CN113394628B - 组合电路板固定和互连 - Google Patents

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Abstract

一种互连组件，包括主体，该主体由柔性材料形成并且在第一端与第二端之间延伸，主体具有由顶表面和底表面限定的厚度。该互连组件还包括定位在第一端附近的第一连接端口。该互连组件还包括定位在第二端附近的第二连接端口。该互连组件还包括铜迹线，该铜迹线具有第一触点和第二触点，第一触点设置在顶表面上并定位成邻近第一连接端口，第二触点定位在顶表面上并邻近第二连接端口。

Description

组合电路板固定和互连
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年3月13日提交的美国临时专利申请序列号第62/989,355号的优先权，该美国临时申请的全部公开内容通过引用并入本文。
背景技术
本公开涉及一种组合电路板，并且更具体地，涉及一种包括固定和互连系统的组合电路板。
车辆具有机械和电子部件，这些机械和电子部件受到许多不同类型的应力(例如粗糙的驾驶表面、内部振动以及暴露于广阔的环境中)的影响。现代车辆架构需要某些部件，特别是电子部件，以包括多件式构造。当部件包括多件式构造时，多件之间的互连会很昂贵并且会受到上述应力的影响。需要多件式构造的一种这样的电子部件是位于柱式马达动力组(column motor power pack，柱式马达电源组)中的组合电路板，该柱式电动机动力组用于动力转向系统，特别是电子动力转向系统。组合电路板通常通过互连件互连，上述互连件是多件式塑料注入子组件。一经构造，利用互连通常是耗时的过程，需要在各个电子部件之间进行焊接。
因此，开发用于多件式电子部件的成本有效的、耐用的并且一经构造就容易并入电子部件中的互连将是有益的。
发明内容
本部分提供了本公开的总体概述，并且不应被解释为与本公开相关的所有目的、方案、特征和优点的完整和全面的陈列。
根据本公开的一个方面，一种互连组件包括主体，该主体由柔性材料形成并且在第一端与第二端之间延伸，主体具有由顶表面和底表面限定的厚度。该互连组件还包括定位在第一端附近的第一连接端口。该互连组件还包括定位在第二端附近的第二连接端口。该互连组件还包括铜迹线(copper trace)，该铜迹线具有第一触点和第二触点，第一触点设置在顶表面上并定位成邻近第一连接端口，第二触点定位在顶表面上并邻近第二连接端口。
根据本公开的另一方面，一种组合电路板组件包括第一电路板。组合电路板组件还包括通过互连组件电连接到第一电路板的第二电路板。互连组件包括主体，该主体由柔性材料形成并且在第一端和第二端之间延伸。互连组件还包括设置在主体上的多根铜迹线。
通过以下结合附图的描述，这些以及其他优点和特征将变得更加明显。
附图说明
被视为本发明的主题在本说明书随附的权利要求中被特别指出并清楚地要求保护。通过以下结合附图的详细描述而易见本发明的前述和其它特征以及优点，在图中：
图1是与用于电动助力转向系统的马达动力组连接的互连组件的立体图；
图2是互连组件的立体图，该互连组件包括由柔性材料制成的主体和一对盖；
图3是主体的俯视图；
图4是一对盖中的一个盖的俯视图；
图5是连接到马达动力组的互连组件的放大立体图；
图6是根据本公开的一方面的、连接到两个控制器板的互连组件的立体图；以及
图7是示出了由互连组件提供的迹线到迹线连接的示意图。
具体实施方式
本文的描述针对本公开的各种实施例。尽管可以相对于其他实施例更详细地图示和/或讨论这些实施例中的一个或多个，但是不应将本公开解释为或以其他方式用作限制本公开的范围。另外，本领域技术人员将理解，以下描述具有广泛的应用，并且对任何实施例的讨论仅旨在作为该实施例的示例，而无意于暗示本公开(包括权利要求)的范围限于该实施例。
如所描述的，诸如汽车、卡车、运动型多功能车、跨界车、小型多功能厢式车、船舶、飞机、全地形车、休闲车或其他合适车辆的车辆包括一个或多个转向系统方案，诸如线控转向和驾驶员界面转向。这些转向系统方案通常包括转向柱，转向柱用于将转向输入转换为输出，该输出与转向联动装置相互作用以导致车轮(或其他元件)使车辆转向。一些转向柱在多个位置之间可轴向调节，以提供手轮位置的灵活性，并为各种驾驶员提供更舒适的驾驶姿态或自主驾驶能力。
现在参考附图，其中将参考具体实施例描述本发明，但并不限制本发明，附图示出了互连组件10。互连组件10旨在提供一种增强的系统，用于连接至少两个电子部件，例如组合电路板中的两个或更多个电路板，如从本文的公开中可以理解的。
首先参考图1，其示出了根据本发明的一个示例性应用的一对互连组件10，其与用于电动助力转向系统的马达动力组12连接。
如图2所示，互连组件10包括主体12，该主体在一对纵向边缘15之间从第一端16延伸到第二端18。主体12由柔性材料形成，并且具有由顶表面21和底表面23限定的厚度。第一连接端口20在主体12的第一端16附近延伸穿过主体12的厚度。第二连接端口22在主体12的第二端18附近延伸穿过主体12的厚度。关于位于主体12的相应端部“附近”的端口，其被定义为，相对于该端口与另一端的距离而言，该端口位于更靠近所指端的位置。在一些实施例中，相对于端口距主体12的纵向中点的距离，端口位于更靠近所指端。
至少一根铜迹线24沿着顶表面21从第一连接端口20附近的位置延伸到第二连接端口22附近的位置。在一些布置中，至少一根铜迹线24由多个铜迹线24限定。每根铜迹线24可以与顶表面21齐平放置。在使用中，第一连接端口20连接到第一电子部件(例如，第一电路板)，第二连接端口22连接到第二电子部件(例如，第二电路板)。在连接到各个端口20、22的过程中，电子部件被布置成与铜迹线24接触。
为了支撑端口20、22与电子部件之间的连接，互连组件10还包括用于连接至第一端16的第一盖26和用于连接至第二端18的第二盖28。每个盖26、28包括基部29，该基部用于覆盖主体12的端部16、18中的一个的底表面23。根据该应用，基部29可以遮蔽主体12的部分使其免受其他汽车部件或环境条件的影响。每个盖26、28还包括一对立柱30，用于定位在主体12的纵向边缘15上。每个盖26、28还包括套筒部分32，该套筒部分从基部29延伸并被设定尺寸为延伸穿过连接端口20或22中一个。主体12和每个盖26、28还包括防错(poka-yoke)特征，以确保主体12在安装期间正确地定向。
如本文所使用的，防错连接是指防止错误连接。即，在不损坏连接端口或配合部件中的一个的情况下，在各个连接端口20、22与电子部件的配合部件之间不能合理地进行连接。防错连接是有利的，因为它可以防止在组装过程中进行不正确的连接。更具体地说，主体12包括第一孔34和第二孔36，第一孔位于纵向边缘15中的一个以及第一端部16附近，第二孔位于纵向边缘15中的另一个和第二端部18附近。每个盖26、28包括凸台38，该凸台位于基部29上以延伸穿过孔34、36中的一个。孔34、36和凸台38可以是非圆形的，以防止凸台38相对于孔34、36旋转。
图3是主体12的俯视图，示出了铜迹线24的一种示例性布置。每根铜迹线24包括第一触点40和第二触点42，该第一触点位于第一连接端口20附近，用于与第一电子部件建立电气通信(electrical communication)，该第二触点位于第二连接端口22附近，用于与第二电子部件建立电气通信。每根铜迹线24还包括在第一和第二触点40、42之间延伸的细长主体44，以便于电子部件之间的通信。每个触点40、42可以采取至少一个阵列的形式布置在相应的连接端口20、22周围。如示例布置中所示，触点40、42各自以第一阵列和第二阵列的形式布置，其中第二阵列关于第一阵列径向向外定位。第一端16和第二端18可各自具有圆形轮廓，使得主体12具有矩形的一般形状且在任一端16、18上具有半圆形或半椭圆形。铜迹线24可覆盖顶表面21的大部分。在同一主体12上，各种铜迹线24可以具有不同的厚度或规格。
图4是盖26、28中的一个的俯视图。每个盖26、28可以由绝缘材料(例如塑料)形成。基部29可以具有圆形形状以位于主体12的端部16、18之下。在一些实施例中，盖26、28可以是刚性的。在其他实施例中，盖26、28像主体12一样是柔性的。当被连接到主体12上时，套筒部分32定位成靠近端部16、18中的一个，支柱30的至少一部分被定位成离端部16、18较远，凸台38的至少一部分定位成离端部16、18更远。
图5是通过一对电路板连接至马达动力组12的互连组件10的特写立体图。在一种配置结构中，电路板中的一个包括控制器46。紧固件48延伸穿过控制器46、连接端口中的一个、盖26、28的套筒部分32、并延伸到壳体50中，更具体地，延伸到在壳体50中的螺纹孔52中。使紧固件48变紧产生的压缩导致各种触点40、42形成并保持与控制器46(或其他电子部件的触点)的电通信。在所示的配置结构中，控制器46包括孔54，该孔大到足以容纳套筒部分32的一部分(见图2和图4)。
图6和图7更详细地示出了互连组件10。互连组件10被示出为设置在两个控制器板之间(图6)。图7示出了由本文公开的互连组件10的实施例所提供的迹线对迹线连接。有利地，所公开的实施例在柔性互连组件板10和刚性控制器板46之间的路径中不需要任何额外的导体。在其他设计中可能需要的组件的示例是杆型引脚、c形引脚、引脚和插孔。没有多余引脚型件的系统需要焊接以保持良好的连接。本文公开的实施例利用来自机械紧固件48的高压结合塑料体(也称为盖)的柔顺性来确保所有电路都具有并保持良好的电连接。
在操作中，互连组件10提供了一种灵活的设计，以适应于第一和第二电子部件的各种布局，并且易于安装。使紧固件48变紧而产生的压缩降低了先前发生短路的风险。另外，可以在不使用昂贵工具的情况下组装互连件10。这种配置结构还有利于拆卸而不破坏组件，从而允许工厂返工和现场维修。与常见的其他连接相比，铜迹线24可以针对不同的应用场合进行不同的布置，并且花费更少，因为这些板仅需要对印刷图稿进行更改而无需进行硬工具更改。本文所述的“迹线到迹线”连接避免了使用依赖于引脚或其他突出结构的电连接的需要，特别是在本文所述的平齐式触点的实施例中。
尽管仅结合有限数量的实施例详细描述了本发明，但是应当容易理解，本发明不限于这些公开的实施例。而是，可以对本发明进行修改以结合迄今未描述但与本发明的精神和范围相对应的任何数量的变型、改变、替换或等同布置。另外，尽管已经描述了本发明的各种实施例，但是应当理解，本发明的方案可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本发明不应被视为由前述描述所限制。

Claims (15)

1.一种互连组件，包括：
主体，由柔性材料形成并且在第一端与第二端之间延伸，所述主体具有由顶表面和底表面限定的厚度；
第一连接端口，定位在所述第一端附近；
第二连接端口，定位在所述第二端附近；以及
铜迹线，具有第一触点和第二触点，所述第一触点设置在所述顶表面上并定位成邻近所述第一连接端口，所述第二触点定位在所述顶表面上并邻近所述第二连接端口；
其中，所述互连组件包括位于所述第一端之下的第一盖和位于所述第二端之下的第二盖，
其中，所述主体、所述第一盖和所述第二盖各自包括防错特征，以便于连接到电子部件，而且，所述防错特征包括：孔，在所述主体中限定；以及非圆形凸台，从所述第一盖或所述第二盖延伸并穿过所述孔。
2.根据权利要求1所述的互连组件，其中，所述铜迹线被设置成与所述主体的顶表面齐平。
3.根据权利要求1所述的互连组件，其中，所述铜迹线从所述主体的顶表面突出。
4.根据权利要求1所述的互连组件，其中，所述铜迹线从所述主体的顶表面凹入。
5.根据权利要求1所述的互连组件，其中，所述铜迹线是多根铜迹线中的一根，所述多根铜迹线中的每根均具有第一触点和第二触点。
6.根据权利要求1所述的互连组件，其中，所述主体包括矩形段、所述第一端和所述第二端，其中，所述第一端和所述第二端具有弯曲的几何形状。
7.根据权利要求6所述的互连组件，其中，所述第一端和所述第二端各自是半圆形或半椭圆形中的一种。
8.根据权利要求1所述的互连组件，其中，所述第一盖和所述第二盖是柔性的。
9.根据权利要求1所述的互连组件，其中，所述第一盖和所述第二盖是刚性的。
10.一种组合电路板组件，包括：
第一电路板；以及
第二电路板，所述第二电路板借助互连组件电连接至所述第一电路板，其中，所述互连组件包括：
主体，由柔性材料形成并在第一端与第二端之间延伸；以及
多根铜迹线，设置在所述主体上；
其中，所述互连组件包括位于所述第一端之下的第一盖和位于所述第二端之下的第二盖，
其中，所述主体、所述第一盖和所述第二盖各自包括防错特征，以便于连接到电子部件，其中，所述防错特征包括在所述主体中限定的孔以及从所述第一盖或所述第二盖延伸并穿过所述孔的非圆形凸台。
11.根据权利要求10所述的组合电路板组件，其中，所述互连组件还包括第一连接端口和第二连接端口，所述第一连接端口定位在所述第一端附近，所述第二连接端口定位在所述第二端附近，其中所述多根铜迹线中的每根包括第一触点和第二触点，所述第一触点定位成邻近所述第一连接端口，所述第二触点定位成邻近所述第二连接端口。
12.根据权利要求11所述的组合电路板组件，其中，所述主体包括矩形段、所述第一端和所述第二端，其中所述第一端和所述第二端具有弯曲的几何形状。
13.根据权利要求12所述的组合电路板组件，其中，所述第一端和所述第二端各自是半圆形或半椭圆形中的一种。
14.根据权利要求10所述的组合电路板组件，其中，所述第一盖和所述第二盖是柔性的。
15.根据权利要求10所述的组合电路板组件，其中，所述多根铜迹线在所述第一电路板和所述第二电路板中的一个与所述互连组件之间形成迹线到迹线的连接。
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