专利名称：把元件电连接到印制电路板的上表面上的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种把电元件或者电子元件与导电垫电连接起来的装置，其中导电垫属于印制电路板的水平上表面，而这种电元件或者电子元件包括主体，该主体由绝缘材料形成，至少一对相对的导电连接分支在该主体下方进行延伸从下面看去，每个连接分支总体上是直的，从主体内的分支的上部连接位置开始在主体下方进行延伸，及终止于自由连接端上，该自由连接端设计成与印制电路板上的相应垫相配合；其中的两个分支使一个向着另一个进行延伸，因此它们的自由连接端相互邻近。
这种装置尤其涉及一种电连接器，这种连接器用来连接电子存储卡，而该卡在它的主下表面上具有若干接触垫。
例如，这种连接器描述和示出在文献WO-A-00/68867中，它包括由绝缘材料形成的接触保持主体，该接触保持主体具有平行于卡的下表面平面的水平上表面；及若干电导体，它们呈弹性变形插片的形状，这些导电体布置成若干对插片，这些插片相互相对并且对准，并且每个插片包括盘形上端，它与卡上的相应垫接触，该上端垂直向上伸出到绝缘主体的水平上表面的平面之外，该上端是插片的上部接触分支的一部分；中间部分，它把插片固定在绝缘块中；和下部自由端，它把接触插片连接到读写装置的处理电路中，该处理电路是插片的下部连接分支的一部分。
例如，本发明另外还可以应用到跟踪球装置的电连接中，该装置用来控制和移动电子装置屏幕上的光标，这种装置描述和示出在本申请人的申请PCT/EP02/02778中。
更加具体地说，本发明可以应用到这些种类电元件的电连接中，借助导电垫上的压力或者印制电路板的上表面的相应导电轨道，使这些连接分支的这些连接端处于电接触中，这就是说没有焊接或者锡焊工作。
使用无焊料终端的这种连接有利于元件如连接器的装配和维护，并且尤其在具有这种电元件或者电子元件的电子设备的使用寿命到期时有利于材料的重新利用。在是无线电话或者便携式电话如GSM电话的情况下，这是特别重要的，因为它们的使用寿命相对较短，并且重新利用它们的元件尤其需要有利于容易拆下电元件或者电子元件，因此需要无焊料的解决方案。
为了在印制电路板的上表面上得到较高的紧凑度，更加具体地说，为了减少这些垫或者导电轨道的面积，其中这些连接分支的这些自由端与这些垫或者导电轨道相接触，因此这些连接分支布置成相互相对，这就是说，属于一对接触插片的两个对准分支的自由连接端相互尽可能近地邻近，并且大约在后者的中心处在电连接器的下方大体上进行对中。
设计有许多对接触插片会产生两排平行的邻近自由连接端，因此在印制电路板的上表面上形成两排平行的导电垫。
已经提出了一些不同的用于智能卡中的连接器设计，例如在文献US-A-5269707中提出了一种，其中在该智能卡中所有的接触插片终端一起集中在连接器的相同侧上。因此，连接分支的自由连接端或者连接器的接线片在在印制电路板的上表面上对准在相同轴线上，该轴线总体上垂直于多对接触插片的对准方向。
但是，这种结构明显地增大了连接器相对于卡的总体宽度大小，因此使它的设计特别复杂。
此外，这会导致在把连接器机械地保持在设备中时不稳定，因为连接分支施加了扭矩，而这些连接分支的自由端弹性地支撑在印制电路板的上表面上，因此这些连接分支趋于不变地使电连接器进行倾斜。
此外，为了使这些连接分支具有足够大的弹性，它们一定得具有足够的长度，这就增大了连接器的总体尺寸大小和在印制电路板上部区域中所占住的表面积。
为了解决这些缺点，本发明提出了前面所述的那种装置，其特征在于，从下方看去，即在垂直投影到水平平面上的投影图中，其中水平平面总体上平行于水平上表面，每个连接分支相对于直线形成了锐角，该直线通过两个相对的分支连接位置，它们的下部自由连接端沿着横向轴线接近对准，其中该横向轴线垂直于所述直线。
