专利名称：连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别是在手持式电子器件中用来把一个显示单元连接到一块印制电路板上的连接装置。
该连接装置特别适用于与一个尤其是液晶型的无源显示单元连接，在这种显示单元中用一个所谓的光导作背景照明。
带有一个光学显示单元的手持式电子器件具有各种不同的功能(例如移动电话、袖珍翻译机、管理器或手持式电脑)，这类电子器件是日常生活不可或缺的，尽管多年来生产和销售的件数不断增加，但仍然总是具有明显的市场潜力。除了不断扩大其功能外，进一步小型化仍然是主要的发展趋势。此外，由于市场竞争压力很大，要求为降低成本作出不断的努力。为了这个目的，特别发展了这类器件的主要作为预制组件提供的硬件之间的廉价的和装配式的连接。
这类器件的显示单元目前主要作为具有一个安装在玻璃体或显示玻璃(也叫液晶显示屏)上的液晶显示单元构成。这种集成的显示单元必须与电子器件的装有其余电子元件的印制电路板进行电连接。这种连接包括许多单独连接，所以也叫做“多极”的电连接。
众所周知，这种连接是通一根软导线(缩写称作FPC)来实现的，该软导线与印制电路板焊接、与导电粘接剂粘接或通过一个插接件连接。
焊接和粘接是制造技术复杂的连接方式，而且原则上比插接优越。根据先有技术，插接是用手把软导线插入连接器中。这种方法费工时，而且适合于手装配的连接器必须相当大。此外，手工可靠操作用的软导线必须相当长，这就增加了材料费用。其次，这类插接的拆卸存在许多困难。
特别是对发展中的极扁平的移动电话来说，根据上述的普遍的发展目标，要实现尤其是小型的显示单元和具有很低结构高度的连接装置，必须用自动化的装配来完成。
本发明的目的是提出一种改进的连接装置。
这个目的是通过一种具有权利要求1所述特征的连接装置来实现的。
本发明包括这样的基本想法，即印制电路板配置一个配合的插接式连接元件，该元件具有许多(位于内部的)第一接触面。本发明的另一个想法是，人所熟知的软导线在第一端上与显示单元-特别是其控制单元(控制器)-进行电气和机械的固定连接，而在其第二端上则具有许多第二接触面，在这个第二端上也是与显示单元作为预制组件进行固定的机械连接。根据本发明的第三个基本想法，这个通过与显示单元连接而加固了的第二端在一个自动化的装配过程中可靠地插入印制电路板上的连接元件中。
对移动电话、管理器、袖珍翻译机等来说，在一种实际上特别重要的结构中，显示单元涉及一种具有背景照明的、特别是液晶显示型的无源显示单元。这种显示单元具有一个与其机械固定连接的作背景照明用的光导元件(例如与发光二极管配合)，且软导线的第二端至少直接与这个光导元件刚性连接。
根据本发明的另一种优选结构型式，这种刚性连接是通过一个特殊的支撑元件来实现的，该支撑元件一方面与光导元件固定连接，另一方面与软导线的第二端固定连接。在这两方面的固定连接中，至少一个固定连接是以廉价的和工艺易于实现的方式作为粘接来进行的。另一种或附加办法是，支撑元件和光导元件之间的连接是形状连接，例如槽-榫连接。
支撑元件最好基本上呈板状。在这种结构中，通过材料和尺寸的选择，该支撑元件垂直于板平面具有可调的弯曲弹性，这种可调的弯曲弹性有助于补偿待相互连接的元件的微小制造公差或操作装置的装配间隙。
在一种机械附加稳定的结构中，软导线又是附加地特别是通过粘接与液晶显示装置的玻璃体(液晶显示屏)机械固定连接在第二端或其附近。
软导线最好在其与显示装置机械和电气连接的第一端和第二端之间大致呈S形，并且第二端插入印制电路板上的连接元件中。这样，电连接在很大程度上实现了机械卸载；此外，这种形状有助于消除元件的公差或操作装置的间隙。
在装配过程中，精确的侧向导向是以这样的有利方式来保证的，即光导元件在位置内和至少在横向尺寸内具有一个与该连接元件(插接板)一致的空隙。当该支撑元件与该软导线的第二端定位在该空隙中时，该光导元件的这个空隙便执行该软导线的第二端到该连接元件的导向功能并处于组装好的状态。该光导元件在垂直方向内最好相对于该连接元件具有一个微小的间隙，以便消除上述公差。其中，第一和/或第二接触面(最好是连接元件上的第一接触面)作为弹性元件在全部相关实用状态下都能保证印制电路板和软导线第二端之间的可靠电连接。
此外，本发明的诸多优点和实用性可从各项从属权利要求中以及从结合附图的实施例进行的下列说明中得知。
附图表示
图1a和1b在未组装和组装状态中的本发明第一种结构型式的连接装置的横截面示意图；图2用来说明(在已组装状态中的)本发明第二种结构型式的横截面图；图3a和3b用来说明本发明第三种结构型式的两个大大简化的横截面示意图；图1a和1b表示在一个大大简化的横截面图示中的移动电话的一段即表示液晶显示单元120连接到一块印制电路板130上用的一个连接器110。
