專利名稱：電接觸件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有涉及一種改進(jìn)的電接觸件。特別地，本發(fā)明涉及陰接觸件，也稱作為插座或插座接觸件，具有下列特點當(dāng)用作為電連接件時，能使電氣的不連續(xù)性減少到最小，從而改善帶寬。
背景技術(shù)：
電接觸件給兩個電導(dǎo)體提供一個連接點，電流流過該連接點。當(dāng)使用電導(dǎo)體時，例如同軸電纜，電接觸件和電纜連同其他元件的組合可稱作為電連接件。較佳地，電連接件能在電子系統(tǒng)的兩個元件之間提供機械和電接觸件，而不會產(chǎn)生無法接受的信號失真或功率損耗?？梢岳脦追N電接觸件和它們各自的電連接件系統(tǒng)。
美國專利5190472(Voltz等人)披露了小型化高密度互連系統(tǒng)，用于將同軸信號電纜端接到電信號傳輸系統(tǒng)。在某些實施例中，使用含有三桁條(three-beam)圓柱體的信號接觸件。如同本專利的圖3和7所示，信號接觸件的桁條具有長方形的橫截面。
美國專利號4359258(Palecek等人)披露了一種安裝電連接件的電路板，該電連接件包含一個插座和整體焊接尾部(an integral solder tail)。該插座含有一對整體桁條部分，是從圓柱形底座部分延伸出來。因為陽接觸件插在這一對整體桁條部分之間，它們向外偏斜并且彈性地偏加到該接觸件，以保持該接觸件并在該接觸件和桁條部分之間建立電接觸連接。同樣，美國專利5199910(Kahle等人)在圖4，5，和6及其他地方披露了一種陰接觸件，包括用于與陽接觸件電連接的三桁條端。及，美國專利6045402(Embo等人)在圖2，4和5，及其他地方中披露了含有雙桁條的插座接觸件。這些參考文獻(xiàn)示出含有第一端和第二端的桁條，第一端是可動的(is free)，是接觸件首選插入的一端；第二端通常是由軸或圓柱形部分支撐的。
另一參考文獻(xiàn)是美國專利3404367(Henschen)披露了一種接觸插座，含有兩個定距間隔的基本方形末端部分(section)，這兩部分由半橢圓彈簧互相連接。圖2示出每個彈簧是末端部分的整體部分并構(gòu)成未端部分的側(cè)面(P)2-5～6)。一旦插入接觸插針，實際上能使該彈簧偏斜，以使某一給定插座尺寸能容納較寬范圍的插針尺寸。本專利示出每個接插座具有4根彈簧。
雖然，前述技術(shù)是有用的，對于其他電接觸件和電連接件有一種需要便于使用，能使不連續(xù)性減少到最小，并能按簡便有效，經(jīng)濟加工處理進(jìn)行制造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新型電接觸件，設(shè)計成能使連接兩種電導(dǎo)體時產(chǎn)生電不連續(xù)性減少到最小。結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)較佳的電連接，導(dǎo)致能改善電氣裝置的帶寬性能。
簡而言之，在一方面，本發(fā)明涉及含有一條縱軸的一種電接觸件并包括基本上管狀的，中空主體，該中空主體包括第一末端和第二末端。第一末端含有一個邊界小孔(bounded aperture)。該中空主體含有至少兩條細(xì)長狹槽和至少兩個接觸元件，沿縱軸放置。術(shù)語“沿縱軸放置”意指細(xì)長狹槽或接觸元件一般平行于縱軸。技術(shù)熟練人員半認(rèn)識到細(xì)長狹槽或接觸元件能按某個角度放置，即，不與縱軸平行。每個接觸元件具有一條復(fù)合曲線。焊料杯放置在相鄰于中空主體第二末端的位置。焊料杯含有向外展開部分，遠(yuǎn)離(distal to)中空主體第二末端。在本發(fā)明另一方面，電接觸件是由金屬襯底經(jīng)沖壓和成型制造的，并且接觸元件中的至少一個具有一條復(fù)合曲線。
