CZ20032878A3 - Prošívaný LGA konektor - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se všeobecně týká konektorů, jejichž kontakty jsou spojovány tlakem a zejména se týká uspořádání konektoru pro zemnící mřížová pole (land grid array

LGA”), které využívají množství drátů jako kontaktů, které jsou fixovány v pružné části tělesa konektoru.

Dosavadní stav techniky

Elekronický průmysl prodělal v několika posledních letech obrovský růst, co se týká miniaturizace elektronických zařízení a přístrojů, jako jsou například laptopy a podobná zařízení. Průmyslová výroba neustále hledá cesty ke snížení velikosti těchto komponent a zvýšení jejich funkčnosti a schopností. Obou cílů je dosahováno zvyšováním hustoty obvodů na komponentách zařízení.

Vzhledem ktomu, že počet obvodů, vytvořených na čipu nebo deskách s plošnými spoji může být zvyšován, je nutno také věnovat pozornost zajištění spolehlivému vzájemnému spojení mezi komponentami s vysokou hustotou a dalšími komponentami zařízení.

Tato vysoko kapacitní vzájemná propojení jsou používána u mikroprocesorů, ASIC a dalších typů čipů a mohou být také použita jako konektory mezi dvěma deskami s plošnými spoji. Pro tyto aplikace byly používány vysokohustotní vzájemná propojení BGA (Balí Grid Avray). U uspořádání svazků typů BGA jsou spojovací prvky vytvořeny v podložce, přičemž v kontaktu se spojovacími prvky jsou umístěna malá kulovitá tělíska pájky. Tato kulovitá tělíska jsou poté zahřáta, aby tak vytvořila spojení mezi čipem a dalšími deskami s elektrickými obvody. Tato kulovitá tělíska však často způsobují špatnou pružnost desky s plošnými spoji a mechanické vlastnosti i při činnosti kontaktu mezi čipem a sní spojenou protilehlou desku s obvody. Nejsou také vždy vhodné k překonání změn, které mohou nastat v substrátu desky s tištěným obvodem. Navíc, pokud jsou kuličky zahřátý, aby poskytly pájený spoj, čip již nelze snadno oddělit, aby se tak opravily závady v pájení bez příslušného nahrazení všech pájecích kuliček a naplnění kuličkového pole na desce s tištěnými spoji a tak aby byl učiněn další pokus o vytvoření spolehlivého spojení. Použití BGA pájecího uspořádání je tudíž nevýhodné, protože neposkytuje oddělitelnou propojovací mezivrstvu zařízení.

Β ♦ Β Β «ΒΒΒ Β ΒΒΒ

Β Β ΒΒΒ ΒΒ Β · Β Β ΒΒΒΒ

ΒΒΒΒ ΒΒΒΒ Βφ Β

Β Β ΒΒ ΒΒ ΒΒ ΒΒ Β

Pro takovéto aplikace byly vyvinuty konektory pro zemnící mřížová pole (land grid array LGA), které poskytují obvodové cesty mezi zařízením a deskou s plošnými spoji, přičemž zahrnují použití vodičů, tvořených kovovými kontakty, které jsou obvykle zabudovány v tuhé plastické podložce, aby propojily zemnící plochy nebo pájecí plošky na deskách s tištěnými spoji s pájecími kuličkami nebo zemnící plošky, které mohou být vytvořeny na čipu nebo ostatních zařízeních. Tyto zemnící plochy jsou vytvořeny se specifickým uspořádáním, protilehlým k pájecím kuličkám / zemnícím ploškám komponent, kterým je konektor přiřazen. Tyto LGA konektory nabízejí oproti zařízením BGA mnoho výhod spočívajících vtom, že poskytují konstruktérům obvodů nebo systémů oddělitelnou mezivrstvu mezi čipem/čipovou sestavou a deskou s obvody, kterou zařízení BGA poskytnout nemohou, protože jsou připájené k deskám s obvody za účelem vytvoření jejich spojem. U LGA konektorů musí každé vodivé vedení vyvinout určitou pružnou sílu, jenž musí být udržována, aby se vytvořilo spolehlivé vzájemné spojení se zařízením. Svěrací síla musí být vyvinuta vůči čipu, aby se tak čip udržel v kontaktu s konektorem. Čip, mající kontakty v počtu přesahujícím 1000 kontaktů může vyžadovat kontaktní sílu značně přes 100 liber.

Patent US Č. 4998885 vydaný 21.března 1991 popisuje takový typ konektoru, u kterého dráty s koncovými Částmi, vytvarovanými do kulovitého tvaru, jsou zabudovány do elastomerické podložky. Elastomerická podložka však musí být přesně rýhována do řízené hloubky laserem v oblasti mezi dráty, aby se zvýšila pružnost drátů a jejich koncových částí vytvarovaných do kulového tvaru. Proříznutí těchto vedení příliš hluboko do elastomerické podložky nese riziko uvolnění elastomeru, který nese dráty a tím možné vytvoření nespolehlivých kontaktů tím, že některé z drátů se mohou ohnout, a tím neplnit svojí vlastní pružící spojovací funkci. Toto nejen že komplikuje výrobu, ale i zvyšuje náklady výroby takovýchto konektorů.

Předložený vynález je tedy určen ke zlepšení LGA konektorů a způsobu jejich výroby, které překonávají výše uvedené nevýhody.

Podstata vynálezu

Hlavním cílem předloženého vynálezu je poskytnout LGA konektor, mající pružnou část tělesa konektoru, která nese množství pružných deformovatelných kontaktů, uspořádaných s vysokou hustotou uložení, aby tak bylo zajištěno spolehlivé spojení mezi konektorem a spoluzabírající protilehlou komponentou nebo zařízením.

Β · · • Β Β Β Β

Β Β Β • Β Β ··* » Β · Β ·

Dalším cílem předloženého vynálezu je poskytnout vysokohustotní LGA konektor, opatřený pružnou částí tělesa konektoru, která je vyztužena vrstvou tkaniny, vloženou mezi dvě elastomerické vrstvy, a množstvím kontaktů, uložených v určitém uspořádaných uvnitř části tělesa konektoru, přičemž kontakty mají volné konce, které vyčnívají nad protilehlé povrchy části tělesa konektoru.

Dalším cílem předloženého vynálezu je poskytnout spolehlivý vysokohustotní LGA konektor, opatřený pružnou částí tělesa konektoru, jenž nese množstvím kontaktů z vodivých drátkových kontaktů, vytvořených jako pružné smyčky, mající volné konce, které vyčnívají nad protilehlé povrchy části tělesa konektoru.

Jiným, dalším aspektem předloženého vynálezu, je poskytnout tlakem spojovatelný konektor, mající tkaninový podklad, zapouzdřený uvnitř elastometru, přičemž konektor je opatřen množstvím tenkých, pružných kontaktů, uložených v tkaninovém podkladu, v předem stanoveném uspořádání a procházejících skrze podklad. Kontakty jsou uspořádány jako tenká vlákna z drátů, ohnutých ve zpětném směru a vytvářejících tak smyčky ze dvou žil, přičemž kontakty, mají volné konce, které vyčnívají na protilehlých stranách podkladu.

Ještě dalším aspektem předloženého vynálezu je poskytnout LGA konektor pro aplikace s velkou integrací, kde konektory zahrnují rám, jenž obepíná středovou část tělesa konektoru. Středová část tělesa konektoru zahrnuje alespoň jedno pole z elastomeru, které je vyztuženo výztužným členem, alespoň částečně zabudovaným v poli z elastomeru. Konektor je opatřen množstvím vodivých kontaktů, uložených v určitém uspořádání v části tělesa konektoru. Kontakty jsou vytvořeny z tenkých vodivých drátků, které jsou vloženy do středové část tělesa konektoru, přičemž kontakty jsou vytvořeny jako otevřené smyčky, které vytvářejí navzájem propojené záložní, nadpoěetné cesty pro každý kontakt elektrického obvodu..

