专利名称：零插入力电接插件以及端子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电接插件，更具体地说，涉及零插入力电接插件例如用于插脚网格阵列器件的接插件。
插脚网格阵列(PGA)器件例如微处理器可以具有许多插脚端子，例如数以百计的端子。使用电接插件把PGA器件安装在印刷电路板上并在PGA器件的插脚端子和印刷电路板的导体之间建立电连接。一种典型的电接插件允许PGA器件被除去以便维修或更换。另一有益的结果在于，当接插件被焊在印刷电路板上时不会使PGA器件受热。
在某些已知的电接触系统中，当插脚端子被插进接插件的孔中时，它接触一个配合的接点并使其弹性变形。因而，需要力用来与这种接触系统连接和断开。在用于例如PGA器件的器件中，电接插件中的连接力是不希望的，因为大量的接点产生大的附加力。当需要消除连接力时，使用一种称为零插入力(ZIF)的接插件。一种典型的零插入力接插件包括具有与PGA器件的插脚端子阵列相应的大量插孔的下壳体。在每个插孔中安装着弹性的电端子。上壳体包括大量开孔，PGA器件的端子通过这些开孔延伸。上壳体相对于下壳体可在脱开和锁住位置之间移动。在脱开位置，PGA器件可在无接触插入力的情况下置于上壳体上，其插脚端子伸过上壳体并进入下壳体的插孔中离开弹性端子的一个区域内。然后上壳体相对于下壳体横向移动，使插脚端子与插孔中的弹性端子接触。在弹性端子上的接触区域一般镀有贵金属，以防由于氧化引起接触不良。
Bright等的美国专利4,498,725以及Egawa的美国专利4,750,891的图5和图7中披露了一种零插入力接插件，它具有呈接触结构的弹性端子，呈一对分开的弹性的相对指状，在相对指之间可以接收插脚端子。
Gorwin的美国专利4,674,811和Egawa的4,750,891的图8A和图8B以及Ichimnra等的4,887,974中披露了一种零插入力接插件，其端子具有带接触结构的自由端和弹簧部分，所述弹簧部分当插脚端子运动时沿同一方向挠曲，以便提供接触力。
Bright等的美国专利4,988,310披露了一种零插入力接触插件，其端子具有一直立的梁，从直立的梁横向延伸的悬臂梁部分以及在悬梁上的接触区域，其作用使得悬臂梁产生扭转挠曲。
Hsu的美国专利5,342,214披露了一种零插入力接插件，其具有两部直立的端子部分，一个包括横向延伸的导向部分430和非倾斜接触部分43。
虽然已经披露了这些不同类型的零插入力接插件，但它们未能解决零插入力接插件以及端子长期以来碰到的问题。已知的接插件和端子的一个缺点在于，在接插件中相邻端子之间的间隔或间距不能减小到现代具有小间距的PGA器件所要求的小的距离。许多已知的设计具有5.08mm的端子间距，因而要求不希望的大量材料和镀层。这大的间距也不会很好地适用于交错的端子阵列。目前通用的端子间距为2.54mm，并且也存在一种交错间距， 其距离为上述距离的一半。另一个问题是，许多用于零插入力接插件的已知端子具有复杂的形状，这会产生绊住或断裂，并且制造和装配成本昂贵。许多已知端子构形的另一个困难是，每个接触结构的相当广泛的面积必须被镀，使得覆困难而昂贵。
本发明的主要目的在于，提供一种可以实现非常接近的接点间距的零插入力接插件和端子；提供一种用于零插入力接播件的端子，其结构简单、结实容易且廉价地制造并被装进接插入的壳体中；并提供一种零插入力接插件和端子，其中接触区域的镀覆成本被减到最小。
简短地说，按照本发明，提供一种用于具有插脚端子阵列的PGA器件的零插入力电接插件。该接插件包括具有相应于插脚端子阵列的插孔阵列的第一接插件壳体以及具有使插脚通过并延伸入插孔的开孔阵列的第二接插件壳体。每个插孔包括与第二接插件壳体隔开的基壁和侧壁。端子被安装于每个插孔内，并且包括用于把其固定在基壁内的安装部分，自由端部分，位于自由端附近的接触结构以及从基臂向接触结构延伸的叶片弹簧部分。接插件壳体被固定使得可沿在自由位置和锁住位置之间的通路以第一方向相对运动，在自由位置插脚与插孔内的接触结构离开，在锁住位置插脚与接触结构接合。每个接点的叶片弹簧部分可沿垂直于第一方向的第二方向挠曲，当和一个插脚端子接触时提供接触力。每个端子的叶片弹簧部分平行于所述通路。所述接触结构包括插脚接合面，它至少部分地相对于所述通路倾斜，并置于叶片弹簧部分的侧向边界内。
简短地说，按照本发明的另一个特点，提供一种用于PGA器件的ZIF接插件的下壳体的端子接收孔中的端子。该端子包括具有用来把端子固定在接插件插孔中的固定部分的呈锥形的片状金属体。一个扁的平面叶片弹簧部分从所述固定部分延伸。接触结构形成在远离固定部分的叶片弹簧部分的端部。叶片弹簧部分沿垂直于其平面的第一方向可以挠曲，从而提供接触力。接触结构包括一插脚接合面，它沿第一方向的反方向伸出，并相对于叶片弹簧部分的平面至少部分地倾斜、插脚接合表面的至少主要部分位于叶片弹簧部分的侧向边界内。
从下面结合附图所作的详细说明中可更加清楚地理解本发明的上述以及其它目的和优点。其中
图1是安装在按照本发明构成的电接插件上的PGA器件的立体图；图2是图1的接插件的电端子放大的前透视图；图3是图1的接触件的电端子放大的后透视图；图4是图1的接插件的下壳体的顶面部分的放大的局部平面图，在所示部分上具有一PGA器件的插脚端子，用来说明在自由或零插入力位置的端子；图5与图4类似，说明在锁住或互边位置的端子；图6是沿图4的线6-6取的接插件的截面图；图7与图6类似，说明在锁住或互连位置的端子；图8是沿图4的线8-8取的电接插件的截面图；图9与图8类似，说明在锁住或互连位置的端子；图10是图1的接插件的电端子的接触结构的放大的前视图；以及图11是沿图10的线11-11取的接触结构的截面图，也说明和插脚端子的接触。
参见附图，图1表示用于PGA器件22的作为一个整体用20表示的零插入力接插件。在最佳配置中，PGA器件可以是具有以交错阵列排列的数百个插脚端子24(图4-9和11)的微处理器。接插件20通过焊接固定在印刷线路板上(未示出)并可松开地接触器件22，以便在插脚端子24和印刷线路板的导电区域之间形成电连接。
总的说来，零插入力接触件20包括下壳体26和上壳体28。在壳体26和28上提供有闩和导向结构30，以便呆拆下地把上壳体28固定在下壳体26的上表面32上(图4-9)。壳体26和28沿箭头34指的方向(图1和图4-7)在表示32的平面内可相对移动。操作杠杆36被下壳体26可转动地支撑着并与上壳体28接合，从而使其在图1，4，618所见到的自由位置和图5，7和9所见到的锁住位置之间运动。在这些方面，壳体26和28以及杠杆36可以是常规的，美国专利4,498,725披露了一种常规的结构。
上壳体28包括上表面38，器件22被安装在上面，还包括下表面40，它响应操作杠杆36的操作跨表面32滑动。许多开孔42通过上壳体28在上下表面38和40之间延伸。所有开孔42可以是相同的，其中的一个示于图6-9中。对于器件22的每个插脚端子24都提供有一个开孔42并和插脚端子24的阵列呈相同的形式，使得器件22可被放于表面38上，其端子24通过上壳体28的开孔42延伸。每个开孔42具有斜的入口，有利于插脚端子24的进入。
下壳体26具有下表面46，它一般平行于上表面。许多插孔48从上表面32向下表面46延伸。所有孔48可以是相同的，其中的一个示于图4-9。对器件22的每一插脚端子24提供有插孔48，这些插孔排成和插脚端子24和开孔42相同的阵列。
图4-9中见到的插孔48具有底壁50。端子固定孔52从底壁52向下表面46延伸。侧壁54限定一个相对较宽的插脚端子接收部分56和一相对较窄的端子接触部分58。较窄的部分58由端子靠壁60部分地限定。插孔48的上口62和上壳体28的相应的开孔42对准。
每个插孔48包括弹性的端子64，它具有一固定部分66和一个下垂的插脚接触部分68。端子64借助于通过口62插入端子并把固定部分66在开孔52内压成牢固的固定接合进行固定。插脚接触部分68的下壳体26的下方延伸，用来和印刷电路板互连。如果需要，可使用另一种接触形式例如面固定接触代替插脚接触部分68。本发明的接插件和端子的优点在于，端子足够小，使得由一个金属片通过冲压和成形操作制成的端子在从一个承载条中被切下之前便能被插入一排插孔的每个插孔48中。
在插孔48内，端子64包括接触结构70，它位于从固定部分66伸出的自由端部分72和叶片弹簧部分74之间。在图4，6，8中看到的壳体26和28的脱开位置，器件22的每个插脚端子24被接收在相应的插孔48的较宽的部分56中而没有连接或插入力。当用杠杆36移动壳体到锁住位置时，每个插脚端子24沿箭头34的方向相对于下壳体移动到插孔48的较窄部分58。插脚端子24和靠壁60的接合确保插脚端子24和接触结构70接合，并使其沿垂直于箭头34的方向移动。通过叶片弹簧部分74的弹性挠曲形成这一移动。弹簧部分72的扁的平面平行于箭头34所示的配合方向，弹簧部分沿垂直于箭头34的方向挠曲。
接触结构70通过从叶片弹簧部分74的平面中沿接触结构由于和插脚端子24接合而运动的方向的反方向偏移材料形成。此外，自由端72也沿同一方向从叶片弹簧部分偏移，以便避免插脚端子24和叶片弹簧部分74之间的干挠。接触结构70包括一插脚接合面76，它具有斜面或导入部分76A，相对于箭头34所示的接触配合方向倾斜。斜面76A起凸轮的作用，当插脚端子向锁住方向移动时引起叶片弹簧74的弹性挠曲。倾斜的斜面76A平滑地弯曲进入相邻的非倾斜表面部分76B。在完全接合的位置，插脚端子24接触非倾斜表面部分76B。另外，应当指出，在另一种方案中，非倾斜表面部分76B可以是倾斜斜面76A的延伸，总体上是具有斜面76A的平面。还有一种方案是修改非倾斜表面部分76B，使其具有对着倾斜的斜面76A倾斜的部分。这会提供某种触觉的反馈，表示插脚处于完全接合的位置。
插脚接合表面76订位于叶片弹簧部分的侧向边界之间。本文中的术语“侧向边界”被定义为包括叶片弹簧部分的侧面的垂直于箭头34的平面之间的一个区域。因此，在锁住或完全接合的位置，插脚端子24在这些平面之间的一点接触表面76，并且接触力不会使叶片弹簧部分74产生显著的掼转或扭曲。这一接触结构70具有结构简单，体积小的优点。
如图11中可清楚地见到的，插脚接合表面76沿其整个长度被耸起。由于这一耸起的结构以及插脚端子24基本上切向地向耸起的斜面运动这一事实，插脚端子24和接触结构的接合基本上沿图10看到的窄带或线78发生。此外，因为接触结构不包括例如用来引入或施加扭力的悬臂梁，发生接触的线或带78的部分是短的。其优点在于减少了为避免氧化而镀覆接触区域的成本。在最佳实施例中，由图10可见，只有小的画阴影的区域80需要镀覆。因为这一区域完全处于从叶片弹簧部分74突出的接触区域70的部分上并在自由端72之外，所以可用简单的经济的局部浸渍处理进行镀覆。虽然本发明参照其实施例结合附图进行了说明，但这些细节并不限制所附权利要求限定的本发明的范围。
权利要求
1.一种零插入力电接插件(20)，用于具有插脚端子(64)阵列的器件，所述电接插件包括第一接触件壳体(26)，具有相应于插脚端子(24)的阵列的插孔(48)阵列；第二接插件壳体(28)，具有开口(42)阵列，插脚端子通过开口伸入所述插孔中；每个插孔包括基壁(50)，与第二接插件壳体和侧壁隔开；在每个所述插孔中的端子，所述端子包括固定部分(66)，用来把所述端子固定在所述基壁上，自由端部分(72)，与所述自由端部相邻的接触结构(70)以及从所述基壁伸向所述接触结构的叶片弹簧部分(74)；以及固定所述接插件壳体的装置(30)，用于沿在脱开位置和锁住位置之间的通路以第一方向作相对运动，在所述脱开位置所述插脚与所述插孔中的所述接触结构脱开，而在所述锁住位置所述插脚与所述接触结构接合；每个所述接触结构的所述叶片弹簧部分可沿垂直于所述第一方向的第二方向挠曲，从而当和一个插头端子接合时提供接触力；所述电接插件的特征在于每个所述端子的叶片弹簧部分总体上平行于所述通路；以及所述接触结构包括插脚接合表面(76)，它至少部分地相对于所述通路倾斜并基本上位于所述叶片弹簧部分的侧向边界内。
2.如权利要求1所述的零插入力电接插件，所述插脚接合表面包括导入部分(76A)，它相对于所述通路倾斜，以及与所述导入部分相邻的非倾斜部分(76B)。
3.如权利要求1的零插入力电接插件，所述侧壁包括插脚端子垫靠部分(60)，它平行于所述叶片弹簧部分，所述插脚接合表面与这垫靠部分开一定距离，该距离小于在所述壳体的脱开位置下的插脚端子的厚度。
4.如权利要求1的零插入力电接插件，所述接触部分与所述自由端部分向里分开。
5.如权利要求4的零插入力电接插件，所述接触结构包括限定所述插脚接合表面的所述端子的耸起部分。
6.如权利要求5的零插入力电接插件，还包括在所述接触区域的镀层(80)，所述镀层限制在直接包围所述插脚接合表面的区域内。
7.如权利要求5的零插入力电接插件，所述接触结构沿与所述第二方向相反的方向从所述叶片部分的平面偏移。
8.如权利要求5的零插入力电接插件，所述接触结构和所述自由端部沿与所述第二方向相反的方向从所述叶片部分的平面偏移。
9.一种用于在PGA器件的ZIF接插件的下壳体的端子接收插孔中的端子(64)，包括具有固定部分(66)的由冲压并成形的片金属本体，用来固定接插件插孔中的端子；从所述固定部分延伸的扁平的叶片弹簧部分(74)；在远看所述固定部分的所述叶片弹簧部分的一端形成的接触结构(70)；所述叶片弹簧部分沿垂直于其平面的第一方向可以挠曲从而提供接触力；所述端子的特征在于所述接触结构包括插脚接合面(76)，延与所述第一方向相反的方向伸出，并至少部分地相对于所述叶片弹簧部分的平面倾斜，所述插脚接合面的至少一个主要部分位于所述叶片弹簧的侧向边界内。
10.如权利要求9的端子，其中所述插脚接合表面包括倾斜的斜面部分(76A)和与其相邻的不倾斜的部分(76B)。
11.如权利要求9的端子，还包括对着的所述叶片弹簧部分与所述固定部分的侧面相邻的第二接触结构。
12.如权利要求11的端子，所述第二接触结构包括插脚接点。
13.如权利要求9的端子，还包括所述端子的自由端(72)部分，位于远看所述叶片弹簧部分的所述接触结构的一侧，所述接触结构位于所述自由端部分的内部。
14.如权利要求13的端子，所述自由端部分和所述接触结构从所述叶片弹簧的平面偏离。
15.如权利要求13的端子，所述自由端部分和所述接触结构从所述叶片弹簧部分的平面偏移，并且所述插脚接合面伸出所述偏移程度之外。
16.如权利要求9的端子，所述端子包括一镀覆区域(80)，所棕镀覆区域被限定在所述插脚接合面的直接的区域。
全文摘要
用于插脚网格阵列器件的零插入力电接插件包括在脱开和锁住间的接触配合方向移动的上、下壳体。插脚网格阵列器件的插脚通过上壳体的开孔伸入下壳体的插孔中。各插孔包括有固定部分的弹性端子、平行于接触配合方向的叶片弹簧部分、自由端部分和在叶片弹簧部分及自由端部分间的接触结构。插脚接合面由扁平和斜面部分，斜面部分相对于接触配合方向倾斜，使叶片弹簧部分沿垂直于配合方向产生挠曲。接触结构和自由端部沿相反于弹簧挠曲方向从叶片弹簧部分偏离。
文档编号H01R24/00GK1137185SQ96104020
公开日1996年12月4日 申请日期1996年1月2日 优先权日1995年1月3日
发明者L·王, N·K·黄 申请人:莫列斯公司