CN112640220A - 包括弹性连接销的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电连接器的销，包括用于连接到连接器的连接部段和自由端部段，该端部部段具有的横截面的至少一个部分绕平行于该端部部段的纵向方向的轴线弯曲，并且该端部部段具有侧边缘，该侧边缘形成电接触部分，该电接触部分能够通过产生弯曲部分的弹性变形而彼此更靠近。

Description

包括弹性连接销的电子设备
弹性连接销、包括这种销的连接器和电子设备
技术领域
本发明涉及电子领域，并且更具体地涉及在电子设备中进行电连接的领域。
背景技术
已知可以使用连接器将电子部件或设备连接到印刷电路板(通常称为PCB)，该连接器具有用于接合在孔中的销或引脚，孔已经设置在印刷电路板中并且具有内表面，内表面覆盖有导电涂层并且连接到印刷电路的导电迹线。将这些称为镀金属的孔或过孔(via)。
销通常由导电金属制成，并且包括端部部段，该端部部段在横向于销的纵向方向的方向上弹性可变形，使得端部部段具有两个彼此径向相对并适于朝向彼此弹性地移动的外表面部分。端部部段因此能够被强制地接合在镀金属的孔中，并且其弹性用作提供镀金属的孔的导电涂层与销的端部部段的外表面部分之间的永久接触。
若干形状的销是已知的。作为示例，在通常的应用中最常见的是带有圆形截面的开口销或所谓的“香蕉”销。
这些销不适合用于其中销承受较大应力(机械应力、振动应力、热应力……)的应用，并且特别是在航空中，其中，对这种应力的抵抗是诸如AKINC 600标准之类的标准的主题。
对于这些应用，已知使用“压配合”类型的连接器，其具有若干销，其中端部部段呈“针眼”形状，即，端部在近侧实心部分和远侧实心部分之间具有中间部分，该中间部分包括两个向外弯曲的叶片，使得外表面部分彼此隔开的距离大于端部部段其余部分的最大横向尺寸。叶片具有连接到近侧实心部分的第一会聚端和连接到远侧实心部分的第二会聚端，外表面部分提供与位于叶片的弯曲的中间部分上的镀金属的孔接触。
当在某些使用条件下其提供可靠的连接时，这种类型的销的缺点是可能发现其制造起来相对昂贵。
这种类型的销的另一个缺点是镀金属的孔的长度需要足以接纳销的端部部段的远侧部分和中间部分，同时确保与镀金属的孔的导电涂层接触外表面部分在镀金属的孔内部接合足够远，以避免在施加到连接器和/或印刷电路板的应力的作用下从其中拔出的任何危险。因此，认为销的外表面部分与镀金属的孔的导电涂层的接触点必须在距镀金属的孔的入口至少0.3毫米(mm)的深度处。
另外，在高频电子设备的情况下，当前连接器的销在匹配的线中产生称为“短截线效应”的重复阻抗不连续(并因此产生重复阻抗)。
发明内容
本发明的目的是提供一种确保可靠连接的电连接器销。
为此，本发明提供了一种高频电子设备，该高频电子设备包括：印刷电路板，其具有导电迹线和至少第一系列的盲孔，该第一系列的盲孔从板的第一面延伸，并且每个盲孔均设置有连接到导电迹线中的至少一条的导电涂层；以及至少一个连接器，该至少一个连接器在第一面的旁边延伸并且包括基部和销，每个销具有连结到基部的连结部段和自由的端部部段。端部部段具有横截面，该横截面具有至少一个弯曲部分，至少一个弯曲部分围绕平行于该端部部段的纵向方向的轴线弯曲，并且该端部部段具有侧边缘，该侧边缘设置有电接触部分并且能够通过使弯曲部分弹性变形而朝向彼此移动，将销的端部部段中的每个接纳在第一系列盲孔的相应孔中，并且弯曲部分弹性变形，使得接触部分弹性地压靠导电涂层。
销在结构上相对简单，并且能够通过作用在弯曲部分的曲率、端部部段的厚度和/或材料的选择以调节由接触部分施加在用于接纳销的孔的涂层表面上的压力。这种形状使得一旦将其连接，销就具有足够的刚度，同时它被插入孔中并且也在使用中，同时还提供可靠的电接触这种结构还使得具有相对短的端部部段，该端部部段适于接纳在盲孔中，并且更一般地接纳在相对短的长度的孔中(特别是当与“压配合”类型的当前解决方案相比)。在高频电子设备中，限制了短截线效应。
根据特定特征，每个盲孔将形成差分线的两条导电迹线连接在一起。
有利地，该横截面包括围绕平行于端部部段的纵向方向的轴线弯曲的两个弯曲部分，这两个部分在相互相对的方向上弯曲，该横截面较佳地基本呈扁平的S形。
可选地，端部部段包括倒角的和/或整圆的终端部分。
在较佳实施例中，该板包括面对第一系列盲孔延伸的第二系列盲孔。
根据可选的特征：
-盲孔的面对的端部彼此以位于约0.1mm至0.4mm范围内的距离间隔开；
