CN103004027A

CN103004027A - Fpc屏蔽连接器

Info

Publication number: CN103004027A
Application number: CN2011800352490A
Authority: CN
Inventors: M·萨菲尔; J·拉扎菲亚里韦洛; N·埃尔默利纳; J-F·米歇尔; 古贺正弘
Original assignee: FCI Connectors Singapore Pte Ltd
Current assignee: Amphenol FCI Connectors Singapore Pte Ltd
Priority date: 2010-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2013-03-27
Also published as: WO2012010964A1; US20140051291A1

Abstract

一种用于柔性印刷电路板（FPC）（3）的连接器（1），包括连接器壳体（5），所述连接器壳体包括适于接收FPC（3）的插槽（4）。连接器包括适于电连接至电路基板（2）的接地通路（2a）的屏蔽件（18），连接器（1）将安装在所述电路基板上。所述插槽（4）包括对应于FPC的导电迹线（29）的信号侧以及与所述信号侧相反的接地侧（26a）。屏蔽件包括至少一个导电齿（25），导电齿能够从插槽（4）外部的收回位置移动至突起位置，在突起位置处，所述齿（25）从接地侧（26a）突起至插槽（4）的内部。

Description

FPC屏蔽连接器

技术领域

本发明涉及用于将柔性印刷电路板（FPC）或扁平线缆与诸如印刷电路板（PCB）的电路基板相连的电连接器。

背景技术

FPC和PCB两者都包括大量嵌入至其材料内部的导电（信号）迹线。FPC与PCB之间的电连接器提供了FPC的每个导电（信号）迹线与PCB相应的导电（信号）迹线之间的电通路。

由于现今信号频率的增加，所以存在更大可能性的是，呈反射、串扰以及电磁辐射形式的电噪声在连接器环境中产生。这解释了为什么保护这种信号免于电磁干扰（称作EMI）以便防止外界影响信号传递是重要的。因此围绕连接器设置EMI屏蔽结构以便隔离信号传递与外部电磁场。连接器EMI屏蔽结构被电连接至PCB的接地层以及FPC的接地层以便提供这种EMI保护的连续性。此外，因为柔性印刷电路板是薄的塑料片，所以可能令人感兴趣的是，减小施加到柔性印刷电路板上的力以便将其插入进连接器中。

申请WO2008/050184公开了用于柔性连接构件的连接器。带有电气端子的壳体安装在PCB上。可移动的致动器对柔性构件上施加力以确保信号迹线组与连接器的相应接触元件之间的物理接触。因此，这样的连接器为柔性构件提供了零插入力。然而，可令人感兴趣的是改进围绕连接器的EMI屏蔽保护。

美国专利6,863,559公开了用于被屏蔽的柔性印刷电路板（FPC）的电连接器。所述连接器包括安装在连接器壳体上的屏蔽结构。FPC被引入壳体中，而迹线被定向朝向顶部。连接器屏蔽件包括一些接地片，所述接地片与柔性印刷电路板的相应的接地片配合。这样的连接器仅与具有不被保护的接地片的FPC、或在FPC插入连接器内部之前预先剥离接地金属层的保护结构的FPC兼容。

本发明提供了用于柔性印刷电路板（FPC）的连接器，所述柔性印刷电路板具有保护性绝缘层覆盖的接地层，所述连接器易于使用，同时表现出信号完整性的性能。

本发明的目的在于提供连接器，所述连接器既具有EMI屏蔽结构又为被屏蔽的柔性印刷电路板提供零插入力。

发明内容

根据一实施方式，本发明提供了根据权利要求1的用于柔性印刷电路板（FPC）的连接器。

由于收回位置，处在这样位置中的可移动的齿不阻止FPC进入插槽。因此，FPC的插入需要零插入力。导电的齿的突起位置迫使导电齿与FPC相互作用。这种相互作用通过仅挤压可接触的接地片或层、或者通过在接触FPC的接地层之前刺穿保护层而允许电接触。

