CN101507375B - 顺应插针控制模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种控制模块，包括具有用于连接到印刷电路板(PCB)的顺应插针端子的连接器。模块壳体可由压铸金属制成以抵抗恶劣环境，并具有至少一个收容连接器的开口的插槽区域，连接器具有将模块连接到PCB的顺应插针端子。多个顺应插针端子可具有提供接合表面的推动肩部，用于将端子插入连接器壳体的通道，并在连接器安装到压铸壳体的过程中相对压铸壳体定位连接器，以及将连接PCB到顺应插针顶端所施加的力从连接器壳体转移。连接器可为直线状，露出的端子表面可通过密封剂相对元件密封。连接器壳体的通道可在其一末端具有十字形部分，以允许使用形成小通道的强化的压铸工具，通道的另一相对末端具有倾斜侧面，用来与端子紧密接合以防止密封剂泄漏。连接器可包括增加电流的三脚顺应插针接地端子。

Description

顺应插针控制模块及其制造方法
本申请要求2006年6月30日提交的序列号为No.60/818，091的美国临时申请的优先权，这里通过引用包含该申请的全部内容。
技术领域
本发明大体上涉及电子控制模块。更特别地，本发明涉及具有用于接口连接到印刷电路板(PCB)的顺应插针(compliant pin)触头或端子的电子控制模块和制造这种控制模块的方法。更具体地，本发明涉及一种具有压铸壳体的控制模块，所述壳体具有至少一个用于收容一连接器的开口的插槽区域(bay area)，该连接器具有用于将模块连接到PCB的顺应插针触头。
背景技术
典型的压铸模块具有接线触头，接线触头需要通过焊接将触头连接到PCB。焊接比较昂贵，其可能污染环境，并易于随着时间破裂。顺应插针触头需要与PCB直接压配或过盈连接。将顺应插针触头安装到压铸模块在商业上已是不可行的。这种方法已被验证和提出的难题在于大量生产的压铸壳体所固有的一定程度的可变性，这种可变性妨碍了获得正确并一致的操作所需的顺应插针的精确布置。精确布置是必需的，因为顺应插针的PCB连接顶端必须在将PCB安装到压铸壳体上时在PCB上居中。另一个问题与提供一体的控制模块，即具有顺应插针连接器用于之后添加最终使用的PCB的预装控制模块有关，该问题在于，一体的控制模块的各个组件将公差的可变性引入到最终的一体控制模块内。精确放置顺应插针端子以与PCB对接所需的相对严密的公差使得顺应插针连接器与控制模块壳体的整合不能成为可行的方案。
这里通过引用的方式包含美国专利No.6,773,272，其公开了一种具有两个直角电连接器的模块。模块壳体为由塑料侧壁组成的箱状结构。直角连接器通过接触对接端处的连接器排列元件和塑料的插针排列板支撑，该插针排列板具有与顺应插针末端的推动肩部相接合的止挡肩部。安装PCB到顺应插针末端所施加的全部力被传递到塑料的插针排列板。
本发明公开的内容提供一种方法，通过该方法，具有顺应插针连接器的控制模块可以抵受恶劣环境中例如汽车或车辆应用中产生的热量、湿气和振动。根据本发明的一个方面，具有顺应插针端子或触头的直线状的连接器相对特定的参考点被精确地并且几乎永久地定位在压铸模块壳体上，并允许密封外露出的端子部分。在这个方面，顺应插针端子上的推动肩部独立于连接器或护罩壳体而被支撑，并通过相对于推动肩部定位端子，并且，确保了压铸壳体在特定位置可靠地与PCB电接合，而不存在连接器变形的危险和端子未对准的后果。本发明公开的内容还提供一种生产这种控制模块的方法。
发明内容
根据本发明公开的一个方面，本发明提供一种控制模块。该控制模块包括具有相对的第一侧和第二侧的模块壳体，和从其穿过并开口的插槽，以及延伸通过插槽并安装到模块壳体上的连接器。所述连接器包括具有印刷电路板侧和对接侧的壳体和位于印刷电路板侧上的芯板，及多个导电端子。所述芯板包括具有相对的第一孔和第二孔的通道。第一孔设置在壳体的印刷电路板侧，而第二孔设置在壳体的对接侧，所述第二孔为十字形。每个导电端子延伸通过一个通道，导电端子的一末端具有用于插入印刷电路板上的孔内的顺应插针部，其另一相对末端具有用于插入互补连接器上的孔内的接触部。所述顺应插针部从第一孔伸出并朝向印刷电路板侧，所述接触部从第二孔伸出，并朝向连接器壳体的对接侧。
根据本发明公开的另一个方面，本发明提供一种电连接器。该电连接器包括具有印刷电路板侧和对接侧的壳体，印刷电路板侧上的芯板，及多个导电端子。所述芯板包括多个具有相对的第一孔和第二孔的通道，所述第二孔为十字形。每个导电端子延伸通过多个通道中的一个通道，导电端子的一末端具有用于插入具有预定厚度的印刷电路板上的孔内的顺应插针部，另一相对末端具有用于插入互补连接器上的孔内的接触部。所述顺应插针部从第一孔伸出并朝向印刷电路板侧，所述接触部从第二孔伸出并朝向对接侧。
