专利名称：板对板连接器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种板对板连接器，尤其涉及一种具有改进插头与插座间结合时的垂直扣合力的板对板连接器。
背景技术：
在电子工业产品中，常需要对两块彼此平行的电路板进行电性连接，基于此种需要，表面安装的板对板连接器应运而生。典型的板对板连接器由插头与插座组成，且插头与插座内部均布置有端子。插头端子和插座端子的一端分别与一印刷电路板电性连接，另一端彼此电性接触，从而实现平行电路板之间的电性连接。
随着各种小型消费电子产品，如数码相机、移动电话等的不断发展，板对板连接器愈加趋向小型化方向发展，既需要不断减少插头与插座间的对接嵌合量，又需要对应紧密排列插座端子与插头端子，因此导致插头与插座间的相互紧固结合存在一定难度。
一种传统的板对板连接器揭露于1999年3月2日公告的美国专利第5,876,217号中。如
图14所示，此种板对板连接器提供了一种插头与插座间相互结合的技术方案插座端子50具有大致竖直布置的锁定元件51及大致平行锁定元件51的弹性接触元件52，弹性接触元件52的自由端凸伸形成接触端53，接触端53与插头端子60上形成的弹臂61配合以电性连接插座端子50及插头端子60，插头壳体70具有卡槽元件71，与锁定元件51配合以实现插头与插座间的结合。
当此设计之插头与插座配合时，插头壳体70沿大致竖直方向滑过弹性接触元件52及锁定部51。在插头壳体70抵顶锁定部51的过程中，由于锁定部51竖直设置，受插头壳体70抵顶之力矩的力臂较短，故需要作用较大的力于锁定部51上以完成插入配合过程，因此会导致锁定部51所受应力过大，出现屈服或折断等现象，而不能实现插头与插座间的稳定结合。
实用新型内容本实用新型的第一目的在于提供一种板对板连接器，其包含一插头及一插座。通过插头的第二端子上设置的凸起部与插座的第一弹性接触部的末端的锁扣，锁紧插头与插座，提供插头与插座间改进的稳固结合特性，并避免插座端子产生屈服现象。
本实用新型的第二目的在于提供一种板对板连接器，其包含一插头及一插座。通过插座与插头配合时，插头的系列侧板嵌入插座的收容空间内，插座的嵌套部嵌入插头的嵌套空间内，插座的凸块与插头的第一卡扣槽扣合，而提供插头与插座间改进的稳固结合特性，并避免插座端子产生屈服现象。
本实用新型的第三目的在于提供一种板对板连接器，其包含一插头及一插座。通过插座与插头配合时，插头的系列侧板嵌入插座的收容空间内，插座的嵌套部嵌入插头的嵌套空间内，第一端子的锁定部与插头的第二卡扣槽扣合，提供插头与插座之间的稳定结合特性，且第一端子的锁定部横向布置，使得第一端子在插头插入插座的过程中所具有的力臂较长，故仅需作用较小的力于锁定部上即可完成插入配合过程，因此可以减小第一端子所受应力，避免端子屈服失效。
为实现上述第一目的，本实用新型板对板连接器的第一设计包含插座及插头，插座由插座本体及平行排列的若干第一端子组成。插座本体具有基板，基板相对两侧开设有若干第一端子槽，以分别收容对应第一端子，系列侧墙沿基板周缘向上凸伸，嵌套部自基板中部向上凸伸，系列侧墙与嵌套部间围成一收容空间，嵌套部内相对第一端子槽形成若干安装孔。所述第一端子具有第一基部、第一焊尾部及第一弹性接触部，第一焊尾部于第一端子槽内自第一基部一端沿第一基部延伸方向继续延伸出插座本体，以电性连接一电路板，第一基部另一端大致垂直向上弯折延伸为第一弹性接触部，并收容于嵌套部的安装孔内。
