專利名稱：模壓插入電連接器和制造方法
技術領域：
本發明一般涉及電連接器技術，特別涉及具有通過模壓插入(insert-molding)制造工藝嵌入在絕緣外殼內的一個或多個導電端子的小型電連接器。
傳統上，通過提供剛性絕緣外殼然后與多個金屬端子裝配來制造電連接器。端子插入到外殼中形成的端子腔中。電子設備的發展已要求減小電連接器的體積。這種小型化已使得端子用非常薄的金屬條制成，因此，這種端子的結構剛度非常低。但是，由于缺乏剛度，傳統的端子到外殼的裝配方法已被證明不現實或不可能，因為端子沒有足夠的剛度承受物理插入到外殼中的端子腔。
在制造具有小型端子的連接器的研究中，大家知道，通過所謂“模壓插入”(有時稱為“過模壓”)的工藝制造連接器。模壓插入涉及將端子置于模腔中，然后注模樹脂至腔中，在端子周圍固化形成剛性絕緣外殼。特別是，在注入外殼樹脂期間，每個端子的至少一個表面希望緊靠模腔的一個表面。該表面不被樹脂覆蓋，由此保持暴露。一旦固化，剛性外殼為端子下側提供支撐。暴露的端子表面作為連接器的接觸表面。
在使用連接器時，為更好地保證端子承受接觸力，端子的朝前接頭彎曲成S形曲線形成在模腔內向里伸展的臺階。因此，內凸接頭完全被注入的外殼樹脂包圍，并牢固地嵌入在外殼中。這將幫助固定外殼中的端子并防止前接頭從外殼中脫離。
遺憾的是，在已知的電連接器模壓插入過程中，注入的外殼樹脂經常滲漏到要求不被覆蓋的模腔中端子的接觸表面，形成“毛邊”或樹脂薄膜。特別地，不希望樹脂流過置于端子腔中一側的端子的接觸表面周圍。知道這種不希望的注入方式發生在端子朝前的接頭的彎曲臺階處。這是一個疑難問題，因為端子接觸表面需要暴露以建立電接觸。端子接觸表面上不希望的“毛邊”可能阻止發生電接觸。
對于高黏度的樹脂，不希望的毛邊形成是一個特別疑難的問題。在控制或消除毛邊形成的研究中，需要使用高精度模制和/或使用具有低毛邊特性等級的模制樹脂。
在現有的連接器中，由于在端子接觸表面上毛邊形成尺寸不一致，質量控制更困難。毛邊形狀特征在連接器中是不一致的，由于預測產生的暴露端子表面的位置和長度的困難性，造成制造不精確。希望使毛邊的長度最短，或一起消除毛邊，以便提供具有最大暴露接觸部分的端子，由此使有效的插入長度最大。
因此，需要改進的能夠克服與通過模壓插入制造的已知連接器有關的問題的連接器。特別是，需要消除或減少端子接觸表面上稱為毛邊的外殼樹脂材料形成薄膜。
本發明通過提供改進的電連接器克服上述問題。本發明有益地提供了阻止在導電端子的接觸表面上形成毛邊或薄膜，接觸表面始終保持暴露并不被外殼材料覆蓋。
在實施例中，根據本發明的連接器包括具有特殊形狀接頭的端子。特別是，端子具有形成接觸表面的中間接觸部分以及凹進或偏離接觸表面且從接觸部分以朝前方向伸展而確定臺階構造的厚度減小的接頭部分。接觸部分有第一厚度，而接頭部分有薄于第一厚度的第二厚度。基本為平面的表面基本以直角從接觸表面伸展到接頭。
用絕緣外殼裝配端子，端子定位在模腔中，然后將外殼材料的樹脂模壓插入在端子上。樹脂固化形成絕緣外殼。外殼包括沿端子接觸部分一側伸展的端子支撐平臺，當端子接觸表面被施于接觸力時提供剛性結構的支撐。
每個連接器厚度減小的接頭被嵌在外殼端子平臺朝前部分。特別是，外殼材料覆蓋了接頭的上側。
在實施例中，端子的接頭部分有一大約為接觸部分厚度一半的厚度。
本發明的一個優點是臺階型構造端子的厚度減小的接頭阻止了絕緣外殼材料在端子上模壓插入期間樹脂在接觸表面上流動。
嵌入的厚度減小的接頭牢固地將導電端子的前部固定在外殼中。這有利地阻止了端子與外殼分離。
本發明的另一個優點是提供可用于現有外殼模的改進的端子，該端子也提供了模壓插入期間改進的無毛邊性能。
本發明的另外特征將通過下面的說明、附圖及權利要求書描述，并將變得更清楚。


圖1是傳統的模壓插入電連接器的側面截面圖；圖2是外殼端子平臺和圖1的傳統連接器端子的放大的部分截面圖；圖3是根據本發明優選實施例的模壓插入電連接器的平面圖；圖4是根據本發明基本沿圖3中的線Ⅳ-Ⅳ剖開的連接器的側面截面圖；圖5是當以插入連接器的方向看時的圖3連接器的前端圖；圖6是外殼端子平臺和圖3連接器端子的放大的部分截面圖；圖7-9是根據本發明各種連續制造階段期間端子示意側面圖。圖7顯示了在鑄造之前的工作臺上的端子。圖8顯示通過鑄造工具施加鑄造形成厚度減小的臺階型構造接頭的步驟期間的端子。圖9顯示了用虛線表示剩余材料從接頭切除的鑄造的端子。
現在參考附圖，其中同一數字表示同一元件，圖1和圖2顯示具有模壓插入外殼301的傳統型連接器304。如圖1所示，傳統連接器304通常包括絕緣外殼301，多個平行對稱置于外殼中的導電端子303，以及一個導電屏蔽302。屏蔽302通常包圍外殼的兩個側面和上側。
屏蔽302有一個定形的前開口305，以配合接收匹配插頭連接器(未示出)。匹配插頭連接器安裝在外殼的端子平臺306上，這樣插頭的接觸以在端子303上滑動接觸地被接收。
仍參考圖1，傳統連接器304的外殼301包括基座部分311和從基座311向屏蔽302中的開口305朝前伸展的懸臂端子平臺306。外殼301通過通常已知的模壓插入方法在端子303上形成，由此絕緣外殼樹脂被注入到包含端子303的模腔中，端子303預先插入到模型中。由此，端子303通過基座伸展并凹進端子平臺306中，這樣每個端子的接觸表面面朝上離開端子平臺306。接觸表面309希望暴露以便與在開口305中接收的插頭迅速建立導電接觸，但是，遺憾的是，在制造期間保持接觸表面暴露已經很困難，更特別是，如圖1和2所示，傳統端子303的端子平臺306被彎曲成S形部分308，以形成降低的朝前接頭307。降低的接頭307嵌入或埋入外殼301的材料中，幫助支撐端子303前端固定。注意，傳統端子303沿其長度包括在接頭307處通常厚度均勻。
遺憾的是，已經發現具有通過彎曲S曲線部分309形成的傳統端子303的接觸表面30經常在模壓插入加工期間形成脫離模型的間隙，使得形成不希望的“毛邊”310或在接觸表面309上的外殼樹脂薄膜。這種毛邊310覆蓋了部分或全部接觸薄膜309的長度，減小了電接觸的質量，或縮短了接觸表面309的有效區域。消除毛邊310大大增加費用。
為了克服與模壓插入期間在端子上形成毛邊有關的問題，本發明在實施例中提供了包括具有改進的、厚度減小的、在其接頭處有臺階構造的端子。已經發現這種改進形狀的端子阻止在外殼樹脂注入期間形成離開模腔的間隙，由此阻止樹脂流到接觸表面及相關的毛邊形成。
例如，圖3-6顯示了根據本發明實施例的小型結構的連接器10。通常如圖4和5所示，連接器10包括絕緣外殼12，多個導電端子14。為了以小尺寸構造連接器10，絕緣外殼12模壓插入在端子14上。構造的連接器10接收匹配插頭連接器(未示出)。
