专利名称：用于电子设备的边对边的连接器系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及一种用于电子设备的连接器系统，更具体地说，涉及 一种用于在边缘处将印刷电路板、柔性电路或其他设备彼此连接的连接器 系统。
背景技术：
在电子设备中，印刷电路板(PCBs)使用从层叠在非导电基片上的铜 片蚀刻的导电通道被用来机械地支撑以及电连接电子设备。这些设备的另 一些名字包括印刷线路板(PWB)或蚀刻线路板。在将PCB基片布置在 电子设备上之后，形成了印刷电路组件(PCA)。 PCBs比较粗糙、便宜并 且具有很高的可靠性。PCBs比绕线式或点对点的结构的电路设计的工作 量大得多并且初始成本较高，但是其在大量生产时一般更便宜、更快速并 且稳定性更好。PCBs被广泛地应用于电子工业中的多种产品中，这些产 品包括计算机、服务器、电视和通信设备。
使用被层叠或其他方式布置的多个、互连的PCBs在电子工业中是平 常的了。然而，现有的连接器一般不能容纳两个相对的印刷电路板或其他 定位成彼此邻近的设备。而且，现有的连接器不会以对某些应用例如航空 电子设备足够牢固或稳定的方式将电路板固定在一起。因此，正在需要一 种和薄的印刷电路板、柔性电路以及其他类似设备兼容并且允许电路板之
间的端部对端部或边对边的连接稳定的连接器系统。
发明内容
该问题的解决方案是通过一种连接器装置得以提供的，其中所述连接 器装置配合两个PCBs、柔性电路或其他电子设备的边以形成一连串端部 对端部连接的部件基片；因此允许在邻近电路板、柔性电路或其他部件基 片之间进行总线互连。单个触头允许横穿多个部件基片连接同一电路。以 该方式连接的电路板可层叠(端部对端部)用于各个场合，并且机械锁定部件可集成到连接器装置中。
根据本发明的一个方面，提供了用于电子设备的连接器系统。该系统 包括至少两个电子部件基片(例如，PCBS或柔性电路)，其中至少两个基
片中的每一个还包含至少一个导电接触表面(也就是说，迹线)；以及在
其中的边缘处将至少两个基片彼此连接的至少一个连接器装置，其中所述 至少一个连接器装置能在至少两个基片之间进行电连通。所述连接器装置 还包含至少一个导电的横向导电构件，其中所述横向导电构件的第一部分 体接触第一基片上的接触表面，并且其中所述横向导电构件的第二部分体
接触所述第二基片的接触表面；以及用于将至少一个横向导电构件锁定或 另外固定到每个基片和每个接触表面的机械装置。
在阅读和理解了以下示例性实施例的更详细的描述时，本发明的其他 特征和方面对于本领域内的技术人员将是显而易见的。技术人员将认识 到，在不背离本发明的范围和精神的情况下，可以是本发明的其他实施 例。因此，附图和有关描述要被认为本质上是图示性的而不是限制性的。
结合到并且形成说明书一部分并且示意性图示了本发明的一个或多个
示例性的实施例的附图和上述给出的总的描述以及以下给出的详细描述一
起，用来解释本发明的原理，其中
图1A是表示在边缘处连接两个印刷电路板的本发明的连接器系统的
第 一 示例性实施例的顶部透视图1B是图1A所示没有印刷电路板的连接器系统的顶部透视图1C是图1A的连接器系统的顶部剖视透视图1D是图1A的连接器系统的单独的横向导电构件的前部透视图1E是图1A的连接器系统的壳体部分的顶部透视图1F是图1A的连接器系统的壳体部分的底部透视图2A表示在边缘处连接两个印刷电路板的本发明的连接器系统的第
二示例性实施例的顶部透#见图2B是图2A所示没有印刷电路板的连接器系统的顶部透视图2C是图2A的连接器系统的单独的横向导电构件之一的顶部剖视
透视图；图2D是图2A的连接器系统的单独的横向导电构件之一的底部剖视 透视图2E是图2A的连接器的壳体部分的顶部透视图； 图2F是图2A的连接器的壳体部分的底部透视图； 图2G是图2A的连接器系统的顶部剖视的透视图，其表示一部分的 单独的横向导电构件围绕一部分的壳体部分弯曲以将接触构件固定在其
中；
图3A是表示在边缘处连接两个印刷电路板的本发明的连接器系统的 第三示例性实施例的顶部透视图3B是图3A的连接器系统的底部透视图3C是图3A的连接器系统的单独的横向导电构件之一的顶部透视
