专利名称:高密度低型面多触点连接器的制作方法
本发明涉及的是一种高密度低型面的多触点连接器。这样的连接器尤其适用于电路板，一种特殊的用途是用于装配子电路板，经常称之为子插件板。本发明特别适用于远距离电信系统。本申请案是1983年12月27日提出的申请案流水号为566，037的继续部分。
需要将所谓的子插件板安装到大型的所谓母板上是十分普通的事情。安装电气和电子元件在子插件板上之后接着就要安装到母板上。随着所能达到的密度的增加在母板和子插件间的触点数或连接头数是很高的。在许多情况下需要将子插件板安装到母板上，而母板又必须适合于装在很受空间限制的框架结构内。实际上，可利用的空间往往是和一块线路板所具有的直接安装在电路板上的元件空间相同。因此，垂直于母板平面的距离，即所谓垂直高度是严格受到限制的。这样就产生了在母板上为连接子插件板而提供连接器的难题。
本发明提供了一种具有低高度(或型面)的连接器，它仅仅超出子插件板边缘一个非常小的距离，使得其它的子插件板可以非常紧凑地装配。本连接器具有高密度的接触排列，可提供快速装配，并能够装上键固定楔以保证准确地将子插件板定位于母板上。
概括地讲，按照本发明的连接器包括有底部构件以便连接到底座或大型电路板上，并且包括多元弹性悬譬式接触片，它们沿着底部构件相互隔开，接触片包括的尾部经过底部构件延伸向下穿过大线路板，弹簧闭锁构件沿着底部构件的边沿向上延伸，顶部构件用来连接到顶部(或较小)电路板的边沿，顶部构件具有相互隔开的多元接触片，每个片的一端能够和在小电路板的上表面的接触垫相接合。另一端，能够在所述底部构件上的弹性悬譬式接触片相接触，所说的弹性闭锁构件当所述的顶部和底部构件处于咬合状态时咬合顶部构件。
通常，连接部份位于小电路板的两个相反对边，弹簧将小电路板保持在大电路板上的适当位置。
本发明可以通过下列对某些改进装置的描述并连同附图一起很容易理解。其中图1是一个大电路板或母板，带有几个小的安装在上面的子插件的透视图;
图2是通过连接器沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的横截面视图，此连接器安装在带有子插件板的母板上。
图3是连接器底部构件的分解透视图;
图4是图3中底部构件处于装配状态的横截面图如同图2的方式;
图5是连接器顶部构件的分解透视图;
图6是图5顶部构件处于装配状态的横截面图，如同图2的方式;
图7是类似于图2的横截面视图，用图说明某些改型;
图8是底部构件通过底座的另一种形式的横截面视图。
图9是沿着图10中箭头A的方向的底座平面视图，是配合图8中底座的帽盖;
图10是图9中沿着箭头B方向的端视图;
图11及图12分别是在图10中沿着Ⅺ-Ⅺ线及Ⅻ-Ⅻ线的横截面图;并且图13是通过安装在母板上的子插件板的横截面图，在子插件板的每一端都带有一个连接器。
图14是类似于图4的横截面视图，不过它是底部构件的另一种形式;
图15是类似于图6的横截面视图，不过它是顶部构件的另一种形式;
图16是类似于图2和图7的横截面视图，分别用图来说明图15及图14的顶部构件和底部构件的组装;以及图17及图18分别是对顶部构件和底部构件的一端的透视图，用图说明定位和键固定楔装置。
图1说明一种比较大的电路板10，以下均称之为母板，在它的上面安装有一系列小板11，以下均称之为子插件板。这种装置的用途之一是在远距离通信系统中。各种型号的元器件均安装和或形成在子插件板上。当安装这样元器件的密度，和当在一个器件的元件密度(例如大规模及甚大规模集成电路器件)增大时，那提供连接和中间连接到元件和器件的课题就变得更加困难了。在如图1中的装置中，印制电路形成在母板上，母板带有接触位置，以便和子插件板构成接触。在母板上的印制电路与子插件板互联，这样也就给系统的其它部分提供了输入和输出连接。
为了在母板上能获得尽可能大的装配密度，需要非常紧密地控制子插件板的位置。与此同时，保持在一个连接器的总高度到最低值是必要的。经常需要将母板插入机架里，而机架内在各块电路板之间又具有予先调整好的间距。所以连接器必须具有低的型面。如图1所示，带有按照本发明的连接器，子插件板能够以最小的间隔来装配。在图1中的连接器仅仅是以广义的方式来说明，其更详细地结构示于图2至图13中。
图2是穿过子插件板的一个边和母板的一部分，以及连接器的横截面。连接器具有两个部件(或主构件)，一个延伸的底部构件12和一个延伸的顶部构件13。底部构件12又有两部分，底座14和帽盖15。在底座和帽盖之间固定安装着多个接触片。接触片16具有尾部17，它穿过母板10并能钎焊到印制电路19，它位于母板的下表面上。接触片16也具有弹性悬譬式触点部分18。底座14连到母板10上。
顶部构件13亦有一个基座20，沿着子插件板的一边缘延伸，以及一个沟道形构件21，它与基座20的各边相吻合。在基座20和沟道形构件21之间容纳许多接触片22。接触片22通常成U-形，具有顶脚23，它延伸到子插件11的上表面。其脚的端头钎焊到子插件板的接触台上。如图24所示。每个接触片22的底脚25延伸到基座20的下面，并和相关接触片16的悬譬触点部分18相接触。
弹性构件26的底端27弯曲后伸到底部构件12的底座14的下面。弹性构件向上延伸超过底座14的边缘及沟道形构件21，然后其顶部弯曲成钩子28的形状。钩子28咬住沟道形构件21的顶部，并且将顶部构件13抓牢在底部构件12上。这样就在接触片16和22之间保持接触。在子插件板的相对侧面上提供有连接部，由此子插件板被固定在母板上。如果需要的话，可以在沟道形构件21上安装一个金属防护装置29。当后移弹性构件26时顶部构件13和子插件板就松脱了。
图3及图4更加详细具体地说明底部构件12，图3说明各个另件，而图4表示装配。正如图3所看到的那样，底座14具有梳子的形状，呈横向延伸的凸缘35，在其中开槽缝36。槽缝伸入到底座的上表面形成沟槽37，直到孔洞38接触片16的尾部17穿过它。槽缝36及沟槽37沿着连接器放置接触片16(疑原文有误)。向上延伸的金属薄片39，位于底座14的每端，作用是将帽盖15以及还有顶部构件13进行定位。当装配时，如图4所示，帽盖15将接触片16压入沟槽37中，将接触片的正面端放置在梳状结构中。在松弛条件下，触点部分18从槽缝36的底表面举起来。
图5及图6更详细具体地说明顶部构件13。在图5中列举了各种单个另件。基座20形成浅沟槽40向下延伸到正面41并且向上延伸到顶表42之上。在基座的底表面内通过缝槽43形成梳形结构，缝槽43在尺寸上及间隔上是为了容纳底部构件在缝槽36之间的凸缘部分35。接触片22正好吻合在正面41的沟槽40内并在沿着缝槽43之间的底表面上。接触片22的底脚25端头正好密合进入基座20中的凹槽44内。
沟道形构件21具有向的沟槽45，当接触片22装配在其中时，沟槽正好贴紧基座20的正面部分。装配时，接触片套在基座上，然后坐入沟槽40内，将沟道形构件21推上，使接触片居于应有位置。通常情况下该组合件在组装条件下提供。然后通过滑动顶部构件到子插件板的边缘上，将子插件板和该顶部构件组装。子插件板藉助于向上延伸凸助48而固定在基座20的每一端上，通过对准的孔可以将小销钉插入凸肋48中，子插件板11便保持在组装位置了。接触片22的顶脚23的端头接着就钎焊到子插件板的接触垫上，例如采用气相钎焊。
图7举例说明图2中所述连接器的具体改型。在沟道形构件21上没有安装金属防护装置，但沿着沟道形构件顶边缘在其正面有横向延伸的凹进部分46。弹簧夹26的钩子28咬入凹进部分46内。弹簧夹的底端27插入底座14的缝槽47内，而不采用在底座下部密配合的方式。
如上所述，在子插件板的对面边缘提供了连接器，在图1中通常连接器表示为50，底部构件12在予定的位置与母板相连接，而以其顶部构件和子插件板的对边相连接。子插件板安装在母板上是将其一面靠在母板的一面上，然后将子插件板轻轻地向上倾斜。这样便能够在钩子28的下面在其端头咬住沟道形构件21。将钩子28向外推移则在沟道形构件另一边的外缘将使弹簧夹26向外偏移，接着便可将子插件板旋下来。当子插件板完全定好位时，钩子便咬住。当安装子插件板时，接触片22的底脚25与接触片16相接触，并将16的悬譬18下推。当要拿下子插件板时可以将弹簧夹26向后推，并在这一端将子插件板举起。接着子插件板便在另一端脱开了。
底部构件12的底座14是通过螺钉从下面穿过母板向上拧到底座14内而实现联接的。螺钉穿过弹簧夹26底端27的孔。底座14在母板10上的初始定位是通过底座底表面上的园形凸台来实现的。它配合到母板上的孔内，便给出精确定位。有关这一点可以参见图7中的51。
如果必要的时候。为了确保子插件板安装在完全正确的方位上，可以提供校正的定向键来楔固。要达到这一目地的简单方法是在基座正面的每一端都制做一个小凸出物。并在沟道形构件21的每一端也制做相对应的凹进部分。将带有凸出物的基座安装在母板上，并与子插件板上带有凹槽的沟道形构件相吻合。如果子插件板没有正确定位的话，沟道形构件于子插件板的另一端，不具有凹进部分，因此不能够获得完善的装配。
图8举例说明底座14的另一种形式，图9到图12举例说明帽盖15的另一种形式以便和图8中的底座14相匹配。
正如图8所示，底座14和弹簧夹子26就地塑造在一起。在弹簧夹的底端27上打孔洞55。这些孔洞55位置要对准底座上的孔56。缝隙36和沟槽37如同其它形式的底座中的一样，但是在这个例子中，它们伸展到底座的边缘，并且和沟槽57及57a相配合于底座的内边缘。接触片16的尾部17向下弯曲，如图中用虚线表示伸展到沟槽57和57a之下。
在图9到图12中所示出的帽盖15，在58的地方具有梳子形状，它配合在底座的沟槽57和57a中。两个向下面凸出部分59伸入到底座14的孔中，以便固定帽盖到底座的相对位置上。在底部构件组装时或装配好以后，用梳状结构58来固定接触片16于适当位置。
图13表明一块子插件板11安装在母板10上，在每端头进行互连。在子插件板上的元件用点轮廓线60来表示。(译者未发现，是撰写人的遗漏)。
在图2到图13中所述的接触装置中，接触片16和22间的接触位置是在上板(或子插件板)边缘的内侧，除了内侧接触外甚至于可以在外侧或者沟道形构件21的表面。在某些条件下，它能够在子插件板上产生不希望有的接合力矩，因为子板和沟道形构件可围绕着钩子28与沟道形的构件21相接触的点旋转。
图14，15及16表示接触片16和22以及底座14和沟道形构件21的改型，而沟道形沟件21在接触片16和22之间在子插件板11边缘的外侧移动接触位置，而且差不多和沟子28同沟道形构件之间的接触相一致。对于相同的或相似的另部件采用了相同的参照数字。
图14表示底部构件的改型，尤其是底座14的一种改型。底座上具有许多个沟槽或缝槽37，缝槽37构成浅的梳形，接触片16具有直线形的悬譬，带有接触部分18和尾部17，17向下面弯曲，穿过母板10。帽盖15装在底座14上，并连接到那里。如图7中所示，弹簧夹构件的下部弯钩27和底座14是整体造型的。
图15具体说明改型的顶部构件13，基座20和构件21两者均被改进了。构件21不再有沟道来承纳基座，而仅仅在其正譬上有一个凹进部分65。构件21的底边66形成带凹槽的腹板67，它沿着构件延伸出来，构成浅的梳子形状。具有凸助和槽，腹板67具有凸出的弧形表面，沿着后譬的底通到另一个凹槽68。基座20具有浅的沟形凹槽67(译注此两句中疑编号有误)，它能承纳子插件板的边缘，并且有多个平行的沟槽越过顶边缘和伸展在外部边缘之下。接触片22放置在这些构槽内，上脚23端头延伸下来的触头和子插件板的接触垫构成接触。下脚25向外弯曲并具有曲线结构70，以便紧密配合到具有沟槽的腹板67的凸肋上。经常是将接触片22装配到基座20上，装在顶部边缘和外边缘的沟槽内。然后将构件21推进，曲线结构70便套在带凹槽的凸肋67上。
底部构件12和顶部构件13的组装在图16中具体说明。开槽的凸肋安装到底座表面的沟槽37内，而接触片22的曲线结构70将接触片16的接触部分18向下推压。这样接触部分18便被推入沟槽37内。可以看出，在接触片16和22间的接触位置是处在子插件板边缘的外侧，并且离开相应的钩子28和构件21的接触位置也不远。
常常需要保证子插件板以完全正确的方式安装在母板上一即所谓定位，并且也需要校正好的子插件板连接到母板上，即用键固定住。图17及图18具体地说明获得定位和键固定楔的一种方式。在图17中正如同图5和6中的沟道形构件一样，在构件21的端面内又形成孔洞75。销钉76可以推入这些孔洞内。在底座14的每端，于腹板39的顶部，开有槽孔77，销钉78能够推进去。销钉76也能进入槽孔77内，但是假如销钉78已经插进槽孔77内，则76将被阻止而不能进入77内。可以明显看出，当适合地放置销钉76和销钉78时，可以提供编码或排列的变化。在顶部构件21的每端具有两个孔75和在底部构件14有个凸肋39上有两个槽孔77的情况下，能够形成15个识别码。更多的孔就能够相当大地增多码数。
本连接器具有很低的型面，不高于子插件板上所安装元件的高度。接触片22可以密式间距安置，例如0.050吋(1.27毫米)而当交错排列接触16的尾部17吋，则在母板上印制电路19的接触面积的间距可以是0.10吋(即2.54毫米)。
子插件板每端的连接器伸出子插件板边缘仅仅是很小一个尺寸，并且要求在相邻子插件板间的间距是个很小的间隙。为了要从连接器的顶部构件移去弹簧夹子26。所以足够的间隙是完全必要的。在子插件板的面处也要求很小的空间。连接器仅仅允许比子插件板长出0.06吋(1.52毫米)并且能够安装成端头对端头的接触。弹簧夹26间的间隙为0.05吋(1.27毫米)是足够的。连接器的全部高度能够低到0.5吋(12.7毫米)。
权利要求
1.多触点连接器，其特征为伸长的底部构件12，用以连接电路板10；多个弹性接触片16沿着底部构件互相隔开地排列，每个接触片包括悬譬的接触部分18，以垂直于底部构件长度的方向，延伸到底部构件的顶部表面，并且也还包括尾部17，穿过底部构件延伸以便穿过大电路板10，并和电路板10上的印制电路19相连接；延伸的顶部构件13，用以连接另一个电路板11的一个边；多个接触片22沿着顶部构件互相隔开地排列，每个接触片有一个底脚25，按照垂直于顶部构件长度的方向延伸到顶部构件13的底表面上，并且具有顶脚23，从顶部构件延伸出来，以便同另一个线路板11上的接触垫24相接触，接触片22的底脚25放置在能和底部构件12中的接触片16的悬譬接触部分18相接触，以便将顶部和底部构件组装在一起，以及弹簧构件26，沿着外边缘从底部构件延伸上来，并且包括其顶部28，用以延伸到顶部构件13的外边缘之上，并因而将顶部构件保持在底部构件上。
2.按照权利要求
1所述的连接器，其特征为底部构件12有一个底座14和一个放置在底座上的帽盖15，帽盖15连接到底座14，并将接触片16固定在应有的位置上。
3.按照权利要求
2所述的连接器，其特征为底座14，包括在其内边缘和外边缘之间，沿着底座14的长度方向延伸的梳状结构，梳状结构由多个交替的凸肋和沟槽36、37组成，沿垂直于底座的长度方向伸展，接触片16的悬譬接触部分18放在沟槽36、37内，接触片的尾部17穿过底座的孔38，孔38布置在邻近于底座14的内边缘。
4.按照权利要求
1，2或3所述的连接器，其特征为顶部构件13包括基座20和沟道形构件21，套在基座20的外缘上，接触片22放置在沟道形构件21和基座20之间，并固定在适当位置。
5.按照权利要求
4的连接器，其特征为顶部构件13的基座20在其底表面内具有梳状结构，此梳状结构包括多个沟槽43，按照垂直于顶部构件长度的方向延伸，梳状结构内的沟槽43被用来承纳底部构件12的底座14上的梳状结构的凸肋。
6.按照以上任意一个权利要求
的连接器，其特征为弹性构件26的顶部28延伸到凹进部分46内，46是沿着顶部构件13的顶部表面延伸的。
7.按照以上任意一个权利要求
的连接器，其特征为顶部构件13中的接触片22的底脚25沿着离开顶部构件外缘的方向，向内延伸于13的底表面上。
8.按照权利要求
1至8(译者认为最多是7)的任意一个所述的连接器，其特征为在顶部构件13内的接触片22的底脚25，按照朝着顶部构件外缘的方向延伸于其底表面上。
9.按照权利要求
1，2，3或4所述的连接器，其特征为顶部构件13，包括基座20及开槽构件21，沿着基座20的上边缘和外边缘延伸，开槽构件21具有底边66，向下凸出形成腹板67，腹板67被开槽形成梳状结构，它具有凸肋和凹槽，在顶部构件13中的接触片22的底脚25朝着顶部构件13的外边缘套在腹板67上，每个接触片22放置在一个肋上。
10.按照权利要求
9的连接器，其特征为凹凹槽68沿着槽构件21的下边缘在其外表面处延伸，腹板67具有凸的形表面，通到凹槽68，顶部构件13内的接触片22有底脚25，其自由端70伸入凹槽68内。
11.按照以上任意一个权利要求
的连接器，其特征为顶部构件13在每端具有端表面，有多个孔75至少伸入端表面之一，在底部构件12的每端向上延伸凸起一个腹板39，并有多个开槽的孔77，通到腹板39的顶部表面，槽孔77通过腹板39伸到其内面，销钉76可以插入顶部构件13的一个孔75内，当销钉78不在槽孔77内时，则销钉76可以插入腹极39内槽孔77内，以便提供定位和键固定楔的功能。
12.按照以上任意一个权利要求
的连接器，其特征为弹性构件26，包括一个在其下端向内延伸的凸缘27，凸缘27延伸到底部构件12的底表面之下。
13.按照权利要求
1至6中任意一项的连接器，其特征为弹性构件26包括一个在其下端向内延伸的凸缘27，凸缘27放进从底部构件外缘向内伸入的一个凹槽内。
14.按照权利要求
1的连接器，其特征为伸长的底座件14，连接到电路板10的表面，以及一个沿着底座构件14的顶表面延伸的梳状结构，介于内和外边缘之间，梳状结构具有多个沟槽36和37，按照垂直于底部构件长度的方向延伸，并形成许多肋条。在底座构件14上面有许多弹簧接触片16，每个接触片包括悬譬部分18，放置在沟槽36，37中的一个内，并且其自由端朝向底座构件外缘的方向放置，每个所述的接触片还包括尾部17，穿过底座构件14向下延伸，并且进而穿过电路板10，连接到电路板10的印制电路19上;伸长的帽盖15安置在底座14上，并且套在每个沟槽36，37的内面上，以便固定弹簧接触片22，使其就位;伸长的顶部基座20和另一个电路板11的一端相连接，在顶部基座20的底面上有梳状结构，该梳状结构具有许多凹槽43，沿着垂直于顶部基座的长度方向延伸，沟槽43用以限定肋条，这样，在底座构件14上梳状结构的肋条正好嵌入顶部基座20梳状结构的沟槽43内;在顶部基座构件20上装有许多个接触片22，每个接触片22具有一个底脚25，被放置在顶部前座构件20上的梳状结构的肋上，顶脚23则套在顶部基座构件20的顶面上，并继而通到另一电路板11的表面，顶脚的端头被钎焊到电路板11的接触垫24上，接触片22中，每一个的中间部分延伸于顶部基座构件20的外缘上;其底脚25和底座构件14上的接触片16的悬譬部分相接触;伸长构件21沿着顶基座构件14(译者认为应是20)的外缘伸展，并且将接触片22固定在顶部基座构件14(应为20)上的适当位置;和弹性构件26从底座构件14延伸上来，弹性构件包括顶部28，它向里延伸并且咬住伸长的构件21，以便固定顶部基座构件20，伸长的构件21和另一个电路板11就位于底座构件14和电路板10上。
15.按照权利要求
14的连接器，其特征为向内侧延伸的定位构件39，位于底座构件14的每端，用来定位顶部基座构件20。
16.按照权利要求
14或15的连接器，包括向内侧延伸的定位构件48，位于顶部基座构件20的每端，用来定位另一块电路板11。
专利摘要
低型面的多触点连接器具有一个底部构件以便与大电路板相连接，底部构件具有许多平行的互相隔开的悬臂式弹簧接触片。顶部构件连接到另一电路板的边缘，例如，小电路板顶部构件具有多个平行的互相隔开的接触片，带有顶脚和底脚。接触片的顶脚和小板的印制电路相接触，而底脚和底脚部构件的悬臂式接触片相接触。弹性构件从底部构件延伸上来并咬住顶部构件。
文档编号H01R4/48GK85101873SQ85101873
公开日1987年1月17日 申请日期1985年4月1日
发明者贝恩·维希尔, 贾诺斯尔维·马里尤斯, 哈维扎德, 理查德·约翰·米德尔赫斯特 申请人:北方电信有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan