专利名称：尺寸紧凑的板对板接插件的制作方法
背景技术：
本发明总体上涉及板对板的接插件，更具体地，涉及接插件组件，用于将两块电路板连接在一起并防止两个接插件元件在它们相互接合后彼此分离，从而提高接插件的接触之间的接触稳定性和接触力。
如同本领域内普遍公知的，印刷电路板(PCB)是薄的板，上面装有芯片和其它电子器件。印刷电路板通常由纤维玻璃制成，装在板上的器件通过一个或多个电路板上的铜制电路相互连接。在此工业中，系统中的主要电路板称为主板或“母板”，连接在主板上的次要电路板称为“子”板或边插卡(edge card)。在20世纪60年代将电子元件在电路板上相互连接起来，在20世纪90年代时，通常将多个芯片连接在一起，每块芯片中含有几十到几百万个基本的电子器件。
在制造上述电路板的过程中，首先将薄铜板放置在由玻璃纤维或塑料制成的基体上，接着光致抗蚀剂溶液涂覆在上面。光通过印有电路的负胶片照在光致抗蚀剂上，使光致抗蚀剂涂层与电路对应的部分硬化，甚至在电路板蚀刻后仍保留在上面。此后，蚀刻的基体板通过含有强酸的电解液，从而使没有硬化的剩余部分腐蚀掉。这个过程将电路印刷在板上。预先设计的电路图案允许电子器件用锡焊或其它连接方法结合在电路板上。
图1以剖视图的形式表示传统的板对板接插件组件，接插件对接在一起并将两块电路板14a、14b连接在一起。接插件组件包括第一接插件6，通常称为“插头”接插件，用于插在第二接插件外壳2的中心形成的凹槽或室4中，第二接插件通常称为“插座”接插件。对于此结构，侧壁8形成在接插件外壳2的两侧，导电端子10固定在侧壁8上，同时一套相对的导电端子12位于第一插接件或称插头接插件6的主体中。插座接插件外壳2固定在一块电路板14a的一侧，插头接插件主体6固定在第二电路板14b的另一侧。
每个插座端子10具有装在电路板上的尾部10a和与尾部整体连接在一起的接触部分10b，接触部分10b本身弯曲两次，从而形成两个弯曲部分10c和10d，在接触部分10b内垂直延伸，并且在接触部分10b的末端形成凸起接触面10e。每个插头接插件端子12具有垂直的接触部分12e，与凸起接触面10e相对，并基本呈符号“”的形状，从而插头接插件端子的尾部12a位于与电路板14a相对的上部位置。
但是，在插头端子具有上述类型结构的情况下，当接触部分由于突然的外部冲击失去弹性时，接触部分不能保持与凸起接触面的接触，从而导致不良接触的问题。并且，产生另一个问题，即插头插针的接触部分和插座端子10的凸起接触面10e在外部冲击的作用下可以相互弹性分离，因为其结构不能保证插头接插件端子的接触部分与插座接插件端子的凸起接触面之间的可靠接触。
本发明涉及接插件组件，能克服上述的缺点。
本发明的另一个目的是提供将两块印刷电路板连接在一起的接插件组件，接插件组件包括第一和第二配对的接插件，其中第一接插件的端子具有在垂直和水平方向都有弹性的接触部分，从而提高两个接插件配对端子之间的接触力。
本发明的再一个目的是提供将两块电路板连接在一起的接插件组件，其中组成接插件组件的两个接插件的端子能弹性变形，从而提高两个接插件之间配对接触的稳定性以及两个接插件端子之间的接触力。
本发明的又一个目的是提供将两块电路板连接在一起的改进的板对板接插件组件，接插件组件包括插座接插件和插头接插件，两个接插件中的每一个具有多个导电端子，两个接插件的端子具有的结构可减小接插件组件的总高度并能相互固定，不需要在两个接插件中任一个的绝缘外壳上形成单独的锁结构。
本发明的又一个目的是提供板对板接插件组件，具有与相对的插头接插件配对的插座接插件，接插件中的一个具有多个Z形导电端子或结构，端子结构减小接插件组件的总高度并增大将两个接插件保持在一起的保持力。
