TWI587770B - 插入物總成及方法 - Google Patents

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TWI587770B TW104131307A TW104131307A TWI587770B TW I587770 B TWI587770 B TW I587770B TW 104131307 A TW104131307 A TW 104131307A TW 104131307 A TW104131307 A TW 104131307A TW I587770 B TWI587770 B TW I587770B
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詹姆士Ｓ 希爾曼
查爾斯 桑德斯 皮科斯
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安姆芬諾爾英特康系統公司
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Description

插入物總成及方法
具有模製塑膠板及板中之插入之金屬接觸件之插入物總成係用於形成對置基板上之接觸墊之間之電連接。該等接觸件在平臺柵格陣列之列及行中共同緊密間隔以建立延伸通過該板之大量不同對信號及接地連接。
增加之電路速度需要在10或更多吉赫之信號頻率中將不同信號傳輸通過插入物板。將高頻率信號傳輸通過具有短且緊密間隔之信號電路路徑接觸件及信號之十分快之上升時間之習知插入物板可增加信號阻抗且使得信號強度降級。高頻率傳訊可引起信號電路路徑接觸件之相鄰對之間之串擾。圖10及圖11繪示一習知插入物總成，其具有形成對置基板上之墊之間之單一電路路徑之接觸件。
圖10及圖11中展示之先前技術插入物總成使用接觸件200，其中單一電路路徑202在接觸點204之間延伸。從點204延伸至自由端208之接觸件200之部分或短管206不帶電流。此等短管延伸至電流路徑或用於接觸之環圈之外部且充當天線。天線輻射能量且增加信號損失，尤其在高信號頻率中。
本發明揭示一種插入物總成，其具有用於形成對置基板上之接觸墊之間之備用電連接之改良接觸件。總成中之各接觸件在接合對置基板墊之接觸點之間具有兩個分離電路路徑。各接觸件中之兩個電路 路徑減少電感及接觸電阻。備用電路路徑消除顯著導致高速中信號降級之電接觸短管。
將具有備用電路路徑之改良接觸件插入至一習知介電板內且無需工具及製造一專用板。藉由使用習知板而減少改良總成之製造成本。
3-3‧‧‧線
10‧‧‧插入物總成
12‧‧‧平坦介電板
14‧‧‧頂部表面
16‧‧‧底部表面
18‧‧‧一致厚度
20‧‧‧接觸通道
22‧‧‧金屬接觸件
24‧‧‧壁
26‧‧‧窄端壁
28‧‧‧接觸固持突部
30‧‧‧上凸輪表面
31‧‧‧下凸輪表面
32‧‧‧尖端
34‧‧‧側壁
36‧‧‧部分
38‧‧‧側壁部分
40‧‧‧剛性垂直脊椎
42‧‧‧上接觸支撐件
44‧‧‧下接觸支撐件
46‧‧‧第一平坦彈簧臂
48‧‧‧上接觸點
50‧‧‧第二平坦彈簧臂
52‧‧‧支撐彎曲件
54‧‧‧臂
56‧‧‧修圓接觸端
58‧‧‧平坦彈簧臂
60‧‧‧下接觸點
62‧‧‧臂
64‧‧‧支撐彎曲件
66‧‧‧臂
68‧‧‧修圓接觸端
70‧‧‧接觸尖端
74‧‧‧間隙
76‧‧‧連續圓周內部表面
78‧‧‧連續圓周外部表面
80‧‧‧橫向平面
82‧‧‧最小寬度
84‧‧‧最大寬度
86‧‧‧下基板
88‧‧‧距離
90‧‧‧距離
92‧‧‧上基板
94‧‧‧第一電路路徑
96‧‧‧第二電路路徑
200‧‧‧接觸件
202‧‧‧單一電路路徑
204‧‧‧接觸點
206‧‧‧短管
208‧‧‧自由端
圖1係插入物總成之一俯視圖；圖2係繪示在待插入至一插入物板中之一通道中之位置中之一接觸件之一截面圖；圖3係沿展示一重力向下位置中之板中之接觸件之圖1之線3-3取得之一截面圖；圖4係類似於展示經定位於具有在一通道中上升之接觸件之一下基板上之總成之圖3之一截面圖；圖5係類似於展示由接觸件支撐之板之頂部上之一上基板之圖4之一視圖，其中部分壓縮接觸件；圖6係類似於展示經夾置於板上之上基板及下基板及完全經壓縮以形成兩個電路路徑之接觸件之圖5之一截面圖；圖7、圖8及圖9係接觸件之頂部及相對側視圖；及圖10及圖11係一先前技術插入物總成之截面圖。
插入物總成10具有一平坦介電板12，平坦介電板12具有平行頂部表面14及底部表面16、一一致厚度18及經配置成相交平臺柵格陣列列及行之緊密間隔的接觸通道20。該板可具有1.22mm之一厚度。形成之金屬接觸件22係定位於接觸通道20中。
在板12中，各接觸通道20具有一寬端壁24及一對置窄端壁26。端壁24係平坦的且在平行頂部表面14與底部表面16之間垂直延伸。窄 端壁26包含延伸至通道20內之一接觸固持突部28。突部28具有兩個平坦且向內成角度之上凸輪表面及下凸輪表面30及31，及位於頂部表面14與底部表面16之間之等距處之上凸輪表面及下凸輪表面30及31之交叉處之一尖端32。
壁26上之平坦上凸輪表面及下凸輪表面30及31以一外淺角從尖端32朝向頂部表面14及底部表面16延伸。如圖2中所展示，壁24垂直於頂部表面14及底部表面16，且通道20之寬度增加至尖端32之任一側。
通道20具有在端壁24與26之間延伸之對置側壁34。各側壁34包含在頂部表面14與底部表面16之間垂直延伸且從寬端壁24之一個邊緣垂直延伸之一平坦部分36。平坦、向內錐形側壁部分38從遠離端壁26之寬端壁24的邊緣延伸至部分36。部分36及38垂直於頂部表面14及底部表面16。如圖1中所繪示，各通道20具有壁部分36之間之一最大寬度。該通道之寬度沿部分38減小至窄端壁26之一最小寬度。
板12係相同於在圖10及圖11中展示之先前技術插入物總成中使用之板。
金屬接觸件22係由一致厚度金塗佈鈹銅條材料所形成之印模。該材料可具有0.043mm之一厚度。各接觸件具有一剛性垂直脊椎40，其中經修圓上接觸支撐件42及經修圓下接觸支撐件44在該脊椎之各端處。
一第一平坦彈簧臂46從上接觸支撐件42向上及向內與接觸件22之頂部上之上接觸點48成角度。一第二平坦彈簧臂50從上接觸點48向下及向外與面向遠離脊椎40之支撐彎曲件52成角度。臂54從支撐彎曲件52向下及向內延伸至修圓接觸端56。該接觸件垂直對稱於脊椎40之中心任一側，使得該接觸件之下半段具有平坦彈簧臂58、下接觸點60、平坦彈簧臂62、支撐彎曲件64、臂66及修圓接觸端68。一對接觸尖端70經設置於上接觸點及下接觸點48及60之對置邊緣上。在美國專 利第6,905,343號中揭示尖端70。
平坦彈簧臂58從下接觸支撐件44向下及向內延伸至相對於上接觸點48之下接觸點60。平坦彈簧臂62從下接觸點60向上及向外延伸至修圓支撐彎曲件64。臂66從支撐彎曲件64向上及向裡延伸至修圓接觸端68。遠離脊椎40之臂46及58之寬度下降以當該等臂受應力時分配應力。
接觸件22由一致厚度金屬條材料之一長且相對較窄之長度形成，該一致厚度金屬條材料彎曲成一長形圓周帶之形式，其中帶中之一間隙74在接觸修圓接觸端56與68之間。帶具有一連續圓周內部表面76及一連續圓周外部表面78。表面76及78垂直於延伸通過該帶之中心之一橫向平面80，如圖4中所繪示。如圖2中所展示，尖端32處之通道20之最小寬度82小於接觸件22之最大寬度84。
藉由將接觸件定位於通道之上(如圖2中所展示)，且接著將接觸件降低至通道內之圖3中展示之位置而將接觸件22插入至通道20內。利用寬端壁24上之脊椎40及窄端壁26上之臂50、54、62及66定位接觸件。在插入接觸件期間，脊椎(spine)上接觸支撐件及下接觸支撐件42及44沿壁24向下移動，且臂62經向下移動以接合窄端壁26之上凸輪表面30。臂58及62由上凸輪表面30繞曲且移動超過尖端32而返回至未壓縮之位置，其中接觸件插入至通道中，如圖3中所展示。接觸件在通道20中具有一寬鬆配裝，其在該通道中具有受限之自由垂直移動。上接觸支撐件及下接觸支撐件42及44支撐於壁24上。如圖3中所展示，接觸件22在一重力向下位置中，其中支撐彎曲件52在上凸輪表面30上且支撐彎曲件64從下凸輪表面31向內間隔。上接觸點48與板頂部表面14相鄰。下接觸點60與底部表面16之下間隔一較大距離。
將具有經插入且在重力向下方向中之接觸件(如圖3中所展示)之總成10置於下基板86上，如圖4中所繪示。該基板具有位於各接觸件 之下用於與下接觸點60接合之一接觸墊(圖中未繪示)，如所繪示。當總成被置於基板86上時，板12被降低直至下接觸點60接合基板上之墊且下凸輪表面31接合支撐彎曲件64，如圖4中所展示。接觸件22在通道20中上升至一上升位置。支撐彎曲件52在上凸輪表面30上。板12藉由重力被固持於圖4的適當位置中，且由接觸支撐彎曲件64與下凸輪表面31之間的接合支撐。板12位於基板86上之一距離88，如圖4中所繪示。接觸件22在通道20中上升，其中上接觸點48位於板之頂部上一距離90，距離90比下接觸點60位於板之底部之下的距離88更大。
利用圖4之位置中的接觸件將一上基板92置於板12的頂部上。上基板具有接合上接觸點48之接觸墊(圖中未繪示)。上基板92朝向下基板86降低以將上升之接觸件22按壓至通道20內。當接觸件首次由上基板92接合時，其等位於圖4中展示之位置。上接觸支撐件及下支撐件42及44沿壁24向下滑動。臂46向下彎曲至通道20內以將支撐彎曲件52移動至與上凸輪表面30之接合內，其中進一步沿上凸輪表面30向下降低基板92。此時，臂58向上彎曲，且支撐彎曲件64對應地沿下凸輪表面31向上移動。臂46及58之彎曲沿上基板92及下基板86上之接觸墊移動上接觸點及下接觸點48及60，以形成接觸件22及墊上之上接觸點及下接觸點48及60之對之間的擦電連接。
當壓縮接觸件22時，支撐彎曲件52及64沿上凸輪表面及下凸輪表面30及31向內移動，以使得支撐彎曲件52之上部分及下部分朝向寬端壁24彎曲直至修圓接觸端56及68彼此接合，且其中進一步朝向下基板86降低上基板92且折疊接觸件，該接觸件朝向壁24彎曲且離開與壁26之接合。參見圖5。
上基板92之進一步向下移動折疊基板抵於板12之頂部表面14及底部表面16，如圖6中所展示。在此移動期間，接觸件22進一步經壓縮且修圓接觸端56與68之間之實體接合的點被沿著端之相鄰表面向內 移動。比較圖5及圖6。備用接觸端56與68之間的電連接建立上接觸點及下接觸點48與60之間之一第二或備用電路路徑。
接觸點之間之一第一連續金屬電路路徑從上接觸點48延伸通過臂46、脊椎40及臂58至下接觸點60。一第二或備用連續金屬電路路徑從上接觸點48延伸通過臂50及臂54、修圓接觸端56及68及臂66及62至下接觸點60。
在通道20中壓縮接觸件期間，支撐彎曲件52及64旋轉離開與上凸輪表面及下凸輪表面30及31的接合。接觸件在通道中與沿壁24滑動之脊椎上接觸支撐件及下接觸支撐件42及44自由垂直移動。垂直移動之此自由性期望等化接觸件之頂部及底部上的接觸壓力，以確保一可靠電連接被形成於各上接觸點及下接觸點48、60與相鄰基板上之墊之間。
兩個上接觸點及下接觸點48與60之間的備用電路路徑減少接觸件之間的電阻，且減少板12中之接觸件之間的高速電感。
在折疊接觸件22及形成上接觸點及下接觸點48與60之間之第二備用電連接期間，插入物總成之製造中固有變動，其等組件及位置及該等組件之移動影響修圓接觸端56與68之間之連接。與對置基板上之接觸墊之配合從不會完美對稱。部分具有影響配合之尺寸公差。此等變動之結果係在折疊接觸件且形成修圓接觸端56與68之間之連接期間，支撐彎曲件52及64在不同時間接合上凸輪表面及下凸輪表面30及31使得修圓接觸端56及68沿彼此移動以形成端之間之擦壓連接。修圓接觸端56及68上之擦壓連接減少形成於圖6中展示之上接觸點及下接觸點48與60之間之第二或備用接觸路徑中之電阻。取決於其中支撐彎曲件52及64接合上凸輪表面及下凸輪表面30及31之順序，可由沿端68向內滑動之修圓接觸端56或沿修圓接觸端56向內滑動之修圓接觸端68形成擦拭接觸路徑。在所揭示之總成10中，修圓接觸端56與68之間之 擦拭距離可為0.15mm。
如圖6中所繪示，壓縮接觸件22包含從上接觸點48延伸橫跨板12之厚度至下接觸點60之一第一電路路徑94。壓縮接觸件亦包含延伸橫跨上接觸點及下接觸點48與60之間之板12之高度之一第二電路路徑96。兩個路徑94及96實質上延伸通過金屬接觸件22之完整長度以消除任何實質天線或用於接觸之電環圈之外部之接觸件之短管部分。消除短管防止電流輻射通過接觸件且因此減少接觸件中之信號損失。
10‧‧‧插入物總成
12‧‧‧平坦介電板
14‧‧‧頂部表面
16‧‧‧底部表面
18‧‧‧一致厚度
20‧‧‧接觸通道
22‧‧‧金屬接觸件
24‧‧‧壁
26‧‧‧窄端壁
28‧‧‧接觸固持突部
30‧‧‧上凸輪表面
31‧‧‧下凸輪表面
32‧‧‧尖端
36‧‧‧部分
38‧‧‧側壁部分
82‧‧‧最小寬度
84‧‧‧最大寬度

Claims (15)

  1. 一種插入物板總成，用於形成對置基板上之接觸墊之間的兩路徑電連接，該總成包括：一模製塑膠板，該模製塑膠板具有一頂部表面、一底部表面、該等表面之間之一一致厚度，及延伸通過該板之該厚度的複數個類似接觸通道，各通道包括對置寬端壁及窄端壁，該寬端壁垂直於該板之該頂部表面及該底部表面，且該窄端壁形成面向該寬端壁之一突部；及複數個金屬接觸件，當各接觸件不受壓縮時係定位於一通道中，各接觸件係由一致厚度金屬材料之一長形條製成，該一致厚度金屬材料經彎曲以形成具有垂直於一橫向平面之連續內部及外部圓周表面之一環圈，接觸端在該條上，當該接觸件不受壓縮時，一間隙分離該等接觸端