根据本发明公开的另一个方面，本发明提供一种制造控制模块的方法。该方法包括步骤：提供一种控制模块壳体，其具有相对的第一侧和第二侧，及从其穿过并开口的插槽。所述第二侧包括多个焊盘。提供一种连接器，该连接器包括多个端子和具有多个用于收容端子的通道的连接器壳体。每个端子具有位于其一末端的用于插入印刷电路板上的孔内的顺应插针部，位于其另一相对末端的用于插入互补连接器上的孔内的接触部，及位于顺应插针部和接触部之间的推动肩部。每个端子延伸通过并固定到一个通道。提供一种对准工具，其包括具有上表面的插针支撑塔架和多个具有上表面的支柱。所述插针支撑塔架的上表面和所述支柱的上表面相互之间垂直隔开一预定距离B。放置连接器于对准工具上，其中推动肩部被支撑在插针支撑塔架上。安装连接器到控制模块壳体，包括步骤：将控制模块壳体和连接器结合在一起，从而使连接器穿过插槽，且所述焊盘接触所述支柱。
根据下面结合本发明优选实施例的描述，特别包括这里所述的不同特征以及如附图和实施例所示的相关信息的已经描述和未阐明的结合，可以更好地理解本发明的其它方面、目的和优点。
附图说明
图1为根据本发明的顺应插针控制模块的一个实施例的立体图；
图2为图1中所示的具有三个空插槽的控制模块壳体的对接侧的立体图，每个插槽可以收容顺应插针连接器；
图3为图2中所示的控制模块的印刷电路板侧的立体图；
图4为本发明的连接器或护罩组件的一个实施例的右侧立体图，其中一部分护罩壳体被切除；
图5为图1中所示的顺应插针控制模块的横截面正视图，其示出了安装到控制模块壳体上的护罩组件；
图6为图4中所示的护罩组件的左侧立体图；
图7为本发明的护罩壳体的PCB侧的一个实施例的立体图；
图8为本发明的顺应插针端子的一个实施例的立体图；
图9为图8中所示的顺应插针的前视图；
图10为图8中所示的顺应插针端子的侧视图；
图11为本发明的三脚U形顺应插针接地端子的一个实施例的前视图；
图12为图11中所示的顺应插针接地端子的侧视图；
图13为图11中所示的顺应插针接地端子的立体图；
图13a为本发明的三脚U形顺应插针接地端子的一个实施例的平面示意图；
图13b为本发明的三脚L形顺应插针接地端子的一个实施例的平面图；
图14为本发明的三脚U形顺应插针接地端子的另一个实施例的立体图；
图15为图7中所示的护罩壳体的对接侧的正视图；
图16为本发明的护罩组件的部分横截面正视图，其示出了顺应插针孔或通道内的顺应插针端子，和接地插针孔或通道内的三脚U形接地端子。
图17为本发明的顺应插针控制模块的另一实施例的横截面正视图，其示出了护罩表面和顺应插针端子的推动肩部之间的垂直距离。
图18为本发明的对准工具的一个实施例的立体图；
图19为图17中所示的顺应插针控制模块的横截面正视图，其示出了顺应插针端子的推动肩部和控制模块壳体的焊盘之间的垂直距离，控制模块壳体的焊盘和PCB搭接架之间的垂直距离，及定位在PCB搭接架上的PCB的厚度。
具体实施方式
根据需要，这里公开了本发明的具体实施例。但是，应理解的是公开的实施例仅是本发明的示例，其可以包含在多种形式内。因此，这里公开的具体细节不是限制性的，而仅作为权利要求的基础，及作为教导本领域的技术人员以几乎任何适当的方式不同地实施本发明的典型基础。
图1示出了本发明的顺应插针控制模块10的一个实施例。图2中所示的壳体12具有三个用于收容各个连接器20，22，24的插槽14，16，18，每个连接器可以具有多个如图1所示的顺应插针端子或触头21。控制模块壳体12可以由塑料模制，或由金属或金属合金压铸形成，并因此使得制造相对便宜。壳体可以通过任何适于预期的最终用途的金属或塑料制成。通常使用铝和/或包含合金的铝。该控制模块壳体可以根据应用具有一个或多个用于收容连接器的插槽。例如，图1中示出了三个连接器20，22，24，其也被称作顺应插针护罩组件。虽然这里有时为了图释的目的而示出并描述了三个连接器装置，但是应理解为少于或多于三个连接器都是可以的。
图1和图2中所示的壳体12的对接侧26这样命名是因为互补连接器(未示出)在这一侧上将与连接器20，22，24对接。每个壳体还具有图3中所示的PCB侧28，即壳体12上可安装PCB的一侧。对接侧26可以具有一组用于热消散的散热片(未示出)，每个插槽14，16，18可以具有分别环绕插槽并从壳体12的对接侧26向上延伸的凸缘32，34，36，用于将护罩组件安装到壳体12上，这将在下面更详细地描述。如果合适，对接侧26还可具有四个靠近壳体的各个拐角的焊盘38。焊盘38通常位于基本上垂直于模块壳体12的侧面42的同一平面上。通过一个或多个护罩组件的精确布置，焊盘38可以用作顺应插针端子21相对壳体12精确布置的参考点。特别地，通过在一特定的位置，例如下面讨论的推动肩部上将顺应插针端子21相距焊盘38隔开一预定垂直距离，焊盘38允许顺应插针端子21在模块壳体12内的选定垂直高度上精确布置。由于焊盘38被维持或加工成离PCB搭接架40一固定的预定垂直距离，从而获得了顺应插针21的精确布置。
PCB侧28可以具有环绕壳体12的PCB搭接架支撑件40。PCB搭接架支撑件也可以通过一个或多个护罩组件的精确布置来用于为顺应插针21的精确布置提供参考点。
