CN215418669U - 一种柔性电路可靠性连接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柔性电路可靠性连接装置，属于柔性电路连接技术领域。本实用新型装置包括连接器上板、连接器下板、正极导带式触头、负极导带式触头、上下板连接装置，将连接器上板和连接器下板通过上下板连接装置连接，正极导带式触头和负极导带式触头设置在连接器上板和连接器下板之间，通过将连接器上板与连接器下板的内侧设为波浪形曲面，正极导带式触头和负极导带式触头设为波浪形曲面导带。解决现有技术柔性电路连接中存在的接触面积小、弯折可靠性、大功率下的快速发热或局部热点、弯折后连接处断裂或接触不良等问题，增大了接触面积，降低了接触电阻，提升了大电流下的导电能力，具有安装快速可靠、使用方便的优势。

Description

一种柔性电路可靠性连接装置

技术领域

本实用新型属于柔性电路连接技术领域，具体涉及一种柔性电路可靠性连接装置。

背景技术

柔性电路是一种将电子元件和线路印刷在柔性基板上所形成的特种可弯折挠性电路。柔性电路提供优良的电性能，能满足更小型和更高密度安装的设计需要，同时还有助于减少组装工序、增强可靠性。随着电子技术特别是可穿戴电子技术的快速发展，促进了柔性电路的需求量逐步增长。相比于传统的电路，柔性电路具有可弯曲、可折叠、可扭曲、可压缩、可拉伸、甚至变形成任意形状但仍保持高效光电性能、可靠性和集成度的特征。柔性电子技术(包含柔性电路设计与印制，上下游材料等)是一场全新的电子技术革命，引起全世界的广泛关注并得到了迅速发展。美国《科学》杂志将该技术列为2000年世界十大科技成果之一，与人类基因组草图、克隆技术等重大发现并列。柔性电子是高度交叉融合的颠覆性科技，“十四五”期间，柔性电子信息产业孕育着巨大的科技创新机会。柔性电子技术及其柔性电路已经在物联网远距离射频识别(RFID)、电子皮肤、健康监测器、仿生机器人、柔性电路、低功耗传感器和可穿戴设备等领域展现出巨大市场潜力。

柔性电路都必须要与外部的硬质电路或芯片连接才能实现其全部的功能。目前，主要包括焊接(如CN112004309A、CN111752021A等)、触点或金手指连接器连接(如CN112020221A、CN104638401B等)、金手指插接式连接(如CN112240495、CN105407636B等)、热封胶或导电胶固化连接(如CN112048277A)、扣式连接或铆接式连接(如CN108613126A、CN101811396A)等多种方式。然而，这些连接方式都是基于点接触或极小面积连接接触，适用于电路中较小电流条件下的运行。随着人类对便携式、多功能、可弯折柔性电子电路和电子器件的需求，常规的这些连接方式存在接触面积小、弯折可靠性低，进而导致的大功率下的快速发热或局部热点、弯折后连接处断裂等问题。

实用新型内容

针对现有技术柔性电路连接中存在的接触面积小、弯折可靠性、大功率下的快速发热或局部热点、弯折后连接处断裂或接触不良等问题，本实用新型提供了一种柔性电路可靠性连接装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种柔性电路可靠性连接装置，包括：连接器上板、正极导带式触头、负极导带式触头、连接器下板；

所述连接器上板和连接器下板的一端通过上下板连接装置铰接，且使连接器上板和连接器下板绕上下板连接装置旋转；所述正极导带式触头和负极导带式触头设置在所述连接器上板和所述连接器下板之间。

进一步，所述连接器上板和连接器下板内侧均为波浪形曲面，且连接器上板和连接器下板内侧的波浪形曲面曲率对应相等，相互契合；所述波浪形曲面由三个首尾相接的1/5的圆弧组成，且圆弧曲率半径从靠近上下板连接装置的一侧依次增大。

进一步，所述三个首尾相接的1/5的圆弧的曲率半径比为1:1.1～2:2.2～3。为使经过固定后的柔性电路保持其柔韧、可弯折特性，将首尾相接的1/5的圆弧的曲率半径设计为依次增大，改善弧面支承的强度、柔韧性和可弯折性。

进一步，所述波浪形曲面和波浪形曲面导带的曲率半径比为1:1.618:2.617。

进一步，在连接器上板靠近上下板连接装置一侧的侧壁上开设有正极外接插孔和负极外接插孔；在连接器下板上表面设有正极导向孔和负极导向孔；在连接器上板下表面分别对应正极导向孔和负极导向孔设有正极导向柱和负极导向柱；

所述正极导带式触头与正极外接插孔通过正极导线对应连接，负极导带式触头与负极外接插孔通过负极导线对应连接；且正极导线和负极导线封装于连接器上板的内部；所述正极导带式触头与负极导带式触头之间绝缘隔离，不连通、不导电；所述正极导带式触头和负极导带式触头均为沿着连接器上板和连接器下板内侧的波浪形曲面导带；且所述正极导向柱和负极导向柱分别垂直穿过正极导带式触头和负极导带式触头，并分别嵌入正极导向孔和负极导向孔内。本发明正极导带式触头和负极导带式触头均为沿着连接器上板和连接器下板内侧的波浪形曲面导带，这种结构，为柔性电路金手指和正负极导带式触头具有更大的接触表面；同时波浪形曲面可以保证在柔性电路与连接器有相对弯折运动时，至少有一个以上的曲面上，柔性电路金手指和正负极导带式触头具有良好的接触，提供了连接器的稳定性。

进一步，在所述连接器上板远离上下板连接装置的一侧设有上板紧固柱安装孔，在所述连接器下板与所述上板紧固柱安装孔对应位置设有下板紧固柱安装孔；在所述上板紧固柱安装孔和所述下板紧固柱安装孔内通过安装紧固件来固定所述连接器上板和所述连接器下板。

进一步，所述紧固件包括紧固柱、紧固倒刺、楔形口；所述紧固倒刺设置在紧固柱上，用于防止紧固柱从上板紧固柱安装孔和下板紧固柱安装孔内的滑出，起到上下板紧固作用；所述紧固柱上还设置有楔形口，且楔形口位于连接器上板与连接器下板交界处，在给连接器上板与连接器下板强拉力作用下，楔形口处首先断裂，以便能够打开连接器上板与连接器下板，用于更换柔性电路。

进一步，所述正极导线和负极导线分别与正极导带式触头和负极导带式触头相连，相连接方式包括一体成型、焊接、铆接、压接、搭接、由导带式触头截切为所需宽度的导线中任意一种连接方式。

进一步，所述上板紧固柱安装孔与下板紧固柱安装孔中心对正，直径相等。

进一步，所述连接器上板和连接器下板长、宽相等，所述连接器上板厚度大于所述连接器下板，所述正极导带式触头和所述负极导带式触头的宽度和长度相等。

进一步，所述正极导带式触头和负极导带式触头为良导体。

进一步，所述正极导带式触头和负极导带式触头的表面电镀有一层导电银层。

进一步，所述正极导向柱和负极导向柱的中心分别与正极导向孔和负极导向孔的中心对正；所述正极导向柱和负极导向柱的直径均小于对应正极导向孔和负极导向孔的直径，且正极导向柱和负极导向柱的直径小于正极导带式触头和负极导带式触头的宽度。

进一步，所述正极导向柱和负极导向柱上部埋入连接器上板，且小于连接器上板的厚度，下部露出连接器上板的长度小于正极导向孔、负极导向孔的深度。

进一步，所述正极导带式触头和负极导带式触头高出连接器上板内侧表面0.1-0.5mm，使正极导带式触头和负极导带式触头与柔性线路的对应金手指紧密贴合。

进一步，所述正极导向柱和负极导向柱的直径为正极导带式触头和负极导带式触头宽度的1/4-1/3。以保证导向柱可穿过正、负极导带式触头，但正、负极导带式触头不会被正极导向柱和负极导向柱分隔开来，仍具有良好的连续性，提供优异的导电性能；

进一步，所述正极导向柱和负极导向柱下部露出连接器上板的长度为连接器下板厚度的1/3-1/2。

进一步，所述正极导向柱和负极导向柱的底部为针尖状，方便穿过柔性电路的金手指。

进一步，除正极导带式触头、负极导带式触头、正极导线、负极导线、正极外接插孔和负极外接插孔为金属导体外，其他部位均为非金属绝缘材料。

进一步，所述正极导带式触头和负极导带式触头设置为一个及以上。本发明导带式触头数量可根据所连接的柔性电路的金手指数量按需设置，以提供一种更为普适性的一种柔性电路可靠性连接装置。

进一步，将柔性电路的正金手指和负极金手指插入连接器上板和连接器下板之间，并分别与正极导带式触头和负极导带式触头对应相接触；然后将连接器上板绕着上下板连接装置的中心轴旋转，和连接器下板贴合，正极导向柱、负极导向柱在压力作用下穿过柔性电路的正负极金手指，并嵌入正极导向孔、负极导向孔中；然后将紧固柱、紧固倒刺组成的紧固件插入上板紧固柱安装孔和下板紧固柱安装孔中，促使上下板紧密贴合，并将柔性电路的正负极金手指压紧；正极外接插孔、负极外接插孔分别与电源的正负极相接，完成连接。这种结构设计设计，提供了一种稳定可靠的柔性电路连接器装置；其中正极导向柱、负极导向柱穿过柔性电路的正、负极金手指，可保证在较大的拉力作用下，柔性电路不会从连接器中脱落；紧固件上的紧固倒刺、且倒刺形状为其中一个直角边贴合于紧固柱边缘的直角三角形结构，在沿紧固件插入连接器上板或连接器下板上的紧固柱安装孔时，可便捷插入，以起到将连接器上板和连接器下板紧密压合在一起，进而使柔性电路的正、负极金手指分别与正极导带式触头和负极导带式触头良好接触；而紧固柱上楔形口的设计，可以方便地使需要更换新的柔性电路时，在强拉力作用下，楔形口处首先断裂，进而打开连接器上板与连接器下板；同时由于紧固件上的紧固倒刺结构设计，可以将紧固件从紧固件断裂面向外推动，进而从连接器上板和连接器下板的紧固柱安装孔中滑出，并重新安装新的紧固柱，就可以重新固定连接器上板和连接器下板，实现对柔性电路的更换。

与现有技术相比本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型通过相互首尾相接的弧形导带式触头，实现了大范围触点设计，增大了接触面积，降低了接触电阻，提升了大电流下的导电能力。

2、本实用新型通过波浪形曲面设计，保证了触头和连接的柔性电路的金手指之间的良好接触，保证了在不同弯折角度下，都会有大面积的弧形接触面；保证了良好的接触和传导能力。

3、本实用新型较宽的导带式触头，提供了更加通畅的电子传输通道，避免了大电流下的电流拥挤，可有效地调控电流传输中的趋肤效应，降低传输损耗。

4、本实用新型导向柱及其导向孔的设计，可以保证在弯折和使用过程中的拉拔力作用下，柔性线路仍能够与触头良好连接，不会因此而滑移、脱落；具有安装快速可靠、使用方便的优势。

5、本实用新型紧固件包括紧固柱、紧固倒刺和楔形口，起到上下板紧固作用，且方便拆卸，在给连接器上板、下板强拉力作用下，楔形口处先断裂，以便能够打开连接器上板和下板，便于更换柔性电路。

附图说明

图1为本实用新型的连接器上板俯视图；

图2为本实用新型的连接器正视图；

图3为本实用新型的连接器左视图；

图4为本实用新型的连接器下板俯视图；

图5为本实用新型的连接器上板的俯视透视图；

图6为本实用新型连接器的立体示意图；

图7为本实用新型连接器的A-A截面示意图；

图8为本实用新型连接器的B-B截面示意图；

图9为本实用新型连接器的上下板紧固柱安装孔截面示意图；

图10为对比实施例中常规连接器实现柔性板的金手指装置与电源模块的电性连接示意图；

图11为实施实例1中本实用新型的连接器与柔性发热板的金手指装置、与电源模块分解示意图；

图12为实施实例1中本实用新型的连接器与柔性发热板的金手指装置、与电源模块电性连接示意图；

图13为实施实例2中本实用新型的连接器与柔性板的金手指装置、与电源模块分解示意图；

图14为实施实例2中本实用新型的连接器与柔性板的金手指装置、与电源模块电性连接示意图。

图例说明：1—连接器上板、2—上板紧固柱安装孔、3—正极导带式触头、4—负极导带式触头、5—连接器下板、6—上下板连接器、7—下板紧固柱安装孔、8—正极导向孔、9—负极导向孔、10—正极导向柱、11—负极导向柱、12—正极导线、13—负极导线、14——极外接插孔、15—负极外接插孔、16—紧圆柱、17—紧固倒刺、18—楔形口、19—电源、20—发热膜常规连接器、21—负极金手指、22—正极金手指。

具体实施方式

为了更清楚、详细地说明本实用新型技术内容和效果，以下将结合具体实施实例和对比实例作介绍，下面描述仅仅是本实用新型为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，并不对本实用新型造成约束。

实施例1

一种柔性电路可靠性连接装置，包括连接器上板1、正极导带式触头3、负极导带式触头4、连接器下板5；

所述连接器上板1和连接器下板5的一端通过上下板连接装置6铰接，且使连接器上板1和连接器下板5绕上下板连接装置6旋转；所述正极导带式触头3和负极导带式触头4设置在所述连接器上板1和所述连接器下板5之间；

所述连接器上板1和连接器下板5内侧均为波浪形曲面，且连接器上板1和连接器下板5内侧的波浪形曲面曲率对应相等，相互契合；

在连接器上板1靠近上下板连接装置6一侧的侧壁上开设有正极外接插孔14和负极外接插孔15；在连接器下板5上表面设有正极导向孔8和负极导向孔9；在连接器上板1下表面分别对应正极导向孔8和负极导向孔9设有正极导向柱10和负极导向柱11；所述正极导带式触头3与正极外接插孔14通过正极导线12对应连接，负极导带式触头4与负极外接插孔15通过负极导线13对应连接；且正极导线12和负极导线13封装于连接器上板1的内部；所述正极导带式触头3与负极导带式触头4之间绝缘隔离，不连通、不导电；所述正极导带式触头3和负极导带式触头4均为沿着连接器上板1和连接器下板5内侧的波浪形曲面导带；且所述正极导向柱10和负极导向柱11分别垂直穿过正极导带式触头3和负极导带式触头4并分别嵌入正极导向孔8和负极导向孔9内。

对比例1

为了对比本实用新型的效果，如图11所示，采用发热膜常规连接器20，即先焊接然后滴胶封装方式实现连接，最终与电源19对应正负极相连接。因负极金手指21、正极金手指22连接处的接触面积小、在大电流下已发热，且成为了局部热点。

实施例2

将本实用新型作为发热膜常规连接器20，如图11-12所示，即将柔性发热膜的正极金手指22、负极金手指21插入连接器上板1和连接器下板5之间，并分别与正极导带式触头3、负极导带式触头4对应相接触；连接器上板1和连接器下板5的上下板绕着上下板连接装置6的中心轴旋转并上下关闭后，正极导向柱10、负极导向柱11在压力作用下穿过柔性发热膜的正负极金手指，并嵌入正极导向孔8、负极导向孔9中；然后将紧圆柱16、紧固倒刺17组成的紧固件插入上板紧固柱安装孔2和下板紧固柱安装孔7中，促使上下板紧密贴合，并将柔性发热膜的正负极金手指压紧；正极外接插孔14、负极外接插孔15分别与电源的正负极相接。

实施例3

将本实用新型作为柔性线路的连接器，柔性线路有四个金手指待接入，分别标记为2401、2402、2403、2404。请参阅图13-14，将连接器中原正极导带式触头3、负极导带式触头4增加为4个导带式触头，分别标记为301、302、303、304，同时，对应的导向柱、导线、导带式触头、导向孔均增加为4个。将柔性线路的四个金手指插入连接器上板1和连接器下板5之间，并分别与其上的4个导带式触头对应接触；连接器上板1和连接器下板5的上下板绕着上下板连接装置6的中心轴旋转并上下关闭后，对应导向柱在压力作用下穿过柔性发热膜的金手指，并嵌入导向孔中；然后将紧圆柱16、紧固倒刺17组成的紧固件插入上板紧固柱安装孔2和下板紧固柱安装孔7中，促使上下板紧密贴合，并将柔性发热膜的正负极金手指压紧。

以上显示和描述了本实用新型的主要特征和优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种柔性电路可靠性连接装置，其特征在于：包括连接器上板(1)、正极导带式触头(3)、负极导带式触头(4)、连接器下板(5)；

所述连接器上板(1)和连接器下板(5)的一端通过上下板连接装置(6)铰接，且使连接器上板(1)和连接器下板(5)绕上下板连接装置(6)旋转；所述正极导带式触头(3)和负极导带式触头(4)设置在所述连接器上板(1)和所述连接器下板(5)之间。

2.根据权利要求1所述的一种柔性电路可靠性连接装置，其特征在于：所述连接器上板(1)和连接器下板(5)内侧均为波浪形曲面，且连接器上板(1)和连接器下板(5)内侧的波浪形曲面曲率对应相等，相互契合；所述波浪形曲面由三个首尾相接的1/5的圆弧组成，且圆弧曲率半径从靠近上下板连接装置(6)的一侧依次增大。

3.根据权利要求2所述的一种柔性电路可靠性连接装置，其特征在于：所述三个首尾相接的1/5的圆弧的曲率半径比为1:1.1～1.4:1.5～3。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种柔性电路可靠性连接装置，其特征在于：在连接器上板(1)靠近上下板连接装置(6)一侧的侧壁上开设有正极外接插孔(14)和负极外接插孔(15)；在连接器下板(5)上表面设有正极导向孔(8)和负极导向孔(9)；在连接器上板(1)下表面分别对应正极导向孔(8)和负极导向孔(9)设有正极导向柱(10)和负极导向柱(11)；

所述正极导带式触头(3)与正极外接插孔(14)通过正极导线(12)对应连接，负极导带式触头(4)与负极外接插孔(15)通过负极导线(13)对应连接；且正极导线(12)和负极导线(13)封装于连接器上板(1)的内部；所述正极导带式触头(3)与负极导带式触头(4)之间绝缘隔离，不连通、不导电；

所述正极导带式触头(3)和负极导带式触头(4)均为沿着连接器上板(1)和连接器下板(5)内侧的波浪形曲面导带；且所述正极导向柱(10)和负极导向柱(11)分别垂直穿过正极导带式触头(3)和负极导带式触头(4)并分别嵌入正极导向孔(8)和负极导向孔(9)内。

5.根据权利要求4所述的一种柔性电路可靠性连接装置，其特征在于：在所述连接器上板(1)远离上下板连接装置(6)的一侧设有上板紧固柱安装孔(2)，在所述连接器下板(5)与所述上板紧固柱安装孔(2)对应位置设有下板紧固柱安装孔(7)；在所述上板紧固柱安装孔(2)和所述下板紧固柱安装孔(7)内通过安装紧固件来固定所述连接器上板(1)和所述连接器下板(5)。

6.根据权利要求5所述的一种柔性电路可靠性连接装置，其特征在于：所述紧固件包括紧固柱(16)、紧固倒刺(17)、楔形口(18)；所述紧固倒刺(17)设置在紧固柱(16)上，用于防止紧固柱(16)从上板紧固柱安装孔(2)和下板紧固柱安装孔(7)内的滑出，起到上下板紧固作用；所述紧固柱(16)上还设置有楔形口(18)，且楔形口(18)位于连接器上板(1)与连接器下板(5)交界处，在给连接器上板(1)与连接器下板(5)强拉力作用下，楔形口处首先断裂，以便能够打开连接器上板(1)与连接器下板(5)，用于更换柔性电路。

7.根据权利要求6所述的一种柔性电路可靠性连接装置，其特征在于：所述正极导带式触头(3)和负极导带式触头(4)高出连接器上板(1)内侧表面0.1-0.5mm，使正极导带式触头(3)和负极导带式触头(4)与柔性线路的对应金手指紧密贴合。

8.根据权利要求7所述的一种柔性电路可靠性连接装置，其特征在于：所述正极导向柱(10)和负极导向柱(11)的直径为正极导带式触头(3)和负极导带式触头(4)宽度的1/4-1/3；所述正极导向柱(10)和负极导向柱(11)下部露出连接器上板(1)的长度为连接器下板(5)厚度的1/3-1/2。

9.根据权利要求8所述的一种柔性电路可靠性连接装置，其特征在于：所述正极导向柱(10)和负极导向柱(11)的底部为针尖状。

10.根据权利要求9所述的一种柔性电路可靠性连接装置，其特征在于：所述正极导带式触头(3)和负极导带式触头(4)设置为一个及以上。

Images