DE102023208938A1

DE102023208938A1 - Entkoppelte feder und elektrischer pfad in einer steckverbinderschnittstelle

Info

Publication number: DE102023208938A1
Application number: DE102023208938.6A
Authority: DE
Inventors: Adam H. Herzog; Mahmoud R. Amini; Mohammed Nasser Khamis Al Jashmi; George Tziviskos; Nikhil S. Pansare
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2022-09-23
Filing date: 2023-09-14
Publication date: 2024-03-28
Also published as: GB2624085A; GB202314019D0; CN117767034A; KR20240041827A

Abstract

Steckverbinder, die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen unterstützen und eine hohe Signalqualität, gute Zuverlässigkeit aufweisen und leicht herstellbar sind. Ein Beispiel kann eine Steckverbinderbuchse bereitstellen, die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen unterstützt und eine hohe Signalqualität aufweist, indem Kontakte verwendet werden, die direkt an einer flexiblen Leiterplatte angebracht sind.

Description

HINTERGRUND
Leistung und Daten können von einer elektronischen Vorrichtung zu einer anderen über Kabel bereitgestellt werden, die einen oder mehrere Drahtleiter, Glasfaserkabel oder andere Leiter einschließen können. Steckverbindereinsätze können sich an jedem Ende dieser Kabel befinden und können in Steckverbinderbuchsen in die kommunizierenden elektronischen Vorrichtungen eingesteckt werden.
Zwischen diesen verbundenen elektronischen Vorrichtungen können große Mengen an Daten übertragen werden. Die Datenübertragungen können jedoch sehr viel Zeit und Rechenleistung beanspruchen. Um diese Datenübertragungszeiten zu reduzieren, kann es wünschenswert sein, dass diese Steckverbinder in der Lage sind, hohe Datenraten zu unterstützen. Das heißt, es kann wünschenswert sein, dass diese Steckverbinder eine hohe Signalqualität oder Signalintegrität bereitstellen, um Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen zwischen verbundenen elektronischen Vorrichtungen zu ermöglichen.
Diese Steckverbindereinsätze können über die Lebensdauer einer elektronischen Vorrichtung hinweg viele Male in Steckverbinderbuchsen eingesteckt werden. Einige Vorrichtungen können mehrmals täglich mit Ladegeräten, Heim- oder Auto-Audiogeräten oder anderen Arten von elektronischen Vorrichtungen verbunden werden. Dementsprechend kann es wünschenswert sein, dass diese Steckverbindereinsätze und Steckverbinderbuchsen zuverlässig sind und einer hohen Anzahl von Einsteck- und Herausziehvorgängen standhalten können.
Außerdem werden einige dieser elektronischen Vorrichtungen überaus beliebt. Infolgedessen können Steckverbinderbuchsen an den elektronischen Vorrichtungen und Steckverbindereinsätze an Kabeln in sehr großen Mengen verkauft werden. Daher kann es wünschenswert sein, dass diese Steckverbinder leicht herstellbar sind, sodass der Kundenbedarf an ihnen gedeckt werden kann.
Somit werden Steckverbinder benötigt, die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen unterstützen und eine hohe Signalqualität, gute Zuverlässigkeit aufweisen und leicht herstellbar sind.
KURZDARSTELLUNG
Dementsprechend können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Steckverbinder bereitstellen, die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen unterstützen und eine hohe Signalqualität, gute Zuverlässigkeit aufweisen und leicht herstellbar sind.
Eine veranschaulichende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Steckverbinderbuchse bereitstellen, die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen unterstützt und eine hohe Signalqualität aufweist, indem Steckverbinderkontakte verwendet werden, die mehrere Strukturen einschließen. Diese Mehrstrukturkontakte können unterschiedliche Strukturen für die verschiedenen Funktionen verwenden, die von Steckverbinderkontakten ausgeführt werden können. Zum Beispiel können Federkontaktkräfte durch Federfinger bereitgestellt werden, wobei die Federfinger tatsächlich keine Signale oder Leistung übermitteln, sondern verwendet werden, um eine gute mechanische und elektrische Verbindung zwischen Kontakten in zusammengesteckten Steckverbindern bereitzustellen. Da keine Signale durch die Federfinger geleitet werden, können diese aus Materialien gebildet sein, die ausgewählt sind, um eine gute Federkraft ohne Berücksichtigung ihrer Leitfähigkeit bereitzustellen. Da die verbleibenden Strukturen keine Federkraft bereitstellen müssen, können Kontakte auf einer flexiblen gedruckten Leiterplatte (oder flexiblen Leiterplatte) als elektrische Kontakte zum Übermitteln von Signalen für den Steckverbinder dienen. Auf diese Weise können Signale an Kontakten des Steckverbinders durch Leiterbahnen in der flexiblen Leiterplatte geleitet werden. Leiterbahnen auf der flexiblen Leiterplatte können abgeschirmt sein, sie können Teil einer Streifenleitung sein, oder sie können eine andere Routingstruktur sein (oder Teil davon sein), die zum Verbessern der Signalqualität und Signalintegrität verwendet wird. Diese Routingtechniken können das Übersprechen reduzieren, elektromagnetische Störungen reduzieren und eine hohe Datenrate ermöglichen. Außerdem können, da die Leiterbahnen in der flexiblen Leiterplatte an Kontaktierungsabschnitten der flexiblen Leiterplatten beginnen können, Zapfen, die sich an einem Ende eines herkömmlichen Strahlkontakts befinden können, für eine weiter verbesserte Hochfrequenzleistung reduziert oder eliminiert werden.
Durch Leiterbahnen in diesen flexiblen Leiterplatten übermittelte Differenzsignale können gut abgeschirmt sein. Zum Beispiel kann ein Hochgeschwindigkeitsdifferenzsignal auf zwei Kontakten, die auf Leiterbahnen auf einer Außenoberfläche der flexiblen Leiterplatte gebildet oder daran angebracht sind, übermittelt werden. Die beiden Leiterbahnen können mit zwei Durchkontaktierungen der flexiblen Leiterplatte verbunden sein. Das Differenzsignal kann dann von den Durchkontaktierungen zu zwei Leiterbahnen auf einer mittleren Schicht der Platine übermittelt werden. Jedes Paar Leiterbahnen kann seitlich durch Masse oder Stromversorgungen sowie durch eine Masseebene auf der unteren Schicht und eine Masseebene auf der oberen Schicht abgeschirmt sein. Ein Positionieren der Durchkontaktierungen derart, dass ein kurzer Abstand zwischen den Kontakten und den Durchkontaktierungen besteht, kann auch dazu beitragen, die Differenzsignale abzuschirmen, indem ermöglicht wird, dass die Masseebenen nahe an den Kontakten positioniert sein.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Federfinger an einem Gehäuse oder einer Abschirmung eines Steckverbindereinsatzes anliegend angeordnet sein. Eine flexible Leiterplatte kann einen Abschnitt aufweisen, der sich auf einer Oberfläche der Federfinger von dem Gehäuse oder der Abschirmung weg befinden kann. Die flexible Leiterplatte kann unter Verwendung von druckempfindlichem Klebstoff, wärmeaktiviertem Klebstoff, temperaturempfindlichem Klebstoff oder einem anderen Klebstoff, Laser- oder Punktschweißen oder einem anderen geeigneten Material oder Verfahren mit den Federfingern verklebt oder anderweitig auf diesen fixiert sein. Kontakte können auf Oberflächen von Kontaktierungsabschnitten der flexiblen Leiterplatte von den Federfingern weg gebildet sein. Die auf der Oberfläche der Kontaktierungsabschnitte der flexiblen Leiterplatte gebildeten Kontakte können direkt und elektrisch mit Kontakten eines entsprechenden Steckverbinders verbunden sein. Die Kontakte können aufplattiert, durch Aufdampfen gebildet, aufgelötet oder auf andere Weise auf den Kontaktierungsabschnitten der flexiblen Leiterplatte gebildet sein.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann jeder Federfinger eine Stützung für jeweils einen Kontaktierungsabschnitt einer flexiblen Leiterplatte bereitstellen. Diese Anordnung kann sich gut eignen, um sicherzustellen, dass jeder Kontakt auf einem Kontaktierungsabschnitt einer flexiblen Leiterplatte eine Kraft hat, die ihn gegen einen entsprechenden Kontakt drückt, wenn der Kontakt auf dem Kontaktierungsabschnitt der flexiblen Leiterplatte mit dem entsprechenden Kontakt eines entsprechenden Steckverbinders zusammengesteckt wird.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann jeder Federfinger eine Stützung für zwei Kontaktierungsabschnitte einer flexiblen Leiterplatte bereitstellen. Dadurch, dass von jedem Federfinger zwei Kontaktierungsabschnitte gestützt werden, kann sichergestellt werden, dass jeder Kontakt auf einem Kontaktierungsabschnitt einer flexiblen Leiterplatte eine Kraft hat, die ihn gegen einen entsprechenden Kontakt drückt, wenn der Kontakt auf dem Kontaktierungsabschnitt der flexiblen Leiterplatte mit dem entsprechenden Kontakt eines entsprechenden Steckverbinders zusammengebracht wird.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann jeder Federfinger eine Stützung für mehr als zwei Kontaktierungsabschnitte einer flexiblen Leiterplatte bereitstellen. Zum Beispiel kann jeder Federfinger eine Stützung für jeden der Kontaktierungsabschnitte einer flexiblen Leiterplatte bereitstellen. Durch eine begrenzte Anzahl an Federfingern können Montage und Herstellung von Komponenten für einen Steckverbinder vereinfacht werden.
In diesen und weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Federfinger und Kontaktierungsabschnitte auf verschiedene Weise angeordnet sein. Wie zuvor kann jeder Federfinger einen, zwei, drei oder mehr Kontaktierungsabschnitte stützen. Jeder Kontaktierungsabschnitt kann einen oder mehrere Kontakte stützen. Beispielsweise kann ein Federfinger einen Kontaktierungsabschnitt mit einem Kontakt stützen. Ein Federfinger kann einen Kontaktierungsabschnitt mit zwei Kontakten stützen. Ein einzelner Federfinger kann einen einzelnen Kontaktierungsabschnitt stützen, der alle Kontakte einer Reihe aufweist. Andere Konfigurationen sind ebenfalls möglich.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Federfinger leitfähig sein. Diese Federfinger können aus Stahl, Edelstahl, Federstahl, Kupfer, Bronze, Keramik oder einem anderen Material gebildet sein. Die Federfinger können an Ort und Stelle gehalten werden, indem sie teilweise in einem Gehäuse für den Steckverbinder umschlossen oder daran angebracht sind. Das Gehäuse kann aus Kunststoff, einem ferritischen oder anderen magnetischen Material (zum Bilden eines magnetischen Elements) oder einem anderen leitfähigen oder nicht leitfähigen Material gebildet sein. Die Federfinger können in Position gehalten werden, indem sie an einer Abschirmung um den Steckverbinder herum angebracht oder als Teil davon gebildet sind. Die Federfinger können auch durch ein Gehäuse, das durch die Abschirmung abgeschirmt ist, an Ort und Stelle gehalten werden. Die Federfinger können durch Stanzen, Metall-Spritzgießen, Schmieden, Tiefziehen oder ein anderes Verfahren gebildet sein.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Federfinger nicht leitfähig sein. Diese Federfinger können aus Kunststoff, LDS-Kunststoff, Keramik oder einem anderen Material gebildet sein. Die Federfinger können an Ort und Stelle gehalten werden, indem sie teilweise in einem Gehäuse für den Steckverbinder umschlossen oder mit diesem gebildet sind. Das Gehäuse kann aus Kunststoff, einem ferritischen oder anderen magnetischen Material (zum Bilden eines magnetischen Elements) oder einem anderen leitfähigen oder nicht leitfähigen Material gebildet sein. Die Federfinger können durch Formen, Spritzgießen oder ein anderes Verfahren gebildet sein. Die Federfinger können als Teil des Gehäuses für den Steckverbinder gebildet sein.
Die Kontakte in diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auf verschiedene Weise gebildet sein. Wenn die Kontakte ausreichend solide sind, können die Federfinger weggelassen werden. Stattdessen können Kontakte durch eine Zunge oder eine andere Struktur eines Steckverbinders gestützt werden. Die Kontakte können direkt an einer flexiblen Leiterplatte angebracht sein, um Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen zu unterstützen und eine hohe Signalqualität bereitzustellen.
In einem Beispiel kann eine Zunge eines Steckverbindereinsatzes oder einer Steckverbinderbuchse eine flexible Leiterplatte mit Pads auf einer Ober- und Unterseite einschließen. Die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte von Kontakten können mit den Pads auf der flexiblen Leiterplatte verlötet sein. Die Kontakte auf der Oberseite der flexiblen Leiterplatte können durch einen oberen Gehäuseabschnitt zusammengehalten werden, und Kontakte auf der Unterseite der flexiblen Leiterplatte können durch einen unteren Gehäuseabschnitt zusammengehalten werden. Je nach einer Dicke der Kontakte können der obere Gehäuseabschnitt und der untere Gehäuseabschnitt einige oder alle Funktionen von Federfingern ausführen. Ein Verstärkungsrahmen kann zur Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen, zur Erdung und zur mechanischen Stützung um eine Vorderseite und Seiten der Zunge herum positioniert sein. Ein Massepad für eine Oberseite einer Zunge und ein Massepad für eine Unterseite der Zunge können hinzugefügt sein. Der obere Gehäuseabschnitt und der untere Gehäuseabschnitt können von einer Zunge gestützt werden, die um die flexible Leiterplatte, den oberen Gehäuseabschnitt und den unteren Gehäuseabschnitt geformt ist.
