CN1333648A - 在高密度柔顺插针连接器的插针之间提供抗高电压能力的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

在用于接纳高密度柔顺插座连接器的插座装置中,一个提供高电压抵抗能力的系统和方法。在印刷线路板中形成了许多高密度柔顺插针的通孔,用于容纳高密度柔顺插针连接器的插针。采用导电材料来电镀通孔,由此至少在印刷线路板一侧的电镀通孔周围形成导电凸缘。此后,采用控制深度的后部钻削来去除印刷线路板上电镀通孔周围的导电凸缘,从而增加了抗外来电压的通孔凸缘间的间距。

Description

在高密度柔顺插针连接器的插针之间 提供抗高电压能力的系统和方法
本发明涉及了一种无线电通信设备或部件，尤其是涉及了一种系统和方法，在用于电网设备的高密度柔顺插针连接器的插针之间提供了抗高电压能力。
无线电通信设备的通常要求是能够抵抗如闪电和电源交扰的外来电压，特别是当设备与外部电站的电缆连接时。采用如2mm HardMetric或Futurebus型的高密度压配的柔顺插针连接器，在插针之间和连接器凸缘之间难以达到足够的空间来防止严重闪电条件下的打火和/或损坏。
为了在插针之间和连接器凸缘之间提高抵抗高电压能力来防止打火，现在有两种办法。在一种技术中，容纳高密度柔顺插针连接器的印刷线路板(PCB)或底板上设有完整的敷形涂层来防止打火。敷形涂层方法尽管有效，但为几个缺陷和缺点所困扰。首先，敷形涂层是费钱的，由此增加了部件的制造成本。另外，重新加工已敷形涂层的部件是不行的，因为一旦涂上涂层就难以去除。因此，对于已敷形涂层部件的可制造性有不利影响。另外，大多数用户不接受敷形涂层的产品。
关于减少插针或凸缘之间打火的另一个办法是，在高密度柔顺插针连接器的高电压插针之间分散的一个或几个插针被留着不连接，从而增加了高电压插针之间的实际距离，由此增加了高电压插针之间的电的路程。虽然已知这个技术可以消除针间打火的风险，但熟悉该技术的人员应该易于理解到，该办法的实践中有几个缺点。首先，在连接器中留有不连接的插针给出了实际分离的无用插针(它对应用中的插针束有不利影响)，并且可能大大增加了连接器的尺寸和成本。另外，在现有的连接器设计中不存在留有不连接插针的方式，例如由于对PCB/底板插座具有反向相容性的要求，不容许改变连接器插针的使用。
因此，本发明是指一种系统和方法，在接受高密度柔顺插针连接器的插座中提供了抗高电压能力，其中有利地减少了插针之间的打火。在印刷线路板(PCB)中形成了许多高密度柔顺插针的通孔，用于容纳高密度柔顺插针连接器的插针。采用导电材料来电镀通孔，由此至少在PCB一侧的电镀通孔周围形成了导电凸缘。此后，采用控制深度的后部钻削去除PCB上电镀通孔周围的导电凸缘。因此，插座的PCB上设有许多在通孔周围的后部钻削区，从而增加了通孔的凸缘之间的间距来抵抗外来的电压。
在本发明的优选实施例中，通孔的镀层包括两个金属层：一个铜(Cu)的内层和一个锡/锡-铅(Sn/SnPb)的外层。铜内层上设有许多通向PCB内部的内凸缘结构。如果在PCB两侧形成由金属或金属混合物组成的外导电凸缘，最好采用控制深度的后部钻削技术来去除在PCB每一侧上的这种金属凸缘。
如果结合附图，参照以下的详细描述可以更充分理解本发明，其中：
图1A是PCB的剖视图，具有在控制深度的后部钻削之前的许多高密度柔顺插针的通孔；
图1B是PCB俯视图，具有在控制深度的后部钻削之前设置在PCB上的外导电凸缘；
图2A是PCB剖视图，在本发明实施例中的PCB两侧已被控制深度的后部钻削之后；
图2B是PCB的俯视图，在按照本发明内容去除了外导电凸缘之后；
图3描绘了按照本发明内容设置的高密度柔顺插针连接器的插座
实施例。
在附图中，相同或相似的元件在几个视图中均被表示为完全相同的编号，所描绘的各个元件不一定按比例画出。现在参照图1A，这里描绘为PCB层板104的一个剖视图，具有在控制深度的后部钻削之前的许多高密度柔顺插针的通孔(如图示的通孔102A和102B)。熟悉该技术的人员参照它应该看出，按照将在以下作更详细描述的本发明内容，PCB 104可以在工作上至少形成高密度柔顺插座的插座装置(图中未表示)一部分。
