專利名稱:連接器和電路的組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連接器和電路的組件。這樣的組件可以被應(yīng)用于車內(nèi)配線。
所涉及的車輛種類可以是選自于很寬的車輛范圍，從軍用車輛比方說坦克，到運 動車輛和在軌道上、冰上、空中、水面上以及雪上運行的車輛。
背景技術(shù)：
本申請人所知道的最接近的現(xiàn)有技術(shù)是本申請人自己的在先的已公開專利申請 W02007083102 和 GB2440698。
JP08130048和JP2007088009是在先的已公開的專利申請。
發(fā)明內(nèi)容
在第一個寬泛且獨立的方面，本發(fā)明提供了一種連接器和電路的組件，其包括具 有多個電接觸點的連接器；所述連接器可在第一終端處與另一個連接器連接；所述連接器 可在第二終端與電路板部分連接，所述電路板部分具有多個電路；其中電路板部分設(shè)置于 由纖維和填料的塑性熱硬化復(fù)合材料構(gòu)成的第一層和由纖維和填料的塑性熱硬化復(fù)合材 料構(gòu)成的第二層之間。
這一構(gòu)造是尤其有利的，這是因為它可以允許通過電路所進行的通信是持久的， 從而相對于不具有上述構(gòu)造的組件相比其能在更大程度上承受震動、撞擊以及其他的機械 壓力/張力。它還能讓電路板無需使用單獨的固定裝置即成為組件的一個集成部分。它 同樣也具有這樣一個優(yōu)點，即能夠被簡單地成形為一個處于連接器之間的基本上平坦的結(jié) 構(gòu)，從而能夠裝配到一個狹窄的空間中。它同樣也顛覆了傳統(tǒng)的想法，因為為了改進連接器 和電路組件的性能，將塑性熱硬化復(fù)合材料與電路板結(jié)合起來通常不為本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員所考慮，尤其是在復(fù)合材料具有導(dǎo)電性能的時候。
在一個從屬方面，本發(fā)明提供一種相對柔軟的電路板。這可以允許部件可以被裝 配到具有復(fù)雜形狀的物件的周圍，而這些物件在車輛是很常見的。
在另一個從屬方面，所述柔性電路板包括一組對應(yīng)于多個所述連接器接觸點的接 觸點，并且在所述柔性電路板的陣列和所述塑性熱硬化復(fù)合材料層中的一個之間提供有相 對剛性的層。這可以允許柔性電路板中的張力被減少，從而能夠來避免當(dāng)柔性電路板被固 定在硬化的熱固化復(fù)合材料層之間前被彎曲進入其位置上時過早地遭到破壞。它避免了信 號傳輸中出現(xiàn)中斷，不然的話，這些中斷將會出現(xiàn)在彎曲的被固定作為硬化的由層疊的復(fù) 合材料層構(gòu)成的組件的一部分的柔性電路板中。
在另一個從屬方面，所述剛性層被設(shè)置在所述柔性電路板陣列和所述連接器第二 終端之間。這是尤其有利的，因為它可以允許剛性層來填充位于連接器第二終端中的間隙。
在另一個從屬方面，所述連接器的第二終端在所述第二終端處包括多個插腳，并 且所述層基本上填充了插腳和所述柔性電路板陣列之間的任何間隙。這是尤其有利的，因 為它防止了填料進入到嵌接的連接器的區(qū)域中。它也能夠基本上防止弱點的出現(xiàn)，從而填料的濃度在復(fù)合材料層的全部區(qū)域都是完全均勻的。
在另一個從屬方面，所述柔性電路板包括一組相應(yīng)于多個所述連接器接觸點的接 觸點，并且相對剛性的層設(shè)置在所述柔性電路板陣列和最外層的塑性熱硬化復(fù)合材料層之 間。這一構(gòu)造降低了一旦柔性電路板被固定于一個彎曲的位置上就可能出現(xiàn)的張力。
在另一個從屬方面，兩個相對剛性的層被提供在所述柔性電路板陣列的任一側(cè) 上。這一構(gòu)造進一步有助于壓力/張力的降低，從而能夠允許電路板按照彎曲的構(gòu)型而被 固定，從而滿足在車輛部件周圍或者內(nèi)部的特定的裝配需求。
在另一個從屬方面，電絕緣層被提供在所述電路板的電路之上。這一構(gòu)造是特別 有利的，因為它允許在塑性熱固化復(fù)合材料包裹層的內(nèi)部來實現(xiàn)抗干擾的通信。
在另一個從屬方面，所述絕緣層是玻璃。這一構(gòu)造是特別有利的，因為它允許了按 照改進的方式來使得電路被保護起來，并且能夠允許通過玻璃層看見這些電路，同時又可 以提供一種相對于復(fù)合材料層特別穩(wěn)定的化合物。
