PL192534B1 - Złącze elektryczne, niskoprofilowe i sposób wytwarzania złącza elektrycznego - Google Patents

Abstract

1.Zlacze elektryczne, niskoprofilowe, wktórego sklad wchodzi izolacyjny korpus zlacza posiadajacy dopasowana powierzchnie oraz przeciwlegla do niej powierzchnie monta- zowa, koncówke posiadajaca czesc utrzyma- nia umieszczona w dopasowanej powierzchni, w korpusie zlacza, utrzymujaca przewodzaca koncówke w korpusie zlacza oraz czesc dopa- sowana wystajaca z czesci utrzymania i pierwsze wglebienie ograniczone przez do- pasowana powierzchnie, znamienne tym, ze czesc dopasowana (30) przewodzacej kon- cówki (28) wystaje poza dopasowana po- wierzchnie (40), ale nie wystaje do pierwszego wglebienia (44). PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest złącze elektryczne, niskoprofilowe i sposób wytwarzania złącza elektrycznego.

Znane są złącza elektryczne, przykładowo ujawnione w amerykańskim zgłoszeniu patentowym nr US 08/778,806 z dnia 31 12 1996 r.pt. „Złącze odporne na naprężenia i sposób zmniejszenia naprężeń w jego obudowie” oraz zgłoszeniu patentowym nr US 08/728,194 z dnia 10 12 1996 r. pt. „Złącze o dużej gęstości.

Znane są również rozwiązania dotyczące złącza elektrycznego według amerykańskich zgłoszeń patentowych nr US 08/777,579 pt. „Złącze dużej gęstości; nr US 08/778,390 pt. „Sposób wytwarzania złącza o dużej gęstości oraz zgłoszenia patentowego nr US 08/778,398 pt. „Zestyk do zastosowania w złączu elektrycznym, wszystkie z dnia 31 12 1996 r. Ujawnienie podanych powyżej zgłoszeń przytoczono tu tytułem referencji.

Znanych jest wiele różnych typów złączy elektrycznych, w tym także złączy o dużej gęstości wejścia/wyjścia, o małej wysokości dopasowania.

Tendencja zmniejszenia wymiarów urządzeń elektronicznych, zwłaszcza osobistych urządzeń przenośnych oraz wprowadzanie dodatkowych funkcji takich urządzeń doprowadziła do ciągłej miniaturyzacji wszystkich części składowych, zwłaszcza złączy i łączników elektrycznych. Wysiłki w kierunku miniaturyzacji łączników objęły zmniejszenie podziałki pomiędzy końcówkami w złączach/łącznikach jedno- lub wielorzędowych, co umożliwiło połączenie stosunkowo dużej liczby wejść/wyjść lub innych linii za pomocą złączy ciasno upakowanych wewnątrz ściśle ograniczonych obszarów na podłożach obwodów przewidzianych dla umieszczenia tych złączy. Tendencja miniaturyzacji idzie również w parze ze zmianą ku preferowaniu metod montażu powierzchniowego (SMT) dla elementów na płytkach drukowanych. Zbieżność wzrastającego zastosowania metod SMT oraz wymagań odnośnie małych podziałek w łącznikach liniowych doprowadziła do granic systemu SMT wzakresie wielkoseryjnych tanich operacji. Zmniejszenie podziałki końcówek zmniejsza ryzyko mostkowania sąsiednich punktów lutowniczych lub końcówek podczas upłynnienia pasty lutowniczej.

Aby zaspokoić potrzebę wzrastającej gęstości wejść/wyjść zaproponowano złącza matrycowe. W złączach tych występuje dwuwymiarowa matryca końcówek zamontowanych w podłożu izolacyjnym, dzięki czemu można uzyskać poprawę gęstości. Jednakże złącza te wykazują pewne wady w zakresie mocowania do podłoży obwodów metodami SMT, ponieważ końcówki do powierzchniowego montażu w większości, jeśli nie we wszystkich zaciskach, muszą znajdować się poniżej korpusu złącza. W rezultacie zastosowane sposoby montażu muszą być wysoce niezawodne, ponieważ trudno jest wizualnie kontrolować połączenia lutownicze lub naprawiać je w przypadku wadliwości.

Przy montażu układów scalonych (IC) na podłożu z tworzywa sztucznego lub ceramicznym powszechne stało się zastosowanie kulkowego układu rozmieszczenia (BGA) lub innych podobnych pakietów. W pakiecie BGA na podłożu obwodu styków elektrycznych umieszczane są kulki lutowia, na które nakłada się następnie pastę lutowniczą, typowo z zastosowaniem techniki sitowej lub maskowania. Jednostka taka zostaje następnie ogrzana do temperatury, w której pasta lutownicza i przynajmniej część lub wszystkie kulki lutowia topią się i łączą z leżącym poniżej przewodzącym podkładem utworzonym na podłożu obwodu. W ten sposób obwód scalony zostaje połączony do podłoża bez potrzeby stosowania zewnętrznych przewodów elektrycznych.

