力对称埋入弹片组件的制作方法

一种弹片组件，尤其是一种力对称埋入弹片组件，供电子产品内部组件接触建立电性通导。

背景技术：

当前电子产品对于功能需求日益增加，产品内部的电路布局及组件插接也越来越复杂密集，多层电路板的设计已呈常态，但电子产品的体积、重量却也不断追求缩小、减轻，为了解决这种追求短小轻薄的目标所衍生的问题，电路板间的组件电性通导便成为重要的解决方案之一。

众知电性通导的弹片多为单侧接触，如图1所示的中国台湾专利twi532264「导电弹片结构」2，就是将底面以表面安装的方式焊接在电路板上，并且以上方弹臂21供抵压导电。但随着诸如智能型手机、平板计算机等可携式通讯装置的盛行，例如天线等组件已经不限于设置在电路板上，如近期的天线往往以激光直接成型(laserdirectstructuring，简称lds)的方式形成于塑料机壳处，因此以往的弹片结构已不能完全满足现今电子产品发展需求。

其后虽有如图2所示的cn205985433u「双面接触式弹片连接器」4，是以一u形弹性臂41、43实现印刷电路板(printedcircuitboard,pcb)上下两面电子组件的通导连接，但是，一方面这种弹片的安装是采用双列直插式封装技术(dualin-linepackage,dip)，如图3所示，必须在电路板中预留深入的插孔45，供插脚47插入，因此并不适用于多层板结构。另方面，因为要勉强采用表面安装技术(surface-mounttechnology,smt)，以自动化机具的吸嘴施加负压而搬移此弹片至电路板上的预定位置，并且要让下方的插脚47能顺利插入电路板上预留的插孔45，就意味插孔45的尺寸不能太小，使得电路板面积被额外占用，并不符合目前电子产品内部零件密布、空间日益限缩，又必须注意控制绝缘，避免意外短路的严苛需求趋势；最后，如图4所示，作用于上方u形弹性臂41的压力f1与作用于下方u形弹性臂43的压力f2于插脚47处形成以插脚47为支点l1的抗衡，因为上方的旋臂a1相对于插脚47的距离短，下方的旋臂a2距离插脚47的距离长，使得上下同时受相同大小的压力f1、f2压迫而达成力平衡时，逆时针方向的力矩t1较小，顺时针方向的力矩t2较大，二者力矩对抗抵消产生的净力矩ts＝t2-t1，导致无法同时达成力矩的平衡，因而弹片和电路板的支撑部分都会受到扭转的净力矩ts持续驱动作用，长期使用下，电路板和弹片都易于受损，使用寿命因而缩减。

由上述说明可知，具有双面接触式的通导弹片设计时需要考虑的重要因素之一即是两接触弹臂间的力平衡与力矩平衡，如图5，另一种型式的双面接触式通导弹片的弹臂整体呈s形结构，当s形弹片6完成接触通导时，其上方s弹臂61将受一接触压力f3而下方s弹臂63受另一接触压力f4，若此时接触压力f3与f4大小相同，因弹片的本体段65被夹制固持于预定安装位置，将使得作用于两s弹臂上的力达到平衡，但两s弹臂仍将以前述本体段65的中点为支点l2产生相对力矩，与图2-图4不同的是，两个相对的力矩t3、t4对应于支点l2都呈顺时针方向，因此作用于整体弹片的净力矩为tt＝t3+t4，故而比其他型式的弹片对自身与电路板的支撑部分造成更大程度的扭力作用，相对的也使电路板和弹片的损害增加，进而更大程度降低了使用寿限。这也是本发明期望努力精进改善目前技术的地方。

为了满足电子产品追求微型化的趋势，因应电子产品内部组件密集所致的空间局限，并且确保提供组件间良好的电性通导，兼顾局部绝缘控制，便于生产且延长产品使用寿命，便是本发明所欲解决的问题。

技术实现要素：

本发明之一目的在于提供一种力对称埋入弹片组件，藉由两个对称的弹性臂段，实现弹性臂段双侧组件电性通导的目的，符合电子产品多层布局。

本发明的再一目的在于提供一种力对称埋入弹片组件，藉由射出成型的塑料固持框框体，达到易于加工、便于生产、提升组件结构强度保护弹片，且可因应安装环境空间形状的多变性，提升使用弹性。

本发明的另一目的在于提供一种力对称埋入弹片组件，藉由对称的弹片结构设置，同时达成力平衡和力矩平衡，延长弹片与电路板结合的可靠性和使用寿命，降低电子产品意外损坏的机率。

本发明的又一目的在于提供一种力对称埋入弹片组件，藉由射出成型的塑料固持框框体完全契合安装环境的空间形状，并搭配具有对称性的金属弹片，以减少需占用的安装空间。

本发明揭示的一种力对称埋入弹片组件，包括：一个对称金属弹片，包括两个彼此紧贴的基体段，前述基体段分别具有一个连结端和一个自由端、以及连接前述连结端和自由端的两侧缘，前述两连结端经由一个反折部将前述基体段一体连结；两个分别由前述基体段的自由端彼此对称弯折并分别朝向前述反折部反折延伸的弹性臂段；及至少由前述基体段之一的前述两侧缘，分别形成有彼此反向延伸的侧向凸榫段；以及一个在一高度方向形成有至少一贯穿容置区的固持框，该固持框具有环绕前述贯穿容置区的框体，前述框体的前述贯穿容置区在垂直前述高度方向的一宽度方向埋入卡制上述两侧向凸榫段，以及前述框体在上述高度方向的高度少于上述两弹性臂段在上述高度方向的最远距离，藉此将上述两弹性臂段分别暴露于上述框体的两侧。

由于本发明一种力对称埋入弹片组件具有一上下方向结构对称的金属弹片，能达成弹片双侧组件的电性通导，同时使得上下方所施加的压力，在弹片上同时达成力平衡和力矩平衡，没有任何扭转的趋势，使得产品在使用过程中稳固耐用。金属弹片埋射成型在塑料固持框的框体中，除了提升生产便利性，也使得体积微小的组件结构强度提升，当两弹性臂段受外力抵压退缩入固持框的框体内时，金属弹片将受到固持框的保护并支撑外力，避免金属弹片过度受压而变形损坏。尤其在电子产品内部组件密集的有限空间中，节约所占用空间，并且兼具多种安装使用方向，增加使用弹性，进而达成以上所述所有目的，满足电子产品多功且微型化的趋势需求。

附图说明

图1为一种现有表面安装弹片的立体示意图。

图2为另一种现有弹片的立体示意图。

图3是图2弹片的安装状态立体示意图，说明该弹片和电路板间的相关位置。

图4是图2弹片的使用状态侧视透视图，说明该弹片在转动方向的力矩不平衡现象。

图5是又另一种现有弹片的侧视透视示意图，说明该弹片在转动方向的力矩不平衡现象。

图6是本发明第一较佳实施例的力对称埋入弹片组件的立体透视示意图，用以说明组件的结构及相关位置关系。

图7为图6实施例中的对称金属弹片立体示意图。

图8为图6实施例中的对称金属弹片侧视示意图。

图9至10为图6实施例的侧视透视示意图，用以说明本发明力对称埋入弹片组件在使用状态受压时的力对称结构关系。

图11为图6实施例的侧视透视示意图，说明对称金属弹片受到另一方向电路板的抵压接触时，弹性臂段被挤压退缩的方式。

图12为本发明力对称埋入弹片组件的第二较佳实施例立体示意图，用以说明固持框的迫紧部的样态及位置。

图13为本发明力对称埋入弹片组件的第三较佳实施例立体示意图，用以说明弹性臂段上加强肋的位置。

符号说明

1、1’、1”…力对称埋入弹片组件2…导电弹片结构

21…上方弹臂3…对称金属弹片

31、32…基体段311、312…连结端

313、314…自由端315、316、317、318…两侧缘

33…反折部35、36、36”…弹性臂段

37、38…侧向凸榫段4…双面接触式弹片连接器

41、43…u形弹性臂45…插孔

47…插脚5、5’…固持框

51…框体53’…迫紧部

55’、56’…推出段6…s形弹片

61、63…s弹臂65…本体段

9”…加强肋11…机壳

110…外壳112…天线

114…固定座13…电子组件

131…侧向电极15…电路板

f1、f2、f3、f4、f5、f6…压力

t1、t2、t3、t4、t5、t6…力矩

l1、l2、l3…支点a1、a2…旋臂

ts、tt…净力矩

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合说明书附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚呈现；此外，在各实施例中，相同的组件将以相似的标号表示。

本发明一种力对称埋入弹片组件1的第一较佳实施例，如图6至图8所示，包括：一个对称金属弹片3及一个固持框5，前述固持框5在一高度方向形成有一个贯穿容置区，为便于说明，在此定义前述高度方向为沿着外力对称作用的方向，也就是图式的上下方向，而前述该贯穿容置区是供上述对称金属弹片3容置其中。上述固持框5并具有一个环绕前述贯穿容置区的框体51，于本例前述固持框5为射出成型的塑料材质，且于本例前述对称金属弹片3为铜合金，但其材质的选择并不会影响本发明的实施，于本技术领域具有通常知识者可轻易依照需求选用合适的单一材质或复合材质的导体为之。

上述对称金属弹片3包括两个彼此相对弯折后彼此紧贴的基体段31、32，该个别基体段又分别具有一个连结端311、312，一个自由端313、314，和连接前述该连结端311、312和自由端313、314的两侧缘315、317、316、318，其中前述两基体段31、32是藉由一个反折部33于个别的连结端311、312彼此连结成一体，这也使得上述两基体段31、32的自由端313、314是呈现彼此对称弯折，并分别朝向上述反折部33反折延伸形成有两个弹性臂段35、36。

另外，上述两侧缘315、316还分别形成有彼此反向延伸的侧向凸榫段37、38，为使本发明的弹片组件在制造过程中便于自动化生产，经过冲压和热处理，有时还需要再经过电镀完成的对称金属弹片3，就会被批次放入模穴中，一套模具可能形成有例如六十四个模穴，甚至一百二十八个模穴。在此为便于说明起见，将图式垂直于上述高度方向的左右延伸方向称为宽度方向，此时并以对称金属弹片3的上述两个侧向凸榫段37、38沿宽度方向摆放作为锚定的结构，逐一将每一弹片填入每一模穴中，然后以热融的塑料料射入整批模穴中，使得上述侧向凸榫段37、38被埋入塑料料中，最后让塑料料冷却而构成上述固持框5，最后脱模取出例如六十四个独立的弹片组件。由于批次生产的过程完全自动化，使得本发明的弹片组件无论产出效率和产品良率都相当良好，而且基于对称金属弹片3是被框体51环绕固持，使得弹片组件的结构非常稳固；尤其当上述两弹性臂段35、36暴露在框体51上下的部分受到上下方向压力内缩时，可以被框体51保护而不易轻易压扁损坏。

如图9至图10所示，在本实施例的电子产品例释为一支智能型手机，图式右侧的机壳11主要是塑料材质，但机壳11下方的外壳110上侧表面则例释以激光雕刻及电镀的方式形成有激光直接构形(laserdirectstructuring，简称lds)天线112，且在外壳110上方更形成有一层固定座114。当本实施例的力对称埋入弹片组件1安装于机壳11时，力对称埋入弹片组件1在图式的上方有一电子组件13，下方为机壳11的外壳110，受电子组件13与机壳外壳的接触抵压，使得弹性臂段35与天线112接触，而弹性臂段36与电子组件13的侧向电极131接触。

在完成安装的状态下，暴露于上述框体51两侧的上述两弹性臂段35、36的弹性外张力将确保其与两外侧组件的密切接触并提供双向电性通导，同时该两弹性臂段35、36两侧因分别受一相对作用的压力f5、f6而分别向上述框体51内退缩，进而朝向其所延伸出的基体段31、32靠近，但当该两弹性臂段35、36退缩使其隐入上述框体51时，外在压力便由上述框体51支撑，可避免上述两弹性臂段35、36因受挤压而相互接触导致短路，又使得上述对称金属弹片3整体不会过度受挤压而产生永久性结构形变的损坏，确保上述力对称埋入弹片组件1整体结构功能的稳定。另外作用于弹性臂段35、36的外在的压力f5、f6，同时以弹性臂段35、36为力臂产生一顺时针方向的力矩t5及一逆时针方向的力矩t6，又因二弹性臂段35、36所延伸自的基体段31、32紧密相贴，前述力矩t5、t6将同以基体段31、32的几何中心为支点l3，对对称金属弹片3施以相对力矩t5、t6，当外在的压力f5、f6大小相同时，施于本发明对称结构上的力矩t5、t6也大小相同且方向相反而相互抵消，进一步达到力矩平衡。

本发明的对称结构所提供的力平衡与力矩平衡功效，于安装时，不论外在的压力来自弹片组件的上、下相对方向，亦或是相互剪切的垂直方向，如图11所示，当力对称埋入弹片组件1安装于手机机壳时，上方弹性臂段36将受到另一电路板(pcb)15的一侧向压力，但并无碍其安装组合，也不影响其功效，弹片因受压造成的弹性臂段位移应变，也仍如上述达到力平衡及力矩平衡，藉此，可增加弹片的应用方式，弹性地配合不同的产品结构设计。

本发明一种力对称埋入弹片组件1’的第二较佳实施例，如图12所示，其中固持框5’更包括一迫紧部53’，于此例中，该迫紧部53’包括具有一向外缘延伸形成的推出段55’、56’，由于此实施例与第一例结构大部分相同，以下仅就差异处说明如下：于本实施例，安装力对称埋入弹片组件1’于电子产品内部时(图未示)，上述固持框5’的迫紧部53’藉由上述推出段55’、56’卡制于安装部位，减少安装后上述力对称埋入弹片组件1’的意外移动而导致组件间接触不良，甚至电子产品的损坏。

本发明一种力对称埋入弹片组件1”的第三较佳实施例，如图13所示，因弹片的结构对称，故于此例中仅标注组件上半部可见部分，本例的弹性臂段36”还具有一加强肋9”，且该加强肋9”位于弹性臂段上并远离上述基体段，使得两弹性臂段上的加强肋之间的间距最大，因其具有局部突出增厚的特性，进而成为磨耗强化的接触部位，对称的组件下半部具有同样的弹性臂段及加强肋。

本发明的一种力对称埋入弹片组件安装于电子产品时，因固持框的框体是以塑料射出成型产制，能精准地符合预定安装部位的尺寸形状，并提供金属弹片额外的保护，进一步提升弹片组件的结构强度；当安装于另一电子产品内部时，也能因应安装环境的多变性而弹性，且符合经济效益的据以快速调整框体的模具，提升使用弹性；具对称性的金属弹片，除了提供弹片双侧的电性通导，而相对节省了所需安装的空间，符合当前电子产品因应微型化必须电路板多层布局的需求，并且对称性的结构设置，同时达成力平衡和力矩平衡，进而提高弹片的可靠度和寿限。对一组件密布的安装空间，尤其是智能型手机，本发明的对称金属弹片与固持框形成的组件恰可提供更好的功效表现。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡是依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。