順應插針控制模塊及其制造方法

文檔序號：8111166閱讀：427來源：國知局

專利名稱：順應插針控制模塊及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明大體上涉及電子控制模塊。更特別地，本發(fā)明涉及具有用于接口連接到印刷電路板(PCB)的順應插針(compliant pin )觸頭或端子的電子控制模塊和制造這種控制模塊的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有壓鑄殼體的控制模塊，所述殼體具有至少一個用于收容一連接器的開口的插槽區(qū)域(bay area)，該連接器具有用于將模塊連接到PCB的順應插針觸頭。
背景技術：
典型的壓鑄模塊具有接線觸頭，接線觸頭需要通過焊接將觸頭連接到PCB。焊接比較昂貴，其可能污染環(huán)境，并易于隨著時間破裂。順應插針觸頭需要與PCB直接壓配或過盈連接。將順應插針觸頭安裝到壓鑄模塊在商業(yè)上已是不可行的。這種方法已被驗證和提出的難題在于大量生產(chǎn)的壓鑄殼體所固有的一定程度的可變性，這種可變性妨礙了獲得正確并一致的操作所需的順應插針的精確布置。精確布置是必需的，因為順應插針的PCB連接頂端必須在將PCB安裝到壓鑄殼體上時在PCB上居中。另一個問題與提供一體的控制模塊，即具有順應插針連接器用于之后添加最終使用的PCB的預裝控制模塊有關，該問題在于，一體的控制模塊的各個組件將公差的可變性引入到最終的一體控制模塊內(nèi)。精確放置順應插針端子以與PCB對接所需的相對嚴密的公差使得順應插針連接器與控制模塊殼體的整合不能成為可行的方案。
這里通過引用的方式包含美國專利No. 6，773,272,其公開了一種具有兩個直角電連接器的模塊。模塊殼體為由塑料側壁組成的箱狀結
8構。直角連接器通過接觸對接端處的連接器排列元件和塑料的插針排列板支撐，該插針排列板具有與順應插針末端的推動肩部相接合的止擋肩部。安裝PCB到順應插針末端所施加的全部力被傳遞到塑料的插
針排列板。
本發(fā)明公開的內(nèi)容提供一種方法，通過該方法，具有順應插針連接器的控制模塊可以抵受惡劣環(huán)境中例如汽車或車輛應用中產(chǎn)生的熱量、濕氣和振動。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，具有順應插針端子或觸頭的直線狀的連接器相對特定的參考點被精確地并且?guī)缀跤谰玫囟ㄎ辉?壓鑄模塊殼體上，并允許密封外露出的端子部分。在這個方面，順應插針端子上的推動肩部獨立于連接器或護罩殼體而被支撐，并通過相對于推動肩部定位端子，并且，確保了壓鑄殼體在特定位置可靠地與
PCB電接合，而不存在連接器變形的危險和端子未對準的后果。本發(fā) 明公開的內(nèi)容還提供一種生產(chǎn)這種控制模塊的方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明公開的一個方面，本發(fā)明提供一種控制模塊。該控制模塊包括具有相對的第一側和第二側的模塊殼體，和從其穿過并開口的插槽，以及延伸通過插槽并安裝到模塊殼體上的連接器。所述連接器包括具有印刷電路板側和對接側的殼體和位于印刷電路板側上的芯板，及多個導電端子。所述芯板包括具有相對的第一孔和第二孔的通道。第一孔設置在殼體的印刷電路板側，而第二孔設置在殼體的對接側。每個導電端子延伸通過一個通道，導電端子的一末端具有用于插入印刷電路板上的孔內(nèi)的順應插針部，其另一相對末端具有用于插入互補連接器上的孔內(nèi)的接觸部。所述順應插針部從第一孔伸出并朝向印刷電路板側，所述接觸部從第二孔伸出，并朝向連接器殼體的對接
根據(jù)本發(fā)明公開的另一個方面，本發(fā)明提供一種電連接器。該電連接器包括具有印刷電路板側和對接側的殼體，印刷電路板側上的芯板，及多個導電端子。所述芯板包括多個具有相對的第一孔和第二孔的通道。每個導電端子延伸通過多個通道中的一個通道，導電端子的一末端具有用于插入具有預定厚度的印刷電路板上的孔內(nèi)的順應插針部，另一相對末端具有用于插入互補連接器上的孔內(nèi)的接觸部。所述順應插針部從第一孔伸出并朝向印刷電路板側，所述接觸部從第二孔伸出并朝向對接側。
根據(jù)本發(fā)明公開的另一個方面，本發(fā)明提供一種制造控制模塊的
方法。該方法包括步驟提供一種控制模塊殼體，其具有相對的第一側和第二側，及從其穿過并開口的插槽。所述第二側包括至少一個焊盤。提供一種包括多個端子的連接器。每個端子具有位于其一末端的用于插入印刷電路板上的孔內(nèi)的順應插針部，位于其另一相對末端的用于插入互補連接器上的孔內(nèi)的接觸部，及位于順應插針部和接觸部之間的推動肩部。每個端子延伸通過并固定到一個通道。提供一種對準工具，其包括具有上表面的插針支撐塔架和至少一個具有上表面的支柱。這些上表面相互之間垂直隔開一預定距離X。放置連接器于對準工具上，其中推動肩部被支撐在插針支撐塔架上。安裝連接器到控制模塊殼體，包括步驟將控制模塊殼體和連接器結合在一起，從而使連接器穿過插槽，且至少一個焊盤接觸至少一個支柱。
