CN1275826A - 相对于印刷电路板架空设置的改进型智能卡阅读器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于在智能卡的接触焊点与印刷电路板(PCB)上的导电件之间建立电气连接的智能卡连接器。它包括具有顶盖和底座的壳体、由顶盖支承的电触头以及自底座的底表面垂直延伸的错层件。该错层件可将该连接器架空在PCB的上方,从而在两者之间形成预定高度。该连接器在不损失包装面积、或者牺牲智能卡与PCB之间充分的电气连接的情况下,高度优先地保留了宝贵的PCB空间。

Description

相对于印刷电路板架空设置的改进型智能卡阅读器

本发明总的涉及一种将集成电路(IC)卡与印刷电路板(PCB)电气连接的设备。尤其，本发明涉及一种相对于PCB架空固定的智能卡连接器，其中该连接器将多个触头支承在其顶部内。在这种构造中，该连接器不仅保留了宝贵的PCB空间，以便在其下方附设元件，而且还消除了对将电触头支承在其内部用的中间连接器部分的需要。

随着对具备多种性能的小型电子装置的需求的日益高涨，电子工业已越来越多地使用内含计算机芯片的卡式塑制片。这些芯片或IC卡还被统称为“智能卡”，并含有至少一个电子元件，必须对该电子元件建立电气连接。智能卡的尺寸通常较小，它的形状与传统的信用卡及货币卡相对应，在其一个表面上还设有至少一个接触焊点，该接触焊点可与印刷电路板(PCB)的电子元件建立电气连接。智能卡尤其适用于需要严格的记帐控制以及货币及信息的便捷取用的行业中。此类应用包括公用电话、自动售货机、复印机、自助洗衣机、以及诸如移动电话、寻呼机、膝上型电脑及类似的电子装置之类的便携式装置。此类卡片还可用于涉及健康服务、售票、股票买卖及机器控制的应用中。在本文中，术语“IC卡”、“芯片卡”及“智能卡”是可相互换用的，用来表示这种类型的集成电路卡。

为了能在智能卡与PCB之间有效地建立电气连接，要采用一种电连接器或智能卡阅读器，而且该连接器要能使智能卡牢固地容纳于其中。这种连接器用作为介于智能卡与解释包含在该卡片内的信息的阅读系统之间的界面。

已有技术中已采用了多种被特别设计成用于可拆卸地连接各种类型的智能卡的电连接器。图1中示出了这样一种传统的智能卡阅读器，其中智能卡连接器10具有由绝缘塑料所制成的壳体12，该壳体具有顶部12a和底部12b，它们的尺寸以侧周壁12c为界。顶部12a和底部12b一同构成直线形插卡槽14，该槽具有插口14a，智能卡就通过该插口插入到连接器10内。该插口14a的大小和形状通常与通过其插入的智能卡相对应。

底部12b支承着用于与顶着其插入的智能卡的接触焊点电气接合的多个电触头16。这些触头16自底部12b的中段向外展开，并具有相对周壁12c垂直延伸的尾部16a。底部12b还具有自其底表面伸出的一个或多个稳固件18，该稳固件用于与PCB对齐并将连接器10稳固在该PCB上。为确保这些触头16能充分地终止于PCB而使底部12b与PCB齐平地设置。

虽然上述连接器能有效地在智能卡与PCB之间建立电气接触，但其在保存材料和空间所必需的结构方面的应用却不甚理想。上述设计需要至少两个壳体部分，其中一个部分必须提供足够的空间用于在其中支承必需数量的电触头。此类结构将介于连接器与PCB之间敞开的空间的量减至最少，从而白白浪费了在连接器下方附设元件的能力。这种结构还限制了在将卡片插入到连接器的过程中对该卡片取向的选择。此类限制会使装置无法使用在元件密布的PCB结构中，由此增加了此类阅读装置的相关制造成本。

因此，就需要提供一种可在智能卡与PCB之间建立电气通信、同时又能最优地获得其上可附设多个元件的PCB空间的智能卡连接器。此外，还要提供一种能形成一种接触结构、以便能建立令人满意的电气连接、并能让人看到恰当的插卡取向的智能卡连接器。

