CN1282402C - 电子元件与电路板的接合结构 - Google Patents

Abstract

一种电子元件与电路板的接合结构，包含一电子元件，其上设置有一具有弹性的金属端子及一第一固定件；以及一电路板，其上设置有一金属抵接部及一第二固定件，此金属抵接部是呈片体。其中，当电子元件与电路板结合时，该金属端子与该金属抵接部相抵接而使金属端子呈弹性变形，而第一固定件与第二固定件亦互相卡固接合。

Description

电子元件与电路板的接合结构

(1)技术领域

本发明有关一种电子元件与电路板的接合结构。

(2)背景技术

随着时代的演进，电子产品的复杂度逐渐增加，也就是电路板上的电子元件数量有大量增加的趋势。故一般所见的电路板上都满布着各式电子元件。以电脑主机板(mother board)为例，上头插设有各种的芯片、电阻、电容及插座等元件。针对其中的插座而言，其通常是用以插接各式电子卡，如存储卡、显示卡及音效卡等，或是作为电源的输出入用。

一般而言，为求电脑能拥有最大的扩充性，电脑制造商通常都将所有的扩充槽(或称连接器，即上述的插座)通通焊接在主机板上，以便客户将来需要插设更多的控制卡及电子元件时，能有足够的扩充槽可供运用。然而大多数的电脑使用者为一般家庭，并非专业用户，故一开始所需使用到的扩充槽极其有限。当其使用一段时日后，使用者觉得有必要增设新的电子元件(如控制卡)时，原本未使用的扩充槽才会使用到。然而大多数的一般使用者却难得升级，由此可见闲置的扩充槽反而形成资源上的浪费，并增加了电脑主机板的制造成本。

请参考图1，为习用的端子与电路板结合示意图。其结构包含一电子元件100的一端子101是藉由焊锡102与一电路板103上的一抵接部104电连接。此种制造方式通常是由自动化机械(图中未示出)先将该电子元件100插置在该电路板103上，再通过一锡炉，融熔的焊锡102即会因与该端子101间的表面张力及该端子101与该抵接部104间的毛细现象而接合该端子101与该抵接部104。若把该电子元件100当作是一连接器(connector)，并仅在主机板设置部分必要的数量插槽，而不焊接上全部的连接器，理论上，若使用者将来欲增加新的连接器，是可以徒手焊接的方式将所欲增设的连接器焊接在主机板上。然而绝大多数的使用者并未备有相关器材，即便是有，也会因为是非专业人士而无法熟练操作，导致插槽或主机板的损坏。另外，现在的电子元件常有多个端子，彼此距离甚近，徒手焊接更形困难，故不具实用价值。

请再参阅图2，为另一习用技术示意图。其结构包含一端子201呈箭尖状，也就是从端部到中段为渐扩状，并形成一个具有宽度A的一固定部202。此习用的端子201是用在一些手持式电子用品，如移动电话等，因为这种电子用品为求小巧，电子元件密度极高，且为求快速大量生产。该端子201是以专用机具(图中未示出)将其强迫压入一抵接部203的一固定孔204。但由于此类的电子用品多为消费型电子用品，无须拆装多次，故该固定孔204的宽度B较该宽度A小很多。故当该端子201被强压入该固定孔204时，由于该宽度B的限制会使得该宽度A被压缩变形超出其原有的弹性变形极限而为塑性变形，并使得该端子201与该固定孔204间相互抵紧的作用力相当的大，也确保诸如移动电话的电子用品不会因轻微的碰撞而导致该固定孔204与该端子201松脱。故该端子201本身除了需负担传递讯号、电源的工作外，还需支撑该电子元件200，因此该固定孔204与该端子201间的紧配合状态可确保二者不轻易分离。

但是，图2所显示的习用技术目前仅使用在通信业界，且该端子201与该固定孔204的插接需要特殊的工装用具以提供足够的力将该固定部202完全地塞入固定孔204中，非一般消费大众能独立完成。通过测试可知，单一个端子201***该固定孔204所需使用的力为2到4.5公斤，而一般插槽上的端子少说十个，多则四十个。换言之，将一个插槽装设于一主机板上时，就需要二十至一百八十公斤的力，若要以徒手安装实为极不可能的事。况且，一般家庭及使用者是不可能只为了在该主机板上增设插槽类的元件，而去另外购置工装用具，插槽的零售商也不可能随件附赠之。此外由于该端子201所需负担的工作很多，还需避免在插设时该端子201产生挫曲，材质的选择也因此有较严格的要求，售价亦高(约40美元)。

请参阅图3(a)、(b)，是为一般常用连接器与电路板结合示意图。习用技术是先将一连结器300，利用焊锡直接先固定在一电路板301的插槽302上。(请参照图1所述的技术内容)并利用焊锡使该连接器300的端子304与该电路板301电连接。最后，在根据需要插上不同功能的电路板305，利用固定件303将该电路板305加以固定(如图3(b)所示)。图中虽仅显是示一个连接器(扩充槽)。一般而言，为求电脑能拥有最大的扩充性，电脑制造商通常都将所有的扩充槽(或称连接器，即上述的插座)通通焊接在主机板上，以便客户将来需要插设更多的控制卡及电子元件时，能有足够的扩充槽可供运用。

(3)发明内容

本发明的第一目的在于提供一种电子元件的接合结构，当电脑制造商在制造主机板时无需将所有可能会用但尚未用到的电子元件，如插座或转接器，全部焊接在主机板上，而可以随客户的需求，在未来需要加装上述的电子元件时，再自行安装，以减少主机板所需成本。

本发明的第二目的在于提供一种电子元件的接合结构，在无需更动现行电路板结构下，该电子元件的接合结构具有弹性、选择性以及无需任何工具即可轻易完成电子元件与电路板的组装；且当完成电子元件与电路板组装时，该电子元件的端子与电路板上的接点即完成电连接，并可确保电连接的特性，满足工业界的需求，不致造成该电子元件与电路板接触不良的情况，且无需通过焊接过程以确保电连接的特性。

本发明的第三目的在于提供一种电子元件的接合结构，该电子元件的接合结构包含一电路板，该电子板与该接合结构是一体成形，且该电路板上可设置许多电子元件。

为达上述目的，本发明的一种电子元件的结合结构，是使该电子元件结合结构与一电路板结合时直接电连接，其中该电路板上开设至少一插槽，该电子元件接合结构包含：一电子元件具有至少一端子，该端子与该电路板插槽平面的一垂直线偏折一角度，当该电子元件与该插槽结合时，该端子受到该插槽的推挤产生一弹性应力，以抵接该插槽而形成电连接；该电子元件结合结构上还设置一第一固定件，而该电路板上还设置一第二固定件，该第一固定件与该第二固定件可互相固定。

根据上述的构想，其中该端子是为二片体所构成，而该二片体间形成一伸缩空间，且该二片体是朝该伸缩空间偏折而形成一受力面及一凸部，当该电子元件与该电路板结合时，该受力面由于受到该插槽的推挤而使得该二片体相互靠近而使得该伸缩空间缩小。

根据上述的构想，其中还包含有一桥部将该二片体连结起来，当该二片体进入该插槽时，该二片体被压缩而相互接近时，该桥部即弹性变形；当该二片体脱离该插槽时，该桥部即以本身的弹力撑开该二片体。

根据上述的构想，其中该插槽呈长槽状，使得该端子可沿该长槽移动。

根据上述的构想，其中该电子元件上还设置有一第一对位件，而该电路板上还设置有一第二对位件，该第一对位件与第二对位件可互相配合，使得该端子与该插槽可互相对准。

根据上述的构想，其中该第一对位件是设在该第一固定件上，而该第二固定件即可作为该第二对位件使用。

根据上述的构想，其中该第一对位件为一销，而该第二对位件为一销孔；于该第一对位件与该第二对位件配合时，该销是进入该销孔内。

根据上述的构想，其中该第一对位件为一导轨，而该第二对位件为一导条；于该第一对位件与该第二对位件配合时，该导条是进入该导轨内。

根据上述的构想，其中该第二固定件为一固定槽，以供该第一固定件进入，而该第一固定件是更开设有一缺口能卡设该电路板。

根据上述的构想，其中该缺口插设该电路板后，再插设一卡片进入该固定槽内，使得该电路板不会再从该缺口脱离。

根据上述的构想，其中该电子元件是为一电压调节组件。

根据上述的构想，其中该电路板是为一电脑主机板。

根据上述的构想，其中该电子元件结构上还包含一第一固定件与一第三固定件，而该电路板上还包含一第二固定件，该第一固定件与该第二固定件是松配合固定，利用该第三固定件将该第一固定件弹性撑开，使该第一固定件与该第二固定件紧配合固定。

