CN216698775U - 用于将基板连接在一起的电触头及包括其的电学组件 - Google Patents

Abstract

提供用于将基板连接在一起的电触头。电触头具有纵向轴线并包括第一和第二结构，第一和第二结构连接在一起以防止彼此之间相对移动。第一结构沿纵向轴线延伸并具有刚性构造。第二结构包括弹簧部和安装部。弹簧部在纵向轴线的方向上可弹性偏转。安装部适于固定到基板中的一个。提供压配合部，压配合部沿纵向轴线延伸并适于以压配合的方式插入到所述基板中的另一个的孔中。压配合部可以是第一结构或第二结构的部分。此外，第一结构可由金属或塑料构成。

Description

用于将基板连接在一起的电触头及包括其的电学组件

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求于2019年2月11日提交的美国临时专利申请号62/803,915和于2019年4月18日提交的美国临时专利申请号62/835,577的优先权，所述两件美国临时专利申请以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开总体涉及电触头，且更具体地涉及用于使电学/电子基板比如印刷电路板(PCB)互连和/或将基板连接到电学或电子器件的电触头。

背景技术

电触头广泛用于使电学/电子基板互连和/或将电学/电子器件连接到这类基板。一些触头配置为具有多种类型的连接部。一种这样的多连接部类型的触头具有表面安装到电学/电子基板(例如通过钎焊)的端部，同时另一端部被压配合到另一电学/电子基板或者其它类型的电学/电子器件的镀覆孔中。通常，触头的表面安装首先发生，然后是压配合。在这种情况中，当触头压配合到镀覆孔中时，表面安装结合部上会受到显著量的应力，这可导致其断裂。因此，许多多连接部式触头(multi-connection contact)设置有可变形的节段，以吸收压配合期间所施加的力中的一些。然而，这些触头通常难以制造且常导致材料浪费。因此，存在对于这样的多连接部式触头的需求，即所述多连接部式触头具有可变形的节段，其中触头制造简单且不会造成材料浪费。本公开涉及这样的触头。

实用新型内容

根据本公开，提供一种用于将基板连接在一起的电触头。电触头具有纵向轴线并且包括第一结构和第二结构。第一结构沿着纵向轴线延伸并具有刚性构造。第二结构包括弹簧部和安装部。弹簧部在纵向轴线的方向上能够弹性地偏转。安装部适于固定到基板中的一个。第一结构和第二结构中的一者包括压配合部，压配合部沿着纵向轴线延伸并适于以压配合的方式插入到所述基板中的另一个的孔中。第一结构和第二结构以防止彼此之间的至少在纵向轴线方向上的相对移动的方式连接在一起。

附图说明

本发明的特征、方面和优点将与以下描述、所附权利要求书和附图相关地变得更好理解，在附图中：

图1示出电触头的第一实施例的前视立体图；

图2示出图1的电触头的分解的前视立体图，其中电触头的第一结构与电触头的第二结构分离；

图3示出图1的电触头的后视立体图；

图4示出图1的电触头的第二结构的侧视立面图；

图5示出图1的电触头的第二结构的后视立体图，其中第二结构的一部分已被切除；

图6示出第一坯料和第二坯料的立体图，所述第一坯料已被部分地冲压为形成多个部分成形(partially-formed)的供形成图1的电触头用的第一结构，并且所述第二坯料已被部分地冲压为形成多个部分成形的供形成图1的电触头用的第二结构；

图7示出间隔于第一和第二电学/电子基板之间的图1的电触头的前视立体图；

图8示出将第一和第二电学/电子基板连接在一起的图1的电触头的前视立体图；

图9示出电触头的第二实施例的前视立体图；

图10示出图9的电触头的分解的前视立体图，其中电触头的第一结构与电触头的第二结构分离；

图11示出图9的电触头的侧视图；

图12示出图9的电触头的前视立体图，所述电触头安装到第一电学/电子基板，而第二电学/电子基板在电触头和第一印刷电路板上方隔开；

图13示出电触头的第三实施例的后视立体图；

图14示出图13的电触头的分解的后视立体图，其中电触头的第一结构与电触头的第二结构分离；以及

图15示出图13的电触头的侧视图。

具体实施方式

应注意的是，在随后的详细描述中，同样的部件具有相同的附图标记，不管它们是否示出于本公开的不同实施例中。还应注意，出于清楚和简洁的目的，附图可能不一定按比例绘制，并且本公开的某些特征可能以稍微示意性的形式示出。

