CN101584088A - 与表面安装技术兼容的电镀触头 - Google Patents

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CN101584088A CN200780049612.8A CN200780049612A CN101584088A CN 101584088 A CN101584088 A CN 101584088A CN 200780049612 A CN200780049612 A CN 200780049612A CN 101584088 A CN101584088 A CN 101584088A
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Abstract

根据各种方面，示例性实施方式提供可与表面安装技术兼容的触头。所述触头可被表面安装成建立从基板上的至少一个导电表面至另一导电表面(例如，EMI屏蔽、电池触头等)的电路径(例如，接地电接触等)。在一个示例性实施方式中，触头大体上包括弹性电介质芯部件。至少一个导电外层电镀到弹性电介质芯部件上。可焊接的导电基座部件可联接至弹性芯部件和/或导电外层。基座部件可与导电外层电接触。

Description

与表面安装技术兼容的电镀触头
技术领域
本公开大体上涉及电镀触头，其与表面安装技术(SMT)安装设备兼容，并可表面安装至例如印刷电路板(PCB)，以建立从该PCB上的导电部分与另一导电表面的电接触。
背景技术
该部分的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，有可能并不构成现有技术。
印刷电路板通常包括辐射电磁波的电子器件，这些电磁波可致使在发出辐射的电子器件的一定近度内存在的电子装置中出现噪声或不期望的信号。因此，常见的是为发射电磁辐射或者易受电磁辐射影响的电路提供接地，从而允许不中断操作地消散令人不愉快的电荷和电场。
为了实现这一接地，一些印刷电路板设有质子交换膜型支脚(standoff)。为此，图1表示PCB接地方案，其中使用传统质子交换膜型支脚2建立从PCB 1上的接地迹线至电磁干扰(EMI)接地表面或屏蔽3的接地电接触。
还有的接地方案可包括专门为具体应用设计的定制触头。在这样的应用中，定制设计通常例如取决于确切的印刷电路板布局和构造。其它接地方案要求在多层板上形成通孔，这会导致必须对数百个接地迹线重新进行布线。而且，在稍后的PCB布局期间常常产生对附加接地触头的需求。其它示例性接地方案包括金属弹簧指式触头或利用螺母的硬紧固件。
发明内容
根据各个方面，示例性实施方式提供一种可与表面安装技术兼容的触头。所述触头可表面安装以建立从基板上的至少一个导电表面至另一导电表面(例如，EMI屏蔽、电池触头等)的电路径(例如，接地电接触等)。在一个示例性实施方式中，触头通常包括弹性电介质芯部件。至少一个导电外层电镀至所述弹性电介质芯部件上。可焊接的导电基座部件可联接至所述弹性芯部件和/或所述导电外层。所述基座部件可与所述导电外层电接触。
附加方面涉及制造触头的方法，该触头可与表面安装技术兼容并可表面安装成建立从基板上的至少一个导电表面至另一导电表面(例如，EMI屏蔽、电池触头等)的电路径(例如，接地电接触等)。在一个示例性实施方式中，该方法大体上包括将弹性电介质材料嵌件成型至可焊接的导电基座部件。该方法还可包括将至少一个导电层电镀至所述弹性电介质材料上，使得电镀的导电材料与所述可焊接的导电基座部件电接触。
其它方面涉及将触头安装在导电表面或基板上的方法。在这样的方法中，所述触头可具有其上电镀有至少一个导电层的弹性电介质芯，使得所述电镀层与所述触头的导电基座电接触。在一个示例性实施方式中，该方法大体上包括：将所述触头供送至表面安装技术(SMT)机；拾取该接地触头；将所述触头布置至导电表面；以及将所述触头附接至所述导电表面。
从稍后提供的详细描述将会清楚本公开的其它方面和特征。此外，本公开的任一或多个方面可单独实施或者与本公开的任一或多个其它方面任意组合。应理解，详细描述和具体实施例尽管表明本公开的示例性实施方式，但是仅用于说明之目的，而不意图限制本公开的范围。
附图说明
这里所述的图仅用于说明之目的，而绝不意图限制本公开的范围。
图1是PCB接地方案的立体图，其中切除了该PCB的一部分以示出用于建立PCB接地迹线至电磁干扰(EMI)接地表面或屏蔽的接地电接触和/或提供结构稳定性的传统质子交换膜型支脚；
图2是图1所示的PCB的立体图；
