CN102386526A

CN102386526A - 用于将模块保持在电路板上的对准框架

Info

Publication number: CN102386526A
Application number: CN2011102536490A
Authority: CN
Inventors: N·W·斯万格; J·S·麦克莱伦
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2011-06-13
Publication date: 2012-03-21
Also published as: US8092230B2; US20110306219A1

Abstract

一种对准框架(200)，包括耦接在一起以形成底座(204)的多个框架构件(202)，底座配置成包围电子模块(54)从而为电子模块提供保护罩。底座包括形成在框架构件交叉处的拐角(206)。设置在底座的至少一个拐角处的对准构件(220)配置成相对于电连接器(64)将电子模块对准在电路板(52)上，以及从底座的至少一个拐角延伸的耦接构件(210)，其配置成通孔安装到在电路板上的孔(60)，该耦接构件包括保持特征(212)，其配置成与孔的内表面产生压配合。

Description

用于将模块保持在电路板上的对准框架

技术领域

本发明涉及一种用于将电子模块保持在印刷电路板上的对准框架。

背景技术

电路板包括电连接器，其接合位于该电路板上的电子模块。该电连接器电连接该电子模块和该电路板。该电连接器也可以在电子模块和电路板之间形成机械耦接。另外，对准针可用来相对于电连接器将电子模块对准在电路板上。对准针的一端被通孔安装到形成在电路板中的孔。对准针的另一端接合电子模块来将电子模块的电连接器与电路板的电连接器对准。

然而，典型地，对准针需要附加的制造。特别地，电路板中的孔通常由于在制造过程中的不一致性而形成有不同的直径。因此，对准针不能合适地装配在孔内。典型地，对准针被定做适于该对准针要插入的特定的孔。定做对准针需要附加的制造时间和成本。对准针也被限制用于定做该对准针的孔内。替换该对准针需要附加的制造和成本来定做新的对准针。

另外，电连接器可能被暴露在接触电路板和电子模块的灰尘和碎片中。典型地，电路板没有提供覆盖物或其他合适的保护防止使其受到灰尘和碎片的影响。灰尘和碎片可以损坏电路板和/或电子模块。

因此，需要一种将电子模块保持在电路板上同时保护电子模块和电路板不受灰尘和碎片的影响的经济的装置。

发明内容

根据本发明，一种对准框架包括耦接在一起以形成底座的多个框架构件，该底座配置成围绕电子模块来为电子模块提供保护罩。该底座包括形成在框架构件的交叉处的拐角。位于底座的至少一个拐角上的对准构件被配置成相对于电连接器将电子模块对准在电路板上，以及从底座的至少一个拐角上延伸的耦接构件被配置成通孔安装到在电路板上的孔。耦接构件包括配置成与孔的内表面产生压配合的保持特征。

附图说明

图1是电子组件的分解视图；

图2是根据一实施例形成的与对准框架耦接的图1所示的电子组件的分解视图；

图3是如图2所示的被插入到电路板的图2所示的耦接构件的横截面视图；

图4是图2所示的电子组件的透视图；

图5是根据一实施例形成的电子组件框架的底面透视图；

图6是如图5所示的耦接到电子模块的框架的透视图；

图7是根据一实施例形成的电子组件框架的透视图；

图8是根据一实施例形成的可用于电子组件的填充针的透视图；

图9是根据一实施例形成的可用于电子组件的填充针的透视图；

图10是根据一实施例形成的可用于电子组件的填充针的透视图；和

图11是根据一实施例形成的可用于电子组件的填充针的透视图。

具体实施方式

图1示出了具有电路板52和电子模块54的电子组件50。模块54被配置成电和机械耦接到电路板52。电路板52包括底座56和设置在底座56上的电路层58。在示例性实施例中，底座56是加强环氧叠层，例如具有环氧树脂的玻璃丝织物。底座56可以是由美国电气制造业协会限定的FR-4级并且是可以耐火的。底座56包括在其中延伸的孔60。孔60延伸底座56的整个深度62并且具有内表面130。孔60具有直径170。孔60可以被配置成接收相对于电路板52对准模块54的针和/或柱。孔60可以具有由于制造的不一致性而具有不同的直径170。在一个示例性实施例中，孔60也延伸穿过电路层58。