在另一個從屬方面，所述組件包括第一電路陣列，該第一陣列按照平坦的構(gòu)型設(shè) 置在柔性電路板上，以及第二電路陣列，該第二電路陣列為鎧裝線的形式且呈平坦構(gòu)型；所 述第一陣列和所述第二陣列并排設(shè)置，從而形成基本平坦的構(gòu)造。這一構(gòu)造允許獲得基本 平坦的構(gòu)型，其具有這樣的優(yōu)點，即能夠被裝配到狹窄的空間中。它也能夠允許該組件同時 實現(xiàn)電信號通信和電能傳輸，而在電線和信號電路之間存在最小的或者不存在干擾。
在另一個從屬方面，所述柔性電路板包括一個或者多個相對剛性的部分。剛性部 分例如可以采用處理器或者其他電氣部件的形式，當(dāng)它們被嵌入到復(fù)合材料層之間時，它 們可以同樣地按照被改進的方式而被保護起來，與此同時，柔性部分還可以允許電路板采 用合適的形狀和構(gòu)造，從而裝配到車輛元件或者其他復(fù)雜形狀的部件的周圍。
在另一個從屬方面，所述一個或者多個相對剛性的層由不具有任何電路的電路板 材料(PCB)形成。這一種材料已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)是特別適合于在機械方面和電方面分離連接器終 端上的與連接器相連接的插腳。
在第二個寬泛且獨立的方面，本發(fā)明提供一種制造連接器和電路組件的方法，其 包括下列步驟
選擇具有多個電路的電路板；
選擇至少兩個由塑性熱硬化纖維和填料復(fù)合材料構(gòu)成的層；
將所述電路板放置在所述兩個層之間；以及
對所述組件進行處理從而來硬化所述層。
在另一個從屬方面，還包括選擇柔性電路板的步驟。
在另一個從屬方面，本方法進一步包括選擇多個鎧裝線并且將它們放置于所述層 之間的步驟。這樣使得本方法能得到一種組件，該組件優(yōu)化了電信號的傳遞，同時讓電能能 夠在整個組件中傳送。
在另一個從屬方面，本方法包括以大致平坦的結(jié)構(gòu)并排地放置所述鎧裝線和所述 電路板的步驟。這一構(gòu)造使得通信時沒有串音或只有極小的串音。
在另一個從屬方面，本方法包括選擇一個或者多個連接器并且將所述連接器的至 少一個終端嵌入所述熱硬化復(fù)合材料層之間的步驟。這一構(gòu)造允許連接器和電路板按照改 進的方式而被包裝起來，其對于使用中所出現(xiàn)的機械壓力/張力具有更好的抵抗力。[0027]在另一個從屬方面，本方法包括將處理前的剛性層放置于所述柔性電路板的一部 分之上的步驟。這一構(gòu)造減少了對于柔性電路板上的某個區(qū)域上的壓力/張力，從而來最 小化所形成的壓力/張力，這些壓力/張力將導(dǎo)致過早破壞。
在另一個從屬方面，所述連接器包括多個插腳并且剛性層被放置來填充所述插腳 周圍的間隙。這允許插腳的機械強度得以增強，與此同時防止在復(fù)合材料層和連接器之間 出現(xiàn)不必要的空間，該空間將會減弱復(fù)合材料的整體強度并導(dǎo)致局部的短路。


圖1是連接器和電路的組件的一部分的分解透視圖；
圖2是連接器和電路的組件的一部分的截面圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的連接器和電路的組件的一部分的透視圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的連接器和電路的組件的透視圖。
具體實施方式
圖1顯示了一個具有第一終端2和第二終端3的連接器部分1。終端3的形狀和 結(jié)構(gòu)適配于另一個已知類型的連接器。終端2包含內(nèi)表面4，多個插腳比方說插腳5從該表 面4上延伸出來，這些插腳用作接觸點。
一個剛性的圓盤或者板6，其相對于柔性電路板7在處理前和處理后都是剛性的， 而柔性電路板7在處理前和處理后則相對柔軟(盡管在處理后的使用中，柔性電路板被固 定在復(fù)合材料層之間)。板6的形狀和結(jié)構(gòu)使其能抵靠在內(nèi)表面4上并且抵靠在連接器終 端2的內(nèi)緣8上進行安裝。該板6優(yōu)選地由絕緣的基片制作而成，所述基片類似于那種被 用作印刷電路板(PCBs)的基片。該絕緣基片優(yōu)選為阻燃材料。例如其可以是第四種類的 阻燃材料(FR-4)。該板6包含多個孔，例如對應(yīng)于單個插腳5的孔9。當(dāng)板6被放置抵靠 在內(nèi)表面4和內(nèi)緣8上時，其基本上填滿了整個區(qū)域。插腳5從板6上充分地突出出來以 便與柔性電路板7的導(dǎo)電環(huán)狀元件10相接觸。每一個導(dǎo)電的環(huán)狀元件10都被提供有多個 導(dǎo)電線路，該線路被印刷到柔性電路板上。其中一個示例性的線路11被描述。出于簡單和 清楚的目的，其他的導(dǎo)電線路則被省略了。該電路板的絕緣基片優(yōu)選地是聚酰亞胺或者聚 酯。柔性電路板被設(shè)計成能夠允許在這樣一個程度內(nèi)彎曲，該程度優(yōu)選地被包含在下面的 范圍中:20至360度。
插腳5被焊接于環(huán)狀接觸元件10上，這樣可使柔性電路板的位置得到固定。
為了來覆蓋導(dǎo)電線路11，一個絕緣層被提供，該絕緣層可以是玻璃。在該玻璃層 之上，另一個絕緣板12被提供，該絕緣板12可以與前面所描述的板6具有類似的形狀和構(gòu) 造。其可以包括多個孔，從而來容納任何突出的插腳和/或突出的焊料。一種粘合劑也可 以被提供來將板12固定于柔性電路板7上。如直線所描述的，纖維和填料的復(fù)合材料外層 13被提供。另外，填料和樹脂的復(fù)合材料的第二外層14也被提供，從而來將板和柔性電路 板夾在中間，并且在熱硬化處理之后將它們固定起來。
所述復(fù)合材料在熱處理之前是相對柔軟的，而在熱處理之后則相對堅硬。初始時 的柔性可以允許片層以一種復(fù)雜的形狀而被放置到模具中來用于熱硬化處理。該復(fù)合材 料在初始時可以是交織編制的纖維片層，該纖維片層的各股或者在同一個方向或者在與此
6垂直方向上延伸。十字網(wǎng)孔也可以被應(yīng)用于其中。這些樹脂和纖維混合物可以使用許多的 形式。特別優(yōu)選的樹脂和纖維復(fù)合材料可以是碳纖維和樹脂。樹脂的天然的粘性有助于柔 性電路板被設(shè)置成任何合適的結(jié)構(gòu)以及其后被熱固于適當(dāng)?shù)奈恢?。該?fù)合材料可以例如是 MTM57CF0300。
多個導(dǎo)電線路被設(shè)置于柔性電路板上，其可以是下列類型的材料銅；其上涂錫 的銅；其上涂銀的銅；其上涂鎳的銅；其上涂銀的銅合金；其上涂鎳的銅合金。
板6和12的邊緣優(yōu)選地可以做成倒角。尤其是在與柔性電路板接合的內(nèi)側(cè)部分 上倒角，這樣可以來最小化壓力/張力的形成，否則這些壓力/張力將會導(dǎo)致尖銳的邊緣。
圖2顯示了圖1中的處于裝配形式中的部件，出于清楚的目的，其中各個層之間的 間隙已經(jīng)被填上，同時在裝配好的產(chǎn)品中，間隙是基本不存在的。如圖中所能看見的那樣， 柔性電路板是可以彎曲的，并且利用熱硬化工序而被固定于彎曲位置上。如在圖2中可以 看到的，連接器1的終端2被設(shè)置在復(fù)合材料層的內(nèi)部。為了避免間隙出現(xiàn)在部件中，玻璃 纖維可以被加在適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?br>圖3顯示了連接器1和電路組件17，其具有第一連接器18和第二連接器19。多 個鎧裝的電纜或者電路20被提供在第一部分中，并且多個信號電路被提供在完全柔性的 電路板21上。鎧裝的電纜可以至少部分地被提供來在連接器之間輸運電能，與此同時柔性 電路板上的電路則主要被提供用來輸送電信號。復(fù)合材料層被提供在第一和第二部分的任 一側(cè)上，從而來允許該組件能夠被熱硬化成為一個基本平坦的部件。電路板和電纜被并排 地放置，其中存在一個間隙22，該間隙被提供在上述兩部分之間，是為了來避免串音。一個 絕緣層可以被提供在電路板電路上面，該絕緣層不需要出現(xiàn)在電纜的上面，這是因為它們 已經(jīng)具有了它們自己的絕緣外殼。板也可以被提供在連接器中從而來填充任何殘留在被嵌 入到組件中的插腳或者其他接觸點之間的間隙，同時來減少壓力/張力在柔性電路板和/ 或電纜中的建立。
