專利名稱：可轉(zhuǎn)動定位的電連接器對準(zhǔn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及電連接器。更具體地，本發(fā)明涉及用于直角和共面連接的對準(zhǔn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
連接器對準(zhǔn)系統(tǒng)可包括有例如子卡和擴(kuò)展卡以確保在進(jìn)行例如共面或底板連接時確保這種卡的正確對準(zhǔn)。對準(zhǔn)系統(tǒng)可有助于防止卡、母板以及與卡和母板相關(guān)的電連接器未曾預(yù)料到的或不正確的連接。這種典型的對準(zhǔn)系統(tǒng)包括例如附接至印刷電路板(PCB)的殼體中的一個或多個插針。插針可插入位于另一PCB中的相應(yīng)插槽?？蛇x地，母板可包括突出貫穿其中的對準(zhǔn)插針，用于插入位于例如子板上的相應(yīng)插槽。
插針可定向?yàn)樵陂_始電連接之前預(yù)對準(zhǔn)例如子板和擴(kuò)展卡或者子板和母板。另外，插針和插槽可預(yù)構(gòu)造以確保例如將要在某一區(qū)域與母板相連接的子卡不會錯誤地在另一區(qū)域中連接至母板。這種對準(zhǔn)可通過例如如下方式來確保成形插針和插槽中的開口以使得僅在插針與插槽開口正確地對準(zhǔn)時插針才可正確地插入插槽。
這種對準(zhǔn)系統(tǒng)存在著很多問題。首先，使用者可能需要維持大量不同的插針和插槽以確保卡不會不正確地連接至另一卡或母板。例如，如果八個不同的子卡用于與母板的電連接，那么就需要八組不同的對準(zhǔn)插槽以確保八個子卡都不會插入母板上的錯誤位置。
對準(zhǔn)系統(tǒng)的第二個問題涉及到插針或插槽的殼體物理地附接至PCB。這種殼體可通過迫使殼體立柱穿過PCB中相應(yīng)的穿孔而緊固地附接至PCB。這種連接工藝可能會使PCB的穿孔擴(kuò)展同時確保殼體被緊固地保持。如果使用者例如將錯誤的插槽殼體附接至PCB(即插槽沒有與相應(yīng)的插針正確地對準(zhǔn)的插槽殼體)，那么使用者必須將插槽殼體從PCB中拉出并附接不同的插槽殼體。然而，PCB孔可能不能牢固地保持正確的插槽殼體，因?yàn)榭滓呀?jīng)由于不正確插槽殼體立柱的插入和移走而被擴(kuò)大。
與對準(zhǔn)系統(tǒng)相關(guān)的另一個問題是，用于插槽和插針的相應(yīng)殼體的足印(footprint)可能不同，那么就需要接收殼體立柱的穿孔PCB孔的不同布置。例如，如果使用者計(jì)劃將擴(kuò)展卡連接至子卡，那么使用者必須知道是否子卡上的對準(zhǔn)系統(tǒng)具有插槽或插針。這樣使用者才知道在何處形成PCB孔以用于附接擴(kuò)展卡上相應(yīng)的對準(zhǔn)系統(tǒng)元件。
因此，需要一種對準(zhǔn)系統(tǒng)，其降低使用者的不同需求，即使在不正確的對準(zhǔn)系統(tǒng)殼體已經(jīng)附接至PCB之后也允許對準(zhǔn)系統(tǒng)殼體牢固地附接至PCB，并且解決了與插槽和插針殼體不同足印相關(guān)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了用于便于例如子卡、擴(kuò)展卡等的共面或底板連接的可轉(zhuǎn)動定位(indexing)連接系統(tǒng)。本發(fā)明包括具有可轉(zhuǎn)動定位對準(zhǔn)元件的對準(zhǔn)系統(tǒng)模塊，其可選擇性地定位為與其它對準(zhǔn)模塊的相應(yīng)元件正確地對準(zhǔn)。這種元件包括對準(zhǔn)插針和插槽。例如，從插針模塊突出的對準(zhǔn)插針可構(gòu)造為多個(例如6、8、10等)可選結(jié)構(gòu)之一。當(dāng)插針模塊結(jié)構(gòu)沒有對應(yīng)于相應(yīng)的插槽模塊的結(jié)構(gòu)時，插針可從插針模塊中移走，重新定位以對應(yīng)所接收的插槽模塊，并被重新緊固在模塊中，從而不需要將多個插針模塊保持為不同的方位。
另外，例如在插槽模塊與相應(yīng)的插針模塊未對準(zhǔn)的情況下，本發(fā)明可排除將插槽模塊從印刷電路板或其它基片上移走的需要。替代地，對準(zhǔn)元件(即插槽嵌件)可從插槽模塊中移走，轉(zhuǎn)動定位到與插針模塊的結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的位置，并重新緊固。
對準(zhǔn)模塊另外可具有相同的基片足印以使得在基片中預(yù)形成的用于接收對準(zhǔn)模塊的穿孔能接收插槽或插針模塊。這樣，例如，如果擴(kuò)展卡將連接至子卡，那么使用者可在擴(kuò)展卡上準(zhǔn)備對準(zhǔn)孔而無需得知子卡上的對準(zhǔn)模塊是插針模塊還是插槽模塊。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明用于共面和底板連接的對準(zhǔn)系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。
圖2A和2B分別示出了根據(jù)本發(fā)明可用于共面連接的示例性對準(zhǔn)系統(tǒng)的側(cè)視圖和透視圖。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性插針模塊的分解透視圖。
圖4A和4B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的插針模塊的可選實(shí)施例的分解透視圖和透視圖。
圖5A和5B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性插槽模塊和示例性插槽嵌件的分解視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了用于共面連接2的對準(zhǔn)系統(tǒng)100的示例性實(shí)施例和用于底板連接1的對準(zhǔn)系統(tǒng)105的示例性實(shí)施例。底板連接1可將子板120連接至母板110。共面連接2可將擴(kuò)展卡130連接至子板120。更具體地，位于例如擴(kuò)展卡130上的電連接器140可電連接至子板120上相應(yīng)的電連接器140。電連接器140可以是直角連接器。另外，子板120上的電連接器140可電連接至母板110。
對準(zhǔn)系統(tǒng)100可包括用于共面連接2的插針模塊210和插槽模塊410。對準(zhǔn)系統(tǒng)105可用于底板連接1并且可包括子板120上物理地連接插針(未示出)的插槽模塊410，所述插針突出貫穿或以其它方式附接至母板110(例如，確保底板連接中正確的對準(zhǔn)和連接可不包括插針模塊210，比如用于共面應(yīng)用中的)。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，這里公開的對準(zhǔn)系統(tǒng)可用于很多應(yīng)用，包括其中希望電連接器、印刷電路板(PCB)、印刷線路板(PWB)或其它基片的對準(zhǔn)的那些。
圖2A和2B分別示出了可用于共面連接2中的對準(zhǔn)系統(tǒng)100的側(cè)視圖和透視圖。插針模塊210上的保持立柱212a、212b可插入穿過位于擴(kuò)展卡130中的穿孔135。裝配螺釘214可突出穿過擴(kuò)展卡130并且緊固在插針模塊210中相應(yīng)的螺紋孔隙(未示出)中。這樣，裝配螺釘214可被緊固以便與保持立柱212a、21b一起維持插針模塊210在擴(kuò)展卡130上的位置。類似地，插槽模塊410上的保持立柱412a、412b可插入穿過子卡120中的穿孔125，并且裝配螺釘414可突出穿過子卡120并且緊固在插槽模塊410中相應(yīng)的螺紋孔隙(未示出)中。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，其它機(jī)構(gòu)也能用于將插針模塊210和插槽模塊410緊固在相應(yīng)的基片上。