In einem anderen Beispiel können obere Kontakte durch einen oberen Gehäuseabschnitt zusammengehalten werden und untere Kontakte können durch einen unteren Gehäuseabschnitt zusammengehalten werden. Je nach einer Dicke der Kontakte können der obere Gehäuseabschnitt und der untere Gehäuseabschnitt einige oder alle Funktionen von Federfingern ausführen. Zwischen dem oberen Gehäuseabschnitt und dem unteren Gehäuseabschnitt kann eine Isolierschicht positioniert sein. Die Isolierschicht kann klebend sein, um die Montage zu erleichtern. Ein Verstärkungsrahmen kann zur Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen, Erdung und mechanischen Stützung entlang der Seiten des oberen Gehäuseabschnitts und des unteren Gehäuseabschnitts positioniert sein. Ein Massepad für eine Oberseite einer Zunge und ein Massepad für eine Unterseite der Zunge können hinzugefügt sein. Eine Zunge kann um diese Struktur herum geformt sein. Eine flexible Leiterplatte kann in die Öffnung auf der Rückseite des geformten Zungenabschnitts eingesetzt sein. Die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte der oberen Kontakte und der unteren Kontakte können mit Pads auf der flexiblen Leiterplatte Reflow-verlötet sein.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Leiterbahnen in den flexiblen Leiterplatten elektrisch mit Leitern in einem Kabel, Leiterbahnen in anderen flexiblen Leiterplatten, einer oder mehreren gedruckten Leiterplatten oder anderen geeigneten Routingpfaden verbunden sein. Dies kann im Vergleich zu herkömmlichen Strahlkontakten Platz in einem Steckverbinder sparen. Dieser eingesparte Platz kann für verschiedene Zwecke verwendet werden. Zum Beispiel können eine oder mehrere elektrische Komponenten auf den flexiblen Leiterplatten platziert werden. Ein oder mehrere Magnete können in den Steckverbindern platziert werden, um eine Erhöhung der Haltekraft eines Steckverbindereinsatzes in einer Steckverbinderbuchse bereitzustellen.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können sich ein oder mehrere Magnete in einem Steckverbindereinsatz befinden. Die Magnete können ein magnetisches Element auf einer Zunge einer entsprechenden Steckverbinderbuchse magnetisch anziehen, wenn der Steckverbindereinsatz mit der entsprechenden Steckverbinderbuchse zusammengesteckt wird. Das magnetische Element auf der Zunge kann aus einem ferritischen oder anderen magnetischen Material gebildet sein. Zum Beispiel kann eine Zunge einen durch Metall-Spritzguss geformten Rahmen einschließen, bei dem das eingespritzte Metall ein magnetisches Element bildet. Magnete in der Steckverbinderbuchse können ein magnetisches Element nahe einer Vorderseite des Steckverbindereinsatzes anziehen, wenn der Steckverbindereinsatz mit der entsprechenden Steckverbinderbuchse zusammengesteckt wird, wobei das magnetische Element aus ferritischem oder anderem magnetischem Material gebildet ist. In diesen und anderen Ausführungsformen können die Magnete entweder räumlich oder durch Ausrichtung so positioniert sein, dass sie es dem Steckverbindereinsatz ermöglichen, in jeder von zwei um 180 Grad getrennten Drehausrichtungen in die Steckverbinderbuchse eingeführt zu werden.
Diese Mehrstrukturkontakte können auf verschiedene Arten in Steckverbindern verwendet werden, die mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung übereinstimmen. Zum Beispiel können diese Mehrstrukturkontakte als Kontakte in einem Steckverbindereinsatz verwendet werden, in dem die Mehrfachstrukturkontakte direkt und elektrisch mit Kontakten auf einer Zunge einer entsprechenden Steckverbinderbuchse verbunden sind, wenn der Steckverbindereinsatz und die entsprechende Steckverbinderbuchse zusammengesteckt sind. Diese Mehrstrukturkontakte können als Kontakte in einer Steckverbinderbuchse verwendet werden, in der die Mehrfachstrukturkontakte direkt und elektrisch mit Kontakten auf einer Zunge eines entsprechenden Steckverbindereinsatzes verbunden sind, wenn der entsprechende Steckverbindereinsatz und die Steckverbinderbuchse zusammengesteckt sind. Diese Mehrstrukturkontakte können auch als Kontakte auf einer Zunge eines Steckverbindereinsatzes verwendet werden, in dem die Mehrfachstrukturkontakte direkt und elektrisch mit Kontakten in einer entsprechenden Steckverbinderbuchse verbunden sind, wenn der Steckverbindereinsatz und die entsprechende Steckverbinderbuchse zusammengesteckt sind. Diese Mehrstrukturkontakte können als Kontakte auf einer Zunge einer Steckverbinderbuchse verwendet werden, in der die Mehrfachstrukturkontakte direkt und elektrisch mit Kontakten eines entsprechenden Steckverbindereinsatzes verbunden sind, wenn der entsprechende Steckverbindereinsatz und die Steckverbinderbuchse zusammengesteckt sind.
Während Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als USB-Typ-C-Steckverbindereinsätze und -Steckverbinderbuchsen nützlich sein können, können diese und andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als Steckverbinderbuchsen in anderen Arten von Steckverbindersystemen verwendet werden, beispielsweise einem Peripheral-Component-Interconnect-express-Steckverbindersystem (PCIe-Steckverbindersystem).
In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Federfinger, Kontakte, Abschirmungen, Massepads, Rückplatten, Verstärkungsrahmen und andere leitfähige Abschnitte einer Steckverbinderbuchse oder eines Steckverbindereinsatzes durch Stanzen, Metall-Spritzguss, maschinelle Bearbeitung, Mikrobearbeitung, 3D-Druck oder andere Herstellungsverfahren gebildet sein. Die leitfähigen Abschnitte können aus Edelstahl, Stahl, Kupfer, Kupfer-Titan, Phosphor-Bronze oder einem anderen Material oder einer Kombination aus Materialien gebildet sein. Sie können mit Nickel, Gold oder einem anderen Material überzogen oder beschichtet sein.
Diese nicht leitenden Abschnitte, wie Federfinger, Gehäuse, Gehäuseabschnitte, Zungenformteile, Isolierschichten und andere Strukturen, können unter Verwendung von Spritzguss oder einem anderen Gussverfahren, 3D-Drucken, maschineller Bearbeitung oder einem anderen Herstellungsverfahren gebildet sein. Die nicht leitfähigen Abschnitte können aus Silizium oder Silikon, Gummi, Hartgummi, Kunststoff, Nylon, Flüssigkristallpolymeren (FKP), Keramik oder einem anderen nicht leitfähigen Material oder einer Kombination aus Materialien gebildet sein. Die verwendeten gedruckten Leiterplatten oder anderen Platinen können aus FR-4 oder einem anderen Material gebildet sein.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Steckverbinderbuchsen und Steckverbindereinsätze bereitstellen, die sich in verschiedenen Arten von Vorrichtungen befinden können und damit verbunden werden können, wie tragbaren Computervorrichtungen, Tablet-Computern, Desktop-Computern, Laptops, All-in-one-Computern, am Körper tragbaren Computervorrichtungen, Smartphones, Speichervorrichtungen, tragbaren Medienwiedergabegeräten, Navigationssystemen, Monitoren, Videoübertragungssystemen, Netzteilen, Adaptern, Fernbedienungsvorrichtungen, Ladegeräten und anderen Vorrichtungen. Diese Steckverbinderbuchsen und Steckverbindereinsätze können Interconnect-Pfade für Signale bereitstellen, die mit verschiedenen Standards kompatibel sind, wie beispielsweise mit einem der Universal Serial Bus (USB) Standards, einschließlich USB Typ-C, High-Definition Multimedia Interface® (HDMI), Digital Visual Interface (DVI), Ethernet, Displayport, Thunderbolt™, Lightening™, Joint Test Action Group (JTAG), Test-Access-Port (TAP), Peripheral Component Interconnect express, Directed Automated Random Testing (DART), Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART), Taktsignale, Stromsignale und andere Arten von Standard-, Nicht-Standard- und proprietären Schnittstellen und Kombinationen davon, die bereits entwickelt wurden, sich in der Entwicklung befinden oder in der Zukunft entwickelt werden. Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Steckverbinderbuchsen und Steckverbindereinsätze bereitstellen, die verwendet werden können, um einen eingeschränkten Satz an Funktionen für einen oder mehrere dieser Standards bereitzustellen. In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können diese Interconnect-Pfade, die durch diese Steckverbinderbuchsen und Steckverbindereinsätze bereitgestellt werden, verwendet werden, um Energie, Masse, Signale, Prüfpunkte sowie Spannung, Strom, Daten oder andere Informationen zu übermitteln.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können eines oder mehrere dieser und der anderen hierin beschriebenen Merkmale integrieren. Ein besseres Verständnis der Art und der Vorteile der vorliegenden Erfindung kann durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen gewonnen werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 veranschaulicht ein elektronisches System, das durch die Einarbeitung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verbessert werden kann;
2 veranschaulicht eine Seitenschnittansicht eines Steckverbindereinsatzes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 veranschaulicht einen vorderen Abschnitt eines Steckverbindereinsatzes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 veranschaulicht einen weiteren Steckverbindereinsatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 veranschaulicht ein Steckverbindersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 veranschaulicht ein weiteres Steckverbindersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 veranschaulicht ein weiteres Steckverbindersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 veranschaulicht eine Steckverbinderbuchse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 veranschaulicht einen weiteren Steckverbindereinsatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine Explosionsansicht des Steckverbindereinsatzes von 9;
11 ist eine Seitenschnittansicht eines Abschnitts des Steckverbindereinsatzes von 9;
12 veranschaulicht einen Abschnitt eines Steckverbindereinsatzes und zugehörige Strukturen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 veranschaulicht Schichten einer mehrschichtigen flexiblen Leiterplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 veranschaulicht Kontakte auf einer Oberfläche einer flexiblen Leiterplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15 veranschaulicht eine Zunge für einen Steckverbindereinsatz oder eine Steckverbinderbuchse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
16 und 17 veranschaulichen ein Verfahren zum Herstellen der Zunge von 15 für eine Steckverbinderbuchse oder einen Steckverbindereinsatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
18 veranschaulicht eine Zunge für einen Steckverbindereinsatz oder eine Steckverbinderbuchse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
19 bis einschließlich 21 veranschaulichen ein Verfahren zum Herstellen der Zunge von 18 für eine Steckverbinderbuchse oder einen Steckverbindereinsatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG VON VERANSCHAULICHENDEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 veranschaulicht ein elektronisches System, das durch die Einarbeitung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbessert werden kann. Diese Figur wird, ebenso wie die anderen eingeschlossenen Figuren, zu Veranschaulichungszwecken gezeigt und schränkt weder die möglichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung noch die Ansprüche ein.
In diesem Beispiel kann der Monitor 130 mit dem Computer 100 in Verbindung stehen. Der Computer 100 kann im Wesentlichen in dem Vorrichtungsgehäuse 102 untergebracht sein. Der Computer 100 kann Video- oder andere Daten über das Kabel 120 an den Monitor 130 bereitstellen. Videodaten können auf dem Videobildschirm 132 des Monitors 130 angezeigt werden. Der Computer 100 kann in ähnlicher Weise einen Bildschirm 104 einschließen. In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können andere Arten von Vorrichtungen eingeschlossen sein und andere Arten von Daten können zwischen den Vorrichtungen ausgetauscht oder übertragen werden. Zum Beispiel können der Computer 100 und der Monitor 130 tragbare Rechenvorrichtungen, Tablet-Computer, Desktop-Computer, Laptops, All-in-One-Computer, am Körper tragbare Rechenvorrichtungen, Smartphones, Speichervorrichtungen, tragbare Medienwiedergabevorrichtungen, Navigationssysteme, Monitore, Netzteile, Videoübertragungssysteme, Adapter, Fernbedienungsvorrichtungen, Ladegeräte und andere Vorrichtungen sein.
Das Kabel 120 kann eines von einer Anzahl verschiedener Arten von Kabeln sein. Beispielsweise kann es sich um ein Universal-Serial-Bus-Kabel (USB-Kabel) wie ein USB-Typ-C-Kabel, Thunderbolt-, DisplayPort-, Lightning- oder eine andere Art von Kabel handeln. Das Kabel 120 kann den kompatiblen Steckverbindereinsatz 110 und den kompatiblen Steckverbindereinsatz 124 einschließen, die jeweils in die Steckverbinderbuchse 122 an dem Computer 100 und die Steckverbinderbuchse 134 an dem Monitor 130 eingesteckt werden. Beispiele für Steckverbindereinsätze 110 und Steckverbinderbuchsen (die mit den Steckverbindereinsätzen 124, Steckverbindereinsätzen 900 und Steckverbinderbuchsen 134 identisch oder von diesen verschieden sein können) werden in den folgenden Figuren gezeigt.
2 veranschaulicht eine Seitenschnittansicht eines Steckverbindereinsatzes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Steckverbindereinsatz 110 kann eine Zunge 510 einer Steckverbinderbuchse 122 aufnehmen (in 5 gezeigt). Die Kontakte 924 (in 12 gezeigt) auf den Kontaktierungsabschnitten 222 in dem Steckverbindereinsatz 110 können mit Kontakten (nicht gezeigt) auf der Zunge 510 zusammenpassen, wenn der Steckverbindereinsatz 110 mit der Steckverbinderbuchse 122 zusammengesteckt wird. Die Kontakte 924 in dem Steckverbindereinsatz 110 können Mehrstrukturkontakte sein. In diesem Beispiel können diese Kontakte 924 eine Metallschicht (nicht gezeigt) auf den Leiterbahnen 1322 (in 13 gezeigt) auf den Kontaktierungsabschnitten 222 der flexiblen Leiterplatte 220 einschließen, die an den Federfingern 210 angebracht sein können. Diese Mehrstrukturkontakte können sich in einer Oberseite und einer Unterseite eines Durchgangs in dem Steckverbindereinsatz 110 (oder 900, wie in 10 gezeigt) befinden. In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können sich diese Kontakte entweder in einer Oberseite oder einer in Unterseite eines Durchgangs in dem Steckverbindereinsatz 110 (oder 900, wie in 10 gezeigt) befinden. Die Federfinger 210 können von Gehäusen 212 gestützt werden. Die Kontaktierungsabschnitte 222 können durch die Abschirmung 240 elektrisch isoliert sein. Die Abschirmung 240 kann elektrisch mit der hinteren Abschirmung 242 verbunden sein. Die flexiblen Leiterplatten 220 können mit den Platinen 250 verbunden sein. Die flexiblen Leiterplatten 220 können mehrschichtige oder einschichtige flexible Leiterplatten sein. Die Platinen 250 können von dem Gehäuse 230 gestützt werden. Die Kontakte 252 auf den Platinen 250 können elektrisch mit den Routingpfaden 260 verbunden sein. Die Routingpfade 260 können Drahtleiter, wie Drahtleiter in einem Kabel, zusätzliche flexible Leiterplatten oder andere Routingstrukturen sein.
Die Federfinger 210 können jeweils einen einzelnen Kontaktierungsabschnitt 222 stützen, sie können jeweils zwei Kontaktierungsabschnitte 222 stützen oder sie können mehr als zwei Kontaktierungsabschnitte 222 stützen. Die Federfinger 210 können mit der Abschirmung 240 in Kontakt sein oder sie können von der Abschirmung 240 getrennt sein.
Insbesondere kann in diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung jeder Federfinger 210 eine Stützung für jeweils einen Kontaktierungsabschnitt 222 einer flexiblen Leiterplatte 220 bereitstellen. Diese Anordnung kann sich gut eignen, um sicherzustellen, dass jeder Kontakt 924 auf einem Kontaktierungsabschnitt 222 einer flexiblen Leiterplatte 220 eine Kraft hat, die ihn gegen einen entsprechenden Kontakt (nicht gezeigt) drückt, wenn der Kontakt 924 auf dem Kontaktierungsabschnitt 222 der flexiblen Leiterplatte 220 mit dem entsprechenden Kontakt zusammengesteckt wird.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann jeder Federfinger 210 eine Stützung für zwei Kontaktierungsabschnitte 222 einer flexiblen Leiterplatte 220 bereitstellen. Dadurch, dass von jedem Federfinger 210 zwei Kontaktierungsabschnitte 222 gestützt werden, kann sichergestellt werden, dass jeder Kontakt 924 auf einem Kontaktierungsabschnitt 222 der flexiblen Leiterplatte 220 eine Kraft hat, die ihn gegen einen entsprechenden Kontakt drückt, wenn der Kontakt 924 auf dem Kontaktierungsabschnitt 222 der flexiblen Leiterplatte 220 mit dem entsprechenden Kontakt zusammengesteckt wird.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann jeder Federfinger 210 eine Stützung für die Kontakte 924 auf mehr als zwei Kontaktierungsabschnitten 222 einer flexiblen Leiterplatte 220 bereitstellen. Zum Beispiel kann jeder Federfinger 210 eine Stützung für jeden der Kontakte 924 auf der flexiblen Leiterplatte 220 bereitstellen. Durch eine begrenzte Anzahl an Federfingern 210 können Montage und Herstellung von Komponenten für einen Steckverbindereinsatz 110 vereinfacht werden.
Die Federfinger 210 können leitfähig sein. Die Federfinger 210 können an Ort und Stelle gehalten werden, indem sie teilweise in dem Gehäuse 212 umschlossen oder daran angebracht sind. Das Gehäuse 212 kann aus Kunststoff, einem ferritischen oder anderen magnetischen Material (zum Bilden eines magnetischen Elements) oder einem anderen leitfähigen oder nicht leitfähigen Material gebildet sein. Die Federfinger 210 können an Ort und Stelle gehalten werden, indem sie an einer Abschirmung um den Steckverbinder oder ein Gehäuse in dem Steckverbinder herum angebracht oder als Teil davon gebildet sind. Die Federfinger 210 können aus Stahl, Kupfer, Bronze, Federstahl, Edelstahl, Keramik oder einem anderen Material gebildet sein. Die Federfinger 210 können durch Stanzen, Metall-Spritzgießen, Schmieden, Tiefziehen oder ein anderes Verfahren gebildet sein.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Federfinger 210 nicht leitfähig sein. Die Federfinger 210 können an Ort und Stelle gehalten werden, indem sie teilweise mit dem Gehäuse 212 umschlossen oder gebildet sind. Die Federfinger 210 können unter Verwendung von druckempfindlichem Klebstoff, wärmeaktiviertem Klebstoff, temperaturempfindlichem Klebstoff oder einem anderen Klebstoff, Laser- oder Punktschweißen oder einem anderen Material oder Verfahren an den flexiblen Leiterplatten 220 angebracht sein. Die Federfinger 210 können aus Kunststoff, FKP, Gummi, Schaumstoff oder einem anderen Material hergestellt sein. Die Federfinger 210 können durch Formen, Spritzgießen oder ein anderes Verfahren gebildet sein. Das Gehäuse 230 kann aus Kunststoff gebildet sein und kann durch Spritzgießen oder ein anderes Verfahren gebildet sein.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die flexiblen Leiterplatten 220 mit den Platinen 250 verbunden sein. Routingpfade in den flexiblen Leiterplatten 220 können elektrisch mit Leiterbahnen in den Platinen 250 verbunden sein, die in den Kontakten 252 enden können. Die Kontakte 252 können sich auf den Platinen 250 befinden. In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die flexiblen Leiterplatten 220 stattdessen die Platinen 250 umgehen und mit den Routingpfaden 260 über die Kontakte 252, die sich auf flexiblen Leiterplatten 220 befinden können, verbunden sein.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Routingpfade 260 in unterschiedlichen Richtungen geleitet sein. Dadurch kann der Steckverbindereinsatz 110 ein Kabel aufweisen, das sich von dem Steckverbindereinsatz 110 in einem rechten Winkel oder einem anderen Winkel zu einer Kontaktierungsrichtung erstreckt, in der der Steckverbindereinsatz 110 in die Steckverbinderbuchse 122 eingesteckt wird (in 5 gezeigt)
3 veranschaulicht einen vorderen Abschnitt eines Steckverbindereinsatzes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie zuvor können die Kontakte 924 (in 12 gezeigt) auf den Kontaktierungsabschnitten 222 des Steckverbindereinsatzes 110 mit den Kontakten (nicht gezeigt) auf der oberen und der unteren Oberfläche der Zunge 510 zusammenpassen. Die Kontakte 924 auf den Kontaktierungsabschnitten 222 können auf Oberflächen der flexiblen Leiterplatten 220 gebildet oder an Leiterbahnen auf Oberflächen der flexiblen Leiterplatte 220 angebracht sein. Die Federfinger 210 können die Kontaktierungsabschnitte 222 der flexiblen Leiterplatten 220 mechanisch stützen. Das Gehäuse 212 kann die Federfinger 210 stützen. Die Abschirmung 240 kann die Kontaktierungsabschnitte 222 elektrisch isolieren.
In diesen Mehrstrukturkontakten können die Federfinger 210 eine mechanische Stützung und Kontaktkraft für die Kontakte 924 auf den Kontaktierungsabschnitten 222 bereitstellen. Das heißt, die Federfinger könnten nicht tatsächlich Signale oder Leistung übermitteln, sondern können stattdessen verwendet werden, um eine gute mechanische elektrische Verbindung zwischen Kontakten in zusammengesteckten Steckverbindern bereitzustellen. Da keine Signale durch die Federfinger 210 geleitet werden, können diese aus Materialien gebildet sein, die ausgewählt sind, um eine gute Federkraft ohne Berücksichtigung ihrer Leitfähigkeit bereitzustellen. Da die verbleibenden Strukturen in den Mehrstrukturkontakten keine Federkraft bereitstellen müssen, können die Kontakte 924 auf der flexiblen Leiterplatte 220 Signale für den Steckverbindereinsatz 110 übermitteln. Die Kontakte 924 auf den Kontaktierungsabschnitten 222 können mit Leiterbahnen (nicht gezeigt) der flexiblen Leiterplatte 220 verbunden sein. Die flexible Leiterplatte 220 kann eine mehrschichtige flexible Leiterplatte sein, um zur Verbesserung der Signalqualität beizutragen. Die Leiterbahnen der flexiblen Leiterplatte 220 können die mehreren Schichten verwenden, um zusammenpassende Leiterbahnen, Abschirmungen, Streifenleitungen und andere Routingstrukturen bereitzustellen, die verwendet werden können, um die Signalqualität und die Signalintegrität zu verbessern. Diese Routingtechniken können das Übersprechen reduzieren, elektromagnetische Störungen reduzieren und eine hohe Datenrate ermöglichen. Außerdem können, da die Leiterbahnen der flexiblen Leiterplatte an den Kontaktierungsabschnitten 222 beginnen (enden) können, Zapfen, die sich an einem Ende eines herkömmlichen Strahlkontakts befinden können, für eine weiter verbesserte Hochfrequenzleistung reduziert oder eliminiert werden.
Durch eine derartige Ausbildung von Kontakten werden herkömmliche Strahlkontakte nicht benötigt. Das Fehlen dieser Strahlkontakte kann zu freiem Platz innerhalb eines Steckverbindereinsatzes führen. Dieser Platz kann für Komponenten verwendet werden, die sich auf den flexiblen Leiterplatten 220, den Platinen 250, den Routingpfaden 260 oder anderswo Steckverbindereinsatz befinden können. Die Fähigkeit, Komponenten direkt auf diesen Platinen zu lokalisieren, kann die Beseitigung einer ansonsten benötigten Paddle-Platine ermöglichen. Die Verwendung eines Schuhs über der Paddle-Platine kann sich gleichermaßen erübrigen.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können sich auch ein oder mehrere Magnete in dem Steckverbindereinsatz befinden. Ein Beispiel ist in der folgenden Figur gezeigt.
4 veranschaulicht einen weiteren Steckverbindereinsatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie zuvor können die Kontakte 924 (in 12 gezeigt) auf den Kontaktierungsabschnitten 222 auf flexiblen Leiterplatten 220 elektrisch mit Kontakten (nicht gezeigt) auf der Zunge 510 verbunden sein. Die flexiblen Leiterplatten 220 können an Oberflächen der Federfinger 210 angebracht sein. Die Federfinger 210 können von dem Gehäuse 212 gestützt werden. Die flexiblen Leiterplatten 220 können an den Kontakten 252 auf den Platinen 250 enden, und Signale auf den flexiblen Leiterplatten 220 können durch die Routingpfade 260 geleitet werden.
Auch hier kann durch das Fehlen von Strahlkontakten zusätzlicher Platz in dem Steckverbindereinsatz 110 bereitgestellt werden. In diesem Beispiel kann ein Magnet 425 in dem Steckverbindereinsatz eingeschlossen 110 sein. Dieser Magnet 425 kann einen Südpol 410 und einen Nordpol 420 einschließen. Der Südpol 410 und der Nordpol 420 können ein magnetisches Element (nicht gezeigt) auf der Zunge 510 anziehen. Zum Beispiel kann die Zunge 510 einen durch Metall-Spritzguss geformten Rahmen einschließen, bei dem das eingespritzte Metall ein magnetisches Element bildet. Dies kann dazu beitragen, dass der Steckverbindereinsatz 110 fest in der Steckverbinderbuchse 122 gesichert ist. Ein Beispiel ist in der folgenden Figur gezeigt.
5 veranschaulicht ein Steckverbindersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesem Beispiel kann der Steckverbindereinsatz 110 in der Aussparung oder dem Durchgang 552 in dem Vorrichtungsgehäuse oder Aufnahmegehäuse 550 eingesetzt sein, welches mit dem Vorrichtungsgehäuse 102 in 1 identisch oder ähnlich dazu sein kann. In dem Vorrichtungsgehäuse oder Aufnahmegehäuse 550 kann eine elektronische Vorrichtung, die die Steckverbinderbuchse 122 einschließt, mindestens im Wesentlichen untergebracht sein. Das Vorrichtungsgehäuse oder Aufnahmegehäuse 550 kann stattdessen ein Gehäuse für die Steckverbinderbuchse 122 sein.
Wie zuvor kann der Steckverbindereinsatz 110 die Kontakte 924 (in 12 gezeigt) auf den Kontaktierungsabschnitten 222 einschließen, die physisch und elektrisch mit Kontakten (nicht gezeigt) auf der Zunge 510 der Steckverbinderbuchse 122 verbunden sein können. Die Kontakte 924 können auf den Kontaktierungsabschnitten 222 gebildet sein. Die Kontaktierungsabschnitte 222 können durch die Federfinger 210 gestützt werden, die von dem Gehäuse 212 gestützt werden können. In diesem Beispiel kann das Gehäuse 212 ein magnetisches Element (nicht gezeigt) einschließen. Die flexiblen Leiterplatten 220 können an den Kontakten 252 auf der Platine 250 enden. Die Routingpfade 260 können mit den Kontakten 252 verbunden sein. Der Steckverbindereinsatz 110 kann die Abschirmung 240 einschließen.
