CN1661860A - 连接印刷电路板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是提供一种电性连接两块印刷电路板的方法，其包括如下步骤：提供一第一印刷电路板(20)；提供一第二印刷电路板(30)；在第一印刷电路板或第二印刷电路板上设置一收容狭缝(22)，以使该两块印刷电路板可彼此垂直正交；提供至少一电连接器(1)靠近该收容狭缝，以电性连接第一印刷电路板及第二印刷电路板。

Description

连接印刷电路板的方法

【技术领域】

本发明是有关一种连接若干印刷电路板的方法，尤其涉及一种连接若干正交排列的印刷电路板的方法。

【背景技术】

各种电子系统，尤其无线电通信系统、服务器及开关，包括有安装于印刷电路板(比如子板与母板)上的大量部件。连接于子板的母板通常由于固定而被称为背板。将子板可移除地组装至母板的连接器称为背板连接器。母板与子板通过电连接器连接以于系统中传输信号及电源。

通常，母板、背板是安装于服务器或开关中的印刷电路板，其连接若干背板连接器。每一子板设有一对接连接器，其可移除地插入背板连接器。当所有子板连接于背板上后，子板通过背板彼此连接且平行排列。

然而，通过背板连接子板会导致信号互相干涉，因为子板全部通过背板连接，当信号传输过背板时将会被消弱。一般情况下，经过两子板的信号会至少经过位于第一子板与背板之间的第一对连接器及位于背板与第二子板之间的第二对连接器。因此，信号共需穿过两对对接连接器，每传输一次其都将会被削弱。

通常，背板与子板之排列呈″TTTT″型(从上面向下看)，背板水平设置，子板垂直于背板设置。在一些案例中，背板两面均设有电连接器以将子板安装于其上，这种排列呈″++++″型(从上面向下看)。在这种排列中，排列于母板两面的子板通过母板(比如中央板)互相进行通信。

很多电连接器被用于达成该等排列，如美国专利公告第5,993,259号所揭示的电连接器，其包括若干结合于一起的芯片模块，如其图4所示，端子由一金属片冲压而成，然后埋入绝缘材料内以形成芯片。

美国专利公告第6,083,047号揭示了一种利用印刷电路板制成高密度连接器的方法，如其图12所示，导电路径是形成于印刷电路板的表面且呈镜像排列。

美国专利公告第6,267,604号揭示了一种类似结构。

美国专利公告第5,356,301号揭示了一对安装于母板两相对面的背对背排列且共享端子的插头连接器，其分别连接安装于子板上的插座连接器及线缆连接器。

然而，上述所提的连接器全都安装于背板或中央板上。众所周知，若没有中央板，子板彼此直接连接，干涉就会大大减弱，信号的消减亦会大大降低。但是，没有一种电连接器能满足如此要求。

美国专利公告第6,540,522号(下称US′522号专利)揭示了一种除去中央板的结构，亦即两子板直接正交连接，如其图9清楚所示。这是一重大进步。

然而，信号从第一印刷电路板上的第一连接器的一端传输至第二印刷电路板的第二连接器仍需一较长距离，信号的消减问题仍没解决。另一方面，上述的连接器安装于母板及子板的一面或一边缘。如US′522号专利的图9所示，第二组连接器安置于电路板的相反面是不可能的。

一般地，若端子设有纵长方向，则对接连接器的对接端子或印刷电路板的导电垫片必须与端子的方向相同。在本发明之前，将电子卡沿正交于电连接器的端子的方向插入卡缘连接器是不可能的。若端子没有适当地排列，电子卡的插入会损害电连接器内的端子。当电子卡插入时，端子必须退至连接器的对接面后，当电子卡到达最终位置时，端子延伸出对接面。没有一种现有连接器能满足这种要求。

例如，美国专利公告第6,508,675号揭示了一种能于两正交排列的印刷电路板间提供最短电性路径的结构。如其图1及图2所示，若印刷电路板没有沿电连接器顶面向底面的方向(垂直方向)插入狭缝，延伸入狭缝的端子的接触部定会受到损害。

为将电路板沿不同于从上至下的方向插入狭缝，需另设一控制端子的装置，当印刷电路板插入时，端子退至对接面后，当印刷电路板插至其最终位置时，端子延伸出对接面。

本发明的目的即是提供一种用以解决上述问题的连接若干印刷电路板的方法。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种连接若干正交排列的印刷电路板并可达成最短电性路径的方法。

本发明的另一目的在于提供一种连接正交排列的印刷电路板的方法，其中至少一电连接器安装于由该两正交排列的印刷电路板形成的任一象限内。

为达成上述发明目的，本发明的电性连接若干水平排列的固定板及若干垂直排列的可动板的方法包括如下步骤：(1)提供一第一印刷电路板；(2)提供一第二印刷电路板；(3)于第一或第二印刷电路板上设置一收容狭缝；(4)提供一电连接器靠近该收容狭缝，以电性连接第一印刷电路板及第二印刷电路板。

为达成上述发明的其中一目的，本发明同时亦提供一种电连接器组合。该电连接器组合包括设有收容狭缝的第一印刷电路板、通过其一边缘收容于收容狭缝而安装于第一印刷电路板上的第二印刷电路板以及具有电性连接第一及第二印刷电路板的端子的电连接器。

为达成上述发明的另一目的，该电连接器是安装于第二印刷电路板上，其包括互相垂直的对接面及安装面。每一电连接器的导电端子包括电性连接第一印刷电路板的第一端及电性连接第二印刷电路板的第二端。与电连接器接合的驱动装置设有一基体，该基体设有若干用以收容导电端子的第二端的孔穴。驱动装置处于第一位置时，端子的第一端靠近第二印刷电路板，当驱动装置被驱动移至第二位置时，端子的第一端远离第二印刷电路板。

为达成上述发明的另一目的，电性连接两印刷电路板的电连接器包括具有互相垂直的第一面及第二面的绝缘本体以及若干自第一面延伸至第二面的收容槽。每一导电端子可移动地收容于相应的收容槽，每一导电端子包括延伸出第一面的第一端及延伸出第二面的第二端。与绝缘本体接合的驱动装置设有若干用以收容导电端子的第一端的孔穴，以驱动端子于收容槽内移动。

与现有技术相比，本发明连接印刷电路板的方法具有如下功效：通过于第一或第二印刷电路板上设置收容狭缝，以电性连接垂直正交排列的第一、第二印刷电路板的方法，能有效减短印刷电路板之间的信号传输距离，且电连接器可根据实际需求安装于由该两正交排列的印刷电路板形成的任一象限内。

【附图说明】

图1是本发明中设有若干收容狭缝的固定板及收容于收容狭缝的可动板。

图2是图1的组合示意图。

图3是图2的前视图。

图4是本发明的部分立体图，其中部分被切除以显示通过电连接器电性连接的固定板(水平板)与可动板(竖直板)。

图5是图4的剖视图。

图6是驱动装置驱动前的剖视图。

图7是驱动装置驱动后的剖视图，其中连接于驱动装置的端子向下及向外移动，如箭头A、B所示。

图8是通过四个电连接器电性连接的固定板及可动板的剖视图，其中两个电连接器与可动板分离。

图9是与图8相似，其中四个电连接器位于最终位置。

图10是显示端子与驱动装置的关系的示意图。

图11是端子的第一端连接于驱动装置的绝缘根部的侧视图。

图12是未组装驱动装置的电连接器的立体图。

图13是排列于可动板上的导电垫片及孔穴以及安装于可动板上的两连接器的立体图。

图14是固定板上的收容狭缝及沿收容狭缝排列的导电垫片的立体图。

图15是安装于固定板及可动板上的连接器的立体图。

图16是通过电连接器互相连接的固定板及可动板的示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1、图2及图3所示，若干水平板20(即第一印刷电路板)及竖直板30(即第二印刷电路板)彼此相交，以形成若干位于两者之间的连接点或节点203。为方便阐述起见，水平板20称为″固定板″，竖直板30称为″可动板″。

请参阅图4及图5所示，本发明中的电连接器1是用以电性连接固定板20与可动板30。该电连接器1包括设有若干收容槽11的绝缘本体10及若干收容于收容槽11内且可移动的端子12，其中收容槽11位于绝缘本体10的对接面10a与邻接于对接面10a的安装面10b之间。端子12相对于绝缘本体10移动。需注意，相对于绝缘本体10移动的端子12包括绕某一固定点的枢轴设计或设有可移动部分的固定设计及其它设计，只要端子12能沿固定板20移动就行，即本发明并不仅限于下文所述的实施方式。

每一端子12包括延伸出对接面10a的第一端12a及延伸出安装面10b的第二端12b。收容槽11设有开口端11a、11b，如此，端子12的第一、第二端12a、12b分别能沿对接面10a、安装面10b移动。端子12由金属片冲压而成。于最佳实施方式中，端子12具有弹性小、刚硬的特性，这种物理特性使得端子12于受到外力作用时能更易于在收容槽11内移动。

电连接器1进一步包括若干偏移弹性部14。每一偏移弹性部14包括一稳定固持于绝缘本体10上的固定缝13内的固定端14a、自固定端14a延伸的弹性臂14b及连接于弹性臂14b末端的绝缘部14c。绝缘部14c可以与弹性臂14b一体成型，亦可以先成型后组装至弹性臂14b。若干偏移弹性部14亦可以全部一体成型。绝缘部14c向端子12的第一端12a提供一偏移作用力。

电连接器1进一步提供沿安装面10b可移动的驱动装置15。于最佳实施方式中，该驱动装置15包括一片状金属制成的基体15a及连接于基体15a的绝缘根部15b。该绝缘根部15b设有若干用以收容端子12的第二端12b的孔穴150。当驱动装置15沿绝缘本体10的安装面10b向下移动时，端子12的第二端12b亦沿安装面10b向下移动，第一端10a远离可动板30移动。如上所述，偏移弹性部14向端子12提供一驱动力。如此，端子12随驱动装置15移动时，第一、第二端12a、12b相对于固定板20及可动板30上对应的垫片21(第一导电垫片)、31(第二导电垫片)滑动接触。

如图10及图11清楚所示，端子12的第二端12b连接于驱动装置15的绝缘根部15b。如此，端子12可随驱动装置15移动。

电连接器1进一步包括安装于绝缘本体10上的金属壳体16，其可遮蔽端子12，避免端子12受到电磁干涉的影响。

请参阅第图12及图13所示，绝缘本体10设有一对突出部100，该突出部100形成于邻接于绝缘本体10两相对面102的安装面10b上。该对突出部100于其两者之间设有一收容腔104以收容驱动装置15。绝缘本体10设有一对将电连接器1定位于可动板30上的定位柱10c及一对通孔10d，该通孔10d收容一对锁扣钉10e以将电连接器1稳固锁扣于可动板30上。壳体16连接可动板30或固定板20的接地线路接地。

请参阅图6及图7所示，其揭示了当驱动装置15被驱动时端子12于绝缘本体10的收容槽11内移动的情况。如图6所示，可动板30相交于固定板20。当电连接器1稳定安装于可动板30上，端子12通常通过偏移弹性部14作用于其上的驱动力推向可动板30的导电垫片31(图13所示)。此时，端子12的第二端12b位于收容槽11的最高位置，弹性臂14b大致垂直于固定板20。

当驱动装置15向下移动时，端子12的第二端12b随驱动装置15的绝缘根部15b向下移动，如箭头A所示(即第二方向)，端子12的第一端12a沿固定板20向远离可动板30的方向移动，如箭头B所示(即第一方向)。弹性臂14b向端子12的第一端12a提供一驱动力以将驱动装置15定位于收容腔104内。端子12的第一、第二端12a、12b分别电性连接于固定板20、可动板30的导电垫片21(第14图所示)、31。如此，固定板20及可动板30通过电连接器1建立电性连接。

如图7清楚所示，端子12的第一端12a沿固定板20向第一方向移动，第二端12b沿可动板30向垂直于第一方向的第二方向移动。这是一很大的进步，解决了长期需要而未解决的市场要求，通过本发明的电连接器可彻底解决该问题。

请参阅图13所示，可动板30设有一对用以收容电连接器1的定位柱10c的定位孔32及收容一对锁扣钉10e以将电连接器1安装于可动板30的一对安装孔33。导电垫片31排列于可动板30的两相对面上，且位于两安装孔之间。为便于描述，将导电垫片31、定位孔32及安装孔33统称为″线路″。

请结合第图13参阅图8及图9所示，″线路″以下述方式排列：两电连接器1大致以镜像方式安装于可动板30一侧，该两连接器1彼此间隔，留有收容空间18以收容固定板20。

请结合图4参阅14图所示，固定板20设有自其前边缘20a延伸的收容狭缝22，其可收容可动板30的前边缘30a(如图1及图13所示)以将固定板20轻易地收容于收容空间18内，如此，可动板30及固定板20通过电连接器1建立电性连接。导电垫片21沿收容狭缝22排列。如图9所示，当可动板30与固定板20彼此相交时，可用四个电连接器1来连接可动板30及固定板20，这使得系统设计者有很大的选择余地，其可选择合适的数目以提高电性效果。

从数学角度来看，可动板30与固定板20可定义出四个象限。于最佳实施方式中，四个电连接器1分布于相应的一个象限内。可按实际需要而选择电连接器1的数目，比如可仅选择两个分别位于第一、第二象限或第一、第三象限或第一、第四象限内的电连接器1提供给可动板30，这使得可动板30及固定板20之间的互相连接的选择具有很大弹性。若把由固定板20形成的平面称为第一平面，则可动板30形成第二平面，端子形成第三平面，该三平面形成直角三角形，第三平面为斜边。

根据以上揭示，一种电性连接水平设置的固定板20与垂直设置的可动板30的方法包括如下步骤：(1)提供设有导电垫片21的固定板20；(2)提供设有导电垫片31的可动板30；(3)于固定板或可动板上设置一收容狭缝；(4)提供一电连接器靠近该收容狭缝以电性连接第一印刷电路板及第二印刷电路板。

请参阅图15及图16所示，于本实施方式中，每一象限提供一电连接器1。惟，并不是每一象限必须安装一个电连接器1，这取决于实际工作的需要。如此，设计者可自由排列可动板30及固定板20之间的电性连接。

本发明电连接器1可按多种方法制成。于本实施方式中，首先于电连接器1的绝缘本体10上形成收容槽11，然后端子12插入收容槽11内，偏移弹性部14安装至绝缘本体10上，最后壳体16安装于绝缘本体10上且部分包围绝缘本体10。

需注意，如美国专利公告第6,508,675号已揭示的结构，本电连接器1可以由若干端子模块构成。每一端子模块设有收容端子12的收容槽11，偏移弹性部14亦安装于端子模块上。最后，所有端子模块安装于一起。

最好通过端子模块排列将电连接器1配置起来，另一方面，两端子12可以收容于其中一收容槽11以提供一差分对端子。于本实施方式中，端子12可为一导线，比如由绝缘皮包覆的金制芯线。

需注意的是，若收容狭缝有必要设于可动板30上，电连接器1可以被排列于固定板20上，比如母板。本发明可提供设计者按其要求选择固定板20与可动板30之间的电性连接。

需注意的是，无论收容狭缝位于其中一块印刷电路板上，还是位于两块印刷电路板上，其均用以连接固定板20及可动板30。可选择在固定板20上设有具有导电垫片的凸部，通过电连接器1与可动板30电性连接。因此，本发明可以有多种实施方案。

Claims (10)

1.一种电性连接两块印刷电路板的方法，其包括如下步骤：提供一第一印刷电路板，提供一第二印刷电路板，提供至少一电连接器，其特征在于：于第一或第二印刷电路板上设置一收容狭缝，以使第一及第二印刷电路板可彼此垂直正交；电连接器靠近该收容狭缝以电性连接第一及第二印刷电路板。

2.如权利要求1所述的电性连接两块印刷电路板的方法，其特征在于：第一及第二印刷电路板形成四个象限。

3.如权利要求2所述的电性连接两块印刷电路板的方法，其特征在于：至少一电连接器包括设置于第一象限的第一连接器及设置于第四象限的第二连接器。

4.如权利要求3所述的电性连接两块印刷电路板的方法，其特征在于：第一及第二连接器安装于第二印刷电路板上。

5.如权利要求4所述的电性连接两块印刷电路板的方法，其特征在于：第一及第二连接器各包括导电端子及驱动装置，该驱动装置可驱动端子滑动接触第一及第二印刷电路板。

6.一种电性连接若干印刷电路板的方法，其包括如下步骤：提供若干第一印刷电路板，提供若干第二印刷电路板，提供若干电连接器，其特征在于：于第一或第二印刷电路板上设置收容狭缝，以使第一及第二印刷电路板可彼此垂直正交，每两个垂直正交设置之印刷电路板形成四个象限；至少一电连接器设置于每两个垂直正交设置的印刷电路板形成的一个象限内，以电性连接第一及第二印刷电路板。

7.如权利要求6所述的电性连接若干印刷电路板的方法，其特征在于：收容狭缝是设于第一印刷电路板上。

8.如权利要求7所述的电性连接若干印刷电路板的方法，其特征在于：由每两个垂直正交设置的印刷电路板形成的第一及第二象限内安装有电连接器，该等电连接器安装于第二印刷电路板上并相对于第二印刷电路板呈镜像排列。

9.如权利要求8所述的电性连接若干印刷电路板的方法，其特征在于：由每两个垂直正交设置的印刷电路板形成的第三及第四象限内安装有电连接器，该等电连接器安装于第二印刷电路板上并相对于第二印刷电路板呈镜像排列。

10.如权利要求9所述的电性连接若干印刷电路板的方法，其特征在于：分别设置于第一及第四象限内的电连接器是相对于第一印刷电路板呈镜像排列。

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