TWI693008B - 具有止高基座及前突懸臂的表面安裝減偏彈片 - Google Patents

Abstract

一種具有止高基座及前突懸臂的表面安裝減偏彈片，包括：一吸附基礎段；兩個自吸附基礎段相對側面下彎延伸預定高度的止高側壁段，兩個分別由止高側壁段底緣彎折而相向延伸、供焊接至電路板的安裝段；一個由吸附基礎段延伸彎折、且與安裝段間隔的彈性臂段，該彈性臂段包括一個由吸附基礎段前突延伸的前突部，由前突部朝安裝段彎折延伸的下彎部，及由下彎部朝向遠離安裝段延伸、經吸附基礎段和安裝段間的預定間隔至超過止高側壁段的懸臂部：以及由懸臂部遠離下彎部的端緣反向彎折、形成一個朝向安裝段延伸的彎折支撐段。

Description

具有止高基座及前突懸臂的表面安裝減偏彈片

本發明是一種表面安裝彈片，尤其是一種具有止高基座及前突懸臂的表面安裝減偏彈片。

電子業界所用之彈片是以例如磷青銅、不鏽鋼等金屬材料經過沖壓、彎折及加熱定型等步驟製成，再以表面安裝(Surface-mount technology,SMT)技術焊接固定於一電路板上，藉由彈片本身的金屬材質經由彎折所具有的彈性回復力，作為電路元件間的導電接觸、傳遞訊號、或以機械彈力提供受壓緩衝之用。由於電子裝置逐漸微型化，電路板上所規劃的焊接墊面積也被要求縮減。

如圖1所示，以往彈片9在受壓時，彈性臂90和吸附部92往往一方面會受力向下壓縮，另方面則會如虛線所示，沿著弧形方向朝向圖式左後傾倒，使得電路板上除原本供焊接的長度L外，還需要額外預留一些讓彈性臂90和吸附部92向後倒的行程空間，因此在電路板上實際佔用的前後長度將由原本標示的L伸長為L’，而此種彈片結構的彈性接觸部，也會因為彈性臂被下壓時的旋轉而偏移，造成圖式上方的物件接觸彈片的位置改變，這種情況通常在彈性臂行程愈長的情況下，偏移愈嚴重。

此外，一般彈片為保護彈性臂不被輕易過度施壓而損壞，還 有如圖2所示的結構設計，讓焊接段96的左右兩側向上彎折延伸，構成彼此大致平行的兩個側壁94，如果彈性臂90被過度下壓，就由直立的側壁94分擔部分壓力，增加整體的結構強度。然而，由焊接段96向上延伸的側壁94在受壓時，仍有歪倒損壞的問題，而且歪倒後，還會干擾電路板上左右兩側的其他元件。因此，在該前案中，彈性臂90除原本就有的上下彎折外，還額外設計有左右兩個側彎後向下延伸再彎折的彈腳98，確保彈性臂90受力下壓的結構不易損壞。這種結構雖然降低彈性臂90損壞的機率，但是考量目前常見的彈片規格，一般所謂0402的標準尺寸，就是焊接面積的長度0.04英吋，寬度0.02英吋，換為公制分別為區區1毫米長、0.5毫米寬的範圍。在這樣微小尺寸內進行多個複雜角度的彎折，模具的設計相當困難，由此，不僅影響產品的產出效率，產品良率也會隨之降低，成本因而大增。另方面，此種彈片同樣會因為彈性臂向後傾倒而在受壓下彎時，改變上方接觸點位置而造成偏移，使得對應的天線或其他電子元件無法順利微型化。

因此，如何順利減縮彈片於電路板上所佔據的面積；且在吸附過程中可以提供理想的吸附基礎段，降低吸附不良而掉落的機率，提高產出效率以利於自動化表面安裝；又能保持良好的預定結構，以提供良好的導電接觸、訊號傳遞、或以機械彈力提供受壓緩衝及支撐保護之效果，尤其是彈性臂受下壓力彈性形變時，接觸點位置偏移量可以縮減，將是本案所要的解決重點。

本發明的一目的在於提供一種具有止高基座及前突懸臂的表面安裝減偏彈片，藉由巧妙的繫帶位置設計，讓所佔用電路板的安裝面 積順利縮小，符合微型化需求。

本發明的另一目的在於提供一種吸附基礎段結構穩定的具有止高基座及前突懸臂的表面安裝減偏彈片，降低吸附時的掉落機率，提升表面安裝的產出效率。

本發明的又一目的在於提供一種具有止高基座及前突懸臂的表面安裝減偏彈片，藉由止高基座保護彈性臂段在承受過度壓力時的結構安全，確保產品性能，不易變形。

本發明的再一目的在於提供一種具有止高基座及前突懸臂的表面安裝減偏彈片，藉由前突懸臂的結構，補償彈性臂受力下彎時的位移量，減少偏移而確保產品接觸點位置精準。

依上述本案揭露的一種具有止高基座及前突懸臂的表面安裝減偏彈片，是供焊接至一片電路板，該表面安裝懸臂彈片包括：一個吸附基礎段；兩個分別自上述吸附基礎段的相對側面下彎延伸一個預定高度的止高側壁段，其中每一上述止高側壁段分別具有一個連結上述吸附基礎段的頂緣，以及相反於前述頂緣的底緣；兩段分別由上述兩底緣彎折、與上述吸附基礎段間保持有一預定間隔而相向延伸、並供焊接至上述電路板的安裝段；一個由上述吸附基礎段延伸彎折、且與上述安裝段間留有一間隔而設置的彈性臂段，該彈性臂段包括一個由前述吸附基礎段前突延伸的前突部，一個由上述前突部朝向上述安裝段彎折延伸的下彎部，以及一個由前述下彎部朝向遠離上述安裝段延伸、經上述吸附基礎段和安裝段間的上述預定間隔至超過上述止高側壁段的懸臂部：以及由上述懸臂部遠離上述下彎部的端緣反向彎折、形成一個朝向上述安裝段延伸的彎折支撐段， 其中前述彎折支撐段與上述安裝段的距離小於上述懸臂部突出上述止高側壁段的距離。

透過本案所揭露之具有止高基座及前突懸臂的表面安裝減偏彈片，藉由前突懸臂的受力反相旋動，有效補償彈性臂受力下彎時的偏移，使得接觸點偏移有效縮減；且藉著吸附基礎段、止高側壁段和安裝段所共同環抱而成的止高基座，支撐保護前述彈性臂段，使前述彈性臂段的受壓部受壓位移至低於前述吸附基礎段時，不至於輕易因受壓而變形；懸臂段的巧妙繫帶設計，讓彈片的微型化成為可能；尤其吸附基礎段直接作為止高基座的一部份，受到止高側壁段的穩固支撐，讓吸嘴吸取搬移時，沒有大量公差或受壓退縮的問題，降低吸附掉落率，一舉解決上述問題。

1、1’‧‧‧吸附基礎段

2、2’、2”‧‧‧止高側壁段

22‧‧‧頂緣

24、24’‧‧‧底緣

3、3’、3”‧‧‧安裝段

32‧‧‧對接緣

34”‧‧‧輔助腳部

4、4’‧‧‧彈性臂段

42‧‧‧前突部

44、44’、44”‧‧‧下彎部

46‧‧‧懸臂部

48‧‧‧加強肋部

5‧‧‧彎折支撐段

6”‧‧‧環繞選焊段

7‧‧‧電路板

8‧‧‧金屬片材

80‧‧‧繫帶

82‧‧‧繫料點

9‧‧‧彈片

90‧‧‧彈性臂

92‧‧‧吸附部

94‧‧‧側壁

96‧‧‧焊接段

98‧‧‧彈腳

圖1為一種習知技術的立體示意圖。

圖2為另一習知技術的立體示意圖。

圖3為本發明具有止高基座及前突懸臂的表面安裝減偏彈片第一較佳實施例的立體圖。

圖4為圖3實施例的右側視圖。

圖5為圖3實施例的前視圖。

圖6為圖3實施例的左側剖視示意圖，說明本彈片在未受力作用時的彈性臂段位置。

圖7為圖3實施例的左側剖視示意圖，說明本彈片在受力下壓形變時的彈性臂段位置。

圖8為圖3實施例表面安裝至電路板上的立體示意圖。

圖9是製造圖3實施例的金屬片材尚未被彎折且繫帶尚未沖斷前的俯視示意圖，說明本發明彈片繫帶設計位置的巧思，使得彈片微型化成為可能。

圖10是本發明具有止高基座及前突懸臂的表面安裝減偏彈片第二較佳實施例的前視圖。

圖11是本發明具有止高基座及前突懸臂的表面安裝減偏彈片第三較佳實施例的立體圖。

相關本案相關技術內容、特點及功效，於下述搭配參考圖式之較佳實施例的詳細說明，將可清晰呈現，於各實施例中相同的元件以相似之標號標示。

本案具有止高基座及前突懸臂的表面安裝減偏彈片的第一較佳實施例，如圖3至6所示，包括：作為金屬片材連結中心位置的吸附基礎段1；兩個分別自上述吸附基礎段1的相對側面下彎延伸一個預定高度的止高側壁段2，為便於說明起見，在此將止高側壁段2依照圖式方向，定義在圖的上方為頂緣22，下方則為底緣24；兩個止高側壁段的底緣24處，相向彎折延伸出兩個安裝段3，在本例中，兩個安裝段3彼此以一個細微的間隔互補，共同構成一個供焊接到電路板上焊墊位置的焊接面，為便於說明，在此將間隔兩側稱為對接緣32；吸附基礎段1的另一側則延伸彈性臂段4，彈性臂段4分成大致和吸附基礎段共平面的前突部42，由前突部42朝向安裝段彎折延伸的下彎部44，以及由下彎部44再反折向上的懸臂部46；以及由懸臂部46反向彎折朝向上述安裝段3延伸的彎折支撐段5。

由於吸附基礎段1和兩個安裝段3大致平行，而且其中保持有對應於止高側壁段2的預定間隔高度，因此可以提供表面安裝吸嘴吸附，並且使得彈性臂段4的懸臂部46可以由下彎部44的最下方邊緣上彎，穿經這個間隔而在高度方向翹高到超過吸附基礎段1平面，並且再度下彎而延伸出彎折支撐段5。

在本案中，懸臂部46遠離下彎部44的尾部在未受力狀態下，是暴露於吸附基礎段1的上方，因此當上方的電子元件(圖未示)相對接近下壓時，將會最先抵壓到懸臂部46和彎折支撐段5銜接的部分，並迫使彈性臂段4和彎折支撐段5循著圖式的逆時針方向旋轉彎折形變，為增強這個供抵壓接觸連接部位的結構強度，在本例中，該部位形成有一段朝遠離上述安裝段3的上凸形加強肋，故稱該部位為加強肋部48；當然，熟悉本技術領域人士可以輕易理解，加強肋部48未必侷限於突起狀，也不一定只有一條，甚至可以僅是一個單獨凸點，均無礙於本發明的實施。

另如圖7及圖8所示，由於吸附基礎段1和兩側的止高側壁段2的頂緣22相連，而止高側壁段2的底緣又連接到安裝段3，隨著安裝段3被焊固在電路板7上，使得當上方的電路元件下壓時，吸附基礎段1是無法移動或旋轉，真正的可以發生轉動形變的軸心是前突部42和吸附基礎段1的銜接緣，造成前突部42左側稍微上彎，下彎部44則是朝向圖式的左側偏移扭轉，也因此消減懸臂部46下彎所造成的加強肋部48向右偏移問題，讓本發明所揭露的彈臂，在受壓形變過程中，可以大幅減少受壓接觸部位的偏移量至幾乎可以忽略。