图3是PCB的立体图，其中切除了一部分以示出根据本公开示例性实施方式的电镀触头，其可用于建立从PCB上的导电接地迹线至安装至该PCB的电磁干扰(EMI)屏蔽的一部分的电接触；
图4是图3中所示的电镀触头的立体图；
图5是图4中所示的电镀触头的下部立体图；
图6是根据示例性实施方式具有机加工垫圈的电镀触头的分解立体图；
图7是根据示例性实施方式具有模压垫圈的电镀触头的分解立体图；
图8是根据示例性实施方式的电触头的立体图；
图9是图8中所示触头的分解立体图，其中基座部件从电镀弹性芯分解出来；
图10是图8中所示的电镀触头的剖视图；
图11是图8中所示的电镀触头的俯视平面图，其具有根据示例性实施方式仅为了说明之目的而提供的示例性尺寸；
图12是图8中所示的电镀触头的侧视图，其具有根据示例性实施方式仅为了说明之目的而提供的示例性尺寸；
图13是沿着图12中所示的线13-13剖取的电镀触头的剖视图，其具有根据示例性实施方式仅为了说明之目的而提供的示例性尺寸；
图14是根据示例性实施方式可用作图8中所示的电镀触头的基座部件或支撑层的垫圈的立体图；
图15是图14中所示的垫圈的俯视图，其具有根据示例性实施方式仅为了说明之目的而提供的示例性尺寸；
图16是图14中所示的垫圈的侧视图，其具有根据示例性实施方式仅为了说明之目的而提供的示例性尺寸；
图17是图14中所示的垫圈的剖视图，其具有根据示例性实施方式仅为了说明之目的而提供的示例性尺寸；
图18是图17中所示的指定部分的视图，其具有根据示例性实施方式仅为了说明之目的而提供的示例性尺寸；
图19是电镀触头的另一示例性实施方式的立体图；
图20是图19所示的电镀触头的下部立体图；
图21是图19中所示的电镀触头的分解立体图；
图22是图19中所示的电镀触头的另一分解立体图；
图23是图19中所示的电镀触头的俯视图；
图24是图19中所示的电镀触头的侧视图；
图25是图19中所示的电镀触头的剖视图；
图26是根据示例性实施方式的PCB的立体图，其中切除了一部分以示出图19中所示的电镀触头，借此该电镀触头可用于建立从PCB上的导电接地迹线至安装至该PCB的电磁干扰(EMI)屏蔽的一部分的电接触；
图27是表示根据示例性实施方式可借以将图19的电镀触头表面安装至PCB的示例性方式的局部立体图；
图28是在将图19的电镀触头表面安装至PCB时可使用的示例性焊盘的俯视图，该焊盘具有根据示例性实施方式仅为说明之目的而提供的示例性直径尺寸；
图29是图19中所示的电镀触头的俯视图，该电镀触头具有根据示例性实施方式仅为说明之目的而提供的示例性尺寸；
图30是图19中所示的电镀触头的剖视图，该电镀触头具有根据示例性实施方式仅为说明之目的而提供的示例性尺寸；
图31是根据示例性实施方式可用作图19中所示的电镀触头的基座部件或支撑层的垫圈的立体图；
图32是图31中所示的垫圈的俯视图，该垫圈具有根据示例性实施方式仅为说明之目的而提供的示例性尺寸；
图33是图31中所示的垫圈的侧视图，该垫圈具有根据示例性实施方式仅为说明之目的而提供的示例性尺寸；
图34是图31中所示的垫圈的剖视图，该垫圈具有根据示例性实施方式仅为说明之目的而提供的示例性尺寸；以及
图35是图34中所示的指定部分的视图，该指定部分具有根据示例性实施方式仅为说明之目的而提供的示例性尺寸；
具体实施方式
以下说明在本质上仅是说明性的，绝不意图限制本公开及其应用或使用。应当理解，在所有附图中，相同附图标记表示相同或相应的部件和特征。
如以上所述，印刷电路板通常包括辐射电磁波的电子器件，这些电磁波可致使在发出辐射的电子器件的一定近度内存在的电子装置中出现噪声或不期望的信号。因此，常见的是为发射电磁辐射或者易受电磁辐射影响的电路提供接地，从而允许不中断操作地消散令人不愉快的电荷和电场。除了图1中所示的质子交换膜型支脚，附加接地方案可包括专门为具体应用设计的定制触头。在这样的应用中，定制设计通常例如取决于确切的印刷电路板布局和构造。其它接地方案要求在多层板上形成通孔，但是本发明人意识到这会导致必须对数百个接地迹线重新进行布线。而且，本发明人还意识到在稍后的PCB布局期间常常有必要增设更多接地触头。其它示例性接地方案包括金属弹簧指式触头或利用螺母的硬紧固件。
因此，这里公开的是可与表面安装技术兼容的触头的示例性实施方式。所述触头可例如表面安装成建立从基板上的至少一个导电表面(例如，PCB接地迹线等)至另一导电表面(例如，EMI屏蔽表面、电池触头等)的电路径(例如，接地电接触等)。在一个示例性实施方式中，触头通常包括弹性电介质芯部件(例如，硅橡胶、氯丁橡胶泡沫等)。至少一个导电外层(例如，由填充有银和/或铜的聚氨酯等形成的一个或多个层)电镀至弹性电介质芯部件上。可焊接的导电基座部件(例如，镀锡钢垫圈等)联接至所述弹性芯部件和/或导电外层。基座部件与导电外层电接触。
