專利名稱：尺寸緊湊的板對板接插件的制作方法
背景技術：
本發明總體上涉及板對板的接插件，更具體地，涉及接插件組件，用于將兩塊電路板連接在一起并防止兩個接插件元件在它們相互接合后彼此分離，從而提高接插件的接觸之間的接觸穩定性和接觸力。
如同本領域內普遍公知的，印刷電路板(PCB)是薄的板，上面裝有芯片和其它電子器件。印刷電路板通常由纖維玻璃制成，裝在板上的器件通過一個或多個電路板上的銅制電路相互連接。在此工業中，系統中的主要電路板稱為主板或“母板”，連接在主板上的次要電路板稱為“子”板或邊插卡(edge card)。在20世紀60年代將電子元件在電路板上相互連接起來，在20世紀90年代時，通常將多個芯片連接在一起，每塊芯片中含有幾十到幾百萬個基本的電子器件。
在制造上述電路板的過程中，首先將薄銅板放置在由玻璃纖維或塑料制成的基體上，接著光致抗蝕劑溶液涂覆在上面。光通過印有電路的負膠片照在光致抗蝕劑上，使光致抗蝕劑涂層與電路對應的部分硬化，甚至在電路板蝕刻后仍保留在上面。此后，蝕刻的基體板通過含有強酸的電解液，從而使沒有硬化的剩余部分腐蝕掉。這個過程將電路印刷在板上。預先設計的電路圖案允許電子器件用錫焊或其它連接方法結合在電路板上。
圖1以剖視圖的形式表示傳統的板對板接插件組件，接插件對接在一起并將兩塊電路板14a、14b連接在一起。接插件組件包括第一接插件6，通常稱為“插頭”接插件，用于插在第二接插件外殼2的中心形成的凹槽或室4中，第二接插件通常稱為“插座”接插件。對于此結構，側壁8形成在接插件外殼2的兩側，導電端子10固定在側壁8上，同時一套相對的導電端子12位于第一插接件或稱插頭接插件6的主體中。插座接插件外殼2固定在一塊電路板14a的一側，插頭接插件主體6固定在第二電路板14b的另一側。
每個插座端子10具有裝在電路板上的尾部10a和與尾部整體連接在一起的接觸部分10b，接觸部分10b本身彎曲兩次，從而形成兩個彎曲部分10c和10d，在接觸部分10b內垂直延伸，并且在接觸部分10b的末端形成凸起接觸面10e。每個插頭接插件端子12具有垂直的接觸部分12e，與凸起接觸面10e相對，并基本呈符號“”的形狀，從而插頭接插件端子的尾部12a位于與電路板14a相對的上部位置。
但是，在插頭端子具有上述類型結構的情況下，當接觸部分由于突然的外部沖擊失去彈性時，接觸部分不能保持與凸起接觸面的接觸，從而導致不良接觸的問題。并且，產生另一個問題，即插頭插針的接觸部分和插座端子10的凸起接觸面10e在外部沖擊的作用下可以相互彈性分離，因為其結構不能保證插頭接插件端子的接觸部分與插座接插件端子的凸起接觸面之間的可靠接觸。
本發明涉及接插件組件，能克服上述的缺點。
本發明的另一個目的是提供將兩塊印刷電路板連接在一起的接插件組件，接插件組件包括第一和第二配對的接插件，其中第一接插件的端子具有在垂直和水平方向都有彈性的接觸部分，從而提高兩個接插件配對端子之間的接觸力。
本發明的再一個目的是提供將兩塊電路板連接在一起的接插件組件，其中組成接插件組件的兩個接插件的端子能彈性變形，從而提高兩個接插件之間配對接觸的穩定性以及兩個接插件端子之間的接觸力。
本發明的又一個目的是提供將兩塊電路板連接在一起的改進的板對板接插件組件，接插件組件包括插座接插件和插頭接插件，兩個接插件中的每一個具有多個導電端子，兩個接插件的端子具有的結構可減小接插件組件的總高度并能相互固定，不需要在兩個接插件中任一個的絕緣外殼上形成單獨的鎖結構。
本發明的又一個目的是提供板對板接插件組件，具有與相對的插頭接插件配對的插座接插件，接插件中的一個具有多個Z形導電端子或結構，端子結構減小接插件組件的總高度并增大將兩個接插件保持在一起的保持力。