根据上述的构想，其中该第三固定件是为一插孔。

根据上述的构想，其中该第一固定件是为一插销，该插销是与该电子元件结合结构是一体成形。

根据上述的构想，其中该第二固定件是为一拴子，该拴子将该插销弹性撑开，使该插销抵紧该插孔。

根据上述的构想，其中该第一固定件与该第二固定件构成一固定销(locking pin)。

根据上述的构想，其中该电子元件的结合结构是为一连接器(connector)。

根据本发明的构想提供一种电子元件的结合结构，是使该电子元件结合结构与一电路板结合时直接电连接，其中该电路板上开设至少一插槽，该电子元件接合结构包含：一电子元件具有至少一端子，该端子与该电路板插槽平面的一垂直线偏折一角度形成一凸部，当该电子元件与该插槽结合时，该凸部受到该插槽的推挤产生一弹性应力，该凸部抵接该插槽，形成电连接。

采用本发明的上述方案，电子元件的接合结构具有弹性、选择性以及无需任何工具即可完成电子元件与电路板的组装。当完成电子元件与电路板组装时，该电子元件的端子与电路板上的接点即完成电连接。

(4)附图说明

图1是为习知技术示意图；

图2是为习知技术示意图；

图3是为习知技术示意图；

图4是为本发明第一较佳实施例的电子元件与电路板的接合结构示意图；

图5(a)、(b)是为本发明第二较佳实施例的电子元件与电路板的接合结构示意图；

图6(a)、(b)是为本发明的第三较佳实施例的电子元件与电路板接合的结构示意图；

图7(a)、(b)、(c)是为本发明的第四较佳实施例示意图；

图8(a)、(b)是为本发明的第五较佳实施例示意图；

图9(a)是为本发明的第六较佳实施例示意图；以及

图9(b)是为本发明的第七较佳实施例示意图。

(5)具体实施方式

请参考图4，为本发明第一较佳实施例的电子元件接合结构示意图。如图4所示，一电路板400上开设有一插槽401，而一金属端子402可穿入该插槽401并利用一凸部4021与该插槽401的一槽壁4001作电连接。其中，该金属端子402还包含一受力面4022，并进而形成一伸缩空间4023。当该金属端子402欲进入该插槽401时，该槽壁4001会抵住受力面4022并沿该受力面4022相对滑动，藉由该受力面4022的作用会使得金属端子402弹性形变向该插槽401的中心偏折。但该金属端子402是具有弹性的金属，故会有一弹性回复力使该端子402的凸部4021抵接该槽壁4001。藉此弹力，该凸部4021即可稳固地电连接该槽壁4001。

请在参考图5(a)、(b)是为本发明第二较佳实施例的电子元件接合结构示意图。此实施例是根据图4实施例再加以变化而成。其中，呈长条体的端子502有两个，而在两端子502间即形成伸缩空间5023。两端子502朝彼此曲折而形成凸部5021，两凸部5021的距离为W，该端子502分别具有受力面5022。其中，该受力面5022的功用亦如同上述。当二端子502进入该插槽501时，该插槽501推挤该受力面5022使得两端子502相靠近，而该伸缩空间5023即缩小，故两凸部5021的距离会因该槽壁501的限制而由距离W变为与该插槽501相同的槽宽D。又当使用者将该端子502脱离该插槽501时，因两端子502本身具有弹性，在没有该槽壁5001的限制下会回复原状。因此，两凸部5021的距离亦会回复为W。

请参照图6(a)、(b)，是为本发明第三较佳实施例的电子元件接合结构示意图。如图6所示，是将图5的实施例再加以改进。两端子602中间所形成的一伸缩空间6023，且两端子602藉由一桥部6024连结两端子602。另外，两端子602亦形成受力面6022及凸部6021。该桥部6024具有弹性，当该端子602进入该插槽601时，该槽壁6001挤压该凸部6021使得该凸部6021之间距由W变为与该插槽601相同的槽宽D，而该桥部6024即因此弹性变形。当两金属端子602离开该插槽601时，因该凸部6021不再受该槽壁6001的限制，故该桥部6024即可因自身的弹力回复原状，而该凸部6021之间距也因桥部6024回复原状而由与插槽601相同的槽宽D变回W。

此外，本发明于图4、图5(a)、(b)及图6(a)、(b)所揭示的电路板皆为习用的电路板或是习用的主机板，针对电路板而言，无需经过特别设计，以习用的即可。

请参考图7(a)、(b)、(c)，是为本发明的第四实施例示意图。图7(a)为立体示意图，而图7(b)、(c)为第一固定件701与电路板700相配合的局部放大图。其中电子元件U先以方向e平移，使得由第一固定件701上所延伸而成的第一对位件7011可与第二对位件703互相配合。故第一对位件7011可以沿方向e进入该第二对位件703(此时亦可视为具有固定功能的第二固定件)而不会前后左右晃动，而当缺口7012对正电路板700时，再将电子元件U以方向f平移，使得缺口7012平移而将电路板700夹住，也就是夹住第二对位件703的周缘的第二固定件7031。这样藉由缺口7012与电路板700二者的卡合，该电子元件U即可与电路板700互相卡合，以辅助单靠端子702卡固而可能有不够牢靠的问题。又为确保缺口7012不会脱离电路板700，可在插设一卡片704以止挡第一对位件7011(请参照图7(b))。

请参考图7(c)，此为一插槽705呈长槽状的实施例图。为配合图7(a)的实施例，当该第一对位件7011与该第二对位件703相接设时，其中的一端子702先进入该插槽705的第一位置7051(请参阅图7(c))，之后再平移该第一对位件7011使得该缺口7012与该电路板700以上述的方法相卡合时(请参阅图7(a))，该端子702即进入该插槽705的第二位置7052。

又图7(a)、(c)中所示的端子702呈二片体状，即可为图5(a)、(b)的端子502或图6(a)、(b)端子602。当然由图4所示呈单片状的端子402也未尝不可，因为由于单片状的端子402缺乏固定能力、而即使是呈双片状的端子502、602也不一定有足够的作用力，故而电子元件U与电路板间就需要有其他有如第一固定件701及第二固定件703使二者能相互固定。

请再参阅图8(a)、(b)，揭示了另一种电子元件U与电路板800接合的动作状态。其中第一对位件为一设置在电子元件U上的导槽801，而第二对位件为一设置在电路板800上的导轨8002。藉由导槽801与导轨8002的互相配合，使得端子803能稳定接近电路板800而不会前后左右偏移。之后第一固定件802再与第二固定件8001卡合，此时端子803(详细实施态样可参考图4至图6的实施例)即与金属抵接部或插槽804(详细实施态样可参考图4至图6的实施例)电连接，即完成电子元件U及电路板800的结合动作。

请参阅图9(a)是为本发明的第六较佳实施例示意图。如图中所示，一种电子元件的结合结构900，是使该电子元件结合结构900与一电路板901结合。

其中，该电路板901上开设至少一插槽902。另外，该电子元件接合结构900包含一电子元件903具有多个端子904，该端子904与该电路板插槽902的平面垂直线偏折一角度形成一凸部9041。当该电子元件结合结构900与该插槽902结合时，该端子904受到该插槽槽壁提供一正向力，使得端子904产生一弹性应力，抵接该插槽902，而形成电连接。而该弹性应力的大小可藉由偏折角度所形成的凸部大小加以调整设计，以适应各种电子元件规格所需。

然而该电子元件结合结构900与该电路板901的固定是利用该电子元件结合结构900的一第一固定件906与一第三固定件905与该电路板901的一第二固定件907来稳固固定该电子元件结合结构900与该电路板901。其中该第一固定件906是为一插销，该插销是与该电子元件结合结构是一体成形。该第三固定件907是为一插孔。该第二固定件905是为一拴子。

其安装过程如下：首先，先将该电子元件结合结构900安装在该电路板901上。其中该端子904分别与该插槽902相对应结合，因为该端子904受到该插槽槽壁提供一正向力，使得端子904产生一弹性应力，抵接该插槽902，而直接形成电连接，提供足够的电连接特性，无需使用焊锡连接端子904及电路板901。此时，该第一固定件906***该第三固定件907完成松配合固定。为使该电子元件结合结构900完全固定在该电路板901，故利用该第二固定件905，压入该第一固定件906的内孔，将该第一固定件906弹性撑开，使该第一固定件906与该第三固定件907紧配合固定。因此，该电子元件结合结构900可完全固定在该电路板901上。

由此可知，本发明在无需任何工具情况下即可轻易完成电子元件与电路板组装。且当完成电子元件与电路板组装时，该电子元件的端子与电路板上的接点即完成电连接，可确保电连接的特性，满足工业界的需求，不致造成该电子元件与电路板接触不良的情况，且无需通过焊接过程以确保电连接的特性。

另外，由本发明所提供的电子元件结合结构，电脑制造商在制造主机板时无需将所有可能会用但尚未用到的电子元件，如插座或转接器，全部焊接在主机板上，而可以随客户的需求，在未来需要加装上述的电子元件时，再自行安装，减少主机板所需成本。

请参阅图9(b)是为本发明的第七较佳实施例示意图。其原理与图9(a)的第六较佳实施例相同，实为第六较佳实施例的相等变化实施例。

上述所称的电子元件结合结构亦可为一转接器，譬如电脑存储器所使用的扩充槽。上述所称的电子元件可为一电压调节组件(VRM，voltage regulatormodule)。而上述所称的电路板则可为电脑主机板。

综上所述，故知本发明确实具有工业实用的价值，且具有弹性、选择性以及无需任何工具即可完成电子元件与电路板组装的特点。更重要的是，在无需焊锡焊接下，即可达到工业界所需的电连接特性，实为一重要突破的发明。

Claims (13)

1.一种电子元件的结合结构，用于与一电路板结合时直接电连接，其中该电路板上开设至少一插槽，其特征在于，该电子元件接合结构包含：

一电子元件具有至少一端子，该端子与该电路板插槽平面的一垂直线偏折一角度，当该电子元件结合结构与该插槽结合时，该端子受到该插槽的推挤产生一弹性应力而抵接该插槽，以形成电连接；

该电子元件结合结构上还设置一第一固定件，而该电路板上还设置一第二固定件，该第一固定件与该第二固定件可互相固定。

2.如权利要求1所述的电子元件结合结构，其特征在于，该端子是为二片体所构成，而该二片体间形成一伸缩空间，且该二片体是朝该伸缩空间偏折而形成一受力面及一凸部，当该电子元件与该电路板结合时，该受力面受到该插槽的推挤而使得该二片体相互靠近而使得该伸缩空间缩小。

3.如权利要求2所述的电子元件结合结构，其特征在于，还包含有一桥部将该二片体连结起来，当该二片体进入该插槽时，该二片体被压缩而相互接近时，该桥部即弹性变形；当该二片体脱离该插槽时，该桥部即以本身的弹力撑开该二片体。

4.如权利要求1所述的电子元件结合结构，其特征在于，该插槽呈长槽状，使得该端子可沿该长槽移动。

5如权利要求1所述的电子元件结合结构，其特征在于，该电子元件上还设置有一第一对位件，而该电路板上还设置有一第二对位件，该第一对位件与第二对位件可互相配合，以使得该端子与该插槽可互相对准。

6.如权利要求5所述的电子元件结合结构，其特征在于：

该第一对位件是设在该第一固定件上，而该第二固定件即可作为该第二对位件使用；或

该第一对位件为一销，而该第二对位件为一销孔；于该第一对位件与该第二对位件配合时，该销进入该销孔内；或

该第一对位件为一导槽，而该第二对位件为一导轨；于该第一对位件与该第二对位件配合时，该导轨是进入该导槽内。

7.如权利要求1所述的电子元件结合结构，其特征在于，该第二固定件为一固定槽，以供该第一固定件进入，而该第一固定件还开设有一缺口以卡设该电路板。

8.如权利要求1所述的电子元件结合结构，其特征在于，该电子元件是为一电压调节组件。

9.如权利要求1所述的电子元件结合结构，其特征在于，该电路板为一电脑主机板。

10.如权利要求1所述的电子元件结合结构，其特征在于，还包含一第一固定件与一第三固定件，而该电路板上则包含一第二固定件，该第一固定件与该第二固定件是松配合固定，利用该第三固定件将该第一固定件弹性撑开，使该第一固定件与该第二固定件紧配合固定。

11.如权利要求10所述的电子元件结合结构，其特征在于：

该第三固定件为一插孔；

该第一固定件为一插销，该插销与该电子元件结合结构是一体成形；

该第二固定件为一拴子，该拴子可将该插销弹性撑开，使该插销抵紧该插孔；及

该第一固定件可与该第二固定件构成一固定销。

12.如权利要求1所述的电子元件结合结构，其特征在于，该电子元件的结合结构是为一转接器。

13.一种电子元件的结合结构，用于与一电路板结合时直接电连接，其特征在于，该电路板上开设有至少一插槽，该电子元件接合结构包含：

一电子元件具有至少一端子，该端子与该电路板插槽平面的一垂直线偏折一角度形成一凸部，当该电子元件与该插槽结合时，该凸部受到该插槽的推挤产生一弹性应力，以使该凸部抵接该插槽而形成电连接；

该电子元件结合结构上还设置一第一固定件，而该电路板上还设置一第二固定件，该第一固定件与该第二固定件可互相固定。

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