专利名称：表面安装压接端子以及将绝缘导线压接于其中的方法
技术领域：
本发明总体涉及一种电连接器，更具体地讲，涉及一种表面安装压接 端子以及将绝缘导线压接于其中的方法。
背景技术：
典型地，使用两件式连接系统将电线端接到表面安装印刷电路板。 通常插座被压接到电线上并且配合接头或管脚被表面安装到印刷电路
板上("PCB")上。缩减成本的解决办法是一种类似于绝缘位移连接器 ("IDC")的一个端子系统。大多数表面安装IDC非常大并且因为它们 大的占地面积而需要电路板上非常大的固定面，并且不能够很好地消除 电线上的应变。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种表面安装压接端子，其不具有如前 述端子或接触器所固有的缺点。
本发明的另一目的是提供一种构造简单并且制造成本低的表面安
本发明的另一目的是提供一种在前面的目的中所提议的类型的端 子，其在印刷电路板上需要小的占地面积。
本发明的再一个目的是提供一种所讨论的类型的端子，其能够为电 线提供极好的应变消除。
本发明进一步的目的是提供一种所讨论的类型的端子，其能够被利 用自动拾取—放置设备容易且有效地使用。
本发明更进一步的目的是提供一种如前述目的的端子，其能够被快 速、可靠并高效地安装到印刷电路板上并且对位于其中的绝缘电线提供 快速、可靠及高效的端接，绝缘电线的绝缘层可以被预先剥除或者在压 接过程中由端子刺穿。为了实现上述以及在下文中会变得明显的其他目的，根据本发明的表 面安装压接端子用于连接到具有预定的、基本上一致的外部截面尺寸的绝 缘导线，所W面安装压接端子包括大致扁平的、能够变形的导体构件，所述导体构件构造成具有基本上一致的u形横截面形状以限定具有底壁的电线容纳槽，所述底壁适于通it^面安装方法(SM)附连到印刷电路板的 焊接区或焊盘并且提供适于与拾取-放置机器的吸气嘴协同工作的、大体 位于中心的平面区域。所^面安*^接端子设置有一对间隔的、基本平 行的侧壁，用于通过与所述底壁相对的开口、在所述侧壁之间容纳一截绝 缘导线。所述侧壁彼此间隔的距离基本上等于绝缘导线的外部截面尺寸。 导线还具有在压接之前就放置在容纳槽内的端部预先剥开并且暴露的导 线金属丝。可替代地，可在所述槽内设置绝缘层刺穿装置，以用于在施加 迫压所述绝缘导线朝向所述底壁进入到所述槽内的力的作用下穿透绝缘 导线上的绝缘层。所述侧壁能够向内朝向彼此并朝向所述底壁巻曲或弯曲 以至少部分地闭合或减小所述开口侧的尺寸，从而迫压所述导线并将预先 剥开的导线或已穿透的绝缘导线保持在所述槽内。一种使用根据本发明的表面安装绝缘端子将绝缘导线固定到印刷 电路板的方法，所述方法包括将所述底壁定位到印刷电路板的焊接区或 焊盘上。端子用例如焊接之类的机械方法附连到焊接区或焊盘。将一截 绝缘导线至少部分地插入到所述槽中。随后端子通过将所述侧壁朝向彼 此并朝向所述底壁变形而被巻曲，从而迫压绝缘导线进一步进入到所述 槽中，这用于使端子与预先剥开的棵露导线金属丝电接触或者用于使绝 缘层刺穿装置穿透绝缘层，而且用于至少部分地闭合或减小所述开口侧 的尺寸，以防止压接的绝缘导线从所述槽中移出。根据本发明的、用于 压接前述端子的压接工具包括能够移动的块，所述能够移动的块能够与 所述侧壁对齐并施加压力到所述侧壁。所述块具有凹部，该凹部具有的 宽度基本上等于所述侧壁之间的间隔，用于当压接工具位于在所述底壁 上方预定的高度时将所述侧壁最初容纳在所述凹部内。随着所述高度逐 渐减小而低于所述预定高度时，所述凹部与所述侧壁相互作用的部分呈 现出逐渐减小的宽度。提供压力施加装置，以选择性地施力到这种压接 工具上，以便使所述侧壁变形且巻曲从而将导线固定在适当的位置。根据本发明的表面安装绝缘端子可以由包括形成在所述底壁上的 精压三角形构件的坯料形成，该三角形构件能够被弯曲至基本上垂直于 所述底壁的方向。这种坯料可以以连续带材生产并且在形成最终的端子u形构造之前被选择性地与彼此切断。