诸如“顶”、“底”、“下”、“上方”、“上”等空间相对术语仅为了描述的方便而用在本文中，以便描述如参考的附图中所图示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，这些空间相对术语并不意图是限制性的，并且除了附图中所绘的取向之外，这些空间相对术语还旨在涵盖器件在使用或操作中的不同取向。

如本文所使用的，术语“印刷电路板”及其首字母缩略词“PCB”将表示利用传导性轨道、焊盘和/或由一层或多层传导性金属形成的其它结构机械地支撑并电连接电学或电子部件的任何基板。印刷电路板可以是单面式的、双面式的、多层式的、刚性的、柔性的和/或具有金属芯部。

现在参考图1-3，根据本公开的第一实施例构造的多部件式电触头 10被示出。触头10是细长的，具有沿Y方向延伸的纵向轴线、沿X 方向延伸的宽度和沿Z方向延伸的深度或厚度。触头10具有包括顶部第一结构12和底部第二结构14的两部件式构造。第一结构12例如通过焊接固定到第二结构14。第一结构12和第二结构14均由导电金属 (比如，镀锡铜合金)构成。第一结构12可具有与第二结构14不同的金属成分。例如，第一结构12可由第一种类的铜合金构成，同时第二结构14可由第二种类的铜合金构成，其中第一种类的铜合金比第二种类的铜合金更硬。如以下描述的，触头10尤其适于将两个基板比如两个印刷电路板(PCB)或者PCB和另一种类的电学/电子基板(比如，直接覆铜板(direct bonded coppersubstrate))连接在一起。

第一结构12是刚性的并包括安装部或压配合部16，所述安装部或压配合部配置用于沿Y方向以压配合方式插入到印刷电路板(PCB) 或其它类型的电学/电子基板的镀覆孔中。压配合部16可具有针眼式构造(EON)，所述针眼式构造具有通过穿孔分开的两个梁。压配合部 16通过本体部分20联接到基部22。突片24从基部22的底边缘向下延伸。圆孔26(在图2中最佳示出)穿过基部22并用作对准特征，如将在以下描述的。在本体部分20中朝向基部22处形成有一对凹坑 30。

现在还参考图4和图5，第二结构14包括联接在支撑部34和安装部36之间的弹簧部32。弹簧部32包括联接在相反指向的前弯折部 40和后弯折部42之间的中间部分38。内弯折部35将弹簧部32连接到支撑部34。中间部分38与安装部36大体平行，中间部分38和安装部36两者大体水平地设置。后弯折部42将中间部分38连接到安装部36，安装部36大体平坦从而适于例如通过钎焊固定到PCB或其它电学/电子基板的焊盘。孔45延伸穿过安装部36，而槽46(图3中最佳示出)延伸通过后弯折部42和中间部分38。弯折部35、40、42允许弹簧部32在纵向或Y方向上以及在X方向和Z方向上能够弹性地偏转。

第二结构14的支撑部34具有连接到中心突片48和一对臂50的主体47，中心突片48设置在臂50之间。中心突片48从主体47向上延伸，而臂50弯折成从主体47向上且向后延伸。因此，臂50在与中心突片48和主体47不同的平面中设置。圆孔54穿过主体47。孔54 和臂50用作对准特征。在主体47中可形成多个变形部56，以促进支撑部34焊接到第一结构12的基部22，如将在以下描述的。变形部56 包括在主体47的前表面中的凹坑和在主体47的后表面上的隆起的凸台，如在图4和图5中最佳示出的。