根据本发明的另外特征从下方看去，两个相对的分支相互平行；这些端的横向对准轴线大约位于两个相对的分支连接端之间的中间；两个相对的连接位置沿水平方向对准；每个分支进行弹性变形，因此它的自由连接端弹性地支撑在印制电路板的相应垫上；每个连接分支具有大约水平的主部分，该主部分从连接位置处进行延伸，并且进行弹性变形，从而绕着水平轴线进行旋转，该水平轴线接近通过该分支连接位置；主部分借助大约垂直的部分向下进行延伸；每个分支的自由连接端是自由端部分，该端部分形成圆弧形，而它的凸出部分朝下；该主部分从连接部分处进行延伸，该连接部分进行弹性变形，从而得到形成分支的倾斜锐角的连接分支取向；这些多对分支相互沿着横向进行运动，所有连接分支的自由连接端沿着相同的横向轴线接近对准；这些多对的相对分支以固定的间隔进行横向运动；该电元件或者电子元件是用来连接集成电路卡的电连接器，每个连接分支属于连接器的接触插片，该连接器的另一个上部接触分支与卡上的导电接触垫相配合。
在阅读下面的详细描述时，本发明的其它特征和优点将变得更加清楚，其中这些详细描述可以参照附图来理解，在这些附图中
图1是用来连接智能卡的电连接器的顶视图，该连接器根据本发明的教导来实现；图2是图1的连接器的侧视图；图3是图1的连接器的底视图；图4是从图2的左边看去的侧视图；图5是图1-4所示的连接器的放大底部透视图；图6是根据本发明教导来实施的连接器的一个接触插片的透视图；图7是沿着图1的线7-7所截取的、连接器的放大剖视图，其中在把压力施加到连接器插片的下部连接端之前，该连接器被示成与印制电路板在一起；图8是与图7相类似的视图，在该图中示出把压力施加到印制电路板上表面上的自由连接端上之后的连接器；图9是从上面看去的、印制电路板的一部分的示意图，它示出了本发明教导的连接器的接触垫的布置；图10是与图8相类似的视图，它示出了本发明连接器高度被减少的实施例；图11是与图6相类似的视图，它示出了图10的连接器的一个接触插片；图12是跟踪球型装置的透视图，该装置为本发明教导的电连接而布置的；及图13-15是图12的装置的侧视图和顶视图。
在下面描述中，相同的、类似的或者相似的元件用相同的标号来表示。
为了便于理解说明书和权利要求，参照附图中所示的三面体L、T、V，以非限制方式使用了术语“水平”、“垂直”、“下部”、“上部”、“纵向”、“横向”等，并且参照附图1-3、7和8来使用左和右取向。
这些附图示出了电连接器，该连接器用来连接集成电路卡，该电路卡也称为智能卡，这种卡描述和示出在文献WO-A-00/68867中，在设计这种连接器时可以详细地参照该文献。
连接器10主要由主体或者块来形成，该主体或者块由塑料绝缘材料12形成，并且通过模制来形成，这就构成了支撑元件，而支撑元件形成了一系列接触插片14的接触座，其中这些接触插片由导电材料形成。
在普通方法中，连接器10相对于两个中间垂直平面即纵向平面PL和横向平面TL具有双重设计对称性，从上面看去及如图1所示，这两个垂直平面的相交位置通过连接器的中心C，根据本发明的教导，除了接触插片14的连接分支之外，其余的都具有双重设计对称性。
在图1-7所示的实施例中，在这种情况下，连接器10包括三对接触插片14，这些接触插片沿着纵向成对地对准，因此每对插片包括一个左手边插片14和一个右边插片14。
在公知的方法中，连接器10包括六个接触插片，每个接触插片可以与在附图中没有示出的集成电路卡上的相应导电垫相配合。
绝缘主体或者块12是普通形状的平矩形体，该矩形体由平面上表面16、水平下表面18、两个相对的垂直取向的纵向侧表面20和两个垂直取向的相对的左和右横向侧表面22来限定出。
绝缘块12包括成对对准的两组壳体，每组壳体由三个壳体24形成，每个壳体沿着纵向打开到相应的横向表面22中，并且在下部表面18中垂直向下地打开，及在上部表面16中垂直向上地打开。