举例的通孔102A和102B被镀以导电材料，它形成了至少在PCB104一侧的每个通孔顶部周围的外导电凸缘(也称为“接合区”)。在本发明的优选实施例中，通孔102A和102B最好镀以铜的内镀层110和金属混合物(如Sn/SnPb混合物)的外镀层108。因此，每个外凸缘包括铜凸缘区106和金属混合物区107。
铜内层110最好设有一个或几个内凸缘结构，如凸缘结构112，它从铜内层110伸出，并设置在PCB 104内部。外导电凸缘105在通孔周围的PCB 104上、下表面上伸出，使得仅得到凸缘间的小间距114，它基本上不能充分抵抗高的电压。
图1B是PCB 104的俯视图，具有在控制深度的后部钻削之前设置在PCB层板表面之一上的外导电凸缘105。在图中也举例说明了通孔102A和102B之间的凸缘间的小间距114。
现在参照这里描绘的图2A，它为PCB 104的剖视图，在本发明实施例的PCB两侧已被后部钻削到控制深度“D”之后。因此，采用每个通孔周围的后部钻削技术，至少在PCB层板一侧上每个通孔周围形成了一个后部钻削区(如编号204)。结果是，去除了外导电凸缘，因而，由此有利地得到了凸缘间的增大间距202。熟悉该技术的人员应该理解到，如果高密度柔顺插针连接器定位于具有PCB 104(在其上面形成了后部钻削区)的插座中，凸缘间的增大间距减少了对外来电压造成凸缘间打火的敏感性。
图2B是PCB 104的俯视图，描绘了按照本发明内容去除外导电凸缘之后的表面之一。图中特别强调了通孔102A和102B之间的凸缘间的增大间距202。
现在参照这里描绘的图3，它是按照本发明内容设置的高密度柔顺插针连接器的插座装置300实施例。表示了一个具有许多插针的高密度柔顺插针连接器的外壳304，其中特别举例表示了插针302A和302B。具有如上述用于去除外凸缘的后部钻削区204的PCB 104被设置为至少是高密度柔顺插针连接器的插座装置300一部分。在通孔102A和102B之间凸缘间的增大间距202增加了插针之间的电路距离，减少了对针间打火的敏感性。
在本发明的优选实施例中，高密度柔顺插针连接器的外壳304装有插针，例如为许多2mm Hard Metric插针或Futurebus型的插针。
应该理解到，按照本发明采用的控制深度的钻削去除了柔顺插针连接器孔的外PCB凸缘，由此在相邻通孔和连接器的各导体之间建立了更大的电距离。因此实现了相邻凸缘之间的更大实际分离，从而实现了对如闪电的电压强度下打火的更高抵抗力。
根据上述，熟悉该技术的人员应该看出，减少高密度柔顺插针连接器中针间打火的本发明系统和方法提供了几个优点。首先，实际上按照这里内容的本发明，不需要或不需要研制费钱的设备，因为可以有效地利用在PCB销售部门已有的后部钻削设备来用于本发明的用途。此外，本发明有利地克服了现有技术办法的缺陷来减少对针间打火的敏感性。因而，由此免除了对连接器部件涂覆敷形涂层的需要。另外，由于后部钻削可以增加抗电压的能力而不改变连接器或它的插针布局，因此不会损害反向插针的相容性。
可以相信，从以上详细描述，本发明的操作和构造将很明显。尽管所表示和描述的装置和方法被表征为优选，但应该易于理解到，其中可以做出各种变化、修改和扩大而不会背离在以下权利要求中规定的本发明范围。例如，可以采用不同的金属和/或金属混合物作为导电电镀材料来电镀PCB基板中形成的通孔。另外，本发明内容也可以结合现有的办法，如敷形涂层法或不连接插针方法来实施。尽管在某些实施例中优选了去除PCB基板材料(以及外凸缘)的后部钻削深度对所有通孔是相同的，但这种限制对实施本发明不一定必要。例如，在有些应用中的通孔周围，后部钻削区可以包括不同的深度，由此去除了不同量的PCB层板和外凸缘材料。在有些情形中，后部钻削可以在PCB一侧足够深到能去除外凸缘以及内电镀区。此外，虽然本发明的目的被规定在无线电通信网设备的范围，应该理解到，其内容可以在任何设备中实现。因此，熟悉该技术的人员应该易于理解到，这些和其它的变化、补充、修改、扩大等均被认为在本发明的范围内，其范围主要由以下权利要求所确定。

Claims (21)

