CN105006673B - 单片式表面安装伸缩弹片及具该弹片的表面安装组件 - Google Patents

Abstract

一种单片式表面安装伸缩弹片，包括：具有外侧缘的焊接段，及从外侧缘弯折延伸的伸缩段，伸缩段具有由外侧缘弯折延伸的第一端部、与第一端部相反的第二端部、多个与焊接段夹一角度延伸的间隔区、及分别以两端弯折连结间隔区的挠性进退区；挠性进退区两端所连接的间隔区的投影，对应至焊接段的相异位置。此外还包括由伸缩段第二端部弯折的接触段，与由外侧缘弯折、并朝远离焊接段方向延伸的护框段，及由护框段第四端部弯折延伸的止高限位段；护框段位于挠性进退区的外侧，而止高限位段目的是当接触段在相对焊接段伸缩时提供限位功能。

Description

单片式表面安装伸缩弹片及具该弹片的表面安装组件

【技术领域】

本发明关于一种表面安装弹片，特别是一种单片式表面安装伸缩弹片及具该弹片的表面安装组件。

【背景技术】

表面安装弹片在电子电路装置中，应用相当广泛，无论是接地、讯号导通、屏蔽、导热或是作为机械支撑，均有用武之地。常见的弹片多由一片极薄的金属片经冲压弯折而成，其制造过程是先在卷绕的铍铜、磷青铜或不锈钢带卷中冲压裁切出所需结构尺寸，随后经由例如多轴精密加工机进行冲压加工，将裁切后的金属片多次弯折成型，为避免铍铜或磷青铜生锈或为使焊接更稳固，还可在表面镀镍或镀金；若为降低成本而选择基础的金属为不锈钢，为改良其导电性，亦可在表面镀金，此时镀金的厚度将控制在约微米范围。由于弹片的体积甚小，所需数量又多，上述镀膜的方式，通常是将受镀的加工件整批放入滚筒中，滚筒则在镀槽中翻转，让加工件表面镀膜，此种方式即称为滚镀。

目前业界常见的一种表面安装弹片，是由申请人所提出并经审查获准的发明专利「具支撑段及遮阻吸附段之表面安装弹片」，结构如图1所示，弹片主要包括：一段安装段80、一段弹性反折段82、一段弹性臂段84、一段支撑段86及一段遮阻吸附段88，该专利主要是藉由遮阻吸附段88阻挡弹性臂段84，避免各弹片相互勾结或受外物拉扯时意外形变，并于受力下压时，分散下压力至支撑段86，强化缓冲效果且维持公知弹片的使用效能。

然而，此种弹片的弹性臂段84是沿单一枢轴弯折，使得弹性臂段84受力退缩时，顶端的接触部会沿枢轴循圆弧形下弯，造成水平方向的偏移。当电子电路装置愈发轻薄短小，每一个电路元件或接触埠都逐渐微型化，此种水平方向偏移将使得导电接触的阻抗增大，甚至造成应该保持接触的上下方元件装置相对错开而断路，因此在特定场合无法使用。

另一种可直线进退伸缩的弹片如图2和图3所示，是由金属材质的顶针92、弹簧94、及后盖96，依序组装进入塑胶射出成形的壳体90中，让顶针92头部由壳体90上方伸出受压，后盖96则是供焊接至底部的电路板(图未示)上，电讯号的传输或接地则是经由顶针92导接至弹簧94，弹簧94再导接至后盖96，构成上下方向的导通。然而此种结构一则组装非常复杂，并且弹簧94不具可吸附的表面，不能运用常见的吸嘴吸附搬移，大致呈圆柱型的外型，又不易以机械臂准确夹持，使得整体组装无法自动化，无论是产出效率或是组装良率都有相当改进空间，成本也因此居高不下。

另方面，由于顶针92与弹簧94、以及弹簧94与后盖96间，都是受弹力推抵接触，一方面原本就无法确保能良好导电；更糟的是，当产品长期暴露于空气中，各部件受到氧气与湿气作用而氧化，将使得整体的传导效果更大打折扣，使得产品可靠度随使用时间而递减。

