專利名稱：把元件電連接到印制電路板的上表面上的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種把電元件或者電子元件與導(dǎo)電墊電連接起來的裝置，其中導(dǎo)電墊屬于印制電路板的水平上表面，而這種電元件或者電子元件包括主體，該主體由絕緣材料形成，至少一對相對的導(dǎo)電連接分支在該主體下方進(jìn)行延伸從下面看去，每個連接分支總體上是直的，從主體內(nèi)的分支的上部連接位置開始在主體下方進(jìn)行延伸，及終止于自由連接端上，該自由連接端設(shè)計(jì)成與印制電路板上的相應(yīng)墊相配合；其中的兩個分支使一個向著另一個進(jìn)行延伸，因此它們的自由連接端相互鄰近。
這種裝置尤其涉及一種電連接器，這種連接器用來連接電子存儲卡，而該卡在它的主下表面上具有若干接觸墊。
例如，這種連接器描述和示出在文獻(xiàn)WO-A-00/68867中，它包括由絕緣材料形成的接觸保持主體，該接觸保持主體具有平行于卡的下表面平面的水平上表面；及若干電導(dǎo)體，它們呈彈性變形插片的形狀，這些導(dǎo)電體布置成若干對插片，這些插片相互相對并且對準(zhǔn)，并且每個插片包括盤形上端，它與卡上的相應(yīng)墊接觸，該上端垂直向上伸出到絕緣主體的水平上表面的平面之外，該上端是插片的上部接觸分支的一部分；中間部分，它把插片固定在絕緣塊中；和下部自由端，它把接觸插片連接到讀寫裝置的處理電路中，該處理電路是插片的下部連接分支的一部分。
例如，本發(fā)明另外還可以應(yīng)用到跟蹤球裝置的電連接中，該裝置用來控制和移動電子裝置屏幕上的光標(biāo)，這種裝置描述和示出在本申請人的申請PCT/EP02/02778中。
更加具體地說，本發(fā)明可以應(yīng)用到這些種類電元件的電連接中，借助導(dǎo)電墊上的壓力或者印制電路板的上表面的相應(yīng)導(dǎo)電軌道，使這些連接分支的這些連接端處于電接觸中，這就是說沒有焊接或者錫焊工作。
使用無焊料終端的這種連接有利于元件如連接器的裝配和維護(hù)，并且尤其在具有這種電元件或者電子元件的電子設(shè)備的使用壽命到期時有利于材料的重新利用。在是無線電話或者便攜式電話如GSM電話的情況下，這是特別重要的，因?yàn)樗鼈兊氖褂脡勖鄬^短，并且重新利用它們的元件尤其需要有利于容易拆下電元件或者電子元件，因此需要無焊料的解決方案。
為了在印制電路板的上表面上得到較高的緊湊度，更加具體地說，為了減少這些墊或者導(dǎo)電軌道的面積，其中這些連接分支的這些自由端與這些墊或者導(dǎo)電軌道相接觸，因此這些連接分支布置成相互相對，這就是說，屬于一對接觸插片的兩個對準(zhǔn)分支的自由連接端相互盡可能近地鄰近，并且大約在后者的中心處在電連接器的下方大體上進(jìn)行對中。
設(shè)計(jì)有許多對接觸插片會產(chǎn)生兩排平行的鄰近自由連接端，因此在印制電路板的上表面上形成兩排平行的導(dǎo)電墊。
已經(jīng)提出了一些不同的用于智能卡中的連接器設(shè)計(jì)，例如在文獻(xiàn)US-A-5269707中提出了一種，其中在該智能卡中所有的接觸插片終端一起集中在連接器的相同側(cè)上。因此，連接分支的自由連接端或者連接器的接線片在在印制電路板的上表面上對準(zhǔn)在相同軸線上，該軸線總體上垂直于多對接觸插片的對準(zhǔn)方向。
但是，這種結(jié)構(gòu)明顯地增大了連接器相對于卡的總體寬度大小，因此使它的設(shè)計(jì)特別復(fù)雜。
此外，這會導(dǎo)致在把連接器機(jī)械地保持在設(shè)備中時不穩(wěn)定，因?yàn)檫B接分支施加了扭矩，而這些連接分支的自由端彈性地支撐在印制電路板的上表面上，因此這些連接分支趨于不變地使電連接器進(jìn)行傾斜。
此外，為了使這些連接分支具有足夠大的彈性，它們一定得具有足夠的長度，這就增大了連接器的總體尺寸大小和在印制電路板上部區(qū)域中所占住的表面積。
為了解決這些缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了前面所述的那種裝置，其特征在于，從下方看去，即在垂直投影到水平平面上的投影圖中，其中水平平面總體上平行于水平上表面，每個連接分支相對于直線形成了銳角，該直線通過兩個相對的分支連接位置，它們的下部自由連接端沿著橫向軸線接近對準(zhǔn)，其中該橫向軸線垂直于所述直線。
根據(jù)本發(fā)明的另外特征從下方看去，兩個相對的分支相互平行；這些端的橫向?qū)?zhǔn)軸線大約位于兩個相對的分支連接端之間的中間；兩個相對的連接位置沿水平方向?qū)?zhǔn)；每個分支進(jìn)行彈性變形，因此它的自由連接端彈性地支撐在印制電路板的相應(yīng)墊上；每個連接分支具有大約水平的主部分，該主部分從連接位置處進(jìn)行延伸，并且進(jìn)行彈性變形，從而繞著水平軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，該水平軸線接近通過該分支連接位置；主部分借助大約垂直的部分向下進(jìn)行延伸；每個分支的自由連接端是自由端部分，該端部分形成圓弧形，而它的凸出部分朝下；該主部分從連接部分處進(jìn)行延伸，該連接部分進(jìn)行彈性變形，從而得到形成分支的傾斜銳角的連接分支取向；這些多對分支相互沿著橫向進(jìn)行運(yùn)動，所有連接分支的自由連接端沿著相同的橫向軸線接近對準(zhǔn)；這些多對的相對分支以固定的間隔進(jìn)行橫向運(yùn)動；該電元件或者電子元件是用來連接集成電路卡的電連接器，每個連接分支屬于連接器的接觸插片，該連接器的另一個上部接觸分支與卡上的導(dǎo)電接觸墊相配合。
在閱讀下面的詳細(xì)描述時，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中這些詳細(xì)描述可以參照附圖來理解，在這些附圖中

圖1是用來連接智能卡的電連接器的頂視圖，該連接器根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)；圖2是圖1的連接器的側(cè)視圖；圖3是圖1的連接器的底視圖；圖4是從圖2的左邊看去的側(cè)視圖；圖5是圖1-4所示的連接器的放大底部透視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)來實(shí)施的連接器的一個接觸插片的透視圖；圖7是沿著圖1的線7-7所截取的、連接器的放大剖視圖，其中在把壓力施加到連接器插片的下部連接端之前，該連接器被示成與印制電路板在一起；圖8是與圖7相類似的視圖，在該圖中示出把壓力施加到印制電路板上表面上的自由連接端上之后的連接器；圖9是從上面看去的、印制電路板的一部分的示意圖，它示出了本發(fā)明教導(dǎo)的連接器的接觸墊的布置；圖10是與圖8相類似的視圖，它示出了本發(fā)明連接器高度被減少的實(shí)施例；圖11是與圖6相類似的視圖，它示出了圖10的連接器的一個接觸插片；圖12是跟蹤球型裝置的透視圖，該裝置為本發(fā)明教導(dǎo)的電連接而布置的；及圖13-15是圖12的裝置的側(cè)視圖和頂視圖。
在下面描述中，相同的、類似的或者相似的元件用相同的標(biāo)號來表示。
為了便于理解說明書和權(quán)利要求，參照附圖中所示的三面體L、T、V，以非限制方式使用了術(shù)語“水平”、“垂直”、“下部”、“上部”、“縱向”、“橫向”等，并且參照附圖1-3、7和8來使用左和右取向。
這些附圖示出了電連接器，該連接器用來連接集成電路卡，該電路卡也稱為智能卡，這種卡描述和示出在文獻(xiàn)WO-A-00/68867中，在設(shè)計(jì)這種連接器時可以詳細(xì)地參照該文獻(xiàn)。
連接器10主要由主體或者塊來形成，該主體或者塊由塑料絕緣材料12形成，并且通過模制來形成，這就構(gòu)成了支撐元件，而支撐元件形成了一系列接觸插片14的接觸座，其中這些接觸插片由導(dǎo)電材料形成。
在普通方法中，連接器10相對于兩個中間垂直平面即縱向平面PL和橫向平面TL具有雙重設(shè)計(jì)對稱性，從上面看去及如圖1所示，這兩個垂直平面的相交位置通過連接器的中心C，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，除了接觸插片14的連接分支之外，其余的都具有雙重設(shè)計(jì)對稱性。
在圖1-7所示的實(shí)施例中，在這種情況下，連接器10包括三對接觸插片14，這些接觸插片沿著縱向成對地對準(zhǔn)，因此每對插片包括一個左手邊插片14和一個右邊插片14。
在公知的方法中，連接器10包括六個接觸插片，每個接觸插片可以與在附圖中沒有示出的集成電路卡上的相應(yīng)導(dǎo)電墊相配合。
絕緣主體或者塊12是普通形狀的平矩形體，該矩形體由平面上表面16、水平下表面18、兩個相對的垂直取向的縱向側(cè)表面20和兩個垂直取向的相對的左和右橫向側(cè)表面22來限定出。
絕緣塊12包括成對對準(zhǔn)的兩組殼體，每組殼體由三個殼體24形成，每個殼體沿著縱向打開到相應(yīng)的橫向表面22中，并且在下部表面18中垂直向下地打開，及在上部表面16中垂直向上地打開。
借助垂直橫向隔板28使每個殼體24沿著縱向限定成向著連接器的中心，而橫向隔板28為兩個殼體24所共用，每個殼體24安裝一個接觸插片14，這個接觸插片屬于同一對對準(zhǔn)的、相對的插片。
每個接觸插片14由彈性變形材料形成，并且形成了導(dǎo)電元件，該導(dǎo)電元件被切割和折疊。
每個接觸插片14大體上沿著縱向L和平行于縱向?qū)ΨQ平面PL的垂直平面進(jìn)行延伸。
每個接觸插片14具有第一凸盤形上端30，該上端30設(shè)計(jì)成與智能卡(未示出)上的相應(yīng)墊相配合。
盤形接觸端30是插片14的上部接觸分支32的一部分，該插片的總體形狀是發(fā)夾形狀，該插片的接近水平的下部帶34把上部分支32連接到中部36上，從而固定公知的普通設(shè)計(jì)的插片14，該帶34在接近水平的平面上進(jìn)行延伸，該水平平面平行于絕緣塊12的上表面16和下表面18。
屬于同一對對準(zhǔn)的、相對的插片的兩個插片14相對于上部接觸分支32的中心折疊部分33進(jìn)行背對背的安裝，而這些中心折疊部分33鄰近中心隔板28。
根據(jù)插入到絕緣塊中的技術(shù)，在這種情況下，中間部分36使插片14安裝和固定在絕緣塊12中，但是本發(fā)明不局限于這種把接觸插片14固定在絕緣塊中的方法，也可以采用這樣的固定方法例如，在中間固定區(qū)域或者部分周圍復(fù)制模制(overmould)絕緣塊。
每個接觸插片14的下部由下部分支38形成，該下部分支38把接觸插片14與相應(yīng)墊(或者相應(yīng)的導(dǎo)電軌道)電連接起來，沒有示出的相應(yīng)墊形成于印制電路板PCB的上表面40上(參見圖7-9)。
在公知的方法中，每個連接分支38具有主帶或者部分42，該主帶或者部分42在絕緣塊12的水平下表面18下方接近水平地進(jìn)行延伸。
借助使連接部分44彎曲180度以形成肘狀物，把主帶42連接到接觸插片14的固定部分36上，從該連接部分44開始它沿著縱向向著連接器的中心進(jìn)行延伸。
在自由狀態(tài)下，即在把壓力施加到板PCB的上表面40之前，特別如圖2和7所看到的一樣，主帶42相對于下表面18稍稍傾斜地、沿著縱向向著中心進(jìn)行延伸，因此與后者在下方形成了分離。
部分44構(gòu)成了連接分支38和絕緣塊12之間的端或者點(diǎn)連接。
在圖1-8所示的實(shí)施例中，電連接分支38的每個主帶42延伸一個延伸帶或者部分46，該延伸帶或者部分46從帶42的內(nèi)端45(它與連接端44相對)垂直向下地進(jìn)行延伸，并且它在下端處終止于自由連接端48，該自由連接端48在這里形成了這樣的形狀彎曲成圓弧形的部分具有下部凸形表面50，該表面50朝下從而最后支撐在板PCB的上表面40上。
由于下部自由連接端48這樣成形，因此每個連接分支38根據(jù)基體而支撐在板PCB的表面40上，該基體的長度與帶的寬度相一致，該帶由形成連接分支38的導(dǎo)電材料來形成。
如從現(xiàn)有技術(shù)中所公知的設(shè)計(jì)一樣，所有的接觸插片14是相同的。
在現(xiàn)有技術(shù)中，每個下部連接分支38在垂直縱向平面或者在平行于后者的平面上進(jìn)行延伸，其中垂直縱向平面為下面這樣的平面所共有上部接觸分支32在該平面內(nèi)進(jìn)行延伸。
根據(jù)本發(fā)明的這些教導(dǎo)，現(xiàn)在描述每個連接分支38的特殊形狀，這種特殊形狀可以實(shí)現(xiàn)沿著為所有電連接端48所共有的軸線進(jìn)行對準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的這些教導(dǎo)，在這種情況下，每個連接分支38在垂直平面內(nèi)進(jìn)行延伸，該垂直平面相對于上部分支14在其中進(jìn)行延伸的垂直平面成角度地移動。
當(dāng)投影到水平平面中時，例如，如圖3所示一樣當(dāng)從下方看連接器時，每個下部分支38在其中進(jìn)行延伸的中間或者中央垂直平面用跡線PB來表示。
由于考慮到直線(D)通過兩個電連接分支38的連接端部44，而這兩個端部44屬于兩個對準(zhǔn)的接觸插片14，因此顯然的，每個分支38的平面PB與直線(D)之間形成了銳角α，該直線(D)也是處于垂直平面的水平平面中的跡線，在該垂直平面中，兩個對準(zhǔn)的上部接觸分支32進(jìn)行延伸。
因此，在兩個連接分支38的自由連接端48處，沿著橫向具有橫向位移，這就是說，這些分支38不再對準(zhǔn)，但是保持與它們的自由電連接端48平行，這些自由電連接端48可以互鎖，并且沿著軸線A總體上是對準(zhǔn)的，該軸線A垂直于上部接觸分支32在其中進(jìn)行延伸的垂直平面，在進(jìn)行投影時并且如圖3所示一樣，該垂直平面垂直于直線D。
更加具體地說，如尤其在圖2、3、4和7所看到的一樣，在自由狀態(tài)下，連接分支采用這樣的形狀，以致連接分支38的凸形下部自由端48、50的基體沿著縱向相互稍稍隔開，因?yàn)閮蓚€分支屬于同一對。
但是，在壓力作用下位于板PCB的上表面40上的安裝接觸位置中，自由端48、50(這些端的基體通過壓力由接觸來形成)進(jìn)行運(yùn)動從而相互更加靠近，并且這些自由端實(shí)際上位于相同軸線A上。
在施加壓力時使這些自由端50一起更加靠近中心“C”的作用通過每個連接分支38所采用的形狀來實(shí)現(xiàn)，其中每個連接分支38初始時相對于絕緣塊12的下表面傾斜向下，并且在接觸壓力位置上，每個連接分支38通過繞著它的連接端44進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而可以彎曲，從而最后處于這樣的位置上在該位置上，帶42在下部表面18的下方水平地延伸。
具有帶42和46的整個分支38在它的連接端44處繞著接近水平的軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而處于圖8所示的位置上。
例如，通過絕緣塊的兩個下部法蘭26來施加壓力，這些下部法蘭26沿著縱向從橫向表面22伸出，并且安裝在互補(bǔ)的殼體52中，為此殼體52形成在電子設(shè)備的板54中，該板54安裝著連接器并且還包括板PCB。