应当理解，这里所公开的触头的各种实施方式可用于不同用途。例如，这里公开的这种触头的示例性用途为建立从基板上的至少一个导电表面(例如，PCB接地迹线等)至另一导电表面(例如，EMI屏蔽的表面等)的接地电接触。在一些实施方式中，这里公开的一个或多个触头可用于仅提供接地点，从而这些触头不用于与足够高或稳定的电流一起使用以形成或提供数据传输，这与专用于数据传输的一些具有阳连接件和阴连接件的“插座型”连接器组件不同。因此，这里公开的触头在这里也可统称为接地触头，不过这些接地触头也可用于或者另选地用于其它合适用途。所构想的这样一个另选应用涉及在两个导电表面(其中一个导电表面可以是电池触头或端子)之间形成电路径。
此外，一些实施方式包括这样的触头，该触头具有其上电镀有至少一个导电层的弹性芯，而没有任何作为基座部件的金属垫圈。其它实施方式包括这样的触头，该触头包括其上电镀有至少一个导电层的弹性芯、以及形成基座部件的电介质或非导电的垫圈。
而且，一些实施方式包括可不与表面安装技术兼容的触头。在这样的实施方式中，可用手或其它机械装置将触头例如安装至PCB。
其它方面涉及制造触头的方法，该触头可与表面安装技术兼容并可被表面安装成建立从基板上的至少一个导电部分至另一导电表面(例如，EMI屏蔽、电池端子或触头等)的电路径(例如，接地电接触等)。在一个示例性实施方式中，该方法通常包括将弹性电介质材料嵌件成型到可焊接的导电基座部件中。该方法还可包括将至少一个导电层电镀到所述弹性电介质材料上，使得电镀层与可焊接的导电基座部件电接触。
其它方面涉及将触头安装在基板的导电表面上的方法。在这样的方法中，触头可具有其上电镀有至少一个导电层的弹性电介质芯，使得该导电层与触头的导电基座电接触。在一个示例性实施方式中，方法通常包括将触头供送到表面安装技术(SMT)机、拾取触头、将触头布置到导电表面上、以及将触头附接至导电表面。
在一些示例性实施方式中，可将触头设置在承载带的口袋内，以通过拾放设备从其获取。在这样的实施方式中，可从所述口袋获取触头，然后通过拾放设备将触头放置到基板上，以建立从基板上的导电表面或部分至诸如EMI屏蔽或电池端子的导电表面之类的另一表面的电路径(例如，接地电接触等)。触头可以构造成与由拾放设备所关联的头部进行的拾起和放置兼容，所述头部例如夹钳、气动头、真空拾放头、吸杯拾放头等。
其它实施方式包括不与SMT设备兼容的触头。在这样的实施方式中，可用手或其它机械装置将触头例如安装至PCB。而且，即使在其中触头与SMT设备兼容的那些实施方式中，安装人员仍可选择用手或利用除SMT设备以外的其它装置安装这样的触头。
图3至图5示出采用本公开的一个或多个方面的示例性触头100。如图3中所示，触头100通常布置在PCB 101和EMI屏蔽103之间。在该位置，触头100因而可帮助建立从PCB接地迹线至EMI屏蔽103的导电部分的接地电接触。因此，触头100在这里还可统称为接地触头，不过触头100还可用于或另选地用于其它合适用途。为触头100构想的这样一个另选应用包括在两个导电表面(其中一个可以是电池触头或端子)之间形成电路径。
触头100可以以与PCB接地迹线形成良好电接触的方式结合(例如，焊接、利用导电粘合剂粘合等)至PCB接地迹线。在一些实施方式中，触头100还可以以对于在触头100、PCB接地迹线及EMI屏蔽103之间形成至少一定程度或期望程度的导电性来说有效的充分接触压力大致压缩在PCB 101与EMI屏蔽103之间。在这样的实施方式中，PCB 101和EMI屏蔽103可协同产生充分的压缩力以在触头100与PCB接地迹线之间以及/或者在触头100与EMI屏蔽103之间产生充分的接触压力，从而在它们之间建立良好的导电性。
在各种实施方式中，触头100构造成直径约为0.200英寸，高度约为0.180英寸。在一些实施方式中，触头100构造成填充约0.110英寸至约0.160英寸的间隙。另选实施方式可包括构造和尺寸不同的触头。该段提供的尺寸仅用于说明之目的而非限制(本文公开的所有尺寸都是如此)。
参照图5，触头100包括弹性芯104以及至少一个导电外表面或层108(例如，由一个或多个导电材料或层形成的外壳等)。触头100还包括导电的可焊接的基座部件或支撑层112。用在这里时，术语“可焊接的”大体是指能够与焊料进行融合、接合和/或冶金结合以形成导电的接头、连接或接口的能力。然而，在其它实施方式中，触头可构造成不具有任何可焊接的基座部件。在这样的另选实施方式中，触头可代之以构造成使得可不使用任何金属垫圈作为接口而将电镀物和/或芯直接焊接至板。其它实施方式包括这样的触头，该触头具有其上电镀有至少一个导电层的弹性芯以及形成基座部件的电介质或非导电的垫圈。
