CN104704683B - 头座连接器 - Google Patents

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Abstract

一种头座连接器(100)包括构造成安装到电路板(102)的安装面的壳体(104)和由所述壳体保护的头座触头(106)。头座触头(106)具有配合部分和安装部分。安装部分构造成表面安装到电路板上的相应焊盘。弹簧夹(120)联接到壳体(104)。弹簧夹(120)具有延伸通过电路板(102)的弹簧指(124)，用以接合与电路板的安装面(110)相对的电路板底侧(128)。弹簧夹(120)将壳体(104)和头座触头(106)朝向安装面(110)牵拉。

Description

头座连接器
技术领域
本文主题总体涉及用于与插塞连接器(plug connector)配合接合的表面安装的头座连接器(header connector)。
背景技术
连接器系统典型地包括插塞连接器，插塞连接器与相应的插孔连接器配合以形成连接器组件。例如，机动车布线系统典型地包括这些电连接器。插塞连接器配合到头座连接器的罩壳中。头座连接器又沿着接触界面安装在电路板上。至少一些已知的插孔连接器(receptacle connector)是直角插孔连接器，其中插塞连接器沿与头座连接器和电路板之间的接触界面平行于的方向配合。插塞组件和头座组件均典型地包括许多电触头，并且当头座组件与插塞组件接合时，头座组件中的触头电连接且机械连接到插塞组件中的相应触头。
表面安装头座连接器提供了优于通孔安装头座连接器的若干优点。在提供成本和工艺方面的优点之外，表面安装允许用于头座连接器的减少的覆盖区，由此节省了电路板上的贵重空间或者允许减小电路板的尺寸。当头座连接器被表面安装到电路板时，焊接尾部从头座连接器一边以成角度方式伸出，用于表面安装到电路板。大量的触头导致在建造头座连接器时的制造和组装挑战，以及在头座连接器表面安装到电路板期间的安装问题。
例如，对于表面安装期望的是，头座连接器的焊接尾部彼此共面，以用于安装到电路板的平面。但是，由于大量触头的制造公差，实现大量触头的共面性是困难的。在组装头座连接器时，有时使用额外的焊锡膏来补偿触头的公差或者补偿触头的错位。特别地在具有密集的触头间节距的系统上使用额外的焊锡膏是有问题的，因为渗出物会引起桥接或者电短路。另外，对于大量的头座连接器，增大的焊锡膏量/头座连接器产生的增支成本会是明显的，并且触头相对于电路板平面的非平面性会不利地影响头座连接器的可靠性。依据焊接尾部的非平面性程度，一些触头可能会被弱连接到电路板，或者根本没有连接到电路板，这两种情况均是不期望的且不可接受的结果。
发明内容
所述问题通过如本文所述的头座连接器实现，该头座连接器可以以可靠方式安装到电路板，且触头实现共面性。头座连接器包括构造成安装到电路板的安装面的壳体和由壳体保持的头座触头。头座触头具有配合部分和安装部分。安装部分构造成表面安装到电路板上的相应焊盘。弹簧夹联接到壳体。弹簧夹具有延伸通过电路板的弹簧指，用以接合与电路板安装面相对的电路板底侧。弹簧夹将壳体和头座触头朝向安装面牵拉。
附图说明
现在将参考附图举例说明本发明的实施方式，在图中：
图1是根据示例性实施方式形成的头座连接器的后透视图。
图2是头座连接器的底部透视图。
图3是用于头座连接器的头座触头的侧视图。
图4示出了用于头座连接器的弹簧夹。
图5是头座连接器的横截面图。
图6是安装到电路板的头座连接器的侧面横截面图。
图7是头座连接器的一部分的横截面图。
图8是正被安装到电路板的头座连接器的横截面图。
图9是安装到电路板的头座连接器的横截面图。
图10是根据示例性实施方式形成的头座连接器的前透视图。
图11是头座连接器的横截面图。
图12是头座连接器的一部分的横截面图。
图13是系统的俯视图，示出了安装到邻近头座连接器的电路板的头座连接器。
图14是系统的前视图，示出了安装到电路板的头座连接器。
具体实施方式
