连接器和电路的组件的制作方法

专利名称:连接器和电路的组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连接器和电路的组件。这样的组件可以被应用于车内配线。
所涉及的车辆种类可以是选自于很宽的车辆范围，从军用车辆比方说坦克，到运 动车辆和在轨道上、冰上、空中、水面上以及雪上运行的车辆。
背景技术：
本申请人所知道的最接近的现有技术是本申请人自己的在先的已公开专利申请 W02007083102 和 GB2440698。
JP08130048和JP2007088009是在先的已公开的专利申请。
发明内容
在第一个宽泛且独立的方面，本发明提供了一种连接器和电路的组件，其包括具 有多个电接触点的连接器；所述连接器可在第一终端处与另一个连接器连接；所述连接器 可在第二终端与电路板部分连接，所述电路板部分具有多个电路；其中电路板部分设置于 由纤维和填料的塑性热硬化复合材料构成的第一层和由纤维和填料的塑性热硬化复合材 料构成的第二层之间。
这一构造是尤其有利的，这是因为它可以允许通过电路所进行的通信是持久的， 从而相对于不具有上述构造的组件相比其能在更大程度上承受震动、撞击以及其他的机械 压力/张力。它还能让电路板无需使用单独的固定装置即成为组件的一个集成部分。它 同样也具有这样一个优点，即能够被简单地成形为一个处于连接器之间的基本上平坦的结 构，从而能够装配到一个狭窄的空间中。它同样也颠覆了传统的想法，因为为了改进连接器 和电路组件的性能，将塑性热硬化复合材料与电路板结合起来通常不为本领域普通技术人 员所考虑，尤其是在复合材料具有导电性能的时候。
在一个从属方面，本发明提供一种相对柔软的电路板。这可以允许部件可以被装 配到具有复杂形状的物件的周围，而这些物件在车辆是很常见的。
在另一个从属方面，所述柔性电路板包括一组对应于多个所述连接器接触点的接 触点，并且在所述柔性电路板的阵列和所述塑性热硬化复合材料层中的一个之间提供有相 对刚性的层。这可以允许柔性电路板中的张力被减少，从而能够来避免当柔性电路板被固 定在硬化的热固化复合材料层之间前被弯曲进入其位置上时过早地遭到破坏。它避免了信 号传输中出现中断，不然的话，这些中断将会出现在弯曲的被固定作为硬化的由层叠的复 合材料层构成的组件的一部分的柔性电路板中。
在另一个从属方面，所述刚性层被设置在所述柔性电路板阵列和所述连接器第二 终端之间。这是尤其有利的，因为它可以允许刚性层来填充位于连接器第二终端中的间隙。
在另一个从属方面，所述连接器的第二终端在所述第二终端处包括多个插脚，并 且所述层基本上填充了插脚和所述柔性电路板阵列之间的任何间隙。这是尤其有利的，因 为它防止了填料进入到嵌接的连接器的区域中。它也能够基本上防止弱点的出现，从而填料的浓度在复合材料层的全部区域都是完全均勻的。
在另一个从属方面，所述柔性电路板包括一组相应于多个所述连接器接触点的接 触点，并且相对刚性的层设置在所述柔性电路板阵列和最外层的塑性热硬化复合材料层之 间。这一构造降低了一旦柔性电路板被固定于一个弯曲的位置上就可能出现的张力。
在另一个从属方面，两个相对刚性的层被提供在所述柔性电路板阵列的任一侧 上。这一构造进一步有助于压力/张力的降低，从而能够允许电路板按照弯曲的构型而被 固定，从而满足在车辆部件周围或者内部的特定的装配需求。
在另一个从属方面，电绝缘层被提供在所述电路板的电路之上。这一构造是特别 有利的，因为它允许在塑性热固化复合材料包裹层的内部来实现抗干扰的通信。
在另一个从属方面，所述绝缘层是玻璃。这一构造是特别有利的，因为它允许了按 照改进的方式来使得电路被保护起来，并且能够允许通过玻璃层看见这些电路，同时又可 以提供一种相对于复合材料层特别稳定的化合物。
在另一个从属方面，所述组件包括第一电路阵列，该第一阵列按照平坦的构型设 置在柔性电路板上，以及第二电路阵列，该第二电路阵列为铠装线的形式且呈平坦构型；所 述第一阵列和所述第二阵列并排设置，从而形成基本平坦的构造。这一构造允许获得基本 平坦的构型，其具有这样的优点，即能够被装配到狭窄的空间中。它也能够允许该组件同时 实现电信号通信和电能传输，而在电线和信号电路之间存在最小的或者不存在干扰。