触头100优选构造成允许通过拾放设备操作和处理以表面安装至例如PCB(或其它基板)。有利的是，这可允许以相对较低的成本将触头100安装至PCB和其它基板。尽管触头100可构造成与SMT设备兼容，但是操作人员仍可选择用手或利用除SMT设备以外的其它机械装置安装触头100。而且，另选实施方式可包括不与表面安装技术兼容的触头。
触头100还可构造有特定形状和尺寸的基座部件112，用于例如在已利用SMT设备将触头100放置到PCB上但还没有将触头100焊接到PCB接地迹线上的安装过程期间，防止翻转。在一些实施方式中，基座部件112优选由可焊接的材料形成，从而有助于将触头100焊接到PCB接地迹线，以建立从触头100至PCB接地迹线的导电路径。
基座部件112可借助模制、粘合、机械手段(例如，压接、倒钩、夹等)、其它合适方法等附接至弹性芯104。作为示例，图6和图7示出可分别用于触头200、300的金属垫圈的两种不同构造。如图6中所示，触头200包括机加工垫圈212。有利的是，机加工垫圈212可构造有边缘或肩部216，其可有助于或利于与电镀相关的浸入过程。换言之，所述边缘或肩部216可提供合适的区域，用于在弹性电介质材料204被浸没到具有待电镀到电介质材料204上的材料的容器或者浴器中时在垫圈212上进行夹持和保持。
如图7中所示，触头300包括模压垫圈312。有利的是，该模压垫圈312可构造有下唇部320，其用于加强垫圈312与电介质材料304之间的结合。
可根据例如具体应用而对触头的基座部件使用另选材料、构造和制造过程(例如，拉拔过程等)。例如，其它实施方式可包括通过拉拔过程制造并设置在承载件上的垫圈，该承载件则还可有助于电镀期间触头的浸渍或浸没。
现在参照图8至图10，示出了实施本公开的一个或多个方面的触头400。如图所示，触头400包括弹性芯404和至少一个导电外表面或层408。触头400还包括导电基座部件或支撑层412。
触头400包括多个槽424，这些槽之间限定指状件428。指状件428可协同限定触头400的大致倒圆的上部432(例如，尖顶拱形等)。槽424可允许指状件428相互独立地挠曲。而且，当另一表面抵靠触头的上部432时，槽424以及内芯材料(例如，硅树脂、氯丁橡胶泡沫等)的弹性还可允许指状件428彼此相向地向内压缩并朝向基座部412向下压缩。例如当触头400被压缩地夹在PCB和EMI屏蔽之间，从而存在施加至指状件428的具有大致平行于触头400的纵向轴线的向下分量的载荷或力时，可能会发生上述挠曲或压缩。当使加载表面不与指状件428接触时(例如，在移除EMI屏蔽以维修该EMI屏蔽下的PCB电子器件之后，等等)，内芯材料的弹性特性于是就会使指状件428返回其未加载位置。形成触头的芯404的材料可优选选择成在触头400的使用期间不会达到芯材料的屈服点并且材料不会发生塑性变形。因此，这些特征因而在安装过程期间可以在EMI屏蔽(或另一表面)相对于触头400的上部432沿任一方向可滑动地运动时防止该EMI屏蔽被勾住。
对于触头来说另选构造(例如，形状、轮廓、材料、更多或更少的指状件和槽等)也是可行的，例如其中触头不包括任何指状件和槽的实施方式。例如，图19至图25示出了不包括任何指状件和槽的触头500。触头500包括其上电镀有至少一个导电层508的弹性电介质芯504。触头500还包括与导电层508电接触的导电基座512(例如，金属垫圈等)。
在一些实施方式中，还可针对具体安装定制或定做触头的具体形状。具体构造可例如取决于空间考虑和/或为了产生对于在PCB和EMI屏蔽之间形成一定水平或期望水平(例如，在某些实施方式中的最小水平等)的导电性来说有效的充分接触压力所需要或期望的压缩程度。
在图8至图10所示的实施方式中，基座部件412示出为具有大致圆形形状。另选实施方式可包括非圆形的基座部件，这例如至少部分取决于触头400的许可余地或空间以及/或者待表面安装触头400的具体基板和导电表面的形状和尺寸。
基座部件412可借助模制、粘合、机械手段(例如，压接、倒钩、夹等)、其它合适方法等附接至弹性芯404。然而，所用的具体方法应当优选能承受焊料回流温度(例如，高达450华氏度等)并保持其机械特性和电学特性。
在一些优选实施方式中，弹性内芯404嵌件成型至基座部件412。在其它实施方式中，使用粘合剂来附接基座部件412。在这些另选实施方式中，可使用任何合适的粘合剂，只要在基座部件412和导电外层408之间维持电路径即可。尽管一些实施方式包括导电粘合剂(例如，填充有颗粒的导电压敏丙烯酸粘合剂等)，但是其它实施方式可包括电介质或非导电粘合剂，只要在基座部件412和电镀层408之间至少维持充分的电路径即可。
对于这里公开的任一触头的各种部件都可使用宽范围的材料。例如，触头400可具有由弹性挠曲、可变形、弹性、一致、柔顺和/或可压缩的材料形成的弹性内芯404，所述材料也可是电介质或非导电的。在一些实施方式中，内芯404由相对较软的硅橡胶形成。其它实施方式包括由氯丁橡胶泡沫形成的内芯。内芯404还可由可弹性挠曲的材料形成，该材料在本质上是弹性的，具有足够的弹性模量，使得指状件428可借助力从未加载位置移动到加载位置，然后在该力去除后返回至其未加载位置，而不会超过材料的屈服点。
导电外层408也可由宽范围的材料形成，所述材料优选是具有足以用于EMI应用的足够低的阻抗且能够通过该材料导电的导电材料。在一个具体实施方式中，外层408包括填充有银和/或铜的聚氨酯，其以厚度约为0.015英寸的层的形式电镀到芯404上。
基座部件412优选由可焊接的导电材料形成。基座部件412还优选由足够刚硬或刚性的材料形成，从而使触头400具有足够的刚度以允许利用现有SMT机有效操作和处理触头400。因此，在其它合适材料之中，可用于基座部件412的宽范围材料包括金属、涂覆有可焊接的导电材料(例如，铜、镍、金、银、锡等)的塑料。在一个具体实施方式中，基座部件412由1/2硬的冷轧钢形成，其厚度约为0.010英寸且镀有锡，镀层厚度为约0.000050英寸至约0.000100英寸。另选的是，基座部件412可使用其它合适的材料和尺寸。例如，一些实施方式包括由电介质或非导电材料形成的基座部件。在其它实施方式中，触头构造成不包括任何形成基座部件的垫圈。在这些实施方式中，电镀和/或弹性芯材料可构造成允许不通过金属垫圈接口而直接焊接至板。
图19至图25示出触头500的另一优选实施方式，触头500包括其上电镀有至少一个导电层508的弹性电介质芯504。触头500还包括与导电层508电接触的导电基座512(例如，金属垫圈等)。在图19中所示的例示实施方式中，触头500的腔510的侧壁不经电镀，使得弹性电介质芯504保持暴露。但是触头500的顶表面部511被电镀(或者设有导电材料)，从而使其导电。在某些但不必要是全部实施方式中，触头500的锥形或斜表面部513也可电镀(或设有导电材料)从而是导电的。另选实施方式可包括腔510的基本整个内壁都被电镀(或设有导电材料)，使得弹性电介质芯504基本被覆盖而不暴露。在各种实施方式中，导电层508的厚度可设置或应用(例如，电镀、喷涂等)至弹性电介质芯504，使得与弹性电介质芯504和基座512之类的其它部件的厚度相比，导电层508的厚度相对较小(因而在图25和图30的剖视图中未示出)。
如图26中所示，触头500大致布置在PCB 501和EMI屏蔽503之间。在该位置，触头500可因而帮助建立从PCB接地迹线至EMI屏蔽503的导电部分的接地电接触。因此，触头500在这里还可统称为接地触头，不过触头500还可或另选地用于其它合适用途。为触头500构想的这样一个另选应用包括在两个导电表面(其中一个可以是电池触头或端子)之间形成电路径。
触头500可以以与PCB接地迹线形成良好电接触的方式结合(例如，焊接、利用导电粘合剂粘合等)至PCB接地迹线。例如，图27示出通过将触头500焊接至PCB 501上的焊盘505(图28)而将触头500表面安装至PCB 501。如图28中所示，焊盘505的形状可基本为圆形并且直径约为0.300英寸。另选的是，可例如根据具体PCB布局、空间考虑等使用其它焊盘构造、形状、尺寸等。
在一些实施方式中，触头500还可以以对于在触头500、PCB接地迹线及EMI屏蔽503之间形成至少一定程度或期望程度的导电性来说有效的充分接触压力大致压缩在PCB 501与EMI屏蔽503之间。在这样的实施方式中，PCB 501和EMI屏蔽503可协同产生充分的压缩力以在触头500与PCB接地迹线之间以及/或者在触头500与EMI屏蔽503之间产生充分的接触压力，从而在它们之间建立良好的导电性。
下表列出了可用于触头的各种示例性材料。该表还提供了各种测试结果，以进一步示出本公开的各个方面及其可能优点。这些测试样品以及示例性测试结果仅为说明之目的而提供，而并非用于进行限制。
在以下的第一个表中，测试了电镀层厚度约为0.015英寸的软硅橡胶以及填充有银/铜的聚氨酯，以获得某些材料特性数据。
材料性能 测试方法 软硅橡胶   填充有Ag/Cu的聚氨酯
  比重   ASTM D792   1.0197   1.8632
