互连装置以及使用这种互连装置的模块的制作方法
【专利说明】互连装置以及使用这种互连装置的模块
[0001 ]本申请要求2013年5月23日提交的美国临时申请号为61/826,941、题名为“具有可偏转的互连元件的谐振器总成”的申请的优先权，上述申请的公开内容通过引用以其全部内容并入本文。
【背景技术】
[0002]压电装置例如薄膜体声波谐振器(TFBAR)和类似的技术像石英晶体微天平(QCM)用作质量检测器已有一段时间。压电谐振器的一个应用是检测非常少量的材料。在这样的应用中用作传感器的压电谐振器有时被称为“微天平”。压电谐振器典型地构造为夹在两个电极层之间的薄的平面的晶体或多晶压电材料层。当用作传感器时，谐振器被暴露于待检测的材料以允许材料结合在谐振器的表面上。
[0003]待检测的材料常常是分析物。选择性地结合分析物的结合配体(例如，抗体等)可以相对于谐振器的表面固定。当分析物接触谐振器的表面时，表面上的质量增加。质量改变导致谐振器的谐振相位、频率等的改变。
[0004]检测结合在谐振器的表面上的材料的量的一种常规方式是将谐振器作为振荡器在其谐振频率操作。由于待检测的材料结合在谐振器表面上，所以谐振器的振荡频率降低。测量推测是由材料在谐振器表面上的结合而引起的谐振器的振荡频率的这种变化，并将其用于计算结合在谐振器上的材料的量或材料在谐振器的表面上累积的比率。
[0005]压电谐振器在空气中作为材料传感器的灵敏度理论上与谐振频率的平方成正比。参见，例如，G.绍尔布赖，物理学杂志(Zeitschrift firr Physik)155(2):206_222。因此，根据普遍石英晶体谐振器的材料传感器的灵敏度受它们的相对低的振荡频率限制，其振动频率通常从几个MHz到约100MHz的范围变动。薄膜谐振器(TFR)技术的发展可能产生具有显著提高的灵敏度的传感器。薄膜谐振器可以通过在基板上沉积压电材料一一例如AIN或ZnO一一的薄膜来形成。由于薄膜谐振器中压电层的小厚度，其在几个微米的数量级，薄膜谐振器的谐振频率在1GHz的数量级。高谐振频率和相应的高灵敏度使得薄膜谐振器可用于材料感测应用。
[0006]不管所采用的技术，与压电谐振器分析物测量系统相关的电连接应该足够稳固。常常这样的系统包含包括谐振器的模块或卡盒(cartridge)和可以接收模块或其一部分并且当模块通过相关装置接收时可以可操作地连接到谐振器的其它电路和相关仪器或装置。相关装置可以包括任何适合的或期望的电气部件，例如电源、处理器、存储器、信号发生器以及相关电路(例如，用于产生谐振波)、检测部件以及相关电路(例如，用于检测由于分析物结合导致的波的变化)等。存储器可以包含引起相关仪器产生波并检测波的变化的计算机可读指令。适合的电路和相关装置的示例在美国专利号为5，932，953和8，409，875的专利中进行了描述，它们中的每个在此通过引用以它们各自的全部内容在它们不抵触本公开的范围内并入本文。
【发明内容】
[0007]总体来说，本公开提供了一种互连装置以及使用这样的装置的模块和系统的各种实施例。
[0008]在一个方面，本公开提供了一种互连装置，其包括印刷电路板(PCBhPCB可以包括形成弹性可偏转元件的基板、设置在基板上的导电材料、以及设置在弹性可偏转元件上并且电连接到导电材料的电触头。互连装置进一步包括含有连接销的连接器，连接销配置为与PCB的弹性可偏转元件的电触头电连接并且当元件接触连接销时引起弹性可偏转元件偏转。
[0009]在另一个方面，本发明提供了一种谐振器传感器模块，其包括模块接口和电连接到模块接口的谐振器。模块接口包括印刷电路板(PCB)，PCB包括形成弹性可偏转元件的基板、设置在基板上的导电材料、以及设置在弹性可偏转元件上并且电连接到导电材料的电触头。谐振器电连接到导电材料。
[0010]在一个或多个实施例中，谐振器传感器模块可以被包括在用于测量存在于流体样品中的分析物材料的相互作用的结合动力学的谐振器传感器系统。系统还包括通过互连装置可操作地连接到谐振器传感器模块的测量装置，互连装置包括谐振器传感器模块的模块接口和测量装置的连接器。测量装置包括配置为驱动谐振器进行振动的驱动电路、配置为测量表示谐振器的振动的谐振特性的谐振器输出信号的测量电路、以及可操作地连接到驱动电路和测量电路的控制器。
[0011]本发明的这些以及其它方面将从下面的【具体实施方式】中显而易见。然而，在任何情况下，上述
【发明内容】
不应被理解为是对要求保护的主题的限制，主题仅通过所附的权利要求限制，因为在审查期间可以进行修改。
【附图说明】
[0012]贯穿整个说明书，参考了附图，附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
[0013]图1是互连装置的一个实施例的示意图。
[0014]图2是图1的互连装置的示意横截面侧视图。
[0015]图3是图1的互连装置的示意横截面侧视图。
[0016]图4是图1的互连装置的印刷电路板(PCB)的第一主表面的平面示意图。
[0017]图5是图1的互连装置的PCB的第二主表面的平面示意图。
[0018]图6是图1的互连装置的连接器的顶表面的示意分解图。
[0019]图7是图1的互连装置的连接器的底表面的示意透视图。
[0020]图8是谐振器传感器系统的一个实施例的示意透视图。
[0021 ]图9是谐振器传感器模块的一个实施例的示意分解图。
[0022]图10是图9的谐振器传感器模块的顶表面的平面示意图。
[0023]图11是图9的谐振器传感器模块的底表面的平面示意图。
[0024]图12是谐振器传感器系统的另一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0025]总体来说，本公开提供了一种互连装置以及使用这样的装置的模块和系统的各种实施例。在一个或多个实施例中，互连装置可以包括印刷电路板(PCB)和配置为与PCB电连接的连接器。此外，在一个或多个实施例中，PCB包括形成弹性可偏转元件的基板、设置在基板上的导电材料、以及设置在弹性可偏转元件上并且电连接到导电材料的电触头。在一个或多个实施例中，连接器可以包括连接销，连接销配置为与PCB的弹性可偏转元件的电触头电连接并且当元件接触连接销时引起弹性可偏转元件偏转。可偏转元件的弹性性质导致力通过连接销施加到可偏转元件。在一个或多个实施例中，力足以引起可偏转元件的触头和连接销之间的稳固的电连接。在一个或多个实施例中，已经发现，通过从电路板形成“指状物”来形成弹性可偏转元件，可以在弹性可偏转元件的触头和相关装置之间形成足够稳固的电连接。这样的“指状物”或弹性可偏转元件可以通过PCB中的槽或狭缝来形成。
[0026]如在此所指出的，一个或多个传感器(例如，谐振器)可以与PCB关联。传感器可以与PCB的导电材料可操作地连接。
[0027]任何适合的PCB可以用于形成具有一个或多个触头的一个或多个弹性可偏转元件。在一个或多个实施例中，PCB包括一个或多个不导电基板，电气部件、导电线路、接触焊盘或诸如此类设置在不导电基板上。导电线路、接触焊盘等可以在被层压到不导电基板上的板中形成或可以以任何其他适合的方式设置在基板上。在基板的一侧上的导电材料可以通过在基板中形成的贯穿孔(via)或通孔连接到基板的另一侧上的导电材料。如果PCB包括多个层，设置在一层上的导电材料可以通过贯穿孔连接到另一层上的导电材料。
[0028]例如，图1是互连装置10的一个实施例的示意透视图。如图1所示，互连装置10包括印刷电路板(PCB)12和连接器40。任何适合的PCB 12和连接器40可以在互连装置10中使用。
[0029]在一个或多个实施例中，互连装置10可以提供耐用的连接，其允许两个或更多个装置、部件、设备、或系统多次连接和断开而不损害装置之间的电连接的完整性。任何适合的装置、部件、设备、以及系统可以使用互连装置10电连接，如在此进一步描述。在一个或多个实施例中，装置10可以提供部件之间的密封的连接以防止部件的连接和内部电路暴露于各种环境因素，例如，湿气，灰尘等。任何适合的技术或技术的组合可以用于保护互连装置不受外部环境的影响。
[0030]互连装置10可以以任何适合的配置设置在一个或多个部件中。例如，在一个或多个实施例中，PCB 12可以设置在一个部件的壳体或外壳中并且连接器40可以设置在另一个部件的壳体或外壳中。
[0031]PCB 12可以包括任何PCB。例如，图4是图1的PCB 12的基板14的第一主表面18的平面示意图，以及图5是PCB 12的基板14的第二主表面20的平面示意图。
[0032]PCB 12包括基板14。基板14可以包括任何适合的材料或材料的组合。在一个或多个实施例中，基板可以包括电绝缘材料。
[0033]基板14形成弹性可偏转元件16。如在此所使用的，短语“弹性可偏转元件”是指通过PCB的基板形成的一个或多个元件，其可以通过连接器偏转一次或多次