专利名称：使用液体电介质来提高性能的连接器的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种连接器以及提高电容耦合连接器的性能的方法。
背景技术：
通常，已知保持在一个壳体中的端子与保持在另一个壳体中的端子在空间上相互分开布置的连接器，作为实现端子之间电容耦合的连接器。日本专利申请No. 2002-289309 示出了这种连接器的实例，其中电介质部分设置在两组相对端子之间。虽然这种连接器能够传输电信号，但是已经发现始终不能在端子上完美地施加电介质材料。也就是说，常常存在微粒形式的表面粗糙度，这阻止表面与表面紧凑的、紧密的接触。表面粗糙度导致电介质材料与其相对的端子或导体之间的微小等级的间隙。空气可以进入这些间隙，并且影响连接器组件的两个端子之间存在的电容量。空气有害地存在于端子与电介质材料之间，从而降低了端子之间的电容量。此外，在端子与电介质材料上存在使表面粗糙的大量微小微粒，从而难以在端子与电介质材料之间获得紧凑的且紧密的表面与表面接触。因此，即使端子与电介质相互接触，在它们之间也在微观上形成大量细微间隙并且空气会进入这些间隙。因此，所关注的是由于在这些间隙中存在空气而使端子之间的电容量下降。本申请提供了对该问题的解决方案以及与使用电容耦合来进行信号传输的已知连接器相比的优点。
发明内容
因此，本申请的目的是提供一种连接器和一种抑制在电容耦合端子之间出现的电容量下降的连接方法。为了解决上述问题，根据本申请的电路连接器包括一个或多个第一导体，其与第一扁平电路基板的电路电连接；第一电介质部分，其设置在各个第一导体的接触表面上； 以及一个或多个相对的第二导体，其设置在第二扁平电路基板上，其中第一和第二导体彼此相对布置并且所述电介质部分设置在第一与第二导体之间，第二电介质材料(液体电介质材料)设置在所述电介质部分与相对的第二导体之间，以便填充可能出现在第一电介质部分和相对的第二导体的相对表面上的任何细微间隙。此外，根据本申请的通过电容耦合将电路连接在一起并且具有提高的信号传输的方法，其特征在于包括以下步骤1)在第一连接器的与第一电路基板的电路电连接的一个或多个第一导体上提供第一电介质部分；幻将第二连接器或第二扁平电路基板的第二导体设置成与第一导体相对；幻提供液体形式的第二电介质材料并且将所述第二电介质材料应用在第一电介质部分或第二导体上；以及4)将两个连接器配合在一起，使得液体电介质材料设置在第一电介质材料与第二导体之间，并且填充在第一电介质材料与相对的第二导体之间可能出现的任何细微间隙。根据本申请，所述液体电介质材料是设置在第一电介质部分与相对的第二导体之间以填充它们之间出现的任何间隙的第二电介质材料，因而抑制了由于两个连接器的相对表面之间的细微缝隙而可能出现的电容量的下降。此外，使用了液体电介质材料，因而即使存在多个相对的第二导体，也可以抑制短路。此外，在一个方面中，第一电介质部分保持与相对部分接触，所述液体电介质材料设置在电介质部分与相对部分之间的间隙中。根据这方面，因为使用了液体电介质材料，所以电介质部分与相对部分可以保持相互接触。因此，缩短了电介质部分与相对导体之间的距离，即连接器组件的总高度。此外，在另一个方面中，第一导体可以呈布置在第一电路基板的表面上的接触焊盘形式。类似地，相对的第二导体也可以形成在第二电路基板上，从而减小了第一电路基板与第二电路基板之间的垂直距离或高度。在又一个方面中，第一导体呈具有两个相反朝向接触表面的板的形式或板状形状。各个第一导体的一个接触表面与电路连接，而另一个接触表面具有应用到其上的第一电介质部分。通过这种构造，在第一与第二电路基板之间提供了空间，因而可以在第一与第二电路基板之间设置用于耦合第一与第二电路基板的组件。在另一个方面中，相对的第二导体也呈板的形式或板状形状，并且第二导体均包括两个接触表面，一个接触表面与第二电路基板的电路连接，另一个接触表面与第一电介质部分相对。该另一个接触表面通过液体形式的第二电介质材料而保持与第一电介质部分接触。通过这种构造，在第一与第二电路基板之间提供了空间，因而可以在第一与第二电路基板之间设置用于耦合第一与第二电路基板的组件。此外，在本申请的一个方面中，液体电介质材料具有胶状稠度以及相对高的介电常数和粘度，从而允许其应用到连接器上并且减缓其从连接器上过多流出。优选地，液体电介质材料为例如聚丙二醇(PPG)等乙二醇基树脂，并且可以包括诸如凡士林、丙烯酸树脂和硅油等其它材料。通过阅读下面的详细描述，将会清楚这些目的、方面和优点。