Choć zastosowanie systemów BGA i podobnych przy łączeniu obwodów scalonych do podłoża ma wiele zalet, pożądane stało się zastosowanie odpowiadających środków montażu złącza elektrycznego lub podobnego elementu na płytce obwodu drukowanego (PWB). W większości sytuacji istotne jest, aby łączone z podłożem powierzchnie kulek lutowia leżały we wspólnej płaszczyźnie dla wytworzenia zasadniczo płaskiej powierzchni montażowej, przez co w końcowym nałożeniu kulki będą upłynnione i jednolicie przylutowane do płaskiego podłoża płytki obwodu drukowanego. Wszelkie wyraźne różnice współpłaszczyznowości lutowia na danym podłożu mogą dawać gorsze wyniki lutowania złącza na płytce obwodu drukowanego. Dla uzyskania wysokiej niezawodności lutowania użytkownicy ustalają bardzo ciasne wymagania w zakresie współpłaszczyznowości (zwykle w zakresie 0,1016 do 0,2032 mm). Współpłaszczyznowość kulek lutowia jest uzależniona od rozmiaru kulki lutowia i jej umieszczenia na łączniku. Końcowy rozmiar kulki jest zależny od całkowitej objętości lutowia występującej początkowo w paście i kulkach. Podczas nakładania kulek lutowia na zestyk złącza okoliczność ta stwarza szczególne wyzwanie, ponieważ zmiany objętości zestyku złącza umieszczonego

PL 192 534 B1 w masie lutowniczej wpływają na potencjał zmienności rozmiaru masy lutowia, a zatem współpłaszczyznowość kulek lutowia na złączu wzdłuż powierzchni montażowej.

Innym problemem występującym przy montowaniu złączy na podłożu jest to, że złącza często posiadają izolacyjne obudowy o stosunkowo złożonych kształtach, na przykład posiadających liczne wgłębienia. Naprężenia szczątkowe w takich termoplastycznych obudowach mogą wynikać z procesu formowania, albo też wzrostu naprężenia w wyniku umieszczenia zestyków, lub obu tych czynników w połączeniu. Obudowy te mogą wypaczać się lub skręcać na początku lub podczas ogrzewania do temperatur potrzebnych w procesie SMT, jak na przykład temperatury potrzebne do upłynnienia kulek lutowia. Paczenie lub skręcanie obudowy może powodować złe dopasowanie wymiarowe pomiędzy zespołem łącznika i płytką obwodu drukowanego, dając niepewne lutowanie, ponieważ elementy montowane powierzchniowo, na przykład kulki lutowia, nie mają wystarczającego kontaktu z pastą lutowniczą lub z płytką przed lutowaniem. Tego rodzaju wyzwania konstrukcyjne spełniają rozwiązania według przytoczonych poprzednio zgłoszeń patentowych i patentów związanych. Dążenie do zmniejszenia rozmiarów złącza dotyczy nie tylko rozmiaru zajmowanej przez niego powierzchni, lecz również gabarytu wysokości dla złożonego złącza. W miarę kurczenia się rozmiaru urządzeń elektrycznych powstaje konieczność bardziej ciasnego spiętrzania płytek obwodów drukowanych. Wynalazek dotyczy złączy o dużej gęstości, a zwłaszcza złączy niskoprofilowych, dla zmniejszenia odstępu pomiędzy spiętrzonymi płytkami obwodów drukowanych, a zwłaszcza złączy wykorzystujących metodę łączenia w systemie rozmieszczonych kulek.

Złącze elektryczne, niskoprofilowe, w którego skład wchodzi izolacyjny korpus złącza posiadający dopasowaną powierzchnię oraz przeciwległą do niej powierzchnię montażową, końcówkę posiadająca część utrzymania umieszczoną w dopasowanej powierzchni w korpusie złącza, utrzymującą przewodzącą końcówkę w korpusie złącza oraz część dopasowaną wystającą z części utrzymania i pierwsze wgłębienie ograniczone przez dopasowaną powierzchnię według wynalazku charakteryzuje się tym, że część dopasowana przewodzącej końcówki wystaje poza dopasowaną powierzchnię ale nie wystaje do pierwszego wgłębienia.

Korzystnie, złącze posiada ponadto drugie wgłębienie w regionie korpusu złącza w sąsiedztwie części utrzymania.

Korzystnie, pierwsze wgłębienie złącza jest umieszczone na boku części utrzymania przewodzącej końcówki, naprzeciwko położenia drugiego wgłębienia.

