CN100372445C - 印刷电路板及具有该印刷电路板的成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种印刷电路板及具有该印刷电路板的成像装置。该印刷电路板包括防止不良接触且降低制造成本的接触端子。该印刷电路板包括控制和处理电子设备的操作的电路部件、以及通过一组小面积端子形成的用于电连接外部装置的大面积接触端子。小面积端子可形成为各种类型，分别具有规则的尺寸和形状，且隔开一预定间隔。因此，由于多个小面积端子构成预定尺寸的单元接触端子，所以防止了由焊接导致的大面积接触端子表面的不均匀性。因此，与外部端子的接触质量提高。此外，制造成本降低，且制造工艺简化。

Description

印刷电路板及具有该印刷电路板的成像装置

技术领域

本发明涉及一种包括预定电路的印刷电路板(PCB)，具有与该电路电连接的接触端子，且该印刷电路板安装在一成像装置内。更具体地，本发明涉及一种具有大于预定尺寸的接触端子的印刷电路板，包括一组小面积端子，其传导电信号。

背景技术

通常，电子设备包括电子设备中的印刷电路板(PCB)，该电路板上安装有电路以用于控制和处理电子设备的运行。在PCB上安装有电路元件，和电连接PCB外部电路的接触端子。

例如，诸如打印机、复印机和多功能办公设备的成像装置包括如上所述的PCB、以及诸如显影单元和光敏鼓单元的消耗单元。消耗单元包括消耗单元端子，其可以允许与消耗单元中的电路的信号交换。当消耗单元安装在成像装置内时，自PCB的大面积接触端子向消耗单元电源端子供给电源。电源通过成像装置主体内的活动插头接点供给该消耗品。通常，活动插头接点通过允许信号通信的弹簧连接至PCB的接触端子。通过弹簧的弹力，消耗单元电源端子和活动插头之间的接触使PCB向消耗单元供电。因此，PCB的接触端子必须具有足用于接触弹簧的表面积，且通常对接触端子采用约7mm至12mm宽的方形端子。以下，为了便于说明，把PCB的上述面积的接触端子称为大面积接触端子。

提供给传统PCB的大面积接触端子可以用两种方法制造。一种方法是焊接单独的板形金属端子，另一种是采用突出施加在板上的焊料。板形金属端子用于大面积接触端子，接触效率较高，但是制造成本增加。相反，将焊料用于接触端子，制造成本较低。

图1A和1B示出了具有用焊料形成的大面积接触端子21的PCB20、以及PCB20的接触点。如图1A和1B所示，通过将焊料施加到印刷电路板20背面上与印刷电路板20上安装的电路元件27相应的预定面积端子上，制成大面积接触端子21。

但是，因为大面积接触端子21过宽，且焊料是以液体的形式输入的，所以使用焊料难以形成如上的具有均匀厚度的大面积接触端子21。因此，大面积接触端子21的表面变得不均匀。作为参考，形成约2mm焊料图形宽度的常规焊接工艺通常保证了焊料的均匀厚度。因此，在大面积接触端子21和外部接触端子30之间出现不良接触，因为大面积接触端子21的面积大于2mm且导致焊料不均匀。

焊料不均匀的其他传统解决方案包括在PCB20上形成图案，而无需焊接，或者利用条带掩模焊接图案。但是，在前者情况下，图案容易被腐蚀。在后者情况下，当条带去除时，会形成焊料残余。这导致大面积接触端子21和外部端子30之间的不稳定接触。另外，制造工艺复杂且成本高。

发明内容

提出本发明以克服现有技术的上述问题。因此，本发明的一个方面是提供一种印刷电路板(PCB)和采用该PCB的成像装置，该PCB具有防止与外部端子产生不良接触的接触端子。

为了实现本发明的上述方面，该PCB包括：PCB主体；设置在PCB主体的一表面上连接传导元件的第一面积；以及设置在该第一面积中与该传导元件接触的第二面积。该第二面积由导电材料形成。由非导电材料形成的第三面积设置在该第一面积内。最后，多个第四面积按组布置在该第二面积内，其中，每个面积是小尺寸端子单元。该多个第四面积中的每一个在该PCB主体内电连接，其中该第三面积布置在各第四面积之间。该多个第四面积中的每一个在其间分别具有规则的间隔，且通过焊接形成。

