专利名称：模压插入电连接器和制造方法
技术领域：
本发明一般涉及电连接器技术，特别涉及具有通过模压插入(insert-molding)制造工艺嵌入在绝缘外壳内的一个或多个导电端子的小型电连接器。
传统上，通过提供刚性绝缘外壳然后与多个金属端子装配来制造电连接器。端子插入到外壳中形成的端子腔中。电子设备的发展已要求减小电连接器的体积。这种小型化已使得端子用非常薄的金属条制成，因此，这种端子的结构刚度非常低。但是，由于缺乏刚度，传统的端子到外壳的装配方法已被证明不现实或不可能，因为端子没有足够的刚度承受物理插入到外壳中的端子腔。
在制造具有小型端子的连接器的研究中，大家知道，通过所谓“模压插入”(有时称为“过模压”)的工艺制造连接器。模压插入涉及将端子置于模腔中，然后注模树脂至腔中，在端子周围固化形成刚性绝缘外壳。特别是，在注入外壳树脂期间，每个端子的至少一个表面希望紧靠模腔的一个表面。该表面不被树脂覆盖，由此保持暴露。一旦固化，刚性外壳为端子下侧提供支撑。暴露的端子表面作为连接器的接触表面。
在使用连接器时，为更好地保证端子承受接触力，端子的朝前接头弯曲成S形曲线形成在模腔内向里伸展的台阶。因此，内凸接头完全被注入的外壳树脂包围，并牢固地嵌入在外壳中。这将帮助固定外壳中的端子并防止前接头从外壳中脱离。
遗憾的是，在已知的电连接器模压插入过程中，注入的外壳树脂经常渗漏到要求不被覆盖的模腔中端子的接触表面，形成“毛边”或树脂薄膜。特别地，不希望树脂流过置于端子腔中一侧的端子的接触表面周围。知道这种不希望的注入方式发生在端子朝前的接头的弯曲台阶处。这是一个疑难问题，因为端子接触表面需要暴露以建立电接触。端子接触表面上不希望的“毛边”可能阻止发生电接触。
对于高黏度的树脂，不希望的毛边形成是一个特别疑难的问题。在控制或消除毛边形成的研究中，需要使用高精度模制和/或使用具有低毛边特性等级的模制树脂。
在现有的连接器中，由于在端子接触表面上毛边形成尺寸不一致，质量控制更困难。毛边形状特征在连接器中是不一致的，由于预测产生的暴露端子表面的位置和长度的困难性，造成制造不精确。希望使毛边的长度最短，或一起消除毛边，以便提供具有最大暴露接触部分的端子，由此使有效的插入长度最大。
因此，需要改进的能够克服与通过模压插入制造的已知连接器有关的问题的连接器。特别是，需要消除或减少端子接触表面上称为毛边的外壳树脂材料形成薄膜。
本发明通过提供改进的电连接器克服上述问题。本发明有益地提供了阻止在导电端子的接触表面上形成毛边或薄膜，接触表面始终保持暴露并不被外壳材料覆盖。
在实施例中，根据本发明的连接器包括具有特殊形状接头的端子。特别是，端子具有形成接触表面的中间接触部分以及凹进或偏离接触表面且从接触部分以朝前方向伸展而确定台阶构造的厚度减小的接头部分。接触部分有第一厚度，而接头部分有薄于第一厚度的第二厚度。基本为平面的表面基本以直角从接触表面伸展到接头。
用绝缘外壳装配端子，端子定位在模腔中，然后将外壳材料的树脂模压插入在端子上。树脂固化形成绝缘外壳。外壳包括沿端子接触部分一侧伸展的端子支撑平台，当端子接触表面被施于接触力时提供刚性结构的支撑。
每个连接器厚度减小的接头被嵌在外壳端子平台朝前部分。特别是，外壳材料覆盖了接头的上侧。
在实施例中，端子的接头部分有一大约为接触部分厚度一半的厚度。
本发明的一个优点是台阶型构造端子的厚度减小的接头阻止了绝缘外壳材料在端子上模压插入期间树脂在接触表面上流动。
嵌入的厚度减小的接头牢固地将导电端子的前部固定在外壳中。这有利地阻止了端子与外壳分离。
本发明的另一个优点是提供可用于现有外壳模的改进的端子，该端子也提供了模压插入期间改进的无毛边性能。
本发明的另外特征将通过下面的说明、附图及权利要求书描述，并将变得更清楚。
图1是传统的模压插入电连接器的侧面截面图；图2是外壳端子平台和图1的传统连接器端子的放大的部分截面图；图3是根据本发明优选实施例的模压插入电连接器的平面图；图4是根据本发明基本沿图3中的线Ⅳ-Ⅳ剖开的连接器的侧面截面图；图5是当以插入连接器的方向看时的图3连接器的前端图；图6是外壳端子平台和图3连接器端子的放大的部分截面图；图7-9是根据本发明各种连续制造阶段期间端子示意侧面图。图7显示了在铸造之前的工作台上的端子。图8显示通过铸造工具施加铸造形成厚度减小的台阶型构造接头的步骤期间的端子。图9显示了用虚线表示剩余材料从接头切除的铸造的端子。