Korzystnie, pierwsze wgłębienie złącza jest przemieszczone w bok względem drugiego wgłębienia.

Korzystnie, złącze zawiera drugi korpus złączą posiadający drugą dopasowaną powierzchnię, przeciwległą drugą powierzchnię montażową, przelot określony przez drugą dopasowaną powierzchnię oraz drugą powierzchnię montażową, a także posiada drugie wgłębienie mające połączenie z przelotem wzdłuż drugiej dopasowanej powierzchni oraz drugą przewodzącą końcówkę posiadającą część montażową umieszczoną w przelocie, która to druga przewodząca końcówka ma podstawę oraz dwa zestykowe ramiona wspornikowe, przy czym pierwsze wgłębienie oraz drugie wgłębienie przyjmują część dwóch zestykowych ramion wspornikowych.

Korzystnie, złącze zawiera ponadto element topliwy przymocowany do przewodzącej końcówki, naprzeciwko dopasowanej części.

Sposób wytwarzania złącza elektrycznego, w którym wytwarza się korpus złączą z dopasowaną powierzchnią, powierzchnią montażową oraz przeznaczonym do umieszczenia przewodzącej końcówki przelotem wyznaczonym przez dopasowaną powierzchnię, tworzy się kieszeń w sąsiedztwie jednego końca przelotu, przeznaczonego do umieszczania końcówki, tworzy się obszar wgłębienia w sąsiedztwie drugiego końca przeznaczonego do umieszczania końcówki przelotu oraz wkłada się przewodzącą końcówkę w przeznaczony do umieszczania końcówki przelot poprzez dopasowaną powierzchnię według wynalazku charakteryzuje się tym, że wkłada się przewodzącą końcówkę tak, aby część przewodzącej końcówki wystawała poza dopasowaną powierzchnię.

Korzystnie, tworzy się ponadto masę przewodzącego materiału topliwego stanowiącego element topliwy w kieszeni dla utrzymywania przewodzącej końcówki.

Zaleta złączy elektrycznych według wynalazku polega na tym, że zapewniają one wysoką gęstość wejścia/wyjścia przy jednoczesnym zmniejszeniu wysokości spiętrzenia.

Zmniejszono wysokość gabarytu złożonego złączą poprzez wykorzystanie wgłębionych obszarów w dopasowanej powierzchni rozdziału korpusu jednego złącza, dla umieszczenia części końcówki związanej ze współpracującym złączem. Zmniejszenie wysokości współpracującego złącza uzyskano

PL 192 534 B1 również poprzez wprowadzenie obszaru wyluzowania w korpusie złączą dla umożliwienia ugięcia dolnych sekcji ramion końcówki zestykowej.

Poprzez wydłużenie wspornikowych ramion zestykowych poza wrąb w końcówce w kierunku zestyku posiadającego stosunkowo krótką podstawę utrzymania zmniejsza się całkowita długość złącza. Wtykowa i gniazdowa końcówka zestykowa są umieszczone w przelocie, w którym występują elementy utrzymania centralnie sprzęgające końcówkę zestykową, co pozwala wydłużyć belkę i uzyskać akceptowalną charakterystykę roboczą. Elementy utrzymania końcówki zestykowej mogą być umieszczone w pośrednim położeniu na długości jednego lub kilku ramion stykowych.

W sekcji utrzymania mogą być umieszczone przerywacze termiczne. Przerywacze termiczne kontrolują kapilarny transport lutowia wzdłuż końcówki od powierzchni montażowej, gdzie na końcówce występuje materiał topliwy.

Końcówki zestykowe mogą być utrzymywane w korpusie złączą przez występ lub występy w przelocie utrzymania końcówki, które łączą się z sekcją utrzymania końcówki lub z utworzonym wniej otworem. Układ zamocowania końcówki zmniejsza spiętrzenie naprężeń w korpusie złącza, zmniejszając w ten sposób tendencję kształtki korpusu złączą do wyginania lub paczenia.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia złącze elektryczne wtykowe według przykładu wykonania wynalazku, w rzucie z góry, fig. 2 - obszar A wtyku złącza pokazanego na fig. 1, w powiększeniu, fig. 3 - obszar A wtyku według fig. 2 w przekroju wzdłuż linii 3-3, fig. 4 -element wtykowy złącza pokazany na fig. 1-3 połączony z gniazdem, w częściowym przekroju, fig. 5 - gniazdo i wtyk pokazane na fig. 4, w orientacji prostopadłej do fig. 4, zamontowane pomiędzy spiętrzonymi podłożami obwodów, fig. 6 - końcówkę zestykową gniazda pokazaną na fig. 4 i 5 w rzucie pionowym, fig. 7 - końcówkę zestyku gniazda pokazaną na fig. 6, w rzucie bocznym, fig. 8 - końcówkę zestyku gniazda pokazaną na fig. 6 i 7, w rzucie z góry, fig. 9 - końcówkę zestyku gniazda w drugim przykładzie wykonania, w rzucie pionowym oraz fig. 10 - sekcję utrzymania końcówki zestykowej umieszczoną w przelocie, w przekroju C-C według fig. 9.

