CN101203988A - 连接器组件 - Google Patents

Abstract

一种连接器组件，其包含：安装在具有多个接触片的印刷电路基板上的框架，和构造用来插入到框架中的弹簧部件。该弹簧部件上支撑柔性电路。该弹簧部件和框架成形为，当弹簧部件插入框架的时候，在两个非平行的方向上施加偏置力。

Description

连接器组件

技术领域

本发明涉及电连接器，特别涉及一种连接器组件，用于提供两个印刷电路板之间的直接接口。

背景技术

存在许多例子，用于彼此连接两个印刷电路板，特别是，用于将柔性电路连接到刚性印刷电路板，或者是另一个柔性电路。传统的将印刷电路板互连的方法包括使用在待电连接的两个印刷电路上的分离连接器结构。对于柔性电路，众所周知的插针和插座连接器常被用来将柔性电路和其他电路板或者柔性电路互连。尽管通常满足预期目的，但这种普遍可用的连接器也有一些不足。例如，连接器的尺寸通常比具有缩小尺寸的现代电子设备允许的大。另外，现在可用的连接器经常具有相对复杂的物理结构，这样就造成了很高的制造成本。

在一些应用中，分离式连接器结构已经被按压式连接器取代，按压式连接器通过将一个印刷电路的接触片或者终端部分机械按压到另一个印刷电路的接触片或者终端部分，而在印刷电路之间建立电连接。这种按压式连接通常在精确对齐具有非常窄和紧密间隔的印刷电路方面不是很有效。而且，这种按压式连接器通常很难可靠地分离和重新接合，这样就不能提供印刷电路之间的可靠连接，造成不良的电子性能。

鉴于当前连接设备和方法的缺陷和不足，工业上需要一种连接器组件，其容易生产，提供精确对齐，以及可靠地连接与分离，以在印刷电路之间提供可靠的电连接。

发明内容

在此描述的本发明的一个方面提供一种连接器组件。在根据本发明的一个实施例中，连接器组件包括：安装在具有多个接触片的印刷电路基板上的框架，以及构造用于插入所述框架中的弹簧部件。弹簧部件上支撑柔性电路。弹簧部件和框架成形为，当弹簧部件插入框架的时候，在两个非平行的方向施加偏置力。

在根据本发明的另一实施例中，连接器组件包含：安装在印刷电路上的导电框架，和构造用于插入到所述框架中的连接器部分。框架电连接到印刷电路的接地，印刷电路在以所述框架为边界的区域内具有多个印刷电路接触片。连接器部分上支撑柔性电路。柔性电路具有多个接触片，用于与所述多个印刷电路接触片接合。框架和连接器部分中的至少一个含有弹簧部分，框架和连接器部分配合成形，以便当连接器部分插入框架的时候，在两个非平行的方向施加偏置力。

在另一方面，此处描述的发明提供了一种连接器组件，其用于提供两个印刷电路之间的直接接口。在根据本发明的一个实施例中，连接器组件包括：框架构造用于安装在第一印刷电路上；和连接器部分，构造用于插入框架中，并适于在其上支撑第二印刷电路。当上面具有第二印刷电路的连接器部分插入到框架中时，连接器部分和框架配合地在第一印刷电路和第二印刷电路之间施加第一偏置力，并在第二印刷电路和框架之间施加第二偏置力。

附图说明

图1是根据发明的连接器组件的一个实施例的分离状态的透视图，该连接器组件包含附连有柔性电路的弹簧部件以及安装在印刷电路上的框架。

图2是沿图1中2-2线作的连接器组件的剖面图。

图3是图1的连接器组件在接合状态的透视图。

图4是沿图3中4-4线作的连接器组件的剖面图。

图5是根据本发明用于柔性印刷电路基板的连接器组件的另一实施例的剖面图。

图6和7是图5中连接器组件的剖面图，其使用互连印刷电路基板。

图8是根据本发明的连接器组件的另一实施例的剖面图。

具体实施方式

在下面对优选实施例的详细描述中，参照形成其一部分的附图。附图通过图解方式示出了可实施本发明的特定实施例。要理解的是，其他的实施例也是可以使用的，而且结构或者逻辑变更也可以进行，而不脱离本发明的范围内。因此，下面的详细描述不是在限制意义上进行的，本发明的范围由所附权利要求限定。

图1-4示出了根据发明的连接器组件20的一个实施例。连接器组件20包含弹簧部件22和框架24。弹簧部件22构造为插入框架24中，同时其上支撑柔性电路30。框架24构造为安装在印刷电路基板40之上，并且限定用于容纳弹簧部件22的容纳空间42。印刷电路基板40上具有多个接触片44，柔性电路30包含多个接触片46，用于和印刷电路基板44的相应的接触片44接合。当其上具有柔性电路30的弹簧部件22被插入框架24时，柔性电路30的接触片46和印刷电路基板40的接触片44之间形成直接的电连接。

在示出的实施例中，框架24包含沿框架24的宽度方向延伸的前表面安装部50，以及沿框架24的宽度方向延伸的后表面安装部52。前表面安装部50和后表面安装部52用于加强印刷电路基板40，并由此抵抗当弹簧部件22和框架24匹配时对印刷电路基板40产生的弓形力。如果框架24是导电的，则前表面安装部50和后表面安装部52可含有焊接安装部，该焊接安装部构造用于连接到印刷电路基板40的接地60。在一个实施例中，框架24是由一张平板金属制造的，其经过冲压而折弯或者折叠形成完整的框架。在其他的实施例中，框架是由导电、电绝缘或者两者混合的多个元件组装而成。

如图1、2和4最好示出的，弹簧部件22大体上是S形的，并且包含保持片62，用于将柔性电路固定至弹簧部件22。在图示的实施例中，保持片62从弹簧部件22的侧边缘伸出，并且在柔性电路30的边缘上折叠。在其他的实施例中，保持片62可从弹簧部件22的中部延伸，并且延伸穿过柔性电路30。在其他的实施例中，柔性电路30用其他适合的接合手段固定至弹簧部件22，所述其他适合的接合手段包括(但不限于)粘合、螺钉、销钉等。

在一个实施例中，弹簧部件22包含多个弹簧夹指70，这些弹簧夹指邻近柔性电路30的接触片46的至少一部分。设置弹簧夹指70用于将柔性电路30的接触片46向印刷电路基板40的相应接触片44推压。在一个实施例中，弹性层72位于弹簧夹指70和柔性电路30的接触片46之间，以提供额外的柔顺性，使从弹簧夹指70到柔性电路30的接触片46的力分布更均匀。在一个实施例中，弹性材料层72包括在一个或者更多弹簧夹指70上延伸的弹性靴。在具有多行接触片44和46的实施例中，在弹簧部件22和柔性电路的接触片46之间的弹性层72的存在是尤其有利的。

在图示的实施例中，当大致S型的弹簧部件22被插入框架24的时候，弹簧部件22和框架24互相配合，以在两个非平行方向上施加偏置力。在一个实施例中，偏置力在两个基本垂直的方向施加。在图1-4所示的实施例中，第一偏置力在箭头80的方向上施加，与印刷电路基板40的平面基本垂直，第二偏置力在箭头82的方向上施加，与印刷电路基板40的平面基本平行(图4)。第一偏置力80将柔性电路30第一部分84向印刷电路基板40推压，这样，柔性电路30的接触片46被按压在印刷电路基板40的接触片44。第二偏置力82将柔性电路30的至少第二部分86向框架24推压。如图4最好示出的，弹簧部件22和框架24的配合形状产生第二偏置力82，该第二偏置力在连接器组件20的前边缘将柔性电路30的部分86向框架24推压，并且还在连接器组件20的后边缘将柔性电路30的部分86’向框架24推压。

在一个实施例中，在框架24导电并连接到印刷电路基板40的接地60的情况下，在柔性电路30的第二部分86、86’中的至少一个上放置至少一个接地接触片46b，这样至少一个接触片46b在第二偏置力82的推压下与框架24接合。以此种方式，通过框架24，从柔性电路30到印刷电路基板4建立了连续的接地和信号返回路径。在一个实施例中，所述至少一个接地接触片46b设置为使得接地接触片46b通过滑触运动(wiping action)接合框架24。滑触运动清洁了接地接触片46b和框架24的匹配面上的氧化物或者其他污染物，并且提供了它们之间更加可靠的电连接。在一个实施例中，所述至少一个接地接触片46b设置为，使得在接触片46与印刷电路基板40接合之前在接触片46b与框架24之间的接地电路已经完成。

在一个实施例中，框架24包含至少一个导向件，该导向件被构造用于将弹簧部件22以相对于印刷电路基板40倾斜的插入角度引导到框架24中，这样柔性电路30的接触片46通过滑触运动接合印刷电路基板40相对应的接触片44。滑触运动清洁了接触片44、46的配合面上的氧化物或者其他污染物，并且提供了柔性电路30和印刷电路基板40之间更可靠的电连接。

如图2所最好示出的，第一导向件90邻近框架24的前部分92，其被构造用来在弹簧部件22插入框架24的容纳空间42时捕获弹簧部件的前边缘94。在一个实施例中，第一导向件90形成弹簧元件，用来帮助将柔性电路30偏压向印刷电路基板40。第二导向件96邻近框架24的后部分98，其被构造用来防止弹簧部件22以水平方向插入框架24。

弹簧部件22和框架24之间的匹配在图1-4中示出。在图1和2中，弹簧部件22以相对于印刷电路基板40倾斜的角度邻近框架24设置。弹簧部件22和框架24之间的倾斜角度匹配允许框架24安装在离开印刷电路基板40的边缘的位置，而不要求在印刷电路基板40必须留有空间而不在其表面安装元器件，以允许连接器组件接合和分离。第一导向件90防止弹簧部件22在垂直方向上插入框架24(在基本垂直于印刷电路基板40的平面的方向)。第二导向件90防止弹簧部件22在水平方向插入框架24(在与印刷电路基板40的平面基本平行的方向)。当具有柔性电路30的弹簧部件22在箭头100的方向上被引导到框架24的容纳空间42时，弹簧部件22的前边缘94被框架24的第一导向件板90捕获。当弹簧部件22继续插入框架24时，柔性电路30的接触片46和印刷电路基板40上的接触片44之间产生了滑触运动，确保了其间很好的电接触。当弹簧部件22完全插入框架24的时候，弹簧部件22的后边缘朝着印刷电路基板40旋转(图3和4)。在一个实施例中，弹簧部件22和框架24具有低于约1.2mm的匹配高度。弹簧部件22和框架24被构造成使得弹簧部件22和框架24保持在接合状态(例如通过适合的闭锁件)。

在图1-4中，印刷电路基板40被示出为刚性印刷电路板。但是，在本发明的其他的实施例中，印刷电路基板40是柔性电路。在图5中，柔性印刷电路基板140被示出为具有安装在其上的框架124。框架124如上面关于框架24所述地构造，还包含接触支撑部件150，该接触支撑部件适合在柔性印刷电路基板140下延伸，并保持柔性印刷电路基板140的接触片144与弹簧部件22上的柔性电路30的接触片46紧密接触。

在一个实施例中，如图6所示，印刷电路基板40是中间印刷电路基板160。中间印刷电路基板160与底层印刷电路基板162电连接。在图6中，中间印刷电路基板160表示为柔性电路，底层印刷电路基板162表示为刚性印刷电路板。在其他的实施例中，底层印刷电路基板162是柔性电路。在一个实施例中，中间印刷电路基板160与底层印刷电路基板162在框架24的基底面之外的位置连接。(图7)

在另一个连接器组件的实施例中，框架24被构造成允许弹簧部件22基本垂直地插入框架24。如图8所示，框架24的前部分92设有导入件170，其被构造为当弹簧部件22在基本垂直于印刷电路板40的平面的方向插入框架24的容纳空间42时用来引导弹簧部件22的前边缘94插入框架24。框架24的前部分92还设有接合部分172，其被构造为基本匹配弹簧部件22的前边缘94的形状，这样接合部分172阻止弹簧部件22从框架24中脱开。

在这里描述的每个实施例中，所有的聚合体部件都是从含有符合预期应用所要求的机械和电子特性的合适的热塑性材料注塑而成。导电金属部件由例如镀铜合金材料制成，尽管其他适合的材料也会被本领域技术人员所认可。连接器组件材料、几何形状和尺寸都设计成能够使整个组件保持特定阻抗。

尽管为了描述优先实施例的目的，在这里示出并且描述了特定的实施例，但本领域技术人员会认识到，对于所示出和描述的特定实施例，可以替换为各种替代和/或等效实施方案来实现相同的目的，而不脱离本发明的范围。机械、机电以及电子领域的技术人员会容易地认识到，本发明可以多种实施方式来实施。本申请意图覆盖此处讨论的特定实施例的任何改造或者变化。所以，本发明仅由权利要求和其等效物来限定。

Claims (35)

1.一种连接器组件，包括：

框架，安装在具有多个接触片的印刷电路基板上；

弹簧部件，构造用于插入到所述框架中，并且在其上支撑柔性电路，其中所述弹簧部件和框架成形为当弹簧部件插入框架时在两个非平行的方向施加偏置力。

2.根据权利要求1所述的连接器组件，其中所述弹簧部件和框架成形为在两个基本垂直的方向施加偏置力。

3.根据权利要求2所述的连接器组件，其中所述弹簧部件和框架成形为施加与所述印刷电路基板的平面基本垂直的第一偏置力，以及与所述印刷电路基板的平面基本平行的第二偏置力。

4.根据权利要求3所述的连接器组件，其中第一偏置力将所述柔性电路的第一部分向所述印刷电路基板的接触片推压。

5.根据权利要求4所述的连接器组件，其中第二偏置力将所述柔性电路的第二部分向所述框架推压。

6.根据权利要求1所述的连接器组件，其中所述框架包括至少一个导向件，用于以相对于所述印刷电路基板倾斜的插入角度将所述弹簧部件引导到所述框架中。

7.根据权利要求6所述的连接器组件，其中所述柔性电路包含多个接触片，用于与所述印刷电路基板的相应接触片接合，并且所述至少一个导向件将所述弹簧部件引导到所述框架中，使得柔性电路接触片通过滑触运动与相应的印刷电路基板接触片接合。

8.根据权利要求1所述的连接器组件，其中所述印刷电路基板是刚性的。

9.根据权利要求1所述的连接器组件，其中所述印刷电路基板是柔性的。

10.根据权利要求9所述的连接器组件，其中所述框架还包含在柔性印刷电路基板的接触片下延伸的支撑部件。

11.根据权利要求9所述的连接器组件，其中柔性印刷电路基板是中间印刷电路基板，该中间印刷电路基板电连接到底层印刷电路基板。

12.根据权利要求11所述的连接器组件，其中所述中间印刷电路基板在所述框架的基底面之外的位置电连接到底层印刷电路基板。

13.根据权利要求1所述的连接器组件，其中所述框架和弹簧部件均是由单片金属板制成的。

14.根据权利要求1所述的连接器组件，其中所述框架和弹簧部件具有小于1.2mm的匹配高度。

15.根据权利要求1所述的连接器组件，其中所述框架远离所述印刷电路基板的边缘安装。

16.根据权利要求1所述的连接器组件，其中第一偏置力将所述柔性电路向所述印刷电路基板推压。

17.根据权利要求16所述的连接器组件，其中第二偏置力将所述柔性电路向所述框架推压。

18.根据权利要求1所述的连接器组件，其中所述柔性电路包含多个接触片，所述弹簧部件包含与柔性电路接触片的至少一部分邻近的多个弹簧夹指，所述弹簧夹指将所述柔性电路接触片向相应的印刷电路基板接触片推压。

19.根据权利要求18所述的连接器组件，还包含设置在所述弹簧夹指和柔性电路接触片之间的弹性材料。

20.根据权利要求1所述的连接器组件，还包含设置在所述弹簧部件和柔性电路接触片之间的弹性材料。

21.根据权利要求1所述的连接器组件，其中所述框架是导电的，并连接到所述印刷电路基板的接地。

22.根据权利要求21所述的连接器组件，其中所述柔性电路包含多个接触片，所述弹簧部件将所述多个柔性电路接触片的第一部分向印刷电路基板接触片偏压，将所述多个柔性电路接触片的第二部分向所述框架偏压。

23.一种连接器组件，包含：

导电框架，安装在印刷电路上并且电连接到所述印刷电路的接地，所述印刷电路在以所述框架为边界的区域内具有多个印刷电路接触片；

连接器部分，被构造用于插入到所述框架中，并在其上支撑柔性电路，所述柔性电路具有多个接触片，用于与所述多个印刷电路接触片接合；

其中所述框架和连接器部分中的至少一个包括弹簧部分，并且所述框架和连接器部分配合成形，以便当所述连接器部分插入所述框架的时候，在两个非平行的方向上施加偏置力。

24.根据权利要求23所述的连接器组件，其中第一分量的偏置力使所述柔性电路和所述印刷电路之间接触。

25.根据权利要求24所述的连接器组件，其中第二分量的偏置力使所述柔性电路和所述框架之间接触。

26.根据权利要求23所述的连接器组件，其中所述印刷电路为刚性的。

27.根据权利要求23所述的连接器组件，其中所述印刷电路是柔性的。

28.根据权利要求27所述的连接器组件，其中所述框架还含有在所述柔性印刷电路的接触片之下延伸的支撑部件。

29.根据权利要求23所述的连接器组件，其中所述框架和连接器部分中的至少一个是由单片金属板制成的。

30.根据权利要求23所述的连接器组件，其中所述框架的高度低于1.2mm。

31.根据权利要求23所述的连接器组件，其中所述框架远离所述印刷电路的边缘安装。

32.一种用于在两个印刷电路之间提供直接接口的连接器组件，该连接器组件包含：

框架，构造用于安装在第一印刷电路上；

连接器部分，构造用于插入到所述框架中，并且适于在其上支撑第二印刷电路；

其中当具有第二印刷电路的连接器部分被插入所述框架中时，所述连接器部分和所述框架配合地在第一印刷电路和第二印刷电路之间施加第一偏置力，在第二印刷电路和框架之间施加第二偏置力。

33.根据权利要求32所述的连接器组件，其中第一偏置力和第二偏置力为非互相平行的。

34.根据权利要求32所述的连接器组件，其中第一偏置力和第二偏置力是互相基本垂直的。

35.根据权利要求32所述的连接器组件，其中所述框架是导电的，并且连接到第一印刷电路的接地。

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