Der Steckverbindereinsatz 110 kann mit der Steckverbinderbuchse 122 zusammengesteckt werden. Die Steckverbinderbuchse 122 kann einen Magneten 525 mit einem Südpol 530 und einem Nordpol 540 einschließen. Die Routingpfade 520 können mit der Zunge 510 verbunden und an der Platine 560 angebracht sein.
In diesem Beispiel kann der Magnet 405 in dem Steckverbindereinsatz 110 ein magnetisches Element (nicht gezeigt) auf der Zunge 510 der Steckverbinderbuchse 122 elektrisch anziehen. Zum Beispiel kann die Zunge 510 einen durch Metall-Spritzguss geformten Rahmen einschließen, bei dem das eingespritzte Metall ein magnetisches Element bildet. Der Magnet 525 in der Steckverbinderbuchse 122 kann ein magnetisches Element (nicht gezeigt) in dem Gehäuse 212 elektrisch anziehen. Dies kann dazu beitragen, dass der Steckverbindereinsatz 110 fest in der Steckverbinderbuchse 122 gesichert ist. Diese Magnete können auch eine taktile Reaktion an einen Benutzer bereitstellen, wenn der Steckverbindereinsatz 110 in die Steckverbinderbuchse 122 eingesteckt wird.
Diese Mehrstrukturkontakte können auf verschiedene Arten in Steckverbindern verwendet werden, die mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung übereinstimmen. Zum Beispiel können diese Mehrstrukturkontakte als Kontakte in einer Steckverbinderbuchse verwendet werden, in der die Mehrfachstrukturkontakte direkt und elektrisch mit Kontakten auf einer Zunge eines Steckverbindereinsatzes verbunden sind. Ein Beispiel ist in der folgenden Figur gezeigt.
6 veranschaulicht ein weiteres Steckverbindersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesem Beispiel kann die Steckverbindereinsatzzunge 605 mit der Steckverbinderbuchse 122 zusammengesteckt werden, die sich in dem Vorrichtungsgehäuse 610 befinden kann, welches mit dem Vorrichtungsgehäuse 102 in 1 identisch oder ähnlich dazu sein kann. Das Vorrichtungsgehäuse 610 kann stattdessen ein Gehäuse für die Steckverbinderbuchse 122 sein. Der Steckverbindereinsatz 110 kann den Magneten 525, die Routingpfade 520 und die Zunge 510 einschließen. Ein Gehäuse (nicht gezeigt) kann den Magneten 525 stützen.
Die Steckverbinderbuchse 122 kann Teil einer elektronischen Vorrichtung sein, die mindestens im Wesentlichen in dem Vorrichtungsgehäuse 610 untergebracht sein kann. Die Steckverbinderbuchse 122 kann die Kontakte 924 (in 12 gezeigt) auf den Kontaktierungsabschnitten 222 einschließen, die physisch und elektrisch mit Kontakten (nicht gezeigt) auf der Zunge 605 des Steckverbindereinsatzes 110 verbunden sein können. Die Kontakte 924 auf den Kontaktierungsabschnitten 220 können auf den flexiblen Leiterplatten 220 gebildet sein. Die Kontaktierungsabschnitte 222 können durch die Federfinger 210 gestützt werden, die von dem Gehäuse 212 gestützt werden können. In diesem Beispiel kann das Gehäuse 212 ein magnetisches Element (nicht gezeigt) einschließen. Die flexiblen Leiterplatten 220 können an den Kontakten 252 auf der Platine 250 enden. Die Routingpfade 260 können mit den Kontakten 252 verbunden sein. Die Steckverbinderbuchse 122 kann mindestens teilweise durch die Abschirmung 240 abgeschirmt sein.
Wie zuvor können diese Mehrstrukturkontakte auf verschiedene Arten in Steckverbindern verwendet werden, die mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung übereinstimmen. Zum Beispiel können diese Mehrstrukturkontakte können als Kontakte auf einer Zunge eines Steckverbindereinsatzes verwendet werden, in dem die Mehrfachstrukturkontakte direkt und elektrisch mit Kontakten in einer Steckverbinderbuchse verbunden sind, wenn der Steckverbindereinsatz und die Steckverbinderbuchse zusammengesteckt sind. Ein Beispiel ist in der folgenden Figur gezeigt.
7 veranschaulicht ein weiteres Steckverbindersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesem Beispiel kann der Steckverbindereinsatz 110 die Kontaktierungsabschnitte 222 auf den flexiblen Leiterplatten 220 einschließen. Die flexiblen Leiterplatten 220 können durch die Federfinger 210 auf der Zunge 510 gestützt werden. Die Federfinger 210 können durch den Zungenabschnitt oder das Gehäuse 212 gestützt werden, der oder das sich auf der Zunge 705 befinden oder Teil davon sein kann. Die Kontakte 924 (in 12 gezeigt) auf den Kontaktierungsabschnitten 222 können physisch und elektrisch mit Steckverbinderbuchsenkontakten (nicht gezeigt) verbunden sein. Diese Steckverbinderbuchsenkontakte können durch das Vorrichtungsgehäuse 710 gestützt werden. In dem Vorrichtungsgehäuse 710 kann eine elektronische Vorrichtung, die den Steckverbindereinsatz 110 einschließt, mindestens im Wesentlichen untergebracht sein. Das Vorrichtungsgehäuse 710 kann stattdessen ein Abschnitt eines Gehäuses für die Steckverbinderbuchse 122 sein.
Wie zuvor können diese Mehrstrukturkontakte auf verschiedene Arten in Steckverbindern verwendet werden, die mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung übereinstimmen. Zum Beispiel können diese Mehrstrukturkontakte als Kontakte auf einer Zunge einer Steckverbinderbuchse verwendet werden, in der die Mehrfachstrukturkontakte direkt und elektrisch mit Kontakten in einem Steckverbindereinsatz verbunden sind, wenn der Steckverbindereinsatz und die Steckverbinderbuchse zusammengesteckt sind. Ein Beispiel ist in der folgenden Figur gezeigt.
8 veranschaulicht eine Steckverbinderbuchse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesem Beispiel kann die Steckverbinderbuchse 122 die Kontaktierungsabschnitte 222 auf den flexiblen Leiterplatten 220 einschließen. Die flexiblen Leiterplatten 220 können durch die Federfinger 210 auf der Zunge 805 gestützt werden. Die Federfinger 210 können durch den Zungenabschnitt oder das Gehäuse 212 gestützt werden. Die Kontakte 924 (in 12 gezeigt) auf den Kontaktierungsabschnitten 222 können physisch und elektrisch mit Steckverbinderbuchsenkontakten (nicht gezeigt) verbunden sein. Die Zunge 805 kann aus einer Öffnung 812 in dem Vorrichtungsgehäuse 810 heraustreten. In dem Vorrichtungsgehäuse 810 kann eine elektronische Vorrichtung, die die Steckverbinderbuchse 122 einschließt, mindestens im Wesentlichen untergebracht sein. Das Vorrichtungsgehäuse kann mit dem Vorrichtungsgehäuse 102 in 1 identisch oder ähnlich dazu sein. Das Vorrichtungsgehäuse 810 kann stattdessen ein Abschnitt eines Gehäuses für die Steckverbinderbuchse 122 sein.
9 veranschaulicht ein weiteres Steckverbindersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Steckverbindereinsatz 900 kann ein USB-Typ-C-Steckverbindereinsatz sein, obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in andere Arten von Steckverbindereinsätzen und Steckverbinderbuchsen eingearbeitet sein können. Der Steckverbindereinsatz 900 kann wie Steckverbindereinsatz 124 in 1 verwendet werden. Der Steckverbindereinsatz 900 kann das Gehäuse 950 einschließen, das die Öffnungen 952 für die Massekontakte 972 aufweist. Das Gehäuse 950 kann aus Kunststoff oder einem anderen nicht leitfähigen Material gebildet sein und kann durch Spritzgießen oder ein anderes Verfahren gebildet sein. Das Gehäuse 950 kann durch die Abschirmung 940 abgeschirmt sein. Die Abschirmung 940 kann metallisch oder anderweitig leitfähig sein und kann durch Stanzen, 3D-Drucken, Tiefziehen, Schmieden, Formen oder ein anderes Verfahren gebildet sein. Die Abschirmung 940 und das Gehäuse 950 können eine vordere Öffnung 942 aufweisen. Die vordere Öffnung 942 kann eine Zunge einer entsprechenden Steckverbinderbuchse (nicht gezeigt) aufnehmen, und die Abschirmung 940 kann elektrisch mit Massekontakten (nicht gezeigt) in der Steckverbinderbuchse verbunden sein, wenn der Steckverbindereinsatz 900 und die entsprechende Steckverbinderbuchse zusammengesteckt sind. Die flexiblen Leiterplatten 920 und 930 können von einem hinteren Ende des Steckverbindereinsatzes 900 geleitet werden.
10 ist eine Explosionsansicht des Steckverbindereinsatzes von 9. Der Steckverbindereinsatz 900 kann das Gehäuse 950 einschließen. Das Gehäuse 950 kann die seitlichen Massekontakte 960 in den Schlitzen 956 stützen. Die seitlichen Massekontakte 960 können die Kontaktierungsabschnitte 962 einschließen, die physisch und elektrisch mit Kontakten auf der Seite einer Zunge (nicht gezeigt) in einer entsprechenden Steckverbinderbuchse (nicht gezeigt) verbunden sein können Das Gehäuse 950 kann ferner die Massekontaktstrukturen 970 in den Schlitzen 954 stützen. Die Massekontaktstrukturen 970 können die Massekontakte 972 einschließen, die an den Öffnungen 952 des Gehäuses 950 freiliegen können. Die Massekontakte 972 können physisch und elektrisch mit Massepads (nicht gezeigt) auf der Zunge der entsprechenden Steckverbinderbuchse verbunden sein. Das Gehäuse 950 kann ferner die Federfinger 910 und 912 an den Kerben 957 stützen.
In diesem Beispiel können die Federfinger 910 und 912 mit den vorstehend gezeigten Federfingern 210 identisch oder im Wesentlichen ähnlich dazu sein, und sie können auf gleiche oder ähnliche Weisen gebildet sein, funktionieren und verwendet werden.
Die Federfinger 910 und 912 können jeweils einen einzelnen Kontaktierungsabschnitt 922 und 932 stützen, sie können jeweils zwei Kontaktierungsabschnitte 922 und 932 stützen oder sie können mehr als zwei Kontaktierungsabschnitte 922 und 932 stützen. Die Federfinger 910 und 912 können mit der Abschirmung 940 in Kontakt stehen oder sie können von der Abschirmung 940 getrennt sein.
Insbesondere kann in diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung jeder Federfinger 910 und 912 eine Stützung für jeweils einen Kontaktierungsabschnitt 922 und 932 der flexiblen Leiterplatten 920 und 930 bereitstellen. Diese Anordnung kann sich gut eignen, um sicherzustellen, dass jeder Kontakt 924 auf einem Kontaktierungsabschnitt 922 oder 932 der flexiblen Leiterplatten 920 und 930 eine Kraft hat, die ihn gegen einen entsprechenden Kontakt (nicht gezeigt) drückt, wenn jeder Kontakt 924 auf den Kontaktierungsabschnitten 922 und 932 der flexiblen Leiterplatten 920 und 930 mit dem entsprechenden Kontakt zusammengesteckt wird.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann jeder Federfinger 910 und 912 eine Stützung für die zwei Kontaktierungsabschnitte 922 und 932 der flexiblen Leiterplatten 920 und 930 bereitstellen. Dadurch, dass von jedem Federfinger 910 und 912 zwei Kontaktierungsabschnitte 922 und 932 gestützt werden, kann sichergestellt werden, dass jeder Kontakt 924 auf einem Kontaktierungsabschnitt 922 und 932 der flexiblen Leiterplatten 920 und 930 eine Kraft hat, die ihn gegen einen entsprechenden Kontakt drückt, wenn jeder Kontakt 924 auf den Kontaktierungsabschnitten 922 und 932 der flexiblen Leiterplatten 920 und 930 mit dem entsprechenden Kontakt zusammengesteckt wird.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann jeder Federfinger 210 eine Stützung für die Kontakte 924 auf mehr als zwei Kontaktierungsabschnitten 222 einer flexiblen Leiterplatte 220 bereitstellen. Zum Beispiel kann jeder Federfinger 910 und 912 eine Stützung für jeden der Kontakte 924 auf den flexiblen Leiterplatten 920 und 930 bereitstellen. Durch eine begrenzte Anzahl an Federfingern 910 und 912 können Montage und Herstellung von Komponenten für einen Steckverbindereinsatz 900 vereinfacht werden.
In diesem Beispiel können die Federfinger 910 und 912 einzelne Federfinger sein, obwohl in diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einige oder alle der Federfinger 910 und 912 zusammengefügt sein können. In ähnlicher Weise kann jeder Kontaktierungsabschnitt 922 und 932 getrennt sein, wie gezeigt, oder einige oder alle der Kontaktierungsabschnitte 922 und 932 können zusammengefügt sein. Jeder Federfinger 910 und 912 kann einen, zwei, drei oder mehr Kontaktierungsabschnitte 922 und 932 der flexiblen Leiterplatten 920 und 930 stützen. Die Federfinger 910 und 912 können durch die Verbindungsstücke 914 verbunden sein.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Federfinger 910 (und 912) und die Kontaktierungsabschnitte 922 (und 932) auf verschiedene Weise angeordnet sein. Wie zuvor kann jeder Federfinger 910 einen, zwei, drei oder mehr Kontaktierungsabschnitte 922 tragen. Jeder Kontaktierungsabschnitt 922 kann einen oder mehrere Kontakte 924 stützen. Zum Beispiel kann ein Federfinger 910 einen Kontaktierungsabschnitt 922 stützen, der einen Kontakt 924 aufweist. Ein Federfinger 910 kann einen Kontaktierungsabschnitt 922 stützen, der zwei Kontakte 924 stützt. Ein einzelner Federfinger 910 kann einen einzelnen Kontaktierungsabschnitt 922 stützen, der alle Kontakte 924 einer Reihe aufweist. Andere Konfigurationen sind ebenfalls möglich.
