CN113286425B - 一种板间垂直互联的盲插结构及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子装备领域，公开了一种板间垂直互联的盲插结构及其实现方法，本结构包括：第一安装板、垫板、印制板组件、压板以及第二安装板；第一安装板开有凹腔，凹腔底部安装有SMPM‑M连接器，垫板、印制板组件、压板依次装配在凹腔内；印制板组件的正反两面皆装配有表贴连接器；且正反两面的表贴连接器内皆压接有KK头；垫板对应印制板组件正面表贴连接器的位置设有让位台阶结构式通孔；压板对应印制板组件背面表贴连接器的位置设有让位台阶结构式通孔；第二安装板上装配有JSSMP射频同轴连接器，第二安装板装配在第一安装板上。本盲插结构可实现快速、可靠、高精度的板间垂直互联。

Description

一种板间垂直互联的盲插结构及其实现方法

技术领域

本发明涉及电子装备领域，尤其涉及印制板组件、阵列天线以及前端的电气互联领域，具体涉及一种板间垂直互联的盲插结构及其实现方法。

背景技术

印制板组件之间的低频、高频信号传输一般是通过电缆组件、通孔插装连接器或绝缘子等连接。然而随着印制板组件之间的垂直互联的信号数量增加，传统的垂直互联结构存在着体积大、装配复杂、成本高等问题。在此情况下，采用SMPM射频同轴连接器进行盲插实现板间垂直互联的结构应运而生。

基于板间垂直互联的表贴SMT-SMPM-JE射频同轴连接器(以下简称表贴连接器)焊接于印制板组件，然后通过压接的方式将单个SMPM-50KK射频同轴连接器(以下简称KK头)的一端与表贴连接器压接在一起，最后通过整体压接的方式，将KK头的另一端与装有SMPM(M)-JPD1-L射频同轴连接器(以下简称SMPM-M连接器)的组件盲插在一起。这种盲插结构由于需要同时进行多排连接器的对插，连接精度要求高、压接力量大，很难保证装配的质量和一次成功率，进而影响装配效率，同时影响后续使用时电信号传输的稳定性。

文献《SMP-KK型有限擒纵射频同轴连接器浮动盲插应用研究》(王晓，卞付国.SMP-KK型有限擒纵射频同轴连接器浮动盲插应用研究[J].机电元件，2019,39(4):8-11)阐述了一种射频同轴连接器在特定条件下的浮动盲插应用的结构特征、力学性能、电性能和可靠性，提出了生产、使用的控制措施，不能直接用于该类型射频同轴连接器的多元盲插连接。公开号为CN108598770B的中国专利介绍了一种可靠盲插的电连接器及盲插方法，该装置包含插头与插座，适用于单对连接器之间的盲插，不能用于连接器多元以及多层盲插连接。公开号为CN110561080B的中国专利介绍了一种高密度组件多级盲插智能装配装置及盲插方法，能够自动检测连接器盲插孔位的位置和深度，该装置包含三维伺服运动平台、精密光学平台、TR组件抓取单元、激光扫描单元等，结构非常复杂、制作成本高，不适用小批量产品生产。

因此针对SMPM射频同轴连接器的多元及多层垂直互联，设计专用的盲插结构，实现快速、可靠、高精度的板间垂直互联。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种板间垂直互联的盲插结构及其实现方法，本发明可解决单层128元SMPM连接器盲插以及板间多层连接器盲插的装配问题，提高板间垂直互联的可实现性、可靠性和装配效率。

本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种板间垂直互联的盲插结构，包括：第一安装板、垫板、印制板组件、压板以及第二安装板；所述第一安装板开有凹腔，所述凹腔底部安装有SMPM-M连接器，

所述垫板、印制板组件、压板依次装配在所述第一安装板的凹腔内；

所述第二安装板上装配有JSSMP射频同轴连接器，所述第二安装板装配在所述第一安装板上；

所述印制板组件的正反两面皆装配有表贴连接器，所述印制板组件正反两面的表贴连接器内皆压接有KK头；两面的KK头分别与第一安装板上的SMPM-M连接器、第二安装板上的JSSMP射频同轴连接器装配；

