專利名稱：包括柔性電路的連接器組件和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及配置為電耦接兩塊電路板的電連接器組件。
背景技術：
一些電氣系統(tǒng)，例如，服務器、路由器以及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，將連接器組件用于傳輸 通過電氣系統(tǒng)的信號和/或電力。這些電氣系統(tǒng)典型地包括底板或中板電路板、母板以及 多個子插件。這些電氣系統(tǒng)還包括一個或更多連接到電路板的電連接器，用于當子插件插 入到電氣系統(tǒng)時將子插件互連到電路板。每個子插件包括管座或插座組件，該組件具有被 配置為連接到電連接器的配合面的配合面。管座/插座組件被典型地定位在子插件的前緣 上或附近。在被配合之前，管座/插座組件的配合面和電連接器沿著配合軸彼此對準并且 彼此面對。子插件然后沿著配合軸在插入方向上移動直到配合面彼此接合并配合。傳統(tǒng)的底板和中板連接器組件通過使子插件在與配合方向相同的插入方向移動 來提供將子插件互連到底板或中板電路板。在一些情況下，會希望在與插入方向垂直的配 合方向上配合子插件。然而，當管座/插座組件在子插件的表面上并且面向垂直于插入方 向的方向，并且電連接器在底板電路板上并且還面向垂直于插入方向的方向時，子插件和 底板電路板可能沒有對準且不能連接。此外，包括底板或中板電路板的連接器組件可能通 過例如限制穿過系統(tǒng)的氣流來影響電氣系統(tǒng)的冷卻能力。因此需要一種電連接器組件，該組件便于以正交關系趨向的電路板的互連。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，電連接器組件設置為用于將主電路板電耦接到其上具有板觸點的第 一觸點陣列的副電路板。該電連接器組件包括電路組件，該電路組件包括被配置為與第一 觸點陣列配合的配合觸點的第二觸點陣列；將第二觸點陣列電耦接到主電路板的柔性電 路；以及配置為接合副電路板的對準部件。耦接機構支撐對準部件和第二觸點陣列以使對 準部件和第二觸點陣列具有相對于彼此的固定位置。耦接機構被配置為使對準部件和第二 觸點陣列在第二觸點陣列與第一觸點陣列間隔開的縮回位置以及第一和第二觸點陣列彼 此接合的接合位置之間移動。對準部件與副電路板協(xié)作以當?shù)诙|點陣列移動到接合位置 時對準第一和第二觸點陣列。附圖描述

圖1是根據(jù)一個實施例形成的電氣系統(tǒng)的前部透視圖；圖2A是可用于圖1所示的系統(tǒng)的副電路板和印刷電路的頂部橫截面視圖；圖2B是可用于替代實施例的印刷電路的頂部橫截面視圖；圖3是根據(jù)一個實施例形成的電連接器組件的后部透視圖；圖4是圖3所示的電連接器組件的前部透視圖；圖5A是圖4所示的電連接器組件的一端的放大透視圖；圖5B是圖5A所示的電連接器組件的圖示對準機構的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D6是如圖3所示的電連接器組件處于縮回位置時的后部透視圖；圖7是根據(jù)替代實施例形成的電連接器組件的后部透視圖；圖8是沿著圖7所示的線8-8剖開的電連接器組件的橫截面視圖；圖9是如圖7所示的電連接器組件處于接合位置的放大的前部透視圖；圖10是根據(jù)替代實施例形成的電連接器組件的透視圖；圖11是如圖10所示的電連接器組件處于接合位置時的透視圖；圖12是根據(jù)一個實施例形成的電連接器組件的透視圖；圖13是如圖12所示的電連接器組件的分解視圖；圖14是用于如圖12所示的電連接器組件的耦接機構在接合位置時的底部橫截面 視圖；圖15是圖12的耦接機構在縮回位置時的底部橫截面視圖；圖16是如圖12所示的電連接器組件在接合位置時的透視圖。
具體實施例方式圖1是根據(jù)一個實施例形成的電氣系統(tǒng)100的前部透視圖，其中該電氣系統(tǒng)包括 通過電路組件106彼此電耦接的主電路板102和副電路板104。電路組件106包括配置為 接合副電路板104的一個或更多觸點陣列108、配置為接合主電路板102的一個或更多觸點 陣列110，以及連接觸點陣列108和110的一個或更多柔性電路112。如在此使用的，術語 “觸點陣列”包括布置為預定構造并通過共用基底材料或結構固定在一起的多個配合觸點。 例如，觸點陣列可包括或為印刷電路或內(nèi)插件的一部分。多種配合觸點可用于觸點陣列中， 包括壓印形成的觸點、蝕刻形成的觸點、焊接球、焊盤、壓配合觸點等。如在此使用的，術語“印刷電路”包括導電連接件已被以預定的型式印刷或沉積在 絕緣基底上的任何電路。例如，印刷電路可以是電路板、用印刷電路板材料做成的內(nèi)插件、 柔性電路、具有沿其的一個或更多層柔性電路的基板等。在圖示的實施例中，觸點陣列108 和110是對應的印刷電路的一部分，并且被配置為沿著主電路板102和副電路板104中的 一個接合板觸點。觸點陣列108和110這兩者可分別沿著副電路板104和主電路板102來 回移動。如在此使用的，“內(nèi)插件”包括平坦主體，其具有與觸點陣列相應的相對側部；以及 在觸點陣列中延伸以連接觸點陣列的多個導電通道。內(nèi)插件可以是印刷電路，其中配合觸 點沿著電路板的兩相對側蝕刻形成。電路板可具有將每個配合觸點耦接到另一側上的對應 配合觸點的導電通道。然而，在其他實施例中，內(nèi)插件可以不是印刷電路。例如，內(nèi)插件可 包括具有平坦主體的承載件，其中所述平坦主體具有穿過其延伸的多個孔。壓印形成的配 合觸點由承載件布置以使每個配合觸點被定位在對應的孔內(nèi)。配合觸點可連接于承載件的 一側上的一個電路板，并且具有焊接到承載件的另一側上的另一電路板的球形觸點。而且， 內(nèi)插件可采用其他形式?；氐綀D1，在一些實施例中，主電路板102可以是母板，副電路板104可以是能夠移 除的子插件，例如線路或開關插件，該子插件能夠可移除地耦接到或接合于電路組件106。 如下將描述的，電路組件106被配置為允許觸點陣列108從縮回位置移動到接合位置，在接 合位置中，主和副電路板102、104通過電路組件106電耦接。觸點陣列108可通過例如耦
4接機構204 (圖3所示)、504 (圖7)、304 (圖10)和404 (圖12)被固定和移動，這將在下面 進行更詳細地描述。當觸點陣列108在縮回位置時，副電路板104可插入到系統(tǒng)100中或 從系統(tǒng)100移除。電路組件106可通過例如使用壓配合接觸被安裝到主電路板102?？商娲兀墒?用緊固件和可壓縮接口將觸點陣列110焊接或連接到主電路板102。而且，在替代的實施例 中，觸點陣列110可沿著主電路板102從縮回位置移動到接合位置。這些實施例在具有代 理人案號為CC-00818(958-2341US)的專利申請中被更詳細地描述，其全部內(nèi)容以參考的 方式被并入。如在此使用的，術語“可移除地耦接”表示兩個耦接部件，例如副電路板104和觸 點陣列108，可容易地彼此分開并且彼此耦接，而不會破壞或損壞部件或者對應的配合觸點 或板觸點。當副電路板104和觸點陣列108被耦接時，對應觸點被彼此電接合。而且，在一 些實施例中，觸點可以是共面的，但是在其他的實施例中不需要為共面的。“柔性電路”(還 被稱為撓曲電路)，如在此使用的，是一種包括嵌入到柔性絕緣材料內(nèi)或在柔性絕緣材料 之間的導體的結構的印刷電路。柔性電路112被配置為在柔性電路112互連的部件之間 傳輸電流。通過例子，柔性電路112的柔性絕緣材料可形成自身能夠折疊的平的、矩形帶 (ribbon)，而不會損壞導體或實質上影響電流。在一些實施例中，柔性電路112可被連接到剛性基板或可形成剛性基板。觸點陣 列108和110可沿著剛性基板進行定位。剛性基板便于固定和移動觸點陣列。例如，剛性 基板可以是電路板或內(nèi)插件。如另一例子，柔性電路112可包括或形成觸點陣列108和/ 或110。更具體地說，柔性電路112可沿著剛性面板的一側延伸或者使用粘合劑被連接到剛 性面板的一側。柔性電路112內(nèi)的導體可形成暴露于外部環(huán)境中的焊墊陣列(即，觸點陣 列)。這些焊墊于是可通過配合觸點而進行接合以便產(chǎn)生電連接。此外，在此描述的實施例可采用一個或更多對準機構以便于對準配合觸點和板觸 點。如在此使用的，“對準部件”包括對準突起、孔、邊緣或框架，它們可在對準觸點中彼此協(xié) 作。在一些實施例中，對準部件具有相對于觸點陣列的固定位置。如圖1所示的系統(tǒng)100可以是各種主機電氣系統(tǒng)，例如服務器系統(tǒng)、路由器系統(tǒng)， 或者數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。然而，雖然關于互連主電路板102和副電路板104描述了圖示的實施 例，但是在此的描述目的不在于限制。在此描述的實施例可用來互連任何類型的電路板或 者一個部件具有配合觸點陣列且另一個部件具有互補的配合觸點陣列的其他電氣部件。在觸點陣列108朝向副電路板104移動并接合副電路板104之前，主電路板102 和副電路板104可處于固定或鎖定位置并且大致彼此正交。更具體地說，主電路板102沿 著由縱軸180和水平軸182限定的水平面延伸，副電路板104沿著由縱軸180和垂直軸184 限定的垂直或縱向平面延伸。然而，在其他的實施例中，主電路板102和副電路板104可大 致彼此正交(或垂直)(例如90° +/-20° )、彼此平行，或者可相對于彼此形成其他角度或 其他位置關系。例如，主電路板102和副電路板104可彼此傾斜。而且，副電路板104可包括粘附到副電路板104的邊緣的手柄140。手柄140可便 于操作者或機器從系統(tǒng)100移除副電路板104。圖2A是圖示相對于副電路板104處于縮回位置190 (以虛線示出)和接合位置 192(實線)的觸點陣列108的頂部橫截面視圖。電路組件106 (圖1)被配置為允許觸點陣
