CN114865354A - 一种接口板间互连装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种接口板间互连装置，用于提高连接器的信号传输可靠性。本申请实施例该装置包括：在连接器的引脚上或PCB的连接孔内设置可熔导电固体，该可熔导电固体经过熔化和凝固可以将引脚与PCB板的连接孔进行固定。

Description

一种接口板间互连装置
技术领域
本申请实施例涉及连接器技术领域，尤其涉及一种接口板间互连装置。
背景技术
连接器是在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间，架起沟通的桥梁，从而使电流流通，使电路实现预定的功能。随着通讯产品容量越来越大，不同电路间交换的信息量也越来越多，需要连接器的传输速率也不断提升，从56交换带宽(Gbps)逐步提升到112Gbps+，印制电路板(printed circuit board，PCB)封装串扰变成了速率提升的重要矛盾，必须通过更高密的连接器组装方式实现，随着连接器引脚与PCB的压接孔径减小，如压接孔径减小到0.30毫米(mm)以下，会带来连接器引脚与PCB保持力不足的问题，造成连接器掉件甚至出现与PCB电气连接可靠性降低的问题。
可以参考图1所示的“鱼眼”的压接端子结构示意图，连接器的引脚可以如该压接端子所示，该压接端子包括区域1到10组成，区域1为“鱼眼”端子尖端部分，压接过程先入孔；区域2为“鱼眼”端子远端部分，与压接孔间隙配合；区域3为“鱼眼”端子下沿部分，压接过程与孔开始接触；区域4为“鱼眼”端子梁结构部分，与压接孔弹性接触，发生变形；区域5为“鱼眼”端子的开口，为梁发生弹性变形提供空间；区域6为“鱼眼”端子的倒角，可以降低压入的力量，并防止破坏孔铜；区域7为“鱼眼”端子上沿部分，压入板后与孔非完全弹性接触；区域8为“鱼眼”端子颈部；区域9为“鱼眼”端子肩部；区域10为“鱼眼”中间位置。通过“鱼眼”端子结构与压接孔的配合实现小孔径的压接。
但是“鱼眼”的压接端子的“鱼眼”保持力不足，即保持力小于2.0牛/引脚(N/pin)，连接器有信号传输不可靠的风险。
发明内容
本申请提供了一种接口板间互连装置，用于提高连接器的信号传输可靠性。
本申请第一方面提供了一种接口板间互连装置，该装置包括连接器和印制电路板PCB，连接器上设置有引脚，PCB上设置有连接孔，引脚与连接孔连接；引脚上设置有可熔导电固体，可熔导电固体用于当引脚置于连接孔内时熔化和凝固，以固定引脚和连接孔；或，连接孔内设置有可熔导电固体，可溶导电固体用于当引脚置于连接孔内时熔化和凝固，以固定引脚和连接孔。
上述第一方面中，在引脚上预设置可熔导电固体或者在连接孔内预设置可熔导电固体，通过预设温度下使得熔融的可熔导电固体充满引脚和连接孔间的空隙，在降温后固定引脚和连接孔，可以避免“鱼眼”的压接端子连接强度不够的问题，同时也可以避免直接对引脚和连接孔进行焊接导致连接器结构损坏，可以提高连接器的信号传输可靠性。
在一种可能的实现方式中，可熔导电固体为锡膏或导电胶。
在一种可能的实现方式中，导电胶为包含铜、银或金的胶体材料。
上述实现方式中，导电胶可以包含金属材料，以便使得连接器和PCB电连接。
在一种可能的实现方式中，锡膏为低温锡膏、中温锡膏或高温锡膏。
在一种可能的实现方式中，连接孔的孔径小于0.30mm。
在一种可能的实现方式中，可熔导电固体在低温、中温或高温进行熔化。
在一种可能的实现方式中，引脚为弯曲结构、弹簧结构或锥形结构。
上述实现方式中，弯曲结构可以提高引脚与可熔导电固体之间的结合力量，引脚弯曲部分也可以与孔壁干涉，提高连接器与PCB的连接强度。弹簧结构能提供较强的引脚与可熔导电固体之间的结合力量。锥形结构可以适用更小孔径的连接孔。
在一种可能的实现方式中，连接孔为中通孔或阶梯孔。
上述实现方式中，中通孔加工简单，但有漏锡/导电胶的风险；阶梯孔更容易排气，有利于焊点形成，但PCB加工困难。
在一种可能的实现方式中，引脚的截面为圆形、椭圆形、腰鼓形、正方形、长方形以及泪滴形中的任一种。
在一种可能的实现方式中，引脚上设置有倒刺。
上述实现方式可以提高引脚与可熔导电固体的结合能力。
附图说明
图1为本申请实施例提供的“鱼眼”的压接端子结构示意图；