液晶显示单元120除了实际的显示元件(液晶显示屏)121外，还包括一个控制单元122和一个与发光二极管一起用作背景照明的所谓光导123；其中该显示元件主要由两块在内侧设置了印制导线涂层的并在其间有一液晶层的玻璃板组成。
在印制电路板130上，装有一块横截面接近于U形的插接板131作为连接元件，该插接板具有许多串联布置在一个塑料基体131b中的接触弹簧131a。接触弹簧131a和印制电路板130上的印制导线之间的连接未示出。
连接器110作为软导线构成并用第一端110a机械固定在液晶显示屏121上和与液晶控制单元122电连接。第二端110b与一块支撑板111平面粘接，该支撑板本身则在先导123的空隙区123a中与后者粘接。支撑板111比光导123薄得多，且其板平面平行于光导123和液晶显示屏121的板平面延伸。
从图中可以清楚看出，在软导线(连接器)110的第一和第二端110a，110b之间，该软导线具有一个大致U形的形状。第二端110b通过支撑板111加固并通过该支撑板与光导123和液晶显示屏121平行取向。支撑板111和软导线110的厚度之和小于横截面为U形的插接板131的内腔131c的高度，但稍大于到接触弹簧131a的下表面的自由高度。由支撑板111和软导线110的第二端110b构成的“插头”的位置在垂直方向以及在侧向内与印制电路板130表面上方的插接板131的内腔131c的高度一致以及与在该印制电路板上的该插接板的内腔的侧向尺寸一致。
由于支撑板-连接器单元111/110和插接板131之间的这种一致性以及由于支撑板/连接器单元111/110的刚度，通过液晶显示单元120与固定其上的连接器110一起侧向推动(在图1a中向右)即可把支撑板-连接器单元111/110插入插接板131的内腔131c中，从而实现连接装置的组装，组装完的状态如图1b所示。
由于支撑板111、连接器110和插接板131的内腔131c或其到接触弹簧131a的自由高度之间的上述几何关系，该接触弹簧弹性地压在连接器110第二端110b的对应接触面110c上。这样，既在接触面131a、110c之间建立可靠的接触，又在插接板131和支撑板-连接器单元111/110之间建立力连接的连接。
连接器110的S形状为插接板131在下方推入液晶显示屏120提供了所需的位置并保证了连接器110两端110a、110b上的电接触的机械卸载和补偿元件的微小的制造公差。
图2表示相对于图1a和1b稍作修改的一种结构，这种结构对液晶显示单元120’的构造进行了修改。为了配合修改过的液晶显示屏121’，连接器110’在其形状上也进行了修改，而其余的元件则未改动，所以仍沿用图1a和1b所示的相同参考符号。
这里的液晶显示屏121’具有凸出的(图中未单独示出)下玻璃板，并在其表面(不象图1a和1b那样在上玻璃板的下侧)设置了一个液晶显示控制单元122。相应地，软导线110’的S形形状的上段扩展成卡住液晶显示屏121’的下板。由于连接装置的构造和功能与图1a和1b是一致的，所以在此不赘述。
图3a和3b表示一种相对于图2再次进行了修改的结构，这种结构由一块印制电路板130和由一个用于移动电话100″的光导123″的有关结构以及由一块支撑板111″变型的液晶显示单元120″组成。这里也用修改过的插接板131″。
在这种结构时，软导线在液晶显示单元120″上具有不同于在上述第一种和第二种结构型式时的形状，且固定其上的方式也有所不同，这在下面还要详细述及。
与图2比较，其余元件未作改动，所以仍沿用该处的相同参考符号并在这里不再赘述。图3a-也如上面述及的各图一样-表示沿该装置的垂直平面剖开的横截面图，而图3b则是沿图3a的水平截面A-A剖开的示意横截面图。
在这里所示的结构中-最好从图3b可以看出-，光波导123″在两个侧面123b″之间有一个中心空隙区123a″。这两个侧面123b″在面向空隙区123a″的表面分别有一个用来安装支撑板111″的槽123c″。同样最好从图3b可以看出，该支撑板在俯视图中为一个“T”形形状并这样嵌入光导123″的槽123c″中，即“T”形的垂直段位于槽状空隙区123a″中，且在槽123c″中的侧向导向与支撑的形状一起提供一定的弯曲弹性。软导线110″在这里(在与图2相同的方式固定和相似的S形形状时)在支撑板111″下方并从下方与该支撑板粘接。