现在移向可以安装在控制模块上的连接器或护罩组件，可以看到控制模块10具有三个连接器或护罩组件20，22，24。护罩组件可以设计成具有不同数目和设置的顺应插针21。如图1所示，护罩组件20为具有五十六个顺应插针21的56路顺应插针护罩组件，护罩组件22，24为分别具有七十二个顺应插针端子21和一个三脚顺应插针接地端子23的73路顺应插针护罩组件。
即使护罩组件22和24具有相同数目的顺应插针端子21和顺应插针接地端子23，每个护罩壳体的关键结构可以不同。下面关于护罩组件22的描述是对具有用于特定用途的具体对接结构的护罩壳体，并且将意识到的是，对于不同的应用可提供其它不同的对接结构。另外，该描述同样适用于护罩组件20，24，只是护罩组件20具有不同数目的顺应插针端子21，并缺少三脚顺应插针接地端子23。护罩组件20，24可以具有不同的护罩壳体关键结构。
如图4所示，护罩组件22可具有护罩壳体54、顺应插针端子21、三脚顺应插针接地端子23和插针排列板56。壳体54可由绝缘材料制成，例如塑料或其它这种材料，并可以使用任何已知的制造技术加工，例如注射成型。壳体54具有位于护罩组件22的对接侧62上并终止在裙边表面55的裙边60。顺应插针端子21延伸通过其内的芯板64布置在护罩组件22的PCB侧66上。舌片68居中位于裙边60限定的腔室内，并可具有将舌片68分成两部分的狭缝70。通道或凹槽72环绕芯板64。如图5所示，通道72可以收容壳体插槽16的凸缘34和一些粘合剂74，以将护罩组件22安装到压铸壳体12上。其它示出的护罩组件20和24可以使用相同的方式安装。
裙边60的两个相对的壁76和78(图6)分别平行于配合对准舌片68延伸，并可包括两个邻近裙边60的拐角的宽接线柱80，82，和两个位于宽接线柱80，82之间的细接线柱84，86，如图6所示。配合对准舌片68有助于保持护罩组件22和互补连接器正确地对准，从而避免损坏顺应插针端子21。每个宽接线柱80，82可以具有球形突出物88，每个细接线柱84，86可以具有从裙边60向护罩组件22的外部垂直延伸的扣形物90。搭接架92从裙边60向护罩组件22的外部垂直延伸，并环绕裙边60上除了接线柱80，82，84，86底部上中断部分以外的部分。一配对连接器(未示出)具有与护罩组件22的对接侧62过盈锁定的互补结构，这优选形成一种防水连接。
图7中所示的护罩壳体54的PCB侧66上的芯板64可以具有凸起平台94。凸起平台94可以具有由通道100隔开的两个插针块96，98。每个插针块96，98可以具有多个两排设置以接收顺应插针21穿过其中的插针孔或通道110。根据可能使用的顺应接地插针的类型，可需要一个或多个更大的插针孔。形成通道100的内部侧壁102和104可以是波状的或波浪形的而不是平坦的，与内部侧壁102和104相对的外部侧壁106和108也可如此。如果在压铸壳体插槽的PCB侧上涂覆有弹性密封剂，这些波状表面可以减少气泡的形成。即使小气泡也能够在弹性密封剂的加热或固化过程中膨胀，所以任何滞留空气的减少都是有利的。同样，如图7所示，各个波状表面的顶点可与插针孔110对准并在插针孔位置上加固侧壁。
如图5所示，弹性密封剂112可以用于填充插槽16的PCB侧28上的溢流区域直到仅低于插针排列板56的水平高度，以在护罩组件的一侧连接到PCB，以及互补连接器连接到护罩组件的另一侧上后覆盖端子21露出的表面。密封剂112可以是任何的聚合物或聚合物体系，其一般通过固化例如热固化提供所需的组装特性。这种聚合物或聚合物体系应该对控制模块所暴露的环境中的振动、温度波动和湿气具有抵抗力。典型的密封剂为硅聚合物，但是也可以使用其它聚合物，例如氨基甲酸脂基聚合物，环氧聚合物或塑料聚合物等。密封剂112封住插针孔110、压铸壳体12和护罩组件22之间的缝隙114，并还加固和/或保护粘合剂74。
图8，9和10中示出了顺应插针端子21的一个实施例。顺应插针端子由传导材料形成，虽然顺应插针端子可以具有许多尺寸和形状结构，例如直线状或直角状，其共同特征在于顺应插针顶端116。顶端116具有细长的中心孔118，中心孔118允许梨形或矛形本体120径向收缩，从而如图5中所示允许顶端116插入PCB126上的孔124内。孔124延伸通过PCB 126的整个厚度。对接杆128与顶端116相对。在图8-10所示的顺应插针的实施例中，对接杆具有边长为0.64mm的正方形横截面。对接杆128与互补连接器电接触，并可具有锥形的接触端122。轴130在顶端116和杆128之间延伸。在对接杆128和轴130的相交面处形成有推动肩部132。轴130可向内逐渐变细，在与顶端116的相交处形成颈部134。此外，轴130可逐渐减细，使得推动肩部132的宽度大于轴端135的宽度。
