TWI479744B - 定位具有表面黏著技術帽蓋特徵之表面黏著技術連接器之方法 - Google Patents

定位具有表面黏著技術帽蓋特徵之表面黏著技術連接器之方法 Download PDF

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Description

定位具有表面黏著技術帽蓋特徵之表面黏著技術連接器之方法
本發明大體係關於電連接器，且詳言之，係關於安裝至電子裝置內的印刷電路板之電連接器。當今，廣泛的多種電子裝置可用於消費者。此等裝置中之許多者具有促進與對應的裝置通信及/或對對應的裝置充電之連接器。此等連接器常經由用以將裝置彼此連接之纜線與其他連接器介面連接。有時，在無纜線情況下，使用連接器將裝置直接地連接至另一裝置(諸如，充電站或音響系統)。
隨著智慧型手機、媒體播放器及其他電子裝置變得更緊湊，關於特定裝置之大小的限制因素可為裝置內之印刷電路板(PCB)的大小。通常，非常緊湊之電子裝置可僅具有上面定位一或多個連接器連同所有其他電子組件及電佈線的一個印刷電路板。作為一實例，插座連接器有時位於攜帶型媒體裝置之側表面中之一或多者上且安裝至裝置內之印刷電路板。在相對小的媒體裝置中，插座連接器可消耗PCB上可用空間之顯著部分，從而留下極少空間用於額外電佈線及其他電子組件。
因此，新的連接器可能需要新的特徵及/或對常用連接器之改變以能夠消耗印刷電路板上之較少空間，從而留下更多空間用於其他電組件及電佈線。
本發明之實施例係關於在需要增大之PCB空間用於電佈線及其他電子組件的尤其緊湊電子裝置之製造中特別有用的技術。
一些實施例係關於可具有附接至電子連接器之外面的SMT帽蓋之電子連接器之形成。SMT帽蓋可具有安置於一底表面上的可用於對準連接器與PBC之一或多個連接器對準特徵。另外，SMT帽蓋可坐落於在將PCB裝設至電子裝置內之前可自PCB面板移除的PCB軌道上。此可使較少連接器對準特徵能夠置放於PCB之適配於電子裝置內的部分上，從而釋放PCB空間以用於額外電佈線或電子組件。
本發明之一些實施例可具有在SMT帽蓋上之一或多個對準特徵及在連接器之後面之一或多個對準特徵。其他實施例可具有在SMT帽蓋中之兩個或兩個以上對準特徵且在連接器之後面無對準特徵。另外實施例可不具有SMT帽蓋且可具有形成至安置於連接器之前面上的對準特徵內的連接器主體之一部分。在組裝後，可移除此對準特徵。
在一些實施例中，對準特徵可為圓柱形狀且適配於PCB中之對應的圓孔內。在其他實施例中，圓柱形對準特徵可適配於PCB中之一或多個槽形孔內。在另外實施例中，對準特徵中之一或多者可不為圓柱形且可(例如)呈刀片形狀。
本發明之一些實施例係關於在含有複數個裝置PCB之PCB上組裝具有SMT對準特徵之複數個連接器。
為了更好地理解本發明之本質及優點，應參考以下描述及附圖。然而，應理解，僅為達成說明之目的而提供諸圖中之每一者，且諸圖中之每一者並不意欲作為對本發明之範疇之限制的定義。
100‧‧‧纜線
105‧‧‧周邊裝置
110‧‧‧插塞連接器
130‧‧‧插座連接器
140‧‧‧計算裝置
200‧‧‧插座連接器總成/連接器總成
200(1)……200(6)‧‧‧連接器總成
205‧‧‧連接器主體
210‧‧‧電導線
215‧‧‧表面黏著技術(SMT)對準特徵
220‧‧‧抽取式SMT帽蓋
225‧‧‧對準特徵/接腳
230‧‧‧插座空腔
235‧‧‧閂鎖舌片
240‧‧‧保持機構
245‧‧‧切口
260‧‧‧後外面
265‧‧‧前外面
270‧‧‧底表面
300‧‧‧PCB總成
301‧‧‧PCB面板
305‧‧‧裝置PCB
315‧‧‧PCB軌道
320‧‧‧短小突出部
500‧‧‧連接器總成/插座連接器總成
505‧‧‧連接器主體
510‧‧‧電導線
515‧‧‧對準特徵
