CN1248806A - 用于插脚栅格阵列组件的薄断面电连接器及其端子 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于PGA组件的电连接器,目的是降低连接器的高度。这种用于PGA组件的电连接器包括一个底座和多个安装至底座的端子。在底座的上侧设置有一个上盖,它具有适于PGA插脚插入的通孔。端子具有很薄的断面,以降低连接器的高度。

Description

用于插脚栅格阵列组件的 薄断面电连接器及其端子
本发明总体上涉及一种电连接器，更具体地涉及用于将插脚栅格阵列(pingrid array-“PGA”)组件连接至印刷电路板的电连接器。
典型的PGA包括一个硅芯片、一个包括导电的和非导电的元件的组件和多个从组件的底表面向下设置的插脚。通常，用于PGA的电连接器包括：一个底座，它具有一个端子容纳腔体阵列；多个端子，这些端子安装在端子容纳腔体中；以及一个上盖，它可滑动地安装在底座上。上盖具有通孔，其中适于PGA的插脚插入。在操作时，上盖最初被置于第一或插脚接纳位置。随后，PGA的插脚穿过上盖中的孔。然后，通常是操作某种类型的操纵机构，以使上盖和PGA及其相关的插脚线性移动，这样插脚就与安装在底座内的端子配合。这种类型的连接器的一个例子公开于日本专利公报No.2689325中。
这种类型的连接器的典型端子具有一个焊接尾部(引线)和一个接触件，焊接尾部用于焊接在印刷电路板中的一个孔内，接触件用于与PGA的一个插脚配合。一个配合或固位部分设置于焊接尾部和接触件之间，用于与底座配合，以将端子固位于底座中。
对于这种典型的用于PGA组件的电连接器，每个端子形成为这样的构形：接触件、配合部分和焊接尾部如上所述是线性设置。因此，端子长度整体上是长的，底座的厚度大致与接触件和配合部分的长度相似。结果，在不减小端子的高度的情况下，整体电连接器的高度的降低通常是困难的。
本发明是要解决上述的问题。因此，本发明的一个目的是要提供一种用于PGA组件的电连接器，它具有适于降低其高度的结构。
为实现上述目的，本发明提出了一种结构，其中，平行地设置有接触件和配合部分，以便将端子固位在底座内。本发明还采用了一种可滑动的上盖，它由金属薄板形成并且涂覆有绝缘涂层。
一种零插入力电连接器，用于安装在一个电路部件上和接纳一个装置，此装置具有一个导电的插脚端子阵列，该电连接器包括：一个底座，它具有一个大致平整的下表面和多个端子容纳腔体，这些端子容纳腔体与插脚端子阵列相对应。一个上盖可滑动地安装在底座上。上盖可以在第一插入位置和第二配合位置之间移动，并且包括多个通孔，这些通孔排列成与插脚端子阵列相对应的一个阵列，以便在通孔中容纳插脚端子。多个冲压成形的导电端子这样设置：在每一腔体中安装一个端子。每个端子包括一个大致平整的底部，此底部大致靠近底座的下表面设置，并且大致平行于下表面的平面定位。一个端子安装部分被设置用于将端子固定在底座中，并且一个尾部被设置用于接触电路部件的一个导电部分。一个接触结构的构形适合与相应的一个插脚端子的一部分配合。接触结构包括一对平行的分离的弹簧臂，弹簧臂大致垂直于底部延伸。一个操纵结构可以设置用于使上盖沿底座在第一插入位置和第二配合位置之间滑动，在第一插入位置时，插入上盖的通孔中的插脚端子与端子是分离的，在第二配合位置时，插入上盖的通孔中的插脚端子与端子的接触结构配合，以实现插脚端子和电路部件之间的电连接。
如果需要的话，底座可以是大致平整的并且由塑料制成。底座的平面大致平行于底座的下表面的平面。上盖也可以是大致平整的。每个端子的安装部分大致垂直于端子的底部延伸。每个端子的安装部分还可以被置于底座下表面中的一个凹口内。每个端子的尾部可以从端子的底部延伸。此外，尾部可以包括从底部延伸出的第一弧形部分和大致直线的第二部分，第二部分从第一弧形部分相对于底座下表面的平面以斜角离开底座的下表面延伸，由此尾部的一个表面安装部分位于底部下面。如果需要，接触结构的弹簧臂可以朝向上盖延伸。