本发明一个目的在于提供一种其中可插入智能卡的智能卡连接器。

本发明另一个目的在于提供一种智能卡连接器，它支承智能卡，以使其进入到与该连接器所支承的触头相机械和电气连通的状态。

本发明又一个目的在于提供一种智能卡连接器，它能获得最优的PCB空间，从而可在该连接器的下方附设元件。

本发明再一个目的在于提供一种智能卡连接器，它能从其顶部开始读卡操作，其中所有的电触头由同一终止侧所支承。

本发明还有一个目的在于能够在将智能插卡到连接器之前看到该卡恰当的取向。

通过有效地实现这些及其它的目的，本发明提供了一种用于使IC卡的接触焊点与印刷电路板相连接的电连接器。本发明是基于这样一个问题，即创建一种芯片卡阅读器，其中读卡装置直接贴近PCB放置而将可用的PCB真正的使用空间减至最小。本发明还针对电气设备包装的相关问题，即较理想地是，最优地利用可用空间以提供更多的功能，并且由此可在该设备中容纳更多的元件。本发明正是为了满足增加装置内可用的包装空间的需要，从而使其得到改进的。

籍由本发明，提供了一种用于使IC卡的一个或多个接触焊点与PCB的导电件相连接的智能卡阅读器。尤其，提供了一种架空在PCB的上方、用以在其下方附设元件的智能卡连接器。本发明的智能卡连接器包括具有固定于其的顶盖和底座的壳体，该顶盖和底座在该连接器的前端部分一同构成插卡口。该插口的大小和形状适于使智能卡顺着沿插卡槽所形成的插卡平面线性地滑入，该插卡槽以顶盖和底座为界。

在连接器顶盖中支承着多个电触头，其中每一个触头具有内部延伸部分，在设于插卡平面中的可自由偏斜的内部延伸部分上设有弹簧状波形部分。在插卡的同时，该卡上的至少一个接触焊点与内部延伸部分相接合，以使波形部分偏斜到形成在连接器顶盖内的相应的凹槽中去。在将卡从连接器抽回的同时，该波形部分反弹回其原先位于插卡平面中的位置上。每一个触头还具有自连接器顶盖垂直伸出、用于终止于PCB的外部延伸部分。这些触头较理想地均匀且整齐地排成若干行，以便可将所有的触头设置在该连接器顶盖内。

图1是已有技术中的一种智能卡连接器的前视立体图，该连接器具有多个被支承在连接器壳体底部内的电触头。

图2是本发明一种智能卡连接器的后视立体图。

图2A是图2所示智能卡连接器的前视立体图。

图3是本发明智能卡连接器的一较佳实施例的前视立体图。

图3A是图3所示智能卡连接器的另一前视立体图。

图4是图3和图3A所示智能卡连接器的连接器底座的俯视立体图。

图4A是图4所示连接器底座的俯视图。

图5是图3和图3A所示智能卡连接器的连接器顶盖的俯视图。

图5A是图5所示连接器顶盖沿着线A-A剖切的剖视图。

图5B是图5所示连接器顶盖的后视图，它示出了多个自该顶盖延伸的电触头。

本发明提供了一种用于在位于卡上的至少一个接触焊点与印刷电路板(PCB)相应的导电件之间建立电气连接的集成芯片(IC)卡连接器。该连接器需要由绝缘塑料所制成的壳体。该壳体包括顶盖和底座，它们合在一起即在两者之间形成插卡平面，该插卡平面在其前端边缘处具有插卡口。连接器顶盖支承着均匀整齐地分布于其中的多个电触头，以便在这些触头与位于卡上的至少一个接触焊点之间形成有效的电气接合。此外，至少一个错层件(offset)自连接器底座的底表面伸出。该错层件包括自其延伸、以便连接至PCB或者其它用于连接器的支承表面上的稳固件。该错层件将连接器架空在PCB的上方，该架空高度与该错层件的高度相等，从而形成附加的PCB空间，该空间所覆盖的面积与底表面的面积相等。

现在请参阅图2-5B，其中相同的部件由相同的标号来表示，下面将描述本发明的智能卡连接器。

图2和图2A中示出了本发明的一种智能卡连接器30。该连接器30包括具有连接器顶盖34和连接器底座36的壳体32，该顶盖和底座均由绝缘塑料所制成。该顶盖34和底座36合在一起即在两者之间形成插卡槽35，其中智能卡沿着插卡平面线性地插入。插卡口35a以槽35的最前端部分为界，并且其大小和形状适于在其内部接纳具有相应构造的智能卡。

