专利名称：压装电路板连接器的制作方法
技术领域：
本发明关于电连接器，特别是关于高密度印刷电路板连接器。本发明尤其关于用压装法固定到印刷电路板上的直角连接器。
在美国专利No.5044994中叙述的高密度压装印刷电路板连接器已经商品化。在该专利中叙述的直角头连接器采用一个单片结构，其中接头终端固定在一片模塑塑料罩上。罩子包括接头保持本体、朝前伸展的顶和形成包住接头区两侧的罩子的底壁。由于增加信号速度和改进与EMI的隔离的工业要求已经提出，为这些插头提供电屏蔽的迫切性增加了。这些增强电性能的要求是在保持或减少这类连接器的生产成本的连续不断的压力的情况下提出的。
PCT申请U.S.95/04670示出了一种改进垂直高密度接头电性能的途径，其中连接器本体做成象一块金属罩。连接器的接头终端固定在模制塑料绝缘座上，该座具有围绕着接头基部的套子，从而使接头与连接器本体绝缘。在这种连接器中，终端引线是直的，并没有按直角接头要求的那样进行弯曲。
另一些影响使用这种连接器的总成本的因素是安装它们的简易性和可靠性。满足这个要求的难度在于必须确保通常间距为2mm×2mm的终端30、40或多个终端的压装引线按照非常严格的正确定位容差来定位，从而在安装到板上时引线不会错位。在终端由较厚的刚性材料和/或终端的垂直引线较长时，严格的正确定位容差尤其难以达到。为了达到这样的定位，在上述US专利No.5044994中采用一个定位片。在美国专利No.5593307中叙述的另一种途径中，推荐了一种具有引线弯曲特征的单独的压块。然而用这些途径均不能完全令人满意地在低制造成本的情况下来提供正确的引线定位，这是因为它们或者是加上了额外的成本，或者是不能提供足够的引线定位精度。
本发明关于一种连接器，采用一绝缘载体固定连接器的终端接头。可置换的绝缘的或导电的罩子部分能与载体结合，以分别构成非屏蔽或屏蔽的插头。
本发明还关于确保压装终端引线正确位置定位。在本发明的这一方面，终端固定结构具有位置止动设施，它与预张力下的终端引线贴合而确保纵向定位。横向定位的方向是由引线定位槽的至少一个侧壁给予的。
图1是本发明第一个实施例的插头的正视图，图2为沿图1中A-A线的图1所示连接器的侧剖视图，图3是图1所示实施例的底视图，图4是一组构成图1所示的一列连接器头终端的接触器的顶视图，该接触器处于中间的制造阶段，图5是终端插头还未插入前的压块的剖面图，图5a是图5所示压块的后视图，图5b是图5a的区域B的放大视图，包括终端的剖面部分，图5c是图5的L3区的剖面图，图5d是图5的L1区的剖面图，图6是图5所示压块的底视图，图7是图5所示压块所用的罩的剖视图，图8是图5所示压块的剖视图，其中插头终端已插入并弯到最终位置，图8a是图8圆形区C的放大图，图9是具有图8所示终端的压块的底视图，图9a是图9D区的放大图，图10是第二个实施例的剖面图，其中罩子已扣到压块上，图11是第三个实施例的剖面图，其中安装板部分与罩做成整体，图12和12a是表示另一种类型的终端引线定位结构的压块部分的底视图，如图1所示，第一个实施例的插头20与普通的一样具有由行列构成的接头22a-22d阵列。为了说明起见(其它构形也可采用)，图1所示的插头仅有4行6列接头终端。
参见图2和7，插头20由互相连在一起的两部分组成，一是压块24和另一是罩26。正如图7所示，罩26包括基部28、顶壁30和底壁32。壁30和32通常以垂直形式从基部28伸出，并包住两侧的插头区。基部包括若干开孔34，开孔从前侧或匹配侧36伸到基部28的后侧38。开孔34可做成任何需要的形状，图中所示基本为圆柱形。罩26可用模制的绝缘热塑材料或如压铸锌的导电材料制成。当罩子不要求具有屏蔽功能时选用绝缘塑料，当需要具有屏蔽功能时可用导电材料或镀金属塑料制成。
正如图2和5所示，插头20还包括装载接头终端22a-22d的压块或载体24。压块24包括由如可模制的热塑性塑料的绝缘材料制成的本体40，本体40中具有若干通道44，它们与接头终端所要求的阵列布置相对应。正如图5a-5d所示，每个通道44具有十字构形，通道44的十字构形为终端接头22提供了一个下导向面46(图5b)和一个上导向面48。在通道44的L1段，其表面基本上是平行的，在图5中的L2段的通道部分，下导向面46朝上导向面48汇聚，在通道的前部L3，表面46和48之间的垂直距离稍大于终端22(图5c)的厚度。
