CN102655280A

CN102655280A - 电连接器

Info

Publication number: CN102655280A
Application number: CN2012100501896A
Authority: CN
Inventors: 伯特·威廉·埃金斯; 乔治·E·福克斯; 小托马斯·D·贝朗格
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2011-03-02
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: US8197264B1; DE102012002883A1; DE102012002883B4; CN102655280B

Abstract

公开了电连接器。提供了一种连接器组件，连接器组件包括沿着长度延伸且具有由第一表面和相对的第二表面限定的纵向高度的主体。至少一个端子穿过主体伸出。端子包括从第一表面延伸的用于与配对连接器电连接的叶片。端子还包括从第二表面延伸的引脚。接头具有凸表面并且接头在引脚的末端形成，没有任何孔穿过接头形成。凸表面适于在接收到预定的信号时与电子部件的安装表面电连接。

Description

电连接器

技术领域

一种或多种实施方式涉及电连接器组件以及将电连接器组件附接到电路板的方法。

背景

在Pavlovic的编号为7,458,828的美国专利中公开了电连接器的一个实施例。

附图的简要描述

图1是根据至少一种实施方式的电连接器组件的顶部透视图，示出了管线式连接器(in-line connector)和电路板；

图2是图1的电连接器组件的顶部平面视图；

图3是图1的电连接器组件的端子的放大侧视图；

图4是图3的端子的前视图；

图5是沿着剖面线5-5的图4的端子的一小段的剖面视图；

图6是沿着剖面线6-6的图3的端子的剖面视图；

图7是根据另一种实施方式的电连接器组件的顶部平面视图；

图8是沿着线8-8的图7的电连接器组件的在端子的形成位置的示意剖面视图；

图9是图8的电连接器组件的在端子的焊接位置的示意剖面视图；

图10是图8的电连接器组件的在芯被附接的位置的示意剖面视图；以及

图11是图8的电连接器组件的在芯被分离的位置的示意剖面视图。

详细描述

按需要，在此公开了本发明的详细实施方式；然而，要理解的是，所公开的实施方式仅是可以用不同的和可选的形式实现的本发明的实施例。附图不一定按比例绘制；可以放大或缩小一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为是限制性的，而仅仅是教导本领域中的技术人员以不同的方式使用本发明的代表性基础。

参考图1，示出了根据一实施方式的电连接器组件，并且通常通过数字20引用。连接器组件20连接附接到线束24的配对管线式连接器22和电路板26。通常，连接器组件20提供有表面安装端子，表面安装端子被配置用于维持到电路板26的电连接并用于消散多余的热量。

连接器组件20包括具有大致矩形形状的主体28。主体28沿着长度延伸并具有通过第一表面30和相对的第二表面32限定的纵向高度。主体28由电绝缘的聚合材料形成。

连接器组件20包括一系列穿过主体28伸出的表面安装端子34。每个端子34包括叶片36和引脚38。每个叶片36从主体28的第一表面30延伸，用于与固定在管线式连接器22中的母端子(未示出)电连接。管线式连接器22围绕纵向的插入轴A-A平移以与连接器组件20连接。

每个引脚38从第二表面32延伸并附接到电路板26的安装表面40。电路板26可以包括布置在安装表面40上用于外部接入的导电衬垫42。其他的导电引线(未示出)可布置在安装表面40的下方。接头(tab)44在引脚38的末端形成。接头44被附接(例如，焊接)到对应的衬垫42，用于与电路板26电连接。为了简便起见，只在图1中示出了两个衬垫42，然而，电路板26包括用于与每个接头44电连接的衬垫42或其他的导电表面。

连接器组件20还可以包括通孔端子48。通孔端子48穿过电路板26延伸。在示出的实施方式中，连接器组件20包括两个穿过主体28的端部伸出的通孔端子48。在表面安装端子34被焊接在适当位置之前，通孔端子48可用于将连接器组件20定位在电路板26上。

参考图1和图2，连接器组件20可以包括具有不同大小(横截面积)的表面安装端子34和通孔端子48。可以基于通过电路的电流量选择端子34、48的大小。例如，示出的实施方式的连接器组件20包括较小的表面安装端子35，每一个具有1.2mm的宽度，并且最大额定电流为10安培。所示实施方式还包括较大的表面安装端子37，每一个具有2.8mm的宽度，并且最大额定电流为15安培。通孔端子48可以用于运送更高电流值的电路，因为将较大的端子焊接到电路板26可能是困难的或耗时的。例如，在示出的实施方式中，通孔端子48每一个具有6.3mm的宽度，并且最大额定电流为35安培。

表面安装端子34的引脚38在主体28和电路板26之间向内延伸以优化板26上的封装。表面安装端子34穿过主体28的第一侧部分50和第二侧部分52伸出。穿过第一侧部分50伸出的端子34偏离穿过第二侧部分52伸出的对应的端子34以避免端子34的相邻的引脚38之间的接触。通过向内而不是向外延伸引脚38，连接器组件20在电路板26上产生较小的“足印”或占据较小的表面面积。在示出的实施方式中，每个端子34向内延伸，使得接头44略微超出主体28的宽度延伸。接头44延伸超出主体28的宽度的程度可取决于封装问题、热问题或制造问题。连接器组件20的其他的实施方式使用具有不超出主体28的宽度延伸的接头44的端子34；或者使用具有远远超出主体28延伸的接头44(未示出)的端子34。

根据至少一种实施方式，使用回流焊接工艺将表面安装端子34附接到电路板26。回流焊接是一种本领域中熟知的工艺，其包括将粉状焊料和焊剂(未示出)的粘合剂混合物施加到接头44上，用于暂时地将每个端子34附接到电路板26上的衬垫42。然后加热每个接头44直到粘合剂混合物变成液态。可以使用红外灯、烙铁或热风束(hot air pencil)加热接头44。液态焊料冷却以在每个接头44和衬垫42之间形成电连接(或焊点)。

根据至少一种实施方式，连接器组件20包括在主体28的外围表面形成的用于方便回流焊接的一系列槽口54。每个槽口54在第一表面30和第二表面32之间延伸。表面安装端子34的每个接头44可与槽口54中的一个对齐。如在图2中所示，接头44与槽口54纵向地对齐，使得每个接头44被定位在槽口54的正下方。这样的对齐允许红外灯192(在图9中示出)穿过槽口54发射红外信号以接触接头44。槽口54还可允许使回流焊接工艺自动化。连接器组件20的其他的实施方式包括超出主体28的宽度延伸的接头44(未示出)。这样的实施方式在主体28中不包括槽口54，因为接头44对于焊接而言已经是可达的。

连接器组件20包括用于支撑在电路板26上的支撑件56。支撑件56从在主体28的端部的第二表面32延伸。通孔端子48可以穿过支撑件56延伸。连接器组件20还包括从主体28的中间部分延伸的用于支撑在电路板26上的支柱58。支撑件56和支柱58支撑连接器组件20并限制传输到接头44和电路板26之间的电连接的任何负载。

图3-6示出了一个表面安装端子34的放大视图。在一种实施方式中，端子34被配置成插入主体28。端子34包括倒钩(barbs)60，倒钩60从叶片36和引脚38之间的、端子34的中间部分延伸。倒钩60啮合主体28内的特征(未示出)用于固定端子34。端子34还包括栓62，用于限制端子34插入到主体28中的深度。连接器组件20的其他的实施方式将主体28铸造在表面安装端子34上，这可以去除倒钩60和栓62(未示出)。

引脚38包括第一部分74和第二部分76。第一部分74与主体28和电路板26之间的叶片36垂直地延伸。在第一部分74和主体28的第二表面32之间的间隔限定了用于方便从引脚38散热的空气间隙77。第二部分76从第一部分74延伸并以角α远离主体28。在第二部分76上的引脚38的末端形成接头44。

例如，在连接器组件20的一种实施方式中，较小的表面安装端子35的引脚38形成为具有8.16mm总长度的外形。第一部分74的长度大约为4.0mm，以及第二部分76以大约62度的角α延伸。

现有技术的表面安装端子经常形成为从对应的叶片(未示出)以钝角延伸的线型引脚外形。这样的现有技术的端子容易在端子的引脚和电路板之间无意中产生电接触，尤其在高电压条件下。相比于现有技术，第一部分74相对于叶片36的垂直方位增加了引脚38和电路板26之间的间隔，因此限制了无意中的电接触。

接头44的几何形状方便了端子34和电路板26之间的坚固的电连接。接头44形成为在凸表面80的对面具有凹槽78的大致的球体形状。凹槽78通过内部的纵向半径82和内部的横向半径84限定。凸表面80通过外部的纵向半径86和外部的横向半径88限定。

例如，在连接器组件20的一种实施方式中，较小的表面安装端子35形成有具有0.9mm的内部纵向半径82以及0.4mm的内部横向半径84的凹槽78。凸表面80以1.50mm的外部的纵向半径86以及0.40mm的外部的横向半径88形成。

接头44的凸表面80增加了与电路板26电连接的表面面积。在回流焊接工艺中，在液态焊料90中存在的表面张力导致作用于接头44的法向力。现有技术的扁平的接头(未示出)趋向于在这样的条件下变形而远离电路板，导致不良的电连接。其他的现有技术接头(未示出)包括穿过接头形成的孔以减小表面张力。接头的球体形状允许焊料90随着焊料90的凝固关于凸起表面80向上牵引(draw)。焊料的牵引增加了电连接的总的表面积并且减轻了表面张力而不需要任何穿过接头44形成的孔。

接头44的球体形状提高了回流焊接工艺的效率。在焊接过程中，红外信号可从接头44反射开。然而球体形状允许最初反射自接头44的一些红外信号被吸收在接头44的凹槽78内。

在接头44中形成的凹槽78方便连接器组件20的电气测试。测量设备(例如伏特计)包括用于接触电路的不同位置以进行电气测量的测试探针。凹槽78为捕获进行这样的测量的测试探针提供了方便的位置。

至少一种实施方式的端子34通过冲压诸如铜合金的导电材料的细长条形成。然后例如用镍和锡镀层来涂覆端子34，以减少端子34的腐蚀。可以使用辅助操作以通过立体挤压接头44的边缘形成接头44的球体形状。这一立体挤压过程趋向于将镀层滚压在任何暴露的铜上以最大限度地减少腐蚀。另外，端子34在接头44处被局部变薄，这减少了要焊接的区域的热阻。包括第一部分74和第二部分76的引脚38的外形可以在端子34插入主体28之前通过弯曲操作形成。可替代地，引脚38的外形可以在端子34插入主体28之后形成。

参考图7-9，示出了根据另一实施方式的电连接器组件，并通常通过数字120引用。连接器组件120连接到电路板126。连接器组件120包括具有第一表面130和相对的第二表面132的主体128。连接器组件120包括穿过主体128伸出的表面安装端子134。端子134包括分别从第一表面130和第二表面132延伸的叶片136和引脚138。引脚138包括在末端形成的接头144。端子134被定位成使得较小的表面安装端子135穿过主体128的第一侧部分150伸出，较大的表面安装端子137穿过主体128的第二侧部分152伸出。

连接器组件120可以包括在主体128的外围表面形成的用于方便回流焊接的第一槽口154和第二槽口156。第一槽口154邻近第一侧部分150形成并在第一表面130和第二表面132之间延伸。每个第一槽口154与较大的表面安装端子137的接头144对齐。第二槽口156邻近第二侧部分152形成并在第一表面130和第二表面132之间延伸。如在图7中所示，单个第二槽口156可以与在两个相邻的较小的表面安装端子135上形成的接头144对齐。

连接器组件120不是对称的，并且可以包括用于辅助装配的定位特征(“防差错结构”)。例如，如果连接器组件120关于纵向轴旋转180度，端子134可能不与电路板126的对应的衬垫(未示出)对齐。连接器组件120包括用于支撑组件120承受任何纵向负载的支柱158。在连接器组件120的一种实施方式中，支柱158中的一个比另一个长，并延伸到穿过电路板126形成的孔中(未示出)。这样的特征充当“防差错结构”并方便连接器组件120到板126的正确定位。

连接器组件120可以包括用于从端子134散热的特征。端子处的多余热量可能损坏在端子134和电路板126之间的电连接。连接器组件120包括穿过主体128的中间部分形成的、沿着主体128的长度延伸的一系列的狭槽160。狭槽160在第一表面130和第二表面132之间伸出。连接器组件120包括适于附接到主体128用于从端子134散热的散热器芯162。芯162由导热的且电绝缘的材料形成。芯162包括具有一对凸起166的细长的基部164，一对凸起166从基部164纵向地延伸。凸起166附接到狭槽160内的主体128。凸起166被互相间隔开以形成通道168。主体128包括在每个狭槽160内纵长延伸的用于啮合凸起166的脊170。

图8-11示出了将连接器组件120连接到电路板126的方法。芯162适于相对于主体纵向地平移并提供不同的功能。

图8示出了在每个端子134附接到主体128之后，形成大致垂直的端子的引脚138的外形。在一种实施方式中，端子134最初形成为具有引脚138的细长形状，且引脚138实质上与叶片136成一直线。芯162被附接到主体128，使得凸起166延伸到狭槽160中，并且基部164布置在第二表面132附近。当成形工具172朝主体128平移时，芯162作为成形芯轴以形成引脚138的外形。成形工具172使引脚138关于芯162发生塑性和弹性变形。一旦移除成形工具172，引脚138弹性地变形回到在图9中所示的引脚138的剖面位置。连接器组件120的其他的实施方式考虑了在端子134附接到主体128之前形成表面安装端子134的引脚138的外形。

端子的引脚138每一个包括第一部分174和第二部分176。第一部分174垂直于叶片136在主体128和电路板126之间延伸。在第一部分174和主体128的第二表面132之间的间隔限定了方便从引脚138散热的空气间隙177。第二部分176从第一部分174延伸并远离主体128。接头144在第二部分176上、在引脚138的末端形成。

参考图9-11，芯162被配置成纵向地从初始位置平移到最终位置，在初始位置芯162被附接到主体128(图9)，在最终位置芯162与主体128分离并与每个引脚138接触(图11)。

参考图9，可以使用回流焊接工艺将表面安装端子134附接到电路板126。接头144与槽口156纵向对齐，使得每个接头144定位在槽口156的正下方。该对齐允许红外灯192发射红外信号194穿过槽口156以接触接头144，用于熔化布置在接头144上的焊料，并在端子134和电路板126之间形成电连接。

接头144的温度是回流焊接工艺的控制焊料的熔化和冷却的重要参数。因为芯162是由导热材料形成的，所以在焊接过程中芯162附接到主体128并与引脚138间隔开。该间隔阻止芯162在回流焊接工艺中通过传导从端子134散热。

参考图10和图11，在完成回流焊接工艺之后，芯162从主体128分离。当芯162承受纵向负载时，芯162适于平移离开主体128的第二表面132。管线式连接器122包括突出部196，突出部196沿着纵向的插入轴A-A从连接器122延伸。突出部196与狭槽160中的一个对齐，并穿过狭槽160延伸以接触芯162。随着管线式连接器122朝向连接器组件20平移，突出部196延伸到芯162的通道168中并接触基部164。芯162由半柔性材料形成，使得当突出部196将负载施加到基部164时，芯162的凸起166向内收缩并脱离脊170。指定突出部196的长度大小以将芯162平移到与每个端子的引脚138的第一部分174接触。连接器组件120的其他的实施方式考虑了多个突出部196从管线式连接器122延伸。

在接头144被焊接到电路板126之后，将芯162安装在主体128和端子134之间是困难的。通过使用管线式连接器122将芯162从主体128分离，芯162被定位于与端子134接触而不需要对装配过程增加任何附加步骤。

尽管芯162与主体128分离，但芯162被捕获在主体128和端子134之间。凸起166保持与狭槽160的内部接触，这阻止芯162相对于主体128的长度滑动。

参考图11，芯162从端子134散热。在电路板126的电气操作过程中，热量从端子134传递到芯162。芯162通过传导将热量传递到其他的端子134。芯162还充当散热器并通过对流将热量传递到空气间隙177(流体介质)。另外，芯162由电绝缘材料形成，这阻止芯162在不同的端子134之间传输电信号。

虽然以上描述了本发明的实施方式，但不意在这些实施方式描述了本发明的所有可能的形式。相反，在说明书中使用的词是描述性的词而不是限制性的词，并且可以进行多种变化而不偏离本发明的精神和范围。另外，可以组合多种实施方式的特征以形成本发明的其他的实施方式。

Claims

1.一种连接器组件，包括：

主体，所述主体沿着长度延伸且具有由第一表面和相对的第二表面限定的纵向高度；

至少一个端子，所述至少一个端子穿过所述主体伸出，所述端子具有从所述第一表面延伸的用于与配对连接器电连接的叶片，所述端子还具有从所述第二表面延伸的引脚；以及

接头，所述接头具有在所述引脚的末端形成的凸表面且没有任何孔穿过所述接头形成，所述凸表面适于在接收到预定的信号时与电子部件的安装表面电连接。

2.如权利要求1所述的连接器组件，其中所述接头具有凹槽，所述凹槽形成在所述接头中并且定位在所述凸表面的对面用于接收所述预定的信号，所述接头适于吸收由所述预定的信号产生的热量以熔化布置在所述接头上的粘合剂混合物从而将所述接头电连接到所述安装表面。

3.如权利要求1所述的连接器组件，其中所述接头形成球体形状。

4.如权利要求1所述的连接器组件，其中所述主体具有形成在外围表面中的至少一个槽口，并且所述槽口在所述第一表面和所述第二表面之间延伸，并且其中所述接头与所述槽口对齐用于接收穿过所述槽口的所述预定的信号。

5.如权利要求4所述的连接器组件，其中所述主体具有形成在所述主体中的一系列槽口，并且其中，每一个槽口与至少一个接头对齐。

6.如权利要求1所述的连接器组件，其中所述引脚还包括：

第一部分，所述第一部分从所述叶片垂直向内延伸，所述第一部分与所述第二表面间隔开以方便从所述端子散热；以及

第二部分，所述第二部分从所述第一部分延伸并远离所述主体，所述第二部分具有形成在所述第二部分上的所述接头。

7.如权利要求6所述的连接器组件，其中所述端子包括多个穿过所述主体伸出的端子，所述端子的所述引脚共同地限定在所述主体和每个端子的所述第一部分之间的纵向延伸的空气间隙。

8.如权利要求7所述的连接器组件，还包括围绕所述主体的中央部分布置的且在所述空气间隙内的芯，当承受纵向负载时，所述芯适于从所述主体分离以啮合每个端子的所述引脚。

9.一种连接器组件，包括：

至少一个端子，所述至少一个端子穿过所述主体伸出，所述端子具有叶片，所述叶片从所述第一表面延伸用于与附接到线束的配对连接器电连接，所述端子还具有从所述第二表面延伸的引脚；

接头，所述接头形成在所述引脚的末端且具有形成在所述接头上的凸表面，用于在接收到预定的信号时与电子部件的安装表面电连接；以及

芯，所述芯在所述第二表面的附近附接于所述主体并定位在与所述端子间隔开的第一位置，当承受纵向负载时，所述芯适于从所述主体分离到啮合所述端子的第二位置。

10.如权利要求9所述的连接器组件，其中所述芯由电绝缘且导热的材料形成，用于从所述端子散热。

11.如权利要求9所述的连接器组件，其中所述主体具有穿过所述主体的中央部分在所述第一表面和所述第二表面之间形成的狭槽。

12.如权利要求11所述的连接器组件，其中所述芯还包括：

细长的基部，所述细长的基部布置在所述主体的所述第二表面附近；以及

一对凸起，所述一对凸起从所述基部纵向地延伸并互相间隔开以在所述凸起之间形成通道，在所述第一位置所述凸起适于在所述狭槽内附接到所述主体，并且当所述芯承受施加到所述通道中的横向负载时，所述凸起从所述主体分离。

13.如权利要求9所述的连接器组件，其中所述端子包括多个穿过所述主体伸出的端子，所述端子的所述引脚共同地限定在所述主体和每个端子的所述引脚之间的纵向延伸的用于容纳所述芯的空气间隙。

14.如权利要求9所述的连接器组件，其中所述接头形成球体形状。

15.如权利要求9所述的连接器组件，其中所述主体具有形成在外围表面中的至少一个槽口并且所述槽口在所述第一表面和所述第二表面之间延伸，并且其中所述接头与所述槽口对齐用于接收穿过所述槽口的所述预定的信号。

16.一种电连接的方法，用于将连接器组件电连接到电子部件的表面，所述方法包括：

提供主体，所述主体具有穿过其伸出的至少一个端子，所述端子具有各自从所述主体的相对的表面延伸的叶片和引脚；

将导热的芯附接到所述主体，使得所述芯与所述引脚间隔开；

加热每个引脚的末端部分，用于将所述引脚电连接到电子部件的安装表面；

将所述芯与所述主体分离；以及

将所述芯与所述引脚啮合。

17.如权利要求14所述的方法，还包括将所述芯附接到穿过所述主体的中央部分形成的狭槽的附近。

18.如权利要求15所述的方法，还包括：

提供配对连接器，所述配对连接器具有大小适于容纳每个叶片的母端子，所述配对连接器具有从所述配对连接器的中央部分纵向延伸的突出部；

将所述配对连接器移向所述连接器组件；以及

将所述突出部延伸到所述狭槽中以接触所述芯，并将所述芯从邻近所述主体的第一位置平移到邻近所述端子的第二位置。

19.如权利要求14所述的方法，还包括：

将所述引脚弯过所述芯以形成第一引脚部分；以及

释放所述引脚以在所述第一引脚部分和所述主体之间形成空气间隙。

20.如权利要求14所述的方法，还包括发射红外信号穿过在所述主体的外围表面中形成的槽口以接触在所述引脚的末端上形成的接头，用于熔化布置在所述接头上的粘合剂混合物。