5列108在縮回位置190和接合位置192之間以線性方式沿著水平軸182雙向移動。如所示， 副電路板104具有板觸點122，觸點陣列108具有配合觸點132。在縮回位置190中，觸點 陣列108的配合觸點132與副電路板104的對應板觸點122分隔開(S卩，分開距離為D1)。 在接合位置192中，每個配合觸點132被電耦接到或接合到板觸點122中的一個。更具體地說，副電路板104具有板表面114，該板表面114包括板觸點122的觸點 陣列120。觸點陣列108具有配合表面128，該配合表面128可鄰近于且大致平行于板表面 114延伸。配合表面128面向板表面114。如將在下面論述的，觸點陣列108可通過耦接機 構(例如，通過分別如圖3、10、12和7所示的耦接機構204,304,404和504)被固定，并朝 向副電路板104移動直到對應的板觸點122和配合觸點132接合。因而，觸點陣列108可 被能夠移除地耦接到或接合于副電路板104的觸點陣列120。在圖示的實施例中，當分別處于接合位置192和縮回位置190以及處于該接合位 置192和縮回位置190之間的任何位置時，配合表面128和板表面114大致彼此平行延伸。 觸點陣列108的配合觸點132可形成觸點平面193，該觸點平面193大致平行于由板表面 114和/或板觸點122形成的板平面195。因而，每個配合觸點132可對準對應的板觸點 122，但是與對應的板觸點122分開大致相等的距離隊。當觸點陣列108沿著水平軸182以 線性方式朝向副電路板104移動時，將配合觸點分開的距離D1減小直到配合觸點132和板 觸點122接合。雖然當分別在接合位置192和縮回位置190時觸點陣列108和副電路板104平行 且等距分開，但是在替代的實施例中，觸點陣列108可以其他方式朝向副電路板104移動并 接合副電路板104。例如，板表面114和配合表面128可以是平行的，但是觸點陣列108可 以一定角度接近副電路板104，以使當觸點陣列108抵達接合位置時板觸點122和配合觸 點132對準。在另一替代的實施例中，當在縮回位置時板表面114和配合表面128可以不 平行，但是當觸點陣列108處于接合位置時可彼此對準和平行。在圖2A中，副電路板104的板觸點122是與板表面114齊平的焊墊，并且觸點陣 列108的配合觸點132包括從配合表面128突起的彈性梁131。然而，在替代的實施例中， 板觸點122可包括從板表面114突起的彈性梁，配合觸點132可與觸點陣列108的配合表 面128齊平。此外，板觸點122以及配合觸點132都可以是配置為彼此接合的焊墊。板觸 點122和配合觸點132也可具有其他的形式。在圖示的實施例中，配合觸點132包括彈性梁131，該彈性梁131可彎曲到配合表 面128以及從配合表面128彎曲。彈性梁131抵抗偏斜并且沿著遠離配合表面128的方向 施加阻力FK。因而，當觸點陣列108移動到接合位置192中時，彈性梁131可補償觸點陣列 108的配合觸點132和觸點陣列120的板觸點122之間的輕微的未對準。在替代的實施例中，配合觸點132的彈性梁131可被分叉，或者配合觸點132可包 括彼此朝向或沿著相對方向突起的兩個分離梁。雙梁配合觸點132可被配置為接合一個對 應的板觸點122。因而，分叉的梁或雙梁配合觸點132可具有兩個單獨的接觸點，該接觸點 具有對應的板觸點122。而且，在其他替代的實施例中，配合觸點132可以是遠離配合表面 128突起的圓形突起或焊墊。圖2B圖示可用于替代實施例中的觸點陣列152，并且示出了相對于副電路板160 和另一觸點陣列162處于縮回位置176和接合位置178中的觸點陣列152。如所示，觸點陣
6列152可以是內(nèi)插件，該內(nèi)插件包括在面向副電路板160的配合表面158上的多個配合觸 點156。觸點陣列152還可具有在面向觸點陣列162的配合表面168上的另外多個配合觸 點 166。觸點陣列162例如可包括被耦接到基板或加強件165的撓曲電路163。觸點陣列 162具有被配置為與配合表面168上的配合觸點166接合的多個配合觸點172。副電路板 160可具有板觸點175的觸點陣列174，其被配置為接合配合表面158上的配合觸點156。 如所示，當觸點陣列152和162以及副電路板160被移動到接合位置178時，配合觸點156 接合板觸點175，配合觸點166接合配合觸點172。因而，觸點陣列152可以是插入的電氣 部件，該電氣部件被夾在副電路板160和觸點陣列162之間以在其中產(chǎn)生電連接。在其他的實施例中，觸點陣列152可固靠觸點陣列162以使配合觸點166接合配 合觸點172。于是耦接的觸點陣列152和162可作為一個單元朝向以及遠離副電路板160 移動。圖3是電氣系統(tǒng)200的后部透視圖，其中該電氣系統(tǒng)包括根據(jù)一個實施例形成的 電連接器組件202。電連接器組件202包括耦接機構204和電路組件206。耦接機構204 被配置為使電路組件206的觸點陣列214在接合位置和縮回位置(圖3所示的接合位置和 圖6所示的縮回位置)之間朝向以及遠離副電路板205移動。副電路板205可具有配置為 接合觸點陣列214的板觸點陣列(未示出)。耦接機構204包括底架208、配置為固定觸點陣列214的管座210，以及配置為沿 著底架208在大致線性方向使管座210移動的促動器組件212。如所示，底架208可被粘 附到主電路板209的板表面207。底架208可包括沿著板表面207延伸的平支撐主體220， 以及從支撐主體220突起并遠離主電路板209的多個軸支撐件222-224。促動器組件212 包括軸230和布置在其上的多個凸輪指件232-234。軸230能夠可旋轉地耦接到軸支撐件 222-224以使軸230可繞軸290旋轉，軸290大致平行于縱軸180 (圖1)和副電路板205。 在一個實施例中，軸230具有端部231，該端部231被配置為接合可操控軸230的取向和/ 或旋轉的工具(未示出)。凸輪指件232-234被連接到軸230并且在共同方向突起。如將 在下面進行更詳細地描述，凸輪指件232-234被配置為當軸230旋轉時使管座210遠離軸 支撐件222-224移動。如圖3所示，凸輪指件232-234已被旋轉以使觸點陣列214相對于 副電路板205處于接合位置。還如圖3所示，管座210可具有伸長的支撐梁240，該支撐梁240被耦接到面向副 電路板205的配合側242并支撐該配合側242。配合側242包括觸點陣列214。支撐梁240 包括后側244，該后側具有布置在其上的后擋塊252-254，這些后擋塊可滑動地與對應的凸 輪指件232-234接觸。而且，支撐梁240包括柱塞262和264，該柱塞從后側244向外突起 且被配置為在沿著水平軸182 (圖1)的方向分別滑入和滑出軸支撐件222和224。還示出，彈簧266和268每個都被分別耦接到支撐梁240的一端以及鄰近的軸支 撐件222和224。彈簧266和268提供了將支撐梁240拉向軸支撐件222和224的偏置力。圖4是電連接器組件202的前部透視圖，并且表示了電路組件206連同耦接機構 204。如所示，配合側242可包括通過一對夾頭(collet) 245耦接到管座210的面板243。 配合側242可包括被配置為將觸點陣列214固定在面板243旁邊的數(shù)對相反的閉鎖270和 272。閉鎖270和272可允許觸點陣列214稍微移動。此外，觸點陣列214可被連接到電路
7組件206的柔性電路215，該柔性電路可在支撐主體220內(nèi)彎曲或自身折疊。雖然沒示出， 但是柔性電路215可耦接到底架208的支撐主體220下方的主電路板209 (圖3)。還示出，底架208可包括板固定器275，該板固定器被配置為將副電路板205 (圖 3)固定在主電路板209附近并與主電路板209正交。例如，板固定器275可包括導引槽或 凹槽276，該槽配置為接收副電路板205并允許副電路板205在縱向方向(即，平行于縱軸 180 (圖1))移動。在一個實施例中，導引槽276被配置為在耦接機構204被起動或管座210 被移動之前將副電路板205導引到鎖定位置。在鎖定位置，副電路板205上的板觸點(未 示出)的陣列(未示出)大致對準于觸點陣列214上的配合觸點282的子陣列280。雖然板固定器275被表示為與圖4所示的底架208形成為一體，但是在替代的實 施例中，板固定器275(更具體地說，導引槽276)可與底架208分離開。此外，板固定器275 不限于為槽或凹槽，但可以是配置為固定副電路板205的其他部件或元件。例如，板固定器 275可包括分離的夾具，該夾具將副電路板205固定為鄰近于主電路板209 (例如，在幾厘米 內(nèi))。另外，板固定器275可被配置為當在移動觸點陣列214時移動副電路板205。因而， 板固定器275可將副電路板205固定在固定或鎖定位置，或者板固定器275可固定副電路 板205并且允許副電路板205在離觸點陣列214的預定范圍內(nèi)的有限移動。圖5A是電連接器組件202的一端的放大透視圖。雖然未示出，但是電連接器組件 202的另一端可具有如在此所述的相似特征。彈簧268 —端被耦接到支撐梁240上的銷突 起284，并且另一端被連接到軸支撐件224的銷突起286。因而，彈簧268可提供使管座210 朝向軸230偏置的偏置力。觸點陣列214可包括從對應表面向外突起的對準突起288。對 準突起288具有相對于配合觸點282的固定關系?？商娲?，對準突起288可具有在配合 側242上(例如，在面板243上)的其他位置，假定這些位置相對于配合觸點282的子陣列 280固定。還示出，夾頭245夾緊面板243以使面板243和觸點陣列214能浮動地耦接到管 座 210。圖5B圖示對準突起288和副電路板205之間的相互作用。如上所述，在此描述的 實施例可包括對準機構，以便于在對應觸點配合之前或配合之時對準配合觸點和板觸點。 在圖示的實施例中，對準突起288是被耦接到觸點陣列214并且從觸點陣列214延伸的圓 錐形突起。副電路板205可具有對應的洞或孔211，該孔具有相對于副電路板205的板觸點 的固定位置。孔211被配置為當觸點陣列214從縮回位置移動到接合位置時接收對準突起 288。通過例子，在一些實施例中，配合側242可相對于管座210(圖3)浮動。夾頭 245 (圖4)能夠在管座210內(nèi)移動并且夾緊面板243，以使面板243以及由此的觸點陣列 214相對于管座210能夠浮動。當觸點陣列214朝向副電路板205移動時，對準突起288的 表面213可接合對應的孔211。由于對準突起288的表面213的圓錐形形狀，因此對準突起 288和副電路板205內(nèi)的對應的孔211在對準觸點陣列214和副電路板205方面協(xié)作以使 觸點合適地對準。因為副電路板205處于固定位置且觸點陣列214能夠浮動，因此觸點陣 列214可沿由圖5A中的箭頭所示的任何方向(S卩，沿著由圖1中的由軸180和184形成的 垂直平面)移動以便對準觸點?？墒褂锰娲膶蕶C構。例如，對準突起288可以是從配合側242 (例如，觸點陣列 214或面板243)突起的圓柱形銷釘。副電路板205可具有圓錐形或漏斗狀的孔，該孔在底
8部具有配置為接收銷釘?shù)目卓?。當觸點陣列214朝向副電路板205移動時，銷釘會接合圓 柱形孔的表面并且被定向為朝向最終接收銷釘?shù)目卓?。因而，該替代的對準機構會類似于 以上描述的圖示機構進行工作。另外，對準突起288可具有其他的形狀(例如，金字塔狀、 半球狀)。在其他的替代實施例中，副電路板205可具有對準突起288，配合側242可具有對 應的孔211。此外，替代的實施例可在配合側242和副電路板205的每端上或兩端上采用 多個對準部件。例如，配合側242可具有配置為接合副電路板205中的孔211的對準突起 288，以及配置為從副電路板205接收對準突起288的孔211。而且，雖然未示出，對準部件可以是框架或其他導引構件，其在觸點陣列214接近 副電路板205時接合邊緣?？蚣芎瓦吘壘哂邢鄬τ谒鼈兊膶|點的固定位置。更具體地 說，框架可圍繞板觸點并且從副電路板205突起。當觸點陣列214接近副電路板205時，觸 點陣列214或面板243的邊緣可接合框架。該框架可形成為如果觸點陣列214沿著未對準 通道接近副電路板205時重新定向觸點陣列214，以使對應的配合觸點和板觸點接合?？商?代地，觸點陣列214或連接器組件202可具有框架或其他導引構件，并且副電路板205可具 有邊緣。與以上類似，當觸點陣列214接近副電路板205時，框架會接合邊緣并且重新定向 觸點陣列214以使對應的觸點接合。因此，在此描述的實施例可提供可活動的觸點陣列，該觸點陣列是能夠浮動的， 即，能夠在各個方向移動以將配合觸點的觸點陣列合適地對準于板觸點的對應陣列。如以 上相對于配合觸點132描述的，配合觸點282 (圖5A)可具有彎曲到配合表面(未示出)以 及從配合表面彎曲的彈性梁。當接合到對應的板觸點時，配合觸點282提供了抵靠板表面 的力。配合觸點282的結合力和觸點陣列214的能夠浮動的能力會在將配合觸點282合適 地對準于板觸點方面共同協(xié)作。圖6是當管座210和觸點陣列214處于縮回位置時的電連接器組件202的后部透 視圖。如相對于凸輪指件232所示的，凸輪指件232-234可包括彎曲邊緣235，該彎曲邊緣 235在軸230旋轉時接合對應的后擋塊252-254。更具體地說，如相對于后擋塊252所示 的，彎曲邊緣235能夠滑動接觸后擋塊252。當觸點陣列214和管座210處于縮回位置時， 凸輪指件232的伸長主體在沒有朝向副電路板205 (圖3)的方向突起(例如，朝向主電路 板209向下突起(圖3))。當軸230旋轉時(由箭頭Rl示出)，凸輪指件232推靠后擋塊 252使得管座210遠離軸支撐件222-224移動。如所示，每個凸輪指件232-234可包括彎曲邊緣235的平坦部分237。當凸輪指 件232指向管座210以使觸點陣列214處于接合位置時，平坦部分237提供鎖定部件或機 構以防止觸點陣列214與副電路板205意外脫開。圖7-9圖示根據(jù)另一實施例形成的電連接器組件502。圖7是配置為使配合側 542從縮回位置(圖7所示)移動到接合位置(圖9所示)的電連接器組件502的后部透 視圖。雖然未示出，但是電連接器組件502可被粘附到副電路板附近的母板，其中該副電路 板具有用于接合配合側542的板觸點的陣列。電連接器組件502包括底架508，該底架508 支撐耦接機構504，該耦接機構被配置為使配合側542在縮回和接合位置之間移動。耦接 機構504包括沿著軸線590延伸的軸530、耦接軸530的多個凸輪指件532，以及具有被耦 接到配合側542的多個管座部分510的管座509。軸530具有端部531，該端部531被配置
9為通過操作人員進行接合用于使軸530圍繞軸線590旋轉。此外，底架508還包括多個軸 支撐件522。電連接器組件502還包括含有多個撓曲電路部分515(由圖7中的虛線所示) 的電路組件511。柔性電路部分515被耦接到電連接器組件502的底部596并且圍繞軸線 590延伸到配合側542。圖8是沿著圖7所示的線8-8剖開的電連接器組件502的橫截面視圖。電路組件 511可包括撓曲電路部分515和觸點陣列513和514。撓曲電路部分515圍繞耦接機構504 延伸，以將底部596上的觸點陣列513通訊耦接到配合側542的觸點陣列514。更具體地 說，撓曲電路部分515沿著電連接器組件502的非配合側552和頂部554從觸點陣列513 延伸。電路組件511可包括板加強件556，用于當撓曲電路部分515在縮回和接合位置之間 移動時支撐并且給撓曲電路部分515提供一定形狀。如在縮回位置所示的，撓曲電路部分 515可具有額外長度以允許配合側542在縮回和接合位置之間移動。電路組件511的觸點陣列513和514以及撓曲電路部分515可被制造為一個單元。 觸點陣列513可以是內(nèi)插件，該內(nèi)插件接合內(nèi)插件一側上的撓曲電路部分515并且接合內(nèi) 插件的另一側上的母板。觸點陣列513的配合觸點可包括壓配合觸點或焊球觸點，該觸點 被粘附到母板以便于將電連接器組件502固定到其上。可替代地，可使用其他的配合觸點。配合側542包括觸點陣列514、基板560以及面板562，它們能耦接在一起(例如， 用螺釘或粘合劑)并且大致平行于軸530的軸線590延伸。圖8中的觸點陣列514是一種 內(nèi)插件，但是在其他的實施例中，觸點陣列514可采用其他的形式。如所示，基板560被耦接 到撓曲電路部分515并且被夾在觸點陣列514和面板562之間?；?60可包括將觸點陣 列514通信地耦接到撓曲電路部分515的觸點和導體(未示出)。面板562能夠經(jīng)由多個 彈簧564浮動地連接到管座部分510 (在圖8中僅示出了一個管座部分510)。配合側542 還包括遠離觸點陣列514突起的對準突起588。如圖8所示，耦接機構504包括輥桿566，該輥桿566被耦接到并且延伸過平行于 軸線590的管座510。輥桿566具有滾動表面567，該滾動表面567接觸凸輪指件532的指 件表面533。在圖8中，耦接機構504和配合側542處于縮回位置。在該縮回位置，凸輪指 件532朝向底部596縱向延伸，并且指件表面533被形成為至少部分與滾動表面567的形 狀一致，以使軸530不會無意中旋轉。當軸530沿著如箭頭R2所示的順時針方向旋轉時，凸輪指件532沿著配合方向M 遠離軸530推開滾動表面567和輥桿566。同樣地，管座510沿著配合方向M移動，由此使 配合側542向外遠離軸530以及朝向副電路板(未示出)移動。雖然未示出，但是耦接機 構504可被偏置(例如，通過彈簧力)以使偏置力Fb使管座510和輥桿566沿著朝向軸530 的方向偏置。當軸530沿著逆時針方向旋轉時，偏置力Fb使管座510和輥桿朝向軸530移 動。因此，配合側542可在縮回和接合位置之間移動。圖9是處于接合位置的電連接器組件502的放大的前部透視圖。當配合側542從 縮回位置移動到接合位置時，對準突起588可接合副電路板(未示出)的孔(未示出)。如 上相對于圖5B所述的，對準突起588可接合孔，并使觸點陣列514的配合觸點570移動而 對準于板觸點陣列(未示出)。如果當觸點陣列514接近副電路板時配合觸點和板觸點沒 有對準，那么配合側542可相對于管座510和軸530浮動以便對準和接合配合觸點與板觸 點。例如，彈簧564(圖8)允許配合側542沿著不同方向移動。當對準突起588接合孔時，配合側542可沿著由軸598和597形成的垂直面稍微移動。垂直面平行于軸線590或沿著 與軸線590共同的方向延伸。彈簧564還可允許配合側542圍繞軸線598稍微旋轉或圍繞 軸線599稍微旋轉。而且，彈簧564可被配置為提供向外的配合力，以當配合觸點和板觸點 彼此接合時保持配合觸點和板觸點之間的電連接。圖10和11是包括根據(jù)替代實施例形成的電連接器組件302的電氣系統(tǒng)300的透 視圖。圖10表示處于縮回位置的電連接器組件302，圖11表示處于接合位置的電連接器 組件302。電連接器組件302包括耦接機構304和電路組件(未示出)，該電路組件可具有 和電路組件106(圖1)相似的部件和特征。耦接機構304被配置為使電路組件的觸點陣 列314朝向和遠離副電路板315并且在接合和縮回位置之間移動。耦接機構304包括底架 308、配置為保持觸點陣列314的管座310，以及配置為使管座310朝向和遠離副電路板315 移動的促動器組件312。還示出，底架308可包括板固定器311，用于將副電路板315保持 為鄰近于電連接器組件302。板固定器311在圖10和11中示出為導引槽，該引導槽接收副 電路板315并允許副電路板315滑入鄰近電連接器組件302的位置。促動器組件312包括耦接到管座310的桿構件313和凸輪狹槽316。促動器組件 312還可包括直立件319，該直立件319從底架308突起并且形成前擋塊318和固定器凹口 320。如圖10和11所示，桿構件313與凸輪狹槽316和管座310協(xié)作以便使觸點陣列314 移動到接合和縮回位置。更具體地說，桿構件313具有圓柱形主體，該圓柱形主體包括在共 同垂直方向突起的一對相對臂330和332，以及沿著縱向方向在臂330和332之間延伸的 桿部分334。桿部分334穿過底座部分331連接到臂330，并且穿過底座部分333連接到臂 332。底座部分331和333沿著共同軸線390延伸，然而，桿部分334沿著分離但平行的軸 線391延伸。桿部分334還在凸輪狹槽316之間且穿過凸輪狹槽316延伸。還示出，臂330 和332以及桿部分334沿著共同方向遠離底架308延伸，以使臂330和332以及桿部分334 共面。然而，臂330和332以及桿部分334在替代的實施例中可以不共面。而且，替代的實 施例可僅包括一個臂330或臂332。在縮回位置，臂330可倚靠前擋塊318。當移動桿構件313以使臂330和332以及 桿部分334圍繞軸線390旋轉時，桿部分334將管座310推向副電路板315。當桿部分334 推動管座310時，凸輪狹槽316允許桿部分334的主體在其中向上滑動。如圖11所示，當 管座310處于接合位置時，桿構件313的臂330可?？吭诠潭ㄆ靼伎?320內(nèi)。固定器凹口 320可提供防止觸點陣列314與副電路板315無意中脫開的鎖定部件或機構。在一個替代的實施例中，電連接器組件302不包括允許桿構件313沿著其中的垂 直方向移動的凸輪狹槽316。而是，管座310可粘附到桿構件313，以使管座310圍繞軸線 390旋轉并且從觸點陣列314形成相對于副電路板315的鈍角的縮回位置移動到觸點陣列 314平行于且與副電路板315并排的接合位置。圖12-16圖示可根據(jù)另一實施例形成的電連接器組件402。圖12是電連接器組 件402的透視圖。電連接器組件402包括耦接機構404，該耦接機構配置為使兩個觸點陣 列410(圖13)和412朝向定位在觸點陣列410和412之間的副電路板405 (圖6所示)移 動。副電路板405具有在副電路板405的兩側上的配合觸點的陣列(未示出)，該陣列接合 觸點陣列410和412上的配合觸點452的對應陣列450。如所示，耦接機構404包括底架408、能夠滑動地耦接到底架408的一對管座416
11和418，以及有效耦接到該對管座416和418用于使觸點陣列410和412朝向和遠離副電路 板405移動的滑動構件420。如下面將進行更詳細的描述，滑動構件420被配置為在插入位 置492 (圖14所示)和抽回位置489 (圖15所示)之間移動。當滑動構件420處于插入位 置時，觸點陣列410和412處于接合位置(圖16所示)并且被電耦接到副電路板405。當 滑動構件420處于抽回位置時，觸點陣列410和412處于縮回位置(圖12所示)，并且副電 路板405可從電連接器組件402中被移除。觸點陣列410和412穿過固定副電路板405的間隙G而彼此相對。觸點陣列410 和412或管座416和418中的每個可包括從對應表面突起的對準突起488，以及配置為從相 對的觸點陣列或管座接收對準突起488的孔490。參照圖12中的觸點陣列412，觸點陣列 412的每端可包括一個對準突起488和一個孔490。雖然未示出，但是相對的觸點陣列410 還可包括對準突起488和孔490。當在接合位置時，觸點陣列410的對準突起488延伸過 副電路板405的孔(未示出)，并且進入到相對的觸點陣列412的對應的孔口 490內(nèi)。同 樣地，觸點陣列412的對準突起488延伸過副電路板405的孔，并且進入到相對的觸點陣列 410的對應的孔口 490內(nèi)。因而，副電路板405被夾在觸點陣列410和412之間。觸點陣 列410和412的對準突起488和孔口 490可彼此協(xié)作，以便于將配合觸點452對準于對應 的板觸點。如圖12所示，電連接器組件402包括狹槽延伸部470，該狹槽延伸部在一端耦接到 滑動構件420并且在相對端耦接到球形件472。狹槽延伸部470和球形件472可便于操作 員或機械移除副電路板405。狹槽延伸部470沿著縱軸484縱向延伸，并且包括在其間形 成有通道478的一對相對的側壁476和477。通道478與由底架408形成的導引槽421對 準，以使副電路板405可在插入到電連接器組件402時通過通道478和421進行固定。在替代的實施例中，球形件472可有效地耦接到側壁476和477，以使當球形件 472處于旋轉位置時，側壁476和477分離開更大一點以便允許副電路板405沿著狹槽延伸 部470自由滑動。當球形件472然后旋轉到鎖定位置時，側壁476和477可壓緊或夾緊副 電路板405的邊緣，由此將副電路板405鎖定或固定就位。如圖13所示，底架408可包括頂部422和底部424。當構造底架408時，滑動構件 420被分別插入到頂部422和底部424之間，并且固定在其中。底部424可具有凸片或閉鎖 426，其朝向頂部422突起并且被配置為當結合頂部422和底部424時接合頂部422中的孔 428。還示出，頂部422可包括沿著頂部422的每側分布的通路430。每個通路430被配置 為接收管座416和418中的一個的腿支撐件432。腿支撐件432可沿平行于水平軸482 (圖 12)的方向(即，正交于縱向方向)在對應的通路430內(nèi)滑動。每個腿支撐件432包括凸輪 構件434，該凸輪構件沿著平行于垂直軸480 (圖12)的方向向下突起。電連接器組件402包括電路組件440和442。電路組件442包括觸點陣列412和 耦接到該觸點陣列412的柔性電路446。當電連接器組件被完全裝配時，柔性電路446可 纏繞管座418的頂部454，并且觸點陣列412會能夠浮動地耦接到管座418的面456。柔性 電路446具有一定長度，該長度被配置為允許對應的觸點陣列412在接合和縮回位置之間 移動。同樣地，電路組件440包括觸點陣列410和柔性電路444，其可如上相對于電路組件 442所述進行裝配。圖14和15是當滑動構件420分別處于插入位置492和抽回位置489中時電連接
12器組件402的底部橫截面視圖?；瑒訕嫾?20具有大致平的主體，該主體配置為可滑進和 滑出底架408的距離為D3 (圖15)?；瑒訕嫾?20大致沿著底架408的長度延伸，并且包括 兩列凸輪狹槽460和462，這些狹槽沿著滑動構件420的主體縱向延伸。每個凸輪狹槽460 形成相對于軸線484的一定角度(表示為角度θ )，并且相對于其他凸輪狹槽460在共同方 向上突起。同樣地，每個凸輪狹槽462形成相對于軸線484的一定角度(表示為角度β)， 并且相對于凸輪狹槽462在共同方向上突起。如所示，角度β具有與θ相同的值，但在不 同方向上(即，向下而不是向上)遠離軸484延伸。當抽回力Fw(圖14)沿著軸線484拉動滑動構件420并遠離底架408時，凸輪狹 槽460和462被配置為使凸輪構件434遠離副電路板405 (圖16所示)移動，從而使得對 應的管座416 (圖12)和418 (圖12)遠離副電路板405 (即，沿著軸線482)移動。因而，抽 回力Fw轉化為分離力或移動，其使管座和對應的觸點陣列同時遠離副電路板405移動。而 且，因為那列凸輪狹槽460和462是對稱的，因此對應的管座416和418遠離電路板405移 開相等的距離D2 (圖15)。然而，替代的實施例不需要具有對稱的那列凸輪狹槽460和462，并且角度θ和 β不需要相等。而且，管座416和418不需要移動相同的距離。例如，在替代的實施例中， 角度θ可大于角度β。當滑動構件420抽回時，管座416以更大的速度移動并且移動到比 管座418更遠的距離。圖16是帶有副電路板405的處于接合位置的電連接器組件402的后部透視圖。 為了移除副電路板405，操作員會施加如上所述的抽回力Fw。當移動滑動構件420時，凸 輪狹槽460和462 (圖14)迫使管座416和418 (圖12)彼此遠離，由此使觸點陣列410和 412(圖13)分別從副電路板405中脫開。于是操作員的手或工具或者自動機械可移除副電 路板405。因此，需要理解的是以上描述目的在于圖示，而不是限制。因而，可構造許多其他 結構和類型的耦接機構，這些機構不同于通過朝向和遠離彼此移動陣列來將配合觸點的陣 列電耦接到板觸點的陣列的耦接機構204 (圖3所示)、504 (圖7)、304 (圖10)以及404 (圖 12)。而且，雖然圖示的實施例表示沿著彼此垂直的各個平面延伸的主和副電路板，但 是在替代的實施例中，主和副電路板會以其他的位置關系進行取向。例如，在一些替代的實 施例中，主和副電路板可彼此平行。在這些實施例中，粘附到主和副電路板中的一個的電連 接器組件可被配置為使觸點陣列在如上所述的縮回和接合位置之間移動，以便電耦接其他 電路板。
權利要求
一種電連接器組件，所述電連接器組件用于將主電路板(102)電耦接到副電路板(104)，所述副電路板上具有板觸點(122)的第一觸點陣列(120)，所述電連接器組件的特征在于電路組件(106)，所述電路組件包括配置為與所述第一觸點陣列配合的配合觸點(132)的第二觸點陣列(108)，以及將所述第二觸點陣列電耦接到所述主電路板的柔性電路(112)；對準部件(288)，所述對準部件配置為接合所述副電路板；以及耦接機構(204；304；504)，所述耦接機構支撐所述對準部件和所述第二觸點陣列，所述對準部件和所述第二觸點陣列具有相對于彼此的固定位置，其中所述耦接機構配置為使得所述對準部件和所述第二觸點陣列在所述第二觸點陣列與所述第一觸點陣列間隔開的縮回位置以及所述第一觸點陣列和所述第二觸點陣列彼此接合的接合位置之間移動，所述對準部件與所述副電路板協(xié)作以當所述第二觸點陣列移動到所述接合位置時對準所述第一觸點陣列和所述第二觸點陣列。
2.根據(jù)權利要求1所述的電連接器組件，還包括板固定器(275；311)，所述板固定器配 置為在所述耦接機構將所述第二觸點陣列和所述對準部件移動到所述接合位置之前將所 述副電路板保持在鎖定位置。
3.根據(jù)權利要求1所述的電連接器組件，還包括板固定器(275；311)，所述板固定器配 置為將所述副電路板保持為相對于所述主電路板正交。
4.根據(jù)權利要求3所述的電連接器組件，其中所述板固定器包括配置為接收所述副電 路板的導引槽(276)。
5.根據(jù)權利要求4所述的電連接器組件，其中所述耦接機構還包括底架(208；308)，所 述底架包括所述板固定器，所述底架配置為耦接到所述主電路板。
6.根據(jù)權利要求1所述的電連接器組件，其中所述耦接機構(304)包括鎖定機構 (320，330)，所述鎖定機構配置為將所述第二觸點陣列維持在所述接合位置。
7.根據(jù)權利要求1所述的電連接器組件，其中所述對準部件包括對準突起(288)，所述 對準突起配置為接收在所述副電路板的孔(211)中。
全文摘要
本發(fā)明提供了電連接器組件，用于將主電路板(102)電耦接到其上具有板觸點(122)的第一觸點陣列(120)的副電路板(104)。電連接器組件包括具有配置為與第一觸點陣列配合的配合觸點(132)的第二觸點陣列(108)的電路組件(106)、將第二觸點陣列電耦接到主電路板的柔性電路(112)以及配置為接合副電路板的對準部件(288)。耦接機構(204；304；504)支撐對準部件和第二觸點陣列以使對準部件和第二觸點陣列具有相對于彼此的固定位置。耦接機構配置為使對準部件和第二觸點陣列在第二與第一觸點陣列間隔開的縮回位置以及第一和第二觸點陣列彼此接合的接合位置之間移動。對準部件與副電路板協(xié)作以當?shù)诙|點陣列移動到接合位置時對準第一和第二觸點陣列。
文檔編號H01R13/629GK101901980SQ20101016720
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權日2009年4月23日
發(fā)明者布賴恩·P·科斯特洛, 斯科特·S·杜斯特霍夫特, 理查德·E·哈姆納, 賈森·M·雷辛格, 阿塔利·S·泰勒 申請人:泰科電子公司