Die Federfinger 910 und 912 können leitfähig sein. Die Federfinger 910 und 912 können an Ort und Stelle gehalten werden, indem sie teilweise in dem Gehäuse 950 umschlossen oder daran angebracht sind. Die Federfinger 910 und 912 können an Ort und Stelle gehalten werden, indem sie an einer Abschirmung um den Steckverbinder oder ein Gehäuse in dem Steckverbinder herum angebracht oder als Teil davon gebildet sind. Die Federfinger 910 und 912 können aus Stahl, Kupfer, Bronze, Federstahl, Edelstahl, Keramik oder einem anderen Material gebildet sein. Die Federfinger 910 und 912 können durch Stanzen, Metall-Spritzgießen, Schmieden, Tiefziehen oder ein anderes Verfahren gebildet sein.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die Federfinger 910 und 912 möglicherweise nicht leitfähig sein. Die Federfinger 910 und 912 können an Ort und Stelle gehalten werden, indem sie teilweise mit dem Gehäuse 950 umschlossen oder gebildet sind. Die Federfinger 910 und 912 können als Teil des Gehäuses 950 für den Steckverbinder gebildet sein. Die Federfinger 910 und 912 können unter Verwendung von druckempfindlichem Klebstoff, wärmeaktiviertem Klebstoff, temperaturempfindlichem Klebstoff oder einem anderen Klebstoff, Laser- oder Punktschweißen oder einem anderen Material oder Verfahren an den flexiblen Leiterplatten 920 und 930 angebracht sein. Die Federfinger 910 und 912 können aus Kunststoff, FKP, Gummi, Schaumstoff oder einem anderen Material hergestellt sein. Die Federfinger 910 und 912 können durch Formen, Spritzgießen oder ein anderes Verfahren gebildet sein.
Die flexiblen Leiterplatten 920 und 930 können die Kontaktierungsabschnitte 922 und 932 einschließen, die an den Federfingern 910 und 912 ausgerichtet und fixiert sein können. Die Kontaktierungsabschnitte 922 können mit den Federfingern 910 verklebt sein, während die Kontaktierungsabschnitte 932 mit den Federfingern 912 verklebt sein können. Dadurch, dass die Federfinger 910 und 912 getrennt gehalten werden und nicht verbunden sind, kann die Planarisierung der Kontakte 924 (in 13 gezeigt) auf den Kontaktierungsabschnitten 922 und 932 der flexiblen Leiterplatten und 20 und 930 verbessert werden. Das Gehäuse 950 kann in der Abschirmung 940 eingeschlossen sein. Die Abschirmung 940 und das Gehäuse 950 können eine vordere Öffnung 942 zum Aufnehmen der Zunge der entsprechenden Steckverbinderbuchse einschließen.
11 ist eine Seitenschnittansicht eines Abschnitts des Steckverbindereinsatzes von 9. In diesem Beispiel kann der Federfinger 910 durch die Lasche 915 am Verbindungsstück 914 an der Kerbe 957 am Gehäuse 950 (in 10 gezeigt) angebracht sein. Die flexible Leiterplatte 920 kann aus Gründen der Langlebigkeit einen dickeren Abschnitt 927 einschließen. Der dickere Abschnitt 927 der flexiblen Leiterplatte 920 kann einen Kontaktierungsabschnitt 922 über dem Kontaktierungspunkt 917 des Federfingers 910 einschließen. Ein Kontakt 924 (in 13 gezeigt) kann über dem Kontaktierungspunkt 917 gebildet sein und kann sich über einen Teil oder die Gesamtheit des dickeren Abschnitts 927 erstrecken. In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der dickere Abschnitt 927 weggelassen werden, und die flexible Leiterplatte 920 kann entlang der Länge des Federfingers 910 eine gleichmäßige Breite aufweisen.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Signale von Kontakten auf einer flexiblen Leiterplatte zu einer zweiten flexiblen Leiterplatte, gedruckten Leiterplatte oder einem anderen geeigneten Substrat geleitet werden. Ein Beispiel dafür, wie dies erfolgen kann, wird in der folgenden Figur gezeigt.
12 veranschaulicht einen Abschnitt eines Steckverbindereinsatzes und zugehörige Strukturen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesem Beispiel können die Federfinger 910 durch das Verbindungsstück 914 verbunden sein. Die Federfinger 910 eine Stützung für die Kontaktierungsabschnitte 922 (in 11 gezeigt) der flexiblen Leiterplatte 920 bereitstellen. Die Kontakte 924 können auf einer unteren Oberfläche der flexiblen Leiterplatte 920 gebildet sein. Die Kontakte 924 können elektrische Verbindungen mit den Kontakten 1292 auf der Zunge 1290 herstellen. Die Zunge 1290 kann eine Zunge einer entsprechenden Steckverbinderbuchse (nicht gezeigt) sein, die mit diesem Steckverbindereinsatz zusammengesteckt ist. Die Kontakte 924 können elektrisch mit den Leiterbahnen 928 in der flexiblen Leiterplatte 920 verbunden sein. Einige oder alle der Leiterbahnen 928 können mit Leiterbahnen (nicht gezeigt) in der gedruckten Leiterplatte 1210 über die Durchkontaktierungen 1220 verbunden sein. Einige oder alle der Leiterbahnen 928 können stattdessen über die Durchkontaktierungen 1220 mit den Leiterbahnen 1212 auf einer Oberfläche der gedruckten Leiterplatte 1210 verbunden sein.
Wie zuvor können die flexiblen Leiterplatten 220, 920 und 930 mehrschichtige flexible Leiterplatten sein. Ein Beispiel ist in der folgenden Figur gezeigt. In diesem Beispiel können untere, mittlere und obere Schichten einer flexiblen Leiterplatte eingeschlossen sein.
13 veranschaulicht Schichten einer mehrschichtigen flexiblen Leiterplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesem Beispiel kann die flexible Leiterplatte 920 (die die gleiche sei kann wie die flexiblen Leiterplatten 220 und 930) eine untere Schicht 1310, eine mittlere Schicht (hier als Schicht2 dargestellt) 1312 und eine obere Schicht 1314 einschließen. In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können eine oder mehrere dieser Schichten weggelassen oder eine oder mehrere andere Schichten hinzugefügt werden. Die Kontakte 924 (in 12 gezeigt) können an den Leiterbahnen 1322 und 1323 auf den Kontaktierungsabschnitten 922 angebracht sein. Die Kontakte 924 können mit den Kontaktierungsabschnitten 922 verlötet, verklebt oder anderweitig an diesen angebracht sein. Zum Beispiel kann ein druckempfindlicher Klebstoff, wärmeaktivierter Klebstoff, temperaturempfindlicher Klebstoff oder ein anderer Klebstoff verwendet werden. Die Leiterbahnen 1322 und 1323 können elektrisch mit den Durchkontaktierungen 1340 verbunden sein. Die Durchkontaktierungen 1340 können auf der unteren Schicht 1310, der mittleren Schicht 1312 und der oberen Schicht 1314 elektrisch miteinander verbunden sein und können einen Routingpfad bereitstellen, über den Signale auf den Leiterbahnen 1322 die Leiterbahnen 1350 und 1360 auf der mittleren Schicht 1312 erreichen. re Leiterbahnen 1350 können von Masse oder Stromversorgungen verwendet werden, während die schmaleren Leiterbahnen 1360 für Signale, wie Hochgeschwindigkeits-Differenzsignale, verwendet werden können. Die Masseebene 1332 auf der unteren Schicht 1310 und die Masseebene 1333 auf der oberen Schicht 1314 können die Leiterbahnen 1360 abschirmen. Die Leiterbahnen 1323 können elektrisch mit der Masseebene 1332 und der Masseebene 1333 verbunden sein. Die Leiterbahnen 1350 und 1360 können mit den Durchkontaktierungen 1220 verbunden sein. Die Durchkontaktierungen 1220 können auf der unteren Schicht 1310, der mittleren Schicht 3012 und der oberen Schicht 1314 miteinander verbunden sein. Die Kontakte 1220 können mit den Leiterbahnen 929 auf der gedruckten Leiterplatte 1210 verbunden sein. Die Durchkontaktierungen 929 können mit Routingpfaden auf unterschiedlichen Schichten (nicht gezeigt) in der gedruckten Leiterplatte 1210 verbunden sein. Die Durchkontaktierungen 1220 können auch mit den Leiterbahnen 1212 verbunden sein.
Auf diese Weise können durch die flexible Leiterplatte 920 übermittelte Hochgeschwindigkeits-Differenzsignale gut abgeschirmt werden. Diese Abschirmung kann die Differenzsignale schützen, die auf der flexiblen Leiterplatte 920 übertragen werden, und können verhindern, dass sich auf der flexiblen Leiterplatte 920 übertragene Differenzsignale mit anderen Signalen oder Schaltungen koppeln. Zum Beispiel kann ein Differenzsignal auf zwei Leiterbahnen 1322 zu zwei Durchkontaktierungen 1340 auf der unteren Schicht 1310 übermittelt werden. Das Differenzsignal kann dann auf zwei der Leiterbahnen 1360 übermittelt werden. Jedes Paar Leiterbahnen 1360 kann durch Masse oder Stromversorgungen auf den Leiterbahnen 1350 sowie die Masseebene 1332 auf der unteren Schicht 1310 und die Masseebene 1333 auf der oberen Schicht 1314 abgeschirmt werden. Der kurze Abstand zwischen den Kontakten 924 auf den Leiterbahnen 1322 und den Durchkontaktierungen 1340 kann auch dazu beitragen, die Differenzsignale abzuschirmen, indem sich die Masseebene 1332 auf der unteren Schicht 1310 und die Masseebene 1333 auf der oberen Schicht 1314 nahe an den Kontakten 924 erstrecken können.
Die zusätzliche Abschirmung, die durch Platzieren der Masseebenen 1332 und 1333 nahe an den Kontakten 924 bereitgestellt wird, bedeutet, dass der Steckverbinder eine kürzere Region aufweist, in der die durch die Kontakte 924 übermittelten Signale nicht auf einer transversal-elektromagnetischen Übertragungsleitung (TEM-Übertragungsleitung) übertragen werden. Eine TEM-Übertragungsleitung (z. B. die hier gezeigte Streifenleitung) weist eine klar definierte Impedanz mit weniger Abweichungen auf, was für viel bessere Rückflussdämpfung, weniger Übersprechen, weniger Modusumwandlung und geringere Einfügungsdämpfung sorgt.
Da die TEM-Übertragungsleitung nahe an den Kontakten 924 positioniert sein kann, kann die Nicht-TEM Zone (ungeschirmte Länge der Leiterbahnen 1360) des Signalpfads für Signale, die durch die Kontakte 924 übermittelt werden, kurz ausgelegt werden. Dies kann mehrere Vorteile bieten. Es kann den Beginn eines gegebenen Niveaus an Nahübersprech-(NEXT-) und Fernübersprech-(FEXT-)Kopplung auf höhere Frequenzen schieben, wodurch eine signifikante Kopplung über die Betriebsfrequenz (die Datenrate der Signale, die durch die Kontakte 924 übermittelt werden) verschoben wird. Wenn zum Beispiel die Nicht-TEM-Zone um einen ersten Faktor kürzer ist, können die Kopplungseffekte um ungefähr den gleichen ersten Faktor nach oben in der Frequenz verschoben werden. Durch Reduzieren der ungeschirmten Länge der Leiterbahnen 1360 kann die Kopplung über die Datenrate der Signale, die sie übermitteln, verschoben werden.
Durch eine Leiterschleife auf einer Masse, einer Stromversorgung oder einem beliebigen Netz mit mehreren Kontakten können sich Resonanzen in Steckverbindern bilden. Diese Mehrkontaktnetze können aufgrund der in diesem Netz erzeugten verkürzten Schleifen Übertragungsleitungsresonatoren bilden. Durch Verkürzen dieser Schleifen derart, dass sie eine reduzierte elektrische Länge aufweisen, kann die Resonanzfrequenz nach oben über die Zielbetriebsfrequenz der Steckverbinder oder die Datenrate der Signale auf den Leiterbahnen 1360 geschoben werden. Wenn diese Schleifen um einen ersten Faktor elektrisch kürzer ausgelegt werden, erhöht dies die Resonanzfrequenzen um ungefähr den ersten Faktor.
Die kürzere Kontaktregion und die Streifenleitungsstruktur der Flex-Schaltung können ferner dazu führen, dass gegenüber anderen Strukturen, wie den Masseebenen 1332 und 1333, mehr von dem der Gleichtaktstrom einen Pfad durch die Flexkontakte 924 und die Leiterbahnen 1360 findet. Dies kann zu einer Reduzierung des Gleichtaktstroms in der Abschirmung führen, wodurch die EMI proportional zur Reduzierung der Gleichtaktabschirmungsstromreduzierung reduziert werden kann. Das Design ermöglicht durch die kürzere Nicht-TEM Zone eine niedrigere Gleichtaktimpedanz-Diskontinuität. Es kann auch dazu beitragen, die Symmetrie einer Pingruppe für Masse, Differenzsignal und Stromversorgung aufrechtzuerhalten. Ferner kann die Leiterform der Stromversorgungsspuren 1350 angepasst werden, um die Kopplung zwischen der Stromversorgung auf den Leiterbahnen 1350 und den Masseebenen 1332 und 1332 zu verbessern.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann eine Form von Stromversorgungsspuren 1350 in einer Flex-Anordnung angepasst werden, wobei die Stromversorgungskopplung mit Masse und anderen Stromversorgungsleiterbahnen in einem herkömmlichen Pin-Feld vielleicht nicht leicht ausgeführt werden könnte. Kopplungskomponenten, wie Kondensatoren, können ebenfalls eingeschlossen sein, um die Kopplung zu erhöhen. Diese Merkmale können eine Gleichtaktkontinuität über den Steckverbinder ermöglichen, da die Stromversorgung zu einem effektiveren Rücklaufpfad für Gleichtaktrestströme wird, die mit den Signalen auf den Kontakten 924 und den Leiterbahnen 1360 zusammenhängen.