為了達到這些和其它目的和優點，本發明的優選實施例中包括將兩塊印刷電路板連接在一起的接插件組件，它包括第一接插件和第二接插件，第一接插件具有連接到兩塊印刷電路板中第一塊的外殼，第二接插件具有連接到兩塊印刷電路板中第二塊的外殼，兩個接插件中的一個優選地是插座型的，兩個接插件中的另一個優選地是插頭型的，當兩個接插件相互接合在一起時插頭接插件插在插座接插件中。
第一接插件外殼可以是插座型接插件，并且因為如此，包括具有側壁的基板，側壁位于基板相對的側邊上，從而在基板的中央形成接收室或插孔，每塊側壁具有多個孔分布在其中，每個孔中插入單獨一個導電端子。每個插座接插件端子優選地包括尾部和彈性接觸部分，尾部伸出接插件外殼之外用于連接到一塊電路板，彈性接觸部分從尾部開始延伸于接插件外殼的插孔中，彈性接觸部分至少彎曲兩次，從而形成多個彈性的彎曲部分，彈性接觸部分進一步具有自由的末端，末端向內彎曲形成端子部分的彎曲或凸起接觸面。當插入插座接插件外殼時，插座接插件端子的尾部伸出外殼側壁，而其接觸部分在接插件外殼內延伸。
第二接插件外殼是插頭型的并包括中央主體部分，從基板上伸出并連接在第二電路板上。插頭型接插件的中央主體部分被容納在插座外殼的插孔中，并且多個導電端子裝在插頭接插件中央主體部分上。這些端子的尾部伸出主體部分外，將插頭接插件固定在第二電路板上，同時接觸部分沿主體部分從尾部開始延伸，與插座接插件的端子相對。
每個插頭接插件端子具有彎曲或凸起的接觸面，接觸面向外延伸并位于端子兩個區之間，從而當插頭接插件插入插座接插件時，接觸面可以沿水平方向偏轉或彈性變形。插頭接插件端子插針的凸起接觸面位于端子兩個傾斜區之間，從而當插頭和插座接插件組合在一起時端子接觸部分的上表面與插座接插件端子的接觸面接觸。
優選的是，插頭接插件端子的凸起接觸面與至少一個傾斜表面側面接觸，從而當插頭和插座接插件外殼組合在一起時插座接插件端子可以將插頭端子在水平和垂直方向容易地并彈性變形，從而插頭接插件的凸起接觸面在插座接插件端子的接觸部分表面上并沿其滑動。
通過下面詳細的描述，將清楚地理解本發明的這些和其它目的、特征和優點。
優選實施例詳述圖2是根據本發明原理制造的、用于將兩塊印刷電路板連接在一起的板對板接插件組件的分解透視圖。接插件組件包括連接在第一電路板300a上的第一接插件100，以及連接在第二電路板300b上相對配對的第二接插件200。
第一接插件包括絕緣接插件外殼100，外殼具有一對長度方向的側壁120和122，二者通過一對端壁124和126互相連接，優選地這些都從外殼基板110上豎起，共同形成一個接收室或插孔130，處于第一接插件外殼的中央。第一接插件外殼包括多個開口或空腔120a和122a，并列分布于外殼側壁120、122中，并且優選地在接插件100長度方向相對地互相對齊。另一套空腔或槽121可形成在側壁120、122中并可具有夾持縫121a。這些槽121容納大體為L形的第一夾持片140，如圖2所示，并且利用在第一夾持片140一個端部的兩個側邊上形成的保持端141之間的過盈配合進行配合。保持端爪141插入第一縫121a，而另一端，第一夾持片140的較低端可以錫焊或焊接到第一電路板300a上。
第一接插件100包括多個容納在側壁端子容納空腔120a、122a中的導電端子160，一個端子插在一個空腔中。每個端子160包括下尾部162和從尾部162延伸的、彈性的、可變形的接觸部分164。彈性接觸部分164至少彎曲兩次，呈Z形，從而形成朝向接插件外殼插孔中央的下彈性彎曲部分166以及朝向接插件外部的上彈性彎曲部分168。這兩個彎曲部分166、168是隔開的并且在水平和垂直方向上互相分離。下彈性彎曲部分166比上彈性彎曲部分168更靠近端子160的尾部162。在此情況下，彈性接觸部分164的上端向內彎曲(并局部向下)形成插座端子160的接觸面169。端子166的接觸面169與下彎曲部分166隔開并分離開形成間隙G(圖4)，其功能是將插頭接插件端子的接觸面224夾持在其中間。端子160并列地插在第一接插件100的它們各自的空腔120a、122a中，而其尾部162伸出兩個接插件外殼側壁120、122之外。并且，從尾部162延伸的每個彈性接觸部分164至少彎曲兩次形成之字形，從而形成彈性彎曲部分166和168，彈性接觸部分164的上端向內彎曲形成插座端子的接觸面169。重要的是，端子160通過下和上彈性彎曲部分166和168在水平和垂直方向都能彈性變形。
圖2所示的接插件組件的第二或插頭接插件200看上去呈矩形，與第一接插件的插孔130配合，從而向上延伸的插頭部分可以插入第一接插件100的插孔130中。第二接插件外殼包括多個第二夾持槽202，分布于外殼相反的端部，使插頭接插件200固定在第二電路板300b上。第二夾持片210，其尺寸和形狀與第一夾持片140相似，楔入第二夾持槽202中并且用于將第二接插件200固定到第二電路板300b上，例如通過錫焊或焊接。
第二接插件200也具有多個端子容納空腔204，按次序沿第二接插件外殼兩側的長度方向排列，優選地每一個都基本呈U形。空腔204形成于第二接插件200的相對側壁中，并且它們容納導電端子220，這將在下面描述，導電端子220具有凸起的接觸部分230，從第二接插件外殼的側壁上伸出。每個插頭接插件端子220包括在其一個下端的尾部222，用于將端子220固定到第二電路板300b(圖3)。端子的其余部分可以認為是接觸部分224，首先從尾部222水平延伸一段預定的長度，接著優選地向上或向下彎曲，優選的是直角，接著沿著向后回到尾部222的方向再次彎曲形成傾斜延伸或角(在224a處)。進一步再次向內彎曲端子(在224b處)，完成端子的接觸部分224并形成凸起接觸面230。如圖所示，接觸部分224具有基本三角形的和傾斜的表面224a、224b，在可以認為是端子220的一個點或頂點的相反兩側上延伸。優選地，此頂點與凸起接觸面230是一致的。位于部分224b末端的端子自由端240可以與第二接插件200的外殼接合，并且如果需要的話，對端子220提供預應力。這些端子220中的每一個插入第二接插件220單獨一個端子容納空腔204中，并且每個端子包括頂彎曲部分226(圖2)，形成三角形接觸部分的開始。
形成在端子220下端的尾部222位于插頭接插件外殼主體部分之外，凸起接觸面224從尾部222延伸直至突出主體部分之外，從而它(凸起接觸部分224)在水平方向以及部分地在垂直方向可以彈性變形。端子220的凸起接觸面224可以朝向形成端子220的骨架的部分彈性變形，即相對于端子容納空腔204向內變形，如圖3所示。可以看出，凸起接觸面224與兩個傾斜的或有角度的表面相接，一個是上傾斜表面224a，另一個是下傾斜表面224b，二者共同形成三角形，從而凸起接觸面224從插頭接插件200的端子容納空腔204中直接伸出。以這種方式將凸起接觸面224定位，從而當插頭接插件200和插座接插件100組合在一起時，它能在插座端子160的相對接觸面169上滑動，二者之間容易形成接合并且接合可靠。
圖5是局部剖視圖，部分地表示插頭和插座接插件100、200在接合之前互相對齊，而圖6部分地表示兩個接插件100、200完全組合在一起。
插座接插件100的第一夾持片140錫焊在一塊印刷電路板300a上，而插頭接插件的第二夾持片210錫焊在另一塊印刷電路板300b上。在圖5的方向中，插頭接插件200的插頭部分對齊插座接插件100的插孔130，并被輕輕壓入插孔130中。插頭接插件端子凸起接觸面224的上傾斜表面224a首先與插座接插件端子接觸面169接觸，如圖5所示。在此描述中，應用于插頭接插件200的術語“上”是指當插頭接插件以如圖4所示的插座接插件的位置出現時插頭接插件的方向。它也指接觸插座接插件端子的“第一”表面。此后，隨著插頭接插件200進一步插入插孔130，插頭接插件端子的傾斜表面224a上移，使得端子接觸部分的接觸面224實際上沿圖3中箭頭“H”的方向水平地向內朝向插頭接插件200的中央主體部分移動。
當此過程進行時，如圖6所示，插頭接插件220的凸起接觸面224正壓在插座接插件端子160的凸起接觸面169上，并位于插座端160的下彈性彎曲部分166和接觸面169之間，從而上傾斜表面224b和接觸面224與插座接插件端子接觸部分169的下表面接觸。
在這種情況下，插座接插件端子的整個彈性接觸部分164向外和向下彈性變形，直到凸起接觸面224位于下彈性彎曲部分166和接觸部分169之間。并且，插頭接插件端子220的凸起接觸面224也在水平方向彈性變形。凸起接觸面224從插頭接插件端子的接觸部分突出，并因為這些端子包括可以插入空腔中用于預加應力的自由端240，所以插頭端子的接觸面224與插座端子166產生可靠地接合和對其產生接觸力，從而保證兩個接插件外殼夾持在一起。
從上面的描述可以清楚地看出，在本發明的接插件組件中，接插件外殼和組件的主體能僅僅通過兩個插針160和220的結構固定地組合在一起，而不需要在插座或插頭接插件的外殼中形成單獨的鎖元件，從而節約加工成本并進一步降低接插件組件的總體尺寸。
在本發明的接插件組件中，接插件外殼160的連接插針160和組件主體200的插頭插針220能彈性變形，從而提高連接插針160和插頭插針220之間的接觸穩定性，以及提高連接插針和插頭插針之間彈性連接的接觸力。
如上所述，根據本發明的連接兩塊印刷電路板的接插件組件已經解決了現有技術中的問題。
也就是，盡管當突然從外部施加沖擊時，由于凸起接觸部分和每個連接針的接觸部分之間的接合，凸起接觸部分也不會分離。并且，由于每個插頭插針的凸起接觸部分與每個連接插針的接觸部分通過水平和垂直方向的彈性力接觸，因此不會導致有缺陷的接觸。另外，本發明的接插件組件允許插座和插頭接插件外殼僅通過它們各自的端子結構互相固定在一起，而不需要單獨的鎖結構，從而省去了復雜的加工需要。
雖然圖解和描述了本發明的優選實施例，但對于本領域一般技術人員來說，很明顯可以在不偏離本發明精神的情況下做出變化和修改，本發明的范圍由所附的權利要求所限定。
權利要求
1.一種將兩塊印刷電路板連接在一起的板對板接插件組件，包括第一接插件外殼，用于固定在兩塊印刷電路板中的第一塊上，第一接插件外殼包括基板和位于基板上的多塊側壁，形成第一接插件外殼的插孔，至少兩塊側壁包括多個第一端子容納空腔，每個第一端子容納空腔中都有一個第一導電端子；每個第一端子包括尾部和從尾部延伸的可變形的接觸部分，接觸部分本身至少彎曲兩次，從而在上面形成多個彎曲部分，兩個所述的彎曲部分向內朝向所述插孔，所述兩個彎曲部分由中間的間隙分開；第二接插件外殼，用于固定在所述兩塊電路板中的第二塊上，第二接插件外殼具有基板，中央主體部分從上面向外延伸出來形成所述第二接插件外殼的插頭，當所述第一和第二接插件外殼接合在一起時，所述第二接插件外殼的插頭容納在所述第一接插件外殼的插孔中，所述第二接插件外殼具有多個第二端子容納空腔，每個第二端子容納空腔中都有一個第二導電端子；每個所述第二端子包括尾部和從尾部延伸的可變形的接觸部分，第二端子接觸部分本身彎曲形成向外延伸的接觸面，從所述第二接插件外殼的插頭上向外伸出，當所述第二接插件外殼的插頭插入所述第一接插件外殼的插孔時，所述第二端子接觸部分向所述第二接插件外殼的插頭內部可彈性地變形，從而所述所述第二端子的所述突出接觸面被容納并保持在所述第一端子的對應間隙中。
2.如權利要求1所述的接插件組件，其特征在于每個所述第一端子是Z形，并且所述第二端子兩個彎曲部分由垂直間隙分開。
3.如權利要求1所述的接插件組件，其特征在于所述第二端子接觸部分包括三角形，其一個頂點從上面向外伸出，所述第二端子接觸部分進一步包括兩個傾斜的延伸區，分布于頂點的相對側面上。