为了达到这些和其它目的和优点，本发明的优选实施例中包括将两块印刷电路板连接在一起的接插件组件，它包括第一接插件和第二接插件，第一接插件具有连接到两块印刷电路板中第一块的外壳，第二接插件具有连接到两块印刷电路板中第二块的外壳，两个接插件中的一个优选地是插座型的，两个接插件中的另一个优选地是插头型的，当两个接插件相互接合在一起时插头接插件插在插座接插件中。
第一接插件外壳可以是插座型接插件，并且因为如此，包括具有侧壁的基板，侧壁位于基板相对的侧边上，从而在基板的中央形成接收室或插孔，每块侧壁具有多个孔分布在其中，每个孔中插入单独一个导电端子。每个插座接插件端子优选地包括尾部和弹性接触部分，尾部伸出接插件外壳之外用于连接到一块电路板，弹性接触部分从尾部开始延伸于接插件外壳的插孔中，弹性接触部分至少弯曲两次，从而形成多个弹性的弯曲部分，弹性接触部分进一步具有自由的末端，末端向内弯曲形成端子部分的弯曲或凸起接触面。当插入插座接插件外壳时，插座接插件端子的尾部伸出外壳侧壁，而其接触部分在接插件外壳内延伸。
第二接插件外壳是插头型的并包括中央主体部分，从基板上伸出并连接在第二电路板上。插头型接插件的中央主体部分被容纳在插座外壳的插孔中，并且多个导电端子装在插头接插件中央主体部分上。这些端子的尾部伸出主体部分外，将插头接插件固定在第二电路板上，同时接触部分沿主体部分从尾部开始延伸，与插座接插件的端子相对。
每个插头接插件端子具有弯曲或凸起的接触面，接触面向外延伸并位于端子两个区之间，从而当插头接插件插入插座接插件时，接触面可以沿水平方向偏转或弹性变形。插头接插件端子插针的凸起接触面位于端子两个倾斜区之间，从而当插头和插座接插件组合在一起时端子接触部分的上表面与插座接插件端子的接触面接触。
优选的是，插头接插件端子的凸起接触面与至少一个倾斜表面侧面接触，从而当插头和插座接插件外壳组合在一起时插座接插件端子可以将插头端子在水平和垂直方向容易地并弹性变形，从而插头接插件的凸起接触面在插座接插件端子的接触部分表面上并沿其滑动。
通过下面详细的描述，将清楚地理解本发明的这些和其它目的、特征和优点。
优选实施例详述图2是根据本发明原理制造的、用于将两块印刷电路板连接在一起的板对板接插件组件的分解透视图。接插件组件包括连接在第一电路板300a上的第一接插件100，以及连接在第二电路板300b上相对配对的第二接插件200。
第一接插件包括绝缘接插件外壳100，外壳具有一对长度方向的侧壁120和122，二者通过一对端壁124和126互相连接，优选地这些都从外壳基板110上竖起，共同形成一个接收室或插孔130，处于第一接插件外壳的中央。第一接插件外壳包括多个开口或空腔120a和122a，并列分布于外壳侧壁120、122中，并且优选地在接插件100长度方向相对地互相对齐。另一套空腔或槽121可形成在侧壁120、122中并可具有夹持缝121a。这些槽121容纳大体为L形的第一夹持片140，如图2所示，并且利用在第一夹持片140一个端部的两个侧边上形成的保持端141之间的过盈配合进行配合。保持端爪141插入第一缝121a，而另一端，第一夹持片140的较低端可以锡焊或焊接到第一电路板300a上。
第一接插件100包括多个容纳在侧壁端子容纳空腔120a、122a中的导电端子160，一个端子插在一个空腔中。每个端子160包括下尾部162和从尾部162延伸的、弹性的、可变形的接触部分164。弹性接触部分164至少弯曲两次，呈Z形，从而形成朝向接插件外壳插孔中央的下弹性弯曲部分166以及朝向接插件外部的上弹性弯曲部分168。这两个弯曲部分166、168是隔开的并且在水平和垂直方向上互相分离。下弹性弯曲部分166比上弹性弯曲部分168更靠近端子160的尾部162。在此情况下，弹性接触部分164的上端向内弯曲(并局部向下)形成插座端子160的接触面169。端子166的接触面169与下弯曲部分166隔开并分离开形成间隙G(图4)，其功能是将插头接插件端子的接触面224夹持在其中间。端子160并列地插在第一接插件100的它们各自的空腔120a、122a中，而其尾部162伸出两个接插件外壳侧壁120、122之外。并且，从尾部162延伸的每个弹性接触部分164至少弯曲两次形成之字形，从而形成弹性弯曲部分166和168，弹性接触部分164的上端向内弯曲形成插座端子的接触面169。重要的是，端子160通过下和上弹性弯曲部分166和168在水平和垂直方向都能弹性变形。
图2所示的接插件组件的第二或插头接插件200看上去呈矩形，与第一接插件的插孔130配合，从而向上延伸的插头部分可以插入第一接插件100的插孔130中。第二接插件外壳包括多个第二夹持槽202，分布于外壳相反的端部，使插头接插件200固定在第二电路板300b上。第二夹持片210，其尺寸和形状与第一夹持片140相似，楔入第二夹持槽202中并且用于将第二接插件200固定到第二电路板300b上，例如通过锡焊或焊接。
第二接插件200也具有多个端子容纳空腔204，按次序沿第二接插件外壳两侧的长度方向排列，优选地每一个都基本呈U形。空腔204形成于第二接插件200的相对侧壁中，并且它们容纳导电端子220，这将在下面描述，导电端子220具有凸起的接触部分230，从第二接插件外壳的侧壁上伸出。每个插头接插件端子220包括在其一个下端的尾部222，用于将端子220固定到第二电路板300b(图3)。端子的其余部分可以认为是接触部分224，首先从尾部222水平延伸一段预定的长度，接着优选地向上或向下弯曲，优选的是直角，接着沿着向后回到尾部222的方向再次弯曲形成倾斜延伸或角(在224a处)。进一步再次向内弯曲端子(在224b处)，完成端子的接触部分224并形成凸起接触面230。如图所示，接触部分224具有基本三角形的和倾斜的表面224a、224b，在可以认为是端子220的一个点或顶点的相反两侧上延伸。优选地，此顶点与凸起接触面230是一致的。位于部分224b末端的端子自由端240可以与第二接插件200的外壳接合，并且如果需要的话，对端子220提供预应力。这些端子220中的每一个插入第二接插件220单独一个端子容纳空腔204中，并且每个端子包括顶弯曲部分226(图2)，形成三角形接触部分的开始。
形成在端子220下端的尾部222位于插头接插件外壳主体部分之外，凸起接触面224从尾部222延伸直至突出主体部分之外，从而它(凸起接触部分224)在水平方向以及部分地在垂直方向可以弹性变形。端子220的凸起接触面224可以朝向形成端子220的骨架的部分弹性变形，即相对于端子容纳空腔204向内变形，如图3所示。可以看出，凸起接触面224与两个倾斜的或有角度的表面相接，一个是上倾斜表面224a，另一个是下倾斜表面224b，二者共同形成三角形，从而凸起接触面224从插头接插件200的端子容纳空腔204中直接伸出。以这种方式将凸起接触面224定位，从而当插头接插件200和插座接插件100组合在一起时，它能在插座端子160的相对接触面169上滑动，二者之间容易形成接合并且接合可靠。
图5是局部剖视图，部分地表示插头和插座接插件100、200在接合之前互相对齐，而图6部分地表示两个接插件100、200完全组合在一起。
插座接插件100的第一夹持片140锡焊在一块印刷电路板300a上，而插头接插件的第二夹持片210锡焊在另一块印刷电路板300b上。在图5的方向中，插头接插件200的插头部分对齐插座接插件100的插孔130，并被轻轻压入插孔130中。插头接插件端子凸起接触面224的上倾斜表面224a首先与插座接插件端子接触面169接触，如图5所示。在此描述中，应用于插头接插件200的术语“上”是指当插头接插件以如图4所示的插座接插件的位置出现时插头接插件的方向。它也指接触插座接插件端子的“第一”表面。此后，随着插头接插件200进一步插入插孔130，插头接插件端子的倾斜表面224a上移，使得端子接触部分的接触面224实际上沿图3中箭头“H”的方向水平地向内朝向插头接插件200的中央主体部分移动。