1.一个减少对高密度柔顺插针连接器中针间打火敏感性的方法，包括的步骤为：
在印刷线路板中制造高密度柔顺插针的通孔，用于容纳上述高密度柔顺插针连接器；
采用导电材料电镀上述通孔，上述导电材料至少在上述印刷线路板一侧的上述电镀通孔周围形成导电凸缘；以及
在上述印刷线路板的上述至少一侧的上述电镀通孔周围，至少去除上述导电凸缘的一部分来增加上述通孔的凸缘间的间距。
2.如权利要求1的减少对高密度柔顺插针连接器中针间打火敏感性的方法，其中上述导电材料包括金属电镀材料，以及上述导电凸缘为金属凸缘。
3.如权利要求2的减少对高密度柔顺插针连接器中针间打火敏感性的方法，其中用后部钻削技术来实现上述去除步骤。
4.如权利要求2的减少对高密度柔顺插针连接器中针间打火敏感性的方法，其中在上述电镀通孔周围至少把上述印刷线路板一侧控制钻削到预定的深度，来实现上述的去除步骤。
5.如权利要求4的减少对高密度柔顺插针连接器中针间打火敏感性的方法，其中上述预定深度对上述每个电镀通孔是相同的。
6.如权利要求2的减少对高密度柔顺插针连接器中针间打火敏感性的方法，其中上述金属电镀材料形成了上述印刷线路板两侧上的上述电镀通孔周围的金属凸缘，以及进一步在上述电镀通孔周围的上述印刷线路板两侧上实现了上述去除步骤。
7.如权利要求6的减少对高密度柔顺插针连接器中针间打火敏感性的方法，其中上述电镀步骤包括设置一个铜电镀层。
8.如权利要求7的减少对高密度柔顺插针连接器中针间打火敏感性的方法，其中上述电镀步骤还包括在上述铜电镀层上设置一个金属混合物电镀层。
9.如权利要求8的减少对高密度柔顺插针连接器中针间打火敏感性的方法，其中上述金属混合物电镀层至少包括铅和锡之一。
10.如权利要求9的减少对高密度柔顺插针连接器中针间打火敏感性的方法，其中上述高密度柔顺插针连接器包括许多与上述通孔相应的2mm Hard Metric插针。
11.如权利要求9的减少对高密度柔顺插针连接器中针间打火敏感性的方法，其中上述高密度柔顺插针连接器包括许多与上述通孔相应的Futurebus型插针。
12.一个接纳高密度柔顺插针连接器的抗高电压插座装置，包括：
一个印刷线路板，具有相应于上述高密度柔顺插针连接器中许多插针的许多通孔；
设置在上述通孔中的至少一个导电的电镀材料层；以及
形成在上述印刷线路板上的一个后部钻削区，其中上述后部钻削区至少在上述印刷线路板一侧去除了上述通孔周围形成的导电凸缘材料，从而增加了上述通孔之间的凸缘间的间距。
13.如权利要求12的接纳高密度柔顺插针连接器的抗高电压插座装置，其中上述导电的电镀材料包括铜。
14.如权利要求12的接纳高密度柔顺插针连接器的抗高电压插座装置，其中上述导电的电镀材料包括铅和锡的金属混合物。
15.如权利要求12的接纳高密度柔顺插针连接器的抗高电压插座装置，其中上述高密度柔顺插针连接器包括许多与上述通孔相应的Futurebus型插针。
16.如权利要求12的接纳高密度柔顺插针连接器的抗高电压插座装置，其中上述高密度柔顺插针连接器包括许多与上述通孔相应的2mmHard Metric插针。
17.一个在高密度柔顺插针连接器中增加对外来电压抵抗能力的方法，包括：
相应于高密度柔顺插针连接器中的许多插针，在印刷线路板中形成许多高密度柔顺插针的通孔；
采用金属电镀材料来电镀上述通孔，上述电镀材料形成了金属凸缘，它们在上述每个电镀通孔周围露出在上述印刷线路板的两侧；以及
在两侧后部钻削上述印刷线路板来去除上述通孔周围形成的上述金属凸缘，从而增加了上述通孔之间的凸缘间的间距。
18.如权利要求17的在高密度柔顺插针连接器中增加对外来电压抵抗能力的方法，其中上述金属电镀材料包括铜。
19.如权利要求17的在高密度柔顺插针连接器中增加对外来电压抵抗能力的方法，其中上述导电的电镀材料包括铅和锡的金属混合物。
20.如权利要求17的在高密度柔顺插针连接器中增加对外来电压抵抗能力的方法，其中上述高密度柔顺插针连接器包括许多与上述通孔相应的Futurebus型插针。
21.如权利要求17的在高密度柔顺插针连接器中增加对外来电压抵抗能力的方法，其中上述高密度柔顺插针连接器包括许多与上述通孔相应的2mm Hard Metric插针。
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