根據(jù)下面結合本發(fā)明優(yōu)選實施例的描述，特別包括這里所述的不同特征以及如附圖和實施例所示的相關信息的已經(jīng)描述和未闡明的結合，可以更好地理解本發(fā)明的其它方面、目的和優(yōu)點。

圖1為根據(jù)本發(fā)明的順應插針控制模塊的一個實施例的立體圖；圖2為圖1中所示的具有三個空插槽的控制模塊殼體的對接側的
立體圖，每個插槽可以收容順應插針連接器；
圖3為圖2中所示的控制模塊的印刷電路板側的立體圖4為本發(fā)明的連接器或護罩組件的一個實施例的右側立體圖，
其中一部分護罩殼體被切除；
圖5為圖1中所示的順應插針控制模塊的橫截面正視圖，其示出了安裝到控制模塊殼體上的護罩組件；
圖6為圖4中所示的護罩組件的左側立體圖；圖7為本發(fā)明的護罩殼體的PCB側的一個實施例的立體圖；圖8為本發(fā)明的順應插針端子的一個實施例的立體圖；圖9為圖8中所示的順應插針的前視圖；圖IO為圖8中所示的順應插針端子的側視圖；圖11為本發(fā)明的三腳U形順應插針接地端子的一個實施例的前視圖12為圖11中所示的順應插針接地端子的側視圖；圖13為圖11中所示的順應插針接地端子的立體圖；圖13a為本發(fā)明的三腳U形順應插針接地端子的一個實施例的平面示意圖13b為本發(fā)明的三腳L形順應插針接地端子的一個實施例的平面圖14為本發(fā)明的三腳U形順應插針接地端子的另一個實施例的立體圖15為圖7中所示的護罩殼體的對接側的正視圖16為本發(fā)明的護罩組件的部分橫截面正視圖，其示出了順應插
針孔或通道內(nèi)的順應插針端子，和接地插針孔或通道內(nèi)的三腳U形接
地端子。
圖17為本發(fā)明的順應插針控制模塊的另一實施例的橫截面正視圖，其示出了護罩表面和順應插針端子的推動肩部之間的垂直距離。圖18為本發(fā)明的對準工具的一個實施例的立體圖；圖19為圖17中所示的順應插針控制模塊的橫截面正視圖，其示出了順應插針端子的推動肩部和控制模塊殼體的焊盤之間的垂直距離，控制模塊殼體的焊盤和PCB搭接架之間的垂直距離，及定位在 PCB搭接架上的PCB的厚度。
具體實施例方式
根據(jù)需要，這里公開了本發(fā)明的具體實施例。但是，應理解的是公開的實施例僅是本發(fā)明的示例，其可以包含在多種形式內(nèi)。因此，這里公開的具體細節(jié)不是限制性的，而僅作為權利要求的基礎，及作
ii典型基礎。
圖1示出了本發(fā)明的順應插針控制模塊10的一個實施例。圖2中所示的殼體12具有三個用于收容各個連接器20, 22, 24的插槽14, 16， 18,每個連接器可以具有多個如圖1所示的順應插針端子或觸頭 21 ?？刂颇K殼體12可以由塑料模制，或由金屬或金屬合金壓鑄形成，并因此使得制造相對便宜。殼體可以通過任何適于預期的最終用途的金屬或塑料制成。通常使用鋁和/或包含合金的鋁。該控制模塊殼體可以根據(jù)應用具有一個或多個用于收容連接器的插槽。例如，圖1中示出了三個連接器20， 22, 24，其也被稱作順應插針護罩組件。雖然這里有時為了圖釋的目的而示出并描述了三個連接器裝置，但是應理解為少于或多于三個連接器都是可以的。
圖1和圖2中所示的殼體12的對接側26這樣命名是因為互補連接器(未示出)在這一側上將與連接器20， 22, 24對接。每個殼體還具有圖3中所示的PCB側28,即殼體12上可安裝PCB的一側。對接側26可以具有一組用于熱消散的散熱片(未示出)，每個插槽14, 16， 18可以具有分別環(huán)繞插槽并從殼體12的對接側26向上延伸的凸緣32， 34， 36,用于將護罩組件安裝到殼體12上，這將在下面更詳細地描述。如果合適，對接側26還可具有四個靠近殼體的各個拐角的焊盤38。焊盤38通常位于基本上垂直于模塊殼體12的側面42的同一平面上。通過一個或多個護罩組件的精確布置，焊盤38可以用作順應插針端子21相對殼體12精確布置的參考點。特別地，通過在一特定的位置，例如下面討論的推動肩部上將順應插針端子21相距焊盤 38隔開一預定垂直距離，焊盤38允許順應插針端子21在模塊殼體12 內(nèi)的選定垂直高度上精確布置。由于焊盤38被維持或加工成離PCB 搭接架40—固定的預定垂直距離，從而獲得了順應插針21的精確布置。
PCB側28可以具有環(huán)繞殼體12的PCB搭接架支撐件40。 PCB 搭接架支撐件也可以通過一個或多個護罩組件的精確布置來用于為順應插針21的精確布置提供參考點。現(xiàn)在移向可以安裝在控制模塊上的連接器或護罩組件，可以看到
控制模塊10具有三個連接器或護罩組件20, 22， 24。護罩組件可以設計成具有不同數(shù)目和設置的順應插針21。如圖1所示，護罩組件20 為具有五十六個順應插針21的56路順應插針護罩組件，護罩組件22， 24為分別具有七十二個順應插針端子21和一個三腳順應插針接地端子23的73路順應插針護罩組件。
即使護罩組件22和24具有相同數(shù)目的順應插針端子21和順應插針接地端子23,每個護罩殼體的關鍵結構可以不同。下面關于護罩組件22的描述是對具有用于特定用途的具體對接結構的護罩殼體，并且將意識到的是，對于不同的應用可提供其它不同的對接結構。另外，該描述同樣適用于護罩組件20, 24，只是護罩組件20具有不同數(shù)目的順應插針端子21，并缺少三腳順應插針接地端子23。護罩組件20, 24可以具有不同的護罩殼體關鍵結構。
