CN1416606A - 具有触点保持元件的连接器 - Google Patents

Abstract

一种连接器，它具有多个安装在外壳(22)内的触点元件。也在外壳内安装并与触点元件(28)接合的是一个保持元件(33)，它支持外壳(22)内的触点元件(28)同时阻挡液体流过外壳(22)。触点元件(28)在组装后成形，以提供端子并将触点元件(28)固定地保持在外壳(22)内。

Description

具有触点保持元件的连接器

                      技术领域

本发明一般说涉及用于小型或微型接触系统的电连接器。不管它们的小型化，在强调对焊剂润湿的关注的同时，这些连接器仍然以常规方式制造。在每一接触器组件中包括一个阻挡元件，以便以此防止诸如焊剂的液体通过连接器的一面到达接触器的相对的面。

具有小型和微型电子部件的电子封装件的特征在于特别小、密和更加高效，导致许多挑战，包括与物理和电气连接封装件部件在一起相关的那些方面。封装件的例子包括芯片，它的特征是在一个小区域内有很大数量的电路。这些稠密的条件经常包括提供一个端子或触点元件阵列，这些端子或触点元件彼此紧密配置，但是它们必须保持彼此电气绝缘，以提供多个分立的电气连接，通常以有序的、预定的阵列。这一类型的接触器的一个例子是具有触点垫的焊接区栅格阵列的接触器。

为制造这种小型和微型接触系统已经开发的一种方法包括使用金线绑扎预型件的电成形。在这种方法中，制造印刷电路板部件，其为金线绑扎预型件。把该预型件连接到电路板上，随着进行电镀和电成形触点元件，大约需要两个小时的电镀处理以便完成触点元件的电镀。这一处理然后腐蚀和单个化触点元件。总的来说，这一处理包括放置掩模，随着放置焊膏和焊剂珠，带有伴随的回流。之后，从板上取下。这一技术由美国专利No.5,476,211和No.5,864,946阐述，结合在这里作为参考。这一技术的特征在于，对于每密尔大约1克的低标准力系统同样适合。这一方法的另一特征是触点元件具有有限的可塑性，总范围为0.015英寸，和工作范围是0.008英寸。电气特征如下：自感为1.78nh，回路电感为2.0nh，阻抗为90欧姆。这一类系统也以其昂贵为特征。

虽然在前一段总结的方法在解决接触系统的小型化和微型化时是有用的，但是它伴随的缺点，特别是它的有限的可塑性和费用减少了它的期望值。常规接触系统的制造方法在要实现到这一程度的小型化时是有问题的。除来自制造和组装这种小部件产生的复杂性外，它们也可能遭受不希望的液体流过。例如，焊剂可以从正受焊接的栅格的面流到打算提供非焊接接触功能的栅格的相对面。在接触器不经受触点元件擦拭的应用中，后一问题特别引人注意。

因此，需要这样的小型化的接触器，它可以高效制造，不需要用电成形操作程序，同时也解决可塑性和焊剂润湿的问题。

                            发明内容

根据本发明，提供在绝缘外壳中有多个导电触点元件的电连接器。导电触点元件安装在容座或通孔内，这些容座或通孔以预定图案布置，以便提供希望数目和位置的多个导电触点。一个支持阻挡元件与在绝缘外壳内的每一个导电触点元件的底座相关联。确定阻挡元件的大小、形状，选择并定位，以便基本防止液体通过组装的连接器，特别是焊剂通过连接器从一面流到另一面。本发明还包括制造步骤，包其括冲制成组的多个触点元件，电镀它们，以成组方式将它们组装到外壳上或外壳部件中，随后将触点元件成形到选择的希望的最终的连接器组装条件中。

相应地，本发明的总的目的是为小型和微型使用提供一个改进的接触系统，它不按照电成形方法。

本发明的另一个目的是提供一个改进的接触系统和使用常规制造方法制造该系统的过程，同时解决不希望的焊剂流动的问题。

本发明的又一个目的是提供一个改进的电连接器及其制造过程，该接触器在一个小区域内提供大数目的电路，诸如用于中央处理单元的芯片、应用型专用集成电路、和其它使用所需要的，在这些应用中需要诸如以微型化形式结合在焊接区栅格阵列中的电子封装件，这种组件或封装件提供可塑但牢固的接触保持。

本发明的又一个目的是提供一个改进的微型化的电连接器，它具有多个与一个保持元件相关联的触点元件，该保持元件提供密封、接触稳定和低应力配合特征的功能。

本发明的又一个目的是提供一个改进的电连接器，它以这样的方式安装电触点元件或端子，即能够减小应力发展和后继的连接件翘曲的可能性。

本发明的又一个目的是提供这样的电连接器，它们具有可以定位在选择的不同节距的阵列中的触点元件，包括按照成直线栅格模式和偏置栅格模式的那些，包括1mm栅格和0.50英寸栅格。

本发明的又一个目的是提供一个改进的电连接器和制造过程，其具有滑动配合触点元件组件和组装后触点元件成形和整形。

通过考虑下面的详细说明，本发明的这些和其它的目的、特征和优点变得十分显然并可清晰理解。

                             附图说明

在本说明的过程中将参考附图，其中：

图1是结合有触点元件阵列的一个电连接器的例子的透视图，在该图中一般表示出它的一部分；

图2是一个触点元件组件的优选实施例的分解或预组装的横断面视图；

图3是图2所示实施例的组装的横断面视图；

图4是一个透视图，部分被切去，表示如图3总体示出的多个触点元件组件；

图5是图4所示一般类型组件的端部正视图，表示触点元件形成后的结构；

图6是图5的顶平面视图，表示成直线的栅格取向；

图7是类似图5的视图，但是具有偏置的栅格取向；和

图8是图7的顶平面视图。

                         具体实施方式

本发明的电连接器将第一电气部件(未示出)连接到第二电气部件(未示出)。如现有技术中公知，第一电气部件具有一个通常是在其一表面上的触点垫的端子阵列，第二电气部件具有相似的端子阵列，其可以是在其一表面上的触点垫或类似物体。一种根据本发明的典型的连接器设计为放置在这种电气部件之间并在它们之间提供需要的电通信。

所示电连接器21包括一个绝缘外壳22。该外壳基本上可以是一个单件单元，通常作为单一元件模制。另外可选的方案是，绝缘外壳可以包括一系列长形外壳部件或条23，有时称为坯条(图5和6)，它们在如图1中总体上用附图标记24指示的一个合适的框架中组装在一起。

不管怎么构造，绝缘外壳具有多个基本开孔的容座25(图2)。当把连接器21适当放置在电气部件之间时，容座25基本对准这些部件的相应的触点垫或类似物(未示出)之间。在一个典型的布置中，这两个电气部件可以具有相同间隔的触点元件或端子阵列，该阵列优选对应于外壳的容座。绝缘外壳22具有作为顶面表示的第一表面26和作为底面表示的第二表面27。在使用中，顶面一般邻近第一电气部件设置，而底面一般邻近第二电气部件设置。

导电触点元件设置在至少一个容座25中。在图2、3和4中总体上用附图标记28指示一个已插入的但未形成的触点元件。在图示实施例中，触点元件28是轴31和垫32的组件。导电触点元件28另外可选作为单件元件制造。在图示优选实施例中，未形成的触点元件28的长轴线一般与容座25的轴线“A”重合。这是装配取向。

更具体参考图2、3和4所示组件，它包括一个保持元件33。保持元件33放置在基本开孔的容座25内以便在组装及成形完成后保持在其内。这一保持元件还用作对通过容座25的液体通道的阻挡元件，在此另外会专门说明。

在所示实施例中，保持元件33有一个开孔34，它接纳触点元件28的轴31。图示的开孔34与通轴线“A”同轴，其大小要能与轴31的外表面配合以便提供一个在其间配合的力。优选保持元件33的外表面相对于基本开孔的容座25的一部分具有力配合。当提供这一优选的力配合时，保持元件33有为在组装过程期间帮助组装的作用和在组装和成形完成后作为基本有利的保持和阻挡元件。