对于根据本发明的用于PGA组件的电连接器，每个端子是由独立地平行布置的相应弹簧接触件和配合部分形成的。因此，端子的长度可以缩短，并且不牺牲弹簧接触件的有效长度，底座也可以做成薄断面的。
从本发明的优选实施例的以下详细说明和附图，将能更全面地理解本发明，附图中：
图1是根据本发明的用于PGA的电连接器的一个优选实施例的分解透视图，其中为清楚起见，一个端子是放大的；
图2是根据本发明的底座和端子的优选实施例的放大的局部顶视平面图，其中为清楚起见，去除了一些端子；
图3是沿图2的线3-3截取的局部放大剖视图，它显示出安装在一个印刷电路板上的图1的电连接器，其中上盖处于配合位置；
图4是根据本发明的电连接器的第二实施例的透视图；
图5是局部透视图，它显示出上盖相对于底座和端子的位置，其中，上盖处于插入位置；
图6是局部透视图，它显示出上盖相对于底座和端子的位置，其中，上盖处于配合位置。
下面将参照附图，通过本发明的优选实施例，对本发明进行详细论述。在以下的说明中，为了提供对本发明的透彻理解，描述了许多特定的技术细节。不过，本领域的普通技术人员将能理解，在没有这些特定技术细节的情况下，本发明也可以实施。在有些情况下，为了避免不必要地影响本发明的理解，对公知的结构没有详细展示。
图1是一种用于PGA组件的电连接器1的一个优选实施例的分解图。一个稍微不同的实施例显示于图4中，此图是装配后的示意图。参照图1，用于容纳PGA的电连接器1包括：一个底座2；多个端子3，它们安装在底座2中的端子容纳腔体7中；以及一个可滑动的上盖4，它安装在底座的上侧。
底座2是由电绝缘塑料模制成大致矩形的薄板。其一端包括一个安装部分6，此安装部分用于容纳一个操纵杆5，此操纵杆驱动上盖4以线性方式前后移动。端子容纳腔体7以栅格阵列的方式形成在除安装部分6和下述的其它部分之外的底座2的大致整个区域上。以栅格阵列方式形成的端子容纳腔体7，在如图2中所示的纵向和横向上的相邻行中偏置半个节距。也就是说，腔体是以总体上交错的方式设置。按照这种排列，使图2中所示的沿对角线方向的端子行(之间)的距离“A”尽可能短(例如1.27mm)变成可能的。
在每个端子容纳腔体7内安装一个导电的端子3。正如图1中清楚地示出的，每个端子3是由金属薄板冲压成形的，并且包括一个大致U形的弹簧接触件10，接触件10由一个底部8和一对接触臂9构成，接触臂从底部向上延伸。从底部还向上延伸出一个端子固位部分11，它大致与接触臂9平行，用于以压配合方式与底座2的下表面2a中的一个凹口14配合，以保持端子于底座中。每个接触臂9的末端向内凸起，形成一个接触部分9a，此接触部分与PGA的一个插脚15配合。另外，一个焊接尾部12在与固位部分11相反的方位上从底部8的边缘延伸出来。焊接尾部最初从底部8向外延伸，然后向下弯曲，直到它以大致线性的方式朝下相对于底座2的下表面2a倾斜，以提供一个合适的尾部，用于表面安装焊接在一个印刷电路板13的表面上。焊接尾部的端头可以向上延伸。在端部8中设有一个孔8a(在图1中为椭圆形，在图5和6中为圆形)，以允许在底座2和端子3焊接至印刷电路板13之后但上盖4安装在底座上之前，从上面检查表面安装尾部12。
在底座2的底表面2a中，靠近腔体7形成有凹口14，用于容纳端子固位部分11。每个端子3通过底表面2a从底座2的底部安装，并且通过固位部分11和凹口14之间的压配合固定在底座中。腔体7形成有第一插入部分或空间7a和第二配合部分或空间7b，PGA的插脚15可以零插入力插入至空间7a，空间7b容纳端子3的接触臂9。
上盖4形成为大致矩形的板状构形，其尺寸基本上与底座2相似，如各图中所示。在此优选实施例中，上盖4是由金属薄板(铝、不锈钢或类似材料)形成的。上盖4可以形成有侧边缘部分4a，这些部分4a形成为沟槽状的断面构形，如图1中所示，或者，上盖4形成有侧边缘部分4b，这些部分4b形成为L状的断面构形，如图4中所示，用以与底座2的侧边缘配合。这样，通过操作杆5，这些侧边缘部分适于导引上盖4在箭头16(图4)的方向上滑动。
上盖4的基本整体区域都具有通孔18，通孔18是按照与底座2的端子容纳腔体7相对应的栅格阵列方式设置的。通孔18适于PGA的插脚15插入，并且如图3中清楚地示出的，通孔18包括位于上盖4顶表面上的锥口孔或锥形部分19和从锥口孔19延伸至上盖的底表面的直孔20。上盖4的后边缘部分17可以由一个加强板21构成，加强板21由铆钉22安装，如图1中所示。在一种变换的方式中，上盖可以形成为单件式结构，如图4中所示。由金属薄板形成的上盖4被诸如氧化物薄膜之类的绝缘涂层或绝缘材料涂覆，以防止它与插入通孔18中的插脚15电导通。
如图1中所示，一个L形的操纵杆5包括曲柄或凸轮部分23和操作杆部分24。曲柄部分23的中心部分被插入底座2的安装部分6中，而相对的端部被插入在上盖4的配合部分17中形成的孔25中。弹性挡环26安装至曲柄部分23的端头，以将此操纵杆固定在连接器1中。通过按图4中箭头27所示方向旋转杆5的操作杆部分24，上盖4按箭头16所示方向前后滑动。这种滑动与端子容纳腔体7和端子3的各行的取向是一致的。杆5在一个插入位置和一个配合位置之间旋转，在插入位置中操作杆部分24是垂直的(如图1中所示)，而在配合位置中操作杆部分24是水平的(如图4中所示)。
如上所述，多个通孔18以栅格阵列的方式形成在上盖4中。不过，在上盖4上还有一些在栅格中未形成通孔的空白位置28。此外，在底座2上也有一些未形成端子容纳腔体的空白位置29。上盖4上的空白位置28对应于底座2上的空白位置29。在与每一空白位置29对准的位置处，从底座2的底表面2a延伸出一个突出部分30，如图2和3中所示。一个顺应式(compliant)销31包括一个压配合固位部分32，固位部分32被固定在底表面2a上的每一突出部分30中的一个凹口内。
图3显示出电连接器1的优选实施例，该电连接器安装在印刷电路板13上。从底座2的底表面2a伸出的每个顺应式销31与印刷电路板13中的一个装配孔33配合。依靠这种配合，沿底座2的底表面2a以交错方式布置的端子3的焊接尾部12被定位成表面安装焊接至印刷电路板13上的电路焊点(未示出)。
图5和6显示出上盖4相对于底座2和插入的端子3的位置以及杆5的操作部分24的配合位置。即，图5所示的状态是操作部分24处于插入位置。可以看出，上盖4中的通孔18与插入部分7a对准，于是PGA的插脚15可以插入通孔18中，并且不与端子3的接触臂9配合。这允许以大致零插入力将PGA插入连接器1中。
通过朝向其配合位置旋转操作杆24，上盖4可以按箭头16a所示方向滑动，到达上盖4的通孔18与端子3的弹簧接触件10对准的位置。图6所示的状态为杆5的操作部分24处于配合位置。在这种配合位置，上盖4中的通孔18与端子3的接触臂9对准。当上盖从插入位置(图5)向配合位置(图6)滑动时，位于通孔18内的插脚将在端子3的斜面9b上滑动，同时使接触臂9倾斜。最后，插脚被定位于端子3的接触部分9a之间并与接触部分9a配合。当从配合位置朝向插入位置旋转操作杆24时，上盖4按箭头16b所示方向滑动，使通孔18和其中的插脚15移动至端子容纳腔体7的插入部分7a，以便允许PGA脱离连接器1。
当PGA通过电连接器1被连接至印刷电路板13时，在杆5的操作部分24处于插入位置后，PGA位于上盖4上，插脚15通过上盖4的通孔18插入到接触孔7的插入部分7a。每个插脚15大致被置于每个端子3的弹簧接触件10和端子固位部分11之间。
当杆5的操作部分24移动至配合位置时，安装在其上的上盖4和PGA沿图5的箭头16a所示的方向滑动。相应地，插脚15和整体PGA在相同方向上滑动，于是每个插脚15移动至与其相应的端子3的弹簧接触件10配合。结果，插脚15与接触臂9的接触部分9a配合，并被置于这样的状态：它们通过端子3与印刷电路板13的电路连接。
每个端子3是如此构成的：弹簧接触件10和配合部分11基本上平行。因此，通过使有效弹簧长度大致与底座2的厚度相似，接触臂9可以实现需要的弹性。通过从电路径上去除端子固位部分11和通过提供备用的(redundant)接触臂9，可以提供改善的电特性。
由于接触臂9的有效弹簧长度的总长可以做得大致与底座2的厚度相似，因此，接触臂9的长度和底座2的厚度可以减小，只要能够提供实现所需电传导必需的弹性即可。由此，可以实现电连接器1的高度的降低。另外，通过缩短接触臂9的长度和通过提供备用的平行电路径，端子3的电感可以降低，这可提高连接器传输高速信号的能力。应当指出的是，由金属薄板形成上盖4还有助于降低电连接器1的高度或厚度，因为即使上盖4非常薄也可以提供所需的强度。
当按如上所述方式操作杆5而使组件的插脚15移动至与端子3的弹簧接触件10接触时，在相对于端子3和底座2的滑动方向上会产生一个应力。顺应式销31与印刷电路板13配合阻止这种应力。因此，可以避免端子3的焊接尾部12的焊接部分上的过大应力，否则，过大的应力会因焊接尾部12脱离电路板13上的焊点而导致不完全的连接。
在将杆5旋转至插入位置时，PGA的插脚15按图6中箭头16b所示方向移动而脱离与弹簧接触件10的配合，从而允许将PGA从连接器1上拆下，并且不需要大的拉出力。顺应式销31可以再次保护焊接尾部12的焊接部分。
虽然前述的优选实施例显示出：每个端子3的接触件10具有由底部8和一对接触臂9组成的大致U形的构形，但也可以去除一个臂，这样接触件就不是大致呈U形而是呈L形。
另外，每个端子3的焊接尾部12的形状也不限于适合表面安装焊接的构形。焊接尾部可以形成为插脚形式，其延伸至印刷电路板13中的通孔内并且通过波峰焊接方法焊接。
尽管已经参照示范性实施例对本发明进行了展示和描述，但本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以作出上述的和各种其它的(技术特征的)改变、省略和增加。

Claims (23)

1.一种零插入力电连接器，用于安装在一个电路部件上和接纳一个装置，此装置具有一个导电插脚端子阵列，所述电连接器包括：
一个底座，它具有一个大致平整的下表面和多个端子容纳腔体，这些端子容纳腔体与插脚端子阵列相对应；
一个上盖，它可滑动地安装在所述底座上，所述上盖可以在第一插入位置和第二配合位置之间移动，所述上盖中具有多个通孔，这些通孔排列成与所述插脚端子阵列相对应的一个阵列，以便在所述通孔中容纳所述插脚端子；
多个冲压成形的导电端子，在每一所述腔体中安装其中一个所述端子，每个所述端子包括：
一个大致平整的底部，所述底部总体上靠近所述底座的下表面设置，并且大致平行于所述下表面的平面定位，
一个安装部分，用于将所述端子固定在所述底座中，
一个尾部，用于接触所述电路部件的一个导电部分，和
一个接触结构，其构形适合与相应的一个所述插脚端子的一部分配合，所述接触结构包括一对平行的分离的弹簧臂，弹簧臂大致垂直于所述底部延伸；和
一个操纵结构，用于使上盖沿所述底座在所述第一插入位置和所述第二配合位置之间滑动，在第一插入位置时，插入所述上盖的所述通孔中的所述插脚端子与所述端子是分离的，在第二配合位置时，插入所述上盖的所述通孔中的所述插脚端子与所述端子的所述接触结构配合，以实现所述插脚端子和所述电路部件之间的电连接。
2.根据权利要求1的电连接器，其中，所述底座大致是平整的并且由塑料制成，所述底座的平面大致平行于所述底座的下表面的平面。
3.根据权利要求2的电连接器，其中，所述上盖是大致平整的。
4.根据权利要求1的电连接器，其中，每个所述端子的所述安装部分大致垂直于所述端子的底部延伸。
5.根据权利要求4的电连接器，其中，每个端子的安装部分设置在底座下表面中的一个凹口内。
6.根据权利要求1的电连接器，其中，所述尾部从端子的底部延伸。
7.根据权利要求1的电连接器，其中，所述尾部包括从所述底部延伸出的第一弧形部分和大致直线的第二部分，第二部分从所述第一弧形部分相对于底座下表面的平面以斜角离开所述底座的下表面延伸，由此所述尾部的一个表面安装部分位于所述底部下面。
8.根据权利要求1的电连接器，其中，所述接触结构的所述弹簧臂朝向所述上盖延伸。
9.一种零插入力电连接器，用于安装在一个电路部件上和接纳一个装置，此装置具有一个导电插脚端子阵列，所述电连接器包括：
一个大致平整的底座，它具有一个大致平整的下表面；
一个大致平整的上盖，它安装在所述底座上，所述上盖可以在第一插入位置和第二配合位置之间移动，所述上盖中具有多个通孔，这些通孔排列成与所述插脚端子阵列相对应的一个阵列，以便在所述通孔中容纳所述插脚端子；
多个冲压成形的导电端子，这些导电端子安装至底座上，每个所述端子包括：
一个大致平整的底部，所述底部总体上靠近所述底座的下表面设置，并且大致平行于所述底座的平面定位，
一个安装部分，它大致垂直于所述底部延伸，用于将所述端子固定至所述底座，
一个尾部，它从所述底部延伸，用于接触所述电路部件的一个导电部分，和
一个接触结构，其构形适合与相应的一个所述插脚端子的一部分配合，所述接触结构包括至少一个弹簧臂，弹簧臂大致垂直于所述底部朝向所述上盖延伸。
10.根据权利要求9的电连接器，其中，每个端子的安装部分设置在底座下表面中的一个凹口内。
11.根据权利要求9的电连接器，其中，所述尾部包括从所述底部延伸出的第一弧形部分和大致直线的第二部分，第二部分从所述第一弧形部分相对于底座下表面的平面以斜角离开所述底座的下表面延伸，由此所述尾部的一个表面安装部分位于所述底部下面。
12.根据权利要求9的电连接器，其中，所述接触结构包括一对平行的分离的弹簧臂。
13.根据权利要求9的电连接器，其中，所述接触结构的所述弹簧臂朝向所述上盖延伸。
14.根据权利要求9的电连接器，还包括一个操纵结构，用于使上盖沿所述底座在所述第一插入位置和所述第二配合位置之间滑动，在第一插入位置时，插入所述上盖的所述通孔中的所述插脚端子与所述端子是分离的，在第二配合位置时，插入所述上盖的所述通孔中的所述插脚端子与所述端子的所述接触结构配合，以实现所述插脚端子和所述电路部件之间的电连接。
15.根据权利要求9的电连接器，其中，所述底座是由塑料制成的，并且所述底座的平面大致平行于所述底座的下表面的平面。
16.根据权利要求9的电连接器，其中，所述上盖可滑动地安装在所述底座上。
17.根据权利要求9的电连接器，其中，每个端子的安装部分设置在底座下表面中的一个凹口内。
18.根据权利要求9的电连接器，其中，所述尾部包括从所述底部延伸出的第一弧形部分和大致直线的第二部分，第二部分从所述第一弧形部分相对于底座下表面的平面以斜角离开所述底座的下表面延伸，由此所述尾部的一个表面安装部分位于所述底部下面。
19.一种导电端子，用于和一个电连接器联用，此电连接器用于安装在一个电路部件上和接纳一个装置，此装置具有一个导电插脚端子阵列，所述端子包括：
一个大致平整的底部；
一个安装部分，它大致垂直于所述底部延伸，用于将端子固定于电连接器的一个壳体构件中；
一个尾部，它从所述底部延伸，用于焊接至所述电路部件的一个导电部分；和
一个接触结构，其构形适合与相应的一个所述插脚端子的一部分配合，所述接触结构包括一对平行的分离的弹簧臂，弹簧臂大致垂直于所述底部。
20.根据权利要求19的导电端子，其中，所述尾部包括从所述底部延伸出的第一弧形部分和大致直线的第二部分，第二部分从所述第一弧形部分相对于底部的平面以斜角离开所述接触结构延伸，由此所述尾部的一个表面安装部分位于所述底部下面。
21.根据权利要求20的导电端子，其中，所述底部包括第一端和第二端，所述安装部分从所述底部大致靠近所述第一端延伸，所述尾部从所述底部大致靠近所述第二端延伸。
22.根据权利要求19的导电端子，其中，所述底部包括第一端和第二端，所述安装部分从所述底部大致靠近所述第一端延伸，所述尾部从所述底部大致靠近所述第二端延伸。
23.根据权利要求19的导电端子，其中，所述端子是由金属薄板冲压成形的。
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