DE60104347T2

DE60104347T2 - Steckverbinder

Info

Publication number: DE60104347T2
Application number: DE60104347T
Authority: DE
Inventors: Kazuya Yokohama-shi Okano
Original assignee: FCI SA
Current assignee: FCI SA
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2021-02-23
Also published as: KR100653820B1; US20020022398A1; EP1133003A2; US6645001B2; DE60104347D1; ATE271720T1; JP2001244030A; KR20010085637A; CA2338210A1; EP1133003B1; EP1133003A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Gattung. Solch ein Steckverbinder ist bekannt aus der US 871319 A1 .
Ein Beispiel für einen herkömmlichen Verbinder ist in 8 gezeigt. Genauer gesagt ist dort ein Steckverbinder gezeigt. Bezugszeichen 1 beziffert ein Flachbandkabel, bei dem mehrere Kabel 3 parallel zueinander angeordnet sind. In der Zeichnung verlaufen die Kabel 3 in der Papierebene. Die freien Enden der Kabel 3 sind um einen Kabelhalter 4 U-förmig gelegt und treten in Kontakt mit dem Sockel eines Steckverbinders 5, der von außen eingeführt ist. Der Steckverbinder greift in einen (nicht gezeigten) Buchsenverbinder ein, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen dem Steckverbinder und dem Buchsenverbinder hergestellt ist.
Da bei einem herkömmlichen Verbinder das Kabel mit dem Steckverbinder durch das Zusammenfügen mehrere Teile verbunden werden muss, tritt das Problem auf, dass die Anzahl der Teile hoch ist und zusätzlich die Anzahl der Montageschritte hoch ist.
Die US 4871319 A1 beschreibt einen Steckverbinder, welcher die freien Enden elektrisch leitender Kabel verbindet und in Buchsensteckverbinder eingreift, indem die elektrisch leitenden Kabel und Kontakte, die in den Buchsensteckern vorgesehen sind, aufgrund deren Verbindung Strom leiten, wobei der Steckverbinder aufweist:

ein Substrat, welches ein Steckverbindergehäuse bildet, und einen leitenden Bereich in Form eines Films, der auf einer Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, wobei der filmförmige leitende Bereich Kontakt herstellt zwischen dem Kontakt des Buchsensteckers, wenn der Steckverbinder und der Buchsenstecker miteinander in Eingriff stehen,
wobei das freie Ende des elektrisch leitenden Kabels mit dem leitenden Teil elektrisch verbunden ist.

Angesichts der oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Steckverbinder mit guten Abschirmeigenschaften anzugeben, der eine verminderte Anzahl an Bestandteilen und Montageschritten aufweist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Unteransprüche sind auf Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
Bei dem erfindungsgemäßen Verbinder sind das leitende Kabel und das Gehäuse elektrisch über einen als Film ausgebildeten leitenden Teil miteinander verbunden, der beispielsweise durch Plattierung der Substratoberfläche hergestellt ist.
Der Steckverbinder nach Anspruch 2 ist ein Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem Öffnungen in dem Substrat vorgesehen sind und zu jeder Öffnung ein entsprechend leitender Bereich aufweist:
einen leitenden Verbindungsfilm, der in der Nähe einer Seite der Öffnung angeordnet ist und an den das freie Ende des elektrisch leitenden Kabels angeschlossen ist, und einen leitenden Öffnungsfilm, der auf der Innenwand der Öffnung elektrisch kontinuierlich und in Verbindung mit dem leitenden Film angeordnet ist und der den Kontakt herstellt mit dem Kontakt des Buchsensteckers auf der anderen Seite der Öffnung.
Bei diesem Steckverbinder stellt das leitende Kabel im zusammengesteckten Zustand zwischen dem Steckverbinder und dem Buchsenverbinder eine elektrische Kontinuität mit dem Gehäuse über den leitenden Verbindungsfilm und den Öffnungsfilm her.
Da das elektrisch leitende Kabel so aufgebaut ist, dass es mit dem leitenden Verbindungsfilm verbunden ist, sind keine weiteren leitenden Teile notwendig.
