连接装置及其导电方法与流程

本申请涉及连接装置领域，尤其涉及一种具有防水效果的连接装置及其导电方法。

背景技术：

随着科技的进步，各种电子设备已广泛的运用于日常生活中。一般电子设备内部设置有多个连接装置，其中，所述连接装置中用于与外部设备进行连接的连接界面是需要暴露于外部环境，使得在使用上若接触到液体或遇水气容易受潮损坏或导致短路。因此，防水功能已成为所述连接装置需要具备的功能。

目前实现所述连接装置具备防水功能的方法主要有两种：第一种方法为将所述连接装置所包括需要相互连接的所有连接端组装完成后，在其表面进行防水膜的镀制或涂布防水层；第二种方法为将所述连接装置所包括的所有连接端的表面分别进行防水膜的镀制或涂布防水层(任两个连接端的电性连接处需遮蔽，以确保导通性)，然后对具有防水膜或防水层的连接端进行组装连接，最后在任两个连接端的电性连接处点防水胶防水。

然而，上述第一种方法因要先将需要相互连接的所有连接端组装而存在影响后续组装及增加设计难度的问题，而且当所述连接装置需要进行维修时，相互连接的连接端一旦拆分后，防水膜或防水层即被破坏，后续所述连接装置不能再具备防水功能。此外，上述第二种方法因防水胶的渗透能力有限，使得微小缝隙处无法渗透，而导致存在不防水的风险；且任两个连接端的电性连接处在点胶后拆解困难，存在无法维修的问题。

综上所述，可知现有技术中长期以来一直存在拆分连接装置中相互连接的连接端后，所述连接装置即不具备防水功能的问题，因此实有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种连接装置及其导电方法，解决现有技术中长期以来一直存在拆分连接装置中相互连接的连接端后，所述连接装置即不具备防水功能的问题。

为了实现上述目的，本申请是这样实现的：

本申请实施例提供了一种连接装置，其包括：第一连接端和第二连接端。其中，第一连接端包括第一连接界面、第一控制器和第一防水层，第二连接端包括第二连接界面、第二控制器和第二防水层。第一防水层包覆第一连接界面，第一连接界面和第一控制器连接，第一控制器包括信号增强单元，信号增强单元用于接收信号并增强信号，以通过第一连接界面输出增强后的信号；第二连接界面和第二控制器连接，第二防水层包覆第二连接界面，第一连接界面和第二连接界面彼此对接，第一防水层和第二防水层夹于第一连接界面和第二连接界面之间，第二控制器用于通过第二连接界面接收第一连接界面输出且穿过第一防水层和第二防水层的增强后的信号。

本申请实施例提供一种连接装置的导电方法，其包括以下步骤：提供第一连接端和第二连接端，其中，第一连接端包括第一连接界面和第一防水层，第一防水层包覆第一连接界面，第二连接端包括第二连接界面和第二防水层，第二防水层包覆第二连接界面；对接第一连接界面和第二连接界面，使第一防水层和第二防水层夹于第一连接界面和第二连接界面之间；通过第一连接端接收信号并增强所述信号；通过第一连接界面输出增强后的信号；通过第二连接界面接收穿透第一防水层和第二防水层的增强后的信号。

在本申请实施例中，通过增强后的信号能穿透第一防水层和第二防水层进行信号传递的设计，使得分别在第一连接端和第二连接端的表面上形成防水层时无需特别遮蔽电性连接处；拆分相互连接的第一连接端和第二连接端后，所述连接装置仍然具备防水功能；且对应用所述连接装置的电子设备来说，在组装和维修上不会产生干扰或影响。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请的连接装置的一实施方式的结构示意图；

图2是沿着图1的a-a线段的剖面示意图；

图3是本申请的第一连接界面结合第二连接界面的一实施方式的结构示意图；

图4是本申请的信号增强单元的一实施方式的结构示意图；

图5是本申请的信号减弱单元的一实施方式的结构示意图；

图6是本申请的连接装置的导电方法的一实施例方法流程图。

具体实施方式

以下将配合相关附图来说明本发明的实施例。在这些附图中，相同的标号表示相同或类似的组件或方法流程。

必须了解的是，使用在本说明书中的“包含”、“包括”等词，是用于表示存在特定的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件和/或组件，但并不排除可加上更多的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件、组件，或以上的任意组合。

