TWI590739B - Surface mounted metal shrapnel with double limit stop - Google Patents

Description

具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片

本發明係關於一種表面安裝彈片，尤其是一種具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片。

以往電子業界所用的彈片是以一種片狀材料如鈹銅、磷青銅、不銹鋼等金屬沖壓並彎折製成，再以表面安裝(SMT)方式焊固在一電路板上，利用彈片本身之金屬材質彎折後所具有之彈力，可做為其他元件與電路板電性連接之用，利用接地(Grounding)或電磁防護(EMI,electro-magnetic interference)等作用之連接，或者進一步作為一般機構接觸的緩衝。

請參閱圖1所示，為申請人所擁有新型公告第573919號的具抗拉作用之表面安裝彈片架構圖，主要包含安裝段11、彈性臂段12，及抵接段13、一第一延伸段14及一第二延伸段15。使用彈片1應用在一電路板2上而提供電性導接或彈性接觸的緩衝。

安裝段11位於圖式下方，並具有一定面積，供焊接至電路板上的預定接墊(pad)上，其相反兩端各形成有第一端部111及第二端部112；連接第一端部111和第二端部112間的兩側邊則分別形成有一個內凹的缺口114。彈性臂段12連接於安裝段11的第一端部111，並由第一端部111以一個傾斜角度彎折向上延伸，再由彈性臂段12的另一端彎折延伸出 一抵接段13，抵接段13與安裝段11大致平行且位於彈性臂段12的相同側。抵接段13相反於連接彈性臂段12端緣另向下彎折，並向安裝段11方向延伸出第一延伸段14。

此既有技術的主要技術特徵在於：第一延伸段14是由抵接段13向下彎折延伸，並包括兩個從側邊形成的內凹缺口作為第一限位部141、及一個位於第一限位部141下方的橫向外伸干涉部142。兩段第二延伸段15則是彼此相間隔、且分別連接於安裝段11的第二端部112，每一個第二延伸段15都是從第二端部112向抵接段13與安裝段11中間的空間內彎折延伸，使第二延伸段15分別對應先穿過第一限位部141，再彎折向下而供彎折延伸進入上述對應缺口114中，形成焊接部152，當焊接部152與安裝段11共同焊接於電路板2時，如圖2所示，第二延伸段15與安裝段11中間可共同構成一個略呈三角形的侷限空間150，而第一延伸段14的橫向外伸干涉部142將被限制在侷限空間150內活動。透過此設計，可使得彈片受到一定程度的外力拉扯時，可因此具有抵抗拉力，避免第一延伸段14與第二延伸段15被拉扯分離。

請一併參考如圖3所示，此種結構的表面安裝彈片受外力下壓時，彈性臂段12將沿圖中逆時針方向後倒，第一延伸段14隨之傾倒並且下移，直到橫向外伸干涉部142抵接至侷限空間150的三角形右下方為止。然而，正如圖3所示，一方面此種彈片受壓後的最低高度相當高，不能符合現今電子產品輕薄短小的潮流趨勢，另方面由於產品的整體高度往往只有3厘米(mm)上下，使得僅能在侷限空間150中上下移動的橫向外伸干涉部142的容許行程，往往被進一步限縮在1.5mm的範圍內，這也使得 彈片的緩衝上下程度被大幅侷限。尤其在受力下壓形變至低點時，由於是單純依賴第一延伸段14的橫向外伸干涉部142抵接至侷限空間150的三角形右下方，因此承受下壓力的第一延伸段14極可能如圖4所示，在形成有第一限位部141的最脆弱區段產生非預期的彎折永久形變，即使外力去除後，彈片也無法保持原有結構與功效。

在申請人完成申請並將上述產品於市場公開販售後，眾多類似的專利申請紛紛隨後提出，如圖5及圖6所示新型第92203274號「接地彈片(一)」，其主要架構包括安裝段21、彈性臂段22、抵接段23、第一延伸段24均與上述彈片相類似，主要差別在於兩個第二延伸段25是由安裝段21後方的兩側邊向上彎折延伸而成，且每個第二延伸段25中形成有一個上下延伸的槽孔250，讓第一延伸段24的橫向外伸干涉部242被限制在上下方向移動。同樣地，此種彈片結構仍然有上述行程過短以及最終下壓高度過高的問題。