如圖4所示，護罩組件22可具有護罩殼體54、順應插針端子21、三腳順應插針接地端子23和插針排列板56。殼體54可由絕緣材料制成，例如塑料或其它這種材料，并可以使用任何已知的制造技術加工，例如注射成型。殼體54具有位于護罩組件22的對接側62上并終止在裙邊表面55的裙邊60。順應插針端子21延伸通過其內(nèi)的芯板64布置在護罩組件22的PCB側66上。舌片68居中位于裙邊60限定的腔室內(nèi)，并可具有將舌片68分成兩部分的狹縫70。通道或凹槽72環(huán)繞芯板64。如圖5所示，通道72可以收容殼體插槽16的凸緣34和一些粘合劑74,以將護罩組件22安裝到壓鑄殼體12上。其它示出的護罩組件20和24可以使用相同的方式安裝。
裙邊60的兩個相對的壁76和78 (圖6)分別平行于配合對準舌片68延伸，并可包括兩個鄰近裙邊60的拐角的寬接線柱80， 82，和兩個位于寬接線柱80， 82之間的細接線柱84, 86，如圖6所示。配合對準舌片68有助于保持護罩組件22和互補連接器正確地對準，從而避免損壞順應插針端子21。每個寬接線柱80, 82可以具有球形突出物88，每個細接線柱84, 86可以具有從裙邊60向護罩組件22的外部垂直延伸的扣形物90。搭接架92從裙邊60向護罩組件22的外部垂直延伸，并環(huán)繞裙邊60上除了接線柱80， 82， 84， 86底部上中斷部分以外的部分。一配對連接器(未示出)具有與護罩組件22的對接側62過盈鎖定的互補結構，這優(yōu)選形成一種防水連接。
圖7中所示的護罩殼體54的PCB側66上的芯板64可以具有凸起平臺94。凸起平臺94可以具有由通道100隔開的兩個插針塊96, 98。每個插針塊96, 98可以具有多個兩排設置以接收順應插針21穿過其中的插針孔或通道110。根據(jù)可能使用的順應接地插針的類型，可需要一個或多個更大的插針孔。形成通道100的內(nèi)部側壁102和104 可以是波狀的或波浪形的而不是平坦的，與內(nèi)部側壁102和104相對的外部側壁106和108也可如此。如果在壓鑄殼體插槽的PCB側上涂覆有彈性密封劑，這些波狀表面可以減少氣泡的形成。即使小氣泡也能夠在彈性密封劑的加熱或固化過程中膨脹，所以任何滯留空氣的減少都是有利的。同樣，如圖7所示，各個波狀表面的頂點可與插針孔 110對準并在插針孔位置上加固側壁。
如圖5所示，彈性密封劑112可以用于填充插槽16的PCB側28 上的溢流區(qū)域直到僅低于插針排列板56的水平高度，以在護罩組件的一側連接到PCB，以及互補連接器連接到護罩組件的另一側上后覆蓋端子21露出的表面。密封劑112可以是任何的聚合物或聚合物體系，其一般通過固化例如熱固化提供所需的組裝特性。這種聚合物或聚合物體系應該對控制模塊所暴露的環(huán)境中的振動、溫度波動和濕氣具有抵抗力。典型的密封劑為硅聚合物，但是也可以使用其它聚合物，例如氨基甲酸脂基聚合物，環(huán)氧聚合物或塑料聚合物等。密封劑112封住插針孔110、壓鑄殼體12和護罩組件22之間的縫隙114,并還加固和/或保護粘合劑74。
圖8, 9和10中示出了順應插針端子21的一個實施例。順應插針端子由傳導材料形成，雖然順應插針端子可以具有許多尺寸和形狀結構，例如直線狀或直角狀，其共同特征在于順應插針頂端116。頂端 116具有細長的中心孔118，中心孔118允許梨形或矛形本體120徑向收縮，從而如圖5中所示允許頂端116插入PCB126上的孔124內(nèi)。孔124延伸通過PCB126的整個厚度。對接桿128與頂端116相對。
14在圖8-10所示的順應插針的實施例中，對接桿具有邊長為0.64mm 的正方形橫截面。對接桿128與互補連接器電接觸，并可具有錐形的接觸端122。軸130在頂端116和桿128之間延伸。在對接桿128和軸130的相交面處形成有推動肩部132。軸130可向內(nèi)逐漸變細，在與頂端116的相交處形成頸部134。此外，軸130可逐漸減細， <吏得推動肩部132的寬度大于軸端135的寬度。
在軸130鄰近推動肩部132的底部上，軸130可以具有一對底部倒鉤136, 138。每個底部倒鉤136， 138可以在軸130的相對兩側延伸出相同距離，并超出推動肩部132處軸130的底部寬度。此外，沿著軸130朝向頂端116,軸130可以具有在軸130的相對兩側上延伸出來的一對引導倒鉤140， 142。每個引導倒鉤140， 142可延伸相同距離并超出軸130的底部寬度，但是小于底部倒鉤136， 138延伸出的距離。由于順應插針端子21插入時，頂端116首先穿過護罩殼體54 的對接側62上的插針孔110,所以引導倒鉤140, 142首先接觸內(nèi)壁 113 (如圖16所示)。使引導倒鉤從軸130的兩側延伸出來的距離小于底部倒鉤136, 138延伸出的距離，這就避免了插針孔IIO偏斜到底部倒鉤136， 138不能準確地或充分地接合內(nèi)壁113的程度。換言之，通過使引導倒鉤140, 142從軸130的兩側延伸出來不遠于底部倒鉤 136, 138，就允許引導倒鉤140， 142和底部倒鉤136， 138充分地接合內(nèi)壁113，并可靠地將順應插針端子21保持在插針孔110內(nèi)。