图1是根据示例性实施方式形成的头座连接器100的后透视图。头座连接器100安装到电路板102。头座连接器100构造成配合相应的插塞连接器(未示出)。头座连接器100在配合时接收插塞连接器。在示例性实施方式中，头座连接器100可以用作机动车布线系统的一部分。在替代实施方式中，头座连接器100可以用在其它应用中。
头座连接器100包括壳体104，壳体104保持多个头座触头106，所述头座触头构造成被表面安装到电路板102的安装面110上的相应焊盘108。在组装期间，头座连接器100大体安装到电路板102的安装面110，邻近电路板的前缘112。可选地，头座连接器100的一部分可以从前缘112突伸出来。
在示例性实施方式中，壳体104用弹簧夹120固定到电路板102。弹簧夹120具有表面安装到电路板102的部分，诸如表面安装到电路板102的安装面110上的相应焊接焊盘122。在示例性实施方式中，弹簧夹120包括弹簧指124，弹簧指124延伸通过电路板102中的开口126。弹簧指124接合电路板102以将头座连接器100固定到电路板102。在示例性实施方式中，弹簧指124接合电路板102的底侧128并且压靠底侧128，以将壳体104和头座触头106朝向安装面110牵拉。弹簧指124完全地延伸通过电路板102，以接合底侧128。弹簧夹120的弹簧力将壳体104和头座触头106推靠于安装面110。
在将弹簧夹120焊接到焊接焊盘122以及将头座触头106焊接到相应焊盘108之前，弹簧夹120可用以起始地将头座连接器100定位且保持在电路板102上。与由弹簧夹120实现的与电路板102的暂时性弹性偏压连接相比，焊接连接在头座连接器100和电路板102之间建立了更永久且更强的机械连接。
在示例性实施方式中，头座触头106被弹簧夹120保持为共面布置，用于焊接到焊盘108。例如，弹簧夹120可以将壳体104和头座触头106牵拉抵靠于安装面110，这在头座触头106被焊接到焊盘108之前对头座触头106预加载使其抵靠焊盘108。弹簧夹120施加于头座连接器100的弹簧力可以大于头座触头106和电路板102之间发生的预载力。弹簧夹120将头座连接器100保持到位，其中头座触头106被预压靠着焊盘108，以便头座触头106随后被焊接到焊盘108。
图2是头座连接器100的底部透视图。根据已知的处理，诸如注塑处理，壳体104由电绝缘材料(即，非导电材料)制成。但是，应该认识到，壳体104可以替代地由单独件且由本领域技术人员可知的其它材料形成。
壳体104包括顶部130和与顶部130大体相对的底部132。壳体104包括前部134和与前部134大体相对的后部136。壳体104包括在前部134和后部136之间延伸的相对侧138、140。在示例性实施方式中，壳体104为大体盒状，但是，壳体104可具有其它形状和替代实施方式。壳体104包括接收插塞连接器(未示出)的空腔142。空腔142在前部134开放，以接收插塞连接器。
在所示的实施方式中，壳体104是直角壳体，其中壳体104在空腔142中在大体平行于底部132且由此大体平行于电路板102(见图1)的方向上接收插塞连接器。在替代实施方式中，壳体104可以是竖直壳体，其中插塞连接器可以在大体垂直于电路板102的方向上插入空腔142。
壳体104包括从后部136向后延伸的安装支腿144、146。在所示的实施方式中，安装支腿144、146定位在底部132附近。在替代实施方式中，安装支腿144、146的其它位置也是可能的。安装支腿144、146伸出壳体104分别邻近侧边138、140。
头座触头106大体在安装支腿144、146之间伸出后部136。头座触头106延伸到空腔142中，用于与插塞连接器配合。
弹簧夹120联接到安装支腿144、146邻近安装支腿144、146的远端。弹簧指124沿着安装支腿144、146外侧延伸。弹簧指124朝向安装支腿144、146外侧可偏转，诸如，用于将弹簧夹120联接到电路板102。
在示例性实施方式中，壳体104包括从底部132延伸的支座148。支座148具有底面150，底面150限定用于壳体104的安装平面。底面150互相共面。底面150可以保持严格公差，以控制壳体104相对于电路板102的定位。在示例性实施方式中，支座148的位置对应于头座触头106和弹簧夹120的位置，用于将头座触头106和120表面安装到电路板102。例如，头座触头106和弹簧夹120可以沿着壳体的安装平面与底面150保持共面。