所述垫板对应所述印制板组件正面表贴连接器的位置设有让位台阶结构式的通孔；所述压板对应所述印制板组件背面表贴连接器的位置设有让位台阶结构式的通孔。

进一步的，所述第一安装板和所述第二安装板之间设置有用于填补两者之间缝隙的垫片；为确保填补效果，垫片需具有优异的柔韧性，所述垫片的材料优选用铜合金。

进一步的，所述第一安装板的边沿开有定位孔，凹腔内设置有定位销钉。

进一步的，所述垫板、印制板组件以及压板对应第一安装板上的定位销钉的位置皆开有定位孔。

进一步的，所述第二安装板设置有与第一安装板上的定位孔配合的定位销钉。

另一方面，本发明提供一种板间垂直互联的盲插结构的实现方法，其特征在于，包括：

(1)连接器的焊接：将SMPM-M连接器焊接在第一安装板上；将表贴连接器分别焊接在印制板组件的正反两面；将JSSMP射频同轴连接器焊接在第二安装板上；

(2)KK头与表贴连接器的压接：将KK头分别压接到印制板组件正反两面的表贴连接器内，压接完成后，测量KK头的安装高度，并控制KK头的高度公差及水平公差；

(3)印制板组件与第一安装板盲插装配：将垫板通过第一安装板上的定位销钉定位放置在第一安装板上，并将垫板的让位台阶结构式通孔正面朝向印制板组件；将印制板组件通过第一安装板上的定位销钉定位放置在垫板上，印制板组件的正面朝向垫板；将压板通过第一安装板上的定位销钉定位放置在印制板上，并将压板的让位台阶结构式的通孔正面朝向印制板的背面；将压板通过第一安装板上的定位销钉定位放置在印制板上，压板上设置有让位台阶的一面朝向印制板的背面；对压板施加压力，使印制板组件和垫板贴合，并将压板、印制板组件、垫板和第一安装板紧固在一起；

(4)第二安装板和印制板组件的盲插装配：先将第二安装板试装在第一安装板上，在试装过程中保证第二安装板上的JSSMP射频同轴连接器能够与印制板组件背面的KK头进行装配，测量压板与第二安装板之间的缝隙距离，计算并选用相应厚度的垫片，取下第二安装板，将选用的垫片放置在第一安装板和第二安装板的装配结合处，将第二安装板盲插在印制板组件背面，然后将第一安装板和第二安装板固定。

进一步的，所述垫片的厚度小于等于0.6mm。

进一步的，所述KK头与表贴连接器的压接的过程中，将KK头的高度公差控制在±0.03mm范围内，水平公差控制在±0.05mm范围内。

进一步的，所述表贴连接器的安装位置精度在水平方向X、Y上达到X≤±0.05mm，Y≤±0.05mm，在高度方向Z上达到Z≤±0.02mm。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：

(1)通过垫板保证印制板与安装板1的装配位置精度，可满足80×80mm范围内128元KK头高密度的盲插装配精度。

(2)通过压板，可以控制印制板组件装配过程的翘曲变形，减小印制板组件安装过程的外应力，装配后的印制板组件平面度≤0.1mm，实现了板间高可靠性垂直互联。

(3)本发明可保证板间多元高密度射频同轴连接器盲插以及多层板间垂直互联的装配精度和效率，互联成功率达100％。

附图说明

图1是板间双层垂直互联结构示意图；

图2是安装板1的立体结构示意图；

图3是印制板组件双面装配表贴连接器示意图；

图4是印制板组件装配KK头示意图；

图5是垫板的立体结构示意图；

图6是压板的立体结构示意图；

图7是垫片的结构示意图；

图8是安装板2的立体结构示意图；

图9是板间双层垂直互联装配结构示意图

图中所示：1是安装板1，2是垫板，3是印制板组件，4是压板，5是安装板2，6是垫片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例

本实施例提供一种板间垂直互联的盲插结构，如图9所示，该结构包括安装板1、垫板、印制板组件、压板、安装板2和垫片。

其中，如图2所示，安装板1上开有一个凹腔，垫板、印制板组件和压板依次放入该凹腔内定位装配。凹腔底部装配有SMPM-M连接器，凹腔底部设置有2个定位销钉，同时在垫板、印制板以及压板上对应位置设计销孔，定位销钉与销孔之间配合双边间隙为0.02-0.05mm，销孔孔口倒角0.3mm×45°；安装板1的左右边沿上还设置有定位孔。

如图3所示，印制板组件的正反两面皆安装有表贴连接器，且正反两面的表贴连接器上都装配有KK头，印制板组件的正面朝向垫板，背面朝向压板，正面装配KK头如图4所示。

如图5所示，垫板上设置有直径5.5mm、深度0.8mm的圆形让位台阶结构式通孔，让位台阶结构式通孔即表示在通孔内设置有让位台阶，垫板在装配时保证让位台阶结构式通孔正面朝向印制板组件的正面，防止垫板与印制板组件正面表贴连接器焊点干涉。

如图6所示，压板上设置有椭圆形的让位台阶结构式通孔，压板在装配时保证让位台阶结构式通孔正面朝向印制板组件的背面，防止压板与印制板背面连接器焊点干涉。

如图8所示，安装板2上装配有JSSMP射频同轴连接器，并在左右两侧设计有2个定位销钉，与安装板1的定位孔配合，实现定位装配；定位销钉与销孔之间配合双边间隙为0.02-0.05mm，销孔孔口倒角0.3mm×45°。

垫片用于填满安装板1与安装板2之间的缝隙，因为印制板组件制造时厚度有误差，当印制板组件正面与安装板1进行盲插装配后，印制板组件背面与安装板2之间的垂直装配距离受印制板组件厚度的影响。设计专用垫片，用垫片填满安装板1与安装板2之间的细小缝隙，为了确保填充效果，要求垫片具有优异的柔韧性，垫片材料选择为铜合金。

本实施例还提供一种板间垂直互联的盲插结构的实现方法，具体步骤包括：

在安装板1上通过回流焊并使用专用工装焊接SMPM(M)连接器，如图2所示。

在印制板两面分别通过回流焊并采用焊接装置焊接表贴连接器，如图3所示。

使用专用装配工具将KK头压入到印制板正面上的表贴连接器内，压装到位；装配完成后，用显微三坐标检测设备测量128个KK头安装高度，高度公差控制在±0.03mm范围内，如图4所示。

将垫板通过安装板1上的销钉定位放置到安装板1上，垫板的让位台阶结构式通孔背面朝向安装板1；将印制板组件通过安装板1上的销钉定位放置到垫板上，印制板组件正面面向垫板；将压板通过安装板1上的销钉定位放置在印制板组件上，压板的让位台阶结构式通孔的正面面向印制板。

在本实施例中，定义台阶向上的方向为让位台阶结构式通孔的正面，反之，则为反面。

通过专用设备对压板施加压力，将128元KK头以1mm/s的速度压入SMPM(M)连接器，当印制板组件与垫板紧密贴合即装配到位，最后通过螺钉将压板、印制板组件、垫板、安装板1紧固在一起。

在安装板2上通过钎焊并使用专用工装焊接JSSMP射频同轴连接器。

使用专用装配工具将KK头压入到印制板组件背面上的表贴连接器内，压装到位，装配完成后，用显微三坐标检测设备测量所有KK头安装高度，高度公差控制在±0.03mm范围内。

通过安装板2上的定位销钉与安装板1上的定位孔配合定位，将安装板2试装于印制板组件背面，即将印制板组件背面的KK头插入安装板2上的JSSMP射频同轴连接器；测量压板与安装板2试装后之间的缝隙，计算并选用合适厚度的垫片；取下安装板2，将垫片放置于安装板1与安装板2的配合法兰处；通过安装板2上的定位销钉与安装板1上的定位孔配合定位，将安装板2装配于印制板组件背面，并通过螺钉将安装板2与安装板1固定在一起。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种板间垂直互联的盲插结构，其特征在于，包括：第一安装板、垫板、印制板组件、压板以及第二安装板；

所述第一安装板开有凹腔，所述凹腔底部安装有SMPM-M连接器，

所述垫板、印制板组件、压板依次装配在所述第一安装板的凹腔内；

所述印制板组件的正反两面皆装配有表贴连接器；所述印制板组件正反两面的表贴连接器内皆压接有KK头；

所述垫板对应所述印制板组件正面表贴连接器的位置设有让位台阶结构式通孔；

所述压板对应所述印制板组件背面表贴连接器的位置设有让位台阶结构式通孔；

所述第二安装板上装配有JSSMP射频同轴连接器，所述第二安装板装配在所述第一安装板上；

所述第一安装板和所述第二安装板之间设置有用于填补两者之间缝隙的垫片。

2.根据权利要求1所述的一种板间垂直互联的盲插结构，其特征在于，所述垫片的材料选用铜合金。

3.根据权利要求1所述的一种板间垂直互联的盲插结构，其特征在于，所述第一安装板的边沿开有定位孔，凹腔内设置有定位销钉。

4.根据权利要求3所述的一种板间垂直互联的盲插结构，其特征在于，所述垫板、印制板组件以及压板对应第一安装板上的定位销钉的位置皆开有定位孔。

5.根据权利要求3所述的一种板间垂直互联的盲插结构，其特征在于，所述第二安装板设置有与第一安装板上的定位孔配合的定位销钉。

6.一种板间垂直互联的盲插结构的实现方法，其特征在于，包括：

(1)连接器的焊接：将SMPM-M连接器焊接在第一安装板上；将表贴连接器分别焊接在印制板组件的正反两面；将JSSMP射频同轴连接器焊接在第二安装板上；

(2)KK头与表贴连接器的压接：将KK头分别压接到印制板组件正反两面的表贴连接器内，压接完成后，测量KK头的安装高度，并控制KK头的高度公差及水平公差；

(3)印制板组件与第一安装板盲插装配：将垫板通过第一安装板上的定位销钉定位放置在第一安装板上，并将垫板的让位台阶结构式通孔正面朝向印制板组件；将印制板组件通过第一安装板上的定位销钉定位放置在垫板上，印制板组件的正面朝向垫板；将压板通过第一安装板上的定位销钉定位放置在印制板上，并将压板的让位台阶结构式的通孔正面朝向印制板的背面；将压板通过第一安装板上的定位销钉定位放置在印制板上，压板上设置有让位台阶的一面朝向印制板的背面；对压板施加压力，使印制板组件和垫板贴合，并将压板、印制板组件、垫板和第一安装板紧固在一起；

(4)第二安装板和印制板组件的盲插装配：先将第二安装板试装在第一安装板上，在试装过程中保证第二安装板上的JSSMP射频同轴连接器能够与印制板组件背面的KK头进行装配，测量压板与第二安装板之间的缝隙距离，计算并选用相应厚度的垫片，取下第二安装板，将选用的垫片放置在第一安装板和第二安装板的装配结合处，将第二安装板盲插在印制板组件背面，然后将第一安装板和第二安装板固定。

7.根据权利要求6所述的一种板间垂直互联的盲插结构的实现方法，其特征在于，所述垫片的厚度小于等于0.6mm。

8.根据权利要求6所述的一种板间垂直互联的盲插结构的实现方法，其特征在于，所述KK头与表贴连接器的压接的过程中，将KK头的高度公差控制在±0.03mm范围内，水平公差控制在±0.05mm范围内。

9.根据权利要求6所述的一种板间垂直互联的盲插结构的实现方法，其特征在于，所述表贴连接器的安装位置精度在水平方向X、Y上达到X≤±0.05mm，Y≤±0.05mm，在高度方向Z上达到Z≤±0.02mm。

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