Ještě jiným aspektem předloženého vynálezu je poskytnout tlakem spojovatelný konektor, mající pružnou část tělesa konektoru, která je nesena rámovým členem konektoru, přičemž rámový Člen konektoru probíhá kolem pružné části tělesa konektoru a vytváří obvod konektoru. Konektor zde má alespoň jedno zahloubení, které tvoří částečné lůžko pro čip nebo čipové pouzdro. Pružná část tělesa konektoru zahrnuje pole z elastomeru, umístěné na alespoň jednom z povrchů části tělesa konektoru, přičemž pole z elastomeru je vyztuženo tkaninovým polem, k němuž se pole z elastomeru přimyká. Jak tkaninové pole, tak pole z elastomeru mají podobné rozměry, tak aby měly shodné vlastnosti vůči části tělesa konektoru přes celou její oblast. Konektor zahrnuje množství vodivých kontaktů, jenž jsou vloženy do části tělesa konektoru. Kontakty zahrnují úseky vodivých drátků, které jsou všity · > · ♦ #·· * · · • * »·· · · · · · · »· · · ··«· · · · « · 9 ·· · · «· « · · * do části tělesa konektoru, přičemž jsou ohnuty nazpět, čímž se vytvoří dvě sousední a záložní cesty elektrického obvodu, prostupující skrze část tělesa konektoru. Kontakty mají volné konce, které vyčnívají ven na protilehlých stranách části tělesa konektoru, pro spojem dvou různých elektronických komponent. Kontakty jsou uloženy v částí tělesa konektoru, přibližně asi v jejich střední části.

Ještě jiným aspektem předloženého vynálezu je poskytnout způsob výroby zlepšeného LGA konektoru. Způsob zahrnuje kroky: vytvoření ohebné části tělesa konektoru uzavřením výztužného členu do elastomeru, jeho uložení na nosný člen, protažení úseku vodivého drátku skrze střed dutého vkládacího nástroje, všití úseku drátku do části tělesa konektoru pohybem vkládacího nástroje, který proniká s kontaktem do a ven z části tělesa konektoru, přičemž se dále po každém takovém vložení provede střihání drátku, tak aby se vodivý drátek uložil v části tělesa konektoru a měl alespoň jeden volný konec, který vyčnívá nad povrch části tělesa konektoru.

Jiným cílem předloženého vynálezu je poskytnout tlakem spojovatelný konektor, mající pružnou část tělesa konektoru, která je nesena tuhým rámem. Konektor je opatřen množstvím kontaktů, zabudovaných v části tělesa konektoru, které jsou vloženy do části tělesa konektoru jako dvojice vzájemně propojených drátových žil z vodivého drátku, vytvořené jako otevřené smyčky, přičemž každá smyčka má dva volné konce, které procházejí skrze venkovní, protilehlé povrchy části tělesa konektoru. Tyto volné koncové části jsou bočně skloněny a vyrovnány v určitém uspořádání, které odpovídá uspořádání protilehlé komponenty dalšího obvodu. Sklonění drátků zvětšuje jejich kontaktní délku a vytváří nožové konce pro kontakt s podložkami protilehlých obvodových komponent.

Dalším cílem předloženého vynálezu je poskytnout zlepšený LGA konektor, mající pružnou část tělesa konektoru, vytvořenou z elastomeru, přičemž pružná část tělesa konektoru je z elastomeru a je umístěná na rámu a zahrnuje množství samostatných kontaktů. Kontakty jsou vytvořeny jako otevřené smyčky, aby tak vytvořily vždy dvojici vodivých obvodových cest, z nichž jednaje záložní- nadbytečná, v částí tělesa konektoru, jenž má množství otvorů, z nichž v každém je uchycena drátková smyčka. Drátky vytvářejí smyčku, procházející skrze část tělesa konektoru a vycházejí na opačných stranách otvoru v jeho středu.

Předložený vynález dosahuje tyto a další cíle způsobem, který je unikátní a představující novou konstrukci,

U jednoho hlavního aspektu předloženého vynálezu, který je znázorněn na jednom jeho provedení, konektor zahrnuje pružnou část tělesa konektoru Jenž je uložena v těsném ·· ·« «« «· V vnějším rámu. Pružná část tělesa konektoru používá výztužný člen jako podložku pro elastomer. Jak je ukázáno na prvním provedení vynálezu, elastomer je umístěn na obou površích tkaninového pole, které je použito jako výztužný člen, takže elastomer s výhodou zaplňuje mezery v tkanině a tak elastomer vytváří samotěsnící nosný povrch na obou stranách tkaninového pole, přičemž tkaninové pole vytváří výztuhu elastomera. Způsobem, kterým je elastomer v kontaktu s tkaninovým polem, může být zapouzdření, laminování nebo nanášení po vrstvách.

Jako tkaninové pole lze použít běžných tkanin, to je takových, které jsou tkané běžným způsobem, mající osnovy a útky (nebo výplně), proplétané dohromady buď v běžném nebo stupňovitém uspořádání. Je dokonce uvažováno, že mohou být použity jako výztuha i netkané textilie, jako plstě a podobné materiály, za předpokladu, že použitý elastomer se může slepovat nebo jinak sám spojovat s tkaninovým polem způsobem, při kterém se spolehlivě spojí s tkaninovým polem a tak vytvoří pružné těleso jenž je představuje část tělesa konektoru.

Tenké drátky jsou v konektoru uspořádány v předem dané sestavě a jsou do tkaninového podkladu vloženy jejich protažením skrze jehlu a vsunutím a vysunutím jehly do a ven z nosného podkladu tak, aby se drátkové kontakty „všily“ na místo v pružné část tělesa konektoru. Drátky se ohnou ve zpětném směru, takže se vytvoří a vloží kontakt do pružné části tělesa konektoru, který má tvar otevřené smyčky. Elastomer má dostatečně pružnou konsistenci, tak aby sevřel a držel drátky v poloze jak byly prošity skrze pružnou část tělesa konektoru, přičemž i tkaninové pole má vhodnou konsistenci, aby poskytlo výztuhu nebo určitý stupeň tuhosti elastomeru.

U jiného, alternativního provedení vynálezu, může být elastomer nanesen pouze na jeden povrch výztužného členu. U ještě jiného provedení podle předloženého vynálezu, může výztužný člen využívat pevnou destičku z fólie, s výhodou fólii z polymeru, nej výhodněji fólii z polyamidu, dodávanou firmou E.I. DuPont pod obchodním názvem „Kapton“. Takovéto fólie mají požadovanou životnost, přitom se netřepí jako se mohou třepit tkaniny a otvory pro drátkové kontakty mohou být snadno vytvořeny „propálením“ laserem skrze celou část tělesa konektoru.

U jiného, základního provedení předloženého vynálezu, jsou kontakty vytvořeny prošitím dvojic drátků podložkou, přičemž dvojice jsou vytvořeny z jednotlivých drátkových žil, které jsou u jednoho konce ohnuty nazpět, aby tak vytvořily dvoužilový drátkový úsek, nebo otevřené smyčky s žilami, majícími u jednoho svého konce vytvořen ohyb, přičemž dva konce drátku jsou umístěny blízko u sebe nebo se dotýkající jeden druhého u dalšího konce • · · »·· • · · · · · · • « · kontaktu, takže jeden volný konec každého kontaktu má s výhodou uspřádání ve tvaru smyčky, zatímco další jeho volný konec kontaktu má dolní konce ze dvou drátkových žil. Drátky vycházejí z podložky do předem určené vzdálenosti tak, aby vytvořily množství pružných kontaktních svazků, které pruží, pokud jsou vystaveny tlaku protilehlé komponenty, jako například čipu, čímž se zde vytvoří Hertzův kontakt mezi kontakty a protilehlými kontaktními bloky na desce s plošnými spoji. Drátky mohou být ohnuty v určitém směru a definovat směr sklonu, umožňující pohyb na základě jejich sklonu, což je lepší než spoléhat na deformaci drátků. Dvojitý charakter drátkových žil, ať již mají kruhový nebo obdélníkový /čtvercový/ příčný průřez, poskytuje každému kontaktu konektoru obvodové cesty navíc. Pro vytvoření kontaktních čel na koncích drátkových žil, mohou být na koncích drátkových žil vytvořeny pájením kuličky.

Dalším, základním aspektem předloženého vynálezu je, že úsek každého drátku je prostrčen skrze střed vkládacího nástroje, který má tvar duté jehly nebo trubky, a ohnut nazpátek, aby vytvořil smyčku předtím, než jehla provede vkládací zdvih skrze část tělesa konektoru. Poté je vkládací nástroj vytažen, přičemž zdvojená drátková žíla zůstává uchycena v částí tělesa konektoru, přibližně ve svém středním úseku tak, že volné konce kontaktů vyčnívají nad opačné povrchy části tělesa konektoru, v přibližně stejné délce. Drátky jsou střihány v předem zvolené vzdálenosti od místa vyjmutí vkládacího nástroje, tak aby vytvořily dvojitou drátkovou žílu, resp. volný konec konektorového kontaktu, čímž se vytvoří dvojice vodivých cest pro každý kontakt při jednom vložení a zpětném zdvihu vkládacího nástroje a tím konektor s nižším indukčním odporem a více vodivými cestami pro jeden spoj.