图2为本申请实施例提供的连接器和PCB的架构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种接口板间互连装置的示意图；
图4为本申请实施例提供的连接器与PCB的固定过程一示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种接口板间互连装置的示意图；
图6为本申请实施例提供的连接器与PCB的固定过程另一示意图；
图7为本申请实施例提供的阶梯孔结构示意图；
图8为本申请实施例提供的弯曲结构示意图；
图9为本申请实施例提供的弹簧结构示意图；
图10为本申请实施例提供的锥形结构示意图。
具体实施方式
本申请提供了一种接口板间互连装置，用于提高连接器的信号传输可靠性。
下面结合附图，对本申请的实施例进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员可知，随着技术的发展和新场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。
如图2所示的连接器和PCB的架构示意图，该架构包括连接器21和印制电路板(printed circuit board，PCB)22，其中，连接器21还包括引脚211，PCB 22上还包括连接孔221，能够实现引脚211插装至带连接孔221的PCB 22内，通过将连接孔221与引脚211的连接关系，以使得连接器21与PCB 22连通。
随着通讯产品容量越来越大，交换的信息量也越来越多，需要连接器的传输速率也不断提升，必须通过更高密的连接器组装方式实现，即上述引脚的大小和连接孔的孔径需要变得更小。当连接孔的孔径减小到0.30mm以下，会带来引脚与连接孔的保持力不足的问题，造成连接器掉件甚至出现与PCB电气连接可靠性降低的问题，并且“鱼眼”的压接端子冲压困难，精度要求高，鱼眼关键尺寸量产加工能力的公差从±0.03mm提升到±0.015mm以上。
为解决上述问题，本申请实施例提供了一种接口板间互连装置，具体如下所述。
图3为本申请提供的一种接口板间互连装置的示意图。如图3所示，通过组装或者沾连的方式在引脚211上设置有可熔导电固体2111，连接孔221中设置有导电材料2211。该导电材料2211用于在上述引脚211插入该连接孔221后，与引脚211上的可熔导电固体2111熔融连接，既通过熔融的可熔导电固体2111固定引脚211，也可以连通引脚211和PCB 22。上述连接器21为新型高速连接器。
具体的，连接器21与PCB 22的固定过程可以如图4所示，本实施例以引脚211和连接孔221为例，如图4所示,第一步为PCB上通过钻孔生成一个连接孔221，然后在连接孔221内设置导电材料2211，该导电材料2211可以是铜或金等金属，通过沉铜镀金等方式在连接孔221内设置一层铜或金等金属材料；第二步或者说可以与第一步并行执行的步骤为在引脚211上预先配置好可熔导电固体2111，可选的，该可熔导电固体2111可以是锡膏或者是导电胶等，也可以是其他可熔的导电固体，具体此处不作限定。第三步为将预置有可熔导电固体2111的引脚211插至连接孔221内。第四步可以是将组装好的连接器和PCB一起在预设温度下，使得可熔导电固体2111熔融，并充分填满引脚211和导电材料2211间的空隙，实现引脚211和连接孔221的充分粘接，使连接器和PCB实现电气互连，并得到足够的连接强度。可选的，该预设温度可以是低温、中温或者以后能实现的高温。
可选的，本实施例的接口板间互连装置不仅可以应用于小孔径(小于0.30mm)的连接孔，也可以应用于大于0.30mm孔径的连接孔。
可选的，上述锡膏可以采用低温锡膏或中温锡膏，一般回流炉的预设温度要比锡膏熔点高40℃左右，相应的采用不同的预设温度对上述锡膏进行熔化。可选的，在以后高温环境不影响连接器和PCB结构的情况下，锡膏还可以是高温锡膏。
可选的，导电胶可以是包含铜、银或金等金属的胶体材料。
本申请实施例中除了前述的可以在引脚上预置可熔导电固体外，还可以是在连接孔内预置可熔导电固体，具体可以参照如下所描述。
图5为本申请提供的另一种接口板间互连装置的示意图。如图5所示，将可熔导电固体2212预先熔融到连接孔221中，引脚211通过在预设温度下插入熔融的可熔导电固体2212内，并在降温后固定在可熔导电固体2212内，使得连接器21与PCB 22连通。
具体的，连接器21与PCB 22的固定过程可以如图6所示，本实施例以引脚211和连接孔221为例，如图6所示，第一步，该连接孔221和导电材料2211可以参照图4中第一步的相关描述，此处不再赘述。第二步，可以在该连接孔221内熔融可熔导电固体2212，可选的，可以通过点锡/胶设备在连接孔221中点锡/导电胶，锡和导电胶充满该连接孔221内的大部分空间。第三步中，由于该可熔导电固体2212为容易穿透的膏状或胶状物体，则可以将引脚211穿刺插入连接孔221内。第四步是将组装好的连接器和PCB一起在预设温度下，使得可熔导电固体2111熔融，熔融的可熔导电固体2212可以与引脚充分粘连，使连接器和PCB实现电气互连。本申请实施例可以避免焊锡容易出现连接器结构损坏，同时PCB也因为热容量问题出现损坏。
可选的，本实施例中，连接孔221可以是如图3至图6中的中通孔，中通孔可能有锡膏或者导电胶从背面流出的风险，但在PCB加工简单，连接孔221还可以是其他类型的孔，例如阶梯孔，如图7所示，该阶梯孔71采用大小孔结构，即通过钻孔在PCB上制作上面宽，下面窄的通孔，可以给助焊剂挥发提供通道，确保焊点顺利形成，锡膏或导电胶可以充满通孔的大部分空间，下面窄的通孔足够小(例如小于0.1mm)，并且能够排气，但是能保障锡膏或导电胶不会流出，同样，该阶梯孔内设置有导电材料711。
可选的，引脚的截面示例性的可为圆形、椭圆形、腰鼓形、正方形、长方形以及泪滴形中的任一种，但不限于此，引脚能够根据实际生产和工艺需要加工为各种所需形状，结构灵活多变。
可选的，引脚上还可以设置有倒刺，具体可以在中部或底部设置，以提高引脚与锡膏或导电胶之间的结合力量。
可选的，引脚的结构除了图3至图6中的直线型的引脚结构，还可以采用弯曲结构、弹簧结构或锥形结构。
具体的，如图8所示的弯曲结构，该弯曲结构的最大宽度小于中通孔的直径或小于阶梯孔中大孔的直径。弯曲的形状有利于提升引脚与锡膏或导电胶之间的结合力量，与此同时也可以设计成引脚弯曲部分与孔壁干涉，提高连接强度，加上锡膏和引脚结合提供了双保险设计。
如图9所示的弹簧结构，该弹簧结构的最大宽度小于中通孔的直径或小于阶梯孔中大孔的直径。该弹簧结构可以提供比图8的弯曲结构更强力的连接强度，即弹簧弯曲结构极大地提高了引脚与锡膏或导电胶之间的结合力量。
如图10所示的锥形结构，该锥形结构的最大宽度小于中通孔的直径或小于阶梯孔中大孔的直径。该锥形结构可以适用于更细小孔径的连接孔。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种接口板间互连装置，其特征在于，包括：连接器和印制电路板PCB，所述连接器上设置有引脚，所述PCB上设置有连接孔，所述引脚与所述连接孔连接；
所述引脚上设置有可熔导电固体，所述可熔导电固体用于当所述引脚置于所述连接孔内时熔化和凝固，以固定所述引脚和所述连接孔；或，
所述连接孔内设置有可熔导电固体，所述可溶导电固体用于当所述引脚置于所述连接孔内时熔化和凝固，以固定所述引脚和所述连接孔。
2.根据权利要求1所述的接口板间互连装置，其特征在于，所述可熔导电固体为锡膏或导电胶。
3.根据权利要求2所述的接口板间互连装置，其特征在于，所述导电胶为包含铜、银或金的胶体材料。
4.根据权利要求2-3任一项所述的接口板间互连装置，其特征在于，所述锡膏为低温锡膏、中温锡膏或高温锡膏。
5.根据权利要求1-3任一项所述的接口板间互连装置，其特征在于，所述连接孔的孔径小于0.30mm。
6.根据权利要求1-3任一项所述的接口板间互连装置，其特征在于，所述可熔导电固体在低温、中温或高温进行熔化。
7.根据权利要求1-3任一项所述的接口板间互连装置，其特征在于，所述引脚为弯曲结构、弹簧结构或锥形结构。
8.根据权利要求1-3任一项所述的接口板间互连装置，其特征在于，所述连接孔为中通孔或阶梯孔。
9.根据权利要求1-3任一项所述的接口板间互连装置，其特征在于，所述引脚的截面为圆形、椭圆形、腰鼓形、正方形、长方形以及泪滴形中的任一种。
10.根据权利要求1-3任一项所述的接口板间互连装置，其特征在于，所述引脚上设置有倒刺。
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