在又另一方面，本發(fā)明涉及端接電連接件，包含電接觸件，安裝在同軸電纜上；兩者中的至少一部分居留在導(dǎo)電外殼內(nèi)。電接觸件含有一條縱軸，并包括基本上管狀的，中空主體，該中空主體含有第一末端和第二末端。第一末端含有一個邊界小孔。該中空主體含有至少兩條細(xì)長狹槽，平行于縱軸放置，由此構(gòu)成接觸元件。每個接觸元件具有一條復(fù)合曲線。焊料杯放置在毗鄰于中空主體第二末端的位置。焊料杯具有向外展開部分，遠(yuǎn)離中空主體第二末端。同軸電纜包括中間信號導(dǎo)體；金屬編織物，隨意地纏繞在中間信號導(dǎo)體周圍；線芯管，圍繞在中間信號導(dǎo)體和金屬紡織物(如果使用)周圍，至少一層金屬屏蔽層，對線芯管進(jìn)行屏蔽。及外套，包圍著金屬導(dǎo)線。當(dāng)安裝時，電連接件上的向外展開部分毗連同軸電纜的線芯管。并且，同軸電纜的中間信號導(dǎo)體放置在電連接件的至少一部分焊料杯內(nèi)。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是接觸元件的設(shè)計。因為每個接觸元件具有一條復(fù)合曲線，如同這兒進(jìn)一步描述的，能夠與信號插針具有良好的機械和電氣接觸。這樣，該發(fā)明的電接觸件使電不連續(xù)性減少到最小，這種不連續(xù)性在兩根電導(dǎo)體連接的系統(tǒng)中是固有的。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是電接觸件含有起彈簧作用的接觸元件，這兒該彈簧顯示出可變曲率。這種接觸元件的可變彈簧曲率能使連接件容納寬范圍的信號插針直徑。


參考依據(jù)本發(fā)明的附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明。
圖1是一張陰電接觸件的示范性實施例的等距視圖(isometric view)；圖2是一張示范性端接電連接件的橫截面圖；圖3是一張制造電接觸件中沖壓步驟的原理性示意圖；圖4是一張陰電接觸件的另一個示范性實施例的等距視圖；圖5是一張陰電接觸件的另一個示范性實施例的等距視圖；圖6是一張含有插入信號插針的圖1實施例的等距視圖；圖7是一張沿圖6的7-7線截取的橫截面圖；及圖8是一張示范性微波電纜的橫截面圖。
這些圖是相同的，未按比例尺畫，并且僅傾向于描述性的和非限制性的。在附圖中，相同的參考數(shù)字表示相似部件。
具體實施例方式
圖1描述依據(jù)本發(fā)明的陰電接觸件10的一個實施例。電接觸件具有一個基本管狀的，中空主體12，該中空主體12含有第一末端14和第二末端30。作為參考目的，該接觸件具有一條縱軸，如圖1中的“z”所示。如同這兒所用的，術(shù)語“基本管狀”意指中空主體本身的結(jié)構(gòu)一般為圓柱形，但當(dāng)不與信號插針配合時，圓柱形直徑沿導(dǎo)體的縱軸而變化。在較佳實施例中，當(dāng)不配合電接觸件時，中空主體的直徑從第一末端14逐漸地減少到該中空主體中間部分的最小直徑，并然后，當(dāng)它接近第二末端30時，中空主體的直徑又增大。第一末端含有一個邊界小孔16，用以插入信號插針(未示出)。較佳地，對第一末端進(jìn)行處理，以提供一個引導(dǎo)倒角18(lead-in chamfer)，有助于信號插針的配合。這兒所用的術(shù)語“邊界”意指圓圈(ring)(一般示作為18)構(gòu)成該小孔的邊界。邊界的不是暗示該小孔必須是由一個連續(xù)開口確定，實際上，圖1顯示存在一條細(xì)縫(seam)15。中空主體至少含有兩個接觸元件22，位于兩條細(xì)長狹槽20之間。接觸元件和細(xì)長狹槽一般與縱軸平行放置。