Der Körper der Flex zwischen den Federfingern 910 (in 12 gezeigt) und den Kontakten 924 kann das Übersprechen weiter reduzieren. Zum Beispiel können Masse-Durchkontaktierungen (nicht gezeigt) zwischen Signalpaaren und von den Leiterbahnen 1323 auf einer oberen Schicht 1314 der flexiblen Leiterplatte 920 zu Masse geheftet werden.
14 veranschaulicht Kontakte auf einer Oberfläche einer flexiblen Leiterplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesem Beispiel können die Kontakte 924 auf einer Oberfläche der Kontaktierungsabschnitte 222 der flexiblen Leiterplatte 920 gebildet sein. Die Kontakte 924 können aufplattiert, durch Aufdampfen gebildet, aufgelötet oder auf andere Weise auf den Kontaktierungsabschnitten 922 der flexiblen Leiterplatte 920 (und der flexiblen Leiterplatte 220 und 930 in den anderen Beispielen) gebildet sein. Die Kontakte 924 können über die Durchkontaktierungen 1340 mit den Leiterbahnen 1360 in der flexiblen Leiterplatte 920 verbunden sein. Durch die nahe Position der Durchkontaktierungen 1342 Kontakte 924 kann die Länge einer Leiterbahn reduziert werden, für die ein Signal auf dem Kontakt 924 durch die Masseebenen 1332 und 1333 und die Leiterbahnen 1350 nicht abgeschirmt ist, wie in 13 gezeigt. Die Kontakte 924 können Mehrstrukturkontakte sein, insofern als sie aus einer Metallschicht gebildet sind, die an einer Metallspur 1322 auf einem Kontaktierungsabschnitt 922 der flexiblen Leiterplatte 920 fixiert sind, die an dem Federfinger 910 angebracht sein kann.
Die Kontakte in diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auf verschiedene Weise gebildet sein. Wenn die Kontakte ausreichend solide sind, können die Federfinger weggelassen werden. Stattdessen können Kontakte durch eine Zunge oder eine andere Struktur eines Steckverbinders gestützt werden. Die Kontakte können direkt an einer flexiblen Leiterplatte angebracht sein, um Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen zu unterstützen und eine hohe Signalqualität bereitzustellen.
In einem Beispiel kann eine Zunge eines Steckverbindereinsatzes oder einer Steckverbinderbuchse eine flexible Leiterplatte mit Pads auf einer Ober- und Unterseite einschließen. Die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte von Kontakten können mit den Pads auf der flexiblen Leiterplatte verlötet sein. Die Kontakte auf der Oberseite der flexiblen Leiterplatte können durch einen oberen Gehäuseabschnitt zusammengehalten werden, und Kontakte auf der Unterseite der flexiblen Leiterplatte können durch einen unteren Gehäuseabschnitt zusammengehalten werden. Je nach einer Dicke der Kontakte können der obere Gehäuseabschnitt und der untere Gehäuseabschnitt einige oder alle Funktionen von Federfingern ausführen. Ein Verstärkungsrahmen kann zur Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen, zur Erdung und zur mechanischen Stützung um eine Vorderseite und Seiten der Zunge herum positioniert sein. Der obere Gehäuseabschnitt und der untere Gehäuseabschnitt können von einer Zunge gestützt werden, die um die flexible Leiterplatte, den oberen Gehäuseabschnitt und den unteren Gehäuseabschnitt geformt ist. Eine solche Steckverbinderzunge wird in den folgenden Figuren gezeigt.
15 veranschaulicht eine Zunge für einen Steckverbindereinsatz oder eine Steckverbinderbuchse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Zunge 1500 kann das Zungenformteil 1510 einschließen, das die Stützstruktur oder den oberen Gehäuseabschnitt 1526 auf einer Oberseite des Zungenformteils 1510 und die Stützstruktur oder den unteren Gehäuseabschnitt 1576 (in 16 gezeigt) auf einer Unterseite des Zungenformteils 1510 unterstützt. Der obere Gehäuseabschnitt 1526 kann die Kontakte 1520 stützen, während der untere Gehäuseabschnitt 1576 die Kontakte 1570 (in 16 gezeigt) stützen kann. Das Zungenformteil 1510 kann ferner das obere Massepad 1530 auf einer Oberseite und das untere Massepad 1590 (in 16 gezeigt) auf einer Unterseite stützen. Der Verstärkungsrahmen 1560 kann die seitlichen Massekontakte 1562 einschließen. Die Zunge 1500 kann ferner die Klammer 1540 einschließen, die die Rückplatte 1550 stützen kann. Die Klammer 1540 kann die Kerben 1542 für Befestigungselemente oder andere Strukturen (nicht gezeigt) zum Anbringen der Zunge 1500 an Ort und Stelle in dem Computer 100 (in 1 gezeigt) oder einer anderen elektronischen Vorrichtung einschließen. Das Zungenformteil 1510 kann eine hintere Öffnung 1544 einschließen, durch die ein verdickter Abschnitt 1582 der flexiblen Leiterplatte 1580 hindurchtreten oder in die dieser eingeführt werden kann. Der verdickte Abschnitt 1582 der flexiblen Leiterplatte 1580 kann mit Verstärkungs- und anderen Schichten verdickt sein. In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der verdickte Abschnitt 1582 weggelassen und die Verstärkungsschichten nicht eingeschlossen sein. Die flexible Leiterplatte 1580 kann mit der flexiblen Leiterplatte 920 (in 13 gezeigt) und den anderen hierin gezeigten oder durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitgestellten flexiblen Leiterplatten identisch oder ähnlich dazu sein oder deren verschiedenen Merkmale einschließen.
Die Kontaktierungsoberflächen 1522 der Kontakte 1520 und die Kontaktierungsoberflächen 1572 (in 16 gezeigt) der Kontakte 1570 können physisch und elektrisch mit Kontakten eines entsprechenden Steckverbinders (nicht gezeigt) verbunden sein, wenn der entsprechende Steckverbinder mit einem Steckverbinder, der die Zunge 1500 verwendet, zusammengesteckt ist. Die seitlichen Massekontakte 1562 des Verstärkungsrahmens 1560 können physisch und elektrisch eine Innenoberfläche einer Abschirmung (nicht gezeigt) des entsprechenden Steckverbinders kontaktieren, wenn der entsprechende Steckverbinder mit einem Steckverbinder, der die Zunge 1500 verwendet, zusammengesteckt ist. Das obere Massepad 1530 und das untere Massepad 1590 können physisch und elektrisch mit Massekontakten (nicht gezeigt) nahe einer Öffnung (nicht gezeigt) des entsprechenden Steckverbinders verbunden sein, wenn der entsprechende Steckverbinder mit einem Steckverbinder, der die Zunge 1500 verwendet, zusammengesteckt ist. Die Zunge 1500 kann auf verschiedene Weise geformt sein. Ein Beispiel ist in den folgenden Figuren dargestellt.
16 und 17 veranschaulichen ein Verfahren zum Herstellen einer Zunge für eine Steckverbinderbuchse oder einen Steckverbindereinsatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 16 kann die Zunge 1500 die Kontakte 1520 und die Kontakte 1570 einschließen. Die Kontakte 1520 können die Kontaktierungsoberflächen 1522 und die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte 1524 einschließen. Die Kontakte 1520 können durch den oberen Gehäuseabschnitt 1526 in Position gehalten werden. Der obere Gehäuseabschnitt 1526 kann um Abschnitte der Kontakte 1520 herum geformt sein. Die Kontakte 1570 können die Kontaktierungsoberflächen 1572 und die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte 1574 einschließen. Die Kontakte 1570 können durch den unteren Gehäuseabschnitt 1576 in Position gehalten werden. Der untere Gehäuseabschnitt 1576 kann um Abschnitte der Kontakte 1570 herum geformt sein.
Die flexible Leiterplatte 1580 kann den verdickten Abschnitt 1582 einschließen, der die Pads 1584 auf einer Ober- und Unterseite stützen kann. Der verdickte Abschnitt 1582 kann ferner die Flüssigkeitserfassungskontakte 1586 auf einer Ober- und Unterseite stützen. Die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte 1524 der Kontakte 1520 können mit den Pads 1584 auf einer Oberseite der flexiblen Leiterplatte 1580 verlötet werden, während die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte 1574 der Kontakte 1570 mit den entsprechenden Pads 1584 auf einer Unterseite der flexiblen Leiterplatte 1580 verlötet werden können, beispielsweise durch Bügellöten, Reflow-Löten oder andere geeignete Technik.
Die flexible Leiterplatte 1580 kann die Kerbe 1588 einschließen, die an der Lasche 1578 an dem unteren Gehäuseabschnitt 1576 sowie einer entsprechenden Lasche (nicht gezeigt) an einer Unterseite des oberen Gehäuseabschnitts 1526 ausgerichtet sein kann. Der Abschnitt 1564 des Verstärkungsrahmens 1560 kann entlang einer Vorderseite und Seiten der Struktur platziert sein, die die flexible Leiterplatte 1580, den oberen Gehäuseabschnitt 1526 und den unteren Gehäuseabschnitt 1576 einschließt. Der Verstärkungsrahmen 1560 kann die seitlichen Massekontakte 1562 einschließen. Das obere Massepad 1530 kann unter Verwendung der Querschiene 1532 an dem Verstärkungsrahmen 1560 angebracht sein, während das untere Massepad 1590 unter Verwendung der Querschiene 1592 an dem Verstärkungsrahmen 1560 angebracht sein kann, um die Anordnungsstruktur 1790 (in 17 gezeigt) zu bilden. Das Zungenformteil 1510 kann um die Anordnungsstruktur 1790 herum gebildet sein. Das Zungenformteil 1510 kann eine hintere Öffnung 1544 in der Klammer 1540 einschließen. Die flexible Leiterplatte 1580 kann durch die hintere Öffnung 1544 hindurchtreten. Das Zungenformteil 1510 kann durch die hintere Öffnung 1552 in der Rückplatte 1550 eingeführt sein. Die Rückplatte 1550 kann an dem Verstärkungsrahmen 1560, der Querschiene 1532 und der Querschiene 1592 befestigt sein. Die Klammer 1540 kann die Kerben 1542 zum Aufnehmen von Befestigungselementen (nicht gezeigt) einschließen, die zum Sichern der Zunge 1500 an einer Innenoberfläche des Gehäuses 102 für den Computer 100 (beide in 1 gezeigt) oder eine andere elektronische Vorrichtung verwendet werden können. Alternativ kann die Rückplatte 1550 an dem Verstärkungsrahmen 1560, der Querschiene 1532 und der Querschiene 1592 angebracht werden, bevor das Zungenformteil 1510 geformt wird. Außerdem kann das obere Massepad 1530 unter Verwendung der Querschiene 1532 an dem Verstärkungsrahmen 1560 angebracht sein, und das untere Massepad 1590 kann unter Verwendung der Querschiene 1592 an dem Verstärkungsrahmen 1560 angebracht sein, nachdem die Zunge 1510 geformt wurde, oder diese und andere Schritte können während des Montageprozesses gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abgeändert, weggelassen oder hinzugefügt werden.
In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der Flüssigkeitserfassungskontakt 1586 auf einer Ober- und Unterseite der flexiblen Leiterplatte 1580 entweder eingeschlossen oder weggelassen werden. Wenn die Flüssigkeitserfassungskontakte 1586 eingeschlossen sind, können auch die Öffnung 1579 in dem unteren Gehäuseabschnitt 1576 und entsprechende Öffnungen (nicht gezeigt) in dem oberen Gehäuseabschnitt 1526 eingeschlossen sein. Feuchtigkeit auf dem Zungenformteil 1510 kann durch die Öffnungen 1579 in dem unteren Gehäuseabschnitt 1576 und entsprechende Öffnungen in dem oberen Gehäuseabschnitt 1526 hindurchtreten und so die Flüssigkeitserfassungskontakte 1586 erreichen. Spannungssignale, wie eine Sinuswelle oder Pulswelle, können an die Flüssigkeitserfassungskontakte 1586 angelegt werden, und das Vorhandensein von Feuchtigkeit kann unter Verwendung von elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) erfasst werden. Zum Beispiel kann eine Phasendifferenz zwischen einem Spannungssignal, das an die Flüssigkeitserfassungskontakte 1586 angelegt wird, und einem resultierenden Strom bestimmt werden, und aus der bestimmten Phasenverschiebung können das Vorhandensein und die Eigenschaften der Feuchtigkeit bestimmt werden.