现在参考附图，其中同一数字表示同一元件，图1和图2显示具有模压插入外壳301的传统型连接器304。如图1所示，传统连接器304通常包括绝缘外壳301，多个平行对称置于外壳中的导电端子303，以及一个导电屏蔽302。屏蔽302通常包围外壳的两个侧面和上侧。
屏蔽302有一个定形的前开口305，以配合接收匹配插头连接器(未示出)。匹配插头连接器安装在外壳的端子平台306上，这样插头的接触以在端子303上滑动接触地被接收。
仍参考图1，传统连接器304的外壳301包括基座部分311和从基座311向屏蔽302中的开口305朝前伸展的悬臂端子平台306。外壳301通过通常已知的模压插入方法在端子303上形成，由此绝缘外壳树脂被注入到包含端子303的模腔中，端子303预先插入到模型中。由此，端子303通过基座伸展并凹进端子平台306中，这样每个端子的接触表面面朝上离开端子平台306。接触表面309希望暴露以便与在开口305中接收的插头迅速建立导电接触，但是，遗憾的是，在制造期间保持接触表面暴露已经很困难，更特别是，如图1和2所示，传统端子303的端子平台306被弯曲成S形部分308，以形成降低的朝前接头307。降低的接头307嵌入或埋入外壳301的材料中，帮助支撑端子303前端固定。注意，传统端子303沿其长度包括在接头307处通常厚度均匀。
遗憾的是，已经发现具有通过弯曲S曲线部分309形成的传统端子303的接触表面30经常在模压插入加工期间形成脱离模型的间隙，使得形成不希望的“毛边”310或在接触表面309上的外壳树脂薄膜。这种毛边310覆盖了部分或全部接触薄膜309的长度，减小了电接触的质量，或缩短了接触表面309的有效区域。消除毛边310大大增加费用。
为了克服与模压插入期间在端子上形成毛边有关的问题，本发明在实施例中提供了包括具有改进的、厚度减小的、在其接头处有台阶构造的端子。已经发现这种改进形状的端子阻止在外壳树脂注入期间形成离开模腔的间隙，由此阻止树脂流到接触表面及相关的毛边形成。
例如，图3-6显示了根据本发明实施例的小型结构的连接器10。通常如图4和5所示，连接器10包括绝缘外壳12，多个导电端子14。为了以小尺寸构造连接器10，绝缘外壳12模压插入在端子14上。构造的连接器10接收匹配插头连接器(未示出)。
另外，为保护连接器免受电磁干扰，所示的连接器10有一个外壳导电屏蔽16，如图3和5所示。屏蔽16有一个上壁18和两个相对的侧壁20。为将连接器10固定在电路板(未示出)或其他表面上，多个固定凸缘22(4个，在示出的实施例中所示)从屏蔽16的侧壁20朝外凸出。如图4和5所示，屏蔽16整体且缠绕在绝缘外壳12的外周，形成连接器10的刚性外形。屏蔽16的端部由一对相对凸出的薄片24和26确定。薄片24，26以配合啮合方式在连接器10下侧交会，由此将外壳12固定在屏蔽16中。
更特别是，薄片24和26每一个分别有台阶型构造，互相配合安装，如图5所示。参考图4的截面图，薄片24包括柱25，该柱被紧密接收在以干扰配合的相对的薄片26中的孔27中。
在连接器10的前部，屏蔽16的上壁18，侧壁22和底部薄片24和26内部确定开口28。确定开28尺寸以匹配接收上述的插头连接器。
图4和图6的截面图示出了绝缘外壳12中的端子14。提供多个端子(示出4个)，以平行对称排列置于外壳12中。外壳12在各自的端子腔15中容纳端子14。
现在参考图4，连接器10的模压插入外壳12包括基座部分30和朝向屏蔽16中的开口28从基座部分30朝前伸展的悬臂端子平台32。端子平台32的前端以锥形形状匹配插入到插头的配合插孔中。当匹配插头连接器插入到连接器10中时，插头在端子平台32上配合，这样来自插头的接触在端子14上以滑动接触被接收。
仍参考图4，每一个端子14有放大的接触部分34，以凹进方式置于端子平台32中。端子14通过外壳12的基座30朝后伸展。在连接器10的后部，端子14有一个尾部36，如图3和4所示尾部36利用焊接或其他已知的方法连接到电路板上的触点。
