CN112448193B - 具有止高基座及前突悬臂的表面安装减偏弹片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有止高基座及前突悬臂的表面安装减偏弹片，包括：一吸附基础段；两个自吸附基础段相对侧面下弯延伸预定高度的止高侧壁段，两个分别由止高侧壁段底缘弯折而相向延伸、供焊接至电路板的安装段；一个由吸附基础段延伸弯折、且与安装段间隔的弹性臂段，该弹性臂段包括一个由吸附基础段前突延伸的前突部，由前突部朝安装段弯折延伸的下弯部，及由下弯部朝向远离安装段延伸、经吸附基础段和安装段间的预定间隔至超过止高侧壁段的悬臂部：以及由悬臂部远离下弯部的端缘反向弯折、形成一个朝向安装段延伸的弯折支撑段。

Description

具有止高基座及前突悬臂的表面安装减偏弹片

技术领域

本发明涉及一种表面安装弹片，尤其涉及一种具有止高基座及前突悬臂的表面安装减偏弹片。

背景技术

电子业界所用之弹片是以例如磷青铜、不锈钢等金属材料经过冲压、弯折及加热定型等步骤制成，再以表面安装(Surface-mount technology,SMT)技术焊接固定于一电路板上，藉由弹片本身的金属材质经由弯折所具有的弹性回复力，作为电路组件间的导电接触、传递讯号、或以机械弹力提供受压缓冲之用。由于电子装置逐渐微型化，电路板上所规划的焊接垫面积也被要求缩减。

如图1所示，以往弹片9在受压时，弹性臂90和吸附部92往往一方面会受力向下压缩，另方面则会如虚线所示，沿着弧形方向朝向图式左后倾倒，使得电路板上除原本供焊接的长度L外，还需要额外预留一些让弹性臂90和吸附部92向后倒的行程空间，因此在电路板上实际占用的前后长度将由原本标示的L伸长为L’，而此种弹片结构的弹性接触部，也会因为弹性臂被下压时的旋转而偏移，造成图式上方的对象接触弹片的位置改变，这种情况通常在弹性臂行程愈长的情况下，偏移愈严重。

此外，一般弹片为保护弹性臂不被轻易过度施压而损坏，还有如图2所示的结构设计，让焊接段96的左右两侧向上弯折延伸，构成彼此大致平行的两个侧壁94，如果弹性臂90被过度下压，就由直立的侧壁94分担部分压力，增加整体的结构强度。然而，由焊接段96向上延伸的侧壁94在受压时，仍有歪倒损坏的问题，而且歪倒后，还会干扰电路板上左右两侧的其他组件。因此，在该前案中，弹性臂90除原本就有的上下弯折外，还额外设计有左右两个侧弯后向下延伸再弯折的弹脚98，确保弹性臂90受力下压的结构不易损坏。这种结构虽然降低弹性臂90损坏的机率，但是考虑目前常见的弹片规格，一般所谓0402的标准尺寸，就是焊接面积的长度0.04英寸，宽度0.02英寸，换为公制分别为区区1毫米长、0.5毫米宽的范围。在这样微小尺寸内进行多个复杂角度的弯折，模具的设计相当困难，由此，不仅影响产品的产出效率，产品良率也会随之降低，成本因而大增。另方面，此种弹片同样会因为弹性臂向后倾倒而在受压下弯时，改变上方接触点位置而造成偏移，使得对应的天线或其他电子组件无法顺利微型化。

因此，如何顺利减缩弹片于电路板上所占据的面积；且在吸附过程中可以提供理想的吸附基础段，降低吸附不良而掉落的机率，提高产出效率以利于自动化表面安装；又能保持良好的预定结构，以提供良好的导电接触、讯号传递、或以机械弹力提供受压缓冲及支撑保护之效果，尤其是弹性臂受下压力弹性形变时，接触点位置偏移量可以缩减，将是本发明所要的解决重点。

发明内容

针对现有技术的上述不足，根据本发明的实施例，希望提供一种吸附基础段结构稳定的具有止高基座及前突悬臂的表面安装减偏弹片，旨在实现如下目的：(1)藉由巧妙的系带位置设计，让所占用电路板的安装面积顺利缩小，符合微型化需求；(2)降低吸附时的掉落机率，提升表面安装的产出效率；(3)藉由止高基座保护弹性臂段在承受过度压力时的结构安全，确保产品性能，不易变形；(3)藉由前突悬臂的结构，补偿弹性臂受力下弯时的位移量，减少偏移而确保产品接触点位置精准。