在轴130邻近推动肩部132的底部上，轴130可以具有一对底部倒钩136，138。每个底部倒钩136，138可以在轴130的相对两侧延伸出相同距离，并超出推动肩部132处轴130的底部宽度。此外，沿着轴130朝向顶端116，轴130可以具有在轴130的相对两侧上延伸出来的一对引导倒钩140，142。每个引导倒钩140，142可延伸相同距离并超出轴130的底部宽度，但是小于底部倒钩136，138延伸出的距离。由于顺应插针端子21插入时，顶端116首先穿过护罩壳体54的对接侧62上的插针孔110，所以引导倒钩140，142首先接触内壁113(如图16所示)。使引导倒钩从轴130的两侧延伸出来的距离小于底部倒钩136，138延伸出的距离，这就避免了插针孔110偏斜到底部倒钩136，138不能准确地或充分地接合内壁113的程度。换言之，通过使引导倒钩140，142从轴130的两侧延伸出来不远于底部倒钩136，138，就允许引导倒钩140，142和底部倒钩136，138充分地接合内壁113，并可靠地将顺应插针端子21保持在插针孔110内。
轴130还可以包括两对隔开的支撑突出部144，146，148，150。每对支撑突出部144，146和148，150在轴130的相对两侧上伸出相同距离，该距离小于引导倒钩140，142伸出的距离。支撑突出部的尺寸和形状通常由插针端子与一承载部件的间隙(severance)决定，多个插针从该承载部件中延伸穿过，这种支撑设置对于插针的同时多种布置通常是已知的。
最靠近顶端116的边缘141，143以钝角与各自的边缘145，147相交。引导倒钩140，142的该钝角允许引导倒钩140，142和下面将更详细讨论的插针孔110的倾斜端之间形成间距。该间距为来自插针孔110的内壁113的护罩壳体碎片提供收容空间，该碎片可以通过引导倒钩140，142刮去，并还能避免顺应插针端子21完全占据插针孔110。
在图8-10所示的实施例中，顺应插针端子21由厚度为大约0.64mm的黄铜合金金属板冲压形成。从锥形端122的末端到顶端116的末端的长度可为大约25mm到大约30mm。例如，推动肩部132处的宽度在大约1.5mm到大约2mm之间，从推动肩部132到顶端116的末端的长度在大约18mm到大约20mm之间。引导保持倒钩140，142可以从其与轴130的相交处延伸出大约0.3mm，底部倒钩可以从其与轴的相交处延伸出大约0.4mm。顶端116可以是镀锡的，杆128可以是镀金的。一系列的顺应插针21可以被冲压成在支撑突出部接合的顺应插针21的条带。一钉合机(未示出)可以从该条带剪切出顺应插针，并将其插入插针孔110内。
在一个实施例中，顺应插针接地端子可以具有三脚结构。图11-13中示出了三脚顺应插针接地端子23。应注意到的是，也可以使用顺应插针端子例如顺应插针端子21完成接地。顺应插针端子21可以安全地处理大约5安培的电流。三脚顺应插针接地端子23可以安全地处理大约24安培的电流。接地端子23可以具有用于接触互补连接器(未示出)的接合片152。端子接合片的末端154可向内逐渐变细。交叉元件156可相对接合片152成直角地延伸。交叉元件156在接合片一侧的表面形成推动肩部157。
中间轴164和端部轴166，168可分别从中间部分158和交叉元件156的端部160，162沿相反于接合片152的方向延伸。PCB顶端170，172，174分别位于轴164，166，168的末端，并具有梨形或矛形的主体176，178，180和细长的中心孔182，184，186。图11-13中所示的交叉元件156具有两个辐射式(radiused)的直角弯曲部188，190，弯曲部188，190沿相同的方向弯曲，从而使交叉元件的端部160，162，端部轴166，168和PCB顶端172，174位于基本垂直于接合片平面的各个平面内，以形成如示意图13a中所示的U形。或者，交叉元件的端部158，160中可以仅一个端部成直角地在与接合片152的平面基本垂直的平面内弯曲，以形成如示意图13b所示的L形。与顶端，轴和交叉元件位于同一平面内的三脚端子相比，L形结构可以减少在顶端和轴处增大的热量，但是不如U形结构能够有效地减少增大的热量。
热量增加会减小通过接地端子的电流，通过增加端子的轴之间的间距可以减少增大的热量。图13a和图13b中示出了这种例子，图13a中示出了U形的三脚接地端子的横截面视图，图13b示出了L形的三脚接地端子的横截面视图。矩形“R”表示接地插针端子的轴的横截面，圆圈“C”表示从轴“R”发散的热量。相交的圆圈表示热量增大的区域。如图13a和图13b所示，U形结构中所有的轴“R”之间的间距显然大于L形结构中所有的轴“R”之间的间距，而U形结构和L形结构中轴的间距(考虑到一些端子尺寸)都大于直线或线性定位中的轴“R”。
仍然参照图11-13，中间轴164具有邻近交叉元件156的中间部分158的一对相互对准并相对的保持倒钩192，194。端部轴166，168也可包括位于与保持倒钩192，194相对准的位置上的保持倒钩196，198，交叉元件的端部160，162也可包括位于最靠近接合片152一端的保持倒钩200，202。保持倒钩196，198，200，202沿相同的方向延伸。保持倒钩192，194，196，198，200，202有助于将接地插针23保持在接地插针孔内。
除了接合片152a包括一对相互对准并相对的支撑突出部204，206以外，图14中所示的三脚接地插针23a在所有方面都与三脚接地插针23相似。如上针对顺应插针21所述的，支撑突出部204，206允许三脚接地插针23a设在于支撑突出部204，206处接合的接地插针23a的连续带上。在一实施例中，接地插针23，23a可以由厚度为0.80mm的黄铜合金金属板冲压形成，末端顶端170，172，174可以是镀锡的。接合片152的宽度可为2.8mm。末端顶端172，174的中心之间的间距可为5.68mm，且从任一末端顶端172，174到中间顶端170之间的间距可为2.84mm。在一实施例中，从锥形端154到顶端170的末端测量，接地插针23的长度可为大约30mm。从顶端172的末端到其各个推动肩部157的长度可在大约18mm到约20mm之间，接地插针23的另外两个脚亦可与此相同。推动肩部157的宽度可为大约6mm。保持倒钩192，194可从其与轴164的各个相交点延伸出大约0.4mm到大约0.5mm。保持倒钩196，198，200，202可从其与各个轴166，168的各个相交点延伸出大约0.4mm到大约0.5mm。
如图5中最好地所示，插针孔110具有PCB侧的孔208和对接侧的孔210。如图15所示，对接侧的孔210可为“+”形或十字形。限定十字形对接孔210的角块212为正方形，其可包括凸起的对角脊线214，该对角脊线214具有朝着PCB侧的孔208向下倾斜的相对半部216。这帮助减少壳体上孔210处的压力点。孔110的一个十字形元件部分218可完全延伸到PCB侧的孔208。另一垂直的十字形元件部分220可以向PCB侧的孔208仅延伸部分距离。十字形对接孔210的一个好处在于，形成孔110的部分压铸工具或模具的支柱具有附加的结构支撑，该支撑有助于抵抗压铸工具由于小尺寸的插针孔110而形成的破损。十字形元件220向PCB侧的孔208仅部分延伸的一个好处在于，图5中所示的密封剂112不会泄漏，或者能够在严重泄漏到护罩壳体54的对接侧64之前桥接任何间隙。
如图16中最好地所示，孔110的十字形元件部分218可向内凹缩或具有倾斜侧面222，以缩小PCB侧的孔210，从而紧密地配合轴130的宽度。倾斜侧面222帮助引导插针21穿过孔110，并与引导倒钩140，142形成凹穴(pocket)224。孔110具有略小于插针21在引导倒钩140，142的最远延伸距离处的宽度，且略大于横贯推动肩部132测量的底部的宽度。由于插针孔110窄于引导倒钩140，142，当插针21通过孔210插入时，可能形成刮屑。凹穴224可以容纳所有的这些刮屑，否则这些刮屑会妨碍将插针21适当地放置在插针孔21内。
图4和图16也示出了用于U形三脚接地插针23的接地插针孔226的一个实施例。如图4所示，对接侧62上的接地插针孔226可具有用于收容交叉元件158的U形。PCB侧66上具有三个收容各个轴164，166，168的隔开的狭缝孔。保持倒钩192，194，196，198，200，202接合内壁，以在接地插针孔226内固定并对准接地插针23。
控制模块10的组装过程一般包括压铸壳体12的金属铸造。压铸壳体12由铝铸造，但是注意这里也可以使用其它金属或合金。如图1和图2所示，压铸壳体12具有可被机加工以获得平坦上表面的焊盘38。每个焊盘38的平坦表面为一个或多个护罩组件20，22，24的准确并精确的布置提供平稳支撑。护罩组件20，22，24相对压铸壳体12的准确并精确的布置转变成顺应插针端子21和接地端子23(如果使用的话)的准确并精确的布置。没有顺应插针端子的准确并精确的布置，PCB不会适当地与插针端子对接和/或形成完全电接触。除了获得平坦表面以外，PCB支撑搭接架40和每个焊盘之间的垂直距离被测量。如果任何垂直距离不是在指定公差之内，一个或多个焊盘38可以被再加工以进一步获得每个焊盘38和PCB支撑搭接架40之间的适当间距。检验间距的原因是由于模块壳体12的压铸中固有的可变性。
护罩壳体54可以通过许多方式例如注射成型方法由塑料制成。然后护罩壳体54可继续进行钉合操作。顺应插针21的压制带(未示出)可以装入本领域已知的任何类型的钉合机(未示出)中，该钉合机将顺应插针21从带上抽离或分开，并使用推动肩部132首先推动每个插针21(顶端116)通过对接侧的孔210。钉合机被设置成将每个顺应插针21插入一设定距离，该距离可不达到插针的最终放置位置。如果需要附加的接地插针23，其可以相同或相似的方式插入。
护罩壳体54具有插入插针孔110和接地插针孔226的插针21和接地插针23，插针21和接地插针23分别被放置在一套座(nest)(未示出)上。套座具有一连串插针支撑件(例如下面讨论的对准工具228的插针支撑塔架230)来支撑插针21的推动肩部132和接地插针23的推动肩部157。套座还可包括护罩壳体支撑件，该护罩壳体支撑件被放置在离插针支撑件一预定距离“A”处。预定距离“A”为从插针支撑件到护罩壳体支撑件的垂直距离。在一实施例中，该预定距离为大约17.3mm。然后护罩壳体54可被推抵套座，直到裙边表面55接触护罩壳体支撑件，这使得顺应插针21和接地插针23分别被进一步推入插针孔110和接地插针孔226。对于部分完成的护罩组件，预定距离“A”是被重复的(duplicated)，从而使顺应插针的推动肩部132和接地插针的推动肩部157均与裙边表面55隔开如图17所示的预定距离“A”。
当在套座上静止(still)时，插针排列板56可随后被安装至顺应插针21。套座避免顺应插针21和接地插针23分别被推出孔110和226内的位置。当插针排列板56上的孔紧密地配合插针21和接地插针23的尺寸时，插针排列板56通过摩擦力被固定在适当位置上。顺应插针端子和接地插针通过其各自的保持倒钩保持在其各自的通道或孔内，而不是通过推动肩部。可采用相同的步骤来生产附加的护罩组件。下面的步骤是将护罩组件安装到压铸壳体上。
下面将描述一个护罩组件的安装，但是这同样适用于将一个以上的护罩组件安装到压铸壳体上。
图18所示的对准工具228可用于在安装过程中相对压铸壳体12定位护罩组件22。根据要安装的护罩组件的数目，对准工具228可具有一个或多个插针支撑塔架230。每个插针支撑塔架都可具有一排指状件232，该指状件232足够宽以在顺应插针的推动肩部132处支撑两排顺应插针21。如图7所示，由于护罩组件22的护罩壳体54具有两个插针块96，98，并且每个插针块96，98都具有两排插针孔21，所以设有两排指状件232。指状件234被隔开，以收容顺应插针21的对接杆128。如图6所示，由于每排孔110存在20个顺应插针，所以设有二十一个指状件234来提供二十个间隙236，每个间隙对应一个插针21。第二排指状件238包括更宽的指状件239，并被设置成在图1和图4中部分示出的护罩组件22的各个推动肩部132，157处支撑两排十六个插针21和一个三脚接地插针23。
对准工具228的支柱240具有上表面242，上表面242相距指状件234的上表面244一预定距离“B”。预定距离“B”为从指状件234的上表面244到支柱240的上表面242的垂直距离。在一实施例中，预定距离“B”可为大约1.61mm。
如图5所示，粘合剂74分布在凹槽72内。该粘合剂可以是硅基粘合剂，但是也可以是环氧或陶瓷混凝土化合物。护罩组件22被放置在支撑塔架230上，从而使推动肩部132接触指状件234的上表面244。压铸壳体12被放置在护罩组件22的上方，插槽16的凸缘34(见图2)被放置在凹槽72内，及焊盘38被放置在支柱240的上方。定位杆与图1所示的腔室245相互作用，以助于将控制模块壳体12定位到对准工具228。压铸壳体12被降低到对准工具228之上，使护罩组件通过插槽16，直到压铸壳体接触或接合对准工具228，从而使焊盘38接触支柱240。当粘合剂典型地通过热处理被固化时，压铸壳体被保持在该位置上。当固化过程完成且护罩组件22被固定到压铸壳体12上时，预定距离“B”相应地被重复，从而使推动肩部132到任一个焊盘38的垂直距离均为图19中所示的预定距离“B”。
如图19所示，三个其它的测量值可能会影响顺应插针21相对压铸壳体12的准确并精确的布置，该准确并精确的布置可确保插针顶端116的完全就位和与PCB126的正确电连接。预定距离“C”为从推动肩部132到顺应插针顶端116的细长孔118中心的垂直距离。在一实施例中，预定距离“C”可大约16.4mm。预定距离“D”为从焊盘38到PCB支撑搭接架40的垂直距离。在一实施例中，预定距离“D”可为大约14.0mm。预定距离“E”为从PCB支撑搭接架40到顺应插针顶端116的细长孔18中心的垂直距离。尽管图19中没有示出比例，PCB126的厚度为预定距离“E”的两倍。在一实施例中，预定距离“E”可为大约0.79mm，PCB的厚度可为大约1.58mm。预定距离A-E中任一距离的改变都可能会引起其它预定距离的改变。
一旦一个或多个护罩组件被安装到控制模块壳体上，PCB就做好了被安装到控制模块上的准备。将PCB安装到控制模块所需的力根据模块内的所有顺应插针的数目而变化。对于一控制模块，例如图1中所示的控制模块10，可能需要3000磅的压力将顺应插针端子的顶端推入穿过PCB的孔内。优选地，避免在护罩组件上施加该力，特别是如果护罩壳体由塑料制成，以避免护罩壳体的变形以及可能引起的端子的运动。与对准工具228相似的一PCB组装工具被用于在各个推动肩部上支撑顺应插针端子和接地端子，而不是在护罩壳体内具有与推动肩部接合的支撑件，因为这会发生上述问题。
尽管结合前述实施例已经详细描述了本发明，但是在不偏离本发明的精神或范围内，仍可以进行其它变化和修改。应理解为本发明并不限于这里描述的实施例。实际上，本发明范围的正确测量是由附加权利要求书所限定的，其包括每个权利要求的每个元件的相等物的全部范围。

Claims (38)

1.一种控制模块，其包括：
模块壳体，其具有相对的第一侧和第二侧及从其穿过并开口的插槽，所述模块壳体的第一侧包括用于收容印刷电路板在其上的印刷电路板支撑件，第二侧包括多个焊盘，该焊盘作为用于定位连接器的参考点，从而使顺应插针部被放置进入印刷电路板上的孔，并且每个顺应插针部的细长孔在印刷电路板上的孔内居中；
连接器，其延伸穿过插槽并安装到模块壳体上，所述连接器包括具有印刷电路板侧和对接侧的壳体，以及壳体的印刷电路板侧上的芯板，所述芯板包括具有相对的第一孔和第二孔的通道，所述第一孔设置在壳体的印刷电路板侧，而第二孔设置在壳体的对接侧，所述第二孔为十字形；以及
多个导电端子，每个导电端子延伸穿过其中一个通道，并具有顺应插针部和接触部，所述顺应插针部位于导电端子的一末端，用于插入印刷电路板上的孔内，所述接触部位于导电端子的另一相对末端，用于插入互补连接器上的孔内，所述顺应插针部从第一孔伸出并朝向印刷电路板侧，而接触部从第二孔伸出并朝向连接器壳体的对接侧。
2.根据权利要求1所述的控制模块，其特征在于，所述模块壳体包括凸缘，所述凸缘环绕至少一个插槽并从模块壳体的第二侧延伸出。
3.根据权利要求1所述的控制模块，其特征在于，所述控制模块还包括具有多个狭槽的端子排列板，每个端子的所述顺应插针部延伸通过多个狭槽中的一个狭槽。
4.根据权利要求2所述的控制模块，其特征在于，所述壳体的对接侧包括具有裙边表面的裙边，所述壳体的印刷电路板侧包括凹槽，所述凹槽环绕所述芯板用于收容粘合剂，并与所述凸缘配合以将连接器安装到模块壳体。
5.根据权利要求4所述的控制模块，其特征在于，所述粘合剂将所述凸缘固定到所述凹槽，以将连接器安装到模块壳体。
6.根据权利要求5所述的控制模块，其特征在于，所述插槽和连接器壳体的印刷电路板侧限定一溢流区域，所述溢流区域被填充有密封剂。
7.根据权利要求2所述的控制模块，其特征在于，每个导电端子包括至少一个将导电端子固定在通道内的倒钩和位于顺应插针部与接触部之间的推动肩部，所述推动肩部用于在顺应插针部插入印刷电路板上的孔内的过程中支撑导电端子。
8.根据权利要求1所述的控制模块，其特征在于，所述十字形的孔由垂直的第一部分和第二部分限定。
9.根据权利要求8所述的控制模块，其特征在于，所述第一部分延伸通过多个通道中的每一个通道的部分，所述第二部分延伸通过多个通道中的每一个通道并超出第一部分。
10.根据权利要求9所述的控制模块，其特征在于，所述第二部分在第一孔处变窄。
11.根据权利要求1所述的控制模块，其特征在于，所述芯板包括至少一个具有多个顶点的波浪形侧壁。
12.根据权利要求11所述的控制模块，其特征在于，所述波浪形侧壁的每个顶点与多个通道中的一个通道相对准。
13.根据权利要求12所述的控制模块，其特征在于，每个通道对准并邻近多个顶点中的一个顶点。
14.根据权利要求4所述的控制模块，其特征在于，所述控制模块还包括对准舌片，所述对准舌片设置在所述对接侧，并位于由裙边限定的腔室内。
15.根据权利要求1所述的控制模块，其特征在于，所述控制模块还包括具有三个顺应插针部和一个片接触部的接地端子，所述芯板包括接地插针通道，所述接地插针通道在其一末端具有一个孔，并在其另一相对末端具有三个孔，三个顺应插针部中的每一个顺应插针部从所述相对末端上的三个孔中的一个孔伸出，所述片接触部从所述末端上的孔伸出。
16.根据权利要求15所述的控制模块，其特征在于，所述接地端子的三个顺应插针部设置成U形。
17.根据权利要求7所述的控制模块，其特征在于，推动肩部和顺应插针部的细长孔中心之间的垂直距离等于预定距离C，焊盘和印刷电路板支撑件之间的垂直距离加上印刷电路板的厚度的1/2等于预定距离D+E，推动肩部和焊盘之间的垂直距离等于预定距离C减去预定距离D+E。
18.根据权利要求1所述的控制模块，其特征在于，所述模块壳体为压铸壳体。
19.一种电连接器，其包括：
壳体，其具有印刷电路板侧和对接侧，芯板，其位于印刷电路板侧，并包括多个具有相对的第一孔和第二孔的通道，所述第二孔为十字形，限定所述第二孔的角块为正方形，其可包括凸起的对角脊线，该对角脊线具有朝着第一孔向下倾斜的相对半部；以及
多个导电端子，每个导电端子延伸通过多个通道中的一个通道，并具有顺应插针部和接触部，所述顺应插针部位于导电端子的一末端，用于插入具有预定厚度的印刷电路板上的孔内，所述接触部位于导电端子的另一相对末端，用于插入互补连接器上的孔内，所述顺应插针部从第一孔伸出并朝向印刷电路板侧，所述接触部从第二孔伸出并朝向对接侧。
20.根据权利要求19所述的电连接器，其特征在于，每个导电端子包括至少一个将导电端子固定在通道内的倒钩和位于顺应插针部与接触部之间的推动肩部，所述推动肩部在将顺应插针部插入印刷电路板上的孔内的过程中支撑导电端子。
21.根据权利要求19所述的电连接器，其特征在于，所述十字形的孔由垂直的第一部分和第二部分限定。