，該條中之一剛性脊椎從該等接觸端橫跨，對置接觸點在該接觸件之該頂部表面及該底部表面處，且一支撐彎曲件在各接觸點與一接觸端之間，各接觸點在該脊椎與一接觸端之間，當該接觸件不受壓縮時，該等接觸點間隔開大於該板之該厚度之一距離；當各接觸件不受壓縮時，在該突部之上及之下的位置中具有大於該突部處之該通道之該最小寬度之一最大寬度，使得該接觸件被侷限於該通道中但當不受壓縮時則在該通道中垂直移動；各接觸件在該通道中具有一受壓縮位置，其中該等接觸點接合該板頂部表面之上及該底部表面之下之基板上的墊，關閉該間隙，該等端條(end strips)在該通道中彼此接合以形成一電連接，且該等支撐彎曲件從該窄端壁向內間隔；藉此該等壓縮之連接器之各者形成該等接觸點之間的備用電路路徑，一個電路路徑延伸通過該脊椎，且另一電路路徑延伸通過該支撐彎曲件、該等自由端及該電連接。
  2. 如請求項1之總成，其包含該等接觸自由端之間之一擦電連接。
  3. 如請求項2之總成，其中該電連接具有大約0.15mm之一擦拭距離。
  4. 如請求項3之總成，其中該等自由端係修圓的，且該等擦電連接圍繞各自由端延伸。
  5. 如請求項1之總成，其中各金屬接觸件係由具有大約0.043mm之一厚度的條材料形成。
  6. 如請求項5之總成，其中該條材料係金塗佈鈹銅。
  7. 如請求項1之總成，其中各接觸件係垂直對稱。
  8. 如請求項1之總成，其中各接觸件包含各接觸點與一修圓端之間之兩個通常為平坦的彈簧臂，且各支撐彎曲件係在兩個條之間。
  9. 如請求項1之總成，其中各接觸端具有一外部修圓表面，該電連接在兩個接觸端處延伸通過該等外部修圓表面。
  10. 如請求項1之總成，其中各接觸件係由該條組成。
  11. 如請求項1之總成，其中在各通道中，該接觸脊椎包含接合該寬端壁之間隔的支撐件，其中該接觸件在該通道中垂直移動。
  12. 一種形成對置基板上之接觸墊之間之備用電連接之方法，其包括以下步驟：A.提供一平坦介電板，該平坦介電板具有頂部表面及底部表面、一一致厚度，及延伸通過該板之該厚度之複數個接觸通道，各通道具有一寬壁及具有一突部之一對置窄壁；B.提供複數個金屬接觸件，各接觸件具有一彈性圓周條本體，該彈性圓周條本體形成具有當接觸件不受壓縮時間隔開之各接觸端之一帶、相對於該等端之一剛性脊椎、該等端與脊柱之間之接觸點，及該等接觸點與該等端之間之支撐彎曲件； C.將該等金屬接觸件寬鬆定位於該等接觸通道中，其中該等脊椎在壁上，且各接觸件之一個支撐彎曲件接合一突部，且該等接觸端位於該等突部之上及之下，用於在該通道中自由垂直移動；D.將上基板及下基板移動至該板之該頂部表面及該底部表面上，以形成該等基板及該等接觸點上之墊之間的電連接，且將該等接觸端移動遠離該突部且移動至該通道之該中心之與彼此的實體接觸內，以形成該等接觸端之間之一電連接；及E.在該等接觸點之間形成備用電路路徑，其中一第一電路路徑延伸通過該脊椎，且一第二電路路徑延伸通過該等支撐彎曲件、該等接觸端及該等點之間之該電連接。
  13. 如請求項12之方法，其包含以下步驟：F.在各接觸件之該等端之間形成一擦電連接。
  14. 如請求項12之方法，其包含以下步驟：G.藉由共同旋轉該等接觸端來形成該電連接。
  15. 如請求項12之方法，其中在步驟D期間，旋轉該等支撐彎曲件遠離該突部。
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