变形的视图；

图10示出在针孔里具有成形物的接触销的另一个实施例；

图11，12是被放置在具有不同直径的电路板孔中的根据图10的接触销的视图。

具体实施方式

现在通过附图，借助于实施例进一步详细地对本发明进行说明。然而，实施例仅仅是例子，并不意味着把本发明方案限制为一种具体的布置。在详细描述本发明之前，需要指出的是，本发明并不局限于该装置的各个部件或所描述的过程，因为这些部件和方法可能改变。在此所使用的术语只是为了描述特定的实施例并不用作限制。如果在说明书和权利要求书中使用了单数或不定冠词，它们也涉及这些元件的复数，只要整个上下文没有明确地做出另外的澄清。反之亦然。

附图描述了一个用成形的材料形成的接触销10，其用于压入位于印刷电路板12上的通孔11，该电路板在图7中示出。当下文中提到成形或成形过程时，其指的是冲压、冷挤压、冷变形或类似，然而也会提供其它成型过程的可能性，只要通过这些过程可以实现成形，该成形可制造一个至少最初打开，被接触销的部段包围的开口。

根据图1到4，该接触销具有一个压入部段13，其具有至少两个接触腿15，该接触腿被至少一个长形的开口14互相隔开且其中央区域向外弯曲。当按照图7被压入时，该压入区域进入到印刷电路板12的孔11中，其中该压入区域在那儿发生弹性变形并因此确保了所需的与印刷电路板的接触。该接触应该满足多种要求，基本上有：确保低的接触电阻、不会出现接触腐蚀、最小的接触力和最大的拔出力、保证热稳定性、以及优选地在安装时不产生碎屑。尤其是对热稳定性的要求不断增加并且尤其在汽车领域中这样产生的连接即使在较大的振动的情况下也应该持久。如果还考虑到印刷电路板的孔直径具有较大的公差，然而接触销和接触要求低公差，那么很明显的是，在生产这种类型的接触销时产生尺寸上的限制，尤其是当这些接触销利用成形工艺，例如冲压工艺来制造并具有越来越小的尺寸时。

接触销10还具有一个用于插入到孔11中的插入部段16，根据图2和3，该插入部段由接触销的至少两个长形的、插入时互相抵靠的部段17构成。该至少两个部段17以一个位于长形的开口14的后端的材料桥沿着插入的方向为出发点，包围这个开口，根据图1和4，成形过程后，以叉齿的方式与向外打开的长形的开口14邻接。因此这种打开的形状为长形的开口提供了新的设计空间。因此，下面仅公开了这种开口的设计的很少的例子并且不进一步限制本发明。

部段17优选地设置为基本上接近于互相平行，然而，只有它们中间的向外打开的长形的开口14的构造是重要的。如果必要的话，它们可以在其端部17a互相连接以形成围绕该长形的开口14的销。实际上，不必在端部17a的最后一点上实现该连接，本领域技术人员更愿意选择这样选择这个连接点，即不仅确保合适的连接而且还确保相应的高拔出力。该连接可以例如是机械连接；也可能是具有形状配合的普通的构型或者焊接连接，例如激光焊接，但是其它的连接可能性，例如铆接工艺也是可以考虑的。

附图中明确显示出，部段17，确切地说形成叉子的齿，不仅形成了压入部段13的接触腿15而且形成了成为销的插入部段16。基本上，也可以设置多于两个部段17。在封闭的状态下，使长形的开口14沿着插入方向变尖细也是可能的。因此，在对插入运动来说重要的且最初发生弹性变形的区域中，存在以下的前提条件，即那儿不应该存在不必要的材料，在弹性变形过早发生时，这些材料刚好阻碍了该插入运动。

向开口内突出的成形物18被设置在长形的开口14的边缘，在接触销10的弹性变形过程中，这些成形物互相有效的连接。基本上，这些成形物能以任何形式形成，且根据图3，4和7的设计方案的这些成形物近似于反向对称地形成并在弹性变形时互相啮合，其中也可以称为形状配合的啮合。一方面这些成形物18具有通过不同的孔直径控制孔11内的弹塑特性的功能。又可称为支撑件或栓的该成形物被设置用于接触件的更好的插入，并进而优选地位于一个区域中，该区域在插入接触销后位于印刷电路板的孔11内。另一方面，如图7所示，例如，它们也可以促成在位于孔的另外一边的覆盖区域的倾斜运动，这会使这个区域变得比孔11内的压入区域宽。这导致增加的拔出力。

在图11和12的实施例中，当长形的开口14封闭时，成形物18延插入方向这样地位于开口14内，即它们以被插入的状态位于孔11内且在那里提高拔出力，而不会在插入时附带地形成碎屑。这导致了在将接触销10插入孔11后在图11和12中示出的布置。然而，成形物18的其它布置和结构也是可能的，例如在开口14的前面三分之一处，从而它们在插入时被推入孔11。根据图11和12，在电路板的孔直径不同的情况下，这些成形物也是有效的。图11示出了例如在直径为1.09mm的孔内的接触销，而图12示出了直径为0.94mm的孔内的接触销。成形物18在这两种情况下都提供了足够的保持力。

根据图5以及图8或9，部段17可具有一个边缘压花或凸出压花。该压花可以是一个可变的连续压花，因此压入力和拔出力也会受到该压花的影响。优选地部段17的横截面从插入部段16到压入部段13逐渐增加。压花的轮廓也会被影响以得到更好的啮合或接触面。

部段17的端部17a在它们的通常远离指向的外边缘20处变尖和变圆以形成一个插入销。优选地，至少在插入部段16的区域内，该部段对称于一条中线设置，这条中线穿过长形的开口14延伸。不同的是，这里甚至不对称的设计方案也是可能的，因为本领域技术人员可以根据分别不同的使用目的的要求来制造长形的开口14和部段17，只要选择了该开口的打开形式。