该第一面积包括被该多个第四面积覆盖的面积。为了更好地想像第一面积，其包括通过连接该多个第四面积中的最外部单元的第四面积形成的假想封闭线内的面积。

第一面积优选地具有约7～12mm的直径，且每个第四面积优选地具有低于2mm的直径。第四面积优选地还包括第一面积外周上的伪部件，其优选地位于焊料路径的大致末端。

该伪部件可以通过将焊料施加在第四面积的外周来形成，而不考虑其信号交换能力。

在一优选实施例中，PCB主体的背面被焊接从而固定电路元件，且第四面积形成在PCB主体的背面上，使得形成第四面积和固定电路元件的焊接工序可共同进行。

在一优选实施例中，该多个第四面积形成圆形图案或倾斜图案。第四面积的尺寸和其间的间隔相应于第一面积和外部导电元件的接触表面的大小来确定。

第一面积优选地等于第二和第三面积之和，且第二面积优选地等于该多个第四面积之和。

优选地，PCB在表面上包括多个第一面积。

第一排包括该多个第一面积中与第一消耗品单元(consumables unit)相应的至少两个。

优选地，第一排包括该多个第一面积中的三个，且第二排包括该多个第一面积中与第二消耗品单元相应的至少两个。

第三排包括该多个第一面积中与第三消耗品单元相应的至少两个。

根据本发明一实施例的成像装置包括一成像装置主体和可拆装地安装在该成像装置主体内的至少一个消耗品单元。消耗品信号端子安装在该消耗品单元内。一框架安装在该成像装置主体内，从而引导该消耗品单元的插入和分离。印刷电路板(PCB)设置在该框架内，其表面上具有至少一个接触端子。活动插头可移动地安装在该框架内，当该消耗品单元在被连接时，该活动插头接触该消耗品信号端子。安装在该成像装置主体内的弹簧接触该接触端子，且将该活动插头向该消耗品单元弹性地挤压。当该消耗品单元安装在该成像装置内时，通过消耗品单元的信号端子、活动插头、弹簧和接触端子，信号传输至PCB。该印刷电路板的每个接触端子由一组隔开一预定间隔的小面积端子形成。该信号表明消耗品单元安装在该成像装置内了。

在一优选实施例中，该消耗品单元的安装方向垂直于该活动插头的移动方向。

一导轨形成在该消耗品单元的至少一侧面附近，且该消耗品信号端子设置在该导轨上。一导面(guide face)优选地形成在该导轨的前部，以在分离该消耗品单元时，在该消耗品单元的安装方向上引导该活动插头。

另一方面，当该消耗品单元从成像装置主体上分离和安装在其中时，弹簧与接触端子接触。

优选地，弹簧在消耗品单元被安装时被进一步压缩。活动插头的移动范围相当于消耗品单元安装时和分离时弹簧的长度差。

至少一个消耗品信号端子是传输与消耗品单元的种类和该消耗品单元是用过的还是新的有关的信息的信号端子。

该至少一个消耗品信号端子可以包括两个信号端子和一个接地端子。

该成像装置主体包括多个消耗品单元，且该PCB包括多个接触端子单元，该多个接触端子单元包括与该多个消耗品单元中的每一个相应的至少一个接触端子。

该消耗品单元优选地是包括用于图像打印的色粉的显影单元。

根据本发明的另一方面，成像装置包括成像装置主体和安装在该成像装置主体内的印刷电路板(PCB)。该PCB在其表面上优选地具有至少一个接触端子。消耗品单元优选地安装在成像装置主体内，其中至少一个活动插头安装在该消耗品单元内。弹簧优选地安装在该消耗品单元内，从而将活动插头向该接触端子弹性地挤压。信号传输至该PCB，告知该成像装置安装了该消耗品单元。该信号经由弹簧、活动插头和接触端子传导。PCB的每个触点包括隔开一预定间隔的一组小面积端子。

