CN103124006A - 至少两个电路板的电互联装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及至少两个电路板(2，3)的电互联装置(5)，该装置(5)包括：支承件(6)，具有至少一个柔性部分；支承件(6)带有的导电迹线，以及将装置(5)连接至各电路板(2、3)的电子连接机构(10)，该机构(10)包括多个弯曲形状的爪齿(13，14)。

Description

至少两个电路板的电互联装置

技术领域

本发明涉及至少两个电路板的电互联。上述电路板用于例如汽车作动器的操控。

背景技术

已知要互联两个电路板需要借助具有柔性支承件和平面爪齿的装置。连接各电路板的装置具有与电路板平面相平行的平面爪齿并使上述爪齿与所述电路板相接触。支撑上述爪齿则通过预先加热的金属条来实现。因此，使用金属条之前的充分接触是相对必要的。此外，上述爪齿与电路板间的连接可能存在一些缺陷。

美国专利US4085502披露了一种将连接器与电路互联的装置。

需要通过一种简单、低成本且有效的电互联装置来实现电路板的互联，这种互联允许一个电路板与另一个电路板之间的相对移动。

发明内容

本发明的目的就在于满足这一需要并且，根据本发明的其中一个方面，通过互联至少两个电路板的电互联装置将其实现，该装置包括：

-支承件，具有至少一个柔性部分，

-支承件带有的导电迹线，以及

-将装置连接至各电路板的电子连接机构，该机构包括多个弯曲形状的爪齿。

通过所述支承件的柔性部分，一个电路板可以相对于另一个电路板枢转。本发明中的“柔性”应当理解为某些材料可变形且不产生机械断裂的属性。

爪齿的弯曲形状可以允许其被接收在电路板上适当布置的孔中。得益于上述爪齿的弯曲部分，当装置连接至所述电路板时，连接机构可以对装置的支承件相对于电路板的移位不那么敏感。这种移位可以是由于在热环境中执行连接导致的支承件的反应，例如通过回流焊炉的热进行连接时。

连接机构可以电连接至支承件的迹线。

所述爪齿可以由导电材料制成。这些爪齿可以是相同或是不同的类型。

连接机构可以与支承件机械地连成一体。爪齿因而可以被连接甚至是刚性地耦合至支承件。例如在制造所述装置时将上述爪齿连接至支承件。

支承件的爪齿与导电迹线可以制成为单件，这样爪齿就限定了例如支承件的导电迹线的延伸部分。

有利地，爪齿由近端部分和远端部分形成并在二者间形成角度。该角度为例如90度。

远端部分可以包括邻近近端部分的第一区域和邻近爪齿自由端的第二区域，远端部分特别是由这两个区域形成。第一区域有利地比第二区域更宽。这里“爪齿的宽度”是指在与爪齿延伸的轴线垂直的平面上测量出的较大尺寸。

第一区域向第二区域的过渡由例如凸肩形成。当爪齿被安装至电路板的孔中时，只有远端部分的第二区域具有使其可以被接收于所述孔中的宽度，凸肩则作为限位块抵靠在电路板的一个面上。这样，远端部分的第一区域允许在进行连接操作期间或完成连接操作之后将装置的支承件保持在与电路板不同的高度上。

当爪齿为不同类型时，连接机构可以具有两种或更多种不同类型的爪齿。这些爪齿的类型可以在其尺寸和/或形状上有所不同。

爪齿可以允许支承件的迹线电连接至电路板。必要时，可以通过爪齿进行装置至电路板的机械连接。可替换地，装置至电路板的机械连接至少部分地不通过爪齿。

所述支承件可以具有至少一个孔，以便对着至少一个电路板安放所述装置。所述支承件具有例如一至十个孔，例如四个孔。同样数量的孔被设置用于对着每个电路板安放所述装置。这些孔例如为贯穿孔，通到支承件的相反表面。