Ještě dalším hlavním aspektem předloženého vynálezu je to, že vkládací nástroj je opatřen hrotem, jenž je vytvořen tak, že drátek může vystupovat ze středu vkládacího nástroje, ale ze strany hrotu. Takovýto nástroj může mít zkosený hrot s jednou špičkou nebo může mít více špiček, jenž jsou vůči sobě uspořádány tak, aby vyrovnávaly síly působící na vkládací nástroj při vkládání, když tento proniká do elastomeru a výztužného členu, pokud je tento použit.

U dalšího základního provedení předmětného vynálezu je v části tělesa konektoru vytvořeno množství děr pomocí laseru, rozřezáváním části tělesa konektoru nožem nebo děrováním části tělesa konektoru před vkládáním drátků. Po vytvoření děr se do nich vloží kontakty. U dalšího provedení vynálezu lze využít laser nebo děrování pro vytvoření řady otvorů v části tělesa konektoru, přičemž tato část tělesa konektoru může využívat buď vyztuženou pružnou Část tělesa konektoru, v níž jsou v určitém uspořádání vlákna nebo je (lil použita fólie jako podložka pro jednu nebo dvě VTstvy na něm ležícího elastomeru. Část tělesa konektoru může však využívat pouze výše uvedenou fólii.

Těmto a další aspektům, znakům a výhodám předloženého vynálezu bude lépe porozuměno prostřednictvím úvah v následujícím podrobném popisu.

Přehled obrázků na výkresech

V průběhu následujícího podrobného popisu budou často činěny odkazy na doprovodné výkresy, na nichž podobné vztahové značky odpovídají podobným částem a na nichž:

obr.l představuje perspektivní pohled na zlepšený LGA konektor, konstruovaný podle principů předloženého vynálezu, s přiřazenými elektronickými komponentami, jenž jsou odděleny od vkládacího zahloubení konektoru;

obr. 1A představuje zvětšený detailní pohled na oblast z obr. 1, znázorňující nekryté, volné konce drátkových kontaktů konektoru;

obr. 2 představuje perspektivní pohled na další stranu (obvykle „spodní“ strana) konektoru z obr. 1;

obr. 2A je zvětšený pohled na detail oblasti z obr.2, představující další volné, nezakryté konce drátkových kontaktů konektoru;

obr. 3A znázorňuje pohled na půdorys rámového členu, použitého v konektoru podle obr.l obr; 3B je pohled na příčný řez částí rámového členu podél čáry B-B z obr. 2A; obr. 3C představuje pohled na příčný řez částí rámového členu podél čáry C-C z obr.

3A;

obr. 4. znázorňuje pohled na půdorys rámového členu z obr, 3A;

obr. 5 je perspektivní pohled na rámový člen z obr. 3A a tkaninovou podložku, v poloze, kdy je připraven pro vložení do otvoru rámového členu;

obr.óA znázorňuje pohled shora na uspořádání rámu konektoru z obr.l s tkaninovým podkladem v poloze, kdy tvoří podklad pro vrstvy, které budou na něj lisovány;

obr.óB představuje pohled na příčný řez částí rámu konektorové sestavy podél čáry

B-B z obr. 6A;

obr. 6C je pohled na příčný řez částí rámu konektorové sestavy podél čáry C-C z obr. 6A;

obr.óD je zvětšený detailní pohled na oblast D z obr. 6A;

• · ··· · · ·-!.

• * · · · · · «··· · * · · · · ·· ·· · • · · • · * « ♦ · ·· ·· obr. 7A znázorňuje pohled shora na sestavu konektorového rámu z obr.óA, ale již s umístěnými vodivými drátkovými kontakty;

obr. 7B je příčný řez podél čáry B-B z obr, 7A, znázorňující Část konektoru a dále znázorňující drátkové kontakty v jejich počáteční orientaci uvnitř části tělesa konektoru před ohnutím drátkových kontaktů;

obr.7C je příčný řez podél čáry C-C konektorem z obr. 7A;

obr.7D je pohled na příčný řez konektorem z obr. 7A, znázorňující jedno uspořádání drátkových kontaktů uvnitř části tělesa konektoru po jejich ohnutí, aby se tyto orientovaly ve dvou směrech;

obr.8 je pohled na příčný řez alternativním způsobem montáže tkaninového podkladu do rámu konektoru;

obr.9 je pohled na příčný řez částí elastomerické podložky, znázorňující její vyztužení tkaninou;

obr.lOA je schematický pohled na řez prošívacím nástrojem, majícím jedenu špičku, používaným při montáži konektorů, které mají skrze sebe proplétané vodivé drátky;

obr. 1 OB je schematický pohled na řez prošívacím nástrojem z obr. 1OA po ohnutí drátků;

obr.l 1 je schematický pohled na prošívací nástroj z obr. 10, vnikající do podložky konektoru;

obr. 12 je schematický pohled, znázorňující jak prošívací nástroj proniká pružnou částí tělesa konektoru a začíná se vysouvat o předem stanovený úsek drátku kontaktu;

obr. 13 je schematický pohled, znázorňující prošívací nástroj jak je vysouván z jeho průniku pružnou částí tělesa;

obr. 14 je schematický pohled na prošívací nástroj, oddalovaný od blízkého povrchu pružné části tělesa konektoru, zatímco kontaktní drátek se dostává do polohy připravené pro odstřižení;

obr. 15 představuje schematický pohled na řez, znázorňující kontaktní drátek v poloze uvnitř pružné části tělesa konektoru, oddělený od dodávaného drátku a vkládacího nástroje;

obr. 16 je schematický pohled na tvarovací člen volného konce kontaktu, přicházejícího do styku s kontakty po jejich zasunutí do pružné části tělesa konektoru ;

obr. 17 je detailní pohled na drátky použité jako kontakty, jež mají nekruhový příčný průřez;

obr. 18 je detailní pohled na část konppektoru z obr.l v řezu, v místě mezi čipem a deskou s tištěnými spoji, znázorňující způsob provedení spoje konektorovými kontakty;

• ··« · · · · • · · · » · ···· • » » · · «« ·· ·· obr. 19A je pohled na boční stranu alternativního provedení konstrukce vkládacího nástroje, který může být použit pro vkládání vodivých drátků do pružné části tělesa konektoru podle vynálezu;

obr.l9B je perspektivní pohled na hrot na konci vkládacího nástroje z obr, 19A; obr. 19C je detailní pohled na příčný řez částí konektoru podle vynálezu s vkládacím nástrojem z obr.l9A, již s částečně vsunutým do části tělesa konektoru;

obr.20 znázorňuje pohled na příčný řez alternativním provedením konektoru, konstruovaném v souladu s principy předloženého vynálezu;

obr. 21 je detailní pohled na část tělesa, v částečném řezu pro použití v konektorech podle předloženého vynálezu, která má zabudován tuhý výztužný člen;

obr.22 je pohled na částečný řez částí tělesa konektoru, v místě uvnitř konektoru a podrobenou děrování pomocí děrovacího členu pro vytvoření otvorů v části tělesa konektoru pro kontakty konektoru;

obr. 23 představuje schematický boční pohled, částečně v řezu, na vkládací nástroj, nastavený nad otvor v části tělesa konektoru podle předloženého vynálezu;

obr. 24A je schematický pohled shora na řez podél čáry 24-24 z obr.23, znázorňující orientaci jednotlivých částí, pokud je pro kontakty konektoru použit drátek s kruhovým průřezem;

obr.24B je schematický pohled shora na řez podél čáry 24-24 z obr.23, znázorňující orientaci jednotlivých částí, pokud je pro kontakty konektoru použit drátek s obdélníkovým průřezem;

obr.25 představuje perspektivní pohled na alternativní provedení vkládacího nástroje, jenž může být použit při provádění způsobů podle vynálezu;

obr..25A ukazuje zvětšený pohled na vkládací nástroj z obr.25;

obr.26 znázorňuje perspektivní pohled na alternativní provedení vkládacího nástroje, jenž může být použit při provádění způsobů podle vynálezu;

obr.26A představuje zvětšený pohled na vkládací nástroj z ob,26;

obr.27 ukazuje perspektivní pohled na děrovací nástroj, jenž může být použit při provádění způsobů podle vynálezu, pro děrování nebo propichování otvorů v části tělesa konektoru; před vkládáním drátků.

obr.28 je perspektivní pohled na alternativní děrovací nástroj, jenž může být použit při provádění způsobů podle vynálezu a na obr.29 je pohled na řez dalším alternativním provedením podle předloženého vynálezu.