在另一个从属方面，所述柔性电路板包括一个或者多个相对刚性的部分。刚性部 分例如可以采用处理器或者其他电气部件的形式，当它们被嵌入到复合材料层之间时，它 们可以同样地按照被改进的方式而被保护起来，与此同时，柔性部分还可以允许电路板采 用合适的形状和构造，从而装配到车辆元件或者其他复杂形状的部件的周围。
在另一个从属方面，所述一个或者多个相对刚性的层由不具有任何电路的电路板 材料(PCB)形成。这一种材料已经被发现是特别适合于在机械方面和电方面分离连接器终 端上的与连接器相连接的插脚。
在第二个宽泛且独立的方面，本发明提供一种制造连接器和电路组件的方法，其 包括下列步骤
选择具有多个电路的电路板；
选择至少两个由塑性热硬化纤维和填料复合材料构成的层；
将所述电路板放置在所述两个层之间；以及
对所述组件进行处理从而来硬化所述层。
在另一个从属方面，还包括选择柔性电路板的步骤。
在另一个从属方面，本方法进一步包括选择多个铠装线并且将它们放置于所述层 之间的步骤。这样使得本方法能得到一种组件，该组件优化了电信号的传递，同时让电能能 够在整个组件中传送。
在另一个从属方面，本方法包括以大致平坦的结构并排地放置所述铠装线和所述 电路板的步骤。这一构造使得通信时没有串音或只有极小的串音。
在另一个从属方面，本方法包括选择一个或者多个连接器并且将所述连接器的至 少一个终端嵌入所述热硬化复合材料层之间的步骤。这一构造允许连接器和电路板按照改 进的方式而被包装起来，其对于使用中所出现的机械压力/张力具有更好的抵抗力。[0027]在另一个从属方面，本方法包括将处理前的刚性层放置于所述柔性电路板的一部 分之上的步骤。这一构造减少了对于柔性电路板上的某个区域上的压力/张力，从而来最 小化所形成的压力/张力，这些压力/张力将导致过早破坏。
在另一个从属方面，所述连接器包括多个插脚并且刚性层被放置来填充所述插脚 周围的间隙。这允许插脚的机械强度得以增强，与此同时防止在复合材料层和连接器之间 出现不必要的空间，该空间将会减弱复合材料的整体强度并导致局部的短路。


图1是连接器和电路的组件的一部分的分解透视图；
图2是连接器和电路的组件的一部分的截面图；
图3是根据本发明的另一个实施方式的连接器和电路的组件的一部分的透视图；
图4是根据本发明的另一个实施方式的连接器和电路的组件的透视图。
具体实施方式
图1显示了一个具有第一终端2和第二终端3的连接器部分1。终端3的形状和 结构适配于另一个已知类型的连接器。终端2包含内表面4，多个插脚比方说插脚5从该表 面4上延伸出来，这些插脚用作接触点。
一个刚性的圆盘或者板6，其相对于柔性电路板7在处理前和处理后都是刚性的， 而柔性电路板7在处理前和处理后则相对柔软(尽管在处理后的使用中，柔性电路板被固 定在复合材料层之间)。板6的形状和结构使其能抵靠在内表面4上并且抵靠在连接器终 端2的内缘8上进行安装。该板6优选地由绝缘的基片制作而成，所述基片类似于那种被 用作印刷电路板(PCBs)的基片。该绝缘基片优选为阻燃材料。例如其可以是第四种类的 阻燃材料(FR-4)。该板6包含多个孔，例如对应于单个插脚5的孔9。当板6被放置抵靠 在内表面4和内缘8上时，其基本上填满了整个区域。插脚5从板6上充分地突出出来以 便与柔性电路板7的导电环状元件10相接触。每一个导电的环状元件10都被提供有多个 导电线路，该线路被印刷到柔性电路板上。其中一个示例性的线路11被描述。出于简单和 清楚的目的，其他的导电线路则被省略了。该电路板的绝缘基片优选地是聚酰亚胺或者聚 酯。柔性电路板被设计成能够允许在这样一个程度内弯曲，该程度优选地被包含在下面的 范围中:20至360度。
插脚5被焊接于环状接触元件10上，这样可使柔性电路板的位置得到固定。
为了来覆盖导电线路11，一个绝缘层被提供，该绝缘层可以是玻璃。在该玻璃层 之上，另一个绝缘板12被提供，该绝缘板12可以与前面所描述的板6具有类似的形状和构 造。其可以包括多个孔，从而来容纳任何突出的插脚和/或突出的焊料。一种粘合剂也可 以被提供来将板12固定于柔性电路板7上。如直线所描述的，纤维和填料的复合材料外层 13被提供。另外，填料和树脂的复合材料的第二外层14也被提供，从而来将板和柔性电路 板夹在中间，并且在热硬化处理之后将它们固定起来。
