专利名称：电互连系统的制作方法
电互连系统
背景技术：
本发明涉及电互连系统，且具体地说，涉及用于与印刷电路板一 起使用的电互连系统。
在许多电子设备中，期望将印刷电路板连接到电缆，柔性电路或 另一印刷电路板。由于电子设备越来越小，所以可用于进行与印刷电 路板的连接的空间越来越小。在趋于越来越小的电子设备中，迫切需 求在印刷电路板的表面上占用面积的量最小的电互连系统。
发明内容
在此描述的本发明的一个方面提供一种电互连系统。在根据本发 明的一个实施例中，该电互连系统包括具有顶面和底面的印刷电路板。 由至少一个侧壁限定的容纳腔体从印刷电路板的顶面向底面延伸。至 少一个电路迹线位于腔体的至少一个侧壁上。 一电连接器被配置以插 入到容纳腔体中。该电连接器具有位于当插入容纳腔体时接触至少一 个电路迹线的位置的电触点。
在根据本发明的另一实施例中，该电互连系统包括形成在平面印 刷电路板中的腔体和插头连接器。该腔体包括横越印刷电路板的平面 表面的环向边缘表面，和在该腔体的环向边缘表面上的多个电触点。 该插头连接器包括被配置以插入腔体中的绝缘体，和保持在绝缘体上 的多个电触点。该插头连接器的电触点位于当插头连接器插入腔体中 时接合腔体的电触点的位置。
在此描述的本发明的另一方面提供一种用于连接到印刷电路板的 电连接器。在根据本发明的一个实施例中，电连接器用于连接到具有
形成在其中的腔体的印刷电路板上，该腔体的内侧边缘表面上具有电 触点。该电连接器包括被配置以插入印刷电路板腔体中的绝缘体，和 保持在绝缘体外表面上的电触点。该连接器的电触点位于当连接器插 入腔体中时接合腔体中的电触点的位置。
在此描述的本发明的又一方面提供一种将电连接器连接到印刷电 路板的方法。在一个实施例中，该方法包括提供在其中具有腔体的印 刷电路板，该腔体由横越印刷电路板平面的边缘表面限定并且在该边 缘表面上具有电触点。 一连接器插入该腔体中，该连接器在其外表面 具有电触点，该连接器的电触点位于当连接器插入腔体中时接合腔体 中的电触点的位置。
图是根据本发明的在脱离状态下的电互连系统的一个实施例的 透视图。
图2是根据在接合状态下图1的电互连系统的透视截面图。 图3是与两个印刷电路板一起使用的图1的电互连系统的另一实 施例的透视图。
图4是图3的电互连系统的截面图。
图5是根据本发明的在脱离状态下的电互连系统的另一实施例的
透视图。
图6是根据在接合状态下图5的电互连系统的透视截面图。 图7是与两个印刷电路板一起使用的图5的电互连系统的另一实 施例的透视图。
图8是图7的电互连系统的截面图。
图9是根据本发明的在脱离状态下的电互连系统的又一实施例的 透视图。
图10是示出根据本发明的与两个印刷电路板一起使用的电互连 系统的另一实施例的图。
图11是示出根据本发明实施例的在印刷电路板中的容纳腔体的
曲线侧壁的图。
图12是示出根据本发明实施例的相对于印刷电路板的平面倾斜 的印刷电路板中的容纳腔体的侧壁的图。
图13是根据本发明实施例的电互连系统的示例性极化和锁合部 件的图。
具体实施例方式
下面参考附图详细描述优选实施例，其中附图构成详细描述的一 部分。附图以例图的方式示出了本发明可以实施的具体实施例。应该 理解，可以利用其他的实施例，可以进行结构或逻辑上的改变而不脱 离本发明的范围。因此，下面详细的描述不是限定性的，本发明的范 围由所附权利要求进行限定。
图1和图2示出了根据本发明的电互连系统20的一个实施例。电 互连系统20包括印刷电路板22和配合电连接器24。印刷电路板22限 定X-Y平面。插座或容纳腔体26在横越X-Y平面的方向上从板的顶 面28朝向板的底面30延伸入印刷电路板22中。在一个实施例中，容 纳腔体26仅部分地延伸通过印刷电路板22，并且包括底面32。在另 一实施例中，容纳腔体26完全地延伸通过印刷电路板22。容纳腔体 26的外围形状由一个或多个侧壁34限定。容纳腔体26可以具有任意 期望或合适的外围形状，包括线形或曲线形(图11)。在一个实施例 中，容纳腔体26的侧壁34基本上垂直于印刷电路板22的X-Y平面。 在另一实施例中，容纳腔体26的一个或多个侧壁34相对于印刷电路 板22的X-Y平面倾斜(图12)。在一个实施例中，容纳腔体26的外 围位置远离印刷电路板22的周边40。在另一实施例中，容纳腔体26 与印刷电路板22的外围边缘40交叉，以致于容纳腔体26的至少一个 侧面对印刷电路板22的外围边缘40开放(图5)。
印刷电路板22包括一个或多个电路迹线44。在一个实施例中， 电路迹线44位于印刷电路板22的顶面28和/或底面30上。在另一实
施例中，电路迹线44设置在印刷电路板22的内层(未示出)内。印 刷电路板22的至少一个电路迹线44延伸到容纳腔体26的至少一个侧 壁34上，以致于电路迹线44在容纳腔体26的侧壁34的部分在横越 印刷电路板22的X-Y平面的方向上延伸。在此，在容纳腔体26的侧 壁34上的电路迹线44的部分通常可以被称为"垂直电路迹线"(即 使侧壁34不垂直于或正交印刷电路板22的X-Y平面)。在示出的实 施例中，电路迹线44的位置在容纳腔体26的两个相对侧壁34上。在 其他实施例中，例如电路迹线44的位置在容纳腔体26的仅一侧上， 在容纳腔体26的相邻侧上，或者在容纳腔体26的每一侧上。
利用任何合适的方法形成在容纳腔体26的侧壁34上的电路迹线 44 ("垂直电路迹线")。在一个实施例中，侧壁34由导电材料电镀， 然后导电材料不必要的部分由机械和/或化学方法去除，以形成垂直电 路迹线。在另一实施例中，在已经形成的侧壁34的边缘，在印刷电路 板22中创建一个或多个通孔。通孔由导电材料电镀，然后通过磨碎材 料并留下通孔的电镀部分以形成垂直迹线而形成侧壁34。
插头型电连接器24被配置以插入容纳腔体26中。电连接器24包 括具有可以是信号或接地触点的一个或多个电触点52的电绝缘体50 该电触点保持在绝缘体50的一个或多个外侧表面54上。电触点52的 位置使得当电连接器24插入容纳腔体26中时与在容纳腔体26的侧壁 34上的线路迹线44形成接触。电连接器24在配合的印刷电路板22和 电连接器24之间提供任何必需的柔性。在连接器24的电触点52和容 纳腔体26中的电路迹线44之间的接合力基本上与支持电路迹线44的 侧壁34的平面垂直。因此，当恻壁34垂直于印刷电路板22的X-Y平 面时，在连接器24的电触点52和容纳腔体26中的电路迹线44之间 的接合力基本上与印刷电路板22的X-Y平面平行。在一个实施例中， 电触点52是当电连接器24被插入容纳腔体26时偏转的弹性元件。在 示出的实施例中，电触点52是当电连接器24插入容纳腔体26时向内 偏转的U形元件(图2)。在另一实施例中，电连接器24的绝缘体50自身是机械柔性的，从而当电连接器24插入容纳腔体26时绝缘体50 变形。在印刷电路板22的平面之上，电连接器24选择性地包括位于 绝缘体50上的导电屏蔽件60，从而为互连系统20提供改进的阻抗控 制。
在一个实施例中，电连接器24和容纳腔体26包括极化和/或锁合 部件51a、 51b以防止电连接器24错误地定向在容纳腔体26内。示例 的极化部件在图13中示出。在一个实施例中，电连接器24和容纳腔 体26也可以具有配合锁或保持部件以将电连接器24保持在容纳腔体 26内。例如，最好如图l中所示，连接器24包括翼片66a用于接合印 刷电路板22中的凹口 66b。
虽然在一个实施例中连接器24和腔体26的大小和配置用于与单 个电缆70—起使用，但是在图l和图2中示出的电连接器24连接到 多个电缆70。例如，电缆70可以是单独的同轴电缆或双轴电缆，或带 状电缆。如本领域公知地，电连接器24的电触点52电连接到电缆70 的导电元件。例如，电连接器24的电触点52可以通过焊接、压接或 绝缘移位方法附加到电缆70的信号导体72和/或接地导体74。绝缘层 (未示出)将信号导体72与接地导体74分开。
图1和图2的电互连系统包括信号电导体24和印刷电路板22。 然而，在根据本发明的另一实施例中，互连系统包括多于一个的电连 接器24和印刷电路板22。参考图3和图4，示出具有电缆70的图1 和图2的电互连系统20，该电缆70附加到用于与具有完全延伸通过的 容纳腔体126的第二印刷电路板122配合的第二电连接器124。第二印 刷电路板122的容纳腔体126包括在容纳腔体126的至少一个侧壁134 (最好如图7所示)上的至少一个电路迹线144。第二电连接器124被 配置以连接到电缆70，并且用于插入到第二印刷电路板122的容纳腔 体126中。第二电连接器124以与上述相同的方法配置，但是允许电 缆70通过第二电连接器124延伸到第一电连接器24。以这种方式，单 独的电缆70可以选择性地分别连接到第一和第二印刷电路板22、 122
中的一个或两个。例如，这可以通过在电缆外套上打开一个"窗口"、
将接地导体74的一部分和窗口内的绝缘层(未示出)分开、以及通过 窗口将信号触点52端接到信号导体72而实现。
现在参考图5-8，其示出根据本发明的电互连系统的另一实施例， 其中与参考图l-4描述的相同的元件采用相同的符号。在图5-8的实施 例中，电连接器224被配置以连接到印刷电路板80 ("子卡80")， 而不是连接到电缆。印刷电路板22和容纳腔体26与上述参考图1-4 描述的相同，除了如果子卡80比电连接器224的长度更大，则容纳腔 体26的长度可以比电连接器224的长度更长以容纳子卡80。在一个实 施例中，容纳腔体26延伸到印刷电路板22的至少一个边缘40。
参考图6，电连接器224包括具有保持在绝缘体250的一个或多 个外侧表面254的一个或多个电触点252的电绝缘体250。电触点252 电连接到子卡80上的电路迹线82，并位于当电连接器224插入容纳腔 体26中时与在容纳腔体26的侧壁34上的线路迹线44形成接触的位 置。电连接器224在配合的印刷电路板22和电连接器224之间提供任 何必需的柔性。在连接器224的电触点252和容纳腔体26中的电路迹 线44之间的接合力基本上与支持电路迹线44的侧壁34的平面垂直。 因此，当恻壁34垂直于印刷电路板22的X-Y平面时，在连接器24的 电触点252和容纳腔体26中的电路迹线44之间的接合力基本上与印 刷电路板22的X-Y平面平行。在一个实施例中，电触点252是当电连 接器24插入容纳腔体26时偏转的弹性元件。在示出的实施例中，电 触点252是当电连接器224插入容纳腔体26时向内偏转的U形元件。 在另一实施例中，电连接器224的绝缘体250自身是机械柔性的，从 而当电连接器224插入容纳腔体26时绝缘体250变形。电连接器224 选择性地包括位于绝缘体250上的导电屏蔽件60，从而为互连系统20 提供改进的阻抗控制。
在一个实施例中，电连接器224和容纳腔体26包括参考图13的 如上所述的极化部件以防止电连接器224错误地定向在容纳腔体26 内。如上面参考图l的描述，电连接器224和容纳腔体26也可以具有 配合锁或保持部件以将电连接器224保持在容纳腔体26内。
图5和图6的电互连系统包括单个电连接器224。然而，在根据 本发明的另一个实施例中，互连系统包括一个以上的电连接器224。参 考图7和图8，示出子卡80连接到用于与具有完全延伸通过的容纳腔 体126的第二印刷电路板122配合的第二电连接器324。第二印刷电路 板122的容纳腔体126在容纳腔体126的至少一个侧壁134上包括至 少一个电路迹线144。第二电连接器124被配置以附加到子卡80并且 用于插入到第二印刷电路板122的容纳腔体126中。第二电连接器324 以与上述相同的方法构成，但是允许子卡80通过第二印刷电路板122 延伸到第一电连接器224。以这种方式，在子卡80上的电路迹线82可 以选择性地分别连接到第一和第二印刷电路板22、 122中的一个或两 个。在示出的实施例中，第二电连接器324包括安装在子卡80相反侧 上的分开的连接器半部325a、 325b，每个连接器半部325a、 325b具有 一部分绝缘体250和电触点252。在另一实施例中，第二电连接器324 可以包括单个单元。
现在参考图9，示出了根据本发明的电互连系统的另一实施例， 其中类似地标记和关于图l-8所述的类似的元件。在图9的实施例中， 电连接器424被配置以附加到柔性电路90。印刷电路板22和容纳空腔 26类似于上面关于图1-4所述的。电连接器424基本上和上面和电缆 70—起使用的电连接器24相同，但是修改电绝缘体50和电触点52以 附加到柔性电路和其上的电路迹线。在另一实施例中，类似于用于和 印刷电路板一起使用的电连接器324，电连接器424包括安装在柔性电 路90的相对侧上的分开的连接器半部分。图9的电互连系统示出了单 个电连接器424。但是，在根据本发明的另一实施例中，互连系统包括 如上关于图3， 4， 7和8所述的多于一个电连接器424。
现在，参考图10，示出根据本发明的电互连系统的另一实施例。
电连接器624形成为中间连接器，用于连接两个或多个印刷电路板22、 122。电连接器624具有配置用于插入到第一印刷电路板22的容纳腔 体26中的第一部分630，和配置用于插入到第二印刷电路板122的容 纳腔体126中的第二部分632。第一和第二部分630、 632每个都具有 电触点652，该电触点位于当连接器624插入到容纳腔体26、 126中时 接合相应容纳腔体26、 126的侧壁34、 134上的电路迹线44、 144的 位置。通过连接器624的导电路径(未示出)电互连在第一和第二部 分630、 632的电触点652。虽然仅示出两个印刷电路板22、 122，但 是电连接器624可被配置以与上述一致的方式连接到额外的印刷电路 板。如上述参考图1-9的描述，在另一实施例中，中间连接器624被进 一步配置以连接到电缆70、柔性电路90或另一印刷电路板80。
在此描述的每个实施例中，所有的聚合体部分由用于所需用途的 具有所需的机械和电特性的适当热塑性材料模制。导电金属部件例如 由镀铜合金材料形成，但是其他合适的材料也被本领域技术人员所认 可。在一个实施例中，互连系统的材料、几何结构和尺寸都被设计以 保持整个系统的规定阻抗。
虽然为了描述优选实施例已经在此示出和描述了具体实施例，但 是本领域技术人员应该理解，用以获得相同目的的替换和/或等效实施 例的多种变形可以代替示出和描述的具体实施例，而不脱离本发明的 范围。在机械、机电和电气领域的技术人员应该容易理解，本发明可 以由非常多的变形实施例来执行。本申请希望涵盖在此讨论的优选实 施例的任何修改和变形。因此，显然本发明仅由权利要求及其等效物 限定。
权利要求
1.一种电互连系统，包括具有顶面和底面的印刷电路板；在印刷电路板中从印刷电路板的顶面向底面延伸的容纳腔体，该容纳腔体由至少一个侧壁限定；在腔体的至少一个侧壁上的至少一个电路迹线；以及被配置以插入到容纳腔体中的电连接器，该电连接器具有位于当插入容纳腔体时接触至少一个电路迹线的位置的电触点。
2. 根据权利要求l所述的电互连系统，其中，所述电连接器连接 到电缆、柔性电路和另一印刷电路板中的一个。
3. 根据权利要求l所述的电互连系统，其中，所述电连接器包括 用于将电连接器保持在容纳腔体内的偏置件。
4. 根据权利要求1所述的电互连系统，其中，所述电触点包括偏 置件。
5. 根据权利要求l所述的电互连系统，其中，所述容纳腔体部分 地通过印刷电路板从印刷电路板的第一表面延伸到第二表面。
6. 根据权利要求l所述的电互连系统，其中，所述容纳腔体完全 地通过印刷电路板从印刷电路板的第一表面延伸到第二表面。
7. 根据权利要求1所述的电互连系统，其中，所述容纳腔体的至 少一个侧壁基本上垂直于印刷电路板的顶面平面。
8. 根据权利要求l所述的电互连系统，其中，所述容纳腔体的至 少一个侧壁相对于印刷电路板的顶面平面倾斜。
9. 根据权利要求l所述的电互连系统，其中，所述容纳腔体和电 连接器包括配合的极化部件。
10. 根据权利要求1所述的电互连系统，其中，所述容纳腔体的 至少一个壁限定至少一部分曲线容纳腔体。
11. 根据权利要求1所述的电互连系统，其中，所述容纳腔体的 至少一个壁限定至少一部分直线容纳腔体。
12. 根据权利要求1所述的电互连系统，还包括 具有顶面和底面的第二印刷电路板；在第二印刷电路板中从第二印刷电路板的顶面向底面延伸的第二容纳腔体，该第二容纳腔体由至少一个侧壁限定；以及在第二容纳腔体的至少一个侧壁上的至少一个电路迹线；其中所述电连接器被配置以插入到第一和第二容纳腔体中，该电 连接器具有位于当插入第一和第二容纳腔体时接触第一和第二容纳腔体的电路迹线的位置的电触点。
13. 根据权利要求1所述的电互连系统，还包括 具有顶面和底面的第二印刷电路板；在第二印刷电路板中从第二印刷电路板的顶面向底面延伸的第二 容纳腔体，该第二容纳腔体由至少一个侧壁限定；在第二容纳腔体的至少一个侧壁上的至少一个电路迹线；以及被配置以插入到第二容纳腔体中的第二电连接器，该第二电连接 器具有位于当插入第二容纳腔体时接触第二容纳腔体的电路迹线的电触点；其中，该第一和第二电连接器都连接到电缆、柔性电路和另一印 刷电路板中的公共的 一个上。
14. 一种电互连系统，包括形成在平面印刷电路板中的腔体，该腔体包括 横越印刷电路板的平面表面的环向边缘表面，和 在该腔体的环向边缘表面上的至少一个电触点； 以及插头连接器，包括被配置以用于插入腔体中的绝缘体，和保持在绝缘体上的至少一个电触点，该插头连接器的至少一个电 触点位于当插头连接器插入腔体中时接合腔体的至少一个电触点的位 置。
15. 根据权利要求14所述的电互连系统，其中，所述腔体的环向 边缘表面限定一闭合形状。
16. 根据权利要求14所述的电互连系统，其中，所述腔体的环向边缘表面限定一开放形状。
17. 根据权利要求14所述的电互连系统，其中，所述插头连接器的电触点包括偏置件。
18. 根据权利要求17所述的电互连系统，其中，所述偏置件施加 基本上平行于印刷电路板平面表面的力。
19. 根据权利要求14所述的电互连系统，其中，所述电触点位于 腔体和插头连接器的至少两侧。
20. —种用于连接到具有形成在其中的腔体的印刷电路板的电连 接器，该腔体的内侧边缘表面上具有电触点，该电连接器包括被配置以插入印刷电路板腔体中的绝缘体，和 保持在绝缘体外表面的电触点，该连接器的电触点位于当连接器插入腔体中时接合腔体中的电触点的位置。
21. 根据权利要求20所述的电连接器，其中，所述印刷电路板腔体在其相对的内侧边缘表面上具有电触点，并且其中该电连接器进一 步包括在绝缘体的相对侧上的电触点，该连接器的电触点位于当连接 器插入腔体中时接合腔体中的电触点的位置。
22. 根据权利要求20所述的电连接器，其中，所述绝缘体包括被 配置以插入第一印刷电路板的腔体中的第一部分，和被配置以插入第 二印刷电路板的腔体中的第二部分，其中，该第一和第二部分的每个 都具有位于当连接器插入腔体中时接合第一和第二印刷电路板的相应腔体中的电触点的位置的电触点。
23. 根据权利要求20所述的电连接器，其中，在腔体中的电触点 和电连接器的电触点之间的接合力基本上平行于由印刷电路板限定的 平面。
24. 根据权利要求20所述的电连接器，其中，所述电连接器的电 触点是机械柔性的。
25. 根据权利要求20所述的电连接器，其中，所述绝缘体是机械 柔性的。
全文摘要
一种电互连系统，包括具有容纳腔体的印刷电路板。至少一个电路迹线位于腔体的侧壁上。一电连接器被配置以插入到容纳腔体中。该电连接器具有位于当插入容纳腔体时接触至少一个电路迹线的位置的电触点。
文档编号H01R12/00GK101208835SQ200680022828
公开日2008年6月25日 申请日期2006年6月22日 优先权日2005年6月23日
发明者亚历山大·W·巴尔, 凯文·R·梅雷迪思, 史蒂文·费尔德曼 申请人:3M创新有限公司