CN112636014B - 具有止高基座及侧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侧突悬臂的表面安装减偏弹片，供焊接至一片电路板，包括：一止高遮挡段；一自止高遮挡段的侧面弯折延伸预定高度的吸附侧壁段；一由内缘弯折，与止高遮挡段间保有预定间隔并大致平行的底壁段；一由底壁段弯折，并平行吸附侧壁段延伸、供焊接至电路板的安装段；一由止高遮挡段延伸弯折、且与底壁段间隔设置的弹性臂段，弹性臂段包括由止高遮挡段侧突延伸的侧突部，由侧突部朝底壁段弯折的下弯部，及由下弯部朝远离底壁段延伸、经预定间隔至侧向超过止高遮挡段的悬臂部：及由悬臂部远离下弯部端缘反折、形成朝底壁段延伸的弯折支撑段。

Description

具有止高基座及侧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，尤其是一种具有止高基座及侧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。此类问题，即使是将弹片设置转九十度角的侧向突出弹片也同样无法避免。

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英吋，宽度0.02英吋，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。

另一方面，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。同样地，即使改变弹片的焊接方向和馈缩方向关系，成为侧向内缩的表面安装弹片，仍然会发生侧压接触点偏移的问题。

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侧壁段，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，尤其是弹性臂受侧压力弹性形变时，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，希望提供一种具有止高基座及侧突悬臂的表面安装减偏弹片，旨在实现如下目的：(1)藉由巧妙的安装段结构设计，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侧向压力时的结构安全，确保产品性能，不易变形；(4)藉由侧突悬臂的结构，补偿弹性臂受力侧向馈缩时的位移量，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侧突悬臂的表面安装减偏弹片，供焊接至一片电路板，该表面安装悬臂弹片包括：一个止高遮挡段；一个自上述止高遮挡段的侧面弯折延伸一个预定高度的吸附侧壁段，上述吸附侧壁段具有一个连结上述止高遮挡段的外露缘、相反于前述外露缘的内缘、以及连接该外露缘和该内缘的两侧缘；一个由上述内缘弯折，与上述止高遮挡段间保持有一预定间隔并沿大致平行上述止高遮挡段延伸的底壁段；一个由上述底壁段弯折，并沿大致平行上述吸附侧壁段延伸、供焊接至上述电路板的安装段；一个由上述止高遮挡段延伸弯折、且与上述底壁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止高遮挡段侧突延伸的侧突部，一个由上述侧突部朝上述底壁段弯折延伸的下弯部，以及一个由前述下弯部朝远离上述底壁段延伸、经上述止高遮挡段和底壁段间的上述预定间隔至侧向超过上述止高遮挡段的悬臂部：以及由上述悬臂部远离上述下弯部的端缘反向弯折、形成一个朝上述底壁段延伸的弯折支撑段，其中前述弯折支撑段与上述底壁段的距离小于上述悬臂部突出上述止高遮挡段的距离。

相对于现有技术，通过本发明具有止高基座及侧突悬臂的表面安装减偏弹片，藉由侧突悬臂的受力反相旋动，有效补偿弹性臂受力侧向馈缩时的偏移，使得接触点偏移有效缩减；且借着止高遮挡段、吸附侧壁段和底壁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止高遮挡段时，不至于轻易因受压而变形；安装段的巧妙设计，让弹片的微型化成为可能；尤其吸附侧壁段直接作为止高基座的一部份，受到稳固支撑，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示意图。

图2为另一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侧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实施例的前视图。