在图示实施例中，容座25包括一个止挡面35。保持元件33放置在止挡面35和导电触点元件28的一部分之间。在图示实施例中，触点元件的这一部分是垫32的邻接面36。在另外一个优选的布置中，容座25具有一个辅助止挡面37，它可以与触点垫32的邻接面36的另一部分接合。在组装期间，保持元件33可以临时接合这一辅助止挡面37，直到在保持元件33和止挡面35之间安放合适为止。

在图示实施例中，触点元件和容座25具有基本是环形的横断面部分。通常，这是最容易制造的断面部分，虽然根据需要其它断面也是可能的。

应该理解，由保持元件提供的紧配合或力配合给电连接器组件一种无缝隙条件。也就是说，存在一种紧配合，因此在轴31的外表面和保持元件33的开孔34之间没有间隙。类似地，这一条件存在于保持元件33的外表面和容座25之间。更具体参见该无缝隙条件的后一元件，优选在保持元件33的外表面和在止挡面35和第二辅助止挡面37之间的容座的前表面41之间有一个无缝隙力配合，保持元件33的外表面在图示实施例中是圆柱形的。另外优选的方案是，保持元件33的厚度是这样的，在止挡面35和触点元件28的邻接面36之间存在有保持元件33的一个无缝隙力配合。还设想使保持元件可以相对于其安放在外壳容座内的位置制成过大的尺寸，从而在接触器的完全组装条件下略微受压缩。

由保持元件33提供的功能有利于通过由一般弹性材料构造的保持元件实现。它可以是一个挤制的弹性部件。为了承受一般的封装件组装条件，保持元件的材料要能抵御219℃至少40秒。适合保持元件的材料包括Viton、氯丁橡胶、硅橡胶等。

保持元件33防止诸如焊料的液体通过，这些液体会在组装期间在垫32上出现，或者流过容座25到轴31上或在外壳22的第一或顶面26上。保持元件另外支持触点元件28以便在制造期间但特别是在使用期间增加接触稳定性。保持元件33提供低应力压配合以便解决装置的可能的翘曲和使在插入期间轴31的弯曲的可能性最小。在完全组装后，保持元件33提供阻挡特性，同时保持触点元件的塑性和刚性。

应该理解，在图示优选实施例中，在组装到外壳内之后成形轴31。这通过将轴31弯曲到与通轴线“A”成一个锐角的方向来实现，其在图5到图8中总体表示。通过这样弯曲的轴，获得的成形的导电触点元件38提供一个保持的触点元件阵列，它可以根据需要取向。例如，可以把成形的触点元件28根据在图5和图6中表示的以一直线布置对齐。从图5中应该特别注意，触点元件自身通过绝缘外壳22的厚度保持彼此分开。这一点是可能的，至少部分上，因为开孔容座25不需要大到能容纳后成形的触点元件。相反，因为触点元件在成形前插入，开孔容座25只需容纳在插入期间未弯曲的或未成形的触点元件28。诸如图5和图6的阵列布置例如适合于0.050乘0.050英寸的栅格。

当希望得到一个偏置的栅格时，本发明也可以包含这样的替代方案，如图7和图8所示。这一转动的对齐还包括在初始组装后成形。不需要特别的端子顺序，在这种场合下的一个可选方案例如可以使用1mm乘1mm的栅格阵列。

更具体地转向组装过程本身，外壳部件，不管是单一外壳部件还是多个外壳条或坯条用绝缘材料模制或其它方式成形。这些外壳部件提供多个基本开孔的容座25。制造多个导电触点元件28，通常通过彼此成组的关系冲压。这样进行成组间隔，使得每一个触点元件的长轴与其要组装入的外壳部件的通轴线“A”对齐。另外，在每一开孔容座25内或在每一触点元件的轴31上定位一个保持元件33。

在适当时间，通常在组装之前，用于预期用途的电镀触点元件28或用其它方法处理。把成组的触点元件组装入它们各自的开孔容座中，以便形成图3和图4所示组件。通过第二或底面27插入容座25的入口开孔。在这一阶段，应该注意，可以把该组件取出而不需要关注触点元件28从它们在开孔容座25内的各自位置退出。在这一方面需要任何保险的话，该组件可以这样放置，使得轴31指向下，而不是如图3所示向上。

在这一装配过程后，执行成形操作。一般说，这包括将轴31弯曲到成形取向，诸如在图5、6、7和8中一般所示。这一过程为连接器以后的使用建立起需要的端子39，同时也完成接触保持过程。

在如此成形的电接触器21的通常使用中，垫32将暴露在焊接条件下，它包括对焊料的暴露。焊料将趋向于流入或芯吸入容座25中，随后通过通道朝向第一即顶面26，特别是形成为端子39的轴31上。应该理解，诸如在端子39上的焊料的液体的存在将影响连接器的期望的电特性。这一问题在端子和相对元件之间几乎没有相对运动的应用中特别关注，不然的话将有效地略微擦去端子上的液体。另外，根据本发明的结构不会赋予外壳显著的负载，这是根据本发明的组件的机械特性的一个特征。

应该理解，已经说明的本发明的实施例是本发明的一些原理的应用的示例。熟悉本技术的技术人员可以进行大量的修改而不离开本发明的精神和范围。

Claims (30)

1.一个电连接器，它包括：

一个绝缘外壳，其具有多个基本开孔的容座，这些容座以适合于一个电连接器的阵列布置，每一所述容座具有一个通轴线；

多个导电触点元件，其定位于至少一些所述容座内，使得能够提供一个布置成适合于一个电连接器的触点元件阵列；

多个在该容座内的保持元件，所述保持元件的至少一个接合至少一个所述触点元件，从而在外壳内的保持元件的位置处向该连接器提供无间隙条件；以及

该连接器的所述无间隙条件基本防止液体通过其内有所述保持元件的开孔容座。

2.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述保持元件具有一个从中通过的开孔，且所述导电触点元件定位成通过所述保持元件的开孔并基本填满所述开孔。

3.根据权利要求2所述的电连接器，其特征在于，该外壳的所述容座在该容座内有一个止挡面，且其中所述保持元件在所述止挡面和所述导电触点元件的一部分之间。

4.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述导电触点元件具有一第一部分和一通常相对的第二部分，一个在总体在所述保持元件上的触点元件的所述第一和第二部分之间的边界，所述第一和第二部分至少部分位于所述外壳内，且所述保持元件与在外壳内的相应的第一和第二部分接触，从而形成所述无间隙条件。

5.根据权利要求4所述的电连接器，其特征在于，该导电触点元件的所述第一部分一般沿所述通轴线放置，而该触点元件的所述第二部分相对于所述通轴线成锐角。

6.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述无间隙条件赋予所述触点元件可塑和稳定的安装特征。

7.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述触点元件阵列在一个1mm栅格内。

8.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述触点元件阵列在一个0.05英寸栅格内。

9.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述连接器具有一个端子部分，其形成为相对于所述容座通轴线偏置。

10.根据权利要求9所述的电连接器，其特征在于，所述成形的端子部分为端子保持承受组装后弯曲。

11.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述绝缘外壳是单件元件。

12.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述绝缘外壳包括多个外壳部件条。

13.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述保持元件有一个从中通过的孔，且所述触点元件的一部分位于所述保持元件开孔内并与之接合。

14.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述保持元件有一个外表面，其与所述容座接合。

15.根据权利要求14所述的电连接器，其特征在于，所述容座有一个止挡面，且所述保持元件的外表面邻接所述止挡面。

16.根据权利要求14所述的电连接器，其特征在于，所述容座有一个内表面，其一般平行于所述通轴线，且所述保持元件的外表面邻接所述容座内表面。

17.根据权利要求13所述的电连接器，其特征在于，所述保持元件有一个外表面，其与所述容座接合，并在所述触点部分和所述保持元件开孔之间和在所述容座和所述保持元件外表面之间存在力配合条件。

18.根据权利要求17所述的电连接器，其特征在于，在所述容座内表面和所述保持元件外表面之间存在力配合条件。

19.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述保持元件是弹性的。

20.根据权利要求19所述的电连接器，其特征在于，所述保持元件在所述容座内被压缩。

21.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述触点元件在其一端具有焊接区触点面而在其相对端有偏斜的端子。

22.一个电连接器，它包括：

一个绝缘外壳，其具有多个基本开孔的容座，这些容座布置成适合于一个电连接器的阵列，每一所述容座具有一个通轴线；

多个导电触点元件，其定位在至少一些所述容座之内，从而能够提供一个布置成适合于一个电连接器的触点元件阵列；

多个在容座内的保持元件，至少一个所述保持元件接合至少一个所述触点元件，从而在该外壳内的保持元件的位置处向该连接器提供无间隙条件；

一个通过所述保持元件的保持元件开孔，所述导电触点元件定位成通过所述保持元件开孔，使得基本填满所述开孔；

所述导电触点元件具有一第一部分和一通常相对的第二部分，一个在总体在所述保持元件上的触点元件的所述第一和第二部分之间的边界，所述第一和第二部分至少部分位于所述外壳内，且所述保持元件与在该外壳内的相应的第一和第二部分接触，从而形成所述无间隙条件；和

该连接器的所述无间隙条件基本防止液体通过其内具有所述保持元件的开孔容座，和提供所述触点元件在所述容座内的可塑性安装。

23.根据权利要求22所述的电连接器，其特征在于，该外壳的所述容座有一个在该容座内的止挡面，且其中所述保持元件在所述止挡面和所述导电触点元件的一部分之间。

24.根据权利要求22所述的电连接器，其特征在于，所述成形的端子部分承受组装后弯曲。

25.根据权利要求22所述的电连接器，其特征在于，所述保持元件有一个外表面，其与所述容座接合，所述容座有一个止挡面，且所述保持元件的外表面邻接所述止挡面，所述容座有一个内表面，其一般平行于所述通轴线，而所述保持元件的外表面邻接所述容座内表面。

26.根据权利要求22所述的电连接器，其特征在于，所述保持元件是弹性的，并且在所述容座内被压缩。

27.根据权利要求22所述的电连接器，其特征在于，所述触点元件在其一端具有焊接区触点面而在其相对端有偏斜的端子。

28.一种制造电连接器的方法，该电连接器具有一个由一个绝缘外壳支持的触点元件阵列，它包括：

为提供一个绝缘外壳模制至少一个部件，该绝缘外壳具有多个基本开孔的容座，这些容座布置成适合用于一个电连接器的阵列，每一容座具有一个通轴线；

形成多个导电触点元件，这些导电触点元件能够根据外壳容座阵列布置，每一触点元件具有一第一接合部分，和一通常相对的第二接合部分；

在该开孔容座内定位保持元件，用于在位于它的开孔容座内时与触点元件接合；

把每一所述触点元件插入所述外壳容座阵列，使得所述触点元件的所述第一接合部分和所述第二接合部分在所述容座的通常相对端暴露和使得所述保持元件接合触点元件和在保持元件的位置向该封装件提供一个无间隙条件；和

在所述触点元件的所述插入之后成形该触点元件的所述第一接合部分，所述成形包括移动所述第一接合部分的至少一部分到无源触点元件保持位置，其相对于该容座的所述通轴线偏置；

从而，在对该封装件的后继操作期间，所述无间隙条件防止液体通过开孔容座。

29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述成形包括分组在一起的所述触点元件，和当如此将所述触点元件分组在一起时实施所述插入。

30.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述成形包括朝所述外壳向下弯曲所述第一接合部分。

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