插針模塊210和插槽模塊410可形成為使得用于接收插針模塊210的PCB中的穿孔可用于接收插槽模塊410并且反之亦然。例如，保持立柱212a、212b、412a、412b可具有相等的直徑并且可定位為使得相應(yīng)擴(kuò)展卡130和子卡120中的穿孔135、125定位為距擴(kuò)展卡130和子卡120的相應(yīng)邊緣e、f相等的距離。對于插針模塊210，保持立柱212a可定位為距擴(kuò)展卡130的邊緣e的距離為A。類似地，對于插槽模塊410，保持立柱412a可定位為距子卡120的邊緣f的距離為A。保持立柱212b、412b可定位為分別距擴(kuò)展卡130和子卡120的邊緣e、f的距離為C。裝配螺釘214、414可定位為分別距擴(kuò)展卡130和子卡120的邊緣e、f的距離為B。最后，抵靠擴(kuò)展卡130的插針模塊210的長度可以為距離D，抵靠子卡120的插槽模塊410的長度也一樣。總之，插針模塊210抵靠擴(kuò)展卡130的那部分的足印可以與插槽模塊410抵靠子卡120的那部分的足印相同。
插針模塊210可附接至擴(kuò)展卡130或子卡120，并且類似地，插槽模塊410可附接至子卡120或擴(kuò)展卡130。這樣，例如，準(zhǔn)備擴(kuò)展卡130與子卡120相連接的使用者無需知道是否插針模塊210或插槽模塊410在形成用于接收對準(zhǔn)系統(tǒng)100適合部分的孔135之前附接或?qū)⒁浇又磷影?20。替代地，使用者可預(yù)形成孔135并稍后附接對準(zhǔn)系統(tǒng)100的適合部分。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性插針模塊210的分解透視圖。插針模塊210可包括插針殼體218和插針250。插針殼體218可以是金屬模鑄體并且可包括保持立柱212和前面220。插針接收孔隙224可形成為穿過前面220，用于接收插針250的尾端251。插針接收孔隙224可包括可與插針250的尾端251上的鍵252相對應(yīng)的鍵槽226。鍵槽226可以例如在插針接收孔隙224的周邊周圍均勻地間隔。例如，鍵槽226可以在插針接收孔隙224的周邊周圍每45°一個地間隔，從而提供八個鍵槽。
插針250可包括尾端251、鍵252、臺肩254和導(dǎo)向插針部分256。導(dǎo)向插針部分256可布置用于插入插槽模塊410。導(dǎo)向插針部分256可包括沿著導(dǎo)向插針部分256縱向地延伸的平面258，其也可以是圓形的。插針250(例如平面258)的位置或朝向可對應(yīng)于插槽模塊410中的孔隙。也就是說，插槽模塊410可包括其形狀與導(dǎo)向插針部分256的形狀相對應(yīng)的孔隙，以使得當(dāng)導(dǎo)向插針部分256處于某一位置或朝向時，其可插入插槽模塊410。
鍵槽226使得插針250可轉(zhuǎn)動定位。例如，如果鍵槽226在插針接收孔隙224的周邊周圍每45°一個地間隔，那么導(dǎo)向插針部分256的平面258可布置在八個可能位置(也就是朝向)之一。為導(dǎo)向插針部分256選擇的位置可取決于對應(yīng)的插槽模塊410中的孔隙的朝向。當(dāng)導(dǎo)向插針部分256的朝向確定時，尾端251可插入插針接收孔隙224并且鍵252可插入適合的鍵槽226直到臺肩254抵靠插針接收孔隙224中的相應(yīng)阻擋件228。插針250可由縱向穿過插針殼體218上與前面220相反的端部221的螺釘(未示出)緊固。螺釘然后可插入在插針250中縱向地延伸的螺紋孔隙257?？蛇x地，插針250的尾端251可包括具有外螺紋的延伸部分(未示出)，其突伸穿過插針殼體218上與前面220相反的端部221。然后一個螺母可用來將插針250緊固在插針殼體218中。
