专利名称：表面安装底座组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及电连接器，并且更特别地涉及用于与插头组件配合接合的表面安装底座(header)组件。
背景技术：
插头组件配合在插座组件中形成连接器组件通常涉及到高的插入作用力。这特别在连接器包括包含有许多触头的配合连接器外壳时是这样。例如，汽车布线系统，例如动力总成系统，典型地包括电连接器。典型地，各电连接器包括插头组件和底座组件。插头组件配合到底座组件的护罩中。底座组件又安装到印刷电路板上。每个插头组件和底座组件典型地包括多个电触头，并且在底座组件和插头组件接合时底座组件中的各电触头电和机械地连接到所述插头组件中的相应触头上。为了克服将插头组件连接到底座组件中的高插入作用力，有时采用致动杆来使插头组件与底座组件的触头配合。
表面安装底座组件提供了许多优于通孔安装底座组件的优点。除提供成本和工艺优点之外，表面安装还允许减小底座组件的占地，因而节省了电路板上宝贵的空间或使电路板的尺寸能够减小。当底座组件表面安装到电路板上时，各焊接尾部以倾斜的方式从底座组件的一侧延伸以表面安装到电路板上，并且还从底座组件的另一侧基本上竖直地延伸以与插头组件的各触头配合地接合。在一个汽车连接器系统中，在一个型式的底座组件中使用五十二个触头，并且大量的触头在底座组件制造中提出了制造和组件的挑战，以及在将底座组件表面安装到电路板的期间存在安装问题。
例如，表面安装所希望的是，底座组件的各焊接尾部相互共面以安装到电路板的平面上。然而，由于大量触头的制造公差，实现大量针式触头的共面性是困难的。有时，采用额外的焊接膏来补偿各触头的公差或补偿在底座组件装配期间针式触头的未对准。然而，对于大量的底座组件，每个底座组件的焊接膏的增加量所带来的成本增加可能是很大的，并且各针式触头相对于电路板平面的非共面性可以负面地影响底座组件的可靠性。额外的焊接膏厚度还可能造成对于细间距的其他表面安装部件的桥焊问题或需要使用不同的模板(stencil)。取决于各焊接尾部的非共面性的程度，一些触头可以微弱地连接到或完全没有连接到电路板上，任一这样的情况都是不期望和不可接受的结果。
此外，在底座组件和插头组件的接合和脱离期间的高插入作用力还可能对底座组件的焊接连接不利。为了防止焊接连接断裂，有时采用在底座组件拐角处焊接到电路板上的焊接夹子(solder clip)。同样地，焊接夹子的机械连接在当底座组件与配合连接器配合和分开时承受机械应变的冲击。然而，各焊接夹子的制造公差在底座组件焊接到电路板上时引起了另外的非共面问题。在公差范围的一端，各焊接夹子会阻止触头完全地与电路板接触，这可能损坏触头的焊接连接的质量。在公差范围的另一端，焊接夹子在焊接期间不能与电路板完全接触，这会有损于焊接夹子在底座组件与配合连接器接合和脱离时使触头免受大的插入和拔出作用力的能力。因此，需要一种表面安装底座组件，其能够确保触头表面安装到电路板上的共面性。
发明内容
所要解决的技术问题是提供一种底座组件，其包括绝缘外壳，该绝缘外壳包括限定内腔的多个壁；以及在所述腔内并且穿过其中一个所述壁向所述外壳的外部延伸以表面安装在电路板上的多个触头。所述绝缘外壳包括至少一个在其外表面上延伸的对齐肋。所述各触头形成为抵靠在所述对齐肋上，从而确保所述各触头为表面安装在电路板上的共面性。
现在参考附图通过实例来对本发明进行说明，其中图1是根据本发明示范性实施例所形成的表面安装底座组件的外壳的顶部透视图；图2是如图1所示的外壳的底部透视图；图3是与如图1和2所示的外壳一起使用的第一触头组件的正视图；图4是如图3所示的各触头的侧视图；图5是与如图1和2所示的外壳一起使用的第二触头组件的正视图；图6是如图5所示的各触头的侧视图；
图7是根据本发明示范性实施例所形成的焊接夹子的俯视图；图8是根据本发明在制造的第一阶段所形成的底座组件的剖视图；图9是图8中所示的底座组件沿图2中的线9-9所截取的局部剖视图；图10是图8中所示的底座组件沿图2中的线10-10所截取的局部剖视图；图11是底座组件在制造的第二阶段的剖视图；图12是底座组件在制造的第三阶段的剖视图；图13是底座组件在制造的最后阶段的剖视图；图14是图13所示的底座组件的底部透视图。
具体实施例方式
图1和2分别是根据本发明示范性实施例所形成的表面安装底座组件的典型外壳100的顶部和底部透视图，所述外壳有时被称作护罩。
外壳100包括一对纵向侧壁102；一对在各所述纵向侧壁102的各端部之间延伸的横向侧壁104；以及在各所述纵向和横向侧壁102和104之间延伸的底部壁106。各侧壁102和104和底部壁106在外壳100的顶侧(图1)中共同限定一个触头腔108，以及在外壳100的底侧(图2)限定触头接口110。第一或外排的触头孔112和第二或内排的触头孔114与外壳100的各纵向侧壁102平行而穿过底部壁106设置，从而提供了从触头腔108经由底部壁106延伸到触头接口110的四排孔。在所示出的实施例中，各排触头孔112和114包括十三个触头孔，从而提供了五十二(13×4)位的外壳100。然而，可以认识到，在不脱离本发明的范畴和本质的各种可替代实施例中，更多或更少的孔可以设置在更多或更少的排中。
杠杆槽116形成在各纵向侧壁102中，与触头腔108连通(图1)。杠杆槽116用于接受和保持配合连接器(未示出)的致动杆，以使配合连接器的各电触头与底座100中的各电触头(在以下说明)接合。各种槽和键特征(keyfeature)118设置在外壳100的各纵向侧壁102、各横向侧壁104以及底部壁106中，以引导配合连接器的各配合部，从而使底座的各电触头与配合连接器对准。然而，可以理解的是，在可替代实施例中，在手动(即不带辅助装置)的连接器组件中可以省略杠杆槽116和/或槽和键特征118。
焊接夹子安装凸耳120在纵向侧壁102之间从每个横向侧壁104的外部表面122向外延伸。对齐凸耳124也在外壳100的各拐角处从各横向侧壁104的各外部表面122向外延伸。每个对齐凸耳124包括在其端表面127上的偏压肋126(图1)。如下所述，安装凸耳120、对齐凸耳124和偏压肋126用于将焊接夹子(在以下说明)定位在外壳100的横向侧壁104上，以使得焊接夹子的表面与外壳100的触头接口110(图2)上的焊接尾部共平面地定位。凹部或槽121可以设置在安装凸耳124的周围，用于在安装焊接夹子时收集凸耳120的切薄或切削部。槽口127设置在各横向侧壁104的底端，并且各槽口用于将焊接夹子保持在横向侧壁104上，这将在以下说明。
可选地，在示范性实施例中，凸耳128在外壳100的拐角处从纵向侧壁102向外延伸。凸耳128在纵向侧壁102的外部表面130上为配合连接器提供键特征。虽然所示出的凸耳124和128具有大致矩形的形状，但是可以认识到，在本发明的其他实施例中可以可替代地采用其他形状的凸耳124和128。
参考图2，外壳100的触头接口110包括平行于各纵向侧壁102延伸的开槽的定位构件132，并且在定位构件132中为外排孔112和内排孔114中的每个触头孔设置一个槽。当各触头的焊接尾部(在以下说明)容纳在定位构件132的各槽时，可以防止各焊接尾部沿箭头A的方向移动，所述箭头A的方向基本上平行于外壳100的纵向轴线133延伸。触头接口110还包括对齐表面134，该对齐表面在邻近于各纵向侧壁102的对齐肋134之上延伸。各对齐表面134相对于彼此在同一平面上，并且与定位构件132横向间隔开以使得定位构件132位于对齐表面和相应的外排触头孔112之间。如下所述，对齐表面134提供了配准表面，其确保触头接口110上的各焊接尾部的各端部相互在同一平面上。如下所述，焊接尾部对对齐表面134的预加负载可以防止各焊接尾部沿箭头B的方向移动，所述箭头B的方向垂直于纵向轴线133延伸。
在示范性实施例中，定位构件132、对齐肋136和对齐凸耳124相互之间整体地形成。通过以整体的方式形成对齐肋136和对齐凸耳124，对齐凸耳124的顶部表面127(图1)定位成离开对齐表面134一固定距离。如此，可以如下所述地使焊接夹子相对于对齐表面精确地定位，以实现焊接夹子与对齐表面134的共平面性。可替代地，对齐肋136、定位构件132和对齐凸耳124可以分开地制造并且与外壳100连接。
在示范性实施例中，包括上述每个特征的外壳100可以由例如塑料的电绝缘材料(例如非导电材料)通过例如注模工艺的公知工艺来整体形成。然而，可认识到，外壳100可以可替代地由单独的部件或本技术领域所知道的其他材料形成。
图3是第一触头组150的正视图，该第一触头装置可以用在外壳100的外排触头孔112(示出在图1和2中)中。在示范性实施例中，触头组150包括接触部分152、孔部154和焊接尾部156。孔部154形成合适的尺寸以在插入到触头孔112这排的孔中时产生干涉配合，而接触部分152和焊接尾部156沿着共同的中心线157彼此成一条直线。
横向载带158连接各孔部154，并且当载带158在底座的组装期间被剪断时，触头组150分离成单个的触头。虽然在图3中只示出了两个触头，但是可以理解的是，触头组150包括与触头排112中的触头孔(示出在图1和2中)的数量相应的多个触头。触头组150可以由例如铜或铜合金的单片金属制成，并且在必要时还可以涂覆有或镀有锡、铅或金等，以获得触头组150所需的电和机械的特性和性能。
图4是触头组150的侧视图，其示出了在焊接尾部156的端部160所形成的小半径。在以下可知，该半径产生了圆形端160，该圆形端用于在安装底座时减缓触头组150的公差或未对准。在可替代实施例中，可以省略所述半径并且触头组150的各端部可以是直的。
图5是第二触头组件170的正视图，该第二触头组件可使用在外壳100的内排各触头孔114(示出在图1和2中)中。在示范性实施例中，触头组170包括接触部分172、各孔部174和各焊接尾部176。各孔部174形状和尺寸为可以在插入到触头孔114这排的孔中时产生干涉配合，并且各接触部分172和各焊接尾部176相对于各孔部174彼此偏离。也就是说，各接触部分172和各焊接尾部176具有分隔开的中心线。当触头组150和170安装在外壳100中时，各接触部分172和各焊接尾部176的偏离使各焊接尾部176相对于各焊接尾部156(示出在图3和4中)获得了所需的中心线间距。因为触头组170安装在内排各触头孔114中，所以触头组170比安装在外壳100的外排各触头孔112中的第一触头组150具有较大的长度L。
各横向载带178连接各孔部174，并且当载带178在底座的组装期间被剪断时，触头组170分离成单个的触头。虽然在图5中只示出了两个触头，但是可以理解的是，触头组170包括与触头排114中各触头孔的数量相应的触头。触头组170可以由例如铜或铜合金的单片金属制成，并且在必要时还可以涂覆有或镀有锡、铅或金等，以获得触头组170所需的电和机械的特性和性能。
图6是触头组170的侧视图，其示出了在焊接尾部176的端部180所形成的小半径。在以下可知，该半径产生了圆形端180，该圆形端用于在安装底座时缓和触头组170的公差或未对准。在可替代实施例中，可以省略所述半径并且触头组150的各端部可以是直的。
图7是根据本发明示范性实施例所形成的焊接夹子190的平面图。该夹子190包括具有安装孔194和对齐孔196的的主体部192。安装孔194的形状和尺寸为可以压配合套在外壳100的安装凸耳120(在图1和2中示出)上，并且对齐孔196形成合适的尺寸以容纳外壳100的各对齐凸耳124(在图1和2中示出)。如此，当焊接夹子190安装在外壳100的各横向壁104上时，其可以在箭头C的方向上竖直对齐并且在箭头D的方向上水平对齐。
保持突片198形成在当焊接夹子190安装时面向外壳100的触头接口110(在图2中示出)的主体部192的边缘191上。突片198可以折叠在横向侧壁104上并且保持在在其中的槽口127(在图2中示出)中。各对齐孔196的各边缘202与外壳100的各对齐凸耳124的各偏压肋126(在图1中示出)接触。因此，保证了阻止焊接夹子190沿由箭头C和D所指示的两个相互垂直轴移动。
在示范性实施例中，焊接夹子190通过冲压成形工艺由金属板来制造。然而，可以认识到，可以通过可替代实施例中的本技术领域各中所公知的工艺来由多种材料制造焊接夹子190。
虽然在示范性实施例中保持突片198可以形成T形，但是可以理解的是，在可替代实施例中可以用各种形状来代替T形，以将焊接夹子190保持在外壳100的侧壁104上。
各定位突片204从边缘191突出来并且包括平且光滑的焊接夹子板接合表面206。该板接合表面206在底座组件的表面安装期间接触电路板的平面并且焊接到该电路板上。定位突片204的焊接提供了结构强度和刚度，该结构强度和刚度为触头组150和170的焊接连接提供了应变消除。
图8是底座组件200在制造的第一阶段的剖视图。底座组件200包括外壳100，触头组150和170插入到外和内排的触头孔112和114(在图1和2中示出)中。各触头组150和170的接触部分152和172部分地定位在触头腔108中，而各焊接尾部从外壳100的触头接口110延伸。
图9是底座组件200经由外排触头孔112的局部剖视图。触头组150的各孔部154部分地延伸到所述排112的各触头孔中一预定距离，并且该触头组150的各孔部154从外壳100的触头接口110部分地延伸。各载带158(在图3中所示)已经从触头组150中剪离，从而形成触头孔排112的各孔中的分离触头。触头组150的各焊接尾部156位于触头组170的各焊接尾部176之间，并且焊接尾部176和156的各中心线彼此始终分隔开。
图10是底座组件200经由内排触头孔114的剖视图。触头组170的孔部174部分地延伸到所述排114的各触头孔中一预定距离，并且触头组170的各孔部174从外壳100的触头接口110部分地延伸。各载带178(在图5中所示)已经从触头组170中剪离，从而形成在触头孔排114地各孔中的分离触头。触头组170的各焊接尾部176位于触头组150的各焊接尾部156之间，并且焊接尾部176和156的各中心线彼此始终间隔开。
图11是焊接组件200在制造第二阶段时的剖视图，其中，采用了例如成型模210的加工工艺来将焊接尾部156和176弯向外壳100的触头接口110。一旦移开成型模212，通过沿箭头E的方向安装成型模210使被弯曲的各焊接尾部156靠近触头接口110，可以进一步将各触头插入通过触头接口110。
虽然迄今所述的实施例包括在触头组150、170部分地安装在外壳100中之后对其进行弯曲，但是可以认识到，在可替代实施例中，触头组150、170可以在安装之前被弯曲。
图12是底座组件200在制造第三阶段的剖视图，其中，各孔部154和174(在图9和10中所示)完全插入到外壳100中相应排的触头孔112和114中的最终位置。在最终位置，焊接尾部156和176安装通过定位构件132的各槽(也如图2所示)中，并且各焊接尾部156和176的各圆形端160和180相互对准并且与定位肋136抵靠接触。如图12所示，对齐表面134是圆形的或冠状成形的，并且形成为平滑地实现与触头组150和170的圆形端160和180的接触。焊接尾部156和176从图11所示的位置弯折并且倾斜地向外壳100的触头接口110取向，从而在触头组150和170中产生内部偏置力，该内部偏置力使焊接尾部156和176对对齐肋136的对齐表面134预加载荷。对焊接尾部156和176这样施加偏置力或预载荷基本上防止了在表面安装之前和在表面安装期间操作底座组件200时焊接尾部156和176在箭头B的方向上的竖直移动。此外，焊接尾部156和176相对于各横向侧壁104的顶表面230所成的最终角度α保证了与电路板的满意焊接连接。
各对齐肋136的冠状对齐表面134和焊接尾部156和176的圆形端160和180在安装触头组150和170时允许焊接尾部156和176有一些未对准。各对齐表面134的各圆形接合表面以及触头组150和170的端部160和180在触头组150和170移动到最终位置时允许在所述各接合表面之中的接触点移位。当焊接尾部156和176相对于对齐肋136预加负载时，各焊接尾部的相对的未对准基本上被消除(如果没有完全消除的话)，并且触头组150和170的圆形端160和180基本上对准，以产生与所述各圆形端相切的共平面接触点，用于安装到电路板上。
虽然在所示出的实施例中，对齐表面134是凸形的并且触头组150和170的端部160和180是圆形的，但是可以理解的是，在可替代实施例中，在使各触头以平面关系相互对准以表面安装到电路板上时，对齐表面可以基本上是平的并且各触头端部可以基本上是直的。
图13是底座组件200在制造最终阶段时的剖视图，其中，各焊接夹子190安装在外壳100上。焊接夹子定位突片204的各接合表面206与触头组150和170的触头端部160、180在同一平面上。因此，触头接口110很适于安装到电路板222的平面220上。
图14是完全组装的底座组件200的底部透视图。各焊接夹子190连接到外壳100的横向侧壁140上并且由保持突片198保持在其上。各焊接尾部156和176被施加预载荷并且被抵靠在邻近于外壳100的纵向侧壁处的对齐表面134上。制造触头组150和170的制造公差得以缓和，并且各焊接尾部156和176基本上对准且在同一平面上以安装电路板222的平面220(在图13中所示)上。焊接夹子板对齐表面206基本上对准于并且共面于焊接尾部156和176，从而可靠地安装到在各焊接尾部156和176的平面中的电路板22上。因此，焊膏的相对薄和稳定的薄膜可用于将底座组件200可靠地焊接到电路板222上。
由于所有以上原因，可以给表面安装用途提供一种安全且可靠的底座组件，该表面安装用途可以抵抗在底座组件200接合于和脱离于配合连接器时的高插入和拔出作用力。
虽然根据特定实施例对本发明进行了说明，但本领域的技术人员会理解，可以在权利要求书的本质和范围内对本发明进行修改。
权利要求
1.一种底座组件(200)，其包括绝缘外壳(100)，该绝缘外壳包括限定内腔(108)的多个壁(102，104，106)；以及在所述腔内并且穿过其中一个所述壁向所述外壳的外部延伸以表面安装在电路板上的多个触头(150，170)，其特征在于所述绝缘外壳(100)包括至少一个在其外表面上延伸的对齐肋(136)，所述各触头(150，157)形成为抵靠在所述对齐肋上，从而确保所述各触头为表面安装在电路板上的共面性。
2.如权利要求1所述的底座组件，其中，所述外壳包括纵向侧壁(102)和横向侧壁(104)，所述对齐肋(136)平行于所述纵向和横向侧壁中的一个延伸。
3.如权利要求1所述的底座组件，其中，所述外壳包括纵向侧壁(102)、横向侧壁(104)和底部壁(106)，所述各触头以多排的方式延伸穿过所述底部壁，所述多排触头的每一排中的触头抵靠在所述对齐肋上。
6.如权利要求1所述的底座组件，其中，所述各触头相对所述对齐肋预加载荷。
7.如权利要求1所述的底座组件，其中，所述各触头包括这样的长度，一些所述触头具有第一长度而一些所述触头具有第二长度，所述第一长度大于所述第二长度，其中，所述第一长度和所述第二长度的每一个延伸到所述对齐肋。
8.如权利要求1所述的底座组件，其中，所述触头包括具有不同长度的交错触头，所述交错触头的每一个与所述对齐肋接合。
9.如权利要求1所述的底座组件，还包括安装到所述纵向和所述横向侧壁中的一个上的焊接夹子(190)，在所述各触头抵靠在所述对齐肋上时，所述焊接夹子包括与所述触头共面的接合表面(206)。
10.如权利要求1所述的底座组件，其中，所述触头包括圆形端(160，180)并且所述对齐肋包括冠状表面(134)，所述圆形端在所述触头被施加预载荷时与所述冠状表面接合。
全文摘要
本发明公开一种底座组件(200)，其包括绝缘外壳(100)，该绝缘外壳包括限定内腔(108)的多个壁；以及在所述腔内并且穿过其中一个所述壁向所述外壳的外部延伸以表面安装在电路板上的多个触头(150，170)。所述绝缘外壳(100)包括至少一个在其外表面上延伸的对齐肋(136)。所述各触头形成为抵靠在所述对齐肋上，从而确保所述各触头表面安装在电路板上的共面性。
文档编号H01R12/71GK1906811SQ200480040664
公开日2007年1月31日 申请日期2004年11月17日 优先权日2003年11月20日
发明者小丹尼尔·W·弗赖伊, 约翰·M·迈尔, 赫尔利·C·莫尔, 亚历山德拉·L·M·斯皮特勒, 兰迪·T·马修斯 申请人:蒂科电子公司