CN1110020A - 印刷电路板用的连接器及印刷电路板的连接方法 - Google Patents

Abstract

提供一种不直接沿垂直方向对印刷电路板加压、 不使其发生弯曲、能进行可靠性高的极其接近的电气 连接的印刷电路板用的连接器及连接方法。印刷电 路板用的连接器10、10′含有大致呈L形的触头50 的第1及第2连接器20a、20b，触头50最好用SMT 钎焊在印刷电路板60a、60b的相对一侧表面上形成 的焊接区61、62上。第1连接器骨架40a有沿纵向 形成的凹部41，通过弹性连接构件30，将插在凹部 41内的第2连接器20b的触头50b和第1连接器 20a的触头50a的相对着的接触部52、52之间互相 连接起来。

Description

本发明涉及一种电路连接器，尤其涉及一种将分别形成多个焊接区（焊接点）的印刷电路板（或电路板）的焊接区互相连接的印刷电路板用的连接器及印刷电路板的连接方法。

最近，随着电子仪器向轻、薄、短小的发展，电子仪器的安装密度也迅速地增大。为了增加电子线路的实际安装密度，提出过各种将一对印刷电路板彼此连接起来的印刷电路板用的连接器的设计方案，而且已被实际应用。

将一对平行配置的、在内表面（相对面）上有多个焊接区的印刷电路板的焊接区互相连接起来的小型结构的印刷电路板用的连接器的例子，如图5所示，有市场上出售的由美国宾夕法尼亚州哈里斯堡市的阿普依股份有限公司生产的商标为AMPLIFLFX的弹性连接器（弹性连接构件）。另外，还有在日本专利公报特开昭61-284078号中发表的另一种弹性连接器的例子。

如图5所示，现有的弹性连接器100在其由硅橡胶等弹性体的棒状芯子（绝缘弹性构件）101的外周有以一定间隔形成的高密度的环状导电层102。这种弹性连接器100插在内侧表面上形成多个排成直线状的焊接区111、121的第1及第2印刷电路板110、120之间而被压缩。即，将焊接区111、121对准后，对这两块印刷电路板110、120互相加压，于是使弹性连接器100的弹性体芯子101变形，对应的焊接区111、121之间就由一个以上的导电层102的作用而互相连接起来。

但是，这种现有的印刷电路板用的连接器或弹性连接器100是将印刷电路板之间直接连接起来，对印刷电路板110、120施加很大的压力，使弹性连接器100压缩变形，从而将其外周的导电层102挤压接触在焊接区110、121上，所以无摩擦接触作用，很难形成可靠性高的连接。特别是当印刷电路板被挤压而产生弯曲时，不可能将全部焊接区准确地高可靠性地连接起来。

为了防止印刷电路板110、120的这种弯曲，需要用多个螺钉沿印刷电路板110、120的焊接区111、121加以紧固，使印刷电路板大致维持一定的间隔。可是，如果紧固螺钉的数量增加，可形成焊接区的个数就受到了限制，而且使组装作业效率显著下降，这是它的一个缺点。

另外，为了防止或减小印刷电路板的弯曲，可以增加印刷电路板本身的厚度，以增大强度，或者在印刷电路板的互相连接部分的外侧使用加强板。可是在印刷电路板的厚度增大或使用加强板时，就会使互相连接的装置的整体厚度增大，有使安装密度下降的缺点。

因此，本发明的目的是提供一种不需要在互相连接的印刷电路板之间施加较大的压力、能防止印刷电路板弯曲、而且不使用加强板、结构小型的高安装密度及高可靠性的印刷电路板用的新颖连接器及印刷电路板互相连接的方法。

为了克服上述现有技术的缺点，而且为了达到上述目的或解决上述技术课题，本发明的印刷电路板用的连接器具有与互相连接的第1及第2印刷电路板上的焊接区相连接的连接部及有接触部的触头。最好该触头的接触部相对于印刷电路板呈垂直关系，将弹性连接器等弹性连接构件插在各触头之间，将各触头彼此连接起来。

在用本发明的印刷电路板连接方法时，最好以SMT（表面安装）方法将第1触头连接在第1印刷电路板的焊接区上，通过弹性连接构件，将按同样方法连接在第2印刷电路板的焊接区上的第2触头与第1触头的相对的接触部互相连接起来。

在用具有这种结构的印刷电路板用的连接器时，由于压力是平行于印刷电路板的板面方向的，所以产生弯曲的压力不作用在相对着的印刷电路板上。另外，由于通过触头间接地连接，所以在弹性连接构件和触头的接触部之间产生摩擦接触作用，即使在触头表面上有灰尘或氧化层等异物时，也能得到良好的电气接触。

图1表示本发明的印刷电路板用的连接器的第1实施例，图1（A）是嵌合状态下的斜视图、图1（B）是分解后的斜视图、图1（C）是正视图。

图2是沿图1（C）中的A-A线及B-B线的剖面图。

图3是表示本发明的印刷电路板的连接方法的示意图。

图4表示本发明的印刷电路板用的连接器的第2实施例，图4（A）是嵌合状态下的斜视图、图4（B）是分解后的斜视图、图4（C）是正视图。

图5是表示配置在一对印刷电路板之间的现有的弹性连接器的一个例子的正视图。

下面参照附图、详细地说明本发明的印刷电路板用的连接器及印刷电路板的连接方法的实施例。

图1表示本发明的印刷电路板用的连接器10的一个最佳实施例，图1（A）是组装状态下的斜视图，图1（B）是分解后的斜视图，图1（C）是图1（A）的正面图、即从左侧看到的图。

印刷电路板用的连接器10由第1连接器20a、第2连接器20b及弹性连接构件（弹性连接器）30构成。第1及第2连接器20a、20b有大致呈平面的矩形细长的绝缘骨架40a、40b、以及高密度地排列保持在该骨架40a、40b上的多个触头50a、50b。最好在第1连接器20a的骨架40a上沿纵向形成非对称状的凹部41，如图1（A）所示，第2连接器40b及弹性连接构件30插在该凹部41内。在骨架40a的一个侧面的两端附近形成一对对准用的柱42。第2连接器20b的骨架40b具有能插入在第1连接器20a的骨架40a的凹部41中的形状和尺寸，在其一个侧面的两端附近形成对准用的柱43。

如后面所述，在第1及第2连接器20a、20b的骨架40a、40b上分别成排地高密度地配置着多个触头50a、50b。各个触头50a、50b是大致呈L形的触头，分别有连接在印刷电路板的焊接区上的连接部51、以及与相配合的连接器的触头相接触的接触部分52。即，各个触头50a、50b分别有比形成骨架40a、40b的对准用的柱42、43的面稍微凸出一些的SMT连接部51、以及在第1连接器20a的凹部41内大致垂直于印刷电路板面地配置的接触部52。

在图1所示的特定实施例中，骨架40a全长约32mm、宽约5mm、高约1.5mm（但对准用的柱42、43除外），触头50的间距约0.5mm，有50个触头。但根据特定用途，当然可以选择另外的尺寸、形状。

图2（A）、图2（B）表示沿图1（C）中的A-A线及B-B线的剖面图。图2（A）是表示触头50a和50b被相对配置的部分，图2（B）是表示没有触头50a、50b的这两个触头之间的部分。另外，为了便于说明，在图2（A）中用点划线表示被相对配置的第1及第2印刷电路板60a、60b，表示剖面的斜线只画在一部分零件上，其它部分从略。

参照图1和图2即可知，本发明的印刷电路板用的连接器10有呈嵌套结构的第1及第2连接器20a、20b。在嵌合状态下，即在图1（A）所示的状态下，如图2（A）所示，两个连接器20a、20b的第2骨架40b被嵌套在第1骨架40a的开口41内，分别被保持在骨架40a、40b上的第1及第2触头50a、50b的接触部52互相平行、且垂直于第1及第2印刷电路板50a、60b的板面而相对着。弹性连接构件30插在这些第1及第2触头50a、50b的接触部52之间。

弹性连接构件30的结构实际上也可与图5所示的现有的弹性连接器100相同的。即，在剖面形状大致呈椭圆或长圆形的弹性芯子部分（芯子）31的外周高密度地平行地形成许多导电线路。在这特定的实施例中，不是采用粘附的方法在弹性芯子部分31的外周直接形成导电线路，而是采用众所周知的印刷或蚀刻加工等方法形成许多导电线路的挠性电路板（FFC）32并将其绕在芯子部分的外表面上，使该FFC32的端部向一侧（图中是向上侧）伸出，形成保持片33。

最好把被嵌合着的第1及第2连接器20a、20b的骨架40a、40b维持在彼此相结合地嵌合状态。因此，如图1（B）及图2（A）所示，在第1连接器骨架40a的凹部41的内壁表面和与其对应的第2连接器骨架40b的外壁表面之间，根据需要，在例如沿纵向的中央部分或沿纵向的一个以上的位置形成互补形状的凹凸结合部45、46。最好如图2（A）所示，第1及第2连接器20a、20b互相嵌合后，弹性连接构件30的导电线路（图中未示出）与第1及第2触头50a、50b接触部52的相对表面之间产生摩擦接触作用，而且弹性连接构件30被压缩，使接触部52之间确实进行高可靠性的电气接触。另外，该接触部52和弹性连接构件30的导电线路表面最好进行电镀处理，镀上金等耐腐蚀的贵重金属。

由上述说明可知，弹性连接构件30在呈嵌套状态的第1及第2连接器20a、20b内，仅沿平行于印刷电路板板面的方向受压缩地接触。因此，沿垂直于平行配置的第1及第2印刷电路板60a、60b的方向没有直接的压缩力作用，所以印刷电路板60a、60b不会产生弯曲。另外，在第1及第2连接器20a、20b的骨架40a、40b上、在与印刷电路板60a、60b相对的一侧表面上形成对准用的柱42、43，插入印刷电路板60a、60b上的对准孔中，使触头50a、50b的连接部51与印刷电路板60a、60b上对应的焊接区61、62彼此对准（定位）。该对准用的柱42、43是例如直径约1.5mm的大致为圆柱状的凸起，前端最好形成锥形。另外，左右两端的柱的尺寸最好不同，使其具有方向性。

下面，参照图3、详细地说明本发明的印刷电路板的连接方法。图3实际上与图2（A）中的主要部分的放大图相对应。在印刷电路板60a、60b的相对一侧的表面（内侧表面）上形成许多焊接区61、62。采用与以往相同的SMT技术方法，在该焊接区61、62上预先粘附或涂敷膏状钎焊料65。首先，将第1触头50a的连接部51与焊接区61对准地将第1连接器20a装在第1印刷电路板60a的内侧表面上。用以往的SMT技术方法，例如用红外线照射等，对焊接区61和第1触头50a的连接部51加热、使膏状钎焊料65熔融，从而将两者软钎焊。同样，在第2印刷电路板60b和第2连接器20b的第2触头50b的连接部51之间进行SMT软钎焊。上述SMT软钎焊是在印刷电路板60a、60b和第1及第2连接器20a、20b分离的状态下单独进行的。

以后，将弹性连接构件30插入第1连接器骨架40a的凹部41内。其插入位置为图3中的右侧，使FFC32的外表面与第1触头50a的接触部52实际上处于接触状态。FFC32的端部33用粘接剂等固定在第1骨架40a上即可。然后使第1及第2印刷电路板60a、60b的相对一侧的板面互相相对，将位置对准后，按压两印刷电路板60a、60b，使第2骨架40b嵌入第1骨架40a的凹部41内，利用凹凸结合部45、46保持结合状态。在此状态下，两触头50a、50b的相对的接触部52、52之间通过被压缩的弹性连接构件30彼此达到电气连接状态。

在上述说明中，虽然是将一个印刷电路板用的连接器10配置在印刷电路板60a、60b之间，但也可以把多个印刷电路板用的连接器10配置在印刷电路板60a、60b之间的任意位置上地加以使用，这是不言而喻的。

下面，参照着图4来说明本发明的印刷电路板用的连接器的另一个实施例。该实施例中的印刷电路板用的连接器10′是将2排触头50a′，50b′配置在第1连接器20a′及第2连接器20b′上，把在印刷电路板表面上形成的2排焊接区连接起来，达到更加高密度的程度，除此之外，其它各方面都与图1的实施例的印刷电路板用的连接器10相同。因此，这里仅就与印刷电路板用的连接器10的不同点为中心作简单说明。

图4（A）是印刷电路板用的连接器10′在组装（或嵌合）状态下的斜视图，图4（B）是它的分解后的斜视图，图4（C）是与图2（A）对应的触头部分的剖面图。

印刷电路板用的连接器10′的第1连接器20a′的第1骨架40a′有沿其纵向的凹部41′。沿该第1骨架40a′的凹部41a、41b的侧表面分别有2排大致呈L形的触头50a′。该触头50a′分别有采用SMT软钎焊技术焊接在印刷电路板的焊接区上的连接部51′。第2连接器20b′沿第2骨架40b′的两侧排列着呈L状的触头50b′。