所以，如何找出适当解决方案，一方面可以确保产品的良好导电效果，且有效避免侧向偏移，配合电子电路装置的微型化潮流趋势，尤其可以自动化生产制造，让产品的产出效率得以提升；并且简化产品结构，使得加工过程中的全面自动化变得可行；更可以视情况增加绝缘壳体支撑，使得产品可以因应不同使用需求而增加使用弹性，将成为本发明所着重的要点。

【发明内容】

本发明的主要目的，是提供一种有效避免侧向偏移、又可以确保产品的良好导电效果的单片式表面安装伸缩弹片。

本发明的另一目的，是提供一种制造过程可以全面自动化的单片式表面安装伸缩弹片，提升产出效率。

本发明的再一目的，是提供一种结构简单的单片式表面安装伸缩弹片，让制造良率有效提高，成本因而降低。

本发明又另一目的，是提供一种具有护框段及止高限位段的单片式表面安装伸缩弹片，使得整批输送或滚镀加工过程中，不会彼此勾结难解。

本发明又再一目的，是提供一种具有单片式表面安装伸缩弹片的表面安装组件，以单片式表面安装伸缩弹片配合绝缘壳体，提供更高的机械强度，让使用场合更具弹性。

本发明又仍再一目的，是提供一种制造过程可以全面自动化的表面安装组件，让单片式表面安装伸缩弹片和绝缘壳体的组合仍然可以列入自动化流程，提升产出效率且降低制造成本。

依照本发明所揭示的一种单片式表面安装伸缩弹片，是由单片金属制成，并供焊接至一电路板，该单片式表面安装伸缩弹片包括：具有一个外侧缘的焊接段；至少一伸缩段，具有由上述外侧缘弯折延伸的一第一端部、与该第一端部相反的第二端部、多个与上述焊接段夹一角度延伸的间隔区、及多个分别以两端弯折连结前述间隔区的挠性进退区；其中，每一前述挠性进退区两端所连接的前述间隔区的投影，是对应至该焊接段的相异位置；至少一个由上述伸缩段第二端部弯折的接触段；至少一个由上述外侧缘弯折、并朝远离该焊接段方向延伸的护框段，该护框段是位于上述挠性进退区的外侧，并具有由上述外侧缘弯折延伸的一第三端部、及与该第三端部相反的第四端部；及至少一个由上述护框段第四端部弯折延伸的止高限位段，用以限位上述接触段，使上述接触段在相对该焊接段伸缩时，是被限位而无法偏离。

依照本发明所揭示的一种具有单片式表面安装伸缩弹片的表面安装组件，供焊接至一电路板，该表面安装组件包括：

至少一个单片式表面安装伸缩弹片，是由单片金属制成，并供焊接至一电路板，该单片式表面安装伸缩弹片包括

具有一个外侧缘的焊接段；

至少一伸缩段，具有由上述外侧缘弯折延伸的一第一端部、与该第一端部相反的第二端部、多个与上述焊接段夹一角度延伸的间隔区、及多个分别以两端弯折连结前述间隔区的挠性进退区；其中，每一前述挠性进退区两端所连接的前述间隔区的投影，是对应至该焊接段的相异位置；

至少一个由上述伸缩段第二端部弯折的接触段；

至少一个由上述外侧缘弯折、并朝远离该焊接段方向延伸的护框段，该护框段是位于上述挠性进退区的外侧，并具有由上述外侧缘弯折延伸的一第三端部、及与该第三端部相反的第四端部；及

至少一个由上述护框段第四端部弯折延伸的止高限位段，用以限位上述接触段，使上述接触段在相对该焊接段伸缩时，是被限位而无法偏离；以及

一组绝缘壳体，包括两个组合半部，每一前述组合半部分别具有一个保护侧壁及由前述保护侧壁延伸且彼此对应衔接的衔接臂部，以及前述衔接臂部至少部分是对应支撑上述止高限位段。

由于本发明的弹片仅是由单一金属片材冲压弯折而成，并没有复杂的结构，使得制造过程的自动化成为可行，可以有效提升产出效率；再者，本发明的结构设计简单，不仅让制造良率有效提高，成本也同步降低；尤其是具有护框段及止高限位段，在受压退缩时，可以有效避免侧向偏移或形变损坏、以确保产品的良好导电效果，弹片可靠度因而提升；加以，若经过上述滚镀制程，护框段及止高限位段又可以进一步阻挡加工件之间彼此勾结难解。

此外，当弹片逐渐微型化而缩小体积，使得结构强度逐渐缩减时，若需要较坚固的弹片结构，本发明也进一步提供一种具有单片式表面安装伸缩弹片的表面安装组件，以单片式表面安装伸缩弹片配合绝缘壳体，提供更高的机械强度，让使用场合更具弹性；而且此种组件也是可以配合全面自动化，仍然保有较高的产出效率及较佳的制造良率，一举达成上述各项目的。

【附图说明】

图1是本发明申请人的在先专利的表面安装弹片结构立体示意图。

图2和图3是现有可直线进退伸缩弹片的立体分解及侧面剖视示意图，主要由金属材质的顶针和弹簧，组设在壳体和后盖之中。

图4是本发明单片式表面安装伸缩弹片第一较佳实施例的立体示意图；

图5是图4实施例的金属片展开示意图；

图6是图4实施例的侧视示意图，说明受压时，止高限位段如何保护位于中央的接触段不致过度受压而损坏；

图7是图4实施例的俯视示意图，说明止高限位段如何保护接触端不会偏移；

图8是图4实施例的底视图，说明各间隔区投影对应至焊接段的位置关系；

图9是应用图4弹片在表面安装组件第一较佳实施例的分解示意图；及

图10是本发明表面安装组件的第二较佳实施例立体示意图。

【符号说明】

单片式表面安装伸缩弹片 1 单片金属 10

焊接段 11 外侧缘 110

伸缩段 12 第一端部 122

第二端部 124 间隔区 126

挠性进退区 128 接触段 13、33

抽拉凸部 130 抗拉缘 132

护框段 14 第三端部 142

第四端部 144 凸肋 140

止高限位段 15 绝缘壳体 2

限位孔 150 组合半部 22、24

保护侧壁 220、240 衔接臂部 222、242

限制接触段 33 单一护框段 34

单一止高限位段 35 辅助护框段 36

安装段 80 弹性反折段 82

弹性臂段 84 支撑段 86

遮阻吸附段 88 顶针 92

弹簧 94 后盖 96

壳体 90

【具体实施方式】

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合说明书附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现；相同或相似的元件，将以相似的标号标示。

本发明的单片式表面安装伸缩弹片1，如图4及图5所示，是由单片金属10制成，在本例中，此单片式表面安装伸缩弹片1包括一个焊接段11、一段由焊接段11外侧缘110弯折延伸的伸缩段12、由伸缩段12弯折延伸的接触段13、两段由焊接段11外侧缘110弯折并朝远离该焊接段方向延伸的护框段14、以及两段分别由前述护框段14弯折延伸的止高限位段15。

焊接段11是供焊接至电路板上的焊垫，因此具有大致平坦的底面以及与焊锡的表面能相近的金属表面，在本例中，焊接段11的外部轮廓大致呈圆形，为便于说明，称此大致呈圆周的部分为外侧缘110。本例中的外侧缘110向外延伸有一个伸缩段12，当然，如熟悉本技术领域人士所能轻易理解，当焊接段11面积较大时，亦可设置多个伸缩段无碍。

为便于说明，在本例中由上述外侧缘110弯折延伸的一端称为伸缩段12的第一端部122、与该第一端部122相反而远离焊接段11的端部则称为第二端部124，本例在第一端部122和第二端部124之间，存在有三段彼此间隔的间隔区126以及两段分别以两端弯折连结前述间隔区126的挠性进退区128；由于在本例中，间隔区126与焊接段11、以及间隔区126与挠性进退区128之间都是例释为直角弯折，使得各挠性进退区128彼此大致平行，也分别大致平行于焊接段11。伸缩段12的第二端部124则进一步弯折延伸出接触段13。