图5b是从具有终端22的通道中通道L1的前端看，从弯曲线痕68的左侧的一点看的视图。正如图5b和5d所示，终端紧靠在上导向面48上。将一个插入力加到压块的顶部时，该力将通过表面48加到终端22的引线部分，从而将压装接头74推入电路板。正如图5c所示，由于在区域L3的通道44的高度刚稍大于终端22的厚度，接头部分60的垂直部分将以相当紧的容差定位，倒钩63定位后用以锁住终端，使它不能从通道44中缩回。
压装块或载体24包括伸过定位法兰52、53的圆柱形衬套50。衬套50的外径和罩26上开口34的内径的尺寸做成在压块24和罩26压在一起时衬套和开口之间呈相互过盈配合。这个交接配合将压块24和罩26固定在一起。法兰52和53的前表面分别与罩26基壁28的后壁38(图7)贴合，接纳在凹口29内。
压块包括基本为平的顶壁57，用于接纳一个加压工具将成品连接器压入印刷电路板。压块还包括一底壁54，用于提供连接器与安装该连接器的印刷电路板的安装界面。一固定栓56从底壁54垂下。底壁54还具有若干引线接纳槽58(图6)，它们通常以平行形式伸展并与连接器的列数相对应。引线接纳槽包括保持终端引线纵横向定位的结构，这将在下面详细描述。
参见图4，每组接头终端22a，22b，22c，22d最好用扁平坯料冲成，坯料可用铜铍合金板，其厚度在0.5毫米量级。每组不同长度接头的数量与每列连接器的终端接头的数量相对应。最短接头22a位于插头的最下行，最长终端22d位于插头的最上行，终端22b和22c逐个放置在中间的行中。每个接头终端22包括一个接触头或匹配接头部分60，该部分将用于与匹配的连接器插接。这部分通常镀有防腐涂层。每个终端22还包括一个导向部分62和锁紧倒钩63或台肩，它们是在固定部分64拆掉而分开终端时加工而成的。每个终端22还包括水平的引线部分66，从固持部分62伸到弯曲线痕68。弯曲线痕将有助于终端在线痕处开始弯曲。每个终端22进一步包括一个垂直的引线部分70，它的终点位于一个通孔部分、最好是压装部分74。如果垂直部分70比较长，还可以在垂直部分70上提供加强肋72，以增加插入时抗弯的纵向强度。
正如图4所示，最下行和最下行的上一行的终端22a和22b分别具有的垂直部分70最好以纵向的中心线基本对称。然而其余的终端、如终端22c和22d的垂直部分是不对称的，其中的一个边缘75是基本是直的，而相对边缘76沿相对侧下降。下降的目的是允许引线部分70横向移动一小段距离，从而使它能移过支座或指状物形式的正确的定位止动件，这将在后面进行描述。
参见图8，它示出了在终端接头插入塑料本体40后的一个成品的完整压块24。在插入前，终端从图4所示指向绕它们的轴转90°，使弯曲缝痕68基本水平，朝向底壁54。终端22a-22d纵向插入十字形通道44内的一个位置，在该位置保持部分62固定在衬套50内，弯曲缝痕68通常定位成与每个通道44的较短的壁42对准。在每个终端沿每个通道44插入时，它在垂直方向的移动受到上、下壁46和48的限制，横向由侧壁49和51(图5b)限制。在保持部分62进入通道的L2区时，壁46或48有助于将终端22定位在每个衬套50内的最终的垂直位置内，该位置在图5c中用终端22的假想位置示出。倒钩63搭接在通道的侧壁上，防止终端向后移出通道。终端22最好一行接一行地压入本体40，从最下的一行开始。罩26可在终端压合前或压合后装到压块本体40上。采用十字形通道22减小了终端插入压块本体40时接头接触部分60电镀的损伤问题，在终端插入时仿佛仅是内角47与接触部分60贴合。虽然十字形被发现是有效的，并较易于与工具配合，任何能提供相对的窄的朝内向通道中心凸出的凸出部分的形状相信能用于该目的。
终端22插入块40内后，每个终端由合适的工具弯曲以形成垂直部分70。当终端绕弯曲缝痕68朝垂直方向弯曲时，垂直引线部分进入引线槽或槽58(图6)。对最下一行终端22a来说，横向或侧向对压装引线部分的侧向定位靠终端侧缘贴合在引线槽58前部L4的侧缘之间的紧密关系而得到的；纵向或端部对端部定位由引线贴靠在槽端55定位得到。对每一列中的后几个终端来说，真正的位置特征稍有不同。当这些终端的垂直部分弯成后，靠近压装部分74的底部进入引线槽58。终端22b、22c和22d的弯曲的引线位于槽的L5段内。在每个槽的L5段(图9)内，安有用于使压装引线74在合适的纵向定位的正确的定位装置，正如图8a和9a所示，正确定位结构的优选形式包括一系列的支座，支座加工在一个接一个的凹口84的附近的槽58的侧壁上。在每个凹口和每个支座80的结合处具有台肩86。每个支座很理想地包括一斜面部分82，该斜面部分有利于引线移动越过支座。当每个终端的引线弯曲时，它进入一个相应的引线槽58，按其行位，贴合到一个或多个支座80上。正如前面所述，垂直引线70上的下降区或边缘76使引线可在槽58内横向移动，直的边缘75碰到支座80。每根引线弯曲到在每根引线中的预张力的残余量倾向于使引线朝箭头F(图9a)的方向偏置。这样当弯曲工具撤走时，每个终端引线段70具有固有的朝箭头F方向的弹性偏置力。结果每个引线段朝后移动并贴合到相应支座80的台肩86上。这就为每个引线段提供了纵向定位。横向定位是由边缘75或每个引线的附近段贴靠在凹口84内或稍作扭曲偏置保证的。
图10表示直角压装连接插头100的第二个实施例，该插头由两个独立的元件构成，一个是罩102，另一是压块104。在该实施例中，压块104包括一个或多个细长的上锁紧臂108和一个或多个下锁紧构件110。锁紧臂108和构件110的锁闩109和111分别接纳在罩102基部适当形状的开口中，从而把罩102和压块104固定在一起。压块104由绝缘材料最好是模塑塑料制成。终端112压装入块104。在该实施例中，保持倒钩锁入通道105前段L6中的通道侧壁内。如果插头100是非屏蔽型的，罩102由绝缘材料、同样也最好是模塑塑料制成。在这种情况下，终端112仅穿过罩上的开口106。如果插头110必须包括一屏蔽头，罩102可用导电材料如压铸金属或镀金属塑料制成。在这种情况下，最好具有与压块104制成整体的衬套(图未示)，该衬套类似于第一个实施例的衬套50，用于每个终端112和罩的电绝缘。
图11表示连接器的第三个实施例，该连接器具有罩90和压块92。罩包括最好与其制成整体的电路板安装壁91。臂91包括将该连接器定位和固定在印刷电路板上的固定/定位腿93。在该实施例中，接头终端93由保持装置保持在罩90基部96的开孔95内。在接头终端93压装到基部96内后，在它们仍为直的情况下，压块92滑装到终端上，终端的引线部分接纳在通道97内。一个或多个锁紧臂98最好与压块92模塑成一体，锁紧臂带有与罩96上的适当的开口贴合的锁闩部分98a，从而将压块固定到罩上。此后再弯曲终端的垂直引线93。
参见图12，该图类似于图6，表示第二种类型的用于终端压装引线段正确定位的结构。图12所示的结构意味着可基本完成如图8a和9a所示布局同样的正确定位功能。在图12所示的布局中，压块的底面包括若干引线接纳槽115，其数量与连接器终端的列数相对应。引线接纳槽115加工在交错的止动壁120和外壁116或中间壁118之间。止动壁120加工有若干一个接一个的柔性指状物122和124。当每个终端引线段弯成垂直位置时，它贴合在一个或多个柔性指状物122、124上，并把它们推到一偏转位置。一旦终端引线通过弹性指状物，指状物朝槽的相对侧弹回。正如在第一个实施例中已提到的那样，每个终端引线弯成使它在箭头F方向保留一定的预张力。因此，当一个特殊终端的垂直引线126通过止动指状物122、124而接近其最终位置时，指状物朝向槽115的相对的臂移动，并安置成使它的端部表面靠固有的弹性偏压与终端126贴合，由此为压装段提供了纵向定位。正如图12所示，终端引线的横向定位是靠其一个边缘与一个臂116、118的表面贴合而得到的。另外，指状物122a的阵列能安置在每个槽115a的一侧，如图12a所示。这样布局的优点是比图12实施例较易于加工，同时允许使用即使是引线段也完全对称的终端。
前面描述的实施例还具有减少制造成本方面的优点，单个的终端支承载体或加上压块可与若干不同类型的罩子合作形成多个不同构形的插头。这就简化了加工要求和极大地降低了成本。
直角连接器压装引线的正确定位是通过把定位结构整体并入终端承载压块上得到的。这种引线的正确定位可用于如图所示的接头头部，也可用于必须放置在电路板插件上的具有弯曲引线的任何类型的终端上。采用十字形终端接纳通道改进了终端电镀层的保护性能，同时也使压块结构具有较大的刚度。
在已经参照各种附图的优选实施例对本发明进行描述的时候，应该看到采用其它类似的实施例或对已描述的实施例进行改型或添加以实现本发明的同样功能均不是偏离本发明。因此本发明不应仅限于任何单个实施例，而应把它看作是在所附权利要求列举的精神和范围内。
权利要求
1.一种电连接器包括一个具有基部的罩，基部具有若干穿过它的从第一面到第二面的开孔，一个电绝缘材料制成的插头载体，插头载体具有一匹配面，用以与罩子基部的第一面配合，匹配表面具有从匹配面伸展并放置接纳在基部开孔中的衬套，导电触头安装在载体上，每个触头的一部分由一个衬套包围并从一个衬套向外伸出。
2.权利要求1的电连接器，其中罩子是由电绝缘材料制成的。
3.权利要求1的电连接器，其中罩子是导电的。
4.一种电连接器包括一个具有基部的罩，至少一个壁从基部伸出；一个成形的压块本体，若干装在压块本体上的导电终端，每个终端具有纵向伸展的轴向部分和与轴向部分成一角度的引线部分；和共同作用在压块本体和罩之间，用以将罩子固定到压块本体上的固定装置。
5.权利要求4的连接器，其中压块包括若干衬套，每个衬套包围住一个终端，罩子包括具有若干开孔的基部，在每一个上述开孔中接纳一个衬套。
6.权利要求5的连接器，其中衬套以过盈配合固定在开孔中。
7.权利要求4的连接器，其中固定装置包括锁闩装置。
8.权利要求7的连接器，其中锁闩装置包括压块上的锁闩臂。
9.权利要求8的连接器，其中锁闩臂与压块制成一体。
10.一种连接器系统，其构形可在屏蔽和非屏蔽构形中替换，该系统包括一个绝缘的触头载体本体具有一个面部，若干终端以相互电绝缘状态安装在本体上，每个终端的匹配部分从上述面部伸出，第一个罩子由绝缘材料制成，并具有带有开孔的基部，上述终端的匹配部分可穿过开孔伸出，上述第一个罩子可安装在载体上；和第二个罩子由导电材料制成，并具有开孔的基部，上述终端的匹配部分可穿过开孔伸出，上述第二个罩子可替换地安装在载体上，代替第一个罩子。
11.权利要求10的连接器系统，其中载体本体包括与第一面部成一角度的第二面，每个终端包括与匹配部分成一角度伸展的引线段，每个引线段的一部分伸出上述第二面。
12.权利要求11的连接器系统，其中载体本体包括一压块，伸出第二面的终端部分包括压装段。
13.权利要求12的连接器系统，其中终端引线段和匹配段之间的角度关系约为90°。
14.一种电连接器包括一个本体，若干安装在本体上的终端，它们与排列在本体匹配界面上匹配部分相互电绝缘，引线部分安置成与匹配部分成一角度；和由本体携带的固定结构，用于引线部分的正确定位，上述引线部分通过预紧力与固定结构相贴合。
15.权利要求14的电连接器，其中终端排成若干行和列，固定结构包括用以接纳若干终端每列的引线部分的槽。
16.权利要求15的电连接器，其中每个槽包括若干沿槽以间隔关系安置的止动元件。
17.权利要求16的电连接器，其中止动元件包括每个具有预张力的引线段贴靠的支座。
18.权利要求17的电连接器，其中支座包括一柔性指状物。
19.一种电连接器，包括一个为保持至少一个导电终端而加工的本体，一个用以接纳导电终端的本体上的通道，该通道包括向内朝通道中心凸出的狭窄部分；和导电终端的一部分安置在该通道内。
20.权利要求19的连接器，其中至少部分通道的剖面具有大致为十字形的形状。
全文摘要
一种直角压装连接器,采用模装结构,它具有带压块的普通终端,压块可与不同类型的罩结构配合。压块可包括压装引线的正确定位结构。该正确定位结构可与压块制成一体。压块中的十字形插入通道减小了对终端电镀面的损坏并增加了结构刚度。
文档编号H01R12/16GK1192065SQ9810531
公开日1998年9月2日 申请日期1998年2月20日 优先权日1997年2月21日
发明者保罗·J·M·波特斯 申请人:连接器系统工艺公司