CN100566036C - 压配销 - Google Patents
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Abstract
一种压配销(1)压配到诸如印刷电路板之类的衬底(2)上设置的导电通孔(3)内。该压配销包括接触部分(11)、肩部部分(12)、压配部分(13)和末端部分(14)。接触部分随着肩部部分插入要安装到印刷电路板上的连接件的壳体内，由此形成连接件的端子。压配部分从肩部部分的下部向下螺旋延伸并连接到末端部分。压配部分具有弹性变形的特性。因此，压配部分与通孔干涉，由此使压配销能够机械固定到印刷电路板。
Description
技术领域
本发明总的涉及压配在印刷电路板上设置的通孔内的压配销。
背景技术
近年来，日益增加的环境问题意识已关注用使用压配销或贴合(compliant)销的连结技术来代替使用铅材料的焊接连结技术。
压配销连结技术是通过将压配销(具有压缩弹性特性的针状端子)插入印刷电路板上直径比压配销的宽度稍大的通孔，由此产生摩擦力，来将压配销或贴合销机械地固定到印刷电路板上。将诸如阳连接件之类的部件附连到设置在印刷电路板上的压配销，由此实现无铅的机械互连和电互连。
压配销包括与印刷电路板的通孔的内表面压接触的压配部分。压配部分可通过从金属板上冲出销状形状并然后在形成的销的纵向方向中心处形成狭缝(针眼)而制成。
保证足够的有效接触面积和保持足够的接触压力对于确保压配销的连接的可靠性的基本性能来说是有必要的。例如，如果接触压力太小，则有效接触面积不够，会导致连接的可靠性的损坏。相反，在通过使用大尺寸和形状的压配销而增加接触压力以得到较高的接触压力的情况下，由于不适当的插入力会使印刷电路板的一部分开裂。此外，还会损坏压配销。这可能引起接触电阻的增加。
发明内容
一种压配到诸如印刷电路板之类的衬底上设置的导电通孔内的压配销。该压配销包括接触部分、肩部部分、压配部分和末端部分。接触部分随着肩部部分插入所要安装到印刷电路板上的连接件的壳体内，由此形成连接件的端子。压配部分从肩部部分的下部向下螺旋延伸并与末端部分连接。压配部分具有弹性变形的特性。因此，压配部分与通孔干涉，由此使压配销能够机械地固定到印刷电路板上。
本发明的其它方面和优点会从以下说明书和所附权利要求书中显现出来。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的压配销插入印刷电路板时的立体图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的压配销的立体图。
图3示出了在根据本发明的压配销压配到印刷电路板内之前压配销的纵向剖视图。
图4示出了沿图3中示出的IV-IV线的压配销的横向剖视图。
图5示出了将压配销插入印刷电路板上预定位置的纵向剖视图。
图6示出了沿图5所示的VI-VI线的压配销的横向剖视图。
图7示出了沿图5所示的线VII-VII的压配销的横向剖视图。
图8示出了沿图5所示的线VIII-VIII的压配销的横向剖视图。
图9示出了根据本发明的一个实施例的压配销的立体图。
图10示出了根据本发明的一个实施例插入印刷电路板的压配销的横向剖视图。
图11示出了根据本发明的一个实施例插入印刷电路板的压配销的横向剖视图。
图12示出了根据本发明的一个实施例插入印刷电路板的压配销的横向剖视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明实施例的压配销插入诸如印刷电路板之类的衬底时的立体图。如图1所示，压配销1压配到形成在印刷电路板2上的通孔3内。通孔3的内表面3a是镀有金属的，且通孔3的开口3b形成电路图案(未示出)轮廓的一部分。压配到印刷电路板2内的压配销1机械地将阳连接件固定到其上(未示出)，形成阳连接件的端子。安装到印刷电路板2上的阳连接件构造成连接到匹配连接件、即阴连接件上，由此将两个连接件的端子电互连。
可通过用由铜合金制成的金属板冲出预定形状的销、挤压冲出的销、并然后将挤压过的销扭转来制造压配销1。或者，也可用其它已知材料和方法来制成压配销1。压配销1通常包括接触部分11、肩部部分12、压配部分13和末端部分14。压配销1的尺寸在很大程度上根据印刷电路板2和应用到印刷电路板2的诸如连接件之类的部件的尺寸和形状来确定。
接触部分11会通过随着肩部部分12一起插入所要安装在印刷电路板2上的阳连接件的壳体而形成作为最终产品的阳连接件的端子。因此，接触部分11可与阴连接件的端子电接触。肩部部分12装入设置在阳连接件的壳体内的接纳部分(未示出)，并机械地固定到阳连接件上，由此能够正确地确保端子相对于壳体的位置。压配部分13从肩部部分12的下部向下螺旋延伸。压配部分13与通孔3的内表面3a摩擦接触，而使压配销1本身能够固定。为了该目的，压配部分13构造成可弹性变形，且压配部分13的尺寸选择成比通孔3的直径稍大。例如，狭缝(针眼)15可沿纵向方向形成在压配部分13的一部分上，且具有狭缝15的该部分沿着纵向方向向外螺旋伸展，使压配部分13能够通过其扭转横向或径向弹性变形。末端部分14设置在压配部分13的下部。末端部分14用作压配到通孔3内的过程中的定位和设定机构。
图2详细示出了根据本发明实施例的压配销。压配销的特征在于，压配销1的一部分沿其纵向方向螺旋扭曲。
参见图2，接触部分11在其远端处包括渐细部分21。接触部分11用作上述阳连接件的端子。肩部部分设置在接触部分11的近端。肩部部分12横截面形成矩形而非其它形状。肩部部分12向外延伸超出压配部分13的宽度。肩部部分12防止压配销1穿过印刷电路板2的通孔3，而与通孔3的开口3b配合，即使过大的插入力施加到压配销1也是如此。
压配部分13通过与其弹性变形相符的压力接触而与通孔3的内表面3a摩擦接触。压配部分13包括两个限定狭缝15的臂部分22，两个壁部分构造成双螺旋结构。具体地说，从肩部部分12分枝出来的臂部分22螺旋延伸并合并在一起，连接到末端部分14。通过该构造，压配部分13可沿着基本上沿压配销1的纵向轴线的螺旋方向弹性变形，由此得到足够的摩擦力。此外，在压配过程中，压配部分13还有效地从通孔3的内表面3a移除诸如氧化膜或灰尘之类的外部物质。此外，压配部分13和通孔3之间的有效接触面积也增加，由此导致接触电阻减小。压配部分13的下部可构造成渐细形状以减小在插入过程早期阶段时与通孔3的过度干涉。压配部分13的外部边缘或角落23和压配部分13之后的末端部分14可以是成倒角或成圆角的。
图3和4示出了当压配销1插入印刷电路板2的通孔3时作用在压配销1上的力。为了说明的目的，由X方向和Y方向限定与印刷电路板2相同的平面，且垂直于印刷电路板2的方向、即插入方向限定为Z方向。现参见图3，在插入过程的早期阶段，形成螺旋扭曲结构的压配部分13与通孔3的开口3b干涉。随着插入继续进行，由于螺旋结构，其中相对于内表面3a沿螺旋方向的反作用力分解成对应于切向和径向的反作用力的分量Fx和Fy，使压配部分13能够弹性变形，且由此压配部分13以足够的接触压力与通孔3干涉。在插入过程中，对通孔3的负载压力有效地扩散，由此减轻插入力的突变，原因是由于螺旋结构压配部分13的外边缘23沿渐细方向沉入通孔3。因此，可防止压配销1的破裂和对印刷电路板2的损坏。此外，如图5所示，当将压配销压配直到预定位置时，与通孔3的内表面3a干涉的压配部分13的一部分使压配销1能够通过沿螺旋方向作用的足够的接触压力来机械地保持住。压配部分13以螺旋方式与内表面3a压力接触。因此与直的方式相比，有效接触区域变长。有效接触区域的增加增大了摩擦力并减小了接触电阻，由此使压配销1能够牢固地固定于印刷电路板2的通孔3。
图6至8示出了压配到图5所示通孔3内的压配销1的剖视图。从这些附图中明显看出，压配部分13的外部边缘23与内表面3a接触，通过径向弹性力轻轻地将内表面3a向外推。
尽管采用具有狭缝的压配销来解释上述实施例，但受益于本发明的本技术领域的技术人员会明白，也可应用其它的改型而不背离本文所揭示的发明的范围。
图9示出了根据本发明的另一实施例的压配销的立体图。如图9所示，压配销1包括支承臂部分22的壁91，所述臂部分组成压配部分13。换言之，在压配部分13上没有狭缝形成。具体地说，如图10至12所示，压配部分13的横截面形成基本上“工”字形状。壁91可防止由于所述的插入力所造成的压配销1的不希望有的扭曲，同时与上述实施例相比，它可抑制横向T(图10)的弹性变形。但是在压配期间，压配部分13可由于螺旋结构而沿螺旋方向弹性变形，因而可适当地确保接触压力而不会在横向T弹性变形。
此外，由于压配部分13的外边缘23沿螺旋方向沉入通孔3，有效地分散了对印刷电路板2的负载压力，于是，可防止对印刷电路板2的损坏。此外，还增加了压配部分13和通孔3之间的有效接触区域，因而减小了接触电阻，同时增加了与通孔3的摩擦力。
由于以上详述的各种构造，本发明的实施例可包括一个或多个以下优点，其中一些已经在上面讨论过。例如，根据本发明的一个实施例，压配销的压配部分形成螺旋结构。由于该结构，压配部分可沿螺旋方向弹性变形，并适当地确保了与印刷电路板的通孔的摩擦力。在压配过程中，压配部分可从通孔的内表面移除诸如氧化膜或灰尘之类的外部物质。此外，还可增加压配部分和通孔之间的有效接触区域，从而减小接触电阻。
在插入过程中，由于其螺旋结构，压配部分的外边缘沿渐细方向沉入通孔。因此，分散了对印刷电路板的负载压力，由此减缓了插入力的突变。因而可防止压配销的破裂和对印刷电路板的损坏。
此外，压配部分的下部可渐细。因此可防止在压配的早期阶段与通孔的过度干涉。
尽管参照有限的几个实施例对本发明进行了描述，但是受益于本发明的本领域技术人员会理解，可设计出其它实施例而不背离本文所揭示的本发明的范围。因而，本发明的范围应仅由所附权利要求书来限定。
Claims (10)
1.一种用于与衬底的导电通孔机械连接且电连接的压配销，该压配销包括：
接触部分；
肩部部分，与所述接触部分连接；
压配部分，与所述肩部部分连接，所述肩部部分具有沿所述压配销的纵向延伸并在其间限定细长孔的第一臂部分和第二臂部分；以及
末端部分，与所述第一臂部分和所述第二臂部分的远端部分连接；
其中由从所述末端部分的一侧到与其相对的所述末端部分的另一侧的距离限定第一宽度；
其中由从所述第一臂部分的外表面到所述第二臂部分的外表面的距离限定第二宽度；
其中所述压配销在未压缩状态时所述第二宽度大于所述第一宽度；
其中在所述未压缩状态时，所述压配部分绕所述纵向螺旋扭曲。
2.如权利要求1所述的压配销，其特征在于，所述压配部分的外边缘是成倒角的。
3.如权利要求1所述的压配销，其特征在于，所述压配部分朝向所述末端部分渐细。
4.如权利要求1所述的压配销，其特征在于，所述压配销是单个模制件。
5.如权利要求1所述的压配销，其特征在于，还包括：
在所述孔内所述第一臂部分和所述第二臂部分之间延伸的细长壁，以使所述压配部分具有H形横截面。
6.一种形成压配电连接的方法，该方法包括：
提供压配销，该压配销包括：
接触部分；
肩部部分，与所述接触部分连接；
压配部分，与所述肩部部分连接，所述肩部部分具有沿所述压配销的纵向延伸并在其间限定细长孔的第一臂部分和第二臂部分；以及
末端部分，与所述第一臂部分和所述第二臂部分的远端部分连接；
其中由从所述末端部分的一侧到与其相对的所述末端部分的另一侧的距离限定第一宽度；
其中由从所述第一臂部分的外表面到所述第二臂部分的外表面的距离限定第二宽度；
其中所述压配销在未压缩状态时，所述第二宽度大于所述第一宽度；
其中在所述未压缩状态时，所述压配部分绕所述纵向螺旋扭曲；以及
将所述压配销插入衬底的通孔内，由此产生所述压配销的变形。
7.如权利要求6所述的形成压配机械连接和电连接的方法，其特征在于，所述压配销是单个模制件。
8.如权利要求6所述的形成压配机械连接和电连接的方法，其特征在于，提供压配销还包括：
在所述孔内所述第一臂部分和所述第二臂部分之间延伸的细长壁，以使所述压配部分具有H形横截面。
9.如权利要求6所述的形成压配机械连接和电连接的方法，其特征在于，所述压配部分的外边缘是倒角。
10.如权利要求6所述的形成压配机械连接和电连接的方法，其特征在于，所述压配部分朝向所述末端部分渐细。
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