本发明中使用如“第一”、“第二”、“第三”等词是用来修饰权利要求中的组件，并非用来表示之间具有优先权顺序，先行关系，或者是一个组件先于另一个组件，或者是执行方法步骤时的时间先后顺序，仅用来区别具有相同名字的组件。

必须了解的是，当组件描述为“连接”或“耦接”至另一组件时，可以是直接连结、或耦接至其他组件，可能出现中间组件。相反地，当组件描述为“直接连接”或“直接耦接”至另一组件时，其中不存在任何中间组件。

请参阅图1和图2，图1是本申请的连接装置的一实施方式的结构示意图，图2是沿着图1的a-a线段的剖面示意图。如图所示，连接装置100包括：第一连接端110和第二连接端120，第一连接端110包括第一连接界面112、第一控制器114和第一防水层116，第一防水层116包覆第一连接界面112，第一连接界面112和第一控制器114连接；第二连接端120包括第二连接界面122、第二控制器124和第二防水层126，第二防水层126包覆第二连接界面122，第二连接界面122和第二控制器124连接。

在本实施例中，第一连接界面112为弹片式第一连接界面或顶针式第一连接界面，第二连接界面122为金手指，但本实施例并非用以限定本申请。在一实施例中，第一连接界面112为连接端子，第二连接界面122为金手指。在另一实施例中，第一连接界面112和第二连接界面122都是连接端子。在又一实施例中，第一连接界面112和第二连接界面122都是金手指。

在本实施例中，第一防水层116和第二防水层126的材质为非导电材料。在一实施例中，第一防水层116和第二防水层126的材质是选自下列群组之一或其组合：绝缘体、半导体、高分子材料、膏状物、导电粒子、有机物、无机物和纳米材料。

在一实施例中，第一连接端110还可包括主板117和连接器118，连接器118设置于主板117上，第一连接界面112设于连接器118上，第一防水层116覆盖连接器118，第一连接界面112和第一控制器114之间的连接线隐藏于主板117内；第二连接端120还可包括小板127和排线128，排线128连接小板127，第二连接界面122设置于排线128上，第二防水层126覆盖排线128，第二连接界面122和第二控制器124之间的连接线隐藏于小板127和排线128内。

在一实施例中，为了强化第一连接端110和第二连接端120所具备的防水功能，第一防水层116完整包覆第一连接端110，第二防水层126完整包覆第二连接端120。

请参阅图3，其是本申请的第一连接界面结合第二连接界面的一实施方式的结构示意图。如图所示，组装第一连接端110和第二连接端120时，第一连接界面112和第二连接界面122彼此对接，使得第一防水层116和第二防水层126夹于第一连接界面112和第二连接界面122之间。由于第一防水层116和第二防水层126的材质为非导电材料，使得第一连接界面112和第二连接界面122之间传递的信号的能量需要足够大，才能使所述信号穿过第一防水层116和第二防水层126，进而实现有效的信号传输。举例来说，具有较小电压的信号无法通过第一防水层116和第二防水层126在第一连接界面112和第二连接界面122之间传递，但是具有较大电压(此电压大于特定阈值)的信号则能够利用量子隧道效应，通过第一防水层116和第二防水层126在第一连接界面112和第二连接界面122之间传递。

在一些实施例中，如图2与图3所示，第一连接界面112形成类似插槽的型态，而第二连接界面122形成类似插头的型态，但第一连接界面112与第二连接界面122的型态不限于此。举例来说，第一连接界面112是设置于主板117的接点，第二连接界面122是设置于小板127的弹性端子(如pogopin)，小板127与主板117可通过卡合结构彼此固定，并使第二连接界面122压接于第一连接界面112。

因此，请参阅图1，在本实施例中，第一控制器114包括信号增强单元1142，信号增强单元1142用于接收信号并增强信号，以通过第一连接界面112输出增强后的信号；第二控制器124用于通过第二连接界面122接收第一连接界面112输出且穿过第一防水层116和第二防水层126的增强后的信号。

