壓裝電路板連接器的制作方法

專利名稱：壓裝電路板連接器的制作方法
技術領域：
本發明關于電連接器，特別是關于高密度印刷電路板連接器。本發明尤其關于用壓裝法固定到印刷電路板上的直角連接器。
在美國專利No.5044994中敘述的高密度壓裝印刷電路板連接器已經商品化。在該專利中敘述的直角頭連接器采用一個單片結構，其中接頭終端固定在一片模塑塑料罩上。罩子包括接頭保持本體、朝前伸展的頂和形成包住接頭區兩側的罩子的底壁。由于增加信號速度和改進與EMI的隔離的工業要求已經提出，為這些插頭提供電屏蔽的迫切性增加了。這些增強電性能的要求是在保持或減少這類連接器的生產成本的連續不斷的壓力的情況下提出的。
PCT申請U.S.95/04670示出了一種改進垂直高密度接頭電性能的途徑，其中連接器本體做成象一塊金屬罩。連接器的接頭終端固定在模制塑料絕緣座上，該座具有圍繞著接頭基部的套子，從而使接頭與連接器本體絕緣。在這種連接器中，終端引線是直的，并沒有按直角接頭要求的那樣進行彎曲。
另一些影響使用這種連接器的總成本的因素是安裝它們的簡易性和可靠性。滿足這個要求的難度在于必須確保通常間距為2mm×2mm的終端30、40或多個終端的壓裝引線按照非常嚴格的正確定位容差來定位，從而在安裝到板上時引線不會錯位。在終端由較厚的剛性材料和/或終端的垂直引線較長時，嚴格的正確定位容差尤其難以達到。為了達到這樣的定位，在上述US專利No.5044994中采用一個定位片。在美國專利No.5593307中敘述的另一種途徑中，推薦了一種具有引線彎曲特征的單獨的壓塊。然而用這些途徑均不能完全令人滿意地在低制造成本的情況下來提供正確的引線定位，這是因為它們或者是加上了額外的成本，或者是不能提供足夠的引線定位精度。
本發明關于一種連接器，采用一絕緣載體固定連接器的終端接頭。可置換的絕緣的或導電的罩子部分能與載體結合，以分別構成非屏蔽或屏蔽的插頭。
本發明還關于確保壓裝終端引線正確位置定位。在本發明的這一方面，終端固定結構具有位置止動設施，它與預張力下的終端引線貼合而確保縱向定位。橫向定位的方向是由引線定位槽的至少一個側壁給予的。


圖1是本發明第一個實施例的插頭的正視圖，圖2為沿圖1中A-A線的圖1所示連接器的側剖視圖，圖3是圖1所示實施例的底視圖，圖4是一組構成圖1所示的一列連接器頭終端的接觸器的頂視圖，該接觸器處于中間的制造階段，圖5是終端插頭還未插入前的壓塊的剖面圖，圖5a是圖5所示壓塊的后視圖，圖5b是圖5a的區域B的放大視圖，包括終端的剖面部分，圖5c是圖5的L3區的剖面圖，圖5d是圖5的L1區的剖面圖，圖6是圖5所示壓塊的底視圖，圖7是圖5所示壓塊所用的罩的剖視圖，圖8是圖5所示壓塊的剖視圖，其中插頭終端已插入并彎到最終位置，圖8a是圖8圓形區C的放大圖，圖9是具有圖8所示終端的壓塊的底視圖，圖9a是圖9D區的放大圖，圖10是第二個實施例的剖面圖，其中罩子已扣到壓塊上，圖11是第三個實施例的剖面圖，其中安裝板部分與罩做成整體，圖12和12a是表示另一種類型的終端引線定位結構的壓塊部分的底視圖，如圖1所示，第一個實施例的插頭20與普通的一樣具有由行列構成的接頭22a-22d陣列。為了說明起見(其它構形也可采用)，圖1所示的插頭僅有4行6列接頭終端。
參見圖2和7，插頭20由互相連在一起的兩部分組成，一是壓塊24和另一是罩26。正如圖7所示，罩26包括基部28、頂壁30和底壁32。壁30和32通常以垂直形式從基部28伸出，并包住兩側的插頭區。基部包括若干開孔34，開孔從前側或匹配側36伸到基部28的后側38。開孔34可做成任何需要的形狀，圖中所示基本為圓柱形。罩26可用模制的絕緣熱塑材料或如壓鑄鋅的導電材料制成。當罩子不要求具有屏蔽功能時選用絕緣塑料，當需要具有屏蔽功能時可用導電材料或鍍金屬塑料制成。
正如圖2和5所示，插頭20還包括裝載接頭終端22a-22d的壓塊或載體24。壓塊24包括由如可模制的熱塑性塑料的絕緣材料制成的本體40，本體40中具有若干通道44，它們與接頭終端所要求的陣列布置相對應。正如圖5a-5d所示，每個通道44具有十字構形，通道44的十字構形為終端接頭22提供了一個下導向面46(圖5b)和一個上導向面48。在通道44的L1段，其表面基本上是平行的，在圖5中的L2段的通道部分，下導向面46朝上導向面48匯聚，在通道的前部L3，表面46和48之間的垂直距離稍大于終端22(圖5c)的厚度。
圖5b是從具有終端22的通道中通道L1的前端看，從彎曲線痕68的左側的一點看的視圖。正如圖5b和5d所示，終端緊靠在上導向面48上。將一個插入力加到壓塊的頂部時，該力將通過表面48加到終端22的引線部分，從而將壓裝接頭74推入電路板。正如圖5c所示，由于在區域L3的通道44的高度剛稍大于終端22的厚度，接頭部分60的垂直部分將以相當緊的容差定位，倒鉤63定位后用以鎖住終端，使它不能從通道44中縮回。
壓裝塊或載體24包括伸過定位法蘭52、53的圓柱形襯套50。襯套50的外徑和罩26上開口34的內徑的尺寸做成在壓塊24和罩26壓在一起時襯套和開口之間呈相互過盈配合。這個交接配合將壓塊24和罩26固定在一起。法蘭52和53的前表面分別與罩26基壁28的后壁38(圖7)貼合，接納在凹口29內。
壓塊包括基本為平的頂壁57，用于接納一個加壓工具將成品連接器壓入印刷電路板。壓塊還包括一底壁54，用于提供連接器與安裝該連接器的印刷電路板的安裝界面。一固定栓56從底壁54垂下。底壁54還具有若干引線接納槽58(圖6)，它們通常以平行形式伸展并與連接器的列數相對應。引線接納槽包括保持終端引線縱橫向定位的結構，這將在下面詳細描述。
參見圖4，每組接頭終端22a，22b，22c，22d最好用扁平坯料沖成，坯料可用銅鈹合金板，其厚度在0.5毫米量級。每組不同長度接頭的數量與每列連接器的終端接頭的數量相對應。最短接頭22a位于插頭的最下行，最長終端22d位于插頭的最上行，終端22b和22c逐個放置在中間的行中。每個接頭終端22包括一個接觸頭或匹配接頭部分60，該部分將用于與匹配的連接器插接。這部分通常鍍有防腐涂層。每個終端22還包括一個導向部分62和鎖緊倒鉤63或臺肩，它們是在固定部分64拆掉而分開終端時加工而成的。每個終端22還包括水平的引線部分66，從固持部分62伸到彎曲線痕68。彎曲線痕將有助于終端在線痕處開始彎曲。每個終端22進一步包括一個垂直的引線部分70，它的終點位于一個通孔部分、最好是壓裝部分74。如果垂直部分70比較長，還可以在垂直部分70上提供加強肋72，以增加插入時抗彎的縱向強度。
正如圖4所示，最下行和最下行的上一行的終端22a和22b分別具有的垂直部分70最好以縱向的中心線基本對稱。然而其余的終端、如終端22c和22d的垂直部分是不對稱的，其中的一個邊緣75是基本是直的，而相對邊緣76沿相對側下降。下降的目的是允許引線部分70橫向移動一小段距離，從而使它能移過支座或指狀物形式的正確的定位止動件，這將在后面進行描述。
參見圖8，它示出了在終端接頭插入塑料本體40后的一個成品的完整壓塊24。在插入前，終端從圖4所示指向繞它們的軸轉90°，使彎曲縫痕68基本水平，朝向底壁54。終端22a-22d縱向插入十字形通道44內的一個位置，在該位置保持部分62固定在襯套50內，彎曲縫痕68通常定位成與每個通道44的較短的壁42對準。在每個終端沿每個通道44插入時，它在垂直方向的移動受到上、下壁46和48的限制，橫向由側壁49和51(圖5b)限制。在保持部分62進入通道的L2區時，壁46或48有助于將終端22定位在每個襯套50內的最終的垂直位置內，該位置在圖5c中用終端22的假想位置示出。倒鉤63搭接在通道的側壁上，防止終端向后移出通道。終端22最好一行接一行地壓入本體40，從最下的一行開始。罩26可在終端壓合前或壓合后裝到壓塊本體40上。采用十字形通道22減小了終端插入壓塊本體40時接頭接觸部分60電鍍的損傷問題，在終端插入時仿佛僅是內角47與接觸部分60貼合。雖然十字形被發現是有效的，并較易于與工具配合，任何能提供相對的窄的朝內向通道中心凸出的凸出部分的形狀相信能用于該目的。
終端22插入塊40內后，每個終端由合適的工具彎曲以形成垂直部分70。當終端繞彎曲縫痕68朝垂直方向彎曲時，垂直引線部分進入引線槽或槽58(圖6)。對最下一行終端22a來說，橫向或側向對壓裝引線部分的側向定位靠終端側緣貼合在引線槽58前部L4的側緣之間的緊密關系而得到的；縱向或端部對端部定位由引線貼靠在槽端55定位得到。對每一列中的后幾個終端來說，真正的位置特征稍有不同。當這些終端的垂直部分彎成后，靠近壓裝部分74的底部進入引線槽58。終端22b、22c和22d的彎曲的引線位于槽的L5段內。在每個槽的L5段(圖9)內，安有用于使壓裝引線74在合適的縱向定位的正確的定位裝置，正如圖8a和9a所示，正確定位結構的優選形式包括一系列的支座，支座加工在一個接一個的凹口84的附近的槽58的側壁上。在每個凹口和每個支座80的結合處具有臺肩86。每個支座很理想地包括一斜面部分82，該斜面部分有利于引線移動越過支座。當每個終端的引線彎曲時，它進入一個相應的引線槽58，按其行位，貼合到一個或多個支座80上。正如前面所述，垂直引線70上的下降區或邊緣76使引線可在槽58內橫向移動，直的邊緣75碰到支座80。每根引線彎曲到在每根引線中的預張力的殘余量傾向于使引線朝箭頭F(圖9a)的方向偏置。這樣當彎曲工具撤走時，每個終端引線段70具有固有的朝箭頭F方向的彈性偏置力。結果每個引線段朝后移動并貼合到相應支座80的臺肩86上。這就為每個引線段提供了縱向定位。橫向定位是由邊緣75或每個引線的附近段貼靠在凹口84內或稍作扭曲偏置保證的。
圖10表示直角壓裝連接插頭100的第二個實施例，該插頭由兩個獨立的元件構成，一個是罩102，另一是壓塊104。在該實施例中，壓塊104包括一個或多個細長的上鎖緊臂108和一個或多個下鎖緊構件110。鎖緊臂108和構件110的鎖閂109和111分別接納在罩102基部適當形狀的開口中，從而把罩102和壓塊104固定在一起。壓塊104由絕緣材料最好是模塑塑料制成。終端112壓裝入塊104。在該實施例中，保持倒鉤鎖入通道105前段L6中的通道側壁內。如果插頭100是非屏蔽型的，罩102由絕緣材料、同樣也最好是模塑塑料制成。在這種情況下，終端112僅穿過罩上的開口106。如果插頭110必須包括一屏蔽頭，罩102可用導電材料如壓鑄金屬或鍍金屬塑料制成。在這種情況下，最好具有與壓塊104制成整體的襯套(圖未示)，該襯套類似于第一個實施例的襯套50，用于每個終端112和罩的電絕緣。
圖11表示連接器的第三個實施例，該連接器具有罩90和壓塊92。罩包括最好與其制成整體的電路板安裝壁91。臂91包括將該連接器定位和固定在印刷電路板上的固定/定位腿93。在該實施例中，接頭終端93由保持裝置保持在罩90基部96的開孔95內。在接頭終端93壓裝到基部96內后，在它們仍為直的情況下，壓塊92滑裝到終端上，終端的引線部分接納在通道97內。一個或多個鎖緊臂98最好與壓塊92模塑成一體，鎖緊臂帶有與罩96上的適當的開口貼合的鎖閂部分98a，從而將壓塊固定到罩上。此后再彎曲終端的垂直引線93。
參見圖12，該圖類似于圖6，表示第二種類型的用于終端壓裝引線段正確定位的結構。圖12所示的結構意味著可基本完成如圖8a和9a所示布局同樣的正確定位功能。在圖12所示的布局中，壓塊的底面包括若干引線接納槽115，其數量與連接器終端的列數相對應。引線接納槽115加工在交錯的止動壁120和外壁116或中間壁118之間。止動壁120加工有若干一個接一個的柔性指狀物122和124。當每個終端引線段彎成垂直位置時，它貼合在一個或多個柔性指狀物122、124上，并把它們推到一偏轉位置。一旦終端引線通過彈性指狀物，指狀物朝槽的相對側彈回。正如在第一個實施例中已提到的那樣，每個終端引線彎成使它在箭頭F方向保留一定的預張力。因此，當一個特殊終端的垂直引線126通過止動指狀物122、124而接近其最終位置時，指狀物朝向槽115的相對的臂移動，并安置成使它的端部表面靠固有的彈性偏壓與終端126貼合，由此為壓裝段提供了縱向定位。正如圖12所示，終端引線的橫向定位是靠其一個邊緣與一個臂116、118的表面貼合而得到的。另外，指狀物122a的陣列能安置在每個槽115a的一側，如圖12a所示。這樣布局的優點是比圖12實施例較易于加工，同時允許使用即使是引線段也完全對稱的終端。
前面描述的實施例還具有減少制造成本方面的優點，單個的終端支承載體或加上壓塊可與若干不同類型的罩子合作形成多個不同構形的插頭。這就簡化了加工要求和極大地降低了成本。
直角連接器壓裝引線的正確定位是通過把定位結構整體并入終端承載壓塊上得到的。這種引線的正確定位可用于如圖所示的接頭頭部，也可用于必須放置在電路板插件上的具有彎曲引線的任何類型的終端上。采用十字形終端接納通道改進了終端電鍍層的保護性能，同時也使壓塊結構具有較大的剛度。
在已經參照各種附圖的優選實施例對本發明進行描述的時候，應該看到采用其它類似的實施例或對已描述的實施例進行改型或添加以實現本發明的同樣功能均不是偏離本發明。因此本發明不應僅限于任何單個實施例，而應把它看作是在所附權利要求列舉的精神和范圍內。
權利要求
1.一種電連接器包括一個具有基部的罩，基部具有若干穿過它的從第一面到第二面的開孔，一個電絕緣材料制成的插頭載體，插頭載體具有一匹配面，用以與罩子基部的第一面配合，匹配表面具有從匹配面伸展并放置接納在基部開孔中的襯套，導電觸頭安裝在載體上，每個觸頭的一部分由一個襯套包圍并從一個襯套向外伸出。
2.權利要求1的電連接器，其中罩子是由電絕緣材料制成的。
3.權利要求1的電連接器，其中罩子是導電的。
4.一種電連接器包括一個具有基部的罩，至少一個壁從基部伸出；一個成形的壓塊本體，若干裝在壓塊本體上的導電終端，每個終端具有縱向伸展的軸向部分和與軸向部分成一角度的引線部分；和共同作用在壓塊本體和罩之間，用以將罩子固定到壓塊本體上的固定裝置。
5.權利要求4的連接器，其中壓塊包括若干襯套，每個襯套包圍住一個終端，罩子包括具有若干開孔的基部，在每一個上述開孔中接納一個襯套。
6.權利要求5的連接器，其中襯套以過盈配合固定在開孔中。
7.權利要求4的連接器，其中固定裝置包括鎖閂裝置。
8.權利要求7的連接器，其中鎖閂裝置包括壓塊上的鎖閂臂。
9.權利要求8的連接器，其中鎖閂臂與壓塊制成一體。
10.一種連接器系統，其構形可在屏蔽和非屏蔽構形中替換，該系統包括一個絕緣的觸頭載體本體具有一個面部，若干終端以相互電絕緣狀態安裝在本體上，每個終端的匹配部分從上述面部伸出，第一個罩子由絕緣材料制成，并具有帶有開孔的基部，上述終端的匹配部分可穿過開孔伸出，上述第一個罩子可安裝在載體上；和第二個罩子由導電材料制成，并具有開孔的基部，上述終端的匹配部分可穿過開孔伸出，上述第二個罩子可替換地安裝在載體上，代替第一個罩子。
11.權利要求10的連接器系統，其中載體本體包括與第一面部成一角度的第二面，每個終端包括與匹配部分成一角度伸展的引線段，每個引線段的一部分伸出上述第二面。
12.權利要求11的連接器系統，其中載體本體包括一壓塊，伸出第二面的終端部分包括壓裝段。
13.權利要求12的連接器系統，其中終端引線段和匹配段之間的角度關系約為90°。
14.一種電連接器包括一個本體，若干安裝在本體上的終端，它們與排列在本體匹配界面上匹配部分相互電絕緣，引線部分安置成與匹配部分成一角度；和由本體攜帶的固定結構，用于引線部分的正確定位，上述引線部分通過預緊力與固定結構相貼合。
15.權利要求14的電連接器，其中終端排成若干行和列，固定結構包括用以接納若干終端每列的引線部分的槽。
16.權利要求15的電連接器，其中每個槽包括若干沿槽以間隔關系安置的止動元件。
17.權利要求16的電連接器，其中止動元件包括每個具有預張力的引線段貼靠的支座。
18.權利要求17的電連接器，其中支座包括一柔性指狀物。
19.一種電連接器，包括一個為保持至少一個導電終端而加工的本體，一個用以接納導電終端的本體上的通道，該通道包括向內朝通道中心凸出的狹窄部分；和導電終端的一部分安置在該通道內。
20.權利要求19的連接器，其中至少部分通道的剖面具有大致為十字形的形狀。
全文摘要
一種直角壓裝連接器,采用模裝結構,它具有帶壓塊的普通終端,壓塊可與不同類型的罩結構配合。壓塊可包括壓裝引線的正確定位結構。該正確定位結構可與壓塊制成一體。壓塊中的十字形插入通道減小了對終端電鍍面的損壞并增加了結構剛度。
文檔編號H01R12/16GK1192065SQ9810531
公開日1998年9月2日 申請日期1998年2月20日 優先權日1997年2月21日
發明者保羅·J·M·波特斯 申請人:連接器系統工藝公司