顶盖34由与大致平面状的底表面34b相对、且具有自其悬挂的侧壁部分34c的大致平面状的顶表面34a所限定的。该顶表面34a由接触棚37来分叉，该接触棚具有足以在其中形成多条纵向凹槽39的厚度。这些凹槽39与被支承在顶盖34内的、整齐且均匀地分布的多个电触头41相对应，以便与智能卡所有的接触焊点进行有效且恰当的机械和电气接合。

每一个触头41包括内部触头延伸部分41a(如图5A所示)，在该部分上形成有可自由偏斜的弹簧状波形部分41b，该波形部分用于与被顶着该部分插入的智能卡的接触焊点电气接合。每一个触头41还包括终止于PCB的外部触头延伸部分41c。每一条凹槽39在智能插卡到槽35内的同时容纳相应波形部分41b的偏斜。下文中将进一步描述触头41的结构及操作。

连接器底座36的结构与连接器顶盖34相似，它具有与大致平面状的底表面36b相对的大致平面状的顶表面36a。侧插口36c自顶表面36a垂直悬挂，并与顶盖34内相应的插座34d相互啮合。本文中所示的顶盖34与底座36的相互啮合仅仅是可使顶盖34与底座36彼此固定在一起的其中一种类型的构造。因此，应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，也可采用其它类型的保持件。

底座36还包括自底表面36b朝着PCB(图未示)垂直伸出的多个错层件43，连接器30就连接在该PCB上。每一个错层件43的高度h与所需的高度相对应，连接器30就以该所需的高度架空在PCB的上方。错层件43在其末端处具有大致呈平面的平台43a，细长的稳固件45自该平台延伸。该稳固件45可插入地固定到位于PCB中的安装孔(图未示)之中，以使平台43a齐平地搁置在PCB上，从而在连接器30的下方形成元件设置区域，该区域的高度为h。该高度h足以使所连接的板安装元件(图未示)可安装到位于连接器30下方的板上。

底座36还可包括一个或多个传统的开关触头47，该开关触头用来表示智能卡已插入到连接器30之中，并进一步起动读卡操作。此类开关触头在本技术领域中是众所周知的，它用于执行读卡操作，并用于控制智能卡在其滑动插入到连接器内的过程中的移动。底座36可另外具有与该底座一体成型的一个或多个保持指状物49。该指状物49压靠在智能卡的一条边缘上，用以确保该卡沿着插卡平面对齐，并且一旦卡处于完全插入的读卡位置上，就能进一步确保卡稳固在连接器内。

现在请参阅图3至图5B，下面将描述本发明的一较佳实施例。

图3和图3A示出了本发明一种智能卡连接器60的另一种前视立体图。该连接器60具有由绝缘塑料材料所制成的壳体62。该壳体62具有通过插口66c与相应的插座64d固定在一起而彼此相互接合的顶盖64和底座66。顶盖64和底座66的结构相应地与图2和图2A中所示的连接器30的顶盖34和底座36的结构相似。顶盖64被构成为具有对置的顶部平面64a和底部平面64b的基本平面状的表面，它由接触棚67来分叉。此外，侧壁部分64c自顶盖64向下悬挂以形成壁部，该壁部与插口66c一同限定插卡槽65，智能卡滑动插入到该槽中。

接着请参阅图4和图4A，连接器底座66具有自中心引导件66d延伸的一对引导肢68。每一条引导肢68具有自其下表面伸出的错层件73，此类错层件的结构与图2和图2A中所示的错层件43的结构基本相似。每一个错层件73在其末端处具有大致呈平面的平台73a，稳固件75自该平台延伸。

底座66较理想地被模塑成：具有其中穿设有多条通道86的接触室84。当触头41插入到连接器60中时，这些通道86容纳相应的触头41，这在下文中将作进一步地描述。接触室84的高度较佳地与错层件73的高度相对应，以便能齐平地搁置在相邻的PCB或其它支承表面上。这种结构可使触头隐藏在单个绝缘壳体之中，从而使其免于受损及附上碎屑，并且还减少了短路的机会。

底座66还可具有与该底座一体成型的一个或多个弹性保持指状物79。该指状物79如同连接器30的指状物49一样压靠在顶着其插入的智能卡的一条边缘上，以便在读卡操作期间保持该卡在连接器60中的取向。