* · · a

» a ·♦ « ··« • · «· ♦·

Příklady provedení vynálezu

Obr.l znázorňuje zlepšený konektor 20 pro vytvoření uzemňovacího mřížkového pole (LGA), který je vytvořen v souladu s principy podle předloženého vynálezu. Konektor 20 zahrnuje rámový člen 21, který nese nebo obepíná pružnou část 22 tělesa konektoru 20, umístěnou uvnitř otvoru 23 rámového členu 21. Pružná část 22 tělesa konektoru 20 je držena uvnitř otvoru 23 rámového členu 21 řadou postraních stěn 25 rámového členu 21, který obepíná otvor 23 takovým způsobem, že horní zahloubení 24 může být vytvořeno jak na horním povrchu konektoru 20 , tak rovněž jako spodní zahloubení 27, pokud to zvláštní použití konektoru 20 vyžaduje.

Předpokládá se, že konektor 20 má obvykle tvar obdélníkový nebo čtvercový, ačkoliv je samozřejmé, že mohou být použita i jiná uspořádání. Horní zahloubení 24 je upraveno tak, aby do zahloubení 24 mohla být uložena komponenta elektrického obvodu, jako je čip nebo pouzdro integrovaného obvodu, ASIC, mikroprocesor, deska 26 s tištěným spojem a podobně, přičemž další, podobné obvodové komponenty mohou být podobně umístěny na spodní straně konektoru 20, ve spodním zahloubení 27 (obr.2). Obvykle takováto komponenta může zahrnovat desku s tištěným spojem, která je dimenzována tak, aby mohla být uchycena ve spodním_zahloubení 27, ačkoliv u některých aplikací postranní stěny 25 rámového členu 21 mohou být vytvořeny na spodní straně konektoru 20,vyrovnány se spodním povrchem části tělesa konektoru 22, takže je odstraněno jakékoliv spodní zahloubení 27 a konektor 20 může být uchycen přímo na desku s tištěnými spoji. Za účelem vytvoření vodivých cest mezi dvěmi obvodovými komponentami je konektor 20 opatřen množstvím vodivých kontaktů 28, vytvořených z tenkých drátků nebo vláken. Tyto kontakty 28 mají dva volné konce 29,30, které vyčnívají směrem nahoru z vnějších povrchů 32 a 33 části 22 tělesa konektoru 20.

Konektor 20 při jeho použití může být uchycen na desku s tištěnými spoji a pro tento účel může zahrnovat jeden nebo více montážních otvorů 34, vytvořených v rámovém členu 21. Části rámového členu 21 mohou být vyvýšeny vzhledem ke zbytku rámového členu 2± aby sloužily jako rozpěrky 35 (obr.2), a tak mírně zvedly spodní povrch 33 části 22 tělesa konektoru 20 a vytvořily tak tenkou vzduchovou mezeru mezi spodním povrchem 33 a deskou s tištěnými spoji (není znázorněna), na niž je konektor 20 namontován, jež může usnadnit Čištění před pájením, pokud je konektor 20 použit u aplikace, kde je využito pájení.

• 4 4

4 · • 4 4

4 4 4 ·4

4 444

4 4 4

4 4 4

44 · 4

4444

4 4

4

Obr.3A znázorňuje rámový člen 21 v otevřeném stavu bez části 22 tělesa konektoru 20, která zde má být uložena. Rámový člen 21 a jeho postranní stény 25 mohou být vytvořeny výhodným způsobem jal vstřikováním plastických hmot nebo jiných elektricky izolujících materiálů do forem. Rámový člen 2Tje lisován s výhodou jako jeden kus, třebaže lze využít i jiné alternativní konstrukce. U tohoto provedení vynálezu je použito tkaninové pole 32 (obr. 5), sloužící jako výztužný člen, poskytující části 22 tělesa konektoru 20 určitou podpěru, přičemž je předem ustřiženo do předem určeného tvaru, jenž výhodně odpovídá nosnému osazení 38 (obr.4), které je vytvořeno na jednom z povrchů rámového členu 21. Tkaninové pole 37 je s výhodou vytvořeno z tkaniny jako je nylon nebo ze skelných vláken, s výhodou ustřižené na danou velikost použitím laseru nebo raznice. Mohou být použity i přírodní tkaniny, ale je zdi nutno uvést, že použití synthetických tkanin jako je skelná tkanina, je výhodnější v tom, že mají velmi níz koeficient tepelné roztažnosti (blížící se téměř nulové hodnotě), která snižuje jakoukoliv expansi nastávaj: v Části 22 tělesa konektoru 20 v průběhu činnosti konektoru 20 a rovněž má lepší schopnosti přenosu teplí než běžně používané izolátory. Použití laseru pro střihání tkaninového poleje výhodné v tom, že teplo, generované laserem, je schopno zatavit okraje tkaniny a minimalizovat tak jakékoliv její roztřepení, kter· by mohlo nastat na uvolněných okrajích tkaniny po jejím ustřižení. S výhodou mohou být využity, tkanin; které jsou tkané a mají navzájem proplétané praménky, jak je to zobrazeno na obr. 9 , avšak i další, netkal textilie jako pletené tkaniny a plstě lze zde využít. Jak bude uvedeno podrobněji dále, v některých případe může výztužný člen zahrnovat fólii.

Nosné osazení 38, jak je zobrazeno, je vytvořeno na spodním povrchu na (obr. 3B,

3C a 4) rámového členu 2T Nosné osazení 38, jak je znázorněno, je zahloubeno a prochází okolo vnitřního obvodu rámového členu 21. Toto nosné osazení 38 vytváří prostředek pro přesné umístění tkaninového pole 37 v rámovém členu 21 a rovněž poskytuje podpěru pro elastomer, který je připojen k rámovému členu 24 a tkaninovému poli 37. Aby se tkaninové pole 37 udrželo na místě v nosném osazení 38, mohou být podél jeho čtyř stran vytvořeny vyvýšené úchyty nebo žebra 40 , aby se dotýkala tkaniny a držela ji napnutou uvnitř rámového členu 21 a tak zabránila jejímu jakémukoliv vyskakovacímu účinku nebo dalšímu typu zkroucení resp. zborcení v důsledku následující činnosti. Tato žebra 40 mohou být také využita pro natažení tkaninového pole 37 na rámovému členu 21 za tepla. Tkaninové pole 32 může být umístěno přes rámový člen 21 a být s ním v kontaktu, přičemž se do žeber 40, přivede teplo, což způsobí natavení a upevnění tkaninového pole 37, podobným způsobem, který je znám ze stavu techniky. Třebaže žebra 40 jsou zobrazena ve středních částech osazení 38 , mohou být i delší, než je znázorněno, aby zlepšily schopnost napínání. Po nalisování elastomeru na rámový člen 21 bude elastomer držet a zachytávat volné konce tkaninového pole 37 v této oblasti.

V 4 4 4«4 * 4· * »44 · · * 4 · 4 ····

44 ·* 44 ·

Tkaninové pole 37 může být také nalisováno přes žebra 40 během připevňování, přičemž jedna z elastomemích vrstev 34 obvykle ta, která je situována na „hořením “ čele konektoru 20 může být nalisována na rámový člen 21 proti nosnému osazení 38 a žebrům 40 .V tomto popise pojem „ horní “ se bude vztahovat k povrchu konektoru 20, který leží proti komponentě 26 elektrického obvodu a na kterém je tato komponenta (26) uložena. Po umístění tkaninového pole 37 do rámového členu 21 a uložení na osazení 38 , je toto s výhodou trvale zajištěno na svém místě nalisováním elastomeru, nebo jiným aplikováním elastomeru na opačné strany rámového členu 21 a tkaninového pole 37.

U jiného provedení vynálezu, které je zobrazeno na obr. 21, je výztuha části 22 tělesa konektoru 20 provedena ve formě členu 337 z pevné fólie. Člen 337 z pevné fólie je s výhodou vytvořen z polymemí fólie, která se netřepí, jak se to u některých výztužných tkanin někdy stává, což může vést k tomu, že osnova tkaniny těsně přiléhá k vodivým kontaktům, přičemž může ovlivnit celistvost, respektive vodivost konektoru 20. Dobré výsledky byly získány při použití fólií z polyamidu (polymeru), které jsou prodávány pod obchodním jménem „Kapton“ E.I. DuPontem. Takový výztužný člen se také odlišuje od tkanin již výše diskutovaných tím, že nemá otvory mezi sousedícími vlákny, skrze něž může elastomer protékat během vytváření části 22 tělesa konektoru 20.