Der Steckverbinder nach Anspruch 3 ist ein Steckverbinder nach Anspruch 2, bei dem die leitenden Verbindungsfilme in der Nähe beider Seiten angeordnet sind und das freie Ende des elektrisch leitenden Kabels mit jedem der leitenden Verbindungsfilme verbunden ist, die sich über die eine Öffnung erstrecken.
Bei diesem Steckverbinder ist das elektrisch leitende Kabel mit dem elektrisch leitenden Film mit beiden Seiten der Öffnung verbunden und der Kontaktbereich zwischen dem elektrisch leitenden Kabel und dem leitenden Verbindungsfilm ist groß und es kann eine Verbindung mit einer hohen Zuverlässigkeit hergestellt werden.
Der Steckverbinder nach Anspruch 4 ist ein Steckverbinder nach Anspruch 2 oder 3, bei dem eine Ausnehmung zur Aufnahme von Lötzinn in der Nähe der einen Seite der Öffnung angeordnet ist, wobei die leitenden Verbindungsfilme auf den Innenwänden dieser Ausnehmung und um den Rand dieser Ausnehmung angeordnet sind und das elektrisch leitende Kabel mit dem leitenden Verbindungsfilm mit Lötzinn verlötet sind, welches in der Ausnehmung angeordnet ist.
Bei diesem Steckverbinder kann das Lötzinn stabil auf dem Substrat platziert werden, da das Lötzinn in Öffnungen angeordnet ist, wenn das elektrisch leitende Kabel angelötet ist.
Der oben erwähnte Steckverbinder ist ein Steckverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem eine Mehrzahl elektrisch leitender Kabel ein Kabel bilden, indem sie parallel zueinander verbunden sind, während sie jeweils voneinander isoliert sind, eine Mehrzahl dieser leitenden Bereiche jeweils unabhängig voneinander in dem Steckverbinder vorgesehen sind und die freien Enden der jeweils elektrisch leitenden Drähte des Kabels jeweils mit einem der leitenden Bereiche verbunden ist.
Zusätzlich kann der Steckverbinder ein Steckverbinder nach Anspruch 5 sein, bei dem Führungselemente an dem Kabel befestigt sind und Führungsnuten, in die die Führungselemente eingreifen, in dem Substrat vorgesehen sind, so dass, wenn die Führungselemente in die Führungsnuten eingreifen, bezüglich eines der elektrisch leitenden Kabel und eines der Öffnungen das freie Ende des elektrisch leitenden Kabels so angeordnet ist, dass es sich durch eine Seite der Öffnung erstreckt und über die obere Oberfläche der Öffnung vorsteht.
Bei diesem Steckverbinder kann jedes elektrisch leitende Kabel, selbst, wenn ein Kabel eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Drähten aufweist und die elektrisch leitenden Teile leicht positioniert werden, indem das Führungselement in der Führungsnut verrastet wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Steckverbinders nach der Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht dieses Steckverbinders, wobei die Metallabschirmung in dieser Zeichnung weggelassen wurde;
3 einen vergrößerten Ausschnitt des leitenden Teils des Steckverbinders;
4 das Verbinden des Kabels mit dem Steckverbinder;
5 das Verbinden des Kabels mit dem Steckverbinder;
6 den Eingriff zwischen dem Steckverbinder und dem Buchsenverbinder;
7 den Steckverbinder und den Buchsenverbinder in eingestecktem Zustand im Querschnitt und
8 einen Querschnitt eines üblichen Steckverbinders.
Im Folgenden wird ein Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Figuren näher erläutert.
1 zeigt einen Steckverbinder nach dieser Ausführungsform. Der Steckverbinder 20 weist ein Steckverbindergehäuse aus Kunststoff (Substrat 21) und eine Metallabschirmung 23 auf, welche das Steckverbindergehäuse 21 umschließt und ein Flachbandkabel 22 ist an dem Steckverbindergehäuse 21 angeschlossen.
2 ist eine perspektivische Ansicht des Steckverbinders 20, wobei die Metallabschirmung 23 weggelassen ist und zeigt eine Ansicht entlang des Pfeils der Linien A-A in der 1.