在插針250的朝向沒有與插槽模塊410中的孔隙相對應(yīng)時，在無需將插針模塊210從例如擴(kuò)展卡130或子卡120移走之下可以校正對準(zhǔn)。替代地，將插針250緊固在插針殼體218中的螺釘或螺母可以松開或移走，通過將鍵252轉(zhuǎn)動到另一鍵槽226并將鍵252插入選定的鍵槽226中，就能調(diào)節(jié)插針250的位置。插針250然后可利用這里所述的螺釘或螺母重新緊固在插針殼體218中。
圖4A和4B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的插針模塊310的一個可選實(shí)施例的分解透視圖和透視圖。插針模塊310可包括插針殼體318和插針350。插針殼體318可以是金屬模鑄體并且可包括保持立柱312和前面320。插針接收孔隙324可形成為穿過前面320，用于接收插針350的尾端351。插針接收孔隙324可以是可與布置在插針350上的八邊形臺肩354相應(yīng)的八邊形形狀。當(dāng)然，插針接收孔隙324和臺肩354可以是其它形狀(例如圓形、其它多邊形形狀)并且八邊形形狀僅為示例性的目的示出。
插針350可包括尾端351、臺肩354和導(dǎo)向插針部分356。導(dǎo)向插針部分356可布置用于插入插槽模塊410。導(dǎo)向插針部分356可包括沿著導(dǎo)向插針部分356縱向地延伸的平面358，其也可以是圓形的。插針350(例如平面358)的位置(也就是朝向)可對應(yīng)于插槽模塊410中的孔隙。也就是說，插槽模塊410可包括這樣的孔隙，即，該孔隙的形狀使得如果平面358處于相應(yīng)位置的話允許導(dǎo)向插針部分356插入插槽模塊410。
八邊形形狀的插針接收孔隙324的結(jié)構(gòu)使得插針殼體318具有較低的型面同時仍然使得插針能可調(diào)節(jié)地轉(zhuǎn)動。這可使得插針模塊310構(gòu)造為具有比低型面電連接器140(圖1)更低的型面，便于例如冷卻氣流達(dá)到連接器140而不被插針模塊310所阻擋。
八邊形形狀的插針接收孔隙324和插針350上八邊形形狀的臺肩354可使得插針350能轉(zhuǎn)動。例如，導(dǎo)向插針部分356的平面35 8可布置在八個可能位置之一處。為導(dǎo)向插針部分356選擇的位置(例如朝向)可取決于相應(yīng)插槽模塊410中的孔隙的朝向。當(dāng)導(dǎo)向插針部分356的朝向確定時，尾端351可插入插針接收孔隙324并且臺肩354(和插針350)可旋轉(zhuǎn)地位置并且然后插入插針接收孔隙324直到其抵靠相應(yīng)的阻擋件328。插針350可由縱向地穿過插針殼體318上與前面320相反的端部321并插入在插針350中縱向地延伸的螺紋孔隙(未示出)的螺釘332緊固?？蛇x地，插針350的尾端351可包括具有外螺紋的延伸部分(未示出)，其突伸穿過插針殼體318上與前面320相反的端部321。然后可在延伸部分上利用螺母將插針350緊固在插針殼體318中。
在插針350的朝向沒有與插槽模塊410中的孔隙相對應(yīng)時，無需將插針模塊310從例如擴(kuò)展卡130、子卡120或其它基片移走就可以校正對準(zhǔn)。替代地，將插針350緊固在插針殼體318中的螺釘或螺母可以松開或移走，插針可部分地從插針殼體318中移走，并且可以轉(zhuǎn)動或放置在更加適合的位置。插針350然后重新插入和重新緊固在插針殼體318中。
