端子连接器及端子连接器制造方法与流程

本发明涉及一种用于信号路由的端子连接器以及端子连接器制造方法。

背景技术：

在自动化技术等技术领域中，多种导体用于可编程逻辑控制器(plc)等控制设备或系统与可含有传感器或执行器的相应现场设备之间的信号相关连接，以将信号传递至目的地点，供所述各设备的控制之用，或供评测目的之用。因此，经导体布线实现的信号路由具有至关重要的作用。在现有技术中，常例如使用所谓的端子条或连接端子实现控制设备与现场设备间的信号连接，其中，信号以单线路由的方式连接，从而实现各导体的布线。此外，“端子连接器”和“端子板”两词常用于端子条或连接端子，尤其集中式连接端子阵列的特定形式。

现有技术中，控制系统与现场设备之间的另一种可选已知信号连接方式例如为经采用所谓传输模块的预制系统线缆连接控制系统信号。其中，通常使标准插头连接器(如flk或d-sub类型)与传输或接口模块接触连接。该模块通过印刷电路板在输出端与螺丝拉伸弹簧等弹簧连接件或所谓的推入式连接端子连接，从而将相应的现场信号连接至该连接端子。连接端子例如如图1所示，而传输模块例如如已公布的ep2115539b1所述。

具体而言，在信号数目为多个且使用相应数目的单引线线路对各系统和设备进行信号相关连接时，确保所使用的多条单引线线路或导体与相应连接端子之间实现清晰的信号分配这一点至关重要。在实际使用中，连接端子的信号分配通常通过端子上的印记实现。然而，与此同时，人们致力于以最小的可用空间设置尽可能多的单引线线路(尤其在自动化技术领域中)，从而使得引线和导体的封装密度稳步增大。具体而言，采用大量单引线线路的情形一直以来都是一项技术难题，在该情形中，要想在控制系统与一个或多个现场设备之间以所需的高部件封装密度实现清晰且简单的信号连接或信号路由，必须付出巨大的努力。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种改进的端子连接器以及端子连接器制造方法，以实现待连接设备之间在其信号层面上的简单、灵活、经济的信号连接或信号路由方法。另一目的在于实现相对于信号路由或导体布线的高封装密度，并同时实现清晰的信号分离和信号分配。

本发明通过独立权利要求的技术特征实现上述目的。本发明的各有利实施方式形成附属权利要求、说明书及附图的技术方案。

根据第一方面，本发明涉及一种将插头连接器的若干弹簧连接件与接口模块的相同数目的接触连接件连接的端子连接器，包括：印刷电路板，该印刷电路板具有底面，顶面以及若干条形导体，其中，每一条形导体均可电连接至所述接口模块的接触连接件；以及若干金属销，其中，每一金属销均以导电且一体结合的方式连接至所述印刷电路板的条形导体，这些金属销自所述印刷电路板底面延伸，并可插入所述插头连接器的弹簧连接件内。

由于本发明端子连接器允许按照意愿选择或扩大集中式连接端子或端子条的数目，因此具有信号路由灵活性较高的优点。其中，仅需使所述印刷电路板的尺寸与所需的信号路由相适应即可。

通过使用所述印刷电路板，可避免复杂的单引线线路，并可大幅简化以相关信号路由制造所述端子连接器的工艺，并大幅缩短工艺时间，因此还可实现节省成本的优点。

由于本发明端子连接器无需其他常见单引线线路用于信号路由的大部分构造，因此还具有可实现明确简单的信号分离和信号分配的优点。

由于采用所述印刷电路板，并且将各金属销以导电的方式同时一体结合至该印刷电路板。因此本发明端子连接器还具有设计牢固，从而可有效抵抗例如因冲击或气候影响所致有害外力的优点。

