CN104081470A - 具有浮动接触器的柔性电路电缆 - Google Patents

Abstract

一种装置包括用于传送电信号(120)的柔性电路电缆(100)。该装置包括机械式浮动接触器(110)，该机械式浮动接触器(110)被集成至柔性电路电缆(100)中，以促进电路和柔性电路电缆(100)之间的电信号(120)的连接。

Description

具有浮动接触器的柔性电路电缆

背景技术

柔性电缆(flexible cable)或者排线(flex cable)是具有多个信号连接的扁平结构。这种电缆常常用于连接彼此经常处于特殊距离或角度的多个印刷电路板。例如，排线的一端可以焊接至第一印刷电路板中，排线的相对端焊接至第二印刷电路板中，其中排线对各印刷电路板之间的信号连接进行输送。有时，排线被焊接至连接器，该连接器然后连接至印刷电路板。连接器给排线增加费用和机械复杂性。

附图说明

图1图示一种示例装置，该示例装置使用具有用于信号连接的浮动接触器的柔性电路电缆；

图2是从由图1中的线2-2表示的平面看到的图1的柔性电路电缆和浮动接触器组合的示意性侧视图；

图3图示柔性电路电缆的示例，该柔性电路电缆具有被集成至该电缆上的电路；

图4图示柔性电路电缆的示例，该柔性电路电缆将光电子组件用于被集成至该电缆上的电路；

图5图示来自柔性电缆一部分的示例接触器的平面图；

图6示出一种示例柔性电路电缆，该示例柔性电路电缆具有与位于该电缆的相对端的有源电路连接的多个柔性接触器；

图7示出与前外罩和后外罩集成在一起的柔性电路电缆的示例；

图8图示柔性电缆和电路在印刷电路板上的示例安装；

图9示出向与柔性电路电缆关联的多个浮动接触器施加接触压力的示例压力盘的近景图；

图10示出多个柔性电路电缆的应用示例，多个柔性电路线缆被配置为阵列，以支持印刷电路板布置上的多个光连接。

具体实施方式

图1图示一种示例装置，该示例装置使用具有用于信号连接的机械式浮动接触器110的柔性电路电缆100。柔性电路电缆100可以将电信号120传送至与该电缆连接的电路，其中电路可以包括例如与该电缆连接的外部电路和与该柔性电路电缆集成在一起的有源电路元件。浮动接触器110可以集成至柔性电路电缆100中，以促进电路和柔性电路电缆之间的电信号120的连接。电路可以连接至柔性电路电缆100并且例如包括外部电信号驱动电路，如下面将关于图3描述的，该外部电信号驱动电路与柔性电路电缆上的有源电路交互。浮动接触器110可以附接至半岛结构130，以使浮动接触器能够沿着相对于柔性电路电缆100的平面的向上、向下或者横向的方向弯曲。

浮动接触器可以沿例如单个边附接至半岛结构130，该边使一个或多个电迹线横穿该单个边，(例如，处于与金字塔类似的构造)以使浮动接触器能够沿着相对于柔性电路电缆100的向上、向下或者横向的方向弯曲。压力盘(图7中示出)可以向浮动接触器110施加接触压力。在压力盘的一个或者两个接触面上可以制造粘接层，该粘接层被应用至在压力盘上放置机械力的结构，以抵靠该阵列将该压力盘保持在合适的位置并且用于向浮动接触器110施加接触压力。组件可以通过压力盘并且横跨该电接触器阵列施加压紧力。这可以包括例如螺钉或者悬臂闩锁(cantilever latch)，该螺钉或悬臂闩锁被应用至将机械力设置在压力盘上的结构并且使接触压力能够被施加至浮动接触器110。一个或多个对准柱可以形成在对浮动接触器110的阵列进行加框或包围的结构中。对准柱应该能够以足够的精度相对于接触器阵列来进行位置设定，对准柱可以用来使接触器阵列相对于在包括另一配合的电接触器阵列的第二结构(如PCB)上形成的电接触器对准。

图2图示从由图1中的线2-2表示的平面看到的图1的柔性电路电缆100和浮动接触器110组合的侧视图。尽管在图2中沿着从电缆100向上弯曲的方向示出，但是浮动接触器110还可以被朝向为从电缆的平面向下弯曲，以与柔性电路电缆100外部的电路元件进行连接。此外，如果柔性电路电缆100从所示出的水平面位置垂直地朝向成90度，则浮动接触器110可以沿着横向位置—从电缆的垂直朝向平面向内或者向外—弯曲。尽管为了说明，将浮动接触器110示出为圆形结构，但是用于浮动接触器的其它形状是可能的，如类方形结构、矩形结构、椭圆结构、三角形结构、梯形结构等。

通过将浮动接触器110集成至柔性电路电缆100中，可以在不必还将连接器集成至柔性电路电缆上的情况下进行与外部电路的连接。这种连接可以通过施加至浮动接触器110的压力来形成，如下面将描述的，浮动接触器110接着被迫使与外部电路的匹配电路盘接触。由于浮动接触器110可以相对于柔性电路电缆100移动并且施加弹簧力，所以当进行与柔性电路电缆的电路接触时可以施加更少的机械力。浮动接触器110的弯曲允许比常规电缆所需的更小的匹配力，传统电缆采用被应用来使与外部电路元件的接触牢固的非柔性且隆起的连接点。由于可以施加更小的力来促进与浮动接触器110的接触，所以可以支持更小的电路应用，因为可以减轻用于施加足够接触压力的笨重电缆安装硬件。例如，替代传统应用中施加压力的笨重配合螺钉，可以使用粘接剂以及类泡沫结构来在浮动接触器110上施加压力。

在一个示例中，具有类泡沫材料的压力盘(下面图示)可以用于向浮动接触器110施加接触压力。在另一示例中，粘接剂可以被施加至将机械力设置在压力盘上的结构并且使接触压力能够被施加至浮动接触器110。在另一示例中，例如螺钉或者铆钉可以被施加至将机械力设置在压力盘上的结构并且使接触压力能够被施加至浮动接触器110。浮动接触器110可以具有平坦表面，该平坦表面在半岛结构130弯曲时提供电连接。浮动接触器110还可以被升高或者浅凹，以促进在施加压力时的电路接触。浮动接触器110还可以刮刷接触盘的表面，以促进可靠的电连接。如下面将描述的，对准柱可以用于使浮动接触器110与从电路至柔性电路电缆100的连接对准。

如下面将关于图3示出和描述的，有源电路可以集成至柔性电缆100上并且连接至浮动接触器110。在一个示例中，有源电路可以与连接至浮动接触器110的光电子转换电路关联。该光电子转换电路可以包括激光二极管，以例如将向浮动接触器110施加的电信号转换为在光电子转换电路中输出的光信号。在另一示例中，该光电子转换电路可以包括光电二极管，以转换在该光电子转换电路的输入处接收的光信号并且将其转换成电信号120。在又一示例中，光电子转换电路可以被配置为印刷电路板上的光电子转换电路的阵列。

柔性印刷电路，如通过柔性电路电缆100提供的柔性印刷电路，在电子设备和系统的封装方面提供益处。例如，有源组件和无源组件可以利用焊接剂和导电粘接剂附接至柔性电路电缆100。柔性电路电缆100还可以变形以符合可用应用和空间的需要。在一个应用示例中，光电子引擎已经被安装在弯曲电路上。这些设备传统上已经使用相对大和昂贵的电连接器。连接器提供像简化再加工这样的益处以及在印刷电路板装配过程中非常晚地附接或者移除组件的能力。然而，电连接器具有以下缺点：昂贵，劣化电气性能，以及耗费印刷电路板上的宝贵空间。柔性电路电缆100减轻与电连接器有关的问题。由于连接器接触器110与柔性电路电缆100集成在一起，所以它们例如不劣化信号完整性或者明显地增加成本或尺寸。

图3图示柔性电路电缆300的示例，该柔性电路电缆300具有被集成至该电缆上的电路310。如图所示，将浮动接触器320表示为C1、C2以及CN，其中N表示正整数。同样地，浮动接触器320联接至电信号330，电信号330被表示为电信号1、电信号2以及电信号M，其中M表示正整数。电信号330联接至电路310，电路310可以包括有源和/或无源电路元件。电路310中的这种元件可以例如通过沉积和刻蚀工艺在柔性电缆300上沉积，或者可以焊接至该电缆上。电路310可以包括例如信号驱动器、光电子电路、逻辑门、晶体管、存储元件、处理器、模拟组件、数字模拟转换器、模拟数字转换器等等。如图所示，连接至浮动接触器320的电信号330可以输送至340处的外部电路，外部电路可以与电路310交互。