圖5A和5B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性的插槽模塊410的分解透視圖和一個示例性的插槽嵌件440的透視圖。插槽模塊410可包括插槽殼體418、插槽嵌件440和靜電放電(ESD)夾442。插槽殼體418可以是金屬模鑄體并且可包括保持立柱412和前面420。插槽嵌件接收孔隙424可形成為穿過前面420并且可延伸入插槽殼體418，用于接收插槽嵌件440。殼體418可具有長度D(圖2)以提供接收整個插槽嵌件440的能力。插槽嵌件接收孔隙424可以是可與插槽嵌件440外壁的八邊形形狀相對應(yīng)的八邊形形狀。當(dāng)然，插槽嵌件接收孔隙424和外部445可以是其它形狀(例如圓形、其它多邊形形狀)并且八邊形形狀僅為示例性的目的示出。
插槽嵌件440可以是塑料的并且可包括插針接收孔隙446，該插針接收孔隙446可延伸入插槽嵌件440并且可布置為接收導(dǎo)向插針部分，比如插針250的導(dǎo)向插針部分256。插針接收孔隙446的形狀可由插槽嵌件440的內(nèi)壁447限定并且可包括與例如插針250的導(dǎo)向插針部分256的平面258相對應(yīng)的平面部分448。ESD夾孔隙443可布置在插槽嵌件440上并且可接收ESD夾442。ESD夾442可附接至插槽嵌件440的外壁445并且可通過ESD孔隙443延伸入插槽嵌件440，以使得在插入插槽模塊410時其可接觸插針(比如插針250)。ESD夾442還可接觸插槽殼體418。這樣，ESD夾442可在插針250和插座殼體418之間提供接地的電連接，其可將例如在插針250插入插槽模塊410期間可能形成的靜電電荷放電。另外，ESD夾442可布置在插槽嵌件440的平面部分448上并且因此可與插針的平面部分(比如插針250的導(dǎo)向插針部分256的平面258)相接觸。
插槽嵌件440還可包括裝配栓鎖444，其可插入位于插槽殼體上的與前面420相反的一端421中的相應(yīng)孔隙(未示出)中。裝配栓鎖444可將插槽嵌件440緊固在插槽殼體418中。這在圖2A中最佳地示出。
插槽嵌件440可以是八邊形形狀，這可對應(yīng)于插槽嵌件接收孔隙424的八邊形形狀。八邊形形狀的插槽嵌件440和插槽嵌件接收孔隙424可使得插槽嵌件440可轉(zhuǎn)動定位。例如，插槽嵌件440的平面448可布置在八個可能位置(也就是朝向)之一處。為插槽嵌件440選擇的位置可取決于插針(比如可插入插槽模塊410中的插針250)的朝向。當(dāng)插槽嵌件440的朝向確定時，插槽嵌件440可插入插槽嵌件接收孔隙424直到裝配栓鎖444坐靠在插座殼體418上與前面420相反的端部421中的孔隙(未示出)中。
在插槽嵌件440的平面448的朝向沒有與插針的平面(比如插針250的平面258)相對應(yīng)時，無需將插槽模塊410從例如擴(kuò)展卡130或子卡120移走就可以校正對準(zhǔn)。替代地，裝配栓鎖444可以例如壓縮以使得插槽嵌件440可以從插槽殼體418移走。插槽嵌件440然后可以與相應(yīng)的插針一致地旋轉(zhuǎn)定位并重新插入插槽殼體418。這種轉(zhuǎn)動定位能力在針對底板連接1(圖1)所示的系統(tǒng)105中非常有用。系統(tǒng)105可不包括插針模塊(比如插針模塊210)，并且替代地可包括直接附接至母板110的對準(zhǔn)插針(未示出)。如果這種應(yīng)用中的對準(zhǔn)插針不容易轉(zhuǎn)動定位或旋轉(zhuǎn)，插槽模塊410可提供轉(zhuǎn)動定位能力以將插槽模塊410與模板110中的相應(yīng)插針對準(zhǔn)而無需將插槽模塊410從基片上移走。
因而已經(jīng)描述了適合于直角和共面連接的改進(jìn)的接觸設(shè)計(jì)和方法。要理解到，前述示例性實(shí)施例僅是為了解釋的目的提供并且在任何方面都不構(gòu)造為限制本發(fā)明。例如，插針和插槽殼體以及相應(yīng)插針的形狀可以是其它形狀以提供轉(zhuǎn)動能力并且在任何方面都不是將本發(fā)明限制于鍵、鍵槽或八邊形結(jié)構(gòu)。這里使用的詞語是描述和示例性的詞語，而不是限制性的詞語。而且，盡管已經(jīng)結(jié)合具體結(jié)構(gòu)、材料和/或?qū)嵤├谶@里描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于這里公開的具體情況。而且，本發(fā)明擴(kuò)展至所有功能上等同的結(jié)構(gòu)、方法和用途，比如在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。在受益于本說明書的教導(dǎo)之下，本領(lǐng)域的熟練人員可實(shí)現(xiàn)其很多變型，并且在不偏離本發(fā)明的范圍和精神之下可在其很多方面做出變化。
