CN102548206B - 金手指、端子和通信设备主板 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种金手指、端子和通信设备主板，涉及电连接领域，能够延长金手指的使用寿命，支持带电插拔的同时提高覆盖有该金手指的端子以及通信设备主板的工作可靠性。一种金手指，包括：并排设置于印刷电路板的同一端侧的第一金手指组和第二金手指组；一种端子，所述端子包括有上述金手指的印刷电路板，以及设置在印刷电路板上用于电连接的接插件；一种通信设备主板，包括有上述的端子，以及用于数据处理的主电路板，所述端子与所述主电路板相连。
Description
技术领域
本发明涉及电连接领域，尤其涉及一种金手指、端子和通信设备主板。
背景技术
当需要将两片印刷电路板进行电连接时，经常会在一片印刷电路板上覆盖俗称“金手指”的边缘接头，该覆盖有金手指的印刷电路板称为端子；同时，在另一片印刷电路板上添加与端子配合的母端子。将端子上的金手指插进母端子里，通过端子上的金手指与母端子内的金属面(通常为镀金面)相接触实现电连接。
目前在通信领域，许多服务器之间或服务器与其它设备之间的电连接也需要通过覆盖有金手指的端子和对应的母端子相配合实现。服务器的特殊性要求服务器时刻保持带电状态，当服务器的某个模块由于坏损需要更换时，只可通过带电插拔的方式更换服务器的坏损模块。
通常，在带电插拔的瞬间，端子的金手指和母端子的金属面之间容易形成电弧，电弧是高温高导电率的游离气体，电弧会严重破坏金手指的镀金表面，缩短端子的使用寿命；且在带电插拔过程中，端子和母端子之间因为受力不均匀，导致电连接的稳定性不高，端子的工作可靠性易受到影响。
发明内容
本发明实施例提供一种金手指、端子和通信设备主板，能够延长金手指的使用寿命，支持带电插拔的同时提高覆盖有该金手指的端子以及通信设备主板的工作可靠性。
本发明实施例的技术方案包括：
一种金手指，包括：
并排设置于印刷电路板的同一端侧的第一金手指组和第二金手指组；
所述第一金手指组包括：电性连接的至少一个金手指单元对，属于同一所述金手指单元对的金手指单元分别设置于所述印刷电路板的同一端侧的两面，其中，在同一所述金手指单元对中，设置于所述印刷电路板第一面的金手指单元的长度大于设置于印刷电路板第二面的金手指单元的长度；
所述第二金手指组包括：电性连接的一个金手指单元对，属于所述金手指单元对的金手指单元分别设置于所述印刷电路板的同一端侧的两面，所述第二金手指组的金手指单元的长度相同并且大于所述第一金手指组的金手指单元的长度。
一种端子，所述端子包括有上述金手指的印刷电路板，以及设置在印刷电路板上用于电连接的接插件。
一种通信设备主板，所述通信设备主板包括有上述的端子，以及用于数据处理的主电路板，所述端子与所述主电路板相连。
在本发明实施例的技术方案中，所述金手指包括并排设置于印刷电路板的同一端侧的第一金手指组和第二金手指组，所述第一金手指组包括：电性连接的至少一个金手指单元对，所述第二金手指组包括：电性连接的一个金手指单元对。其中，在第一金手指组中，设置于所述印刷电路板第一面的金手指单元的长度大于设置于印刷电路板第二面的金手指单元的长度；另外，第二金手指组中的金手指单元的长度大于任一第一金手指组的金手指单元的长度。当覆盖有所述金手指的端子插入带电的对应母端子的瞬间，第二金手指组的金手指单元的长度最大，最先接触母端子的对应接头；并且在第一金手指组中，设置于印刷电路板第一面的金手指单元的长度大于印刷电路板第二面上的金手指单元的长度，印刷电路板第一面上的金手指单元先于印刷电路板第二面上的金手指单元接触母端子上的对应接头。电性连接使得印刷电路板第二面上的金手指单元之间的电势差与母端子上的对应接头之间的电势差相等，在印刷电路板第二面上的第一金手指组的金手指单元接触母端子上的对应接头时不会出现电弧现象，保护了较短的金手指单元，延长了金手指的使用寿命；并且，由于金手指设置于印刷电路板的两面，增加了覆有该金手指的印刷电路板，即端子与母端子之间的压接力，使得该端子的两面受力较为均匀，提高了端子的工作可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中印刷电路板第一面结构示意图一；
图2为本发明实施例中印刷电路板第二面结构示意图一；
图3为本发明实施例中印刷电路板第一面结构示意图二；
图4为本发明实施例中印刷电路板第二面结构示意图二；
图5为本发明实施例中图1中A-A截面示意图；
图6为本发明实施例中印刷电路板第二面结构示意图三；
图7为本发明实施例中端子结构示意图；
图8为本发明实施例中服务器主板结构示意图一；
图9为本发明实施例中服务器主板结构示意图二；
图10为本发明实施例中服务器结构示意图。
附图标记说明：
1-印刷电路板； 2-印刷电路板第一面；3-第一金手指组；
4-第二金手指组； 5-第一金手指单元对；6-第二金手指单元对；
7-第三金手指单元对； 8-印刷电路板第二面；9-过孔；
10-端子； 11-导线组； 12-第一接头；
13-第二接头； 14-服务器主板； 15-服务器机身；
16-母端子。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种金手指，如图1所示，该金手指包括：
并排设置于所述印刷电路板1的同一端侧的第一金手指组3和第二金手指组4；
所述第一金手指组3包括：电性连接的至少一个金手指单元对，属于同一所述金手指单元对的金手指单元分别设置于所述印刷电路板的同一端侧的两面，其中，在同一所述金手指单元对中，设置于所述印刷电路板第一面2的金手指单元的长度大于设置于印刷电路板第二面3的金手指单元的长度；
所述第二金手指组4包括：电性连接的一个金手指单元对，属于所述金手指单元对的金手指单元分别设置于所述印刷电路板的同一端侧的两面，所述第二金手指组4的金手指单元的长度相同并且大于所述第一金手指组3的金手指单元的长度。
在本发明实施例中，端子与母端子之间的电性连接主要依靠印刷电路板第二面8的各金手指单元与母端子之间的配合实现。
在本发明实施例的一个具体场景中，如图1或图2所示，所述第一金手指组3包括第一金手指单元对5和第二金手指单元对6，在第一金手指单元对5或第二金手指单元对6中，设置于所述印刷电路板第一面2的第一金手指组3的金手指单元的长度大于设置于印刷电路板第二面8的第一金手指组3的金手指单元的长度。
进一步地，如图1或图2所示，为了方便描述，将所述第二金手指组4包括的金手指单元对称为第三金手指单元对7，所述第三金手指单元对7的两个金手指单元的长度均大于所述第一金手指组3的金手指单元的长度。
覆盖有上述金手指的端子与对应的母端子之间传导交流电，电性连接的第一金手指单元对5通过母端子与火线连接，电性连接的第二金手指单元对6通过母端子与零线连接，电性连接的第三金手指单元对7通过母端子与地线连接。
在将端子插入对应的母端子的过程中，由于第三金手指单元对7的两个金手指单元的长度相同并且大于其余各金手指单元的长度，第三金手指单元对7的金手指单元首先通过母端子与地线接触进而连接，一般来说，在该接触的瞬间不会发生电弧现象；接着，在第一金手指单元对5和第二金手指单元对6的设置于印刷电路板第一面2上的金手指单元通过母端子分别与火线、零线接触进而连接后，第一金手指单元对5和第二金手指单元对6的设置于印刷电路板第二面8上的金手指单元还未与母端子接触前，第一金手指单元对5和第二金手指单元对6设置于印刷电路板第一面2上的两个金手指单元之间的电势差与母端子上的火线与零线之间的电势差相等，由于第一金手指单元对5的金手指单元之间电性连接，第二金手指单元对6的金手指单元之间电性连接，故而第一金手指单元对5和第二金手指单元对6之间的电势差与母端子上的火线与零线之间的电势差相等；由于第一金手指单元对5与第二金手指单元对6设置于印刷电路板第二面8上的金手指单元最短，故而最后与母端子接触进而电性连接，由于第一金手指单元对5与第二金手指单元对6之间的电势差和火线与零线之间的电势差相等，在接触瞬间，第一金手指单元对5与第二金手指单元对6和母端子之间不会发生电弧现象，不会损伤印刷电路板第二面8上的金手指单元的表面。
需要说明的是，在该具体场景中，设置于印刷电路板第一面2上的第一金手指组3以及第二金手指组4的金手指单元在与母端子接触瞬间，端子上的金手指和母端子之间的瞬间电压较大，可能会产生电弧现象。
在同一具体场景中，将端子拔出对应的母端子的过程中，设置于印刷电路板第二面8上的第一金手指组3的两个金手指单元首先与母端子脱离，但设置于印刷电路板第一面3上的第一金手指组3的两个金手指单元仍然与母端子接触，并且第一金手指组3的第一金手指单元对5的两个金手指单元之间电性连接，第二金手指单元对6的两个金手指之间电性连接，则在设置于印刷电路板第二面8上的第一金手指组3的两个金手指单元与母端子脱离瞬间，印刷电路板第二面8上的第一金手指组3的两个金手指单元之间的电势差仍与火线与零线之间的电势差保持一致，设置于印刷电路板第二面8上的第一金手指组5的金手指单元与母端子之间不会产生电弧现象。
在本发明实施例的上述具体场景中，为了防止用电器(例如服务器)在工作过程中漏电使接触该用电器外壳的人员触电，第三金手指单元对7用于通过母线与地线连接，并且为了保证在用电器的“电路部分”，即本发明实施例中的第一金手指单元对5和第二金手指单元对6接入电路前或断开电路后用电器的外壳与大地相连，第三金手指单元对7的金手指单元的长度大于第一金手指单元对5以及第二金手指单元对6的各金手指单元。
在本发明实施例的另一个具体场景中，如图3或图4所示，所述第一金手指组3包括第一金手指单元对5，在第一金手指单元对5中，设置于所述印刷电路板第一面2的第一金手指组3的金手指单元的长度大于设置于印刷电路板第二面8的第一金手指组3的金手指单元的长度。
进一步地，如图3或图4所示，为了方便描述，将所述第二金手指组4包括的金手指单元对称为第二金手指单元对6，所述第二金手指单元对6的两个金手指单元的长度均大于所述第一金手指组3的金手指单元的长度。
覆盖有上述金手指的端子与对应的母端子之间传导直流电，电性连接的第一金手指单元对5与母端子高电位极连接，电性连接的第二金手指单元对6与母端子低电位极连接。
在将端子插入对应的母端子的过程中，由于第二金手指单元对6的两个金手指单元的长度相同并且大于其余各金手指单元，第二金手指单元对6的金手指单元首先与母端子的低电位极接触，在接触的瞬间不会发生电弧现象；接着，第一金手指单元对5设置于印刷电路板第一面2上的金手指单元与母端子的高电位极接触，此时可能发生电弧现象，在第一金手指单元对5设置于印刷电路板第一面2上的金手指单元与母端子的高电位极接触后，设置于印刷电路板第一面2上的第一金手指单元对5的金手指单元与第二金手指单元对6的金手指单元之间的电势差等于母端子的高电位极与低电位极之间的电势差，由于第一金手指单元对5的两个金手指单元之间电性连接，设置于印刷电路板第二面8上的第一金手指单元对5的金手指单元与第二金手指单元对6的金手指单元之间的电势差也等于母端子的高电位极与低电位极之间的电势差，在印刷电路板第二面8上的第一金手指单元对5的金手指单元与母端子的高电位极接触时，由于两端之间无电势差，不会发生电弧现象，不会损伤印刷电路板第二面8上的金手指单元的表面。