V jednom smyslu vynálezu lze elastomer uvažovat jako dvě elastomemí vrstvy 41,42 uložené podél horního povrchu 32 a spodního povrchu 33 části 22 tělesa konektoru 20.

Je však samozřejmé, že pojem „vrstva“, jak je použit pro elastomer, je nutno interpretovat co nejšířeji a tudíž bude zahrnovat dvě oddělené vrstvy z elastomeru nebo jedinou strukturu vytvořenou tam, kde elastomer penetruje do nebo proniká skrze meziprostory 43 , vytvořenými mezd sousedními vlákny 44 tkaniny nebo jiných výztužných polí 37,337, aby tak vytvořil mezi nimi jednolitou strukturu, (obr.9). Tam, kde elastomer tímto způsobem pokryje všechny nekryté povrchy výztužných polí 37, 337, se výztužná pole 37, 337 pokládají za „zapouzdřená“ v elastomeru, přičemž elastomer vytváří horní a spodní povrch části 22 tělesa konektoru 20. Pokud se dvě vrstvy 41,42 neslijí, nicméně se ale slepí nebo jinak spojí, jak samy tak s tkaninovým polem 37 , jak zobrazuje obr. 9 vzájemným spojením skrze oblasti meziprostorů mezi sousedními vlákny tkaninového pole 37, je takováto konstrukce pokládána za „integrovanou“ nebo „vloženou“ mezi dvě vrstvy 41,42 z elastomeru, přičemž elastomer je uložen na horním 32 a spodním povrchu Části 22 tělesa konektoru 20. Do těsného kontaktu mohou být vrstvy 41,42 s opačnými stranami výztužných polí 37,337, uvedeny vystavením všech tří členů zvýšené teplotě a tlaku, aby se vytvořila konstrukce, která je označována jako „laminovaná“ konstrukce.V ještě dalším případě u některých aplikací mohou být výztužná φφφ • · · φ ···♦ • φ φ ♦ · ··· * φ · · · · · *··**»·’ ·· ·· pole 37,337 vytlačována společně s dvěma poli z elastomeru nebo mohou být máčena v elastomeru, aby se jejich obě strany potáhly „vrstvou“.

Aby se zajistilo řádné spojení mezi části 22 tělesa konektoru 20 (to je výztužných polí 37, 337) a vrstev 41,42 z elastomeruj5_rámovým členem 21 konektoru 20, vytvoří se v předem určených místech v rámového členu 21 řada kotvících dutin 46. Jak je znázorněno na výkresech,, tyto kotvící dutiny 46 mohou být vytvořeny ve vztahu k otvoru 23 rámového členu 21 a být umístěny v části osazení 38, vytvořeného na čele konektoru 20. S výhodou tyto kotvící dutiny 46 procházejí skrze tloušťku rámového členu 21, přičemž mohou zahrnovat Části 51,52, tvořící výběžky kotvící dutiny 46, které jsou navzájem zarovnány, avšak jsou uspořádány navzájem proti sobě, takže tvoří otvor v rámovém členu 21, který je veden ve dvou různých směrech, jenž bude zaplněn elastomerem, aby tak pevně zakotvil část 22 tělesa konektoru 20 na rámovém členu 21 konektoru 20. Příklady vhodného elastomeru zahrnují, avšak nejsou jimi omezeny, tuhé silikony, silikonové pěny a kaučuky, syntetické kaučuky, trojblokové kopolymery a podobně. Tvrdost elastomeru rovněž přispívá k činnosti části 22 tělesa konektoru 20, přičemž je dávána přednost vyšší tvrdosti, aby se dosáhlo zlepšeného uchycení drátků, vložených do otvorů v části 22 tělesa konektoru 20. Například bylo zjištěno, že elastomer s tvrdostí 70 na stupnici A podle Shorea poskytuje lepší uchycení drátků než tento s tvrdostí 40 na stupnici A podle Shorea.

Po zaplnění elastomerem se kotvící dutiny 46 a jejich části 51,52, tvořící výběžky kotvících dutin 46, spojí s bočními stěnami rámovém členu 21 ve dvou různých směrech, aby tak vytvořily vhodná zakotvení, která přispívají navíc k vlastním adhesivním schopnostem, jež má elastomer. Uspořádání těchto částí 51,52, tvořících výběžky kotvící dutiny 46, jsou nejlépe znázorněny na obr. 3B a 6A, zatímco způsob, jak je elastomer zaplní, je nejlépe zřejmý na řezu znázorněném na obr. 6C. Kotvící dutiny 46 slouží k vytvoření prostředku, pomocí kterého vrstvy 41.42 elastomeru a rámový člen 21 navzájem zapadnou do sebe nebo dále slouží jako kotevní prvky, pokud jsou současně na rámovém členu 21 vytvářeny vrstvy 41,42;. Tyto kotvící dutiny 46 se nejlépe zaplní elastomerem, pokud je elastomer nanášen na tkaninové pole 37 po jeho uchycení na rámový člen 21 vhodným lisováním postupem.

U další konstrukce pro zakotvení a uchycení tkaniny, jak je zobrazeno na obr. 8, může být rámový člen 21 opatřen kanálkem, nebo uvnitř vytvořenou plnící drážkou 100, která může vedena kolem celého obvodu otvoru rámového členu 21 konektoru 20, V tomto kanálku 100 je uložen okraj nebo okraje 101 tkaninového pole 37. Když je na tkaninové pole 37 nanášen elastomer, pak tento na spodní straně konektoru 20 zaplňuje kanálek 100 a • · · · · *·· ♦ · · » • · · · · ·· ··· · ···· _s(·· · · · · · · * • e ♦· ·· ·· ·· · pritlačuje okraje 101 tkaniny do kanálku 100, čímž se vytváří utěsněná, ale pružná části 22 tělesa konektoru 20.

Vnitřní okraje 54 rámového členu 21 mohou být opatřeny zkosením 55,jak znázorňuje obr. 5, aby se tak zvětšila jejich plocha a tím vytvořila větší plocha pro styk s elastomerem a tím aby elastomer lépe přilnul, když je lisován nebo vléván do otvoru 23 rámového členu 21. Dvě vrstvy 41 a 42 elastomeru slouží k zapouzdření okrajů tkaninového pole 37 a k zakrytí jeho volných povrchů, zatímco tkaninové pole 37 vytváří výztuhu vrstev 44 a 42 elastomeru a přispívá k těsnosti. Tkaninové pole 37 rovněž slouží k částečnému uchycení drátků, vložených do části 22 tělesa konektoru 20, přičemž pružnost elastomeru drží kontakty 28 v dané poloze a poskytuje utěsnění kolem drátků kontaktů 28. Do úvahy rovněž připadá, že tkaninové pole 37 a vrstvy 41 a 42 elastomeru mohou být vytvořeny odděleně a následně spojeny k sobě a poté uloženy do rámového členu 21 konektoru 20, po jeho vytvoření.

Použití elastomeru a tkaninového pole 37 (nebo dalších výztužných prvků), navzájem se doplňujících podle vynálezu, kdy elastomer dodává části 22 tělesa konektoru 20 pružnost a tkanina poskytuje zesílení a tuhost části 22 tělesa, která nese kontakty, umožňuje snížit celkovou tloušťku části 22 tělesa konektoru 20 a tudíž dosáhnout nejnižší možné spojovací výšky části 22 tělesa konektoru 20. Na základě těchto opatření je možné dosáhnout u části 22 tělesa konektoru 20 tloušťky kolem 0,5 mm, pokud je použita část 22 tělesa konektoru 20 konstrukčně vytvořená vrstvením, zapouzdřením a současným vytlačováním, přičemž tkaninové pole 37 má vrstvu 41 a 42 z elastomeru na obou svých stranách. Tam, kde je použito tkaninového pole 37 s tloušťkou kolem 0,15 mm a každá vrstvu 41 a 42 z elastomeru má podobnou tloušťku, výsledná společná tloušťka Části 22 tělesa konektoru 20 dosahuje asi 0,45 mm.