各个孔可以形成标尺，有利于在使用“拾取-放置”(英语为“pick-place”)工具时将装置安装在各电路板上。

支承件可以具有板的形式。本发明中的“板”是指支承件的厚度比其它最小维度小得多，也就是说比它的宽度或长度小得多。上述支承件的其它最小维度与厚度的比例为例如超过十比一，尤其是一百比一。所述板可以有各种形状，例如圆形或多边形，特别是正方形或矩形。

连接机构可以具有两排爪齿，每排爪齿沿所述板的边缘设置。从一边缘到另一边缘，可以沿所述板的上述边缘设置或不设置相同数量的爪齿。所述板只有两边缘可以设置有爪齿。可替换地，也可以有更多边缘设置有爪齿。

沿其自身设置有一排的边缘可以是板的宽或是长。

当设置有两种不同类型的爪齿时，每排可以交替地具有第一种类型和第二种类型的爪齿，第二种类型的爪齿不同于第一种类型。这种不同类型爪齿的交替设置比起仅使用同一种类型的爪齿可以增加沿该边缘的爪齿数量。沿所述边缘设置的两连续爪齿之间的间距因而得以缩小。

支承件可以由单件制成，即该支承件可以不包括互相铰接或者彼此之间具有一定自由度的不同元件。

所述装置可以被构造为使每个迹线输送的电流可以达到若干安培。

根据本发明的另一方面，本发明的另一目的是一种组件，其包括：

-第一电路板和第二电路板，以及

-如上文所限定的装置，使所述电路板电互联。

第一电路板和第二电路板可以带有电子元件。电子元件包括至少例如以下一种元件：至少一个电容器、至少一个变换器、至少一个微控制器或微处理器、至少一个传感器，尤其是位置传感器，例如霍尔传感器。功率元件可以以同样方式或其它可替换的方式设置于至少一个电路板上，所述元件例如为开关。

根据本发明的另一方面，本发明的另一目的在于提出使至少两个电路板电互联的方法，其包括以下步骤：

-设置具有导电迹线的基板，该基板由通过机械连接部连接的至少两个部分构成，所述机械连接部尤其是材料桥，

-在基板上设置电子元件和上文所限定的互联装置，以使所述装置电互联基板的两个部分，并且

-通过去除机械连接部、尤其是通过折断材料桥以使基板的各个部分分开，从而上述各部分形成独立的电路板。

所设置的电子元件可以是表面贴装元件(CMS)，并且将上述元件设置在基板上的步骤可以通过适用于所述元件的工具来实现，例如“拾取-放置”工具(英语为“pick and place”)。

电子元件和互联装置可以通过相同的工具，例如“拾取-放置”工具，被放置在基板上。

可以通过回流焊炉释放的热来实现基板上电子元件的连接。互联装置可以用与电子元件连接至基板相同的方式连接至基板的各部分，例如通过回流焊炉释放的热。

因此，可以使用相同的工具来进行电子元件在基板上的设置和/或连接以及互联装置在基板上的设置和/或连接，这不仅简化了工艺并且操作起来更加迅速。

有利地，互联装置在基板的两个部分未分开前安装到位。

当所述两个部分分开时，上述两个部分可以电互联，必要时也可以仅通过或不通过该装置进行机械互联。

安装在基板上的电子元件可以一共具备介于0至100瓦之间的电功率。该电功率值与安装在基板上的元件的电功率的总和相对应。

电子元件可以是除了光电元件以外的其它元件。

上述与装置或组件相关的全部或部分特征同样涉及方法，反之亦然。

附图说明

结合描述非限制性实施例的实施的以下说明并参考附图将更好地理解本发明，其中：

-图1显示了包含通过根据本发明实施例的装置进行电互联的两个电路板的组件，

-图2和图3以分离的方式显示了图1中的装置，

-图4和图5显示了通过所述装置实现两个电路板的电互联的各个步骤，以及，

-图6显示了图2和图3的装置的爪齿的详细情况。

具体实施方式

以下将描述本发明的一个实施例。图1已经描述了具有两个电路板2和3的组件1。所述两个电路板包括例如具有玻璃纤维和导电迹线的环氧基板。

电子元件4被安装在电路板2或电路板3上。所述电子元件4可以是不同类型的。其例如是一个或多个微控制器，一个或多个变换器和/或一个或多个电容器。电路板2或电路板3的总电功率例如介于零至几千瓦之间，尤其是100瓦的量级。

