CN107453065A - 沉板型弹片连接器及其制造方法 - Google Patents

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嵇新泉
何文科
何家勇
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Abstract

本发明公开了一种沉板型弹片连接器，用于安装在具有沉孔的电路板上，沉板型弹片连接器包括基板部和弹片部，基板部具有通孔，弹片部具有弹片端部和与弹片端部相反的自由端部，弹片部具有位于基板部上方的板上弹片部和位于基板部下方的板下弹片部，其中板上弹片部至少包括与弹片连接器待连接的接触对象接触的接触部，弹片连接器被形成为使得当弹片部被接触对象挤压时板上弹片部能够经由通孔全部移动至基板部下方而进入电路板的沉孔中。还提供了一种制造沉板型弹片连接器的方法。

Description

沉板型弹片连接器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电连接器，特别涉及一种用于安装在电路板上的弹片连接器。
背景技术
随着电子技术的不断发展，出现了各种各样的电子设备，而电连接器是电子设备中不可缺少的部件，弹片连接器是一种常见的电连接器。目前，用于安装在电路板上的弹片连接器一般为板上型连接器，对于这类连接器，需要在待连接的连接对象(例如接触板)与电路板之间预留3个料厚及1个弯折直径的空间，目前3个料厚及1个弯折直径一般在0.4mm以上，导致需要在客户的电路板上预留较大的高度空间，不能满足电子设备日益轻薄化、小型化的需求。
此外，目前的弹片连接器通常通过底部焊接焊接在电路板上，焊接区域与弹片连接器的弹性变形区域重叠，容易导致在表面贴装(SMT)制程中锡膏爬到弹片连接器的弹性变形区域中，从而会影响弹片连接器的弹片性能。
发明内容
为了解决上述现有技术中的一个或多个问题，本发明旨在提供一种改进的弹片连接器。
根据本发明的一个方面，提供一种沉板型弹片连接器，用于安装在具有沉孔的电路板上，该沉板型弹片连接器包括平板状的基板部和被折弯的弹片部，所述基板部包括相反定位的第一端部和第二端部，并且所述基板部还包括当安装在电路板上时朝向电路板的下表面和远离电路板的上表面，其中，所述基板部具有靠近所述第一端部定位的通孔，该通孔贯穿所述基板部延伸；所述弹片部具有从所述基板部的第二端部延伸的弹片端部和与弹片端部相反的自由端部，所述弹片部具有位于所述基板部上方的板上弹片部和位于基板部下方的板下弹片部，其中所述板上弹片部至少包括与弹片连接器待连接的接触对象接触的接触部；所述弹片连接器被形成为使得当所述弹片部被接触对象挤压时所述板上弹片部能够经由所述通孔全部移动至所述基板部下方而进入所述电路板的沉孔中。
在一些实施例中，所述弹片部具有依次连接的具有所述自由端部的第一倾斜部、所述接触部、第二倾斜部、第一弹性力部、平坦部和具有所述弹片端部的第二弹性力部，其中，所述第一倾斜部和所述第二倾斜部均穿过所述通孔延伸以分别具有第一板上倾斜部和第一板下倾斜部以及第二板上倾斜部和第二板下倾斜部，所述第一板上倾斜部、所述接触部和所述第二板上倾斜部构成所述板上弹片部，所述第一板下倾斜部、第二板下倾斜部、第一弹性力部、平坦部和第二弹性力部构成所述板下弹片部。
在一些实施例中，所述平坦部平行于所述基板部延伸。
在一些实施例中，所述第一倾斜部和所述第二倾斜部相对于所述基板部成大致相同的倾斜角度延伸。
在一些实施例中，所述基板部和所述弹片部由一整块板状材料一体制成。
在一些实施例中，所述基板部在所述下表面靠近垂直于所述第二端部的两侧面处分别具有焊接部，所述弹片连接器通过所述焊接部焊接至所述电路板上。
在一些实施例中，所述基板部的上表面上形成有用于吸嘴吸取的吸取部，该吸取部定位在所述通孔和所述第二端部之间。
在一些实施例中，所述弹片部的自由端部形成有防刮部。
在一些实施例中，所述一整块板状材料为0.1mm厚的不锈钢板。
根据本发明的另一方面，本发明还提供一种制造沉板型弹片连接器的方法，包括如下步骤：
提供成一整块平板形式的弹片连接器坯件，其中，该连接器坯件包括具有第一宽度的第一部分和具有小于第一宽度的第二宽度的第二部分，并且所述第一部分具有贯穿的通孔，所述第二部分具有自由端部、第一弯折位置、第二弯折位置和靠近所述第一部分的第三弯折位置；
在第一弯折位置处沿第一方向弯折所述第二部分的从自由端部至第一弯折位置的部分，使得该部分相对于所述第一部分倾斜地延伸，以形成弹片连接器的第一倾斜部和接触部；
在第二弯折位置处沿与第一方向相反的第二方向弯折所述第二部分的从自由端部至第二弯折位置的部分，使得所述第二部分的从第一弯折位置至第二弯折位置的部分相对于所述第一部分倾斜地延伸，以形成弹片连接器的第二倾斜部和第一弹性力部；
在第三弯折位置处沿第二方向弯折所述第二部分的从自由端部至第三弯折位置的部分，使得所述第二部分的从第二弯折位置至第三弯折位置的部分垂直于所述第一部分；
继续在第三弯折位置处弯折所述第二部分的从自由端部至第三弯折位置的部分，使得所述第一倾斜部的一部分和所述第二倾斜部的一部分以及所述接触部穿过所述通孔，以形成平坦部和第二弹性力部，同时形成板上弹片部和板下弹片部。
在根据本发明实施例的沉板型弹片连接器中，通过设计弹片连接器的结构，使得当弹片连接器的弹片部被接触对象挤压时弹片连接器的板上弹片部能够经由通孔全部移动至基板部下方而进入电路板的沉孔中。这样，整个弹片部不会占用电路板的板上空间，在接触对象和电路板之间仅需要预留约0.1mm的一个料厚的高度空间，从而能够充分利用客户的板端空间，节省客户板上空间。进一步地，根据本发明的弹片连接器通过两侧的焊接部焊接至电路板上，避开了弹片的弹性变形区域，从而能够防止在表面贴装(SMT)制程中锡膏爬到弹片连接器的弹性变形区域中，进一步保证了弹片连接器的弹片性能。
此外，本发明的沉板型弹片连接器的基板部的上表面上还形成有用于吸嘴吸取的吸取部。这样，在SMT制程中，吸嘴可以吸附在该吸取部上，从而方便SMT制程自动吸取该弹片连接器。而且，弹片部的自由端部还形成有防刮部，能够防止在操作过程中手套和/或其它异物勾到弹片部而将弹片部拉出，从而能够防止弹片变形。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为根据本发明的实施例的沉板型弹片连接器的俯视立体示意图；
图2为根据本发明的实施例的沉板型弹片连接器的仰视立体示意图；
图3为根据本发明的实施例的沉板型弹片连接器的主视示意图；
图4为根据本发明的实施例的沉板型弹片连接器的俯视示意图；
图5为根据本发明的实施例的沉板型弹片连接器的仰视示意图；
图6(a)和6(b)为分别示出根据本发明的实施例的沉板型弹片连接器安装在电路板上的被挤压之前和被挤压之后的状态的示意图；
图7为PCB板的布局示意图；
图8(a)-(k)示意性地示出了在根据本发明的实施例的制造方法的各个步骤中的弹片连接器的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
为了便于说明，将当弹片连接器安装在电路板上时朝向电路板的方向定义为朝下的方向，远离电路板的方向定义为朝上的方向，但是，该定义仅仅是为了方便地说明本发明的技术方案，而不应视为对本发明的保护范围的限制。
图1和图2分别为根据本发明的实施例的沉板型弹片连接器1的俯视立体示意图和仰视立体示意图。沉板型弹片连接器1基本上包括成平板状的基板部2和被弯折的弹片部4。