电路层58可以由绝缘材料层形成，比如具有耐高温和耐化学性的聚酰亚胺材料。例如，该绝缘材料可以是Apical、Kapton、UPILEX、VTEC PI、Norton TH、Kaptrex中的一种或者它们的组合。导通路径，例如，信号迹线和/或电力迹线，可以延伸通过绝缘材料。绝缘材料减少由导通路径所传导的热量。电连接器64被设置在电路层58上。电连接器64可以被电耦接到延伸穿过电路层58的导通路径。在示例性实施例中，电连接器64是9x9针组件。替代地，电连接器64可以包括任意数量的针。在另一实施例中，电连接器64可以是任何适于耦接到模块54的连接器。

模块54可以是任何适于耦接到电路板的模块，例如，电压调节模块、电力模块、网络模块、输入/输出模块、存储模块、连接器模块、处理模块等等。模块54包括侧面160和顶面161。模块54具有底座凸缘163。模块具有高度162。模块54包括电连接器66。电连接器66被配置成接合电连接器64。在示例性实施例中，电连接器66是9x9针组件。替代地，电连接器66可以包括任意数量的针。在另一实施例中，电连接器66可以是任何适于耦接到电连接器64的连接器。电连接器64和66在电路板52和模块54之间提供电气耦接。在示例性实施例中，电连接器64和66在电路板52和模块54之间也提供机械耦接。电连接器64和66将模块54保持在电路板52上。

图2是与根据一实施例形成的对准框架118连接的电子组件50的分解视图。框架118被设置成将模块54保持在电路板52上。框架118包括多个框架构件120。框架构件120被耦接在一起形成框架118的底座122。底座122包括拐角124，其形成在一对框架构件120的每一交叉处。底座122的大小适合于放置在电路板52上。底座122具有延伸穿过其中的开口126。电路板52的电连接器64被配置成当底座122被放置在电路板52上时穿过开口126。

耦接构件128从底座122的每一拐角124延伸。耦接构件128被配置成安装到电路板52上。在示例性实施例中，每一耦接构件128被通孔安装到孔60以使得底座122包围电连接器64。耦接构件128可以包括保持特征132，其与孔60的内表面130产生压配合。保持特征132被示出为延伸耦接构件128的长度134的一部分的肋。保持特征132可以延伸耦接构件128的长度134的任何部分或可以延伸耦接构件128的整个长度134。任选地，保持特征132可以沿着耦接构件128的周边延伸。耦接构件128可以包括多个交叉以形成拐角的平侧面。保持特征132可以形成在耦接构件128的拐角处。耦接构件128也可以具有沿着耦接构件128的长度134的不同的直径。保持特征132可以形成在耦接构件128的最大直径上。在另一实施例中，保持特征132可以包括柔性凸缘。替代地，保持特征132可以是锥形的。

图3示出了插入到电路板52的耦接构件128的横截面视图。该横截面视图是在保持特征132处沿着耦接构件128的一部分截得的。图3示出了在耦接构件128的凹陷168的相对侧面上的一对保持特征132。耦接构件128可以包括沿着其周边的任意数量的保持特征132。耦接构件128在保持特征132上具有宽度136。宽度136大于孔60的直径170。当耦接构件128被插入到孔60中时，保持特征132变形以在耦接构件128和孔60的内表面130之间产生压配合。替代地，孔60的内表面130可以变形。保持特征132容许在耦接构件128和具有不同直径170的孔60之间压配合耦接。

在所示的实施例中，耦接构件128也包括锥形端部138，锥形端部138在耦接构件128的端部从宽度140变窄到宽度142。在一个实施例中，耦接构件128可以不包括保持特征132。在这样的实施例中，锥形端部138可以用作保持特征，其中宽度140大于孔60的直径170。锥形端部138变形以在耦接构件128和孔60的内表面130之间产生压配合。替代地，孔60的内表面130变形。

返回来参考图2，电子组件50也可以包括一对耦接板144。每一耦接板144包括一对填充针146。替代地，填充针146可以不耦接到耦接板，而是相互独立。填充针146被配置成被接收在形成于耦接构件128中的开口172(图3所示的)中。填充针146将耦接构件128锁定到电路板52。当填充针146被插入到耦接构件128时，耦接板144被配置抵靠电路板52的底面171齐平放置。

填充针146包括保持特征148。保持特征148在填充针146和耦接构件128之间产生压配合。在所述实施例中，填充针146包括平侧面150，其在拐角152交叉。保持特征148被形成在每个拐角152处。图3示出了填充针146的横截面视图。在保持特征148处，填充针146具有横截面宽度174，其大于形成于耦接构件128中的开口172的直径176。拐角152变形并且接触开口172的内表面173以在填充针146和耦接构件128之间产生压配合。替代地，开口172的内表面173可以变形以接收填充针146。填充针146还包括锥形端部154。锥形端部154还可以用作保持特征以产生与耦接构件128的压配合。