In 1 und 2 weist das Flachbandkabel 22 eine Mehrzahl von Koaxialkabeln 25 auf, die parallel zueinander in Richtung der Papierebene verlaufen und weist die Form eines Bandes auf. Das Koaxialkabel 25 hat einen inneren Leiter (leitendes Kabel) 25a in der Mitte und einen äußeren Leiter 25b außerhalb davon und anderes Abdeckmaterial 25c auf der Außenseite.
Das freie Ende eines jeden Koaxialkabels 25 und der innere Leiter 25a sind freigelegt und elektrisch und mechanisch mit dem leitenden Teil 28 eines Leiters verbunden, der auf der Oberfläche des Steckverbinders 21 entsprechend jedem inneren Leiter 25a vorgesehen ist.
Eine vergrößerte Ansicht des leitenden Teils 28 ist in 3 gezeigt. Öffnungen 30 sind vorgesehen, welche durch das Steckergehäuse 21 in Richtung von dessen Frontseite auf dessen Rückseite hin angeordnet sind. In der Nähe der Öffnung 30a auf der Seitenoberfläche der Öffnungen 30 sind Öffnungen 31 in dem Steckergehäuse 21 ausgebildet und in dieser Öffnung ist eine Lötzinnkugel, wie weiter unten beschrieben wird, angeordnet. In dem Steckergehäuse 21 sind leitende Verbindungsfilme 32 auf den Innenseiten der Öffnung 31 und um diese Öffnung 31 herum angeordnet. Auf den Innenseiten der Öffnung 30 sind leitende Filme 33a, 33b, 33c und 33d ausgebildet, die mit den leitenden Verbindungsfilmen 32 verbunden sind. Die leitenden Verbindungsfilme 32 und die leitenden Öffnungsfilme 33a, 33b, 33c und 33d sind jeweils leitend und bilden den leitenden Teil 28 des Steckverbinders.
Die leitenden Verbindungsfilme 32 und die leitenden Öffnungsfilme 33a, 33b, 33c und 33d sind als Ganzes auf der Oberfläche des Steckverbindergehäuses 21 durch eine wohlbekannte MID (Molded Interconnect Device)-Verfahrenstechnologie plattiert. Zusätzlich ist eine Führungsöffnung 34 in der unteren Oberfläche des Steckverbindergehäuses 21 in der Nähe der Öffnung 30 angeordnet.
Der äußere Leiter 25b eines jeden Koaxialkabels 25 ist elektrisch mit der rechtwinkligen Erdungsstange 26 verbunden, die einen elektrischen Leiter darstellt. Die Seitenwände 21a und 21b sind auf der linken und rechten Seite der oberen Oberfläche des Steckverbindergehäuses 21 und auf den Seitenwänden 21a und 21b angeordnet. Führungsnuten 21c, in die die Erdungsstange 26 von oben eingeführt ist, sind ausgebildet. Zusätzlich ist in dem Steckverbindergehäuse 21 ein Führungsteil 36 ausgeformt, welches eine Führungsnut 35 bildet, in der der innere Leiter 25a eines jeden Koaxkabels 25 eingefügt ist, wenn die Erdungsstange 26 in die Führungsnuten 21c eingefügt ist.
Durch Bereitstellung dieser Führungsnuten 21c und 35 ist der innere Leiter 25a eines jeden Koaxkabels 25 auf dem jeweils entsprechenden leitenden Teil 28 positioniert, wenn das Flachbandkabel 22 in Steckergehäuse 21 eingeführt ist. Zusätzlich erstreckt sich der innere Leiter 25a über die Öffnung 30 hinaus und ist so angeordnet, dass er über die obere Oberfläche der beiden Öffnungen 31 übersteht.
Die Führungsnuten 21c verhindern eine Bewegung der Erdungsstange 26 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung. Dadurch wird verhindert, dass die Ausreißkraft auf den leitenden Teil zwischen dem inneren Leiter 25a und den leitenden Verbindungsfilm 32 übertragen wird, wenn an dem Flachbandkabel 22 gezogen wird, so dass der leitende Teil erhalten werden kann.