柔性电路电缆300可以例如在该电缆的一侧上由浮动电接触盘320形成，并且电路310被放置在该电缆的另一侧。该电路可以包括有源设备，如用于将电信号330转换为光的激光二极管和/或用于将光转换为电信号330的光电二极管。电信号330可以通过柔性电路电缆300上的金属迹线连接至位于该电缆的另一端处的第二组接触盘320。接触盘320可以被制作，使得它们附接至与上面描述的半岛结构类似的浮动引线。浮动接触器320可以例如沿着一个短边连接至柔性电路电缆300，但是该接触器320或者接触指的其它三个边任意移动。浮动接触器320可以例如形成在引线的自由端。

为了形成浮动接触器320，围绕该引线可以形成例如u形切割特征。这可以例如通过除去柔性电路电缆300上的弯曲材料的细连续线并且采用像机械冲压或者激光切割之类的工艺来实现。在柔性电路电缆300的制造期间，可以利用诸如电镀、焊料回流或者机械变形之类的许多工艺来建立浮动接触器320，以产生升高的金属结构，该升高的金属结构进行与第二印刷电路板(如与外部电路340)的合适电接触。像激光阵列或者光电二极管(PD)阵列这样的有源设备可以例如通过焊料回流、视觉辅助拾取和设置(vision aided pick and place)或者类似工艺附接至柔性电路电缆300的背面。

图4图示柔性电路电缆400的示例，该柔性电路电缆400将光电子组件用于被集成至该电缆上的电路410。电路410可以包括激光二极管210，激光二极管210将电信号430转换为来自电路410的光输出信号。电信号430可以从在450处示出的外部电路信号通过浮动接触器440来驱动。在另一示例中，光电二极管460接收光信号并且转换为电信号470，电信号470驱动浮动接触器480并且向外部电路提供信号490。电路410上的激光二极管420组件和光电二极管460组件的组合有时称为光电子引擎。这样的组件可以被实现为光电二极管和/或激光二极管的阵列，以支持柔性电路电缆400中的许多信号。如前面提到的，电路410可以基本上包括具有有源电路元件和/或无源电路元件的任何类型的电路，该电路本质上可以是模拟的和/或数字的。为了简化说明，在当前的示例中，将电路410的各组件图示和描述为执行不同功能。然而，本领域技术人员将理解和知道，所描述的组件的功能可以通过不同组件来执行，并且几个组件的功能可以在单个组件上结合和执行。

图5图示来自上面描述的柔性电缆一部分500的示例接触器的平面图。示出与引线510和520连接的一个示例性接触器504，其中接触器和引线形成如之前描述的柔性类半岛结构。尽管对于示例接触器504示出圆形结构，但是如前面描述的，其它形状是可能的。尽管部分500示出有限数量的浮动接触器，但是可以提供许多这种接触器。

图6示出示例柔性电缆600，该示例柔性电缆600具有与位于该电缆的相对端的有源电路620连接的多个柔性接触器610。在这个示例中，有源电路620是光电子引擎，该光电子引擎采用激光二极管来从被驱动的电信号输出光并且采用将所接收的光转换为所接收的电信号的光电二极管。如之前提到的，有源电路620可以基本上包括具有有源和/或无源元件的任何类型的电子电路。如图所示，柔性电路电缆600可以进行朝向调整，使得浮动接触器610被设置在一个平面上并且有源电路被设置在不同平面上，其中在这个示例中两个平面彼此是90度，但是其它电缆朝向是可能的(例如45度)。在电缆600中还示出对准孔630，对准孔630可以用于将浮动接触器610与来自外部电路板的信号引线对准。

图7示出与前外罩710和后外罩720集成在一起的柔性电路电缆700的示例。图7中描绘的这个配置可以用于容纳例如发送和接收光信号的光缆。如图所示，压力盘730可以用于向多个浮动接触器施加接触压力。压力盘730还可以附接至前外罩710。压力盘730可以用于在接触盘的顶部上施加压紧力，并且促进适当的电接触。压力盘730可以由不容易经历塑性变形的材料(如硅酮(silicone))制造，从而在操作期间保持其弹性和类弹簧特性。柔性电路电缆700可以被制造有附接至前表面的粘性膜，该粘性膜用于例如将该电缆粘合至前外罩710。

图8图示柔性电缆和电路800在印刷电路板810上的示例安装。如图所示，具有光输入和/或光输出的光缆820可以联接至柔性电缆和电路800。安装螺钉830(或者其它附接组件，如粘接剂)可以用于将柔性电缆和电路800安装至印刷电路板810。图9示出向与柔性电路电缆关联的多个浮动接触器施加接触压力的示例压力盘900的近景图。