再如圖7及圖8所示新型第94209477號「防止電磁干擾之彈片結構」，其主要結構如安裝段31、彈性臂段32、抵接段33、第一延伸段34也均與上述彈片相類似，主要差異在於第一延伸段34的最下方端緣形成有一個向前彎折的自由端，且第二延伸段35是由安裝段31的後方端緣312向上彎折延伸，並且由側方延伸出彼此共同構成一個限位圈的兩臂，向前環抱住第一延伸段34，讓第一延伸段34不易在左右方向位移。然而，此種結構不僅存在上述行程過短以及最終下壓高度過高的問題，尤其是在不慎向上拉扯第一延伸段34時，由於第二延伸段35並沒有夠堅強的抗拉結構，其抗拉效果都遠遜於上述各種彈片。

又如圖9及圖10新型第94217156號「封閉式彈片」，其主要結構如安裝段41、彈性臂段42、抵接段43、第一延伸段44也均與上述彈片相類似，主要差異在於第一延伸段44的末梢是經過兩次彎折而返回向上，而第二延伸段45是由安裝段41兩橫向側面向上彎折延伸，並且彼此以末端相向彎折延伸，藉以卡制第一延伸段44的反向彎折尾部。此種設計同樣無法解決上述行程過短以及最終下壓高度過高的問題，更因為第一延伸段44與第二延伸段45彼此沒有真正的干涉配合，一旦將抵接段43下壓，就會造成卡制鬆脫的問題，再者，在抗拉的效果方面也仍然極其有限。

因此，如何在確保抗拉效果的情況下，能夠額外提供較長的下壓行程，讓最終下壓高度縮減至最低，尤其能進一步提供絕佳的抗壓與抗拉特性，將是本發明改良的核心所在。

本發明之目的在於提供一種具有絕佳的抗壓與抗拉特性的具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片。

本發明之另一目的在於提供一種側邊形成有供支撐附加壓力、減緩彈片受到過度壓力之結構的具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片。

本發明之另一目的在於提供一種側邊形成有供限制彈片受到施加拉力時，令彈片向外拉扯的程度受到限制的具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片。

依照本發明揭露之一種具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片，包括：一個安裝段，供接觸及焊接至一電路板，該安裝段具有一 個前端緣、一個相反於該前端緣的後端緣、及兩個分別連接該前端緣及後端緣的側緣，其中前述兩側緣分別形成有至少一個橫向內縮部；一個彈臂段，包括一個由該安裝段前端緣彎折延伸的寬彎折延伸部、及一個由該寬彎折延伸部向後延伸的橫向窄化部，其中該寬彎折延伸部和該橫向窄化部至少一者上形成有一個平坦吸附區；一個由該彈臂段橫向窄化部遠離該寬彎折延伸部的端緣彎折、並朝向該安裝段延伸的抗拉段，該抗拉段具有一段兩側寬度均大於上述橫向窄化部的橫向擴張擋止部；及兩個分別由該安裝段後端緣彎折延伸、供限位上述橫向擴張擋止部的止高限位段，前述止高限位段分別具有延伸自該安裝段後端緣的上升部、及遠離該上升部且末端供對應上述橫向內縮部的下降固定部，其中，前述止高限位段的前後延伸距離大於前述上升部與下降固定部的高度。

由於本案之具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片，是透過止高限位段增加對下壓的支撐的強度，當彈臂段受到壓力，下降至一定程度時，便可受到止高限位段的支撐，使得彈臂段不會完全承受所有的壓力，再者，當彈臂段受到向外的拉力時，亦可受到止高限位段保護，令彈臂段向外拉扯的程度受到限制，使得本案之金屬彈片能夠具有絕佳的抗壓與抗拉的特性，以達成上述所有之目的。