In 17 wurden die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte 1524 der Kontakte 1520 mit den Pads 1584 auf einer Oberseite der flexiblen Leiterplatte 1580 verlötet. In ähnlicher Weise wurden die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte 1574 der Kontakte 1570 (beide in 16 gezeigt) mit den Pads 1584 auf einer Unterseite der flexiblen Leiterplatte 1580 verlötet. Der Verstärkungsrahmen 1560 wurde an der resultierenden Struktur angebracht. Das obere Massepad 1530 kann unter Verwendung der Querschiene 1532 an dem Verstärkungsrahmen 1560 angebracht sein. Das untere Massepad 1590 (in 16 gezeigt) kann unter Verwendung der Querschiene 1592 an dem Verstärkungsrahmen 1560 angebracht sein, sodass die Anordnungsstruktur 1790 gebildet wird. Das Zungenformteil 1510 kann dann so geformt sein, dass die hintere Öffnung 1544 in der Klammer 1540 um die flexible Leiterplatte 1580 herum gebildet wird. Die Rückplatte 1550 kann über das Zungenformteil 1510 geschoben und an dem Verstärkungsrahmen 1560, der Querschiene 1532 und der Querschiene 1592 angebracht sein. Alternativ kann die Rückplatte 1550 an dem Verstärkungsrahmen 1560, der Querschiene 1532 und der Querschiene 1592 angebracht werden, bevor das Zungenformteil 1510 gebildet wird. Außerdem können das obere Massepad 1530 und das untere Massepad 1590 an dem Verstärkungsrahmen 1560 angebracht sein, nachdem das Zungenformteil 1510 gebildet wurde, oder diese und andere Schritte können in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abgeändert, weggelassen oder zu dem Montageprozesses hinzugefügt werden. Der Verstärkungsrahmen 1560 kann die seitlichen Massekontakte 1562 einschließen, die von dem Zungenformteil 1510 auf der Zunge 1500 nicht abgedeckt bleiben können.
In einem anderen Beispiel können obere Kontakte durch einen oberen Gehäuseabschnitt zusammengehalten werden und untere Kontakte können durch einen unteren Gehäuseabschnitt zusammengehalten werden. Je nach einer Dicke der Kontakte können der obere Gehäuseabschnitt und der untere Gehäuseabschnitt einige oder alle Funktionen von Federfingern ausführen. Zwischen dem oberen Gehäuseabschnitt und dem unteren Gehäuseabschnitt kann eine Isolierschicht positioniert sein. Die Isolierschicht kann klebend sein oder eine oder mehrere Klebeoberflächen aufweisen, um die Montage zu erleichtern. Ein Verstärkungsrahmen kann zur Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen, zur Erdung und zur mechanischen Stützung entlang der Seiten des oberen Gehäuseabschnitts und des unteren Gehäuseabschnitts positioniert sein. Ein Massepad für eine Oberseite einer Zunge und ein Massepad für eine Unterseite der Zunge können hinzugefügt sein. Ein Zungenabschnitt kann um diese Anordnung herum geformt sein, sodass eine hintere Öffnung bereitgestellt wird, die Zugang zu oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitten der oberen Kontakte und unteren Kontakte bereitstellt. Eine flexible Leiterplatte kann in die Öffnung auf der Rückseite des geformten Zungenabschnitts eingesetzt sein. Die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte der oberen Kontakte und der unteren Kontakte können mit Pads auf der flexiblen Leiterplatte Reflow-verlötet sein. Ein Beispiel ist in den folgenden Figuren dargestellt.
18 veranschaulicht eine weitere Zunge für einen Steckverbindereinsatz oder eine Steckverbinderbuchse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Zunge 1800 kann das Zungenformteil 1810 einschließen, das die Stützstruktur oder den oberen Gehäuseabschnitt 1826 auf einer Oberseite des Zungenformteils 1810 und die Stützstruktur oder den unteren Gehäuseabschnitt 1876 (in 19 gezeigt) auf einer Unterseite des Zungenformteils 1810 unterstützt. Der obere Gehäuseabschnitt 1826 kann die Kontakte 1820 stützen, während der untere Gehäuseabschnitt 1876 die Kontakte 1870 (in 19 gezeigt) stützen kann. Das Zungenformteil 1810 kann ferner das obere Massepad 1830 auf einer Oberseite und das untere Massepad 1890 (in 19 gezeigt) auf einer Unterseite stützen. Der Verstärkungsrahmen 1860 kann die seitlichen Massekontakte 1862 einschließen. Die Zunge 1800 kann ferner die Klammer 1840 einschließen, die die Rückplatte 1850 stützen kann. Die Klammer 1840 kann die Kerben 1842 für Befestigungselemente oder andere Strukturen zum Anbringen der Zunge 1800 an Ort und Stelle in dem Computer 100 (in 1 gezeigt) oder einer anderen elektronischen Vorrichtung einschließen. Die Zunge 1800 kann eine hintere Öffnung 1844 einschließen, durch die der verdickte Abschnitt 1882 der flexiblen Leiterplatte 1880 hindurchtreten oder in die dieser eingeführt werden kann. Der verdickte Abschnitt 1882 der flexiblen Leiterplatte 1880 kann mit Verstärkungs- und anderen Schichten verdickt sein. In diesen und anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der verdickte Abschnitt 1882 weggelassen und die Verstärkungsschichten nicht eingeschlossen sein. Die flexible Leiterplatte 1880 kann mit der flexiblen Leiterplatte 920 (in 13 gezeigt) und den anderen hierin gezeigten oder durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitgestellten flexiblen Leiterplatten identisch oder ähnlich dazu sein oder deren verschiedenen Merkmale einschließen.
Der obere Gehäuseabschnitt 1826 kann ferner einen, zwei oder mehr als zwei Flüssigkeitserfassungskontakte 1828 stützen, während der untere Gehäuseabschnitt 1876 einen, zwei oder mehr als zwei Flüssigkeitserfassungskontakte (nicht gezeigt) stützen kann, die mit den Flüssigkeitserfassungskontakten 1828 identisch oder ähnlich dazu sein können. Einer der Flüssigkeitserfassungskontakte 1828 kann zwischen dem VBUS-Kontakt 1829 und dem CC-Kontakt 1827 positioniert sein, welches der Pfad der stärksten Korrosion auf einem Universal-Serial-Bus-Typ-C-Steckverbinder sein kann. Der CC-Kontakt 1827 kann um den Flüssigkeitserfassungskontakt 1828 herum geleitet werden, während VBUS-Kontakt 1829 unverändert bleiben kann, um eine Erhöhung des Serienwiderstands zu vermeiden.
Die Flüssigkeitserfassungskontakte 1828 können von der Länge her kurz sein und sich nur ein kurzes Stück über das obere Massepad 1830 auf einer Oberseite der Zunge 1800 und das untere Massepad 1890 auf einer Unterseite der Zunge 1800 hinaus erstrecken.
Auf diese Weise sind die Flüssigkeitserfassungskontakte 1828 mit keinem der Kontakte (nicht gezeigt) eines Steckverbindereinsatzes (nicht gezeigt) verbunden, wenn der Steckverbindereinsatz in eine Steckverbinderbuchsen-Gehäusezunge 1800 eingesteckt ist. Die Steckverbinderbuchsen-Schnittstellenschaltlogik (nicht gezeigt) kann eine Spannungswellenform an die Flüssigkeitserfassungskontakte 1828 bereitstellen, um das Vorhandensein von Feuchtigkeit mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) zu bestimmen Die Spannungswellenform kann eine Sinuswelle, Rechteckwelle oder andere Spannungswellenform sein. Wenn Feuchtigkeit an einem Flüssigkeitserfassungskontakt 1828 vorhanden ist, kann ein Strom resultieren. Die Steckverbinderbuchsen-Schnittstellenschaltlogik kann die Größe dieses Stroms und jede Phasenverschiebung gegenüber der angelegten Spannung erfassen. Daraus können das Vorhandensein von Feuchtigkeit sowie Informationen über die Art der vorhandenen Feuchtigkeit bestimmt werden. Weitere Details hierzu finden sich in der gleichzeitigen US-Patentanmeldung Nr. 17/229,660 , eingereicht am 13. April 2021, mit dem Titel LIQUID DETECTION AND CORROSION MITIGATION, die durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Die Kontaktierungsoberflächen 1822 der Kontakte 1820 und die Kontaktierungsoberflächen 1872 der Kontakte 1870 können physisch und elektrisch mit Kontakten eines entsprechenden Steckverbinders (nicht gezeigt) verbunden sein, wenn der entsprechende Steckverbinder mit einem Steckverbinder, der die Zunge 1800 verwendet, zusammengesteckt ist. Die seitlichen Massekontakte 1862 können physisch und elektrisch eine Innenoberfläche einer Abschirmung (nicht gezeigt) des entsprechenden Steckverbinders kontaktieren, wenn der entsprechende Steckverbinder mit einem Steckverbinder, der die Zunge 1800 verwendet, zusammengesteckt ist. Das obere Massepad 1830 und das untere Massepad 1890 können physisch und elektrisch mit Massekontakten nahe einer Öffnung des entsprechenden Steckverbinders verbunden sein, wenn der entsprechende Steckverbinder mit einem Steckverbinder, der die Zunge 1800 verwendet, zusammengesteckt ist. Die Zunge 1800 kann auf verschiedene Weise geformt sein. Ein Beispiel ist in den folgenden Figuren dargestellt.
19 bis einschließlich 21 veranschaulichen ein Verfahren zum Herstellen einer Zunge für eine Steckverbinderbuchse oder einen Steckverbindereinsatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 19 kann die Zunge 1800 die Kontakte 1820 und die Kontakte 1870 sowie die Flüssigkeitserfassungskontakte 1828 auf einer Oberseite und Flüssigkeitserfassungskontakte (nicht gezeigt) auf einer Unterseite einschließen. Die Kontakte 1820 können die Kontaktierungsoberflächen 1822 und die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte 1824 einschließen. Die Kontakte 1820 können durch den oberen Gehäuseabschnitt 1826 in Position gehalten werden. Der obere Gehäuseabschnitt 1826 kann um Abschnitte der Kontakte 1820 und der Flüssigkeitserfassungskontakte 1828 herum geformt sein. Die Kontakte 1870 können die Kontaktierungsoberflächen 1872 und die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte 1874 einschließen. Die Kontakte 1870 können durch den unteren Gehäuseabschnitt 1876 in Position gehalten werden. Der untere Gehäuseabschnitt 1876 kann um Abschnitte der Kontakte 1870 und der Flüssigkeitserfassungskontakte (nicht gezeigt) herum geformt sein.
Die flexible Leiterplatte 1880 kann den verdickten Abschnitt 1882 einschließen, der die Pads 1884 auf einer Ober- und Unterseite stützen kann. Die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte 1824 der Kontakte 1820 können mit den Pads 1884 auf einer Oberseite der flexiblen Leiterplatte 1880 verlötet werden, während die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte 1874 der Kontakte 1870 mit den entsprechenden Pads 1884 auf einer Unterseite der flexiblen Leiterplatte 1880 verlötet werden können. Der Abschnitt 1864 des Verstärkungsrahmens 1860 kann entlang einer Vorderseite und Seiten der resultierenden Struktur platziert werden, die die flexible Leiterplatte 1880, den oberen Gehäuseabschnitt 1826 und den unteren Gehäuseabschnitt 1876 einschließt. Das obere Massepad 1830 kann unter Verwendung der Querschiene 1832 an dem Verstärkungsrahmen 1860 angebracht sein, während das untere Massepad 1890 unter Verwendung der Querschiene 1892 an dem Verstärkungsrahmen 1860 angebracht sein kann, um die Anordnungsstruktur 2090 (in 20 gezeigt) fertigzustellen.
Das Zungenformteil 1810 kann um die Anordnungsstruktur 2090 herum geformt oder anderweitig geformt sein. Das Zungenformteil 1810 kann eine hintere Öffnung 1844 in der Klammer 1840 einschließen. Das Zungenformteil 1810 kann durch die Öffnung 1852 der Rückenplatte 1850 eingeführt werden. Die Rückplatte 1850 kann an dem Verstärkungsrahmen 1860, der Querschiene 1832 und der Querschiene 1892 angebracht sein. Die Klammer 1840 kann die Kerben 1842 zum Aufnehmen von Befestigungselementen (nicht gezeigt) einschließen, die zum Sichern der Zunge 1800 an einer Innenoberfläche des Gehäuses 102 für den Computer 100 (beide in 1 gezeigt) oder eine andere elektronische Vorrichtung verwendet werden können. Alternativ kann die Rückplatte 1850 an dem Verstärkungsrahmen 1860, der Querschiene 1832 und der Querschiene 1892 angebracht werden, bevor das Zungenformteil 1810 geformt wird. Außerdem kann das obere Massepad 1830 unter Verwendung der Querschiene 1832 an dem Verstärkungsrahmen 1860 angebracht werden, und das untere Massepad 1890 kann unter Verwendung der Querschiene 1892 an dem Verstärkungsrahmen 1860 angebracht werden, nachdem die Zunge 1810 geformt wurde, oder diese und andere Schritte können in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abgeändert, weggelassen oder zu dem Montageprozesses hinzugefügt werden. Der Abstandshalter oder die Isolierschicht 1896 kann zwischen dem oberen Gehäuseabschnitt 1826 und dem unteren Gehäuseabschnitt 1876 positioniert sein, um Zwischenraum zwischen den Kontakten 1870 und den Kontakten 1820 bereitzustellen und sie gegeneinander zu isolieren. Die Isolierschicht 1896 kann als Abstandshalter fungieren und kann die Stelle eines Abschnitts der flexiblen Leiterplatte 1880 einnehmen, da sich die flexible Leiterplatte 1880 nicht so weit in die Zunge 1800 erstreckt, wie sich die flexible Leiterplatte 1580 in die Zunge 1500 erstreckt (beide in 16 gezeigt). Die Isolierschicht 1896 kann klebend sein oder entweder eine Klebeoberseite oder eine Klebeunterseite oder beides aufweisen, um die Montage zu unterstützen.