如在图1中可以看到的，电路板2和3可以是不同的尺寸，例如其中一个电路板2的尺寸明显大于另一个电路板3。

两个电路板2和3通过装置5进行电互联，以下将对该装置进行描述，尤其以附图2和3作为参考。所述装置5具有支承件6，该支承件在被考虑的实施例中为“板”的形式。支承件6的长度L和宽度l(在这里基本等长)大大长于其厚度e。l和e之间的比例关系例如介于10至100之间。支承件6的尺寸以毫米为单位，且尺寸可以为如下：30x20x0.3。

支承件6带有未在附图中示出的导电迹线。在图1的示例中，支承件6整体为柔性的，例如使用聚酰亚胺材料制成。支承件6的柔性使其尤其可以围绕直轴线X弯曲。

尽管如此，本发明并不局限于装置5的支承件6为整体可弯曲的。在未举例说明的变型中，为了使支承件6的一些部分变硬，可以在柔性材料上添加加强件。所述加强件的设置可以仅使支承件6沿直轴线延伸的一部分为可弯曲的。

支承件6的柔性可以借助可变形的弹性材料获得。

此外，在被考虑的实施例中，贯穿孔8被适当设置在支承件6中。支承件6的形状例如基本呈方形并且贯穿孔8可以设置于支承件6的角部9附近。所述孔可以大小相同并且具有圆形轮廓。上述孔的作用将在下文进行阐释。

如图2和图3中所示，装置5具有连接至各电路板2或3的连接机构10。在被考虑的实施例中，连接机构10具有多个爪齿的形式，所述爪齿凸出超过支承件6。在所描述的实施例中，爪齿沿支承件6的两个相对边缘12设置。同样在所描述的实施中，可以看到两种不同类型的爪齿13和14沿两个相对边缘12设置，可以看到第一种类型的爪齿13和第二种类型的爪齿14交替相继。爪齿14沿边缘12紧接着爪齿13，反之亦然。

如在图2和图3中可见的，爪齿13或14呈现弯曲的形状。各个爪齿13或14具有从支承件6延伸至弯曲部17的近端部分以及从弯曲部17延伸至爪齿13或14的自由端18的远端部分。

爪齿13可以在其尺寸和/或形状上不同于爪齿14。在被考虑的实施例中，各个爪齿14具有比各个爪齿13短得多的近端部分。爪齿13和14的远端部分可以长度相同，必要时形状相同。

各爪齿13和/或爪齿14的近端部分可以具有第一区域30，该第一区域从弯曲部17延伸，第二区域31从爪齿13或14的自由端18延伸。第一区域30可以具有比第二区域31的宽度l2要宽的宽度l1，区域30和31之间通过凸肩32连接，其作用将在下文进行描述。

各个爪齿13或14的自由端18可以是渐尖的或非渐尖的。

爪齿13或14由导电材料制成，并且与支承件6在同一水平的各爪齿13或14的近端部分可以与支承件6的导电迹线相连接。

当装置5与电路板2和电路板3相连接时，爪齿13或14的自由端18插入例如在电路板2或3的基板上适当设置好的孔中。只有各爪齿的远端部分的第二区域31可以具有让其从贯穿孔中通过的尺寸。凸肩32则可以作为限位块抵靠在电路板2或3的基板的一个面上。可以使用焊接或钎焊将各爪齿13或14电连接至并且在必要时机械连接至电路板2或3。

当然，其它的连接方式同样可行。

连接时，适当设置于支承件6上的贯穿孔8用作标尺以确保在连接前装置5放置在相对于电路板2和3正确的位置上，上述操作可需要使用“拾取-放置”(英语为“pick and place”)工具。

如图1可见的，一旦电路板2和3通过装置5电互联，其中一个电路板就可以相对于另一个电路板发生相对移动，尤其是旋转，但并不影响已实现的互联。

以下将参照附图4和5描述实现根据本发明的组件1的方法的实施例。

在进行图4中所示的第一步骤时，电子元件4被安装于带有导电迹线的基板19上。在被考虑的实施例中，基板19由大小不同的两部分20和21形成并且该两部分之间通过材料桥22机械连接。电子元件4例如借助一个或多个“放置-拾取”工具设置。

装置5可以设置在马蹄形基板19上的部分20和21上，以电互联上述两个部分20和21。

一旦装置5和元件4安装就位，材料桥22可以被折断，以使得一个部分20可以相对于另一部分21移动，这样，部分20或部分21就形成独立的电路板2或3并且通过装置5电互联至另一个电路板。

本发明并不局限于以上所描述的实施例。

连接机构可以采用许多不同种类的爪齿。三种或更多不同类型的爪齿可以沿板的边缘相互交替。

术语“具有一个”应当理解为“具有至少一个”，除非有详细指明与其相反的含义。

Claims (13)

1.一种电互联至少两个电路板(2，3)的电互联装置(5)，该装置(5)包括：

-支承件(6)，具有至少一个柔性部分，

-支承件(6)带有的导电迹线，以及

-将装置(5)连接至各电路板(2、3)的电子连接机构(10)，该机构(10)包括多个弯曲形状的爪齿(13，14)。

2.根据权利要求1所述的装置，爪齿(13，14)包括远端部分和近端部分，并且远端部分和近端部分之间形成有角度。

3.根据权利要求2所述的装置，远端部分包括靠近近端部分的第一区域(30)以及靠近爪齿(13，14)自由端(18)的第二区域(31)，第一区域(30)具有比第二区域(31)的宽度(l2)更宽的宽度(l1)。

4.根据权利要求3所述的装置，第一区域(30)通过凸肩(32)连接至第二区域(31)。

5.根据上述权利要求中的任意一项所述的装置，支承件(6)具有至少一个孔(8)，以允许将装置(5)对着至少一个电路板(2，3)放置。

6.根据上述权利要求中的任意一项所述的装置，支承件(6)具有板的形式。

7.根据权利要求6所述的装置，固定机构(10)具有两排爪齿(13，14)，各排爪齿沿所述板的边缘(12)设置。

8.根据权利要求7所述的装置，各排具有第一种类型的爪齿(13)与第二种类型的爪齿(14)的交替布置，且第二种类型不同于第一种类型。

9.根据上述权利要求的任意一项所述的装置，爪齿(13，14)与支承件(6)刚性地耦合。

10.一种组件(1)，其包括：

-第一电路板(2)和第二电路板(3)，

-根据权利要求1至9中的任意一项所述的装置(5)，其电互联所述电路板(2，3)。

11.根据权利要求10所述的组件，电路板(2，3)也通过所述装置(5)机械地互联。

12.一种实现至少两个电路板(2，3)的电互联的方法，包括以下步骤：

-设置具有导电迹线的基板(19)，该基板(19)由通过机械连接部(22)连接的至少两个部分(20，21)构成，

-在基板上设置电子元件(4)和根据权利要求1至8中的任意一项所述的互联装置(5)，以使所述装置(5)电互联基板(19)的两个部分(20，21)，并且

-通过去除机械连接部(22)以分开基板的所述部分(20，21)，使所述部分(20，21)形成独立的电路板(2，3)。

13.根据权利要求12所述的方法，在该方法中，电子元件为表面贴装元件(CMS)，并且在基板上设置这些元件的步骤借助至少一个拾取-放置工具来实现。

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