为建立与插头接触，端子14的接触部分34有朝上暴露的接触表面38。最好，暴露的接触表面38基本上沿端子平台32的长度从外壳12的基座30向前部开口28伸展。这就使滑动接触长度最大。
根据本发明的一方面，端子14的前部包括具有角、从接触表面偏离的台阶型构造的厚度减小的接头部分40。由于台阶型构造，绝缘外壳树脂在模压过程中能够包围接头部分40。一旦固化树脂，接头部分40被凹进或嵌入外壳12中，使外壳材料g(图6)部分在接头部分40上垂直及接触表面38朝前分布。嵌入的接头部分40将端子14固定到端子平台32，以防止当施加来自插头的滑动接触力时端子14脱离端子平台32。
特别地，端子14的接触部分34有第一厚度，而接头部分有小于第一厚度的第二厚度。例如，在所示实施例中，接头部分14的厚度约为接触部分34厚度的一半。基本上平面表面42通常以直角从接触表面38伸展到接头部分40。但是，应该理解连接器10尺寸小，而这里几何描述的精度限于小规模制造端子14的能力。另外，本发明不限于直角构造。相应地，本发明希望端子在接触表面38的前边缘拥有非弯曲角的构造。因此，虽然描述的厚度减小、直角、台阶型构造40是优选的，但是本文的权利要求书希望将这种接头形状包括在等效的变化和合理的制造公差之内。前表面44大致平行于平面表面42伸展。
已经发现接头部分40的台阶型构造减小了作为现有技术的连接器问题的毛边形成。特别地，端子接触表面38和/或平面表面42当注入树脂时与模腔一侧接触，包围接头部分40。由于有效地阻止了树脂朝后流向端子台阶表面42，树脂薄膜或毛边不会在接触薄膜38上形成。
在优选实施例中，接头部分40的长度稍长于接触部分34的厚度。但是，接头部分40的长度可以是任何合适的长度以根据尺寸提供必要的固定力及元件总体的强度，包括外壳材料g的强度。
为形成厚度减小的接头部分，在实施例中，端子用铸造工艺制造，如图7-9所示。首先，参考图7，提供盘或金属毛坯114，制造端子。这里描述的铸造工艺先形成要求的厚度减小的、台阶型构造的毛坯114，然后由形成的毛坯制造许多端子，由此优化效率。
毛坯114被置于粗糙的表面或工作台116上。锻模118沿毛坯114的前边缘定位。模子118有一个带齿122的凹腔120，适当的形状锻打出要求的台阶型端子构造确定例如直角。凹腔120有等于要求的端子接头部分厚度的深度h。
锻模118以方向A(图7)朝下驱动，用要求的台阶型构造锻打或铸造金属毛坯114的前边缘，如图8所示。在凹腔32下变形的金属向前拉，形成厚度减小的接头部分40及垂直于接触表面38放置的台阶型平面表面42。
转到图9，为了使接头部分具有要求长度，将剩余的金属在切割步骤中利用已知的适当的切割装置如切割机、激光等从接头部分40的前边缘去掉。如所示，虚线B右侧的材料被切割掉并被排除，留下前表面44(图6)。
随后，单个端子14从毛坯114切割并弯曲形成尾部36。可选地，电镀可用于这里的端子。为了是制造步骤最少，图8中的切割操作例如也可将单个端子14从毛坯114分离。
上述实施例是实施例的示例，其中端子14的表面42以直角形成。但是根据本发明的具有厚度减小的接头部分40端子14也可被制成表面42不是直角。图7和8的铸造操作可用于形成这种构造。例如，可以近似于直角的锐角或钝角形成表面42。
本发明不限于这里具体描述的示例实施例。相反，可认为对这里具体描述的实施例的各种变化和修正，对于本领域的技术人员将是明显的，而且所作的这种变化和修正不脱离本发明的精神与范围。因此，所附的权利要求书旨在覆盖这种变化以及修正。
权利要求
1.电连接器(10)，包括多个导电端子(14)；以及端子(14)上模压插入的外壳(12)，外壳(12)包括端子支撑平台(32)，所述多个端子置于所述外壳中；其中每个端子(14)包括接触部分(34)，具有暴露的接触表面(38)用于与匹配连接器的各端子匹配，接触部分有第一厚度；以及接头部分(40)，从接触部分(32)朝前伸展，接头部分有小于第一厚度的第二厚度以形成偏离接触表面的台阶型构造，外壳嵌进接头部分。
2.根据权利要求1的电连接器(10)，其特征在于，端子(14)包括基本为平面的表面(38)，该表面以大约90度角从接触表面(38)向接头部分(40)朝下伸展。
