專利名稱：一次性安全模塊夾層連接器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于連接第一電氣元件和第二電氣元件的夾層類型的 電連接器。
背景技術：
電連接器在使用信號的電子設備和支撐在連接器機架中的電力觸點之 間提供信號和電力連接。例如，計算機和其它電子設備通常可以包括多個互
連的印刷電路板(PCBs),這些印刷電路板由電連接器連接。計算機具有母 板和一個或多個執(zhí)行或履行專門的操作或任務的其它板子是很普遍的。這些 專門的板子通常被稱為子板。這些印刷電路板之間的連接允許在板子之間傳 送電力，和/或傳送信息，如數(shù)據傳送或控制信號。
對于板到板的PCB的設置，仍然電連接的板子被物理分隔是很重要的。 板子被機械地支撐，以防止板子的額外移動也是很重要的。包含電觸點的機 架通常用于這樣的支撐。
通過將暴露在連接器 一側的觸點的 一 端連接到第 一 電路板的表面上的 電氣位置，連接器可以連接到第一PCB,其可以是子板。這種連接可以通過 焊接或其它已知的連接方法來完成，包括但是不限于焊球連接、通孔焊接和 焊膏連接，以致于將連接器永久地與第一 PCB相連。接著連接器被連接到 第二電路板，其可以是母板。與第二PCB的連接可以通過將連接器的觸點 壓配進入第二 PCB的連接通孔中而完成。在這種方式中，連接器提供電連 接的同時還提供了兩個電路板之間的物理支撐。由于連接器是壓配到第二 PCB的，第一PCB連同連接器一起可以從第二PCB上拆卸下來。
提供安全措施以禁止或阻止第一 PCB被拆卸下來并被再次使用是很重 要的。這時，沒有有效的方法使得當?shù)谝籔CB從第二PCB上拆卸下來后變 得不起作用。
此外，當具有附加的連接器且電連接到第二電氣設備的第 一 電氣設備被 拆下后，沒有有效的方法更顯著地使得至少一個電氣設備變得不起作用。因此，需要提供一種用于將第 一 電氣設備以 一種方式電連接到第二電氣 設備的連接器，使得如果電氣設備被物理地和電氣地分隔開，連接器變得不 能再次使用和不能再次接合。發(fā)明內容一種電連接器包括機架和至少一個由機架保持的電觸點。該至少一個電 觸點包括第一端，其被配置以產生與第一電氣設備的第一連接，和第二端， 其被配置以產生與第二電氣設備的第二連接。該至少 一個電觸點包括設置在 第一端和第二端之間的脆弱部分，其中脆弱部分被配置為當通過牽拉第一電 氣設備使其脫離第二電氣設備，而施加給該至少一個電觸點張力時，在第一 連接或第二連接之前斷裂。


圖1所示的是根據本發(fā)明的第一實施方式的一個示例的電連接器。圖2所示的是根據本發(fā)明的第一實施方式的一個示例的觸點的詳細視圖。圖3所示的是一個示例的子板。圖4所示的是根據第一實施方式的連接到一個示例的子板的連接器的一 個示例的配置。圖5所示的是一個示例的母板。圖6所示的是第一實施方式的將示例的子板連接到示例的母板的連接器的一個示例的配置。圖7所示的是第一實施方式的示例的連接器的一個截面圖。圖8所示的是根據本發(fā)明的第二實施方式的一個示例的電連接器。圖9所示的是根據本發(fā)明的第二實施方式的觸點的 一 個示例的替代的實施方式。圖10所示的是根據本發(fā)明的第二實施方式的電連接器的一個示例的側 面剖面圖。
具體實施方式
參照圖1,描述第一實施方式的一次性安全模塊連接器10。連接器10包括保持觸點30的機架20。每一個觸點30包括相對的第一和第二端，其被 配置為分別以產生與第一和第二電氣設備的電連接。在圖解的實施方式中， 第一端包括引導部40,而第二端包括尾部50。觸點30穿過^/L架20在引導 部40和尾部50之間延伸。所示的連接器10具有兩排觸點30;然而，連接 器可以制成具有一排或更多排觸點30，每排有一個或多個觸點，并且所有這 樣的實施方式均在本發(fā)明的范圍之內。機架20包括切口 60，當觸點30首次被裝入機架20時，切口 60使引導 部40穿過機架20。切口 60是必要的，因為引導部40延伸到機架20的側表 面65之外。機架20還包括支架80。機架20包括用于將連接器10和第一電氣設備對準的對準柱70。所示的 機架20在機架20的引導部側表面具有兩個對準柱70。對準柱70將機架20 與諸如印刷電路板(PCB)的第一電氣設備對準。盡管兩個對準柱70是優(yōu) 選的，本發(fā)明的范圍包括附加的對準柱70或其它對準結構。此外，對準柱 70還可以被提供在機架20的尾部側表面(未示出)上。當對準柱70與第 一 電氣設備上的相應的對準孔對準時，引導部40也與 電氣設備的表面上的電觸點對準，例如，PCB表面上的表面安裝墊。該PCB 可以是子板。支架80建立了 一個間隔，其中引導部40連接到第 一 電氣設備， 以便于將引導部40焊接到該設備。圖2所示的是第一實施方式的觸點30的詳細圖解。如圖2所示，觸點 30具有引導部40和柔順的針眼狀尾部50。所示的觸點30具有主體210。接 觸主體210包括脆弱部分220,下部推動肩部230、上部推動肩部240和保 持肩部250。所示的脆弱部分220相對于觸點30的其它部分具有縮小的橫截 面，從而當張力牽拉引導部40和尾部50之間的觸點30時，使得觸點30在 這個脆弱部分220處首先斷裂。可以理解的是脆弱部分220相對于觸點30 的其它部分可以通過機械設計或化學的或冶金的處理而被削弱，以確保觸點 30在脆弱部分220處是最脆弱的。削弱的機械設計可以被形成，例如，通過 縮小橫截面、使材料變薄、或在脆弱部分220采用更脆弱的材料。如圖7所示，通過將引導部40插入切口 60,并將觸點30推進才幾架20， 直到下部推動肩部接觸機架20的下部壁架710，觸點30被裝入了機架20。 保持肩部250提供給機架摩擦裝配，以致于將觸點30保持在機架20中。柔順的針眼狀尾部50被配置為當被推進第二電氣設備的通孔或其它接收結構時可彈性壓縮，以形成具有良好電接觸的牢固的摩擦裝配。脆弱部分220被配置為在相對方向牽拉引導部40和尾部50的張力下斷 裂，這樣當引導部40連接到第 一 電氣設備而尾部50連接到第二電氣設備時， 第一和第二電氣設備被牽拉分離。在這種方式中，在引導部40和第一電氣 設備或尾部50和第二電氣設備之間的電連接斷開之前，脆弱部分220斷裂。 第一電氣設備可以是子板，而第二電氣設備可以是母板。引導部40被配置 為通過焊接連接到第一電氣設備。尾部50被配置為通過壓配連接到第二電 氣設備。連接器10的觸點30的引導部40可以連接到諸如子板的第一電氣設備。 圖3所示的是具有表面安裝墊310的子板300。子板300還包括對準孔320。 連接器10被引入與子板300接觸，以致于對準柱70與對準孔320對準，且 引導部40被定位在表面安裝墊310上。引導部40然后被焊接到子板300的 表面安裝墊310。在這種方式中，如圖4所示在引導部40和子板300之間建 立了一種電連接。圖5所示的是具有電鍍通孔510的母板500。連接器10被焊接到子板 300之后，連接器10的尾部50被壓配進入母板500的相應的電鍍通孔510 中。在這種方式中，如圖6所示，通過連接器10在母板500和子板300之 間建立了一種電連接。當連接器10在其尾部側具有對準柱時，母板500可 以具有對準孔(未示出)。當連接器10分別通過焊接和壓配連接到子板300和母板500時，觸點 30的脆弱部分220被設計為在子板300被牽拉使其脫離母板500之前斷裂。 由于斷開引導部40和墊310之間的焊接接合所需的力，比從通孔510中牽 拉出壓配尾部50所需的力大得多，連接器10保持與子板300的連接。結果 是，子板300連同連接器IO和連接的觸點30位于脆弱部分220上面的部分 一起被牽拉脫離母板500。觸點30位于脆弱部分220下面的部分將保持壓配 在母板500中。觸點30位于脆弱部分220下面的部分，包括尾部50,可以從母板500 上拆卸下來，以使另外的連接器可以與母板連接，然而，尾部的壓配和拆卸 沖蝕和刮擦了電鍍通孔。由于對通孔的這種損害，在通孔需要修補或改進之 前，連接器可以在母板上拆卸和替換大約三次。子板300從母板500上拆卸下來后，子板300上保留連接器機架20，和與其連接的觸點30位于脆弱部分220上面的部分。在這種情況下，子板300 不能再次使用。盡管引導部40與子板300的拆焊可能導致子板300被再次 使用，然而，這種復雜的步驟有效地阻止了子板300的再次使用。