第2连接器20b′通过位于两侧的一对弹性连接构件30a、30b而被嵌套或嵌合在第1连接器20a′的第1骨架40a′的凹部41′内。该印刷电路板用的连接器10′的第1及第2连接器20a′、20b′嵌合后，利用弹性连接构件30a、30b将相对的2排触头50a′、50b′的接触部52′之间互相连接起来。结果，用SMT软钎焊方法分别焊接在相对平行配置的2块印刷电路板的相对一侧表面上形成的2排焊接区之间的第1及第2连接器20a′、20b′的2排触头50a′、50b′之间通过弹性连接构件30a、30b彼此连接起来。即与图1中的第1实施例的印刷电路板用的连接器10相比较，图4中的第2实施例的印刷电路板用的连接器10′可在两块印刷电路板之间进行2倍的高密度连接。

用图4所示实施例的印刷电路板用的连接器10′进行的印刷电路板之间的连接方法，基本上与图1中的印刷电路板用的连接器10的情况相同。即，将位置对准后，用SMT软钎焊把第1连接器20a′的2排触头50a′连接在第1印刷电路板的焊接区上。然后，将位置对准后，用SMT软钎焊把第2连接器20b′的2排触头50b′连接在第2印刷电路板的焊接区上。如上述那样通过弹性连接构件30a、30b将分别用SMT法连接在第1及第2印刷电路板上的第1及第2连接器20a′、20b′的触头50a′、50b′互相连接起来。

以上，参照着附图1至图4、详细地说明了本发明的印刷电路板用的连接器的最佳实施例及其连接方法。但本发明不受这些实施例的限制，可根据不同的用途进行各种变形，这对于本专业人员来说是容易理解的。例如，各触头不一定是SMT用的触头，也可以是有插入印刷电路板的通孔而被连接的软钎焊引线的触头。

从上述说明可以理解，在用本发明的印刷电路板用的连接器时是将具有被对准的多个触头的第1连接器及第2连接器分别钎焊在要互相连接的第1及第2印刷电路板的内侧表面上形成的焊接区上。然后将弹性连接构件插在上述两个连接器的触头的接触部之间，将两个连接器互相连接起来。由于在这些触头的接触部和弹性连接构件之间产生摩擦接触作用，所以能进行高可靠性的电气连接。又由于弹性连接构件不是垂直压接在印刷电路板之间，而是受到与印刷电路板平行方向的压力的作用，因此不会使印刷电路板弯曲，从而不会降低连接的可靠性。另外，由于印刷电路板之间可以进行约1.5mm至2mm的极其接近的连接，因此具有能使电子仪器高密度化等以往的印刷电路板用的连接器所不具有的优点，在实用上具有各种明显的效果。

Claims (3)

1、一种印刷电路板用的连接器，它是将分别形成多个焊接区的第1及第2印刷电路板的上述焊接区互相连接的，其特征在于：具有被连接在上述第1印刷电路板的焊接区上的多个触头；被连接在上述第2印刷电路板的焊接区上的多个触头；以及插在上述第1及第2印刷电路板的触头的接触部之间、将上述触头互相连接的弹性连接构件。

2、一种印刷电路板用的连接器，它是将分别形成多个焊接区的第1及第2印刷电路板的上述焊接区互相连接的，其特征在于：具有第1骨架，它是被安装在第1印刷电路板上，有被连接在上述焊接区上的多个第1触头，同时有沿纵向形成的凹部;第2骨架，它是被安装在第2印刷电路板上，有被连接在上述焊接区上的多个第2触头，它被装在上述第1骨架的凹部内;以及弹性连接构件，它是被插在上述的装第2骨架的第1骨架的凹部内，将上述第1及第2触头的接触部互相连接起来的。

3、一种印刷电路板的连接方法，它是将上述第1及第2印刷电路板的焊接区互相连接起来的，其特征在于：包括下述工序：将具有连接部的第1连接器的多个触头的上述连接部连接在第1印刷电路板的焊接区上;将具有连接部的第2连接器的多个触头的上述连接部连接在第2印刷电路板的焊接区上;以及将上述第2连接器与细长的弹性连接构件一起插入沿上述第1连接器的纵向形成的凹部内，将上述第1及第2连接器的两触头的彼此相对的接触部互相连接起来。

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