專利名稱：Fpc屏蔽連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將柔性印刷電路板(FPC)或扁平線纜與諸如印刷電路板(PCB)的電路基板相連的電連接器。
背景技術(shù)：
FPC和PCB兩者都包括大量嵌入至其材料內(nèi)部的導(dǎo)電(信號)跡線。FPC與PCB之間的電連接器提供了 FPC的每個導(dǎo)電(信號)跡線與PCB相應(yīng)的導(dǎo)電(信號)跡線之間的電通路。 由于現(xiàn)今信號頻率的增加，所以存在更大可能性的是，呈反射、串?dāng)_以及電磁輻射形式的電噪聲在連接器環(huán)境中產(chǎn)生。這解釋了為什么保護這種信號免于電磁干擾(稱作EMI)以便防止外界影響信號傳遞是重要的。因此圍繞連接器設(shè)置EMI屏蔽結(jié)構(gòu)以便隔離信號傳遞與外部電磁場。連接器EMI屏蔽結(jié)構(gòu)被電連接至PCB的接地層以及FPC的接地層以便提供這種EMI保護的連續(xù)性。此外，因為柔性印刷電路板是薄的塑料片，所以可能令人感興趣的是，減小施加到柔性印刷電路板上的力以便將其插入進連接器中。申請W02008/050184公開了用于柔性連接構(gòu)件的連接器。帶有電氣端子的殼體安裝在PCB上?？梢苿拥闹聞悠鲗θ嵝詷?gòu)件上施加力以確保信號跡線組與連接器的相應(yīng)接觸元件之間的物理接觸。因此，這樣的連接器為柔性構(gòu)件提供了零插入力。然而，可令人感興趣的是改進圍繞連接器的EMI屏蔽保護。美國專利6，863，559公開了用于被屏蔽的柔性印刷電路板(FPC)的電連接器。所述連接器包括安裝在連接器殼體上的屏蔽結(jié)構(gòu)。FPC被引入殼體中，而跡線被定向朝向頂部。連接器屏蔽件包括一些接地片，所述接地片與柔性印刷電路板的相應(yīng)的接地片配合。這樣的連接器僅與具有不被保護的接地片的FPC、或在FPC插入連接器內(nèi)部之前預(yù)先剝離接地金屬層的保護結(jié)構(gòu)的FPC兼容。本發(fā)明提供了用于柔性印刷電路板(FPC)的連接器，所述柔性印刷電路板具有保護性絕緣層覆蓋的接地層，所述連接器易于使用，同時表現(xiàn)出信號完整性的性能。本發(fā)明的目的在于提供連接器，所述連接器既具有EMI屏蔽結(jié)構(gòu)又為被屏蔽的柔性印刷電路板提供零插入力。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一實施方式，本發(fā)明提供了根據(jù)權(quán)利要求1的用于柔性印刷電路板(FPC)的連接器。由于收回位置，處在這樣位置中的可移動的齒不阻止FPC進入插槽。因此，F(xiàn)PC的插入需要零插入力。導(dǎo)電的齒的突起位置迫使導(dǎo)電齒與FPC相互作用。這種相互作用通過僅擠壓可接觸的接地片或?qū)?、或者通過在接觸FPC的接地層之前刺穿保護層而允許電接觸。因此，通過設(shè)置具有導(dǎo)電齒的屏蔽件以達到同F(xiàn)PC接地層接觸，在將FPC組裝至連接器之前不再必須剝離保護層。根據(jù)本發(fā)明的連接器關(guān)于將被連接的FPC更加靈活。在一些其他實施方式中，同樣可使用從屬權(quán)利要求中限定的一個或多個特征。


從接下來作為非限制性實施例提供的一些實施方式和附圖的說明中將能容易地體現(xiàn)本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點。圖1為第一實施方式的立體圖，圖2為第一實施方式不帶有蓋的立體圖，圖3為第一實施方式的蓋以及接地部的立體圖，圖4為第一實施方式根據(jù)圖1、圖2、圖3的平面IV的橫剖面圖，圖5為連接至第一實施方式的FPC根據(jù)圖6的平面V的縱剖面圖，圖6為FPC根據(jù)圖5的平面VI的橫剖面圖，圖7為FPC根據(jù)圖5的平面VII的橫剖面圖，示出了齒末端的偏差，圖8為第二實施方式的橫剖面圖，并且圖9、圖10、圖11為第三、第四和第五實施方式的蓋的立體圖。
具體實施例方式根據(jù)圖1，連接器I被固定至并且電連接至剛性的印刷電路板2。由混合點劃線表示的柔性印刷電路板(FPC)被引入到連接器I的插槽4中。插槽4在連接器殼體5與示出在閉合位置中的頂蓋6之間延伸。電(信號)端子9的第一系列7配合安裝到連接器殼體5中。第一系列7全部的電信號端子9從連接器I的前側(cè)引入到殼體5對應(yīng)的容槽8中。所述電信號端子由導(dǎo)電材料制成并且附接至由絕緣合成材料制成的殼體5。電信號端子9進一步地構(gòu)造成附接至PCB以便電連接至PCB相應(yīng)的導(dǎo)電跡線9b (圖4中可見)。連接器的前側(cè)特指為連接器通過其引入柔性印刷電路板的一側(cè)。連接器的右側(cè)和左側(cè)特指為從前側(cè)觀察的旁側(cè)。豎直和水平方向參考關(guān)于將在其上安裝連接器I的印刷電路板的平面。連接器I還包括右側(cè)接地部10以及左側(cè)接地部11。每個接地部10、11整體呈T形并且由一塊金屬板制成。T形的豎直部分12從連接器I的固定表面13延伸，連接器通過該固定表面安裝到PCB上。每個接地部10、11的豎直部分12都適于焊接到PCB上以便電連接至例如位于PCB內(nèi)部的接地通路2a (圖4中所示)。每個接地部10、11的豎直部分12包括后部凸耳14 (圖2中可見)，所述后部凸耳從后側(cè)朝向連接器I的內(nèi)部水平延伸。各接地部10、11的兩個后部凸耳14限定了蓋6的旋轉(zhuǎn)軸線15，所述旋轉(zhuǎn)軸線與柔性印刷電路板的插入方向垂直。每個接地部10、11的豎直部分還包括朝向連接器I的外部水平延伸的前部凸耳16。蓋6還包括右側(cè)和左側(cè)的前彈性舌件17，所述右側(cè)和左側(cè)的前彈性舌件覆蓋相應(yīng)的接地部10、11并且進一步豎直延伸，終止于與相應(yīng)的前部凸耳16配合以提供閂鎖裝置的眼孔。所述閂鎖裝置14-17適于將蓋6維持在圖示的閉合位置中。前部凸耳14和后部凸耳16兩者都由接地部10、11的金屬板沖壓而成。蓋6也由折疊的金屬片制成。當(dāng)蓋6位于閉合位置時，蓋6與接地部10、11之間的電接觸至少由前彈性舌件17與接地部10、11水平部分的前部之間的接觸提供。電接觸也可通過蓋6與后部凸耳14之間的接觸提供。因此，在連接器I頂部水平延伸的蓋6同在每個旁側(cè)延伸的兩個接地部10、11 一起構(gòu)成了電磁地圍繞連接器I的信號端子9的EMI屏蔽結(jié)構(gòu)18。如圖2中所示，第一系列7的每個信號端子9包括全部沿第一接觸線7a設(shè)置的自由端部9a。連接器I還包括由信號端子20構(gòu)成的第二系列19。所述第二系列19的每個信號端子20通過殼體5的與前側(cè)相反的后側(cè)引入到殼體5相應(yīng)的凹槽8中。每個信號端子20包括自由端部20a。所有自由端部20a沿第二接觸線19a設(shè)置。每個自由端部9a或20a能夠沿豎直方向垂直于柔性印刷電路板的插槽4彈性地移動并且從殼體5的頂面5a突起。殼體5包括兩個內(nèi)側(cè)面21以及在插入過程中用于引導(dǎo)FPC的多個抵接塊22。如圖3中所示，蓋6包括頂折疊部23以及折回頂折疊部23下方的底折疊部24。在底折疊部24內(nèi)部切出一系列齒25。借助齒的切口形成的孔通過頂折疊部23的平面電磁地阻塞。圖3顯示了左側(cè)接地部11的后部凸耳14，所述后部凸耳限定了蓋6繞著旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸線15。如圖4中所示，插槽4通過底折疊部24的底面26被向上地限制，還通過內(nèi)側(cè)面21被橫向地限制，通過抵接塊22被軸向地限制并且通過頂面5a被向下地限制。FPC被引入槽4中以使得FPC3的信號跡線29朝著自由端部9a、20a被定向。因此蓋6的底面26為插槽4的接地側(cè)26a。為了將FPC連接至PCB，連接器初始設(shè)置為蓋6打開。柔性印刷電路板被引入插槽4中一直到抵接塊22。然后，蓋6圍繞旋轉(zhuǎn)軸線15按照圖4的箭頭向下轉(zhuǎn)。在閉合操作的期間，柔性印刷電路板被夾在蓋的底面26與受壓的自由端部9a或20a之間。因此，蓋的底面26也是保持面26b。每個齒25從底面26突起并且具有終止于V邊緣線的齒末端27。每條邊緣線是尖銳的并且具有小于80 μ m且優(yōu)選小于50 μ m的相交處(cross)曲率半徑。因此，V形的尖端是非常尖銳的點，適合于損傷和/或刺穿柔性印刷電路板的保護聚合層。此外，齒末端27全部位于齒線28上(圖3中可見)，所述齒線平行于旋轉(zhuǎn)軸線15并且垂直于FPC插入方向。在第一實施方式的特別情況中，齒線在第一接觸線7a與第二接觸線19a之間、優(yōu)選在它們中間設(shè)置。因為齒25從蓋6的接地側(cè)26a朝著插槽4的內(nèi)部突起，所以蓋6的閉合對FPC造成擠壓并且引起FPC在兩個接觸線7a、19a之間彎曲成波浪形。齒25的尖銳形狀為使得齒切入的切入深度大體為FPC厚度的一半。齒切入深至足夠使齒末端27到達FPC的接地金屬層31 (見圖5至7)。因此，通過閉合蓋6，連接器屏蔽件18電連接至FPC接地層31。連接器I為被屏蔽的柔性印刷電路板提供了 EMI屏蔽連接與零插入力。在齒末端27與保持面26b之間的豎直突起距離與兩個接觸線7a_19a之間的水平距離有關(guān)，以便FPC彎曲成所述波浪形從而使得作用在齒25上的壓力合理。例如，對于接觸線7a-19a之間為800 μ m的距離而言，豎直突起距離可以為大約100 μ m。因此， 壓力小至足夠防止齒到達信號跡線29 (見圖5至7)以及防止齒完全地刺穿柔性印刷電路板。
如圖5至7中所示，柔性印刷電路板包括一些金屬的信號跡線29，所述信號跡線全部沿FPC長度彼此平行地延伸并且大體位于FPC厚度的中間。信號跡線29被夾在兩個絕緣層30之間，絕緣層厚度約為70 μ m。兩個接地層31覆蓋了 FPC每側(cè)的全部并且對FPC提供了 EMI屏蔽。金屬接地層31的厚度約為20 μ m。此外，兩個腐蝕聚合物保護層32覆蓋兩個接地層31。保護層32的厚度約為5 μ m。如圖5和圖6中所示，將被引入進PCB連接器I的FPC的末端被加強并且被剝離。絕緣層30在FPC末端的一側(cè)被剝離以使得信號跡線29可以從外部被觸及。在該操作之前，所述末端通過在相反的一側(cè)上添加加強層而被加強。也被稱作加強件33的加強層33可以為70 μ m厚的聚合層。在以上準(zhǔn)備過后，F(xiàn)PC末端呈現(xiàn)出信號跡線側(cè)和加強側(cè)。如圖6中所示，齒末端27的銳度以及FPC的彎曲度足以使得齒末端27刺穿加強層33并且到達接地層31。這是齒29切入的最小深度。然而，F(xiàn)PC的柔度以及齒穿透加強層33的阻力為使得齒末端27被阻止到達信號跡線29。
齒25的V形相對于保持面26b的傾角為10°至40°之間，并且優(yōu)選為15°與25。之間。例如，20°的傾角提供了齒末端27沿著加強層33內(nèi)部前幾十微米容易的穿透。穿透阻力迅速地增加以使得可能在約110至130 μ m之前停止穿透，該深度為齒25切入的實際最大深度。相同的連接器可包括多個齒25。對于每個連接器，該連接器的齒具有平均突起距離，并且同一連接器兩個相鄰齒之間具有突起距離的最大差量。為了更好地控制齒25切入的深度，同一連接器的兩個相鄰齒25之間的差量被控制成小于70 μ m,優(yōu)選小于50 μ m,并且最優(yōu)選小于40 μ m。這防止了特定的齒25刺入FPC的切入深度與另一齒的切入深度的差距大于50 μ m。然而，從一個連接器到另一個連接器的平均突起距離的變化可從ΙΟΟμπι至200 μ m變化，因為這樣的變化僅僅引起兩個接觸線7a至19a之間FPC的波浪形的變化。為了改善齒壓控制，每個齒可位于齒彈性臂34的末端(見圖3)。FPC插槽4具有信號側(cè)，自由端部9a、20a從所述信號側(cè)突起。因此，F(xiàn)PC被插入以使得經(jīng)過剝離操作后信號跡線29被定向面對所述信號側(cè)。FPC的加強側(cè)被定向朝著信號側(cè)的相反側(cè)。換言之，連接器屏蔽件18與FPC末端的接地層31之間的電接觸通過插槽的與信號側(cè)相反的一側(cè)來建立。這避免了接地層31與多個信號跡線29中的一個之間的任何電接觸。在可替代的實施方式中，有兩個可移動的機構(gòu)。在FPC被引入之后，第一機構(gòu)使保持面26b就位于插槽4的接地側(cè)26a上。這為FPC提供了零插入力。第二機構(gòu)使齒25穿過接地側(cè)26a就位于插槽4內(nèi)部。優(yōu)選的是，第一機構(gòu)首先被致動或至少與第二機構(gòu)同時被致動。圖8中不出的第二實施方式與上述第一實施方式的區(qū)別在于齒末端27位于軸向抵接塊22與信號端子9的自由端部9a之間。當(dāng)蓋6閉合時，柔性印刷電路板3仍舊夾在保持面26b與自由端部9a、20a之間。導(dǎo)電齒25從插槽4的接地側(cè)26a的突起與未通過自由端部9a、20a保持的FPC部分相接。齒末端27推著FPC抵靠殼體5的參考面40。該參考面40位于插槽4的包括自由端部9a、20a的底側(cè)上。在第二實施方式中，切入深度與齒末端27至參考面40距離直接相關(guān)。這樣的距離完全地處在連接器制造者控制之下。柔性印刷電路板3的彎曲模量對切入深度沒有影響，所述彎曲模量由FPC的供應(yīng)商負責(zé)。當(dāng)連接中發(fā)生一些錯誤時這簡化了責(zé)任評估。為了改善齒末端27至參考面40之間距離的控制，齒25在底折疊部24中被切成，并且通過設(shè)置在頂折疊部23中的沖壓部41被保持在固定的位置。圖9、圖10、圖11示出的第三、第四、第五實施方式包括剛性地附接至蓋35的接地齒。蓋35的閉合位置可使用止擋部件(未示出)。每個齒具有大體三角形的形狀，由金屬片切割而成。通過兩個切割側(cè)的兩個平面的相交來獲得齒末端。因此齒末端是長度對應(yīng)于片的厚度的尖銳線段。第二實施方式(圖8)的齒是由多組成對的在垂直于FPC插入方向的豎直平面中延 伸的三角形齒36制成的。第三實施方式(圖9)的齒是由多個由四個相鄰的齒37構(gòu)成的組制成，每一組具有沿方形的基部。四個齒中的兩個齒具有平行于FPC插入方向的末端部而另外兩個齒具有垂直于該方向的末端部。第四實施方式(圖10)的齒全部沿著垂直于插入方向的齒線相鄰。未示出的第五實施方式可用于這樣的FPC，其所使用的信號跡線沒有覆蓋所述FPC的全部寬度。因此，導(dǎo)電齒可以穿過未使用跡線的區(qū)域完全地刺穿FPC的厚度。
權(quán)利要求
1.一種用于柔性印刷電路板(FPC) (3)的連接器(1)，所述連接器包括——連接器殼體(5)，所述連接器殼體包括適于接收FPC (3)的插槽(4);以及——屏蔽件(18)，所述屏蔽件適于電連接至電路基板(2)的接地通路(2a)，所述連接器(I)將安裝在所述電路基板上；所述插槽(4)包括對應(yīng)于FPC (3)的導(dǎo)電跡線(29)的信號側(cè)以及與所述信號側(cè)相反的接地側(cè)(26a)；其特征在于，所述屏蔽件(18)包括至少一個導(dǎo)電的齒(25、36、37、38)，所述齒能夠從所述插槽(4)外部的收回位置移動至突起位置，在所述突起位置處，所述齒從接地側(cè)(26a) 突起至所述插槽(4)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，包括具有底面(26)的能夠移動的蓋(6)，其中所述至少一個齒(25、36、37、38 )在其突起位置上從所述底面(26 )突起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連接器，其中，所述蓋(6)能夠繞旋轉(zhuǎn)軸線(15)旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的連接器，其中，所述蓋和所述至少一個齒(25)形成由金屬制成的單件。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的連接器，其中，所述屏蔽件(18)包括相對于連接器殼體(5)固定的接地部(10、11)，并且所述接地部一直延伸至所述連接器的固定表面 (13)，所述連接器將借助于所述固定表面安裝在所述電路基板(2 )上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2與5—起所述的連接器，其中，至少當(dāng)所述蓋(6)位于所述閉合位置時，所述蓋(6)與所述接地部(10、11)電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2與5—起所述的連接器，其中，所述蓋(6)和所述接地部(10、11)包括閂鎖裝置(14-17)，所述閂鎖裝置被構(gòu)造成至少當(dāng)所述底面(26)沿著垂直方向朝向所述插槽(4)外部受壓時將所述蓋(6)維持在所述閉合位置。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的連接器，其中，所述至少一個齒(25)的至少其中之一包括齒末端(27 )，所述齒末端被構(gòu)造和被設(shè)置用于刺穿FPC聚合層(33 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求2與8一起所述的連接器，其中，至少一個齒末端(27)中的每個與底面(26)相距預(yù)定距離，該距離的尺寸公差小于70 μ m,優(yōu)選小于50 μ m。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的連接器，包括多個齒末端(27);兩個相鄰齒末端(27)自同一底面(26)突起的距離之間變化的最大差量小于70 μ m,優(yōu)選小于50 μ m。
11.根據(jù)權(quán)利要求8到10中任一項所述的連接器，其中，所述齒(25)位于齒彈性臂 (34)的末端。
12.根據(jù)權(quán)利要求8到11中任一項所述的連接器，其中，所述齒末端(27)包括尖銳的點或線。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的連接器，其中，所述點或線的局部曲率半徑小于150μ m,優(yōu)選小于80 μ m,并且最優(yōu)選小于50 μ m。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的連接器，包括多個位于插槽(4)信號側(cè)的彈性的信號端子(9、20)，每個信號端子包括適于與柔性印刷電路板(3)的一條導(dǎo)電跡線(29)電接觸的自由端部(9a、20a)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的連接器，其中，所述信號端子(9、20)的自由端部(9a、20a) 沿兩條平行的接觸線交替分布，所述接觸線大體上垂直于FPC (3)的插入方向，兩個相鄰信號端子的端部優(yōu)選位于不同的接觸線上。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的連接器，包括多個齒(25)，所述齒沿著大體上垂直于柔性印刷電路板(3)的插入方向的齒線(28)分布。
17.根據(jù)權(quán)利要求15和16—起所述的連接器，其中，在突起位置，所述齒線(28)相對于FPC插入方向位于兩條接觸線(7a、19a)之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求14和16—起所述的連接器，其中，所述齒線(28)位于所述插槽(4) 的內(nèi)部軸向抵接塊(22)與多個所述信號端子的自由端部之間。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的連接器，其中，所述齒(25、36、37、38)具有三角形的形狀，被蝕刻或沖壓在金屬片上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的連接器，其中，當(dāng)相應(yīng)的齒(25)處于其突起位置中時，每個三角形在相對于所述插槽(4)以10°與40°之間、優(yōu)選以15°與25°之間的角度偏置的平面上延伸。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的連接器，包括多個由并排布置的齒構(gòu)成的對(36)，或沿線段全部并排布置的多個齒(38)，或多個由沿方形的側(cè)邊并肩布置的四個齒(37)構(gòu)成的組。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的連接器，其中，所述蓋(6)包括頂折疊部(23)和折回所述頂折疊部下方的底折疊部(24);所述至少一個齒(25)全部在底折疊部(24)內(nèi)被切出，通過齒的切口形成的孔被頂折疊部(23)電磁地阻塞。
23.—種連接器、FPC和PCB的組件，其中——所述FPC (3 )包括信號跡線(29 )的系列、接地層(31)以及至少在所述連接器(I) 中覆蓋所述接地層(31)的與信號跡線(29)相反的一側(cè)的聚合層(33)；——所述連接器安裝在所述PCB (2)上并且包括與所述PCB (2)的接地通路(2a)電連接的屏蔽件(18)；——所述FPC (3)被插進所述連接器(I)中以使得FPC的信號跡線(29)的系列面向連接器信號端子(9、20)的相應(yīng)系列；其特征在于，所述屏蔽件(18)包括至少一個導(dǎo)電的齒(25、36、37、38)，所述齒刺穿所述聚合層(33)并且與所述接地層(31)電連接。
24.—種用于將FPC連接至PCB的方法，所述FPC包括位于一側(cè)上的具有信號跡線(29) 的末端，與所述信號跡線絕緣的接地層(31)，以及位于所述FPC的另一側(cè)上的保護著所述接地層的聚合層(33)，所述方法包括——將FPC的末端定位到連接器上以使得FPC的信號跡線(29)直接地面向連接器(11) 的彈性的信號端子(9-20)的系列，——將FPC的信號跡線(29)擠壓在相應(yīng)的信號端子(9-20)上使得它們電連接，其特征在于，所述方法包括步驟——用導(dǎo)電的齒(25 )將FPC聚合層(33 )刺穿以便將FPC的接地層(31)與PCB的接地通路(2a)電連接。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述擠壓和所述刺穿是同時發(fā)生的。
全文摘要
一種用于柔性印刷電路板(FPC)(3)的連接器(1)，包括連接器殼體(5)，所述連接器殼體包括適于接收FPC(3)的插槽(4)。連接器包括適于電連接至電路基板(2)的接地通路(2a)的屏蔽件(18)，連接器(1)將安裝在所述電路基板上。所述插槽(4)包括對應(yīng)于FPC的導(dǎo)電跡線(29)的信號側(cè)以及與所述信號側(cè)相反的接地側(cè)(26a)。屏蔽件包括至少一個導(dǎo)電齒(25)，導(dǎo)電齒能夠從插槽(4)外部的收回位置移動至突起位置，在突起位置處，所述齒(25)從接地側(cè)(26a)突起至插槽(4)的內(nèi)部。
文檔編號H01R13/648GK103004027SQ201180035249
公開日2013年3月27日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者M·薩菲爾, J·拉扎菲亞里韋洛, N·埃爾默利納, J-F·米歇爾, 古賀正弘 申請人:Fci連接器新加坡有限公司