所述复合材料在热处理之前是相对柔软的，而在热处理之后则相对坚硬。初始时 的柔性可以允许片层以一种复杂的形状而被放置到模具中来用于热硬化处理。该复合材 料在初始时可以是交织编制的纤维片层，该纤维片层的各股或者在同一个方向或者在与此
6垂直方向上延伸。十字网孔也可以被应用于其中。这些树脂和纤维混合物可以使用许多的 形式。特别优选的树脂和纤维复合材料可以是碳纤维和树脂。树脂的天然的粘性有助于柔 性电路板被设置成任何合适的结构以及其后被热固于适当的位置。该复合材料可以例如是 MTM57CF0300。
多个导电线路被设置于柔性电路板上，其可以是下列类型的材料铜；其上涂锡 的铜；其上涂银的铜；其上涂镍的铜；其上涂银的铜合金；其上涂镍的铜合金。
板6和12的边缘优选地可以做成倒角。尤其是在与柔性电路板接合的内侧部分 上倒角，这样可以来最小化压力/张力的形成，否则这些压力/张力将会导致尖锐的边缘。
图2显示了图1中的处于装配形式中的部件，出于清楚的目的，其中各个层之间的 间隙已经被填上，同时在装配好的产品中，间隙是基本不存在的。如图中所能看见的那样， 柔性电路板是可以弯曲的，并且利用热硬化工序而被固定于弯曲位置上。如在图2中可以 看到的，连接器1的终端2被设置在复合材料层的内部。为了避免间隙出现在部件中，玻璃 纤维可以被加在适当的位置上。
图3显示了连接器1和电路组件17，其具有第一连接器18和第二连接器19。多 个铠装的电缆或者电路20被提供在第一部分中，并且多个信号电路被提供在完全柔性的 电路板21上。铠装的电缆可以至少部分地被提供来在连接器之间输运电能，与此同时柔性 电路板上的电路则主要被提供用来输送电信号。复合材料层被提供在第一和第二部分的任 一侧上，从而来允许该组件能够被热硬化成为一个基本平坦的部件。电路板和电缆被并排 地放置，其中存在一个间隙22，该间隙被提供在上述两部分之间，是为了来避免串音。一个 绝缘层可以被提供在电路板电路上面，该绝缘层不需要出现在电缆的上面，这是因为它们 已经具有了它们自己的绝缘外壳。板也可以被提供在连接器中从而来填充任何残留在被嵌 入到组件中的插脚或者其他接触点之间的间隙，同时来减少压力/张力在柔性电路板和/ 或电缆中的建立。
各层、电线和/或电路板可以被放置在模具上或者模具中，所述模具将自己的形 状形成于组件上。为了改进表面的平滑度，玻璃或者铝制的模具是优选的。具有曲度的表 面的铝制模具将能够允许层板在热处理之后可以获得具有所述弯曲的形状。在所述多个层 被放置到高压釜烤箱中用以压力下(优选地是在真空中)的热处理之前，一个场所可以被 提供用于借助于真空从而将所述多个层之间的空气的抽出。热处理的温度可以选择以在经 济性和热处理的速度之间取得一个良好的平衡。而对于本申请来说，大约100至125摄氏 度的热处理温度是优选的。在冷却之后，该组件被热固化成为柔性电路板和复合材料的结 合体，且该组件变成一个具有模具所设定的几何形状的相对刚性的结构。
该刚性结构然后可以被装配于配套的连接器，从而用于适当地安装至车辆当中。 所述方法也包含这样一个步骤将连接器的一部分埋入热硬化的复合材料层之间。
该方法也包含这样一个步骤安装一个或者多个不导电的刚性层从而来填充连接 器插脚周围的间隙。
该方法也包含这样一个步骤板的选择，所述板与连接器的一个终端上的相应的 洞孔配合，并且该板当柔性电路板被焊接到连接器插脚上时而被固定在适当的位置上。
该方法也包含这样一个步骤对板的内边缘进行倒角处理，从而来移除尖锐的边 缘，柔性电路板将被弯曲抵靠在这些边缘上。该方法也包含这样一个步骤模具具有隔离装置，从而来在处理期间防止填料覆盖整个连接器。
本发明也潜在地预想将电缆和柔性印刷电路板一块合并成一体，而不是将柔性电 路板固定在它自己的位置上。
本发明的另一个实施方式还提供了一种柔性电路板和被夹在复合层之间的相对 刚性的电路板。柔性电路板可以设置成紧邻于刚性电路板。
图4显示了连接器和电路的组件的一个部分23。柔性电路板24被夹在两个复合 材料层25和26之间。该电路板形成自电绝缘层或者基片27，电路28已经被印刷在基片 27之上。多个连接器插脚29在电路和连接器30上的相应的端口之间延伸。连接器30包 含一个后部31，该后部31被嵌入在上层和下层之间。连接器30包含多个不同的接收部分 32、33和34。另外，为了来增强组件抵抗弯曲的能力，复合材料层的多个部分可以被定向以 抵抗弯曲，例如一个以垂直于组件的底面的这样一个角度(举例来说)延伸的织物可以被 提供。可选择地，隔片可以被提供在插脚之间从而来防止填料充填到插脚之间的空间中。
权利要求
一种连接器和电路的组件，其包括具有多个电接触点的连接器；所述连接器可在第一终端处与另一个连接器相连接；所述连接器可在第二个终端处与电路板部分相连接，所述电路板部分具有多个电路；其特征在于，电路板部分设置于由纤维和填料的塑性热硬化复合材料构成的第一层和由纤维和填料的塑性热硬化复合材料构成的第二层之间。
2.根据权利要求
1所述的组件，其特征在于，所述电路板是柔性的。
3.根据权利要求
2所述的组件，其特征在于，所述柔性电路板包括与所述连接器的多 个接触点相适配的接触点阵列，并且在所述柔性电路板的阵列和所述塑性热硬化复合材料 层中的一个之间提供有相对刚性的层。
4.根据权利要求
3所述的组件，其特征在于，所述刚性层设置在所述柔性电路板阵列 和所述连接器的第二终端之间。
5.根据权利要求
4所述的组件，其特征在于，所述连接器的第二终端包括位于所述第 二终端处的多个插脚，并且所述层基本上填充了插脚和所述柔性电路板阵列之间的任何间 隙。
6.根据权利要求
2所述的组件，其特征在于，所述柔性电路板包括与多个所述连接器 接触点相适配的接触点阵列，并且一个相对刚性的层设置在所述柔性电路板阵列和最外层 的塑性热硬化复合材料之间。
7.根据权利要求
2所述的组件，其特征在于，两个相对刚性的层被提供位于所述柔性 电路板阵列的任意一侧上。
8.根据权利要求
1所述的组件，其特征在于，电绝缘层被提供在所述电路板的电路之上。
9.根据权利要求
8所述的组件，其特征在于，所述绝缘层是玻璃。
10.根据前述任一权利要求
所述的组件，其特征在于，所述组件包括第一电路阵列，该 第一阵列按照平坦的构型设置在柔性电路板上，以及第二电路阵列，该第二电路阵列为铠 装线形式且呈平坦的构型；所述第一阵列和所述第二阵列并排设置，从而形成基本平坦的 构造。
11.根据权利要求
2所述的组件，其特征在于，所述柔性电路板包括一个或者多个相对 刚性的部分。
12.根据权利要求
3至7、10和11中的任一个所述的组件，其特征在于，所述一个或者 多个相对刚性的层由不具有任何电路的电路板材料(PCB)形成。
13.—种组件，正如上文中由附随的文字或/和附图的任何适当的结合所做的描述和/ 或说明。
14.一种制造连接器和电路的组件的方法，其特征在于，包括下列步骤选择具有多个电路的电路板；选择至少两个由纤维和填料组成的塑性热硬化复合材料层；将所述电路板放置在所述两层之间；以及对所述组件进行处理从而硬化所述层。
15.根据权利要求
14所述的方法，其特征在于，进一步包括选择柔性电路板的步骤。
16.根据权利要求
14或15所述的方法，其特征在于，进一步包括选择多个铠装线并且 将它们放置于所述两层之间的步骤。
17.根据权利要求
16所述的方法，其特征在于，包括按照基本平坦的构型来并排地放 置所述铠装线和所述电路板的步骤。
18.根据权利要求
14至17中任一个所述的方法，其特征在于，包括选择一个或者多个 连接器并且将所述连接器的至少一个终端嵌入所述热硬化复合材料层之间的步骤。
19.根据权利要求
15至18中任一个所述的方法，其特征在于，包括将处理前的刚性层 放置于所述柔性电路板的一部分之上的步骤。
20.根据权利要求
18所述的方法，其特征在于，所述连接器包括多个插脚并且刚性层 被放置来填充所述插脚周围的间隙。
21.一种制造连接器和电路的组件的方法，正如上文中由附随的文字和/或附图的任 何适当的结合所做的描述和/或说明。
专利摘要
本发明公开了一种连接器和电路的组件，其包括具有多个电接触点的连接器；所述连接器可在第一终端处与另一个连接器连接；所述连接器可在第二个终端处与电路板部分相连接，所述电路板部分具有多个电路；其中电路板部分设置于由纤维和填料的塑性热硬化复合材料构成的第一层和由纤维和填料的塑性热硬化复合材料构成的第二层之间。
文档编号GKCN101978558SQ200980110383
公开日2011年2月16日 申请日期2009年3月26日
发明者约翰·贝利 申请人:Beru F1 系统公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan