CN1624980A - 针式插头以及制造该针式插头的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针式插头(30)，用于通过压力与电路板上的孔中的导电衬层电接触。其具有用来与衬层接合的可变形部分(36)，在可变形部分(36)的相对两端具有端子部分(40)和穿通部分(38)。在可变形部分(36)插入到所述孔中之前，使可变形部分(36)临近穿通部分(38)的端部(48)变形。这样，基本上消除了穿通部分(38)相对于纵向轴(70)的偏移，或消除了将插头压入所述孔中引起的插头(30)的转动偏移。本发明还公开了制造这种插头的方法和设备。

Description

针式插头以及制造该针式插头的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种制造用于与电路板带导电衬的孔的衬层电连接的针式插头的方法，本发明还涉及一种这样的插头以及制造这种插头的设备。

背景技术

电路板通常具有带导电衬的孔，用于与电路板上的导电线路电连接。典型地，所谓的针式插头用于形成这种连接。图1中示出了现有技术中的针式插头1。该针式插头1包括一个插入穿过电路板12的孔10(见图5)的穿通部分2以及一个在穿通部分2的端部的可变形部分4(图2中示出了部分8的放大图)。可变形部分4能够被挤进孔10的与电路板12的层16电连接的导电衬层14中。这引起可变形部分的变形并且在针式插头和孔衬层14之间建立起所需的电连接。通常在一个连接器中安装有多个针式插头，针式插头的穿通部分2从连接器中突出出来。连接器的穿通部分2穿过电路板中的多个有衬层的孔10，并且当连接器朝着电路板移动时，连接器的可变形部分4按照上面所描述的变形。通常一个具有多个用于接收穿通部分的密集分布的孔的外壳或其他的设备，并且穿过并覆盖在穿通部分2上。当连接器的每个可变形部分4被压入到孔衬层中时，可变形部分受到挤压。当可变形部分受到挤压时，每个插头1的穿通部分2趋于与它的可变形部分4不在一条直线上。这种情况是由于可变形部分相对于它的中心纵向平面不是成匀称状设置造成的，例如图1中所示类型的一种针眼型针式插头的情形下，可变形部分4上的孔18可能没有精确地位于插头的宽度方向的中心，在可变形部分的两侧的宽度部分20的厚度是不一样的。这种不对称使得穿通部分2趋于离开插头1的中心纵向轴22，这样插头的尖端24如图3所示从轴22偏移了距离d。图3和4示出了插头部分地插入到孔10中后的形状。板12在图3和4中示意性地以虚线表示。现有技术的插头被压入到各种不同直径(a-0.65mm，b-0.70mm，c-0.75mm，d-0.80mm)的孔中时，其尖端24偏移表示在图7中。可以看出，当插头被压入到相对较小的孔中时，插头的尖端24会偏移更大的程度。由于印刷电路板的制造公差允许孔的直径在某一范围内变化。如图7d所示，将插头压入到相对较大的直径孔中的缺点是插头和导电衬层14之间的电连接的有效性差。通常需要安装一个具有多个密集分布的孔的外壳或其他设备用于覆盖插头的穿通部分，然而由于尖端24的偏移，使得这很困难甚至是不可能的。

所述的不在一条直线上可以是在垂直于图3中示出的方向，当一个壳体覆盖在插针上时，会引起同样的问题。对于压入配合区域或可变形部分的其他类型，穿通部分会转动。如果转动很严重，穿通部分的电连接将不能得到保证。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题。

根据本发明的第一个方面，提供一种针式插头的制造方法，该针式插头用来与电路板上带导电衬的孔的衬层电连接，该方法包括：步骤a：形成具有穿通部分和可变形部分的针式插头，该穿通部分用于插入穿过电路板的孔，该可变形部分位于穿通部分的一端，用于与孔的衬层接合；步骤b：在可变形部分与孔的衬层接合之前，对可变形部分临近穿通部分的端部进行挤压或部分地使其变形。

当针式插头不是针眼型时，挤压步骤将由采用类似于将可变形部分部分地插入到孔中的变形来替代。

本发明人发现，多数插头尖端的偏移是由可变形部分的引导部分压入到孔中引起的。通过采用根据本发明的第一个方面的方法，可以给板的生产者提供一种没有或基本上没有可变形部分的引导部分受到挤压或部分变形而引起的尖端偏移的插头。本发明的插头将处于一种可以被压入到板的孔中但尖端不会有偏移的状态，这是由于可变形部分的其他部分的形变不会影响到尖端的位移。这于是又使板的生产者，能够容易地将一个外壳或其他类似的装置覆盖在已经压入板的孔中的插头的多个穿通部分上。

优选的是所述方法进一步包括在步骤b后，矫直由于挤压或部分变形步骤引起的插头的多个部分轴线不重合。因此，所述插头的多个部分基本上是沿着插头的中心纵向轴成一条直线。在这种方法中，在挤压步骤中引起的各种尖端的偏移均可以得到矫直。可选择地或者另外的，当实施挤压步骤时，插头的几个部分可以被沿纵向保持轴线重合。

本发明的典型的实施例是针式插头为所谓的针眼型，其具有位于可变形部分所处区域的眼，挤压步骤包括缩小眼一端的宽度(如图14中所示的例子)。

为了避免挤压步骤中使可变形部分的形变多于所必需的，以及由此提高由插头产生的机械连接和电连接的有效性，优选的是该方法包括一个额外的步骤，其先于挤压步骤，将一个支撑件放置不被挤压到一起的分开的部分之间。根据可变形部分或压入配合区域挤压之前的形状以及挤压的程度，也可以不需要这种支撑件。

根据本发明的第二个方面，提供一种与电路板的孔中的导电衬层形成机械和电连接的方法，包括制造如上所述的针式插头，将穿通部分插入穿过孔，然后迫使可变形部分进入孔中，使可变形部分形变，并在插头和衬层之间形成机械接合和电连接。

根据本发明的第三个方面，提供一种制造电连接器的方法，包括制造多个如上所述的插头以及将插头固定到连接器的壳体中，插头的穿通部分从壳体中突出出来。

根据本发明的第四个方面，提供一种与电路板的孔中的导电衬层形成机械和电连接的方法，包括形成如上所述的连接器，将插头的穿通部分插入穿过孔，然后迫使插头的可变形部分进入孔中，这样在衬层和插头之间形成机械接合和电连接。

根据本发明的第五个方面，提供一种与路板的带导电衬的孔中的导电衬层连接的针式插头，包括穿通部分和可变形部分，穿通部分用于插入穿过孔，可变形部分位于穿通部分一端并且用来与孔接合，在可变形部分与导电衬层啮合之前，可变形部分临近穿通部分的端部受到挤压或变形。

挤压或变形不会导致完全插入到孔中。对于所谓的针眼型针式插头，其形变对应于由可变形部分部分地插入到孔中引起的变形。对于其他的可变形部分或压入配合区域，其变形类似于由于插入到较大的孔中引起的变形。

优选地，针式插头为所谓的针眼型针式插头，可变形部分包括一个眼，可变形部分的挤压端部包括眼的至少基本上闭合的部分。当针式插头插入到电路板的孔中时，这样的针式插头基本上没有尖端偏移。

根据本发明的第六个方面，提供一种制造针式插头的设备，该针式插头用来与电路板带导电衬的孔中的导电衬层电连接，该设备包括成形装置合挤压装置，成形装置用来形成具有穿通部分和可变形部分的插头，其中，可变形部分位于穿通部分的一端并用来与导电衬层连接，挤压装置用来挤压可变形部分临近穿通部分的一个端部。这种设备可以用来制造具有本发明第一个方面所述的优点的针式插头。

优选的是挤压装置包括限制器，其用于沿纵向保持插头的多个部分轴线重合，这样当插头从挤压装置取出后，不需要插头各部分的矫直或基本上不用矫直。

对于可变形部分或压入配合区的其他类型，应该做些类似的措施以防止过多的形变，过多的变形将会降低与孔衬层的机械和电的连接。

为了避免不会受到挤压的可变形部分的那部分由于疏忽受到挤压，优选的是挤压装置包括支撑件，当挤压时，支撑件放置成将可变形部分的两个部分分开。

方便的是，挤压装置包括两个挤压件，两个挤压件是可以彼此相向或离开地移动的，并且包括型面，挤压装置进一步包括靠模设备，其与型面啮合，这样促使挤压设备彼此相向地进行挤压。这样一种设置使得挤压装置可以自动操作。

