CN1528033A - 接触元件 - Google Patents

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Abstract

一种用于电气部件(1)的接触元件用导电材料制造。而且材料象橡胶一样有弹性并可变形。结果，在相互连接的接触元件(4)和电子部件(1)之间获得接触力。电接点包括第一和第二金属部分，所述第一和第二部件导电式相互连接。而且，接点包括一个弹性的接触元件。接触元件用导电的硅材料生产。

Description

接触元件
技术领域
本发明涉及一种用于各种电子部件的接触元件，所述接触元件用一种导电材料制造。
本发明还涉及一种电接点，所述电接点包括第一和第二金属部分及一个导电而有弹性的接触元件，上述第一和第二金属部分导电式相互连接，而上述接触元件与第一和第二金属部分相互连接。
背景技术
在电子学工业内，例如在蜂窝或移动电话的制造中，研究开发经常是移向更小的单元，亦即移动电话，并因此移向更小的部件。同时，要求也放在高性能和工作可靠性上。这需要把大量部件包括在成品中，并且需要这些部件直接或间接地相互连接。由于缺少空间所产生的问题变得日益明显。
工作可靠性直接与相互连接工作相关联，亦即把那种电接点保持在大量点处，尤其是持在传送信号如天线信号时。在这些点处，设置接触元件，所述接触元件处于与一个接触部位例如一个电路板成电气和机械连通。这种接触部位有时也叫做一个“焊盘”。
为了保证接触元件和接触部位或焊盘之间的接触，常常把接触元件设计成一种金属弹簧。弹簧中的金属具有必要的导电能力，而同时它的弹性获得一定压力顶着接触部位。
这种技术中固有的一个缺点是在接触元件和接触部位之间的接触由于各种原因而有接触不良的危险。一个这样的原因可以是弹簧以不合适的方式弯曲，及结果它不能充分贴着接触面。接触不良的另一个原因是一方面在接触元件中而另一方面是在接触表面中的金属当它们与空气中的氧接触时氧化，并且这些氧化物具有很差的导电能力。为了解决导电能力差的问题，有时利用将接触元件和接触部位镀金(常常与镍结合)。因为金是贵金属，所以在其上不形成氧化物层，而且在很长时间内都保持优越的导电能力。镀金中固有的缺点是所包括的成本高，成本高部分是由于原材料，部分是由生产时的额外工作状况。
镀金固有的另一个缺点是镀层很薄，而结果对在与金属制的接触元件接触时所产生的机械磨损很敏感。
另外，还利用取弹性伸缩杆形式的接触元件，即所谓的纵向耦合销，上述弹性伸缩杆原则上由两个带一内部弹簧的管子组成。这些在制造和装配时价钱很贵，并且还要求接触部位也电镀，此外实际上纵向耦合销本身也要电镀。另一个缺点是这些接触元件常常在垂直方向上相当长，常常多达3和4mm之间。
问题结构
因此，本发明由于它的目的而必须获得一种接触元件，所述接触元件机械式明显地紧贴着相互连接的元件，同时在不需要用金电镀的情况下避免象金属氧化作用方面固有的问题。
解决方案
如果作为前言所告知的接触元件其特征在于材料此外象橡胶一样有弹性并可变形，以便达到在相互连接的接触元件和电子部件之间的接触力，则将会达到构成本发明基础的目的。
如果接触元件还具有如所附权利要求2至7中所述其中一个或多个表征的特点，则会得到另一些优点。
就电接点来说，如果电接点其特征在于接触元件是用一种导电硅材料生产，则将会达到本发明的目的。
如果电接点另外具有如所附权利要求9和1 0所述其中一个或多个表征的特点，则会得到另一些优点。
附图简介
现在将参照附图，在下面更详细地说明本发明。在各附图中：
图1是一种具有按照本发明所述接触元件的天线透视图；
图2是图1中天线的部件分解图；
图3是一种按照本发明所述开路的电接点的透视图；及
图4是图3中的接点处于闭合状态时的直边正视图。
优选实施例说明
图1示出一种电子部件的一个实例，所述电子部件具有多个按照本发明所述的接触元件。电子部件在这种情况下由一个天线1组成，所述天线1包括一个载体2、一个发射器元件3和数个接触元件4。天线打算应用于在高频下，亦即在800MHz和800MHz以上的范围内发射和接收。目前，使用高达约2.5GHz的频率，但至少约5-6GHz的频率也可用。
载体2由一种形状稳定的材料如一种塑料组成，并且还设有数个卡合装置5用于将载体2机械式固定到一个底材例如一个电路板上。载体2还有多个隔离件6，所述多个隔离件6将载体的主要部分保持与底材相距一规定的预定距离。
发射器元件3设置在载体2之上或之中，并可以具有多种不同的形状。各附图所示的形状仅是其中一个例子。发射器元件3用一种导电材料例如金属制造，不过其它材料也可以用。发射器3的一个或多个部分绕载体2的各侧边弯曲，并且也构成用于接触元件4的底材。发射器3发射经常变动的信号。重要的是信号不以任何方式，比如由于接触不良而引起扭曲或失真，因为那样传送信号的信息会丢失。
为了节约电路板上的空间，正常情况是试图把天线或至少它的发射元件设置成离开电路板及其部件一个距离，同时接触主要只是在若干独立的点处。在优选实施例中，能够把电子部件设置在载体的下方和载体内，因为天线只是在几个点处与底材接触。因此有可能在设计和构造上形成紧凑的解决方案和更大的自由度。尤其是由于在垂直方向上的范围很小，所以也能在很窄约1mm数量级的空间中形成接触。
图2示出按照图1所示天线1的部件分解图。在这个视图中，发射器元件3能比在图1中看得更清楚。各接触元件4也显然稍微更清楚。
在优选实施例中，接触元件4数量上是2个。一个接触元件是细长的，用于获得与电路板接触面的线性贴合，而另一个接触元件具有一个小圆的外形，用于获得基本上是点形的接合。
接触元件4用一种导电的弹性橡胶状材料制造。在优选实施例中，它们用导电的硅材料制造。硅材料通过加一定量的导电微粒变得导电，然而，导电微粒量不会影响硅的机械性能达到任何明显的程度。硅材料固有的一个主要优点是，即使在与空气中的氧长期接触下，硅在其表面上也没有氧化物层。
硅可以各种可用的图形和形状应用在发射器元件3上。硅也可以用各种方法，例如借助于注塑法、挤塑或是通过用型板应用。一旦应用硅材料，一般将它进行热处理用于固化、硬化和永久粘合到底材亦即发射器元件3上。在这种情况下，由于硅的粘合作用结果，空气被排出，并保护硅下方底材金属表面免受空气和腐蚀作用的影响。
在优选实施例中，接触元件4在垂直方向上显示一定的范围。可以看出，这个范围稍大于隔离件6的高度，以便在装配时，产生一定的压缩作用。当天线1借助于载体2的卡合装置5卡合在适当位置时，将把接触元件4夹紧在适当位置，亦即经受到一个机械压缩力。在这种情况下，将保证接触元件4处于与底材良好接触。由于硅材料的弹性，这努力做到再采取它的原有形状，并因此在部件整个使用寿命中将保持接触部位的接触力。同时由于当接触元件4被压缩时材料的弹性获得机械接触力，压缩作用也将引起接触元件4和底材之间极紧密的接触。这样使氧不能进入各接触点中的金属，此处各接触元件邻接，因此不能产生氧化物层。用这种方法，在各接触点中将保持优良的导电能力，并且天线信号将毫无困难地通过各接触点传导。
硅材料的材料性能也赋予接触元件4，所述接触元件4一方面处于与一定的表面范围邻接，而另一方面设有锐利的边缘。此外，材料原则上是贴着底材在接触面中不活动，它们合起来消除了在接触部分上磨损的危险。
通过提供隔离件6，使在载体2下方安放其它部件更简单，因为导致它们很容易安放在底材和载体2之间的空隙中。
因此，按照本发明所述的接触元件4获得必要的接触压力和接触中所需要的导电能力。而且，防止了接触部位的氧化作用，并因而保持了导电能力。
图3示出一种处于开路位置的一般化电接点7。电接点具有一个接触元件8。接触元件8加到一个导电底材上，所述导电底材优选的是取第一金属部分9的形式，不过其它导电材料也可以用。电接点7还包括一个第二金属部分10，所述第二金属部分10提供并打算用于当电接点闭路或“形成”时与接触元件8接触。接触元件8当处于开路位置时具有一定的高度范围。
当电接点7闭路时，如图4所示，使电接点7保持在闭路位置中的机械力也间接压缩接触元件8。接触元件8将基本上保持它的体积，但它的形状将改变，直到接点7再次开路。形状改变基本上使接触元件8变平，并且它的侧面向外凸出。形状改变使空气被排出，并且保护一部分金属部分9和10免受腐蚀影响，因为通过硅材料的表面邻接防止了氧进入这些部分。可供选择的实施例说明。
按照本发明所述的接触元件上述类型可以用不同的方式，尤其是它的形状方面进行改变。根据接点的用途，许多不同的形状可以采用。一些例子是具有线性靠接和点靠接的接触元件4，而且取环形或曲折形式的接触元件4也可以用。原则上，接触元件的形状是任选的，因为它在很大限度内是可变的。
在优选实施例中，接触元件显示为设置在一种金属上。然而，用作底材的导电材料不需要是金属。另一些材料是例如镀金属的塑料和具有铜箔的挠性膜。材料实际上也可以是与接触元件所用相同的材料。还可以设想，底材的导体和接触元件相互成一个部件。
在优选实施例中，接触元件4显示它们设置在部件1上时的情况。还可以设想，相应的接触元件4在它的制造中设置在电路板上，并且各部件连接到电路板上的接触元件上。在这种情况下，它可以例如能借助一个细长的接触元件将多个部件连接到同一电位上。
在不脱离所附的权利要求的范围的情况下，本发明可以进一步修改。

Claims (11)

1.一种电子部件(1)的接触元件，用一种导电材料制造，其特征在于：该材料而且是象橡胶一样有弹性并且可变形，用于在相互连接的接触元件(4)和电子部件(1)之间获得接触力。
2.如权利要求1中所述的接触元件，其特征在于：接触元件通过它的粘性连接到金属的底材(3)上。
3.如权利要求1中所述的接触元件，其特征在于：它与一个电导体成一个部件。
4.如权利要求1-3其中之一所述的接触元件，其特征在于：接触元件是可成形的并有弹性，使得贴靠的部位被保护免受空气和随之的氧化作用的影响。
5.如权利要求1-4其中之一所述的接触元件，其特征在于：它的几何形状安排成用于点贴合底材。
6.如权利要求1-4其中之一所述的接触元件，其特征在于：它的几何形状安排成用于线性贴合底材。
7.如权利要求1-6其中之一所述的接触元件，其特征在于：材料是一种硅材料。
8.电接点包括导电式相互连接的第一和第二金属部分(9，10)及一个与它们互连的导电而有弹性的元件(8)，其特征在于：接触元件用一种导电硅材料制造。
9.如权利要求8所述的电接点，其特征在于：接触元件(8)利用硅材料固有的粘合能力固定在第一金属部分(9)上。
10.如权利要求8或9所述的电接点，其特征在于：接触元件(8)与第二金属部分(10)排出空气地靠接。
11.采用具有贴着金属表面的优良粘合作用的导电硅材料制造一种电接点元件。
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