專(zhuān)利名稱(chēng)：連接印刷電路板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種連接若干印刷電路板的方法，尤其涉及一種連接若干正交排列的印刷電路板的方法。
背景技術(shù)：
各種電子系統(tǒng)，尤其無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)、服務(wù)器及開(kāi)關(guān)，包括有安裝于印刷電路板(比如子板與母板)上的大量部件。連接于子板的母板通常由于固定而被稱(chēng)為背板。將子板可移除地組裝至母板的連接器稱(chēng)為背板連接器。母板與子板通過(guò)電連接器連接以于系統(tǒng)中傳輸信號(hào)及電源。
通常，母板、背板是安裝于服務(wù)器或開(kāi)關(guān)中的印刷電路板，其連接若干背板連接器。每一子板設(shè)有一對(duì)接連接器，其可移除地插入背板連接器。當(dāng)所有子板連接于背板上后，子板通過(guò)背板彼此連接且平行排列。
然而，通過(guò)背板連接子板會(huì)導(dǎo)致信號(hào)互相干涉，因?yàn)樽影迦客ㄟ^(guò)背板連接，當(dāng)信號(hào)傳輸過(guò)背板時(shí)將會(huì)被消弱。一般情況下，經(jīng)過(guò)兩子板的信號(hào)會(huì)至少經(jīng)過(guò)位于第一子板與背板之間的第一對(duì)連接器及位于背板與第二子板之間的第二對(duì)連接器。因此，信號(hào)共需穿過(guò)兩對(duì)對(duì)接連接器，每傳輸一次其都將會(huì)被削弱。
通常，背板與子板之排列呈″TTTT″型(從上面向下看)，背板水平設(shè)置，子板垂直于背板設(shè)置。在一些案例中，背板兩面均設(shè)有電連接器以將子板安裝于其上，這種排列呈″++++″型(從上面向下看)。在這種排列中，排列于母板兩面的子板通過(guò)母板(比如中央板)互相進(jìn)行通信。
很多電連接器被用于達(dá)成該等排列，如美國(guó)專(zhuān)利公告第5,993,259號(hào)所揭示的電連接器，其包括若干結(jié)合于一起的芯片模塊，如其圖4所示，端子由一金屬片沖壓而成，然后埋入絕緣材料內(nèi)以形成芯片。
美國(guó)專(zhuān)利公告第6,083,047號(hào)揭示了一種利用印刷電路板制成高密度連接器的方法，如其圖12所示，導(dǎo)電路徑是形成于印刷電路板的表面且呈鏡像排列。
美國(guó)專(zhuān)利公告第6,267,604號(hào)揭示了一種類(lèi)似結(jié)構(gòu)。
美國(guó)專(zhuān)利公告第5,356,301號(hào)揭示了一對(duì)安裝于母板兩相對(duì)面的背對(duì)背排列且共享端子的插頭連接器，其分別連接安裝于子板上的插座連接器及線(xiàn)纜連接器。
然而，上述所提的連接器全都安裝于背板或中央板上。眾所周知，若沒(méi)有中央板，子板彼此直接連接，干涉就會(huì)大大減弱，信號(hào)的消減亦會(huì)大大降低。但是，沒(méi)有一種電連接器能滿(mǎn)足如此要求。
美國(guó)專(zhuān)利公告第6,540,522號(hào)(下稱(chēng)US′522號(hào)專(zhuān)利)揭示了一種除去中央板的結(jié)構(gòu)，亦即兩子板直接正交連接，如其圖9清楚所示。這是一重大進(jìn)步。
然而，信號(hào)從第一印刷電路板上的第一連接器的一端傳輸至第二印刷電路板的第二連接器仍需一較長(zhǎng)距離，信號(hào)的消減問(wèn)題仍沒(méi)解決。另一方面，上述的連接器安裝于母板及子板的一面或一邊緣。如US′522號(hào)專(zhuān)利的圖9所示，第二組連接器安置于電路板的相反面是不可能的。