520‧‧‧SMT帽蓋
525‧‧‧對準特徵
560‧‧‧後外面
565‧‧‧前外面
570‧‧‧底表面
600‧‧‧插座連接器總成/連接器總成
605‧‧‧連接器主體
610‧‧‧電導線
615‧‧‧對準特徵
620‧‧‧SMT帽蓋
625‧‧‧對準特徵
660‧‧‧後外面
665‧‧‧前外面
670‧‧‧底表面
700‧‧‧插座連接器總成/連接器總成
705‧‧‧連接器主體
710‧‧‧電導線
715‧‧‧對準特徵
725‧‧‧對準特徵
730‧‧‧插座空腔
740‧‧‧內部主體
745‧‧‧外部金屬殼
760‧‧‧後外面
765‧‧‧前外面
800‧‧‧PCB總成
801‧‧‧PCB面板
805(1)……805(6)‧‧‧裝置PCB
815‧‧‧PCB軌道
820‧‧‧抽取式短小突出部
850‧‧‧電子組件接合墊區域/接合墊區域
900‧‧‧用於將具有對準特徵之連接器附接至隨後裝設於電子裝置中之裝置PCB之一例示性簡化過程
圖1為說明分別使用插座連接器及連接器插塞的電子裝置及周邊裝置之一實例之圖。
圖2A為根據本發明之一實施例的說明具有SMT帽蓋之電連接器 之底部透視圖之圖。
圖2B為根據本發明之一實施例的說明具有SMT帽蓋之電連接器之頂部透視圖之圖。
圖3為根據本發明之一實施例的說明PCB上具有SMT帽蓋之電連接器之頂部透視圖之圖。
圖4為根據本發明之一實施例的說明PCB上具有SMT帽蓋之電連接器之底部透視圖之圖。
圖5為根據本發明之一實施例的說明具有SMT帽蓋之電連接器之底部透視圖之圖。
圖6為根據本發明之一實施例的說明具有SMT帽蓋之電連接器之底部透視圖之圖。
圖7為根據本發明之一實施例的說明電連接器之底部透視圖之圖。
圖8為根據本發明之一實施例的說明PCB上之複數個電連接器之底部平面圖之圖。
圖9為根據本發明之一實施例的具有對準特徵之連接器可附接至PCB並裝設於電子裝置中所藉之過程。
本發明之某些實施例係關於經組裝至可用於電子裝置中之PCB之電連接器。雖然本發明可用於生產用於廣泛的各種電子裝置之連接器/PCB總成，但本發明之一些實施例對於生產用於需要PCB上增大之之空間以用於電佈線及其他電子組件的電子裝置之連接器/PCB總成特別有用，如下文更詳細地描述。
本發明之某些實施例係關於用於電子裝置中之電連接器。許多電子裝置(諸如，智慧型手機、媒體播放器及平板電腦)具有促進電池充電及/或與其他裝置通信之電子連接器。該等連接器包括進行與另 一相容連接器之電連接以經由連接器傳送電力及/或資料信號所經由的複數個電接點。圖1說明包括一插塞連接器110及一插座連接器130的兩個此等連接器之一實例。此等連接器110、130中之每一者可遵照熟知標準(諸如，通用串列匯流排(USB)2.0、Firewire、Thunderbolt或類似者)，或可為專屬連接器，諸如，在各類型之專屬連接器中，許多Apple產品上使用之30接腳連接器。
如圖1中進一步展示，插塞連接器110耦接至一纜線100，纜線100又耦接至可為許多不同電子裝置或與此等裝置一起操作之附件中之任何者的一周邊裝置105。插座連接器130併入至計算裝置140中。當插塞連接器110與插座連接器130配合時，每一電子連接器中之電接點(圖1中未展示)彼此實體且電接觸以允許電信號在計算裝置140與周邊裝置105之間傳送。
為進一步說明本發明之實施例，下文論述包括可根據本發明製造的對準特徵之電連接器之各種實例，然而，此等實施例應絕不限制本發明對於其他連接器之適用性。