根据实施例，本发明提供的一种具有止高基座及前突悬臂的表面安装减偏弹片，是供焊接至一片电路板，该表面安装悬臂弹片包括：一个吸附基础段；两个分别自上述吸附基础段的相对侧面下弯延伸一个预定高度的止高侧壁段，其中每一上述止高侧壁段分别具有一个连结上述吸附基础段的顶缘，以及相反于前述顶缘的底缘；两段分别由上述两底缘弯折、与上述吸附基础段间保持有一预定间隔而相向延伸、并供焊接至上述电路板的安装段；一个由上述吸附基础段延伸弯折、且与上述安装段间留有一间隔而设置的弹性臂段，该弹性臂段包括一个由前述吸附基础段前突延伸的前突部，一个由上述前突部朝向上述安装段弯折延伸的下弯部，以及一个由前述下弯部朝向远离上述安装段延伸、经上述吸附基础段和安装段间的上述预定间隔至超过上述止高侧壁段的悬臂部：以及由上述悬臂部远离上述下弯部的端缘反向弯折、形成一个朝向上述安装段延伸的弯折支撑段，其中前述弯折支撑段与上述安装段的距离小于上述悬臂部突出上述止高侧壁段的距离。

透过本发明具有止高基座及前突悬臂的表面安装减偏弹片，藉由前突悬臂的受力反相旋动，有效补偿弹性臂受力下弯时的偏移，使得接触点偏移有效缩减；且借着吸附基础段、止高侧壁段和安装段所共同环抱而成的止高基座，支撑保护前述弹性臂段，使前述弹性臂段的受压部受压位移至低于前述吸附基础段时，不至于轻易因受压而变形；悬臂段的巧妙系带设计，让弹片的微型化成为可能；尤其吸附基础段直接作为止高基座的一部份，受到止高侧壁段的稳固支撑，让吸嘴吸取搬移时，没有大量公差或受压退缩的问题，降低吸附掉落率，一举解决上述问题。

附图说明

图1为一种常见表面安装弹片的立体示意图。

图2为另一种常见表面安装弹片的立体示意图。

图3为本发明具有止高基座及前突悬臂的表面安装减偏弹片第一较佳实施例的立体图。

图4为图3实施例的右侧视图。

图5为图3实施例的前视图。

图6为图3实施例的左侧剖视示意图(说明弹片在未受力作用时的弹性臂段位置)。

图7为图3实施例的左侧剖视示意图(说明弹片在受力下压形变时的弹性臂段位置)。

图8为图3实施例表面安装至电路板上的立体示意图。

图9是制造图3实施例的金属片材尚未被弯折且系带尚未冲断前的俯视示意图(说明本发明弹片系带设计位置的巧思，使得弹片微型化成为可能)。

图10是本发明具有止高基座及前突悬臂的表面安装减偏弹片第二较佳实施例的前视图。

图11是本发明具有止高基座及前突悬臂的表面安装减偏弹片第三较佳实施例的立体图。

其中：1、1’为吸附基础段；2、2’、2”为止高侧壁段；22为顶缘；24、24’为底缘；3、3’、3”为安装段；32为对接缘；34”为辅助脚部；4、4’为弹性臂段；42为前突部；44、44’、44”为下弯部；46为悬臂部；48为加强肋部；

5为弯折支撑段；6”为环绕选焊段；7为电路板；8为金属片材；80为系带；82为系料点；9为弹片；90为弹性臂；92为吸附部；94为侧壁；96为焊接段；98为弹脚。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修改同样落入本发明权利要求所限定的范围。

第一较佳实施例

如图3-6所示，本发明第一较佳实施例提供的具有止高基座及前突悬臂的表面安装减偏弹片，包括：作为金属片材链接中心位置的吸附基础段1；两个分别自上述吸附基础段1的相对侧面下弯延伸一个预定高度的止高侧壁段2，为便于说明起见，在此将止高侧壁段2依照图4方向，定义在图的上方为顶缘22，下方则为底缘24；两个止高侧壁段的底缘24处，相向弯折延伸出两个安装段3，在本实施例中，两个安装段3彼此以一个细微的间隔互补，共同构成一个供焊接到电路板上焊垫位置的焊接面，为便于说明，在此将间隔两侧称为对接缘32；吸附基础段1的另一侧则延伸弹性臂段4，弹性臂段4分成大致和吸附基础段共平面的前突部42，由前突部42朝向安装段弯折延伸的下弯部44，以及由下弯部44再反折向上的悬臂部46；以及由悬臂部46反向弯折朝向上述安装段3延伸的弯折支撑段5。

由于吸附基础段1和两个安装段3大致平行，而且其中保持有对应于止高侧壁段2的预定间隔高度，因此可以提供表面安装吸嘴吸附，并且使得弹性臂段4的悬臂部46可以由下弯部44的最下方边缘上弯，穿经这个间隔而在高度方向翘高到超过吸附基础段1平面，并且再度下弯而延伸出弯折支撑段5。

