专利名称：具有高密度表面安装的接触元件的组合式接插件系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种组合式接插件系统，尤其涉及这样一种系统，即，在这种系统中，具有高密度接触元件的接插件组件被表面安装到印刷电路板上。
通常，一个接插件组件包括一个电绝缘材料制成的外壳，在这个外壳内安装有许多纵横排列的接触元件或接触端。这些接触元件具有一个基本部分、一个插接端和一个从基本部分两端伸出的连接端，连接端向外壳的一面倾斜并连接到印刷电路板上。
长期以来，人们一直试图将电子线路尽可能按标准尺寸设计制作在具有标准尺寸的印刷线路板上。各组件与各部分例如记录器、播放装置等之间的相互连接最好通过电连接器来实现。由于当今集成电路的小型化和高密度，因而大量的电子元件能够安装在一块印刷电路板上，因此，用一个这种类型的组件就能实现多种功能。这就增加了连接到其它组件上去的端子的数量。
因此，非常需要一种具有高密度接触元件的接插件，例如在单位体积内具有大量接触元件或端子的接插件。随着表面安装技术的出现，更加需要这种高密度接触元件的接插件，利用表面安装技术可以表面安装到印刷电路板上。表面安装器件(SMD)不是利用通常的引线孔安装到印刷电路板上，而是器件本体直接接到印刷电路板的表面上。利用表面安装技术，能够容易地将电子元件安装到电路板的任意一面而不会影响穿过电路板的连接引线，这样就使得元件的密度高于用传统的引线孔安装方式所能达到的元件密度，而且还增加了端子数量。
在许多情况下，不能简单地通过将接触元件排列得更密或者通过上下排列几行接触元件的方式来增加接插件中的接触元件密度。因为，这常常导致接触元件之间产生不希望有的相互电干扰，这些电干扰基本上是由于它们之间的电容耦合而产生的。此外，不可能在一个接插件中上下排列无限多的行，因为以长连接端连接到印刷电路板的接触元件会因出现不希望的电感耦合而产生麻烦，同时也使电路对电感干扰信号变得更加敏感。
此外，为了满足规定的强度要求，安置接触元件的壳体的壁厚不能太薄，因此，还必须保持规定的各个接触元件之间的最小距离。另外，从印刷电路板的机械强度来看，不希望将几行接触元件都连接到印刷电路板的一侧，因为采用这种不对称的安排会使印刷电路板在接插件的中心位置鼓起。这将产生一个不希望的力，这个力作用在板上而使板上薄薄的电路布线断裂。
1986年8月26日公开的罗伯特·鲍格斯克(RobertBogursky)的美国专利4607907号中公开了一种解决上述某些问题的设想。这个专利的
图1示出了一种接触元件，在这种接触元件中，一个片状焊接端从U形基部伸出，并在接触元件安装以后伸到接插件的外面，以便与印刷电路板连接。在接插件上具有上下排列的几行接触元件的情况下(参见该专利的图8)，位于同一列中的接触元件的连接端逐个焊接到背向壳体的印刷电路板上，因此，最上面的连接端(从印刷电路板看过去)就比较长一些，并因此而具有较大的漏电感。为了有足够的电路布线地方，使印刷电路板上能焊接这些一个挨一个排列的连接端，要增加每一行中接触元件的数量，就不得不增大接触元件之间的相互距离，因为，从设计的角度来考虑，为了获得可靠的连接效果，必须使得与这些连接端相连接的电路布线的宽度不能太窄。
因此，本发明的一个目的是提供一种接插件组件，这种接插件组件具有高密度的接触元件。在这种接插件组件中大大克服了上述现有技术的缺点。通过下述措施达到了上述目的，即，在行的方向或接插件壳体的纵向上，同一列中相邻接触元件的连接端相互错开排列。这种错开排列可以通过偏置连接端来实现，这个连接端向基本部分边缘内延伸。
由于相互之间错开位置，因此，同一列中的接触元件的连接端能够在行的方向或者外壳的纵向上依次连接到印刷电路板上，这就减小了距板较远的接触元件连接端的长度，并由此而相应地减小了对电磁干扰的敏感度。
由于一列中的接触元件的连接端相互错开，因此，本发明的接插件尤其适合于作为边缘接插件来与印刷电路板连接。在这方面，在本发明的一个实施例中，接插件的连接端可向一个虚构的平面方向倾斜，这个虚构的平面沿壳体的纵向横切壳体，壳体与印刷电路板连接，而印刷电路板的一面或两面在这个虚构的平面内。
根据本发明的另一个实施例，在靠近自由端的地方，连接端上具有一个平直的部分，这个平直部分按照上面的描述表面安装到印刷电路板上。在接插件的又一个实施例中，连接端的自由端部相对于虚构的平面向后折弯，形成一个张开的口使印刷电路板能容易地插入其中。根据本发明，在接插件的又一个进一步的实施例中具有两行接触元件，这两行接触元件设置在虚构平面的任意一侧。
为了使相邻接触元件之间的容性干扰尽可能地小，接触元件的基本部分必须设计成扁平的，为上述美国专利4607907中的图3所示。根据本发明，在接插件的进一步的实施例中，接触元件排列成四行，而连接端被设计成平直的连接片，这些连接片与基本部分构成一个整体。各连接片都靠近基本部分的一个边缘设置。在接触件的又一个进一步的实施例中，同一列接触元件的连接片端部都在虚构平面的同一侧延伸，并且在接插件的插接方向，它们与壳体之间的距离不尽相同。
如上所述，由于连接端在接插件的插接方向错开排列，因此，在印刷电路板的各连接面相对于印刷电路板边缘插接侧也相互错开排列。这区别于连接面必须一个挨一个地依次排列的情况，即，不同于带引线端的接插件具有等距离连接端的情况。与依次排列的连接面相比，在间距一定的情况下，上述错开排列的连接面不仅具有更宽的接触面、更宽的连接端和/或更宽的用于连接的接触元件的平直部分以及由此而得到的更高的机械强度，而且还特别提高了焊接连接端时的可靠性。由于连接面之间相隔的距离较大，因此，产生不希望的搭接的危险性就小于连接面一个挨一个地依次排列情况下的危险性。间距变得越小和/或接插件中的接触元件(几行)的密度越大，则在接触元件的连接端插接方向错开排列的优越性也就越大。
本发明的接触元件的制造也相当简单。接触元件有两个分离的连接片，其中一个在最后装配时除去，以便使相邻接触元件的连接端能相互错开位置。
采用表面安装时，在接插件壳体纵向上将各个连接端错开排列具有下列进一步的优点，即在安装过程中，各连接端的平直部分在印刷电路板的各自连接面上设有滑动，从而，在将接插件安装到印刷电路板上的过程中，就可以防止连接面上的焊药或导体粘接剂被去掉。
由于基本部分设计成扁平的，根据本发明，在接插件的又一个进一步的实施例中，壳体端部的壁厚可以小于或等于接触元件间距的一半，这里所说的间距是指一行中的两个相邻接触元件之间的间距。这样设计的接插件能够在不损失一列接触元件的空间的情况下将它们的端部相互靠住安装在一起。当印刷电路板要求接插件具有高密度接触元件的情况下，这种设计是特别优越的。
为了尽可能的消除由于压迫、弯曲及接插件和板在插接时的张力所产生的应力，并且为了使印刷电路板上的电路元件和接插件本身获得良好的机械防护和/或电屏蔽，根据本发明，在接插件的进一步的实施例中，接插件设置在壳体一侧，接触元件的连接端从这一侧向外伸出，在壳体的纵向并且在靠近侧壁的位置上至少设有一行孔。这些孔与一护板配合，护板上在至少一个侧边的附近有成行的啮齿，用于插入接插件壳体上的至少一行孔中，使得在安装状态保护板平行于前面提到的虚构平面。
在保护板优选实施例中，它的啮齿设置在电绝缘的长导条上。导条靠近保护板的一个边缘，而且，每个啮齿距保护板表面的距离是相同的。因此，保护板上的开孔就可能将保护板固定到印刷电路板上，使接插件和印刷电路板之间具有很强的机械连接强度。
如上所述，本发明的接插件组件具有很高的接触元件密度。具体来说具有四行接触元件。实际上，一个接插件中只有一部分接触元件与另一个接插件中的部分接触元件或印刷电路板连接。为了实现接插件之间的相互连接，根据本发明，进一步给出了用于带缆的电缆接插件组件，这种接插件包括一个由电绝缘材料制成的壳体，壳体中纵横排列着许多接触元件，接触元件具有接触端和连接端，构成了插接的接触部分，接触端和连接端由导电材料制成，用于连接带缆的导线(即线芯)连接。电缆接插件上有几个空通道，这些空通道从壳体的一侧到另一侧在平行于接触元件的列方向延伸，用于接受另一侧带缆的导线，在每个通道中只设置一个插接接触部分，而且，与壳体另一侧壁毗邻的接触元件以这样的方式排列，即，当两个电缆接插件与另一侧相对的接插件相互靠在一起时，在一列或同一列中的各个接触元件之间至少间隔一个位置的距离。
利用通道使得带缆能够容易地安装。当两个电缆连接件相对配置并连接到例如本发明的四行接插件上时，接触元件的错开设置会导致这样的结果，即，与相应电缆接插件相连的带缆的各个相对配置的芯线端部总是具有同样的长度，这个长度等于一个行的宽度。因此，相对而置的导线就没有相互电接触的危险，假设各带缆待连接的端部都符合接触元件的位置。
本发明的一个电缆接插件的优选实施例由两行、多列组成。位于邻近通孔中的插接接触部分分别排列在不同的行中。
利用带有平基本部分的接触元件，电缆接插件的外部尺寸设计成不浪费一个或多个接触元件的空间。因此，两个或更多电缆接插件可以直接连接在一起，例如本发明的四行连接件。
本发明进一步涉及一种由导电材料制成的接触元件，尤其是一种用于上述接插件或电缆接插件中的接触元件。这种接触元件具有一个扁平的基本部分和一个接触端，接触端具有两个从扁平基本部分伸出的弹性接触片，接触面位于其自由端，两个接触片相对于接触元件的纵向中心线对称延伸，并且在与扁平基本部分连接的端部位置被折弯，使它们的一部分长度相互反方向地偏离基本部分的平面，然后两个接触片的端往回对弯，从而得到两个相对的接触面。利用这种接触元件，可以在接插件的相邻接触元件之间获得相等的较小距离。
本发明还涉及一种电源接插件，这种接插件包括至少一个插接座或插接头，它们都安装在一个壳体中，并具有一个长的由导电材料制成的连接端，该连接端用来将电源接插件连接到印刷电路板上。连接端上具有一个槽形开口，印刷电路板可以插入其中，以便以表面安装的方式将电源接插件连接到印刷电路板的一侧或两侧的表面上。这种类型的电源接插件尤其适用于连接电源馈线。
本发明进一步涉及到一种同轴接插件组件，这种接插件组件包括至少一个外层插座和内层插座或内层插头，它们相互电绝缘地安装在一个壳体中，这种接插件还具有一个由导体材料制成的连接端，用来将同轴接插件连接到印刷电路板上。外层插座具有一个连接端，它以表面安装的方式连接到印刷电路板的一侧，内层插座或内层插头也具有一个连接端，它以表面安装的方式连接到印刷电路板的另一侧。
在本申请中，术语“印刷电路板”常常也称为“印刷线路板”，它的含义总的来说是带有导体布线的基板，因而也可以是例如液晶显示基板。
本发明还涉及一种带有一个扁平基本部分的接触元件，用于本发明的接插件或电缆接插件中。这种接触元件的接触端是一个从基本部分伸出的接插销。
本发明的接插件或电缆接插件组件可以具有多个这样接触元件。在一列接触元件中，至少有一个接触元件的接插销的长度不同于同一列中其它接插销的长度。
下面，将结合附图，通过接插件的优选实施例，更详细地描述本发明，其中包括表面安装的接插件、保护板、带状电缆的电缆接插件、表面安装技术的电源接插件和同轴接插件。
图1是立体图，表示本发明的接触元件的两个不同实施例，其中接触元件连接在印刷电路板的任意一侧。
图2是立体图，表示本发明的接插件的实施例，该接插件中具有图1所示的接触元件，图中的接插件已被切掉一部分。
图3表示图2左边所示的接插件沿Ⅲ-Ⅲ线剖视后放大的局部视图，其中，接触元件的连接端连接到一个载带上。
图4表示图2左边所示接插件经放大后的截面视图。
图5表示图2左边所示的接插件经放大后的后视图，其左半部示出了接触元件。
图6是立体图，表示本发明的一组接插件，这些接插件表面安装，并相互紧靠在一起。
图7是立体图，部分示出一个未安装的、带有啮齿的保护板，和另一个已连接到两个本发明的接插件上的保护板，这个保护板已被剖掉一部分。
图8是立体图，表示安装在印刷线路板上任一侧的几块相邻的保护板，这些保护板按照图7所示的方式被固定在一组接插件上，这组接插件彼此相邻，如图6所示。
图9是立体图，表示用于带缆的两个电缆接插件，这两个接插件相对设置，可以连接到本发明的一个四行接插件上。
图10是立体图，表示电源接插件和同轴接插件，这些接插件表面安装在一块印刷电路板上。
图1是立体图，表示导电材料制成的接触元件的两个实施例，接触元件位于印刷电路板1、2的任意一侧。接触元件上设有连接端，以便使其本身表面安装到电路板上。印刷电路板1、2基本上位于成列排列的四行接触元件的中间，在图1中，每行仅仅画出了两个元件。
在图1右边所示的接触元件中，接触销4和平直的连接片5分别从扁平的基本部分3向相反方向伸出。图1左边所示的接触元件中，接触簧片7、8从扁平部分6向同一方向延伸，平直的连接片5从扁平部分6开始向另一个方向(相反的方向)延伸。
由图1可以看出，在一列中的接触元件的连接片5一个接一个地排列，并连接到印刷电路板1、2上，使这些接触片在纵向相互错开。连接片斜向印刷电路板1、2，并且从扁平基本部分6或3的一个边缘伸出。在靠近自由的末端处，连接片5有一个平直的部分9，平直部分9与板1、2平行，以便使这个平直部分9表面安装到印刷电路板1、2上的连接面10、11上。连接面10在印刷电路板某一侧的边缘附近排成一行，同时，连接面11在印刷电路板两侧远离边缘处也排成一排。最里面的几排接触元件正好靠近印刷电路板1、2，这些接触元件的平直部分9实际上位于相应的扁平基本部分3、6所夹的平面上。接触元件的平直部分9基本平滑地过渡到连接片5。连接片5不一定必须是平直的，其截面也可以是例如圆的、椭圆的或多边形的、和/或可以比平直部分9窄，用以连到印刷电路板1、2的连接表面10、11。连接片5还具有自由的末端12，末端12与印刷电路板1、2成一个夹角往回折弯。
图1中，位于印刷电路板1、2两侧的连接接片5连接到连接面10、11上，连接面10、11在接插件的插接方向，即横跨板1、2的方向相互错开位置，换句话说，如上所说明的，连接面10在比较靠近边缘的区域排成6行，这时，表面11在比较远离边缘的区域排成一行。在这种排列方式中，里面几行的中心元件就是上述的接触面10。外面那一行的接触元件的连接片相对于其基本部分3、6和板1、2及其接触面11的斜度较大。然而，也能够在距印刷电路板1、2的边缘等距离的条件下表面安装/连接连接片的平直部分9，这时，连接片5和相对布置的连接面10、11应该具有合适的尺寸，以防止不希望的电接触。可是，在同一或同样间距的条件下，由于相邻的接触元件的连接片5上设有端部，如图所示的那样，在接触元件插接方向上，各连接片5的端部距壳体之间的距离不同，因此，能够采用比下述情况相对宽一些的连接面10、11，这种情况即为各连接片距壳体距离相等，印刷电路板上的上述连接面10、11相邻排列，也就是排列在相同一行中。较宽的连接面或较宽的连接片5和/或较宽的平直部分9不仅意味着与印刷电路板连接的机械强度较高，而且也意味着焊接更加可靠。因为连接面10、11错开排列时，焊接表面间的间隔相当大，所以，不希望的焊料搭接的危险在这种情况下小于连接面10、11排成一行相互邻近时的危险。由于减小了接触元件之间的间距，因而连接面的错位排列显示出更大的优越性。
在图1所示的优选实施例中，各个接触元件的连接片5从各自的扁平基本部分3、6上伸出，并且与扁平基本部分3、6构成一个整体。很明显，也可以使连接片5相对于每个扁平基本部分3、6的边缘偏移设置，而且，也可以使连接片5从例如扁平基本部分3、6的中心伸出。连接端侧面配合并处于基本部分中间的接触元件可用于(如图1所示)由六行接触元件组成的接插件中，即在印刷电路板两侧各有三行接触元件。
当然，如前所述，不一定要将印刷电路板置于几行接触元件的中间。连接端可以根据连接端的位置情况，在印刷电路板的一侧设置三行接触元件，而在另一侧仅仅设置一行或两行。而且，也不一定要将接触元件连接到印刷电路板的两侧，尽管当接触元件的数量很多时，这种对称安排有助于防止板的翘曲以及有助于减少板上布线断裂的可能性。
由于连接片5相互错开排列的结果，平直部分9只从那些与它们相接触的连接面10、11上滑动，因此，这些连接面上的焊料或粘性膏不会被连接片损伤或推掉，除非连接片连接到要在其上滑动的相应的连接面上。当然，接触面10、11可以具有其他合适的形状，以便连接不同于所示方形的接触元件。
图2是立体图，表示本发明接插件组件的两个实施例。这种接插件中使用了图1所示的接触元件。图2右边所示的为接插件壳体13，接触元件的接触端设计成接插销4，壳体13背向印刷线路板的那一侧敞开。接插销4固定在壳体13的后壁14上，壳体13靠着线路板的边缘，壳体13的侧壁15、16有尺寸相同，其大小使得例如图2左边所示的带有接触簧片7、8的接插件17能够插入其中，从而使接触簧片7、8与接插销实现电接触。图1左边所示的接触元件固定在接插件17的后壁上。
如图2所示，一行中相互邻近的接触元件的平直基本部分3、6的窄边相对设置，而在一列中相互邻近的接触元件的宽面相对设置。正如所知道的那样，图2中，当位于同一行中的两个相邻接触元件之间的距离相当小的时候，这两个接触元件之间的容性干扰与相对的表面面积成正比，与它们之间的距离成反比，这就意味着它们之间具有较强的容性耦合，但事实上，由于平直的基本部分3、6的相对面是窄面，因而其电容相当小。在列中，接触元件的情况相反。尽管相对布置的基本部分3、6的宽面相当大，但是由于实际上它们之间的距离也相当大，因此，仍然使最终的容性干扰保持较小。如图所示，可以将连接片5本身在直接连接到印刷电路板1、2上，也可以使连接片5变得相当短，对于电磁干扰的敏感度以及连接片之间的感性耦合来说，这些都是有好处的。
鉴于上述情况，通常在各行和各列中相互邻近的接触元件的最小行距和列距就可以从2.45毫米减小至2毫米或更小。这样就可以节约相当大的空间，特别在接触元件的数量很多时。从而，能够在给定尺寸的接插件内得到较高的接触元件密度。
图3表示图2所示的接插件沿Ⅲ-Ⅲ线剖视后经放大的局部视图，该接插件连接在印刷电路板2上。远离印刷电路板的方向为接插件的前侧18，接插件的前侧18具有开孔19，开孔19由里向外呈喇叭形，接触销插入开孔19中，可与从平直基本部分6中延伸过来的接触簧片7、8弹性接触。从图3还示出，所有的接触元件可以以同样的方式制造，换句话说，用两个连接到载带21的接触片5制造它们。在接插件的装配过程中，去掉一个连接片，另一个连接片制成所要求的长度，形成平直部分9和折弯部分12。显然，在大规模生产的部件例如接插件的装配中，这种通用的接触元件具有很大的优点。