需要说明的是，在该具体场景中，设置于印刷电路板第一面2上的第一金手指组3以及第二金手指组4的金手指单元在与母端子接触瞬间，端子上的金手指和母端子之间的瞬间电压较大，可能会产生电弧现象。
在同一具体场景中，将端子拔出对应的母端子的过程中，印刷电路板第二面8上的第一金手指单元对5的金手指单元最先脱离母端子的高电位极，在脱离瞬间，由于印刷电路板第一面2上的第一金手指对5的金手指单元以及第二金手指对单元6仍然与母端子的对应电极相连，故印刷电路板第二面8上的第一金手指单元对5的金手指单元与母端子的高电位极之间不存在电势差，不会发生电弧现象。端子继续从对应的母端子中拔出，印刷电路板第一面2上的第一金手指单元对5的金手指单元脱离母端子的高电位极的瞬间，印刷电路板第一面2上的第一金手指单元对5的金手指单元的电势变为近乎零，此时与母端子的高电位极之间存在较大的电势差，印刷电路板第一面2上的第一金手指单元对5的金手指单元与母端子的高电位极之间易发生电弧现象。
由于电弧为高温高导电率的游离气体，会严重破坏发生电弧现象处的金手指的镀金表面，故而在本发明实施例的技术方案中，可认为所述印刷电路板第一面2为所述印刷电路板的非工作面，所述印刷电路板第二面8为所述印刷电路板的工作面，本发明实施例的技术方案相当于牺牲印刷电路板第一面2，即非工作面的金手指单元来保护印刷电路板第二面8，即工作面的金手指单元，延长印刷电路板第二面8的金手指单元的使用寿命，当印刷电路板第一面2的金手指单元由于插拔次数过多而失效后，端子仍可以继续使用，此时的端子相当于现有技术中的只有一面覆有金手指的端子，仍可以继续实现端子与母端子之间的电性连接，延长了端子的使用寿命。
进一步的，由于本发明实施例中的端子的两面均覆盖有金手指，金手指的存在增大了端子的厚度，使得端子与母端子连接后，端子与母端子之间的压接力增大，端子的两面的受力较为均匀。并且，由于端子两面的属于同一金手指单元对的金手指之间电性连接，使得金手指与母端子之间不易出现接触不良等不良现象，增强了端子的工作可靠性。
在本发明实施例中，属于同一金手指单元对的两个所述金手指单元之间电性连接，至少可通过如下两种方法实现：
第一种：属于同一金手指单元对的两个所述金手指单元远离所述印刷电路板的端侧的一端相连。
以第一金手指单元对5为例进行说明，图5为图1或图3中的A-A截面结构示意图，从图5中可以看出，属于第一金手指单元对5的两个金手指单元远离印刷电路板1的端侧的一端相连。
第二种：属于同一金手指单元对的两个所述金手指单元通过设置于任一所述金手指单元表面的过孔电性连接。
如图6所示，可分别在第一金手指单元对5、第二金手指单元对6以及第三对金手指单元对7的金手指单元的表面上设置过孔9，过孔9不仅可以是通孔式，还可以是掩埋式。所谓通孔式过孔是指穿通印刷电路板1上所有敷铜层的过孔；掩埋式过孔则仅穿通印刷电路板1中间几个敷铜层面，仿佛被其它敷铜层掩埋起来。
本发明实施例中的金手指可由在覆铜的所述印刷电路板1上镀金属的制作工艺制成，所述金属可以为金、铜、银、镍等金属中的一种，或至少两种金属的合金，可根据实际需要选取合适的金属。
本发明实施例还提供一种端子，如图7所示，所述端子10为覆盖有上述金手指的印刷电路板1，以及设置在印刷电路板上用于电连接的接插件。
所述端子10上还设置有用于连接通信设备主板的导线组11与第一接头12。
具体的，该通信设备主板可以是服务器主板、路由器主板、DSLAM(DigitalSubscriber Line Access Multiplexer)主板、内存条等。
本发明实施例还提供一种服务器主板14，如图8所示，所述服务器主板14上设置有上述端子10，以及用于数据处理的主电路板，所述端子与所述主电路板相连。
