CN1300116A - 插接头 - Google Patents

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Abstract

一种用于安装在一电路板上并具有一个载体(10,12)的插接头,其中在载体中至少设置一个表面安装接头件(20),所述插接头在一端包括一个用于与一个互补的插接头连接的插入区,在另一端包括一个可以与一电路板(52)的导电轨道相连的连接区(22),不论各自的公差如何都在电路板的导电轨道上形成可靠的焊接。为此,接头件包括一个以机械柔性和导电方式与连接区(22)相连的连接件(24),并可以焊接在电路板(52)的导电轨道上。

Description

插接头
本发明涉及一种用于安装在一电路板上并具有一个载体的插接头，其中在载体中至少设置一个表面安装接头件，所述插接头在一端包括一个用于与一个互补的插接头连接的插入区，在另一端包括一个可以与一电路板的导电轨道相连的连接区。
表面安装技术提供了优于设有贯穿安装接头件的、在安装过程和对于向电路板的导电轨道传送来自表面安装接头件的信号速度的常规插接头的优点。为了完成可靠的焊接连接，必须特别注意在插接头的制造过程中触点端部的公面性。如果所有的接点都要安全连接，连接区的高度的偏差必须不超过0.1mm。但是，这种细微的公差只能要么由一种非常昂贵的、产生可靠地保持相应公差的加工过程确保，要么由一种跟随加工过程的分类过程确保，其中所有那些不能保持所需公差的插接头被分出。但是，这导致了一种高的淘汰率，相应地引起整个生产成本提高。
表面安装的接头件的另一个问题在于，接头件和电路板之间的焊点不如贯穿型的接头件的焊点牢固，尤其是在剪应力作用下。一方面，这由于在插入一个互补的插接头的过程中作用在插接头上的力而很重要，另一方面，这由于电路板和插接头的热膨胀中的误差或由于电路板的变形而产生的机械应力而很重要。
因此，本发明的目的是进一步改进上述类型的插接头，，使得尽管加工成本很低，但可以在表面安装接头件的连接区和电路板的导电轨道之间保证牢固的连接，并且可以防止在焊接后过大的机械力作用在焊接连接处上。
为了实现此目的，根据本发明，接头件包括一个以机械柔性和导电方式与连接区相连的连接件，并可以焊接在电路板的导电轨道上。本发明插接头的基本思路在于将表面安装接头件构造成多个部件，并且在不同的部件之间产生预定的可滑动性，即实际的接头件和连接件特别在一方面在插接头的组装过程中用于公差补偿，而在另一方面在插接头的操作过程中用于永久移动。目前自动实现的公差补偿减少了加工过程的需求，这样成本降低。电路板和表面安装接头件之间的机械解脱增加了焊点的寿命，因为在连接件和接头件之间产生一个相对移动，但当超过电路板和接头件之间的确定的机械应力时在焊点上没有机械应力。
最好，连接件可滑动地安装在连接区上。这样，连接件可以在插接头安装在电路板上之前连接在表面安装接头件上并不需要在组装过程中做为一个单独的部件处理。
根据本发明的一个优选实施例，在插接头安装在电路板上之前，连接件位于一个安装位置中，在此位置连接件比在安装之后从插接头伸出更多。以此方式，当插接头放置在电路板上时自动产生所需的公差补偿，因为在放置过程中伸出的连接件移入正确的位置中。
根据本发明的一个优选实施例，连接件是一个与连接区配合的弹性夹具。一方面，此弹簧效应可以确保在夹具和表面安装接头件的连接区之间甚至在较长的操作时间之后形成所需的接触力。另一方面，在表面安装接头件和连接件之间产生相对移动之前等于必须作用在其之间的机械应力的弹簧力可以进行调整。
根据本发明的一个优选变化形式，连接区形成为球形。这样可以从几乎任何方向接触连接区，因为在连接区上产生两个径向相对的接触点而不论是否有略微的相对移动。
接头件最好设有一个绝缘体，此绝缘体构成连接件的一个导向件。导向件确保在插接头组装之前夹具位于所需的位置中，这样它可以从安装位置移入焊接的正确位置中。导向件特别需要用于与球形连接区相连，因为球形连接区不能为夹具提供任何导向。
绝缘体设有连接件的接触面，在此区域这些接触面以一个大于连接件相应的尺寸的间距彼此相对。这些部件彼此相对的尺寸不仅使夹具可以在导向件移动，而且会产生一个转动和倾斜移动，此转动和倾斜移动对于来自电路板的弯曲或来自插接头和电路板之间的热膨胀中的误差的机械应力的补偿是必须的。
根据一种变化，连接区具有一个矩形横截面。在此情况中，由于连接区的形状，可以实现连接件的一个导向。此变化最好使夹具设有几个与连接区相对的边缘配合的导向面。这样夹具就不会横向滑出连接区。导向面可以形成在夹具的弯曲顶部上。
根据优选实施例，弹性夹具包括两个与连接区配合的腿部，以及一个将两个腿部彼此连接并面向电路板的底部，所述底部设有一个确保底部和电路板之间一预定间距的分离件。分离件防止夹具的底部在组装插接头的过程中靠在电路板上并完全将先前已经施加在电路板上的焊膏压出此区域，否则会产生不充分的焊点。
最好分离件形成为一个抬高部，可以由其顶部靠在电路板上。抬高部的顶部形成一个端点，可以牢固地渗入焊膏中。这样分离件实际支撑在电路板上而不是焊膏上，从而可以在夹具的底部和电路板之间形成正确的间距。
根据本发明的一个变化的实施例，连接件由一个绷带与连接区相连。这样，在此情况下为了在连接件和连接区之间形成电连接，可以使用另外的零件。绷带使部件可以相对移动。
根据本发明的优选实施例，还设有至少一个贯穿安装的接头件。以此方式，可以产生两个优点：一方面，贯穿安装接头件在插接头已放置在电路板上之后并且在焊接前可以对插接头进行预先固定。另一方面，由于贯穿安装接头件在电路板中的较大的保持力，贯穿安装接头件可以进行较好的插接头的机械固定，这样就在表面安装接头件的焊点上产生较小的来自作用在插接头上的力。
最好，贯穿安装的接头件是一个接地接头而表面安装接头件是一个信号接头。这种结构具有考虑到信号速度而由表面安装接头件提供的优点；对一个接地接头最大的信号速度是第二位重要的。
根据本发明的一个实施例，插接头是一个刀形插接头。这种插接头用于一个在电路板和一电线以及用于传输电信号的另一个电路板之间的多接点和可插入的连接。接头件成行和列设置在一个绝缘体中。通过表面安装接头件和贯穿安装接头件可以取得一个刀形插接头，插接头既由可以通过贯穿安装接头件由较高的机械强度固定在电路板上，又可以由于表面安装接头件提供较高的信号传递速度。这样在现有技术中产生的问题就不会发生，即由于插接头的位置刀形插接头的表面安装接头件承受剪应力，因为一方面贯穿安装接头件将很大一部分产生的力导入电路板中，另一方面，插接头和电路板之间可能的相对移动不会在表面安装接头件和导电轨道之间的焊点上产生应力，因为接头件的多部件结构可以在与连接件相对移动。
根据本发明的又一个实施例，插接头是一个同轴接触插接头。这种结构也可以利用表面安装接头件和贯穿安装接头件的组合的优点，尤其是当表面安装接头件构成一个同轴接头件的内导体而贯穿安装接头件是一个与同轴接头的一个外导体相连的接地板状金属时更是如此。具体参照以上针对一个信号接头和一个接地接头的这种组合的优点。
本发明的优选结构可以从从属权利要求中获得。
以下参照在附图中示出的两个优选实施例描述本发明。其中：
图1是本发明第一实施例的插接头的一个立体图；
图2是图1的插接头的各个部件的一个立体图；
图3是用于图1的插接头中的表面安装接头件的一个放大的视图；
图4是图1的插接头的一个侧视图，其中两个连接件位于两个不同的位置；
图5是一个根据图1所示的插接头的一种变化的接头件的立体图，为了更加清楚起见未示出其中一些部件；
图6是本发明第二实施例的一个插接头的剖视图；
图7是根据图6所示的实施例的一种变化的插接头的剖视图；
图8是根据图6所示的实施例的一种第二变化的插接头的剖视图；
图9是用于第二实施例的插接头的连接件的一个立体图；而
图10a和10b都是在安装到一个电路板上之前和之后的情况下本发明第二实施例的插接头剖视图。
图1和4示出本发明第一实施例的插接头。所述插接头是一个用于安装在一个电路板之上的倾斜的同轴插接头。
插接头包括一个由两个壳部10,12形成的载体，两个壳部由金属组成并且其中容装有同轴的插接头14。或者也可以使用敷金属的塑料来代替金属用做壳部10,12。无论如何，壳部必须导电以确保屏蔽。
两个同轴的插头14都以公知的方式由一个销状的内导体16和一个套筒状的外导体18组成。套筒状的外导体导电并与由两个壳部10,12组成的外壳导电连接。
内导体16是一个表面安装接头件20的一部分，此表面安装接头件向上延伸至插接头的连接侧，即朝向插接头安装在电路板上的一侧。
表面安装接头件20(具体见图3)包括一个构造成球形的连接区22。表面安装接头件20还包括一个与连接区22电连接配合的连接件24。在此，连接件24形成为一个弹性夹具，此夹具带有两个由底部28彼此连接的腿部。在底部上在背离连接区22的一侧上设有一个分离件30，分离件30构造成一个冲压件，形成一个相对尖的顶部。分离件30的作用在以下描述。
表面安装接头件20还包括一个绝缘体32，它起对导电外壳绝缘的作用。绝缘体32构造成一个用于连接件24关于表面安装接头件20的连接区22的导向件的作用。此导向件包括一个导向板34和用于限定导向板34的接头面36。定位面36彼此隔开一个间距而定位，此间距大于腿部26的宽度，这样连接件24可以在导向件中略微倾斜。
最后，插接头在连接侧上设有一个贯穿安装接头件38，此接头件形成为一个接地板状金属。此接头件38与由两个壳体部10,12构成的外壳导电连接，并包括例如与其上要安装插接头的电路板的相应的开口配合的端头柱40和表面安装接头件分别通过其延伸的凹口42。
为了安装，表面安装接头件20、套筒状外导体18以及起贯穿安装接头件38作用的接地板状金属插入两个壳部10,12的适当的凹槽中。连接件24可以在绝缘体32的导向板34上滑动到一个安装位置，在此位置连接件自动固定在表面安装接头件上。此位置在图4中相应于右连接件24示出。
在此完成的安装状况中，同轴插接头可以安装在一个电路板上。为此，电路板首先在要与同轴的插头14连接的位置上涂敷焊膏。随后，同轴的插接头放置在电路板上，贯穿安装接头件38的端头柱40穿入电路板适当的开口中。在将插接头放置在电路板上的过程中，连接件24浸入先前施加的焊膏中，分离件30可靠地分开并由其顶部渗入焊膏中，这样分离件坐落在电路板上。这样确保底部28在所有的剩余区域包括一个与电路板隔开的预定间距，此间距由分离件的高度给定，最好为0.1mm并完全充有焊膏。
接头件24的安装位置选择成在端头柱40完全压入电路板之前分离件30压靠在电路板上。这样，大约在将插接头放置在电路板上的过程的最后阶段在连接件24和连接区22之间形成一个相对的位移，从而形成为一个夹具的连接件的腿部26压在连接区22上。这种其中独立于各自的公差而保证连接件24和内导体16之间的电连接的情况在图4中对左连接件24示出。
当插接头正确放置在电路板上时，表面安装接头件可以焊接住，由于在连接件底部和电路板之间精确保持的间距，可以确保牢固的焊接。连接件24的底部和电路板之间的此间距不受插接头的公差或一个均匀的电路板表面的影响，因为由于连接件以不同的长度压在表面安装接头件的连接区22之上可以进行公差补偿。
图5示出用于一个同轴插接头的表面安装接头件以及贯穿安装接头件，同轴插接头略微改变图1的实施例并不再倾斜，但包括直线延伸的接头件。图5中变化情况的表面安装接头件基本相当于图1-4中所示实施例的较短的表面安装接头件。区别仅在于连接件24不再在垂直于接头件的纵向与连接区22配合，但平行于接头件的纵向压在连接区上。连接件24的腿部和连接区22之间的接头保持不变，因为两个径向相对的接头点与其中连接件压在连接区之上的方向无关。
图6示出本发明第二实施例的一个插接头。此插接头是一个用于连接电路板的卡入式插接头。它通常包括多个接头，这些接头设置成几个相邻的列。在图6中只示出一列。
所示的实施例涉及一个倾斜的多接头片，因为各个接头都倾斜90°并在插接头的连接侧上形成为接头弹簧。与此相一致，插入所示的插接头的互补插接头是一个刀形接头片。当然所示的实施例也可以形成为一个刀形接头片。
在此实施例中，壳部10构成一个绝缘载体，它可以有选择地设有一个屏蔽。各个接头保持在载体中，他们由两个在其连接侧与一个电路板52的开口50配合的贯穿安装接头件38以及一个在其连接侧上设有一个连接件24的表面安装接头件30构成。连接件24的精确的构造以及与表面安装接头件20的合作将在以下描述。
图7示出图6实施例的一种变化。与图6的实施例相反，设有一个接头件53而不是外贯穿安装接头件38，接头件53在其位于电路板上的连接端上具有一个弯头，并可以用表面安装技术由一个相应的导电轨道与其相连。
图8示出图6所示的实施例的一第二变化。与图6的实施例不同，此实施例不涉及一个倾斜的多接头片，而是一个直的多接头片；这样，各个接头件的接头弹簧垂直于电路板平面延伸。另外一个区别在于没有贯穿安装接头件，而是只使用表面安装接头件20。
