CN116742371A - 用于扁平柔性电缆的具有结构化凹陷的端子 - Google Patents

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Abstract

一种用于扁平柔性电缆(10)的导电端子(20)，包括第一接触表面(35)和与第一接触表面(35)相对的第二接触表面(33)。第一和第二接触表面(35，33)在它们之间限定了用于沿着端子(20)的纵向方向接收扁平柔性电缆(10)的空间。凹陷结构(36，60)限定在第一接触表面(35)上，并且包括从第一接触表面(35)在第二接触表面(33)的方向上延伸的多个凹陷(36)。该凹陷结构(36)包括至少一个具有第一高度的凹陷(36’)和至少一个具有不同于第一高度的第二高度的凹陷(36”)。

Description

用于扁平柔性电缆的具有结构化凹陷的端子
技术领域
本发明涉及电气端子，尤其涉及用于扁平柔性电缆的电气端子。
背景技术
扁平柔性电缆(FFC)或扁平柔性电路是由嵌入薄的柔性绝缘带内的至少一个导体(例如金属箔导体)组成的电气部件。由于扁平柔性电缆比传统的“圆线”电缆具有优势，因此在许多行业越来越受欢迎。具体来说，除了具有更小的外形和更轻的重量之外，与基于圆线的架构相比，FFC能够极为更容易地实现大电路路径。因此，FFC正被考虑用于许多复杂和/或大批量的应用，包括线束，例如汽车制造中使用的线束。
阻碍FFC在这些应用中实施的关键障碍包括需要开发快速、鲁棒和低电阻的端接技术，其使FFC能够与各种部件配合。目前，FFC与导电端子的连接主要是通过位移压接或焊接工艺实现的，这需要大量的工具、夹具和/或普遍增加的实施成本。虽然可以使用非位移压接或焊接工艺以及相关的端子，但是例如由于FFC的绝缘的蠕变和松弛，当前的解决方案容易随着时间的推移而降低电气性能。此外，在扁平端子上没有位移压接或焊接的情况下，有可能在配合区域中仅存在一个接触点，如果在组装过程中灰尘颗粒或其他污染物被截留在其下面，这将是一个问题。
因此，需要与扁平柔性电缆建立可靠电气连接的改进解决方案。
发明内容
在本发明的一个实施例中，扁平柔性电缆的导电端子包括第一接触表面和与第一接触表面相对的第二接触表面。第一接触表面和第二接触表面在它们之间限定了空间，用于沿着端子的纵向方向接收扁平柔性电缆。凹陷结构限定在第一接触表面上，并且包括从第一接触表面在第二接触表面的方向上延伸的多个凹陷。该凹陷结构包括至少一个具有第一高度的凹陷，和至少一个具有不同于第一高度的第二高度的凹陷。
附图说明
现在将参考附图通过示例的方式描述本发明，在附图中：
图1是用于描述本发明实施例的示例性FFC的透视图；
图2为根据本发明实施例的示例性端子的局部侧面剖视图；
图3为根据本发明实施例的端子的局部侧面透视图；
图4为图3所示端子的另一个局部侧面透视图；
图5为图3所示端子的正视图；
图6为图3所示端子的侧视图；
图7为图3所示端子的前视图，其中FFC处于初始状态；
图8为图7所示端子的前视图，FFC处于放松状态；
图9为图3所示端子的另一正视图，其中FFC处于初始状态；
图10为焊接操作后图9所示端子的正视图；
图11为根据本发明实施例用于形成凹陷图案的示例性模具或工具的透视图；
图12为根据本发明实施例用于形成凹陷图案的示例性冲压工具的透视图；
图13为根据本发明实施例的另一个凹陷端子表面的透视图；和
图14为图13中带凹陷端子表面的侧视图。
具体实施方式
本发明的实施例包括用于扁平柔性电缆(FFC)或扁平印刷电缆(FPC)的导电端子。端子包括相对的接触表面，其中至少一个接触表面适于接合FFC的暴露导体。所述至少一个接触表面限定了结构化(例如，预定尺寸、形状和位置)凹陷的布置。结构化凹陷的使用促进了配合区域中的多个接触点，从而在端子的整个寿命期间产生较低的电阻，并降低了灰尘或其他污染物导致额外连接中断的风险。