所述服务器主板14上设置有用于与所述端子10连接的第二接头13，通过所述第二接头13与所述第一接头12的连接，将所述端子设置于服务器主板上。
进一步的，可将所述端子10与服务器主板14集成，如图9所示。
服务器主板14设置于服务器机身15内，所述服务器机身15内可设置有用于与所述服务器主板14上的端子10连接的母端子16，如图10所示。
在本实施例的技术方案中，所述金手指包括并排设置于印刷电路板的同一端侧的第一金手指组和第二金手指组，所述第一金手指组包括：电性连接的至少一个金手指单元对，所述第二金手指组包括：电性连接的一个金手指单元对。其中，在第一金手指组中，设置于所述印刷电路板第一面的金手指单元的长度大于设置于印刷电路板第二面的金手指单元的长度；另外，第二金手指组中的金手指单元的长度大于任一第一金手指组的金手指单元的长度。当覆盖有所述金手指的端子插入带电的对应母端子的瞬间，第二金手指组的金手指单元的长度最大，最先接触母端子的对应接头；并且在第一金手指组中，设置于印刷电路板第一面的金手指单元的长度大于印刷电路板第二面上的金手指单元的长度，印刷电路板第一面上的金手指单元先于印刷电路板第二面上的金手指单元接触母端子上的对应接头。电性连接使得印刷电路板第二面上的金手指单元之间的电势差与母端子上的对应接头之间的电势差相等，在印刷电路板第二面上的第一金手指组的金手指单元接触母端子上的对应接头时不会出现电弧现象，保护了较短的金手指单元，延长了金手指的使用寿命；并且，由于金手指设置于印刷电路板的两面，增加了覆有该金手指的印刷电路板，即端子与母端子之间的压接力，使得该端子的两面受力较为均匀，提高了端子的工作可靠性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种金手指，其特征在于，包括：
并排设置于印刷电路板的同一端侧的第一金手指组和第二金手指组；
所述第一金手指组包括：电性连接的至少一个金手指单元对，属于同一所述金手指单元对的金手指单元分别设置于所述印刷电路板的同一端侧的两面，其中，在同一所述金手指单元对中，设置于所述印刷电路板第一面的金手指单元的长度大于设置于印刷电路板第二面的金手指单元的长度；
所述第二金手指组包括：电性连接的一个金手指单元对，属于所述金手指单元对的金手指单元分别设置于所述印刷电路板的同一端侧的两面，所述第二金手指组的金手指单元的长度相同并且大于所述第一金手指组的金手指单元的长度；
其中，所述印刷电路板第一面为所述印刷电路板的非工作面，所述印刷电路板第二面为所述印刷电路板的工作面。
2.根据权利要求1所述的金手指，其特征在于，任一所述电性连接包括：
属于同一金手指单元对的两个所述金手指单元远离所述印刷电路板的端侧的一端相连。
3.根据权利要求1所述的金手指，其特征在于，任一所述电性连接包括：
属于同一金手指单元对的两个所述金手指单元通过设置于任一所述金手指单元表面的过孔电性连接。
4.根据权利要求1所述的金手指，其特征在于，所述第一金手指组包括的所述电性连接的金手指单元对的数量为两个。
5.根据权利要求1-4任一项权利要求所述的金手指，其特征在于，
所述金手指由在覆铜的所述印刷电路板上镀金属的制作工艺制成，所述金属包括金、铜、银、镍中的一种，或至少两种金属的合金。
6.一种端子，其特征在于，所述端子包括有如权利要求1-5任一项所述金手指的印刷电路板，以及设置在印刷电路板上用于电连接的接插件。
7.一种通信设备主板，其特征在于，所述通信设备主板包括有如权利要求6所述的端子，以及用于数据处理的主电路板，所述端子与所述主电路板相连。
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