現(xiàn)在詳細描述觸點30在脆弱部分220處斷裂的機械機理。圖7所示的 是具有機架20和觸點30的連接器10的截面圖。機架20包括用于連接觸點 30的下部推動肩部230的下部壁架710。當柔順的尾部50被壓配進入第二 電氣設備，例如PCB或更特別地是母板500時，下部壁架710防止了觸點 30的進一步移動。
進一步如圖7所示，觸點30還具有上部肩部240，其與^L架上部壁架 720間隔開，以致于在上部肩部240和上部壁架720之間存在間隙或間隔。 當引導部40連接到第一電氣設備，而尾部50連接到第二電氣設備時，從第 二電氣設備牽拉第一電氣設備將使得脆弱部分220沿上部壁架720的方向伸 展，從而在脆弱部分220處斷裂觸點30。由于上部肩部240和上部壁架720 之間的間隔指引了脆弱部分220處的拉伸載荷，因此伸展可以實現(xiàn)。觸點30 被配置為在施加從第二電氣設備拆卸下尾部50必需的一定數(shù)量的力之前， 在脆弱部分220處伸展并斷裂。在這種方式中，在連接器IO從第二電氣設 備拆卸下來之前，觸點30將在脆弱部分220處斷裂。由于引導部40焊接在 第 一 電氣設備，從第二電氣設備拆卸下第 一 電氣設備的唯一途徑是使引導部 40和第一電氣設備拆焊，大多數(shù)情況下這是不切實際的。這樣有效地將連接 器IO限制為一次性使用。
觸點30可以由如磷青銅的高傳導金屬或合金制成。機架20可以由高溫 液晶聚合物(LCP)或其它已知的工業(yè)可以接受的非傳導高溫樹脂制成。
圖8所示的是連接器800的一個替代實施方式，其包括機架820和觸點 830。觸點830具有引導部840和柔順的尾部850。機架820包括切口 860, 當觸點830首次^皮裝載進^L架820時，切口 860用來^f吏引導部840穿過^f幾架 820。
機架820還包括對準柱870，用來將連接器800對準第一電氣設備。所 示的機架820在才幾架820的引導部側表面具有兩個對準柱870。對準柱870 將機架820與諸如印刷電路板(PCB)的電氣設備對準。盡管兩個對準柱870 是優(yōu)選的，本發(fā)明的范圍包括附加的對準柱870或其它對準結構。此外，可 選才奪的對準柱870還可以提供在機架820的尾部側表面。當對準柱870對準第 一 電氣設備上的相應的對準孔時，引導部840也與 電氣設備的表面上的電觸點對準，例如，PCB表面的表面安裝墊。PCB可以 是子板300。機架820還包括支架880。支架880引起間隔，其中引導部840 與第一電氣設備連接，以便于將引導部840焊接到該設備。圖9更詳細地示出了觸點830。觸點830包括接觸主體910、接觸引導 部840和柔順的圓柱狀尾部850。接觸主體910包括脆弱部分920、保持肩 部950和上部推動肩部940。如圖8所示，保持肩部950摩^"地裝配在^L架 820中，以安全地將觸點830保持在機架820中。所示的脆弱部分920具有縮小的橫截面，當張力牽拉施加在引導部840 和尾部850之間的觸點830時，觸點830首先在此部分斷裂?？梢岳斫獾氖?脆弱部分920相對于觸點830的其它部分可以通過機械設計或化學或冶金處 理來削弱，以確保觸點830在脆弱部分920處是最脆弱的。削弱的機械設計 可以被形成，例如，通過縮小橫截面、使材料變薄或在脆弱部分920采用更 脆弱的材料。柔順的圓柱狀尾部850包括上部端表面952、槽955和保持鉤960。尾 部850優(yōu)選地包括至少兩個鉤960，并且更優(yōu)選地包括至少三個鉤960。所 示的尾部950具有圓柱形狀，但是其它形狀，包括正方形、矩形和八角形也 在本發(fā)明的范圍之內。脆弱部分920被配置為在沿相對方向牽拉引導部840和尾部850的張力 的作用之下斷裂，這樣當引導部840連接到第一電氣設備，而尾部850連接 到第二電力設備時，第一和第二電氣設備被牽拉而分離。在這種方式中，在 引導部840和第一電氣設備或尾部850和第二電氣設備之間的電連接斷開之 前，脆弱部分920斷裂。第一電力氣備可以是子板300,而第二電氣設備可 以是母板500。 ？l導部840被配置為通過焊接連接到第一電氣設備。尾部850被配置為通過壓配連接到第二電氣設備。