Die Metallabschirmung 23 ist ein leitender Körper, der an dem Steckergehäuse 21 verankert ist und das Steckergehäuse 21 und das freie Ende des Flachbandkabels 22 abdeckt. Ein Andruckelement 23a, welches gebogen auf der Innenseite verläuft, ist in einem Teil der oberen Oberfläche der Metallabschirmung 23 vorgesehen und das Andruckelement 23a kontaktiert die Erdungsstange 26 und gleichzeitig verhindert es eine Auf- und Abwärtsbewegung der Erdungsstange 26. Zusätzlich fungiert sein unterer Teil 23b als eine Führung, wenn der Buchsenstecker 40 wie weiter unten beschrieben eingeführt wird.
Im Folgenden wird das Zusammenfügen des Steckverbinders erläutert.
Wie in den 4(a) und 4(b) gezeigt, greifen die Erdungsstange 26 des Flachbandkabels 22 von oben in die Führungsnuten 21c des Steckverbindergehäuses 21 ein. Wie in 1 gezeigt, ist eine Lötzinnkugel 38 zuvor in der Öffnung 31 gelagert und wenn ein Elektro nenstrahl die Lötzinnkugel 38 bestrahlt, um sie in dem in 4(c) gezeigten Zustand zu erhitzen, schmilzt die Lötzinnkugel 38 und gleichzeitig sind der innere Leiter 25a und der leitende Verbindungsfilm 32 miteinander verlötet. Auf diese Art kann durch das Vorhandensein der Öffnung 31 die Lötzinnkugel 38 stabil auf einer vorbestimmten Position angeordnet werden.
Wie in 5(a) gezeigt, ist die untere Hälfte der Metallabschirmung 23 auf dem Steckverbindergehäuse 21 montiert und wie in (b) gezeigt ist, ist die obere Hälfte heruntergebogen auf das Steckverbindergehäuse 21 und mit diesem verankert. Zu diesem Zeitpunkt ist das Andruckelement 23a, welches vorher in der Metallabschirmung 23 ausgeformt ist, in einem Zustand verankert, in dem sie auf die Erdungsstange presst.
Der Buchsenverbinder 40, welcher zuvor auf einem Substrat (nicht gezeigt) montiert ist, ist in den Steckverbinder 20 eingeführt, wie in den 6(a) und (b) gezeigt ist. Ein Querschnitt des zusammengefügten Zustands ist in 7 gezeigt. Der Buchsensteckverbinder 40 weist ein Buchsensteckergehäuse 41 auf, in dem Kontakte 42, die jeweiligen Koaxkabel 25 des Flachbandkabels 22 entsprechen, vorgesehen sind. Das obere Ende des Buchsensteckergehäuses 41 und der Kontakt 42 sind so ausgebildet, dass sie nach oben vorstehen und müssen von unten in die Öffnungen 30 des leitenden Teils 28 eingeführt werden, welche auf dem Steckverbindergehäuse 21 vorgesehen sind. Zu dieser Zeit ist der Buchsenstecker 40 ebenfalls durch den unteren Teil 23b der Metallabschirmung 23 und durch die Führungsöffnungen 34 für den Steckvorgang geführt. Zusätzlich tritt das freie Ende des Kontakts 42 in Kontakt mit dem leitenden Film 33c innerhalb der Öffnungen und ist elektrisch mit dem inneren Leiter 25a des entsprechenden Koaxkabels 25 verbunden. Zusätzlich kommen die Metallabschirmung 23 und die Abdeckung des Buchsenste ckergehäuses 21 in Kontakt und die Erdungsstange 23 steht in elektrischem Kontakt mit dem Buchsenstecker 40.
Die Kombination des Steckverbinders 20 und des Buchsensteckers 40 wird verwendet, wenn Kabel miteinander verbunden werden, die frei drehbar den Bildschirm und den Körper eines Notebook-Computers miteinander verbinden.
Wie oben beschrieben, kann bei dem Steckverbinder nach diesem Ausführungsform das Flachbandkabel 22 positioniert werden und einfach durch Verlöten, ohne andere Teile montieren zu müssen, kann das Koaxkabel 25 befestigt werden. Dieses wird einfach durch Einfügen der Erdungsstange 26 in die Führungsnut 21c positioniert. Daher kann bei dem Steckverbinder 20 die Anzahl der Teile und die Anzahl der Montageschritte reduziert werden.
