專利名稱：電互連系統(tǒng)的制作方法
電互連系統(tǒng)
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及電互連系統(tǒng)，且具體地說，涉及用于與印刷電路板一 起使用的電互連系統(tǒng)。
在許多電子設(shè)備中，期望將印刷電路板連接到電纜，柔性電路或 另一印刷電路板。由于電子設(shè)備越來越小，所以可用于進行與印刷電 路板的連接的空間越來越小。在趨于越來越小的電子設(shè)備中，迫切需 求在印刷電路板的表面上占用面積的量最小的電互連系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
在此描述的本發(fā)明的一個方面提供一種電互連系統(tǒng)。在根據(jù)本發(fā) 明的一個實施例中，該電互連系統(tǒng)包括具有頂面和底面的印刷電路板。 由至少一個側(cè)壁限定的容納腔體從印刷電路板的頂面向底面延伸。至 少一個電路跡線位于腔體的至少一個側(cè)壁上。 一電連接器被配置以插 入到容納腔體中。該電連接器具有位于當插入容納腔體時接觸至少一 個電路跡線的位置的電觸點。
在根據(jù)本發(fā)明的另一實施例中，該電互連系統(tǒng)包括形成在平面印 刷電路板中的腔體和插頭連接器。該腔體包括橫越印刷電路板的平面 表面的環(huán)向邊緣表面，和在該腔體的環(huán)向邊緣表面上的多個電觸點。 該插頭連接器包括被配置以插入腔體中的絕緣體，和保持在絕緣體上 的多個電觸點。該插頭連接器的電觸點位于當插頭連接器插入腔體中 時接合腔體的電觸點的位置。
在此描述的本發(fā)明的另一方面提供一種用于連接到印刷電路板的 電連接器。在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，電連接器用于連接到具有
形成在其中的腔體的印刷電路板上，該腔體的內(nèi)側(cè)邊緣表面上具有電 觸點。該電連接器包括被配置以插入印刷電路板腔體中的絕緣體，和 保持在絕緣體外表面上的電觸點。該連接器的電觸點位于當連接器插 入腔體中時接合腔體中的電觸點的位置。
在此描述的本發(fā)明的又一方面提供一種將電連接器連接到印刷電 路板的方法。在一個實施例中，該方法包括提供在其中具有腔體的印 刷電路板，該腔體由橫越印刷電路板平面的邊緣表面限定并且在該邊 緣表面上具有電觸點。 一連接器插入該腔體中，該連接器在其外表面 具有電觸點，該連接器的電觸點位于當連接器插入腔體中時接合腔體 中的電觸點的位置。


圖是根據(jù)本發(fā)明的在脫離狀態(tài)下的電互連系統(tǒng)的一個實施例的 透視圖。
圖2是根據(jù)在接合狀態(tài)下圖1的電互連系統(tǒng)的透視截面圖。 圖3是與兩個印刷電路板一起使用的圖1的電互連系統(tǒng)的另一實 施例的透視圖。
圖4是圖3的電互連系統(tǒng)的截面圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的在脫離狀態(tài)下的電互連系統(tǒng)的另一實施例的
透視圖。
圖6是根據(jù)在接合狀態(tài)下圖5的電互連系統(tǒng)的透視截面圖。 圖7是與兩個印刷電路板一起使用的圖5的電互連系統(tǒng)的另一實 施例的透視圖。
圖8是圖7的電互連系統(tǒng)的截面圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的在脫離狀態(tài)下的電互連系統(tǒng)的又一實施例的 透視圖。
圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的與兩個印刷電路板一起使用的電互連 系統(tǒng)的另一實施例的圖。
圖11是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的在印刷電路板中的容納腔體的
曲線側(cè)壁的圖。