軸130還可以包括兩對隔開的支撐突出部144, 146, 148， 150。每對支撐突出部144， 146和148， 150在軸130的相對兩側上伸出相同距離，該距離小于引導倒鉤140， 142伸出的距離。支撐突出部的尺寸和形狀通常由插針端子與一承載部件的間隙(severance)決定，多個插針從該承載部件中延伸穿過，這種支撐設置對于插針的同時多種布置通常是已知的。
最靠近頂端116的邊緣141， 143以鈍角與各自的邊緣145, 147 相交。引導倒鉤140, 142的該鈍角允許引導倒鉤140, 142和下面將更詳細討論的插針孔110的傾斜端之間形成間距。該間距為來自插針孔110的內(nèi)壁113的護罩殼體碎片提供收容空間，該碎片可以通過引導倒鉤140， 142刮去，并還能避免順應插針端子21完全占據(jù)插針孔 110。
在圖8-10所示的實施例中，順應插針端子21由厚度為大約 0.64mm的黃銅合金金屬板沖壓形成。從錐形端122的末端到頂端116 的末端的長度可為大約25mm到大約30mm。例如，推動肩部132處的寬度在大約1.5mm到大約2mm之間，從推動肩部132到頂端116 的末端的長度在大約18mm到大約20mm之間。引導保持倒鉤140, 142可以從其與軸130的相交處延伸出大約0.3mm，底部倒鉤可以,人其與軸的相交處延伸出大約0.4mm。頂端116可以是鍍錫的，桿128 可以是鍍金的。一系列的順應插針21可以被沖壓成在支撐突出部接合的順應插針21的條帶。一釘合機(未示出)可以從該條帶剪切出順應插針，并將其插入插針孔110內(nèi)。
在一個實施例中，順應插針接地端子可以具有三腳結構。Sills 中示出了三腳順應插針接地端子23。應注意到的是，也可以使用順應插針端子例如順應插針端子21完成接地。順應插針端子21可以安全地處理大約5安培的電流。三腳順應插針接地端子23可以安全地處理大約24安培的電流。接地端子23可以具有用于接觸互補連接器(未示出)的接合片152。端子接合片的末端154可向內(nèi)逐漸變細。交叉元件156可相對接合片152成直角地延伸。交叉元件156在接合片一側的表面形成推動肩部157。
中間軸164和端部軸166, 168可分別從中間部分158和交叉元件 156的端部160, 162沿相反于接合片152的方向延伸。PCB頂端170， 172, 174分別位于軸164， 166, 168的末端，并具有梨形或矛形的主體176, 178， 180和細長的中心孔182, 184， 186。圖11-13中所示的交叉元件156具有兩個輻射式(radiused)的直角彎曲部188， 190，彎曲部188, 190沿相同的方向彎曲，乂人而4吏交叉元件的端部160, 162, 端部軸166， 168和PCB頂端172, 174位于基本垂直于接合片平面的各個平面內(nèi)，以形成如示意圖13a中所示的U形?；蛘?，交叉元件的端部158, 160中可以僅一個端部成直角地在與接合片152的平面基本垂直的平面內(nèi)彎曲，以形成如示意圖13b所示的L形。與頂端，軸和交叉元件位于同一平面內(nèi)的三腳端子相比，L形結構可以減少在頂端和軸處增大的熱量，但是不如U形結構能夠有效地減少增大的熱量。熱量增加會減小通過接地端子的電流，通過增加端子的軸之間的
間距可以減少增大的熱量。圖13a和圖13b中示出了這種例子，圖13a 中示出了 U形的三腳接地端子的橫截面視圖，圖13b示出了 L形的三腳接地端子的橫截面視圖。矩形"R"表示接地插針端子的軸的橫截面，圓圏"C，，表示從軸"R"發(fā)散的熱量。相交的圓圏表示熱量增大的區(qū)域。如圖13a和圖13b所示，U形結構中所有的軸"R"之間的間距顯然大于 L形結構中所有的軸"R"之間的間距，而U形結構和L形結構中軸的間距(考慮到一些端子尺寸)都大于直線或線性定位中的軸"R"。
仍然參照圖11-13，中間軸164具有鄰近交叉元件156的中間部分158的一對相互對準并相對的保持倒鉤192， 194。端部軸166， 168 也可包括位于與保持倒鉤192， 194相對準的位置上的保持倒鉤196， 198,交叉元件的端部160, 162也可包括位于最靠近接合片152—端的保持倒鉤200， 202。保持倒鉤196， 198， 200， 202沿相同的方向延伸。保持倒鉤192, 194, 196， 198, 200, 202有助于將接地插針 23保持在接地插針孔內(nèi)。
除了接合片152a包括一對相互對準并相對的支撐突出部204,206 以外，圖14中所示的三腳接地插針23a在所有方面都與三腳接地插針 23相似。如上針對順應插針21所述的，支撐突出部204, 206允許三腳接地插針23a設在于支撐突出部204, 206處接合的接地插針23a的連續(xù)帶上。在一實施例中，接地插針23， 23a可以由厚度為0.80mm 的黃銅合金金屬板沖壓形成，末端頂端170， 172， 174可以是鍍錫的。接合片152的寬度可為2.8mm。末端頂端172， 174的中心之間的間距可為5.68mm，且從任一末端頂端172, 174到中間頂端170之間的間距可為2.84mm。在一實施例中，從錐形端154到頂端170的末端測量，接地插針23的長度可為大約30mm。從頂端172的末端到其各個推動肩部157的長度可在大約18mm到約20mm之間，接地插針23的另外兩個腳亦可與此相同。推動肩部157的寬度可為大約6mm。保持倒鉤 192， 194可從其與軸164的各個相交點延伸出大約0.4mm到大約0.5mm。保持倒鉤196， 198, 200, 202可從其與各個軸166, 168的各個相交點延伸出大約0.4mm到大約0.5mm。