根据本发明一种实施方式，所述端子连接器包括设于所述印刷电路板的顶面上的接口触点，其中，所述印刷电路板的条形导体电连接至，尤其电连接且一体结合至，该接口模块的接触连接件。如此所实现的优点在于，该端子连接器结构坚固，可抵抗作用于其上的冲击或气候影响(如受热或受潮)等外部作用力。

根据本发明一种实施方式，所述条形导体沿所述印刷电路板的顶面延伸，或者不但沿该顶面，而且还在所述印刷电路板的至少一个中间层内延伸。如此所实现的优点在于，可通过所谓的多层设置方式，实现条形导体或信号的交叉，同时不引起短路。

根据本发明一种实施方式，所述接口模块为flk连接器，idc连接器，d-sub连接器或elco连接器。如此所实现的优点在于，提高不同类型连接器选择和使用上的灵活性，从而使得本发明端子连接器和相应接口模块能够用于许多不同的技术应用领域。

根据本发明一种实施方式，针对每一金属销，所述印刷电路板的底面上均设有钻孔，该钻孔至少延伸至条形导体并且/或者穿通条形导体，每一金属销均插入相应的钻孔中。同时，该钻孔还作为所述金属销的引导件，为其提供额外的支撑作用。此外，通过相应钻孔，各金属销更加易于插入。另外，可尤其例如通过合适的机构，实现所述金属销与所述印刷电路板之间的高效自动连接。

根据本发明一种实施方式，每一金属销均具有可插入弹簧连接件内的本体部分，以及与条形导体接触的条形导体部分，其中，该条形导体部分相对于所述本体部分具有一定角度。如此所实现的优点在于，更加易于将所述金属销插入所述弹簧连接件中。此外，还可实现将所述金属销尤为牢固地保持于位，不易移出该位置。另外，还可最大程度地减小所述印刷电路板上各个钻孔的钻孔直径。

根据本发明一种实施方式，所述条形导体部分相对于所述本体部分的角度处于10°～20°的角度范围，尤其为15°。如此所实现的优点在于，能够最大程度地减小所述印刷电路板上每一相应钻孔的直径，从而尤其有效地利用所述印刷电路板的有效表面面积。此外，通过大量的钻孔，能够有效实现尤为牢固和紧凑的端子连接器。

根据本发明一种实施方式，金属销的所述本体部分的直径大于所述条形导体部分的直径。如此所实现的优点在于，可实现与所述端子连接器的距离均一性。此外，还可实现所述金属销与印刷电路板之间更为高效的连接工艺。

根据本发明一种实施方式，所述本体部分设置为相对于所述底面也具有一定角度。如此所实现的优点在于，使得所述本体部分的设计更为高效，从而例如能够最大程度地减小所述印刷电路板上的相应钻孔尺寸。

根据本发明一种实施方式，所述金属销具有圆形或四边形的截面。四边形的截面可尤其使得各金属销具有更大的承力面，从而防止或至少最大程度地减小金属销的滑动或移位。

根据本发明一种实施方式，所述印刷电路板的顶面覆盖有触摸保护板。如此所实现的优点在于，可防止或至少最大程度地减小外部气候影响，或其他作用材料对所述印刷电路板及金属销各部分的污染或损坏，或其他作用材料对所述印刷电路板与金属销间接触连接的破坏。

根据本发明一种实施方式，所述触摸保护板与所述印刷电路板顶面之间由间隔件隔开，该间隔件横向布置于所述印刷电路板的顶面上。如此所实现的优点在于，可使得印刷电路板与金属销之间的接触连接中例如因焊材累积所致局部突起等原因而发生的不平之处对触摸保护板结构不产生负面影响，从而至少避免该触摸保护板结构所导致的对其保持牢固度及抗冲击能力的影响。

根据本发明一种实施方式，所述插头连接器为条形端子连接器。如此所实现的优点在于，能够以简单灵活的方式扩展线路和信号连接，从而使得该插头连接器能够灵活地适应不同应用要求和应用领域。