当此过程进行时，如图6所示，插头接插件220的凸起接触面224正压在插座接插件端子160的凸起接触面169上，并位于插座端160的下弹性弯曲部分166和接触面169之间，从而上倾斜表面224b和接触面224与插座接插件端子接触部分169的下表面接触。
在这种情况下，插座接插件端子的整个弹性接触部分164向外和向下弹性变形，直到凸起接触面224位于下弹性弯曲部分166和接触部分169之间。并且，插头接插件端子220的凸起接触面224也在水平方向弹性变形。凸起接触面224从插头接插件端子的接触部分突出，并因为这些端子包括可以插入空腔中用于预加应力的自由端240，所以插头端子的接触面224与插座端子166产生可靠地接合和对其产生接触力，从而保证两个接插件外壳夹持在一起。
从上面的描述可以清楚地看出，在本发明的接插件组件中，接插件外壳和组件的主体能仅仅通过两个插针160和220的结构固定地组合在一起，而不需要在插座或插头接插件的外壳中形成单独的锁元件，从而节约加工成本并进一步降低接插件组件的总体尺寸。
在本发明的接插件组件中，接插件外壳160的连接插针160和组件主体200的插头插针220能弹性变形，从而提高连接插针160和插头插针220之间的接触稳定性，以及提高连接插针和插头插针之间弹性连接的接触力。
如上所述，根据本发明的连接两块印刷电路板的接插件组件已经解决了现有技术中的问题。
也就是，尽管当突然从外部施加冲击时，由于凸起接触部分和每个连接针的接触部分之间的接合，凸起接触部分也不会分离。并且，由于每个插头插针的凸起接触部分与每个连接插针的接触部分通过水平和垂直方向的弹性力接触，因此不会导致有缺陷的接触。另外，本发明的接插件组件允许插座和插头接插件外壳仅通过它们各自的端子结构互相固定在一起，而不需要单独的锁结构，从而省去了复杂的加工需要。
虽然图解和描述了本发明的优选实施例，但对于本领域一般技术人员来说，很明显可以在不偏离本发明精神的情况下做出变化和修改，本发明的范围由所附的权利要求所限定。
权利要求
1.一种将两块印刷电路板连接在一起的板对板接插件组件，包括第一接插件外壳，用于固定在两块印刷电路板中的第一块上，第一接插件外壳包括基板和位于基板上的多块侧壁，形成第一接插件外壳的插孔，至少两块侧壁包括多个第一端子容纳空腔，每个第一端子容纳空腔中都有一个第一导电端子；每个第一端子包括尾部和从尾部延伸的可变形的接触部分，接触部分本身至少弯曲两次，从而在上面形成多个弯曲部分，两个所述的弯曲部分向内朝向所述插孔，所述两个弯曲部分由中间的间隙分开；第二接插件外壳，用于固定在所述两块电路板中的第二块上，第二接插件外壳具有基板，中央主体部分从上面向外延伸出来形成所述第二接插件外壳的插头，当所述第一和第二接插件外壳接合在一起时，所述第二接插件外壳的插头容纳在所述第一接插件外壳的插孔中，所述第二接插件外壳具有多个第二端子容纳空腔，每个第二端子容纳空腔中都有一个第二导电端子；每个所述第二端子包括尾部和从尾部延伸的可变形的接触部分，第二端子接触部分本身弯曲形成向外延伸的接触面，从所述第二接插件外壳的插头上向外伸出，当所述第二接插件外壳的插头插入所述第一接插件外壳的插孔时，所述第二端子接触部分向所述第二接插件外壳的插头内部可弹性地变形，从而所述所述第二端子的所述突出接触面被容纳并保持在所述第一端子的对应间隙中。
2.如权利要求1所述的接插件组件，其特征在于每个所述第一端子是Z形，并且所述第二端子两个弯曲部分由垂直间隙分开。
3.如权利要求1所述的接插件组件，其特征在于所述第二端子接触部分包括三角形，其一个顶点从上面向外伸出，所述第二端子接触部分进一步包括两个倾斜的延伸区，分布于顶点的相对侧面上。
4.如权利要求3所述的接插件组件，其特征在于所述两个倾斜延伸区沿相反方向延伸。
5.如权利要求3所述的接插件组件，其特征在于所述第二端子接触面位于所述顶点上，并且所述顶点从其所述第二接插件外壳插头的端子容纳空腔中向外突出。
6.如权利要求2所述的接插件组件，其特征在于所述Z形端子具有两个自由端，沿相反方向延伸。
7.如权利要求6所述的接插件组件，其特征在于所述第二端子自由端中的一个延伸出所述第一接插件外壳之外形成所述端子的尾部，所述两个自由端中的另一个向内朝向所述插孔延伸，该另一个自由端本身弯曲形成所述第一端子的弯曲的凸起接触面。
8.如权利要求7所述的接插件组件，其特征在于所述每个第二端子接触部分包括上和下倾斜表面，当所述第二接插件外壳插头插入所述第一接插件外壳插孔时，上倾斜表面与所述相对的第一端子的所述凸起接触面接触。
9.如权利要求2所述的接插件组件，其特征在于所述第一端子包括两个自由端，所述自由端中的一个向内朝向所述第一接插件外壳插孔并且进一步弯曲自身形成所述第一端子的凸起弯曲接触面，所述第二端子具有一对倾斜表面，从所述第二接插件外壳插头上伸出，当所述第二接插件外壳插头插入所述第一接插件外壳插孔时，在一个所述第二端子倾斜表面的推动下，所述第一端子一个自由端在水平和垂直方向可弹性变形。
10.一种具有改进的接合和夹持特性的端子的接插件，该接插件可与相反的配对接插件接合，所述接插件端子将配对的接插件夹持在所述接插件的适当位置上，所述接插件包括绝缘的外壳，外壳具有多个侧壁，侧壁向上延伸并共同形成所述接插件的插孔，用于容纳所述配对接插件的插头，至少两个所述的侧壁包括多个分布在其中的端子容纳空腔；以及多个分布于所述接插件中的导电端子，一个端子分布于一个端子容纳空腔中，每个端子具有连接到电路板的尾部、朝向所述插孔与所述配对接插件的对应端子接触的接触部分，以及将尾部和接触部分互相连接在一起的可变形主体部分，尾部延伸出所述接插件外壳，所述可变形主体部分位于所述接插件外壳中，所述端子本身折叠形成Z形，所述端子具有两个沿相反方向延伸的自由端，一个自由端形成所述尾部，另一个所述自由端形成所述接触部分，该另一个自由端折叠形成所述端子的接触面，所述端子的两个自由端由中间的间隙分开，间隙中容纳所述配对接插件相对端子的接触部分。
11.如权利要求10所述的插座接插件，其特征在于所述端子可变形主体部分包括倾斜部分，从所述尾部向外延伸到所述接触部分，中间的间隙位于所述倾斜部分和所述接触面之间。
12.如权利要求10所述的插座接插件，其特征在于当与所述配对接插件的相对连接器接触时，接触部分和所述可变形主体部分在水平和垂直方向弹性变形。
全文摘要
一种连接两块印刷电路板的板对板接插件组件，包括互相接合的插头和插座组件，每一个都具有端子容纳空腔，其中置有导电端子。每个端子包括尾部和弹性接触部分，尾部伸出各个接插件之外用于将端子固定到电路板的电路上，弹性接触部分用于与配对接插件的相对端子接触。插座接插件的弹性接触部分至少弯曲两次形成Z形并具有多个弹性弯曲部分。弹性接触部分的一端向内弯曲形成接触面。插头接插件端子具有从它们各自相关的尾部延伸的凸起接触部分。凸起接触部分弹性地突出到插头接插件之外并位于接插件插针的弹性弯曲的下部和接触部分之间，当接插件外壳和组件的主体组合在一起时，凸起接触部分的上表面与接触部分的下表面接触。在本发明的接插件组件中，甚至当从外部施加突然冲击时，插头接插件的凸起接触部分与插座接插件端子的接合也不会分开，从而提高了接插件端子之间弹性连接的接触稳定性和接触力。
文档编号H01R24/00GK1434992SQ01810865
公开日2003年8月6日 申请日期2001年12月28日 优先权日2000年12月29日
发明者申熙锡 申请人:莫莱克斯公司