圖1顯示兩個接觸元件22都具有復(fù)合曲線，而圖4顯示兩個接觸元件中的至少一個具有復(fù)合曲線。如同這兒所用的，術(shù)語“復(fù)合曲線”意指接觸元件具有雙向彎曲。當(dāng)電接觸件不含有配合的信號插針時，存在復(fù)合曲線。在較佳實施例中，接觸元件22沿中空主體的長度向內(nèi)成圓形的，即，朝z軸凹入的。并且，接觸元件的外表面是凸起的，即，彎曲成類似于球體的外表面。如圖7所示，這復(fù)合曲線特性允許信號插針(橫截面一般為圓形)和接觸元件之間的緊密接觸，由此改善它們之間的電連接。本發(fā)明與美國專利5190472的不同之處在于它的接觸件3的橫截面為長方形，并這樣與它的信號插針55只能局部接觸，如圖7所示。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是由于它的細(xì)長管狀設(shè)計，該接觸件與信號插針發(fā)生接觸的面積區(qū)較大(一般由圍繞接觸元件的表面確定)。將該信號插針重復(fù)地與接觸件的配合，插針上和接觸件上的配合表面很可能磨損，由此可能會降低它們之間的電連接。通過增大接觸的表面區(qū)，可增強使插針和接觸元件之間在整個持續(xù)時間具有良好接觸的可能性。相反，美國專利4359258示出插針和它插座16配合時產(chǎn)生的相當(dāng)局部區(qū)域，是通過設(shè)計接觸區(qū)35(在它的圖2中)確定的。
在一個實施例中，在中空主體的第二末端30，有一個導(dǎo)線阻止器(wire stop)32。該導(dǎo)線中止器主要起著阻止傳輸線電纜的中間導(dǎo)體的作用，如圖2中進(jìn)一步解釋的。同樣，當(dāng)同軸電纜的中間導(dǎo)體安裝到電接觸件時，導(dǎo)線阻止器使焊料浸錫減少到最小。毗鄰于中空主體第二末端的是焊料杯(solder cup)34。焊料杯含有用于承受傳輸電纜線絕緣體的裝置，以在安裝期間或在與信號插針配合期間阻止電接觸件穿進(jìn)電纜線。一種有用的裝置是一段向外展開部分，位于遠(yuǎn)離電接觸件第二末端的位置。在一個實施例中，該向外展開部分是定位臂，圖2中示作為36。在較佳實施例中，焊料杯三條定位臂。
圖2描述端止電連接件1的一個實施例。微波同軸電纜40與電接觸件10緊密配合。導(dǎo)電外殼60覆蓋整個電連接件及微波同軸電纜的一部分。微波電纜一般含有中間信號導(dǎo)體42；絕緣細(xì)絲；隨意地纏繞在中間導(dǎo)體周圍(未示出)；線芯管44，圍繞著中間信號導(dǎo)體和絕緣細(xì)絲(如果使用)，至少一層編織層46，通常為金屬，對線芯管進(jìn)行屏蔽；及護套48，圍繞著金屬導(dǎo)線層。電連接件的定位臂36毗鄰于微波同軸電纜上的線芯管44。并且，中間信號導(dǎo)體42駐留在焊料杯內(nèi)，一直到達(dá)導(dǎo)線阻止器32，圖8示出含有細(xì)絲43和兩層編織層46的微波同軸電纜的橫截面圖。定位臂36使中間導(dǎo)體42和線芯管44之間的間隔為距離“d”。
通過使用焊接介質(zhì)50，中間導(dǎo)體能固定到焊料杯。通過較佳地在編織物46上使用焊接介質(zhì)54將導(dǎo)體外殼固定到電纜40。導(dǎo)體外殼60含有一個開口64和絕緣體66。開口64，含有引導(dǎo)環(huán)52，對準(zhǔn)于電接觸件第一末端內(nèi)的小孔16，這樣允許信號插針(未示出)的插入。導(dǎo)電外殼60一般由金屬或金屬合金制成，例如，黃銅，并較佳地含有引導(dǎo)曲面51，便于與其他部件配合，例如耦合器。因為圖2示出沒有配合信號插針的一個端接電連接件，接觸元件處于釋放狀態(tài)，如由空氣隙56所示。