根据本发明一种实施方式，所述插头连接器的弹簧连接件和所述金属销具有相同的几何构造，从而使得这些金属销能够同时插入所述弹簧连接件中。如此所实现的优点在于，仅需相对较小的作用力便可将所述金属销插入所述弹簧连接件中，从而实现该金属销在所述弹簧连接件中的高效快速插入。

根据第二方面，本发明涉及一种插头连接器组件，包括：具有若干弹簧连接件的插头连接器，所述插头连接器尤其为条形连接器；以及根据上述第一方面的端子连接器，其中，该端子连接器的金属销被插入至所述弹簧连接件中，并在力的作用下保持于该弹簧连接件中。如此所实现的优点在于，能够以尤为简单经济的方式实现所述金属销与端子连接器之间的稳固连接，无需任何额外的夹固手段。

根据第三方面，本发明涉及一种将插头连接器的若干弹簧连接件与接口模块的相同数目的接触连接件连接的端子连接器制造的方法，包括：提供印刷电路板，该印刷电路板具有底面，顶面以及若干条形导体，其中，每一条形导体均电气分配有所述接口模块的接触连接件；将所述若干金属销与相同数目的条形导体一体结合，以将每一金属销均以导电且一体结合的方式连接至所述印刷电路板的条形导体，尤其为连接至确切的一个条形导体上，其中，所述金属销自所述印刷电路板的底面延，并可插入所述插头连接器的弹簧连接件中。本发明方法可实现能够简单地制造出结构坚固且可灵活适应不同应用领域的端子连接器的优点。此外，本发明方法还能实现以尤为高效经济的方式，更尤为自动化的方式制造高封装密度端子连接器。另外，还能以尤为高效的方式实现简单清晰的信号分配或信号路由。

根据本发明一种实施方式，本发明方法还包括如下步骤：在所述印刷电路板中形成钻孔，其中，每一钻孔均与一个金属销相对应；将所述金属销插入所述钻孔中；以及在将所述金属销插入所述钻孔中后，将该金属销一体结合。这些方法步骤能以高效的方式，尤其通过合适的自动化手段实现。所述一体结合可实现使得所述印刷电路板结构坚固，牢固连接至所述端子连接器且尤其例如对外部冲击具有抵抗力的优点。

附图说明

以下，参考附图，对其他例示实施方式进行进一步的详细描述。附图中：

图1为根据本发明一种实施方式的端子连接器的侧视截面示意图，该端子连接器包括印刷电路板及与该印刷电路板连接的金属销；

图2为根据本发明一种实施方式的金属销的示意图；

图3为端子连接器制造方法图。

附图标记列表

100端子连接器

102插头连接器

104弹簧连接件

106接口模块

108接触连接件/接口触点

110印刷电路板

111印刷电路板底面

112印刷电路板顶面

114条形导体

116金属销

120中间层

122钻孔

124本体部分

126条形导体部分

128触摸保护板

130间隔件

200方法

202制造端子连接器

204若干金属销的一体结合

206形成钻孔

208插入金属销

210金属销的一体结合

具体实施方式

以下详细描述是参考附图做出的，附图构成本说明书的一部分，并以说明目的示出了本发明的具体实施方式。需要理解的是，也可采用其他实施方式，而且在不脱离本发明概念的前提下，还可在结构或逻辑上做出改变。因此，以下详细描述不应理解为具有限制意义。还需要理解的是，除非另有特别说明，否则本申请中所描述的各种实施方式的技术特征可相互组合。

图1为根据本发明一种实施方式的端子连接器100的侧视截面示意图，该端子连接器包括附接的印刷电路板110及插头连接器102。端子连接器100用于将插头连接器102的若干弹簧连接件104连接至接口模块106的同样数目的接触连接件108。以下将对图1所示端子连接器100进行描述。