12、22、32、42‧‧‧彈性臂段

13、23、33、43‧‧‧抵接段

14、24、34、44‧‧‧第一延伸段

15、25、35、45‧‧‧第二延伸段

111‧‧‧第一端部

112‧‧‧第二端部

114‧‧‧缺口

141‧‧‧第一限位部

142、242‧‧‧橫向外伸干涉部

150‧‧‧侷限空間

152‧‧‧焊接部

2‧‧‧電路板

1‧‧‧彈片

250‧‧‧槽孔

312‧‧‧後方端緣

11、21、31、41、71、71”‧‧‧安裝段

72、72'''‧‧‧彈臂段

73、73”‧‧‧抗拉段

74、74’‧‧‧止高限位段

711‧‧‧前端緣

712‧‧‧後端緣

713、713’‧‧‧側緣

7130‧‧‧橫向內縮部

721、721'''‧‧‧寬彎折延伸部

722、722'''‧‧‧橫向窄化部

7210、7211、7211'''‧‧‧平坦吸附區

7221、7221”‧‧‧傾斜上升區

731‧‧‧橫向擴張擋止部

7220、7220”、7220'''‧‧‧銜接受壓區

7222‧‧‧上突加強肋

741‧‧‧上升部

742、742’‧‧‧下降固定部

743、743”‧‧‧止高擋牆部

圖1是習知具抗拉作用之表面安裝彈片的示意圖；圖2是圖1之表面安裝彈片的側視圖；圖3是圖2之表面安裝彈片受壓彎折的側視圖； 圖4是圖3之表面安裝彈片受壓彎折產生非預期之彎折永久形變的側視圖；圖5是習知接地彈片(一)的示意圖；圖6是圖5之接地彈片(一)的側示圖；圖7是習知防止電磁干擾之彈片結構的示意圖；圖8是圖7之彈片的側視圖；圖9是習知封閉式彈片的示意圖；圖10是圖9之封閉式彈片的側示圖；圖11是本案之具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片之第一較佳實施例的示意圖；圖12是圖11之表面安裝金屬彈片的側視圖；圖13是圖12之表面安裝金屬彈片受壓彎折的側視圖；圖14是本案之具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片之第二較佳實施例的示意圖，說明下降固定部是朝向側緣方向彎折延伸；圖15是圖14之表面安裝金屬彈片的側視圖；圖16是本案之具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片之第三較佳實施例的示意圖，說明銜接受壓區是呈直接的彎折；圖17是圖16之表面安裝金屬彈片受壓彎折的側視圖；及圖18是本案之具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片之第四較佳實施例的示意圖，說明彈臂段的寬彎折延伸部及橫向窄化部是呈同一角度的延伸。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現；相同或相似的 元件，將以相似的標號標示。

本案之具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片的第一較佳實施例，如圖11及圖12所示，包括安裝段71、彈臂段72、抗拉段73、止高限位段74，其中安裝段71是供接觸及焊接至電路板的焊接面上，為便於說明，在此定義安裝段的四邊分別為前端緣711、相反於前端緣711的後端緣712、及兩個連接前端緣711與後端緣712的側緣713。兩側緣713則各形成有一個彼此相互對應的橫向內縮部7130，而彈臂段72則包括有從安裝段71前端緣711彎折延伸的寬彎折延伸部721及後續的橫向窄化部722；在本例中，橫向窄化部722是由寬彎折延伸部721的後端再向後延伸，且寬彎折延伸部721在未受外力作用時，是與安裝段71平行延伸，因此可以供表面安裝時的吸嘴吸取，故在本例中，寬彎折延伸部721亦可以一部份作為平坦吸附區7210；橫向窄化部722則包括一個與平坦吸附區7210夾一角度的傾斜上升區7221。

抗拉段73是由彈臂段橫向窄化部722從遠離寬彎折延伸部721的端緣彎折，並朝向安裝段71延伸，其中抗拉段73更具有一段兩側寬度比橫向窄化部722擴大的橫向擴張擋止部731，且在本例中，傾斜上升區7221更包括一段朝向抗拉段73彎延的銜接受壓區7220，且銜接受壓區7220的彎折處，更形成有一個上突加強肋7222，以增加銜接受壓區7220的結構強度。由於本例中的銜接受壓區7220也形成有一段未受外力作用時，平行於安裝段71的平坦表面，因此可以聽憑使用者需求，將該處訂為可供吸嘴吸附的平坦吸附區7211。

而止高限位段74則可區分為上升部741、下降固定部742 及止高擋牆部743，其中上升部741是從安裝段71後端緣712向上彎折延伸，止高擋牆部743則是由上升部741朝向安裝段71的前端緣711方向彎折延伸，下降固定部742則由止高擋牆部743遠離上升部741的端緣向下彎折延伸，最終延伸至對應橫向內縮部7130的位置，且對應於安裝段71的平面。因此，當安裝段71被焊接至電路板時，下降固定部742的端緣可同時被焊接至電路板上，且止高限位段74前後延伸的長度距離，更是大於上升部741及下降固定部742的高度；尤其在本例中，與安裝段71相平行的止高擋牆部743，前後方向延伸的長度略等於安裝段71前後距離的一半。

因此，當本例之金屬彈片焊接於電路板上，受到其它電子元件安裝設置所施加的壓力，便會令彈臂段72產生對應的形變，進而導致銜接受壓區7220朝向安裝段71下降，一併參考如圖13所示，當銜接受壓區7220下降至與止高限位段74呈同樣高度時，下壓的元件便會受到止高限位段74的抵擋支撐，不易再繼續下壓，使得彈臂段72及銜接受壓區7220不會受到過度的壓力而造成永久性結構形變的損壞。再者，當施以一個反向拉力，使銜接受壓區7220朝向遠離安裝段71方向拉扯時，由於橫向擴張擋止部731與止高限位段74的干涉作用，使得被拉扯時的移動距離受到限位，以保護彈片不會因為受到拉扯而輕易造成永久形變的損壞。

本案之具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片的第二較佳實施例，如圖14及圖15所示，在本例中，下降固定部742’相對於止高擋牆部(未標號)的彎折，則是大致沿著平行於安裝段側緣713’的方向彎折延伸，由於下降固定部742’焊接的接觸面增加，可使得止高限位段74’的抗拉及支撐的程度因而獲得提升，另方面，安裝段中的橫向內縮部也不需要太 過凹入。

本案之具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片的第三較佳實施例，如圖16及圖17所示，在本例中，止高擋牆部743”的長度，是安裝段71”前後距離的一半以上，因此具有足夠的空間供抗拉段73”被完全收納，再者，由於本例之銜接受壓區7220”是傾斜上升區7221”與抗拉段73”之間直接的彎折，令銜接受壓區7220”的長度距離變的較短，因此，當本例之金屬彈片在承受壓力時，銜接受壓區7220”便可以被下壓並與止高擋牆部743”呈同樣高度，使得本例之金屬彈片在受壓時能到達到厚度更薄的結構。

本案之具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片的第四較佳實施例，如圖18所示，在本例中，彈臂段72'''的寬彎折延伸部721'''及橫向窄化部722'''是呈同一角度的延伸，並僅在銜接受壓區7220'''的表面位置，形成有可供吸嘴吸附的平坦吸附區7211'''，並具有同樣的彈性保護結構。

由於本案之具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片，可透過止高限位段增加對下壓的支撐強度，因此，當彈臂段受到壓力下降至一定程度時，便能受到止高限位段的支撐，藉以降低彈臂段所受的壓力，以及當彈臂段受到向外的拉力時，亦能透過止高限位段的保護，使得彈臂段向外拉扯的程度受到限制，而且，銜接受壓區更可形成有上突加強肋，使得本案之金屬彈片能夠具有絕佳的抗壓與抗拉的特性，以達成上述所有之目的。

惟以上所述者，僅本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所 作簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

71‧‧‧安裝段

72‧‧‧彈臂段

73‧‧‧抗拉段

74‧‧‧止高限位段

7130‧‧‧橫向內縮部

721‧‧‧寬彎折延伸部

722‧‧‧橫向窄化部

7210、7211‧‧‧平坦吸附區

7221‧‧‧傾斜上升區

731‧‧‧橫向擴張擋止部

7220‧‧‧銜接受壓區

7222‧‧‧上突加強肋

Claims (3)

1. 一種具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片，包括：一個安裝段，供接觸及焊接至一電路板，該安裝段具有一個前端緣、一個相反於該前端緣的後端緣、及兩個分別連接該前端緣及後端緣的側緣，其中前述兩側緣分別形成有至少一個橫向內縮部；一個彈臂段，包括一個由該安裝段前端緣彎折延伸的寬彎折延伸部、及一個由該寬彎折延伸部向後延伸的橫向窄化部，其中該寬彎折延伸部和該橫向窄化部至少一者上形成有一個平坦吸附區；一個由該彈臂段橫向窄化部遠離該寬彎折延伸部的端緣彎折、並朝向該安裝段延伸的抗拉段，該抗拉段具有一段兩側寬度均大於上述橫向窄化部的橫向擴張擋止部，其中該彈臂段更包括一段與該安裝段夾一角度的傾斜上升區，及一段由該傾斜上升區彎折延伸且介於該傾斜上升區與該抗拉段間的銜接受壓區；及兩個分別由該安裝段後端緣彎折延伸、供限位上述橫向擴張擋止部的止高限位段，前述止高限位段分別具有延伸自該安裝段後端緣的上升部、延伸自上述上升部的止高擋牆部、及遠離該上升部而彎折延伸自前述止高擋牆部且末端供對應上述橫向內縮部的下降固定部，使得當上述彈臂段受壓下降時，上述銜接受壓區可被壓低至與上述兩個止高擋牆部呈同樣高度，藉此，上述彈臂段不會受到過度壓力而造成永久性結構形變；其中，前述止高限位段的前後延伸距離大於前述上升部與下降固定部的高度。
2. 如申請專利範圍第1項所述的具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈片，其中該平坦吸附區是成型於該橫向窄化部。
3. 如申請專利範圍第1項所述的具有雙側止高限位段的表面安裝金屬彈 片，其中該銜接受壓區更形成有一上突加強肋。