且因為彎折支撐段5與安裝段3的最短距離，小於懸臂部46 突出止高側壁段2的距離，所以在加強肋部48被壓低至一個預定高度後，彎折支撐段5會先接觸到安裝段3，並且因為彈性形變而提供增強的回復力，避免由彈性臂段4單獨吸收下壓力而導致永久形變；隨後，當下壓的程度繼續增大，彈性肋部48將會被壓縮至與吸附基礎段1和止高側壁段2頂緣22的高度齊平，此時，由吸附基礎段1、止高側壁段2和安裝段3所共同構成的止高基座將發揮支撐作用，保護內縮的彈性臂段4不會損壞。由於前突部42的巧妙設計，懸臂部46不僅在橫向必須稍微延長，並且此部分的延長，將會帶來整個彈性臂段4長度的兩倍增長，讓下壓產生的總形變量，分由更長的金屬片材承受，產品可反覆受壓次數因而提高，並且在例如僅僅1.6毫米(mm)的彈片總高度情況下，受壓的加強肋部48可以達成0.7mm的向下饋縮量，同時接觸點的橫向偏移量則可以被忽略不計。也因為彈性臂段4不會因下壓而偏移甚至後倒，完全不會影響周圍的元件，有效節約所佔用的安裝面積，讓電路板上的其他空間可以完全讓其他元件彈性使用，達到符合微型化的目標需求。

在本例中，最超越現有技術的結構設計，則在於採用下彎部44作為繫料點，如圖9所示，目前自動化沖壓製造的金屬彈片，都是從一條金屬片材8開始，先將多餘部分沖壓去除，留下所有製造彎折彈片所需的部分，以及一條用以連結所有材料的繫帶80，在整體彈片由平坦片材逐步彎折成型如最右側的單顆彈片後，再將繫帶80由繫料點82沖斷，收集已經成型的彈片進行例如電鍍或熱處理的後續製程。然而，繫帶80所需要的寬度至少要0.5mm，且通常左右對稱，也就是，如果繫料點為平行設計，該側面就要留下1mm以上的繫料寬度，這對於目前業界所需要的彈片微型化需 求，會構成極大的限制。以業界常見的0402規格為例，一般所謂0402的標準尺寸，就是焊接面積的長度0.04英吋，寬度0.02英吋，換為公制分別為區區1mm長、0.5mm寬的範圍，在此長寬距離內，要容納彼此並排的兩個繫料點，根本就不可能；即使將標準放寬，改為業界常見的0603規格，也不過是1.5mm和0.75mm的長寬距離，同樣無法容許並排存在的繫料點存在。因此，如本例中，是利用下彎部的兩個平坦的側緣440作為繫料點，即使是0402規格的彈片，只要在高度方向存有0.9mm，就可以保留0.5mm的空間容納下彎部44在高度方向延伸，並且繫料點拉伸在兩個相對的側緣，每一側僅需0.5mm，整體彈片尺寸因而可以充分微型化，依照目前技術，造出的彈片最小可以達到長度1mm，寬度0.5mm，高度1.6mm，且饋縮量達0.7mm，受壓時卻幾乎毫無側向偏移，大幅超越現有各式產品。

本實施例中的下彎部側壁都是採取外擴的平面型態，使得下彎部44由前方看來，具有大於吸附基礎段1的寬度，藉此在電鍍或自動化收納至料帶的過程中完全遮蔽前側開口，減少相互干涉的機率；且彈性臂段4則具有大致等同於吸附基礎段1的寬度，藉此提供較大的抗壓性。但如熟悉本技術領域人士所能輕易理解，該結構僅為本案的單一實施例，並不是必要限制，請一併參考圖10，本發明第二較佳實施例，其中和前一實施例相同部分在此不再贅述。

在本例的兩個止高側壁段2’的底緣，並非都彎折延伸有彼此互補的安裝段，而是一側安裝段3’較寬，另一側則僅以止高側壁段2’的底緣24’作為安裝段3’，供焊接至電路板上的焊墊；此外，本例中的下彎部44’也不具有大於吸附基礎段1’的寬度，僅保持與吸附基礎段1’和彈性臂段4’相對 應的寬度即可。

由於本發明的前突部設計，使得懸臂部對應伸長，共同增加彈性臂段的長度，有效提高塑性形變的範圍，並且藉由吸附基礎段、止高側壁段和安裝段所共同環抱形成的止高基座協助支撐保障，確保產品不易變形；此外，吸附基礎段本身受到兩側止高側壁段的支持，不易變形，即使在微型化後，還可以選擇性地和前突部共同提供機具吸附，確保表面安裝的吸附過程中不易掉落，提升表面安裝的產出效率；加以，前突懸臂的特殊結構，有效補償彈性臂受力下彎時的前後位移量，減少偏移而確保產品在使用過程中，彈片即使受壓而彈性饋縮，接觸點位置仍然精準不會有後倒問題，實質縮減彈片佔用面積；尤其是，藉由巧妙的繫帶位置設計，讓所佔用電路板的安裝面積順利縮小，符合電子元件微型化需求潮流趨勢，完全達成上述目的。