图9示出与图6-8所示的插接头的表面安装接头件一起使用的连接件24。对于此结构，连接件基本相当于图1-4的连接件，只是由略微的变化。
在图6-8所述的插接头中，表面安装接头件20的连接区包括一个矩形横截面。这样，由两个相对的腿部26与连接区配合的连接件24本身基本受到导向。为了防止连接件滑出连接区，弯曲的顶部54设置在连接件24的一个腿部26上，其彼此相对的表面起导向面56的作用。这些表面可以与连接区22的窄外表面配合并防止连接件24过度倾斜或甚至滑出。
以下参照图10描述类似图6-8所示的插接头的一个插接头的安装过程。在组装插接头之后，连接件24位于要从图10a取走的安装位置中。在此安装位置中，连接件24从插接头相对延伸较远。当插接头放置在电路板上时(见图10b)，连接区22上的连接件24还向插接头的中心移动。当插接头完全放置在电路板52上并且有选择地设置的贯穿安装接头件插入相应的开口50中时，这种相对的移动结束。在此情况下，连接件24可以焊接在电路板52的相应的导电轨道上，因为连接件底部和电路板之间所需的间距由于设置分离件30而具体化。
附图标记：10：壳部12：壳部14：同轴插接头16：内导体18：外导体20：表面安装接头件22：连接区24：连接件26：腿部28：底部30：分离件32：绝缘体34：导向板36：接触面38：贯穿安装接头件40：端头柱42：凹口50：开口52：电路板53：接头件54：顶部56：导向面

Claims (18)

1．一种用于安装在一电路板上并具有一个载体(10,12)的插接头，其中在载体中至少设置一个表面安装接头件(20)，所述插接头在一端包括一个用于与一个互补的插接头连接的插入区，在另一端包括一个可以与一电路板的导电轨道相连的连接区(22)，其特征在于：接头件包括一个以机械柔性和导电方式与连接区(22)相连的连接件(24)，并可以焊接在电路板(52)的导电轨道上。
2．根据权利要求1所述的插接头，其特征在于：连接件(24)可滑动地安装在连接区(22)上。
3．根据权利要求2所述的插接头，其特征在于：在插接头安装在电路板上之前，连接件(24)位于一个安装位置中，在此位置连接件比在安装之后从插接头伸出更多。
4．根据权利要求2或3所述的插接头，其特征在于：连接件(24)是一个与连接区配合的弹性夹具。
5．根据以上任一项权利要求所述的插接头，其特征在于：连接区(22)形成为球形。
6．根据以上任一项权利要求所述的插接头，其特征在于：接头件设有一个绝缘体(32)，此绝缘体构成连接件的一个导向件。
7．根据权利要求2所述的插接头，其特征在于：绝缘体设有连接件(24)的接触面(36)，在此区域这些接触面以一个大于连接件(24)相应的尺寸的间距彼此相对。
8．根据权利要求1-4中任一项所述的插接头，其特征在于：连接区具有一个矩形横截面。
9．根据权利要求8所述的插接头，其特征在于：连接件(24)设有多个可以与连接区(22)相对的边缘配合的导向面(56)。
10．根据权利要求9所述的插接头，其特征在于：导向面(56)形成在连接件(24)的弯曲的顶端(54)上。
11．根据以上任一项权利要求所述的插接头，其特征在于：连接件(24)包括两个与连接区配合的腿部(26)，以及一个将两个腿部彼此连接并面向电路板的底部(28)，所述底部设有一个确保底部和电路板之间一预定间距的分离件(30)。
12．根据权利要求11所述的插接头，其特征在于：分离件(30)形成为一个抬高部，可以由其顶部靠在电路板上。
13．根据权利要求1所述的插接头，其特征在于：连接件由一个绷带与连接区相连。
14．根据以上任一项权利要求所述的插接头，其特征在于：还设有至少一个贯穿安装的接头件(38)。
15．根据权利要求14所述的插接头，其特征在于：贯穿安装的接头件(38)是一个接地接头而表面安装接头件是一个信号接头。
16．根据以上任一项权利要求所述的插接头，其特征在于：它是一个刀形插接头。
17．根据权利要求1-15中任一项所述的插接头，其特征在于：它是一个同轴接触插接头。
18．根据权利要求1-17中任一项所述的插接头，其特征在于：表面安装接头件构成一个同轴接头的内导体(16)，而贯穿安装的接头件是一个与同轴接头的外导体(18)相连的接地的板状金属(38)。
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