Co se týká celkové spojovací výšky konektoru 20, je předpokládáno, že je možné podle vynálezu, kdy volné konce 29,30 kontaktů 28, které přečnívají vnější povrchy 32,33 části 22 tělesa konektoru 20 do vzdálenosti kolem 0,25 mm, dosáhnout celkové spojovací výšky části 22 tělesa konektoru 20 (dosažené přičtením délky volných konců 29,30 kontaktů k tloušťce části 22 tělesa konektoru 20) kolem 0,95 mm. V takovýchto případech může mít rámový člen 21 konektoru 20 tloušťku pouze asi 1,5 mm, čímž se vytvoří mimořádně tenký, avšak vysokohustotní konektor, u něhož pro jeho spojení s protikusem vystačuje malá síla. Jak je uvedeno výše, je rovněž uvažováno, že vrstva 41 a 42 z elastomeru může být nanesena pouze najeden ze dvou povrchů tkaninového pole 37 , čímž se případně dále sníží tloušťka spojovací oblasti konektoru 20. Ovlivnit tloušťku části 22 tělesa konektoru 20 může případně « · « • ···· « · · · · ·«· • « · · · · * • ••· · · * · · · · »» ·· ·· ·· ·· * i druh tkaniny. Tkaninové pole 37, mající běžnou osnovu, vytvoří a zlepší jednolitost části 22 tělesa konektoru 20 a zlepší tuhost Části 22 tělesa konektoru 20. Mohou být použity nepravidelně tkané tkaniny, které snižují tloušťku části 22 tělesa konektoru 20.

Dalším důležitým aspektem vynálezu je, jak je schematicky zobrazeno na obr. 10 až 15, že vodivé kontakty 28 jsou do části 22 tělesa konektoru 20 vpraveny jejich „prošitím“ do daného místa. Kontakty 60 jsou vpraveny do části 22 tělesa konektoru 20 s výhodou pomocí programovatelného šicího stroje 20, který vykonává přímočarý vratný šicí pohyb. Vodivý drátek 63 je dodáván v určitých délkách v krocích jdoucích za sebou, do středového kanálku nebo průchodu 62 vkládacího nástroje 61 před jeho zasunutím do části 22 tělesa konektoru 20 (obr.lOA.). Vodivý drátek 63 vystoupí ze středu vkládacího nástroje 61 a je předsunut před jeho vložením, takže vrstvy 41 a 42 z elastomeru sevřou vodivý drátek 63 a zadrží jeho část (to je volný konec 30), vyčnívající nad spodní povrch (obr.l 1).

V závislosti na průměru drátků, může být zpětný pohyb jehly postačující k tomu, aby se drátek ohnul nazpět a vytvořil volný konec 29, ve tvaru dvoužilové smyčky 65, jak ie to znázorněno na obr. ID. Je však výhodné, pokud ohnutí je provedeno zachycovacím prostředkem 67, umístěným na příslušné straně části 22 tělesa konektoru 20. Jak je znázorněno na obr. 10B, ohnutí drátku 63 může být provedeno zachycovacím prostředkem 67, před vsunutím vkládacího nástroje 61 do pružné části 22 tělesa konektoru 20 . Další pohyb vkládacího nástroje 61 (obr. 12) skrze pružnoučást 22 tělesa konektoru 20 (a vrstvu 37 tkaniny a další vrstvu elastomeru), přičemž drátek 63 je předsunut, způsobí, že drátek 63 bude vyveden za protilehlý, vnější povrch 33 další vrstvy 42 elastomeru.. Když se dosáhne předem stanovené délky drátku 63, vkládací nástroj 61 se vytáhne zpět skrze část 22 tělesa konektoru 20 (obr. 23). Když je vkládací nástroj 61 vytahován ven z horní vrstvy elastomeru, drátek 63 vystupuje z nástroje, takže na této straně konektoru 20 jsou dvě volné žíly 30 z drátku 63, které jsou uspořádány vedle sebe. Takto vysunutá žíla je potom odstřižena vhodným prostředkem 68 ve vzdálenosti v podstatě rovnající se této vzdálenosti druhé žíly (obr. 14). Drátek 63 se může případně vysunout z vkládacího nástroje 61 před vložením a poté ohnout podél strany vkládacího nástroje 61, takže se bude pohybovat synchronně s pohybem vkládacím nástrojem 61

Tento prošívací způsob umožňuje, aby byl konektor 20 vyroben s kontakty s velmi malým sklonem malou výškou a profilem. Kontakty 28 mohou být vytvořeny z buď z úseků drátku 63 s kruhovým průřezem, nebo jak je zobrazeno na obr. 17, mohou být použity úseky drátku s příčným průřezem ve tvaru víceúhelníku, jako například obdélníku, čtverce, Šestiúhelníku a podobně, které významněji přispívají ke zvýšení elektrické zátěže, kterou • ··« · · t·· • · · • · ·

..........

mohou kontakty 28 přenášet Rovněž v případě, že drátek má nekruhový příčný průřez, ale například obdélníkový asi 0,1 mm krát 0,25 mm, bude odolávat tendenci elastomeru obracet drátek o 90° v důsledku toho, že elastomer vyvíjí vnější tlak na drátek. Pokud je použit drátek s příčným obdélníkovým průřezem, je výhodné, když je zpětně ohnut kolem většího rozměru svého pněného průřezu..

Jak bylo výše uvedeno kontakty 28 mohou být všity do části 22 tělesa konektoru 20 pomocí programovatelného šicího stroje, který může vkládat drátky 63 podle předem zvoleného uspořádání. Uspořádání může být s ohledem na programové vybavení, to je software Šicího stroje, nastaveno lépe, než nastavení podle lisované dutinym jak by bylo prováděno u běžně lisovaných konektorů.

Vratný pohyb vkládacího nástroje nebo jehly/ trubičky 61 a ohnutí drátku vytváří pro každý kontakt 28 vodivou smyčku, z dvojice drátových žil, s rozevřeným koncem, přičemž každá žíla nebo „noha“ drátku 63, tvoří nezávislou cestu elektrického obvodu mezi kontakty na čipu 26 a další komponentou, na nichž je konektor 20 uchycen. Tento kontakt, ve tvaru otevřené smyčky, z dvojice drátkových žil, zahrnuje dva volné konce 29,30, které přesahují vnější povrchy pružné části 22 tělesa konektoru 20. Jeden volný konec 29 kontaktu lze považovat za „smyčkový“ konec kontaktu, protože je to konec, kde je drátek 63 ohnut nazpět, (obvykle s poloměrem, v případech kdy drátek 63 má kruhový příčný průřez), zatímco druhý konec 30 kontaktu může být označován jako „otevřený konec“ kontaktu, protože dvě žíly drátku 63 končí volně, jako nespojené konce. Tento dvoužilový drátkový úsek je výhodný, protože poskytuje nejen záložní cestu elektrickému obvodu pro zabezpečení spolehlivosti spojení, poskytovaného konektorem 20. ale rovněž snižuje indukční odpor celého systému tím, že každá z kontaktních paralelních cest obvodu bude snižovat indukční odpor konkrétního kontaktu 20 přibližně o jednu polovinu v porovnání s použitím pouze jednoduchého kontaktu, jak je demonstrováno rovnicí pro paralelní indukční odpor: L_tot = (Li x L2)/ (Lj+ L2). Navíc volné konce 29,30, kontaktů 28 jsou malé, ale poskytují vysoký stykový tlak, třebaže konektory 20 vyžadují pouze malou zatěžující, kolmo směřující sílu pro dosažení spolehlivého vzájemného spojení a pro vytvoření účinného Hertzova kontaktu s protilehlou komponentou elektrického obvodu. Odstřižené volné konce 30 (obr. 18) kontaktů 28 mají prakticky ftmkci nožových konců, které se mohou vsunout do kontaktních lišt na protilehlých deskách s tištěnými spoji nebo čipových pouzdrech, přičemž proniknou skrze jakákoliv znečištění nebo zoxidovaná místa, která se mohou vytvořit na jednotlivých komponentách. Je však ještě třeba dodat, že pokud je třeba, mohou být najeden nebo oba • 4 · • · 4 4 • * · · ·· 44 · 144 • 4 4 4 4 • · · 4 • 4 44

4 · · • 4 »4·· • ·4

4 volné konce 29,30 kontaktů 28 přidány kuličky 125,125 z měkké pájky, jak je to znázorněno na obr.20.

Výhodný způsob vkládání je schematicky znázorněn na obr. 23. Každý otvor, vytvořený v části 22 tělesa konektoru 20, má osu CA, jak ukazuje obr. 23. Vkládací nástroj 61. má svoji vlastní osu TA, která svojí větší částí splývá s osou WA drátku 63, který je dodáván skrze vkládací nástroj 61. Vzhledem k tomu, že drátek 63 je ohnut nazpět a vytváří smyčku, je vkládací nástroj 61 nastaven, jak je znázorněno, s odstupem OC od osy CA otvoru. Obr.

