TW201509001A - 具有照明發光二極體之板子之電連接夾 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種特別用於一印刷電路板之電連接器(10)，其包括一具有能在電方面與一金屬插針(12)配合之至少兩個相對接觸區域(24)的金屬本體。該兩個接觸區域(24)係配置在能相對於該插針(12)之軸線徑向地及軸向地移動之彈性件(26、28)上。本發明亦是有關於一種電路，其包括藉由該連接器及該插針而彼此電連接之兩個板子。本發明亦是有關於一種用於機動車輛之照明模組，其包括此種電路，該等板子中之一包括一個或一個以上發光二極體。

Description

具有照明發光二極體之板子之電連接夾

本發明係有關於電連接之領域，更特別地，是有關於一種電連接器，其藉由將一插針(pin)簡單插入所討論之該連接器中來允許連接。本發明亦是有關於一種包括藉由該連接器電連接之兩個板子的電路。本發明亦是有關於包括這種電路之特別汽車照明的領域

發光二極體(LED)類型之光源在機動車輛之頭燈及信號燈上的使用越來越普遍。通常將這種光源焊接至一個或一個以上之板子上。接著，將這些板子電連接至用以供電至照明及/或信號裝置之電路，該電路通常包括一主板。

專利文件US 2012/0156898 A1揭露用以連接印刷電路板之原理，該連接實質上係由一個或一個以上插針所構成，每一插針穿過在兩個板子之每一者中的一孔且與該孔之金屬化表面配合。在它們的每一末端上，該等插針包括一能在被插入該對應孔時變形及在該孔之表面上施加一接觸壓力之叉狀物(fork)。一由電絕緣材料所製成之區塊(block)夾於該兩個板子間，以便確保可控制的間隔。該等插針延伸穿過在該絕緣區塊中所形成之孔。此連接原理具有相當簡單之優點。然而，它具有無法適用於該等板子中之一的表面接觸之缺點。一些板子可能實際上是由具有一特別用以冷卻它們所支撐之LED的金屬 基板之類型所製成。因此，此教示之解決方法不適用於這樣的板子。

專利文件US 2004/0209495 A1揭露一種在兩個板子間之組裝及電連接的方法，該方法包含焊接材料之轉移(transfer)。然而，此類型之組裝係限定的，以及因此，在售後服務期間不允許該兩個板子中之單一板子的更換。

專利文件US5,632,652揭露一種用於電磁屏蔽蓋(electromagnetic screening covers)之電連接器，該連接器實質上包括一設置在內側之具有兩條彈性接觸片(elastic contact strips)的護套(sheath)，其中當將一插針(pin)插入該護套時，該兩個彈性接觸片意欲與該插針接觸。然而，該護套意欲被牢固地插入在板子中之孔。從相似於前述專利文件US 2012/0156898 A1之教示的方面來說，此連接器無法適用於一板子之表面接觸。

再者，前述3個教示之連接器不允許對該兩個板子中之對應孔的定位容差(positioning tolerance)之補償。

本發明之目標係要提出一種緩和前述缺點中之至少一者的電連接器。更特別地，本發明之目標係要提供一種能允許兩個板子間之無焊可逆連接(solderless reversible connection)的連接器，其中孔可以呈現相當程度的定位容差及/或該兩個板子中之至少一者係屬於具有一金屬基板之類型。

本發明之一目的係一種特別是針對一用於照明及/或信號模組之電路的用於兩個板子之電連接的電連接器，該連接器能與一將該兩個板子保持在一起之金屬插針(metal pin)配合，該連接器包括一具有能在電方面與該金屬插針配合之至少兩個相對接觸區域的金屬本 體(metal body)；值得注意的是，該兩個接觸區域係配置在彈性件(elastic means)上，其中當該連接器與該插針配合時，該等彈性件能相對於該插針之軸線徑向地及/或軸向地移動。

可理解的是，術語「徑向地」及「軸向地」係相對於該插針之軸線。

依據本發明之一有利方式，該連接器係配置成藉由該等接觸區域來達成該連接器與該插針間之電連接。

依據本發明之一有利方式，該等彈性件係配置成能將該插針插入該等接觸區域間。

依據本發明之一有利方式，該等彈性件包括一個或一個以上金屬片，其對於每一接觸區域包括一大致軸向地延伸之第一部分及一從該第一部分徑向地延伸之第二部分，該第一及第二部分允許該對應接觸區域分別徑向地及軸向地移動。舉例來說，此金屬片可以是一折疊金屬片。

依據本發明之一有利方式，該片之每一第二部分從該第一部分徑向地延伸至該插針之軸線。

依據本發明之一有利方式，該片之每一第二部分徑向地延伸至該對應接觸區域。

依據本發明之一有利方式，該第一及第二部分特別是在20%之容差內呈現大致相同長度。

依據本發明之一有利方式，該金屬片構成該本體、該等彈性件及較佳地，該等接觸區域。

依據本發明之一有利方式，該金屬片在它的長度之一主要部分上呈現一大致固定的寬度。

依據本發明之一有利方式，該金屬片另外包括一欲用於安裝該連接器在一板子上之大致平面基部(base)，該等第一部分從該基部之末端延伸。

依據本發明之一有利方式，該連接器係配置成藉由該基部達成該連接器與上面欲安裝該連接器之該板子間的電連接。

依據本發明之一有利方式，該基部包括一旨在容納該插針之中心孔。

依據本發明之一有利方式，該等接觸區域實質上與該孔對齊。

依據本發明之一有利方式，該孔包括一以圓形形體(rounded feature)從該基部延伸至該等接觸區域之大致圓柱形部分，該部分構成一用以導引該插針之模壓形體(pressed feature)。

依據本發明之一有利方式，該等接觸區域實質上軸向地延伸。

依據本發明之一有利方式，該等接觸區域從該第二對應部分延伸。

依據本發明之一有利方式，至少一接觸區域包括導引件，其在將該插針插入該連接器時，能導引該插針之末端。

依據本發明之一有利方式，該等導引件係由一從該接觸區域延伸且徑向地彎曲之下端(low end)所形成。當該下端移離該孔時，使該下端較佳為徑向彎曲。

依據本發明之一有利方式，該連接器形成至少兩個迴路(loops)，其朝相反方向離開該孔及彼此接近，以便形成該等接觸區域，每一迴路依次具有該基部、該第一部分、該第二部分及該接觸區域。

依據本發明之一有利方式，該等迴路係開放的。

本發明之一目的亦是一種用於兩個板子之連接的電連接系統，其包括：至少一電連接插針，其用以將該兩個板子保持在一起；依據本發明之至少一電連接器，該電連接器意欲與該連接插針配合。

依據本發明之一有利方式，該兩個接觸區域間所形成之空間的寬度小於該插針之寬度。

本發明之一目的亦是一種電路，其包括：一第一印刷電路板；一第二印刷電路板；以及依據本發明之至少一電連接系統，該連接系統之至少一電連接插針將該兩個板子保持在一起；值得注意的是，該第二板子支撐該連接系統之至少一連接器，該連接器與該插針配合，以便電連接該兩個板子。

依據本發明之一有利方式，該第二板子大致上平行於該第一板子，值得注意的是，該(等)插針大致上垂直於該等板子。

依據本發明之一有利方式，該第二板子之尺寸較佳為比該第一板子之尺寸小至少50%。

依據本發明之一有利方式，該第二板子包括一上面鋪有該電路之金屬基板，該電路包括至少一發光二極體。

依據本發明之一有利方式，該插針或該等插針之每一者經由在該第二板子的基板中之孔穿過該第二板子，該孔呈現大於該插針之平均直徑有至少50%(較佳為100%)的直徑。

依據本發明之一有利方式，該插針或該等插針之每一者在電方面與在該第一板子中之一金屬化孔配合。

舉例來說，該插針包括一以壓力插入在該第一板子中之 一孔的第一徑向可變形端。如果需要的話，可以使該孔之內部表面金屬化，以便提供對該印刷電路板之電連接。有利地，該插針包括一加寬中心部分。亦規定它包括一具有大致固定剖面之細長部分，它是圓形或矩形，以一尖端結束。此細長部分較佳為與該連接器配合。

本發明之一目的亦是一種照明及/或信號模組，特別是一種用於機動車輛之霧燈模組(fog lighting module)，其包括至少一發光二極體類型之光源；一電路，其用以供電至該(等)光源；值得注意的是，該電路係依據本發明，該等光源係配置在該第二板子上。

本發明之一目的亦可以是一種照明及/或信號裝置，特別是一種用於機動車輛之霧燈裝置，其包括依據本發明之模組。

本發明之優點在於：它允許在像板子(特別是，在一主板上之一縮小尺寸板子)之元件的組裝時特別以一容易且安全方式提供電連接。原因在於：本發明之連接器的彈性件對於在該等板子中之個別孔及該等插針允許某一程度之定位容差。再者，它們在電及機械方面允許安全安裝，其在像汽車之振動的操作條件下之應用中係特別有用的。由一具有一基部之金屬片來製造該連接器的事實允許它被表面焊接及在該板子中之對應孔的外面提供接觸。

2‧‧‧電路

4‧‧‧第一板子

6‧‧‧第二板子

8‧‧‧光源

10‧‧‧連接器

12‧‧‧插針

14‧‧‧細長部分

16‧‧‧加寬中心部分

18‧‧‧第一徑向可變端

20‧‧‧孔

22‧‧‧孔

24‧‧‧接觸區域

26‧‧‧第一部分

28‧‧‧第二部分

30‧‧‧基部

32‧‧‧大致圓柱形部分

34‧‧‧孔

使用說明及圖式將可更加了解本發明之其它特徵及優點，其中：圖1係依據本發明之電路的立體圖，該電路包括同樣藉由依據本發明之連接器而彼此電連接之兩個板子；圖2沿著圖1之軸線II-II的剖面圖；圖3係圖1及圖2之連接器的立體圖； 圖4係圖1及圖2之一列插針的說明圖，該等插針處於藉由模壓(pressing)來製作之程序中。

圖1描述一用以供電至一機動車輛頭燈(更精確地，一霧燈)之電路2。該電路實質上包括兩個板子，亦即，一第一板子4及一第二板子6。第一板子4係一用以供電至發光二極體(LED)類型之光源8的主板，該光源8係配置在該第二板子6上。該第一板子較佳是由FR-4(Flame Resistant 4之縮寫)型所製成，亦即由玻璃纖維強化環氧樹脂複合材料所製成，其設有一具有電子元件之印刷電路。該第二板子6較佳係由絕緣金屬基板(IMS)型所製成，亦即，一單面印刷電路在一金屬基板上，該基板之金屬性質旨在允許該(等)LED所產生之熱的消散。該基板可以特別由鋁所製成。

藉由相對於該兩個板子横向配置之插針12，更精確地，經由在該第一及第二板子中之孔，使該第二板子6電連接且亦至少部分地機械連接至該第一板子4。藉由連接器10提供該等插針12與該第二板子間之連接。

圖2係連接該兩個板子4及6之部分的II-II剖面圖。在該圖中，可觀看到，該插針12包括一以壓力插入在該第一板4中之孔20的第一徑向可變形端18。該孔20之內部表面被金屬化及電連接至該板子4之印刷電路。該插針12包括一加寬中心部分16。它亦包括一具有大致固定剖面之細長部分14，它是圓形或矩形，以一尖端14結束。此細長部分14與該連接器10配合。

該連接器10實質上係由一大致C形之金屬片所製成，它的開口係朝上的。更精確地，該連接器10包括一在該第二板子6之 外或上表面上延伸之基部30，該基部30包括一可讓該插針12之細長部分14被引入穿過的孔。該連接器亦包括從該基部之末端軸向延伸之兩個第一部分26及接著從該等第一部分之末端徑向延伸之兩個第二部分28，該等末端離該基部30有一距離。該連接器10亦包括從該等第二部分之末端向下軸向延伸之兩個接觸區域24，該等末端離該等第一部分有某一距離。該等接觸區域24包括大致圓形之下端，以便在將該插針12插入該連接器10時，能導引該插針12之尖端。

如圖2所見，該連接器之金屬片的輪廓較佳為相對於一通過該插針12之縱軸的中平面是對稱的。在另一情況中，它亦可以呈現不對稱的。

該第二板包括一由該插針之細長部分14延伸穿過之孔22。此孔呈現比該對應插針部分大之剖面，以便避免任何電接觸。為了這樣做，該孔22呈現比該對應插針部分之平均直徑大至少50%(較佳為100%)之直徑。

該連接器10之第一及第二部分26及28(它們實質上分別軸向及徑向延伸)允許該等接觸區域24移動，並因而補償該插針與該連接器之軸線間的一定程度的偏差(misalignment)。

圖3係單獨該連接器10之等角視圖。可觀看到，在孔34之高度處的該基部之中心部分呈現比該基部之剩餘部分大的寬度。該中心部分旨在以表面安裝元件(SMC)之方式被焊接至該印刷電路。

在圖2及圖3中亦可觀看到，該基部30包括一以圓形形體從該基部延伸至該等接觸區域24之大致圓柱形部分32。當製造該孔34時，事實上藉由模壓來形成所討論之該部分32。當以該連接器組裝插針時，該圓形形狀對於該插針之導引係特別有用的。

該連接器10較佳是由導電金屬材料所製成。它可以由青銅(bronze)所製成。構成該連接器10之金屬片較佳係一體成型的、由一片金屬以經由模壓之切割來製造，然後折疊以便形成它的最後形狀。

該第一及第二部分之尺寸較佳為呈現可比擬之長度，亦即，相當於在40%(更佳為20%)之容差內的長度。該基部呈現一較佳為大於該插針之平均直徑的8倍及/或大於該孔34之直徑的5倍之長度。在一插針沒有接合在該連接器中之情況下，該等接觸區域24間之距離小於該插針之直徑或厚度，以便在該插針之外表面上提供該等區域的壓力安裝(pressure-mounting)。

圖4描述處於藉由模壓來製作之程序中的圖1及圖2之一列插針12。事實上，可由諸如青銅之一片金屬材料來製作這些插針，特別是藉由模壓之切割。圖4描述在切割步驟中之一中間步驟，該等插針已形成但仍被它們的中心部分16連結在一起。製造這些插針的下一步驟包含在這些中心部分16間之連結處切割它們。同樣可觀察到的是，該等可變形端18也已形成。它們呈現兩個相對凸輪廓且在這兩個輪廓之間沒有材料。沒有材料因而允許該等凸輪廓徑向變形。該等可變形端18及該等細長部分實質上呈現矩形剖面。在另一情況中，這些部分可以是圓形剖面的。

當組裝圖1所述之兩個板子4及6時，將該等插針12插入在該第一板子4中之對應孔。然後，藉由朝該等插針之軸向的平移運動來放置具有該等連接器10之該第二板子，以致於該等插針穿過在該板子6中之對應孔及接著與該等連接器10之個別接觸區域接合。因此，該等接觸區域與該等插針之細長部分的繃緊提供該第一板子6 與該第一板子4間之電連接及可能的至少部分機械連接，得以提供用於該兩個板子間之固定及/或機械定位的特定手段。在維護包括圖1之電路的裝置時，特別是為了更換該(等)LED，藉由朝離開該第一板子4之相反方向的軸向運動足以移動該第二板子6，該等插針12能特別以可逆方式從該等連接器脫離。

因為該彈性件之彈性可變形性支持該等接觸區域，所以在此情況下，該連接器10之第一及第二部分26及28允許在該第一板子中之孔及該等插針相對於該第二板子之孔及連接器呈現某種程度之定位容差。

4‧‧‧第一板子

6‧‧‧第二板子

10‧‧‧連接器

12‧‧‧插針

14‧‧‧細長部分

16‧‧‧加寬中心部分

18‧‧‧第一徑向可變端

20‧‧‧孔

22‧‧‧孔

24‧‧‧接觸區域

26‧‧‧第一部分

28‧‧‧第二部分

30‧‧‧基部

Claims (20)

1. 一種用於兩個板子之電連接的電連接器(10)，該連接器能與一將該兩個板子保持在一起之金屬插針(12)配合，該連接器包括一具有能在電方面與該金屬插針(12)配合之至少兩個相對接觸區域(24)的金屬本體；其特徵在於：該兩個接觸區域(24)係配置在彈性件(26、28)上，當該連接器與該金屬插針配合時，該等彈性件能相對於該插針(12)之軸線徑向地及/或軸向地移動。
2. 如申請專利範圍第1項之電連接器(10)，其中，該等彈性件包括一個或一個以上金屬片，其對於每一接觸區域(24)包括一大致上軸向地延伸之第一部分(26)及一從該第一部分(26)徑向地延伸之第二部分(28)，該第一及第二部分允許該對應接觸區域(24)分別徑向地及軸向地移動。
3. 如申請專利範圍第2項之電連接器(10)，其中，該片之每一第二部分(28)從該第一部分(26)徑向地延伸至該插針(12)之軸線。
4. 如申請專利範圍第2或3項之電連接器(10)，其中，該片之每一第二部分(28)徑向地延伸至該對應接觸區域(24)。
5. 如申請專利範圍第2至4項中任一項之電連接器(10)，其中，該金屬片構成該本體、該等彈性件(26、28)及較佳地，該等接觸區域(24)。
6. 如申請專利範圍第2至5項中任一項之電連接器(10)，其中，該金屬片另外包括一欲用於安裝該連接器在一板子上之大致平面的基部(30)，該等第一部分(26)從該基部(30)之末端延伸。
7. 如申請專利範圍第6項之電連接器(10)，其中，該連接器係配置成藉由該基部(30)達成該連接器與欲安裝該連接器於其上之該板子間的電連接。
8. 如申請專利範圍第6或7項之電連接器(10)，其中，該基部(30)包括一欲容納該插針(12)之中心孔(34)。
9. 如申請專利範圍第8項之電連接器(10)，其中，該等接觸區域(24)實質上與該孔(34)對齊。
10. 如申請專利範圍第8或9項之電連接器(10)，其中，該孔(34)包括一以圓形形體從該基部(30)延伸至該等接觸區域之大致圓柱形部分(32)，該部分(32)構成一用以導引該插針(12)之模壓形體。
11. 如申請專利範圍第1至10項中任一項之電連接器(10)，其中，至少一接觸區域(24)包括導引件，其在將該插針插入該連接器時，能導引該插針(12)之未端。
12. 如申請專利範圍第11項之電連接器(10)，其中，該等導引件係由一從該接觸區域延伸且徑向地彎曲之下端所形成。
13. 一種用於兩個板子之連接的電連接系統，其包括：至少一電連接插針，其用以將該兩個板子保持在一起；如申請專利範圍第1至12項中任一項之至少一電連接器，該電連接器旨在與該連接插針配合。
14. 如申請專利範圍第13項之系統，其中，該兩個接觸區域間所形成之空間的寬度小於該插針之寬度。
15. 一種電路(2)，其包括：一第一印刷電路板(4)；一第二印刷電路板(6)； 如申請專利範圍第13或14項之至少一連接系統；其特徵在於：該連接系統之至少一金屬插針(12)將該兩個板子保持在一起；以及該第二板子(6)支撐該連接系統之至少一連接器(10)，該連接器與該金屬插針(12)配合，以便電連接該兩個板子。
16. 如申請專利範圍第15項之電路(2)，該第二板子(6)配置成大致上平行於該第一板子(4)，其中，該(等)插針(12)大致上垂直於該等板子(4、6)。
17. 如申請專利範圍第15或16項之電路(2)，其中，該第二板子(6)包括一上面鋪有該電路之金屬基板，該電路包括至少一發光二極體(8)。
18. 如申請專利範圍第17項之電路(2)，其中，該插針(12)或該等插針(12)之每一者經由在該第二板子(6)的基板中之孔穿過該第二板子(6)，該孔呈現大於該插針(12)之平均直徑至少50%(較佳為100%)的直徑，以避免任何電性的接觸。
19. 如申請專利範圍第15至18項中任一項之電路(2)，其中，該插針(12)或該等插針(12)之每一者在電方面與在該第一板子(4)中之一金屬化孔(20)配合。
20. 一種照明及/或信號模組，特別是一種用於機動車輛之霧燈模組，其包括：至少一發光二極體類型之光源(8)；一電路(2)，其用以供電至該(等)光源；其特徵在於：該電路(2)係如申請專利範圍第15至19項中任一項者。