图3是根据示例性实施方式形成的一个头座触头106的侧视图。头座触头106包括配合部分160和安装部分162。配合部分160构造成定位在壳体104(见图1)内侧，用于与插塞连接器(未示出)电连接。安装部分构造成安装到电路板102(见图1)。在示例性实施方式中，安装部分162包括位于其远端处的尾部164，用于表面安装到电路板102。在示例性实施方式中，尾部164可以焊接到电路板102。尾部164可以弯曲，用于表面安装到电路板102。
图4示出了其中一个弹簧夹120。弹簧夹120包括在第一和第二端部172、174之间延伸的主体170。端部172、174包括固位齿176以将弹簧夹120保持在壳体104(见图2)中。弹簧夹120包括从主体170延伸的头部178。弹簧指124从头部178延伸，从主体170大体隔开。在示例性实施方式中，弹簧指124相对于主体170成角度，以便弹簧指不平行于主体170。弹簧指124朝向主体170可偏转，并且当释放时可恢复到非平行角度。该回弹被用以驱动弹簧指124抵靠电路板102(见图1)。
弹簧夹120包括定位销180，定位销180从主体170的底部延伸。定位销180被用以使弹簧夹120相对于电路板102(见图1)对准。
在示例性实施方式中，主体170沿着台肩184限定表面安装突出部182，台肩184沿着主体170的底部限定。台肩184可以邻接电路板102并且可以焊接到相应的焊盘122(见图1)。定位销180还可以焊接到电路板102，诸如焊接到电路板102的镀覆过孔中。
弹簧指124包括末端186，末端186构造成在安装头座连接器100(见图1)至电路板102期间延伸到电路板102的相应开口126(见图1)中。弹簧指124具有位于末端186的远端处的斜面部分188。斜面部分188相对于末端186的其它部分成角度。斜面部分188包括面向上的表面190。在所示的实施方式中，斜面部分188相对于末端186的其余部分以近似45°角成角度。斜面部分188可以相对于末端186成近似30°至60°之间的角度。
图5是头座连接器100的横截面图。头座触头106装入壳体104，以便配合部分160延伸到空腔142中，用于与插塞连接器(未示出)配合接合。安装部分162从壳体104后部136向后朝向头座连接器100底部延伸。在示例性实施方式中，尾部164竖直定位在头座连接器100的安装平面192以下。安装平面192由支座148的底面150和表面安装突出部182的台肩184限定。台肩184与底面150沿着安装平面192共面。尾部164延伸到安装平面192以下，以便当头座连接器100被压靠电路板102(见图1)时，头座触头106可以略偏转，由此将头座触头106预压靠电路板102。定位销180和弹簧指124均延伸到安装平面192以下，以便在头座连接器100安装到电路板102时定位销180和弹簧指124可以装入电路板102。在示例性实施方式中，定位销180更远地延伸到弹簧指124的末端186以下，以便定位销180可以在弹簧指124之前装入电路板102。在替代实施方式中，定位销180可以是单独的夹头或者其它部件的一部分。定位销180可以是壳体104的一部分(见图1)。
图6是安装到电路板102的头座连接器100的侧面横截面图。壳体104支承在电路板102的安装面110上。例如，支座148支承在安装面110上。表面安装突出部182接合位于电路板102的安装面110上的相应焊盘122。台肩184接合焊盘122。一旦头座连接器100定位在102上，表面安装突出部182可以焊接到焊盘122。头座触头106的安装部分162接合电路板102的安装面110上的相应焊盘108。尾部164可以焊接到焊盘108