图4表示图2所示的接插件17经放大后的截面视图。将与基本部分6连接的接触簧片7、8的端部折弯，使其一部分长度分别向远离其本部分6的平面的两个相反方向延伸。两个接触簧片7、8在折弯部分的头部向内折弯，相互靠拢，使接触表面23位于自由端，互为上下，(也见图3)。为了防止接触元件在长度方向的移动，并且为了不影响接触簧片与接触销4接触，可以在接插件17的通道20中设置一个凸块和导向装置(均未示出)，接触簧片7、8的从基本部分6向外折弯的部分可以卡在这些凸块和导向装置上。
图5表示对着图2所示的接插件17的后壁的放大视图，其中，连接片5伸到外面。为简单起见，在图中只示出了两行接触元件，接触元件的平直基本部分6夹在接插件的后壁22上的缝隙中。图5的左下部与其它地方不同，那里示出了图4中沿Ⅴ-Ⅴ线剖视后的一个接触元件，打剖面线的部分是接触簧片7、8(见图1)的接触面23。接触面23可以是平直的，也可以是弯曲的。
由图5可以清楚地看出，用来夹持平直基本部分6或3的缝隙24位于通道20的中间。因此，在整个接插件上，相邻接触元件之间的电容量具有同样低的值。之所以能够这样排列接触元件是由于接触片7、8向背离平直基本部分6的平面的两个相反方向弯曲。
在图2右边所示的接插件13的同一列中的接触销4的长度(未示出)可以不同。最长的接触销例如可以用来接地，长度次之的接触销例如可以用于提供电源电压，而其它短一点儿的接触销例如可用来作为信号通路，最后说到的那些短一点儿的接触销可具有相等的长度。在这种情况下，当插入接插件时，首先接通地线接触销，然后接通电源接触销，最后才接通信号接触销。这样设置的优点是保证使设备总是首先接地，从而能够直接消除由于短路电流、静电电荷等产生的故障电流。接触销4的截面也可以不是所示的方形，例如可以是切掉一部分的椭圆形。
图6表示根据本发明而制成的一行不同长度的接插件组件131～134，171～174。可以清楚地看出，能够在不浪费接触元件空间的情况下形成长行接插件。然而，要做到这一点，图2所示的接插件13、17的端壁厚度要小于或等于间距的一半，这里的间距即为一行中的两个相邻接触元件之间的距离。
通过上述优选实施例中对表面安装的对称接插件的描述已经说明了本发明。很清楚，本发明这种排列方式的接触元件连接端也可以用于传统的销/孔连接的接插件中，在这种接插件中具有所谓的线扎连接(wire-wrapconnection)，在这种情况下，连接端是向外伸出的销。
接触元件最好用平直的弹性材料制成，接插件的外壳可以用热塑性聚酯树酯制成，例如由杜邦公司生产的“Rynite”FR-530材料制成。这种材料能够在保证有足够的机械强度和抗断裂性能的同时使得所制成的接插件壳体以比较薄的壁耐受汽焊(vps)时产生的高温。
图7是立体图，表示两个接插件组件17的各部分，这些部分一个一个地安装起来，然后连接并固定到印刷电路板上。在接插件17的右侧(从其接触开口看过去)为一块保护板27，保护板27在印刷电路板2上一段距离处平行于接插件17的右侧壁25。与右侧壁25相对而置的保护板27的一部分已超出接插件17，并且这个部分已经作了局部剖切。进一步地，保护板27上具有长的导条29。在左侧，一个具有导条29的同样的保护板28平行于接插件17的左侧壁26。
导条29上具有啮齿30，啮齿30在接插件17的前方18的方向平行于各自的保护板27、28的平面伸出。各啮齿30之间相互电绝缘，也和保护板绝缘。为此，导条29最好由注塑技术形成的塑料制成。
如图7中的点划线箭头所示，啮齿30必须插入接插件17的后壁22上，啮齿的间距和尺寸应使啮齿能插入图4所示的通道20中，插入后啮齿紧靠接插件17中的最边上的接触元件基本部分6。还可以在后壁22上另外设置一些开孔来插接啮齿30，这些开孔的设置应使保护板在安装状态下平行于印刷电路板，如图7所示。
为了对安装在印刷电路板(图7中的标号32)上的电子元件进行机械保护，保护板27、28可以用合适的塑料制成。为了获得较好的电屏蔽效果，保护板可以用导电材料制成，或者用具有导体特性的材料制成，例如在塑料上涂覆一层导体。如果需要，保护板也可以由几块板组合而成。
如图7中的虚线31所示，保护板不一定必须为一块平板，也可以是折弯的板，这种板在某些地方和印刷电路板之间的距离大一些，有些地方则小一些。为了防止在插入接插件过程中可能发生的差错，或者为了避免错误连接，在导条29上设置可折除的导向栓33。