一般地，若端子設(shè)有縱長(zhǎng)方向，則對(duì)接連接器的對(duì)接端子或印刷電路板的導(dǎo)電墊片必須與端子的方向相同。在本發(fā)明之前，將電子卡沿正交于電連接器的端子的方向插入卡緣連接器是不可能的。若端子沒(méi)有適當(dāng)?shù)嘏帕校娮涌ǖ牟迦霑?huì)損害電連接器內(nèi)的端子。當(dāng)電子卡插入時(shí)，端子必須退至連接器的對(duì)接面后，當(dāng)電子卡到達(dá)最終位置時(shí)，端子延伸出對(duì)接面。沒(méi)有一種現(xiàn)有連接器能滿(mǎn)足這種要求。
例如，美國(guó)專(zhuān)利公告第6,508,675號(hào)揭示了一種能于兩正交排列的印刷電路板間提供最短電性路徑的結(jié)構(gòu)。如其圖1及圖2所示，若印刷電路板沒(méi)有沿電連接器頂面向底面的方向(垂直方向)插入狹縫，延伸入狹縫的端子的接觸部定會(huì)受到損害。
為將電路板沿不同于從上至下的方向插入狹縫，需另設(shè)一控制端子的裝置，當(dāng)印刷電路板插入時(shí)，端子退至對(duì)接面后，當(dāng)印刷電路板插至其最終位置時(shí)，端子延伸出對(duì)接面。
本發(fā)明的目的即是提供一種用以解決上述問(wèn)題的連接若干印刷電路板的方法。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種連接若干正交排列的印刷電路板并可達(dá)成最短電性路徑的方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種連接正交排列的印刷電路板的方法，其中至少一電連接器安裝于由該兩正交排列的印刷電路板形成的任一象限內(nèi)。
為達(dá)成上述發(fā)明目的，本發(fā)明的電性連接若干水平排列的固定板及若干垂直排列的可動(dòng)板的方法包括如下步驟(1)提供一第一印刷電路板；(2)提供一第二印刷電路板；(3)于第一或第二印刷電路板上設(shè)置一收容狹縫；(4)提供一電連接器靠近該收容狹縫，以電性連接第一印刷電路板及第二印刷電路板。
為達(dá)成上述發(fā)明的其中一目的，本發(fā)明同時(shí)亦提供一種電連接器組合。該電連接器組合包括設(shè)有收容狹縫的第一印刷電路板、通過(guò)其一邊緣收容于收容狹縫而安裝于第一印刷電路板上的第二印刷電路板以及具有電性連接第一及第二印刷電路板的端子的電連接器。
為達(dá)成上述發(fā)明的另一目的，該電連接器是安裝于第二印刷電路板上，其包括互相垂直的對(duì)接面及安裝面。每一電連接器的導(dǎo)電端子包括電性連接第一印刷電路板的第一端及電性連接第二印刷電路板的第二端。與電連接器接合的驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有一基體，該基體設(shè)有若干用以收容導(dǎo)電端子的第二端的孔穴。驅(qū)動(dòng)裝置處于第一位置時(shí)，端子的第一端靠近第二印刷電路板，當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置被驅(qū)動(dòng)移至第二位置時(shí)，端子的第一端遠(yuǎn)離第二印刷電路板。
為達(dá)成上述發(fā)明的另一目的，電性連接兩印刷電路板的電連接器包括具有互相垂直的第一面及第二面的絕緣本體以及若干自第一面延伸至第二面的收容槽。每一導(dǎo)電端子可移動(dòng)地收容于相應(yīng)的收容槽，每一導(dǎo)電端子包括延伸出第一面的第一端及延伸出第二面的第二端。與絕緣本體接合的驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有若干用以收容導(dǎo)電端子的第一端的孔穴，以驅(qū)動(dòng)端子于收容槽內(nèi)移動(dòng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明連接印刷電路板的方法具有如下功效通過(guò)于第一或第二印刷電路板上設(shè)置收容狹縫，以電性連接垂直正交排列的第一、第二印刷電路板的方法，能有效減短印刷電路板之間的信號(hào)傳輸距離，且電連接器可根據(jù)實(shí)際需求安裝于由該兩正交排列的印刷電路板形成的任一象限內(nèi)。