另外，為保護連接器免受電磁干擾，所示的連接器10有一個外殼導電屏蔽16，如圖3和5所示。屏蔽16有一個上壁18和兩個相對的側壁20。為將連接器10固定在電路板(未示出)或其他表面上，多個固定凸緣22(4個，在示出的實施例中所示)從屏蔽16的側壁20朝外凸出。如圖4和5所示，屏蔽16整體且纏繞在絕緣外殼12的外周，形成連接器10的剛性外形。屏蔽16的端部由一對相對凸出的薄片24和26確定。薄片24，26以配合嚙合方式在連接器10下側交會，由此將外殼12固定在屏蔽16中。
更特別是，薄片24和26每一個分別有臺階型構造，互相配合安裝，如圖5所示。參考圖4的截面圖，薄片24包括柱25，該柱被緊密接收在以干擾配合的相對的薄片26中的孔27中。
在連接器10的前部，屏蔽16的上壁18，側壁22和底部薄片24和26內部確定開口28。確定開28尺寸以匹配接收上述的插頭連接器。
圖4和圖6的截面圖示出了絕緣外殼12中的端子14。提供多個端子(示出4個)，以平行對稱排列置于外殼12中。外殼12在各自的端子腔15中容納端子14。
現在參考圖4，連接器10的模壓插入外殼12包括基座部分30和朝向屏蔽16中的開口28從基座部分30朝前伸展的懸臂端子平臺32。端子平臺32的前端以錐形形狀匹配插入到插頭的配合插孔中。當匹配插頭連接器插入到連接器10中時，插頭在端子平臺32上配合，這樣來自插頭的接觸在端子14上以滑動接觸被接收。
仍參考圖4，每一個端子14有放大的接觸部分34，以凹進方式置于端子平臺32中。端子14通過外殼12的基座30朝后伸展。在連接器10的后部，端子14有一個尾部36，如圖3和4所示尾部36利用焊接或其他已知的方法連接到電路板上的觸點。
為建立與插頭接觸，端子14的接觸部分34有朝上暴露的接觸表面38。最好，暴露的接觸表面38基本上沿端子平臺32的長度從外殼12的基座30向前部開口28伸展。這就使滑動接觸長度最大。
根據本發明的一方面，端子14的前部包括具有角、從接觸表面偏離的臺階型構造的厚度減小的接頭部分40。由于臺階型構造，絕緣外殼樹脂在模壓過程中能夠包圍接頭部分40。一旦固化樹脂，接頭部分40被凹進或嵌入外殼12中，使外殼材料g(圖6)部分在接頭部分40上垂直及接觸表面38朝前分布。嵌入的接頭部分40將端子14固定到端子平臺32，以防止當施加來自插頭的滑動接觸力時端子14脫離端子平臺32。
特別地，端子14的接觸部分34有第一厚度，而接頭部分有小于第一厚度的第二厚度。例如，在所示實施例中，接頭部分14的厚度約為接觸部分34厚度的一半。基本上平面表面42通常以直角從接觸表面38伸展到接頭部分40。但是，應該理解連接器10尺寸小，而這里幾何描述的精度限于小規模制造端子14的能力。另外，本發明不限于直角構造。相應地，本發明希望端子在接觸表面38的前邊緣擁有非彎曲角的構造。因此，雖然描述的厚度減小、直角、臺階型構造40是優選的，但是本文的權利要求書希望將這種接頭形狀包括在等效的變化和合理的制造公差之內。前表面44大致平行于平面表面42伸展。
已經發現接頭部分40的臺階型構造減小了作為現有技術的連接器問題的毛邊形成。特別地，端子接觸表面38和/或平面表面42當注入樹脂時與模腔一側接觸，包圍接頭部分40。由于有效地阻止了樹脂朝后流向端子臺階表面42，樹脂薄膜或毛邊不會在接觸薄膜38上形成。
在優選實施例中，接頭部分40的長度稍長于接觸部分34的厚度。但是，接頭部分40的長度可以是任何合適的長度以根據尺寸提供必要的固定力及元件總體的強度，包括外殼材料g的強度。
為形成厚度減小的接頭部分，在實施例中，端子用鑄造工藝制造，如圖7-9所示。首先，參考圖7，提供盤或金屬毛坯114，制造端子。這里描述的鑄造工藝先形成要求的厚度減小的、臺階型構造的毛坯114，然后由形成的毛坯制造許多端子，由此優化效率。
毛坯114被置于粗糙的表面或工作臺116上。鍛模118沿毛坯114的前邊緣定位。模子118有一個帶齒122的凹腔120，適當的形狀鍛打出要求的臺階型端子構造確定例如直角。凹腔120有等于要求的端子接頭部分厚度的深度h。
鍛模118以方向A(圖7)朝下驅動，用要求的臺階型構造鍛打或鑄造金屬毛坯114的前邊緣，如圖8所示。在凹腔32下變形的金屬向前拉，形成厚度減小的接頭部分40及垂直于接觸表面38放置的臺階型平面表面42。
轉到圖9，為了使接頭部分具有要求長度，將剩余的金屬在切割步驟中利用已知的適當的切割裝置如切割機、激光等從接頭部分40的前邊緣去掉。如所示，虛線B右側的材料被切割掉并被排除，留下前表面44(圖6)。
隨后，單個端子14從毛坯114切割并彎曲形成尾部36。可選地，電鍍可用于這里的端子。為了是制造步驟最少，圖8中的切割操作例如也可將單個端子14從毛坯114分離。
上述實施例是實施例的示例，其中端子14的表面42以直角形成。但是根據本發明的具有厚度減小的接頭部分40端子14也可被制成表面42不是直角。圖7和8的鑄造操作可用于形成這種構造。例如，可以近似于直角的銳角或鈍角形成表面42。
本發明不限于這里具體描述的示例實施例。相反，可認為對這里具體描述的實施例的各種變化和修正，對于本領域的技術人員將是明顯的，而且所作的這種變化和修正不脫離本發明的精神與范圍。因此，所附的權利要求書旨在覆蓋這種變化以及修正。
權利要求
1.電連接器(10)，包括多個導電端子(14)；以及端子(14)上模壓插入的外殼(12)，外殼(12)包括端子支撐平臺(32)，所述多個端子置于所述外殼中；其中每個端子(14)包括接觸部分(34)，具有暴露的接觸表面(38)用于與匹配連接器的各端子匹配，接觸部分有第一厚度；以及接頭部分(40)，從接觸部分(32)朝前伸展，接頭部分有小于第一厚度的第二厚度以形成偏離接觸表面的臺階型構造，外殼嵌進接頭部分。
2.根據權利要求1的電連接器(10)，其特征在于，端子(14)包括基本為平面的表面(38)，該表面以大約90度角從接觸表面(38)向接頭部分(40)朝下伸展。
3.根據權利要求1的電連接器(10)，還包括整體的導電屏蔽(16)，該屏蔽具有兩個相對凸出的薄片(24，26)，兩個薄片交會使所述屏蔽纏繞外殼(12)的外周，每個薄片具有臺階型構造，這樣臺階型構造以配合方式互相配合適配。
4.根據權利要求3的電連接器(10)，其特征在于，所述薄片(24)之一包括由此伸展的柱(25)，而另一薄片(26)有一個以相互配合接收柱的孔。
5.根據權利要求3的電連接器(10)，其特征在于，所述屏蔽(16)還包括頂壁(18)和相對地從所述頂壁伸展的一對側壁(20)，所述薄片(24，26)從各側壁凸出。
6.根據權利要求1的電連接器(10)，其特征在于，外殼(12)還包括外殼基座(30)，從外殼基座朝前伸展的端子平臺(32)；且其中端子(14)還包括用于將各導體嚙合到固定連接器的電路板上的尾部(36)。
7.電連接器(10)，包括至少一個導電端子(14)，端子包括確定接觸表面(38)的接觸部分(34)，接觸部分具有第一厚度和從接觸部分朝前伸展的接頭部分(40)，接頭部分具有小于第一厚度的第二厚度并偏離接觸表面；絕緣外殼(12)形成端子平臺(32)，其中端子的接頭部分(40)被嵌入在外殼中，這樣接觸表面暴露而接頭部分被外殼覆蓋。
8.根據權利要求7的連接器(10)，其特征在于，第二厚度大約為第一厚度的一半。
9.根據權利要求7的連接器(10)，其特征在于，外殼(12)通過在端子(14)上模壓插入絕緣樹脂而形成。
10.根據權利要求7的連接器(10)，其特征在于，接頭部分(40)以臺階形方式從接觸部分(34)伸展。
11.根據權利要求7的連接器(10)，其特征在于，端子(14)具有以約直角相對接觸表面設置的表面(42)，該表面向接頭部分(40)伸展。
12.根據權利要求7的連接器(10)，還包括整體導電屏蔽(16)，屏蔽(16)具有兩個相對凸出的薄片(24，26)，兩薄片交會使所述屏蔽纏繞外殼(12)的外周，其中每個薄片具有臺階型構造，這樣臺階型構造以配合方式互相配合適配。
13.根據權利要求12的連接器(10)，其特征在于，所述薄片(24)之一包括由此伸展的柱，而另一薄片(26)有一個以相互適配地接收柱的孔。
14.制造電連接器(10)的方法，包括步驟提供具有第一厚度的金屬毛坯(114)；鑄造金屬毛坯邊緣形成具有臺階型構造的接頭(140)，該接頭具有小于第一厚度的第二厚度；從毛坯(114)切割多個單個端子(14)，這樣形成的每個端子具有所述臺階型構造的接頭(40)。
15.根據權利要求14的方法，還包括從鑄造的接頭切割掉多余金屬的步驟。
16.根據權利要求14的方法，其特征在于，所述鑄造步驟包括驅動緊靠所述毛坯(114)的邊緣的模子(118)。
17.根據權利要求13的方法，還包括步驟將多個端子(14)置于模腔中；將樹脂注入到模腔中，形成外殼(12)。
18.根據權利要求15的方法，還包括定位具有所述第一厚度、緊靠模腔壁的端子的部分(34)的步驟。
19.電連接器(10)，包括在多個導電端子(14)上模壓插入的外殼(12)，且該外殼包括端子支撐平臺(32)，每個端子包括具有用于與匹配連接器的各端子匹配的暴露的接觸表面(38)的接觸部分(34)和從接觸部分(34)伸展并由外殼覆蓋的接頭部分(40)；以及帶有兩個凸出的纏繞外殼的薄片(24，26)的整體導電屏蔽(16)，所述薄片(24)之一包括由此伸展的柱(25)，而另一薄片(26)有一個以相互適配地接收柱的孔(27)。
20.根據權利要求19的電連接器，其特征在于，每個薄片(24，26)具有臺階型構造，這樣臺階型構造以配合方式互相配合適配。
全文摘要
提供一種電連接器,具有多個與外殼模壓注入的導電端子。每個端子有具有臺階型構造的厚度減小的接頭部分。臺階型構造有交會端子暴露的接觸表面的非彎曲角。端子的角在模壓插入過程中仍定位在緊靠模腔的壁但允許接頭部分被嵌入在外殼材料中以牢固固定。端子有利地避免了模壓插入期間在暴露接觸表面上形成毛邊或樹脂薄膜。這種連接器用于,例如,小尺寸連接器應用,其中端子小且缺乏便利地與預先形成的外殼裝配所需的足夠剛度。
文檔編號B29C45/14GK1287396SQ0012175
公開日2001年3月14日 申請日期2000年6月21日 優先權日1999年6月22日
發明者平田智久 申請人:莫列斯公司