底座66较理想地被模塑成：在该底座中设有一对孔80和82，以便能节省材料，由此降低连接器的制造成本。较理想地，还可设有孔84，在该孔中设有一个或多个开关触头77。本文中所示的这些开关触头77是呈相对悬臂结构的可偏斜弹簧状触头。这些开关触头77是传统的触头，它用来当智能卡边缘顶着该触头插入时，起动读卡操作。这些触头可设置在本文中所示的常开结构中，以便读卡操作在这些触头的可偏斜端接合的同时起动。或者，这些触头可设置在常闭结构中，以便读卡操作在智能卡与最接近的触头接合的同时起动。如上所述，开关触头77的结构和设置在本技术领域中是众所周知的。

如图5、5A和5B所示，连接器顶盖64设有引导臂68’，这些臂的长度及宽度与连接器底座66的引导肢68的长度及宽度相对应。这些引导肢68和引导臂68’一同构成插卡轨道90，智能卡就顺着该轨道移动直到该插卡到槽65内为止。轨道90确保了智能卡在其插入或抽回过程中恰当的线性滑动，同时还可便于用户观察卡，以便确定该卡的接触焊点是否相对于连接器处于恰当的读卡取向中。

顶盖64如同图2和图2A中所示的连接器30的顶盖34一样提供了多条纵向凹槽69。从图5A中可以清楚地看到，在每一条凹槽69中容纳着至少一个触头41。每一个触头41具有可自由偏斜的内部延伸部分41a，如图所示，该延伸部分41a在其末端具有弹簧状波形部分41b。每一个触头41还具有外部延伸部分41c，该延伸部分41c相对于顶盖64直角弯折，以便简单地终止于PCB。这些触头41均匀且整齐地分布着，其中每一个触头与相邻触头之间隔开一预定距离(如图5B所示)。此类顶盖34内触头的分布方式便于使所有的触头容纳在单个壳体内，并且确保这些触头与插入到连接器中的智能卡的接触焊点之间进行可预计的接合。

在操作中，连接器60通过将稳固件75可拆除地安装到PCB上而固定在PCB或其它支承表面上，以使错层件的平台73a直接邻接该PCB或其它支承表面进行设置。由此，错层件73将连接器60架空在PCB的上方h’的高度上，该架空高度与错层件自身的高度相对应。因此，可在该连接器的下方附设电子元件，以便为其中装有该连接器的电子装置提供多种功能。从而，该连接器保留了宝贵的PCB空间，同时又确保了在读卡操作期间充分的电气连接。

智能插卡到连接器60中，其中其上设有接触焊点的该卡的一个表面面朝上对着内部触头延伸部分41a。通过使该卡在轨道90内对齐，并将该卡沿着插卡方向(如箭头A所示)推动来开始插入卡。轨道90将卡导向入口65，用来使该卡顺着插卡平面插入到插卡槽65内。该卡继续朝着连接器60的后部滑动，从而内部触头延伸部分41a接触到卡表面，由此与该表面上的接触焊点相接触。该卡继续滑动而使波形部分41b向上偏斜到相应的凹槽69内，这些波形部分在读卡操作期间一直保留在凹槽中。在将卡从槽65抽回的同时，波形部分41b反弹回其原先位于插卡平面中的静止位置上。应当注意到的是，一旦卡与开关触头77机械和电气接合，该卡在插入期间的滑动就会受到这两个开关触头77中的其中一个或两者的限制。

从上述描述中可以清楚地看到，本发明适用于多种应用场合，其中高度优先地保留PCB空间。本发明可在不损失宝贵的包装面积、或者牺牲智能卡与PCB之间充分的电气连接的情况下作到这一点。

对于本技术领域中的那些熟练技术人员而言，对上述已描述并图示的方法及相应的结构作多种改动是显而易见的。因而，在上述描述及附图中所述的内容仅仅作示例之用，并不具备任何限制。因此，本发明的具体范围系下列权要中作出限定。

Claims (25)

1.一种用于在集成电路卡的至少一个接触焊点与印刷电路板的导电件之间建立电气连接的连接器，它包括：

可支承在所述印刷电路板上的大致平面状的连接器壳体，所述壳体具有顶盖和底座，其中所述顶盖和底座各具有顶表面和底表面，在所述顶表面与底表面之间形成一定厚度，并且在顶盖与底座之间形成用于在其中可插入所述集成电路卡的插卡槽；

由所述顶盖支承的多个电触头，其中每一个触头具有内部触头延伸部分，在所述内部触头延伸部分上形成有可自由偏斜的弹簧状部分，所述内部触头延伸部分用于与所述集成电路卡的所述接触焊点的电气接合，所述电触头还具有终止于所述印刷电路板的外部触头延伸部分；以及