槽955使得尾部850 是柔順的，當尾部850被壓配進入第二電氣設備的通孔中時，其使得尾部850 可壓縮。鉤960在插進通孔時壓縮，然后當它們離開通孔并穿過第二電氣設 備時擴張。鉤960幫助阻止觸點830從第二電氣設備上被拆卸下來而不使觸 點830斷裂。當連接器800分別通過焊接和壓配被連接到第一和第二電氣設備時，觸 點830的脆弱部分920被設計為在連接器800從第二電氣設備拆下之前斷裂。結果是，第一電氣設備包括觸點830位于脆弱部分920上面的部分將被牽拉 而與連接的連接器800脫離，觸點830位于脆弱部分920下面的部分，包括 尾部850，將保持壓配在第二電氣設備中。通過巻曲或除去鉤960，或通過從其被插入的電力設備的另一側牽拉保 留的觸點部分，保持在第二電氣設備中的觸點830的部分可以從第二電氣設 備上被拆下來。保留的觸點部分被拆下之后，另外的連接器可以被連接到第 二電氣設備。 一旦壓配合，尾部850的壓配沖蝕或刮#~第二電氣設備的電鍍 通孔，并且其可以限制沒有進一步修補的第二電氣設備的再次使用。把第 一電氣設備從第二電氣設備上拆下之后，第 一 電氣設備具有連接器 機架820和連接到其上的觸點830位于脆弱部分920上面的部分。在這種情 況下，第一電氣設備不能被再次使用。盡管將引導部840和第一電氣設備拆 焊，可能使得第一電氣設備被再次使用，但是這種困難和昂貴的步驟有效地 阻止了第 一 電氣設備的再次使用。現(xiàn)在詳細說明連接器800的替代實施方式的脆弱部分920的斷裂的機械 機理。如圖8和9所示，機架820包括機架支撐下部壁架822,用于接觸觸 點830的上部端表面952。當尾部850被壓配進入第二電氣設備，例如PCB, 或更特別地是母板500時，下部壁架822阻止了觸點830的進一步移動。同樣如圖8和9所示，觸點830還具有上部肩部940,其與機架上部壁 架824間隔開，在上部推動肩部940和上部壁架824之間形成了間隙或間隔。 當引導部840被連接到第一電氣設備，而尾部850被連接到第二電氣設備時， 從第二電氣設備牽拉第一電氣設備的嘗試將引起脆弱部分920沿上部壁架 824的方向伸展，并在脆弱部分920處使觸點830斷裂。由于上部肩部940 和上部壁架824之間的間隔，伸展可以實現(xiàn)。觸點830被配置為在施加從第 二電氣設備將尾部950拆卸下來所必需的一定數(shù)量的力之前，在脆弱部分 920處伸展。在這種方式中，在連接器800從第二電氣設備拆卸下來之前， 觸點830在脆弱部分920處伸展并斷裂。由于引導部840被焊接到子板300, 將第 一電氣設備從第二電氣設備拆下的唯一途徑是將引導部840和第一電氣 設備拆焊，大多數(shù)情況下這是不切實際的。這樣有效地將連接器800限制為 一次性使用。進一步如圖8所示，尾部850伸進機架820。上部端表面952接觸下部 壁架822，以防止觸點830被推動超過規(guī)定的距離進入機架820。這樣使得尾部850 ^皮推進PCB的通孔，而沒有在才幾架820中移動觸點830。
圖10所示的是連接器800的側面的剖面圖。如圖10所示，引導部840 伸出支架880。引導部840還伸出機架820的側壁828。這樣有助于將引導 部840焊接到第一電氣設備，從而使得可以外部檢查焊接點。圖IO還示出 了可選擇的下部對準柱871。
在第一實施方式中，連接器800的引導部840可以連接到諸如子板300 的第一電氣設備。圖3所示的是具有表面安裝墊310的子板300。子板300 還包括對準孔320。使連接器800與子板300接觸，以致于對準柱870與對 準孔320對準，而引導部840被定位在表面安裝墊310上。引導部840然后 被焊接到子板300的表面安裝墊310。
圖5所示的是具有電鍍通孔510的母板500。母板可設置有可選擇的對 準孔(未示出)，以接收連接器800的可選擇的對準柱(未示出)。在連接器 800與子板300電連接之后，連接器800的尾部850接著插進母板500的相 應的通孔510中。在這種方式中，通過連接器800在母板500和子板300之 間建立了電連接。
當連接器800分別通過焊接和壓配連接到子板300和母板500時，觸點 830的脆弱部分920被設計為在連同連接器800的子板300被牽拉脫離母板 500之前斷裂。由于斷開引導部840和墊310之間的焊接接合所需的力，比 從通孔510中牽拉出壓配尾部850所需的力大得多，因此連接器800保持與 子板300的連接。結果是，子板300連同連接器800和與其連接的觸點830 位于脆弱部分920上面的部分一起被牽拉與母板500脫離。觸點830位于脆 弱部分920下面的部分將保持與母板500的壓配。
通過巻曲或除去鉤960或通過從其插入的母板500的另 一側牽拉保留的 觸點部分，保留在母板500中的觸點830位于脆弱部分920下面的部分可以 從母板上拆卸下來。保留的觸點部分被拆下之后，另外的連接器可以連接到 母板500。 一旦壓配合，尾部950的壓配可以沖蝕或刮擦母板的電鍍通孔， 從而可以限制母板沒有進一步修補而再次使用。
子板300從母板500拆下之后，子板300具有連接器機架820和連接其 上的觸點830位于脆弱部分920上面的部分。在這種情況下，子板300不能 再次使用。盡管將引導部840和子板300拆焊可能使得子板300再次使用， 但是這種困難且昂貴的步驟有效地阻止了子板300的再次使用。觸點830可以由例如磷青銅的高傳導金屬或合金，或其它已知的工業(yè)可
以接受的觸點材料制成。機架820可以由高溫液晶聚合物(LCP)或其它已
知的工業(yè)可以接受的非傳導高溫樹脂制成。
權利要求
1. 一種電連接器，包括機架(20, 820)和至少一個由所述機架保持的 電觸點(30, 830)，所述至少一個電觸點包括第一端(40, 840),其被配置 以產生與第一電氣設備(300)的第一連接，和第二端(50， 850 ),其被配 置以產生與第二電氣設備(500)的第二連接，所述電連接器的特征在于所述至少一個電觸點包括配置在所述第一端和所述第二端之間的脆弱 部分(220, 920)，其中所述脆弱部分被配置為，當通過牽拉所述第一電氣 設備使其脫離所述第二電氣設備而施加給所述至少一個電觸點張力時，在所 述第 一連接或第二連接之前斷裂。
2. 根據權利要求1所述的連接器， 而所述第二端是壓配連接。
3. 根據權利要求2所述的連接器， 尾部。
4. 根據權利要求2所述的連接器， 尾部。
5. 根據權利要求2所述的連接器， 和所述第二電氣設備之間提供垂直連接
6. 根據權利要求2所述的連接器， 和所述第二電氣設備之間提供直角連接
7. 根據權利要求3所述的連接器，其中所述機架包括下部壁架(710), 其與所述觸點的下部推動肩部(230)接觸，以阻止所述觸點被插進所述機 架時移動超出規(guī)定點，并且所述機架包括上部壁架(720)，其與所述觸點的 上部肩部(240)分隔開，以使得當施加給所述觸點張力時，所述脆弱部分 伸展并斷裂。
8. 根據權利要求4所述的連接器，其中所述機架包括下部壁架(822)， 其與所述觸點的上部端表面(952)接觸，以阻止所述觸點被插進所述機架 時移動超出規(guī)定點；并且其中所述機架還包括上部壁架(824)，其與所述觸 點的上部肩部(940)分隔開，以使得當施加給所述觸點張力時，所述脆弱 部分伸展并斷裂。其中所述第 一端是焊接的引導部， 其中所述第二端包括柔順的針眼狀 其中所述第二端包括柔順的圓柱狀 其中所述觸點在所述第一電氣設備 其中所述觸點在所述第 一 電氣設備
全文摘要
一種一次性安全模塊夾層連接器，包括機架(20，820)和至少一個由機架保持的電觸點(30，830)。該至少一個電觸點包括第一端(40，840)，其被配置以產生與第一電氣設備(300)的第一連接，和第二端(50，850)，其被配置以產生與第二電氣設備(500)的第二連接。該至少一個電觸點包括配置在第一端和第二端之間的脆弱部分(220，920)，其中脆弱部分被配置為當通過牽拉第一電氣設備使其脫離第二電氣設備而施加給該至少一個電觸點張力時，在第一連接或第二連接之前斷裂。
文檔編號H01R12/58GK101312283SQ20071030619
公開日2008年11月26日 申請日期2007年11月22日 優(yōu)先權日2007年5月22日
發(fā)明者戴維·A·特勞特, 詹姆斯·L·費德爾, 賈森·E·弗倫納, 阿塔利·S·泰勒 申請人:泰科電子公司