專利名稱:具有配置成利用軸向力接合通孔的觸頭的電元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種具有與電路板電連接的觸頭的電元件。
背景技術(shù):
利用形成與電路板的機(jī)械和電氣耦接的電觸頭可以將電連接器和元件互連到電路板。例如,電路板通常包括基片,該基片具有多個(gè)貫穿基片厚度的統(tǒng)一直徑的通孔。典型地,通孔電鍍有,即覆蓋有導(dǎo)電材料。跡線或其他導(dǎo)電路徑可耦接到通孔的導(dǎo)電材料以形成從通孔貫穿電路板的電路徑。為了將電路板連接到電元件,例如連接器,連接器的電觸頭被插入到通孔中。每個(gè)觸頭在通孔的通道形成干涉配合。例如,針眼型的撓性觸頭包括抵靠通道的內(nèi)表面施加徑向朝外的力的一對構(gòu)件。然而,撓性觸頭可能需要通孔的通道至少延長一預(yù)定長度(如,1.2毫米),以達(dá)到充分地機(jī)械和電氣接觸。這樣長度可能對穿過通孔的傳輸有不利影響。此外,當(dāng)用于某些的應(yīng)用,例如高速應(yīng)用中時(shí),撓性觸頭和通道的內(nèi)表面之間的互連可能具有電氣限制。因此,需要具有可與具有相對短的長度的通孔機(jī)械地且電氣地連接的觸頭的電元件。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明,電元件配置成用于安裝到具有通孔的電路板,該通孔具有包括朝外的接觸墊的導(dǎo)電材料的電鍍部。該電元件包括具有配置成安裝到電路板的安裝表面的殼體,和耦接到殼體并從安裝表面突起的觸頭。該觸頭配置成接合電路板的通孔。該觸頭包括沿接觸軸延伸到前端的伸長的主體,該伸長的主體配置成插入通孔的電鍍部的通道中, 以及接合突起,該接合突起遠(yuǎn)離該主體延伸并配置成偏靠該接觸墊以保持在觸頭和電路板之間的電氣連接。
圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例形成的電組件的一部分的側(cè)面橫截面視圖;圖2是根據(jù)實(shí)施例形成的電觸頭的側(cè)視圖;圖3是與圖2中的該觸頭機(jī)械并電氣接合的通孔的橫截面?zhèn)纫晥D;圖4是根據(jù)另一實(shí)施例形成的電觸頭的側(cè)視圖;圖5是與圖4中的該觸頭機(jī)械并電氣接合的通孔的橫截面?zhèn)纫晥D;圖6是根據(jù)另一實(shí)施例形成的電觸頭的側(cè)視圖;圖7是表示圖6中的該觸頭在松弛和壓縮狀態(tài)下的自上而下的視圖;圖8是與圖6中的該觸頭電氣接合的通孔的橫截面?zhèn)纫晥D;圖9是對電路板實(shí)施一次鉆孔處理后且電鍍前的電路板的橫截面?zhèn)纫晥D;圖10是圖9中的電路板在第二次鉆孔處理和第一次電鍍后的橫截面?zhèn)纫晥D;圖11是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例形成的電路板的橫截面?zhèn)纫晥D12是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例形成的電路板的橫截面?zhèn)纫晥D;圖13是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例形成的電路板的橫截面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施例方式圖1是電組件100的一部分的側(cè)面橫截面視圖,該電組件100包括安裝到電路板 106的電元件102。該電元件102具有殼體103和多個(gè)耦接到該殼體103并配置成接合電路板106的電觸頭104。在示出的實(shí)施例中,該電元件102包括電連接器108和對觸頭104 和連接器108提供結(jié)構(gòu)支撐的組織器110。該連接器108可具有配置成接合其他電路板或其他電元件(未示出)的附加電觸頭105(由虛線表示)。然而,構(gòu)件102沒有限定為是或包括連接器,而可以是任何電氣設(shè)備,模塊或系統(tǒng)。還示出了,觸頭104從構(gòu)件102突起并機(jī)械和電氣地接合到電路板106內(nèi)的對應(yīng)的通孔或通路112。電路板106具有帶相對側(cè)面140和150的基片116。每個(gè)通孔112具有貫穿側(cè)面 140和150之間的基片116沿縱向或鉆孔軸190延伸的鉆孔114。該側(cè)面140包括配置成與電元件102的安裝表面109接合的基片表面142和當(dāng)鉆孔114成型時(shí)形成的鉆孔表面144。 該側(cè)面150包括基片表面152和當(dāng)鉆孔114成型時(shí)形成的鉆孔表面154。