在一实施例中，信号增强单元1142用于增加其所接收到的信号的初始电压至第一电压，以输出增强后的信号，其中，所述第一电压大于所述初始电压，且当增强后的信号的电压为第一电压时，其能量可使增强后的信号跨过第一防水层116和第二防水层126的材质的能隙大小，进而穿过第一防水层116和第二防水层126。举例而言，所述初始电压可为1.5伏特(v)，第一电压可为3v。在一些实施例中，第一电压的大小依据信号能够穿过第一连接界面112与第二连接界面122的电压阈值而定。

请参阅图4，其是本申请的信号增强单元的一实施方式的结构示意图。如图所示，信号增强单元1142可包括升压芯片(integratedcircuit，ic)31、第一电感32、二极体33、第一电阻34和第二电阻35，所述升压ic31的输入引脚vin1和使能引脚en1相连接；所述第一电感32的两端分别连接所述升压ic31的所述输入引脚vin1和开关引脚sw1；所述二极体33的两端分别连接所述升压ic31的所述开关引脚sw1和所述第一电阻34的一端，以自所述开关引脚sw1往所述第一电阻34的方向导电；所述第一电阻34的另一端连接所述升压ic31的反馈电压引脚fb1和所述第二电阻35的一端，所述第二电阻35的另一端连接所述升压ic31的接地引脚gnd1和所述输入引脚vin1，所述输入引脚vin1用于接收所述信号，所述接地引脚gnd1用于接地，增强后的所述信号由所述二极体33和所述第一电阻34的连接处输出。其中，所述二极体33用于隔离保护所述升压ic31；所述第一电感32用于储存能量；第一电阻34和第二电阻35用于将电压反馈给所述升压ic31，以控制信号增强单元1142所输出的信号的电压，以输出所需要的增强后的电压。

在一实施例中，所述信号增强单元1142还可包括第一电容36和第二电容37，所述第一电容36的两端分别连接所述输入引脚vin1和所述接地引脚gnd1，所述第二电容37的一端接地，所述第二电容37的另一端连接增强后的所述信号的输出处。第一电容36和第二电容37用于滤波和/或蓄能，以提升信号增强单元1142其所输出增强后的信号的电压的稳定性。

在一实施例中，所述信号增强单元1142还可包括第三电容38，所述第三电容38和所述第一电阻34并联，以实现前馈补偿功能。

由于自第一连接界面112输出且穿过第一防水层116和第二防水层126的增强后的信号的能量可能过大，不能直接被第二连接端120使用，需要减弱穿过第一防水层116和第二防水层126的增强后的信号的能量。因此，在一实施例中，所述第二控制器124可包括信号减弱单元1242，所述信号减弱单元1242用于通过所述第二连接界面122接收所述第一连接界面112输出且穿过所述第一防水层116和所述第二防水层126的增强后的所述信号，并减弱增强后的所述信号。

在一实施例中，信号减弱单元1242用于减弱其所接收到的信号的电压，例如：穿过第一防水层116和第二防水层126的增强后的信号的电压为第一电压，信号减弱单元1242可将穿过第一防水层116和第二防水层126的增强后的信号的电压自第一电压减少至第二电压(即符合第二连接端120使用的标准电压)，以利用后续信号的使用，其中，所述第一电压大于所述第二电压，且第二电压可能大于或等于信号增强单元1142所接收到的信号的初始电压。举例而言，所述第二电压可为2v，第一电压可为3v，信号增强单元1142所接收到的信号的初始电压可为1.5v。在一些实施例中，当第二连接端120使用的标准电压等于第一电压时，则第二连接端120可省略减弱信号的程序。举例来说，信号增强单元1142所接收到的信号的初始电压可为1.5v，第一电压为3v，第二连接端120使用的标准电压为3v，则信号增强单元1142将信号的初始电压增强为3v，第二控制器124能够接收穿过第一连接界面112与第二连接界面122的电压为3v的信号，并能够直接使用所述信号。

请参阅图5，其是本申请的信号减弱单元的一实施方式的结构示意图。如图所示，所述信号减弱单元1242可包括降压ic51、第二电感52、上拉电阻53、第三电阻54和第四电阻55，所述降压ic51的输入引脚vin2和使能引脚en2相连接，所述第二电感52的两端分别连接所述降压ic51的开关引脚sw2和所述第三电阻54的一端；所述第三电阻54的另一端连接所述降压ic51的反馈电压引脚fb2和所述第四电阻55的一端，所述第四电阻55的另一端接地，所述上拉电阻53的两端分别连接所述降压ic51的所述输入引脚vin2和状态指示引脚pg，所述降压ic51的所述输入引脚vin2用于接收穿透所述第一防水层116和所述第二防水层126的增强后的所述信号，所述降压ic51的所述接地引脚gnd2用于接地，减弱后的所述信号由所述第二电感52和所述第三电阻54的连接处输出。其中，所述第二电感52用于储存能量；第三电阻54和第四电阻55用于将电压反馈给所述降压ic51，以控制信号减弱单元1242所输出的信号的电压；上拉电阻53用于确保所述输入引脚vin2为逻辑高状态(即高电平)，防止所述输入引脚vin2的逻辑状态为浮动(即起到上拉作用)，且同时对流入所述输入引脚vin2的电流起到限流作用。

在一实施例中，所述信号减弱单元1242还可包括第四电容56和第五电容57，所述第四电容56的一端接地，所述第四电容56的另一端连接所述第二电感52和所述第三电阻54的所述连接处；所述第五电容57的一端接地，所述第五电容57的另一端连接所述降压ic51的所述输入引脚vin2。第四电容56和第五电容57用于滤波和/或蓄能，以提升信号减弱单元1242其所输出的信号的电压的稳定性。

在一实施例中，所述信号减弱单元1242还可包括第六电容58，所述第六电容58和所述第三电阻54并联，以实现前馈补偿功能。

在一实施例中，当第一防水层116和第二防水层126的材质为量子隧道材料时，对接第一连接界面112和第二连接界面122所产生的接触力(例如：当第一连接界面112为弹片式第一连接界面或顶针式第一连接界面，且第二连接界面122为金手指时，对接第一连接界面112和第二连接界面122可产生接触力)可施压于第一防水层116和第二防水层126，使第一防水层116和第二防水层126的能隙变小(即能够产生量子隧道效应的电压阈值会相应降低)，有助于增强后的信号穿过第一防水层116和第二防水层126。换句话说，当第一连接界面112和第二连接界面122间的第一防水层116和第二防水层126受到一定压力而被压缩时，信号增强单元1142对其所接收到的信号所增加的能量可以减少。举例而言，当第一连接界面112和第二连接界面122间的第一防水层116和第二防水层126没有被施加压力或被施加的压力过小而不足以影响能隙时，信号增强单元1142需将其所接收到的信号的初始电压增加至第一电压，才可使增强后的信号穿过第一防水层116和第二防水层126；当第一连接界面112和第二连接界面122间的第一防水层116和第二防水层126被施加足够压力时，信号增强单元1142仅需将其所接收到的信号的初始电压增加至第三电压，且所述第三电压小于所述第一电压，即可使增强后的信号穿过第一防水层116和第二防水层126。

请参阅图6，其是本申请的连接装置的导电方法的一实施例方法流程图。如图所示，连接装置的导电方法包括以下步骤：提供第一连接端和第二连接端，其中，第一连接端包括第一连接界面和第一防水层，第一防水层包覆第一连接界面，第二连接端包括第二连接界面和第二防水层，第二防水层包覆第二连接界面(步骤310)；对接第一连接界面和第二连接界面，使第一防水层和第二防水层夹于第一连接界面和第二连接界面之间(步骤320)；通过第一连接端接收信号并增强所述信号(步骤330)；通过第一连接界面输出增强后的信号(步骤340)；通过第二连接界面接收穿透第一防水层和第二防水层的增强后的信号(步骤350)。

在一实施例中，步骤330中所述增强所述信号包括：将所述信号的初始电压增加至第一电压。其中，所述第一电压大于所述初始电压。

由于穿过第一防水层和第二防水层的增强后的信号的能量可能过大，不利于后续信号的使用，因此，在一实施例中，步骤350之后，所述连接装置的导电方法还可包括以下步骤：减弱通过所述第二连接界面所接收到的增强后的所述信号。在一实施例中，所述减弱通过所述第二连接界面所接收到的增强后的所述信号还包括：将通过所述第二连接界面所接收到的增强后的所述信号的第一电压减弱至第二电压。其中，所述第一电压可大于所述第二电压，所述第二电压可大于或等于上述初始电压。

在一实施例中，步骤320中所述对接所述第一连接界面和所述第二连接界面还包括：通过所述第一连接界面和所述第二连接界面施压于所述第一防水层和所述第二防水层。详细的描述已在前文中说明，在此不再赘述。

在一实施例中，步骤310之前，所述连接装置的导电方法还可包括以下步骤：通过等离子体增强化学的气相沉积法(pecvd)在第一连接界面沉积第一防水层，使第一防水层包覆第一连接界面；及通过等离子体增强化学的气相沉积法在第二连接界面沉积第二防水层，使第二防水层包覆第二连接界面。但本实施例并非用以限定本申请，第一防水层包覆第一连接界面和第二防水层包覆第二连接界面的方式可依据第一防水层和第二防水层的材质等实际需求进行调整。

请参阅表1和表2，表1是本申请的连接装置的第一防水层和第二防水层的总厚度为500纳米(nanometer，nm)时，对接第一连接界面和第二连接界面所产生的不同接触力大小与可穿透第一防水层和第二防水层的信号的电压大小之间的对应表；表2是本申请的连接装置的第一防水层和第二防水层的总厚度为1000nm时，对接第一连接界面和第二连接界面所产生的不同接触力大小与可穿透第一防水层和第二防水层的信号的电压大小之间的对应表。其中，所述总厚度是第一连接界面和第二连接界面间的第一防水层的厚度加上第二防水层的厚度的值。其中，表1与表2列出第一连接界面的四个弹性端子与第二连接界面的对应所述四个端子的四个接点间的接触力。

表1

表2

在表1和表2中，对接第一连接界面和第二连接界面所产生的接触力大小的单位为牛顿(newton，n)，可穿透第一防水层和第二防水层的信号的电压的单位为伏特(voltage，v)。

从表1和表2可知，当第一防水层和第二防水层的总厚度为500nm时，可穿透第一防水层和第二防水层的信号的电压为3v(换句话说，信号的电压为3v即可穿透第一防水层和第二防水层)，可应用于防水等级要求较低(例如：ipx7)的连接装置；当第一防水层和第二防水层的总厚度为1000nm时，可穿透第一防水层和第二防水层的信号的电压为5～24v(换句话说，信号的电压为5～24v即可穿透第一防水层和第二防水层)，可应用于防水等级要求较高(例如：ipx8)的连接装置。此外，从表1和表2也可知道提高信号的电压可实现所述信号穿透更大的第一防水层和第二防水层的总厚度。

综上所述，本申请提供一种连接装置及其导电方法，通过增强后的信号能穿透第一防水层和第二防水层进行信号传递的设计，使得分别在第一连接端和第二连接端的表面上形成第一防水层与第二防水层时无需特别遮蔽电性连接处，能够确保第一连接端与第二连接端的防水效果；拆分相互连接的第一连接端和第二连接端后，第一防水层与第二防水层仍维持在第一连接端与第二连接端上，所述连接装置仍然具备防水功能；且对于应用所述连接装置的电子设备来说，在组装和维修上不会产生干扰或影响。

虽然在本申请的图式中包含了以上描述的组件，但不排除在不违反发明的精神下，使用更多其他的附加组件，已达成更佳的技术效果。此外，虽然本申请的流程图采用指定的顺序来执行，但是在不违反发明精神的情况下，所属技术领域的技术人员可以在达到相同效果的前提下，修改这些步骤间的顺序，所以，本发明并不局限于仅使用如上所述的顺序。此外，所属技术领域的技术人员也可以将若干步骤整合为一个步骤，或者是除了这些步骤外，循序或平行地执行更多步骤，本发明也不因此而局限。

虽然本发明使用以上实施例进行说明，但需要注意的是，这些描述并非用于限缩本发明。相反地，此发明涵盖了所属技术领域中的技术人员显而易见的修改与相似设置。所以，权利要求范围须以最宽广的方式解释来包含所有显而易见的修改与相似设置。