专利名称：印刷电路板连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用印刷电路板构造电气和电子设备的方法，本发明同时涉及一种在进行上述构造时使用的组件。
背景技术：
致力于解决的问题是提供一种连接印刷电路板的方法，这种方法对本领域内的开发人员很有帮助，并且比迄今为止使用的方法更为优异。
发明内容
在本发明的一种形式中，其并不需要是唯一的或者最宽泛的形式，本发明涉及一种构造电子装置的方法，并且包括以下步骤对于两块印刷电路板的每一块电路板而言，实现一个电路设计，其中在各自的同一侧面上存在至少两层导电但是电分离的表面，每一表面与每块电路板的电路相连，并且两表面被布置进入或穿过每块电路板的连接位置，然后将电路板布置在各自重合的连接位置，实现夹紧构件的夹紧作用，以致于利用夹紧力在连接位置或者接近连接位置处啮合每块电路板，从而实现对电路板的物理连接，并且实现夹紧构件与每一层所述导电表面的电连接。
本发明还涉及一个电子设备组合装置，其具有两块连接在一起的印刷电路板，上述印刷电路板利用连接组件互相连接，同时电路板的边缘和边缘是对齐的，所述连接组件具有夹紧装置，夹紧装置将至少一个导电体夹紧，从而将一块电路板的导电体和另一块电路板的导电体互相电连接。
优选地，连接组件包括非导电的夹紧构件以及一个或多个导电的拉紧构件。
优选地，拉紧构件是螺栓，其被带螺纹的构件约束在拉紧状态。
优选地，带螺纹的构件是螺帽并且拉紧构件是螺栓。
优选地，螺栓头在各自电路板上的导电薄膜之间形成电连接。
优选地，在夹紧构件的顶端存在导电面，当连接组件就位时，导电面将一块电路板上的导电薄膜与另一块电路板上的导电薄膜互相连接。
优选地，导电面是垫片。
可选地，导电面是螺帽的整体部分，螺帽用于将螺栓约束在夹紧构件中的适当位置。
优选地，这个整体的导电面是环形结构，其直径小于螺帽六边形部分的宽度。
优选地，设备组合装置的进一步特征在于，每块印刷电路板具有外围边缘轮廓，上述外围边缘轮廓与连接组件互相啮合，从而有助于对齐各个导电体。
优选地，边缘轮廓是扇形凹口，以致于当一块电路板与另外一块电路板的边缘和边缘对齐时，形成适合于拉紧构件穿过的开口。
优选地，每个扇形凹口被一个导电薄膜的接触垫片环绕，导电薄膜的接触垫片与电路板上的一条导电轨道电连接，而与电路板上的其他所有轨道电绝缘。
优选地，接触垫片和轨道在电路板的至少一侧。
优选地，接触垫片和导电轨道提供连接每块电路板电子电路的功能连接。
优选地，所述功能连接规定在功能组中。
优选地，提供扇形凹口组，其带有与所述功能组相对应的关联接触垫片，并且分布在电路板边缘周围，以便允许一块电路板上的功能组与另一块或者随后一块电路板上的对应功能组互相连接。
优选地，一个选定的功能组可以与一组以上的边缘扇形凹口有关联。
优选地，以规则的分隔间距并且沿着电路板的外围边缘布置功能组。多块电路板连接到一致的位置上，从而实现积木式结构。
优选地，选定的功能组包括正极电源连接，负极电源连接和数据连接。
本发明进一步涉及一个电子设备组合装置，其具有两块连接在一起的印刷电路板，上述印刷电路板利用连接组件互相连接，同时电路板的边缘和边缘是对齐的，所述连接组件具有夹紧装置，夹紧装置夹紧多个导电体，从而将一块电路板的每个导电体与另一块电路板的每个导电体互相电连接。
优选地，每个导电体提供与每块电路板上的电子电路连接的功能连接。
优选地，功能连接提供了正极电轨功能，负极或接地电轨连接以及承载操作信号的导体。
可选地，电路板通过连接其边缘的方式堆叠地连接在一起。
优选地，每块电路板适合于行使单一的电子或者电气功能。
优选地，多块具有不同功能的印刷电路板连接在一起，以致于提供复杂的电气或电子功能。
优选地，夹紧装置包括上压紧构件，所述压紧构件是带有定位突缘和螺栓孔的连接砖，并且包括插入到六边形孔中的螺帽，六边形孔的作用是当插入螺栓时约束螺帽。
参照以下附图对本发明进行叙述图1所示为一幅在本发明中使用的印刷电路板的俯视图。
图2所示为一幅在本发明中使用的印刷电路板的仰视图。
图3所示为一幅压紧元件的俯视图。
图4所示为一幅压紧元件的仰视图。
图5所示为一幅按本发明中所述方法连接的两块印刷电路板的分解图。
图6所示为一幅按本发明中所述方法连接的两块印刷电路板的俯视图。
图7所示为一幅按本发明中所述方法连接的两块印刷电路板的仰视图。
图8所示为一幅用于将两块印刷电路板连接成堆叠结构的方法的分解图。
图9所示为一幅用于将两块印刷电路板连接成堆叠结构的连接器的视图。
图10所示为一个按本发明中所述方法从印刷电路板构造成的设备。这个设备是一个直线跟踪机器人。
图11所示为连接器的另一个实施例。
具体实施例方式
图1和图2所示为带有印刷导电轨道2的电路板1。这些轨道在部件终端点5和接触垫片3之间提供电连接。电子部件4在图中所示的位置连接到电路板上从而电连接适当的轨道。为了清楚起见，轨道和电子部件已经从图中省略。
定位孔6穿过电路板。
每块电路板上的部件和电连接提供了简单的电气或电子功能，上述功能可以与另外电路板的其他功能结合从而提供相对复杂的功能。
图1和图2中的电路板起到中继作用，电路板带有一个正极轨7，一个接地轨9以及一个控制信号导体8。提供这些功能信号的轨道在接触垫片上终止，并且包围扇形凹口21。可见的是，用于中继控制的功能组7，8和9处在电路板边缘周围的三个点上，并且允许在协作电路板的物理位置上伸缩，协作电路板提供数据输入以及电源功能。
图3和图4所示为一个压紧元件，其是一个带有定位突缘13和螺栓孔14的连接砖11。螺帽12插入到孔16中，六边形孔16的作用是当插入螺栓时约束螺帽。
图5所示为一幅使用的连接系统的分解图。可见的是，在电路板1的侧面切削形成扇形凹口21，并且扇形凹口21与接触垫片3叠合。当电路板聚拢到一起时，扇形凹口组成孔，以便螺栓20从孔插入。螺栓是金属的并且在处于各个电路板上的接触垫片之间形成电连接，从而电连接两块电路板上的轨道。定位突缘13插入到电路板上的孔6中，使电路板能够互相对齐从而保证了正确的电连接。为了避免有可能出现不恰当的电连接，并没有将突缘设置成关于一个轴对称，上述轴在垂直于电路板连接线的方向平分连接器。突缘和处于两块电路板上的相应孔共同在上述轴的一侧靠得更近。进一步而言，突缘为电路板之间的连接提供横向支承，阻止电路板平面分开。在另外一个实施例中(没有显示)，将一个垫片置于连接砖和电路板之间，从而在各个电路板下侧面上的接触垫片之间提供电连接。
图6和图7所示为按本发明所述的方式连接在一起的两块电路板。螺栓被拧入到约束在连接砖内的螺帽中，从而保持连接砖压紧电路板。上述的压紧操作与定位突缘共同作用，保持电路板的物理连接。电路板之间的电连接是通过螺栓头与每块电路板上的接触垫片之间的相互接触实现的。这种方式将两块电路板上需要连接的轨道和部件相互电连接。为了清楚起见，轨道和部件已经从图中省略。
在某些情况下，有可能是将两块电路板连接成堆叠结构。图8和图9中所示为是如何将此实现的。长的螺纹连接器40取代了用于连接砖的螺帽。当螺纹连接器插入到连接砖的螺帽孔中时，螺纹连接器的长度必须保证其有大约一半是暴露在外的，以致于其他连接砖的螺帽孔能够被装配在暴露的术端，从而两块连接砖通过上述方式固定分离的印刷电路板。两块电路板此时堆叠地物理连接在一起，两块连接砖组成了压紧部件30，并且金属螺栓和金属螺纹连接器在电路板的轨道之间形成了电路。
按照以上所述方式通过连接印刷电路板可以构造出具有综合电气和电子功能的复杂结构。电路板为设备提供物理支撑结构，电气部件提供功能要求。
图10所示为一个直线跟踪机器人。代表性的部件已在图中表示出来，但是为了清楚起见，省略了印刷轨道。
在印刷电路板41上存在一个微处理器。上述电路板电连接具有光学传感器功能的电路板42。电路板43上的部件具有伺服电动机的功能，其他的辅助功能由另外的印刷电路板提供。电路板以这种方式物理连接在一起，组成了作为驱动轮44和后轮47附属装置的底盘。
光学传感器向微处理器发出信号指出直线的位置。微处理器接下来向伺服电动机发出信号驱动每个驱动轮，以便保持光学传感器的信号在预定的范围内。由此机器人将沿直线前行。
电路板45和46以与其他电路板相同的方式互相连接，但是其不提供电气功能，仅仅作为物理基本组成部件。为了满足组成底盘的物理要求，不仅使用了电路板的平面连接部件，而且使用了堆叠连接部件30。
连接器的另外一种结构如图11所示。六边形螺帽51与环形部分52共同构成一个整体。连接砖50中的螺栓孔53足够大，从而允许螺栓的环形部分伸出，并且置于同连接器表面齐平的位置。然后，按如前所述实施例中的相同方式使用连接器。这种连接器的优点是，在实施过程中，螺栓头和螺帽环形部分紧靠印刷电路板，允许电路板两面上的接触垫片电连接。
已经在说明书中对本发明进行了举例阐述，但这并不是对本发明进行限定，其还允许包括在本发明范围之内而且不脱离该发明思想的变化以及修改。
权利要求
1.一种印刷电路板连接组件，适合于将两块印刷电路板连接在一起，同时电路板的边缘和边缘是对齐的，所述连接组件具有夹紧装置，该装置夹紧至少一个导电体，从而电连接一块电路板的导电体和另一块电路板的导电体。
2.如权利要求1所述的连接组件，其特征在于组件包括非导电的夹紧构件以及一个或多个导电的拉紧构件。
3.如权利要求2所述的连接组件，其特征在于拉紧构件是螺栓，其被带螺纹的构件约束在拉紧状态。
4.如权利要求3所述的连接组件，其特征在于带螺纹的构件是螺帽且拉紧构件是螺栓。
5.如权利要求4所述的连接组件，其特征在于螺栓头在各自电路板上的导电薄膜之间形成了电连接。
6.如权利要求2至5任意一项中所述的连接组件，其特征在于在夹紧构件的顶端存在导电面，当连接组件就位时，导电面将一块电路板上导电薄膜与另一块电路板上的导电薄膜互相连接。
7.如权利要求6所述的连接组件，其特征在于导电面是垫片。
8.如权利要求6所述的连接组件，其特征在于导电面是由螺帽整体形成的，螺帽用于将螺栓约束在夹紧构件中的适当位置。
9.如权利要求6至8任意一项中所述的连接组件，其特征在于整体导电面是环形结构，其直径小于螺帽六边形部分的宽度。
10.一个电子设备组合装置，其具有两块连接在一起的印刷电路板，上述印刷电路板利用连接组件互相连接，同时电路板的边缘和边缘是对齐的，所述连接组件具有夹紧装置，夹紧装置将至少一个导电体夹紧，从而电连接一块电路板的导电体利另一块电路板的导电体，上述夹紧装置包括非导电的夹紧构件以及一个或多个导电的拉紧构件。
11.如权利要求10所述的设备组合装置，其特征进一步在于每块印刷电路板具有外围边缘轮廓，上述外围边缘轮廓与连接组件互相啮合，从而有助于对齐各个导电体。
12.如权利要求11所述的设备组合装置，其特征在于边缘轮廓是扇形凹口，以致于当一块电路板与另外一块电路板的边缘和边缘对齐时，形成适合于拉紧构件穿过的开口。
13.如权利要求12所述的设备组合装置，其特征在于每个扇形凹口被导电薄膜的接触垫片环绕，导电薄膜的接触垫片与电路板上的一条导电轨道电连接，而与电路板上的其他所有轨道电绝缘。
14.如权利要求13所述的设备组合装置，其特征在于接触垫片和轨道在电路板的至少一侧。
15.如权利要求13所述的设备组合装置，其特征在于接触垫片和导电轨道提供连接每块电路板电子电路的功能连接。
16.如权利要求15所述的设备组合装置，其特征在于所述功能连接规定在功能组中。
17.如权利要求16所述的设备组合装置，其特征在于提供扇形凹口组，其带有与所述功能组相对应的关联接触垫片，并且分布在电路板边缘周围，以便允许一块电路板上的功能组与另一块或者随后一块电路板上的对应功能组互相连接。
18.如权利要求17所述的设备组合装置，其特征在于一个选定的功能组与一组以上的边缘扇形凹口有关联。
19.如权利要求17所述的设备组合装置，其特征在于以规则的分隔间距并且沿着电路板的外围边缘布置功能组。
20.如权利要求17所述的设备组合装置，其特征在于选定的功能组包括正极电源连接，负极电源连接和数据连接。
21.一种构造电子装置的方法，包括的步骤为对于两块印刷电路板的每一块电路板而言，实现了一个电路设计，其中在各自的同一侧面上存在至少两层导电但是电分离的表面，每一表面与每块电路板的电路相连，并且两表面被布置进入或穿过每块电路板的连接位置，然后将电路板布置在各自重合的连接位置，实现了夹紧构件的夹紧作用，以致于利用夹紧力在连接位置或者接近连接位置啮合每块电路板，从而实现了对电路板的物理连接，并且实现了夹紧构件与每一层所述导电表面的电连接。
22.一个电子设备组合装置，其具有两块连接在一起的印刷电路板，上述印刷电路板利用连接组件互相连接，同时电路板的边缘和边缘是对齐的，所述连接组件具有夹紧装置，夹紧装置夹紧多个导电体，从而将一块电路板的每个导电体与另外一块电路板的每个导电体互相电连接，夹紧装置包括上压紧构件，所述压紧构件是带有定位突缘和螺栓孔的连接砖，并且包括插入到六边形孔中的螺帽，六边形孔的作用是当插入螺栓时约束螺帽。
23.如权利要求22所述的电子设备组合装置，其特征在于每个导电体提供与每块电路板上的电子电路连接的功能连接。
24.如权利要求23所述的电子发备组合装置，其特征在于功能连接提供正极电轨功能，负极或接地电轨连接，以及承载操作信号的导体。
25.如权利要求22至24任意一项中所述的电子设备组合装置，其特征在于通过将电路板的边缘连接成堆叠结构的方式连接电路板。
26.如权利要求22至24任意一项中所述的电子设备组合装置，其特征在于每块电路板适合于行使单一的电子或者电气功能。
27.如权利要求26所述的电子设备组合装置，其特征在于多块具有不同功能的印刷电路板连接在一起，以致于提供复杂的电气或电子功能。
28.说明书中在任意一个实施例中所述的电子设备组合装置是参照并且通过关于实施例的附图进行说明的。
29.说明书中在任意一个实施例中所述的构造电子装置的方法是参照并且通过关于实施例的附图进行说明的。
全文摘要
一种印刷电路板连接组件，适合于将两块印刷电路板(1)连接在一起，同时电路板的边缘和边缘是对齐的，所述连接组件具有夹紧装置(11，13)，该装置夹紧至少一个导电体(3)，从而电连接一块电路板的导电体和另一块电路板的导电体。多块具有不同功能的印刷电路板用这种方式连接在一起，以便提供复杂的电气或电子功能。
文档编号H05K3/36GK1759640SQ200480006785
公开日2006年4月12日 申请日期2004年2月17日 优先权日2003年2月24日
发明者布雷顿·奥博瑞恩 申请人:布雷顿·奥博瑞恩