CN102906946B - 两件式连接器组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及与用于表面安装技术（SMT）的连接器组件相关的设备、系统和方法。连接器组件具有连接头，该连接头构造成安装到电路板，并由适用于回流焊接工艺的耐高温材料制成。连接头包括至少一个连接器插座和至少一个安装肩部，并构造成联接于连接头附连组件。连接头附连组件包括至少一个连接器销和至少一个安装肩部，并构造成联接于连接头。诸如读卡器或硬盘驱动器之类的电子装置可连接到连接头附连组件并由此连接到电路板。连接器组件允许在手动或自动组装过程中使观察受阻地插入和附连。

Description

两件式连接器组件

相关申请的交叉引用

本申请要求共同待审查的、2011年1月20日提交的、题为“Two-PieceSmartcardReader（两件式智能卡读取器）”的美国临时专利申请第61/434,680号和2011年11月17日提交的、题为“Two-PieceConnectorAssembly（两件式连接器组件）”的美国非临时专利申请第13/298,719号的权益，各申请的全部内容清楚地以参见的方式纳入本文。

背景技术

表面安装技术（SMT）是通过在通常不采用穿孔技术的情况下将电子器件安装和焊接到电路板表面来构造电子电路的方法。表面安装本身是自动的，这减少了劳动力成本并提高了生产率。表面安装还有助于将电子器件安装和焊接到电路板的两面。

参照典型的自动SMT工艺，待焊接到电路板上的器件可递送到在盘上的或者卷绕在卷轴或管子上的生产线。计算机控制的拾放机器拾取器件并将它们放置到电路板上。然后，借助回流工艺来焊接电路板和器件。目前采用的有若干种回流焊接工艺，包括红外回流、气相回流、波动焊接和对流加热。

参照这些考虑和其它方面来提出在此作出的本发明。

发明内容

在文中公开了一种包括连接头和连接头附连组件的连接器组件。文中公开的连接器组件实施例适用于回流焊接工艺。根据一方面，由能经受住回流焊接工艺的材料制成的连接头安装到电路板表面，并借助回流工艺来焊接。由不能经受住回流焊接工艺的材料制成的连接头附连组件稍后联接于连接头。连接头附连组件可包括诸如但不限于是读卡器的电子装置，或连接到诸如但不限于是硬盘驱动器的电子装置。

根据一方面，构造成附连于安装表面的连接头包括构造成接纳连接器销的至少一个连接器插座和构造成与安装肩部匹配地配合的至少一个安装套孔。构造成附连于连接头的连接头附连组件包括构造成接纳连接器插座的至少一个连接器销和构造成与安装套孔匹配地配合的至少一个安装肩部。

根据文中所述的实施例，连接头还包括至少一个接纳通道，该接纳通道将连接器销朝向其对应的连接器插座引导。在另一方面，连接器插座包括构造成焊接到电路板的焊接端子。在又一方面，连接头包括构造成焊接到电路板的焊接接片。

根据替代的实施例，连接头附连组件还包括通信地连接到连接器销的至少一个电接触件。在另一方面，连接头附连组件包括安装肩部肋。在又一方面，连接头附连组件包括用于附连于电路板的安装凸柱。

文中教导利用两件式连接器组件的方法。该方法教导：获得电路板、连接头和连接头附连组件。连接头由适用于表面安装回流焊接操作的第一材料制成。连接头附连组件由可不适于回流焊接操作的第二材料制成。该方法的另一方面包括将连接头附连于电路板，并执行回流焊接操作来将连接头联接于电路板。在又一方面，连接头附连组件在回流焊接操作之后联接于连接头。

方法的替代实施例包括获得包括安装套孔的连接头附连组件，并获得包括安装肩部的连接头附连组件。另一实施例包括获得包括安装肩部肋的连接头附连组件。其它实施例包括连接头和连接头附连组件的使观察受阻的配合。附加的实施例包括将电子装置电连接到连接头附连组件，因而，连接器组件将电子装置连接到电路板。

应理解到，上述主题还可实施成电气设备、制造过程、电气和机械系统或制造物件。已作讨论的特征、功能和优点可在本发明各实施例中独立地实现或在又一些实施例中可以组合，可参照以下详细说明和附图看出其更多细节。

提供此总结来引入简化形式的概念选择，这些概念在详细说明中下面进一步描述。此总结不意在识别要求的主题的关键特征或基本特征，也不意在此总结用于限制要求的主题的范围。此外，要求的主题不限于解决在本发明的任何部分中提及的任何或所有缺点的实施方式。

附图说明

图1是示出示例性连接器组件的俯视立体图。

图2是示出图1的示例性连接器组件的仰视立体图。

图3是示出示例性连接头的分解立体图。

图4是示出将示例性连接头附连组件安装到示例性连接头的局部仰视立体图。

图5是示出安装到连接头的示例性连接头附连组件的立体图。

图6是示出示例性连接头和连接头附连组件的立体图。

图7是示出安装到连接头的示例性连接头附连组件的立体图。

图8是示出用于制造、组装和利用示例性连接器组件的过程的逻辑流程图。

具体实施方式

以下具体实施方式涉及利用连接头来将连接头附连组件联接于电路板的设备、系统和方法。在此提出的实施方式可应用于采用表面安装技术（SMT）将电子器件自动组装和互连到电路板以及采用其它焊接工艺将电子器件手动组装和互连到电路板。关于SMT组装，利用在此提供的连接器组件的实施例，在电路板的回流焊接和SMT组装过程中，将连接头与其它电子器件包含在一起。然后，将连接头附连组件联接于连接头，以电气和机械地连接到电路板，该连接头附连组件是不可与回流焊接兼容或者说是可以有利地在组装过程中稍后添加的电路板部件。

在下述具体说明中，参照形成本发明一部分的附图，且附图以说明方式示出各具体实施例或示例。附图不是按比例的。因而，如图中所示的特定构件的尺寸或比例，或者这些不同构件之间的关系仅选择成便于描述而不限制本发明的可能实施方式。现参照附图，将描述用于连接器组件的设备、系统和方法的各方面，在这些附图中相似的附图标记表示相似的元件。

图1和2是示出如在此公开的示例性连接器组件100的各方面的立体图。如图1和2中所示，所示出的连接器组件100包括连接头102和连接头附连组件104。连接头102和连接头附连组件104将联接于电路板106，该电路板如文中所述包括安装孔108。如文中所用，术语“联接”包括一个元件、器件、装置等电气和机械连接到另一元件、器件、装置等。

如文中教导的那样，连接器组件100可用于连接到电路板的任何元件、器件、装置等。此外，如文中教导的那样，连接器组件100可用于将电子器件组装和互连到电路板的任何工艺，这些工艺包括SMT和回流焊接。由此，为了指出、描述和说明而非限制或限定的目的，在不同实施例的情况下提出本发明，这些实施例包括通信地连接到任何类型的电子装置的读卡器，该读卡器可接收和获得来自卡的数据，这些电子装置诸如但不限于是ATM、自动售货机、零售装置等。这样，应理解到在此所示的连接头附连组件104以读卡器本体的形式示出，该读卡器本体构造成接收和电联接大体平坦的卡，该卡包括电路或嵌入的电子器件，从这些电路或电子器件可获取数据，这些卡诸如是智能卡、芯片卡、ICC卡等。

所示出的连接头本体110由高温热塑性塑料制成，诸如液晶聚合物（LCP）或聚酰胺尼龙（PA9T）等，它们适于经受住回流焊接器的温度分布。在其它实施例中，其它耐高温材料或合成物可用于制造连接头本体110。连接头本体110可包括模制或附连的元件，如下所述，这些元件包括用于机械连接的焊接接片112和用于将连接头102电气连接到电路板106的焊接端子114。如文中所用，术语“焊接接片”（无论是单数还是复数）包括大尺寸的SMT焊接端子，该焊接端子提供用于将器件连接于电路板106的增大表面积。

所示连接头附连组件本体120由较为廉价的热塑性塑料制成，诸如中密度聚乙烯（MDPE）或聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）及其组合等。在其它实施例中，其它材料或合成物可用于制造连接头附连组件本体120。连接头附连组件本体120可包括模制或附连的元件，这些元件包括用于联接于连接头102的连接器销122、用于将智能卡的电路电联接于读卡器的导电电接触件124以及用于探测是否已将卡完全插入连接头附连组件104的开关接触件126。

根据一个实施例，连接头附连组件本体120包括多个配合构件，在此示出为与连接头附连组件本体120一起模制的安装凸柱128。安装凸柱128构造成插入安装表面内的对应定位的安装孔108，安装表面诸如是所示的电路板106、平台、底盘、壳体等。安装凸柱128可以是实心的或分裂的，并可包括凸片或凸台130或用于将连接头附连组件104固定到电路板106的其它机构。其它类型的机械和/或化学配合机构，诸如但不限于是焊接接片、臂、延伸部、桥接部、螺栓、焊接件及其组合等可用于将连接头附连组件104附连于电路板106。同样，如图2中最清楚所示，连接头本体110可包括定位凸柱132，以将连接头102定位到并使观察受阻地插到电路板106。

现参照图3，示出有示出图1和2的示例性连接头102的分解立体图。所示连接头本体110包括多个接纳通道300、安装套孔302和配合凸片通道304。所示接纳通道300、安装套孔302和配合凸片通道304的开口端部的每个边缘示出为渐缩。在使观察受阻的附连或组装过程中开口端部的至少一个边缘渐缩的这些器件是有利的。然而，在一些替代的实施例中，不是开口端部的每个边缘都渐缩。在开口端部的至少一个边缘渐缩的情况下，这些器件的使观察受阻的附连或组装可以更容易和更可靠。在一些替代的实施例中，这些器件的一些或全都不具有渐缩的端部。在一些替代的实施例中，这些器件的一些或全部的附连或组装不使观察受阻的。

定位在每个接纳通道300内的是包括多个弹性指部312的对应连接器插座310。弹性指部312构造成：当连接头附连组件104联接于连接头102时，摩擦地接纳和连接到连接器销122，如文中进一步所述。

本发明的另一优点是，连接器销122的平坦构造和弹性指部312的平坦构造提供连接头102和连接头附连组件104之间的改善连接性。一些连接器插座310的实施例包括较大数目的弹性指部312，而一些实施例包括较少数目的弹性指部。每个所示连接器插座310还包括焊接端子114，该焊接端子在组件的焊接操作过程中连接到电路板106。

所示连接头本体110包括两个一体式的安装套孔302。当连接头附连组件104联接于连接头102时，每个安装套孔302构造成接纳在图4中最清楚可见的安装肩部400，如文中进一步所述。连接头本体110的替代实施例可包括多于两个安装套孔302或仅一个。此外，安装套孔302可一体地集成到连接头本体110。如文中所用，术语“一体”包括可模制到或附连于另一元件的文中所述的元件。借助示例而非限制性，安装套孔302可与连接头本体110一起模制或附连于该连接头本体。示例性实施例的安装肩部400包括安装肩部肋402。本发明的优点在于所示安装套孔302和安装肩部400的组合提供连接头附连组件104到连接头102的使观察受阻的插入和附连。此外，安装套孔302和安装肩部400的组合提供一种在将连接头附连组件104附连于连接头102过程中防止损坏连接器销122的结构。

所示连接头本体110还包括两个配合凸片通道304。配合凸片通道304构造成接纳地连接焊接接片112的配合凸片320。所示配合凸片320包括配合凸片肋322。焊接接片112包括固定凸片324。

实践中，连接头102可通过将每个连接器插座310定位在连接头本体110内并使它们相对于对应的接纳通道300对准来组装，因而，当将连接头附连组件104如图所示联接于连接头102时，连接器销122可插入对应的接纳通道300和连接器插座310。配合凸片320可插入配合凸片通道304内。如在图1中最清楚可见，连接头102现可附连于诸如电路板106的安装表面。

参照图1、2和4，现在描述构造连接器组件100的方法。可包括构造成插入安装表面108的定位凸柱132的连接头102定位在电路板106上。其它电子器件可附连于电路板106，然后在诸如采用表面安装技术（有时也被称为表面安装装置）的回流焊接之类的焊接操作过程中与连接头102一起连接到电路板106。在焊接操作过程中，焊料可沿焊接端子114和焊接接片112固定凸片324的外边缘放置。这样，就能将连接头102联接于电路板106。

在焊接操作之后，连接头附连组件104可通过基本上同时使安装凸柱128对准和将这些安装凸柱插入安装孔108、将安装肩部400插入安装套孔302、并将连接器销122插入连接器插座310内来连接到电路板106。这样，如也许在图5中最佳所示，连接头附连组件104可安装到电路板106上并联接于连接头102。

文中教导的连接器组件100的优点包括：由较贵的材料制成相对较小的头部，同时由较廉价的材料制成较大的组件；将电路板与和回流焊接可兼容的头部组装起来，组件可安装于该头部；增大电路板表面积；增大电路板密度；允许电子器件堆叠到电路板的任一面；允许在回流焊接之后将电子器件添加到电路板的任一面；允许完全自动SMT组装电路板；允许各种表面安装装置的焊接工艺；提供头部和组件之间改善的连接性；允许在组装过程中器件的使观察受阻的插入、连接、附连和联接；通过较大的焊接接片来提供改善的附连，并提供制造灵活度。

文中教导的连接器组件100的附加优点包括安装套孔302、安装肩部400和安装肩部肋402的组合。可释放配合的元件的这种组合是这样一种解决方案，其可减少用于连接头102和连接头附连组件104之间的牢固附连的公差差值，并在不使连接头102或连接头附连组件104疲劳的情况下实现性能标准。替代实施例包括可释放配合的安装套孔和安装肩部的各种轮廓和构造，诸如但不限于是多边形、六边形、八边形、圆形及其组合等。一些替代实施例可以不包括安装肩部肋402，而一些替代实施例包括各种轮廓和构造的多个肋、凸片、凸台等。

图6是示出如在此公开的另一示例性连接器组件600的各方面的立体图。如文中教导的那样，连接器组件600可用于包括连接到电路板的电子器件的任何电子装置。更具体地，此实施例是在串行ATA（SATA）连接器的情况下教导的，该连接器通信地连接到可储存数据的任何类型的电子装置，电子装置诸如是光盘驱动器或硬盘驱动器。所示连接器组件600包括连接头602和连接头附连组件604。在此，连接头602将联接于电路板606，而连接头附连组件604将联接于连接头602。

所示出的连接头本体610由高温热塑性塑料制成，诸如液晶聚合物（LCP）或聚酰胺尼龙（PA9T）等，它们适于经受住回流焊接的温度分布。在其它实施例中，其它耐高温材料或合成物可用于制造连接头本体610。如文中所述，连接头本体610可包括模制或附连的元件，这些元件包括用于主要是机械连接的焊接接片612和用于将连接头602主要是电气连接到电路板606的焊接端子614。

所示连接头附连组件本体620由较廉价的热塑性塑料制成，诸如中密度聚乙烯（MDPE）或聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）及其组合等。在其它实施例中，其它材料或合成物可用于制造连接头附连组件本体620。连接头附连组件本体620可包括模制或附连的元件，它们包括用于连接到连接头602的连接器销622和用于连接到SATA线缆并由此将电子装置通过连接器组件600电连接到电路板606的导电电接触件624。

所示连接头本体610包括多个接纳通道630、安装套孔632和配合凸片通道636。定位在每个接纳通道630内的是如上所述的包括多个弹性指部的对应连接器插座（未示出）。所示连接头本体610还包括两个安装套孔632。当连接头附连组件604联接于连接头602时，每个安装套孔632构造成接纳安装肩部634。所示连接头本体610包括两个配合凸片通道636。配合凸片通道636构造成接纳地连接焊接接片612的配合凸片638。焊接接片612包括固定凸片640。

实践中，连接头602可通过如下方式来组装，即，将每个连接器插座（未示出）定位在连接头本体610内，并相对于对应的接纳通道630对准，因而，当将连接头附连组件604联接于连接头602时，连接器销622可插入对应的接纳通道630和连接器插座。配合凸片638可插入配合凸片通道636内，而连接头602可附连于诸如电路板606的安装表面。

参照图6和7，现在描述构造连接器组件600的方法。可包括构造成插入安装孔（未示出）的定位凸柱（未示出）的连接头602定位在电路板606上。其它电子器件可附连于电路板606，然后在诸如用于表面安装技术（有时也被称为表面安装装置）的回流焊接之类的焊接操作过程中与连接头602一起连接到电路板606。在焊接操作过程中，焊料可沿焊接端子614和焊接接片612的固定凸片640的外边缘放置。这样，就可将连接头602通信地连接到电路板606。

在焊接操作之后，连接头附连组件604可通过基本上同时使安装肩部634对准并将安装肩部插入安装套管632、并将连接器销622插入接纳通道630和连接器插座（未示出）而联接于连接头602。这样，如图7中最清楚可见，就可将连接头附连组件604联接于连接头602。

图8是示出用于制造、组装和利用连接器组件100、600的过程800的逻辑流程图。应理解到文中所述的操作能实施成一系列的制造步骤、机械操作和物理过程。实施方式可根据采用文中公开的连接器组件100、600的特定制造系统或电子装置的性能和其它要求来变化。还应理解到，可以进行比附图中所示和文中所述的更多或更少的操作。这些操作还可并行地或以与文中所述的不同的次序来执行。

流程800从操作802开始，在该操作802中，利用适当的制造工艺由高温热塑性塑料来模制连接头本体110、610，该塑料适于经受住表面安装技术回流焊接的温度分布。诸如连接器插座310、焊接接片112等之类的元件可附连于或模制到诸如连接头本体110、610之类的其它元件内。这样，连接头102、602就制造成包含到电子装置内，该电子装置可包括连接到电路板106、606的其它电子器件。流程800从操作802进行到操作804，在该操作804中，连接头102、602可能与其它电子器件一起安装到电路板106、606。在连接头102、602安装到电路板106、606之后，流程800进行到操作806。

在操作806中，将连接头102、602焊接到电路板106、606。可手动或自动地完成焊接操作806。自动焊接操作包括表面安装技术的回流焊接工艺等中的任一种。在焊接操作过程中，将连接器插座310的焊接端子114焊接到电路板106、306。这样，连接头102、602就联接于电路板106、606。在一些实施例中，焊接接片114也焊接到电路板106、606；这样，焊接接片114提供至连接头102、602的增大的附连性和稳定性。

在操作808中，利用适当的制造过程来由第二材料模制连接头附连组件104、604，该材料不适于高温焊接操作。诸如连接器销122、622、导电电接触件124、624、开关接触件126等之类的元件可附连于或模制到连接头附连组件本体120、620内。然后，为了联接到连接头102而提供连接头附连组件104、604。

在操作810中，将连接头附连组件104、604联接于连接头102、602。在一些实施例中，连接头附连组件104、604还可附连于诸如电路板106、606、平台、壳体等之类的安装表面。然后，流程800继续到操作812，在该操作812中结束流程。

基于前述，应理解到，文中公开了包括连接头102、602和连接头附连组件104、604的连接器组件100、600。尽管在此提出的主题已用系统、方法作用、机械和物理操作专用的语言作出描述，但应当理解，在此公开的本发明并不一定限于本文所述的特定特征、作用或介质。而是，这些具体特征、作用和介质被揭示为示例形式。

出于教导、建议和描述而不是限制性的目的，仅通过说明方式提供在此所述的主题。可设想、在此描述和在权利要求书中阐述代替所述实施例的方式。可对本文所述的主题进行各种更改和改变而不遵循所示和所述的示例实施例和应用，并且不偏离以下权利要求书中阐述的本发明的真实精神和范围。

Claims (13)

1.一种连接器组件，包括：

连接头，所述连接头构造成附连于安装表面，并包括由能耐受焊接温度的第一材料制造的连接头本体、定位在所述连接头本体内并构造成接纳连接器销的至少一个连接器插座、与所述连接头本体成一体的至少一个安装套孔、以及将所述连接头固定至所述安装表面的一对L形焊接接片，其中一个焊接接片在所述连接头的一端，而另一个焊接接片在所述连接头的另一端，每个焊接接片具有配合凸片和固定凸片，所述配合凸片构造成与所述连接头一端上的一对配合凸片通道相配合，所述固定凸片构造成焊接至所述安装表面；以及

连接头附连组件，所述连接头附连组件构造成联接于连接头，包括由耐受焊接温度比所述第一材料差的第二材料制造的连接头附连组件本体、构造成连接到连接器插座的至少一个连接器、以及与所述连接头附连组件本体成一体并构造成匹配地与所述安装套孔配合的至少一个安装肩部。

2.如权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，每个配合凸片通道具有内壁和外壁，所述内壁对着所面对的配合凸片通道的内壁，所述外壁对着所面对的配合凸片通道的外壁，其中所述面对的各配合凸片通道的内壁之间的距离大于所述面对的各接片通道的外壁之间的距离。

3.如权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述连接头本体还包括与所述连接器插座相关的至少一个渐缩的接纳通道，并构造成将连接器销朝向连接器插座引导。

4.如权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述连接器插座还包括构造成连接到所述安装表面的焊接端子。

5.如权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述连接头附连组件还包括用于附连于所述安装表面的至少一个安装凸柱。

6.如权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述连接头附连组件还包括通信地连接到所述连接器销的至少一个电接触件。

7.如权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述安装肩部还包括安装肩部肋。

8.一种利用连接器组件的方法，包括：

获得电路板；

获得连接头，所述连接头由适用于回流焊接工艺的第一材料制成；

插入L形的第一焊接接片以与所述连接头本体的第一端上的一对第一配合凸片通道相配合，插入L形的第二焊接接片以与所述连接头本体的第二端上的一对第一配合凸片通道相配合，每个焊接接片均具有第一部件和第二部件，第一部件构造成与相应的配合凸片通道相配合，第二部件构造成焊接至安装表面以将所述连接头固定至所述安装表面；

将所述连接头附连于所述电路板；

执行回流焊接操作，以将所述连接头联接于所述电路板，所述回流焊接操作包括将所述焊接接片焊接至所述电路板；

获得由耐受焊接温度比所述第一材料差的第二材料制成的连接头附连组件；以及

将所述连接头附连组件联接于所述连接头。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括将电子装置电连接到所述连接头附连组件。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括将所述连接头附连组件附连于所述电路板。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，获得连接头的步骤还包括获得包括安装套孔的连接头。

12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，获得连接头附连组件的步骤还包括获得包括安装肩部的连接头附连组件。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括获得包括安装肩部肋的连接头附连组件。