In 20 wurde die Isolierschicht 1896 (in 19 gezeigt) zwischen dem oberen Gehäuseabschnitt 1826 und dem unteren Gehäuseabschnitt 1876 platziert. Der Verstärkungsrahmen 1860 wurde an der resultierenden Struktur angebracht. Das Massepad 1830 wurde unter Verwendung der Querschiene 1832 an dem Verstärkungsrahmen 1860 angebracht, und das Massepad 1890 wurde unter Verwendung der Querschiene 1892 an dem Verstärkungsrahmen 1860 angebracht, um die Anordnungsstruktur 2090 zu bilden.
Das Zungenformteil 1810 der Zunge 1800 kann dann so geformt werden, dass die seitlichen Massekontakte 1862 freiliegen, und die hintere Öffnung 1844 wird so gebildet, dass die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte 1824 (in 19 gezeigt) auf dem oberen Gehäuseabschnitt 1826 und die oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitte 1874 auf dem unteren Gehäuseabschnitt 1876 freiliegen. Die Rückplatte 1850 kann über das Zungenformteil 1810 geschoben und an dem Verstärkungsrahmen 1860, der Querschiene 1832 und der Querschiene 1892 angebracht werden. Alternativ kann die Rückplatte 1850 an dem Verstärkungsrahmen 1860, der Querschiene 1832 und der Querschiene 1892 angebracht werden, bevor das Zungenformteil 1810 gebildet wird. Außerdem können das obere Massepad 1830 und das untere Massepad 1890 an dem Verstärkungsrahmen 1860 angebracht werden, nachdem das Zungenformteil 1810 gebildet wurde, oder diese und andere Schritte können in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abgeändert, weggelassen oder zu dem Montageprozesses hinzugefügt werden. Der Verstärkungsrahmen 1860 kann die seitlichen Massekontakte 1862 einschließen, die von dem Zungenformteil 1810 nicht abgedeckt bleiben können. Die flexible Leiterplatte 1880 kann den verdickten Abschnitt 1882 einschließen, der die Pads 1884 auf einer Ober- und Unterseite stützt.
In 21 wurde die Anordnungsstruktur 2090 (in 20 gezeigt) durch das Zungenformteil 1810 geformt. Das Zungenformteil 1810 kann in die Öffnung 1852 der Rückplatte 1850 eingepasst werden. Die Rückplatte 1850 kann an dem Verstärkungsrahmen 1860, der Querschiene 1832 und der Querschiene 1892 angebracht sein. Die flexible Leiterplatte 1880 kann in die hintere Öffnung 1844 an einer Rückseite der Klammer 1840 eingepasst sein. Die Kontakte oder Pads 1884 auf einer Oberseite des verdickten Abschnitts 1882 der flexiblen Leiterplatte 1880 können mit den oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitten 1824 auf dem oberen Gehäuseabschnitt 1826 (beide in 19 gezeigt) Reflow-verlötet werden, und die Kontakte oder Pads 1884 auf einer Unterseite des verdickten Abschnitts 1882 der flexiblen Leiterplatte 1880 können mit den oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitten 1874 auf dem unteren Gehäuseabschnitt 1876 Reflow-verlötet werden.
Während Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als USB-Typ-C-Steckverbindereinsätze und -Steckverbinderbuchsen nützlich sein können, können diese und andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als Steckverbinderbuchsen in anderen Arten von Steckverbindersystemen verwendet werden, beispielsweise einem Peripheral-Component-Interconnect-express-Steckverbindersystem (PCIe-Steckverbindersystem).
In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Federfinger, Kontakte, Abschirmungen, Masseplatten, Massepads, Querschienen, Verstärkungsrahmen und andere leitfähige Abschnitte eines Steckverbindereinsatzes oder einer Steckverbinderbuchse durch Stanzen, Metall-Spritzguss, maschinelle Bearbeitung, Mikrobearbeitung, 3D-Druck oder andere Herstellungsverfahren geformt werden. Die leitfähigen Abschnitte können aus Edelstahl, Stahl, Kupfer, Kupfer-Titan, Phosphor-Bronze oder einem anderen Material oder einer Kombination aus Materialien gebildet sein. Sie können mit Nickel, Gold oder einem anderen Material überzogen oder beschichtet sein.
Diese nicht leitenden Abschnitte, wie die Gehäuse, Gehäuseabschnitte, Zungenformteile, Isolierschichten, Federfinger und andere Strukturen, können unter Verwendung von Spritzguss oder einem anderen Gussverfahren, 3D-Drucken, maschineller Bearbeitung oder einem anderen Herstellungsverfahren geformt werden. Die nicht leitfähigen Abschnitte können aus Silizium oder Silikon, Gummi, Hartgummi, Kunststoff, Nylon, Flüssigkristallpolymeren (FKP), Keramik oder einem anderen nicht leitfähigen Material oder einer Kombination aus Materialien gebildet sein. Die verwendeten gedruckten Leiterplatten können aus FR-4 oder einem anderen Material geformt sein. Die Kontakte können aufplattiert, durch Aufdampfen gebildet, aufgelötet oder auf andere Weise auf den flexiblen Leiterplatten geformt werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Steckverbinderbuchsen und Steckverbindereinsätze bereitstellen, die sich in verschiedenen Arten von Vorrichtungen befinden können und damit verbunden werden können, wie tragbaren Computervorrichtungen, Tablet-Computern, Desktop-Computern, Laptops, All-in-one-Computern, am Körper tragbaren Computervorrichtungen, Mobiltelefonen, Smartphones, Medientelefonen, Speichervorrichtungen, tragbaren Medienwiedergabegeräten, Navigationssystemen, Monitoren, Videoübertragungssystemen, Netzteilen, Adaptern, Fernbedienungsvorrichtungen, Ladegeräten und anderen Vorrichtungen. Diese Steckverbinderbuchsen und Steckverbindereinsätze können Interconnect-Pfade für Signale bereitstellen, die mit verschiedenen Standards kompatibel sind, wie beispielsweise mit einem der Universal Serial Bus (USB) Standards, einschließlich USB Typ-C, High-Definition Multimedia Interface® (HDMI), Peripheral Component Interconnect express, Digital Visual Interface (DVI), Ethernet, Displayport, Thunderbolt™, Lightening™, Joint Test Action Group (JTAG), Test-Access-Port (TAP), Directed Automated Random Testing (DART), Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART), Taktsignale, Stromsignale und andere Arten von Standard-, Nicht-Standard- und proprietären Schnittstellen und Kombinationen davon, die bereits entwickelt wurden, sich in der Entwicklung befinden oder in der Zukunft entwickelt werden. Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Steckverbinderbuchsen und Steckverbindereinsätze bereitstellen, die verwendet werden können, um einen eingeschränkten Satz an Funktionen für einen oder mehrere dieser Standards bereitzustellen. In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können diese Interconnect-Pfade, die durch diese Steckverbinderbuchsen bereitgestellt werden, verwendet werden, um Energie, Masse, Signale, Prüfpunkte sowie Spannung, Strom, Daten oder andere Informationen zu übermitteln.
Es versteht sich von selbst, dass bei der Verwendung von personenbezogenen Daten Datenschutzrichtlinien und -praktiken befolgt werden sollten, die allgemein anerkannt sind und branchenspezifischen oder behördlichen Anforderungen zur Wahrung der Privatsphäre der Benutzer entsprechen oder diese übertreffen. Insbesondere sollten personenbezogene Daten so verwaltet und gehandhabt werden, dass das Risiko eines unbeabsichtigten oder unbefugten Zugriffs oder einer unbefugten Nutzung minimiert wird, und die Art der genehmigten Nutzung sollte den Benutzern klar angezeigt werden.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung wurde zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt. Sie soll weder erschöpfend sein, noch die Erfindung auf die genaue beschriebene Form beschränken, und im Lichte der vorstehenden Lehre sind viele Modifikationen und Variationen möglich. Die Ausführungsformen wurden ausgesucht und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktischen Anwendungen so gut wie möglich zu erläutern und es dadurch anderen Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen, die für den jeweiligen in Erwägung gezogenen Verwendungszweck geeignet sind, optimal zu nutzen. Es versteht sich somit, dass die Erfindung alle Modifikationen und Äquivalente innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Patentansprüche abdecken soll.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 17229660 [0094]

Claims

Steckverbinder, umfassend: eine flexible Leiterplatte; eine erste Vielzahl von Kontakten, die jeweils einen oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitt aufweisen, der mit einem Pad auf einer Oberseite der flexiblen Leiterplatte verlötet ist; einen oberen Gehäuseabschnitt, der die erste Vielzahl von Kontakten stützt; eine zweite Vielzahl von Kontakten, die jeweils einen oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitt aufweisen, der an ein Pad auf einer Unterseite der flexiblen Leiterplatte gelötet ist; und einen oberen Gehäuseabschnitt, der die zweite Vielzahl von Kontakten stützt.
Steckverbinder nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Zungenformteil, das mindestens teilweise um den oberen Gehäuseabschnitt und den unteren Gehäuseabschnitt herum gebildet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 2, ferner umfassend einen Verstärkungsrahmen um eine Vorderseite und Seiten des oberen Gehäuseabschnitts und des unteren Gehäuseabschnitts herum.
Steckverbinder nach Anspruch 3, wobei das Zungenformteil eine Klammer umfasst und die Klammer Merkmale zum Aufnehmen von Befestigungselementen umfasst, um das Zungenformteil an einem Gehäuse einer elektronischen Vorrichtung zu sichern.
Steckverbinder nach Anspruch 4, ferner umfassend ein oberes Massepad, das mit dem Verstärkungsrahmen verbunden ist, und ein unteres Massepad, das mit dem Verstärkungsrahmen verbunden ist.
Steckverbinder nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Rückplatte, die mit dem oberen Massepad und dem unteren Massepad verbunden ist.
Steckverbinder nach Anspruch 6, wobei die flexible Leiterplatte einen Flüssigkeitserfassungskontakt auf einer Oberseite und einen Flüssigkeitserfassungskontakt auf der Unterseite einschließt.
Steckverbinder nach Anspruch 7, wobei der obere Gehäuseabschnitt eine Öffnung einschließt, um Zugang zu dem Flüssigkeitserfassungskontakt auf der Oberseite der flexiblen Leiterplatte bereitzustellen, und der untere Gehäuseabschnitt eine Öffnung einschließt, um Zugang zu dem Flüssigkeitserfassungskontakt auf der Unterseite der flexiblen Leiterplatte bereitzustellen.
Steckverbinder, umfassend: eine erste Vielzahl von Kontakten, die jeweils eine Kontaktierungsoberfläche und einen oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitt aufweisen; einen oberen Gehäuseabschnitt, der die erste Vielzahl von Kontakten stützt; eine zweite Vielzahl von Kontakten, die jeweils eine Kontaktierungsoberfläche und einen oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitt aufweisen; und einen unteren Gehäuseabschnitt, der die zweite Vielzahl von Kontakten trägt; und ein Zungenformteil, das sich mindestens teilweise um den oberen Gehäuseabschnitt und den unteren Gehäuseabschnitt herum befindet und eine hintere Öffnung aufweist, sodass die Kontaktierungsoberflächen der ersten Vielzahl von Kontakten auf einer Oberseite des Zungenformteils freiliegen und die Kontaktierungsoberflächen der ersten Vielzahl von Kontakten und die Kontaktierungsoberflächen der zweiten Vielzahl von Kontakten auf einer Unterseite des Zungenformteils freiliegen.
Steckverbinder nach Anspruch 9, ferner umfassend eine Isolierschicht zwischen dem oberen Gehäuseabschnitt und dem unteren Gehäuseabschnitt.
Steckverbinder nach Anspruch 10, wobei die Isolierschicht klebend ist.
Steckverbinder nach Anspruch 10, wobei die Isolierschicht eine oder mehrere von einer Klebeoberseite und einer Klebeunterseite aufweist.
Steckverbinder nach Anspruch 10, wobei das Zungenformteil eine Klammer umfasst, die die hintere Öffnung aufweist.
Steckverbinder nach Anspruch 13, wobei die hintere Öffnung in der Klammer Zugang zu den oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitten der ersten Vielzahl von Kontakten den oberflächenmontierten Kontaktierungsabschnitten der zweiten Vielzahl von Kontakten bereitstellt.
Steckverbinder nach Anspruch 14, ferner umfassend einen Verstärkungsrahmen um eine Vorderseite und Seiten des oberen Gehäuseabschnitts und des unteren Gehäuseabschnitts herum.
Steckverbinder nach Anspruch 15, wobei die Klammer Merkmale zum Aufnehmen von Befestigungselementen umfasst, um das Zungenformteil an einem Gehäuse einer elektronischen Vorrichtung zu sichern.
Steckverbinder nach Anspruch 16, ferner umfassend ein oberes Massepad, das mit dem Verstärkungsrahmen verbunden ist, und ein unteres Massepad, das mit dem Verstärkungsrahmen verbunden ist.
Steckverbinder nach Anspruch 17, ferner umfassend eine Rückplatte, die mit dem oberen Massepad und dem unteren Massepad verbunden ist.
Steckverbinder, umfassend: eine Zunge; eine erste Stützstruktur an einer Oberseite der Zunge; eine zweite Stützstruktur an einer Unterseite der Zunge; eine flexible Leiterplatte; eine erste Vielzahl von Kontakten, die von der ersten Stützstruktur gestützt werden und mit einer Oberseite der ersten flexiblen Leiterplatte verlötet sind; und eine zweite Vielzahl von Kontakten, die von der zweiten Stützstruktur gestützt werden.
Steckverbinder nach Anspruch 19, wobei die erste Stützstruktur ein erster Gehäuseabschnitt ist und die zweite Stützstruktur ein zweiter Gehäuseabschnitt ist.