在本发明中，悬臂部46远离下弯部44的尾部在未受力状态下，是暴露于吸附基础段1的上方，因此当上方的电子组件(图未示)相对接近下压时，将会最先抵压到悬臂部46和弯折支撑段5衔接的部分，并迫使弹性臂段4和弯折支撑段5循着图6的逆时针方向旋转弯折形变，为增强这个供抵压接触连接部位的结构强度，在本实施例中，该部位形成有一段朝远离上述安装段3的上凸形加强肋，故称该部位为加强肋部48；当然，熟悉本技术领域人士可以轻易理解，加强肋部48未必局限于突起状，也不一定只有一条，甚至可以仅是一个单独凸点，均无碍于本发明的实施。

另如图7及图8所示，由于吸附基础段1和两侧的止高侧壁段2的顶缘22相连，而止高侧壁段2的底缘又连接到安装段3，随着安装段3被焊固在电路板7上，使得当上方的电路组件下压时，吸附基础段1是无法移动或旋转，真正的可以发生转动形变的轴心是前突部42和吸附基础段1的衔接缘，造成前突部42左侧稍微上弯，下弯部44则是朝向图7的左侧偏移扭转，也因此消减悬臂部46下弯所造成的加强肋部48向右偏移问题，让本发明所揭露的弹臂，在受压形变过程中，可以大幅减少受压接触部位的偏移量至几乎可以忽略。

且因为弯折支撑段5与安装段3的最短距离，小于悬臂部46突出止高侧壁段2的距离，所以在加强肋部48被压低至一个预定高度后，弯折支撑段5会先接触到安装段3，并且因为弹性形变而提供增强的回复力，避免由弹性臂段4单独吸收下压力而导致永久形变；随后，当下压的程度继续增大，弹性肋部48将会被压缩至与吸附基础段1和止高侧壁段2顶缘22的高度齐平，此时，由吸附基础段1、止高侧壁段2和安装段3所共同构成的止高基座将发挥支撑作用，保护内缩的弹性臂段4不会损坏。由于前突部42的巧妙设计，悬臂部46不仅在横向必须稍微延长，并且此部分的延长，将会带来整个弹性臂段4长度的两倍增长，让下压产生的总形变量，分由更长的金属片材承受，产品可反复受压次数因而提高，并且在例如仅仅1.6毫米(mm)的弹片总高度情况下，受压的加强肋部48可以达成0.7mm的向下馈缩量，同时接触点的横向偏移量则可以被忽略不计。也因为弹性臂段4不会因下压而偏移甚至后倒，完全不会影响周围的组件，有效节约所占用的安装面积，让电路板上的其他空间可以完全让其他组件弹性使用，达到符合微型化的目标需求。

在本实施例中，最超越现有技术的结构设计，则在于采用下弯部44作为系料点，如图9所示，目前自动化冲压制造的金属弹片，都是从一条金属片材8开始，先将多余部分冲压去除，留下所有制造弯折弹片所需的部分，以及一条用以连结所有材料的系带80，在整体弹片由平坦片材逐步弯折成型如最右侧的单颗弹片后，再将系带80由系料点82冲断，收集已经成型的弹片进行例如电镀或热处理的后续制程。然而，系带80所需要的宽度至少要0.5mm，且通常左右对称，也就是，如果系料点为平行设计，该侧面就要留下1mm以上的系料宽度，这对于目前业界所需要的弹片微型化需求，会构成极大的限制。以业界常见的0402规格为例，一般所谓0402的标准尺寸，就是焊接面积的长度0.04英寸，宽度0.02英寸，换为公制分别为区区1mm长、0.5mm宽的范围，在此长宽距离内，要容纳彼此并排的两个系料点，根本就不可能；即使将标准放宽，改为业界常见的0603规格，也不过是1.5mm和0.75mm的长宽距离，同样无法容许并排存在的系料点存在。因此，如本实施例中，是利用下弯部的两个平坦的侧缘440作为系料点，即使是0402规格的弹片，只要在高度方向存有0.9mm，就可以保留0.5mm的空间容纳下弯部44在高度方向延伸，并且系料点拉伸在两个相对的侧缘，每一侧仅需0.5mm，整体弹片尺寸因而可以充分微型化，依照目前技术，造出的弹片最小可以达到长度1mm，宽度0.5mm，高度1.6mm，且馈缩量达0.7mm，受压时却几乎毫无侧向偏移，大幅超越现有各式产品。

本实施例中，下弯部侧壁都是采取外扩的平面型态，使得下弯部44由前方看来，具有大于吸附基础段1的宽度，藉此在电镀或自动化收纳至料带的过程中完全遮蔽前侧开口，减少相互干涉的机率；且弹性臂段4则具有大致等同于吸附基础段1的宽度，藉此提供较大的抗压性。但如熟悉本技术领域人士所能轻易理解，该结构仅为本发明的单一实施例，并不是必要限制，请一并参考图10，本发明第二较佳实施例，其中和前一实施例相同部分在此不再赘述。

