专利名称：用于挠性印刷电路应用的电容耦合连接器的利记博彩app
技术领域：
本发明总体上涉及挠性印刷电路(“FPC”)类型连接器，更特别地本发明涉及利用 电容耦合导体匹配接口以获得总高度明显降低的FPC连接器。
背景技术：
FPC连接器用于多种电子装置中。工业寻求降低这些装置和FPC连接器的总尺寸， 尽管它们可制得较小，但是它们通常制备起来较为昂贵和复杂，因为它们要求可移动的传 动器以迫使FPC接触连接器的金属端子。因此，本发明涉及改善的FPC连接器，其克服上述缺点并且展现不利用导电端子 的降低的高度、尺寸和成本的机会。
发明内容
本发明的通常的目的是提供降低高度和尺寸的改善的FPC连接器，其利用电容耦 合来实现在FPC的范围上的信号传递导体和电路板的触点之间的信号传递。本发明的另一目的是提供用于连接一定长度的FPC和电路板上的多个触点的连 接器，其中连接器包括具有形成于其中的开口的外壳，所述开口容纳一定长度的FPC的匹 配端，外壳可安装至电路板，并且开口包括设置在电路板的表面上的多个触点垫，外壳包括 用于使FPC的末端保持在开口中的设备和用于在FPC的末端上向下施加压制力的设备，FPC 还包括设置在其导体上的介电屏障，所述介电屏障防止在导体和电路板触点之间发生直流 电接触，但是允许通过电容耦合的方式穿过其进行信号传递。本发明的进一步目的是提供这样的FPC连接器，该FPC连接器不利用可移动的传 动器，而是利用简单插入移动到插座中，并且插座提供向下压力以供应足够的接触压力。本发明的又进一步目的是提供用于连接一定长度的FPC和电路板的连接器，所述 连接器不使用金属端子，并且相对容易制备，其是低成本和高度降低的。本发明的又一目的是提供FPC连接器，其具有中空形式的绝缘连接器外壳，具有 中间开口的U状框架，所述开口容纳FPC的活动端，框架具有设置在框架内部的一对啮合 臂，以啮合FPC的活动端并且使其保持在连接器外壳内的适当位置，框架包括部分围绕框 架中间开口的盖子部分，盖子包括用于施加接触压力至邻近电路板(连接器安装至其)的 FPC活动端的设备，接触压力设备包括设置在盖子的内表面上的至少一对压制构件，其延伸 到外壳开口中以使FPC接触和压制在相对电路板上。本发明通过结构的方式完成了这些和其他目的。连接器用于使FPC安装到电路 板，具有在其上限定的独特的安装区域(具有多个导电表面)，典型为触点垫的形式。在优 选实施方案中，连接器具有U-状绝缘外壳，所述外壳具有由基部部分和两个分隔开的腿部 合作地限定的中间开口。开口或插座形成“U”状的中间部分，并且限定其中配合FPC的末 端的插座。外壳可包括一个或多个配合钉子或其他合适的设备，以(例如)通过焊接使其 附接至电路板。外壳安装在电路板上的适当位置，以在外壳开口内围绕电路板触点。
为了提供设备以使FPC活动端保持在适当位置，外壳腿部可包括形成在开口的相 对侧面上的一对啮合臂，并且这些臂可直接形成在外壳腿部内，或它们可单独形成并随后 附接。当形成为连接器外壳的一部分时，啮合臂包括悬臂的活动端，其自身向后弯曲以提供 向外弹簧力，该弹簧力在插座横向上压制在相对方向的活动端的侧面上。FPC活动端优选设置有加强件构件，其在FPC的边缘之间完全横向和纵向延伸预 定的距离。FPC的导体暴露在FPC的末端，并且它们采用延长触点表面的形式，所述延长触 点表面在FPC的横向方向彼此分隔开，并且空间配合电路板上的触点垫的空间。如果需要， FPC触点表面可大于电路板触点垫，但优选它们不大于电路板触点垫的尺寸的110%。FPC的暴露的电表面具有施加至它们的介电屏障，并且该屏障可以为应用至整个 FPC活动端的单个构件的形式，或者特别地应用至暴露的导电表面中的每个的多个构件的 形式。该介电屏障防止FPC导体和电路板触点垫之间的直流电接触，但是允许通过电容耦 合的方式传递电信号。为了在FPC活动端(更具体而言是其介电屏障)和电路板触点之间实现合适的接 触，连接器外壳包括从基部和腿部完全延伸至盖子中间开口或外壳插座的盖子。因此，当连 接器安装到电路板时，开口沿着电路板纵向延伸，并且优选在电路板的末端开口。FPC活动端插入开口中直到设置有换级触点的侧面啮合连接器外壳的啮合臂。为 了施加向下压力(或在朝向电路板的FPC上施加压力)，盖子内部优选设置有一个或多个离 散的压制构件，在优选实施方案中为凸起或杆的形式。这些压制构件从盖子向下延伸，并且 在FPC活动端上施加接触压力。它们压制FPC和其介电屏障接触电路板触点，优选在它们 之间不存在空气间隙。通过考虑下列的详细描述，清楚地理解本发明的这些和其他目的、特征和优点。
本发明的结构和操作的组织和方式连同其另外的目的和优点，可参照下列详细描 述并结合附图来最好地理解，其中类似的附图标记表示类似的元件，其中图1是根据本发明的原理构造的电容耦合FPC连接器的部分截面的透视图，所述 连接器安装到其中插入一定长度的FPC的活动端的印刷电路板；图2是和图1相同的视图，但是连接器沿着其前面、穿过其啮合臂横向切开；图3是和图2相同的视图，但是在插入之前FPC活动端和连接器插座对齐；图4是图1的连接器、电路板和FPC活动端从电路板的底侧的分解颠倒视图；图5是图1的全连接器的颠倒视图，FPC的活动端啮合到适当位置，并且除去连接 器开口和盖子；图6是通过本发明的连接器和通过其相关压制构件的剖视图，其中FPC在连接器 内的适当位置；图7是图1的全连接器的分解图，其示出触点在电路板上的位置；图8A是通过除去盖子的连接器的俯视图，为了清楚，其示出电路板触点在连接器 开口内的适当位置；图8B是和图8A相同的视图，但是绝缘于其中的FPC活动端示出FPC触点和电路 板触点对齐；和
图9是连接器、电路板和FPC的放大的详细剖视图。
具体实施例方式尽管本发明可以易于是不同形式的实施方案，在附图中示出，将在本文中详述，特 定实施方案，但是应理解所述公开被认为是本发明的原理的示例，并且不意欲限制本发明 为所描述的形式。本发明优选涉及用于使FPClOl安装到电路板102的连接器100，其上限定独特的 安装区域103 (如图7中所示)，具有多个导电表面，典型地为触点垫104的形式。在优选实 施方案中，连接器100具有U-状绝缘外壳110，所述外壳110具有由基部部分114和两个分 隔开的腿部116，118合作地限定的中间开口或插座部分112。中间开口 112形成“U”状的 中间部分和连接器100的插座部分。外壳110可包括一个或多个配合钉子121或其他合适 的设备，以使其(例如)通过焊接附接电路板102。当这样安装时，外壳110被安装以限定 在开口 112的边界内围绕触点垫104的内部开口。为了提供用于使一定长度的FPClOl的活动端130保持在适当位置的设备，外壳腿 部116，118可包括形成在内部开口 112的相对侧面上的啮合臂或构件120对。如图5中所 示，啮合臂120可直接形成在外壳腿部116，118内，或者它们可单独形成并随后附接。当形 成为外壳110的部分时，啮合臂120包括悬臂的活动端122(均具有放大的啮合头123)。如 图4中所示，活动端122自身向后弯曲(通常的U-状)以提供向外弹簧力，该弹簧力压制 在相对方向的FPC活动端130的侧面边缘131上。FPC活动端130优选在其一个表面上设置有加强件构件133 (图幻，并且在FPC的 侧面边缘131之间完全横向和纵向延伸预定的距离。FPClOl的导体134暴露在FPC的活动 端130，并且它们采用延长触点表面134的形式，所述延长触点表面在FPClOl的横向方向彼 此分隔开，并且空间配合电路板102上的触点垫104的空间。FPC触点表面134可大于触点 垫104，但优选不大于触点垫104的尺寸的110%。FPClOl的暴露的导电表面134具有施加至它们的介电屏障138(图9)，该屏障可 以为应用至整个FPC活动端130的单个构件的形式，或者特别地应用至暴露的导电表面中 的每个的多个构件的形式。介电屏障138可作为单个构件应用至导电表面，或其可通过溅 射、印刷等方式应用。该屏障还可采用非常薄的膜的形式，并且屏障138提供夹置在FPC导 体134和电路板102上的触点垫104之间的非直流电信号传递介质。典型地，使用膜，并且介电材料可使用塑料、工程材料或其他材料，厚度级别为约 0.015毫米同时为层的形式，介电构件可以为涂层的形式，该涂层可通过印刷、浸渍、上漆、 溅射或任何其他合适的方式形成。优选的材料具有200或更大、并优选300的高介电常数。 本发明的连接器的合适的介电常数在200至300之间，并且这可通过下列方式来实现使用 介电常数为300的介电屏障，并且确保足够的接触力施加至导体和介电屏障(层)，以压制 FPC介电屏障部分可靠地和电路板触点垫接触，使得当FPC活动端130完全插入壳构件200 中时，在介电屏障和触点垫104之间很难残留任何空气间隙。然而，大于40的介电常数是 有效的。已经发现，获得这种亲密接触所要求的力远小于实现正常的直流电连接所要求的 力。例如，已经发现，8. 1克这样小的力可提供电容为11.0皮法的本发明的电容耦合连接器，而相当的直流电连接器将要求30克的力来实现有效的接触。接触力是重要的考虑因 素，因为期望消除介电屏障和压制在其上的相对导体之间的任何空气间隙，原因在于空气 间隙影响两个导体和任何夹置的介电材料的有效介电常数、以及组件的电容。这种接触力 所要求的降低促进本发明的连接器的微型化。该介电屏障138防止FPC导体和电路板触点垫之间的直流电接触，但是允许通过 电容耦合的方式传递电信号。为了在FPC活动端130(更具体而言是其介电屏障)和电路 板触点之间实现合适的接触，连接器外壳包括从基部114和腿部116，118完全延伸至盖子 中间开口 112的盖子150。因此，当连接器100安装到电路板102时，开口 112沿着电路板 102纵向延伸，并且优选在电路板102的末端开口，如图3中所示。FPC活动端130插入开口中直到设置有换级触点的侧面啮合连接器外壳110的啮 合臂122。为了施加向下压力(或在朝向电路板102的FPClOl上施加压力)，盖子150内 部设置有压制构件152，在优选实施方案中为凸起或杆154的形式。这些离散的压制构件 152从盖子延伸，并且在FPC活动端130上施加接触压力，如图6中所示，以压制FPClOl和 其介电屏障134接触触点垫104，优选在它们之间不存在空气间隙。压制构件152靠着应用 至FPC活动端130的加强件133而得到支承。尽管示出多个压制构件，但是将理解可以使 用单一构件，例如在盖子150的内表面上形成向下成角度的表面。压制构件还可以采用在 开口内纵向延伸的坡道(如透视图7所示)的形式，而不是小的凸起等。介电常数还影响连接器组件的总高度，其中使用介电插入器。当在测试连接器中 使用介电常数为200的介电插入器时，使用约1.5毫米X约4.0毫米的空间的接触，通过 所述接触和介电材料的所得厚度或高度为约0. 2毫米，来实现电信号传递。然而，当使用介 电常数为300的材料时，接触尺寸可减小至约0. 2毫米X约1. 5毫米，并且厚度减小至约 0. 015毫米。已经发现，金属氧化物提供有用的介电常数，并且氧化物可通过单独施加或改善 氧化而施加至导电表面134。得到期望结果的两种这样的氧化物是氧化钛和氧化铜，其他 合适的氧化物例如为氧化铝、氧化铬和氧化镍。陶瓷材料也可以使用，并且适于通过陶瓷薄 片的施加的涂覆应用。优选介电屏障138的厚度小于导电表面134的厚度，并且介电屏障 138的厚度可以在约20，000纳米(0.2毫米)至300纳米(0. 0003毫米)厚的范围内。这 些介电材料最好以涂覆方式(例如溅射)施加。尽管示出并描述了本发明的优选实施方案，但是设想本领域技术人员在不偏离前 述说明书和所附权利要求书的精神和范围的情况下可以做出多种改变。
权利要求
1.一种用于在一定长度的挠性印刷电路系统(“FPC”)的活动端上的多个导电迹线和 设置在电路板上的多个平面触点之间提供电容耦合连接的连接器组件，包括外壳，所述外壳包括基部、两个侧壁和盖子，所述基部、所述两个侧壁和所述盖子均合 作地在所述外壳中限定内部插座，所述外壳围绕和所述多个导电迹线相关的触点垫；以及一定长度的具有活动端的FPC，所述活动端包括设置在其一个表面上的多个导电平面 触点表面、和设置在所述活动端的相对表面上的加强件，所述FPC的侧面边缘具有形成在 其中的一对换级触点，所述FPC还包括设置在所述FPC导电平面触点表面上的介电屏障，以 提供夹置在所述FPC导电平面触点表面和所述电路板的相对导电迹线之间的非导电构件； 其中所述外壳还包括用于啮合所述FPC换级触点以使所述FPC活动端保持在所述内部插座 内适当位置的一对啮合臂；和所述盖子包括用于对所述FPC活动端施加压力以迫使所述FPC活动端介电屏障接触所 述触点垫的设备。
2.根据权利要求1所述的连接器组件，其中所述压力施加设备包括设置在所述盖子的 内表面上的多个压制构件。
3.根据权利要求2所述的连接器组件，其中所述压制构件在所述盖子的内表面上横向 分隔开。
4.根据权利要求2所述的连接器组件，其中所述压制构件包括设置在所述盖子的内表 面上的坡道，其在所述内部插座纵向延伸。
5.根据权利要求2所述的连接器组件，其中所述压制构件沿着所述盖子的整个暴露的 内表面延伸。
6.根据权利要求1所述的连接器组件，其中所述外壳还包括位于所述内部插座侧翼的 一对侧壁；并且所述啮合臂设置在所述侧壁上。
7.根据权利要求6所述的连接器组件，其中所述啮合臂至少部分延伸到所述内部插座中。
8.根据权利要求1所述的连接器组件，其中所述啮合臂自身向后弯曲以赋予其弹簧力。
9.根据权利要求8所述的连接器组件，其中所述啮合臂具有通常的U-状。
10.根据权利要求1所述的连接器组件，其中所述啮合臂悬臂有放大的头部。
11.根据权利要求1所述的连接器组件，其中所述介电屏障包括陶瓷层。
全文摘要
FPC连接器具有绝缘外壳，所述外壳具有限定开口的通常的U-状，所述开口容纳一定长度的FPC的活动端。外壳具有基部和两个腿部，并且腿部具有啮合臂，所述啮合臂当插入连接器外壳开口中时保持啮合FPC活动端。连接器外壳的盖子具有压制构件，所述压制构件使其上的FPC和介电屏障压制接触电路板上的触点。
文档编号H05K3/36GK102106196SQ200980128916
公开日2011年6月22日 申请日期2009年4月28日 优先权日2008年6月10日
发明者新津俊博, 长泽秀雄 申请人:莫列斯公司