如圖5中最好地所示，插針孔110具有PCB側的孔208和對接側的孔210。如圖15所示，對接側的孔210可為"+ "形或十字形。限定十字形對接孔210的角塊212為正方形，其可包括凸起的對角脊線214, 該對角脊線214具有朝著PCB側的孔208向下傾斜的相對半部216。這幫助減少殼體上孔210處的壓力點。孔110的一個十字形元件部分 218可完全延伸到PCB側的孔208。另一垂直的十字形元件部分220 可以向PCB側的孔208僅延伸部分距離。十字形對接孔210的一個好處在于，形成孔110的部分壓鑄工具或模具的支柱具有附加的結構支撐，該支撐有助于抵抗壓鑄工具由于小尺寸的插針孔110而形成的破損。十字形元件220向PCB側的孔208僅部分延伸的一個好處在于，圖5中所示的密封劑112不會泄漏，或者能夠在嚴重泄漏到護罩殼體 54的對接側64之前橋接任何間隙。
如圖16中最好地所示，孔110的十字形元件部分218可向內(nèi)凹縮或具有傾斜側面222，以縮小PCB側的孔210，從而緊密地配合軸130 的寬度。傾斜側面222幫助引導插針21穿過孔IIO,并與引導倒鉤140， 142形成凹穴(pocket) 224。孑L 110具有略小于插針21在引導倒鉤 140， 142的最遠延伸距離處的寬度，且略大于橫貫推動肩部132測量的底部的寬度。由于插針孔110窄于引導倒鉤140, 142，當插針21 通過孔210插入時，可能形成刮屑。凹穴224可以容納所有的這些刮屑，否則這些刮屑會妨礙將插針21適當?shù)胤胖迷诓遽樋?1內(nèi)。
圖4和圖16也示出了用于U形三腳接地插針23的接地插針孔226 的一個實施例。如圖4所示，對接側62上的接地插針孔226可具有用于收容交叉元件158的U形。PCB側66上具有三個收容各個軸164, 166， 168的隔開的狹縫孔。保持倒鉤192， 194, 196， 198, 200， 202 接合內(nèi)壁，以在接地插針孔226內(nèi)固定并對準接地插針23。
控制模塊10的組裝過程一般包括壓鑄殼體12的金屬鑄造。壓鑄殼體12由鋁鑄造，但是注意這里也可以使用其它金屬或合金。如圖1 和圖2所示，壓鑄殼體12具有可被機加工以獲得平坦上表面的焊盤38。每個焊盤38的平坦表面為一個或多個護罩組件20, 22， 24的準確并精確的布置提供平穩(wěn)支撐。護罩組件20， 22, 24相對壓鑄殼體 12的準確并精確的布置轉變成順應插針端子21和接地端子23 (如果使用的話)的準確并精確的布置。沒有順應插針端子的準確并精確的布置，PCB不會適當?shù)嘏c插針端子對接和/或形成完全電接觸。除了獲得平坦表面以外，PCB支撐搭接架40和每個焊盤之間的垂直距離被測量。如果任何垂直距離不是在指定公差之內(nèi)，一個或多個焊盤38可以被再加工以進一步獲得每個焊盤3 8和PCB支撐搭接架40之間的適當間距。檢驗間距的原因是由于模塊殼體12的壓鑄中固有的可變性。
護罩殼體54可以通過許多方式例如注射成型方法由塑料制成。然后護罩殼體54可繼續(xù)進行釘合操作。順應插針21的壓制帶(未示出) 可以裝入本領域已知的任何類型的釘合機(未示出)中，該釘合機將順應插針21從帶上抽離或分開，并使用推動肩部132首先推動每個插針21 (頂端116)通過對接側的孔210。釘合機被設置成將每個順應插針21插入一設定距離，該距離可不達到插針的最終放置位置。如果需要附加的接地插針23,其可以相同或相似的方式插入。
護罩殼體54具有插入插針孔110和接地插針孔226的插針21和接地插針23,插針21和接地插針23分別被放置在一套座(nest)(未示出)上。套座具有一連串插針支撐件(例如下面討論的對準工具228 的插針支撐塔架230)來支撐插針21的推動肩部132和接地插針23 的推動肩部157。套座還可包括護罩殼體支撐件，該護罩殼體支撐件被放置在離插針支撐件一預定距離"A"處。預定距離"A"為從插針支撐件到護罩殼體支撐件的垂直距離。在一實施例中，該預定距離為大約 17.3mm。然后護罩殼體54可被推抵套座，直到裙邊表面55接觸護罩殼體支撐件，這使得順應插針21和接地插針23分別被進一步推入插針孔110和接地插針孔226。對于部分完成的護罩組件，預定距離"A" 是被重復的(duplicated)，從而使順應插針的推動肩部132和接地插針的推動肩部157均與裙邊表面55隔開如圖17所示的預定距離"A"。
當在套座上靜止(still)時，插針排列板56可隨后被安裝至順應插針21 。套座避免順應插針21和接地插針23分別被推出孔110和226
19內(nèi)的位置。當插針排列板56上的孔緊密地配合插針21和接地插針23 的尺寸時，插針排列板56通過摩擦力被固定在適當位置上。順應插針端子和接地插針通過其各自的保持倒鉤保持在其各自的通道或孔內(nèi)，而不是通過推動肩部。可采用相同的步驟來生產(chǎn)附加的護罩組件。下面的步驟是將護罩組件安裝到壓鑄殼體上。
下面將描述一個護罩組件的安裝，但是這同樣適用于將一個以上的護罩組件安裝到壓鑄殼體上。
圖18所示的對準工具228可用于在安裝過程中相對壓鑄殼體12 定位護罩組件22。根據(jù)要安裝的護罩組件的數(shù)目，對準工具228可具有一個或多個插針支撐塔架230。每個插針支撐塔架都可具有一排指狀件232,該指狀件232足夠寬以在順應插針的推動肩部132處支撐兩排順應插針21。如圖7所示，由于護罩組件22的護罩殼體54具有兩個插針塊96， 98，并且每個插針塊96， 98都具有兩排插針孔21, 所以設有兩排指狀件232。指狀件234被隔開，以收容順應插針21的對接桿128。如圖6所示，由于每排孔IIO存在20個順應插針，所以設有二十一個指狀件234來提供二十個間隙236，每個間隙對應一個插針21。第二排指狀件238包括更寬的指狀件239，并被設置成在圖 1和圖4中部分示出的護罩組件22的各個推動肩部132, 157處支撐兩排十六個插針21和一個三腳接地插針23。
對準工具228的支柱240具有上表面242，上表面242相距指狀件234的上表面244 —預定距離"B"。預定距離"B"為從指狀件234的上表面244到支柱240的上表面242的垂直距離。在一實施例中，預定距離"B"可為大約1.61mm。
如圖5所示，粘合劑74分布在凹槽72內(nèi)。該粘合劑可以是硅基粘合劑，但是也可以是環(huán)氧或陶瓷混凝土化合物。護罩組件22被放置在支撐塔架230上，從而使推動肩部132接觸指狀件234的上表面244。壓鑄殼體12被放置在護罩組件22的上方，插槽16的凸緣34(見圖2) 被放置在凹槽72內(nèi)，及焊盤38被放置在支柱240的上方。定位桿與圖1所示的腔室245相互作用，以助于將控制模塊殼體12定位到對準工具228。壓鑄殼體12被降低到對準工具228之上，使護罩組件通過插槽16，直到壓鑄殼體接觸或接合對準工具228，從而使焊盤38接觸支柱240。當粘合劑典型地通過熱處理被固化時，壓鑄殼體被保持在該位置上。當固化過程完成且護罩組件22被固定到壓鑄殼體12上時，預定距離"B"相應地被重復，從而使推動肩部132到任一個焊盤38的垂直距離均為圖19中所示的預定距離"B"。
如圖19所示，三個其它的測量值可能會影響順應插針21相對壓鑄殼體12的準確并精確的布置，該準確并精確的布置可確保插針頂端 116的完全就位和與PCB126的正確電連接。預定距離"C"為從推動肩部132到順應插針頂端116的細長孔118中心的垂直距離。在一實施例中，預定距離"C，，可大約16.4mm。預定距離"D，，為從焊盤38到PCB 支撐搭接架40的垂直距離。在一實施例中，預定距離"D"可為大約 14.0mm。預定距離"E"為從PCB支撐搭接架40到順應插針頂端116 的細長孔18中心的垂直距離。盡管圖19中沒有示出比例，PCB126 的厚度為預定距離"E"的兩倍。在一實施例中，預定距離"E"可為大約 0.79mm, PCB的厚度可為大約1.58mm。預定距離A-E中任一距離的改變都可能會引起其它預定距離的改變。
一旦一個或多個護罩組件被安裝到控制模塊殼體上，PCB就做好了被安裝到控制模塊上的準備。將PCB安裝到控制模塊所需的力根據(jù) 模塊內(nèi)的所有順應插針的數(shù)目而變化。對于一控制模塊，例如圖1中所示的控制模塊10，可能需要3000磅的壓力將順應插針端子的頂端推入穿過PCB的孔內(nèi)。優(yōu)選地，避免在護罩組件上施加該力，特別是如果護罩殼體由塑料制成，以避免護罩殼體的變形以及可能引起的端子的運動。與對準工具228相似的一 PCB組裝工具被用于在各個推動肩部上支撐順應插針端子和接地端子，而不是在護罩殼體內(nèi)具有與推動肩部接合的支撐件，因為這會發(fā)生上述問題。
盡管結合前述實施例已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明，但是在不偏離本發(fā) 明的精神或范圍內(nèi)，仍可以進行其它變化和修改。應理解為本發(fā)明并不限于這里描述的實施例。實際上，本發(fā)明范圍的正確測量是由附加權利要求書所限定的，其包括每個權利要求的每個元件的相等物的全部范圍。
權利要求
1. 一種控制模塊，其包括模塊殼體，其具有相對的第一側和第二側及從其穿過并開口的插槽；連接器，其延伸穿過插槽并安裝到模塊殼體上，所述連接器包括具有印刷電路板側和對接側的殼體，以及殼體的印刷電路板側上的芯板，所述芯板包括具有相對的第一孔和第二孔的通道，所述第一孔設置在殼體的印刷電路板側，而第二孔設置在殼體的對接側；以及多個導電端子，每個導電端子延伸穿過其中一個通道，并具有順應插針部和接觸部，所述順應插針部位于導電端子的一末端，用于插入印刷電路板上的孔內(nèi)，所述接觸部位于導電端子的另一相對末端，用于插入互補連接器上的孔內(nèi)，所述順應插針部從第一孔伸出并朝向印刷電路板側，而接觸部從第二孔伸出并朝向連接器殼體的對接側。
2. 根據(jù)權利要求1所述的控制模塊，其特征在于，所述模塊殼體包括凸緣，所述凸緣環(huán)繞至少一個插槽并從模塊殼體的第二側延伸出。