安装部分162被预压靠电路板102，以保证头座触头106接合相应焊盘108。头座触头106的每一尾部164与安装平面192共面，因为头座触头106被预压靠电路板102。电路板102被用以控制头座触头106的共面性，因为在安装到电路板102之前，每一头座触头106的尾部164被定位在安装平面192以下。一旦头座连接器100被保持靠着电路板102，每一头座触头106至少部分地偏转，并且该偏转将头座触头106偏压靠着电路板102，以保证每一尾部164接合相应焊盘108。弹簧夹120用于将头座连接器100保持靠着电路板102。例如，弹簧指124的末端186接合电路板102的底侧128，以牵拉头座连接器100靠着安装面110。末端186压靠电路板102的底侧128，以对壳体104和头座触头106施加朝向安装面110的向下力。
图7是头座连接器100的一部分的横截面图。图7示出了装入电路板102的对准过孔194中的弹簧夹120的定位销180。对准销180使头座触头106与电路板102上的相应焊盘108对准。一旦对准销180被接收在对准过孔194中，头座连接器100的运动被限于沿着安装方向196的运动。在示例性实施方式中，安装方向196可以是竖直方向，诸如当电路板102被水平地定向时。如图7中所示，在预加载之前，头座触头106定位在沿着支座148的底面150限定的安装平面192以下。
弹簧夹120的弹簧指124朝向安装支腿144、146的侧边可偏转。在组装期间，弹簧指124向内压迫直至末端186与开口126对准。沿着安装支腿144、146的突出部198可以限制弹簧指124的向内偏转的量。可选地，头座连接器100可以通过自动处理使用机器安装到电路板102。该机器可以将弹簧指124向内压靠突出部198，然后使头座连接器与电路板102对准。例如，对准销180可以与对准过孔194对准，并且弹簧指124可以与开口126对准。头座连接器100则可以沿着安装方向196安装到电路板102。
图8是正安装到电路板102的头座连接器100的横截面图，示出弹簧指124通过开口126装入。对准销180引导头座连接器100到电路板102上的安装。一旦头座连接器100被定位在电路板102的安装面110上，弹簧指124可以被释放。一旦弹簧指124被释放，弹簧指124的斜面部分188可以接合电路板102的底侧128。
图9是头座连接器100的横截面图，示出了弹簧指124被释放。弹簧指的弹簧力引起头座连接器100沿着安装方向196朝向安装面110运动。斜面部分188接合电路板102的底侧128。
在使用中，随着弹簧指124从偏转位置释放以返回到正常的非偏转状态，斜面部分188接合电路板102。斜面部分188的面向上表面190大体在底侧128和开口126之间的界面处接合底侧128。在释放弹簧指时，斜面部分188被驱动靠着电路板102的底侧128的相应开口126，以沿着向下方向驱动弹簧指124以朝向安装面110牵拉壳体104并且朝向安装面110牵拉头座触头106。当弹簧指124释放时，弹簧指124沿大体平行于底侧128和安装面110的释放方向199弹离壳体104和相应安装支腿144、146。弹簧指124具有沿释放方向199的弹簧力，在斜面部分188接合电路板102底侧128时，该弹簧力可以转换为向下牵引力。
弹簧指124沿释放方向199的释放导致斜面部分188沿着底侧128行进，因而迫使头座连接器100沿安装方向196移动。弹簧夹120的弹簧力向下朝向安装面110牵拉头座连接器100。弹簧夹120牵拉壳体104，诸如支座148的底面150，使之靠着安装面110。弹簧夹120牵拉头座触头106靠着焊盘108。对头座触头106的预加载确保每一头座触头106的尾部164与安装平面192共面，并且确保头座触头106接合且被偏压靠着焊盘108用于焊接于此。
斜面部分188相对于电路板102的底侧128以近似45°成角度。随着斜面部分188接合电路板102的底侧128，弹簧指124沿释放方向199的弹簧力被转换为沿安装方向196的牵引力，该牵引力沿释放方向199大体垂直于弹簧力。
图10是根据示例性实施方式形成的头座连接器200的前透视图。头座连接器200类似于头座连接器100(见图1)，但是头座连接器200构造成定位在电路板202的大体前方，而不是在如头座连接器100中那样在电路板102(见图1)之上。
头座连接器200包括壳体204，壳体204保持多个头座触头206(见图1)，头座触头206构造成表面安装到电路板202的安装面210。头座连接器200大体安装到电路板202的安装面210，以便壳体204在电路板202的前缘212前方。
在示例性实施方式中，壳体204使用弹簧夹220固定到电路板202。弹簧夹220可以大致类似于弹簧夹120(见图1)。弹簧夹220具有被表面安装到电路板202上的在电路板202的安装面210上的相应焊盘(未示出)处的部分。在示例性实施方式中，弹簧夹220包括弹簧指224，弹簧指224延伸通过电路板202中的开口226。弹簧指224接合电路板202的底侧228，以将头座连接器200固定到电路板202。弹簧指224朝向安装面210牵拉壳体204和头座触头206。
在示例性实施方式中，头座触头206被用弹簧夹220保持共面布置，用于焊接到电路板202。例如，弹簧夹220可以牵拉壳体204和头座触头206靠着安装面210，这在头座触头206焊接到电路板202之前将头座触头206预压靠着电路板202。
壳体204包括顶部230和与顶部230大体相对的底部232。壳体204包括前部234和与前部234大体相对的后部236。壳体204包括在前部234和后部236之间延伸的相对侧238、240。壳体204包括空腔242，空腔242中接收插塞连接器(未示出)。空腔242在前部234开放，以接收插塞连接器。
壳体204包括从后部236向后延伸的安装支腿244、246。在所示的实施方式中，安装支腿244、246定位成接近顶部230。在替代实施方式中，安装支腿244、246的其它位置也是可能的。安装支腿244、246从壳体204分别邻近侧边240、238延伸。
安装支腿244、246具有面向电路板202的底部248。安装支腿244、246可以构造成安装到电路板202的安装面210，以便壳体204的后部236在电路板202的前缘212前方。壳体204的顶部230定位成比电路板202的安装面210高，并且壳体204的底部232定位成比电路板202的底侧228低。空腔242与电路板202大体竖直对准，位于电路板202前方。将壳体204定位在电路板202前方且与之对准降低了头座连接器100的竖直高度。如头座连接器100(见图1)相比，通过该布置提供了低轮廓连接器。
弹簧夹220用以将头座连接器200保持到位，用于将头座连接器200焊接到电路板202。例如，弹簧夹220可以在弹簧夹220和头座触头206焊接到电路板202时阻止头座连接器200旋转离开电路板202。
图11是头座连接器200的横截面图。头座触头206装入壳体204，以便其配合部分260延伸到空腔242中用于配合接合插塞连接器(未示出)。头座触头206的安装部分262从壳体204后部236向后延伸。可选地，安装部分262可以略向下成角度，以便其尾部264竖直定位在头座连接器200的安装平面292以下。尾部264在安装平面292以下延伸，以便当头座连接器200被压靠电路板202(见图10)时，头座触头206可以略偏转，因而将头座触头206预压靠于电路板202。
图12是头座连接器200的一部分的横截面图。弹簧夹220的弹簧指224例示为被偏压靠着电路板202的底侧228。弹簧指224的弹簧力引起头座连接器200沿着安装方向296朝向安装面210的运动。弹簧指224的斜面部分288接合电路板202的底侧228。斜面部分288的面向上表面290接合电路板202的底侧228，以沿向下方向驱动弹簧指224以朝向安装面210牵拉壳体204并且朝向安装面210牵拉头座触头206。
图13是系统300的俯视图，示出了头座连接器100被安装到邻近头座连接器200的电路板302。壳体104略突出电路板302的前缘304，而整个壳体204定位在前缘304前方。前缘304从前部234比从前部134更远地凹进。可选地，与头座连接器100相比，更小的电路板可结合头座连接器200使用，因为电路板不必要向前延伸的那么远。
图14是系统300的前视图，示出了头座连接器100、200安装到电路板302。壳体104完全地定位在电路板302的安装面306之上，而壳体204的一部分定位在电路板302的安装面306以下和底侧308以下。与头座连接器100相比，头座连接器200具有相对于安装面306的低轮廓(例如，安装面306之上的高度)。
应理解，以上说明旨在是例示性的，而不是限制性的。例如，上述实施方式(和/或其方面)可用以彼此组合。另外，可进行许多修改以使特别情形或者材料适于本发明的教导，而不偏离本发明范围。本文所述各部件的尺寸、材料类型、定向以及各部件的数目和位置旨在限定一些实施方式的参数，但决不是限制性的，且仅是示例性实施方式。通过阅读以上说明书，在权利要求书精神和范围内的许多其它实施方式和修改对于本领域普通技术人员将是明显的。

Claims (7)

1.一种头座连接器(100)，包括：
壳体(104)，所述壳体(104)构造成安装到电路板(102)；
由所述壳体保持的头座触头(106)，所述头座触头具有配合部分(160)和安装部分(162)，所述安装部分构造成被表面安装到所述电路板上的相应焊盘(108)；以及
联接到所述壳体的弹簧夹(120)，所述弹簧夹具有弹簧指(124)，该弹簧指延伸通过所述电路板以接合与所述电路板的安装面(110)相对的所述电路板的底侧(128)，所述弹簧夹将所述壳体和所述头座触头朝向所述安装面牵拉，所述弹簧夹包括从所述壳体(104)的底部(132)延伸的表面安装突出部(182)，所述表面安装突出部沿着安装平面(192)共面，并且所述表面安装突出部被构造成接合并被焊接到所述电路板(102)，
其中，在安装到所述电路板之前，所述头座触头(106)的所述安装部分(162)定位在所述安装平面以下，并且
其中，当所述表面安装突出部安装到所述电路板时，所述头座触头的安装部分被预压靠于所述电路板，当所述表面安装突出部安装到所述电路板时，所述头座触头的安装部分沿着所述安装平面与所述表面安装突出部共面。
2.根据权利要求1所述的头座连接器(100)，其中，所述弹簧指(124)对所述壳体(104)施加向下力，以将所述壳体和头座触头(106)朝向所述安装面(110)牵拉。
3.根据权利要求1所述的头座连接器(100)，其中，所述弹簧指(124)包括斜面部分(188)，所述斜面部分面向上，所述斜面部分构造成接合所述电路板(102)的所述底侧(128)以向下牵拉所述壳体(104)。
4.根据权利要求1所述的头座连接器(100)，其中，所述弹簧指(124)包括斜面部分(188)，该斜面部分面向上，所述弹簧指朝向所述壳体(104)偏转以与所述电路板(102)中的开口(126)对准，以将所述弹簧指装载通过所述电路板，在释放所述弹簧指时，该斜面部分被驱动在所述开口处抵靠所述电路板的底侧(128)，以沿向下方向驱动所述弹簧指从而将所述壳体朝向所述安装面(110)牵拉。
5.根据权利要求1所述的头座连接器(100)，其中，所述弹簧指(124)朝向所述壳体(104)可偏转，并且在沿大体平行于所述安装面(110)的释放方向(199)释放时弹离所述壳体，所述弹簧指包括相对于所述电路板(102)的底侧(128)成角度的成角度斜面部分(188)，该斜面部分接合所述电路板的底侧以将沿着所述释放方向的所述弹簧指的弹簧力转换成为在大体垂直于所述弹簧力的方向上的牵引力。
6.根据权利要求1所述的头座连接器(100)，进一步包括在所述壳体(104)以下延伸的定位销(180)，所述定位销构造成被接收在所述电路板(102)中以使所述壳体和头座触头(106)与所述电路板对准，所述定位销限制所述头座连接器在与所述电路板的安装面(110)大体垂直的安装方向(196)上的运动，其中所述弹簧指(124)的弹簧力导致所述头座连接器沿着所述安装方向朝向所述安装面运动。
7.根据权利要求1所述的头座连接器，其中，所述壳体包括前部和后部、顶部和底部，所述壳体具有在所述前部开放的空腔以用于接收配合连接器，所述壳体具有从后部延伸的安装支腿，所述安装支腿具有面向所述电路板的底部，所述安装支腿构造成安装到所述电路板的安装面，以便所述壳体的后部位于所述电路板的前缘的前方，所述壳体的顶部定位成比所述电路板的安装面高并且所述壳体的底部定位成比所述电路板的底侧低，所述空腔在所述电路板前方与所述电路板大体竖直对准。
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