權(quán)利要求
1.一種用來便于印刷電路板電連接的對準(zhǔn)模塊，該對準(zhǔn)模塊包括殼體，其適合于附接至印刷電路板和將對準(zhǔn)元件接收和保持在多個可選擇位置之一中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的對準(zhǔn)模塊，還包括接收在殼體中并可移除地附接至殼體的對準(zhǔn)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的對準(zhǔn)模塊，其中殼體包括多個鍵槽，每個鍵槽布置為接收包含鍵的對準(zhǔn)元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的對準(zhǔn)模塊，其中對準(zhǔn)元件是對準(zhǔn)插針。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的對準(zhǔn)模塊，其中殼體包括布置來接收對準(zhǔn)元件的至少一部分的孔隙，并且其中該孔隙包括限定了可選擇位置的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的對準(zhǔn)模塊，其中孔隙的形狀是八邊形并且孔隙布置為接收對準(zhǔn)插針的一部分，并且其中對準(zhǔn)插針是對準(zhǔn)元件并且對準(zhǔn)插針的該部分為八邊形形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的對準(zhǔn)模塊，其中孔隙被布置成接收不導(dǎo)電的插槽嵌件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的對準(zhǔn)模塊，其中不導(dǎo)電插槽嵌件的內(nèi)壁包括沿著插槽嵌件內(nèi)壁的長度縱向地延伸的平面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的對準(zhǔn)模塊，其中插槽嵌件還包括布置在內(nèi)壁上的靜電放電夾。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的對準(zhǔn)模塊，還包括第一印刷電路板和第二印刷電路板。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的對準(zhǔn)模塊，其中插槽嵌件還包括布置在內(nèi)壁的平面上的靜電放電夾。
全文摘要
公開了用于底板、共面等連接的可轉(zhuǎn)動定位電連接器對準(zhǔn)系統(tǒng)。該對準(zhǔn)系統(tǒng)包括可轉(zhuǎn)動定位插針和插槽模塊。插針可移除地接收在插針模塊中并且能移走、旋轉(zhuǎn)和重新緊固在插針模塊中以便對應(yīng)于插槽朝向。插槽類似地可移除地接收在插槽模塊中并且能移走、旋轉(zhuǎn)和重新緊固在插槽模塊中以便對應(yīng)于插針朝向。所公開的插槽和插針模塊另外可具有相同的基片足印，以使得布置為接收插槽模塊的基片能可選地接收插針模塊，并且反之亦然。
文檔編號H01R13/64GK101084611SQ200580044109
公開日2007年12月5日 申請日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月23日
發(fā)明者H·恩戈 申請人:Fci公司