图5为图3实施例的右侧视图。

图6为图3实施例的顶视图。

图7为图3实施例的底视透视示意图(说明本弹片在未受力作用时的弹性臂段位置)。

图8为图3实施例的底视透视示意图(说明本弹片在受力侧压形变时的弹性臂段位置)。

图9是本发明具有止高基座及侧突悬臂的表面安装减偏弹片第二较佳实施例被焊接组装至电路板的立体示意图。

图10是图9实施例的右侧视图。

其中：1、1’为止高遮挡段；12为底缘；2、2’为吸附侧壁段；22为外露缘；24、24’为内缘；26、26’为侧缘；3、3’为底壁段；4、4’为安装段；5、5’为弹性臂段；52为侧突部；54为下弯部；56为悬臂部；58为加强肋部；6为弯折支撑段；7为对接辅助安装段；70’为连接段；72’为外扩辅助安装段；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至8所示，本发明第一较佳实施例提供的具有止高基座及侧突悬臂的表面安装减偏弹片，包括在本实施例中作为金属片材链接中心位置的一个止高遮挡段1；一个自止高遮挡段1的侧面弯折延伸一个预定深度的吸附侧壁段2，为便于说明起见，在此将吸附侧壁段2依照图3方向，定义在图的前侧方、连结止高遮挡段1的边缘为外露缘22、相反于外露缘22的后侧边缘则称为内缘24、连接外露缘22和内缘24的定义为两个侧缘26；一个由内缘24弯折，与止高遮挡段1间保持有一预定间隔并沿大致平行止高遮挡段1延伸的底壁段3；一个由上述底壁段3弯折，并沿大致平行吸附侧壁段2延伸、供焊接至电路板的安装段4；一个由止高遮挡段1延伸弯折、且与底壁段3间留有一间隔而设置的弹性臂段5，该弹性臂段5包括一个由止高遮挡段1侧突延伸的侧突部52，一个由侧突部52朝底壁段3弯折延伸的下弯部54，以及一个由下弯部54朝远离底壁段3延伸、经止高遮挡段1和底壁段3间的预定间隔至侧向超过止高遮挡段1的悬臂部56：以及由悬臂部56远离下弯部54的端缘反向弯折、形成一个朝底壁段3延伸的弯折支撑段6，其中弯折支撑段6与底壁段3的距离小于悬臂部56突出止高遮挡段1的距离。由于本实施例中的弹性臂段5，无论是侧突部52、下弯部54或悬臂部56均等宽，且宽度对应于上述止高遮挡段1，使得整体结构简单，且强度稳固。

在本实施例中，止高遮挡段1由远离外露缘22的底缘12处，弯折出一个对接辅助安装段7，由于本实施例中的安装段4和对接辅助安装段7彼此共平面且相向延伸，共同构成大致平行于吸附侧壁段2的结构。因此，从右侧视图看来，可以发现止高遮挡段1、吸附侧壁段2、底壁段3、安装段4和对接辅助安装段7，可以环绕出一个约略封闭的矩形架构作为止高基座，即使弹片整体的尺寸缩小、制造弹片的金属片厚度变薄，仍然能有效提供弹片整体受下压时的结构强固支撑，让弹片的微型化成为可能。即使本实施例中安装段4和对接辅助安装段7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，但熟悉本发明技术领域人士可以轻易理解，安装段4和对接辅助安装段7彼此相对延伸并非必要的局限，即使仅留下一个底壁段3或止高遮挡段1壁面的厚度供焊接至电路板，均无碍本发明实施。

由于止高遮挡段1和底壁段3大致平行，而且其中保持有对应于吸附侧壁段2的预定间隔深度，使得弹性臂段5的悬臂部56可以由下弯部54最接近底壁段3的边缘外弯，穿经这个间隔而在外侧方向弯折突出到超过止高遮挡段1的侧面，并且再度内弯而延伸出弯折支撑段6。在本发明中，悬臂部56远离下弯部54的尾部在未受力状态下，是暴露于止高遮挡段1的侧方，因此当侧方的电子组件例如手机壳内部的天线(图中未标示)相对接近侧压时，将会最先抵压到悬臂部56和弯折支撑段6衔接的部分，并迫使弹性臂段5和弯折支撑段6循着图8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底壁段3的上凸形加强肋，故称该部位为加强肋部58；当然，熟悉本技术领域人士可以轻易理解，加强肋部58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。

如图7和图8所示，进一步讨论本发明减偏弹片侧向受压的情况，由于真正以发生转动形变的轴心是侧突部52和止高遮挡段1的衔接缘，造成侧突部52右侧稍微上弯，下弯部54则是朝向图式的右侧偏移扭转，也因此消减悬臂部56下弯所造成的加强肋部58向左偏移问题，让本发明所揭露的弹臂，在受侧向压形变过程中，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6与底壁段3的最短距离，小于悬臂部56突出止高遮挡段1的距离，所以在加强肋部58被侧压馈缩至一个预定距离后，弯折支撑段6会先接触到底壁段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5单独吸收侧压力而导致永久形变；随后，当侧压的程度继续增大，弹性肋部58将会被压缩至与止高遮挡段1和止高遮挡段2外露缘22的高度齐平，此时，由止高遮挡段1、吸附侧壁段2、底壁段3和安装段4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5不会损坏。由于侧突部52的巧妙设计，悬臂部56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5长度的两倍增长，让侧压产生的总形变量，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)的弹片总深度情况下，受压的加强肋部58可以达成0.7mm的向内馈缩量，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5不会因侧压而偏移甚至歪倒，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。

目前自动化冲压制造的金属弹片，都是从一条金属片材开始，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，在整体弹片由平坦片材逐步弯折成型单颗弹片后，再将系带由系料点冲断，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英吋，宽度0.02英吋，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，同样无法容许并排系料点存在。因此，在本实施例中，是用两个侧缘26作为系料点，即使是0402规格的弹片，只要深度方向有0.5mm，就可以顺利实施，并且系料点拉伸在两个相对的侧缘，整体弹片尺寸因而可以充分微型化，依照目前技术，造出的弹片可以达到深度仅需1.6mm，馈缩量就可达到0.7mm，受压时却几乎毫无侧向偏移，大幅超越现有各式产品。

第二较佳实施例

考虑实际应用的侧压式表面安装弹片，并非局限于安装在电路板的上方，还有部分需求是将电路板部分挖空，将弹片安装在电路板缺口位置，藉此降低电路板的整体高度，请一并参考图9和图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。

在本实施例中，电路板形成有一个缺口，吸附侧壁段2’的内缘24’弯折延伸出底壁段3’，由于底壁段3’是向外弯折延伸出安装段4’，供焊接至电路板上的焊垫，而止高遮挡段1’弯折出的弹性臂段5’则会有部分高度是埋在电路板的缺口处，使得弹性臂段5’的宽度大于底壁段3’；此外，本实施例中的吸附侧壁段2’的两侧缘26’也分别弯折延伸出两个连接段70’，每一连接段70’都和上述底壁段3’大致等宽，并且进一步在远离侧缘26’处弯折，各自延伸出一道跟上述安装段4’共平面的外扩辅助安装段72’，使得焊接安装的力量可以由三处焊点共同承受。当然，如熟悉本技术领域人士所能轻易理解，只要周边结构配合，即使是仅有一个外扩辅助安装段或根本没有外扩辅助安装段，均无碍于本发明实施。

由于本发明的侧突部设计，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，并且藉由止高遮挡段、吸附侧壁段和底壁段所共同形成的止高基座协助支撑保障，确保产品不易变形；此外，吸附侧壁段本身受到底壁段和两侧连接段的支持，不易变形，即使在微型化后，还可以供机具吸附，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，侧突悬臂的特殊结构，有效补偿弹性臂受力侧向馈缩时的前后位移量，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，符合电子组件微型化需求潮流趋势。

Claims (6)

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

一个止高遮挡段；

一个自上述止高遮挡段的侧面弯折延伸一个预定深度的吸附侧壁段，上述吸附侧壁段具有一个连结上述止高遮挡段的外露缘、相反于前述外露缘的内缘、以及连接该外露缘和该内缘的两侧缘；

一个由上述内缘弯折，与上述止高遮挡段间保持有一预定间隔并沿大致平行上述止高遮挡段延伸的底壁段；

一个由上述底壁段弯折，并沿大致平行上述吸附侧壁段延伸、供焊接至上述电路板的安装段；

一个由上述止高遮挡段延伸弯折、且与上述底壁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止高遮挡段侧突延伸的侧突部，一个由上述侧突部朝上述底壁段弯折延伸的下弯部，以及一个由前述下弯部朝远离上述底壁段延伸、经上述止高遮挡段和底壁段间的上述预定间隔至侧向超过上述止高遮挡段的悬臂部：以及

由上述悬臂部远离上述下弯部的端缘反向弯折、形成一个朝上述底壁段延伸的弯折支撑段，其中前述弯折支撑段与上述底壁段的距离小于上述悬臂部突出上述止高遮挡段的距离。

2.如权利要求1所述的表面安装减偏弹片，其特征是，进一步包括一个由上述止高遮挡段相反于延伸出上述吸附侧壁段的侧面弯折、并大致平行上述止高遮挡段而与上述安装段共平面且相向延伸的对接辅助安装段。

3.如权利要求1所述的表面安装减偏弹片，其特征是，进一步包括至少一个由上述吸附侧壁段的上述两侧缘的至少一者弯折、且延伸至与上述底壁段等宽的连接段；以及一个由上述连接段远离上述侧缘处弯折、与上述安装段共平面延伸的外扩辅助安装段。

4.如权利要求3所述的表面安装减偏弹片，其特征是，上述弹性臂段具有大于上述底壁段和上述连接段的宽度。

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止高遮挡段的宽度。

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底壁段的加强肋部。

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