該通孔112還具有被電鍍到鉆孔表面144和154的一部分或多個(gè)部分之上的導(dǎo)電材料120。在替代的實(shí)施例中,導(dǎo)電材料120可被電鍍到基片表面142和152之上。還示出了,觸頭104機(jī)械和電氣地接合到通孔112的導(dǎo)電材料120。具體地,每個(gè)觸頭104與電鍍在側(cè)面140的對應(yīng)的鉆孔表面144上的導(dǎo)電材料120接合,以及還與電鍍在側(cè)面150的對應(yīng)的鉆孔表面巧4上的導(dǎo)電材料120接合。盡管未示出,導(dǎo)電材料120可耦接到延伸到基片116內(nèi)或沿基片116延伸的焊墊或跡線(未示出)。這里描述的實(shí)施例提供了電觸頭,其產(chǎn)生配置為保持電觸頭和對應(yīng)通孔間的機(jī)械和電氣連接或接合的軸向力。例如,每個(gè)通孔112可具有電鍍部125,該電鍍部包括配置為接合觸頭104的導(dǎo)電材料120。該電鍍部125可具有向外的配合表面130和132,其限定了接觸墊在其之間的軸向距離Dx。配合表面130被電鍍在對應(yīng)的通孔112的鉆孔表面144上并接近和面對元件102的殼體103。配合表面132被電鍍在鉆孔表面巧4上并與殼體103 背離。配合表面130和132沿縱軸190朝向基本上相反的方向并且其尺寸和形狀適于接合觸頭104。在替代的實(shí)施例中,電鍍部125完全貫穿基片116延伸以使軸向距離Dx就是基片116的厚度,并且沿著基片表面142和152電鍍配合表面130和132。在一些實(shí)施例中, 軸向距離Dx小于1毫米,但在其他實(shí)施例中可能更長。如圖1中所示,每個(gè)觸頭104可具有一個(gè)或多個(gè)接合突起122,其配置成通過沿縱軸190延伸的軸向力FA5壓靠電鍍部125的配合表面132。如此,可使配合表面132的尺寸和形狀接合對應(yīng)的接合突起122從而可穿過其傳輸電流??蛇x地,觸頭104可包括配置成接合配合表面130以施加相對軸向力FA6的尾部元件124。例如,該元件IM可以是另一個(gè)接合突起或卡圈。相對的軸向力Fa5和Fa6配置成壓靠配合表面130和132并保持觸頭104 和對應(yīng)通孔112的導(dǎo)電材料120之間的電氣接合。此處描述的實(shí)施例還提供了電路板,如具有配置成電接合觸頭104的通孔的電路板106。如圖1所示的和下面將更加詳細(xì)地描述的,通孔可電鍍有形成配合表面的導(dǎo)電材料,配合表面相對于對應(yīng)的基片表面凹入。圖2是用于電組件100(圖1)的電觸頭200的側(cè)視圖。此處描述的觸頭通常由金屬薄板沖壓而成,但是,可利用其他方法制造觸頭。如圖2所示,觸頭200具有伸長的主體 202,其包括前端204,尾部206和在二者之間延伸的接觸軸208。該接觸軸208可并行于縱軸290延伸。該主體202包括前端204,接近尾部206或從尾部206延伸的基部210,以及在基部210和前端204之間延伸的中間或接觸部212。該主體202可包括一個(gè)或多個(gè)接合突起220,其連接到前端204且從前端204遠(yuǎn)離該主體202并且朝向尾部206延伸。正如以下將更詳細(xì)地描述,接合突起220配置為偏靠對應(yīng)的通孔的接觸墊以保持電氣連接或接合。該接合突起220以相對于接觸軸208的銳角θ工從該主體202向外延伸。在圖示的實(shí)施例中,觸頭200具有從公共軸向位置P沿主體202的接觸軸208彼此突起分離的一對接合突起220。在軸向位置P,該對接合突起220 彼此分開主體202的直徑或?qū)挾萕。在替代的實(shí)施例中,主體202可具有從主體202向外延伸的僅一個(gè)接合突起220或者三個(gè)或多個(gè)接合突起220。每個(gè)接合突起220具有遠(yuǎn)端末梢222。如圖2所示,接合突起220在松弛狀態(tài)或條件下使得每個(gè)遠(yuǎn)端末梢222位于遠(yuǎn)離主體202的徑向距離處。接合突起220的形狀可使得接合突起220在接近主體202時(shí)基本沿接觸軸208延伸,并且當(dāng)接近遠(yuǎn)端末梢222時(shí)基本沿著徑向直線或橫軸291延伸。例如,當(dāng)接合突起220延伸到遠(yuǎn)端末梢222時(shí),接合突起220可遠(yuǎn)離主體202彎曲。還示出了,遠(yuǎn)端末梢222可形成配置為接合通孔的接觸表面 226。接觸表面2 可配置成當(dāng)接合到通孔時(shí)基本上沿著橫軸291延伸。接合突起220配置成朝向或遠(yuǎn)離主體202彈性地彎曲(即,抵抗從松弛狀態(tài)移開)。因此,當(dāng)接合突起220在徑向朝內(nèi)的方向上向接觸軸208移動(dòng)時(shí),接合突起220抵抗因徑向朝外的力的偏移。當(dāng)接合突起220向前端204移動(dòng)使得遠(yuǎn)端末梢222沿縱軸290 移動(dòng)時(shí),遠(yuǎn)端末梢222可弧形遠(yuǎn)離主體202并接近前端204。而且,接合突起220可抵抗因軸向力Fai而朝向尾部206(即,在沿接觸軸208延伸的方向上)的偏移。觸頭200還可包括一個(gè)或多個(gè)接合突起230,其從主體202在沿著接觸軸208接近前端204并遠(yuǎn)離主體202的方向上延伸。接合突起230還可以銳角θ 2從主體202向外延伸到接觸軸208。每個(gè)接合突起220可從主體202向?qū)?yīng)的接合突起230張開。同樣,每個(gè)接合突起230可從主體202向?qū)?yīng)的接合突起220張開。還示出了,每個(gè)接合突起230延伸到對應(yīng)的遠(yuǎn)端末梢232。當(dāng)接合突起230在松弛狀態(tài)或條件下時(shí),每個(gè)遠(yuǎn)端末梢232位于遠(yuǎn)離主體202的徑向距離Rd2處。接合突起230的形狀可使得當(dāng)接合突起230接近主體202 時(shí)基本上沿著接觸軸208延伸并當(dāng)接近遠(yuǎn)端末梢232時(shí)基本上沿著橫軸291延伸。例如,接合突起230還可曲線遠(yuǎn)離接觸軸208。遠(yuǎn)端末梢232可形成配置為接合通孔表面的接觸表面236。與接合突起220類似,接合突起230配置成抵抗遠(yuǎn)離主體202的彎曲。更具體地, 當(dāng)接合突起230的遠(yuǎn)端末梢232通過一力朝向尾部206移動(dòng)時(shí),遠(yuǎn)端末梢232可弧形地遠(yuǎn)離主體202并接近尾部206。接合突起230還可抵抗因軸向力Fa2而朝向前端204的偏轉(zhuǎn)。 還示出了,當(dāng)接合突起220和230在松弛狀態(tài)下時(shí),接合突起230和220的遠(yuǎn)端末梢232和 222分開或間隔開一軸向距離Z1。圖3示出了觸頭200,其與電路板(未示出)的基片244中的通孔240的一部分電接合?;?44具有相對的側(cè)面270和觀0。通孔240包括貫穿基片244延伸的鉆孔Μ2。 鉆孔242具有鉆孔表面243和Μ5,以及可具有底座直徑Dn。通孔240還包括電鍍到鉆孔 242的鉆孔表面243和245上的導(dǎo)電材料M6。例如,鉆孔242可具有包括接觸墊2M和256以及在二者之間延伸的通道258的導(dǎo)電材料M6的電鍍部252。接觸墊2M和256具有分別面向彼此相反方向的向外的配合表面255和257。通道258在通道258的一對端部 271和273之間延伸。接觸墊254圍繞端部271以及接觸墊256圍繞端部273。還示出了, 接觸墊2M和256的配合表面255和257分開一軸向距離&。通道258的導(dǎo)電材料246可形成接觸墊2M和256之間的電氣路徑以及還可與基片M4中的跡線或其他墊(未示出) 電氣耦接。通道258具有比鉆孔M2的底座直徑D11小的通道直徑D12。還示出了,接觸墊 254和256具有基本上等于底座直徑D11的直徑。觸頭200配置成與基片244的側(cè)面270和280都機(jī)械并電氣地接合。側(cè)面270包括鉆孔表面對3,接觸墊254,和基片表面272,并且側(cè)面280包括鉆孔表面M5,接觸墊256, 和基片表面觀2。還示出了,接觸墊邪4和256分別電鍍到鉆孔表面243和對5。然而,在替代的實(shí)施例中,接觸墊2M和256可分別沿側(cè)面270和觀0的基片表面272和282電鍍。 另外,在替代的實(shí)施例中,電鍍部252只具有一個(gè)接觸墊2M或256以使觸頭200只與一個(gè)側(cè)面電接合。然而,在這些實(shí)施例中,觸頭200可仍與側(cè)面270和280都機(jī)械接合。當(dāng)觸頭200耦接到通孔240時(shí),前端204首先被插入通道258并且沿著縱軸290 在配合方向M1移動(dòng)。當(dāng)接合突起220處于松弛狀態(tài)時(shí),接合突起220跨過比直徑D12 (即, 兩倍的徑向距離Rdi (圖2)加上主體202的寬度W(圖2))更大的距離。因此,接合突起220 向主體202偏轉(zhuǎn)以使前端204通過其前進(jìn)。在示出的實(shí)施例中,在遠(yuǎn)端末梢222在端部271 處進(jìn)入通道258之前,前端204在端部271處進(jìn)入通道258。在通過通道258的端部273之后,前端204可沿著縱軸290繼續(xù)前進(jìn)。當(dāng)遠(yuǎn)端末梢222通過通道258時(shí),接合突起220可徑向朝外、離開主體202向松弛狀態(tài)彎曲。在遠(yuǎn)端末梢222通過接觸墊256之前或當(dāng)時(shí),接合突起230的遠(yuǎn)端末梢232可接合接觸墊254的導(dǎo)電材料246并且在接合狀態(tài)下施加抵靠接觸墊254的力FA2。當(dāng)接合到電鍍部252時(shí),接合突起220和230分別偏靠配合表面257和255,以保持電氣連接。接合突起220的形狀和取向可在接合狀態(tài)時(shí)抵抗在與配合方向M1相對的方向上移動(dòng),并向接觸墊256施加力Fai。 當(dāng)接合突起220和230分別處于接合狀態(tài)時(shí),接合突起220和230可彼此分開可能大于軸向距離& (圖2)的軸向距離&。因此,當(dāng)觸頭200與通孔240機(jī)械并電氣地接合時(shí),觸頭 200可分別向接觸墊256和2M施加面向彼此的相對的軸向力Fai和FA2。相對的軸向力Fai 和Fa2可有助于保持觸頭200的接合突起220和230與對應(yīng)的通孔240的接觸墊2M和256 之間的電連接。當(dāng)觸頭200與通孔240接合時(shí),接觸部212被通道258所包圍,前端204從基片244 的側(cè)面280上的鉆孔M2中的接觸墊256突出出來,并且基部210突入到基片244的側(cè)面 270上的鉆孔M2中。還示出了,前端204與接觸部212和基部210相比較而言相對較短。 然而,在其他實(shí)施例中,前端204可以更長些。而且,通道258可具有比如大約等于軸向距離&的長度L1。還示出了,在示出的實(shí)施例中,長度L1比鉆孔242的底座直徑D11更大。然而,在其他實(shí)施例中,可減小長度L1 以改善通孔MO的電特性或特征。比如,長度L1可小于底座直徑Dn。在一些實(shí)施例中,長度L1可小于大約1. 0mm,在其他實(shí)施例中小于大約0. 75mm,以及在其他實(shí)施例中小于大約 0. 50mm。長度L1可小于公知的針眼型的撓性觸頭所需要的通孔或通路的長度。圖4是還用于電組件100(圖1)的電觸頭300的側(cè)視圖。觸頭300具有伸長的主體302,其包括前端304,尾部306和在二者之間延伸的接觸軸308。接觸軸308可平行于縱軸390延伸。主體302包括前端304,接近尾部306的基部310,以及在基部310和前端 304之間延伸的中間或接觸部312。主體302可包括一個(gè)或多個(gè)從前端304向各自的遠(yuǎn)端末梢322延伸的接合突起 320。接合突起320從主體302以銳角θ 3向外延伸到接觸軸308。如圖所示,每個(gè)接合突起320可遠(yuǎn)離主體302并向尾部306延伸。接合突起320和前端304可與接合突起220 (圖 2)和前端204(圖幻相似。而且,接合突起320可配置成朝向且遠(yuǎn)離主體302彈性彎曲。 因此,當(dāng)遠(yuǎn)端末梢322在徑向朝內(nèi)的方向向接觸軸308移動(dòng)時(shí),接合突起320抵抗因徑向朝外的力Fk2而遠(yuǎn)離接觸軸308的偏移。當(dāng)遠(yuǎn)端末梢322通過一力朝向前端304移動(dòng)時(shí),接合突起320抵抗因軸向力Fa3而朝向尾部306的偏移。圖4中還示出了,主體302還可具有從基部310徑向朝外并遠(yuǎn)離接觸軸308延伸的接合突起330。觸頭300還可包括卡圈332,卡圈332在接觸軸308周圍圍繞主體302并可位于接合突起330附近??ㄈ?32可由可壓縮材料制造,例如彈性材料。在替代的實(shí)施例中,卡圈332可是彈簧線圈。如圖4所示,卡圈332處于松弛狀態(tài)。當(dāng)卡圈332和接合突起320處在松弛狀態(tài)時(shí),接合突起320的遠(yuǎn)端末梢322和卡圈332可間隔或分開一軸向距
1 Ζβ ο圖5表示與通孔340接合的觸頭300。通孔340可具有與通孔240 (圖幻相似的特性,包括形成通過通道358而電耦接的接觸墊3Μ和356的導(dǎo)電材料346。通道358可在一對端部370和372之間延伸,在該處接觸墊354圍繞端部370且接觸墊356圍繞端部 372。端部370和372與接觸墊3Μ和356的對應(yīng)表面可分開一軸向距離、。為了接合觸頭300和通孔340,主體302的前端304可沿配合方向M2穿過通道358插入。當(dāng)端部370 或通道358的內(nèi)部表面使接合突起320向主體302偏移時(shí),接合突起320可抵抗朝向主體 302的移動(dòng)。當(dāng)接合突起320通過接觸墊356時(shí),接合突起320可徑向向外并遠(yuǎn)離主體302 彎曲或彈起。在接合突起320通過接觸墊356之前或當(dāng)時(shí),卡圈332可在接合突起330和接觸墊3Μ之間被壓縮??纱娴?,主體302只具有一個(gè)圍繞接觸軸308的接合突起330。 如圖5所示當(dāng)卡圈332處于接合狀態(tài)時(shí),卡圈332向接觸墊3Μ施加一軸向力FA4。接合突起320可定形和取向成當(dāng)處在接合狀態(tài)時(shí)抵抗在與配合方向M2相反的方向上的移動(dòng),并向接觸墊356施加力FA3。當(dāng)接合突起320和卡圈332分別處在接合狀態(tài)時(shí), 接合突起320和卡圈332可彼此相隔開軸向距離軸向距離τ,可大于軸向距離Z3 (圖4)。 因此,當(dāng)觸頭300電接合到通孔340時(shí),觸頭300可向接觸墊356和3Μ分別施加彼此相對的軸向力Fa3和Fa4。相對的軸向力Fa3和Fa4有助于保持接合突起320和接觸墊356之間的電連接。圖6-8示出了根據(jù)其他實(shí)施例形成的、也可用于電組件100(圖1)的電觸頭400。 圖6是觸頭400的側(cè)視圖,觸頭400包括具有前端404、尾部406和在二者之間延伸的接觸軸408的伸長的主體402。接觸軸408可平行于縱軸490延伸。主體402包括從尾部406 延伸到前端404的基部410。主體402的前端404可形成一對基本上平行于接觸軸408延伸的腿419。該對腿 419可沿橫軸491彼此分隔開空隙G。如圖所示,該對腿419處于松弛狀態(tài)并設(shè)置成距離接觸軸408為徑向距離&3。每個(gè)腿419包括從接觸軸408向遠(yuǎn)端末梢422徑向朝外延伸的接合突起420。每個(gè)接合突起420可具有向前的前沿423和向后的夾持沿425。前沿和夾持沿423和425遠(yuǎn)離接觸軸408并朝向彼此延伸。具體地,前沿423在朝向尾部406的方向上從前端404延伸到遠(yuǎn)端末梢422。夾持沿425可在朝向前端404的方向上延伸到遠(yuǎn)端末梢422。夾持沿和前沿425和423都可分別相對于接觸軸408以角97和θ 8(圖8所示) 延伸。前沿和夾持沿423和425在遠(yuǎn)端末梢422處彼此接合。例如,接合突起420可具有基本上三角形的形狀。圖7是觸頭400沿接觸軸408的自上而下的視圖,其示出了腿419處在松弛狀態(tài) 460和壓縮或接合狀態(tài)462。如圖所示,接合突起420的夾持沿425面向尾部406 (圖6)。 在一些實(shí)施例中,腿419沿垂直于橫軸491和縱軸490 (圖6)的另一軸492遠(yuǎn)離接觸軸408 彎曲。因此,在松弛狀態(tài)460,腿419不僅沿橫軸491分開空隙G,還沿軸492分開距離Y。 當(dāng)腿419移動(dòng)進(jìn)入壓縮狀態(tài)462時(shí),腿419沿橫軸491移向彼此以使空隙G減小。如圖所示,空隙G可被減小到使得接合突起420彼此重疊。在替代的實(shí)施例中,當(dāng)腿419從松弛狀態(tài)460移動(dòng)到壓縮狀態(tài)462時(shí),距離Y也可被減小。圖8是當(dāng)電接合到通孔440 (只示出了部分的通孔440)時(shí)觸頭400的一部分的側(cè)視圖。通孔440可包括形成接觸墊456和通道458的導(dǎo)電材料446。通道458可電耦接到跡線和其他接觸墊(未示出)。接觸墊456成形并取向成接合觸頭400的前端404,以及可包括尺寸和形狀適于接合夾持沿425的配合表面465。接觸墊456背向在尾部406 (圖6) 與觸頭400耦接的連接器(未示出),并且接觸墊456相對于縱軸490形成非正交角θ 4以使接觸墊456的導(dǎo)電材料446遠(yuǎn)離通道458的導(dǎo)電材料446形成燕尾形。更具體地,通道 458可具有通道直徑D13并且通孔440的鉆孔442可具有鉆孔直徑D14,其中鉆孔直徑D14大于通道直徑D13。由于通孔440沿接觸墊456的配合表面465從鉆孔直徑D14過渡為通道直徑D13,配合表面465面向主體402的接觸軸408。在一些實(shí)施例中,連接器產(chǎn)生用于保持觸頭400和接觸墊456之間的電氣和機(jī)械接合的力的一部分。例如,連接器可具有以固定關(guān)系耦接的觸頭400。為了使觸頭400和通孔440接合,主體402的前端404可沿配合方向M3貫穿通道458插入。當(dāng)通道458的內(nèi)表面使接合突起420朝向彼此和接觸軸408偏轉(zhuǎn)以使接合突起處于壓縮狀態(tài)462(圖7)時(shí), 接合突起420可抵抗朝向彼此的移動(dòng)。腿419的前端404比遠(yuǎn)端末梢422先退出通道458。當(dāng)接合突起420的遠(yuǎn)端末梢422通過通道458時(shí),每個(gè)腿419的徑向朝外的力!^3 將遠(yuǎn)端末梢422推離接觸軸408并進(jìn)入到接觸墊456的配合表面465中。接合突起420和夾持沿425可成形為與接觸墊456的取向互補(bǔ)。這樣,遠(yuǎn)端末梢422和夾持沿425沿配合表面465動(dòng)滑直到被配合表面465停止。在圖8中所示的接合狀態(tài),腿419遠(yuǎn)離接觸軸408 為一徑向距離Rd4。徑向距離Rd4可小于徑向距離Rd3(圖6)。接合突起420可成形并取向成在接合突起420通過并與接觸墊456接合之后抵抗在與配合方向M3相反的方向上沿縱軸490移動(dòng)。因此,由于配合表面465的非正交角θ 4,徑向朝外的力!^3可轉(zhuǎn)換為向接觸墊 456施加的軸向力Fta。徑向朝外的力和軸向力Fk3和Fta有助于保持觸頭400和接觸墊456 之間的電連接。圖9-11是電路板506的側(cè)面橫截面視圖,其示出了在電路板506制造時(shí)通孔512 的各種實(shí)施例。(通孔512的不同實(shí)施例表示為通孔512A-512C。)每個(gè)通孔512A-512C 和電路板506可用于電組件100(圖1),在一些例子中,用于觸頭200(圖2),300(圖4)和400(圖6)。而且,盡管以下描述了制造電路板506的一個(gè)方法或過程,電路板506和,更具體地,通孔512A-512C可在替代的實(shí)施例中進(jìn)行制造。圖9示出了具有包括鉆孔514A和電鍍到鉆孔514A內(nèi)表面上的導(dǎo)電材料520A的通孔512A的電路板506。因此,鉆孔514A可具有直徑D1,并且由于電鍍的導(dǎo)電材料520A的厚度,通孔512A可具有較小的直徑D2。如圖所示,電路板506具有由介電材料形成的基片 516。基片516可有兩層或多層(未示出)和一條或多條在其間或其內(nèi)延伸的跡線(未示出)?;?16具有配合側(cè)530 (也稱為第一側(cè))和相對的安裝側(cè)532 (也稱為第二側(cè))以及二者之間延伸的厚度1\。如在這里使用的,“配合”和“安裝”用于區(qū)分電路板506的相對側(cè)并且可以互換。因此,配合側(cè)530和/或安裝側(cè)532可具有安裝在其上的電元件,并且配合側(cè)530和/或安裝側(cè)532可安裝到包括另一個(gè)電元件或電路板的任何對象或表面上。如圖所示,配合側(cè)530包括基片表面531,以及固定側(cè)532包括基片表面533。盡管基片表面 531和533被表示為基本上是平面的,但基片表面531和533 (還有對應(yīng)的側(cè)530和532)可以是具有不同水平,平臺(tái),支架,脊,通道,溝槽和類似的非平面。如圖9中所示,整個(gè)厚度T1范圍內(nèi)的通孔512A的直徑D2是相同的??蛇x擇的,通孔512A可包括沿基片表面531圍繞開口 MOA延伸的接觸墊(未示出)和/或沿基片表面 533圍繞開口 M2A延伸的接觸墊(未示出)。為了制造鉆孔514A,具有直SD1的鉆頭可鉆過基片516的整個(gè)厚度1\。鉆頭可穿過整個(gè)厚度T1或其一部分前進(jìn)。在鉆完鉆孔514A之后,基片516可經(jīng)歷電鍍處理,其中導(dǎo)電材料520A被涂覆到鉆孔514A的內(nèi)部或鉆孔表面, 并且可選擇地,基片表面531和533的部分。在涂覆導(dǎo)電材料520A之后,通孔512A形成。 通孔512A可具有小于鉆孔514A的直徑D1的直徑D2。圖10是電路板506在附加的鉆孔處理和附加的電鍍處理之后的側(cè)面橫截面視圖。 更具體地,具有大于直徑D1的直徑的鉆頭可在軸向上沿鉆孔514A (圖9)從安裝側(cè)532前進(jìn)一軸向距離&以形成鉆孔514B。如圖所示,鉆孔514B的從基片表面531延伸的一部分具有直徑D1并且從基片表面533延伸軸向距離&的一部分具有直徑D3?;?16可接受另一次電鍍處理以使鉆孔514B在沿著從基片表面533延伸軸向距離&的那部分具有導(dǎo)電材料520B。如圖10所示,通孔512B沿鉆孔514B的具有導(dǎo)電材料520A的部分具有直徑D2, 并且沿鉆孔514B延伸軸向距離\的具有導(dǎo)電材料520B的那部分具有直徑D4。正如所描述的,導(dǎo)電材料520A和520B應(yīng)用于不同的過程中。然而,鉆孔514B首先可由兩個(gè)單獨(dú)的鉆孔處理形成,然后整個(gè)電鍍有同一的導(dǎo)電材料。另外,導(dǎo)電材料520A和520B可是同一的材料或不同材料。如圖10所示,配合表面570由導(dǎo)電材料520A和520B形成并且面向外(S卩,在沿鉆孔軸572的方向上面向電路板506的外部)。配合表面570的尺寸和形狀與電觸頭充分地接合以經(jīng)此傳遞電信號(hào)。更具體地,配合表面570可面對基片表面533且平行于基片表面533延伸。另外,配合表面可位于離基片表面533基本上等于軸向距離^C1的深度處。如此,配合表面570可相對于基片表面533凹進(jìn)。圖11是電路板506在相對于圖10中所示電路板506的另一次鉆孔處理之后的橫截面?zhèn)纫晥D。更具體地,具有大于直徑D3的直徑的鉆頭可在軸向方向上沿鉆孔514B(圖 10)從基片表面533前進(jìn)以形成鉆孔514C。鉆孔514C具有從基片表面533延伸軸向距離 )(3進(jìn)入基片516內(nèi)的部分550。軸向距離)(3小于軸向距離&以使形成鉆孔514C的中間部552。如圖所示,部分550不具有沿鉆孔514C的內(nèi)表面的導(dǎo)電材料。因此,鉆孔512C包括從基片表面533延伸且直徑為D5的部分550 ;從基片表面531延伸軸向距離\的部分554 ; 以及在部分550和5M之間延伸且具有軸向距離&的部分552,其中軸向距離&等于電路板506的厚度T1 (圖9中所示)減去軸向距離\和\。圖11還示出了,鉆孔512C的配合表面570和部分552具有基本上等于直徑D3的直徑D15 (即,直徑D3減去電鍍的導(dǎo)電材料 520B (圖10)的厚度),但小于直徑D5。圖12是使用與上述相對于圖9-11所描述的類似的鉆孔和電鍍處理形成的電路板 606的橫截面?zhèn)纫晥D。更具體地,最初電路板606可具有一通孔,例如如圖9所示的512A, 該通孔分別在配合側(cè)630和固定側(cè)632的基片表面631和633之間延伸過整個(gè)基片616的厚度T2。可在軸向方向上從基片表面631和633都對電路板606鉆孔,然后經(jīng)受另一次電鍍處理。隨后,可從基片表面631和633都對電路板606再次鉆孔以形成如圖12中所示的通孔612。更具體地,通孔612可具有在其部分上電鍍有導(dǎo)電材料的鉆孔614。通孔612可具有一系列沿通孔612的縱軸690延伸的部分641-645。部分641-645可以具有或不具有沿著其的導(dǎo)電材料。例如,通孔612可具有從基片表面631延伸軸向距離\且具有直徑D6 的非電鍍部641 ;從部分641延伸軸向距離X7且具有直徑D7的電鍍部分642,直徑D7小于直徑D6 ;從部分642延伸軸向距離\且具有直徑D8的電鍍部分643,直徑D8小于直徑D7 ; 從部分643延伸軸向距離X9且具有直徑D9的電鍍部分644,直徑D9大于直徑D8 ;以及從基片表面633到部分644延伸軸向距離Xltl且具有直徑Dltl的非電鍍部分645,直徑Dltl大于直徑D9。在示出的實(shí)施例中,直徑隊(duì)和叫相等且直徑Df^PDltl相等。然而,也可采用其他尺寸的直徑以及不要求任一個(gè)直徑等于其他直徑。同樣地,在所示出的實(shí)施例中,軸向距離X9 和X7相等且軸向距離&和)(1(|相等。然而,也可采用其他長度的軸向距離以及不要求任一個(gè)軸向距離等于其他軸向距離。通孔612可具有大小和形狀適于接合電觸頭的一對向外且相對的配合表面670和 671。配合表面670可相對于基片表面631凹進(jìn),且配合表面671可相對于基片表面633凹進(jìn)。此外,如圖12中的局部圖,通孔612可形成具有導(dǎo)電材料620的電鍍支架部分 660。更具體地,支架部分660包括沿縱軸690延伸的基本上縱向段661和沿橫軸691延伸的基本上徑向段663。徑向段663包括配合表面670??v向段661從配合表面670延伸到位于鉆孔614內(nèi)一深度的中間基片表面673。當(dāng)觸頭與導(dǎo)電材料620電接合時(shí),縱向段661 和徑向段663中的至少一個(gè)配置為有助于觸頭的接合突起(未示出)之間的電接合。例如, 如果觸頭的接合突起向縱向段661彎曲,接合突起可與縱向段661和徑向段663的導(dǎo)電材料接合。在特定的實(shí)施例中,觸頭的接合突起主要接合或只接合徑向段663的導(dǎo)電材料。如圖12所示,縱向段和徑向段661和663基本上垂直。圖13示出了替代的實(shí)施例,其中縱向段和徑向段761和763以及縱向段和徑向段771和773彼此不垂直。例如,縱向段和徑向段761和763可形成非正交的角θ 5,且縱向段和徑向段771和773形成非正交的角θ6。非正交的角95和θ 6可以是,例如60°,100°,或135°。如圖所示,非正交的角05和θ 6基本上相等,但是,非正交的角05和θ 6可根據(jù)期望的機(jī)械或電氣特性而不相同。
權(quán)利要求
1.一種配置成用于安裝在具有通孔(112)的電路板(106)上的電元件(102),所述通孔具有導(dǎo)電材料的電鍍部(125),該電鍍部包括朝向外的接觸墊(132),該電元件包含具有配置成安裝到所述電路板的安裝表面(109)的殼體(103),和耦接到所述殼體并且遠(yuǎn)離所述安裝表面突起的觸頭(104,200,300,400),該觸頭配置成接合所述電路板的通孔,其特征在于所述觸頭包含伸長的主體002,302,402),該伸長的主體沿接觸軸(208,308,408)延伸到配置成插入到所述通孔的電鍍部的通道058,358,458)中的前端Q04,304,404),和接合突起(220,320,420),該接合突起遠(yuǎn)離該主體延伸并配置成偏靠接觸墊以保持所述觸頭和所述電路板之間的電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電元件,其中所述接合突起在沿所述接觸軸延伸的方向上向所述接觸墊保持一軸向力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電元件,其中所述接合突起配置成當(dāng)將該主體插入所述電鍍部的通道中時(shí)朝向該主體彎曲,以及當(dāng)所述接合突起已經(jīng)通過接觸墊時(shí)遠(yuǎn)離該主體彎曲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電元件,其中所述接合突起相對于所述接觸軸以銳角從該主體延伸到所述接合突起的遠(yuǎn)端末梢(222,322,422)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電元件,其中所述接合突起包括一對接合突起022),該主體進(jìn)一步包含彼此并排向前端延伸且分開一空隙(G)的一對腿G19),該對腿中的每一個(gè)包括一個(gè)所述接合突起,其中,當(dāng)所述接合突起進(jìn)入所述通道時(shí)該對腿向彼此彎曲,并且當(dāng)所述接合突起通過通道時(shí)該對腿遠(yuǎn)離彼此彎曲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電元件,其中所述接合突起是第一接合突起020,320),以及所述觸頭進(jìn)一步包括遠(yuǎn)離該主體延伸的第二接合突起030,330),該第一和第二接合突起彼此分開一軸向距離(Z1)且配置成當(dāng)接合到所述通孔時(shí)提供相反的軸向力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電元件,其中所述觸頭進(jìn)一步包括在所述接觸軸周圍圍繞該主體延伸的卡圈(332),該卡圈和所述接合突起彼此分開一軸向距離(Z3)且當(dāng)接合到所述通孔時(shí)提供相反的軸向力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電元件,其中所述接合突起從該主體延伸到所述接合突起的遠(yuǎn)端末梢(222,32 ,當(dāng)所述接合突起延伸到所述遠(yuǎn)端末梢時(shí),所述接合突起遠(yuǎn)離該主體彎曲ο
全文摘要
一種電元件(102)被配置成用于安裝在具有通孔(112)的電路板(106)上,通孔具有包括朝向外面的接觸墊(132)的導(dǎo)電材料(120)的電鍍部(125)。電元件包括具有配置成安裝到電路板的安裝表面(109)的殼體(103),以及耦接到殼體并從安裝表面突出出來的觸頭(200)。觸頭配置成與電路板的通孔接合。觸頭包括沿接觸軸(208)延伸到前端(204)的伸長的主體(202),該前端(204)配置成插入通孔的電鍍部的通道(258)中,以及接合突起(220),該接合突起(220)遠(yuǎn)離該主體延伸并配置成偏靠接觸墊以保持觸頭和電路板之間的電連接。
文檔編號(hào)H01R12/58GK102324633SQ20111013438
公開日2012年1月18日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者亞歷克斯·M·沙夫, 查德·W·摩根, 羅伯特·弗雷德里克 申請人:泰科電子公司