TWI797025B

TWI797025B - 雙向等高升降的抗壓防勾型表面安裝彈片

Info

Publication number: TWI797025B
Application number: TW111122405A
Authority: TW
Inventors: 陳惟誠
Original assignee: 榮益科技股份有限公司
Priority date: 2022-06-16
Filing date: 2022-06-16
Publication date: 2023-03-21
Also published as: TW202400917A

Abstract

雙向等高升降的抗壓防勾型表面安裝彈片，包括：矩形核心段，具相互垂直兩延伸側和止高側；兩延伸側分別延伸彈臂段，彈臂段寬度小於止高側全寬之半，且分別包括從延伸側遠離核心段彎折延伸一預定距離的架高部、由架高部遠核心段端彎折且相向延伸的橫向部；及由橫向部遠離架高部的端彎折朝遠離核心段延伸的撓彎部、由撓彎部相向彎折延伸的一外露段和位置對應外露段的一支撐段，使當核心段和外露段其一者被表面安裝至一電路板、且另一者被按壓時，支撐段被外露段抵壓而共同承受按壓施力；及分別由兩止高側彎折並沿與架高部同向延伸的止高段。

Description

雙向等高升降的抗壓防勾型表面安裝彈片

一種表面安裝彈片，尤其是一種雙向等高升降的抗壓防勾型表面安裝(surface mount)彈片。

表面安裝彈片在電子的電路裝置中的運用範圍相當廣泛，如供訊號傳輸、接地、或導熱等之用，亦可作為電路導接或機械結構接觸位置的緩衝。隨著各種電子產品的功能複雜化、輕量化以及微型化，彈片尺寸相對也被要求日趨微型化，除此之外，更要顧及到彈片的結構強度是否會影響其功能的穩定。

常見的彈片多由一片極薄的金屬片，例如鈹銅、磷青銅、不鏽鋼等片材，經過沖壓彎折而成，製造過程由精密機器裁切成所需的尺寸，隨後經由精密機具加工，將裁切好的金屬片經多次彎折成型。如圖1本案發明人所擁有的大陸實用新型第200320124340.2號8字形彈片結構所示，由於要供應表面安裝，因此在彈片7底側具有供焊接至電路板9的安裝段70，以及一個位於頂側、供吸嘴吸附搬移的頂壁74，兩者往往以對應的方式平行延伸，但在安裝段70與頂壁74之間僅有連結前述安裝段和吸附段的彈性臂72作為彈性支撐，此種單向彈性臂結構，必然會因為受力下壓形變而產生如圖2的偏向傾倒，也使得頂底兩側的結構會因下壓形變而偏移，甚至必須在安裝這類表面安裝彈片時，在電路板9上預留彈性臂72偏向傾倒的容納空間，使得電路板和電子裝置的微型化受到限制。

因此，如圖3台灣新型專利第M253955號所示，亦有業者提出雙向彈性臂72’、73’，讓正反雙向彎折的彈性臂72’、73’在底壁70’處額外增加一個輔助底壁76’，並且反折一反折段78’而相互重疊固定，因此當頂壁74’受壓饋縮時，不會歪斜而可以直接下壓，然而，此種結構一方面結構仍然不強，一旦受壓饋縮至超過彈性回復範圍，就會產生永久形變而損壞。另方面，由於此種彈片結構在底壁的焊接側需要重疊配置，要避免重疊的部分相互滑動偏移，就需要額外反折段78’或鉚接連節，這部分的額外加工又必須在不足1mm的狹小區域內完成，使得產出效率及產品良率都無法提升。

尤其在彈片剛被沖壓、彎折後，由於整體結構還沒真正定型，且對某些特殊要求的彈片，還需要額外鍍錫或金，甚至再經熱處理而定型，待加工完成後，才會逐一被安放進入料帶，供表面安裝機台使用。因此在被逐一安放前，同一形狀尺寸的彈片常會被大量存放於料盤或塑膠袋中，尤其是尺寸越小的彈片，彼此糾結後極難用人力解開，而此種彈片設計在側面方向留下相當大的開口，也造成該種彈片無法避免彈片間的彼此勾纏。

因此，如圖4台灣新型專利第M271351號揭露一種交叉型彈片7”，試圖解決底壁70”需要鉚接或反向彎折而難加工的問題，但這種改良又回復原始設計的下壓後偏斜歪倒問題，更糟的是，由於僅剩單一彈性臂72”連結頂壁74”和底壁70”，此種彈片結構的整體機械性能更弱，一旦微型化後，完全不具有良好的支撐效果，很容易受壓過度形變而損壞。隨後還有眾多同業提出探針式的下壓饋縮彈片，但因結構複雜，市場接受度並不高。

基於上述問題，本發明要努力減少下壓時彈性臂的偏移，讓彈片頂壁下降過程中，保持雙向等高的升降模式，減少電路板上規劃安裝設置時所需保留的面積，讓彈片體積的微型化優點，可以充分展現於電路板的布局規畫。此外，如何在縮小彈片尺寸情況下，提升上下方向的結構強度，使彈片可保持彈性形變，抵抗額外拉扯與壓縮而不易變形損壞；並且，在眾多微型彈片共同被加溫定型或鍍金等加工過程中，仍能避免相互干涉糾結，是本領域中的研發設計必須考慮的因素之一；尤其，即使在彈片微型化的情況下，仍然要保持在製造過程中的便利，即使彈片整體長寬高均被限制在僅1mm的體積中，仍能讓所有彎折過程中的模具順利進出，才能達成理想彎折加工，讓產品在加工過程中的產出效率高、且產品良率保持良好。此外，還可以依照使用者需求，讓彈片上下方向對調，增加使用彈性。

鑒於上述問題，本發明的主要目的在提供一種可依客戶需求雙向使用，增加產品應用範圍的雙向等高升降的抗壓防勾型表面安裝彈片。

本發明的另一目的，在提供一種受力下壓和回彈升降過程中，偏移量低的雙向等高升降的抗壓防勾型表面安裝彈片，藉此減少電路板上的占用規劃面積，充分展現微型化優勢。

本發明的又一目的，在提供一種受力下壓過程中，可以藉由兩側彈臂段分擔壓力、甚至在抵達預定高度時還保有止高段抗壓的雙向等高升降的抗壓防勾型表面安裝彈片，藉此確保微型化彈片的整體結構強度。

本發明的再一目的，在提供一種彈臂段開口被有效遮蔽的雙向等高升降的抗壓防勾型表面安裝彈片，藉以避免在分裝進入料帶前的互相糾結勾纏，讓彈片分裝方便。

本發明的又另一目的，在提供一種結構簡單而易加工的雙向等高升降的抗壓防勾型表面安裝彈片，使得加工過程中，所有折彎用的模具進出便利，確保產出效率及產品良率。

為達上述目的，本發明揭露一種雙向等高升降的抗壓防勾型表面安裝彈片，包括：一矩形的核心段，具有彼此平行的兩延伸側和兩止高側，其中前述兩延伸側分別垂直於前述兩止高側；由上述兩延伸側分別延伸的兩彈臂段，每一前述彈臂段分別具有一小於前述止高側全寬一半的寬度，且每一前述彈臂段分別包括一由前述延伸側朝遠離該核心段有角度地彎折延伸一預定距離的架高部；一由前述架高部遠離前述核心段的端緣彎折、且彼此相向延伸的橫向部；以及一由前述橫向部遠離前述架高部的端緣彎折、且朝遠離前述核心段方向延伸的撓彎部；由上述兩撓彎部分別相向彎折延伸的一外露段和位置對應前述外露段的一支撐段，使得當前述核心段和前述外露段其中一者被表面安裝至一電路板、且其中另一者被按壓時，前述支撐段是被前述外露段所抵壓而共同承受上述按壓的施力；以及分別由前述兩止高側彎折、並且沿與上述架高部同方向延伸的止高段。

由於本發明揭露的雙向等高升降的抗壓防勾型表面安裝彈片具有兩彼此反向的雙向往復彈臂段，一方面在受力下壓過程中彼此分擔下壓力，並且藉由支撐段擋止彈臂段的外傾，讓彈臂段受力饋縮時均衡受力不會偏向，確保下壓和回彈時的等高升降；此外，雙彈臂段共同承擔所受壓力，更進一步下壓時還有支撐段和止高段的協同作用，確保彈片結構強度不易過度饋縮損壞，使得彈片微型化可以被縮減至約一毫米見方而強度絲毫不減損；並且可以頂底交換雙向使用，保有更廣泛的使用彈性；以及在放入料帶前，可以藉由部份遮蔽彈臂段開口的架高部和止高段而減少彈片之間彼此糾結，讓加工和分裝過程中不會造成無謂損耗；尤其是結構簡單，使得產品易於折彎成型，確保產出效率及產品良率，一舉解決上述問題。

1、1’:核心段

10:焊接穿孔

10’:接觸凸點

12:延伸側

14:止高側

16:凹陷焊固埠

2:彈臂段

22:架高部

220:端緣

24:橫向部

240:遠端緣

26:撓彎部

3、3’:外露段

4、4’:支撐段

5:止高段

6:補強段

7、7”:彈片

70、70’、70”:底壁

72、72’、72”、73’:彈性臂

74、74’、74”:頂壁

76’:輔助底壁

78’:反折段

9:電路板

A-A:剖面線

圖1為一種習知八字型彈片立體圖。

圖2為圖1八字型彈片受壓偏斜的側視示意圖。

圖3為另一種習知具有雙向彈臂段的導電彈片立體示意圖。

圖4為又另一種習知交叉式彈片的立體示意圖。

圖5為本發明第一較佳實施例的立體示意圖，由底視角度說明彈片結構。

圖6為圖5實施例的A-A線側面剖視示意圖，說明本發明正立使用狀態的兩彈臂段結構。

圖7為圖5實施例受壓狀態的側視示意圖，說明止高段的抗壓保護功能。

圖8為圖5實施例的頂視圖，說明止高段及補強段的抗壓功能。

圖9為本發明第二較佳實施例的側視圖，說明相對圖6實施例反向設置時的彈片結構。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之優點與功效。

本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書之揭示內容，以供熟悉此技藝之人士瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，任何結構之修飾、大小之調整或比例關係之改變，在未實質變更技術內容下，亦當視為本發明之範疇。

本發明雙向等高升降的抗壓防勾型表面安裝彈片如圖5和圖6所示，具有一個平坦的核心段1，為便於說明，本例中，核心段1具有四個略呈正方形配置的側緣，上述側緣兩兩相互對應；其中一對上述側緣稱為延伸側12，並且分別對應彎折形成一個彈臂段2，核心段1的另外兩側緣則稱為止高側14。每一個彈臂段2的寬度小於前述止高側14寬度的一半，且每一彈臂段2分別包括一個由延伸側12朝遠離核心段1有角度地彎折延伸一預定距離的架高部22；從架高部22遠離核心段1的端緣220彎折、且彼此相向延伸的橫向部24；以及由橫向部24遠離架高部22的遠端緣240彎折、且朝遠離核心段1方向延伸的撓彎部26。在本例中，架高部22和撓彎部26的高度略相等。

由兩撓彎部26分別相向彎折延伸出在高度方向投影相疊合且大致平行核心段1的兩個水平段，為便於說明，在此稱暴露於外側的是一個外露段3，另一個位置對應外露段3的則稱為支撐段4，在本例中，是以核心段1作為表面安裝焊接至電路板(圖未示)上的焊接底壁，外露段3則作為承受下壓力的頂壁。因此當外露段3被按壓時，支撐段4會立即被外露段3所抵壓，使得兩個彈臂段2共同承受按壓的施力，這是第一段的輔助支撐，也因為外露段3和支撐段4被相對迫緊，所以在向下受迫撓曲饋縮的過程中，兩個彈臂段2側向彈性力被摩擦力拮抗抵銷，整體彈片不易因下壓潰縮而偏斜，成功避免因彈片受壓饋縮而偏斜所需要的電路板預留空間，使得彈片整體微型化的優勢完全呈現，符合輕薄短小的電子裝置設計潮流。

