CN1506980A - 在电子装置中表面安装所用的弹簧连接器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种具有一树脂制成的壳体的弹簧连接器。在壳体中的一空间的内侧壁上、壳体的上表面上、壳体的外侧壁上以及壳体的下侧上形成导电薄膜，以将壳体的内侧壁与壳体的下侧电气连接。将一螺旋弹簧插入在壳体的空间中，并且一金属制成的凸柱可滑动地安装在该空间中，且使该凸柱被弹簧向外推。将一盖子固定在壳体的上表面上，以止动被弹簧推压的凸柱。

Description

在电子装置中表面安装所用的弹簧连接器及其制造方法

技术领域

本发明涉及在电子装置中进行表面安装所用的弹簧连接器，以及用于制造这种弹簧连接器的方法。

背景技术

作为一种在诸如便携式电话之类的电气设备中将电气元件连接至一电路基片的方法，使用设有一凸柱的弹簧连接器，该凸柱可滑动地安装在一管状件中并被一弹簧向外推。弹簧连接器固定在电路基片上，并且该元件装载在设备中的过程中，该凸柱压靠在电气元件的一端电极上，从而将该元件电气连接至电路基片。

图8示出了一传统的电子设备的弹簧连接器，图9是该弹簧连接器的剖视图。

弹簧连接器1包括一金属制成的圆筒形管状件2和一金属凸柱3，金属凸柱3可滑动地插在管状件2中，并被一螺旋弹簧7向外推。凸柱3的凸缘3a的肩部在弹簧7的作用下压靠在管状件2的弯曲边缘2a上。

如图8所示，管状件2通过一焊接5固定在一电路基片4上。一电气元件6在电气设备的装配过程中沿着箭头所示的方向向下移动，并且元件6的端电极6a在螺旋弹簧7的作用下压靠在凸柱3上，以使元件6电气地连接至电路基片4。

凸缘3a的下侧是倾斜的，以使凸缘的周壁以倾斜的状态压靠在管状件2的内侧壁上。因此，凸缘牢固地压靠在内侧壁上，从而保证管状件与凸柱之间的导电性。

图10是示出另一传统的弹簧连接器的剖视图。一凸柱3A也是中空的，以形成一圆柱形的空间3b。该弹簧7插入在空间3b中。

日本专利申请公开公报2002-25675揭示了另一弹簧连接器。弹簧连接器也设有一被螺旋弹簧推压的凸柱。

在图9所示的连接器中，凸柱3占据了弹簧连接器的一段相当大的长度。螺旋弹簧7的长度限于一较短的长度。因此，弹簧的冲程是无法增加的。

在图10所示的弹簧连接器中，尽管螺旋弹簧的长度比图9所示的螺旋弹簧的长度长，但凸柱3A的凸缘的下侧不是倾斜的，这与图9所示的凸柱不同。因此，凸缘3a没有以很高的压力压靠在管状件2的内侧壁上。因此，凸缘与管状件内侧壁之间的接触阻力低，以致凸柱的工作变得不稳定。如果凸缘和内侧壁之间的间隙减小，工作会变得稳定。但是，制造加工具有小间隙的连接器是要求很高且不利的。

图9和10所示弹簧连接器的一共同的问题是，两种连接器都是金属制成的。因此，由于弹簧连接器的热迅速散去，所以在回流焊接工艺中难于在连接器上熔化焊料。结果焊接工艺的质量下降。

另一方面，由于诸如集成电路(IC)和电容之类的电子器件的电子元件通常有一平直的表面，该元件通过真空抽吸供应到一安装位置。但由于图9和10所示的各弹簧连接器不具有平直的表面，连接器不可由真空操纵。因此，必须通过专门的安装装置来操纵连接器，这增加了操作步骤的数量。

在装配步骤中，将螺旋弹簧7插入在管状件2中，将凸柱3插入在该管状件中，管状件的一上部必须压凹接合(staked)以保持凸缘3a。螺纹弹簧必须一个挨一个地装配，这使制造成本上升。

发明内容

本发明的目的是提供一种性能优良且可以低成本制造的弹簧连接器。

根据本发明，提供一种用于电子设备的弹簧连接器，它包括一树脂制成的壳体，它具有形成在其中的一圆柱形空间；形成在该空间的内侧壁上、壳体的上表面上、壳体的外侧壁上以及壳体的下侧上以将壳体的内侧壁与壳体的下侧电气连接的导电薄膜；设置在壳体的空间中的一螺旋弹簧；一金属制成的凸柱，它轴向可滑动地安装在该空间中，并且在其中设有空间，螺旋弹簧的一部分插入该空间以使凸柱被螺旋弹簧向外推；以及用来止动被螺旋弹簧推压的凸柱的一止动件。

凸柱在下部设有一凸缘，该凸缘与壳体的空间的内侧壁可滑动地接合，所述止动件与该凸缘接合。

螺旋弹簧的两端在直径上与一中间部分不同。

在本发明的一个方面中，止动件是一盖子，该盖子具有一平直的表面和凸柱从其凸伸出的一开口。

本发明还提供一种用于制造弹簧连接器的方法，它包括以下步骤：用树脂模制一包括多个壳体的壳体集合体，且每一壳体有一圆筒形空间；用树脂模制一包括多个盖子的盖子集合体，且每一盖子有一开口；在各壳体上形成导电薄膜，以电气连接空间的内侧壁、壳体的上表面、外侧壁以及下侧；将一螺旋弹簧和一凸柱插入壳体的空间中；将盖子集合体固定在壳体集合体的上表面上；以及，切割壳体集合体和盖子集合体以分割开各壳体。

在另一种用于制造弹簧连接器的方法中，壳体集合体和盖子集合体被切割成单独的诸主要零件和单独的盖子，并设置具有用来安装诸主要零件的多个凹入部的一装配夹具。

将各主要零件安装在装配夹具的凹入部中，并将各盖子固定在壳体的上表面上。

本发明的这些和其它的目的和特征将从下面参照附图的详细描述中变得更加清楚。

附图简述

图1是根据本发明的一弹簧连接器的平面图；

图2是该弹簧连接器的正视图；

图3是一仰视图；

图4a至4g示出了该弹簧连接器的各种例子，各图是沿着图1的线IV-IV截取的一剖视图；

图5是示出热压凹接合的一例子的立体图；

图6是示出用于制造多个弹簧连接器的方法的一例子的立体图；

图7是示出制造方法的另一例子的立体图；

图8示出一传统的电气设备的弹簧连接器；

图9是该弹簧连接器的剖视图；以及

图10是示出另一传统的弹簧连接器的剖视图。

具体实施方式

图1是根据本发明的一弹簧连接器的平面图，图2是该弹簧连接器的前视图，以及图3是仰视图。

该弹簧连接器包括一树脂制成的壳体11、导电金属制成并可滑动地插在壳体中的一凸柱12以及一树脂制成的盖子13。壳体11呈一方柱形，在四个角部形成有弧形凹进部15，并形成一圆柱形的空间11e(图4a)。盖子13在如图1所示的平面图中与壳体11的形状相同，并通过粘合剂固定在壳体11上。在图1-3中沙粒状填充的图案代表通过镀层诸如铜+镍+金之类的金属来形成的导电薄膜。诸导电薄膜包括在凹进部15上的侧薄膜11a、在壳体11的上表面上的上薄膜11b、形成在壳体下侧上的下薄膜11c以及形成在壳体11的空间11e的侧壁上的圆筒形薄膜。圆筒形薄膜连接至上薄膜11b，上薄膜连接至侧薄膜11a，侧薄膜11a连接至下薄膜11c。下薄膜11c是与一电路基片接触的端电极。

在壳体11的底板上形成有一孔11d，如图3所示，以增加镀层液体的流动效率。在镀层之后，通过超声波处理或充入树脂来封闭孔11d。

图4a至4g示出了该弹簧连接器的各个例子，各图是沿着图1的线IV-IV截取的一剖视图。在图4a所示的例子中，壳体11的空间11e设有一开11f，且盖子13也设有一开口13a。空间11e的底部11g是倾斜的。凸柱12是中空的，以形成一空间12b。凸柱12的凸缘12a与空间11e的内侧壁可滑动地接合。一螺旋弹簧14插入在空间11e和12b中。凸柱12的主体从开口11f和13a向外凸伸出，并且凸缘12a在弹簧14的作用下压至盖子13。

由于空间11e的底部11g是倾斜的，所以螺旋弹簧14倾斜，从而使凸柱12倾斜。因此，凸柱的凸缘12a压靠在壳体11的内侧壁上，以使凸缘与内侧壁之间的接触阻力变得恒定。

在图4b至4e所示的例子中，改变了空间12b的形状。

在图4e的例子中，螺旋弹簧的直径在两端处都减小。可以在弹簧的一中间部分处减小其直径。提供这些设计以使螺旋弹簧易于倾斜。

在图4f所示的弹簧连接器中，螺旋弹簧的直径在一下端部增加，以使弹簧的下端部稳定。通过稳定弹簧的下端部，可以倾斜凸柱。通过结合图4d和4e所示的连接器而设计出图4g所示的弹簧连接器。

作为将盖子13固定到壳体11的上表面的方法，可以使用诸如超声波焊接、热压凹接合、粘合以及其它的各种方法。

图5是示出热压凹接合(heat staking)的一例子的立体图。

诸圆柱形凸部11h围绕凸柱12形成在壳体11的上表面上。另一方面，盖子13中设有与凸部11h相应的凹槽13b。凹槽13b与凸部11h接合，并且盖子13安装在壳体11的上表面上，从而使各凸部11h从盖子向上凸伸出。一加热头熔化凸部的凸伸出的部分，以使凸部11h被压凹接合，以将盖子13固定在壳体11上。