附图说明

参照以下说明、所附权利要求和附图，本发明的这些和其它特征、方面和优点将被更好理解，其中：

图1A示出了具有通过焊接形成的常规传统大面积接触端子的PCB的接触点状态；

图1B是透视图，示意性示出具有图1A的大面积接触端子的常规传统PCB；

图2A至2D是平面图，示出根据本发明优选实施例的由一组小面积接触端子形成的示例性大面积接触端子；

图3是根据本发明一实施例的具有示例性PCB的示例性成像装置的视图，该PCB上安装有大面积接触端子；

图4是根据本发明一实施例的图3的示例性PCB的详细视图；

图5是根据本发明一实施例的图3的端子单元的示例性接触点状态的视图；

图6是根据本发明一实施例的图3的示例性显影单元的透视图；以及

图7是根据本发明一实施例的安装示例性显影单元的示例性成像装置的视图。

具体实施方式

以下，将参照附图详细说明本发明的实施例。

图2A至2D示出根据本发明一实施例的示例性大面积接触端子，其由一组小面积接触端子形成。

根据本发明一实施例的大面积接触端子151形成在PCB150表面上的预定端子区域内(见图5)，优选地与PCB150上的至少一个信号线电连接。大面积接触端子151包括一组小面积端子151a。该组小面积端子151a在PCB150上彼此电连接，且通过在PCB150上固定电路元件153(见图5)的焊接工序中施加到PCB150上的焊料形成。在此情形中，每个小面积端子151a优选地具有约1.2mm的直径R，如图2A至2D所示，因此，焊料可以以规则的厚度施加。

参见图2A，大面积接触端子151构造成使得多个预定的近似尺寸的圆形小面积端子151a在预定端子区域内排列成彼此距离预定间隔。每个小面积端子151a具有约1.2mm的直径R，且彼此间具有约0.4mm的间隔D1。

小面积端子151a通过把焊料施加到铜敷层图形上制备，该铜敷层图形为在PCB150的背面上提供预定的端子区域。此焊接工序可以在焊接PCB150的背面以将电路元件153(见图5)固定到PCB150上时共同进行。上述小面积端子151a构成大面积接触端子151。这确保一个大面积接触端子151中的多个小面积端子151a电连接。也就是说，小面积端子151a之间的电阻优选为零。

如上所述，当PCB150的背面被焊接以固定电路元件153和形成小面积端子151a时，沿焊料输入方向C在小面积端子151a的末端形成伪部件(dummy part)A。伪部件A补偿了焊接过程中可能发生的焊料厚度的非均匀性。伪部件A可以位于当活动插头弹簧131b(见图5)接触大面积接触端子151时不接触活动插头弹簧131b的位置。此外，伪部件A可以不与小面积端子151a电连接。

如图2A所示，大面积接触端子151通过沿预定排列以规则高度施加焊料，形成特定尺寸和形状的多个小面积端子151a来形成。因此，可以防止活动插头弹簧131b和大面积接触端子151之间的不良接触。此外，由于小面积端子151a是电连接的，所以活动插头弹簧131b和大面积接触端子151也同样电连接。

图2B示出了根据本发明的大面积接触端子的另一实施例，其显示了与例如活动插头弹簧131b的外部端子的圆形横截面交叠的大面积接触端子151。

参见图2B，大面积接触端子151的端子区域包括按组分布的预定的近似尺寸和形状的多个小面积端子151a。优选的是，小面积端子151a紧密地形成在外部端子接触的圆形接触区B内，而不是圆形接触区B之外的区域。

如图所示，接触区B内用于与外部端子接触的小面积端子151a优选地具有约1.2mm的直径R和彼此间约0.25mm的间隔D2。如前面实施例中那样，也可以形成伪部件(未示出)。虽然小面积端子被示作圆形的，但是可以使用任何形状，只要其具有适当的传导面积。

参见图2C，本实施例的大面积接触端子151具有圆形端子区域。在大面积接触端子151的区域中，多个小面积端子151a和151b排列成小面积端子151b在中央。小面积端子151a可以以规则间隔围绕小面积端子151b的圆周排列。小面积端子优选地大于小面积端子151a。

参见图2D，在大面积接触端子151的端子区域中，多个小面积端子151a倾斜地排列，具有规则宽度。

如上所述，聚集在预定区域内形成大面积接触端子151的小面积端子151a有各种形状和尺寸。因此，大面积接触端子151可以由各种形状和尺寸的小面积端子151a形成。

根据以上所述，预定区域和多个小面积端子151a可以具有更多特征。大面积接触端子151内的端子区域的第一面积总是大于第二面积和第三面积。此处，第二面积优选地是小面积端子151a的面积，第三面积优选地是各小面积端子151a的面积之和。优选地，第一面积是第三面积和第四面积之和。第四面积是设置在小面积端子151a之间的绝缘体的面积。

由于根据本发明实施例的以上构造的大面积接触端子151需要比传统大面积接触端子21(见图1A)少的焊料，所以制造成本可以大大降低。此外，大面积接触端子151可以在固定电路元件153的焊接工序过程中共同形成。因此，制造工艺简化。

以下，将说明具有该PCB的电子设备的示例，其采用了根据本发明优选实施例的大面积接触端子。该电子设备的示例可以是成像装置，例如打印机、复印机、或多功能办公设备，现在将对其进行说明。

图3是具有该PCB的成像装置的视图，其中大面积端子根据本发明的实施例安装。在此实施例中，作为成像装置，包括用于多色打印的多个显影单元的彩色打印机将得以描述。

参见图3，彩色打印机包括打印机主体100、感光鼓110、多个显影单元210、安装部分框架130和PCB150。该多个显影单元210装盛色粉，其是一种消耗品。安装部分130用于安装该多个显影单元210，该显影单元可以在箭头X的方向上取下。借助PCB150的成像装置检查该多个显影单元210是否安装在安装部分框架130中。以上显影单元210和PCB150的接触点状态更详细地示于图4和5中，且现在得以说明。

图4示出了设置有该多个大面积接触端子151的PCB150的背面。根据图2所示的实施例成形的多个小面积端子151a排列形成一大面积接触端子151。参见图4，PCB150包括与各显影单元210相应的端子单元155至158，且端子单元155至158中的每一个具有多个由一组小面积端子151a形成的大面积接触端子151。图4的最上排端子单元155对应黑色显影单元，且具有与黑色显影单元的显影装置端子211a对应的大面积接触端子151，该黑色显影单元是图3中的最上部显影单元。第二上排端子单元155对应于青色显影单元，且具有与青色显影单元的显影装置端子211a对应的大面积接触端子151，该青色显影单元是图3中的第二上部显影单元。此处示出了PCB150的各端子单元157、158，对应于黄色显影单元和绛红色显影单元。

本实施例中的端子单元155至158分别包括三个大面积接触端子151。这是因为各显影单元210包括用于辨别新显影装置的一个熔丝电阻(fuseresistance)、用于辨别该显影装置的类别的一个分类电阻(sorting resistance)、以及用于接地各电阻的一电路，且电阻的每个接地包括彼此连接的电路结构。这在韩国专利申请第2003-43998号(相应于美国专利公告第2004-0013447号)中详细公开，该专利申请由本申请的受让人提交，且在此处通过对其全文引用来并入该申请。因此，此处将略去对其详细结构和操作的说明。

以上，仅描述了PCB具有四个端子单元155至158，且端子单元155至158中的每个均具有三个大面积接触端子151的实施例。但是，端子单元155至158、以及大面积接触端子151的数量和形状是可变的。因此，本发明的端子单元155至158和大面积接触端子151的数量和形状不受以上实施例的限制。

一个大面积接触端子151形成具有多个小面积端子151a的预定区域，但是注意，一个大面积接触端子151用于传输一个信号。即，构成一个大面积接触端子151的多个小面积端子151a彼此电连接，从而传输一个电信号。另外，在PCB151表面上，小面积端子151a还被填充在各小面积端子151a之间的绝缘体连接。此外，一个大面积接触端子151可以用于电源端子、接地端子和信号端子中的任何一种。此外，根据本发明，多个电路板端子安装在一个电路板内，相应于多个显影装置端子。

图5示出以上显影单元和PCB的接触点状态，图6示出根据本实施例的显影单元的外形。

参见图5和6，此实施例中的显影单元210包括导轨213、导面(guideface)213a和显影单元端子211a。导轨213便于将各显影单元210安装到成像装置主体100的安装部分框架130上，且自显影单元210的侧面突出。显影单元211的该侧面安装了三个显影单元端子211a。导面213a倾斜地安装在导轨213的前部和后部上，并在安装显影单元210时在显影单元210的安装方向的横向上引导主体活动插头(main body moving pin)131a。以下将说明主体活动插头131a。

成像装置主体100具有安装部分框架130，该安装部分框架130具有突出并贯穿之的主体活动插头131a。通过主体活动插头弹簧131b，主体活动插头131a连接至PCB150的大面积接触端子151，且向显影单元210弹性挤压。主体活动插头131a和主体活动插头弹簧131b均由导电材料制成，例如金属，从而使得在连接至显影装置端子211a时能供电、接地和信号传输。

图7显示了根据本发明第五实施例的安装在显影装置内的主体活动插头和主体活动插头弹簧。

参见图5，此实施例的成像装置包括安装在显影单元210中的消耗品活动插头(consumables moving pin)211a′，且显影单元活动插头弹簧211b′将消耗品活动插头211a′向PCB150′的大面积接触端子151′弹性挤压。图7示出消耗品活动插头211a′直接接触PCB150′的大面积接触端子151′的状态。作为选择地，单独的导电元件可以设置在消耗品活动插头211a′和大面积接触端子151′之间。

如上，各个大面积接触端子151和151′通过一组小面积端子151a和151a′形成在诸如成像装置的电子设备的主体内的PCB150内。另外，由于小面积端子151a和151a′在PCB150和150′的焊接工序中通过以预定高度施加的焊料形成，所以接触端子的表面可以比传统的平得多。因此，外部端子和大面积接触端子之间的接触效率提高。此外，因为在产品质量提高的同时制造工艺简化，所以焊料的消耗和制造成本可以降低。

另外，根据本发明的PCB150和150′在一个显影装置内安装了与多个显影单元210和210′相应的大量大面积接触端子151和151′，从而实现了更简单、更紧凑且更廉价的成像装置。

根据本发明，介绍了一实施例，其中显影单元的安装方向X垂直于显影装置的检测端子(此处，为主体活动插头131a)的移动方向Y。但是，本发明的范围包括显影装置的显影单元安装方向和移动方向相同的情形。

此外，虽然将彩色打印机当作了成像装置的示例，但是本发明可以用于打印机、复印机和多功能办公设备，甚至不管是单色打印机还是多色打印机。

根据本发明，由于PCB150′具有用于处理一个信号的由多个小面积端子151a和151a′构成的端子，所以接触效率提高。

因此，解决了不良接触的问题。此外，通过一次焊接多个小面积端子，制造成本降低，且制造工艺简化。

虽然本发明已经参照其特定优选实施例进行了显示和说明，但是本领域技术人员应当知晓，在不脱离所附权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下，可对其做各种形式和细节上的改变。

Claims (30)

1.一种印刷电路板，包括：

印刷电路板主体；

设置在该印刷电路板主体的一表面上且连接传导元件的第一面积；

设置在该第一面积中与该传导元件接触的第二面积，该第二面积由导电材料形成；

设置在该第一面积内的第三面积，该第三面积由非导电材料形成；以及

按组排列在该第二面积内的多个第四面积，其中每个第四面积是在该印刷电路板主体内电连接的小尺寸端子单元，其在受到一导电体弹性挤压时可与该导电体形成电连接，

其中，该第三面积排列在各第四面积之间。

2.根据权利要求1的印刷电路板，其中，该第一面积是通过连接该多个第四面积中的最外部单元的第四面积形成的假想封闭线内的面积。

3.根据权利要求1的印刷电路板，其中，该多个第四面积在其之间分别具有规则的间隔。

4.根据权利要求1的印刷电路板，其中，该多个第四面积通过按预定图案焊接来形成。

5.根据权利要求4的印刷电路板，其中，每个第四面积具有0.5～2mm范围内的直径。

6.根据权利要求4的印刷电路板，还包括该第一面积外周上的伪部件，其对应于沿焊料输入方向的该第四面积的下游。

7.根据权利要求6的印刷电路板，其中，该伪部件通过将焊料施加在该第四面积的外周来形成，而不考虑该第四面积的信号交换。

8.根据权利要求4的印刷电路板，其中，该印刷电路板主体的背面被焊接从而固定电路元件，且该第四面积形成在该印刷电路板主体的该背面上，使得用于形成该第四面积和固定该电路元件的焊接工序共同进行。

9.根据权利要求1的印刷电路板，其中，该多个第四面积形成圆形图案或倾斜图案。

10.根据权利要求1的印刷电路板，其中，该第四面积的尺寸和其之间的间隔相应于该第一面积和该外部导电元件的接触表面的大小来确定。

11.根据权利要求1的印刷电路板，其中，该第一面积等于该第二和第三面积之和，且该第二面积等于该多个第四面积之和。

12.根据权利要求1的印刷电路板，其中，该印刷电路板主体包括多个该第一面积。

13.根据权利要求12的印刷电路板，包括由该第一面积中与第一消耗品单元相应的至少两个构成的第一排。

14.根据权利要求13的印刷电路板，其中，该第一排包括三个该第一面积。

15.根据权利要求12的印刷电路板，包括由该第一面积中与第二消耗品单元相应的至少两个构成的第二排。

16.根据权利要求12的印刷电路板，包括由该第一面积中与第三消耗品单元相应的至少两个构成的第三排。

17.一种成像装置，包括：

一成像装置主体；

可拆装地安装在该成像装置主体内的至少一个消耗品单元；

一消耗品信号端子，安装在该消耗品单元内；

一框架，安装在该成像装置主体内，引导该消耗品单元的插入和分离；

一印刷电路板，设置在该框架内，其表面上具有至少一个接触端子；

一活动插头，可移动地安装在该框架内，且当该消耗品单元被连接时，接触该消耗品信号端子；以及

一弹簧，其安装在该成像装置主体内，以致于接触该接触端子，且将该活动插头向该消耗品单元弹性地挤压，

其中，通知该成像装置上安装有该消耗品单元的信号通过该消耗品单元的该信号端子、该活动插头、该弹簧和该接触端子传输至该印刷电路板，

其中，该印刷电路板的每个接触端子由一组隔开一预定间隔的小面积端子形成。

18.根据权利要求17的成像装置，其中，该小面积端子由焊料形成。

19.根据权利要求18的成像装置，其中，各个小面积端子具有小于2mm的直径。

20.根据权利要求18的成像装置，其中，该小面积端子还包括沿焊料输入方向位于其下游的伪部件。

21.根据权利要求20的成像装置，其中，该伪部件通过将焊料施加在该接触端子的外周而形成，而不考虑该小面积端子的信号交换。

22.根据权利要求17的成像装置，其中，该成像装置主体包括多个该消耗品单元，且

该印刷电路板包括多个接触端子单元，该多个接触端子单元包括与该消耗品单元相应的至少一个接触端子。

23.根据权利要求22的成像装置，其中，该消耗品单元是容放用于图像打印的色粉的显影单元。

24.根据权利要求17的成像装置，其中，该消耗品单元的安装方向垂直于该活动插头。

25.根据权利要求17的成像装置，其中，一导轨设置在该消耗品单元的一侧面，且该消耗品信号端子设置在该导轨上。

26.根据权利要求25的成像装置，其中，一导面设置在该导轨的前部，以在分离该消耗品单元时，在该消耗品单元的安装方向上引导该活动插头。

27.根据权利要求17的成像装置，其中，至少一个消耗品信号端子是具有与信号种类和该消耗品单元是用过的还是新的有关的信息的信号端子。

28.根据权利要求17的成像装置，其中，该至少一个消耗品信号端子包括两个信号端子和一个接地端子。

29.根据权利要求17的成像装置，其中，各个接触端子大致具有约7～12mm范围内的直径。

30.一种成像装置，包括：

一成像装置主体；

一印刷电路板，安装在该成像装置主体内，且在其表面上具有至少一个接触端子；

一消耗品单元，安装在该成像装置主体内；

至少一个活动插头，安装在该消耗品单元内；以及

一弹簧，安装在该消耗品单元内，从而将该活动插头向该接触端子弹性地挤压，

其中，通知该成像装置上安装有该消耗品单元的信号通过该弹簧、该活动插头和该接触端子传输至该印刷电路板，且

该印刷电路板的每个接触端子由隔开一预定间隔的一组小面积端子构成。

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