结合附图阅读下面的说明会更好地理解本发明的上述以及其他的 目的、特征和优点。
图1是根据本发明目前的优选实施方式的表面安装绝缘层刺穿压接 端子的立体图，其中连同显示了用于与端子的平面协同工作以将端子拾
取或放置到印刷电路板上的拾取—放置机器的吸气嘴；
图2是图1中示出端子在例如通过焊接被安装或附连到印刷电路板 上之后的立体图，并且进一步显示了在接合并压接端子以穿透绝缘导线 的绝缘层并固定端接之前的压式压接工具；
图3是图2中所示的端子在端子被巻曲之后的端视图，其中显示了 绝缘导线已经被穿透从而在端子与内部导线之间提供的接触的状态，并 且其中显示了端子的侧壁或侧部壁将绝缘导线固定并保持在端子内的 状态；
图4是连续式带材坯料中的两个坯料的俯视图，所述坯料能够用于 形成根据本发明的端子；
图5是根据本发明的压接端子的端视图，图示了位于工作位置的刺 穿钉；并且
图6是图5所示的压接端子沿线6-6所截取的侧视截面图。
具体实施例方式
现在具体参照附图，其中相同或相似部分自始至终都以相同的参考 标号标出，首先参照图1，根据本发明的表面安装(SM)绝缘层刺穿压 接端子总体上以参考标号IO标出。
虽然将要描述的目前的优选实施方式是用于表面安装绝缘位移连 接器(IDC)，但是本发明还预期使用能够以类似方式压接末端预先已 剥除绝缘层的SM压接连接器或端子。
端子IO用于连接到绝缘导线C，所述绝缘导线C具有预定的、基本上一致的外部横截面尺寸。在图2中，所示的绝缘导线具有基本上一 致的圆形横截面尺寸，所述圆形横截面直径为D。导线C包括电绝缘外 皮C，以及沿着导线轴线、居于中央地嵌入的中央导线或金属丝C"。
压接IDC端子10是由大致扁平的、能够变形的导体构件12形成， 所述导体构件12构造成具有图中所示的、并且如图5中最清楚示出的、 基本上一致的U形横截面。导体构件C限定了具有底壁14的电线容纳 槽20，底壁14适合于如图2所示地附连到印刷电路板40的焊接区或焊 盘42上。
一对间隔开的、大致平行的侧壁16、 18基本上垂直于底壁14。壁 14、 16和18形成槽20，用于通过与底壁14相对的开口侧或顶部开口、 在侧壁之间容纳一截绝缘导线。侧壁16、 18彼此间隔的距离基本上等 于绝缘导线C的外部横截面尺寸，即图2所示的实例中的直径D。
绝缘层刺穿装置设置在槽20内，用于当给导线施加力从而迫压导 线朝向底壁14的方向进入到槽20时，穿透位于侧壁16、 18之间的绝 缘导线C的绝缘层C，。根据目前的优选实施方式，绝缘层刺穿装置为 多个绝缘层刺穿钉24的形式，绝缘层刺穿钉24从底壁14朝向开口侧 或开口端22突出。虽然可以设置单个钉，但是有利地是使用多个钉以 优化端子10与中央导线C"之间的电接触。
为了优化端接方法并且提高将导线附连到端子的效率，优选地设置 夹持装置，用于在压接之前在槽20内夹持导线C。根据目前的优选实 施方式，设置了突入槽20内以当导线C至少部分地已插入槽中时与导 线C产生过盈配合的、以肋26、 28或其它突出部的形式出现的突起装 置。虽然可以设置单个的肋26、 28,但是在目前的优选实施方式中，在 侧壁16上设置有多个肋26并且在侧壁18上设置有多个肋28。明显地， 因为绝缘层C，是能够变形的，所以导线C能够被迫压入槽20中，其中 绝缘层发生变形以适应容纳肋26、 28。导线的这种变形与其有力地插入 到槽20中产生了摩擦配合，这种摩擦配合将导线保持在适当的位置， 如图2所示。优选地，如图所示导线C被从开口端或顶部开口 22朝向 底壁14朝内或朝下地迫压，以至少迫使刺穿钉的尖端穿入绝缘层C，。 导线最初插入到槽中的程度以及刺穿钉最初穿入到绝缘层的程度并不 关键，只要导线如图2所示地基本上容置在槽20内即可，这种情况下， 导线的上表面基本与侧壁16、 18的边缘El、 E2处于相同高度或稍低于侧壁16、 18的边缘E1、 E2。