在一个实施例中，在端子的至少一个方向(例如，跨端子宽度的横向方向)上，凹陷在高度上交错。交错的凹陷高度允许端子保持多个电接触点，即使FFC的绝缘例如由于热暴露和/或压力而松弛。根据另一个实施例，如果期望或要求更高的性能，FFC可以在端子内上下倒置，FFC的绝缘层邻接凹陷结构。在以该取向进行焊接后，绝缘材料将至少部分熔化，并流入凹陷的谷中。结果，增加了FFC和端子的机械接合，并且改善了端子组件的拉出强度和/或应变消除。
如图1所示，示出了用于描述本发明实施例的FFC 10的示例性图解段。FFC 10通常包括嵌入绝缘材料14内的多个导体12。导体12可以包括金属片或金属箔，例如铜箔，并且可以以任何期望的结构图案化。绝缘材料14，例如聚合物绝缘材料，可以通过粘合剂施加到导体12的任一侧，产生嵌入式导体布置。绝缘材料14的一个或多个部分或窗口16可以在选择的区域中被去除(或者可以不被初始施加)，以暴露否则被嵌入的导体12的部段。在示例性实施例中，FFC 10的部分16限定了单个连续的窗口，在其顶侧暴露每个导体12的端部，同时绝缘材料14的底部部分保持存在，用于增加FFC的稳定性和强度。
总体参考图2，示出了根据本发明实施例的可利用凹陷结构的示例性端子20。每个端子20包括第一或上臂22和第二或下臂24。在一个实施例中，第一臂22和第二臂24在每个臂的相应的第一端相互连接。每个臂22、24的第二端包括自由端。如图2所示，在打开位置，自由端限定了开口25，示例性的FFC 10可以沿平行于每个端子20的纵向轴线的***方向***到该开口25中，并且整体上在每个上臂22和每个下臂24之间。示例性端子20每个都包括形成在第一臂22上的闩锁26，该闩锁26适于在端子的闭合或夹紧位置与第二臂24接合。当端子20处于夹紧状态时，第一臂22朝着第二臂24向下偏置，将FFC 10夹在它们之间。这样，每个端子20的至少第一臂22至少在接触区域28中与FFC 10的相应暴露导体导电接触。本公开的实施例改善了在接触区域28中建立的电连接，包括在端子20的寿命期间提高连接的性能。
现参考图3，所示端子30的一部分具有例如一对臂32、34(例如，上臂和下臂)，其限定了其间的间隙或开口31，用于沿纵向或***方向接收FFC的一部分，如上文参考图2所述。这对臂32、34中的每一个限定了相应的接触表面33、35，在端子30的打开状态下，接触表面33、35跨开口31彼此相对。在示例性实施例中，臂34的接触表面35包括形成在其上的重复凹陷或突起36的图案。虽然臂34被示出为在接触表面35上具有凹陷36，但是臂32的接触表面33可以包括除了或代替它们在臂34上的存在的这个特征。凹陷结构，更具体地，多个凹陷36在接触表面33的方向上从接触表面35延伸到开口31中。所述多个凹陷36包括至少一个具有第一高度的凹陷和至少一个具有不同于第一高度的第二高度的凹陷。例如，示例性示出的实施例包括高度大于相邻第二凹陷36”的第一凹陷36’。
更具体地说，如图3和图4所示，所述多个凹陷36以周期性或重复图案形成，包括沿端子的纵向方向延伸的第一排38凹陷36’。在图示的实施例中，第一排38凹陷36’整体上位于端子30的接触表面35的中心。该图案还包括与第一排38凹陷36’相邻布置并沿纵向方向延伸的第二排39凹陷36”。第三排40凹陷36”邻近第一排38凹陷36’、与第二排39凹陷36”相对设置在第一排38凹陷36’的一侧，并沿纵向方向延伸。如上所述，第一排38凹陷36’的高度大于第二和第三排39、40凹陷36”的高度。每个凹陷36’、36”可以包括沿着相应一排38、39、40的中心线居中的峰或顶点37(在图4中通过圆圈示出)。峰37可以在纵向方向和横向方向上均匀间隔。如进一步示出的，第一、第二和第三排的相应凹陷36在横向于纵向方向的横向方向上跨端子30排列成列41。
如图5所示，每个列41的凹陷在端子的横向方向上形成波浪形横截面。同样，如图6所示，每一排38、39、40的凹陷36在端子30的纵向方向上限定了波形横截面。这样，凹陷36的图案是连续的，其间没有平面表面。如图所示，每个凹陷36的峰或顶点37整体是圆形或圆顶形的。
仍参照图5和图6，在示例性实施例中，顶臂或上臂32可为弧形轮廓，或相对于下臂34的接触表面35呈凸形。在示例性实施例中，臂32的接触表面33的曲率半径轴线横向于端子30的纵向方向取向。臂32的弧形性质可以使其起到弹性梁或弹簧的作用，用于在接触表面35的方向上施加弹力，并因此施加在布置在开口31内的FFC上。在一个实施例中，当端子处于夹紧或闭合位置时，接触表面33的最低点可以相对于凹陷36的图案大致居中取向。
现在参考图7和图8，可以看到根据本发明的端子和凹陷结构的优点。例如，在一个实施例中，端子组件包括上述端子30和FFC 10。FFC 10的导体12(即单个导体)被布置成与臂34的接触表面35相对接触。FFC 10的绝缘材料14布置在导体12的面向臂32的接触表面33的一侧。如图所示，在安装在开口31内之后，只有或基本上只有凹陷36’最初与接触表面35导电接触。凹陷36”不与表面35导电接触。
如上所述，参见图8，随着时间的推移，FFC 10会松弛。例如，导体12或绝缘材料14中的一者或两者可以降低刚度，并因此变形以更紧密地符合接触表面33、35的形状。这可能是例如热和/或材料疲劳的结果。当FFC 10松弛时，导体12也可以与相对于凹陷36’横向布置的凹陷36”接触或接合。这样，不管端子30和/或FFC 10的机械特性的任何变化，都保持了与多个凹陷36的更一致的导电接触。这种布置还降低了端子30和FFC 10之间仅有单个接触点的风险。
图9和图10示出了本发明的另一个实施例，其中FFC 10以与图7和图8所示实施例颠倒的取向***端子30。具体地，导体12被定向成与臂32的接触表面33相对，并且绝缘体14与形成在臂34的接触表面35上的图案化凹陷36相对。在该实施例中，导体12可以焊接到臂32的接触表面33上。当执行焊接操作时，焊缝50产生的热量将软化绝缘材料14，因为它至少部分熔化。结果，绝缘材料将流入限定在凹陷36之间或凹陷36的谷中，增加了FFC 10和端子30的机械接合，并提高了FFC/端子组件的拔出强度和/或应变消除。
图11和图12示出了根据本发明实施例用于形成凹陷结构的简化工具。例如，凹陷36可以通过冲孔或冲压操作形成。具体而言，如上所述，固定工具或模具110具有限定凹陷图案的接触表面112。在端子(或端子坯料)布置在模具110上的情况下，包括升高的撞击表面122的冲压工具120可用于在朝向模具的方向上撞击端子，以在其中形成凹陷图案。当然，可以利用其他制造操作来形成凹陷图案，包括但不限于模制、机械加工、滚压等。
最后，参见图13和14，根据本发明另一实施例的凹陷结构包括从大致平坦的接触表面62延伸的多个离散凹陷60。平坦的接触表面62被限定在每个离散的凹陷60之间，并将每个离散的凹陷60分开。在示例性实施例中，多个凹陷中的每一个限定了在接触表面62(或相关端子)的纵向方向上延伸的细长圆顶形状。每个凹陷60可以至少部分地由曲率半径限定，具有沿端子纵向延伸的轴线。

Claims (15)

1.一种用于扁平柔性电缆(10)的导电端子(20)，包括：
第一接触表面(35)；
与所述第一接触表面(35)相对的第二接触表面(33)，所述第一第一接触表面(35)和所述第二接触表面(35)在它们之间限定了用于沿着端子(20)的纵向方向接收所述扁平柔性电缆(10)的空间；和
限定在所述第一接触表面上的凹陷结构(36，60)，所述凹陷结构(36)包括从所述第一接触表面(35)在所述第二接触表面(33)的方向上延伸的多个凹陷(36)，所述多个凹陷(36)包括至少一个具有第一高度的凹陷(36’)和至少一个具有不同于所述第一高度的第二高度的凹陷(36”)。