各層、電線和/或電路板可以被放置在模具上或者模具中，所述模具將自己的形 狀形成于組件上。為了改進表面的平滑度，玻璃或者鋁制的模具是優(yōu)選的。具有曲度的表 面的鋁制模具將能夠允許層板在熱處理之后可以獲得具有所述彎曲的形狀。在所述多個層 被放置到高壓釜烤箱中用以壓力下(優(yōu)選地是在真空中)的熱處理之前，一個場所可以被 提供用于借助于真空從而將所述多個層之間的空氣的抽出。熱處理的溫度可以選擇以在經(jīng) 濟性和熱處理的速度之間取得一個良好的平衡。而對于本申請來說，大約100至125攝氏 度的熱處理溫度是優(yōu)選的。在冷卻之后，該組件被熱固化成為柔性電路板和復(fù)合材料的結(jié) 合體，且該組件變成一個具有模具所設(shè)定的幾何形狀的相對剛性的結(jié)構(gòu)。
該剛性結(jié)構(gòu)然后可以被裝配于配套的連接器，從而用于適當(dāng)?shù)匕惭b至車輛當(dāng)中。 所述方法也包含這樣一個步驟將連接器的一部分埋入熱硬化的復(fù)合材料層之間。
該方法也包含這樣一個步驟安裝一個或者多個不導(dǎo)電的剛性層從而來填充連接 器插腳周圍的間隙。
該方法也包含這樣一個步驟板的選擇，所述板與連接器的一個終端上的相應(yīng)的 洞孔配合，并且該板當(dāng)柔性電路板被焊接到連接器插腳上時而被固定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?br>該方法也包含這樣一個步驟對板的內(nèi)邊緣進行倒角處理，從而來移除尖銳的邊 緣，柔性電路板將被彎曲抵靠在這些邊緣上。該方法也包含這樣一個步驟模具具有隔離裝置，從而來在處理期間防止填料覆蓋整個連接器。
本發(fā)明也潛在地預(yù)想將電纜和柔性印刷電路板一塊合并成一體，而不是將柔性電 路板固定在它自己的位置上。
本發(fā)明的另一個實施方式還提供了一種柔性電路板和被夾在復(fù)合層之間的相對 剛性的電路板。柔性電路板可以設(shè)置成緊鄰于剛性電路板。
圖4顯示了連接器和電路的組件的一個部分23。柔性電路板24被夾在兩個復(fù)合 材料層25和26之間。該電路板形成自電絕緣層或者基片27，電路28已經(jīng)被印刷在基片 27之上。多個連接器插腳29在電路和連接器30上的相應(yīng)的端口之間延伸。連接器30包 含一個后部31，該后部31被嵌入在上層和下層之間。連接器30包含多個不同的接收部分 32、33和34。另外，為了來增強組件抵抗彎曲的能力，復(fù)合材料層的多個部分可以被定向以 抵抗彎曲，例如一個以垂直于組件的底面的這樣一個角度(舉例來說)延伸的織物可以被 提供?？蛇x擇地，隔片可以被提供在插腳之間從而來防止填料充填到插腳之間的空間中。
權(quán)利要求
一種連接器和電路的組件，其包括具有多個電接觸點的連接器；所述連接器可在第一終端處與另一個連接器相連接；所述連接器可在第二個終端處與電路板部分相連接，所述電路板部分具有多個電路；其特征在于，電路板部分設(shè)置于由纖維和填料的塑性熱硬化復(fù)合材料構(gòu)成的第一層和由纖維和填料的塑性熱硬化復(fù)合材料構(gòu)成的第二層之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的組件，其特征在于，所述電路板是柔性的。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的組件，其特征在于，所述柔性電路板包括與所述連接器的多 個接觸點相適配的接觸點陣列，并且在所述柔性電路板的陣列和所述塑性熱硬化復(fù)合材料 層中的一個之間提供有相對剛性的層。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的組件，其特征在于，所述剛性層設(shè)置在所述柔性電路板陣列 和所述連接器的第二終端之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的組件，其特征在于，所述連接器的第二終端包括位于所述第 二終端處的多個插腳，并且所述層基本上填充了插腳和所述柔性電路板陣列之間的任何間 隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的組件，其特征在于，所述柔性電路板包括與多個所述連接器 接觸點相適配的接觸點陣列，并且一個相對剛性的層設(shè)置在所述柔性電路板陣列和最外層 的塑性熱硬化復(fù)合材料之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的組件，其特征在于，兩個相對剛性的層被提供位于所述柔性 電路板陣列的任意一側(cè)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的組件，其特征在于，電絕緣層被提供在所述電路板的電路之上。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的組件，其特征在于，所述絕緣層是玻璃。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求
所述的組件，其特征在于，所述組件包括第一電路陣列，該 第一陣列按照平坦的構(gòu)型設(shè)置在柔性電路板上，以及第二電路陣列，該第二電路陣列為鎧 裝線形式且呈平坦的構(gòu)型；所述第一陣列和所述第二陣列并排設(shè)置，從而形成基本平坦的 構(gòu)造。
11.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的組件，其特征在于，所述柔性電路板包括一個或者多個相對 剛性的部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求
3至7、10和11中的任一個所述的組件，其特征在于，所述一個或者 多個相對剛性的層由不具有任何電路的電路板材料(PCB)形成。
13.—種組件，正如上文中由附隨的文字或/和附圖的任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合所做的描述和/ 或說明。
14.一種制造連接器和電路的組件的方法，其特征在于，包括下列步驟選擇具有多個電路的電路板；選擇至少兩個由纖維和填料組成的塑性熱硬化復(fù)合材料層；將所述電路板放置在所述兩層之間；以及對所述組件進行處理從而硬化所述層。
15.根據(jù)權(quán)利要求
14所述的方法，其特征在于，進一步包括選擇柔性電路板的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求
14或15所述的方法，其特征在于，進一步包括選擇多個鎧裝線并且 將它們放置于所述兩層之間的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求
16所述的方法，其特征在于，包括按照基本平坦的構(gòu)型來并排地放 置所述鎧裝線和所述電路板的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求
14至17中任一個所述的方法，其特征在于，包括選擇一個或者多個 連接器并且將所述連接器的至少一個終端嵌入所述熱硬化復(fù)合材料層之間的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求
15至18中任一個所述的方法，其特征在于，包括將處理前的剛性層 放置于所述柔性電路板的一部分之上的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的方法，其特征在于，所述連接器包括多個插腳并且剛性層 被放置來填充所述插腳周圍的間隙。
21.一種制造連接器和電路的組件的方法，正如上文中由附隨的文字和/或附圖的任 何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合所做的描述和/或說明。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種連接器和電路的組件，其包括具有多個電接觸點的連接器；所述連接器可在第一終端處與另一個連接器連接；所述連接器可在第二個終端處與電路板部分相連接，所述電路板部分具有多個電路；其中電路板部分設(shè)置于由纖維和填料的塑性熱硬化復(fù)合材料構(gòu)成的第一層和由纖維和填料的塑性熱硬化復(fù)合材料構(gòu)成的第二層之間。
文檔編號GKCN101978558SQ200980110383
公開日2011年2月16日 申請日期2009年3月26日
發(fā)明者約翰·貝利 申請人:Beru F1 系統(tǒng)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan