用于正交基板的电连接的可压缩导电弹性体

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年12月12日提交的临时申请62/947,440的权益。上述申请的公开内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于压力传感器组件的接地连接，其包括至少一个导电弹性体插塞作为压阻压力单元和外壳之间的接地连接。

背景技术

压力传感器元件典型地需要电接地来减少或消除电磁干扰(EMI)。已经开发了几种不同类型的解决方案，但是这些解决方案包括导电弹性体，其典型地用于在平行基板之间进行电接触或热接触(如柔性EMI屏蔽垫圈)，或者诸如在就地成型操作中粘结性地结合到一个或多个柔性基板。

然而，这些解决方案不是成本有效的，并且不足以在两个刚性的、基本上正交的相对基板之间提供电连接。

因此，需要一种导体，其可以经济地安装，而不需要任何辅助过程或额外的材料，并且用作两个基板之间的独立部件，该部件实现了期望的电连接。

发明内容

在一个实施例中，本发明是一种压力传感器组件，其包括通过使用可压缩导电弹性体在两个基本上正交的刚性基板之间的电连接。

可压缩导电弹性体在两个刚性的、基本上正交相对的基板之间提供了电阻足够低的电连接，而不需要额外的制造过程，诸如焊接、施加导电粘合剂或附接柔性电路连接。不需要额外的接合材料来形成电连接；导电弹性体的变形导致抵靠两个基板的表面施加力。

在一个实施例中，导电弹性体被挤出、模切或模制成特定形状，诸如插塞，允许在两个基本上正交的方向上同时压缩，在两个基本上正交的相对刚性基板之间形成低电阻电连接。

在一个实施例中，导电弹性体是大体上圆柱形的，具有有助于压缩和表面接触的附加任选几何特征(诸如中空芯和外部肋或齿)，形成齿轮状形状。大体上圆柱形的导电弹性体的径向压缩是通过以过盈配合抵靠第一导电基板安装弹性体来实现的，其中第一导电基板定位成基本上相切于大体上圆柱形的形状，使用圆柱形弹性体形状的外表面的一部分作为接触区域。然后，当第二导电基板抵靠大体上圆柱形的形状的一个平坦端组装时，发生弹性体的双轴向压缩。

在一个实施例中，压力传感器组件包括电子外壳，并且电子外壳中的非导电空腔用于通过过盈配合将导电弹性体固定就位，允许抵靠竖直相对的刚性基板(或者，替代地，在竖直相对的刚性基板上的导电接触区域)在径向方向上压缩，并且允许抵靠水平相对的刚性导电基板(或者，替代地，在水平相对的刚性导电基板上的导电接触区域)在轴向方向上压缩。

两个基板在大体上正交的方向上独立地在弹性体上产生压缩。这样，在每个方向上的压缩量(这可能影响低电阻电连接的功能)可以通过简单地调整大体上圆柱形的弹性体的尺寸而不是修改配合部件来定制。

使用大体上电各向同性的导电弹性体材料，允许同时在正交方向上导电，从而在两个基本上正交的基板之间形成电阻足够低的电连接。

根据应用中使用的基板和组件暴露的环境，多种原材料组合有可能获得有效的解决方案。

在一个实施例中，本发明是一种包括接地连接的电子组件，其具有外壳、连接器、围绕外壳形成的连接器的一部分、作为连接器的一部分一体地形成的凹部部分、位于连接器附近的基板、以及安装到基板的电路，使得电路至少部分地设置在作为连接器的一部分形成的空腔中。导体安装到连接器，使得导体位于凹部中，并且导体与外壳和基板接触。当导体与外壳和基板接触时，在电路和外壳之间形成接地连接。

在一个实施例中，导体由弹性体材料制成，并且当基板被放置在连接器附近时，导体变形。在一个实施例中，弹性体材料是各向同性的。

在一个实施例中，导体是插塞，并且插塞包括主体部分和作为主体部分的一部分一体地形成的多个肋。当插塞与连接器和压力单元接触时，插塞变形，并且多个肋的第一部分与连接器接触，并且多个肋的第二部分与外壳接触。

在一个实施例中，插塞包括在主体部分和多个肋中的每一个的一个侧面上的第一外表面，以及在主体部分和多个肋中的每一个的另一个侧面上的第二外表面。基板与第一外表面接触，并且下表面和空腔与第二外表面接触。

在一个实施例中，基板和外壳彼此正交。

从下文提供的详细描述中，本发明的其他应用领域将变得显而易见。应当理解，详细描述和具体示例虽然指示了本发明的优选实施例，但是仅仅旨在用于说明的目的，而并不旨在限制本发明的范围。

附图说明

本发明将从详细描述和附图中变得更全面地被理解，在附图中：

图1是根据本发明的实施例的具有至少一个接地连接的压力传感器组件的透视图；

图2是根据本发明的实施例的具有至少一个接地连接的压力传感器组件的第一分解图；

图3是根据本发明的实施例的具有至少一个接地连接的压力传感器组件的第二分解图；

图4是根据本发明的实施例的在用于至少一个接地连接的至少一个导电弹性体插塞的组装期间压力传感器组件的一部分的放大透视图；

图5是根据本发明的实施例的在用于至少一个接地连接的至少一个导电弹性体插塞的组装之后压力传感器组件的一部分的透视图；

图6是根据本发明的实施例的具有至少一个接地连接的压力传感器组件的一部分的截面图；

图7是根据本发明的实施例的用于至少一个接地连接的导电弹性体插塞的俯视图，该插塞是压力传感器组件的一部分；

图8是根据本发明的实施例的用于至少一个接地连接的已被压缩的导电弹性体插塞的俯视图，其中导电弹性体插塞是压力传感器组件的一部分；和

图9是根据本发明的实施例的具有至少一个接地连接的压力传感器组件的截面图。

具体实施方式

下面对优选实施例的描述本质上仅仅是示例性的，决不旨在限制本发明、其应用或用途。

根据本发明的压力传感器组件的实施例在图1中大体以10示出。大体上参考附图，组件10是绝对压力传感器，并且包括连接器12，该连接器12模制在铝外壳14的一部分周围。若干孔口16作为连接器12的一部分一体地形成，并且对应弹簧18的一部分位于每个孔口16中。同样形成为连接器12的一部分的是空腔，大体上以20示出。设置在空腔20中的是电路，该电路是信号调节专用集成电路(ASIC)的一部分，大体上以22示出，安装到支撑基板24，并且它们一起形成大体上以26示出的压力单元。基板24由弹簧18支撑，并且弹簧18的使用允许压力单元26的位置具有各种公差，并且仍然保持适当的电连接，并且允许电路22适当地定位于空腔20中。

与基板24的背表面接触的是O形环28，并且该O形环28部分地设置在形成为端口32的一部分的凹部30中。螺纹部分34一体地形成为端口32的一部分。第二O形环36位于端口32的背表面上，使得螺纹部分34延伸穿过O形环36，在端口32和另一个部件之间提供密封。

参考图4至图6和图9，同样形成为连接器12的一部分的是大体上以38示出的凹部部分，凹部部分38具有内侧壁38a。大体上以40示出的导电插塞位于凹部部分38中，使得插塞40被内侧壁38a部分地包围，并且插塞40与基板24和外壳14的内表面14a接触。在该实施例中，导电插塞40由导电弹性体材料制成，但是在本发明的范围内插塞40也可以由其他材料制成。在一个实施例中，插塞40可以由各向同性的弹性体材料制成。插塞40设置在凹部部分38中，使得存在插塞40和凹部部分38的内侧壁38a之间的过盈配合以及插塞40和外壳14的内表面14a之间的过盈配合，使得插塞40在第一正交方向上被侧壁38a和内表面14a压缩，这导致插塞40的变形。当压力单元26被放置在连接器12附近使得压力单元26由弹簧18支撑时，也存在插塞40和凹部部分38的下表面38b之间的过盈配合以及插塞40和基板24之间的过盈配合，使得插塞40在第二正交方向上被下表面38b和基板24压缩，并且插塞40存在额外的变形。图7示出了处于松弛位置的插塞40的示例，并且图8示出了处于变形位置的插塞40的示例。

插塞40与外壳14和基板24接触导致压力单元26的电路22接地。插塞40变形的能力允许压力单元26和外壳14之间的电连接，而不需要额外的制造过程，并且不需要额外的接合材料来形成电连接。

在所示的实施例中，插塞40包括主体部分42和若干几何特征，几何特征在该实施例中是外部肋44。主体部分42是大体上圆形的，并且具有孔口46，以及第一外表面48a和第二外表面48b。当组装时，外部肋44的一部分与内侧壁38a接触，并且外部肋44的另一部分与内表面14a接触。此外，当组装时，支撑基板24的一部分与第一外表面48a接触，并且凹部部分38的下表面38b与第二外表面48b接触。虽然已经描述了插塞40的形状的一个实施例，但是在本发明的范围内也可以使用其他形状。插塞40的形状可以根据插塞40连接的周围基板之间的形状和空间而改变。插塞40可以被成形为适应具有不同形状的外壳14、凹部部分38或支撑基板24。例如，插塞40可以具有或不具有几何特征，并且插塞40的形状可以包括但不限于圆形、正方形、矩形、椭圆形、梯形、中空形状或不规则形状。插塞40的未压缩或未变形的形状被设计成大于插塞40的组装后形状，使得插塞40在两个正交方向上被压缩，以有利于两个正交基板之间的导电连接。

在所示的实施例中，与插塞40接触的内表面14a和基板24的表面彼此正交。因此，插塞40提供了两个正交表面之间的电连接。

插塞40的形状有利于弹性变形。再次参考图7和图8，插塞40在图7中示出为未被压缩，而在图8中示出为在径向方向上被压缩。

虽然本发明已经描述为与压力传感器组件一起使用，但是在本发明的范围内，本发明可以与任何类型的电子组件一起使用，该电子组件需要两个正交的基板以具有带浮动机械公差的接地连接。

对本发明的描述本质上仅仅是示例性的，因此，不偏离本发明的主旨的变型都意图在本发明的范围内。这种变型不应被视为偏离本发明的精神和范围。