参考下面的详细描述并结合附图，可以最佳地理解本申请的结构组织和操作方式以及本申请的其它目的和优点，在附图中相同的附图标记表示相同的部件，并且其中图1是本申请的连接器组件的剖视图；图2A是在图1的连接器组件中使用的第一或公连接器的透视图；图2B是图2A的公连接器的分解透视图；图3是示出图2A的公连接器如何安装在第一电路基板上的透视图；图4A是图1的连接器组件的第二或母连接器的透视图；图4B是图4A的母连接器的分解图5是示出图4A的母连接器如何安装到第二电路基板上的透视图；图6是在稍微微观级别上的放大细节视图，示出了布置在连接器框架之一上的电介质部分与布置在第二连接器框架或第二电路基板上的相对的第二导体之间发生的接触；图7是根据本申请修改形式的连接器组件的剖视图；图8是本申请的连接器的另一个实施例的分解透视图；以及图9是图8的连接器的剖视图，示出电路基板之间如何配合在一起。
具体实施例方式虽然本申请允许不同形式的实施例，但是在附图中示出并将详细描述特定实施例，应当理解，公开内容被认为是本申请原理的示例，而不是用来将本申请限制在所示出的内容。在附图所示的实施例中，用于说明本申请的各个部件的结构和运动方向的表述， 例如上、下、左、右、前、后等，不是绝对的而是相对的。当部件位于附图所示的位置时，这些表述是正确的。然而，如果部件位置的描述变化，那么认为这些表述也相应地变化。图1为连接器组件的剖视图，该连接器组件用于将第一电路基板7与第二电路基板8连接在一起。第一电路基板7和第二电路基板8可以是柔性印刷电路(FPC)或印刷电路板，并且分别具有连接在第一电路基板7和第二电路基板8上的公连接器2和母连接器 3。公连接器2具有第一连接器框架21和板形式的端子25，该端子用作连接器2的导体部分。端子25以并排的顺序设置在第一连接器框架21中并且相邻端子由敞开的空间分开。膜状电介质部分或层4设置在端子25的朝向第二连接器框架31 (向上)的接触表面上。与此相比，母连接器3具有第二连接器框架31，以及用作相对部分的板状端子35设置在第二连接器框架31中。优选地，两个连接器框架的端子25和35的尺寸相等，并且第二连接器框架端子31也具有平坦的接触表面，位于第二连接器框架内，朝向第一连接器框架 21 (向下)。连接器框架21和31大致上是平坦的，并具有低轮廓。当第一连接器框架21和第二连接器框架31配合在一起时，其各自的端子25和35 彼此相对。在端子25与端子35之间没有直接的金属与金属接触，这是因为在端子25与端子35之间设置有不导电的电介质部分(层)4。因此，实现了相对的端子25和35之间的电容耦合，从而在第一和第二电路基板上的电路之间很好地进行高频电信号传输。公连接器2具有第一连接器框架21，其由树脂制成并形成梯状；端子保持装置 23，其配备有多个导电端子25 ；以及电介质部分4，其至少设置在各个端子25的接触表面上。第一连接器框架21大致上是矩形的，其具有由两对相对的并且优选平行的侧面形成的框架部分216。第一连接器框架21包括多根横梁部分217，其在第一连接器框架21 的侧面之间并且在框架部分216内横向延伸。在相邻的横梁部分217之间并排地布置敞开空间218，框架的端侧部件使其彼此分开或隔离。框架部分216的长侧的外边缘可以分别具有锥形部分212，214，该锥形部分在顶表面21a侧上相对于底表面21b侧向外伸出。端子保持装置23连接在框架部分216的底表面21b侧上。开口部分218的位置与端子25的位置相对应，并且电介质部分4容纳在各个敞开空间218中。