自所述底座的底表面伸出的多个垂直延伸的错层件，所述错层件用于将所述连接器架空在所述印刷电路板的上方，以便在两者之间形成一段足以设置安装在印刷电路板上的元件的预定高度。

2.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述错层件在其末端上具有基本呈平面的平台。

3.如权利要求2所述的连接器，其特征在于，稳固件自所述平台垂直延伸，以便与所述印刷电路板相接合。

4.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述顶盖和底座各自由绝缘塑料模塑而成。

5.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，插卡口以所述槽的最前端部分为界，以便在其中接纳所述集成电路智能卡。

6.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述顶盖具有自所述顶盖底表面悬挂的侧壁部分。

7.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述顶盖的顶表面由其中设有多条纵向凹槽的接触棚来分叉。

8.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，在所述顶盖中形成有用于与相应的插口相锁合的至少一个插座。

9.如权利要求8所述的连接器，其特征在于，所述底座具有自所述底座的顶表面垂直悬挂、用于与所述插座相互啮合的至少一个侧插口。

10.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述底座具有用于表示智能卡已完全插入到所述连接器之中、并进而起动读卡操作的至少一个开关触头。

11.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述底座还具有与其一体成型、用以确保所述集成电路卡在所述连接器中对齐的至少一个保持指状物。

12.一种用于在集成电路卡的至少一个接触焊点与印刷电路板的导电件之间建立电气连接的连接器，它包括：

可支承在所述印刷电路板上的大致平面状的连接器壳体，所述壳体具有顶盖和底座，其中所述顶盖和底座各具有顶表面和底表面，在所述顶表面与底表面之间形成一定厚度，并且在顶盖与底座之间形成用于在其中可插入所述集成电路卡的插卡槽；

由所述顶盖支承的多个电触头，其中每一个触头具有内部触头延伸部分，在所述内部触头延伸部分上形成有可自由偏斜的弹簧状部分，所述内部触头延伸部分用于与所述集成电路卡的所述接触焊点的电气接合，所述触头还具有终止于所述印刷电路板的外部触头延伸部分；以及

自所述底座的底表面伸出的至少一个垂直延伸的错层件，所述错层件用于将所述连接器架空在所述印刷电路板的上方，以便在两者之间形成预定高度；

其中，所述顶盖具有一对纵向延伸的引导臂，所述底座具有相应的一对自中心引导件延伸的纵向引导肢，从而所述引导臂和所述引导肢一同构成插卡轨道，所述集成电路卡就沿着所述轨道移动，直到所述插卡到所述槽内为止。

13.如权利要求12所述的连接器，其特征在于，所述引导肢各具有自其下表面伸出的错层件。

14.如权利要求13所述的连接器，其特征在于，所述错层件在其末端上具有基本呈平面的平台。

15.如权利要求14所述的连接器，其特征在于，稳固件自所述平台延伸。

16.如权利要求12所述的连接器，其特征在于，所述顶盖和底座各自由绝缘塑料模塑而成。

17.如权利要求12所述的连接器，其特征在于，所述顶盖具有自所述顶盖底表面悬挂的侧壁部分。

18.如权利要求12所述的连接器，其特征在于，所述顶盖的顶表面由其中设有多条纵向凹槽的接触棚来分叉。

19.如权利要求12所述的连接器，其特征在于，在所述顶盖中形成有用于与相应的插口相锁合的至少一个插座。

20.如权利要求19所述的连接器，其特征在于，所述底座具有自所述底座的顶表面垂直悬挂、用于与所述插座相互啮合的至少一个侧插口。

21.如权利要求12所述的连接器，其特征在于，所述底座具有用于表示智能卡已完全插入到所述连接器之中、并进而起动读卡操作的至少一个开关触头。

22.如权利要求12所述的连接器，其特征在于，所述底座还具有与其一体成型、用以确保所述集成电路卡在所述连接器中对齐的至少一个保持指状物。

23.如权利要求12所述的连接器，其特征在于，所述底座具有其中穿设有多条通道的接触室，以使所述触头的所述外部延伸部分穿过其插设。

24.如权利要求23所述的连接器，其特征在于，所述接触室的高度与所述错层件的高度相对应，以便齐平地搁置在所述印刷电路板上。

25.如权利要求12所述的连接器，其特征在于，所述触头以均匀整齐的分布方式支承在所述顶盖内，以使每一个触头与相邻触头之间隔开预定距离。

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