如图所示，基板部2具有相反定位的第一端部E1和第二端部E2、相反定位的上表面P1和下表面P2、相反定位的第一侧面S1和第二侧面S2，在图示的实施例中，第一侧面S1和第二侧面S2垂直于第一端部E1和第二端部E2延伸。基板部2还具有靠近第一端部E1定位的通孔20，通孔20贯穿基板部2延伸，即通孔20从上表面P1延伸至下表面P2。
弹片部4具有从基板部2的第二端部E2延伸的弹片端部E3和与弹片端部E3相反的自由端部E4。如图1-2所示，弹片部4的一部分穿过通孔20，这样，弹片部4包括位于基板部2上方的板上弹片部4a和位于基板部2下方的板下弹片部4b，其中板上弹片部4a至少包括与弹片连接器待连接的接触对象(图6中示意性示出)接触的接触部44，下文将进一步详细说明。
具体地，图3-5分别为根据本发明的实施例的沉板型弹片连接器1的主视示意图、俯视示意图和仰视示意图。如图3所示，弹片部4具有依次连接的具有自由端部E4的第一倾斜部42、接触部44、第二倾斜部46、第一弹性力部48、平坦部50和具有弹片端部E3的第二弹性力部52。其中，接触部44、第一弹性力部48和第二弹性力部52为弹片部4的弯折部分，优选地，接触部44、第一弹性力部48和第二弹性力部52分别为曲率半径为0.1mm、0.3mm和0.12mm的弯折部分；第一倾斜部42、第二倾斜部46和平坦部50为弹片部4的平坦部分。在一个示例中，第一倾斜部42和第二倾斜部46相对于基板部2倾斜地延伸，平坦部50相对于基板部2大致平行地延伸。优选地，第一倾斜部42和第二倾斜部46以相对于基板部2大致相同的倾斜角度倾斜地延伸。如图3所示，第一倾斜部42和第二倾斜部46均延伸穿过通孔20，这样，第一倾斜部42和第二倾斜部46分别具有位于基板部上方的第一板上倾斜部42a和位于基板部下方的第一板下倾斜部42b以及位于基板部上方的第二板上倾斜部46a和位于基板部下方的第二板下倾斜部46b。因此，第一板上倾斜部42a、接触部44和第二板上倾斜部46a构成上述的板上弹片部4a，第一板下倾斜部42b、第二板下倾斜部46b、第一弹性力部48、平坦部50和第二弹性力部52构成上述的板下弹片部4b。
下面，结合附图6(a)和6(b)描述根据本发明的实施例的沉板型弹片连接器安装在电路板上的工作过程，其中，电路板可以是印刷电路板6(PCB)，弹片连接器可以电连接任何需要的连接对象和PCB，在图示的实施例中，连接对象示出为接触板8。图6(a)示意性示出了接触板8挤压弹片连接器1的接触部44之前的状态，图6(b)示意性示出了接触部8挤压弹片连接器1的接触部44之后的状态。可以看出，弹片连接器1的板上弹片部4a在接触板8的挤压下可以经由通孔20全部移动至基板部2下方，并进入电路板6的沉孔10中，这样，整个弹片部4不会占用电路板6的板上空间，在接触板8和电路板6之间仅需要预留一个料厚的高度空间，一个料厚的高度空间一般为0.1mm，从而能够充分利用客户的板端空间，节省客户板上空间。
返回参照图1和图4，基板部2的上表面P1上还形成有用于吸嘴吸取的吸取部22。这样，在SMT制程中，吸嘴可以吸附在该吸取部22上，从而方便SMT制程自动吸取该弹片连接器。在图示的实施例中，为了突出显示，使用包括剖面线的圆形区域表示吸取部22，然而，该吸取部22可以是与上表面P1上其它部分相同的部分，只要其是一块相对较大的平坦部分即可。在可替代的实施例中，该吸取部22也可以是具有凸起或凹入特征的平坦部分。优选地，吸取部22定位在通孔20和第二端部E2之间。
返回参照图3，弹片部4的自由端部E4还可以形成有防刮部54，在图示的实施例中，防刮部54为半径为0.05mm的圆倒角，这样，能够防止在操作过程中手套和/或其它异物勾到弹片部而将弹片部拉出，从而能够防止弹片变形。
进一步地，基板部2在下表面P2上靠近两侧面S1、S2处分别具有焊接部24，弹片连接器1通过焊接部24焊接至电路板6上。为了清楚地示出该焊接位置，图7示出了PCB板的示意布局图，如图7所示，与图中矩形区域对应的基板部2的下表面P2上设置有多个焊接部24，在图示的实施例中，示出了6个焊接部。在可替换的实施例中，可以设置少于6个的焊接部，例如设置在4个角部处的4个焊接部，或设置多于6个的焊接部，例如8个。这样，根据本发明的弹片连接器通过两侧的焊接部焊接至电路板上，避开了弹片的弹性变形区域，从而能够防止在表面贴装(SMT)制程中锡膏爬到弹片连接器的弹性变形区域中，进一步保证了弹片连接器的弹片性能。
下面，结合图8详细描述制造沉板型弹片连接器1的方法，图8示意性地示出了在制造方法的各个步骤中的弹片连接器的结构示意图。在一个示例中，制造沉板型弹片连接器1的方法可以包括如下步骤：
S1.提供成一整块平板形式的弹片连接器坯件。其中，该连接器坯件包括具有第一宽度的第一部分和具有小于第一宽度的第二宽度的第二部分，并且第一部分具有贯穿的通孔20，第二部分具有自由端部E4、第一弯折位置C1、第二弯折位置C2和靠近第一部分的第三弯折位置C3。应理解的是，此处的第一部分和第二部分分别对应于上述的基板部2和弹片部4，但是，由于其是形成在连接器坯件上，而上述的基板部2和弹片部4是形成在最终形成的弹片连接器1上，所以此处用第一部分和第二部分表示，以与最终形成的产品区分开。
S2.如图8(a)-(d)所示，在第一弯折位置C1处沿第一方向(图8中示出的顺时针方向)弯折所述第二部分的从自由端部E4至第一弯折位置C1的部分，使得该部分相对于所述第一部分倾斜地延伸，以形成弹片连接器的第一倾斜部42和接触部44。在图8示出的示例中，如图8(a)-(d)所示，该弯折过程是逐渐进行的。
S3.如图8(e)-(g)所示，在第二弯折位置C2处沿与第一方向相反的第二方向(图8中示出的逆时针方向)弯折所述第二部分的从自由端部E4至第二弯折位置C2的部分，使得所述第二部分的从第一弯折位置C1至第二弯折位置C2的部分相对于所述第一部分倾斜地延伸，以形成弹片连接器的第二倾斜部46和第一弹性力部48；
S4.如图8(h)-(i)所示，在第三弯折位置C3处沿第二方向弯折所述第二部分的从自由端部E4至第三弯折位置C3的部分，使得所述第二部分的从第二弯折位置C2至第三弯折位置C3的部分垂直于所述第一部分，如图(i)所示；
S5.如图8(j)-(k)所示，继续在第三弯折位置C3处弯折所述第二部分的从自由端部E4至第三弯折位置C3的部分，使得所述第一倾斜部42的一部分和所述第二倾斜部46的一部分以及所述接触部44穿过通孔20，以形成平坦部50和第二弹性力部52，同时形成板上弹片部4a和板下弹片部4b。
优选地，在步骤S1中，一整块平板为0.1mm厚的不锈钢平板。
在上述制造方法中，通过连续的弯折工艺，就可以由一整块平板状坯料制造出根据本发明实施例的沉板型弹片连接器，所需的制造工艺单一，从而能够大大简化生产线，并且提高制造效率，同时能够保证制造出的产品的精度和刚度。
虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种沉板型弹片连接器，用于安装在具有沉孔(10)的电路板(6)上，该沉板型弹片连接器包括平板状的基板部(2)和被折弯的弹片部(4)，所述基板部包括相反定位的第一端部(E1)和第二端部(E2)，并且所述基板部还包括当安装在电路板上时朝向电路板的下表面(P2)和远离电路板的上表面(P1)，其特征在于，
所述基板部(2)具有靠近所述第一端部定位的通孔(20)，该通孔贯穿所述基板部延伸；
所述弹片部(4)具有从所述基板部的第二端部延伸的弹片端部(E3)和与弹片端部相反的自由端部(E4)，所述弹片部具有位于所述基板部上方的板上弹片部(4a)和位于基板部下方的板下弹片部(4b)，其中所述板上弹片部至少包括与弹片连接器待连接的接触对象接触的接触部(44)；
所述弹片连接器(1)被形成为使得当所述弹片部(4)被待连接的接触对象挤压时所述板上弹片部(4a)能够经由所述通孔(20)全部移动至所述基板部(2)下方而进入所述电路板的沉孔(10)中。
2.根据权利要求1所述的沉板型弹片连接器，其特征在于，所述弹片部(4)具有依次连接的具有所述自由端部的第一倾斜部(42)、所述接触部(44)、第二倾斜部(46)、第一弹性力部(48)、平坦部(50)和具有所述弹片端部的第二弹性力部(52)，其中，所述第一倾斜部(42)和所述第二倾斜部(46)均穿过所述通孔(20)延伸以分别具有第一板上倾斜部(42a)和第一板下倾斜部(42b)以及第二板上倾斜部(46a)和第二板下倾斜部(46b)，所述第一板上倾斜部(42a)、所述接触部(44)和所述第二板上倾斜部(46a)构成所述板上弹片部(4a)，所述第一板下倾斜部(42b)、第二板下倾斜部(46b)、第一弹性力部(48)、平坦部(50)和第二弹性力部(52)构成所述板下弹片部(4b)。
3.根据权利要求2所述的沉板型弹片连接器，其特征在于，所述平坦部(50)平行于所述基板部(2)延伸。
4.根据权利要求2或3所述的沉板型弹片连接器，其特征在于，所述第一倾斜部(42)和所述第二倾斜部(46)相对于所述基板部(2)成大致相同的倾斜角度延伸。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的沉板型弹片连接器，其特征在于，所述基板部(2)和所述弹片部(4)由一整块板状材料一体制成。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的沉板型弹片连接器，其特征在于，所述基板部(2)在所述下表面(P2)靠近垂直于所述第二端部的两侧面(S1、S2)处分别具有焊接部(24)，所述弹片连接器通过所述焊接部焊接至所述电路板上。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的沉板型弹片连接器，其特征在于，所述基板部的上表面(P1)上形成有用于吸嘴吸取的吸取部(22)，该吸取部定位在所述通孔和所述第二端部之间。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的沉板型弹片连接器，其特征在于，所述弹片部的自由端部(E4)形成有防刮部(54)。
9.根据权利要求5所述的沉板型弹片连接器，其特征在于，所述一整块板状材料为0.1mm厚的不锈钢板。
10.一种制造沉板型弹片连接器的方法，包括如下步骤：
提供成一整块平板形式的弹片连接器坯件，其中，该连接器坯件包括具有第一宽度的第一部分和具有小于第一宽度的第二宽度的第二部分，并且所述第一部分具有贯穿的通孔，所述第二部分具有自由端部、第一弯折位置、第二弯折位置和靠近所述第一部分的第三弯折位置；
在第一弯折位置处沿第一方向弯折所述第二部分的从自由端部至第一弯折位置的部分，使得该部分相对于所述第一部分倾斜地延伸，以形成弹片连接器的第一倾斜部和接触部；
在第二弯折位置处沿与第一方向相反的第二方向弯折所述第二部分的从自由端部至第二弯折位置的部分，使得所述第二部分的从第一弯折位置至第二弯折位置的部分相对于所述第一部分倾斜地延伸，以形成弹片连接器的第二倾斜部和第一弹性力部；
在第三弯折位置处沿第二方向弯折所述第二部分的从自由端部至第三弯折位置的部分，使得所述第二部分的从第二弯折位置至第三弯折位置的部分垂直于所述第一部分；
继续在第三弯折位置处弯折所述第二部分的从自由端部至第三弯折位置的部分，使得所述第一倾斜部的一部分和所述第二倾斜部的一部分以及所述接触部穿过所述通孔，以形成平坦部和第二弹性力部，同时形成板上弹片部和板下弹片部。
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