24A, resp. 24B, znázorňují tento odstup v pohledu na řez a rovněž ukazují umístění drátku 63 (jak kruhového, tak obdélníkového průřezu) a vkládacího nástroje 61 ve vztahu k otvorům části 22 tělesa konektoru 20.

U jiného, alternativního způsobu vkládání drátku 63, mohou být díry pro uložení kontaktů 28 vytvořeny v části 22 tělesa konektoru 20 propálením pomocí laseru, což zabrání uvolnění částí nebo vytrhávání tkaniny z oblasti kolem díry a tvoření odpadu na jednom z povrchů části 22 tělesa konektoru 20 po vložení. Použití laseru rovněž sníží sílu potřebnou k proniknutí skrze část 22 tělesa konektoru 20 , pokud jsou otvory v částech 22 tělesa konektoru 20. které používají jako výztužný prvek 337 fólii, vytvořeny předem. Podobně může být použit, jak ukazuje obr. 22, průbojník 400 pro po sobě následující prorážení děr 401 v části 22 tělesa konektoru 20 před vlastním vložením drátku 63 . Průbojník 400 proniká jak skrze část 403 z elastomeru tak výztužným prvkem 404. Kontakty jsou poté vloženy do děr vkládacím nástrojem, 61 jenž byl popsán výše.

Obr. 27 znázorňuje jeden druh průbojníku 500, který má kuželovou část 501. vytvořenou na hrotu své prodloužené části 502 tělesa. Obr.28 znázorňuje jeden alternativní tvar průbojníku 510, u kterého část 511 tělesa končí nožovým koncem 512, který má čtvercovou nebo obdélníkovou propichovací hlavu 513. Jeden nebo druhý z těchto nástrojů bude prorážet v částí 22 tělesa konektoru 20 vhodné otvory před vlastním vložením drátků 63. Pomocí průbojníku 500 se budou vytvářet v části 22 tělesa konektoru 20 otvory s kruhovým průřezem a pomocí nožového průbojníku 510 průchozí štěrbiny. Proražení části 22 tělesa konektoru 20 předem, přináší výhodu jako například snížení odpadu a zlepšení přímosti smyčky z drátku 63, přičemž je použita jako výztužný prvek fólie v části 22 tělesa konektoru 20.

U předloženého vynálezu je důležitý aspekt, týkající se kontaktní síly, který je dán konstrukcí otevřené smyčky drátových kontaktů. Nejen že se vytvoří záložní vodivé cesty pro elektrický obvod u každého kontaktu, ale uzavřené konce 29 otevřených smyček mají zaoblení, vznikající, když se drátek 63 ohne ve zpětném směru, což vede k vytvoření *·»’*··’ ·· ’·· ·· · bodového kontaktu P (obr. IA), který je utvořen mezi uzavřenou koncovou částí 29 kontaktu 28 a protilehlou komponentou elektrického obvodu. Na protilehlé straně kontaktu, kde je volný konec složen ze dvou, sousedících volných konců drátků 63 jak ukazuje obr. 2A; bude kontakt uskutečněn s protilehlou komponentou jako spoj v přímce, přičemž přímka je tvořena jedním z odstřižených konců drátků 63 , jak je ukázáno na obr. 2A tučnou Čarou H, a to zejména v případech, kde drátek 63 má příčný průřez buď čtvercový nebo obdélníkový.

Při výrobě konektoru 20 může být použit, jak ukazuje obr. 16, tvarovací nástroj jako tm 80, který přichází do záběru s volnými konci 29,30 na opačných stranách konektoru 20, aby vytvaroval volné konce 29,30 do jednoho nebo dvou směrů. Tm 80 může být vytvořen se symetrickými stranami jak je ukázáno a pohybovat se po určitém oblouku, nebo konat podobný pohyb ve směru šipky M, podle obr. 16, aby se volné konce drátků 63 vytvarovaly znázorněným způsobem, přičemž páry přilehlých kontaktů mají své volné konce nasměrovány navzájem od sebe. Konečný výsledek takovéhoto způsobu tvarování je ukázán na obr.l A a 2A, kde páry 8£ kontaktů 28 jsou vytvořeny tak, že směřují k sobě v určitém úhlu.

Alternativní uspořádání je zobrazeno na obr. 16, kde tm 80 přichází do kontaktu s volnými konci 29 páru 81 kontaktů 28 a ohýbá volné konce 29 směrem k povrchu 33 části 22 tělesa v určitém úhlu, který je menší než 90 stupňů, ale ve směrech navzájem vůči sobě opačných.

Ještě jiné uspořádání je zobrazeno na obr.18, kde páry kontaktů 81 směřují stejným směrem.

Obr. 19A až C představují další konstrukci vkládacího nástroje 110, který může být použit při výrobě konektorů podle vynálezu. Třebaže jednotlivé vkládací nástroje 61, ukázané na obrázcích, jsou vhodné pro vkládání kontaktů, v průběhu času bylo zjištěno, že Část 22 tělesa konektoru 20 z elastomeru má tendenci působit slabou silou na zkosený povrch vkládacího nástroje 61, a zvyšovat pravděpodobnost, že vkládací nástroj 61 „vcházející „ do elastomeru je mírně odtlačen od středu místa zamýšleného vložení do pružné části 22 tělesa konektoru 20. Aby se zmenšila pravděpodobnost vzniku tohoto, lze použít pro vkládání kontaktů 28 do pružné části 22 tělesa konektoru 20 vkládací nástroj 110 s dvěma hroty.

Jak je lépe zřetelné z obr. 19B, vkládací nástroj 110 má tvar duté jehly nebo trubky, se středovým kanálkem axiálně jím procházejícím, který ústí na vnějšku jeho špičatého konce 112. Na špičatém konci 114 jsou vytvořeny dva bodce 115 , které jsou odděleny a vzájemně zarovnány. Každý z těchto bodců 115 má trojúhelníkový tvar se dvěma skloněnými stranami 116 na opačných stranách osy každého bodce 115. Kanálek se otevírá ve středu špičatého konce 112, třebaže může být mírně zahlouben ve směru od špičatého konce 112, jak je znázorněno, takže drátek 63 z něho vystupuje znázorněným způsobem.

» · » • A A

A · A

AA · A • A A

A A

A »

A A···

A A A A AA «Α A

Obr 19C znázorňuje průnik vkládacího nástroj 110 do části 22 tělesa konektoru 20 z elastomeru. Tendence vkládacího nástroje 61 „vcházejícího „ do elastomeru části 22 tělesa konektoru 20, zmíněná výše, pravděpodobně u této konstrukce nenastane, protože elastomer vyvine odporovou sílu Fi na každém zkoseném čele 116 špičatého konce 112 nástroje, čímž udrží vkládací nástroj 110 v přímce, takže tento může pronikat elastomerem ve stanoveném místě a dokonce přímo skrze jakoukoliv výztuž z příze pod elastomerem. Tyto dvě síly působí navzájem proti sobě a udržují vkládací nástroj 110 v jeho dráze při jeho pronikání do a skrze elastomer části 22 tělesa konektoru 20 a jakoukoliv přízi, která muže ležet v cestě

Obr. 25 a 26 znázorňují druhy vkládacích nástrojů. Na obr. 25A lze seznat, že nástroj 260 má klínovitý tvar daný tím, že v této části svého těla 261 je seříznutý v určitém úhlu od počátečního příčného řezu tělem 260, přičemž na konci řezu je vytvořen stupňovitý povrch 262. Zkosený profil nástroje 260 zvyšuje velikost otvoru vnitřního kanálku 263 nástroje.

Obr. 26 a 26A znázorňují další nástroj 270, který má špičatý konec 272 svého těla vytvořen ve tvaru špičky „náboje“ Tvaru špičky „náboje“ lze snadno dosáhnout kosým seříznutím nebo seříznutím vrcholů kuželového konce špičky 271. Tímto způsobem se vytvoří ostrý kruhový hrot 275 , který obklopuje vnitřní kanálek 276 a který bude vcházet do styku s Části 22 tělesa konektoru 20, když se vkládací nástroj proti němu přitlačí.