更進一步，由於止高基座的環抱保護結構，使得本發明的彈片即使在微型化情況下仍能保有強固的結構，為提供使用者更多選擇的彈性，亦可改換焊接部位而作為側向受壓的彈片。如圖11本發明第三較佳實施例所示，除與第一較佳實施例相同部分外，在兩止高側壁段2”遠離上述下彎部44”端緣，更相向彎折延伸出兩個大致平行於下彎部44”的環繞選焊段6”；藉此，使用者可以在下單時加以聲明，讓產品在裝填料帶時改以平坦的下彎部44”作為供吸嘴吸附的平面，而改以環繞選焊段6”焊接至印刷電路板的預定焊墊位置。尤其為增加本案彈片整體的支撐強度，還可以選擇在安裝段3”中的至少一者，彎折延伸出一個跟側向環繞選焊段6”共平面的輔助腳部34”，讓本案彈片在這種側向壓縮的焊接使用模式站立更穩固。

以上所述，僅為本案較佳實施例而已，任何依照本案結構所產生之均等效果及其他變化修飾，皆為本案範圍。

1‧‧‧吸附基礎段

2‧‧‧止高側壁段

3‧‧‧安裝段

4‧‧‧彈性臂段

5‧‧‧彎折支撐段

42‧‧‧前突部

44‧‧‧下彎部

46‧‧‧懸臂部

48‧‧‧加強肋部

Claims (8)

1. 一種具有止高基座及前突懸臂的表面安裝減偏彈片，是供焊接至一片電路板，該表面安裝懸臂彈片包括：一個吸附基礎段；兩個分別自上述吸附基礎段的相對側面下彎延伸一個預定高度的止高側壁段，其中每一上述止高側壁段分別具有一個連結上述吸附基礎段的頂緣，以及相反於前述頂緣的底緣；兩段分別由上述兩底緣彎折、與上述吸附基礎段間保持有一預定間隔而相向延伸的安裝段；一個由上述吸附基礎段延伸彎折、且與上述安裝段間留有一間隔而設置的彈性臂段，該彈性臂段包括一個由前述吸附基礎段前突延伸的前突部，一個由上述前突部朝向上述安裝段彎折延伸的下彎部，以及一個由前述下彎部朝向遠離上述安裝段延伸、經上述吸附基礎段和安裝段間的上述預定間隔至超過上述止高側壁段的懸臂部：以及由上述懸臂部遠離上述下彎部的端緣反向彎折、形成一個朝向上述安裝段延伸的彎折支撐段，其中前述彎折支撐段與上述安裝段的距離小於上述懸臂部突出上述止高側壁段的距離。
2. 如申請專利範圍第1項所述的表面安裝減偏彈片，其中上述兩安裝段在遠離上述兩底緣的側邊，形成有兩個彼此互補的對接緣。
3. 如申請專利範圍第1項所述的表面安裝減偏彈片，其中上述下彎部具有一個大於上述吸附基礎段的寬度。
4. 如申請專利範圍第1、2或3項所述的表面安裝減偏彈片，其中上述下彎部具有兩個平坦側緣。
5. 如申請專利範圍第1項所述的表面安裝減偏彈片，其中上述懸臂部具有一 個對應於上述吸附基礎段的寬度。
6. 如申請專利範圍第1項所述的表面安裝減偏彈片，其中上述懸臂部和上述彎折支撐段相連接處，形成有一段朝遠離上述安裝段的加強肋部。
7. 如申請專利範圍第1項所述的表面安裝減偏彈片，更包括兩個分別由上述兩止高側壁段遠離上述下彎部端緣彎折而相向延伸的側向環繞選焊段。
8. 如申請專利範圍第7項所述的表面安裝減偏彈片，其中上述安裝段中的至少一者彎折延伸有一個跟上述側向環繞選焊段共平面的輔助腳部。

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