圖2A為根據本發明之一實施例的一例示性插座連接器總成200之底表面之簡化透視圖。連接器總成200可包括用於安裝至PCB之一連接器主體205，其可具有安置於後外面260上之複數個電導線210。如本文中使用之PCB可為用以投送電信號的任一類型之平面結構，諸如，具有金屬跡線之環氧玻璃、具有金屬跡線之低溫共燒陶瓷、具有金屬跡線之聚醯胺層(撓性PCB)或選擇性電鍍塑膠。連接器總成200亦可具有自連接器主體205之後外面260突出之一表面黏著技術(SMT)對準特徵215以用於在PCB上對準連接器總成。連接器總成200可進一步具有黏附至連接器主體205之前外面265的一抽取式SMT帽蓋220。SMT帽蓋220可由(例如)塑膠(諸如，耐綸或液晶聚合物)製造。SMT帽蓋220亦可具有自SMT帽蓋之底表面270突出之一對準特徵225以用於 在PCB上對準連接器總成200。將一或多個對準特徵(例如，接腳225)置放於SMT帽蓋上可節省PCB空間，如下文將更詳細地說明。
圖2B中描繪連接器總成200之頂面。在此說明中，已經自連接器主體205之前外面265移除SMT帽蓋220。可藉由將包括SMT帽蓋220之一或多個保持機構240(例如，形成於閂鎖舌片235之側面中的對置之凹座)之閂鎖舌片235插入至連接器主體之插座空腔230中而將SMT帽蓋220黏附至連接器主體205之前外面265。閂鎖舌片235可經定大小且成形為通常與一與插座連接器配合之對應的插塞連接器相同。閂鎖保持機構240可經調適以與插座連接器內之保持特徵(例如，彈簧或掣子)嚙合。閂鎖舌片235亦可包括在舌片之每一側的一或多個切口245以減少或防止舌片之彎曲。
連接器總成200在圖3中展示為安裝在PCB面板301上。此圖可表示用於PCB總成300之許多組裝過程中之一者，其將在下文更詳細地說明。裝置PCB 305可在中央位於PCB面板301中且可為可裝設於例示性電子裝置140(見圖1)中的PCB面板301之部分。PCB面板301可具有可藉由抽取式短小突出部320連接至裝置PCB 305之一或多個PCB軌道315。PCB軌道315可保護裝置PCB 305免於在製造過程期間受損害，可促進裝置PCB之處置，且亦可含有電測試試片以驗證裝置PCB被適當地製造。此外，PCB軌道315可為諸如連接器200之電子組件提供安裝支撐。如圖3中所示，連接器主體205之電導線210可安裝至裝置PCB 305。支撐連接器總成200可由電導線210及SMT帽蓋220支撐於PCB面板301上。因為PCB面板301可在整個連接器主體205下方切去，所以電導線與SMT帽蓋之組合可為連接器主體205提供僅支撐。另外，可使用一或多個對準特徵215將連接器總成200與PCB面板301對準。一對準特徵215說明於圖3中，且自連接器主體205之後外面260(見圖2A)延伸且適配於裝置PCB 305中之對應的孔內。對準特徵 215可用以在裝置PCB 305上之PCB襯墊(未圖示)上適當地對準電導線210。
圖4中展示PCB總成300之底側之簡化透視圖。自此視圖可見可使用兩個對準特徵215、225將連接器總成200與PCB面板301對準。在一些實施例中，連接器總成可需要至少兩個對準特徵以在裝置PCB 305上適當地定位連接器主體205及電導線210。如此處所說明，對準特徵215、225可為可安置於PCB面板中之圓形孔中之圓柱形接腳。然而，孔可為任何形狀，例如，橢圓形、槽形或正方形。對準特徵225可自SMT帽蓋220之底表面270(見圖2A)延伸並安置於PCB軌道315中之孔中，而對準特徵215可自連接器主體205之後外面260(見圖2A)延伸並安置於裝置PCB 305中之孔中。藉由將對準特徵225安置於PCB軌道315中而非裝置PCB 305上，裝置PCB上之額外空間可用於電佈線及其他電子組件。為節省裝置PCB 305(參見圖3)上之甚至更多空間，連接器總成200之一些實施例可將一個以上對準特徵置放於SMT帽蓋220上，而非將對準特徵置放於連接器主體205上。
具有僅安置於SMT帽蓋520上之對準特徵的一個此實施例為圖5中描繪之連接器總成500。此圖展示一例示性插座連接器總成500之底表面之一簡化透視圖。連接器總成500可包括用於安裝至PCB之一連接器主體505，其可具有安置於後外面560上之複數個電導線510。連接器總成500可具有黏附至連接器主體505之前外面565的一抽取式SMT帽蓋520。SMT帽蓋520可具有自SMT帽蓋之底表面570突出的兩個對準特徵515、525以用於在PCB上對準連接器總成。更特定言之，位於SMT帽蓋520上之兩個對準特徵515、525可適配於安置於PCB軌道315(見圖3)中之孔內，且無對準特徵可安置於裝置PCB 305中之孔中。因為無對準特徵安置於裝置PCB 305(見圖3)中，所以此實施例可節省裝置PCB上之甚至更多空間以用於電佈線及不同於連接器總成 200之其他電子組件。
可在不偏離本發明之情況下使用對準特徵之許多組合。更特定言之，連接器主體505及SMT帽蓋520上的對準特徵之數目可變化。一些實施例可不具有連接器主體505上之對準特徵且具有SMT帽蓋520上之所有對準特徵，而其他實施例可具有安置於連接器主體505上之一或多個對準特徵及安置於SMT帽蓋520上之一或多個特徵。其他實施例可具有並非接腳但為(例如)菱形、錐柱形、八角形、六角形、正方形及刀片之一或多個對準特徵。
具有非圓柱形對準特徵之一個此實施例描繪於圖6中，圖6展示一例示性插座連接器總成600之底表面之簡化透視圖。連接器總成600可包括用於安裝至PCB之一連接器主體605，其可具有安置於後外面660上之複數個電導線610。連接器總成600可具有黏附至連接器主體605之前外面665的一抽取式SMT帽蓋620。SMT帽蓋620可具有呈圓柱形狀之一SMT對準特徵625，及呈刀片形狀之一SMT對準特徵615，兩者自SMT帽蓋之底表面670延伸以用於在PCB上對準連接器總成。更特定言之，位於SMT帽蓋620上之兩個對準特徵615、625可適配於PCB軌道315(見圖3)中之孔內，且無對準特徵可安置於裝置PCB 305中之孔中，從而節省裝置PCB 305上之空間以用於電佈線及其他組件。另外，由於對準特徵615之矩形形狀，PCB軌道315中之對應的孔通常形狀亦可為矩形，或其通常形狀可為圓形。
在一些實施例中，如圖7中所描繪，可不存在SMT帽蓋。此圖展示一例示性插座連接器總成700之底表面之簡化透視圖。連接器總成700可包括用於安裝至PCB之一連接器主體705，其可具有安置於後外面760上之複數個電導線710。連接器主體705可由在可實質上由塑膠組成之內部主體740周圍的一外部金屬殼745組成。連接器主體705之前外面765可具有用於收納配合連接器之插塞部分的插座空腔730。連 接器主體705可進一步具有用於在例示性PCB面板301(見圖3)上對準連接器總成700之對準特徵715、725。類似於先前實施例中描繪之對準特徵，對準特徵715、725可為可安置於PCB面板301(見圖3)中之圓形孔中的圓柱形特徵。此處，對準特徵725可自內部主體740之前外面765延伸且可經定位以安置於PCB軌道315(見圖3)中之對應的孔中。對準特徵715可自連接器主體705之後外面760延伸並可經定位以安置於裝置PCB 305(參見圖3)中之對應的孔中。藉由將對準特徵725安置於PCB軌道315上之孔中而非裝置PCB 305上，裝置PCB上之額外空間可用於電佈線及其他電子組件。
在一些實施例中，對準特徵715、725為永久的，且在一些實施例中在將連接器總成700附接至裝置PCB 305(見圖3)之後可移除對準特徵715、725。更特定言之，在一些實施例中，在導線710已經附接至裝置PCB後，可自內部主體740移除對準特徵725。移除可藉由簡單地斷開對準特徵725與內部主體740而執行，或可使用替代方法，諸如，切割操作。在一些實施例中，對準特徵725可為外部金屬殼745之一部分。在此等實施例中，對準特徵725可(例如)經成形為刀片，或成形為延伸之「V」。在此等實施例中之一些中，對準特徵725可為永久的，而在其他實施例中，可在組裝後移除對準特徵。在另外實施例中，一個以上抽取式對準特徵可安置於前外面765上，且在一些實施例中無對準特徵可安置於後外面760上。
在一些實施例中，多個例示性連接器總成200(1)……200(6)可裝設於單一PCB面板801上，如圖8中所說明。PCB總成800可包含在PCB組裝過程期間安置於整體PCB面板801上之六個連接器總成200(1)……200(6)。六個裝置PCB 805(1)……805(6)可在中央位於PCB面板801中且可為可裝設於例示性電子裝置140(見圖1)中的PCB面板801之部分。裝置PCB 805(1)……805(6)可各具有一電子組件接合墊區域850，其中 連接器總成200(1)……200(6)之導線可安置於裝置PCB上。如圖8中所描繪，接合墊區域850可安置於PCB面板801之另一側上並鄰近於PCB軌道815中之用於對準特徵225的孔定位。裝置PCB 805(1)……805(6)可具有可藉由抽取式短小突出部820連接至裝置PCB之一或多個PCB軌道815。PCB軌道815可包含在裝置PCB 805(1)……805(6)周圍之一外框架且亦可自框架之一邊緣跨越至框架之相對邊緣而安置於裝置PCB之間。PCB軌道815可保護裝置PCB免於在製造過程期間受損害，可促進裝置PCB之處置，且亦可含有電測試試片以驗證裝置PCB經適當地製造。另外，PCB軌道815可為電子組件(諸如，例示性連接器總成200(1)……200(6))提供安裝支撐。連接器總成200(1)……200(6)可各藉由一或多個對準特徵215、225而與PCB面板801對準。舉例而言，特徵215可自連接器主體205(見圖2A)延伸並適配於裝置PCB 805(1)……805(6)中之一對應的孔內。對準特徵225可自SMT帽蓋220之底表面270(見圖2A)延伸並適配於PCB軌道815中之對應的孔內。連接器總成200(1)……200(6)之對準特徵215、225可用以在裝置PCB 805(1)……805(6)上之PCB襯墊(未圖示)上適當地對準電導線210(見圖2A)。藉由將對準特徵225安置於PCB軌道815上之孔中且不安置於裝置PCB 805(1)……805(6)上，裝置PCB上之額外空間可用於電佈線及其他電子組件。
圖9說明根據本文中描述之實施例的用於將具有對準特徵之連接器附接至隨後裝設於電子裝置中之裝置PCB之一例示性簡化過程900。在步驟905中，提供具有對準特徵之連接器。在一些實施例中，對準特徵中之一或多者可安置於抽取式SMT帽蓋上。在其他實施例中，對準特徵中之一或多者可附接至連接器主體之一或多個外面。在步驟910中，提供可具有至少一裝置PCB及安置於裝置PCB之周邊上的至少一PCB軌道之PCB面板。在步驟915中，連接器上之對準特徵 可與PCB面板中之對應的孔對準且連接器可坐於PCB面板上。在步驟920中，可將連接器附接至裝置PCB。在一些實施例中，連接器可具有可焊接至裝置PCB上之對應的襯墊之導線。在其他實施例中，連接器可具有可按壓至裝置PCB中之對應孔洞內的壓入配合接腳。在步驟925中，可自裝置PCB移除PCB軌道。在一些實施例中，此可包含移除將PCB軌道連接至裝置PCB之短小突出部。此可藉由(例如)衝壓操作、雷射操作、鋸切操作或斷開操作而實現。在步驟930中，若SMT帽蓋裝設於連接器上，則其現在可被移除，從而僅留下附接至裝置PCB之連接器。在步驟935中，裝置PCB現在可裝設於電子裝置中。
在前述說明書中，已參照可在各種實施間變化的眾多特定細節來描述本發明之實施例。因此應按說明性意義而非限制性意義來看待說明書及圖式。本發明之範疇之唯一且排他指示及申請者意欲當作本發明之範疇的為呈請求項發佈之特定形式的自本申請案發佈之此等請求項之集合的文字及等效範疇，包括任何後續校正。
200‧‧‧插座連接器總成/連接器總成
205‧‧‧連接器主體
210‧‧‧電導線
215‧‧‧表面黏著技術(SMT)對準特徵
220‧‧‧抽取式SMT帽蓋
225‧‧‧對準特徵/接腳
260‧‧‧後外面
265‧‧‧前外面
270‧‧‧底表面

Claims (21)

  1. 一種電連接器，其包含：一連接器主體，其可安裝至一印刷電路板；一抽取式帽蓋，其黏附至該連接器主體之一外表面；且其中該抽取式帽蓋包含自該抽取式帽蓋之一底表面突出的一對準特徵，該對準特徵可適配合該印刷電路板中之一孔內。
  2. 如請求項1之電連接器，其中該對準特徵為一接腳且該孔為一孔洞。
  3. 如請求項1之電連接器，其中該對準特徵為一接腳且該孔為一槽。
  4. 如請求項1之電連接器，其中該帽蓋包含為接腳之兩個對準特徵且該印刷電路板包含為孔洞之兩個孔。
  5. 如請求項1之電連接器，其中該連接器主體包含自該連接器之一底表面突出且可與該印刷電路板中之一孔適配的一對準特徵。
  6. 如請求項1之電連接器，其中該連接器主體進一步包含一插座空腔且該抽取式帽蓋具有一可於該插座空腔中接收之舌片。
  7. 一種抽取式電連接器帽蓋，其包含：一舌片，其用於將該連接器帽蓋附接至一電連接器主體之一外面；及一對準特徵，其自該連接器帽蓋之一底表面突出，該對準特徵可適配於一印刷電路板中之一孔內。
  8. 如請求項7之抽取式電連接器帽蓋，其中該舌片包括經組態以與一插座連接器上之一保持特徵嚙合的一或多個保持機構。
  9. 如請求項8之抽取式電連接器帽蓋，其中該一或多個保持機構包含形成於該舌片之相對側上的第一凹座及第二凹座。
  10. 如請求項7之抽取式電連接器帽蓋，其中該對準特徵為一接腳且該孔為一孔洞。
  11. 如請求項7之抽取式電連接器帽蓋，其中該對準特徵為一接腳且該孔為一槽。
  12. 如請求項7之抽取式電連接器帽蓋，其中該對準特徵包含兩接腳且該孔包含兩孔洞。
  13. 如請求項7之抽取式電連接器帽蓋，其中該連接器主體包含自該連接器主體之一底表面突出且可與該印刷電路板中之一第二孔適配的一第二對準特徵。
  14. 一種在一印刷電路板上定向一電連接器之方法，該方法包含：將一抽取式帽蓋安裝至該電連接器之一外面；其中該抽取式帽蓋包含自該帽蓋之一底表面突出的一對準特徵且該印刷電路板包含經定大小以收納該對準特徵之一孔；及將具有該抽取式帽蓋之該電連接器置放於該電路板上並使該對準特徵適配於該孔內。
  15. 如請求項14之方法，其中該對準特徵為一接腳且該孔為一孔洞。
  16. 如請求項14之方法，其中該對準特徵為一接腳且該孔為一槽。
  17. 如請求項14之方法，其中該對準特徵包含兩接腳且該孔包含兩孔洞。
  18. 如請求項14之方法，其中該電連接器包含自該電連接器之一底表面突出且可與該印刷電路板中之一第二孔適配的一第二對準特徵。
  19. 一種用於在製造電子裝置PCB過程中使用之PCB面板，該PCB面板包含：一外部框架，其具有將該外部框架連接至安置於該外部框架 內之複數個裝置板的複數個抽取式短小突出部；該外部框架進一步包含用於收納一電子組件之一對準特徵的一孔；其中該孔鄰近於安置於該裝置板上之一電子組件接合墊定位；複數個內部軌道，其安置於該複數個裝置板之間並在該外部框架之一側起始且在該外部框架之一相對側結束；且其中該等內部軌道由一或多個抽取式短小突出部連接至該等裝置板。
  20. 如請求項19之PCB面板，其中該對準特徵為一接腳且該孔為一孔洞。
  21. 如請求項19之PCB面板，其中該對準特徵為一接腳且該孔為一槽。
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