進一步，從兩止高側14也分別彎折延伸出兩個止高段5，止高段5的彎折延伸方向也同樣大致垂直於核心段1，因此同樣是沿與架高部22呈同方向延伸，本例中的止高段5的高度，略等於架高部，也就是略等於整體彈片高度的一半左右，當彈片全高是約1mm，止高段5的高度就略等於0.5mm；因此如圖7所示，當彈片受到壓力饋縮到0.5mm時，上方下壓的元件就會抵靠到止高段5的頂端，使得第二段的支撐補強開始運作，由於壓力方向和止高段5彎折饋縮方向互相垂直，頂抵支撐的力會更大於彈臂段2。當然，如熟悉本技術領域人士所能輕易理解，此處所敘述的高度都是舉例，實際製造時，亦可依照最終使用者的要求，將止高段高度更改為全高的三成或七成，且彈臂段2的架高部22和撓彎部26高度比例也可以更改。

尤其為擔心單獨直立的止高段5仍然不足以抵擋充分強大的下壓力，本例中如圖8所示，更進一步分別從兩個止高段5鄰接止高側的側向撓彎延伸出一補強段6，由於補強段6和止高段5都是相對直立於核心段上，當外露段3被按壓達到止高段5的同等高度時，就符合本彈片的預訂饋縮程度，使得止高段5的協助抗壓可以受到補強段6的側向輔助，共同分擔彈臂段2壓力。此外，由圖5核心段1的四面觀察，可以發現架高部22和止高段5、以及額外設置的補強段6，會共同將核心段1的四面間歇地達成遮蔽，也避免在一大堆尚未包裝的彈片在高溫和電鍍的滾動翻攪製程中，與相鄰彈片勾纏卡接，造成大批廢料，從而可以確保產出效率。

何況本發明的彈片在沖壓彎折過程中是先彎折彈臂段2和支撐段4、外露段3，所有過程都在單一軸向彎折，隨後彎折補強段6和止高段5時，模具的出入方向完全和已經成形在中央的外露段3、補強段6、彈臂段 2、核心段1不相干擾，也讓產品製造過程相當簡便可靠，加工容易、有效提升產品良率。

在本例中，由於是以核心段1作為焊固至電路板的底壁，因此在核心段1中還形成有一焊接穿孔10、以及在延伸側12和止高側14分別形成有凹陷焊固埠16，藉由焊接穿孔10的設計，使得電路板上的焊錫可以穿入其中，有效避免彈片因不預期的外力拉扯而從電路板上剝離，而且一般焊接穿孔10都是位於中央，雖然可以協助彈片抗拉扯，卻不能抵抗不預期外力拉扯而相對電路板旋轉位移，當在各延伸側12和止高側14中至少成形一個凹陷焊固埠16供爬錫，也可以有效杜絕彈片焊接至電路板後的旋轉位移。

另方面，如圖9所示，當電路工程師要採用相反方向安裝時，將會以核心段1’朝上，用外露段3’作為焊接至電路板的底壁，支撐段4’同樣位於外露段3’的內側輔助支撐。此時，為確保核心段1’受壓時的良好接觸，也可以在核心段1’中央設計一個接觸凸點10’而非焊接穿孔，延伸側和止高側也不需要成形任何凹陷焊固埠，讓整體結構更加簡化而且藉由大致相同的模具與製造流程，提供相當的使用彈性，符合不同的客戶需求。藉由上述結構設計，不僅可以避免彈片饋縮時的偏移、維持結構微型化後的抗壓結構強度、尤其製造過程簡便而彈片間不易相互勾纏，而且在製造過程中彎折方向易於模具出入，使得產品的產出效率及產品良率都極佳，製造成本因而降低，達成本發明的上述功效。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1:核心段