3. 根據(jù)權利要求1所述的控制模塊，其特征在于，所述模塊殼體側包括至少一個焊盤，該焊盤作為用于定位連接器的參考點，從而使順應插針部被放置進入印刷電路板上的孔，并且每個順應插針部的細長孔在印刷電路板上的孔內(nèi)居中。
4. 根據(jù)權利要求1所述的控制模塊，其特征在于，所述控制模塊還包括具有多個狹槽的端子排列板，每個端子的所述順應插針部延伸通過多個狹槽中的一個狹槽。
5. 根據(jù)權利要求2所述的控制模塊，其特征在于，所述殼體的對接側包括具有裙邊表面的裙邊，所述殼體的印刷電路板側包括凹槽，所述凹槽環(huán)繞所述芯板用于收容粘合劑，并與所述凸緣配合以將連接器安裝到模塊殼體。
6. 根據(jù)權利要求5所述的控制模塊，其特征在于，所述粘合劑將所述凸緣固定到所述凹槽，以將連接器安裝到模塊殼體。
7. 根據(jù)權利要求6所述的控制模塊，其特征在于，所述插槽和連接器殼體的印刷電路板側限定一溢流區(qū)域，所述溢流區(qū)域被填充有密封劑。
8. 根據(jù)權利要求1所述的控制模塊，其特征在于，每個導電端子包括至少一個將導電端子固定在通道內(nèi)的倒鉤和位于順應插針部與接觸部之間的推動肩部，所述推動肩部用于在順應插針部插入印刷電路板上的孔內(nèi)的過程中支撐導電端子。
9. 根據(jù)權利要求1所述的控制模塊，其特征在于，所述第二孔為十字形。
10. 根據(jù)權利要求9所述的控制模塊，其特征在于，所述十字形的孔由垂直的第一部分和第二部分限定。
11. 根據(jù)權利要求IO所述的控制模塊，其特征在于，所述第一部分延伸通過多個通道中的每一個通道的部分，所述第二部分延伸通過多個通道中的每一個通道并超出第一部分。
12. 根據(jù)權利要求11所述的控制模塊，其特征在于，所述第二部分在第一孔處變窄。
13. 根據(jù)權利要求1所述的控制模塊，其特征在于，所述芯板包括至少一個具有多個頂點的波浪形側壁。
14. 根據(jù)權利要求13所述的控制模塊，其特征在于，所述波浪形側壁的每個頂點與多個通道中的一個通道相對準。
15. 根據(jù)權利要求14所述的控制模塊，其特征在于，每個通道對準并鄰近多個頂點中的一個頂點。
16. 根據(jù)權利要求5所述的控制模塊，其特征在于，所述控制模塊還包括對準舌片，所述對準舌片設置在所述對接側，并位于由裙邊限定的腔室內(nèi)。
17. 根據(jù)權利要求1所述的控制模塊，其特征在于，所述控制模塊還包括具有三個順應插針部和一個片接觸部的接地端子，所述芯板包括接地插針通道，所述接地插針通道在其一末端具有一個孔，并在其另一相對末端具有三個孔，三個順應插針部中的每一個順應插針部從所述相對末端上的三個孔中的一個孔伸出，所述片接觸部從所述末端上的孔伸出。
18. 根據(jù)權利要求17所述的控制模塊，其特征在于，所述接地端子的三個順應插針部設置成U形。
19. 根據(jù)權利要求3所述的控制模塊，其特征在于，預定距離X 等于推動肩部和順應插針部的細長孔中心之間的垂直距離，預定距離 Y等于焊盤和印刷電路板支撐件之間的垂直距離加上印刷電路板的厚度的1/2,推動肩部和焊盤之間的垂直距離等于預定距離X減去預定距離Y。
20. 根據(jù)權利要求1所述的控制模塊，其特征在于，所述模塊殼體為壓鑄殼體。
21. —種電連接器，其包括殼體，其具有印刷電路板側和對接側，芯板，其位于印刷電路板側，并包括多個具有相對的第一孔和第二孔的通道；以及多個導電端子，每個導電端子延伸通過多個通道中的一個通道，并具有順應插針部和接觸部，所述順應插針部位于導電端子的一末端，用于插入具有預定厚度的印刷電路板上的孔內(nèi)，所述接觸部位于導電端子的另一相對末端，用于插入互補連接器上的孔內(nèi)，所述順應插針部從第一孔伸出并朝向印刷電路板側，所述接觸部從第二孔伸出并朝向對4妄側。
22. 根據(jù)權利要求21所述的電連接器，其特征在于，每個導電端子包括至少一個將導電端子固定在通道內(nèi)的倒鉤和位于順應插針部與接觸部之間的推動肩部，所述推動肩部在將順應插針部插入印刷電路板上的孔內(nèi)的過程中支撐導電端子。
23. 根據(jù)權利要求21所述的電連接器，其特征在于，所述第二孔為十字形。
24. 根據(jù)權利要求23所述的電連接器，其特征在于，所述十字形的孔由垂直的第一部分和第二部分限定。
25. 根據(jù)權利要求24所述的電連接器，其特征在于，所述第一部分延伸通過多個通道中的每個通道的部分，所述第二部分延伸通過多個通道中的每個通道并超出第一部分。
26. 根據(jù)權利要求25所述的電連接器，其特征在于，所述第二部分在第一孔處變窄。
27. 根據(jù)權利要求21所述的電連接器，其特征在于，所述電連接器還包括具有多個狹槽的端子排列板，每個端子的所述順應插針部延伸通過多個狹槽中的一個狹槽。
28. 根據(jù)權利要求21所述的電連接器，其特征在于，所述芯板包括至少一個具有多個頂點的波浪形側壁。
29. 根據(jù)權利要求28所述的電連接器，其特征在于，所述波浪形側壁的每個頂點與多個通道中的一個通道相對準。
30. 根據(jù)權利要求29所述的電連接器，其特征在于，每個所述通道對準并鄰近多個頂點中的一個頂點。