Złącze elektryczne w przykładzie wykonania według wynalazku przedstawiono na fig. 1, na której pokazano złącze wtykowe 20 posiadające korpus 22 lub obudowę, w której występuje płaski człon podstawy oraz otaczająca ścianka obwodowa 24. Na ściance w każdym końcu występują zaczepy 26 wystające w górę ze ścianki obwodowej 24 i ustalające biegunowość bądź wyrównanie, w celu właściwego dopasowania złączą wtykowego 20 z towarzyszącym mu złączem gniazdowym 52 opisanym w dalszej części. Korpus złącza jest korzystnie wykonany poprzez formowanie izolacyjnego polimeru, jako jedną część. Polimer ten korzystnie wytrzymuje temperatury upłynnienia SMT (Surface Mount Technology - technologia montażu powierzchniowego), przykładowo jako polimer ciekłokrystaliczny.

Złącze 20 wtykowe zawiera układ przewodzących końcówek 28 zestyków wtykowych utrzymywanych w pożądanym układzie, jak na przykład dwuwymiarowa matryca na korpusie złącza. Dla prostoty rysunku pokazano tylko kilka końcówek.

Według figury 3 każda przewodząca końcówka 28 zestyków wtykowych zawiera płaską końcówkę zestykową posiadającą sekcję lub część dopasowaną 30 do przewodzącej końcówki 72 zestyku gniazdowego, który będzie opisany w dalszej części. Przewodząca końcówka 28 wtykowa posiada również sekcję lub część utrzymania 32 przystosowaną do utrzymywania w korpusie 22 złącza w sposób opisany w dalszej części. Część utrzymania 32 zawiera parę przeciwnych progów 34, o które opiera się narzędzie montażowe w celu umieszczenia przewodzącej końcówki 28 w przelocie 38 końcówki utworzonym w korpusie 22 złącza. Na progach 34 mogą być również wykonane zaczepy lub zadziory wspomagające utrzymanie końcówki w przelocie 38. Zaczep lutowniczy 36 wystaje z części utrzymania 32 poprzez szczelinowy otwór 53 w spodzie przelotu 38 i jest przystosowany do nałożenia topliwej masy podłoża na zestyk lub korpus, jak na przykład kulka lutowia stanowiącą element topliwy35, na nim stopiona. Przednia krawędź zaczepu lutowniczego posiada ukośne ścięcie w kierunku swego końca, po jednej lub obu stronach zacisku, jak na przykład ukośne ścięcie 37. Kulki lutowia stanowiące elementy topliwe 35 są stapiane na przewodzących końcówkach 28, 72 wtykowych i gniazdowych (opisanych w dalszej części) zgodnie ze sposobami podanymi w przytoczonych na wstępie zgłoszeniach patentowych Nr US 08/778,806 i US 08/728,194.

Jak pokazano na fig. 3, przewodząca końcówka 28 zestyku jest utrzymywana w przelocie 38 wykonanym w korpusie 22 złącza. Przelot 38 przechodzi od dopasowanej powierzchni 40 rozdziału do powierzchni montażowej 42. W powierzchni montażowej 42 wykonano wgłębienie, jak na przykład kieszeń 50, wyrównaną i łączącą się z każdym przelotem 38 poprzez szczelinowy otwór 53. Dopasowana sekcja złącza w postaci części dopasowanej 30 przebiega od dopasowanej powierzchni 40 rozPL 192 534 B1 działu, a zaczep lutowniczy 36 wchodzi w kieszeń 50. Przewodząca końcówka 28 jest wyrównana z płaszczyzną środkową MP (fig. 2) przelotu 38.