2.如权利要求1所述的端子(20)，其中，所述多个凹陷(36)包括在端子(20)的纵向方向上延伸的第一排(38)凹陷(36’)。
3.如权利要求2所述的端子(20)，其中，所述多个凹陷(36)包括与第一排(38)凹陷(36’)相邻布置并沿纵向延伸的第二排(39)凹陷(36”)，以及与第一排(38)凹陷(36’)相邻、在第一排(38)凹陷(36’)的与第二排(39)凹陷(36”)相对的一侧上布置并沿纵向延伸的第三排(40)凹陷(36)。
4.如权利要求3所述的端子(20)，其中，第一排(38)凹陷的凹陷(36’)的高度大于第二排和第三排(39，40)凹陷的凹陷(36”)的高度。
5.如权利要求4所述的端子(20)，其中，所述第一排、第二排和第三排(38、39、40)的相应凹陷在所述端子(20)的横向方向上排列成列(41)。
6.如权利要求1所述的端子(20)，其中，每个列(41)的凹陷(36)在端子(20)的横向方向上限定了波形横截面。
7.如权利要求6所述的端子(20)，其中，每个排(38，39，40)的凹陷在端子(20)的纵向方向上限定了波形横截面。
8.如权利要求1所述的端子(20)，其中，所述多个凹陷(60)彼此分离地形成，并且被所述第一接触表面的大致平坦的表面(62)分开。
9.如权利要求8所述的端子(20)，其中，所述多个凹陷(60)中的每一个限定了在纵向方向上延伸的细长圆顶形状。
10.如权利要求9所述的端子(20)，其中，所述多个凹陷(60)中的每一个由具有沿纵向延伸的轴线的曲率半径限定。
11.一种端子组件(10，20)，包括：
导电端子(20)，包括：
第一接触表面(35)；和
与所述第一接触表面(35)相对的第二接触表面(33)，所述第一接触表面和所述第二接触表面在它们之间限定了用于沿着端子的纵向方向接收扁平柔性电缆(10)的空间；和
限定在所述第一接触表面(35)上的凹陷结构(36，60)，所述凹陷结构(36，60)包括从所述第一接触表面(35)在所述第二接触表面(33)的方向上延伸的多个凹陷(36)，所述多个凹陷(36)包括至少一个具有第一高度的凹陷(36’)和至少一个具有不同于所述第一高度的第二高度的凹陷(36”)；和
扁平柔性电缆(10)，具有通过绝缘材料(14)暴露的导体(12)，并被接收在端子的空间内。
12.如权利要求11所述的组件(10，20)，其中，所述多个凹陷(36)包括从所述第一接触表面(35)延伸并进入所述空间至第一高度的第一多个凹陷(36’)，以及从所述第一接触表面(35)延伸并进入所述空间至小于所述第一高度的第二高度的第二多个凹陷(36”)。
13.如权利要求12所述的组件(10，20)，其中，所述扁平柔性电缆(10)的暴露导体(12)布置成与所述第一接触表面(35)邻接接触，并且所述绝缘材料(14)布置在所述扁平柔性电缆(10)的与导体(12)的暴露面相对的一侧上，并且邻接第二接触表面(33)。
14.如权利要求11所述的组件(10，20)，其中：
所述扁平柔性电缆(10)的导体(12)焊接到所述第二接触表面(33)；和
绝缘材料(14)在所述第一接触表面(33)上熔化，并且采用所述多个凹陷(36)的形状。
15.如权利要求11所述的组件(10，20)，其中，端子(20)包括第一臂(32)和第二臂(34)，所述第一臂(32)限定所述第二接触表面(33)，所述第二臂(34)限定所述第一接触表面(35)，所述第一臂(32)能够相对于所述第二臂(34)在接收位置和夹紧位置之间移动，用于选择性地将所
述扁平柔性电缆(10)固定在所述第一接触表面和所述第二接触表面(35，
33)之间。
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