CN1988268B - 电连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电连接器，其包括具有配合界面(126)和触头界面(128)的外壳(120)，所述触头界面构成为接收具有至少一排FPC触头(170)的柔性印刷电路(FPC)(112)的一端。各触头(136)安装在外壳中并在配合界面和触头界面之间延伸，每个触头构造成啮合于各FPC触头中相应的一个。插入构件(140)可接收在外壳中。插入构件包括底座(152)和从该底座延伸出的多个指端(150)。各指端相对于彼此可独立地移动，其中，当插入构件安装在外壳中的配合位置时，每个指端分别地与FPC啮合。

Description

电连接器
技术领域
本发明涉及一种采用柔性印刷电路的电连接器。
背景技术
电连接器通常用于电路或元件的相互连接。随着电子组件越来越小，连接器的尺寸也必须变小，在许多情况下，传统的连接器设计已经变得不适合了。尤其是，不同元件的最小尺寸是有限制的。同时电子组件要求电连接器高速地工作。
上述关注已使得柔性印刷电路(FPC)在电连接器中的应用增加。FPC包括在FPC外表面上的一排触头。FPC容纳在电连接器的外壳内，以使得所述排的FPC触头啮合于外壳中相应排的触头。然后，当电连接器与配合连接器配合时，外壳中的各触头啮合于配合连接器的各配合触头。典型地，当FPC装载入外壳中后，FPC通过旋转到啮合位置的夹具保持在外壳中。可替代的是，当FPC被装载入外壳中后，FPC被装载到外壳中啮合位置处的插入件保持在外壳中。
但是，这些类型的电连接器具有一些缺点。采用夹具或插入件使各FPC触头和外壳中的各触头的负载不匀整和不充分。例如，由于夹具或插入件是刚性和连续的构件，所以在FPC的各触头和外壳中的各触头之间会产生不匀整啮合。另外，为了额外的柔性，这些电连接器的触头相对较长并且具有长的信号通道，因此将阻碍这些电连接器在高电气速度应用中的使用。
需要一种低成本的电连接器，其能够容易地被改变，以进行多种应用，并且其可以为外壳中的每个触头提供合适的啮合力，并且其可以制造有具有短信号通道的触头。
发明内容
本发明提供一种电连接器，其包括具有配合界面和触头界面的外壳，所述触头界面构造成接收具有至少一排FPC触头的柔性印刷电路(FPC)的一端。各触头安装在外壳中并在配合界面和触头界面之间延伸，每个触头构造成与各FPC触头中相应的一个啮合。插入构件可接收在外壳中。插入构件包括底座和从该底座延伸出的多个指端。各指端相对于彼此可独立地移动，其中，当插入构件装载到外壳中的配合位置时，每个指端与FPC分别地啮合。
附图说明
图1是根据本发明示例性实施例的电连接器的分解立体图。
图2是应用于图1中所示的电连接器的示例性柔性印刷电路的俯视图。
图3是图2中所示的示例性柔性印刷电路的一部分的剖视图。
图4是图1中所示的电连接器在一个安装状态下的剖视图。
图5是图1中所示的电连接器的另一个安装状态下的剖视图。
图6是应用于图1中所示的电连接器的可替代触头的侧视图。
图7是根据本发明可替代实施例的电连接器的分解立体图。
图8是图7中所示的可替代电连接器的剖视图。
图9是应用于图7中所示的可替代电连接器的插入构件的立体图。
图10是另一个可替代电连接器的分解立体图。
图11是图10中所示的可替代电连接器的剖视图。
图12是又一可替代电连接器的分解立体图。
图13是图12中所示的可替代电连接器的剖视图。
具体实施方式
图1是根据本发明示例性实施例的电连接器100的分解立体图。电连接器100采用柔性印刷电路(FPC)112，此柔性印刷电路将参照图2和图3进行进一步的描述。电连接器100构造成与配合连接器116的配合表面114配合。在一个实施例中，配合连接器116是在配合表面114上具有多个触头118的电路板。但是，也可使用其它类型的配合连接器116。
电连接器100包括外壳120，该外壳具有形成插入腔124的多个壁122的。外壳120由绝缘材料制造，例如塑料材料。可替代的是，外壳120的部分可以由导电材料制造，例如金属材料。各壁122中的一个的外表面形成配合界面126。配合界面126与配合连接器116连接。形成配合界面126的壁122的内表面上形成有触头界面128。因此，触头界面128通常与配合界面126相背。多个触头孔130在触头界面128和配合界面126之间延伸通过壁122。触头孔130设置成第一排132和第二排134，但是，也可以设置成大于或小于两排。各触头136接收在触头孔130中并且至少在触头界面128和配合界面126之间延伸。可替代的是，各触头136延伸出由触头和配合界面128和126所限定的表面。在一个实施例中，各触头136并不接收在所有的触头孔130中。
外壳120还包括插入窗口或包封138，以在其中接收插入构件或填充件140。在一个实施例中，外壳120的壁122包括形成插入窗口138的开口。可替代的是，插入窗口138可以延伸大致为外壳120的整个长度。插入窗口138可以延伸大致等于或稍微长于触头孔一行132或134的长度。在一个实施例中，插入窗口138基本上垂直于外壳120的触头界面128延伸。插入窗口138提供了进入插入腔124的通道。
外壳120包括支撑元件142，用以在插入构件140装载入插入腔124时支撑插入构件140。支撑元件142基本上是刚性的，基本上平行于触头界面128延伸并与触头界面分隔开。在一个实施例中，支撑元件142与壳体120分开地设置并连接到外壳120上。可替代的是，多个支撑元件142沿着插入腔124设置以形成插入腔124的边界。例如，多个支撑元件142可接收于在外壳120的壁122中形成的凹槽或狭槽144所。凹槽144彼此分开，壁122的突出部分146在每个凹槽144之间延伸。在可替换的实施例中，外壳120的壁122可以形成支撑元件142，以使得插入构件140啮合于形成外壳120的支撑元件142的壁122。可替代的是，支撑元件142可由金属材料制造。在一个实施例中，支撑元件142沿着外壳120的壁122延伸。例如通过焊接工艺或粘合工艺，支撑元件142可固定或连接在壁122和/或配合连接器116上。在一个实施例中，支撑元件142形成了电连接器100的接地通道，下面将会详细描述。
由上所述，插入构件140被装载入插入腔124。附加的，如以下将详细描述的，FPC 112也接收在插入腔124中。例如，FPC 112沿触头界面128接收在插入腔124中，以使得FPC 112啮合触头136。当装载时，插入构件140啮合支撑元件142和FPC 112。在示例性实施例中，支撑元件142将插入构件140偏压在FPC 112上。由此，啮合力从FPC 112传递到触头136上，从而提供FPC 112和触头136之间的电连接。附加的，插入构件140包括从底座152延伸出的多个独立指端150。独立指端150构造成相对于彼此可独立运动，以使得指端150分别地啮合FPC 112并且沿着FPC 112提供独立的偏压力或啮合力。
图2是应用于电连接器100的示例性柔性印刷电路FPC 112的俯视图，而图3是FPC 112的部分剖视图。FPC112包括由柔性绝缘材料制造或制成的体部160，并且该体部在顶和底表面162和164之间延伸。FPC 112还包括负载或前端166和后端168。FPC 112在体部160的顶表面162上具有FPC触头170。可替代的是，FPC 112在底表面164上也可以具有FPC触头170。FPC触头170可以是从体部160的外表面突出的触头片。可替换的是，FPC触头170可以是沿着外表面布置的迹线。在一个实施例中，FPC包括接地面172，至少一些FPC触头170连接到接地面172上。
如图2所示，FPC触头170沿顶表面162延伸为第一排174和第二排176。但是，FPC112也可以包含多于或少于两排的FPC触头170。在一个实施例中，第一排174形成了一排信号触头，第二排176形成了一排接地触头。可替换的是，两排都可以包含信号触头和/或接地触头。在一个实施例中，邻近的FPC触头170构成了一个差分对。此差分对可以被接地触头分隔开。
图4是电连接器100在一个安装状态下的剖视图。图5是电连接器100在另一个安装状态下的剖视图。例如，图4示出了在非配合状态下的电连接器100，而图5示出了在配合状态下的电连接器。
在装配期间，例如通过粘合剂、紧固件等将支撑元件142安装到外壳120上。可替代的是，支撑元件142可过盈配合地安装到外壳120上。为了更加的稳固，支撑元件142也可以连接到配合连接器116(图1中所示)上和/或将外壳安装到配合连接器116。一旦定位后，支撑元件142和外壳120就形成了插入腔124。插入窗口138(图1所示)向插入腔124敞开，并且在装配时接收插入构件140。附加地，触头136被装载入触头孔130中，以使得每个触头136的配合端180突出超过或基本上齐平于外壳120的配合界面126，每个触头136的插入端182突出超过于或基本上齐平于外壳120的触头界面128。在示例性的实施例中，每个触头136是易弯的或柔性的，由此在装配时，触头136可被偏压。外壳120包括在各触头孔130内的切口部分184，其用于在装配时接收触头136的插入端182。在可替换的实施例中，刚性且固定的触头136接收在触头孔130中，以使得触头的插入端182延伸超出于或基本上齐平于触头界面128。另外，在装配时，FPC 112的负载端166被装载入插入腔124中，以使得FPC触头170(图2和图3所示)基本上与触头136对齐，如图5中所示的。
在非配合状态，如图4中所示，插入构件140定位在插入腔124的外面。通常与插入构件140的底座152相对的前端186与插入窗口138对齐。在装配时，前端186经由插入窗口138装载到插入腔124中。在配合状态，如图5所示，插入构件140在插入腔124中定位。
插入构件140的底座152包括唇缘188，并形成了将插入构件140装载入插入腔124的把手。指端150与底座152整体地形成并由底座152相互连接。每个指端150由底座152延伸至末端190，各指端150都具有折叠结构，由此指端150形成弹性构件。尤其是，末端190以及从末端190延伸出的各指端150的一部分，与各指端150的中间部分192分开并且可以被压缩。每个指端150的前端186定位在末端190和中间部分192之间。另外，中间部分192包括沿着触头界面128延伸的啮合表面194。当电连接器100被装配时，啮合表面194啮合FPC 112。例如，FPC 112直接定位在插入构件140的啮合表面194和外壳120的触头界面128之间，以及/或FPC 112直接定位在啮合表面194和触头136之间。
指端150的末端190构造成在配合过程中末端190将啮合支撑元件142。例如，在末端190和中间部分192之间的间隔大于插入腔124的高度。因此，当指端150装载到插入腔124中时，指端150被折曲。例如，末端190从正常位置弯曲并且被支撑元件142偏压。指端150的偏压力迫使啮合表面194压在FPC 112上。另外，指端150的偏压力还迫使每个触头136的插入端182插入每个触头孔130的切口部分184中。
通过设置独立的指端150，FPC 112沿整个FPC 112精确和可靠地与触头136啮合。通过选择用于与预定数量的触头136啮合的指端，所述的数量例如在大约两个和大约十个触头136之间，与啮合于所有触头136的刚性插入构件140相比，指端150可以在FPC 112和触头136之间提供更可靠的啮合。可替换的是，取决于特定的应用，可以将指端宽度选择成与多于十个触头136或小于两个触头136啮合。
图6是应用于电连接器100的可替代触头200的侧视图。触头200包括与图4和图5所示的易弯或柔性触头136相反的刚性体部202。触头200包括用于与配合连接器116(图1中所示)啮合的配合端204和用于与FPC 112(图1-3和图5中所示)，尤其是与FPC触头170(图2和3中所示)啮合的插入端206。可替代的是，触头200也可以包括凸出物208以更便利地啮合FPC 112。在一个实施例中，触头包括从体部202延伸出的倒刺210，以与外壳120(图1和图4-5所示)，特别是与触头孔130(图1和图4-5所示)啮合。
图7是根据本发明可替代实施例形成的电连接器300的分解立体图。图8是可替代电连接器300的剖视图。图9是应用于可替代电连接器300的插入构件302的立体图。电连接器300与电连接器100(图1中所示)类似，但是，电连接器300可以用于将FPC 304直接耦合或连接在配合连接器306上。由此，电连接器300不包括单个的触头，例如，包括在电连接器100中的触头136(图1和图4-5中所示)。而FPC304直接耦合到配合连接器306上。通过不使用触头，可改善FPC 304和配合连接器306之间的连接。
电连接器300包括外壳310，该外壳具有形成插入腔314的多个壁312。壁312中的一个包括用于与配合连接器306连接的配合界面318。由此，外壳310沿配合界面318向配合连接器306敞开。可替代的是，配合界面318可以基本上在外壳310的整个长度上延伸。外壳310还包括插入窗口或包封320以在其中接收插入构件302。在一个实施例中，插入窗口320基本上垂直于外壳310的配合界面318延伸。插入窗口320提供了到插入腔314的通道。外壳310包括支撑元件322，用于在插入构件302装载入插入腔314时支撑插入构件302。支撑元件322基本上是刚性的并且基本上平行于配合界面318延伸并与配合界面318分离。在示例性实施例中，外壳310的壁312形成支撑元件322。
如图9的最优示出，插入构件302包括从底座332延伸出的多个独立的指端330。独立的指端330构造成彼此可以独立的运动，由此，在装配时，指端330分别地啮合FPC 304并且沿着FPC 304提供独立的偏压力或啮合力。底座332包括唇缘334，并形成了将插入构件302装载入插入腔314中的把手。指端330与底座332整体形成并通过底座332彼此互连。每个指端330由底座332延伸至末端336，并包括沿指端330在底座332和末端336之间的啮合部分338。例如，每个指端330具由在底座332和啮合部分338之间延伸的中间部分340。另外，每个指端330还具有在啮合部分338和末端336之间延伸的末端部分342。在一个实施例中，每个啮合部分338基本上沿插入构件302排列成一排。可选择地，如图9所示，插入构件302的指端330形成为两排，由此，至少一些指端330的啮合部分338排列在第一排，剩下的啮合部分338排列在第二排。在另一个实施例中，指端330可以形成两排以上的啮合部分338。例如，排数可以与FPC 304上的FPC触头的排数相关。
如图8所示，当装配电连接器300时，外壳310连接在配合连接器306上。FPC 304装载入外壳310中并且沿配合界面318延伸。FPC触头350对齐并啮合于配合连接器306的配合触头352(图7中所示)。插入构件302装载入插入腔314并与支撑元件322和FPC 304啮合。与插入构件140(图4和5中所示)的方式类似，插入构件302在装载时被折曲。例如，啮合部分338和底座332之间的间距大于腔314的高度，以使得在装载时指端330弯曲。指端330的偏压力迫使啮合部分338压在FPC 304上。例如，FPC 304直接定位在啮合部分338和配合连接器306和/或配合触头352之间。与通过单个啮合表面啮合于整个304的刚性插入构件相比，通过设置独立的指端330，FPC 304的FPC触头350沿整个FPC 304精确和可靠地啮合于触头352。
图10是另一个可替代的电连接器400的分解立体图。图11是可替代电连接器400的剖视图。电连接器400与电连接器100(图1中所示)类似，但是，电连接器400可以用于通过插入构件402提供接地通道。
如图11最佳所示，电连接器400采用FPC 404，该FPC 404具有第一或上排的FPC触头406和第二或下排的FPC触头408。第一和第二排的FPC触头406和408定位在FPC 404的相对表面上。在装配时，FPC 404沿触头界面412装载入外壳410。触头414接收在外壳410中并在触头界面412和外壳410的配合界面416之间延伸。可替换的是，电连接器400可以采用直接连接类型的FPC，其中该FPC直接与配合连接器(未示出)连接。在装载时，第二排FPC触头408沿触头界面412啮合于触头414。可选择地，大于一排的触头414可设置在外壳内，相应地，FPC 404也应包括大于一排的FPC触头408。
当装配时，包括底座420和多个指端422的插入构件402装载入外壳410中。插入构件402啮合于支撑元件424并由支撑元件424偏压。另外，每个指端422的啮合部分426啮合于并偏压FPC 404，尤其是，第一排FPC触头406。在示例性实施例中，插入构件402和支撑元件424由导电材料制造，例如金属材料。在使用时，接地通道在第一排的FPC触头406、插入构件402和固定元件424之间产生。
图12是又一可替代电连接器500的分解立体图。图13是可替代电连接器500的剖视图。电连接器500与电连接器400(图10和11中所示)类似，但是，电连接器500包括可替换的支撑元件502以提供接地通道。
每个支撑元件502包括具有底部506和支撑部508的体部504。底部506构造成与外壳510和/或配合连接器(未示出)连接。底部506在底部512和顶部514之间延伸。例如通过焊接工艺，底部512可以与配合连接器连接。支撑部508构造成向插入构件(未示出)提供偏压力，由此，插入构件啮合FPC 516。支撑部508通常垂直于底部506的顶部514延伸。
支撑元件502还包括从底部506向外延伸的接地片或臂518。接地片518基本上平行于支撑部508延伸。接地片518与支撑部508分开，由此接地片518的啮合部分520啮合FPC 516。可替代的是，插入构件还可以提供对接地片518的偏压力，由此接地片518偏压在FPC 516上。在示例性实施例中，FPC包括沿着FPC 516的上表面524的FPC触头522。接地片518定向为啮合FPC触头522，并且偏压在FPC触头522上。支撑元件502由例如金属的导电材料制造，由此，接地通道由FPC触头522穿过支撑元件502形成。
以上详细描述了电连接器的示例性实施例。电连接器并不局限于这里描述的特定实施例，而是，每个电连接器的元件可以与在此所述的其他元件独立地和分开地使用。例如，一个实施例中的电连接器元件可以和其它实施例中的电连接器元件结合使用。

Claims (6)

1.一种电连接器，其包括具有配合界面(126，318，416)和触头界面(128，412)的外壳(120，310，410)，所述触头界面构造成接收具有至少一排FPC触头(170，350，406，408)的柔性印刷电路FPC(112，304，404)的一端，一些第一触头(136，352，414)安装在所述外壳中并在所述配合界面和所述触头界面之间延伸，每个第一触头构造成与各FPC触头中的相应一个啮合，并且插入构件(140，302，402)能接收在所述外壳中，其特征在于：
所述插入构件包括底座(152，332，420)和从该底座延伸出的多个指端(150，330，422)，各指端相对于彼此可独立地移动且具有折叠结构，由此各指端形成弹性构件，其中，当所述插入构件安装在所述外壳中的配合位置时，每个指端与FPC分别地啮合。
2.如权利要求1中所述的电连接器，其中，所述FPC包括第一排(174)FPC触头和第二排(176)FPC触头，并且其中，当所述插入构件处于配合位置时，所述插入构件的各指端构造成与所述第一排和所述第二排FPC触头啮合。
3.如权利要求1中所述的电连接器，其中，所述FPC包括沿FPC第一侧的第一排(406)FPC触头和沿FPC相反侧的第二排(408)FPC触头，所述插入构件的各指端(422)构造成与所述第一排FPC触头啮合，各第一触头(414)构造成与所述第二排FPC触头啮合。
4.如权利要求1中所述的电连接器，还包括与所述外壳连接并与所述触头界面分开的支撑元件(142，322，424)，其中，当所述插入构件处于配合位置时，所述插入构件被所述支撑元件偏压。
5.如权利要求4中所述的电连接器，其中，所述插入构件和所述支撑元件由导电材料制造，并且其中，所述插入构件在所述FPC和所述支撑元件之间形成了接地通道。
6.如权利要求4中所述的电连接器，其中，每个指端包括末端(190)，该末端构造成，当所述插入构件处于配合位置时，所述末端与所述支撑元件啮合并被所述支撑元件弯曲。
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