图6是示出用于制造多个弹簧连接器的方法的一例子的立体图。通过树脂模制制成包括多个壳体的一壳体集合体21。尽管在图6中示出了六个壳体，但在实际的生产过程中，是制造大量的壳体。诸壳体排列成阵列形式，并由诸切割线25和26限界。在切割线25和26的各交点处，形成一圆柱形的孔27。在各壳体的中心部分处，形成一圆柱形的孔28。通过用薄片覆盖不需要镀层的部分来进行金属镀层，形成在壳体集合体21的上表面上的导电薄膜21a、在孔27和28的内侧壁上的薄膜、在各凹进部上的导电薄膜21b以及在壳体集合体的下侧上的薄膜。

在各孔28中，设置一螺旋弹簧(未示出)和凸柱12。因此，制造出一主要零件集合体29。然后，在壳体集合体21上安装一盖子集合体22，并通过适合的方法将其固定于壳体集合体21。

最后，用一切割机沿着诸切割线23、25、26来将盖子集合体22和主要零件集合体29切割成小块。因此就制造成多个弹簧连接器。通过切诸开孔27来形成图3中所示的在各弹簧连接器的四个角部处的凹进部15。

图7是示出制造方法的另一例子的立体图。

在该方法中，设有一装配夹具24。在夹具24中，设有多个凹入部30以用来安装诸壳体11。将通过参照图6所述的方法制成的主要零件集合体29和盖子集合体22被切割成单个的主要零件31和单个的盖子13。各主要零件31插入在凹入部30中，将盖子13安装在壳体11上并固定于其上。由于盖子13是单独地安装在壳体11上的，所以可以使盖子能对于凸柱精确地对中。

根据本发明，由于壳体是用树脂制成的，且导电薄膜部分的面积较小，所以壳体在贮热能力方面是很出色的。因此，提供到壳体上的焊料易于熔化，从而改善了回流焊接的操作。通过使壳体的底部倾斜，凸柱被螺旋弹簧倾斜，以使凸柱压靠在壳体的内侧壁上，从而稳定了接触阻力。

尽管已结合本发明的具体的较佳实施例来描述了本发明，但应予理解的是，本说明书旨在说明而不是限定本发明的保护范围。本发明的保护范围由下面的权利要求书限定。

Claims (7)

1.一种用于电子设备的弹簧连接器，它包括：

一树脂制成的壳体，它具有形成在其中的一圆柱形空间；

形成在该空间的内侧壁上、壳体的上表面上、壳体的外侧壁上以及壳体的下侧上以将壳体的内侧壁与壳体的下侧电气连接的导电薄膜；

设置在壳体的空间中的一螺旋弹簧；

一金属制成的凸柱，它轴向可滑动地安装在该空间中，并且在其中设有空间，螺旋弹簧的一部分插入凸柱的空间以使凸柱被螺旋弹簧向外推；以及

用来止动被螺旋弹簧推压的凸柱的一止动件。

2.如权利要求1所述的弹簧连接器，其特征在于，凸柱在下部设有一凸缘，该凸缘与壳体的空间的内侧壁可滑动地接合，所述止动件与该凸缘接合。

3.如权利要求1所述的弹簧连接器，其特征在于，至少螺旋弹簧的一端部在直径上与一中间部分不同。

4.如权利要求1所述的弹簧连接器，其特征在于，止动件是一盖子，该盖子具有一平直的表面和凸柱从其凸伸出的一开口。

5.一种用于制造一弹簧连接器的方法，它包括以下步骤：

用树脂模制一包括多个壳体的壳体集合体，且每一壳体有一圆筒形空间；

用树脂模制一包括多个盖子的盖子集合体，且每一盖子有一开口；

在各壳体上形成导电薄膜，以电气连接该空间的内侧壁、壳体的上表面、壳体的外侧壁以及壳体的下侧；

将一螺旋弹簧和一凸柱插入壳体的空间中；

将盖子集合体固定在壳体集合体的上表面上；

切割壳体集合体和盖子集合体以分割开各壳体。

6.如权利要求5所述的制造一弹簧连接器的方法，其特征在于，还包括在每四个壳体的两切割线的交点处形成一圆柱形的孔，以通过沿着切割线切割壳体聚合体在壳体的各角部处形成一弧形凹进部，在该弧形凹进部上形成导电薄膜。

7.一种用于制造一弹簧连接器的方法，它包括以下步骤：

用树脂模制一包括多个壳体的壳体集合体，且每一壳体有一圆筒形空间；

用树脂模制一包括多个盖子的盖子集合体，且每一盖子有一开口；

在各壳体上形成导电薄膜，以电气连接该空间的内侧壁、壳体的上表面、壳体的外侧壁以及壳体的下侧；

将一螺旋弹簧和一凸柱插入壳体的空间中；

将壳体集合体和盖子集合体切割成单独的主要零件和单独的盖子；

制作具有用来安装诸主要零件的多个凹入部的一装配夹具；

将各主要零件安装在装配夹具的凹入部中；以及

并将各盖子固定在壳体的上表面上。

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