Przewodzące końcówki 28 zestyków są zamocowane w korpusie 22 w sposób pozwalający uniknąć wytwarzania naprężeń w korpusie uformowanym z tworzywa sztucznego, podczas wstawiania zacisków. W korzystnym przykładzie wykonania cel ten osiągnięto poprzez zastosowanie przeciwnych występów 48. W górnej części każdego występu 48 utworzono powierzchnię wprowadzenia 49. Odległość pomiędzy końcowymi częściami występów 48 jest mniejsza od grubości metalowego zestyku końcówki przewodzącej 28, co tworzy pasowanie wciskane. W wyniku tego końcowa część każdego występu 48 łączy się i zostaje odkształcona przy wkładaniu przewodzącej końcówki 28 w przelot 38 i szczelinowy otwór 53. Korzystnie, końcowe położenia występów 48 są rozmieszczone w równych odległościach od płaszczyzny środkowej MP, w związku z czym występują zasadniczo jednakowe odkształcenia każdego występu po włożeniu końcówki. W rezultacie prostopadłe siły oddziaływujące na część utrzymania 32 końcówki równoważą się, co sprzyja zachowaniu wyrównania wzdłuż płaszczyzny środkowej MP. Końcówka zestyku jest pewnie utrzymywana w przelocie 38 i szczelinowym otworze 53 poprzez prostopadłą siłę wywieraną na końcówkę zestyku przez odkształcone występy. Powierzchnie wprowadzenia 49 i ukośne ścięcia 37 zmniejszają możliwość zdzierania występu 48 podczas wkładania, zmniejszając usuwanie materiału z występu 48. Końcowa część każdego występu odkształca się i wytwarza umiejscowioną siłę utrzymania, co pozwala uniknąć spiętrzenia naprężeń w obudowie. Zastosowanie pary przeciwnych, zasadniczo identycznych występów 48 leżących w równych odległościach od płaszczyzny środkowej PM przyczynia się do utrzymania małych luzów na przewodzącej końcówce 28 styku wzdłuż płaszczyzny środkowej MP.

Jedna z zalet konstrukcji utrzymania końcówki zilustrowanej na fig. 3 i wspomnianej w podanych powyżej zgłoszeniach patentowych wynika przypuszczalnie z takiej sytuacji, że po upłynnieniu podczas przytwierdzenia kulki lutowia stanowiącej element topliwy 35 do przewodzącej końcówki 28 następuje utwierdzenie tej końcówki w obudowie/korpusie 22 w zamkniętym stanie, w warunkach zbliżonych do „zerowego luzu. Wynika to z następujących warunków: przewodząca końcówka 28 jest osadzona w przelocie 38, a spodnie progi 33 opierają się o spodnie powierzchnie 39. Ustala to przewodzącą końcówkę 28 w skierowanym w dół pionowym położeniu w odniesieniu do widoku pokazanego na fig. 3. Po upłynnieniu dla połączenia masy lutowia stanowiącej element topliwy 35 na zaczepie lutowniczym 36, zgodnie ze sposobem podanym przykładowo w przytoczonych wcześniej zgłoszeniach nr US 08/728,194 i US 08/778,806, kulka lutowia bądź pasta lutownicza wprowadzona we wgłębienie stanowiące kieszeń 50 przyjmują kształt tego wgłębienia. W rezultacie masa lutownicza łączy się ze spodem 51 wgłębienia w postaci kieszeni 50. W ten sposób upłynniona masa lutownicza stanowiąca element topliwy 35 zapobiega ruchowi przewodzącej końcówki 28 w górę (w odniesieniu do fig. 3) poza przelot 38.

Przewodząca końcówka 28 jest ustalona w kierunkach bocznych poprzez połączenie z krawędziami bocznymi 43 w części utrzymania 32 względem bocznych ścianek 41 przelotu 38. Korzystnie boczne ścianki 41 i boczne krawędzie 43 posiadają pochylone powierzchnie, jak pokazano, co przyczynia się do ciasnego ustalenia przewodzącej końcówki 28. Na fig. 2 przewodząca końcówka 28 jest utrzymywana w centralnym położeniu wewnątrz przelotu 38 (w kierunku lewym i prawym według fig. 2) przez przeciwnie skierowane występy 48. Tworzy to ustalenie przewodzącej końcówki 28 w korpusie22 złącza z zachowaniem tolerancji zbliżonych do warunków uzyskiwanych w formowaniu z wtopem. Zwiększenie poziomów uzyskiwanych tolerancji wynika ze zmniejszenia luzów, jakie normalnie występują przy wkładaniu metalowych końcówek w obudowę ze sztucznego tworzywa. Oznacza to zmniejszenie tolerancji położenia, a tolerancje pasowania (tzn. tolerancje pomiędzy współpracującymi zestykami) są zasadniczą tolerancją przyjętą dla tych części. Podczas wkładania utrzymywana jest podziałka końcówek, ponieważ końcówki są utrzymywane na taśmie nośnika. Dokładna tolerancja podziałki uzyskana podczas operacji wykrawania przy wykonywaniu końcówki jest utrzymywana po włożeniu końcówki poprzez zastosowanie systemu w sąsiedztwie każdego przelotu, z zastosowaniem systemu utrzymania końcówki ujawnionego powyżej.

Choć korzystny jest kształt przekroju występów 48, jaki przedstawiono na fig. 2 i 3, mogą być zastosowane występy lub grzbiety o nieco innym kształcie. Opis znanego mechanizmu takiego systemu utrzymania ujawniono w zgłoszeniach patentowych nr US 08/728,194 i US 08/778,806. Odkształcenie występów 48 przez przewodzące końcówki 28 wytwarza siły tarcia wystarczające do utrzymania położenia końcówek w obudowie przed upłynnieniem kulek lutowia stanowiących elementy topliwe 35.

PL 192 534 B1

W sąsiedztwie każdego przelotu 38 występuje jedno lub więcej wgłębienie 44, 46 przystosowane do włożenia końcowych części zestyku gniazdowego w postaci przewodzącej końcówki 72. Wgłębienia 44, 46 przylegają jedną stroną do przelotów 38. W przykładzie wykonania pokazanym na fig. 2 i 3 wgłębienia te występują po przeciwnych stronach płaszczyzny środkowej MP. Wgłębienia są również bocznie przemieszczone względem siebie, co oznacza, że leżą po przeciwnych stronach płaszczyzny centralnej C, która jest prostopadła do płaszczyzny środkowej MP. Na fig. 4 i 5 pokazano końcowe części ramion zestykowych przewodzącej końcówki 72 zestyku gniazdowego umieszczone we wgłębieniach 44, 46.

Na figurach 4 i 5 przedstawiono przykład wykonania złącza 52 gniazdowego współpracującego ze złączem 20 wtykowym. Złącze 52 gniazdowe posiada korpus 54, korzystnie uformowany z tego samego polimeru izolacyjnego co złącze 20 wtykowe. Korpus 54 złącza otacza obwodowa ścianka 56 posiadająca wycięcia (nie pokazano) przeznaczone do umieszczenia zaczepów 26 ustalenia biegunowości na złączu wtykowym. Podstawa bądź korpus 54 złącza zawiera przeloty 62 gniazdowe, wktóre wchodzą przewodzące końcówki 72. Przy zastosowaniu końcówek gniazdowych pokazanych na fig. 6, 7 i 8 przeloty 62 posiadają miejsca wyluzowania 64, w które wchodzi przewodząca końcówka 28 zestyku wtykowego, wykonana w ramionach wsporników 78a, 78b zestyków (fig. 4 i 5). W obszarach wyluzowania 64 występują powierzchnie wprowadzenia 65 obejmujące górne części występów 68. W przelotach 62 występują również boczne ścianki 66. Przeciwne występy 68 utrzymania końcówek wystają z bocznych ścianek 66 w kierunku sekcji podstawy 76 (fig. 6, 7) przewodzących końcówek 72 zestyku gniazdowego. Występy 68 odkształcają się przy wkładaniu przewodzących końcówek 72 zestyku gniazdowego w taki sam sposób jak opisano powyżej w odniesieniu do występów 48 w złączu20 wtykowym. Skośne ścięcie 87 na końcówce 88 i powierzchnie wprowadzenia 65 sprzyjają wytworzeniu odkształcenia zamiast zdzierania końcowych części występów 68, jak opisano uprzednio w odniesieniu do fig. 3.

Każdy przelot 62 gniazdowy przebiega od powierzchni rozdziału korpusu 54 do pogłębienia lub kieszeni utworzonej na powierzchni montażowej 60. Jak pokazano na fig. 4, kieszeń 70 przystosowano do wypełnienia masą, jak na przykład kulki lutowia stanowiące element topliwy 74, które są spajane do przewodzących końcówek 72 i zasadniczo wypełniają kieszeń 70 przyjmując jej kształt. W ten sposób końcówki zestyku gniazdowego są utrzymywane i ustalane zasadniczo w taki sam sposób, jak przewodzące końcówki 28 zestyków wtykowych.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 5 układy korpusów 22 i 54 wtyku i gniazda oraz układy przewodzących końcówek 28 i 72 zestyku wtykowego i gniazdowego odpowiednio umożliwiają zmniejszenie wysokości współpracujących złączy. To z kolei umożliwia zmniejszenie wysokości złożenia T pomiędzy składanymi podłożami obwodów S po upłynnieniu kulek lutowia lub elementów topliwych 35a i 74a.

Na figurach 6-8 przedstawiono bardziej szczegółowo przewodzącą końcówkę 72 zestyku gniazdowego. W każdej takiej końcówce występuje sekcja podstawy 76 stanowiąca podstawę oraz para sprężystych, zestykowych ramion wspornikowych 78a, 78b. Według fig. 7 sekcja podstawy 76 jest płaska i tworzy podłużnie przebiegającą centralną płaszczyznę P zestyku. Każde z zestykowych ramion wspornikowych 76a, 78b odchyla się przeciwnie od płaszczyzny P w centralnym regionie ramion, tworząc między nimi zagięcie 79 odsunięte od dna 86 szczeliny umieszczonej między dwoma ramionami.