圖1是本發(fā)明中設(shè)有若干收容狹縫的固定板及收容于收容狹縫的可動(dòng)板。
圖2是圖1的組合示意圖。
圖3是圖2的前視圖。
圖4是本發(fā)明的部分立體圖，其中部分被切除以顯示通過(guò)電連接器電性連接的固定板(水平板)與可動(dòng)板(豎直板)。
圖5是圖4的剖視圖。
圖6是驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)前的剖視圖。
圖7是驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)后的剖視圖，其中連接于驅(qū)動(dòng)裝置的端子向下及向外移動(dòng)，如箭頭A、B所示。
圖8是通過(guò)四個(gè)電連接器電性連接的固定板及可動(dòng)板的剖視圖，其中兩個(gè)電連接器與可動(dòng)板分離。
圖9是與圖8相似，其中四個(gè)電連接器位于最終位置。
圖10是顯示端子與驅(qū)動(dòng)裝置的關(guān)系的示意圖。
圖11是端子的第一端連接于驅(qū)動(dòng)裝置的絕緣根部的側(cè)視圖。
圖12是未組裝驅(qū)動(dòng)裝置的電連接器的立體圖。
圖13是排列于可動(dòng)板上的導(dǎo)電墊片及孔穴以及安裝于可動(dòng)板上的兩連接器的立體圖。
圖14是固定板上的收容狹縫及沿收容狹縫排列的導(dǎo)電墊片的立體圖。
圖15是安裝于固定板及可動(dòng)板上的連接器的立體圖。
圖16是通過(guò)電連接器互相連接的固定板及可動(dòng)板的示意圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1、圖2及圖3所示，若干水平板20(即第一印刷電路板)及豎直板30(即第二印刷電路板)彼此相交，以形成若干位于兩者之間的連接點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)203。為方便闡述起見(jiàn)，水平板20稱(chēng)為″固定板″，豎直板30稱(chēng)為″可動(dòng)板″。
請(qǐng)參閱圖4及圖5所示，本發(fā)明中的電連接器1是用以電性連接固定板20與可動(dòng)板30。該電連接器1包括設(shè)有若干收容槽11的絕緣本體10及若干收容于收容槽11內(nèi)且可移動(dòng)的端子12，其中收容槽11位于絕緣本體10的對(duì)接面10a與鄰接于對(duì)接面10a的安裝面10b之間。端子12相對(duì)于絕緣本體10移動(dòng)。需注意，相對(duì)于絕緣本體10移動(dòng)的端子12包括繞某一固定點(diǎn)的樞軸設(shè)計(jì)或設(shè)有可移動(dòng)部分的固定設(shè)計(jì)及其它設(shè)計(jì)，只要端子12能沿固定板20移動(dòng)就行，即本發(fā)明并不僅限于下文所述的實(shí)施方式。
每一端子12包括延伸出對(duì)接面10a的第一端12a及延伸出安裝面10b的第二端12b。收容槽11設(shè)有開(kāi)口端11a、11b，如此，端子12的第一、第二端12a、12b分別能沿對(duì)接面10a、安裝面10b移動(dòng)。端子12由金屬片沖壓而成。于最佳實(shí)施方式中，端子12具有彈性小、剛硬的特性，這種物理特性使得端子12于受到外力作用時(shí)能更易于在收容槽11內(nèi)移動(dòng)。
電連接器1進(jìn)一步包括若干偏移彈性部14。每一偏移彈性部14包括一穩(wěn)定固持于絕緣本體10上的固定縫13內(nèi)的固定端14a、自固定端14a延伸的彈性臂14b及連接于彈性臂14b末端的絕緣部14c。絕緣部14c可以與彈性臂14b一體成型，亦可以先成型后組裝至彈性臂14b。若干偏移彈性部14亦可以全部一體成型。絕緣部14c向端子12的第一端12a提供一偏移作用力。
電連接器1進(jìn)一步提供沿安裝面10b可移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置15。于最佳實(shí)施方式中，該驅(qū)動(dòng)裝置15包括一片狀金屬制成的基體15a及連接于基體15a的絕緣根部15b。該絕緣根部15b設(shè)有若干用以收容端子12的第二端12b的孔穴150。當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置15沿絕緣本體10的安裝面10b向下移動(dòng)時(shí)，端子12的第二端12b亦沿安裝面10b向下移動(dòng)，第一端10a遠(yuǎn)離可動(dòng)板30移動(dòng)。如上所述，偏移彈性部14向端子12提供一驅(qū)動(dòng)力。如此，端子12隨驅(qū)動(dòng)裝置15移動(dòng)時(shí)，第一、第二端12a、12b相對(duì)于固定板20及可動(dòng)板30上對(duì)應(yīng)的墊片21(第一導(dǎo)電墊片)、31(第二導(dǎo)電墊片)滑動(dòng)接觸。
如圖10及圖11清楚所示，端子12的第二端12b連接于驅(qū)動(dòng)裝置15的絕緣根部15b。如此，端子12可隨驅(qū)動(dòng)裝置15移動(dòng)。
電連接器1進(jìn)一步包括安裝于絕緣本體10上的金屬殼體16，其可遮蔽端子12，避免端子12受到電磁干涉的影響。
請(qǐng)參閱第圖12及圖13所示，絕緣本體10設(shè)有一對(duì)突出部100，該突出部100形成于鄰接于絕緣本體10兩相對(duì)面102的安裝面10b上。該對(duì)突出部100于其兩者之間設(shè)有一收容腔104以收容驅(qū)動(dòng)裝置15。絕緣本體10設(shè)有一對(duì)將電連接器1定位于可動(dòng)板30上的定位柱10c及一對(duì)通孔10d，該通孔10d收容一對(duì)鎖扣釘10e以將電連接器1穩(wěn)固鎖扣于可動(dòng)板30上。殼體16連接可動(dòng)板30或固定板20的接地線(xiàn)路接地。
請(qǐng)參閱圖6及圖7所示，其揭示了當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置15被驅(qū)動(dòng)時(shí)端子12于絕緣本體10的收容槽11內(nèi)移動(dòng)的情況。如圖6所示，可動(dòng)板30相交于固定板20。當(dāng)電連接器1穩(wěn)定安裝于可動(dòng)板30上，端子12通常通過(guò)偏移彈性部14作用于其上的驅(qū)動(dòng)力推向可動(dòng)板30的導(dǎo)電墊片31(圖13所示)。此時(shí)，端子12的第二端12b位于收容槽11的最高位置，彈性臂14b大致垂直于固定板20。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置15向下移動(dòng)時(shí)，端子12的第二端12b隨驅(qū)動(dòng)裝置15的絕緣根部15b向下移動(dòng)，如箭頭A所示(即第二方向)，端子12的第一端12a沿固定板20向遠(yuǎn)離可動(dòng)板30的方向移動(dòng)，如箭頭B所示(即第一方向)。彈性臂14b向端子12的第一端12a提供一驅(qū)動(dòng)力以將驅(qū)動(dòng)裝置15定位于收容腔104內(nèi)。端子12的第一、第二端12a、12b分別電性連接于固定板20、可動(dòng)板30的導(dǎo)電墊片21(第14圖所示)、31。如此，固定板20及可動(dòng)板30通過(guò)電連接器1建立電性連接。
如圖7清楚所示，端子12的第一端12a沿固定板20向第一方向移動(dòng)，第二端12b沿可動(dòng)板30向垂直于第一方向的第二方向移動(dòng)。這是一很大的進(jìn)步，解決了長(zhǎng)期需要而未解決的市場(chǎng)要求，通過(guò)本發(fā)明的電連接器可徹底解決該問(wèn)題。
請(qǐng)參閱圖13所示，可動(dòng)板30設(shè)有一對(duì)用以收容電連接器1的定位柱10c的定位孔32及收容一對(duì)鎖扣釘10e以將電連接器1安裝于可動(dòng)板30的一對(duì)安裝孔33。導(dǎo)電墊片31排列于可動(dòng)板30的兩相對(duì)面上，且位于兩安裝孔之間。為便于描述，將導(dǎo)電墊片31、定位孔32及安裝孔33統(tǒng)稱(chēng)為″線(xiàn)路″。
請(qǐng)結(jié)合第圖13參閱圖8及圖9所示，″線(xiàn)路″以下述方式排列兩電連接器1大致以鏡像方式安裝于可動(dòng)板30一側(cè)，該兩連接器1彼此間隔，留有收容空間18以收容固定板20。
請(qǐng)結(jié)合圖4參閱14圖所示，固定板20設(shè)有自其前邊緣20a延伸的收容狹縫22，其可收容可動(dòng)板30的前邊緣30a(如圖1及圖13所示)以將固定板20輕易地收容于收容空間18內(nèi)，如此，可動(dòng)板30及固定板20通過(guò)電連接器1建立電性連接。導(dǎo)電墊片21沿收容狹縫22排列。如圖9所示，當(dāng)可動(dòng)板30與固定板20彼此相交時(shí)，可用四個(gè)電連接器1來(lái)連接可動(dòng)板30及固定板20，這使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)者有很大的選擇余地，其可選擇合適的數(shù)目以提高電性效果。
從數(shù)學(xué)角度來(lái)看，可動(dòng)板30與固定板20可定義出四個(gè)象限。于最佳實(shí)施方式中，四個(gè)電連接器1分布于相應(yīng)的一個(gè)象限內(nèi)。可按實(shí)際需要而選擇電連接器1的數(shù)目，比如可僅選擇兩個(gè)分別位于第一、第二象限或第一、第三象限或第一、第四象限內(nèi)的電連接器1提供給可動(dòng)板30，這使得可動(dòng)板30及固定板20之間的互相連接的選擇具有很大彈性。若把由固定板20形成的平面稱(chēng)為第一平面，則可動(dòng)板30形成第二平面，端子形成第三平面，該三平面形成直角三角形，第三平面為斜邊。
根據(jù)以上揭示，一種電性連接水平設(shè)置的固定板20與垂直設(shè)置的可動(dòng)板30的方法包括如下步驟(1)提供設(shè)有導(dǎo)電墊片21的固定板20；(2)提供設(shè)有導(dǎo)電墊片31的可動(dòng)板30；(3)于固定板或可動(dòng)板上設(shè)置一收容狹縫；(4)提供一電連接器靠近該收容狹縫以電性連接第一印刷電路板及第二印刷電路板。
請(qǐng)參閱圖15及圖16所示，于本實(shí)施方式中，每一象限提供一電連接器1。惟，并不是每一象限必須安裝一個(gè)電連接器1，這取決于實(shí)際工作的需要。如此，設(shè)計(jì)者可自由排列可動(dòng)板30及固定板20之間的電性連接。
本發(fā)明電連接器1可按多種方法制成。于本實(shí)施方式中，首先于電連接器1的絕緣本體10上形成收容槽11，然后端子12插入收容槽11內(nèi)，偏移彈性部14安裝至絕緣本體10上，最后殼體16安裝于絕緣本體10上且部分包圍絕緣本體10。
需注意，如美國(guó)專(zhuān)利公告第6,508,675號(hào)已揭示的結(jié)構(gòu)，本電連接器1可以由若干端子模塊構(gòu)成。每一端子模塊設(shè)有收容端子12的收容槽11，偏移彈性部14亦安裝于端子模塊上。最后，所有端子模塊安裝于一起。
最好通過(guò)端子模塊排列將電連接器1配置起來(lái)，另一方面，兩端子12可以收容于其中一收容槽11以提供一差分對(duì)端子。于本實(shí)施方式中，端子12可為一導(dǎo)線(xiàn)，比如由絕緣皮包覆的金制芯線(xiàn)。
需注意的是，若收容狹縫有必要設(shè)于可動(dòng)板30上，電連接器1可以被排列于固定板20上，比如母板。本發(fā)明可提供設(shè)計(jì)者按其要求選擇固定板20與可動(dòng)板30之間的電性連接。
需注意的是，無(wú)論收容狹縫位于其中一塊印刷電路板上，還是位于兩塊印刷電路板上，其均用以連接固定板20及可動(dòng)板30。可選擇在固定板20上設(shè)有具有導(dǎo)電墊片的凸部，通過(guò)電連接器1與可動(dòng)板30電性連接。因此，本發(fā)明可以有多種實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.一種電性連接兩塊印刷電路板的方法，其包括如下步驟提供一第一印刷電路板，提供一第二印刷電路板，提供至少一電連接器，其特征在于于第一或第二印刷電路板上設(shè)置一收容狹縫，以使第一及第二印刷電路板可彼此垂直正交；電連接器靠近該收容狹縫以電性連接第一及第二印刷電路板。
2.如權(quán)利要求1所述的電性連接兩塊印刷電路板的方法，其特征在于第一及第二印刷電路板形成四個(gè)象限。
3.如權(quán)利要求2所述的電性連接兩塊印刷電路板的方法，其特征在于至少一電連接器包括設(shè)置于第一象限的第一連接器及設(shè)置于第四象限的第二連接器。
4.如權(quán)利要求3所述的電性連接兩塊印刷電路板的方法，其特征在于第一及第二連接器安裝于第二印刷電路板上。
5.如權(quán)利要求4所述的電性連接兩塊印刷電路板的方法，其特征在于第一及第二連接器各包括導(dǎo)電端子及驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置可驅(qū)動(dòng)端子滑動(dòng)接觸第一及第二印刷電路板。
6.一種電性連接若干印刷電路板的方法，其包括如下步驟提供若干第一印刷電路板，提供若干第二印刷電路板，提供若干電連接器，其特征在于于第一或第二印刷電路板上設(shè)置收容狹縫，以使第一及第二印刷電路板可彼此垂直正交，每?jī)蓚€(gè)垂直正交設(shè)置之印刷電路板形成四個(gè)象限；至少一電連接器設(shè)置于每?jī)蓚€(gè)垂直正交設(shè)置的印刷電路板形成的一個(gè)象限內(nèi)，以電性連接第一及第二印刷電路板。
7.如權(quán)利要求6所述的電性連接若干印刷電路板的方法，其特征在于收容狹縫是設(shè)于第一印刷電路板上。
8.如權(quán)利要求7所述的電性連接若干印刷電路板的方法，其特征在于由每?jī)蓚€(gè)垂直正交設(shè)置的印刷電路板形成的第一及第二象限內(nèi)安裝有電連接器，該等電連接器安裝于第二印刷電路板上并相對(duì)于第二印刷電路板呈鏡像排列。
9.如權(quán)利要求8所述的電性連接若干印刷電路板的方法，其特征在于由每?jī)蓚€(gè)垂直正交設(shè)置的印刷電路板形成的第三及第四象限內(nèi)安裝有電連接器，該等電連接器安裝于第二印刷電路板上并相對(duì)于第二印刷電路板呈鏡像排列。
10.如權(quán)利要求9所述的電性連接若干印刷電路板的方法，其特征在于分別設(shè)置于第一及第四象限內(nèi)的電連接器是相對(duì)于第一印刷電路板呈鏡像排列。
全文摘要
本發(fā)明是提供一種電性連接兩塊印刷電路板的方法，其包括如下步驟提供一第一印刷電路板(20)；提供一第二印刷電路板(30)；在第一印刷電路板或第二印刷電路板上設(shè)置一收容狹縫(22)，以使該兩塊印刷電路板可彼此垂直正交；提供至少一電連接器(1)靠近該收容狹縫，以電性連接第一印刷電路板及第二印刷電路板。
文檔編號(hào)H05K3/00GK1661860SQ20041009279
公開(kāi)日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月24日
發(fā)明者約瑟夫·R·考桑斯蓋, 盧松青 申請(qǐng)人:富士康(昆山)電腦接插件有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司