图3D是图3A的连接器系统的单独的横向导电构件之一的底部透视
图3E是图3A的连接器系统的分解视图，其表示了单独的横向导电构 件从所述印刷电路板被移除；
图3F是图3A所示的本发明的第三实施例的变形的顶部透视图，其中
图3G是图3F的示例性实施例的顶部透视图的第二结构；
图4A是本发明的连接器系统的第四实施例的顶部透视图，其表示在 边缘处连接两个柔性电路；
图4B是图4A的第四示例性实施例的底部透视图，其图示了柔性电 路的非导电侧上的每个绝缘体的扁平的底部部分；
图4C是图4A的连接器系统的横向导电构件之一的顶部透视图4D是本发明的连接到单个柔性电路的连接器系统的两个横向导电 构件的顶部透视图4E-F分别是本发明的将软线连接到柔性电路的连接器系统的两个 才黄向导电构件的顶部和底部透浮见图4G是准备用于端接到柔性电路的在连续板上提供的多个绝缘的横 向导电构件的顶部透视图；以及图4H是模制在横向导电构件的一端的周 围用于将绝缘体机械固定到金属触头的绝缘材料的详细视图；图4I-J是图4G的另一类型的顶部透视图，其中所述绝缘的横向导 电构件形成在支撑架上，并且其中所述绝缘材料被粘结到每个横向导电构 件的底表面；
图4K-M是根据本发明的第四个总的实施例的绝缘的横向构件导电 构件的另 一结构的多个顶部透视图，其中第二模制件被机械地固定到金属 端子；
图4N-0是图4K-M的安装到由绝缘材料形成的支撑板上的横向导 电构件的各个顶部和底部视图。
具体实施例方式
现在参照附图描述本发明的示例性实施例。附图标记在整个详细的描 述中被用来表示各个元件和构件。在其他情况下，已知的结构和设备被表 示成简图形式是为了简化描述。虽然为了图示，以下的详细描述包含许多 细节，但是本领域内的任何技术人员将认识到许多变化和更改在本发明的 范围内。因此本发明的以下实施例得以阐述，而没有损失本发明的任何一 般性，并且没有对本发明施加限制。
本发明涉及用于彼此连接电子部件的系统和设备。本发明的示例性实 施例提供一种用于电子设备并且能使在这些设备之间进行电通信的连接器 系统。第一个总的实施例提供一种用于在边缘处将至少两个部件基片彼此 连接的系统；第二个总的实施例提供了一种用于至少两个电子部件基片的 连接器；以及第三个总的实施例提供了 一种用于将多个部件基片彼此连接 并且能在它们之间进行电子通信的方法。现在参照附图，更详细地描述本 发明的一个或更多具体实施例。
现在参照附图，图1A-1F提供本发明的连接器系统的第一示例性实 施例的各个视图。在这些附图中，连接器装置100包括壳体部分110，其 中安装有多个导电的横向导电构件140。壳体110 —般是绝缘材料或其他 基本非导电材料并且可包括ABS塑料或其他合适的材料。由图IE - 1F最 佳示出，壳体部分110包括基座112、第一保持构件114和第二保持构件 116 (其一般用作用于将印刷电路板150和152插入到壳体中的导引件) 以及中心部分118。多个狭槽124还可以形成在基座112中。中心部分118 还包括多个形成在其中的空腔124,并且在每个空腔内形成有支座122。200880017096.5
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每个支座122包括形成在其一部分上的突起128。
如图1C和1D最佳示出，安装在壳体110上的每个横向导电构件140 包括上部141和下部144。每个横向导电构件140 —4史还包括铜、铜合 金、黄铜、银、金、鉑、铱或另一合适的导电材料或这些材料的结合。上 部141包括第一上部端部142和第二上部端部143,下部144包括第一下 部端部145和第二下部端部146。钩状构件形成在每个下部端子处。孔口 147形成在中心部分148,其位于上部141和下部144之间。如图1D所 示，位于中心部分148和每个上部端部之间的上部141的区i或朝向下部 144稍微向下倾斜。当横向导电构件140被安装在壳体部分110内时，下 部144延伸过狭槽124之一，突起128接合孔口 147以防止或至少部分限 制横向导电构件在壳体部分内的任何不希望的运动。
参照图1A，第一 PCB150包括第一设备部分，例如，LED160;多个 迹线，在此被称为"大致平面的接触板或表面151";以及多个孔口 161， 其形成在PCB150的材料中并且从PCB150的材料中穿过。同样地，第二 PCB152包括第二设备部分，例如，LED162;多个大致平面的接触板或表 面(例如，迹线)153;以及多个孔口 163，其形成在PCB152的材料中并 且从PCB150的材料中穿过。
为了适 当地使用连接器装置100,第一 PCB150被插入到壳体部分 110中直到每个第一下部端部145完全接合形成在第一 PCB中的对应的孔 口 161 (参见图1A)。同样地，第二 PCB152被插入到壳体部分110直到 每个第二下部端部146完全接合形成在PCB中的对应的孔口 163 (参见图 1A)。横向导电构件140上的上部141的每一侧的向下偏置允许上部端子 142和143分别牢固地接触接触表面(例如，迹线)151和153。横向导电 构件140的上部的向下偏置和形成在每个下部端子处的钩状构件相结合构 成了一种锁定设备，该锁定设备将每个PCB固定在连接器装置100中并且 将两个电路板彼此牢固地连接。 一旦电路板:故连接，保4争构件114和116 增加了组件的稳定性。 一旦PCBs被完全插入到连接器装置100中，横向 导电构件140体接触平面状的接触表面151和153并且构成一系列的完整 电路，用于能够在PCBs之间进行电通信。
图2A-2G提供了本发明的连接器系统的第二示例性实施例的各个视 图。在这些视图中，连接器装置200包括壳体部分210,其中安装有多个横向导电构件240。壳体210 —般是绝缘材料或其他基本非导电的材料并 且可包括ABS塑料或其他合适的材料。如图2E-2F最佳示出，壳体部分 210包括基座212，其还包括第一保持构件214和第二保持构件216 (其一 般用作导引件，用于将印刷电路板250和252插入到壳体中)以及中心部 分218。中心部分218还包括被脊部222分开的多个顶部壳体空腔220， 以及多个底部壳体空腔223。多个锁定构件224形成在基座212的每一侧 上，并且每个锁定构件224端接在面向上部的栓桩(peg) 226中，每个栓 桩的顶面可以是有角度的或倾斜的。
如图2C和2D最佳示出，安装在壳体210中的每个导电的横向导电 构件240包括含有第一端部244的第一臂241以及含有第二端部246的第 二臂242。两个臂都沿着向下方向倾斜或偏置。第一支腿248和第二支腿 249集成于横向导电构件240的中部242。每个横向导电构件240 —般还 包括铜、铜合金、黄铜、银、金、鉑、铱或另一合适的导电材料或这些材 料的结合。当横向导电构件240被安装在壳体部分210内时，中部243倚 靠在中心部分218上，第一和第二支腿248和249被插入到顶部壳体空腔 220中。如图2G所示，横向导电构件240通过使支腿248和249在底部壳 体空腔223内弯曲或变形^^皮固定在壳体210内。以该方式固定每个^t向导 电构件240可防止或至少限制横向导电构件在壳体部分内的任何不希望的 移动。横向导电构件240可通过将所述部件压印并形成所希望的形状得以 制造。
参照图2A,第一 PCB250包括第一设备部分，例如，LED260;多个 迹线，在此纟皮称为"大致平面的接触板"或表面251;以及多个孔口 261,其形成在PCB250的材料中并且从PCB250的材料中穿过。同样地， 第二 PCB252包括第二设备部分，例如，LED262;多个大致平面的接触板 或表面(也就是，迹线)253;以及多个孔口 263，其形成在第二 PCB252 的材料中并且从第二PCB252的材料中穿过。
