專利名稱：印刷電路板組裝件的柔順性插腳部件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及柔順性插腳(compliant pin),且更具體地說，涉及在 繼電器中使用柔順性插腳。
背景技術：
電子制造工業(yè)在其裝配工藝中正面對著變化。電子工業(yè)已在全世界使 用焊接以將電子器件彼此電連接，例如將接線和接線端(terminal)連接到 電路板(PCB)。以鉛為基礎的焊劑幾乎唯一地在電子工業(yè)使用，用于將各 種電子器件的部件連接到PCB。主要使用焊劑，是因為它們便宜，并且在 各種工作條件下基本可靠。焊接還具有高度受歡迎的特征，例如高強度延 展性、高度熱循環(huán)性、高強度耐久性和接合處完整性。然而，由于例如鉛等重金屬終止于垃;及填埋造成的污染，關注在日益 增加。結果，已經(jīng)出現(xiàn)了世界范圍的運動，促進使用環(huán)境友好的焊接方法， 并禁止在焊劑中使重金屬例如鉛。已經(jīng)測試并使用了無鉛的焊接材料，并且取得了部分成功。然而，高 溫適應性還存在問題。無鉛材料為了軟熔(reflow)需要高溫。軟熔所需 的高溫可對被焊接在一起的元件造成破壞。除使電路板分層之外，遭受破 壞的元件還包括塑料封裝的器件，例如電容器、LED、連接器和機電元件。 因此，需要在兩個器件例如繼電器和印刷電路板之間提供一種可靠并耐用 的電連接，而不使用焊接操作。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明通過在繼電器和印刷電路板之間使用壓配合連接(press fit connection),提供了無需使用焊接將繼電器電連接到印刷電路板的優(yōu)點。 所述繼電器包括具有柔順性部件的接線端，該部件有助于將繼電器固定到 印刷電路板或類似物。本發(fā)明的一個方面中，提供了一種自容式配電器件，其具有柔順性插 腳，所述柔順性插腳用于連接到用于車輛電氣系統(tǒng)中的印刷電贈41的配合 插孔。絕緣體形成外殼。電開關元件設置在所述外殼內(nèi)。多個非共軸的端 接觸件從外殼的下平面延伸。所述下平面基本垂直于多個端接觸件。多個 端接觸件中的每一個彼此基本平行，并具有適合于由印刷電路板的配合插 孔接受的暴露部分。多個端接觸件與開關元件電連通。多個端4妻觸件的暴 露部分每個都具有柔順性部件。當被印刷電路板的配合插孔接受時，柔順 性部件可發(fā)生彈性變形。在多個端接觸件的柔順性部件和印刷電路板的配 合插孔之間產(chǎn)生過盈條件。本發(fā)明的又一個方面中，提供了 一種用于車輛電氣系統(tǒng)中的印刷電路 板組裝件。該印刷電路板組裝件包括印刷電路板，其具有配合插孔，配合 插孔延伸穿過印刷電路板。自容式配電器件可拆卸地連接到印刷電路板的 配合插孔。所述自容式配電器件包括外殼和設置在該外殼內(nèi)的電開關元 件。自容式配電器件進一步包括從外殼的下平面延伸的多個非共軸的端接 觸件。下平面基本垂直于多個端接觸件。多個端接觸件中的每一個彼此基 本平行，并具有適合于由印刷電路板的配合插孔接受的暴露部分。多個端 ^接觸件與開關元件電連通。多個端接觸件的暴露部分每個都具有柔順性部 件。當被印刷電路板的配合插孔接受時，柔順性部件可發(fā)生彈性變形，以 在柔順性部件和印刷電路板的配合插孔之間產(chǎn)生過盈條件。當根據(jù)附圖閱讀時，依據(jù)以下對優(yōu)選實施例的詳細描述，對于本領域 的技術人員，本發(fā)明的各種目的和優(yōu)點將變得顯而易見。


圖1是自容式配電器件和印刷電路板之間現(xiàn)有技術的連接的側視圖；圖2是依據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施方案的、與印刷電路板對齊的自容 式配電器件的透-見圖；圖3是依據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施方案的、連接到印刷電路板的自容 式配電器件的橫截面視圖；圖4是依據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施方案的自容式配電器件的透視圖；圖5是依據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實施方案的自容式配電器件的透視圖；圖6是依據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實施方案的自容式配電器件的透視圖；圖7是依據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施方案的自容式配電器件的透視圖。
具體實施方式
如在現(xiàn)有技術中所已知的，圖1顯示了電連接到印刷電^各板(PCB) 14 的自容式(self-contained)配電器件，例如繼電器12。應理解，自容式配 電器件涉及諸如安裝到PCB的繼電器、保險絲、小型保險絲或二極管等， 但不包括安裝到PCB的PCB。繼電器12包括由例如塑料等非導電材料形 成的外殼16。外殼16包括彼此垂直地形成的多個平面構件18,以形成閉 合的內(nèi)部區(qū)域20。多個平面構件18包括側表面18a-d、上表面18e和下表 面18f。開關元件22設置在內(nèi)部區(qū)域20內(nèi)。開關元件22包括能夠在斷開位 置(即開路)和閉合位置(即閉路)之間移動的觸點(沒有顯示)。開關元件22 還包括用于產(chǎn)生電磁場的電磁線圈(沒有顯示)，以在斷開位置和閉合位置 間開關觸點。可替換地，開關元件22可包括用于閉合或斷開電路的其它 電子元件。開關元件22電連接到多個端接觸件(terminal contact) 23,其延伸穿 過外殼，以電子地提供與設置在外殼16外部的PCB 14的電連接。多個端 接觸件23通常包括第一端接觸件24和第二端接觸件26,它們電連接到開關元件22的可斷開和閉合的觸點。第三端4妻觸件28和第四端接觸件30 向電-茲元件(沒有顯示)供電，以產(chǎn)生斷開和閉合觸點的電磁場。多個端接觸件23中的每一個向外穿過通常顯示在32處的各自的通 孑L，該通孔形成在PCB 14中，用于形成到PCB 14線路的電連接。機械連 接以及電連接由焊接操作提供。焊劑36應用在通孔32處，以在多個端接 觸件23與PCB 14之間形成電結合和機械結合。焊劑36不僅形成到PCB 14 的電連接，還通過多個端接觸件23為繼電器12提供結構支撐。焊接操作 通常如下步驟來實現(xiàn)通過將焊劑36加熱到高溫以使焊劑軟熔，以在PCB 14與端接觸件23之間形成連續(xù)的結合。焊劑36冷卻到變硬的狀態(tài)，以在 PCB 14與多個端4妄觸件23之間形成機械連4妄和電連4妻。圖2顯示了與PCB 42對齊的、根據(jù)本發(fā)明的繼電器40的透視圖。PCB 42可包括剛性類型PCB或柔性類型PCB。 PCB 42包括通常稱作通孔的多 個配合插孔(mating receptacle ) 43,其與形成于PCB 42上的多個電子線 -各45電連通。繼電器40包括多個平面構件18a-f，所述平面構件彼此垂直地形成， 從而將開關元件22封在內(nèi)部區(qū)域20中。多個端接觸件44從繼電器40的 下表面18f延伸，并與開關元件22電接觸。多個端接觸件44包括暴露部分，該暴露部分具有形成于每一個各自 的端接觸件的接觸區(qū)域上的大體直的邊緣46和柔順性部件(compliance feature) 48。柔順性部件48包括增大部分50,例如弓形部分，其具有基 本與增大部分50同心形成的孔52。優(yōu)選地，增大部分50基本上是圓形的 形狀，其延伸超過各自的端接觸件的直邊緣46的寬度，以與PCB14的配 合通孔43產(chǎn)生過盈條件(interference condition )。通孔43通常鍍有導電材 料47，當繼電器40緊固到PCB42時，該導電材料47在多個線路45與多 個端接觸件23的關聯(lián)的增大部分50之間提供電連接。當柔順性部件48 插入通孔43中時，覆蓋通孔43內(nèi)部的導電材料47接觸增大部分50，以 產(chǎn)生與各自的端接觸件的電連接。此外，當增大部分50被插入穿過通孔 43時，直徑小于備接線端的增大部分50的纟皮鍍通孔43向增大部分50施 加阻力。形成在增大部分50中的孔52允許增大部分50徑向向內(nèi)變形，以使增大部分50可壓配合到通孔43內(nèi)。當被印刷電3各板42的配合插孔 43接受時，柔順性部件48可發(fā)生彈性變形，從而可以產(chǎn)生過盈條件，以 便將多個端接觸件44安裝在PCB 42各自的通孔43中，以提供機械支撐 連接和電連接。繼電器42與PCB 42之間的過盈條件消除了對焊接或插座 的任何需求。此外，柔順性部件48允許繼電器40可拆卸地連接(即便于使 用的)到PCB 42。如在第三和第四實施方案的圖4和圖5中所分別顯示的，增大部分50 可包括其他形狀，例如但不限于菱形形狀和橢圓形形狀，以在多個端接觸 件44的增大部分與PCB 42的通孔43之間產(chǎn)生過盈條件。圖3展示了繼電器40與PCB 42的互連接的橫截面視圖。繼電器40 通過每一個各自的端接觸件的增大部分50與配合通孔之間的過盈條件緊 固到PCB42。當增大部分50被壓配合到通孔43中時，增大部分50徑向 向內(nèi)變形。增大部分50是有彈性的，從而將恢復力施加到通孔48的內(nèi)表 面，以在各自的端接觸件與各自的通孔之間產(chǎn)生過盈條件，來將繼電器40 緊固到PCB 42。圖6展示根據(jù)第四優(yōu)選實施方案的柔順性插腳(compliant pin)繼電 器的透視圖。多個端接觸件44包括形成于每一個各自的端接觸件的接觸 區(qū)域上的柔順性部件60。柔順性部件60包括增大部分62,其具有類似彈 簧的構件64,在類似彈簧的構件64之間形成壓縮槽66。當增大部分62 延伸進入PCB 42的通孔43中時，壓縮槽66允許類似彈簧的構件64徑向 向內(nèi)壓縮。類似彈簧的構件64是有彈性的，從而將恢復力施加到通孔43 的內(nèi)壁上以維持過盈條件。過盈條件將各個端接觸件的增大部分62緊固 在PCB 12的通孔43中。圖7展示了根據(jù)第五優(yōu)選實施方案的自容式配電器件的透視圖。器件 70包括一對端接觸件72,該端接觸件具有形成于每一個各自的端接觸件 的接觸區(qū)域上的柔順性部件74。器件70可包括保險絲、小型保險絲、二 極管或類似的器件，用于連接到各自的PCB。柔順性部件74與PCB的各 個通孔的內(nèi)壁維持過盈條件。應理解，柔順性部件74允許器件70可拆卸 地連接到PCB。才艮據(jù)專利法令的規(guī)定，已經(jīng)在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中說明和圖示了本 發(fā)明工作的原理和方式。然而，必須理解，可以不同于所具體解釋和圖示 的方式實踐本發(fā)明，而不脫離本發(fā)明的主旨或范圍。例如，增大部分可包 括彈性部分(例如薄壁部分)，該彈性部分不〗吏用孔或槽，但能夠壓縮和膨脹，以在端接觸件與印刷電路板之間維持過盈條件。
權利要求
1.一種自容式配電器件，其具有柔順性插腳，所述柔順性插腳用于連接到用于車輛電氣系統(tǒng)中的印刷電路板的配合插孔，所述自容式配電器件包括絕緣體，其形成外殼；電開關元件，其設置在所述外殼內(nèi)；和多個非共軸的端接觸件，其從所述外殼的下平面延伸，所述下平面基本垂直于所述多個端接觸件，所述多個端接觸件中的每一個彼此基本平行，并具有適合于由印刷電路板的配合插孔接受的暴露部分，所述多個端接觸件與所述開關元件電連通，所述多個端接觸件的所述暴露部分每個都具有柔順性部件，當被所述印刷電路板的所述配合插孔接受時，所述柔順性部件可發(fā)生彈性變形，以在所述柔順性部件和所述印刷電路板的所述配合插孔之間產(chǎn)生過盈條件。