由焊接段11的外侧缘110，另弯折并且朝远离焊接段11方向延伸有例如两护框段14，由于本例中的每一段挠性进退区128都是规划为例如3/4圆周，且外径略小于焊接段11，使得护框段14以大致垂直方向弯折后，将位于所有上述挠性进退区128的外侧。因此在弹片制造过程进行例如上述滚镀或是弹片成品装袋搬运时，护框段14将由外保护各挠性进退区128间的开口部分，避免尺寸仅1、2公厘的弹片彼此相互干涉卡制，降低相互干涉后难以解开、甚至以人力分离时拉扯损坏产品的风险，从而提升产品自动化时的产出良率。当然，在空间许可下，设置三、四个护框段亦无不可；且即使挠性进退区的外廓不小于焊接段，也可以藉由扩大护框段的尺寸而达到保护挠性进退区间开口的效果。

为便于说明，此处将上述护框段14从外侧缘110弯折延伸的一端称为第三端部142、而相反于第三端部142的端部则称为第四端部144。本例中的两个第四端部144再度分别弯折延伸出一段止高限位段15，因此请一并参考图6-8所示，前述两段止高限位段15可以共同界定出一个供前述接触段13伸缩移动的限位孔150，使得当接触段13受到下压力而向下退缩时，会受到止高限位段15的局限而无法轻易偏离中心位置，藉此确保上方元件装置下压时的良好定位导接。

另一方面，当下压达到止高限位段15的高度位置时，除原本的伸缩段12会受力形变退缩外，两侧的护框段14也会分摊承受下压力，使得过度下压而损坏伸缩段12或接触段13的风险降低，提高产品结构强度及使用时的可靠度。

再另一方面，本例中的接触段13可以进一步区分包括一个延伸自伸缩段12第二端部124的抗拉缘132，及一个位于前述抗拉缘132中的抽拉凸部130，其中该抗拉缘132在该伸缩段12被过度拉伸至对应于上述护框段14时，会受到上述止高限位段15的阻挡，如果仍有其他导线或电路元件不慎勾结到间隔区126与挠性进退区128的开口，并欲拉扯伸缩段12和接触段13过度伸展时，同样可以藉由止高限位段15的内径，阻挡接触段13不致轻易过度拉伸而造成永久形变。

由于本例的各挠性进退区128分别环绕约3/4圆周，使得连接各挠性进退区128的间隔区126在图8的底视图中，可以看出会分别对应至焊接段11的不同位置，此种投影方向相互错开的空间关系，也使得接触段13受下压力作用而让伸缩段12退缩时，各挠性进退区128会分别弯折退缩，接触段13因而可以大致维持直线下压，不会大幅偏向。如前所述，当弯折完毕后，即可将此时将单片的铍铜或不锈钢材料冲压弯折而成的半成品作为基础层，经过例如加热处理而定型，再置入滚镀，使得该基础层外包覆一层例如数微米的金作为辅助层，达成上述防锈、增加导电性或易焊的效果。

进一步，由于目前的电路元件不断微型化，当整体弹片尺寸极小化时，所运用的金属材料无法具有以往的厚度，否则将不易弯折制造，但相反地，电路设计中却有时需要较佳的机械强度，则本发明的单片式表面安装伸缩弹片1可以如图9所示，配合例如一组绝缘壳体2使用，在本例中，此绝缘壳体2包括两个塑胶射出成形的组合半部22、24，每一前述组合半部22、24分别具有一个保护侧壁220、240及由前述保护侧壁220、240延伸且彼此对应衔接的衔接臂部222、242，本例中衔接臂部222、242相互对应衔接的位置，是位于上述止高限位段15的下方，使得当下压力过大而造成接触段13完全退至止高限位段15时，止高限位段15可以获得衔接臂部222、242的支撑，更难于受压损坏；尤其为提高护框段14的结构强度，每一护框段14中更分别形成有一道沿着高度方向延伸的凸肋140。

因为每一前述组合半部22、24分别具有一个保护侧壁220、240，平坦的保护侧壁220、240仍可以供自动化机械臂吸附或汲取，让单片式表面安装伸缩弹片1和绝缘壳体2的组合仍然可以列入自动化流程，提升产出效率且降低制造成本。

当然，熟悉本技术人士可以轻易理解，上述护框段并非局限于两个，当弹片较小时，亦可如图10所示，单独设置单一护框段34及单一止高限位段35，并且由单一止高限位段35再进一步弯折向下，形成对应于单一护框段34的辅助护框段36，并且单独由单一止高限位段35限制接触段33的位置。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡是依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (6)

1.一种单片式表面安装伸缩弹片，是由单片金属制成，并供焊接至一电路板，该单片式表面安装伸缩弹片包括：

具有一个外侧缘的焊接段；

至少一伸缩段，具有由上述外侧缘弯折延伸的一第一端部、与该第一端部相反的第二端部、多个与上述焊接段夹一角度延伸的间隔区、及多个分别以两端弯折连结前述间隔区的挠性进退区；其中，每一前述挠性进退区两端所连接的前述间隔区的投影，是对应至该焊接段的相异位置；

至少一个由上述伸缩段第二端部弯折的接触段；

至少一个由上述外侧缘弯折、并朝远离该焊接段方向延伸的护框段，该护框段是位于上述挠性进退区的外侧，并具有由上述外侧缘弯折延伸的一第三端部、及与该第三端部相反的第四端部；及

至少一个由上述护框段第四端部弯折延伸的止高限位段，用以限位上述接触段，使上述接触段在相对该焊接段伸缩时，是被限位而无法偏离。

2.如权利要求1所述的单片式表面安装伸缩弹片，其中上述护框段是至少两个，且每一前述护框段分别弯折延伸有一个止高限位段，以及前述止高限位段共同界定出一个供前述接触段伸缩移动的限位孔。

3.如权利要求1或2所述的单片式表面安装伸缩弹片，其中前述接触段进一步包括一个延伸自该伸缩段第二端部的抗拉缘，及一个位于前述抗拉缘中的抽拉凸部，其中该抗拉缘在该伸缩段被过度拉伸至对应于上述护框段时，会受到上述止高限位段的阻挡。

4.如权利要求1或2所述的单片式表面安装伸缩弹片，其中上述单片金属进一步包括一基础层、及电镀于该基础层外的辅助层。

5.如权利要求1或2所述的单片式表面安装伸缩弹片，更包括弯折延伸自上述止高限位段的辅助护框段。

6.一种具有单片式表面安装伸缩弹片的表面安装组件，供焊接至一电路板，该表面安装组件包括：

至少一个单片式表面安装伸缩弹片，是由单片金属制成，并供焊接至一电路板，该单片式表面安装伸缩弹片包括

具有一个外侧缘的焊接段；

至少一伸缩段，具有由上述外侧缘弯折延伸的一第一端部、与该第一端部相反的第二端部、多个与上述焊接段夹一角度延伸的间隔区、及多个分别以两端弯折连结前述间隔区的挠性进退区；其中，每一前述挠性进退区两端所连接的前述间隔区的投影，是对应至该焊接段的相异位置；

至少一个由上述伸缩段第二端部弯折的接触段；

至少一个由上述外侧缘弯折、并朝远离该焊接段方向延伸的护框段，该护框段是位于上述挠性进退区的外侧，并具有由上述外侧缘弯折延伸的一第三端部、及与该第三端部相反的第四端部；及

至少一个由上述护框段第四端部弯折延伸的止高限位段，用以限位上述接触段，使上述接触段在相对该焊接段伸缩时，是被限位而无法偏离；以及

一组绝缘壳体，包括两个组合半部，每一前述组合半部分别具有一个保护侧壁及由前述保护侧壁延伸且彼此对应衔接的衔接臂部，以及前述衔接臂部至少部分是对应支撑上述止高限位段。