22.根据权利要求21所述的电连接器，其特征在于，所述第一部分延伸通过多个通道中的每个通道的部分，所述第二部分延伸通过多个通道中的每个通道并超出第一部分。
23.根据权利要求22所述的电连接器，其特征在于，所述第二部分在第一孔处变窄。
24.根据权利要求19所述的电连接器，其特征在于，所述电连接器还包括具有多个狭槽的端子排列板，每个端子的所述顺应插针部延伸通过多个狭槽中的一个狭槽。
25.根据权利要求19所述的电连接器，其特征在于，所述芯板包括至少一个具有多个顶点的波浪形侧壁。
26.根据权利要求25所述的电连接器，其特征在于，所述波浪形侧壁的每个顶点与多个通道中的一个通道相对准。
27.根据权利要求26所述的电连接器，其特征在于，每个所述通道对准并邻近多个顶点中的一个顶点。
28.根据权利要求19所述的电连接器，其特征在于，所述对接侧包括具有裙边表面的裙边，所述印刷电路板侧包括环绕芯板的凹槽。
29.根据权利要求28所述的电连接器，其特征在于，所述电连接器还包括对准舌片，所述对准舌片向着对接端延伸并位于由裙边限定的腔室内。
30.根据权利要求19所述的电连接器，其特征在于，所述电连接器还包括具有三个顺应插针部和一个片接触部的接地端子，所述芯板包括接地插针通道，所述接地插针通道在其一末端具有一个孔，并在其另一相对末端具有三个孔，三个顺应插针部中的每个顺应插针部从所述相对末端上的三个孔中的一个孔伸出，所述片接触部从所述末端上的孔伸出。
31.根据权利要求30所述的电连接器，其特征在于，所述接地端子的三个顺应插针部设置成U形。
32.一种制造控制模块的方法，该方法包括步骤：
提供一种控制模块壳体，其具有相对的第一侧和第二侧及从其穿过并开口的插槽，所述第二侧包括多个焊盘；
提供一种连接器，该连接器包括多个端子和具有多个用于收容端子的通道的连接器壳体，每个端子具有位于其一末端的用于插入印刷电路板上的孔内的顺应插针部，位于其另一相对末端的用于插入互补连接器上的孔内的接触部，及位于顺应插针部和接触部之间的推动肩部，每个端子延伸通过并固定到一个通道；
提供一种对准工具，其包括具有上表面的插针支撑塔架和多个具有上表面的支柱，所述插针支撑塔架的上表面和所述支柱的上表面之间的垂直距离为预定距离B，该预定距离B＝C-(D+E)，其中C为推动肩部和顺应插针部的细长孔中心之间的垂直距离，D为焊盘和印刷电路板支撑件之间的垂直距离，E为印刷电路板的厚度的1/2；
放置连接器于对准工具上，其中推动肩部被支撑在插针支撑塔架上；以及
安装连接器到控制模块壳体上，包括步骤：将控制模块壳体和连接器结合在一起，从而使连接器被放置在插槽内，且所述焊盘接触所述支柱。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述提供控制模块壳体的步骤还包括步骤：由金属或金属合金浇铸所述控制模块壳体，使所述控制模块壳体的第一侧上具有印刷电路板支撑件，以支撑具有一定厚度的印刷电路板；确定从焊盘到印刷电路板支撑件的垂直距离；加工焊盘从而使印刷电路板支撑件与焊盘之间的垂直距离为预定距离D。
34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述提供连接器的步骤还包括：提供具有多个狭槽的插针排列板；以及，将插针排列板应用到端子上，从而使每个顺应插针部穿过多个狭槽中的一个狭槽。
35.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述控制模块壳体在其第二侧上具有凸缘，所述连接器壳体具有朝向连接器的印刷电路板侧延伸的芯板及环绕所述芯板的凹槽；所述安装连接器到控制模块壳体的步骤还包括：添加粘合剂到凹槽内；将控制模块壳体和连接器结合在一起，以使凸缘和凹槽相配合；以及，使粘合剂固化。
36.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述制造控制模块的方法还包括：添加弹性密封剂到溢流填充区域，所述溢流填充区域由插槽和连接器壳体的印刷电路板侧限定；以及使弹性密封剂固化。
37.一种电连接器，其包括：
具有相对的第一侧和第二侧的壳体和包括多个具有相对的第一孔和第二孔的通道的芯板，所述第一孔设置在第一侧，所述第二孔设置在第二侧，每个第二孔为十字形，其中，限定所述第二孔的角块为正方形，其可包括凸起的对角脊线，该对角脊线具有朝着第一孔向下倾斜的相对半部，所述十字形的孔由垂直的第一部分和第二部分限定，所述第一部分朝向第一孔延伸通过多个通道中的每一个通道的部分，所述第二部分朝向第一孔延伸通过多个通道中的每一个通道并超出第一部分；以及
多个导电端子，每个导电端子延伸通过多个通道中的一个通道，并具有顺应插针部和接触部，所述顺应插针部从第一孔伸出，所述接触部从第二孔伸出。
38.根据权利要求37所述的电连接器，其特征在于，所述第二部分在第一孔处变窄。
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