2. 如權利要求1所述的自容式配電器件，其中所述自容式配電器件 的所述柔順性部件連接到將要用于車輛中的機動車電致動器的印刷電路板。
3. 如權利要求1所述的自容式配電器件，其中所述自容式配電器件 的所述柔順性部件連接到柔性印刷電路板。
4. 如權利要求1所述的自容式配電器件，其中只有所述暴露的電接 觸件中的一部分與所述印刷電路板的所述插孔配合。
5. 如權利要求1所述的自容式配電器件，其中每一個端接觸件的所 述柔順性部件包括增大部分。
6. 如權利要求5所述的自容式配電器件，其中所述增大部分是彎曲的。
7. 如權利要求5所述的自容式配電器件，其中所述增大部分包括從 其穿過的孔。
8. 如權利要求5所述的自容式配電器件，其中所述增大部分基本上 是圓形形狀。
9. 如權利要求5所述的自容式配電器件，其中所述增大部分基本上 是橢圓形形狀。
10. 如權利要求5所述的自容式配電器件，其中所述增大部分基本上 是菱形形狀。
11. 如權利要求5所述的自容式配電器件，其中所述增大部分包括類 似彈簧的構件，所述類似彈簧的構件被壓縮槽分開，以允許所述類似彈簧的構件發(fā)生彈性變形。
12. 如權利要求1所述的自容式配電器件，其中所述柔順性插腳適合 于在繼電器中使用。
13. 如權利要求l所述的自容式配電器件，其中所迷柔順性插腳適合 于在保險絲中使用。
14. 如權利要求1所述的自容式配電器件，其中所述柔順性插腳適合 于在小型保險絲中使用。
15. 如權利要求1所述的自容式配電器件，其中所述柔順性插腳適合 于在二極管中使用。
16. —種用于車輛電氣系統(tǒng)中的印刷電路板組裝件，其包括印刷電路板，具有配合插孔，其延伸穿過所述印刷電路板；和自容式配電器件，其可拆卸地連接到印刷電路板的所述配合插孔，所 述自容式配電器件包括外殼和設置在所述外殼內(nèi)的電開關元件，所述自容 式配電器件進一步包括從所述外殼的下平面延伸的多個非共軸的端接觸 件，所述下平面基本垂直于所述多個端接觸件，所述多個端接觸件中的每 一個彼此基本平行，并具有適合于由印刷電路板的所述配合插孔接受的暴 露部分，所述多個端"^妄觸件與所述開關元件電連通，所述多個端"f妄觸件的 所述暴露部分每個都具有柔順性部件，當所述柔順性部件被所述印刷電路 板的所述配合插孔接受時，所述柔順性部件可發(fā)生彈性變形，以在所述柔順性部件和所述印刷電^各板的所述配合插孔之間產(chǎn)生過盈條件。
17. 如權利要求16所述的印刷電鴻4反組裝件，其中所述自容式配電 器件包括繼電器。
18. 如權利要求16所述的印刷電路板組裝件，其中所述自容式配電 器件包括保險絲。
19. 如權利要求18所述的印刷電路板組裝件，其中所述保險絲包括小型保險絲。
20. 如權利要求16所述的印刷電路板組裝件，其中所述自容式配電 器件包括二極管。
全文摘要
本發(fā)明涉及印刷電路板組裝件的柔順性插腳部件。提供了一種自容式配電器件，其具有柔順性插腳，柔順性插腳用于連接到用于車輛電氣系統(tǒng)中的印刷電路板的配合插孔。絕緣體形成外殼。電開關元件設置在所述外殼內(nèi)。多個非共軸的端接觸件從外殼的下平面延伸。多個端接觸件中的每一個彼此基本平行，并具有適合于由印刷電路板的配合插孔接受的暴露部分。多個端接觸件與開關元件電連通。多個端接觸件的暴露部分每個都具有柔順性部件，當被印刷電路板的配合插孔接受時，柔順性部件可發(fā)生彈性變形。在柔順性部件和配合插孔之間產(chǎn)生過盈條件。
文檔編號H01R12/58GK101276694SQ20081000775
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月7日 優(yōu)先權日2007年3月8日
發(fā)明者克里斯托弗·J·達爾, 彼得·P·考頓 申請人:李爾公司