端子保持装置23具有由绝缘树脂制成的板状底部部件232和呈缠绕在板状底部部件232周围的膜252的形式的导体，使得导体膜252形成端子25。在一个特定实例中，镀金的镍底层可以应用到由双马来酰亚胺三嗪(BT)形成的底部部件232上，并且铜箔用作导体膜252。端子保持装置23也可以通过将用作端子25的金属板直接模压到底部部件232 中来形成，例如通过嵌件成型。还可以使用其它方式来制造端子和底部部件。电介质部分4由高电介质材料制成，且优选陶瓷材料，例如五氧化钽和/或钛酸钡，并且这种材料被结合在端子25的顶表面2 上。在特定实例中，铜层通过蒸发等形成在电介质部分4的底表面上，该铜层通过焊接等将结合在端子25的顶表面2 上。通过这种构造，抑制了在端子25与电介质部分4之间形成空气层。应当注意，电介质部分4可以通过喷溅或印刷形成在端子25上。图3是示出公连接器2如何安装在具有多个电路73的第一电路基板7上视图，接触焊盘75形成在电路73的端部上。各个接触焊盘75是形成在第一电路基板7上的露出的导体，即用于连接的导体分布图。第一连接器框架21的底表面21b与第一电路基板7的顶表面结合，而端子25的底表面25b (见图2D)与在第一电路基板7上露出的接触焊盘75 连接。图4A和图4B分别是母连接器3的透视图和分解透视图。母连接器3同样具有矩形的第二连接器框架31，其具有足够的弹性并且由绝缘树脂制成；以及端子保持装置33， 其配备有多个导电端子35。第二连接器框架31具有一对长侧部分316和一对短侧部分317，这些侧部分共同围绕开口部分318。第一连接器框架21被装配到开口部分318中。端子保持装置33安装在第二连接器框架31的底表面31b侧。此外，长侧部分316的内侧边缘分别形成锥形部分 312，314，锥形部分312，314在顶表面31a侧上相对于后表面31b侧向内延伸。与上述端子保持装置23类似，第二连接器端子保持装置33也具有由树脂制成的板状底部部件332，并且可以包括形成为缠绕在板状底部部件周围的导体膜352，使得导体膜352构成端子35。应当注意，与朝向顶表面31a侧的其它部分相比，板状底部部件332和导体膜352的与第一连接器框架21的凹进部分21c的内侧相对应的部分稍微更厚一些。图5是示出母连接器3如何安装在其相应的第二电路基板上的视图。与上述第一电路基板7类似，上面安装有母连接器3的第二电路基板8具有多个电路83，并且接触焊盘85通常形成在电路83的端部。各个接触焊盘85是形成在第二电路基板8上的露出的导体分布图，即用于连接的导体分布图。母连接器3的第二连接器框架31的底表面31b与第二电路基板8的顶表面结合，而端子35的底表面与设置在第二电路基板8上的导体焊盘 85连接。应当注意，为了允许第二连接器框架31的长侧部分316弹性变形，优选的是，对于第二连接器框架31的底表面31b，仅仅短侧部分317的底表面与第二电路基板8的顶表面结合，而长侧部分316的底表面不与第二电路基板8的顶表面结合。上文所述的公连接器2的第一连接器框架21与母连接器3的第二连接器框架31 如上面图1所示装配在一起。在这种情况下，母连接器3的端子35被插入到形成在第一连接器框架21的前表面侧的凹进部分21c中，并且与公连接器2的端子25上的电介质部分4接触。这样，电介质部分4被夹在相对布置的端子25与端子35之间。具体地，通过将锥形部分212，214与锥形部分312，314装配在一起，第一连接器框架21与第二连接器框架31产生相互的吸引力，因而电介质部分4与端子35彼此之间形成可靠的压力接触。应当注意，本申请不限于这种模式，并且可以采用阶梯状部件配合在一起的模式。液体电介质材料45被应用到第一连接器框架21的凹进部分21c中的底表面。如图6所示，当第一连接器框架21与第二连接器框架31装配在一起时，液体电介质材料45 设置在电介质部分4与端子35 (具体为导体膜35 之间形成的细微间隙中。液体电介质材料45处于室温附近的液态下，并且具有高于空气的介电常数。具体地说，适宜使用具有较高介电常数的乙二醇基树脂作为液体电介质材料45 的主要成分。已经适宜使用M = 1500的三元醇类型的聚丙二醇(PPG)。这类PPG在25°C 下的粘度约为基本上200至基本上500mPa ·8(200到500厘泊)，这样允许其应用到连接器或基板的所选位置上，并且不容易从电介质部分4或端子35上流走。这类PPG的介电常数在大约5至15之间。在实际测试中，使用介电常数大约5至大约15的PPG，至少使通常只有第一电介质与相对的第二导体接触而得到的电容量加倍。液体电介质材料45的主要成分不限于乙二醇基树脂。例如，可以使用硅油(二甲基硅酮)、矿脂(凡士林)或丙烯酸树脂。具体地说，硅油具有优秀的耐热性，因此考虑到在高温下进行制造，硅油是适宜的。这三个液体电介质材料具有大约2至大约5的介电常数。 使用介电常数为大约2. 75的硅油进行测试，结果电容量增加范围为大约13%至大约73% (与没有硅油的连接器相比)；使用介电常数为大约2. 2的凡士林作为液体电介质材料，结果电容量增加大约174% ；使用丙烯酸树脂，结果电容量增加大约观7%。因此，可以看出， 液体电介质材料的介电常数的优选范围为大约2至大约15，但是应当理解，其它数值也是适宜的。根据本申请的上述实施例，液体电介质材料45设置在电介质部分4与端子35之间，并且填充由于表面粗糙度和固体电介质材料的性质而出现的细微间隙，从而消除了相对端子或者导体25与35之间的空气。因此，抑制了端子25与端子35之间的电容量的下降。此外，通过使用液体电介质材料45，可以使电介质部分4与端子35相互接触，并且填充电介质部分4与端子35之间的细微间隙。此外，如图4Α所示，通过使用液体电介质材料 45，即使在平面内排列了多个端子35，也可以抑制了端子35之间在横向平面方向上的任何短路。在上文中，虽然描述了本申请的实施例，但是本申请不限于上述实施例。不用说， 本领域技术人员可以进行各种修改。例如，固体电介质部分4可以应用到第二连接器的相对的第二导体上，而不是第一导体上。类似的是，第一连接器2或者第二连接器3可以包括独立端子作为其相应的导体，或者可以包括在第一电路基板7和第二电路基板8上露出的导电表面，因此本文使用的术语“导体”旨在覆盖端子、涂层、层、接触焊盘等形式的导体。例如，如图7所示，可以从图1所示的上述构造中省略端子35，公连接器2的端子 25上的电介质部分4可以保持与第二电路基板8的接触焊盘85 (见图幻直接接触，并且液体电介质材料45可以设置在端子25与电介质部分4之间的间隙中。此外，例如，在图1所示的上述构造中，在端子35上也可以设置电介质部分，公连接器2的端子25上的电介质部分4可以与母连接器3的端子35上的电介质部分接触，并且液体电介质材料可以设置在两个电介质部分之间的间隙中。图8和图9是示出本申请的另一个实施例的分解透视图和剖视图。使用相同的附图标记表示与上述实施例的部件相同的部件并且省略其详细描述。在本实施例中，第一电路基板7上形成的接触焊盘75用作第一导体或端子，并且电介质部分4布置在接触焊盘75上。第二电路基板8上形成的接触焊盘85用作相对的第二导体。第一电路基板7和第二电路基板8在构造上相互层压，并被按压在一起，使得电介质部分4与接触焊盘85相互接触并且被夹在大致C形的夹持件6之间，该夹持件将两个电路基板固定在适当位置。此时，接触焊盘75与接触焊盘85彼此相对布置，电介质部分4位于二者之间，从而实现电容耦合。夹持件6包括支撑部分67，其与第一扁平电路基板7的底表面接触；弹性变形部分68，其与第二扁平电路基板8的底表面接触并且通过弹性变形将第二扁平电路基板8 压在第一扁平电路基板7 —侧；以及连接部分69，其用于连接支撑部分67与弹性变形部分 68。液体电介质材料45被应用在电介质部分4与接触焊盘85中的至少一者上。因此， 液体电介质材料45以图6所示的方式插入在电介质部分4与接触焊盘85之间形成的细微间隙中。因而，抑制了接触焊盘75与85之间的电容量的下降。此外，使用液体电介质材料45能够实现电介质部分4与接触焊盘85之间的接触， 以及电介质部分4与接触焊盘85之间的细微间隙的填充。此外，通过使用液体电介质材料 45，即使在水平平面内设置多个接触焊盘85，也可以减少接触焊盘85之间的短路。此外，通过在没有中间的上述端子25，35的情况下将电介质部分4夹在接触焊盘 75与85之间，减小了第一电路基板7与第二电路基板8之间的(垂直)距离。虽然示出并描述了本申请的优选实施例，但是可以预见，在不脱离前述说明书和所附权利要求书的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以设计出多种修改方式。
权利要求
1.一种连接器组件，包括第一电路基板，其具有与所述第一电路基板关联并且与所述第一电路基板的电路连接的至少一个第一导体；第二电路基板，其具有与所述第二电路基关联并且与所述第一电路基板的电路连接的至少一个第二导体，所述第一导体与所述第二导体彼此相对；以及至少一个第一电介质部分，其设置在所述第一导体与所述第二导体之间；其特征在于，所述连接器组件还包括第二电介质部分，其设置在所述第一电介质部分与所述第一和第二导体中的一个之间，所述第二电介质部分为液体电介质材料，其填充在所述第一电介质部分与所述第一和第二导体中的一个之间形成的微小间隙中。
2.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述第一导体为板状，其上布置有两个相对的接触表面，所述两个接触表面中的一个与第一电路基板的电路连接，所述第一电介质部分布置在所述两个接触表面中的另一个上。
3.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述第二导体为板状，其具有两个相对的接触表面，所述第二导体的接触表面中的一个与所述第二电路基板的电路连接，所述第一电介质部分布置在所述第二导体的接触表面中的另一个上。
4.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，还包括第一连接器，其安装到所述第一电路基板上，所述第一连接器包括支撑多个第一导体的连接器主体。
5.根据权利要求1或4所述的连接器组件，其特征在于，还包括第二连接器，其安装到所述第二电路基板上，所述第二连接器包括支撑多个第二导体的连接器主体。
6.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述液体电介质材料为聚丙二醇、 硅油、凡士林或丙烯酸树脂。
7.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述液体电介质材料在25°C下的粘度约为基本上200至基本上500mPa · s (200至500厘泊)。
8.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述液体电介质材料为乙二醇基树脂，其在25 °C下的粘度约为基本上200mPa · s (200厘泊)至基本上500mPa · s (500厘泊)。
9.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述液体电介质材料的介电常数在大约5至大约15之间。
10.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述第一电路基板包括布置在所述第一电路基板上的接触焊盘形式的多个第一导体，所述第二电路基板包括布置在所述第二电路基板上的接触焊盘形式的多个第二导体。
11.根据权利要求10所述的连接器组件，其特征在于，还包括夹持件，其相对彼此地挤压所述第一电路基板和所述第二电路基板。
12.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述第二电介质部分被应用到所述第一电介质部分上，使得所述第二电介质部分设置在所述第一电介质部分与所述第一和第二导体中的一个之间。
13.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述第二电介质部分被应用到所述第一导体上。
14.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述第二电介质部分被应用到所述第二导体上。
15.根据权利要求5所述的连接器组件，其特征在于，还包括由所述第一连接器支撑的多个第一导体；由所述第二连接器支撑的多个第二导体；以及布置在所述第一导体和第二导体中的一个上的多个第一电介质部分，并且所述液体电介质材料布置在各个所述电介质部分上。
16.一种在两个电路之间形成改进的电容耦合连接的方法，所述方法包括以下步骤提供至少一个与第一电路电连接的第一导体；提供至少一个与第二电路电连接的第二导体，并且将所述第二导体设置成与所述第一导体相对；将第一电介质部分插入所述第一与第二导体之间；将液体电介质材料形式的第二电介质部分插入所述第一电介质部分和相对的第一和第二导体中的一个之间；以及将所述第一和第二导体中的一个压靠所述第一和第二导体中的另一个，使得液体电介质材料设置在所述电介质部分与相对的第一或第二导体之间形成的间隙中。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一电介质部分被应用到所述第一和第二导体中的一个上，所述液体电介质材料被应用到所述第一电介质部分上。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述液体电介质材料为聚丙二醇、硅油、凡士林或丙烯酸树脂。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述液体电介质材料为乙二醇基树脂， 其在25°C下的粘度约为基本上200mPa · s (200厘泊)至基本上500mPa · s (500厘泊)。
20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述液体电介质材料在25°C下的粘度约为基本上200至基本上500mPa · s (200至500厘泊)。
21.一种连接器，包括主体部分，所述主体部分支撑多个第一导体，所述第一导体包括接触表面；多个第一固体电介质部分，其分别布置在所述第一导体的接触表面上；其特征在于，第二液体电介质材料布置在所述第一固体电介质部分上，使得当所述连接器与相对连接器配合并且所述第一导体与相对连接器的第二导体相对时，第二液体电介质材料填充在所述第一固体电介质部分与所述相对连接器的相对第二导体之间形成的微小间隙中，并且减少了空气间隙的形成。
22.根据权利要求21所述的连接器，其特征在于，所述第二液体电介质材料为聚丙二醇、硅油、凡士林或丙烯酸树脂。
23.根据权利要求21所述的连接器，其特征在于，所述第二液体电介质材料在25°C下的粘度约为基本上200至基本上500mPa · s (200至500厘泊)。
全文摘要
本发明涉及一种连接器组件，该连接器组件使用改进的电容耦合来将两个基板(7，8)上的电路连接在一起。连接器组件包括分别安装在第一和第二电路基板上的第一连接器(2)和第二连接器(3)。第一连接器包括与第一电路基板上的电路(75)连接的多个第一导体(25)，这些导体具有其上布置有电介质材料(4)的露出的接触表面。当连接器框架被接合在一起时，第一导体及其结合的电介质材料面对由第二连接器框架支撑的相对的第二导体(35)。液体电介质材料(45)设置在端子与电介质部分之间并且填充在电介质部分中可能出现的微小间隙，从而提高连接器组件的电容耦合性能。
文档编号H05K1/02GK102379167SQ201080016005
公开日2012年3月14日 申请日期2010年2月1日 优先权日2009年1月30日
发明者新津俊博, 西川雅子 申请人:莫列斯公司