  硬度(肖氏A)   ASTM D2240   23   92
  拉伸强度(PSI)   ASTM D412   120.4   1278.2
  延展率(％)   ASTM D412   494.6   63.9
  抗扯性(PPI)，Die C ASTM D624 31.3 214.8
  体积电阻率(欧姆·厘米)   MIL-DTL-83528C段落4.5.10 N/A 6.482
  电学稳定性(欧姆·厘米)   MIL-DTL-83528C段落4.5.9 N/A 0.0054
第二个表列出了关于当在相对较高的温度下暴露相对较短的时间(即，五分钟和十分钟)时导电电镀物的电学性能测试结果。对于该测试来说，记录了三种不同的样品在对流炉中的235摄氏度高温下暴露五分钟和十分钟之前和之后的表面阻抗。第一样品包括电镀有填充银/铜的聚氨酯的硅橡胶，镀层厚度约为0.015英寸。第二测试样品包括电镀有填充银/铜的聚氨酯的氯丁橡胶泡沫，镀层厚度约为0.015英寸。第三测试样品是导电弹性体(EcE 50)。
如从下表中的测试结果可观察到，暴露于高温之后导电电镀物没有显示任何明显劣化的迹象。
Figure A20078004961200171
以下将提供可借以制造具体实施方式的触头(例如，100、200、300、400、500等)的示例性过程的说明。在该实施例中，将成本相对较低的电介质或非导电材料(例如，硅橡胶等)嵌件成型到导电垫圈(例如，金属垫圈等)上。作为示例，可在多个腔基础上进行嵌件成型，例如一次二十个左右。
然后，通过将电介质材料(其嵌件成型至垫圈)浸入或浸没至具有待电镀材料(例如，填充有银/铜的聚氨酯)的容器(例如，浴器等)中而执行电镀过程。为了利于浸入过程，垫圈可具有某种承载件(例如，图6中所示的肩部或凸缘216等)，以允许利用夹具将产品更容易地浸入电镀液中。还可采用除浸入或浸没之外的另选过程来为电介质材料提供导电材料。例如，其它实施方式可包括将导电材料喷涂到电介质材料上。
在该电镀过程中，将导电材料电镀到电介质材料上，从而在电镀物和垫圈之间形成电路径。电镀物通常允许所形成的触头承受与焊料回流过程相关的较高温度(例如，达约450华氏度等)，同时仍保持足以用于EMI应用的相对较低的电阻。
尽管可如上述段落中所述形成触头，但并不要求所有实施方式都如此。例如，其它实施方式可包括电镀以外的其它过程来向弹性电介质芯材料提供导电外层。可使用另选构造(例如，形状、尺寸等)、材料和制造方法(例如，拉拔等)来制造触头。例如，触头的其它实施方式可构造成不具有任何可焊接的基座部件，例如金属垫圈。在这样的另选实施方式中，触头可代之而构造成不使用任何金属垫圈作为接口而直接焊接至板。其它实施方式包括这样的触头，该触头具有其上电镀有至少一个导电层的弹性芯、以及电介质或非导电加强件或基座部件，例如电介质或导电垫圈。
以下将提供借以利用拾放设备(例如，夹钳、气动头、真空拾放头、吸杯拾放头等)将触头安装到基板上的示例性过程。在该实施例中，可将触头(例如，100、200、300、400、500等)储存在连续带盘的口袋内，以通过拾放机的头部(未示出)获取，所述头部例如夹钳、气动头、真空拾放头、吸杯拾放头等。触头可位于塑性承载带的向上开口的口袋中。可将盖条粘接到承载带的顶层，以将触头在口袋内保持就位。承载带在运送给客户之前可卷绕到盘架上或缠绕在盘架周围。收到时，客户可将盘架(与其口袋内的触头一起)安装在自动拾放机的进给器上。承载带可具有沿其一侧或两侧边缘形成的孔，用于通过安装在拾放机中的进给机构进行驱动。在口袋内储存有触头的带以及就位的覆层可以从进给器中的供应盘架解绕。进给器向后剥掉顶部覆层，并且拾放机的头部(未示出)可利用夹钳从带中的相应口袋拾取触头。在从口袋中获取触头之后，头部接着可将触头放置到可预先蒙有焊糊的PCB接地迹线上。然后可将PCB和位于PCB接地迹线顶上的触头送过焊料回流炉(例如红外(IR)、气相、对流等)以熔化焊点并在其间形成电连接和机械连接。通过提供能够利用与组装线生产相关的拾放机从口袋中获取然后放置到PCB上的触头，这里公开的实施方式可允许印刷电路板的组装线生产等提高产量。
安装人员仍可选择用手或利用除SMT设备以外的其它装置安装触头。而且，另选实施方式可包括不与SMT技术兼容的触头。
图11至图13示出以英寸为单位的示例性尺寸，这些尺寸可用于图8至图10中所示的触头400，这仅用于说明之目的而非限制。在图11至图13所示的具体实施方式中，触头400可包括由相对较软的硅橡胶形成的弹性内芯、以及导电外层，该导电外层通过在硅橡胶上电镀填充有银和/或铜的聚氨酯而使层厚达到约为0.015英寸而形成。这里所提供的材料和尺寸仅用于说明之目的，因为触头可根据例如具体PCB布局、空间考虑等而由不同的材料构成并且/或者具有不同尺寸。
图14至图18示出可用作图8中所示的触头400的基座部件或支撑层412的垫圈的示例性实施方式。图15至图18提供可用于垫圈412的以英寸为单位的示例性尺寸，这仅用于说明之目的而非限制。在图15至图18所示的具体实施方式中，垫圈412可具有其中所示的尺寸，但是示出三位小数位的那些尺寸的公差为+/-0.010英寸。在该具体实施方式中，垫圈412可由1/2硬的冷轧钢形成，其厚度约为0.010英寸且镀有锡，镀层厚度约为0.000050英寸至0.000100英寸。也可使用另选的材料和尺寸。例如，根据将放置触头的间隙的具体尺寸，垫圈412(或其它合适的基座部件)可制成更厚或更薄以及/或者具有更小或更大的尺寸。而且，垫圈412不必是圆形的，而是可根据应用为任何合适形状(例如，矩形、椭圆形、梯形、平行四边形等)。
图29和图30示出可用于图19至图25中所示的触头500的以英寸为单位的示例性尺寸，这仅用于说明之目的而非限制。在图29和图30所示的具体实施方式中，触头500可包括由相对较软的硅形成的弹性内芯，所述硅具有有效量的阻燃剂(例如，卤素和/或无卤素阻燃剂等)，以使硅具有由美国安全监测实验室第94号标准确定的防火性能V0。另选的是，其它实施方式可包括由防火性能不同于V0(例如，V1、V2、HB、HF-1等)的硅材料或非硅材料形成的弹性内芯。再有的其它实施方式可包括由不具有任何阻燃剂的硅材料或非硅材料形成的弹性内芯。
继续参照图29和图30，触头500还可具有导电外层，该导电外层通过在硅上电镀填充银和/或铜的聚氨酯使层厚达到约为0.015英寸而形成。这里所提供的材料和尺寸仅用于说明之目的，因为触头可根据例如具体PCB布局、空间考虑等而由不同的材料(例如，具有不同防火性能等的材料)构成并且/或者具有不同尺寸。
图31至35示出可用作图19至图25示出的触头500的基座部件或支撑层512的垫圈的示例性实施方式。图32至图35提供可用于垫圈512的以英寸为单位的示例性尺寸，这仅用于说明之目的而非限制。在图32至图35所示的具体实施方式中，垫圈512可具有其中所示的尺寸，但是示出三位小数位的那些尺寸的公差为+/-0.010英寸。在该具体实施方式中，垫圈512可由1/2硬的冷轧钢形成，其厚度约为0.010英寸且镀有锡，镀层厚度约为0.000050英寸至0.000100英寸。也可使用另选的材料和尺寸。例如，根据放置触头的间隙的具体尺寸，垫圈512(或其它合适的基座部件)可制成更厚或更薄以及/或者具有更小或更大的尺寸。而且，垫圈512不必是圆形的，而是可根据应用而为任何合适形状(例如，矩形、椭圆形、梯形、平行四边形等)。
这里公开的各种触头实施方式可允许显著减少PCB所需的质子交换膜型支脚的数量。例如，一些PCB设计每个板使用十二个支脚，对于结构支撑来说实际上仅需要四个支脚。因此，通过利用这里公开的一个或多个触头代替支脚可显著节约成本。在这样的实施方式中，例如取决于具体应用，可能仍需要使用一些支脚来为PCB提供结构稳定性。
此外，这里公开的触头还可布置在PCB上，且需要重新布线迹线较少。这里公开的触头还可允许以相对较低的成本以较大量制造。
本公开的触头(例如，100、200、300、400、500等)可与表面安装技术兼容。这则会允许利用现有拾放设备(例如夹钳、气动头、真空拾放头、吸杯拾放头等)以相对较低的成本安装至PCB或其它基板。这里公开的一些触头独特地适于利用传统带盘SMT兼容系统安装。在这样的系统中，SMT机的真空(或夹钳)头将触头直接拾取并放置到接地部位，例如PCB的接地迹线上的部位，该部位可预先蒙有焊糊。在适当的制造步骤，焊料回流而将触头结合至PCB接地迹线。因此，本公开的至少一些实施方式可不需要专用的或定制的安装设备而安装。
这里所用的某些术语仅用于参考目的，因而不用于进行限制。例如，“上”、“下”、“上方”、“下方”之类的术语是指所参照的图中的方向。“前”、“后”、“后方”、“底部”、“侧”描述的是在一致的任意参照系中部分部件的方位，通过参考描述所涉及的部件的文字和相关附图会清楚该参照系。这类术语可包括以上具体所述的词语、其派生以及具有类似含义的词语。类似地，除非上下文中清楚表明，否则术语“第一”、“第二”以及涉及结构的其它此类数词不暗含顺序或次序。
当介绍元件或特征以及示例性实施方式时，词语“一”、“该”以及“所述”用于指存在一个或多个这样的元件或特征。术语“包括”、“包含”以及“具有”是指包含，并且意味着除了具体指出的以外还可能存在附加元件或特征。还应理解，除非特别表明为执行顺序，否则这里所述的方法步骤、过程以及操作不应解释为必需要求其以所述或所示的具体顺序执行。还应理解，可采用附加或另选步骤。