Darüber hinaus muss ein Kontakt 42 nicht notwendigerweise in eine Öffnung 30 eingeführt werden. Zum Beispiel kann ein Teil des leitenden Öffnungsfilms 33a bis 33d innerhalb der Öffnung ausgedehnt werden auf die Außenseite der Öffnung 30, von der unteren Seite der Öffnung 30 ausgehend, und der Kontakt kann mit diesem Teil in Kontakt gebracht werden.
Wie oben erläutert, können bei dem erfindungsgemäßen Steckverbinder die leitenden Kabel ohne Montage anderer Teile befestigt werden und daher ist die Anzahl der Teile und die Anzahl der Montageschritte reduziert.

Claims

Steckverbinder (20), welcher freie Enden elektrisch leitender Kabel (25a) verbindet und in Buchsensteckverbinder (40) eingreift, in dem die elektrisch leitenden Kabel (25a) und Kontakte (42), die in den Buchsensteckern (40) vorgesehen sind, aufgrund deren Verbindung Strom leiten, wobei der Steckverbinder (20) aufweist: ein Substrat, welches ein Steckergehäuse (21) bildet, und einen leitenden Bereich (28) in Form eines Films, der auf einer Oberfläche des Substrats (21) ausgebildet ist, wobei der filmförmige leitende Bereich (28) Kontakt herstellt zwischen dem Kontakt (42) des Buchsensteckers (40), wenn der Steckverbinder (20) und der Buchsenstecker (40) miteinander in Eingriff stehen, wobei das freie Ende des elektrisch leitenden Kabels (25) mit dem leitenden Teil elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Kabel (25a) in ein Flachbandcoaxkabel (22) eingebettet sind, in dem ein äußerer Leiter (25b) elektrisch mit einem rechteckigen Erdungsstreifen (26) verbunden ist, der in einer Führungsrille (21c) angeordnet ist, die in Seitenwänden (21a, 21b) ausgeformt sind, wobei der Erdungsstreifen (26) federnd in die Führungsnuten (21c) eingeführt ist durch Pressteile (23a), die in eine Metallhülle (23) eingeformt sind, welche auf das Steckergehäuse (21) montiert ist.
Steckverbinder (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Öffnungen (30) in dem Substrat (21) vorgesehen sind und zu jeder Öffnung (30) ein entsprechender leitender Bereich (28) aufweist: einen leitenden Verbindungsfilm (32), der in der Nähe einer Seite der Öffnung (30) angeordnet ist und an den das freie Ende des elektrisch leitenden Kabels (25a) angeschlossen ist, und einen leitenden Öffnungsfilm (33a–33d), der auf der Innenwand der Öffnung (30) elektrisch kontinuierlich und in Verbindung mit dem leitenden Film (28) angeordnet ist und der den Kontakt herstellt mit dem Kontakt (42) des Buchsensteckers (40) auf der anderen Seite der Öffnung (30).
Steckverbinder (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Verbindungsfilme (32) in der Nähe beider Seiten der Öffnung (30) angeordnet sind und das freie Ende des elektrisch leitenden Kabels (25a) mit jedem der leitenden Verbindungsfilme (32) verbunden ist, die sich über die eine Öffnung erstrecken.
Steckverbinder (20) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausnehmung (31) zur Aufnahme von Lötzinn (28) in der Nähe der einen Seite der Öffnung (30) angeordnet ist, wobei die leitenden Verbindungsfilme (32) auf den Innenwänden dieser Ausnehmung (31) und um den Rand dieser Ausnehmung (31) angeordnet sind und das elektrisch leitende Kabel (25a) mit dem leitenden Verbindungsfilm (32) mit Lötzinn verlötet ist, welches in der Ausnehmung (31) angeordnet ist.
Steckverbinder (20) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl elektrisch leitender Kabel (25a, 25b) ein Kabel bilden, indem sie parallel zueinander verbunden sind, während sie jeweils voneinander isoliert sind, eine Mehrzahl dieser leiten den Bereiche (28) jeweils unabhängig voneinander in dem Steckverbinder (20) vorgesehen sind und die freien Enden der jeweiligen elektrisch leitenden Drähte (25a) des Kabels jeweils mit einem der leitenden Bereiche (28) verbunden ist.