Końcowe części ramion wspornikowych 78a, 78b zbiegają się w kierunku płaszczyzny P tworząc sekcje zestykowe 80 przeznaczone do połączenia z końcówkami wtykowymi. Na końcówkach ramion wspornikowych 78a, 78b utworzono części wprowadzenia 82 umożliwiające połączenie z przewodzącymi końcówkami 28 zestyków wtykowych. Pomiędzy końcami każdego z ramion wspornikowych 78a, 78b utworzono ostry próg 84. Ostry próg pełni tu rolę zaczepu wspomagającego utrzymanie końcówki wewnątrz przelotu 62. Progi te oraz progi 34 przewodzących końcówek 28 zestyków wtykowych zostają połączone za pomocą narzędzi do wkładania metalowych zestyków w obudowy ze sztucznego tworzywa. Ostre krawędzie pomagają utrzymać zestyki wewnątrz przelotów.

Zastosowanie bocznie przestawionych ramion wspornikowych 78a, 78b daje wiele korzyści, łącznie ze zmniejszeniem wymiaru gabarytowego pomiędzy przodem i tyłem złącza nawet w odgiętym położeniu pokazanym linią przerywaną na fig. 7. Ponadto zastosowanie utrzymujących końcówkę występów 68 jak pokazano na fig. 4i 5 umożliwia wydłużenie ramienia wspornikowego 78a, 78b zestyku, co pozwala uzyskać odpowiednie wielkości ugięcia dla wytworzenia prostopadłych sił i wystarczającego otarcia zestyku.

PL 192 534 B1

Według przykładu wykonania przedstawionego na fig. 6 zaczepy lutownicze 88 wystają w sekcji podstawy 76. W korzystnej postaci zaczep lutowniczy 88 jest przystosowany do napawania na niego kulki lutowia, jak podano uprzednio w odniesieniu do przewodzącej końcówki 28 zestyku wtykowego. Przednia krawędź przewodzącej końcówki 72 jest zaopatrzona na przykład w skośne ścięcia 87. Sekcje podstawy mogą posiadać konstrukcję zmniejszającą kapilarne przenoszenie lutowia z kieszeni 70 na końcówkę. Według fig. 6 może to być para otworów 89. Konstrukcja ta może być zastosowana w połączeniu z wytworzeniem pasywowanej powierzchni w sekcji podstawy 76, bądź nałożeniem innych odpowiednich pokryć zapobiegających kapilarnemu przenoszeniu lutowia, jak na przykład znane w tej dziedzinie polimery organofluorowe. Tego rodzaju konstrukcje wraz z pasywacją lub bez oraz pokryciami zapobiegającymi kapilarnemu przenoszeniu powstrzymują przepływ lutowia wzdłuż zestyku, po upłynnieniu pasty lutowniczej w kieszeni 70 w celu osadzenia kulki lutowia stanowiącej element topliwy 74 na zaczepie lutowniczym 88. Przewodząca końcówka 28 zestyku może również zawierać dodatkowe środki zapobiegające kapilarnemu przenoszeniu lutowia, jak na przykład przerywacze termiczne, pasywacja, pokrycia lub ich połączenia.

Na figurach 9 i 10 pokazano alternatywną konstrukcję utrzymywania końcówek, jak na przykład końcówki zestyków 90 w korpusie złącza. Wewnątrz każdego przelotu 91 wykonano przynajmniej jeden występ 94 wystający z bocznych ścianek przelotu. Każda końcówka posiada otwór 96 dobrany pod względem wymiaru i kształtu do umieszczenia przynajmniej części jednego bądź obu występów 94. Idealnie, kształt otworu 96 odpowiada kształtowi występu 94, w wyniku czego powstrzymywany jest ruch końcówki względem ścianek bocznych w kierunku podłużnym, a także w przód i w tył. Końcowe części występów 94 są rozsunięte na odległość mniejszą od grubości materiału końcówki 90 i korzystnie leżą w równych odległościach od płaszczyzny środkowej MP.

Po włożeniu końcówki 90 w przelot 91 występy 94 zostają odkształcone lub nieco rozsunięte poprzez końcówkę zestyku, bądź zaczep lutowniczy 98. Skośna powierzchnia 95 zmniejsza tendencję zdzierania końcowych części występów 4 dla zaczepu lutowniczego 98. Gdy końcówki zajmą skrajne położenie, występy 94 zostają wyrównane względem otworu 96 i ich końcowe części wchodzą w otwór 96. W rezultacie naprężenie wywierane przez korpus złącza zostaje umiejscowione w końcowych regionach występów 94. Usunięcie w znacznym stopniu naprężeń po wejściu występów94 w otwór 96 pozwala uniknąć koncentracji naprężeń, które mogłyby powodować wypaczenie, bądź wygięcie korpusu złącza. Podłużny przekrój części utrzymania podstawy 92 jest zasadniczo symetryczny względem centralnej płaszczyzny podłużnej, w wyniku czego występuje oddziaływanie samocentrujące wywierane na końcówkę 90 po włożeniu podstawy 92 w przelot 91. Otwór 96 może również pełnić rolę przerywacza termicznego, dla powstrzymania kapilarnego przenoszenia lutowia wtaki sam sposób jak otwory 89 w przykładzie wykonania pokazanym na fig. 6. Końcówka 90 może również posiadać pokrycia pasywacyjne, bądź powłoki zapobiegające kapilarnemu przenoszeniu lutowia w kierunku sekcji zestykowych.

Choć wynalazek opisano w odniesieniu do korzystnych przykładów wykonania przedstawionych na załączonym rysunku rozumie się, że mogą być zastosowane podobne rozwiązania, bądź mogą być wprowadzone modyfikacje w układach pełniących te same funkcje jak w rozwiązaniu według wynalazku, bez odstępstwa od podanych przykładów. Ponadto opisane układy mogą być wykorzystane do innych złączy posiadających obudowę wykonaną z materiałów izolacyjnych, w której występują elementy wtopione w PWB lub inne podłoże elektryczne.

Wynalazek nie ogranicza się do pojedynczego przykładu wykonania, lecz pozostaje w zakresie załączonych zastrzeżeń.

Claims (8)

1. Złącze elektryczne, niskoprofilowe, w którego skład wchodzi izolacyjny korpus złącza posiadający dopasowaną powierzchnię oraz przeciwległą do niej powierzchnię montażową, końcówkę posiadająca część utrzymania umieszczoną w dopasowanej powierzchni, w korpusie złącza, utrzymującą przewodzącą końcówkę w korpusie złącza oraz część dopasowaną wystającą z części utrzymania i pierwsze wgłębienie ograniczone przez dopasowaną powierzchnię, znamienne tym, że część dopasowana (30) przewodzącej końcówki (28) wystaje poza dopasowaną powierzchnię (40), ale nie wystaje do pierwszego wgłębienia (44).

PL 192 534 B1

2. Złącze elektryczne według zastrz. 1, znamienne tym, że posiada ponadto drugie wgłębienie (46) w regionie korpusu (20) złącza w sąsiedztwie części utrzymania (32).

3. Złącze elektryczne według zastrz. 2, znamienne tym, że pierwsze wgłębienie (44) jest umieszczone na boku części utrzymania (32) przewodzącej końcówki (28) naprzeciwko położenia drugiego wgłębienia (46).

4. Złącze elektryczne według zastrz. 3, znamienne tym, że pierwsze wgłębienie (44) jest przemieszczone w bok względem drugiego wgłębienia (46).

5. Złącze elektryczne według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera drugi korpus (54) złącza posiadający drugą dopasowaną powierzchnię (58), przeciwległą drugą powierzchnię montażową (60), przelot (62) określony przez drugą dopasowaną powierzchnię (58) oraz drugą powierzchnię montażową (60), a także posiada drugie wgłębienie (64) mające połączenie z przelotem (62) wzdłuż drugiej dopasowanej powierzchni (58) oraz drugą przewodzącą końcówkę (72) posiadającą część montażową umieszczoną w przelocie (62), która to druga przewodząca końcówka (72) ma podstawę oraz dwa zestykowe ramiona wspornikowe (78a, 78b), przy czym pierwsze wgłębienie (44) oraz drugie wgłębienie (64) przyjmują część dwóch zestykowych ramion wspornikowych (78a, 78b).

6. Złącze elektryczne według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera ponadto element topliwy (35) przymocowany do przewodzącej końcówki (28) naprzeciwko dopasowanej części (30).

7. Sposób wytwarzania złącza elektrycznego, w którym wytwarza się korpus złącza z dopasowaną powierzchnią, powierzchnią montażową oraz przeznaczonym do umieszczenia przewodzącej końcówki przelotem wyznaczonym przez dopasowaną powierzchnię, tworzy się kieszeń w sąsiedztwie jednego końca przelotu, przeznaczonego do umieszczania końcówki, tworzy się obszar wgłębienia w sąsiedztwie drugiego końca przeznaczonego do umieszczania końcówki przelotu oraz wkłada się przewodzącą końcówkę w przeznaczony do umieszczania końcówki przelot poprzez dopasowaną powierzchnię, znamienny tym, że wkłada się przewodzącą końcówkę (28, 72) tak, aby część przewodzącej końcówki (28, 72) wystawała poza dopasowaną powierzchnię (40, 58).

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że tworzy się ponadto masę przewodzącego materiału topliwego stanowiącego element topliwy (35) w kieszeni (50) dla utrzymywania przewodzącej końcówki (28, 72).