插接板131″在这里具有这样的特征，即(在象图1a、1b和2相同基本形状的情况下)接触弹性131a″安装在接近印制电路板131的内腔131c″的面上并从该面向上伸出。当把在图3a和3b中示出的未组装状态的由液晶显示单元120″和连接器110″组成的装置在插接板131″的方向推到印制电路板130上时，支撑板-连接器单元111″/110″在自由端与插接板131″这样接合，即在连接器110″的接触面110c″和插接板131″的131a″的接触面之间建立在一定压力作用下的电连接。如上述的结构一样，从这里起，接触弹簧131a″的弹力保证了支撑板-连接器单元111″/110″与插接板131″之间的摩擦连接并由此保证了印制电路板130与液晶显示单元120″的牢固的机械连接。
从图3b可清楚看出，在俯视图中呈T形的插接板131″和先导132″在组装之前相互这样对准，使插接板131″的“T”形垂直段与光导123″的空隙区123a″的侧壁的延长线成一条直线。在组装好的状态中，该垂直段位于该光导的侧面123b″之间，所以可相对于该光导进行该插接板的精确的侧向导向，并由此也保证了连接器110″和插接板131″的131a″的接触。
本发明的结构不限于上述例子，而是还存在许多属于本专业范围内的变型结构。
所以本发明不限于用在液晶显示单元的接点接通，而是以相似的方式即在利用一个布置在本来的显示元件之后作背景照明的光导的情况下，也可用于其它的无源显示单元，这类显示单元在全部环境照明条件下都可清晰显示，因而需要背景照明。但也不限于连接在现成的光导元件上，而是软导线以相应的方式也可固定在一个显示单元的元件本体上，而无需光导元件。至于连接器还有插接板在印制电路板上的具体形状则除了上述的S形或U形外，还可有各式各样的变型结构。
权利要求
1.特别是在一种手持式电子器件(100；100’；100″)中用来把一个显示单元(120；120’；120″)连接到一块印制电路板(130)上的连接装置，包括-一个安装在该印制电路板上的、具有许多第一接触面(131a；131a″)的插接式连接元件(131；131″)；-一根软导线(110；110’)，该软导线在第一端(110a；110a’)上与该显示单元进行电气和机械的固定连接并在第二端(110b；110b’)上具有许多第二接触面(110c；110c’)；-其中，该第二端与显示单元(120；120’)基本上进行机械的刚性连接并可这样插入该连接元件中，使上述第一接触面和第二接触面之间建立电接触。
2.按权利要求1的连接装置，其特征为，一个作为背景照明用的光导元件(123；123″)与上述作为无源显示单元尤其是用液晶显示器构成的显示单元进行机械的固定连接，且软导线(110；110’)的第二端(110b；110b’)至少间接与该光导元件刚性连接。
3.按权利要求2的连接装置，其特征为，软导线(110；110’)的第二端(110b；110b’)通过一个支撑元件(111；111″)与光导元件(123；123″)固定连接，其中，该支撑元件特别是与该软导线的该第二端粘接。
4.按权利要求3的连接装置，其特征为，该支撑元件(111；111″)呈板状并垂直于板平面具有弯曲弹性。
5.按权利要求3和4的连接装置，其特征为，板状的支撑元件(111；111″)与光导元件(123；123″)粘接和/或以形状连接的方式进行连接。
6.按权利要求3至5任一项的连接装置，其特征为，软导线(110；110’)附加地尤其是通过粘接与该无源显示元件的玻璃本体固定连接。
7.按权利要求3至6任一项的连接装置，其特征为，光导元件(123；123″)具有一个其位置和至少侧向尺寸与连接元件(131；131″)相对应的空隙(123a；123a″)，且支撑元件(111；111″)与软导线(110；110’)的第二端(110b；110b’)这样定位在该空隙中，即该光导元件引起在该连接元件中的该软导线的第二端的侧向导向。
8.按前述权利要求任一项的连接装置，其特征为，软导线(110；110’)在其第一和第二端之间的横截面呈S形。
9.按前述权利要求任一项的连接装置，其特征为，为了补偿连接装置的零件制造公差，第一和/或第二接触面(131a，110c；131a″，110c’)做成具有弹性的形式。
全文摘要
特别是在一种手持式电子器件(100)中用来把一个显示单元(120)连接到一块印制电路板(130)上的连接装置包括:一个安装在该印制电路板上的插接式连接元件(131)和一根软导线(110),该软导线在第一端上与该显示单元进行电气和机械的固定连接,而其第二端(110b)则与该显示单元基本上进行刚性的机械连接并插入该连接元件中。
文档编号H05K1/11GK1371485SQ00812088
公开日2002年9月25日 申请日期2000年5月10日 优先权日1999年8月27日
发明者B·赛菲尔特 申请人:西门子公司