附图说明

下面，将参照附图仅仅以举例的方式来描述本发明。图中：

图1示出了一个现有技术的针式插头；

图2示出了图1中的现有技术的针式插头的放大部分；

图3示出了现有技术的插头插入到电路板的孔中后的形状；

图4示出了图3中的插头的放大部分；

图5示出了已经插入到电路板的孔中的现有技术的针式插头的部分；

图6示出了图5中针式插头和板组件的沿AA线的截面；

图7示出了压入到各种不同大小的孔中现有技术的针式插头；

图8a到图8i是本发明可以采用的各种针式插头的可变形部分的横截面图；

图9是执行本发明的方法的设备的一部分的示意性透视图；

图10是执行本发明的方法的设备的一部分的更进一步的示意性透视图；

图11是沿图10中设备的BB线的截面图；

图12示出了根据本发明的针式插头；

图13a是准备压入到孔中的图12的针式插头的放大部分；

图13b是压入到电路板的孔中的图13a的插头的剖面图；

图14是与13a类似的视图，图14中带有尺寸；

图15是本发明可以采用的类型的针式插头的可变形部分的图片；

图16是图15中的针式插头压入后的图片；

图17是本发明的已经压入到电路板的孔中的多个针式插头的穿通部分的图片；

图18是根据本发明的一个方面形成的连接器侧视图。

具体实施方式

本发明将特别参照图12所示类型的所谓针眼型针式插头30进行描述。该针式插头30具有一个可变形部分36，可变形部分36包括在两个侧面部分34之间的眼或缝隙32、从可变形部分36的一个端部延伸的穿通部分38以及从可变形部分36的另一端部延伸的端子部分40。端子部分40包括一个根部42。端子部分40在根部42处与可变形部分36相结合。在制作过程中的至少一些步骤中，通过该端子部分40连接到其他的类似的针式插头30上。根部42在将插头压入电路板孔中之前是彼此分开的。

如图9所示，首先，每个具有上述特征的针式插头30的带44将被冲压形成或者是由成品金属片形成，相邻的插头通过根部42连接在一起。一个挤压设备或装置46用于挤压每个插头30的可变形部分36与穿通部分38相邻的一个部分48(图13a)，挤压设备或装置46中相关的部分参见图9和10。挤压装置46包括第一和第二固定部分56、58(图10)，在第一和第二固定部分之间具有两个可移动的夹钳单元60，每个夹钳单元具有一个直立的钳口62以及一个枢销，钳口62从夹钳单元上突出来并具有一个面朝外的型面64，夹钳单元是可以绕枢销转动的。两个型面64可与向下移动的一个靠模装置或靠模块相连接，靠模装置或靠模块的下表面有一个向下开口的型槽66。挤压装置46包括一个如图11所示的支撑件50，支撑件50在钳口62之间向上突出，其位置占据了眼32中要受挤压的端部48之外的部分49。第一固定部分56包括具有四个第一支撑凸起52的限制器，支撑凸起52与在夹钳单元60之间的插头的根部42相啮合。第二固定部58包括具有两个第二支撑凸起54的限制器，支撑凸起54限定出一个槽55，插头的穿通部分38恰好置于槽55中。支撑凸起的设置用于防止插头的变形，特别是当挤压端部48时防止穿通部分的变形。

当型槽66与钳口62的型面64相啮合时，钳口62彼此相向移动由此挤压眼的端部48，这样使得侧面部分34之间的缝隙32端部基本上闭合。在图14中示出了挤压操作后，插头30的可变形部分36以毫米标注的尺寸，括号中的是挤压前的尺寸。

图15和图16分别示出了挤压操作前、后插头的可变形部分的图片。

如果穿通部分38与插头的中心纵向轴70不在一条直线上，在插头的带44从挤压装置46移出后，可以校正这种不重合。插头可以彼此连接作为一个带或彼此分开地提供给用户。如图18所示，多个插头30可以安装在壳体72中，形成一连接器74，插头的端子部分40和穿通部分38从壳体的相对两侧突出出来。