如上所述，第二结构14被固定到第一结构12以形成电触头10。然而，在它们固定在一起之前，两个部段被相互对准。第二结构14中的孔54与第一结构12中的孔26对准，并且第二结构14的臂50与第一结构12的本体部分20对准使得臂50延伸到凹坑30中。在第二结构14和第一结构12这样对准的情况下，第二结构14的主体47被焊接到第一结构12的基部22，例如通过电阻焊、激光焊、电子束焊或超声焊。当实施焊接时，变形部56为焊接电流提供焦点。

当第二结构14和第一结构12固定在一起时，对准的孔26、54形成在Z方向上延伸穿过电触头10的通孔。此外，第一结构12的基部 22的突片24延伸通过第二结构14的弹簧部32中的槽46。此外，基部22的底边缘在槽46的相反两侧上接触或紧邻中间部分38。通过这种方式，当对压配合部16施加向下指向的力时，基部22接触中间部分38并将一部分力传递给弹簧部32的中间部分38。一些向下指向的力还通过支撑部34传递到弹簧部32的前弯折部40。传递到弹簧部32 的力促使弹簧部32偏转并吸收力。

电触头10的两部件式构造允许电触头由具有不同厚度的两种不同的金属片或金属坯料构成。更具体地，第一结构12和第二结构14 可利用不同厚度的金属坯料在分开的操作中通过冲压形成。在这方面，图6示出了第一坯料60和第二坯料62，所述第一坯料已被部分地冲压为形成多个部分成形的第一结构12，并且所述第二坯料已被部分地冲压为形成多个部分成形的第二结构14。第一坯料60比第二坯料62 厚。例如，第一坯料60的厚度可以是第二坯料62的至少两倍。在一些实施例中，第一坯料60的厚度可以是第二坯料62的三倍或四倍以上。还应理解的是，第一坯料60和第二坯料62还可以由不同种类的金属形成。

由于第一结构12和第二结构14可由不同厚度的金属坯料形成，因此第二结构14可以由允许弹簧部32在Y方向(以及X和Z方向) 上能够弹性偏转的薄的、柔性的金属形成，而第一结构12可由刚性的且在Y方向上不发生变形的厚的金属形成。

现在参考图7和图8，电触头10尤其适于将间隔开的基板比如基板70和基板74连接在一起。基板70、74可以各自是PCB或其它类型的电学/电子基板。基板70具有与基板70中的电路(未示出)电连接的导电金属焊盘76，而基板74具有与基板74中的电路(未示出) 电连接的金属镀覆孔80。基本上，电触头10的安装部36首先被固定到基板70，且然后在随后的步骤中，电触头10的压配合部16被固定到基板74，如以下描述的。然而，也可行的是，以相反的顺序实施固定。

电触头10可被操纵(例如，通过“拾取与安设(pick-and-place)”机器)为使电触头10的安装部36安设在基板70的焊盘76上，在此安装部被钎焊，从而在安装部36与焊盘76之间形成结合部。在安装部36钎焊到焊盘76之后，操纵基板74以使镀覆孔80在电触头10的压配合部16上方对准。然后向基板74施加向下指向的力(在Y方向上)以使压配合部16移入孔80中。

随着压配合部16(相对地)移入孔80中，压配合部16的梁朝向彼此偏转，由此允许压配合部16在X方向上变形并牢固地设置在孔 80内。在纵向或Y方向上，第一结构12维持其刚性且未发生变形。然而，第二结构14沿着Y方向弹性地偏转，以吸收一些向下指向的力。如果基板70、74未对准，则第二结构14还将在X方向和/或Z方向上偏转，以吸收沿着这个/这些方向的任何力。在如此偏转中，第二结构 14缓解了一些应力，否则这些应力会被施加给在基板70的焊盘76与电触头10的安装部36之间的结合部。

现在参考图9-11，根据本公开的第二实施例构造的多部件式电触头100被示出。触头100是细长的，具有沿Y方向延伸的纵向轴线、沿X方向延伸的宽度和沿Z方向延伸的深度或厚度。触头100具有包括第一结构102和第二结构104的两部件式构造。第一结构102被紧固到第二结构104，如以下描述的。第一结构102由塑料构成，而第二结构104由导电金属(例如，镀锡铜合金)构成。如以下描述的，触头100尤其适于将两个电学/电子基板连接在一起。

第一结构102由塑料构成并且是刚性的。第一结构102可由任何坚固的、坚硬的塑料形成。所述塑料可还具有良好的电绝缘特性。这样的塑料的示例包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、尼龙6-6和液晶聚合物(LCP)。第一结构102具有下端部102a和上端部102b。第一结构102包括联接到后支撑壁112并从后支撑壁向前延伸的第一梁106 和第二梁108。第二梁108比第一梁106向下延伸得更远，使得第二梁108的下端部108a低于第一梁106的下端部106a设置。此外，第二梁108比第一梁106向外(向前)延伸得更远。第一梁106和第二梁108间隔开从而在它们之间形成沟道114。

第一结构102的后支撑壁112包括上表面116和下表面118。上表面116设置在与触头100的纵向轴线平行的平面中并具有延伸通过其的细长开口。下表面118自上表面116向下且向前斜倾。上表面116 的大部分设置在沟道114内，而下表面118设置在沟道114下方。

第二结构104可以是一体式或整体式的结构并由诸如镀锡铜合金的导电金属构成。第二结构104包括安装部或压配合部122、本体部分124、弹簧部126和安装部128。

压配部122配置用于沿Y方向以压配合方式插入到印刷电路板 (PCB)或其它类型的电学/电子基板的镀覆孔中。压配合部122可具有针眼式构造(EON)，所述针眼式构造具有通过穿孔分开的两个梁。压配合部122联接到本体部分124。压配合部122和本体部分124两者沿纵向轴线延伸。本体部分124包括邻近压配合部122设置的一对台肩130。台肩130沿X方向延伸。

弹簧部126联接在本体部分124与安装部128之间。弹簧部126 从本体部分124向下且向前斜倾从而与纵向轴线成角度地设置。弹簧部包括相反指向的第一侧向弯折部134和第二侧向弯折部136。第一侧向弯折部134高于第二侧向弯折部136设置。上弯折部138将弹簧部126连接到本体部分124，而下弯折部140将弹簧部126连接到安装部128。安装部128可以是L形的并具有大体平坦的底表面，以适于固定(例如通过钎焊)到电学/电子基板(例如PCB)的焊盘。弯折部134、136、138、140允许弹簧部126在纵向或Y方向上以及在X 方向和Z方向上能够弹性偏转。

第二结构104的本体部分124被压按到第一结构102的沟道114 中以通过摩擦配合保持于其中。第二结构104的台肩130分别邻接或紧邻第一梁106的上端部106b和第二梁108的上端部108b，同时第一梁106的下端部106a邻接或紧邻第一侧向弯折部134的顶部并且第二梁108的下端部108a邻接或紧邻第二侧向弯折部136的顶部。因此，第一梁106被捕获在台肩130中的一个与第一侧向弯折部134之间，并且第二梁108被捕获在台肩130中的另一个与第二侧向弯折部136 之间。通过这样的方式，基本上防止了第一结构102相对于第二结构104在纵向或Y方向上移动。

在如上所述地第二结构104的本体部分124被保持在第一结构102 的沟道114中的情况中，第二结构104的弹簧部126邻近第一结构102 的斜倾的下表面118设置并可平行于第一结构102的斜倾的下表面 118。另外，第一结构102以第一结构102的下端部102a与安装部128 之间置位有小的空间或间隙144(示出在图11中)的方式定位在台肩 30与第二结构104的安装部128之间。

现在参考图12，电触头100尤其十分适于将间隔开的基板比如以上描述的基板70和基板74连接在一起。基本上，电触头100的安装部128首先被固定到基板70，且然后在随后的步骤中，电触头100的压配合部122被固定到基板74，如以下描述的。然而，也可行的是，以相反的顺序实施固定。