根据图6，部段17的外边缘20可以在压入部段13内具有槽口21以进一步增加在孔11内的保持力。

最初接触销10通过部段17的成形工艺来制造，从而使它们以叉齿的方式邻接于向外打开的长形的开口14。然后部段17被弯曲到一起。然后它们可以在得到长形的开口14的情况下优选地在其端部17a互相连接或自由地彼此抵靠。这种连接可机械地或通过焊接实现。该部段的成形可以用任何方式，优选地通过冲压、冷挤压或冷变形实现。优选地在成形之后直接实现该部段17的连接，也就是说，例如，在冲压过程中通过焊接或激光焊接，或主要地在一个工序或制造步骤中实现。此外，该部段17中可以设置一个压花19或槽口21。

参考标号

10    接触销

11    孔

12    印刷电路板

13    压入部段

14    长形的开口

15    接触腿

16    插入部段

17    部段

17a   端部

18    成形物

19    压花

20    17的外边缘

21    槽口

Claims (19)

1.一种接触销(10)，具有接触区域和连接区域，其中，所述接触销由一种材料通过一个成形工艺制造，并且用于压入到印刷电路板(12)的金属化通孔(11)中，所述接触销的压入部段(13)具有至少两个接触腿(15)，所述至少两个接触腿被一个长形的开口(14)互相隔开，所述接触腿的中央区域向外弯曲且当被压入所述印刷电路板的孔时伴随着塑性变形抵靠在孔(11)的壁上，至少一个用于插入到所述孔(11)中的插入部段(16)由所述接触销(10)的至少两个长形的部段(17)形成，所述长形的部段(17)在插入过程中互相抵靠，其中，成形过程后和插入孔(11)前，所述部段(17)以叉齿的方式邻接于向外打开的长形的所述开口(14)，

其特征在于，在长形的所述开口(14)的边缘处设置至少一个向开口内突出的成形物(18)，以形成支撑区域，用于控制孔直径内的弹塑特性。

2.根据权利要求1所述的接触销，其特征在于，用于形成支撑件的所述成形物(18)位于这样一个区域中，在插入所述接触销之后，所述区域位于所述印刷电路板(12)的所述孔(11)内。

3.根据权利要求1或2所述的接触销，其特征在于，所述部段(17)在其所述端部(17a)弯曲在一起。

4.根据前述权利要求中任一项所述的接触销，其特征在于，所述部段(17)优选地在其所述端部(17a)连接在一起以形成销并包围长形的所述开口(14)，或者所述部段(17)被分开。

5.根据前述权利要求中任一项所述的接触销，其特征在于，成形工艺是冲压过程、冷挤压和/或冷变形。

6.根据前述权利要求中任一项所述的接触销，其特征在于，所述部段(17)形成所述压入部段(13)的所述接触腿(15)以及形成构造成销的插入部段(16)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的接触销，其特征在于，优选基本上反向对称的多个所述成形物(18)被置在所述开口的相对侧面上并且在塑性变形时互相啮合。

8.根据前述权利要求中任一项所述的接触销，其特征在于，所述部段(17)具有边缘压花或凸出压花。

9.根据权利要求8所述的接触销，其特征在于，所述边缘压花或凸出压花是可变的连续压花。

10.根据前述权利要求中任一项所述的接触销，其特征在于，所述部段(17)的横截面从所述插入部段(16)到所述压入部段(13)逐渐增加。

11.根据前述权利要求中任一项所述的接触销，其特征在于，所述部段(17)的彼此远离指向的外边缘(20)被变圆以形成插入尖端，其中，优选至少在所述插入部段(16)的区域内对称于在长形的所述开口(14)内延伸的中线形成所述部段(17)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的接触销，其特征在于，所述部段(17)的外边缘(20)在所述压入部段(13)中具有槽口(21)。

13.一种用于通过成形工艺制造具有连接区域和接触区域的接触销(10)的方法，其中所述接触销用于压入印刷电路板(12)的金属化通孔(11)，且其中所述接触销具有压入部段(13)，所述压入部段具有至少两个接触腿(15)，所述至少两个接触腿被一个长形的开口(14)互相隔开，在所述接触腿的中央区域向外弯曲，和具有至少两个长形的部段(17)的插入部段(16)，所述长形的部段(17)在插入过程中互相抵靠，其中，在成形过程后和插入所述孔(11)前，所述部段(17)被这样地形成，即它们以叉齿的方式邻接于向外打开的长形的所述开口(14)，

其特征在于，在长形的开口(14)的边缘处设置至少一个向开口内突出的成形物(18)，以形成支撑区域，所述支撑区域控制孔直径内的弹塑特性。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，将用于形成支撑件的所述成形物(18)设置在这样一个区域中，插入所述接触销之后，所述区域位于所述印刷电路板(12)的所述孔(11)内。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述部段(17)在其所述端部(17a)弯曲在一起。

16.根据权利要求13到15中任一项所述的方法，其特征在于，在成形工艺中，所述接触销(10)被冲压、冷挤压和/或冷变形。

17.根据权利要求13到16中任一项所述的方法，其特征在于，对具有所述成形物(18)的所述长形开口(14)的冲压和所述部段(17)的连接一个制造步骤中紧接着相继实现。

18.根据权利要求13到17中任一项所述的方法，其特征在于，所述部段(17)具有压花(19)。

19.根据权利要求13到18中任一项所述的方法，其特征在于，在成形工艺中，在所述部段(17)的外边缘(20)上生成槽口(21)。

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