当需要插头30和电路板78上的孔80中的导电衬层76电连接时，穿通部分38穿过衬层76中的孔82，直到可变形部分36的被挤压端部48恰好位于孔82中。可变形部分36完全或基本上完全压入图13b中示出的孔82中的位置处，这使得眼32至少基本上闭合，如附图标记33所示的情况。由于先挤压可变形部分36的端部48，将可变形部分36压入孔82中的操作不会引起穿通部分38的较大的变形，穿通部分至少基本上与插头的纵向轴70在一条直线上。

当多个插头30已经被安装在连接器74中时，可同时将插头的可变形部分36压入多个孔中。

图17示出的是插头已经压入到4.6mm厚的电路板78的互补的孔中后插头穿通部分38的图片(眼从插头的中心线有0.04mm的横向偏移)。该插头是根据本发明已经准备好的。可以看出穿通部分对得很齐并且垂直于电路板的表面。

Claims (16)

1.一种针式插头的制造方法，该针式插头用来与电路板上带导电衬的孔的衬层电连接，该方法包括：

步骤a：形成具有穿通部分和可变形部分的针式插头，该穿通部分用于插入穿过电路板的孔，该可变形部分位于穿通部分的一端，用于与孔的衬层接合；

步骤b：在可变形部分与孔的衬层接合之前，对可变形部分临近穿通部分的端部进行挤压或部分地使其变形。

2.根据权利要求1的方法，进一步包括在步骤b后的一个步骤：矫直插头的多个部分由于步骤b造成的轴线不重合，使所述多个部分基本上沿着插头的中心纵向轴成一条直线。

3.根据权利要求1或2的方法，其中步骤b包括：缩小可变形部分的分开的部分之间的缝隙。

4.根据权利要求3的方法，其中步骤b包括：基本上闭合缝隙的端部。

5.根据权利要求3或4的方法，包括在步骤b之前的一个附加的步骤：在所述分开的部分中在步骤b不被挤压到一起的部分之间，放置一个支撑件。

6.根据权利要求3、4或5的方法，其中所述插头是所谓的针眼型插头，该插头在可变形部分的区域中具有眼，步骤b包括：缩小眼一端的宽度。

7.根据前述任何一项权利要求的方法，其中，在步骤b期间，插头的多个部分沿纵向被保持轴线重合。

8.一种与电路板的孔的导电衬层电连接的方法，包括：制造如前述任何一项权利要求的针式插头，将穿通部分插入穿过所述孔，然后迫使可变形部分进入到所述孔中，使可变形部分变形，并在插头和衬层之间形成电连接。

9.一种制造电连接器的方法，包括：制造多个如权利要求1至7中任何一项所述的插头，将所述多个插头固定在连接器壳体中，插头的穿通部分伸出壳体。

10.一种与电路板的孔中的导电衬层电连接的方法，包括：如权利要求9那样制造连接器，将插头的穿通部分插入穿过所述孔，然后迫使插头的可变形部分进入到所述孔中，使可变形部分变形，并在插头和衬层之间形成电连接。

11.一种针式插头，能够与电路板的带导电衬的孔中的导电衬层连接，该针式插头包括用于插入穿过所述孔的穿通部分和位于穿通部分一端并能够与所述孔连接的可变形部分，在可变形部分与导电衬层连接之前，可变形部分临近穿通部分的端部被挤压。

12.根据权利要求11所述的针式插头，其中，针式插头是所谓的针眼型针式插头，可变形部分包括一个眼，可变形部分的被挤压的端部包括眼的一个至少基本上闭合的部分。

13.一种制造针式插头的设备，该针式插头用来与电路板带导电衬的孔中的导电衬层电连接，该设备包括成形装置合挤压装置，成形装置用来形成具有穿通部分和可变形部分的插头，其中，可变形部分位于穿通部分的一端并用来与导电衬层连接，挤压装置用来挤压可变形部分临近穿通部分的一个端部。

14.根据权利要求13所述的设备，其中挤压装置包括限制器，用于沿纵向保持插头的多个部分轴线重合。

15.根据权利要求13或14所述的设备，其中挤压装置包括支撑件，当实施挤压时，支撑件放置成保持可变形部分的两个部分分开。

16.根据权利要求13、14或15的设备，其中挤压装置包括两个挤压件，两个挤压件能够彼此相向或离开地移动，挤压件包括型面，挤压装置还包括靠模装置，其可与型面啮合，促使挤压装置相向运动以实施挤压。

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