Třebaže se dává přednost pružné části 22 tělesa konektoru 20, která je opatřena výztužnou vrstvou z tkaniny, výhod podle předloženého vynálezu je možné také dosáhnout konstrukcí konektoru, který využívá pouze pole z elastomeru u pružné části 22 tělesa konektoru 20. Obr. 20 znázorňuje v pněném řezu konektor 200, opatřený tuhým rámovým členem 202, s otvorem 204. pro uložení části 206 tělesa konektoru z elastomeru. Část 206 tělesa konektoru, bez jakékoliv výztužné části, je držena ve své poloze v otvoru 204 prostřednictvím kotvících dutin, popsaných výše a zobrazených na obr.óD. Část 206 tělesa konektoru obsahuje množství jednotlivých vodivých kontaktů 28 , které jsou zde uspořádány podle předem určeného obrazce nebo seskupení. Každý kontakt 28 zahrnuje alespoň dvě žíly z tenkého drátku 63 , které vyčnívají nad opačné vnější povrchy 214,215 části 206 tělesa konektoru způsobem výše popsaným.

Třebaže mnoho z předchozího popisu bylo zaměřeno na použití pružné části tělesa konektoru, jenž je vytvořena z elastomeru, předložený vynález rovněž zvažuje použití unikátního aspektu, spočívajícího ve vkládání kontaktů vší váním do tužší části 206 tělesa konektoru. Obr, 29 znázorňuje konektor 500, opatřený pouzdrem 501 a část 502 tělesa konektoru nesenou pouzdrem. V některých případech mohou být pouzdro 501 a část 502 tělesa konektoru tvořeny jednou a touž složkou. V jiných případech část 502 tělesa konektoru • · · · ·· *·

20-/Γ * «9 * · φ « ·»*·

I · · » · · · «9 »· ·» * může být tenčí částí nebo jen fólií jako je například fólie Kapton, která již byla zmíněna výše. Díry mohou být buď vrtány, prořezávány prosekávány, proráženy nebo propalovány (pomocí laseru) v části 502 tělesa konektoru a vodivé kontakty 503 vkládány do části 502 tělesa konektoru za využití prošívacího vkládacího způsobu, zobrazeného na obr. 10 až 15 a 23. V některých případech může být nutné, aby kontakty 503 byly zabezpečeny v otvorech prostřednictvím lepidla 504. Co se týká kroku, který bude proveden jako první, mohou být kontakty 503 z vodivých drátků nejdříve usazeny, nebo mohou být nejdříve vytvarovány lisováním a tvarováním.

Co se týká použití „prošívání „ k vložení kontaktů do části tělesa konektoru, je pochopitelné, že nejen jediná jehla nebo vkládací nástroj musí být použit k uskutečnění vynálezu. Předložený vynález předpokládá použití jakéhokoli v uspořádání nebo seskupení jehel tak, aby se tak najeden pohyb vkládacího nástroje provedla mnohonásobná vložení kontaktů.

Claims (18)

1. Patentové nároky (uptavené)
2. 2. Konektor (20) s rámovým členem (21), opatřeným otvorem (23), s množstvím vodivých kontaktů (28), uvnitř otvoru (23) rámového členu (21) je uložena pružná část (22) tělesa konektoru (20) s prvním a druhým povrchem (32,33), ve které jsou v předem stanoveném uspřádám uloženy vodivé kontakty (28), procházející skrze pružnou část (22) tělesa konektoru (20), přičemž každý z vodivých kontaktů (28) má první a druhý konec (29,30), které vyčnívají nad první a druhý povrch (32,33) pružné části (22) tělesa konektoru (20), vyznačující se tím, že každý z vodivých kontaktů (28) je vytvořen z jedné žíly drátku (63), který je ohnut o sto osmdesát stupňů u prvního kontaktního konce (29), aby se tak vytvořil dvoužilový kontakt (65), přičemž kontakty (28) jsou vloženy do pružné části (22) tělesa konektoru (20) všitím a žíly drátků (63) každého z dvoužilových kontaktů (65) vytvářejí záložní cesty elektrického obvodu pro každý z kontaktů (28).

   2. Konektor (20) podle nároku 1, vyznačující se tím, že každý první konec (29) a druhý konec (30) vyčnívají z pružné části (22) tělesa konektoru (20), resp. z . prvního a druhého povrchu (32,33), vzhledem k němu pod úhlem menším než 90 stupňů.
3. 3. Konektor (20) podle nároku 1, vyznačující se tím, že pružná část (22) tělesa konektoru (20) zahrnuje podložku (37,337), mající první a druhý povrch a elastomer (42,42), umístěný na alespoň prvním nebo druhém povrchu podložky (37,337).
4. 4. Konektor (20) podle nároku 3, vyznačující se tím, že podložka (37, 337) zahrnuje pole ze syntetické tkaniny, tkaniny ze skelných vláken, polymemí fólie nebo polyamidové fólie.
5. 5. Konektor (20) podle nároku 3, vyznačující se tím, že rámový člen (21) je opatřen množstvím dutin (46), které vytvářejí kanálky, procházející skrze rámový Člen (21) a které jsou zaplněny částmi elastomeru, aby tak zakotvily podložku (37,337) v uvedeném rámovém členu (21).
6. 6. Konektor (20) podle nároku 5, vyznačující se tím, že dutiny (46) v rámovém členu (21) jsou umístěny na protilehlých stranách rámového členu (21) a jsou spojeny s otvorem (23).

   • ΒΒΒΒ

   ΒΒΒ

   Β Β « ΒΒ ΒΒ
7. 7. Konektor (20) podle nároku 6, vyznačující se tím, že dutiny (51), umístěné na jedné straně rámového ělenu (21) jsou zarovnány a propojeny s dutinami (52), umístěnými na druhé straně rámového Členu (21).
8. 8. Konektor (20) podle nároku 3, vyznačující se tím, že podložka (37,337) zahrnuje tkané tkaninové pole, přičemž elastomer zapouzdřuje toto tkaninové tkané pole a prochází skrze otvory v osnově tkaninového pole.
9. 9. Konektor (20) podle nároku 1, vyznačující se tím, že pružná část (22) tělesa konektoru (20) je vytvořena současným protlačováním podložky (37,337) elastomerem nebo nanášením alespoň jedné vrstvy (41,42) na podložku (22).
10. 10. Konektor (20) podle nároku 1, vyznačující se tím, že každý z dvoužilových kontaktů (28) je vytvarován do otevřené smyčky (65), mající jednu uzavřenou koncovou část (29) a druhou otevřenou koncovou část (30), přičemž otevřená koncová část (30) otevřené smyčky (65) tvoří druhý volný kontaktní konec (30) kontaktů (28), které jsou uchyceny v pružné Části (22) tělesa konektoru (20), přibližně ve středu mezi uzavřenou koncovou částí (29) a otevřenou koncovou částí (30) otevřené smyčky (65),
11. 11. Konektor (20) podle nároku 1 nebo 10, vyznačující se tím, že kontakty (28) jsou umístěny v množství otvorů v pružné části (22) tělesa konektoru (20), kde každý z otvorů má středovou osu (CA), přičemž uvedené zdvojené žíly (65) jsou umístěny na opačných stranách otvorů s odpovídajícími středovými osami (CA).
12. 12. Konektor (20) podle nároku 1, vyznačující se tím, že pružná část (22) tělesa konektoru (20) zahrnuje množství otvorů, v ní vytvořených, o takové velikosti, že alespoň elastomer pružné části (22) tělesa konektoru (20) sevře vnější povrch kontaktů (28).
13. 13. Konektor (20) podle nároku 1, vyznačující se tím, že drátek 63 je ohnut nazpět s poloměrem ohybu prvního konce (29) pro vytvoření bodového kontaktu P, pro spojení s první protilehlou komponentou (26) elektrického obvodu, přičemž volné konce druhého kontaktního konce (30) tvoří vedení pro spojení s druhou protilehlou komponentou druhého elektrického obvodu.

    •
14. 14. Konektor (20) podle nároku 3, vyznačující se tím, že elastomer má tvrdost ležící v rozsahu mezi asi 40 až asi 70 stupnice A Shorea.

    • · · · · · ·· ·· «· *
15. 15. Konektor (20) podle nároku 1, vyznačující se tím, že každý z kontaktů (28) zahrnuje kuličku pájky (125,126), spojenou s jeho prvním (29) nebo druhým koncem (30).
16. 16. Konektor (20) podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že kontakty (28) mají kuličky pájky (126) spojené s jejich prvními konci (29) a druhými konci (30).
17. 17. Konektor (20) podle nároku 1, vyznačující se tím, že pružná část (22) tělesa konektoru (20) zahrnuje polymemí fólii uloženou na rámovém členu (21).
18. 18. Konektor (20) podle nároku 1, vyznačující se tím, že polymemí fólií je pole z fólie Kapton.