因此，通过设置具有导电齿的屏蔽件以达到同FPC接地层接触，在将FPC组装至连接器之前不再必须剥离保护层。根据本发明的连接器关于将被连接的FPC更加灵活。

在一些其他实施方式中，同样可使用从属权利要求中限定的一个或多个特征。

附图说明

从接下来作为非限制性实施例提供的一些实施方式和附图的说明中将能容易地体现本发明的其他特征和优点。

图1为第一实施方式的立体图，

图2为第一实施方式不带有盖的立体图，

图3为第一实施方式的盖以及接地部的立体图，

图4为第一实施方式根据图1、图2、图3的平面IV的横剖面图，

图5为连接至第一实施方式的FPC根据图6的平面V的纵剖面图，

图6为FPC根据图5的平面VI的横剖面图，

图7为FPC根据图5的平面VII的横剖面图，示出了齿末端的偏差，

图8为第二实施方式的横剖面图，并且

图9、图10、图11为第三、第四和第五实施方式的盖的立体图。

具体实施方式

根据图1，连接器1被固定至并且电连接至刚性的印刷电路板2。由混合点划线表示的柔性印刷电路板（FPC）被引入到连接器1的插槽4中。插槽4在连接器壳体5与示出在闭合位置中的顶盖6之间延伸。

电（信号）端子9的第一系列7配合安装到连接器壳体5中。第一系列7全部的电信号端子9从连接器1的前侧引入到壳体5对应的容槽8中。所述电信号端子由导电材料制成并且附接至由绝缘合成材料制成的壳体5。电信号端子9进一步地构造成附接至PCB以便电连接至PCB相应的导电迹线9b（图4中可见）。

连接器的前侧特指为连接器通过其引入柔性印刷电路板的一侧。连接器的右侧和左侧特指为从前侧观察的旁侧。竖直和水平方向参考关于将在其上安装连接器1的印刷电路板的平面。

连接器1还包括右侧接地部10以及左侧接地部11。每个接地部10、11整体呈T形并且由一块金属板制成。T形的竖直部分12从连接器1的固定表面13延伸，连接器通过该固定表面安装到PCB上。每个接地部10、11的竖直部分12都适于焊接到PCB上以便电连接至例如位于PCB内部的接地通路2a（图4中所示）。

每个接地部10、11的竖直部分12包括后部凸耳14（图2中可见），所述后部凸耳从后侧朝向连接器1的内部水平延伸。各接地部10、11的两个后部凸耳14限定了盖6的旋转轴线15，所述旋转轴线与柔性印刷电路板的插入方向垂直。

每个接地部10、11的竖直部分还包括朝向连接器1的外部水平延伸的前部凸耳16。盖6还包括右侧和左侧的前弹性舌件17，所述右侧和左侧的前弹性舌件覆盖相应的接地部10、11并且进一步竖直延伸，终止于与相应的前部凸耳16配合以提供闩锁装置的眼孔。所述闩锁装置14-17适于将盖6维持在图示的闭合位置中。

前部凸耳14和后部凸耳16两者都由接地部10、11的金属板冲压而成。盖6也由折叠的金属片制成。当盖6位于闭合位置时，盖6与接地部10、11之间的电接触至少由前弹性舌件17与接地部10、11水平部分的前部之间的接触提供。电接触也可通过盖6与后部凸耳14之间的接触提供。因此，在连接器1顶部水平延伸的盖6同在每个旁侧延伸的两个接地部10、11一起构成了电磁地围绕连接器1的信号端子9的EMI屏蔽结构18。

如图2中所示，第一系列7的每个信号端子9包括全部沿第一接触线7a设置的自由端部9a。连接器1还包括由信号端子20构成的第二系列19。所述第二系列19的每个信号端子20通过壳体5的与前侧相反的后侧引入到壳体5相应的凹槽8中。每个信号端子20包括自由端部20a。所有自由端部20a沿第二接触线19a设置。每个自由端部9a或20a能够沿竖直方向垂直于柔性印刷电路板的插槽4弹性地移动并且从壳体5的顶面5a突起。

壳体5包括两个内侧面21以及在插入过程中用于引导FPC的多个抵接块22。

如图3中所示，盖6包括顶折叠部23以及折回顶折叠部23下方的底折叠部24。

在底折叠部24内部切出一系列齿25。借助齿的切口形成的孔通过顶折叠部23的平面电磁地阻塞。

图3显示了左侧接地部11的后部凸耳14，所述后部凸耳限定了盖6绕着旋转的旋转轴线15。

如图4中所示，插槽4通过底折叠部24的底面26被向上地限制，还通过内侧面21被横向地限制，通过抵接块22被轴向地限制并且通过顶面5a被向下地限制。FPC被引入槽4中以使得FPC3的信号迹线29朝着自由端部9a、20a被定向。因此盖6的底面26为插槽4的接地侧26a。

为了将FPC连接至PCB，连接器初始设置为盖6打开。柔性印刷电路板被引入插槽4中一直到抵接块22。然后，盖6围绕旋转轴线15按照图4的箭头向下转。在闭合操作的期间，柔性印刷电路板被夹在盖的底面26与受压的自由端部9a或20a之间。因此，盖的底面26也是保持面26b。

每个齿25从底面26突起并且具有终止于V边缘线的齿末端27。每条边缘线是尖锐的并且具有小于80μm且优选小于50μm的相交处（cross）曲率半径。因此，V形的尖端是非常尖锐的点，适合于损伤和/或刺穿柔性印刷电路板的保护聚合层。

此外，齿末端27全部位于齿线28上（图3中可见），所述齿线平行于旋转轴线15并且垂直于FPC插入方向。在第一实施方式的特别情况中，齿线在第一接触线7a与第二接触线19a之间、优选在它们中间设置。因为齿25从盖6的接地侧26a朝着插槽4的内部突起，所以盖6的闭合对FPC造成挤压并且引起FPC在两个接触线7a、19a之间弯曲成波浪形。

齿25的尖锐形状为使得齿切入的切入深度大体为FPC厚度的一半。齿切入深至足够使齿末端27到达FPC的接地金属层31（见图5至7）。因此，通过闭合盖6，连接器屏蔽件18电连接至FPC接地层31。连接器1为被屏蔽的柔性印刷电路板提供了EMI屏蔽连接与零插入力。

在齿末端27与保持面26b之间的竖直突起距离与两个接触线7a-19a之间的水平距离有关，以便FPC弯曲成所述波浪形从而使得作用在齿25上的压力合理。例如，对于接触线7a-19a之间为800μm的距离而言，竖直突起距离可以为大约100μm。因此，压力小至足够防止齿到达信号迹线29（见图5至7）以及防止齿完全地刺穿柔性印刷电路板。

如图5至7中所示，柔性印刷电路板包括一些金属的信号迹线29，所述信号迹线全部沿FPC长度彼此平行地延伸并且大体位于FPC厚度的中间。信号迹线29被夹在两个绝缘层30之间，绝缘层厚度约为70μm。两个接地层31覆盖了FPC每侧的全部并且对FPC提供了EMI屏蔽。金属接地层31的厚度约为20μm。此外，两个腐蚀聚合物保护层32覆盖两个接地层31。保护层32的厚度约为5μm。

如图5和图6中所示，将被引入进PCB连接器1的FPC的末端被加强并且被剥离。绝缘层30在FPC末端的一侧被剥离以使得信号迹线29可以从外部被触及。在该操作之前，所述末端通过在相反的一侧上添加加强层而被加强。也被称作加强件33的加强层33可以为70μm厚的聚合层。在以上准备过后，FPC末端呈现出信号迹线侧和加强侧。

如图6中所示，齿末端27的锐度以及FPC的弯曲度足以使得齿末端27刺穿加强层33并且到达接地层31。这是齿29切入的最小深度。然而，FPC的柔度以及齿穿透加强层33的阻力为使得齿末端27被阻止到达信号迹线29。

齿25的V形相对于保持面26b的倾角为10°至40°之间，并且优选为15°与25°之间。例如，20°的倾角提供了齿末端27沿着加强层33内部前几十微米容易的穿透。穿透阻力迅速地增加以使得可能在约110至130μm之前停止穿透，该深度为齿25切入的实际最大深度。

相同的连接器可包括多个齿25。对于每个连接器，该连接器的齿具有平均突起距离，并且同一连接器两个相邻齿之间具有突起距离的最大差量。

为了更好地控制齿25切入的深度，同一连接器的两个相邻齿25之间的差量被控制成小于70μm，优选小于50μm，并且最优选小于40μm。这防止了特定的齿25刺入FPC的切入深度与另一齿的切入深度的差距大于50μm。

然而，从一个连接器到另一个连接器的平均突起距离的变化可从100μm至200μm变化，因为这样的变化仅仅引起两个接触线7a至19a之间FPC的波浪形的变化。

为了改善齿压控制，每个齿可位于齿弹性臂34的末端（见图3）。

FPC插槽4具有信号侧，自由端部9a、20a从所述信号侧突起。因此，FPC被插入以使得经过剥离操作后信号迹线29被定向面对所述信号侧。FPC的加强侧被定向朝着信号侧的相反侧。换言之，连接器屏蔽件18与FPC末端的接地层31之间的电接触通过插槽的与信号侧相反的一侧来建立。这避免了接地层31与多个信号迹线29中的一个之间的任何电接触。

在可替代的实施方式中，有两个可移动的机构。在FPC被引入之后，第一机构使保持面26b就位于插槽4的接地侧26a上。这为FPC提供了零插入力。第二机构使齿25穿过接地侧26a就位于插槽4内部。优选的是，第一机构首先被致动或至少与第二机构同时被致动。

图8中示出的第二实施方式与上述第一实施方式的区别在于齿末端27位于轴向抵接块22与信号端子9的自由端部9a之间。当盖6闭合时，柔性印刷电路板3仍旧夹在保持面26b与自由端部9a、20a之间。导电齿25从插槽4的接地侧26a的突起与未通过自由端部9a、20a保持的FPC部分相接。齿末端27推着FPC抵靠壳体5的参考面40。该参考面40位于插槽4的包括自由端部9a、20a的底侧上。

在第二实施方式中，切入深度与齿末端27至参考面40距离直接相关。这样的距离完全地处在连接器制造者控制之下。柔性印刷电路板3的弯曲模量对切入深度没有影响，所述弯曲模量由FPC的供应商负责。当连接中发生一些错误时这简化了责任评估。

为了改善齿末端27至参考面40之间距离的控制，齿25在底折叠部24中被切成，并且通过设置在顶折叠部23中的冲压部41被保持在固定的位置。

图9、图10、图11示出的第三、第四、第五实施方式包括刚性地附接至盖35的接地齿。盖35的闭合位置可使用止挡部件（未示出）。每个齿具有大体三角形的形状，由金属片切割而成。通过两个切割侧的两个平面的相交来获得齿末端。因此齿末端是长度对应于片的厚度的尖锐线段。

第二实施方式（图8）的齿是由多组成对的在垂直于FPC插入方向的竖直平面中延伸的三角形齿36制成的。

第三实施方式（图9）的齿是由多个由四个相邻的齿37构成的组制成，每一组具有沿方形的基部。四个齿中的两个齿具有平行于FPC插入方向的末端部而另外两个齿具有垂直于该方向的末端部。

第四实施方式（图10）的齿全部沿着垂直于插入方向的齿线相邻。

未示出的第五实施方式可用于这样的FPC，其所使用的信号迹线没有覆盖所述FPC的全部宽度。因此，导电齿可以穿过未使用迹线的区域完全地刺穿FPC的厚度。

Claims

1.一种用于柔性印刷电路板（FPC）（3）的连接器（1），所述连接器包括：

——连接器壳体（5），所述连接器壳体包括适于接收FPC（3）的插槽（4）；以及

——屏蔽件（18），所述屏蔽件适于电连接至电路基板（2）的接地通路（2a），所述连接器（1）将安装在所述电路基板上；

所述插槽（4）包括对应于FPC（3）的导电迹线（29）的信号侧以及与所述信号侧相反的接地侧（26a）；

其特征在于，所述屏蔽件（18）包括至少一个导电的齿（25、36、37、38），所述齿能够从所述插槽（4）外部的收回位置移动至突起位置，在所述突起位置处，所述齿从接地侧（26a）突起至所述插槽（4）中。

2.根据权利要求1所述的连接器，包括具有底面（26）的能够移动的盖（6），其中所述至少一个齿（25、36、37、38）在其突起位置上从所述底面（26）突起。

3.根据权利要求2所述的连接器，其中，所述盖（6）能够绕旋转轴线（15）旋转。

4.根据权利要求2或3所述的连接器，其中，所述盖和所述至少一个齿（25）形成由金属制成的单件。

5.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，其中，所述屏蔽件（18）包括相对于连接器壳体（5）固定的接地部（10、11），并且所述接地部一直延伸至所述连接器的固定表面（13），所述连接器将借助于所述固定表面安装在所述电路基板（2）上。

6.根据权利要求2与5一起所述的连接器，其中，至少当所述盖（6）位于所述闭合位置时，所述盖（6）与所述接地部（10、11）电连接。

7.根据权利要求2与5一起所述的连接器，其中，所述盖（6）和所述接地部（10、11）包括闩锁装置（14-17），所述闩锁装置被构造成至少当所述底面（26）沿着垂直方向朝向所述插槽（4）外部受压时将所述盖（6）维持在所述闭合位置。

8.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，其中，所述至少一个齿（25）的至少其中之一包括齿末端（27），所述齿末端被构造和被设置用于刺穿FPC聚合层（33）。

9.根据权利要求2与8一起所述的连接器，其中，至少一个齿末端（27）中的每个与底面（26）相距预定距离，该距离的尺寸公差小于70μm，优选小于50μm。

10.根据权利要求8或9所述的连接器，包括多个齿末端（27）；两个相邻齿末端（27）自同一底面（26）突起的距离之间变化的最大差量小于70μm，优选小于50μm。

11.根据权利要求8到10中任一项所述的连接器，其中，所述齿（25）位于齿弹性臂（34）的末端。

12.根据权利要求8到11中任一项所述的连接器，其中，所述齿末端（27）包括尖锐的点或线。

13.根据权利要求12所述的连接器，其中，所述点或线的局部曲率半径小于150μm，优选小于80μm，并且最优选小于50μm。

14.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，包括多个位于插槽（4）信号侧的弹性的信号端子（9、20），每个信号端子包括适于与柔性印刷电路板（3）的一条导电迹线（29）电接触的自由端部（9a、20a）。

15.根据权利要求14所述的连接器，其中，所述信号端子（9、20）的自由端部（9a、20a）沿两条平行的接触线交替分布，所述接触线大体上垂直于FPC（3）的插入方向，两个相邻信号端子的端部优选位于不同的接触线上。

16.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，包括多个齿（25），所述齿沿着大体上垂直于柔性印刷电路板（3）的插入方向的齿线（28）分布。

17.根据权利要求15和16一起所述的连接器，其中，在突起位置，所述齿线（28）相对于FPC插入方向位于两条接触线（7a、19a）之间。

18.根据权利要求14和16一起所述的连接器，其中，所述齿线（28）位于所述插槽（4）的内部轴向抵接块（22）与多个所述信号端子的自由端部之间。

19.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，其中，所述齿（25、36、37、38）具有三角形的形状，被蚀刻或冲压在金属片上。

20.根据权利要求19所述的连接器，其中，当相应的齿（25）处于其突起位置中时，每个三角形在相对于所述插槽（4）以10°与40°之间、优选以15°与25°之间的角度偏置的平面上延伸。

21.根据权利要求19所述的连接器，包括多个由并排布置的齿构成的对（36），或沿线段全部并排布置的多个齿（38），或多个由沿方形的侧边并肩布置的四个齿（37）构成的组。

22.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，其中，所述盖（6）包括顶折叠部（23）和折回所述顶折叠部下方的底折叠部（24）；所述至少一个齿（25）全部在底折叠部（24）内被切出，通过齿的切口形成的孔被顶折叠部（23）电磁地阻塞。

23.一种连接器、FPC和PCB的组件，其中：

——所述FPC（3）包括信号迹线（29）的系列、接地层（31）以及至少在所述连接器（1）中覆盖所述接地层（31）的与信号迹线（29）相反的一侧的聚合层（33）；

——所述连接器安装在所述PCB（2）上并且包括与所述PCB（2）的接地通路（2a）电连接的屏蔽件（18）；

——所述FPC（3）被插进所述连接器（1）中以使得FPC的信号迹线（29）的系列面向连接器信号端子（9、20）的相应系列；

其特征在于，所述屏蔽件（18）包括至少一个导电的齿（25、36、37、38），所述齿刺穿所述聚合层（33）并且与所述接地层（31）电连接。

24.一种用于将FPC连接至PCB的方法，所述FPC包括位于一侧上的具有信号迹线（29）的末端，与所述信号迹线绝缘的接地层（31），以及位于所述FPC的另一侧上的保护着所述接地层的聚合层（33），所述方法包括：

——将FPC的末端定位到连接器上以使得FPC的信号迹线（29）直接地面向连接器（11）的弹性的信号端子（9-20）的系列，

——将FPC的信号迹线（29）挤压在相应的信号端子（9-20）上使得它们电连接，其特征在于，所述方法包括步骤：

——用导电的齿（25）将FPC聚合层（33）刺穿以便将FPC的接地层（31）与PCB的接地通路（2a）电连接。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述挤压和所述刺穿是同时发生的。