第二较佳实施例

在本实施例的两个止高侧壁段2’的底缘，并非都弯折延伸有彼此互补的安装段，而是一侧安装段3’较宽，另一侧则仅以止高侧壁段2’的底缘24’作为安装段3’，供焊接至电路板上的焊垫；此外，本实施例中的下弯部44’也不具有大于吸附基础段1’的宽度，仅保持与吸附基础段1’和弹性臂段4’相对应的宽度即可。

由于本发明的前突部设计，使得悬臂部对应伸长，共同增加弹性臂段的长度，有效提高塑性形变的范围，并且藉由吸附基础段、止高侧壁段和安装段所共同环抱形成的止高基座协助支撑保障，确保产品不易变形；此外，吸附基础段本身受到两侧止高侧壁段的支持，不易变形，即使在微型化后，还可以选择性地和前突部共同提供机具吸附，确保表面安装的吸附过程中不易掉落，提升表面安装的产出效率；加以，前突悬臂的特殊结构，有效补偿弹性臂受力下弯时的前后位移量，减少偏移而确保产品在使用过程中，弹片即使受压而弹性馈缩，接触点位置仍然精准不会有后倒问题，实质缩减弹片占用面积；尤其是，藉由巧妙的系带位置设计，让所占用电路板的安装面积顺利缩小，符合电子组件微型化需求潮流趋势，完全达成上述目的。

第三较佳实施例

更进一步，由于止高基座的环抱保护结构，使得本发明的弹片即使在微型化情况下仍能保有强固的结构，为提供用户更多选择的弹性，亦可改换焊接部位而作为侧向受压的弹片。如图11本发明第三较佳实施例所示，除与第一较佳实施例相同部分外，在两止高侧壁段2”远离上述下弯部44”端缘，更相向弯折延伸出两个大致平行于下弯部44”的环绕选焊段6”；藉此，使用者可以在下单时加以声明，让产品在装填料带时改以平坦的下弯部44”作为供吸嘴吸附的平面，而改以环绕选焊段6”焊接至印刷电路板的预定焊垫位置。尤其为增加本发明弹片整体的支撑强度，还可以选择在安装段3”中的至少一者，弯折延伸出一个跟侧向环绕选焊段6”共平面的辅助脚部34”，让本发明弹片在这种侧向压缩的焊接使用模式站立更稳固。

Claims (8)

1.一种具有止高基座及前突悬臂的表面安装减偏弹片，是供焊接至一片电路板，其特征是，该表面安装减偏弹片包括：

一个吸附基础段；

两个分别自上述吸附基础段的相对侧面下弯延伸一个预定高度的止高侧壁段，其中每一上述止高侧壁段分别具有一个连结上述吸附基础段的顶缘，以及相反于前述顶缘的底缘；

两段分别由两底缘弯折、与上述吸附基础段间保持有一预定间隔而相向延伸的安装段；

一个由上述吸附基础段延伸弯折、且与上述安装段间留有一间隔而设置的弹性臂段，该弹性臂段包括一个由前述吸附基础段前突延伸的前突部，一个由上述前突部朝向上述安装段弯折延伸的下弯部，以及一个由前述下弯部朝向远离上述安装段延伸、经上述吸附基础段和安装段间的上述预定间隔至超过上述止高侧壁段的悬臂部：以及

由上述悬臂部远离上述下弯部的端缘反向弯折、形成一个朝向上述安装段延伸的弯折支撑段，其中前述弯折支撑段与上述安装段的距离小于上述悬臂部突出上述止高侧壁段的距离。

2.如权利要求1所述的表面安装减偏弹片，其特征是，两安装段在远离上述两底缘的侧边，形成有两个彼此互补的对接缘。

3.如权利要求1所述的表面安装减偏弹片，其特征是，上述下弯部具有一个大于上述吸附基础段的宽度。

4.如权利要求1、2或3所述的表面安装减偏弹片，其特征是，上述下弯部具有两个平坦侧缘。

5.如权利要求1所述的表面安装减偏弹片，其特征是，上述悬臂部具有一个对应于上述吸附基础段的宽度。

6.如权利要求1所述的表面安装减偏弹片，其特征是，上述悬臂部和上述弯折支撑段相连接处，形成有一段朝远离上述安装段的加强肋部。

7.如权利要求1所述的表面安装减偏弹片，其特征是，更包括两个分别由两止高侧壁段远离上述下弯部端缘弯折而相向延伸的侧向环绕选焊段。

8.如权利要求7所述的表面安装减偏弹片，其特征是，上述安装段中的至少一者弯折延伸有一个跟上述侧向环绕选焊段共平面的辅助脚部。

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