圖5描述含有閉合焊料杯部分71的陰電接觸件10的另一個實施例。較佳地，提供出口(vent)70，當(dāng)將中間導(dǎo)體焊接到焊料杯時，以允許焊接熔線蒸發(fā)到出口。因為閉合焊料杯部分具有恒定直徑，與圖1的電接觸件相比時，這個實施例對不連續(xù)性的阻止較少。
圖6顯示使用中的電接觸件10，即，當(dāng)信號插針72插入時，并且至少一部分插針接觸電接觸元件并使它們向外偏斜。信號插針的直徑確定電接觸元件經(jīng)受的偏斜量。因為電接觸元件的偏斜，管狀中空主體12的直徑改變了，以容納該信號插針，并達(dá)到電接觸件的一般直徑。這種直徑的改變有效地提供給具有恒定直徑的插座，由此在接觸件外直徑和導(dǎo)體外殼內(nèi)直徑之間產(chǎn)生幾何變化的接觸時，使內(nèi)在引起的電不連續(xù)性減少到最小。這種接觸件直徑特點提供本發(fā)明的一個關(guān)鍵優(yōu)點。
圖7是一張沿圖6的線7-7截取的橫截面圖，并示出接觸元件22與信號插針72緊密接觸，這樣接觸元件密封(cup)信號插針。這種類型的緊密接觸與美國專利5190472中披露的接觸件類型形成對比。
本發(fā)明的電連接件用于配合或連接電導(dǎo)體。雖然圖2和8示出使用微波軸向電纜的本發(fā)明電連接件，能夠使用任何類型電纜的連接件，無論是同軸的或非同軸的。對電連接件技術(shù)熟練的人員將認(rèn)識到用于本發(fā)明的各種變化。例如，端接電連接件可以裝載進(jìn)夾持器(carrier)內(nèi)或緊密配合于陽同軸連接件，例如，耦合器。
電接觸件由金屬襯底制成。如這兒使用的，術(shù)語金屬包括純金屬和它們的合金。合適的金屬襯底包括銅和鈹-銅合金。在較佳實施例中，金屬襯底通常經(jīng)電鍍處理，覆蓋有其他金屬層，該金屬層例如為鎳，鉻，或金。在更佳實施例中，焊料杯進(jìn)一步含有錫和鉛涂層。
電接觸件可以制成任何合適的尺寸，以配合幾種電導(dǎo)體。在較佳實施例中，電接觸件用于與微濾同軸電纜的連接中。在這種情況，電接觸件的長度典型地為約為0.1到0.5英寸(2.5到12.7毫米)。中空主體第一末端的開口的外部直徑約為0.1到0.4英寸(2.5到10.2毫米)。金屬襯底的厚度約為0.001到0.010英寸(0.025到0.25毫米)。
發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)接觸元件的復(fù)合曲線特性使插座兼容于寬范圍的信號插針直徑。這結(jié)果對用戶是一個優(yōu)點，因為它放寬了信號插針?biāo)璧娜菰S偏差。一般，部件的容許偏差越小，制造部件的成本就越貴，特別是當(dāng)制造部件的方法包括幾種類型的制造過程時。認(rèn)為插針直徑的更寬工作范圍是由接觸元件朝兩個非偏斜的穩(wěn)定位置之間的零作用點偏斜的能力引起的。僅為了類推目的，接觸元件起著非常象美國專利4703301(Hollweck等人)中描述的雙穩(wěn)態(tài)彈簧的作用。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是電接觸件可以用沖壓和成型處理進(jìn)行制造，這種處理方法比加工處理的效能成本更合算。這兒將描述一種示范性沖壓和成型處理。
為半連續(xù)處理提供例如銅的原料金屬條(a strip of stock metal)，通常為卷形式(in roll form)，其厚度約為0.005英寸(0.13毫米)。原料金屬經(jīng)過幾個處理站的沖壓和模制，變?yōu)榕髁?blanked)。在坯料處理過程中，通常沿原料金屬的頂部和底部形成夾持器。夾持器含有導(dǎo)向孔，以幫助將原料金屬引導(dǎo)通過各種處理站。同樣在坯料處理過程中，從原料金屬中沖壓成電連接件形狀。在這點，電接觸件基本上是扁平的。通常經(jīng)過幾根棒條，使電接觸件沿夾持器傳輸。在沖壓成電接觸件后，使用各種成型模，以將它形成為基本管狀形，并也形成向外展開部分。
圖3原理性地示出在一種示范性電接觸件制造過程中的示范性步驟。在這種情況中為沖壓處理。處理過程中的連接件100含有原始的原材料金屬102(hasas a...P)8-17～19)，已經(jīng)進(jìn)行部分毛坯加工，形成夾持器104和導(dǎo)向孔106。電接觸件經(jīng)連接桿108連接到夾持器，在這處理階段基本呈現(xiàn)為扁平的和圖案化的金屬板。電接觸件包括主體部分112，第一翼部分114，中間部分122，細(xì)長槽120，第二翼部分130和延長部分134，該延長部分134將變成焊料杯。在成型步驟中，將第一和第二翼部分及中間部分合攏，以形成中空主體，含有第一末端，第二末端，一般如圖1所示。成型步驟的結(jié)果，形成兩條狹槽；一條相應(yīng)于狹槽120，而其他的形成為中間部分兩側(cè)上的凹槽220。一旦合攏，邊緣224相碰時形成接縫。在其他成型步驟中，進(jìn)一步對主體部分進(jìn)行處理，以在接觸元件上形成復(fù)合曲線。雖然沖壓和成型方法的前面一般描述對制造本發(fā)明的電接觸件是有用的，技術(shù)熟練人員認(rèn)識到對這描述的改變能用于制造電接觸件。
這里引用的所有參考文獻(xiàn)，包括在背景章節(jié)中的那些，都并入每個參考文獻(xiàn)的整體中，作為參考。
權(quán)利要求
1.一種電接觸件，含有縱軸，其特征在于，所述接觸件(10)包括(a)基本管狀的，中空主體(12)，含有第一末端(14)和第二末端(30)，所述第一末端含有其上的邊界小孔(16)，所述中空主體含有至少兩條細(xì)長狹槽及至少兩個接觸元件，所述細(xì)長狹槽和接觸元件沿所述給軸放置，每個接觸元件含有一條復(fù)合曲線(22)；及(b)焊料杯(34)，放置在毗鄰于所述中空主體的所述第二末端的位置，所述焊料杯含有向外展開部分(36)，遠(yuǎn)離于所述中空主體的所述第二末端。
2.按照權(quán)利要求1所述電接觸件，其特征在于，所述中空主體的所述第二末端進(jìn)一步包括導(dǎo)線阻止器(32)。
3.按照權(quán)利要求1所述電接觸件，其特征在于，沿所述中空主體的所述長度，所述接觸件是凹入的，并且所述接觸元件具有凸起的外表面。
4.按照權(quán)利要求1所述電接觸件，其特征在于，所述中空主體含有至少一條沿所述縱軸放置的接縫，所述接縫是從所述細(xì)長狹槽延伸的。
5.按照權(quán)利要求1所述電接觸件，其特征在于，所述向外展開部分是定位臂。
6.按照權(quán)利要求1所述電接觸件，其特征在于，所述連接件是一種金屬，所述金屬是從含有銅和鈹-銅的所述組中選擇的。
7.按照權(quán)利要求6所述電接觸件，其特征在于，所述金屬涂上至少一種從含有鎳，鉻，和金的所述組中選擇的材料。
8.按照權(quán)利要求1所述電接觸件，其特征在于，所述電接觸件的長度約為0.1到0.5英寸(2.5到12.7毫米)，及其中，所述中空主體的所述第一末端的所述開口的外直徑約為0.1到0.4英寸(2.5到10.2毫米)。
9.一種含有縱軸的電接觸件，其特征在于，所述電接觸件包括(a)基本管狀的中空主體，含有第一末端和第二末端，所述第一末端含有一個邊界小孔，其中，所述中空主體含有至少兩條細(xì)長狹槽及至少兩個接觸元件，所述細(xì)長狹槽和接觸元件沿所述縱軸放置，及其中，至少一個所述接觸元件含有一條復(fù)合曲線；(b)焊料杯(34)，放置在毗鄰于所述中空主體的所述第二末端的位置；及(c)所述電接觸件是由金屬襯底經(jīng)沖壓和成型后制成的。
10.按照權(quán)利要求9所述電接觸件，其特征在于，所述金屬是從含有銅和鈹-銅合金的所述組中選擇的。
11.按照權(quán)利要求10所述電接觸件，其特征在于，所述金屬涂上一種從含有鎳，鉻，及金的所述組中選擇的材料。
12.按照權(quán)利要求10所述電接觸件，其特征在于，所述焊料杯涂上錫-鉛合金。
13.按照權(quán)利要求9所述電接觸件，其特征在于，所述金屬襯底的厚度約為0.001到0.010英寸(0.025到0.25毫米)。
14.按照權(quán)利要求9所述電接觸件，其特征在于，沿所述中空主體的所述長度，所述接觸元件是凹入的，且所述接觸元件具有凸起的外表面。
15.一種端接電連接件，其特征在于，包括安裝在同軸電纜(40)上并放置在導(dǎo)電外殼內(nèi)的電接觸件，其中所述電接觸件具有一條縱軸并包括(i)基本上管狀中空主體，含有第一末端和第二末端，所述第一末端含有一個邊界小孔，所述中空主體含有至少兩條細(xì)長狹槽及至少兩個接觸元件，沿所述縱軸放置，其中，至少一個所述接觸元件含有一條復(fù)合曲線及(ii)一個焊料杯，放置在毗鄰于所述中空主體的所述第二末端的位置，所述焊料杯含有至少一段向外展開部分，遠(yuǎn)離所述中空主體的所述第二末端；所述同軸電纜包括中間信號導(dǎo)體；細(xì)絲，包圍所述中間信號導(dǎo)體；線芯管，圍繞所述中間信號導(dǎo)體和所述細(xì)絲；至少一層金屬導(dǎo)線，屏蔽所述線芯管；及護套，圍繞所述金屬導(dǎo)線這樣所述電接觸件上的所述向外展開部分毗鄰于所述同軸電纜的所述線芯管，且所述同軸電纜內(nèi)的所述中間信號導(dǎo)體放置在所述電接觸件的至少一部分所述焊料杯內(nèi)。
16.按照權(quán)利要求15所述端接電連接件，其特征在于，所述導(dǎo)電外殼含有一條縱軸；一個開口，放置在一部分所述外殼內(nèi)；及一層絕緣體，所述電接觸件放置在所述導(dǎo)電外殼內(nèi)，這樣所述電接觸件的所述縱軸平行于所述導(dǎo)電外殼的所述縱軸，這樣所述導(dǎo)電外殼內(nèi)的所述開口對準(zhǔn)所述電接觸件的所述邊界小孔。
17.按照權(quán)利要求16所述端接電連接件，其特征在于，進(jìn)一步包括信號插針，滑行咬合進(jìn)所述導(dǎo)電外殼的所述開口，所述信號插針接觸所述電接觸件的所述接觸元件，并使所述接觸元件偏斜，這樣所述接觸元件基本上是直的。
18.按照權(quán)利要求17所述端接電連接件，其特征在于，所述電接觸件是一種從含有銅和鈹-銅合金的所述組中選擇的。
19.按照權(quán)利要求18所述端接電連接件，其特征在于，所述金屬涂上至少一種材料，所述材料是從含有鎳，金，及錫和鉛合金的所述組中選擇的。
全文摘要
本發(fā)明披露了基本管狀插座接觸件。在一方面，所述電接觸件含有一條縱軸，并包括基本管狀的中空主體，所述中空主體第一末端和第二末端。所述第一末端含有一個邊界小孔。所述中空主體含有至少兩條細(xì)長狹槽和至少兩個接觸元件，沿所述縱軸放置。至少一個所述接觸元件具有一條復(fù)合曲線。所述電連接件也含有一個焊料杯，放置在毗鄰于所述中空主體的所述第二末端的位置。所述焊料杯含有至少一段向外展開部分，遠(yuǎn)離所述中空主體的所述第二末端。電連接件是用沖壓和成型處理制造的。在本發(fā)明另一方面，提供一種端接電連接件。
文檔編號H01R4/02GK1675800SQ03819295
公開日2005年9月28日 申請日期2003年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月15日
發(fā)明者S·弗爾德曼 申請人:3M創(chuàng)新有限公司