3.根据权利要求1的电连接器(10)，还包括整体的导电屏蔽(16)，该屏蔽具有两个相对凸出的薄片(24，26)，两个薄片交会使所述屏蔽缠绕外壳(12)的外周，每个薄片具有台阶型构造，这样台阶型构造以配合方式互相配合适配。
4.根据权利要求3的电连接器(10)，其特征在于，所述薄片(24)之一包括由此伸展的柱(25)，而另一薄片(26)有一个以相互配合接收柱的孔。
5.根据权利要求3的电连接器(10)，其特征在于，所述屏蔽(16)还包括顶壁(18)和相对地从所述顶壁伸展的一对侧壁(20)，所述薄片(24，26)从各侧壁凸出。
6.根据权利要求1的电连接器(10)，其特征在于，外壳(12)还包括外壳基座(30)，从外壳基座朝前伸展的端子平台(32)；且其中端子(14)还包括用于将各导体啮合到固定连接器的电路板上的尾部(36)。
7.电连接器(10)，包括至少一个导电端子(14)，端子包括确定接触表面(38)的接触部分(34)，接触部分具有第一厚度和从接触部分朝前伸展的接头部分(40)，接头部分具有小于第一厚度的第二厚度并偏离接触表面；绝缘外壳(12)形成端子平台(32)，其中端子的接头部分(40)被嵌入在外壳中，这样接触表面暴露而接头部分被外壳覆盖。
8.根据权利要求7的连接器(10)，其特征在于，第二厚度大约为第一厚度的一半。
9.根据权利要求7的连接器(10)，其特征在于，外壳(12)通过在端子(14)上模压插入绝缘树脂而形成。
10.根据权利要求7的连接器(10)，其特征在于，接头部分(40)以台阶形方式从接触部分(34)伸展。
11.根据权利要求7的连接器(10)，其特征在于，端子(14)具有以约直角相对接触表面设置的表面(42)，该表面向接头部分(40)伸展。
12.根据权利要求7的连接器(10)，还包括整体导电屏蔽(16)，屏蔽(16)具有两个相对凸出的薄片(24，26)，两薄片交会使所述屏蔽缠绕外壳(12)的外周，其中每个薄片具有台阶型构造，这样台阶型构造以配合方式互相配合适配。
13.根据权利要求12的连接器(10)，其特征在于，所述薄片(24)之一包括由此伸展的柱，而另一薄片(26)有一个以相互适配地接收柱的孔。
14.制造电连接器(10)的方法，包括步骤提供具有第一厚度的金属毛坯(114)；铸造金属毛坯边缘形成具有台阶型构造的接头(140)，该接头具有小于第一厚度的第二厚度；从毛坯(114)切割多个单个端子(14)，这样形成的每个端子具有所述台阶型构造的接头(40)。
15.根据权利要求14的方法，还包括从铸造的接头切割掉多余金属的步骤。
16.根据权利要求14的方法，其特征在于，所述铸造步骤包括驱动紧靠所述毛坯(114)的边缘的模子(118)。
17.根据权利要求13的方法，还包括步骤将多个端子(14)置于模腔中；将树脂注入到模腔中，形成外壳(12)。
18.根据权利要求15的方法，还包括定位具有所述第一厚度、紧靠模腔壁的端子的部分(34)的步骤。
19.电连接器(10)，包括在多个导电端子(14)上模压插入的外壳(12)，且该外壳包括端子支撑平台(32)，每个端子包括具有用于与匹配连接器的各端子匹配的暴露的接触表面(38)的接触部分(34)和从接触部分(34)伸展并由外壳覆盖的接头部分(40)；以及带有两个凸出的缠绕外壳的薄片(24，26)的整体导电屏蔽(16)，所述薄片(24)之一包括由此伸展的柱(25)，而另一薄片(26)有一个以相互适配地接收柱的孔(27)。
20.根据权利要求19的电连接器，其特征在于，每个薄片(24，26)具有台阶型构造，这样台阶型构造以配合方式互相配合适配。
全文摘要
提供一种电连接器,具有多个与外壳模压注入的导电端子。每个端子有具有台阶型构造的厚度减小的接头部分。台阶型构造有交会端子暴露的接触表面的非弯曲角。端子的角在模压插入过程中仍定位在紧靠模腔的壁但允许接头部分被嵌入在外壳材料中以牢固固定。端子有利地避免了模压插入期间在暴露接触表面上形成毛边或树脂薄膜。这种连接器用于,例如,小尺寸连接器应用,其中端子小且缺乏便利地与预先形成的外壳装配所需的足够刚度。
文档编号B29C45/14GK1287396SQ0012175
公开日2001年3月14日 申请日期2000年6月21日 优先权日1999年6月22日
发明者平田智久 申请人:莫列斯公司