圖12是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的相對于印刷電路板的平面傾斜 的印刷電路板中的容納腔體的側(cè)壁的圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明實施例的電互連系統(tǒng)的示例性極化和鎖合部 件的圖。
具體實施例方式
下面參考附圖詳細描述優(yōu)選實施例，其中附圖構(gòu)成詳細描述的一 部分。附圖以例圖的方式示出了本發(fā)明可以實施的具體實施例。應該 理解，可以利用其他的實施例，可以進行結(jié)構(gòu)或邏輯上的改變而不脫 離本發(fā)明的范圍。因此，下面詳細的描述不是限定性的，本發(fā)明的范 圍由所附權(quán)利要求進行限定。
圖1和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的電互連系統(tǒng)20的一個實施例。電 互連系統(tǒng)20包括印刷電路板22和配合電連接器24。印刷電路板22限 定X-Y平面。插座或容納腔體26在橫越X-Y平面的方向上從板的頂 面28朝向板的底面30延伸入印刷電路板22中。在一個實施例中，容 納腔體26僅部分地延伸通過印刷電路板22，并且包括底面32。在另 一實施例中，容納腔體26完全地延伸通過印刷電路板22。容納腔體 26的外圍形狀由一個或多個側(cè)壁34限定。容納腔體26可以具有任意 期望或合適的外圍形狀，包括線形或曲線形(圖11)。在一個實施例 中，容納腔體26的側(cè)壁34基本上垂直于印刷電路板22的X-Y平面。 在另一實施例中，容納腔體26的一個或多個側(cè)壁34相對于印刷電路 板22的X-Y平面傾斜(圖12)。在一個實施例中，容納腔體26的外 圍位置遠離印刷電路板22的周邊40。在另一實施例中，容納腔體26 與印刷電路板22的外圍邊緣40交叉，以致于容納腔體26的至少一個 側(cè)面對印刷電路板22的外圍邊緣40開放(圖5)。
印刷電路板22包括一個或多個電路跡線44。在一個實施例中， 電路跡線44位于印刷電路板22的頂面28和/或底面30上。在另一實
施例中，電路跡線44設(shè)置在印刷電路板22的內(nèi)層(未示出)內(nèi)。印 刷電路板22的至少一個電路跡線44延伸到容納腔體26的至少一個側(cè) 壁34上，以致于電路跡線44在容納腔體26的側(cè)壁34的部分在橫越 印刷電路板22的X-Y平面的方向上延伸。在此，在容納腔體26的側(cè) 壁34上的電路跡線44的部分通?？梢员环Q為"垂直電路跡線"(即 使側(cè)壁34不垂直于或正交印刷電路板22的X-Y平面)。在示出的實 施例中，電路跡線44的位置在容納腔體26的兩個相對側(cè)壁34上。在 其他實施例中，例如電路跡線44的位置在容納腔體26的僅一側(cè)上， 在容納腔體26的相鄰側(cè)上，或者在容納腔體26的每一側(cè)上。
利用任何合適的方法形成在容納腔體26的側(cè)壁34上的電路跡線 44 ("垂直電路跡線")。在一個實施例中，側(cè)壁34由導電材料電鍍， 然后導電材料不必要的部分由機械和/或化學方法去除，以形成垂直電 路跡線。在另一實施例中，在已經(jīng)形成的側(cè)壁34的邊緣，在印刷電路 板22中創(chuàng)建一個或多個通孔。通孔由導電材料電鍍，然后通過磨碎材 料并留下通孔的電鍍部分以形成垂直跡線而形成側(cè)壁34。
插頭型電連接器24被配置以插入容納腔體26中。電連接器24包 括具有可以是信號或接地觸點的一個或多個電觸點52的電絕緣體50 該電觸點保持在絕緣體50的一個或多個外側(cè)表面54上。電觸點52的 位置使得當電連接器24插入容納腔體26中時與在容納腔體26的側(cè)壁 34上的線路跡線44形成接觸。電連接器24在配合的印刷電路板22和 電連接器24之間提供任何必需的柔性。在連接器24的電觸點52和容 納腔體26中的電路跡線44之間的接合力基本上與支持電路跡線44的 側(cè)壁34的平面垂直。因此，當惻壁34垂直于印刷電路板22的X-Y平 面時，在連接器24的電觸點52和容納腔體26中的電路跡線44之間 的接合力基本上與印刷電路板22的X-Y平面平行。在一個實施例中， 電觸點52是當電連接器24被插入容納腔體26時偏轉(zhuǎn)的彈性元件。在 示出的實施例中，電觸點52是當電連接器24插入容納腔體26時向內(nèi) 偏轉(zhuǎn)的U形元件(圖2)。在另一實施例中，電連接器24的絕緣體50自身是機械柔性的，從而當電連接器24插入容納腔體26時絕緣體50 變形。在印刷電路板22的平面之上，電連接器24選擇性地包括位于 絕緣體50上的導電屏蔽件60，從而為互連系統(tǒng)20提供改進的阻抗控 制。
在一個實施例中，電連接器24和容納腔體26包括極化和/或鎖合 部件51a、 51b以防止電連接器24錯誤地定向在容納腔體26內(nèi)。示例 的極化部件在圖13中示出。在一個實施例中，電連接器24和容納腔 體26也可以具有配合鎖或保持部件以將電連接器24保持在容納腔體 26內(nèi)。例如，最好如圖l中所示，連接器24包括翼片66a用于接合印 刷電路板22中的凹口 66b。
雖然在一個實施例中連接器24和腔體26的大小和配置用于與單 個電纜70—起使用，但是在圖l和圖2中示出的電連接器24連接到 多個電纜70。例如，電纜70可以是單獨的同軸電纜或雙軸電纜，或帶 狀電纜。如本領(lǐng)域公知地，電連接器24的電觸點52電連接到電纜70 的導電元件。例如，電連接器24的電觸點52可以通過焊接、壓接或 絕緣移位方法附加到電纜70的信號導體72和/或接地導體74。絕緣層 (未示出)將信號導體72與接地導體74分開。
圖1和圖2的電互連系統(tǒng)包括信號電導體24和印刷電路板22。 然而，在根據(jù)本發(fā)明的另一實施例中，互連系統(tǒng)包括多于一個的電連 接器24和印刷電路板22。參考圖3和圖4，示出具有電纜70的圖1 和圖2的電互連系統(tǒng)20，該電纜70附加到用于與具有完全延伸通過的 容納腔體126的第二印刷電路板122配合的第二電連接器124。第二印 刷電路板122的容納腔體126包括在容納腔體126的至少一個側(cè)壁134 (最好如圖7所示)上的至少一個電路跡線144。第二電連接器124被 配置以連接到電纜70，并且用于插入到第二印刷電路板122的容納腔 體126中。第二電連接器124以與上述相同的方法配置，但是允許電 纜70通過第二電連接器124延伸到第一電連接器24。以這種方式，單 獨的電纜70可以選擇性地分別連接到第一和第二印刷電路板22、 122
中的一個或兩個。例如，這可以通過在電纜外套上打開一個"窗口"、
將接地導體74的一部分和窗口內(nèi)的絕緣層(未示出)分開、以及通過 窗口將信號觸點52端接到信號導體72而實現(xiàn)。
現(xiàn)在參考圖5-8，其示出根據(jù)本發(fā)明的電互連系統(tǒng)的另一實施例， 其中與參考圖l-4描述的相同的元件采用相同的符號。在圖5-8的實施 例中，電連接器224被配置以連接到印刷電路板80 ("子卡80")， 而不是連接到電纜。印刷電路板22和容納腔體26與上述參考圖1-4 描述的相同，除了如果子卡80比電連接器224的長度更大，則容納腔 體26的長度可以比電連接器224的長度更長以容納子卡80。在一個實 施例中，容納腔體26延伸到印刷電路板22的至少一個邊緣40。
參考圖6，電連接器224包括具有保持在絕緣體250的一個或多 個外側(cè)表面254的一個或多個電觸點252的電絕緣體250。電觸點252 電連接到子卡80上的電路跡線82，并位于當電連接器224插入容納腔 體26中時與在容納腔體26的側(cè)壁34上的線路跡線44形成接觸的位 置。電連接器224在配合的印刷電路板22和電連接器224之間提供任 何必需的柔性。在連接器224的電觸點252和容納腔體26中的電路跡 線44之間的接合力基本上與支持電路跡線44的側(cè)壁34的平面垂直。 因此，當惻壁34垂直于印刷電路板22的X-Y平面時，在連接器24的 電觸點252和容納腔體26中的電路跡線44之間的接合力基本上與印 刷電路板22的X-Y平面平行。在一個實施例中，電觸點252是當電連 接器24插入容納腔體26時偏轉(zhuǎn)的彈性元件。在示出的實施例中，電 觸點252是當電連接器224插入容納腔體26時向內(nèi)偏轉(zhuǎn)的U形元件。 在另一實施例中，電連接器224的絕緣體250自身是機械柔性的，從 而當電連接器224插入容納腔體26時絕緣體250變形。電連接器224 選擇性地包括位于絕緣體250上的導電屏蔽件60，從而為互連系統(tǒng)20 提供改進的阻抗控制。
在一個實施例中，電連接器224和容納腔體26包括參考圖13的 如上所述的極化部件以防止電連接器224錯誤地定向在容納腔體26 內(nèi)。如上面參考圖l的描述，電連接器224和容納腔體26也可以具有 配合鎖或保持部件以將電連接器224保持在容納腔體26內(nèi)。
圖5和圖6的電互連系統(tǒng)包括單個電連接器224。然而，在根據(jù) 本發(fā)明的另一個實施例中，互連系統(tǒng)包括一個以上的電連接器224。參 考圖7和圖8，示出子卡80連接到用于與具有完全延伸通過的容納腔 體126的第二印刷電路板122配合的第二電連接器324。第二印刷電路 板122的容納腔體126在容納腔體126的至少一個側(cè)壁134上包括至 少一個電路跡線144。第二電連接器124被配置以附加到子卡80并且 用于插入到第二印刷電路板122的容納腔體126中。第二電連接器324 以與上述相同的方法構(gòu)成，但是允許子卡80通過第二印刷電路板122 延伸到第一電連接器224。以這種方式，在子卡80上的電路跡線82可 以選擇性地分別連接到第一和第二印刷電路板22、 122中的一個或兩 個。在示出的實施例中，第二電連接器324包括安裝在子卡80相反側(cè) 上的分開的連接器半部325a、 325b，每個連接器半部325a、 325b具有 一部分絕緣體250和電觸點252。在另一實施例中，第二電連接器324 可以包括單個單元。
現(xiàn)在參考圖9，示出了根據(jù)本發(fā)明的電互連系統(tǒng)的另一實施例， 其中類似地標記和關(guān)于圖l-8所述的類似的元件。在圖9的實施例中， 電連接器424被配置以附加到柔性電路90。印刷電路板22和容納空腔 26類似于上面關(guān)于圖1-4所述的。電連接器424基本上和上面和電纜 70—起使用的電連接器24相同，但是修改電絕緣體50和電觸點52以 附加到柔性電路和其上的電路跡線。在另一實施例中，類似于用于和 印刷電路板一起使用的電連接器324，電連接器424包括安裝在柔性電 路90的相對側(cè)上的分開的連接器半部分。圖9的電互連系統(tǒng)示出了單 個電連接器424。但是，在根據(jù)本發(fā)明的另一實施例中，互連系統(tǒng)包括 如上關(guān)于圖3， 4， 7和8所述的多于一個電連接器424。
現(xiàn)在，參考圖10，示出根據(jù)本發(fā)明的電互連系統(tǒng)的另一實施例。
電連接器624形成為中間連接器，用于連接兩個或多個印刷電路板22、 122。電連接器624具有配置用于插入到第一印刷電路板22的容納腔 體26中的第一部分630，和配置用于插入到第二印刷電路板122的容 納腔體126中的第二部分632。第一和第二部分630、 632每個都具有 電觸點652，該電觸點位于當連接器624插入到容納腔體26、 126中時 接合相應容納腔體26、 126的側(cè)壁34、 134上的電路跡線44、 144的 位置。通過連接器624的導電路徑(未示出)電互連在第一和第二部 分630、 632的電觸點652。雖然僅示出兩個印刷電路板22、 122，但 是電連接器624可被配置以與上述一致的方式連接到額外的印刷電路 板。如上述參考圖1-9的描述，在另一實施例中，中間連接器624被進 一步配置以連接到電纜70、柔性電路90或另一印刷電路板80。
在此描述的每個實施例中，所有的聚合體部分由用于所需用途的 具有所需的機械和電特性的適當熱塑性材料模制。導電金屬部件例如 由鍍銅合金材料形成，但是其他合適的材料也被本領(lǐng)域技術(shù)人員所認 可。在一個實施例中，互連系統(tǒng)的材料、幾何結(jié)構(gòu)和尺寸都被設(shè)計以 保持整個系統(tǒng)的規(guī)定阻抗。
雖然為了描述優(yōu)選實施例已經(jīng)在此示出和描述了具體實施例，但 是本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解，用以獲得相同目的的替換和/或等效實施 例的多種變形可以代替示出和描述的具體實施例，而不脫離本發(fā)明的 范圍。在機械、機電和電氣領(lǐng)域的技術(shù)人員應該容易理解，本發(fā)明可 以由非常多的變形實施例來執(zhí)行。本申請希望涵蓋在此討論的優(yōu)選實 施例的任何修改和變形。因此，顯然本發(fā)明僅由權(quán)利要求及其等效物 限定。
權(quán)利要求
1.一種電互連系統(tǒng)，包括具有頂面和底面的印刷電路板；在印刷電路板中從印刷電路板的頂面向底面延伸的容納腔體，該容納腔體由至少一個側(cè)壁限定；在腔體的至少一個側(cè)壁上的至少一個電路跡線；以及被配置以插入到容納腔體中的電連接器，該電連接器具有位于當插入容納腔體時接觸至少一個電路跡線的位置的電觸點。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電互連系統(tǒng)，其中，所述電連接器連接 到電纜、柔性電路和另一印刷電路板中的一個。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電互連系統(tǒng)，其中，所述電連接器包括 用于將電連接器保持在容納腔體內(nèi)的偏置件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電互連系統(tǒng)，其中，所述電觸點包括偏 置件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電互連系統(tǒng)，其中，所述容納腔體部分 地通過印刷電路板從印刷電路板的第一表面延伸到第二表面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電互連系統(tǒng)，其中，所述容納腔體完全 地通過印刷電路板從印刷電路板的第一表面延伸到第二表面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電互連系統(tǒng)，其中，所述容納腔體的至 少一個側(cè)壁基本上垂直于印刷電路板的頂面平面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電互連系統(tǒng)，其中，所述容納腔體的至 少一個側(cè)壁相對于印刷電路板的頂面平面傾斜。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電互連系統(tǒng)，其中，所述容納腔體和電 連接器包括配合的極化部件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電互連系統(tǒng)，其中，所述容納腔體的 至少一個壁限定至少一部分曲線容納腔體。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電互連系統(tǒng)，其中，所述容納腔體的 至少一個壁限定至少一部分直線容納腔體。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電互連系統(tǒng)，還包括 具有頂面和底面的第二印刷電路板；在第二印刷電路板中從第二印刷電路板的頂面向底面延伸的第二容納腔體，該第二容納腔體由至少一個側(cè)壁限定；以及在第二容納腔體的至少一個側(cè)壁上的至少一個電路跡線；其中所述電連接器被配置以插入到第一和第二容納腔體中，該電 連接器具有位于當插入第一和第二容納腔體時接觸第一和第二容納腔體的電路跡線的位置的電觸點。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電互連系統(tǒng)，還包括 具有頂面和底面的第二印刷電路板；在第二印刷電路板中從第二印刷電路板的頂面向底面延伸的第二 容納腔體，該第二容納腔體由至少一個側(cè)壁限定；在第二容納腔體的至少一個側(cè)壁上的至少一個電路跡線；以及被配置以插入到第二容納腔體中的第二電連接器，該第二電連接 器具有位于當插入第二容納腔體時接觸第二容納腔體的電路跡線的電觸點；其中，該第一和第二電連接器都連接到電纜、柔性電路和另一印 刷電路板中的公共的 一個上。
14. 一種電互連系統(tǒng)，包括形成在平面印刷電路板中的腔體，該腔體包括 橫越印刷電路板的平面表面的環(huán)向邊緣表面，和 在該腔體的環(huán)向邊緣表面上的至少一個電觸點； 以及插頭連接器，包括被配置以用于插入腔體中的絕緣體，和保持在絕緣體上的至少一個電觸點，該插頭連接器的至少一個電 觸點位于當插頭連接器插入腔體中時接合腔體的至少一個電觸點的位 置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電互連系統(tǒng)，其中，所述腔體的環(huán)向 邊緣表面限定一閉合形狀。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電互連系統(tǒng)，其中，所述腔體的環(huán)向邊緣表面限定一開放形狀。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電互連系統(tǒng)，其中，所述插頭連接器的電觸點包括偏置件。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的電互連系統(tǒng)，其中，所述偏置件施加 基本上平行于印刷電路板平面表面的力。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電互連系統(tǒng)，其中，所述電觸點位于 腔體和插頭連接器的至少兩側(cè)。
20. —種用于連接到具有形成在其中的腔體的印刷電路板的電連 接器，該腔體的內(nèi)側(cè)邊緣表面上具有電觸點，該電連接器包括被配置以插入印刷電路板腔體中的絕緣體，和 保持在絕緣體外表面的電觸點，該連接器的電觸點位于當連接器插入腔體中時接合腔體中的電觸點的位置。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的電連接器，其中，所述印刷電路板腔體在其相對的內(nèi)側(cè)邊緣表面上具有電觸點，并且其中該電連接器進一 步包括在絕緣體的相對側(cè)上的電觸點，該連接器的電觸點位于當連接 器插入腔體中時接合腔體中的電觸點的位置。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的電連接器，其中，所述絕緣體包括被 配置以插入第一印刷電路板的腔體中的第一部分，和被配置以插入第 二印刷電路板的腔體中的第二部分，其中，該第一和第二部分的每個 都具有位于當連接器插入腔體中時接合第一和第二印刷電路板的相應腔體中的電觸點的位置的電觸點。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的電連接器，其中，在腔體中的電觸點 和電連接器的電觸點之間的接合力基本上平行于由印刷電路板限定的 平面。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的電連接器，其中，所述電連接器的電 觸點是機械柔性的。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的電連接器，其中，所述絕緣體是機械 柔性的。
全文摘要
一種電互連系統(tǒng)，包括具有容納腔體的印刷電路板。至少一個電路跡線位于腔體的側(cè)壁上。一電連接器被配置以插入到容納腔體中。該電連接器具有位于當插入容納腔體時接觸至少一個電路跡線的位置的電觸點。
文檔編號H01R12/00GK101208835SQ200680022828
公開日2008年6月25日 申請日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月23日
發(fā)明者亞歷山大·W·巴爾, 凱文·R·梅雷迪思, 史蒂文·費爾德曼 申請人:3M創(chuàng)新有限公司