CN102842790A - 改进的用于表面贴装的针式插座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于固定到电路板13上的插入式连接器1，包括：一绝缘主体4；至少一个穿过绝缘主体4延伸的可焊接接触件2；其中所述接触件2能够直接接触电路板13表面；其特征在于：至少一个突出于绝缘主体4的可焊接悬臂5、6能够直接接触电路板13的表面，并且组装连接到绝缘主体4上。

Description

改进的用于表面贴装的针式插座

技术领域

本发明涉及一种SMD结构(即，所谓的“表面贴装器件”结构)中使用的插入式连接器，如针式插座(pin strip)。

背景技术

针式插座是安装有(优选地)几排插脚端子的插入式连接器，在电子设备的电路板中使用。其目的是利用多个端子建立一个电路板到另一个电路板或到外围组件的连接，最常用的通过卡槽插座(socket strip)，其包括多个弹簧端子，用于连接针式接线端子的插脚，从而建立电气连接。针式插座常指公头和卡槽插座是指母头。已知的是采用所谓的“通孔插装技术”在电路板上安装这种插入式连接器；这种安装方法是劳动密集型的，当采用所谓的表面贴装方法安装在电路板上安装其他电子元件时是特别不利的。采用表面贴装时，在电路板的表面设置接触点，插入式连接器靠近接触点设置。因此，不太使用所谓的通孔插装连接插入式连接器，而是大多在电路板顶面采用焊接连接。已知的如欧洲专利EP 0612204B1所述的表面贴装中使用的这种插入式连接器的设计的缺陷在于完成插入连接的过程中施加到偏离实际的插入方向的方向上的力会导致插入式连接器从电路板断开，特别是当电路板上通过插入式连接器对连接有相当笨重和/或不能弯曲的电缆组件时，和/或插入式连接器上连有需要启动以解锁插入连接的锁定机构时，这种力的作用是不确切的。因此需要一种相对可靠的方法将插入式连接器机械固定到电路板或相对电路板机械固定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合用于表面贴装(SMD结构)的插入式连接器，其能够保证与或相对于电路板的更好的机械固定。该目的通过权利要求所述的插入式连接器以及各独立权利要求所述的组件、用途及方法实现。优选实施例是不同情况下的从属权利要求的主题。应该注意本发明权利要求中引述的各个特征可以结合到本发明的任何技术有益方式及描述的其他实施例中。说明书，特别是结合附图的说明书进一步详细描述了本发明。

本发明涉及一种在电路板上用于表面贴装或表面粘附的插入式连接器。该插入式连接器包括一绝缘主体。该绝缘主体采用不导电塑料如聚乙烯制成。所述绝缘主体采用，例如，注射成型工艺制成。根据本发明，所述插入式连接器包括至少一个(优选地多个)通过绝缘主体延伸的可焊接接触件。例如，在本发明涉及的针式插座的插入式连接器中，这些可焊接接触件是若干针形接触件。本发明制成的插入式连接器的中心距一般为1.00-5.08mm，也可以为0.3-0.8mm。优选实施例中采用间距为2.54mm(1/10英寸)的双排针。根据本发明，总孔数可以是2孔至64孔，其中孔数是指接触件的插孔数目。为了保证表面的可贴装性，各接触件可以直接接触电路板表面。本发明的插入式连接器的特征在于：至少一个突出于绝缘主体的可焊接悬臂(cantilever)直接接触电路板表面并组装连接到所述绝缘主体。本发明中所述的组装包括，例如，所述悬臂和所述绝缘主体之间的强制组装连接(positive-fit connection)，可以通过例如注射成型实现。根据本发明的另一实施例，例如，可以采用在凸块(lug)上固定的凸块连接，该种方式通过冷成型或热成型的凸块外部突出端实现。这种插入式连接器和电路板(该电路板设有至少一个例如金属的悬臂)之间附加的可焊接接触点给插入式连接器提供了附加的支撑，在其概念设计中除了在电路板上提供一可焊接接触表面外不需要任何其它的电路板处理。因此，在已知的在插入连接建立和释放时通常存在力作用的情况下，上述方法避免了因偏离实际插入方向的力作用导致插入式连接器从电路板上断开的问题，特别是当电路板上通过插入式连接器对电气连接相当笨重和/或不能弯曲的电缆组件时，和/或插入式连接器上连有需要启动以解锁插入连接的锁定机构时。应理解的是，所述悬臂的突出是指悬臂突出于各接触件占据的绝缘主体的中心区，突出方向垂直于该区域的纵向方向。

本发明中，一方面用于接触件另一方面用于至少一个悬臂的接触点使得：例如，在元件装配前，可表面贴装的插入式连接器的连接面或接触面可以通过丝网印刷技术采用焊膏印刷在电路板上；以及在元件装配后，插入式连接器可以以合适的方法焊接到电路板上。回流焊接工艺适合用于在电路板顶面实现上述目的。电路板底面上的可表面贴装的插入式连接器可以，例如，首先粘接到底面，然后采用波峰浴或波峰流体浴将剩余的元件焊接在一起，这里所述电路板两个面上均设置有混合元件或SMDs。

本发明中，为了提供相对较大的插入式连接器的接触面，所述接触件包括一邻近电路板表面并基本平行于电路板表面延伸的部件。例如，所述接触件具有一弯曲结构。优选地，这些部件垂直于上述纵向方向延伸。更优选地，所述悬臂在该方向上具有一大于各接触件的这些部件的延伸部。

根据本发明的插入式连接器的另一优选实施例，如果所述连接器按照预期安装好了，上述平行于电路板表面延伸的部件面向电路板，以能够光学检测上述焊接，即上述从绝缘主体突出的接触件的部件。因此，本发明的插入式连接器还适合进行自动光学焊接检测。

根据本发明的另一优选实施例，所述绝缘主体优选地具有一条形网和若干悬臂。所述若干可焊接的悬臂设置在所述网的端面，即其狭窄侧部，在这些实施例中所述悬臂均垂直于所述网的纵向方向。所述悬臂和所述绝缘主体具有双T形(例如，在电路板的顶面)。这样可以为电路板上的插入式连接器提供可靠的支撑。例如，所述悬臂沿两端的横向方向突出于所述网约1/2网的宽度。

为了避免附加的处理步骤，建立持久且仅可以通过施加外力解开的连接，所述绝缘主体和可焊接的悬臂优选地通过过盈配合方式相互连接。例如，绝缘主体上设置至少一个凸块(lug)。所述凸块沿例如纵向方向离开绝缘主体。该凸块插入悬臂上的互补孔中。采用在悬臂上形成并放置在孔中的至少一个夹紧舌将所述凸块在所述孔中锁紧。

为了机械支撑插入式连接器和其互补件，进一步设置了至少一个可焊接的大致为针形的锁紧件，该锁紧件穿过绝缘主体延伸并带有一基本平行于电路板表面并靠近电路板表面的可焊接部件。所述互补件包括，例如，一对应的插座容纳部件。

本发明涉及一种组件，包括电路板和上述优选实施例中描述的一种焊接到电路板上的第一插入式连接器，如作为第一插入式连接器的针式插座。根据另一优选实施例，进一步设置有一外壳，例如，由塑料制成。该外壳用于容纳电路板和第一插入式连接器，或者固定电路板和第一插入式连接器。在本发明的该组件中，外壳上进一步设有一容纳部件，用于可拆卸地机械固定第二插入式连接器，其与第一插入式连接器互补，如一插座，这样第一和第二插入式连接器在所述容纳部件固定的位置形成电气连接。当插入连接开始形成电气连接时，所述机械固定由外壳上形成的上述容纳部件实现。从而最小化与电路板接触或焊接接触的第一插入式连接器(如针式插座)上的机械应力。该容纳部件可以构造成例如托盘(tray)形状，包括与所述各接触件或锁紧件对应的孔。

在上述组件的一个同时具有上述各种优点实施例中，本发明的插入式连接器可以用在汽车中。

此外，本发明还涉及一种在电路板上进行元件装配的方法，优选地通过自动元件装配机器实现，包括下述步骤：

提供一电路板；

安装至少一个适合于表面贴装(SMD结构)的电子元件；

在电路板上安装至少一个上述优选实施例中描述的插入式连接器；以及

将所述至少一个元件和所述至少一个插入式连接器焊接到电路板上。

附图说明

参考附图，下面将详细描述本发明及本发明的技术内容。需要注意的是附图描述的是本发明的优选实施例，其并不用于限制本发明。附图示意性地描述了：

图1是本发明的插入式连接器的透视图，图中是针式插座1；

图2是本发明组件的透视图，包括针式插座、电路板和容纳部件的外壳；

图3是相应的剖视图。

具体实施方式

图1是本发明的一个具体实施例，其中显示了以一针式插座作为本发明的插入式连接器1。该插入式连接器1包括由塑料制成的一体绝缘主体4。该绝缘主体4包括网状中间区和位于其两端面的板5，板5分别垂直于绝缘主体的纵向方向延伸。具有矩形截面的针形可焊接接触件2(例如，由铜制成)通过包覆成型技术插入绝缘主体4的网状中间区。这些接触件2用于与一互补的第二插入式连接器(该实施例中指的是一卡槽插座，其未显示在图中)建立电气连接。所述接触件2设置在规则的网格中，包括两排。接触件2包括一弯曲部3，其平行于电路板表面(图1中未显示)延伸，该弯曲部3的构造方式为：其表面与电路板表面接触。所述弯曲部3显著地从绝缘主体4的网状部中突出，绝缘主体4的网状中间区与电路板的表面(该图中未显示)设有一段距离。所述距离10及由网状中间区限定的绝缘主体4的纵向方向上的接触件3的暴露使得该组件具有较好的可进入性，从而便利了所述的表面贴装，如在电路板和接触件2之间焊接接触面以及进行焊接的光学检测。为了支撑绝缘主体4并减少接触件2和电路板之间各焊接部的拉伸载荷，通过安装到绝缘主体4上形成的凸块(lug)8上，绝缘主体4的两个端面上的板5上的可焊接金属悬臂6上均设置有凸缘。上述安装通过两个悬臂6上的孔完成，该孔能够容纳与其互补形成凸块8，悬臂6上设置一夹紧舌9用于固定。悬臂6与电路板一起也形成一能够焊接到电路板上的接触面，优选地形成一接触边。

图2和图3显示了本发明的组件，包括电路板13、针式连接器1和外壳14。除了其他的可表面贴装的电子元件18，针式插座1也是可表面贴装的。这里所示的针式插座与图1所示的实施例基本一致，除了这里另外具有针形锁紧件11，用于固定所述卡槽插座(未显示)的位置。与接触件2类似，这些同样是可焊接的锁紧件11包括平行于电路板13延伸的部件3，并能够在各接触点或焊接点15处焊接到电路板13上。所述锁紧件11仅用于机械固定插入连接，而不用于电连接。从图2可明显看出，可焊接的悬臂7突出于接触件2的部件3，以获得有效的支撑。

绝缘主体4上设置有外壳14形成的托盘12。外壳14用于容纳电路板13，托盘12用于容纳与针式插座1互补的卡槽插座(未显示)，该卡槽插座插入托盘12后与针式插座1形成电气连接。一锁紧块16可以靠用于锁定卡槽插座的弹性回复力从锁定位置垂直于插入方向旋转。为了电气连接卡槽插座，各接触件2穿过托盘底部的开口并突出进入托盘12限定的体积中，从而插入所述卡槽插座(这里假设所述卡槽插座已插入托盘12中)，建立电气连接。

Claims (15)

1.一种用于固定到电路板(13)上的插入式连接器(1)，包括：

一绝缘主体(4)；

至少一个穿过绝缘主体(4)延伸的可焊接接触件(2)；

其中所述接触件(2)能够直接接触电路板(13)的表面；

其特征在于：至少一个突出于绝缘主体(4)的可焊接悬臂(5、6)能够直接接触电路板(13)的表面，并且组装连接到绝缘主体(4)上。

2.根据权利要求1所述的插入式连接器，其中所述接触件(2)包括一基本平行于所述电路板表面延伸并靠近电路板表面的部件(3)。

3.根据上述任一项权利要求所述的插入式连接器，其中所述部件(3)从绝缘主体(4)暴露出来。

4.根据上述任一项权利要求所述的插入式连接器，其中所述绝缘主体(4)包括一平行于所述电路板(13)表面延伸的条形网和若干悬臂(5、6)，其中所述分别垂直于所述网的纵向方向延伸的可焊接悬臂(5、6)设置在所述网的端面上。

5.根据上述任一项权利要求所述的插入式连接器，其中所述绝缘主体(4)和可焊接悬臂(5、6)形成一双T形。

6.根据上述任一项权利要求所述的插入式连接器，其中所述绝缘主体(4)和至少一个可焊接悬臂(5、6)通过过盈配合相互连接。

7.根据上述任一项权利要求所述的插入式连接器，其中每一过盈配合包括至少一个设置在绝缘主体(4)上的凸块(8)和一设置在悬臂(5、6)上的互补孔。

8.根据上述任一项权利要求所述的插入式连接器，其中每一孔中设有一夹紧舌(9)。

9.根据权利要求7或8所述的插入式连接器，其中所述凸块(8)沿纵向方向延伸离开绝缘主体(4)。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的插入式连接器，其中所述凸块(8)大致具有正方形截面。

11.根据上述任一项权利要求所述的插入式连接器，其中进一步设置有至少一个可焊接的大致为针形的锁紧件(11)，该锁紧件(11)穿过绝缘主体(4)延伸并带有一基本平行于电路板(13)表面并靠近电路板表面的可焊接部件。

12.根据上述任一项权利要求所述的插入式连接器，其中所述插入式连接器构造为针式插座或卡槽插座。

13.一种组件，包括电路板(13)和前述权利要1-7中任一项所述的焊接到电路板(13)的第一插入式连接器(1)。

14.根据权利要求13所述的组件，进一步包括一外壳(14)，该外壳用于容纳电路板(13)和第一插入式连接器(1)，或者固定电路板和第一插入式连接器，其中外壳(14)上进一步设有一容纳部件(12)，用于可拆卸地机械固定第二插入式连接器，其与第一插入式连接器(1)互补，这样第一和第二插入式连接器在所述容纳部件固定的位置形成电气连接或多点连接。

15.根据权利要求1-11中任一项所述的插入式连接器(1)在汽车中的应用。

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