图10图示多个柔性电路电缆的应用示例1000，多个柔性电路电缆被配置为阵列，以支持印刷电路板布置上的多个光连接。为了提供对这些连接包含的标尺的概念，在1010处示出一角硬币大小的说明性组件，以图示在进行各连接时包括的尺寸(例如大约美国一角硬币的大小)。在应用示例1000中示出的组件可以被提供作为包括用于传输电信号的柔性电路电缆的系统的一部分。浮动接触器可以集成到柔性电路电缆中，以促进电路和柔性电路电缆之间的电信号连接。在一个示例中，光电子转换电路可以联接至柔性电路电缆，以促进以光学格式的电信号通信。光电子转换电路可以包括激光二极管，以将向浮动接触器施加的电信号转换为在光电子转换电路中输出的光信号。该光电子转换电路可以包括光电二极管，以转换在光电子转换电路的输入处接收的光信号并且将其在浮动接触器处转换成电信号。

上面已描述的是示例。当然，不可能描述组件或方法的每个可想到的组合，但是本领域技术人员将认识到，许多进一步的组合和变更是可能的。因此，本公开旨在包含落入包括所附权利要求的本申请的范围内的所有这样改变，改进以及变形。如本文中使用的，术语“包括”的意思是‘包括但不限于’，术语“包含”的意思是‘包含但不限于’。术语“基于”的意思是‘至少部分地基于’。另外，在本公开或者权利要求记载“一”、“一个”、“第一”或者“另一”元件或者其等价表述的场合中，其应该被理解为包括一个或者一个以上这种元件，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。

Claims (15)

1.一种装置，包括：

柔性电路电缆，用于传送电信号；以及

被集成至所述柔性电路电缆中的机械式浮动接触器，用于促进电路和所述柔性电路电缆之间的所述电信号的连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述机械式浮动接触器沿着单个边联接，所述单个边使电迹线横穿所述单个边，以使所述浮动接触器能够沿着相对于所述柔性电路电缆的向上、向下或者横向的方向弯曲。

3.根据权利要求2所述的装置，进一步压力盘，所述压力盘用于向所述机械式浮动接触器施加接触压力。

4.根据权利要求3所述的装置，进一步包括粘接层，所述粘接层被制造在所述压力盘的接触器面上，以便将所述压力盘抵靠浮动接触器的阵列保持在合适的位置。

5.根据权利要求4所述的装置，进一步包括用于通过所述压力盘并且横跨所述浮动接触器的阵列施加压紧力的组件，其中所述组件包括螺钉或者悬臂闩锁。

6.根据权利要求2所述的装置，其中当所述机械式浮动接触器弯曲时，所述机械式浮动接触器刮刷关联的接触盘。

7.根据权利要求1所述的装置，进一步包括对准柱，所述对准柱被形成到对浮动接触器的阵列进行加框或包围的结构中，其中所述对准柱能够用来将所述浮动接触器的阵列相对于在具有配合的电接触器阵列的第二结构上形成的电接触器对准。

8.根据权利要求1所述的装置，进一步包括有源电路，所述有源电路被集成至所述柔性电缆上并且连接至所述机械式浮动接触器。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述有源电路与连接至所述机械式浮动接触器的光电子转换电路关联。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述光电子转换电路包括激光二极管，以将向所述机械式浮动接触器施加的电信号转换为在所述光电子转换电路中输出的光信号。

11.根据权利要求9所述的装置，其中所述光电子转换电路包括光电二极管，以转换在所述光电子转换电路的输入处接收的光信号并被转换成电信号并且通过所述机械式浮动接触器输送至外部电路。

12.根据权利要求9所述的装置，其中所述光电子转换电路被配置为印刷电路板上的光电子转换电路的阵列。

13.一种系统，包括：

柔性电路电缆，用于传送电信号；

被集成至所述柔性电路电缆中的机械式浮动接触器的阵列，用于促进所述柔性电路电缆和第二电路板上的电接触器的第二阵列之间的所述电信号的连接；以及

联接至所述柔性电路电缆的光电子转换电路，用于促进所述电信号以光学格式的通信。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述光电子转换电路包括激光二极管，以将向所述机械式浮动接触器施加的电信号转换为在所述光电子转换电路中输出的光信号。

15.根据权利要求13所述的系统，其中所述光电子转换电路包括光电二极管，以转换在所述光电子转换电路的输入处接收的光信号并被转换成电信号并且在所述机械式浮动接触器处被输送至外部电路。