借助垂直横向隔板28使每个壳体24沿着纵向限定成向着连接器的中心，而横向隔板28为两个壳体24所共用，每个壳体24安装一个接触插片14，这个接触插片属于同一对对准的、相对的插片。
每个接触插片14由弹性变形材料形成，并且形成了导电元件，该导电元件被切割和折叠。
每个接触插片14大体上沿着纵向L和平行于纵向对称平面PL的垂直平面进行延伸。
每个接触插片14具有第一凸盘形上端30，该上端30设计成与智能卡(未示出)上的相应垫相配合。
盘形接触端30是插片14的上部接触分支32的一部分，该插片的总体形状是发夹形状，该插片的接近水平的下部带34把上部分支32连接到中部36上，从而固定公知的普通设计的插片14，该带34在接近水平的平面上进行延伸，该水平平面平行于绝缘块12的上表面16和下表面18。
属于同一对对准的、相对的插片的两个插片14相对于上部接触分支32的中心折叠部分33进行背对背的安装，而这些中心折叠部分33邻近中心隔板28。
根据插入到绝缘块中的技术，在这种情况下，中间部分36使插片14安装和固定在绝缘块12中，但是本发明不局限于这种把接触插片14固定在绝缘块中的方法，也可以采用这样的固定方法例如，在中间固定区域或者部分周围复制模制(overmould)绝缘块。
每个接触插片14的下部由下部分支38形成，该下部分支38把接触插片14与相应垫(或者相应的导电轨道)电连接起来，没有示出的相应垫形成于印制电路板PCB的上表面40上(参见图7-9)。
在公知的方法中，每个连接分支38具有主带或者部分42，该主带或者部分42在绝缘块12的水平下表面18下方接近水平地进行延伸。
借助使连接部分44弯曲180度以形成肘状物，把主带42连接到接触插片14的固定部分36上，从该连接部分44开始它沿着纵向向着连接器的中心进行延伸。
在自由状态下，即在把压力施加到板PCB的上表面40之前，特别如图2和7所看到的一样，主带42相对于下表面18稍稍倾斜地、沿着纵向向着中心进行延伸，因此与后者在下方形成了分离。
部分44构成了连接分支38和绝缘块12之间的端或者点连接。
在图1-8所示的实施例中，电连接分支38的每个主带42延伸一个延伸带或者部分46，该延伸带或者部分46从带42的内端45(它与连接端44相对)垂直向下地进行延伸，并且它在下端处终止于自由连接端48，该自由连接端48在这里形成了这样的形状弯曲成圆弧形的部分具有下部凸形表面50，该表面50朝下从而最后支撑在板PCB的上表面40上。
由于下部自由连接端48这样成形，因此每个连接分支38根据基体而支撑在板PCB的表面40上，该基体的长度与带的宽度相一致，该带由形成连接分支38的导电材料来形成。
如从现有技术中所公知的设计一样，所有的接触插片14是相同的。
在现有技术中，每个下部连接分支38在垂直纵向平面或者在平行于后者的平面上进行延伸，其中垂直纵向平面为下面这样的平面所共有上部接触分支32在该平面内进行延伸。
根据本发明的这些教导，现在描述每个连接分支38的特殊形状，这种特殊形状可以实现沿着为所有电连接端48所共有的轴线进行对准。
根据本发明的这些教导，在这种情况下，每个连接分支38在垂直平面内进行延伸，该垂直平面相对于上部分支14在其中进行延伸的垂直平面成角度地移动。
当投影到水平平面中时，例如，如图3所示一样当从下方看连接器时，每个下部分支38在其中进行延伸的中间或者中央垂直平面用迹线PB来表示。
由于考虑到直线(D)通过两个电连接分支38的连接端部44，而这两个端部44属于两个对准的接触插片14，因此显然的，每个分支38的平面PB与直线(D)之间形成了锐角α，该直线(D)也是处于垂直平面的水平平面中的迹线，在该垂直平面中，两个对准的上部接触分支32进行延伸。
因此，在两个连接分支38的自由连接端48处，沿着横向具有横向位移，这就是说，这些分支38不再对准，但是保持与它们的自由电连接端48平行，这些自由电连接端48可以互锁，并且沿着轴线A总体上是对准的，该轴线A垂直于上部接触分支32在其中进行延伸的垂直平面，在进行投影时并且如图3所示一样，该垂直平面垂直于直线D。
更加具体地说，如尤其在图2、3、4和7所看到的一样，在自由状态下，连接分支采用这样的形状，以致连接分支38的凸形下部自由端48、50的基体沿着纵向相互稍稍隔开，因为两个分支属于同一对。
但是，在压力作用下位于板PCB的上表面40上的安装接触位置中，自由端48、50(这些端的基体通过压力由接触来形成)进行运动从而相互更加靠近，并且这些自由端实际上位于相同轴线A上。
在施加压力时使这些自由端50一起更加靠近中心“C”的作用通过每个连接分支38所采用的形状来实现，其中每个连接分支38初始时相对于绝缘块12的下表面倾斜向下，并且在接触压力位置上，每个连接分支38通过绕着它的连接端44进行旋转而可以弯曲，从而最后处于这样的位置上在该位置上，带42在下部表面18的下方水平地延伸。
具有带42和46的整个分支38在它的连接端44处绕着接近水平的轴线进行旋转，从而处于图8所示的位置上。
例如，通过绝缘块的两个下部法兰26来施加压力，这些下部法兰26沿着纵向从横向表面22伸出，并且安装在互补的壳体52中，为此壳体52形成在电子设备的板54中，该板54安装着连接器并且还包括板PCB。
因此，在压力接触位置上，使板54的下表面56与板PCB的上表面40分开的高度h2小于高度h1，该高度h1与图7所示的电连接分支38的自由状态相对应。间隙“h1-h2”大约为0.5到0.6mm。
在这些附图中所示出的连接器10中，该连接器10设置在上面并且离开板PCB一个距离，在后者上的所有空间可以用来把其它导电轨道和/或其它电或者电子零件布置在连接器10的下方，其中该空间远离用来连接这些端48的导电垫P的轴线A的周围区域。
本发明不局限于图1-8所示的实施例。
在连接器10情况下，还可以发现用途，其中该连接器10直接支撑在板PCB的上表面40上，后者是自由的，因此导电轨道可以设置在它上面，在绝缘块的下表面下方，除了在包括用来连接这些自由端的这些垫的中心区域之外(其中这些连接直接形成在主带42的端部45上)，后者还不包括延伸带46，如图10和11所示。
在所描述和示出的实施例中，由于总体设计对称，因此通过下部自由端的对准轴线A的平面也通过连接器的中心C并且与后者的横向垂直对称平面相对应。
每个下部电连接分支38相对于上部接触分支32的角度位移量α通过使称为连接部分的部分44进行弯曲来得到，该部分44把连接分支38连接到部分36上，从而固定插片14，并且根据弯曲方向来进行这样处理，其中弯曲方向不垂直于通常的纵向，但是形成了大于90度的角度，因此确定了角度位移量α。在把这些插片插入到绝缘支撑或者在这些插片周围复制模制绝缘支撑之前或者之后，可以进行这种弯曲。
如图9所示，形成于印制电路板PCB的表面40上的每个导电垫P的表面或者区域大大地减少了并且在这种情况下等于2mm2。这些垫P的中心之间的固定间距等于1.27mm，即是接触插片的顶部30之间的固定间距2.54mm的一半。
垫P在上表面所占的总面积(这种总面积确定了其它元件或者轨道如何布置在连接器下方)因此非常小，尤其比前面所述的现有技术所占的总面积小得多，同时保持在连接器10的总体宽度内，该连接器10的外形示出在图9中。
就图12和15所示的跟踪球装置而言，大量的输出端一定可以被连接起来，例如，除了该装置的工作信号输送端之外，当后者包括要供电的LED时，这些输出端一定可以连接起来。
因此，把所有的输出端布置在该零件的相同侧上的可能性很小，并且这个更加如此，因为这些输出端通过引线框上的切口来得到，并且连接分支或者输出端之间的空间必须比下面这些空间宽得多这些空间用于印制电路板的上表面上的导电轨道。
因此，本发明可以用来实施跟踪球，而一些输出端分布在两个横向表面的每侧上，下部自由端48在下表面18下方沿着轴线A对准。