本公开的描述在本质上仅为示例性的，因而不背离本公开精神的变动理应在本公开的范围内。这样的变动不应当视为背离本公开的精神和范围。

Claims (22)

1、一种触头，该触头与表面安装技术兼容并可表面安装成建立从基板上的至少一个导电表面至另一导电表面的电接触，该触头包括：
弹性电介质芯部件；
电镀到所述弹性电介质芯部件上的至少一个导电外层；以及
可焊接的导电基座部件，其与所述弹性芯部件和所述导电外层中的至少一个联接，并与该导电外层电接触。
2、如权利要求1所述的触头，其中所述弹性电介质芯部件嵌件成型至所述基座部件。
3、如权利要求1所述的触头，其中所述基座部件包括金属垫圈。
4、如权利要求1所述的触头，其中：
所述弹性电介质芯部件包括硅橡胶和氯丁橡胶泡沫中的至少一种；
所述导电外层包括载有导电颗粒的聚氨酯；并且
所述基座部件包括镀锡冷轧钢。
5、如权利要求1所述的触头，其中该触头由能承受高达约450华氏度的焊料回流温度的材料形成。
6、如权利要求1所述的触头，其中该触头包括具有多个槽的上部，在这些槽之间限定指状件，并且其中这些指状件构造成在对着这些指状件施加具有大致向下的力分量的载荷时，彼此相向地向内挠曲并朝向所述基座部件向下挠曲。
7、如权利要求6所述的触头，其中所述指状件协同而将所述上部限定成具有大致尖顶拱形形状。
8、一种印刷电路板，其具有与权利要求1的触头的基座部件结合的接地迹线。
9、如权利要求1所述的触头，其中该触头与电磁干扰屏蔽或电池的至少一个导电表面电接触。
10、一种制造触头的方法，该触头与表面安装技术兼容并可表面安装成建立从基板上的至少一个导电部分至另一导电表面的电接触，该方法包括：
将弹性电介质材料嵌件成型至可焊接的导电基座部件；以及
将至少一个导电层电镀至所述弹性电介质材料上，使得所述电镀导电层与所述可焊接的导电基座部件电接触。
11、一种将触头安装在导电表面上的方法，该触头具有其上电镀有至少一个导电层的弹性电介质芯，该方法包括：
将所述触头供送至表面安装技术机，即SMT机；
拾取所述触头；
将所述触头布置在导电表面上；以及
将所述触头附接至所述导电表面。
12、如权利要求11所述的方法，其中所述附接包括将所述触头的基座焊接或粘合至所述导电表面，借此建立从所述导电表面至与所述触头的基座电接触的电镀层的电路径。
13、如权利要求11所述的方法，其中所述触头构造成通过SMT机放置到预先蒙有焊糊的印刷电路板，即PCB的接地迹线上，并且其中该方法还包括在所述触头的基座位于所述焊糊上的同时执行焊料回流处理，从而将所述触头的基座焊接至所述接地迹线，并在其间形成电连接和机械连接。
14、如权利要求11所述的方法，其中所述SMT机包括至少一个用于拾取所述触头的夹钳头，或者构造成拾取和放置带盘进给部件的高速门架系统上的真空头。
15、如权利要求11所述的方法，该方法还包括供应具有至少一个面向上的口袋的承载带，所述触头位于所述口袋中，使得可由SMT机的夹钳头或真空头从所述口袋中获取所述触头。
16、如权利要求11所述的方法，其中拾取所述触头包括从承载带的至少一个口袋中获取所述触头。
17、如权利要求11所述的方法，该方法还包括将所述触头压缩地夹在印刷电路板，即PCB的接地迹线与电磁干扰屏蔽，即EMI屏蔽的导电表面之间，使得所述触头建立从该EMI屏蔽的导电表面至所述PCB接地迹线的接地电路径。
18、如权利要求11所述的方法，其中所述附接包括将所述触头的基部焊接或粘合至PCB接地迹线和EMI屏蔽的导电表面其中之一。
19、如权利要求18所述的方法，其中所述PCB接地迹线预先蒙有焊糊，并且其中该方法还包括在所述触头的基座位于所述焊糊上的同时执行焊料回流过程，从而将所述触头的基部焊接至所述PCB接地迹线，并在其间形成电连接和机械连接。
20、一种触头，该触头用于建立从至少一个导电表面至另一导电表面的电接触，该触头包括：
弹性电介质芯部件；
电镀到所述弹性电介质芯部件上的至少一个导电外层；以及
具有多个槽的上部，在这些槽之间限定指状件，这些指状件被构造成在对着这些指状件施加具有大致向下的力分量的载荷时，彼此相向地向内挠曲并朝向所述基座部件向下挠曲。
21、如权利要求20所述的触头，其中该触头由能承受高达约450华氏度的焊料回流温度的材料形成。
22、如权利要求20所述的触头，其中所述指状件协同而将所述上部限定成具有大致尖顶拱形形状。
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