因此，在壓力接觸位置上，使板54的下表面56與板PCB的上表面40分開的高度h2小于高度h1，該高度h1與圖7所示的電連接分支38的自由狀態(tài)相對應(yīng)。間隙“h1-h2”大約為0.5到0.6mm。
在這些附圖中所示出的連接器10中，該連接器10設(shè)置在上面并且離開板PCB一個距離，在后者上的所有空間可以用來把其它導(dǎo)電軌道和/或其它電或者電子零件布置在連接器10的下方，其中該空間遠(yuǎn)離用來連接這些端48的導(dǎo)電墊P的軸線A的周圍區(qū)域。
本發(fā)明不局限于圖1-8所示的實(shí)施例。
在連接器10情況下，還可以發(fā)現(xiàn)用途，其中該連接器10直接支撐在板PCB的上表面40上，后者是自由的，因此導(dǎo)電軌道可以設(shè)置在它上面，在絕緣塊的下表面下方，除了在包括用來連接這些自由端的這些墊的中心區(qū)域之外(其中這些連接直接形成在主帶42的端部45上)，后者還不包括延伸帶46，如圖10和11所示。
在所描述和示出的實(shí)施例中，由于總體設(shè)計(jì)對稱，因此通過下部自由端的對準(zhǔn)軸線A的平面也通過連接器的中心C并且與后者的橫向垂直對稱平面相對應(yīng)。
每個下部電連接分支38相對于上部接觸分支32的角度位移量α通過使稱為連接部分的部分44進(jìn)行彎曲來得到，該部分44把連接分支38連接到部分36上，從而固定插片14，并且根據(jù)彎曲方向來進(jìn)行這樣處理，其中彎曲方向不垂直于通常的縱向，但是形成了大于90度的角度，因此確定了角度位移量α。在把這些插片插入到絕緣支撐或者在這些插片周圍復(fù)制模制絕緣支撐之前或者之后，可以進(jìn)行這種彎曲。
如圖9所示，形成于印制電路板PCB的表面40上的每個導(dǎo)電墊P的表面或者區(qū)域大大地減少了并且在這種情況下等于2mm2。這些墊P的中心之間的固定間距等于1.27mm，即是接觸插片的頂部30之間的固定間距2.54mm的一半。
墊P在上表面所占的總面積(這種總面積確定了其它元件或者軌道如何布置在連接器下方)因此非常小，尤其比前面所述的現(xiàn)有技術(shù)所占的總面積小得多，同時保持在連接器10的總體寬度內(nèi)，該連接器10的外形示出在圖9中。
就圖12和15所示的跟蹤球裝置而言，大量的輸出端一定可以被連接起來，例如，除了該裝置的工作信號輸送端之外，當(dāng)后者包括要供電的LED時，這些輸出端一定可以連接起來。
因此，把所有的輸出端布置在該零件的相同側(cè)上的可能性很小，并且這個更加如此，因?yàn)檫@些輸出端通過引線框上的切口來得到，并且連接分支或者輸出端之間的空間必須比下面這些空間寬得多這些空間用于印制電路板的上表面上的導(dǎo)電軌道。
因此，本發(fā)明可以用來實(shí)施跟蹤球，而一些輸出端分布在兩個橫向表面的每側(cè)上，下部自由端48在下表面18下方沿著軸線A對準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種把電元件或者電子元件(10)與一些導(dǎo)電墊電連接起來的裝置，其中這些導(dǎo)電墊屬于印制電路板(PCB)的水平上表面，而這種電元件或者電子元件(10)包括主體(12)，該主體由絕緣材料形成，至少一對相對的下部導(dǎo)電連接分支(38)在該主體下方進(jìn)行延伸從下面看去，每個連接分支(38)總體上是直的(PB)，從主體內(nèi)的分支的上部連接位置(44)開始在主體(12、18)下方進(jìn)行延伸，及終止于下部自由連接端(48、50)上，該自由連接端設(shè)計(jì)成與印制電路板(PCB，40)上的相應(yīng)墊相配合；及其中的兩個分支(38)使一個向著另一個進(jìn)行延伸，因此它們的自由連接端(48、50)相互鄰近；這種裝置的特征在于，從下方看去，每個連接分支(38、PB)相對于直線(D)形成了銳角(α)，該直線通過兩個相對的連接分支(38)的連接位置(44)，它們的下部自由連接端(48、50)沿著橫向軸線(A)接近對準(zhǔn)，其中該橫向軸線垂直于所述直線(D)。
2.如前面權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，從下方看去，兩個相對的分支(38)相互平行。
3.如前面權(quán)利要求任一所述的裝置，其特征在于，所述橫向軸線(A)大約位于兩個相對的連接位置之間的中間位置上。
4.如前面權(quán)利要求任一所述的裝置，其特征在于，兩個相對的連接位置(44)沿水平方向?qū)?zhǔn)。
5.如前面權(quán)利要求任一所述的裝置，其特征在于，每個分支(38)進(jìn)行彈性變形，因此它的自由連接端(48、50)彈性地支撐在印制電路板的相應(yīng)墊上。
6.如前面權(quán)利要求任一所述的裝置，其特征在于，每個連接分支(38)具有大約水平的主部分(32)，該主部分從連接位置(44)處進(jìn)行延伸，并且進(jìn)行彈性變形，從而繞著水平軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，該水平軸線接近通過所述連接位置(44)。
7.如前面權(quán)利要求任一所述的裝置，其特征在于，主部分(32)借助大約垂直的部分(46)向下進(jìn)行延伸。
8.如前面權(quán)利要求任一所述的裝置，其特征在于，每個分支的自由連接端(48、50)是自由端部分，該端部分形成圓弧形(50)，而它的凸出部分朝下。
9.如權(quán)利要求6-8任一所述的裝置，其特征在于，該主部分(32)從連接部分(44)處進(jìn)行延伸，該連接部分(44)進(jìn)行彈性變形，從而得到形成所述銳角(α)的連接分支(38)的取向。
10.一種裝置，它包括多對相對的導(dǎo)電分支(38)，每個導(dǎo)電分支(38)是如前面權(quán)利要求任一所述的那種，這種裝置的特征在于，所述這些多對分支相互沿著橫向進(jìn)行運(yùn)動，所有分支(38)的自由連接端(48、50)沿著相同的橫向軸線(A)接近對準(zhǔn)。
11.如前面權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述這些多對的相對分支以固定的間隔進(jìn)行橫向運(yùn)動。
12.如前面權(quán)利要求任一所述的裝置，其特征在于，該電元件是用來連接集成電路卡的電連接器(10)，每個連接分支(38)屬于連接器(10)的接觸插片(14)，該連接器的另一個上部接觸分支(14)與卡的導(dǎo)電接觸墊相配合。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種把元件(10)與印制電路板(PCB)的墊(P)連接起來的裝置，這種元件(10)包括主體(12)，多對連接分支(38)在該主體下方進(jìn)行延伸，每個連接分支(38)是直的(PB)，從連接位置(44)處進(jìn)行延伸，及終止于自由連接端(48、50)上，該自由連接端(48、50)成對地鄰近，這種裝置的特征在于，每個連接分支(38、PB)相對于直線(D)形成了銳角(α)，該直線通過兩個相對的連接分支(38)的連接位置(44)，它們的自由端(48、50)沿著橫向軸線(A)接近對準(zhǔn)，其中該橫向軸線垂直于這個直線(D)。該裝置可以應(yīng)用到智能卡的開關(guān)上。
文檔編號H01R24/00GK1480895SQ0315259
公開日2004年3月10日 申請日期2003年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月13日
發(fā)明者埃爾韋·布里考德, 埃爾韋 布里考德, 伊夫·皮薩德, 皮薩德 申請人:Itt制造企業(yè)公司