31. 根據(jù)權利要求21所述的電連接器，其特征在于，所述對接側包括具有裙邊表面的裙邊，所述印刷電路板側包括環(huán)繞芯板的凹槽。
32. 根據(jù)權利要求31所述的電連接器，其特征在于，所述電連接器還包括對準舌片，所述對準舌片向著對接端延伸并位于由裙邊限定的腔室內(nèi)。
33. 根據(jù)權利要求21所述的電連接器，其特征在于，所述電連接器還包括具有三個順應插針部和一個片接觸部的接地端子，所述芯板包括接地插針通道，所述接地插針通道在其一末端具有一個孔，并在其另一相對末端具有三個孔，三個順應插針部中的每個順應插針部從所述相對末端上的三個孔中的一個孔伸出，所述片接觸部從所述末端上的孔伸出。
34. 根據(jù)權利要求33所述的電連接器，其特征在于，所述接地端子的三個順應插針部設置成U形。
35. —種制造控制模塊的方法，該方法包括步驟提供一種控制模塊殼體，其具有相對的第一側和第二側及從其穿過并開口的插槽，所述第二側包括至少一個焊盤；提供一種包括多個端子的連接器，每個端子具有位于其一末端的用于插入印刷電路板上的孔內(nèi)的順應插針部，位于其另一相對末端的用于插入互補連接器上的孔內(nèi)的接觸部，及位于順應插針部和接觸部之間的推動肩部，每個端子延伸通過并固定到一個通道；提供一種對準工具，其包括具有上表面的插針支撐塔架和至少一個具有上表面的支柱，這些上表面相互之間垂直隔開一預定距離X;放置連接器于對準工具上，其中推動肩部被支撐在插針支撐塔架上；以及安裝連接器到控制模塊殼體上，包括步驟將控制模塊殼體和連接器結合在一起，從而使連接器被放置在插槽內(nèi)，且至少一個焊盤接觸至少一個支柱。
36. 根據(jù)權利要求34所述的方法，其特征在于，所述提供控制模塊殼體的步驟還包括步驟由金屬或金屬合金澆鑄所述控制模塊殼體，使所述控制模塊殼體的第一側上具有支撐搭接架，以支撐具有一定厚度的印刷電路板；確定從焊盤到支撐搭接架的垂直距離；加工焊盤從而使支撐搭接架與焊盤垂直隔開一預定距離Y。
37. 根據(jù)權利要求34所述的方法，其特征在于，所述提供連接器的步驟還包括步驟提供具有多個用于收容端子的通道的連接器殼體；提供多個端子，每個端子具有位于其一末端的順應插針部和位于其另一相對末端的接觸部，及位于順應插針部和接觸部之間的推動肩部；以及，施加力到每個端子的推動肩部，以將每個端子插入通道內(nèi)。
38. 根據(jù)權利要求36所述的方法，其特征在于，所述提供連接器的步驟還包括提供具有多個狹槽的插針排列板；以及，將插針排列板應用到端子上，從而使每個順應插針部穿過多個狹槽中的一個狹槽。
39. 根據(jù)權利要求34所述的方法，其特征在于，所述安裝連接器到控制模塊殼體的步驟還包括提供控制模塊殼體和連接器殼體，控制模塊殼體在其第二側上具有凸緣，連接器殼體具有朝向連接器的印刷電路板側延伸的芯板及環(huán)繞所述芯板的凹槽；添加粘合劑到凹槽內(nèi)；將控制模塊殼體和連接器結合在一起，以使凸緣和凹槽相配合；以及，使粘合劑固化(set)。
40. 根據(jù)權利要求34所述的方法，其特征在于，所述制造控制模塊的方法還包括添加彈性密封劑到溢流填充區(qū)域，所述溢流填充區(qū) 域由插槽和連接器殼體的印刷電路板側限定；以及使彈性密封劑固化。
41. 一種電連接器，其包括具有相對的第一側和第二側的殼體和包括多個具有相對的第一孔和第二孔的通道的芯板，所述第一孔設置在第一側，所述第二孔設置在第二側，每個第二孔為十字形，所述十字形的孔由垂直的第一部分和第二部分限定，所述第一部分朝向第一孔延伸通過多個通道中的每一個通道的部分，所述第二部分朝向第一孔延伸通過多個通道中的每一個通道并超出第一部分；以及多個導電端子，每個導電端子延伸通過多個通道中的一個通道，端子的一端從第一孔伸出，其另一端從第二孔伸出。
42. 根據(jù)權利要求41所述的電連接器，其特征在于，所述第二部分在第一孔處變窄。
全文摘要
提供一種控制模塊，包括具有用于連接到印刷電路板(PCB)的順應插針端子的連接器。模塊殼體可由壓鑄金屬制成以抵抗惡劣環(huán)境，并具有至少一個收容連接器的開口的插槽區(qū)域，連接器具有將模塊連接到PCB的順應插針端子。多個順應插針端子可具有提供接合表面的推動肩部，用于將端子插入連接器殼體的通道，并在連接器安裝到壓鑄殼體的過程中相對壓鑄殼體定位連接器，以及將連接PCB到順應插針頂端所施加的力從連接器殼體轉移。連接器可為直線狀，露出的端子表面可通過密封劑相對元件密封。連接器殼體的通道可在其一末端具有十字形部分，以允許使用形成小通道的強化的壓鑄工具，通道的另一相對末端具有傾斜側面，用來與端子緊密接合以防止密封劑泄漏。連接器可包括增加電流的三腳順應插針接地端子。
文檔編號H05K5/00GK101507375SQ200780031739
公開日2009年8月12日申請日期2007年7月2日優(yōu)先權日2006年6月30日
發(fā)明者丹尼爾·G·阿查默, 克里斯托弗·J·維奇, 托馬斯·G·普雷莫, 格勒奧戈里·R·普拉特, 薩西庫馬·維馬蘭申請人:莫列斯公司

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