权利要求
1.一种把电元件或者电子元件(10)与一些导电垫电连接起来的装置，其中这些导电垫属于印制电路板(PCB)的水平上表面，而这种电元件或者电子元件(10)包括主体(12)，该主体由绝缘材料形成，至少一对相对的下部导电连接分支(38)在该主体下方进行延伸从下面看去，每个连接分支(38)总体上是直的(PB)，从主体内的分支的上部连接位置(44)开始在主体(12、18)下方进行延伸，及终止于下部自由连接端(48、50)上，该自由连接端设计成与印制电路板(PCB，40)上的相应垫相配合；及其中的两个分支(38)使一个向着另一个进行延伸，因此它们的自由连接端(48、50)相互邻近；这种装置的特征在于，从下方看去，每个连接分支(38、PB)相对于直线(D)形成了锐角(α)，该直线通过两个相对的连接分支(38)的连接位置(44)，它们的下部自由连接端(48、50)沿着横向轴线(A)接近对准，其中该横向轴线垂直于所述直线(D)。
2.如前面权利要求所述的装置，其特征在于，从下方看去，两个相对的分支(38)相互平行。
3.如前面权利要求任一所述的装置，其特征在于，所述横向轴线(A)大约位于两个相对的连接位置之间的中间位置上。
4.如前面权利要求任一所述的装置，其特征在于，两个相对的连接位置(44)沿水平方向对准。
5.如前面权利要求任一所述的装置，其特征在于，每个分支(38)进行弹性变形，因此它的自由连接端(48、50)弹性地支撑在印制电路板的相应垫上。
6.如前面权利要求任一所述的装置，其特征在于，每个连接分支(38)具有大约水平的主部分(32)，该主部分从连接位置(44)处进行延伸，并且进行弹性变形，从而绕着水平轴线进行旋转，该水平轴线接近通过所述连接位置(44)。
7.如前面权利要求任一所述的装置，其特征在于，主部分(32)借助大约垂直的部分(46)向下进行延伸。
8.如前面权利要求任一所述的装置，其特征在于，每个分支的自由连接端(48、50)是自由端部分，该端部分形成圆弧形(50)，而它的凸出部分朝下。
9.如权利要求6-8任一所述的装置，其特征在于，该主部分(32)从连接部分(44)处进行延伸，该连接部分(44)进行弹性变形，从而得到形成所述锐角(α)的连接分支(38)的取向。
10.一种装置，它包括多对相对的导电分支(38)，每个导电分支(38)是如前面权利要求任一所述的那种，这种装置的特征在于，所述这些多对分支相互沿着横向进行运动，所有分支(38)的自由连接端(48、50)沿着相同的横向轴线(A)接近对准。
11.如前面权利要求所述的装置，其特征在于，所述这些多对的相对分支以固定的间隔进行横向运动。
12.如前面权利要求任一所述的装置，其特征在于，该电元件是用来连接集成电路卡的电连接器(10)，每个连接分支(38)属于连接器(10)的接触插片(14)，该连接器的另一个上部接触分支(14)与卡的导电接触垫相配合。
全文摘要
本发明提出了一种把元件(10)与印制电路板(PCB)的垫(P)连接起来的装置，这种元件(10)包括主体(12)，多对连接分支(38)在该主体下方进行延伸，每个连接分支(38)是直的(PB)，从连接位置(44)处进行延伸，及终止于自由连接端(48、50)上，该自由连接端(48、50)成对地邻近，这种装置的特征在于，每个连接分支(38、PB)相对于直线(D)形成了锐角(α)，该直线通过两个相对的连接分支(38)的连接位置(44)，它们的自由端(48、50)沿着横向轴线(A)接近对准，其中该横向轴线垂直于这个直线(D)。该装置可以应用到智能卡的开关上。
文档编号H01R24/00GK1480895SQ0315259
公开日2004年3月10日 申请日期2003年8月5日 优先权日2002年8月13日
发明者埃尔韦·布里考德, 埃尔韦 布里考德, 伊夫·皮萨德, 皮萨德 申请人:Itt制造企业公司