插头由插头本体及平行排列的若干第二端子组成。插头本体具有底板，底板相对两侧开设有若干第二端子槽，以分别收容对应第二端子，系列侧板自底板周缘伸出并围成一嵌套空间，系列侧板内侧对应第二端子槽形成若干嵌合槽，所述第二端子具有第二基部、第二焊尾部、第二接触部及凸起部，第二焊尾部于第二端子槽内自第二基部一端沿第二基部延伸方向继续延伸出插头本体，以电性连接另一电路板，第二基部另一端大致垂直向上弯折延伸为第二接触部，收容于系列侧板之嵌合槽内，凸起部设置于第二接触部上，并背向第二基部凸伸。
当插座与插头配合时，插头的系列侧板嵌入插座的收容空间内，插座的嵌套部嵌入插头的嵌套空间内，第一弹性接触部与第二接触部配合。在插头插入插座过程中，本设计的第一端子无须受到插头壳体的作用，而第二端子作用于第一端子的力矩亦可通过第一端子之第一弹性接触部的弹性于第一端子上产生较小的应力，而可避免端子屈服失效。再者，本设计之第二端子上设置的凸起部与第一弹性接触部末端锁扣，可以锁紧插头与插座，以提供插头与插座之间的稳固结合特性。
为实现上述第二目的，本实用新型板对板连接器的第二设计包含插座及插头，插座由插座本体及平行排列的若干第一端子组成，插头由插头本体及平行排列的若干第二端子组成。插座除具有第一设计的插座本体、第一端子槽及安装孔外，并自侧墙内侧向收容空间凸伸有凸块，插头除具有第一设计的插头本体、第二端子槽及嵌合槽外，并对应插座的凸块在系列侧板外侧开设有与外界连通的第一卡扣槽。当插座与插头配合时，插头的系列侧板嵌入插座的收容空间内，插座的嵌套部嵌入插头的嵌套空间内，插座的凸块与插头的第一卡扣槽扣合，而提供插座与插头间的稳固结合特性。
为实现上述第三目的，本实用新型板对板连接器的第三设计包含插座及插头，插座由插座本体及平行排列的若干第一端子组成，插头由插头本体及平行排列的若干第二端子组成。相对第一设计，本设计的第一端子并具有固持部及锁定部，固持部于大致平行第一弹性接触部方向自第一基部延伸形成，锁定部设于固持部上，并大致垂直固持部向第一弹性接触部横向凸伸。插座除具有第一设计的插座本体、第一端子槽、收容孔及安装孔外，侧墙内对应第一端子槽形成安装空间，安装空间三面与收容空间、第一端子槽及收容孔连通，第一端子的固持部干涉配合于收容孔的同时，锁定部自安装空间伸入收容空间内。插头除具有第一设计的插头本体、第二端子槽及嵌合槽外，并在系列侧板外侧开设有与外界连通的第二卡扣槽。当插座与插头配合时，插头的系列侧板嵌入插座的收容空间内，插座的嵌套部嵌入插头的嵌套空间内，第一端子的锁定部与插头的第二卡扣槽扣合，提供插头与插座之间的稳定结合特性，且第一端子的锁定部横向布置，使得第一端子在插头插入插座的过程中力臂较长，故仅需作用较小的力于锁定部上即可完成插入配合过程，因此可以减小第一端子所受应力，避免端子屈服失效。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。
图1为本实用新型板对板连接器之第一实施例的立体组合图。
图2为本实用新型板对板连接器之第一实施例的立体分解图。
图3为本实用新型板对板连接器之第一实施例的剖视图。
图4为本实用新型板对板连接器之第一实施例的插座的立体组合图。
图5为本实用新型板对板连接器之第一实施例的插座本体的立体图。
图6为本实用新型板对板连接器之第一实施例的插头的立体组合图。
图7为本实用新型板对板连接器之第一实施例的插头本体的立体图。
图8为本实用新型板对板连接器之第一实施例的第一端子的立体图。
图9为本实用新型板对板连接器之第一实施例的第二端子的立体图。
图10为本实用新型板对板连接器之第二实施例的剖视图。
图11为本实用新型板对板连接器之第二实施例的插座本体的立体图。
图12为本实用新型板对板连接器之第二实施例的插头本体的立体图。
图13为本实用新型板对板连接器之第三实施例的剖视图。
图14为现有板对板连接器的剖视图。
图中，100.板对板连接器，1.插座，10.插座本体，11.基板，12、12’、12”.侧墙，13.嵌套部，14.收容空间，15.第一端子槽，16.安装孔，17.收容孔，18.凸块，19.安装空间，20、20’.第一端子，21.第一基部，22.第一焊尾部，23.固持部，24.倒钩，25.第一弹性接触部，26.接触头，27.锁定部，3.插头，30.插头本体，31.底板，32、32’、32”.侧板，33.嵌套空间，34.第二端子槽，35.嵌合槽，36.扣合孔，37.第一卡扣槽，38.第二卡扣槽，40.第二端子，41.第二基部，42.第二焊尾部，43.第二接触部，44.扣合部，45.凸起部，50.插座端子，51.锁定组件，52.弹性接触组件，53.接触端，60.插头端子，61.弹臂，70.插头壳体，71.卡槽组件。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、目的及功效，以下特例举实施例并配合图式详予说明。
请参阅图1至图3，在第一实施例中，本实用新型板对板连接器100包括一插座1及一插头3，插座1与插头3分别表面安装于一印刷电路板(图中未示)，与印刷电路板上的电路连接，再通过插座1与插头3间的配合使两印刷电路板间实现电性连接。
配合图4及图5所示，在第一实施例中，插座1包括插座本体10及两排平行排列的若干第一端子20收容于插座本体10中。插座本体10大致呈长方形，具有一扁平基板11，系列侧墙12沿基板11周缘向上垂直凸伸，嵌套部13自基板11中部向上凸伸，系列侧墙12与嵌套部13间围成一收容空间14，嵌套部13的顶面与系列侧墙12的顶面平齐。若干第一端子槽15等间距开设于基板11两侧以分别收容对应第一端子20，并与收容空间14连通。嵌套部13内相对第一端子槽15形成若干垂直贯通嵌套部13的安装孔16，并与收容空间14及相应第一端子槽15连通。系列侧墙12内相对第一端子槽15形成若干垂直贯通侧墙12的收容孔17，并与相应的第一端子槽15连通。
配合图6及图7所示，在第一实施例中插头3包括插头本体30及两排平行排列的若干第二端子40收容于插头本体30中。插头本体30亦大致呈长方形，具有扁平底板31。系列侧板32自底板31周缘垂直伸出并环绕围成一嵌套空间33。若干第二端子槽34等间距开设于底板31相对两侧，并于底部与嵌套空间33及外界连通。系列侧板32内对应第二端子槽34形成若干嵌合槽35及扣合孔36，嵌合槽35垂直贯通侧板32并与嵌套空间33及相应第二端子槽34连通，扣合孔36开设于侧板32上部，并与嵌合槽35连通。
再请参阅图8，在第一实施例中，第一端子20由金属片材冲压下料成型，具有刚性第一基部21，第一基部21一端在其水平延伸方向继续延伸出第一焊尾部22。固持部23自第一基部21垂直向上延伸，固持部23上并设有一对倒钩24。第一基部21另一端弯折并大致平行固持部23向上延伸为第一弹性接触部25，第一弹性接触部25自由端为接触头26，接触头26为第一弹性接触部25的自由端以小于90°弯折角弯折而成。相比较而言，本设计中的接触头26与第二端子40接触之接触端面的水平位置要高于背景技术中的插座端子50接触端面的水平位置。
再请参阅图9，第二端子40由金属带冲压弯折形成，具有刚性第二基部41，第二基部41一端在其水平延伸方向继续延伸出第二焊尾部42，另一端则大致垂直于第二基部41向上弯折延伸为第二接触部43。第二接触部43自由端又垂直弯折出扣合部44，凸起部45设置于第二接触部43的大致中部，表面呈圆弧形，并背向第二基部41凸伸。
请配合图4所示，在第一实施例中，第一端子20自插座本体10的基板11底部插入第一端子槽15，并使第一弹性接触部25进入安装孔16，固持部23进入收容孔17，固持部23的倒钩24与收容孔17以一般方式干涉配合而固定第一端子20。第一端子20固定入插座本体10后，第一焊尾部22自第一端子槽15伸出以焊接于一印刷电路板(图中未示)，接触头26则自安装孔16外露于收容空间14内，并可向安装孔16内伸缩以提供第一端子20与第二端子40的接触弹性。
再请配合图6所示，在第一实施例中第二端子40自嵌套空间33插入第二端子槽34内，第二接触部43嵌入嵌合槽35，扣合部44伸入扣合孔36内，紧扣侧板32以固定第二端子40。第二端子40固定入插头本体30后，第二焊尾部41自第二端子槽34伸出以焊接于另一印刷电路板(图中未示)，第二接触部43露出嵌套空间33。
再请参阅图1至图3，在第一实施例中，当插头3与插座1组配时，插头3的系列侧板32外侧沿插座1的系列侧墙12内侧滑入插座1的收容空间14内，同时插座1的嵌套部13嵌入插头3的嵌套空间33内，第一端子的第一弹性接触部25与第二端子的第二接触部43配合，第一端子的接触头26与第二端子的凸起部45锁扣。
在插头3插入插座1的过程中，定义可接触面积为第一端子20之接触头26的接触端面滑过第二端子40之第二接触部43的部分。由于本设计之接触头26的接触端面的水平位置要高于背景技术之插座端子50接触端面的水平位置，二者之差值即为本设计相对背景技术所增加的可接触面积。若因震动等原因导致第一端子20与第二端子40于垂直方向上产生相对运动时，通过两端子可接触面积的增加则可提高二者保持接触的可靠性，进而提高两端子电性连接的可靠性。
为详实验证本实用新型第一实施例的稳固结合特性，特提供此实施例与美国专利第5,876,217号所揭露技术之端子的应力实验分析数据，分别记录此两设计在插接过程及稳定保持状态时，插头端子所受最大正压力及插座端子的最大应力。其中，实验端子的材料为结合一般工业应用，插头端子采用黄铜，插座端子采用磷和青铜的合金，表面并镀有金属镍。
在插头与插座配合过程中，插座端子50的弹性接触元件52抵顶插头端子60的弹臂61，插座端子50的锁定元件51抵顶插头壳体70的外壁，此时由实验测得插头端子60所受最大正压力为0.54N，插座端子50之锁定元件51的顶部应力最大为799Mpa，而锁定元件51的水平变形位移为0.04mm。
当背景技术中的插头壳体70继续滑行并进入插座端子50的锁定元件51与弹性接触元件52所形成的空间，此时，插座端子50之锁定元件51的外侧根部应力最大，实验数据为727Mpa，而插头端子60所受最大正压力仍为0.54N。
在本实用新型板对板连接器100之第一实施例的第一端子20与第二端子40的配合过程中，第二端子40的第二接触部43受到第一端子20的接触头26的最大正压力为0.69N，此时，第一端子20的第一基部21与第一弹性接触部24交叠部分的内弧面处应力最大，由实验测得为748Mpa，小于背景技术中两端子配合时的最大应力799Mpa。
当第一端子20的接触头26滑过第二端子40的凸起部45，两端子处于稳定保持状态时，第二接触部43所受最大正压力为0.49N，且第一基部21之位于锁定部23与第一弹性接触部24之间的水平延伸部分的两端内弧面应力最大，由实验测得为535Mpa。
现将上述实验数据列为下表，并结合本实用新型的第一实施例及美国专利第5,876,217号的具体结构设计，进一步对下列实验数据加以分析说明
在本实施例中，第一端子20的凸起部45设计为圆柱面的一部分，而其两侧之第一弹性接触部43的部分均具有平坦表面，故第一端子20与第二端子40的插入及拔出过程中，最大正压力的实验分析结果相同。结合上表，在拔出过程中，第二端子40所受最大正压力由0.49N增加至0.69N，而磨擦力正比于正压力，故两端子间的磨擦力亦同时增大，使得第二端子40拔出困难，而本实施例的磨擦力的增大程度足以锁紧插座1与插头3，因而此设计可为本实用新型板对板连接器100的第一实施例提供稳固的结合特性。
进一步分析上表实验数据，在插头端子与插座端子插接配合过程中，背景技术中的插座端子50的锁定部51顶部之最大应力799Mpa较大，容易使端子屈服失效，而本实施例的设计较之背景技术在插接过程中最大应力减小了6.4％，在稳定保持状态时减小了26.4％，故而可以避免端子屈服失效。
再请参阅图10至图12，在本实用新型板对板连接器100的第二实施例中，插座1除具有第一实施例中的插座本体10、第一端子槽15、安装孔16及收容孔17外，并自侧墙12’内侧向收容空间14凸伸有若干凸块18。对应插座1的变化设计，插头3除具有第一实施例的插头本体30、第二端子槽34、嵌合槽35及扣合孔36外，并对应插座1的若干凸块18在系列侧板32’外侧开设有第一卡扣槽37，与外界连通。
当插头3与插座1组配时，插头3的系列侧板32’滑入插座1的收容空间14内，插座1的嵌套部13嵌入插头3的嵌套空间33内，以此限制插头3与插座1的水平方向的相对活动。同时，插座1的凸块18嵌入插头3的第一卡扣槽37内，将插座1与插头3紧固保持，以此限制插头3与插座1的垂直方向的活动。本实施例插座1与插头3间的稳固结合由插座1的凸块18与插头3的第一卡扣槽37的配合实现，在端子的设计上，仅需考虑端子电性接触的稳定性，而无须考虑端子是否具有锁定功效，故此时两端子仅受彼此间很小的作用力，不论两端子处于插接状态还是稳定结合状态，所受应力均显著小于背景技术，故而可以有效避免端子屈服失效。
最后再请参阅图13，相对第一实施例的设计，本实用新型板对板连接器100之第三实施例的第一端子20’的固持部23另设有具有弹性的锁定部27，大致平行第一基部21向第一弹性接触部25横向凸伸形成。对应此变化设计，插座1之位于收容空间14与收容孔17之间的侧墙12”挖空形成一安装空间19，三面与收容空间14、第一端子槽15及收容孔17连通，插头3的侧板32，，外侧对应第二端子槽34形成第二卡扣槽38。
组装时，第一端子20’自插座本体10的基板11底部插入第一端子槽15，并使第一弹性接触部25进入安装孔16，固持部23进入收容孔17，锁定部27置入安装空间19内，并伸入收容空间14，固持部23的倒钩24与收容孔17以一般方式干涉配合而固定第一端子20’。
当插头3与插座1组配时，插头3的系列侧板32”滑入插座1的收容空间14内，插座1的嵌套部13嵌入插头3的嵌套空间33内，以此限制插头3与插座1的水平方向的相对活动。在插头3插入插座1的过程中，插头3的系列侧板32”外侧沿插座1的系列侧墙12”内侧滑行，抵达锁定部27端头时，具有弹性的锁定部27向安装空间19小角度下弯，当系列侧板32，，外侧滑过锁定部27时，锁定部27恢复原状并嵌入第二卡扣槽38内，以此限制插头3与插座1的垂直方向的活动。本实施例的锁定部27横向布置，在插头3插入插座1的过程中所受插头3之力矩的力臂较之背景技术明显增大，故仅需作用较小的力于锁定部27上即可完成插入配合过程，因此可以减小第一端子20’的应力，在避免第一端子20’屈服失效的同时，保证插座1与插头3之间的稳固结合。
综上所述，本实用新型之板对板连接器通过上述实施例及相关图式说明，已具体、详实的揭露了相关技术，使熟习此艺者可以据以实施。而以上所述之实施例只是用来说明本实用新型，而不是用来限制本实用新型的，本实用新型的权利范围，应由本实用新型的权利要求来界定。至于本文中所述元件数目的改变或等效元件的代替等仍都应从属于本实用新型的权利范围。
权利要求1.一种板对板连接器，包含插座及插头，插座由插座本体及平行排列的若干第一端子组成，插座本体具有基板，基板相对两侧开设有若干第一端子槽，以分别收容对应第一端子，系列侧墙沿基板周缘向上凸伸，嵌套部自基板中部向上凸伸，系列侧墙与嵌套部间围成一收容空间，嵌套部内相对第一端子槽形成若干安装孔，所述第一端子具有第一基部、第一焊尾部及第一弹性接触部，第一焊尾部于第一端子槽内自第一基部一端沿第一基部延伸方向继续延伸出插座本体，以电性连接一电路板，第一基部另一端大致垂直向上弯折延伸为第一弹性接触部，并收容于嵌套部的安装孔内；插头由插头本体及平行排列的若干第二端子组成，插头本体具有底板，底板相对两侧开设有若干第二端子槽，以分别收容对应第二端子，系列侧板自底板周缘伸出并围成一嵌套空间，系列侧板内侧对应第二端子槽形成若干嵌合槽，所述第二端子具有第二基部、第二焊尾部及第二接触部，第二焊尾部于第二端子槽内自第二基部一端沿第二基部延伸方向继续延伸出插头本体，以电性连接另一电路板，第二基部另一端大致垂直向上弯折延伸为第二接触部，收容于系列侧板的嵌合槽内，其特征在于所述第二端子具有凸起部，该凸起部设置于第二端子的第二接触部上，并背向第二基部凸伸，当插座与插头配合时，插头的系列侧板嵌入插座的收容空间内，插座的嵌套部嵌入插头的嵌套空间内，第一弹性接触部与第二接触部接触配合，第一端子的接触头与第二端子的凸起部锁扣。
2.如权利要求1所述的板对板连接器，其特征在于所述第一端子的第一弹性接触部自由端以小于90°弯折角折弯形成接触头。
3.如权利要求1所述的板对板连接器，其特征在于所述第二端子的凸起部的表面呈圆弧形，并与第一端子的第一弹性接触部锁扣。
4.如权利要求1所述的板对板连接器，其特征在于所述嵌套部的顶面与系列侧墙的顶面平齐。
5.如权利要求1所述的板对板连接器，其特征在于所述插座的侧墙内侧向收容空间凸伸有凸块，插头的系列侧板外侧对应插座的凸块形成与外界连通的第一卡扣槽，当插座与插头结合时，插座的凸块与插头的第一卡扣槽扣合。
6.如权利要求1所述的板对板连接器，其特征在于所述第一端子还具有固持部，自第一基部垂直延伸形成。
7.如权利要求6所述的板对板连接器，其特征在于所述插座的侧墙内相对第一端子槽形成若干收容孔，第一端子的固持部收容于收容孔内。
8.如权利要求6所述的板对板连接器，其特征在于所述第一端子的固持部上设有倒钩。
9.如权利要求6所述的板对板连接器，其特征在于所述插座的第一端子的固持部延伸出一锁定部，插头的侧板外侧形成第二卡扣槽，当插座与插头结合时，第一端子的锁定部与插头的第二卡扣槽结合。
10.如权利要求1所述的板对板连接器，其特征在于所述侧板上部在对应第二端子槽处开设有扣合孔，并与嵌合槽连通。
11.如权利要求10所述的板对板连接器，其特征在于所述第二端子的第二接触部自由端垂直弯折出扣合部，收容于插头本体的扣合孔内，固定第二端子。
专利摘要本实用新型公开了一种板对板连接器，包括插座及插头，插座由插座本体及平行排列的若干第一端子组成，插头由插头本体及平行排列的若干第二端子组成，通过第二端子上设置凸起部与第一端子的接触部锁扣、插座本体设置凸块与插头本体设置对应凸块的第一卡扣槽扣合、第二端子设置固持部及锁定部与插头本体设置配合锁定部的第二卡扣槽扣合等设计，在避免端子屈服的同时，提供插头与插座之间的稳定结合特性。
文档编号H01R12/71GK2622881SQ03226000
公开日2004年6月30日 申请日期2003年5月8日 优先权日2003年5月8日
发明者黄仲信, 江淑满, 彭勇锜 申请人:富港电子(东莞)有限公司, 正崴精密工业股份有限公司