返回来参考图2，电子组件50也可以包括设置于底座122的拐角124处的对准构件(未示出)。替代地，对准构件可以被形成在框架118的任意位置。对准构件被配置成接合模块54。模块54包括形成在模块54的拐角158处的凹陷156。对准构件被配置成接合凹陷156的壁以将电子模块54对准和保持在电路板52上。对准构件可以在模块54上产生作用力以将模块54固定到电路板52。

图4示出了处于组装配置的电子组件50。框架118平齐地放置在电路板52上。耦接构件128(图2所示的)被压配合耦接到孔60以将框架118保持在电路板52上。耦接板144被耦接到框架118以使得填充针146(图2所示的)被压配合到耦接构件128中并且耦接板144与电路板52的底面171平齐放置。底座122围绕电路板52的电连接器64(图2所示的)。底座122中的开口126提供电连接器64的入口。模块54被插入到底座122中的开口126中。模块54的电连接器66接合电路板的电连接器64。框架构件120接合模块的底部凸缘163以将模块54保持在电路板52上。

每个框架构件120沿着模块54的侧面160延伸。在所述实施例中，框架构件120用作模块54的保护罩以限制可能与模块54接触的大量灰尘和碎片。框架构件120具有高度121，其对应于模块54的高度162的至少一部分。框架构件120的高度121也可以延伸模块54的整个高度162。在所述实施例中，一对框架构件164延伸大于模块54的高度。框架构件164被示出为沿着模块54的相对侧面160延伸。任选地，框架构件164可以是相邻的。框架118可以包括任意数量的框架构件164。图4还示出具有凹陷168的框架构件166。凹陷168提供到模块54的入口以使得模块54可以被耦接到电路板52和/或从电路板52中移除。框架构件166被示作沿着模块54的相对侧面160延伸。可选地，框架构件166可以是相邻的。框架118可以包括任意数量的框架构件166。

图5示出了根据一实施例形成并且可以与电子组件50一起使用的框架200。框架200包括框架构件202。框架构件202被耦接以形成底座204。底座204包括在框架构件202的交叉处形成的拐角206。底座204也包括在其中延伸的开口208。框架200被配置成耦接到电路板52以使得框架构件202包围电连接器64。当框架200被耦接到电路板52时，开口208提供到电连接器64的入口。模块54被配置成通过开口208被接收以使得模块54的电连接器66接合电路板52的电连接器64。

框架200为电子模块54提供保护罩。框架200保护电子模块54和电路板52不受灰尘和碎片的影响。框架构件202可以延伸模块54的高度162的至少一部分以限制可能接触模块54的大量的灰尘和碎片。框架构件202也可以延伸模块54的整个高度162。

框架200包括从底座204的每个拐角206延伸的耦接构件210。耦接构件210被配置成压配合到电路板52的孔60中。耦接构件210包括保持特征212，其接合孔60的内表面130。在所述实施例中，耦接构件210包括在拐角216处交叉的平侧面214。保持特征212被形成在每一拐角216处。拐角216变形并且接触孔60的内表面130以在耦接构件210和电路板52之间产生压配合。替代地，孔60的内表面130变形以接收耦接构件210。耦接构件210也包括锥形端部218。锥形端部218也可以用作保持特征212以与电路板52产生压配合。

对准构件220被设置在底座204的每一拐角206处。替代地，对准构件220可以被形成在一对拐角206之间的框架构件202的任一中间位置。对准构件220被配置成接合模块的凹陷156的壁。任选地，对准构件220可以接合模块54的任意部分。对准构件220被配置成将模块54对准和保持在电路板52上。在所述实施例中，对准构件220被弄圆以接合模块54的凹陷156的球形壁。任选地，对准构件220可以具有任意形状，其对应于形成在模块54上的凹陷156的形状。替代地，对准构件220可以是突出部、凹口、轨道等等。对准构件220相对于电路板52对准模块54以使得模块54的电连接器66与电路板52的电连接器64合适地对准。

框架200也包括从框架构件202延伸的闩锁222。图5示出两个从相对的框架构件202延伸的闩锁222。替代地，闩锁222可以从相邻的框架构件202延伸。框架200也可以包括任意数量的闩锁222。闩锁222包括臂224，其配置成沿着模块54的侧面160延伸。钩226被设置在每一臂224的端部。钩226被配置成接合模块54的顶面161以将模块54保持在电路板52上。

图6示出了耦接到模块54的框架200。模块54被插入并穿过框架200中的开口208。模块54通过框架构件202保持在合适的位置。对准构件220接合模块54的凹陷156的壁以使得模块54的电连接器66与电路板52的电连接器64对准。在替代的实施例中，对准构件220包括锁定机构，其接合模块54的相应锁定机构从而将模块54锁定到框架200内。

每个闩锁222的臂224沿着模块54的侧面160延伸。臂224可以被定位为与模块54的侧面160接触。任选地，臂224可以与模块54的侧面160分离。每一闩锁222的钩226与模块54的顶面161平齐放置以保持模块54与电路板52接触。在所述实施例中，模块54的顶面161包括凹陷238。钩226在凹陷238中接合模块。任选地，模块54的顶面161可以不包括凹陷238并且钩226直接接合模块的顶面161。钩226可以在电路板52的方向上提供力。该力可以加强在电连接器64和电连接器66之间的电和/或机械连接。

图7示出了根据实施例形成的并且可以与电子组件50一起使用的框架300。框架300包括框架构件302。框架构件302被耦接以形成底座304，底座304具有形成在框架构件302交叉处的拐角306。底座304也包括在其中延伸的开口308。框架300被配置成耦接到电路板52以使得底座304包围电连接器64。当框架300被耦接到电路板52时，开口308提供到电连接器64的入口。模块54被配置成通过开口308被接收以使得模块54的电连接器66接合电路板52的电连接器64。

框架300为电子模块54提供保护罩。框架300保护电子模块54和电路板52不受灰尘和碎片的影响。框架构件302可以延伸模块54的高度162的至少一部分以限制可能接触模块54的大量的灰尘和碎片。框架构件302也可以延伸模块54的整个高度162。

框架300包括从底座304的每一拐角306延伸的耦接构件310。耦接构件310被配置成压配合到电路板52的孔60。耦接构件310包括保持特征312，其接合孔60的内表面130。在所述实施例中，保持特征312包括形成在耦接构件310的一个端部处的锥形端部314。锥形端部314具有小于孔60的直径170的第一宽度316。锥形端部314也具有大于孔60的直径170的第二宽度318。第一宽度316能使耦接构件310插入到孔60。第二宽度318在耦接构件310和孔60之间产生压配合。保持特征312变形以容许在耦接构件310和具有不同直径170的孔60之间的压配合耦接。替代地，孔60可以变形以接收耦接构件310。

对准构件320被设置在底座304的每一拐角306处。替代地，对准构件320可以被形成在一对拐角306之间的框架构件302的任意中间位置。对准构件320被配置成接合模块54的凹陷156的壁。任选地，对准构件320可以接合模块54的任意部分。对准构件320被配置成将模块54对准和保持在电路板52上。对准构件320包括圆整的凸缘322。圆整的凸缘322接合模块54中的凹陷156的球形壁。凸缘322可以是柔性的以使得凸缘322相对于框架拐角306是可移动的。凸缘322的柔性使得框架300能够接收具有凹陷的模块54，该凹陷可以大小不一致和/或在设计上有所变化。凸缘322可以在模块54上施加一力以保持和对准模块54。在可替代的实施例中，对准构件320可以具有对应于形成在模块54上的凹陷的形状的任意形状。替代地，对准构件320可以是突出部、凹口、轨道等等。对准构件320相对于电路板52对准模块54以使得模块54的电连接器66与电路板52的电连接器64合适地对准。

图8示出了根据一实施例形成的可以与电子组件50一起使用的填充针400。填充针400被配置成接收在耦接构件中，例如，耦接构件128，如图2所示的。填充针400可用来替代图2所示的耦接板144。替代地，图2所示的电子组件50即可以使用耦接板144也可以使用填充针400。任选地，填充针400可以与图7所示的框架300一起使用。在一个实施例中，图5所示的耦接构件210可以适于接收填充针400。

填充针400包括底座402和从底座402延伸的针构件404。底座402被示为圆形的，但是其可以具有任意形状。底座402具有宽度406，该宽度大于形成于电路板52中的孔60的直径170。当填充针400被插入耦接构件128中时，底座402被配置成与电路板52齐平放置。

针构件404包括多个平侧面408。平侧面408在拐角410处交叉。拐角410用作保持特征412从而将填充针400保持在耦接构件128中。保持特征412变形以接合形成在耦接构件128中的开口172的内表面173。任选地，形成在耦接构件128中的开口172可以变形以接收保持特征412。保持特征412与耦接构件128产生干涉配合。填充针400通过由干涉配合产生的摩擦力保持耦接构件128。

针构件404也包括锥形端部414。锥形端部414具有第一宽度416，其大于形成在耦接构件128中的开口172的直径176。锥形端部414具有第二宽度418和针构件404的端部420。第二宽度418小于开口172的直径176。第二宽度418使得填充针能插入到耦接构件128中。第一宽度416也可以通过变形以与耦接构件128之间产生干涉配合而用作保持特征。锥形端部414和保持特征412可以单独使用或者组合使用。

图9示出了根据一实施例形成的填充针450。填充针450包括底座452和从底座452延伸的针构件454。针构件454包括柔性凸缘456。所述实施例包括两个柔性凸缘456。然而，针构件454可以包括任意数量的柔性凸缘456。间隙458设置于两个凸缘456之间，并且分离两个凸缘456。凸缘456被配置成当力施加在凸缘456上时通过至少部分地闭合间隙458来朝向彼此移动。凸缘456作为保持特征来工作以产生与耦接构件128的干涉配合。当插入到耦接构件128时，凸缘456被相互推向对方，从而使得填充针450能够被接收在耦接构件128中。一旦插入到耦接构件128中，凸缘456与耦接构件128之间产生干涉配合以将填充针450保持在其中。

填充针450也包括锥形端部459。随着锥形端部从填充针450的端部460延伸，锥形端部459的直径增加。锥形端部459也可以用作保持特征以在耦接构件128中保持填充针450。锥形端部459和凸缘456可以单独使用也可以组合使用。

图10示出了根据一实施例形成的填充针500。填充针500包括底座502和从底座502延伸的针构件504。保持特征506被设置在针构件504的与底座502相对的一端。保持特征506包括接近针构件504的第一端508和与第一端508相对的第二端510。第一端508具有第一直径512以及第二端具有第二直径514。第一直径512大于第二直径514。第一直径512也大于针构件504的直径516以使得保持特征506的第一端508从针构件504中脱离。

第一直径512大于耦接构件128中的开口172的直径176。第二直径514小于开口172的直径176。第二直径514使得填充针500能被插入到耦接构件128中。第一直径512接合开口172的表面173并且在填充针500和耦接构件128之间产生干涉配合。

图11示出了根据一实施例形成的填充针550。填充针550包括底座552和从底座552延伸的针构件554。针构件554包括第一侧面556和第二侧面558。第一侧面556具有长度560，其大于第二侧面558的长度562。每个第一侧面556被设置在相邻的第二侧面558之间。第一侧面556和第二侧面558在拐角564处交叉。拐角564用作与耦接构件128产生干涉配合的保持特征。填充针550也包括也可以用作保持特征的锥形端部566。

Claims

1.一种对准框架(118，200，300)，包括耦接在一起以形成底座(122，204，304)的多个框架构件(120，202，302)，该底座配置成包围电子模块(54)从而为该电子模块提供保护罩，该底座包括形成在框架构件交叉处的拐角(124，206，306)，该对准框架的特征在于：

对准构件(220，302)位于所述底座的至少一个拐角处，所述对准构件配置成相对于电连接器(64)将所述电子模块对准在电路板(52)上，以及从所述底座的至少一个拐角延伸的耦接构件(128，210，310)，该耦接构件配置成通孔安装到在所述电路板上的孔(60)，该耦接构件包括配置成与所述孔的内表面产生压配合的保持特征(132，212，312)。

2.如权利要求1的对准框架，其中所述耦接构件在所述保持特征处具有大于所述孔的直径的横截面宽度，所述保持特征适于与具有不同直径的孔进行压配合。

3.如权利要求1的对准框架，进一步包括闩锁(222)，该闩锁从至少一个框架构件延伸，该闩锁配置成接合所述电子模块从而将所述电子模块保持在所述电路板上。

4.如权利要求1的对准框架，其中至少一个框架构件具有与所述电子模块的至少一个高度相对应的高度。

5.如权利要求1的对准框架，其中所述对准构件是接合形成于所述电子模块中的凹陷(156)的柔性凸缘(322)。

6.如权利要求1的对准框架，进一步包括填充针(146，400，450)，该填充针配置成被接收在所述耦接构件中，该填充针将所述对准框架固定到所述电路板。

7.如权利要求1的对准框架，其中所述耦接构件具有多个平侧面(214)，所述保持特征形成在由一对平侧面形成的拐角处。

8.如权利要求1的对准框架，其中所述耦接构件具有沿着所述耦接构件的长度的不同的直径，所述保持特征形成在所述耦接构件的最大直径处。

9.如权利要求1的对准框架，其中所述保持特征包括肋，该肋沿所述耦接构件的外表面定位。