为了适当地使用连接器装置200，第一 PCB250被插入到壳体部分 210中直到锁定构件224的端部处的栓桩226完全接合形成在第一 PCB中 的对应的孔口 261 (参见图2A)。同样地，第二 PCB252被插入到壳体部 分210的另一侧直到锁定构件225的端部处的栓桩227完全接合形成在第 二 PCB中的对应的孔口 263 (参见图2A)。横向导电构件240上的每个臂241和242的向下偏置允许端部244和端部246分别牢固地接触接触表面 251和253。臂241和242的向下偏置以及每个壳体上的栓桩226和227 相结合构成了一种锁定设备，该锁定设备将每个PCB固定在连接器装置 200中并且将两个电路板彼此固定。 一旦电路板被连接，保持构件214和 216增加了组件的稳定性。 一旦PCBs被完全插入到连接器装置200中， 横向导电构件240体接触平面状的接触表面251和253并且构成一系列的 完整电路，用于能够在PCBs之间进行电通信。有利地是，本发明的第二 示例性实施例提供了一种不包括所述壳体部分的底侧上的横向导电构件的 连接器系统。该结构使该实施例特别适用于覆盖铝的印刷电路板等。
图3A-3G提供了本发明的连接器系统的第三示例性实施例的两种类 型的各个视图。在该实施例的各个类型中，没有壳体部分，并且多个印刷 电路板仅通过多个横向导电构件340彼此连接。如图3C-3D所示，导电 的横向导电构件340包括细长的主体342，其还包括第一支腿344a、第二 支腿344b、第三支腿346a以及第四支腿346b，以及第一突起348a和第二 突起348b。该实施例和具有任意数量的支腿的横向导电构件是兼容的。每 个横向导电构件340 —般还包括铜、铜合金、黄铜、银、金、柏、铱或另 一适合的导电材料或这些材料的结合。
参照图3A和3E，第一 PCB350包括第一设备部分，例如， LED360;多个迹线，在此被称为"大致平面的接触板或表面，，353;以及 多个(彼此)偏置的狭槽356，其形成在PCB350的材料中并且从PCB350 的材料中穿过。同样地，第二 PCB352包括第二设备部分，例如， LED362;多个大致平面的接触板或表面(也就是，迹线)353;以及多个 (彼此)偏置的狭槽358,其形成在第二 PCB352的材料中并且从第二 PCB352的材料中穿过。
参照图3A-B和3E,在第三实施例的第一类型中，通过将电路板连 接在一起，通过将可变形的支腿344a-b和346a-b分别插入到狭槽356 和358直到主体342上的突起348a和348b分别接触接触板(也就是，迹 线)351和353,以及通过弯曲或压"l妄如图3B所示的支^l的端部以将纟黄向 导电构件固定到PCBs以及彼此固定PCBs,使用横向导电构件340连接多 个PCBs。 一旦PCBs以这种方式连接，横向导电构件340建立一系列完整 的电路，用于在各PCBs之间形成电通信。参照图3F-3G,在第三实施例的第二种类型中，横向导电构件340包括8个(或更多)支腿，而不是4 个支腿，每个PCB包括格状类型的孔口，其替换了上述第一种类型中的偏 置狭槽。所述横向导电构件可被连接到沿着如图3F所示的单个取向，或 沿着如图3G所示的另一向上和向下取向的PCBs。和第三实施例的第一种 类型一样， 一旦使用本发明的系统连接PCBs，横向导电构件340建立了 一系列的完整电路，用于在PCBs之间进行电通信。
图4A-40提供了本发明的连接器系统的第四示例性实施例的多个类 型的各个视图，其可用于其中扁平柔性电缆被粘结到导电金属面板的LED 照明应用中或者用于其他电子应用中。在如图所示的实施例的各个类型 中，没有壳体部分，包括扁平柔性电缆或类似项目(在此被称为"部件基 片")的多个柔性电路仅通过一个或更多预先绝缘的横向导电构件440被 彼此连接。用本发明的连接器系统的实施例得以彼此连接的部件基片 一般 包括布置在其中的至少一个表面上的多个导电通道或迹线。这些迹线以和 相对于在此论述的本发明的其他实施例的前述的电接触表面相同的方式进 行作用。因此，如图4A所示，示例性的部件基片450a包括非导电表面 450b和非导电表面450c。同样地，示例性的部件基片452a包括非导电表 面452b和非导电的表面452c。导电迹线451和453分别布置在表面450b 和452b上。
参照图4A-4J，每个横向导电构件440是一种包括细长主体242的 导电金属触头，其中所述细长主体桥接所述柔性电路并且彼此连接这些电 路。第一到第四个支腿444a-d形成在每个横向导电构件440的一端处，第 五到第八个支腿446a-d形成在每个横向导电构件440的相对端。至少一个 孔口 448 (参见图4C) 一般形成在主体442中。绝缘材并牛449 ^皮应用或形 成在每个导电构件的一侧周围，用于限制横向导电构件的导电特性。如图 4G所示，多个的单独的横向导电构件440可设置在金属支撑架或条板480 上，当合适时它们能从所述金属支撑架或条板被移除。 一般为热塑性树脂 或类似材料的绝缘材料449被设置在，也就是说被应用到每个横向导电构 件440以使每个横向导电构件440的端部被绝缘材料包围(参见图4H)。 一部分的绝缘材料449可被迫使穿过孔口 448并且随后形成在保持部件 中，用于将绝缘材料进一步地固定到横向导电构件(还参见图4K-4M)。 在如图41-J所示的那种类型的第四个总的实施例中，绝缘材料449包括一片非导电的Mylar 、聚酯、或聚合物薄膜，其通过粘合剂或其他设备被 粘结到横向导电构件440的底侧，而不是被模制到其上。
如图4A和4D所示，支腿444a - d穿过部件基片450a的材料并且被 压接在导电迹线451周围或压靠导电迹线451,用于将横向导电构件440 连接到第一基片450a并且和其形成电连接。同样地，，支腿446a-d穿过 部件基片450b的材料并且被压接在导电迹线453周围或压靠导电迹线 453，用于将横向导电构件440连接到第二基片452a并且和其形成电连 接。将每个横向导电构件440的支腿围绕每个柔性电路中的导电迹线进行 压接在所述柔性电路之间提供了有效的电气传输通道。如图4B所示，应 用或形成在每个横向导电构件周围的绝缘材料位于和所述基片的非导电表 面相同的取向中。该结构允许连接的基片，也就是说，柔性电路，直接粘 附到导电表面(例如，钢)，而不需要在柔性电路和导电表面之间进行另 外的绝缘。在另一结构(如图4E-F所示)中，通过将支腿444a-d替换为 端接到绝缘体472内的棵线的普通线压接圓筒，横向导电构件440还可用 来将柔性电路连接到一系列的软线470。如图所示，每个绝缘体472的扁 平底部对准基片450a的非导电侧450c，因此允许柔性电路组件直接应用 到导电表面(例如，钢)，而不需要在所述柔性电路和导电表面之间进行 另外的绝缘。这一特征对于在此公开的所有实施例一般是共有的。
参照图4K-40，本发明的连接器系统的第四个总的实施例的这种类 型提供了用于生产绝缘的横向导电构件的另 一制造/组装系统。在该实施例 中，绝缘材料449被模制到离散绝缘体或连续支撑架或条板480，单独的 横向导电构件440机械地耦接在所述支撑架或条板。模制的绝缘材料449 包括多个保持柱482,它们^皮插入到形成于每个主体442的对应的多个孔 口 448中。保持柱482然后^皮加热(heat staked)(也就是i兌，熔化或其他 变形)以在每个导电构件440和绝缘材料449之间形成永久或至少半永久 的连接。在该实施例中，还提供了支腿444a-b和446a-b的另一几何形 状。
权利要求
1.一种用于电子设备的电连接器系统，包含(a)至少两个部件基片(150，152，250，252，350，352，450a，452a)，其中至少两个部件基片中的每一个还包含至少一个导电接触表面(151，153，251，253，351，353，451，453)；以及(b)用于在其中的边缘处将至少两个基片彼此连接的至少一个连接器装置(100，200)，其中所述至少一个连接器装置能在至少两个基片之间进行电连通并且还包含(i)至少一个导电的横向导电构件(140，240，340，440)，其中所述横向导电构件的第一部分体接触所述第一基片(150，250，350，450a)上的接触表面(151，251，351，451)，并且其中所述横向导电构件的第二部分体接触所述第二基片(152，252，352，452a)上的接触表面(153，253，353，453)；以及(ii)用于将至少一个横向导电构件固定到每个基片或者每个接触表面的装置。
2. 如权利要求1的连接器系统，其中所述至少两个基片(150, 152，250， 252， 350， 352, 450a, 452a)还包含印刷电路板或柔性电路。
3. 如权利要求1的连接器系统，其中连接器装置(100, 200)还包含大致非导电的壳体部分(110， 210)，其中所述壳体部分还包括用于将至少一个横向导电构件(140， 240)固定在其中的装置。
4. 如权利要求3的连接器系统，其中用于将至少一个横向导电构件(140)固定在壳体(110)中的装置包括形成在壳体部分的中心部分(118)内的突起(128)，其中所述突起和形成在横向导电构件(140)的中心部分(148)中的孔口 (147)协作。
5. 如权利要求3的连接器系统，其中用于将至少一个横向导电构件(240 )固定在壳体(210)中的装置包括使至少一个横向导电构件(240)的一部分(248， 249)在壳体部分(210)内变形。
6. 如权利要求3的连接器系统，其中壳体部分(110， 210)还包含至少一个保持构件(114, 116, 214, 216),该至少一个保持构件用于当组装所述连接器系统时将所述部件基片(150, 152, 250, 252 )导引到所述壳体构件中。
7. 如权利要求1的连接器系统，其中至少一个横向导电构件(440) 还包含连接到其一部分上的非导电绝缘体(449)。
8. 如权利要求1的连接器系统，其中至少一个横向导电构件(140， 240 )还包含当组装连接器系统(00， 200 )时向下朝向每个接触表面(151， 153, 251， 253 )偏置的一部分(141， 241， 242 ),其中每个向下 偏置部分包括体接触所述接触表面的端部(142， 143, 244, 246)。
9. 如权利要求1的连接器系统，其中至少一个横向导电构件(340) 还包含细长的主体(342 )，其中所迷细长的主体还包括至少两个面向内部 的突起(348 )，用于接触每个基片(350, 352 )上的大致平面状的接触表 面(351， 353 )。
10. 如权利要求1的连接器系统，其中至少一个横向导电构件(440) 还包含多个可变形的支腿(444, 446)，其中每个基片(450a， 452a)适合 于接收多个可变形的支腿中的每一个。
11. 如权利要求10的连接器系统，其中用于将至少一个横向导电构件 (440)固定到每个基片(450a， 452a)和每个接触表面(451， 453 )的装置还包括穿过每个基片插入多个可变形的支腿(444， 446)并且使所述支 腿围绕每个基片压接并且压靠每个接触表面。
12. 如权利要求1的连接器系统，其中用于将至少一个横向导电构件 (140)固定到每个基片(150, 152 )和每个接触表面(151, 153)的装置还包括形成在所述横向导电构件的任何一侧上的钩状构件(145， 146)孔口 ( 161 )。
全文摘要
一种用于在其边缘处将两个电子部件基片(150，152)例如印刷电路板或柔性电路彼此连接的电连接器系统，其中至少两个基片(150，152)中的每个还包含至少一个导电接触表面(151，153)，并且其中连接器装置(100)还包括至少一个导电的横向导电构件(140)，其中所述横向导电构件的第一部分体接触所述第一基片(150)上的接触表面(151)，并且其中所述横向导电构件(140)的第二部分体接触所述第二基片(152)上的接触表面(153)；以及用于将至少一个横向导电构件(140)固定到每个基片(150，152)或者每个接触表面(151，153)的设备。
文档编号H01R12/02GK101682131SQ200880017096
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月21日 优先权日2007年5月22日
发明者克里斯托弗·G·戴利, 斯科特·S·杜斯特霍夫特, 罗纳德·M·韦伯, 马修·E·莫斯托勒 申请人:泰科电子公司