4.如權利要求3所述的接插件組件，其特征在于所述兩個傾斜延伸區沿相反方向延伸。
5.如權利要求3所述的接插件組件，其特征在于所述第二端子接觸面位于所述頂點上，并且所述頂點從其所述第二接插件外殼插頭的端子容納空腔中向外突出。
6.如權利要求2所述的接插件組件，其特征在于所述Z形端子具有兩個自由端，沿相反方向延伸。
7.如權利要求6所述的接插件組件，其特征在于所述第二端子自由端中的一個延伸出所述第一接插件外殼之外形成所述端子的尾部，所述兩個自由端中的另一個向內朝向所述插孔延伸，該另一個自由端本身彎曲形成所述第一端子的彎曲的凸起接觸面。
8.如權利要求7所述的接插件組件，其特征在于所述每個第二端子接觸部分包括上和下傾斜表面，當所述第二接插件外殼插頭插入所述第一接插件外殼插孔時，上傾斜表面與所述相對的第一端子的所述凸起接觸面接觸。
9.如權利要求2所述的接插件組件，其特征在于所述第一端子包括兩個自由端，所述自由端中的一個向內朝向所述第一接插件外殼插孔并且進一步彎曲自身形成所述第一端子的凸起彎曲接觸面，所述第二端子具有一對傾斜表面，從所述第二接插件外殼插頭上伸出，當所述第二接插件外殼插頭插入所述第一接插件外殼插孔時，在一個所述第二端子傾斜表面的推動下，所述第一端子一個自由端在水平和垂直方向可彈性變形。
10.一種具有改進的接合和夾持特性的端子的接插件，該接插件可與相反的配對接插件接合，所述接插件端子將配對的接插件夾持在所述接插件的適當位置上，所述接插件包括絕緣的外殼，外殼具有多個側壁，側壁向上延伸并共同形成所述接插件的插孔，用于容納所述配對接插件的插頭，至少兩個所述的側壁包括多個分布在其中的端子容納空腔；以及多個分布于所述接插件中的導電端子，一個端子分布于一個端子容納空腔中，每個端子具有連接到電路板的尾部、朝向所述插孔與所述配對接插件的對應端子接觸的接觸部分，以及將尾部和接觸部分互相連接在一起的可變形主體部分，尾部延伸出所述接插件外殼，所述可變形主體部分位于所述接插件外殼中，所述端子本身折疊形成Z形，所述端子具有兩個沿相反方向延伸的自由端，一個自由端形成所述尾部，另一個所述自由端形成所述接觸部分，該另一個自由端折疊形成所述端子的接觸面，所述端子的兩個自由端由中間的間隙分開，間隙中容納所述配對接插件相對端子的接觸部分。
11.如權利要求10所述的插座接插件，其特征在于所述端子可變形主體部分包括傾斜部分，從所述尾部向外延伸到所述接觸部分，中間的間隙位于所述傾斜部分和所述接觸面之間。
12.如權利要求10所述的插座接插件，其特征在于當與所述配對接插件的相對連接器接觸時，接觸部分和所述可變形主體部分在水平和垂直方向彈性變形。
全文摘要
一種連接兩塊印刷電路板的板對板接插件組件，包括互相接合的插頭和插座組件，每一個都具有端子容納空腔，其中置有導電端子。每個端子包括尾部和彈性接觸部分，尾部伸出各個接插件之外用于將端子固定到電路板的電路上，彈性接觸部分用于與配對接插件的相對端子接觸。插座接插件的彈性接觸部分至少彎曲兩次形成Z形并具有多個彈性彎曲部分。彈性接觸部分的一端向內彎曲形成接觸面。插頭接插件端子具有從它們各自相關的尾部延伸的凸起接觸部分。凸起接觸部分彈性地突出到插頭接插件之外并位于接插件插針的彈性彎曲的下部和接觸部分之間，當接插件外殼和組件的主體組合在一起時，凸起接觸部分的上表面與接觸部分的下表面接觸。在本發明的接插件組件中，甚至當從外部施加突然沖擊時，插頭接插件的凸起接觸部分與插座接插件端子的接合也不會分開，從而提高了接插件端子之間彈性連接的接觸穩定性和接觸力。
文檔編號H01R24/00GK1434992SQ01810865
公開日2003年8月6日 申請日期2001年12月28日 優先權日2000年12月29日
發明者申熙錫 申請人:莫萊克斯公司