虽然绝缘层刺穿钉24可以通过任何期望的方式制造，但是在目前 的优选实施方式中，钉24是冲切或精压而成并且从底壁14的平面弯曲 至图中所示的方位，其中该方位基本上垂直于底壁14并向上指向开口 端或顶部开口 22。刺穿钉24优选设置地最靠近肋26、 28,并且远离底 壁14的中央区域，底壁14的中央区域限定适合于由吸气嘴32以下部 周缘或表面32，拾起的、平坦的拾起区域14"。吸气嘴32能够以众所周 知的方式使用，以将端子10拾起并定位，从而使得底壁14适当地与印 刷电路板(PCB) 40上的焊接区或焊盘42对齐。随后端子可以以例如 通过焊料44之类的传统方式附连到焊接区或焊盘上，这时端子10就以 机械方式连接到PCB 40的焊接区或焊盘。
一旦端子以机械方式连接到PCB 40后， 一截绝缘导线C就被如图 2所示地至少部分地插入到槽20中。于是使用压块48形式的压接工具 46来如下所述地压接端子。
压接工具46包括朝下开口的U形槽50，以提供裙部52和内部表面 54。为了提供期望的压接作用，裙部52之间的间隔W (图2)选择为 大致等于或稍大于侧壁16、 18的外边缘E1与E2之间的间隔W1。参 照图5,外边缘E1与E2之间的间隔Wl选择为稍小于开口槽50的起 始宽度W。尺寸W2是侧壁16与18的内部相对表面之间的尺寸，同时 尺寸W3是相对的肋26与28之间的宽度。为了便于侧壁26、 28与内 部表面54的初始右上方表面54a对齐，导入面或导向面56如图所示地 设置成倾斜边缘或斜面的形式。如果在压接工具46与端子IO之间存在 轻微的水平方向上的未对准，则导入面或导向面56会与边缘El、 E2 接合，水平移动端子或压块48能够对端子或压块进行调整并提供期望 的对齐。明显地， 一旦块移动至在其开口槽或凹部50内与竖直侧壁接 合时，所述能够移动的块48便能够利用施加到侧壁上的压力被对齐。 最初，当压接工具位于底壁14上方的预定高度时，侧壁的上边缘容纳 在凹槽50内。由于内部表面54的拱形形状或构造54b,因而当块48 的高度进一步下降至预定高度以下时侧壁被迫朝向内部。继续施加到压 块上的压力选择性地将压力施加到压接工具，以通过迫使侧壁的上边缘 El、 E2向内朝向彼此并向下朝向底壁移动的方式使侧壁如图3所示地 巻曲。这在导线上施加了附加的、朝下的压力，从而增强通过钉24进行的穿透作用。
应当指出，凹部或开口槽50是长形的并且具有基本上一致的横截 面。当完全放下时，压块48会使侧壁变形或巻曲以符合U形槽内部表 面54的拱形形状。然而，很清楚的是，可以使用其他的压接构造并且 可以利用任何压力部件，只要在迫压导线到槽内的期望深度的作用下使 侧壁巻曲、保持导线且阻止导线从槽中不经意地脱离即可。因此应当理 解， 一旦端子被安装到PCB40上，由压块48简单施加的压力同时产生 了期望的刺穿作用以及以固定导线就位的巻曲作用。
参照图4和图6，示出了根据本发明的用于形成端子的坯料。显然， 端子10可以通过冲切连续式带材60来生成单独的坯料62从而形成， 单独的坯料62借助于连接片64彼此连接。在将平面的带材成型为U形 端子之前，沿着中心线66把连接片切断。如图4和图6所示， 一旦切 断，所得到的接片68就保留在每个端子的端部。但是，如果需要的话， 延伸部分68也可以被切断并被去掉。
如图6所示，由钉朝上弯曲所得到的冲切开口 30形成了能够向上 传送焊料以填充开口 30的区域，以提供与PCB40更好或更强的结合。 长度l如图6所示地可以选择为适于给定应用。如图3所示，当侧壁折 叠时，显然端子越长，在端子与导线之间用于压接相互作用的表面面积 越大，并且因此压接更加牢固且越难将导线移出。因为钉24的、使钉 24进入到绝缘层并接触到中央导线或金属线C"的穿透作用，所以沿着 槽20的长度方向通过拉力将导线移出也几乎是不可能的。
加强肋26、 28具有临时将电线夹持在适当的位置以进行压接的另 一个作用。加强肋26、 28的尺寸设计为使它们与电线绝缘层之间存在 轻微的过盈配合。这种过盈配合作用会夹持电线直到进行压接。压接工 具附连到小气锤上。以两个压接耳部与工具的导入面对直的方式，压接 工具被放置到端子之上，并垂直于PCB。当工具46向下时，作用力会 使压接耳部巻曲并迫使电线一直向下，因而绝缘层刺穿钉穿入到电线的 导电芯内部并产生电接触。
虽然结合实施方式的优选形式已经示出并描述了本发明，但是应当 理解，在不背离本发明的范围或主旨的情况下可以对本发明进行改型。
权利要求
1.一种表面安装压接端子，用于连接到具有预定的、基本上一致的外部截面尺寸的绝缘导线，所述表面安装压接端子包括大致扁平的、能够变形的导体构件，所述导体构件构造成具有基本上一致的U形横截面形状以限定具有底壁以及一对间隔的、基本平行的侧壁的电线容纳槽，所述底壁适于附连到印刷电路板的焊接区或焊盘并且提供适于与拾取-放置机器的吸气嘴协同工作的大致平坦的表面区域，所述侧壁用于通过与所述底壁相对的开口侧在所述侧壁之间容纳一截绝缘导线，所述侧壁彼此间隔的距离基本上等于所述绝缘导线的外部截面尺寸，所述侧壁能够向内朝向彼此并朝向所述底壁卷曲或弯曲以至少部分地闭合或减小所述开口侧的尺寸，从而迫压所述槽内的导线并与所述导线保持机械接触以及电接触。
2.如权利要求1所述的端子，其进一步包括位于所述槽内的绝缘 层刺穿装置，所述绝缘层刺穿装置用于在施加迫压所述绝缘导线朝向所 述底壁进入到所述槽内的力的作用时，穿透位于所述侧壁之间的所述绝 缘导线上的绝缘层。
3.如权利要求1所述的端子，其中，所述绝缘层刺穿装置包括至 少一个从所述底壁突起、朝向所述开口侧的钉。
4.如权利要求1所述的端子，其进一步包括夹持装置，所述夹持 装置用于在压接之前将所述导线夹持在所述槽内。
5.如权利要求4所述的端子，其中，所述夹持装置包括位于至少 一个侧壁上的突起装置，所述突起装置突入到所述槽中，以当所述导线 至少部分地插入到所述槽中时与所述导线产生过盈配合。
6.如权利要求5所述的端子，其中，所述夹持装置包括至少一个肋。
7. 如权利要求6所述的端子，其中，在所述侧壁上设置有多个所 述肋。
8. 如权利要求2所述的端子，其中，所述至少一个钉是从所述底 壁经冲切而成并且朝向所述开口侧方向弯折，从而留有用于接收焊料的 切口。
9. 一种借助于表面安装绝缘端子将绝缘导线固定到PCB上的方法， 所述表面安装绝缘端子用于连接到具有预定的、基本上一致的外部截面 尺寸的绝缘导线，所述表面安装绝缘端子包括大致扁平的、能够变形的 导体构件，所述导体构件构造成具有基本上一致的U形横截面形状以限定具有底壁以及一对间隔的、基本平行的侧壁的电线容纳槽，所述底壁 适于附连到印刷电路板的焊接区或焊盘，所述侧壁用于通过与所述底壁 相对的开口侧、在所述侧壁之间容纳一截绝缘导线，所述侧壁彼此间隔 的距离基本上等于所述绝缘导线的外部截面尺寸，所述侧壁能够向内朝 向彼此并朝向所述底壁巻曲或弯曲以至少部分地闭合或减小所述开口 侧的尺寸，从而迫压所述绝缘导线并将已刺穿的绝缘导线保持在所述槽 内，所述方法包括以下步骤将所述底壁定位在PCB的焊接区或焊盘 上；将所述端子以机械方式附连到所述焊接区或焊盘；将一截绝缘导线 至少部分地插入到所述槽中；并且通过使所述侧壁朝向彼此并朝向所述 底壁变形而使端子巻曲，以进一步迫压所述绝缘导线进入所述绝缘层刺 穿装置中并且至少部分地闭合或减小所述开口侧的尺寸从而迫压所述 绝缘导线并将已刺穿的绝缘导线保持在所述槽内。
10. 如权利要求9所述的方法，其进一步包括利用在所述槽内的绝 缘层刺穿装置将所述导线的绝缘层移去的步骤，所述绝缘层刺穿装置用 于在施加迫压所述绝缘导线朝向所述底壁进入到所述槽内的力的作用 时穿透位于所述侧壁之间的所述绝缘导线上的绝缘层。
11. 如权利要求9所述的方法，进一步包括在压接之前将所述导线夹持在所述槽中的步骤。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述夹持步骤包括在所述 槽内提供过盈配合，由此使得所述导线插入到所述槽中产生的压配合在 压接过程中暂时地将所述导线夹持在所述槽内。
13. —种用于表面安装绝缘端子的压接工具，所述表面安装绝缘端 子用于连接到具有预定的、基本上一致的外部截面尺寸的绝缘导线，所 述表面安装绝缘端子包括大致扁平的、能够变形的导体构件，所述导体 构件构造成具有基本上一致的U形横截面形状以限定具有底壁以及一 对间隔的、基本平行的侧壁的电线容纳槽，所述底壁适于附连到印刷电 路板的焊接区或焊盘，所述侧壁用于通过与所述底壁相对的开口侧、在 述侧壁之间容纳 一截绝缘导线，所述侧壁彼此间隔的距离基本上等于所述绝缘导线的外部截面尺寸；位于所述槽内的绝缘层刺穿装置用于在施加迫压所述绝缘导线朝向所述底壁进入到所述槽内的力的作用时穿透 位于所述侧壁之间的所述绝缘导线上的绝缘层，所述侧壁能够向内朝向 彼此并朝向所述底壁巻曲或弯曲以至少部分地闭合或减小所述开口侧 的尺寸，从而迫压所述绝缘导线并将已刺穿的绝缘导线保持在所述槽 内，所述压接工具包括能够与所述侧壁对齐并施加压力到所述侧壁上的 可移动块，所述块具有凹部，该凹部的宽度基本上等于所述侧壁之间的 间隔，用于当所述压接工具位于所述底壁上方预定的高度时将所述侧壁 最初容纳在所述凹部内，随着所述高度逐渐减小而低于所述预定高度时，所述凹部与所述侧壁相互作用的部分呈现出逐渐减小的宽度；压力 施加装置用于选择性地施加压力到所述压接工具上，以使所述侧壁巻曲 从而迫压所述槽内的导线并与所述导线保持机械接触以及电接触。
14.如权利要求13所述的压接工具，其中，所述凹部是长形的并 且具有基本上一致的横截面。
15.如权利要求14所述的压接工具，其中，所述横截面为倒U形 形状。
16. 如权利要求15所述的压接工具，其中，所述U形形状限定宽 度持续减小的区域。
17. 如权利要求16所述的压接工具，其中，所述U形形状包括拱 形表面。
18. 如权利要求13所述的压接工具，进一步包括导入面，用于加 强所述压接工具与所述侧壁之间的对准。
19. 如权利要求18所述的压接工具，其中，所述导入面包括斜面 或倾斜边缘，所述斜面或倾斜边缘在所述凹部的首先容纳所述侧壁的导 入面上。
20. —种用于形成表面安装绝缘端子的坯料，所述表面安装绝缘端 子用于连接到具有预定的、基本上一致的外部截面尺寸的绝缘导线，所 述表面安装绝缘端子包括大致扁平的、能够变形的导体构件，所述导体 构件构造成具有基本上一致的U形横截面形状以限定具有底壁以及一 对间隔的、基本平行的侧壁的电线容纳槽，所述底壁适于附连到印刷电 路板的焊接区或焊盘所述侧壁用于通过与所述底壁相对的开口侧、在所 述侧壁之间容纳一截绝缘导线，所述侧壁彼此间隔的距离基本上等于所 述绝缘导线的外部截面尺寸；位于所述槽内的绝缘层刺穿装置，所述绝 缘层刺穿装置用于在施加迫压所述绝缘导线朝向所述底壁进入到所述 槽内的力的作用时穿透位于所述侧壁之间的所述绝缘导线上的绝缘层， 所述侧壁能够向内朝向彼此并朝向所述底壁巻曲或弯曲以至少部分地 闭合或减小所述开口侧的尺寸，从而迫压所述绝缘导线并将已刺穿的绝 缘导线保持在所述槽内，其中，所述坯料包括基本上垂直于所述底壁地 形成在所述底壁上的精压三角形构件。
全文摘要
本发明公开了一种表面安装绝缘端子，所述表面安装绝缘端子通过扁平的、能够变形的导体构件形成，以提供基本上一致的U形截面，从而形成电线容纳槽。一个或多个刺穿钉形成在槽的底壁上并且指向相对的开口侧，导线可以通过开口侧引入。槽内侧的肋提供了与引入到槽内的导线的之间的过盈配合。在端子被焊接到PCB上之后，压接工具下降到与端子接合并逐渐使端子的侧壁向内朝向彼此以及朝向底壁变形，以提高所产生的端接的电性能以及机械性能。
文档编号H01R4/24GK101276962SQ200710163169
公开日2008年10月1日 申请日期2007年10月10日 优先权日2006年11月10日
发明者拉斐尔·塔鲁利, 罗纳德·弗雷德里克斯, 雅诺什·莱格拉迪 申请人:兹瑞克制造公司