根据图1，端子连接器100包括印刷电路板110。该印刷电路板具有底面111，顶面112以及若干条形导体114，其中，每一条形导体114均可与接口模块106的接触连接件108电连接。图1所示的每一金属销116均与印刷电路板110的条形导体114以导电且一体结合的方式连接。其中，金属销116自印刷电路板110的底面111延伸，并可插入插头连接器102的弹簧连接件104内。

根据图1，印刷电路板110的顶面112上优选设有接口触点108。其中，印刷电路板110的条形导体114与接口模块106的接触连接件108电连接，尤其电连接且一体结合。其中，接口模块106可设计为flk连接器，idc连接器，d-sub连接器或elco连接器。

根据一种实施方式，条形导体114沿印刷电路板110的顶面112延伸，或者不但沿该顶面，而且在印刷电路板110的至少一个中间层120内延伸。

如图1所示，印刷电路板110的底面111上设有针对金属销116的钻孔122。该钻孔至少延伸至条形导体114上，并穿通条形导体114，并且金属销116插入钻孔122中。

在图1所示的端子连接器100中，印刷电路板110的顶面112上覆盖有触摸保护板128。该触摸保护板优选用于对所述印刷电路板进行保护，以防止其被污染，或在高低温等的外部影响作用下发生损坏，或印刷电路板110与金属销116之间的结合接触连接因液体作用而发生损坏。触摸保护板128与印刷电路板110的顶面112之间由间隔件130隔开一定距离。间隔件130优选横向布置于印刷电路板110的顶面112上。然而，其也可以设于其他位置上。

根据图1的插头连接器102可优选为条形端子连接器。

优选地，插头连接器102的弹簧连接件104和金属销116可具有相同的几何构造，从而使得金属销116能够同时插入弹簧连接件104中。

端子连接器100和插头连接器102可以为插头连接器组件的组成部分(图1～3中未示出)。其中，插头连接器102可具体设计为具有若干弹簧连接件104的条形连接器，而端子连接器100可具有金属销116。其中，端子连接器100的金属销116插入弹簧连接件104中，并在力的作用下保持于弹簧连接件104中。

图2为根据本发明的一种实施方式的金属销116的示意图。根据图2的金属销116包括可插入图1所示的弹簧连接件104内的本体部分124，以及与条形导体114接触的条形导体部分126，其中，条形导体部分126与本体部分124形成一定角度。条形导体部分126相对于本体部分124的角度优选处于10°～20°的角度范围，尤其15°。该角度的优点在于允许所述钻孔具有更小的尺寸，从而节节省空间。金属销116的本体部分124的直径优选大于条形导体部分126的直径。此外，本体部分124可设置为相对于底面111具有一定角度。金属销116可优选具有圆形或四边形的截面。其中，四边形的截面可允许相应金属销116具有更大的承力面，因此较为有利。如此，还可防止或至少减轻金属销116的滑动或移位。

图3所示为制造端子连接器100的方法200以用于将插头连接器102的若干弹簧连接件104连接至接口模块106的相同数目的接触连接件108。方法200包括提供202印刷电路板110的第一步骤，该印刷电路板具有底面111，顶面112以及若干条形导体114，其中，每一条形导体114均在电气层面上分配给接口模块106的接触端子108。方法200包括第二步骤，该步骤将所述若干金属销116与相同数目的条形导体114一体结合204，以将每一金属销116均以导电且一体结合的方式连接至印刷电路板110的条形导体114，尤其为连接至确切的一个条形导体114上，其中，金属销116自印刷电路板110的底面111延伸，并可插入插头连接器102的弹簧连接件104中。方法200可进一步包括在印刷电路板110中形成206钻孔122的第三步骤，其中，每一钻孔122均与一个金属销116相对应。方法200还可包括将所述金属销插入208钻孔122中的第四步骤。在将金属销116插入钻孔122中后，方法200还可包括将金属销116一体结合210的第五步骤。

端子连接器100设计为可通过上述方法200制造。