图8表示两侧安装有本发明的接插件的印刷电路板2，几块具有不同尺寸的保护板27、28平行地安装在印刷线路板2的两个平侧面。在保护板27上具有孔34，利用例如螺钉和安装柱可将保护板机械地固定到印刷电路板上。这样就使各个接插件和印刷电路板之间达到所要求的机械连接强度。在对应于接插件13的侧壁15、16的位置上，保护板上具有在接插件长度方向延伸的肋条35。这就增加了保护板的机械稳定性，并防止了在粗暴插入接插件13的过程中保护板的弯曲。保护板的横向肋条35(未示出)也会有同样的作用。
如前面所说的那样，尤其是在复杂系统中，有必要将一个接插件的一部分与另一个接插件的一部分连接，或者与另一个印刷电路板连接。在图8的左下部，四个相邻的如图9所示的那种电缆接插件36被安装到接插件13上，图8中，电缆接插件36相互邻接，不浪费一个或多个接触元件的空间。
图9中，两个电缆接插件组件具有一个壳体36，壳体36中有两行相对布置并相隔一段距离的接插孔，图中示出了这两个接触元件放大后的立体图。带缆37中的导线相对置于接插件的相应通道38中。通道38在接触元件的列的方向，从壳体的一侧延伸到另一侧，以防止导线之间产生不希望的电接触，电缆接插件36的接触元件设置成在每个通道38中只设有一个接触元件的一个连接端，因此，如果两个带缆接插件相对设置，那么，在同一列中的各个接触元件则相互间隔至少一个位置的距离。进一步地，固定在电缆接插件中的带缆37的端部与预定的接触元件的连接端形成通路，以致于安装带缆以后，其导体接触端不伸出壳外36的外面，因此，当电缆接插件相对设置时，插接后的导体端不会相互碰接。
当然，接触元件可以以不同的方式排列。例如，由许多列组成的双行电缆接插件的各个相邻接触元件可以排列在不同的行中，这时固定在电缆接插件中带缆端部呈城堡形。如上所述，接触元件可以具有一个平直的基本部分，接触片或接触销和用来进行插接接触(未示出)的连接端从这处基本部分伸出，接触元件之间的间距最好为2毫米。图9中，与图7一样，也设有导向栓39以防止误插接，这个导向栓也是可折断的。
图10是一个立体图，并作了部分剖视，它示出了功率接插件40、41和同轴接插件46、47，通过表面安装而实现馈电电缆和同轴电缆与印刷电路板的连接。前面所述的接插件不太适合于连接大电流馈电电缆。
单级的功率接插件40基本上由导电材料制成的插座42构成。插座42上具有一个用来接受插头的弹性接插端和一个用于插接到印刷电路板上的长形的插口形插接端43。电源接插件41具有一个插头端52和一个同样的插口形插接端43。为了使插接端能够通过表面安装连接到印刷电路板上，根据本发明，长形的插接端43上具有缝隙形槽45，印刷电路板可以插入槽45中，因此，插接端43的两个相对的侧面能够连接到印刷电路板2上。
实际上用同轴接插件46、47连接同轴接头。这些接插件具有一个长的外层插座部分48和内层插座部分49，这两个插座部分相互电绝缘，并且分别具有一个由导电材料制成的外层插孔座和一个由导电材料制成的内层插头(未示出)。
为了把同轴接插件表面安装到印刷电路板上，外层插座48的一部分从周边上去除，使保留下来的、实际上为半圆柱的接插端50能够连接到印刷电路板2的一侧。一部分内层插座49或内层插头的外壳也被去除，使保留下来的连接片51能够连接到印刷电路板2的另一侧。
这种结构的接插件具有足够的机械稳定性和足够大的接触表面。因此，通过表面安装就可以得到可靠的、稳定的机械连接。当然，实际上，可以与图10所示的实施例不同，而将几个同轴接插件和/或几个电源接插件安置在一个模件壳体中。
很明显，本发明不局限于上述的和图示的优选实施例，还可以有各种变化或改型，例如，接插件可以包括与光纤电缆连接的光电网接插件、屏蔽接插件，也可以将这些接插件与一个锁定装置连接或者将它们连接到所谓的极性指示器上以防止误插接，等等。所有这些都没有超出本发明的范围和构思。
权利要求
1.一种安装到印刷电路板上的接插件，包括一个由电绝缘材料制成的壳体，所述壳体中成行成列地排列着多个接触元件，所述的行基本上平行于电路板，所述的列基本上垂直于电路板，每一个所述的接触元件都有一个基本部分，从基本部分的相对的两边伸出接触部分和连接部分，连接部分从面对电路板的壳体的一侧伸出，并能够安装到所说电路板的接触面上，同一列中相邻接触元件的连接部分在行的方向错开排列，相应地，所说印刷电路板上的接触面也相互偏置。
2.根据权利要求1所说的接插件，其中，所说接触元件的连接部分斜向一个平面，这个平面沿所说的壳体的纵向横过所说的壳体，所说的连接部分与位于该平面内的印刷电路板的一侧或两侧相接触。
3.根据权利要求2所说的接插件，其中，每个连接部分在其自由端附近都有一个平直部分，这个平直部分平行于虚构的平面，以便能够表面安装到印刷电路板上。
4.根据权利要求3所说的接插件，其中，每个连接部分的自由端相对于所说的平面往回折弯，以形成一个喇叭形的接口使印刷电路板容易插入。
5.根据权利要求2所说的接插件，其中，所说的接触元件排列成四行，其中的两行所说的接触元件位于平面的一侧，而另两行所说的接触元件位于所说平面的另外一侧，在同一列中，相邻接触元件的连接部分在所说平面的每一侧相互错开排列。
6.根据权利要求5所说的接插件，其中，每个接触元件具有一平直的基本部分，而连接部分制成平直的连接片，所说的连接片设置在基本部分的一个边缘上，并与基本部分形成一个整体。
7.根据权利要求6所说的接插件，其中，在一列中相邻接触元件连接片的自由端在平面的一侧从壳体的一侧伸出，其伸出长度不尽相同。
8.根据权利要求1所说的接插件，其中，相邻接触元件之间的间距为2毫米。
9.根据权利要求1所说的接插件，其中，壳体的端部壁厚等于或小于一行中的相邻接触元件间距的一半。
10.根据权利要求1所说的接插件，其中，壳体上所说的一侧进一步包括至少一排开孔，并靠近壳体的一个侧壁，在壳体的纵向上延伸。
11.一种与权利要求10所说的接插件配合使用的保护板，这种保护板上具有啮齿，这些啮齿沿所说保护板的至少一边排列，并适合于插入接插件壳体上的所说一行开孔中，在装配时，所说的保护板平行于所说的平面。
12.根据权利要求11所说的保护板，其中，所说的啮齿设置在电绝缘材料制成的长导条上，所说的导条设置在靠近保护板的边缘的地方，各个啮齿离保护板表面的距离相等。
13.根据权利要求12所说的保护板，其中，所说的保护板在长的导条的两侧伸延。
14.根据权利要求11所说的保护板，其中，所说的保护板进一步包括在板面上所开的孔，所说的孔适合于将保护板固定到印刷电路板上。
15.一种与权利要求1所说的接插件配合使用的电缆接插件，所说的电缆接插件包括一个电绝缘材料制成的壳体，壳体中纵横排列着多个接触元件，每个接触元件都有一个用来连接带缆线芯的连接部分，该连接部分做成插接接触部分，所说的电缆接插件具有许多通道，这些通道在接触元件的列方向，从壳体的一侧延伸到另一侧，带缆导线从一侧伸进所述通道中，在每个通道中只有一个插接接触部分，靠近壳体另一侧的接触元件以下述方式排列，即，如果两个电缆接插件在不同侧相对设置，则同一列的各个接触元件之间相互间隔至少一个位置的距离。
16.根据权利要求15所说的电缆接插件，其中，所说的电缆接插件包括两排、多列，相邻通道中的插接接触部分设置在不同的行中。
17.根据权利要求15所说的电缆接插件，其中，相邻接触元件之间的间距为2毫米。
18.根据权利要求15所说的电缆接插件，其中，所说的电缆接插件的壳体具有这样的外部尺寸，即，当两个或更多个电缆接插件相邻安装时，不会浪费一个或多个接触元件的空间。
19.一种用于权利要求1所说的接插件中的接触元件，其中，接触部分包括两个从平直基本部分伸出的接触簧片，这两个接触簧片的自由端具有接触面，而且两个接触簧片相对于接触元件长度方向的中心线对称延伸，接触簧片的端部连接在平直基本部分上，并在这个端部将两个接触簧片的一部分长度分别沿远离基本部分平面的两个相反方向折弯，在所说弯折部分的头部，再将两个接触簧片向内折弯，使它们相互靠拢，以致于使两个接触面相对。
20.一种用于权利要求1所说的接插件中的接触元件，其中，接触元件的接触部分是一个从基本部分伸出的接触销。
21.根据权利要求1所说的接插件，其中，接触元件的接触部分是接触销，而且，在一列中至少一个接触元件的接触销的长度不于同一列中其它接触元件的接触销的长度。
22.根据权利要求21所说的接插件，其中，至少一个接触元件的接触销较长。
23.一种功率接插件，包括至少一个插接座或插接头，它们安装在一个壳体中，并具有长形的连接部分，这个连接部分由导电材料制成，用来使功率接插件连接到印刷电路板上，在所述连接部分上具有槽形开口，印刷电路板可以插入这个槽形开口中而使得功率接插件以表面安装的方式安装到印刷电路板上。
24.一种同轴接插件，包括至少一个外层的和一个内层的插接座或插接头，它们安装在一个壳体中并且相互电绝缘，这种接插件具有由导电材料制成的连接部分，用来使同轴接插件连接到印刷电路板上，外层插接座上具有一个连接部分，它通过表面安装的方式连接到印刷电路板的一面，而内层插接座或插接头也有一个连接部分，它通过表面安装的方式连接到印刷电路板的另一面。
25.根据权利要求24所说的同轴接插件，其中，外层插接座的连接部分实际上是伸到壳体外面的所说插接座的半个圆柱部分，内层插接座或插接销的连接部分是一个连接片。
26.一种组合式接插件系统，包括多个安装在印刷电路板上的接插件组件，每个所说的接插件组件都有一个由绝缘材料制成的壳体以及在壳体中成行成列地排列的许多接触元件，所说的行基本上平行于电路板，所说的列基本上垂直于电路板，每个所说的接触元件都有一个基本部分以及在这个基本部分的两个相对的边缘上伸出的一个接触部分和一个连接部分，连接部分从壳体的一个壁上出来伸向电路板，并能够安装到所说电路板的接触面上，同一列中相邻接触元件的连接部分在行的方向相互错开排列，相应地，所说印刷电路板上的接触面则相互偏置。
27.根据权利要求26所说的组合式接插件系统，其中，至少一个所说的接插件组件具有这样的接触元件，即这种接触元件的连接部分是插接销。
28.根据权利要求26所说的组合式接插件系统，其中，至少一个所说的接插件具有这样的接触元件，即这种接触元件的连接部分是插接孔。
29.根据权利要求28所说的组合式接插件系统，其中，每个所说的插接孔包括两个弹性接触簧片，它们从平直的基本部分伸出并且在其自由端具有接触面，而且这两个接触簧片关于接触元件长度方向的中心线是对称的，接触簧片的端部连接在平直的基本部分上，并在这个端将两个接触簧片折弯，使它们的一部分长度分别沿相反的方向远离基本部分的平面，在所说一部分的端部，再将两个接触簧片折弯，使它们相互靠拢，以致于使两个接触面相对。
30.根据权利要求27所说的组合式接插件系统，进一步包括至少一个用于带缆的电缆接插件，这个电缆接插件插接到至少一个带有接触销的所说接插件上。
31.根据权利要求30所说的组合式接插件系统，其中，所说的电缆接插件组件包括一个由电绝缘材料制成的壳体，壳体中成行成列地排列着多个接触元件，每个接触元件都有一个用来连接带缆导电线芯的连接部分，该连接部分做成插接接触部分，所说的电缆接插件具有许多通道，这些通道在接触元件的列方向，从壳体的一延伸到另一侧，带缆导线从一侧伸入通道中，在每个通道中只有一个插接接触部分，靠近壳体另一侧的接触元件以这样一种方式排列，即如果两个电缆接插件在不同侧相对而置，则同一列的各个接触元件之间相互间隔至少一个位置的距离。
32.根据权利要求26所说的组合式接插件系统，进一步包括至少一个功率接插件组件和至少一个同轴接插件。
33.根据权利要求32所说的组合式接插件系统，其中，所说的功率接插件包括至少一个插接座或插接头，它们安装在一个壳体中，并且具有长形的连接部分，这个连接部分由导电材料制成，用来使功率接插件连接到印刷电路板上，在连接部分上具有槽形开口，印刷电路板可以插入这个槽形开口中而使得功率接插件以表面安装的方式安装到印刷电路板上。
34.根据权利要求32所说的组合式接插件系统，其中，所说的同轴接插件组件包括至少一个外层的和一个内层的插接座或插接头，它们安装在一个壳体中并相互电绝缘，这种接插件具有由导电材料制成的连接部分，用来使同轴接插件连接到印刷电路板上，外层插接座上具有一个连接部分，它通过表面安装的方式连接到印刷电路板的一面，而内层插接座或插接头也有一个连接部分，它通过表面安装的方式连接到印刷电路板的另一面。
35.根据权利要求34所说的组合式接插件系统，其中，外层插接座的连接部分实际上是所说插接座的半个圆柱部分，这个部分伸在壳体的外面，内层插接座或插接销的连接部分是连接片。
36.根据权利要求26所说的组合式接插件系统，进一步包括至少一块平行于印刷电路板的保护板，所说的保护板上具有啮齿，这些啮齿沿所说保护板的至少一边排列，并适合于插入接插件壳体上的所说一行开孔中。
37.根据权利要求26所说的组合式接插件系统，其中，所说的啮齿设置在由电绝缘材料制成的长导条上，所说的导条设置在靠近保护板的边缘的地方，各个啮齿离保护板表面的距离相等，而且所说的保护板在长的导条的两侧延伸。
38.根据权利要求37所说的组合式接插件系统，其中，所说的保护板进一步包括在板面上所开的孔，所说的孔适合于将保护板固定到印刷电路板上。
39.根据权利要求38所说的组合式接插件系统，其中，具有两块保护板，这两块保护板分别安装在印刷电路板的两个平面侧，所说的保护板对安装在印刷电路板上的电子元件具有机械的和电的保护作用。
全文摘要
一种组合式接插件系统，其中，高密度接触元件的组件可被表面安装到印刷电路板上。这种接插件组件将同一列中的相邻接触元件端部在行方向相互错位或偏置而使接触元件达到高密度。行方向就是接插件壳体的纵向。位置错开的端部以表面安装的方式连接到印刷电路板的接触面上。本发明还公开了一种独特的接插件结构，可以作为电缆接插件或其它类型的接插件使用。这种组合结构可使多个不同类型的接插件容易地安装到印刷电路板上。
文档编号H01R13/11GK1047421SQ89103318
公开日1990年11月28日 申请日期1989年5月18日 优先权日1989年5月18日
发明者洛朗求斯·玛丽亚·费尔霍芬 申请人:纳幕尔杜邦公司