电触头100可被操纵(例如通过“拾取与安设”机器)为使电触头100的安装部128安设在基板70的焊盘76上，在此安装部被钎焊，从而在安装部128与焊盘76之间形成结合部。在安装部128钎焊到焊盘76之后，操纵基板74以使镀覆孔80在电触头100的压配合部122 上方对准。然后向基板74施加向下指向的力(在Y方向上)以使压配合部122移入孔80中，这促使压配合部122的梁朝向彼此偏转并变得牢固地设置在孔80内。

随着向下指向的力被施加到压配合部122，第一结构102向第二结构104的台肩130提供反作用力。第一结构102维持其刚性且在Y 方向上未发生变形或相反；然而，间隙144允许第一结构102(及第二结构104的本体部分124)向下朝安装部128移动。该向下移动通过弹簧部126被调适，弹簧部在Y方向上弹性偏转从而吸收一些向下指向的力。如果基板70、74未对准，则弹簧部126还将在X方向和/ 或Z方向上偏转以吸收沿着这个/这些方向的任何力。在如此偏转中，弹簧部126缓解了一些应力，否则这些应力会被施加给在基板70的焊盘76与电触头100的安装部128之间的结合部。

如可以理解的，第一结构102帮助支撑并稳定第二结构104，以防止当向下指向的力施加给压配合部122时第二结构过多地变形。在这方面，在弹簧部126压缩完间隙144的量之后，第一结构102将抵接第二结构104的安装部128。

现在参考图13-15，根据本公开的第三实施例构造的多部件式电触头150被示出。除以下描述的之外，触头150具有与触头100相同的构造和功能。代替具有第一结构102，触头150具有第一结构152。第一结构152是细长的并由金属构成，所述金属优选与用于形成第二结构104的金属形同，例如为镀锡铜合金。

第一结构152的上部(其可带有凹进)被焊接到第二结构104的本体部分124，例如通过电阻焊、激光焊、电子束焊或超声焊。当第一结构152固定到第二结构104时，在第一结构152的下端部与第二结构104的安装部128之间形成有小的空间或间隙156(示出在图15中)。该间隙156类似于触头100中的间隙144且同样允许弹簧部126 在Y方向上偏转以吸收例如当使用触头150将间隔开的基板(比如基板70和基板74)连接在一起时施加给压配合部122的向下指向的力中的一些。

当使用触头150来将间隔开的基板比如基板70和基板74连接在一起时，施加给基板74的向下指向的力并非如在触头100中那样通过台肩130传递给第一结构152。代替地，一部分力可通过第一结构152 与第二结构104的本体部分124之间的焊接被传递到第一结构152(在第一结构152接触安装部18时)。然而，第一结构152仍然帮助支撑并稳定第二结构104以防止第二结构过多地变形。在这方面，在弹簧部126压缩完间隙156的量之后，第一结构152将抵接第二结构104 的安装部128。

应当理解，前述示例性实施例的描述仅旨在是说明性的，而不是穷尽的。在不脱离本公开的精神或本公开的范围的情况下，普通技术人员将能够对所公开主题的实施例作出某些添加、删除和/或修改。

Claims (21)

1.一种用于将基板连接在一起的电触头，其特征在于，所述电触头具有纵向轴线并且包括：

第一结构，所述第一结构沿着纵向轴线延伸并具有刚性构造；

第二结构，所述第二结构包括弹簧部和安装部，所述弹簧部在纵向轴线的方向上能够弹性偏转，并且所述安装部适于固定到所述基板中的一个；

其中，第一结构和第二结构中的一者包括压配合部，所述压配合部沿着纵向轴线延伸并适于以压配合的方式插入到所述基板中的另一个的孔中；并且

其中，第一结构和第二结构连接在一起以防止彼此之间的至少在纵向轴线方向上的相对移动。

2.根据权利要求1所述的电触头，其特征在于，所述第一结构由传导性金属构成并包括压配合部。

3.根据权利要求2所述的电触头，其特征在于，所述第一结构由第一金属板冲压而成，并且其中，所述第二结构由第二金属板冲压而成，并且其中，所述第一金属板的厚度是所述第二金属板的厚度的至少两倍。

4.根据权利要求2所述的电触头，其特征在于，所述第二结构由传导性金属构成，并且其中，所述第一结构通过一个或多个焊接部固定到所述第二结构。

5.根据权利要求4所述的电触头，其特征在于，所述弹簧部包括相反指向的第一弯折部和第二弯折部。

6.根据权利要求5所述的电触头，其特征在于，所述弹簧部还包括联接在所述第一弯折部和第二弯折部之间的中间部分，并且其中，所述中间部分平行于第二结构的安装部设置。

7.根据权利要求6所述的电触头，其特征在于，所述中间部分具有开口，所述第一结构的一部分延伸通过所述开口。

8.根据权利要求4所述的电触头，其特征在于，所述第二结构还包括支撑部，所述支撑部被焊接到所述第一结构，所述支撑部设置在沿着纵向轴线的方向延伸的第一平面中，并且其中，第二结构的安装部在垂直于第一平面的第二平面中延伸。

9.根据权利要求8所述的电触头，其特征在于，所述第二结构的弹簧部还包括中间部分，所述中间部分设置在与第二平面平行的第三平面中。

10.根据权利要求9所述的电触头，其特征在于，所述弹簧部还包括第一弯折部和第二弯折部，并且其中，在垂直于纵向轴线的方向上，支撑部从第一弯折部和第二弯折部两者向内设置。

11.根据权利要求10所述的电触头，其特征在于，第二结构的所述中间部分联接在第一弯折部和第二弯折部之间，并且其中，在弹簧部中形成有开口，第一结构的一部分延伸通过所述开口，所述开口包括至少部分地延伸通过所述中间部分和第二弯折部的槽。

12.根据权利要求8所述的电触头，其特征在于，第一结构还包括基部，所述基部通过本体部分连接到压配合部，所述基部通过焊接到第二结构的支撑部而被固定，并且所述本体部分具有一对相反的侧凹坑；并且

其中，第二结构的支撑部具有一对臂，所述一对臂向上且向后延伸以便分别至少部分地设置在第一结构的本体部分的侧凹坑中。

13.根据权利要求1所述的电触头，其特征在于，所述第二结构由传导性金属构成并包括压配合部。

14.根据权利要求13所述的电触头，其特征在于，所述第二结构包括联接在压配合部与弹簧部之间的本体部分，所述本体部分包括朝向压配合部设置的一对台肩。

15.根据权利要求14所述的电触头，其特征在于，所述弹簧部从本体部分向前斜倾从而与纵向轴线成角度地设置，并且其中，所述弹簧部包括第一侧向弯折部和第二侧向弯折部。

16.根据权利要求15所述的电触头，其特征在于，第一结构具有上端部和下端部，所述上端部低于第二结构的台肩设置，并且所述下端部高于第二结构的安装部设置，并且其中，第一结构被紧固到第二结构的本体部分。

17.根据权利要求16所述的电触头，其特征在于，第一结构由传导性金属构成并被焊接到第二结构的本体部分。

18.根据权利要求16所述的电触头，其特征在于，第一结构由塑料构成并包括沟道，第二结构的本体部分被设置在所述沟道内并通过摩擦配合而保持在所述沟道内。

19.根据权利要求18所述的电触头，其特征在于，第一结构包括后支撑壁，所述后支撑壁具有联接到其并从其向前延伸的第一梁和第二梁，所述第一梁和第二梁间隔开以形成沟道，并且其中，所述第二梁比所述第一梁向下延伸得更远，并且其中，第二结构的第一侧向弯折部恰好被设置在第一梁的下端部下方，并且第二结构的第二侧向弯折部恰好被设置在第二梁的下端部下方。

20.根据权利要求1所述的电触头，其特征在于，所述第一结构的压配合部包括通过穿孔分开的一对梁。

21.一种电学组件，其特征在于包括如权利要求1所述的电触头，并且还包括第一和第二基板，第一基板具有镀覆孔，所述第一结构的压配合部牢固地设置在所述镀覆孔中，并且第二基板具有焊盘，所述第二结构的安装部被钎焊到所述焊盘。

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