-将销的端部部段推入到长度位于0.3mm至1.4mm范围内，并且较佳地约0.85mm的孔中；
-盲孔具有的长度位于在1.4mm至1.6mm的范围内；并且
-每个系列的孔以约2.54mm的距离间隔开。
通过阅读本发明的特定和非限制性实施例的以下描述，本发明的其它特征和优点将显现。
附图说明
参考附图，附图中：
-图1是本发明的销的正视图；
-图2是本发明的连接器的剖视图；
-图3是本发明的电子设备的局部剖视图；
-图4是本发明的销的沿图1中的线IV-IV的剖视图；以及
-图5是类似于图1的局部视图，示出了变型实施例中的销。
具体实施方式
参考图1至图4，作为示例，以应用于包括印刷电路板(或PCB)的电子设备来描述本发明，印刷电路板(或PCB)总体上被赋予标记1，该印刷电路板包括承载导电迹线3并且设有孔4.1、4.2的电绝缘基材2，每个孔都被连接到导电迹线3的内部涂层5覆盖。导电迹线3连接到高频电子部件(未示出)，并且它们形成高频电路。
孔包括第一系列的盲孔4.1和第二系列的盲孔4.1，它们从基材2的相反的面2.1、2.2彼此相对地延伸。每对面对的孔的盲孔4.1位于相同的轴线上，并且它们的端部隔开约0.4mm的距离。每个盲孔4.1将形成差分线的两条导电迹线连接在一起。
这些孔包括其它孔4.2，其它孔4.2是开通到两个面2.1、2.2上的通孔。
在该示例中，基材具有的厚度为3.2mm，而孔4.1具有的深度约为1.4mm。在每个系列中，孔4.1、4.2彼此间隔大约2.54mm的距离。
该设备包括连接器10，每个包括具有紧固到其上的销的基部11，赋予销总体标记12。
每个销12具有：
-连结部段12.1，其紧固到基部11并连接到电缆13；以及
-端部部段12.2，其在连接部段12.1的延长部分中延伸并且具有自由终端部分12.3。
连结部段12.1以通常的方式紧固到基部11，例如通过包覆模制。每个连结部段12.1以通常的方式电连接到电缆13，例如通过钎焊。
在该示例中，连结部段12.1和端部部段12.2由单件金属制成。在该示例中，使用的金属是以下合金之一：CuSn4、CuSn6、CuNiSi、CuCrAgFeTiSi。每个销12是通过切割规定的金属片材制成的。通过沉积一层厚度约为1.5μm(微米)的镍，利用厚度约为0.3到1.0μm的所谓的“闪镀镍”精加工来进行表面处理。自然能够设想其它导电材料，特别是金属和合金。
销12具有平坦的细长形状。术语“平坦的”用于意指销12的厚度小于垂直于其纵向方向测量的宽度。
销12的端部部段12.2由最初具有矩形横截面的叶片制成，并且在该示例中，叶片已经变形以最终呈现出波纹形状。
该横截面具有绕平行于端部部段12.2的纵向方向的相应轴线弯曲的两个弯曲部分14、15。两个弯曲部分14、15在相互相对的方向上弯曲，并且横截面基本上呈平坦的S形。
因此，端部部段12.2具有形成电接触部分的侧边缘，该电接触部分能朝向彼此移动，引起弯曲部分14、15的弹性变形。
在该示例中，端部部段具有倒角的终端部分12.3。在变型中，终端部分12.3是整圆的。
通过将端部部段12.2接合在孔4.1、4.2中而将连接器安装在电子板1上。这样做引起端部部段12.2横向变形，从而使侧边缘16朝向彼此移动。这种变形引起弯曲部分14、15的曲率增加。由于终端部分15.3的形状，这种变形是逐渐发生的，其中倒角也有助于使销对中在孔中。应当注意，弯曲部分14、15变形所需的力特别取决于形成端部部分12.2的叶片的厚度以及弯曲部分14、15的初始曲率。因此，所述厚度和初始曲率将根据期望的插入力和压力来确定，侧边缘16通过该插入力和压力压靠内部涂层5。将销的端部部段推入到长度位于0.3mm至1.4mm范围内，并且较佳地约0.85mm的孔中。
一旦将连接器安装在电子板1上，就将销12的端部部端12.2各自接纳在孔4.1或4.2中，并且它们保持横向弹性变形，以使它们的侧边缘16沿其整个长度弹性地压靠导电涂层5。端部部段的侧边缘16沿其整个长度与孔的内部涂层接触的事实限制了可能导致涂层变坏的任何过多的局部应力集中的风险。
应当注意，端部部段的横截面的波纹形状赋予其刚度和相对良好的抗弯曲性，从而促进了将端部部段插入孔中的操作。
还应注意，盲孔4.1和相对短的销12用作通过使镀金属的孔在高频处的匹配的线上的“短截线”效应最小化以使高频通带最大化。
参照图5，每个侧边缘16设置有从所讨论的侧边缘的其余部分突出的接触部分17。在该示例中，接触部分17是三角形的形状并且它们位于终端部分12.3上，具有从接触部分的前表面延伸的倒角。
当然，本发明不限于所描述的实施例，而是涵盖落入由权利要求限定的本发明范围内的任何变型。
特别地，电子设备可以具有任何结构，并且特别地：它可以具有与所示的不同的孔的数量，它的孔可以仅为盲孔或通孔，仅没有面对的孔，具有多层PCB或单层PCB。基材可以具有不同的厚度，并且孔可以具有不同的深度。
可以使用任何技术来将部件安装在印刷电路板上。
连接器可以具有与所描述的结构不同的结构。该连接器可以可选地符合ARINC600标准，它可以是串行连接器或并行连接器，或者通常可以是具有销的任何连接器……
销的结构可能与所描述的不同，并且特别地：
-连结部段可以具有任何截面(例如，不平坦的)，只要其截面赋予其足够的刚度(抗弯曲性)即可，以使得端部部段能够接合在镀金属的孔中，并且例如，它可以是管形的、圆形的、正方形的；
-端部部段可以具有整圆(围绕平行于端部部段的纵向方向的轴线)的边缘或平面的边缘；
-端部部段可以具有尖的末端，以便于将其插入孔中。然而，如附图中所示的那样，较佳地是具有倒角的端部(具有渐缩的末端的形状)，因为对中功能然后不会导致端部部段的长度显著增加；
-侧边缘可包括突出的接触部分，并且这些接触部分的形状可能是三角形或整圆的(圆形或椭圆形)或一些其它形状；
-能够作用于接触部分17的后表面的倾斜度，以使得操作者能够移除销；
-接触部分可以是整圆的(圆形或椭圆形)的形状，或它们可以是一些其它形状；
-接触部分可以在端部部段的全部或部分长度上延伸；
-接触部分可以可选地布置成局部地渗透到其中接纳销的孔的导电涂层中，因此，每个接触部分可以包括突出的齿，以咬合到涂层中并改善端部部段在孔中的保持力；
-端部部段可以附连到连结部段，特别是通过熔焊或钎焊；并且
-端部部段的横截面可以具有一个或多个弯曲部分……

Claims (11)

1.一种高频电子设备，包括：印刷电路板(1)，所述印刷电路板具有导电迹线(3)和至少第一系列的盲孔(4.1)，所述第一系列的盲孔从板的第一面延伸，并且每个盲孔均设置有连接到所述导电迹线中的至少一条的导电涂层(5)；以及至少一个连接器(10)，所述至少一个连接器在所述第一面的旁边延伸并且包括基部和销(12)，每个销具有连结到所述基部的连结部段(12.1)和自由的端部部段(12.2)，所述端部部段(12.2)具有的横截面的至少一个弯曲部分绕平行于所述端部部段(12.2)的纵向方向的轴线弯曲，并且所述端部部段(12.2)具有侧边缘(16)，所述侧边缘设有电接触部分，并且所述侧边缘能够通过使所述弯曲部分弹性变形而朝向彼此移动，将所述销的所述端部部段(12.2)中的每个接纳在所述第一系列盲孔(4.1)的相应孔中，并且所述弯曲部分弹性变形，使得所述接触部分弹性地压靠所述导电涂层。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，每个盲孔将形成差分线的两条导电迹线连接在一起。
3.根据任一前述权利要求所述的设备，其特征在于，所述横截面包括围绕平行于所述端部部段(12.2)的纵向方向的相应轴线弯曲的两个弯曲部分(14、15)，所述两个部分在相互相对的方向上弯曲。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述横截面基本上呈扁平的S形。
5.根据任一前述权利要求所述的设备，其特征在于，所述端部部段(12.2)包括倒角和/或整圆的终端部分(12.3)。
6.根据任一前述权利要求所述的设备，其特征在于，所述板包括面对所述第一系列的盲孔(4.1)延伸的第二系列的盲孔(4.1)。
7.根据任一前述权利要求所述的设备，其特征在于，面对的盲孔的端部以大约0.2mm的距离彼此间隔开。
8.根据任一前述权利要求所述的设备，其特征在于，所述销的端部部段被推入到长度位于0.3mm至1.4mm范围内的孔中。
9.根据任一前述权利要求所述的设备，其特征在于，所述销的端部部段被推入到长度大约0.85mm的孔中。
10.根据任一前述权利要求所述的设备，其特征在于，所述盲孔具有的长度位于1.4mm至1.6mm的范围内。
11.根据任一前述权利要求所述的设备，其特征在于，每个系列的孔以大约2.54mm的距离间隔开。
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