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Technisches Umfeld
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen an einer Oberfläche montierbare
Klemmen, und im Speziellen an einer Oberfläche montierbare Antennenklemmen,
die für
eine Verwendung in Mobilkommunikations-Geräten geeignet sind.
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Hintergrund der Erfindung
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In
den meisten elektronischen Geräten,
einschließlich
mobiler Kommunikationsgeräte,
Mobiltelephone und PDAs, werden typischer Weise Platinen (printed
circuit boards, PCBs) verwendet. Die Oberflächenmontagetechnik (Surface-Mount
Technology, SMT) ermöglicht
es, Bauteile, wie etwa Wiederstände,
Kondensatoren, Speicherchips, Prozessoren und Klemmen auf eine PCB
zu montieren. Um einen Bauteil auf der PCB zu montieren, ist eine
Löt-Kontaktstelle
an der PCB angebracht. Der Bauteil wird dann auf der Löt-Kontaktstelle
angeordnet, und die PCB wird durch einen Reflow(Aufschmelz)-Ofen durchgeführt. Im
Inneren des Ofens schmilzt das Lot, und das Lot haftet an dem Bauteil
an. Wenn das Lot abkühlt, ist
der Bauteil fest an der PCB angebracht.
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Das
Anordnen der Bauteile auf der PCB wird von einem visuellen System
unterstützt.
Ein visuelles System enthält
eine Kamera, welche die Ausrichtung eines Bauteils erkennen kann,
bevor es auf der PCB angeordnet wird. Die Ausrichtung wird mit gespeicherten
Daten verglichen, die angeben, wie der Bauteil ausgerichtet werden
soll, um ihn auf der PCB anzuordnen. Das visuelle System kann somit
ermitteln, ob der Bauteil richtig ausgerichtet ist. Wenn der Bauteil
nicht richtig ausgerichtet ist, dann kann die Ausrichtung korrigiert
werden, oder der Bauteil oder die PCB kann zurückgewiesen werden. Dies verhindert, dass
Bauteile auf den Löt-Kontaktstellen der
PCB in falscher Weise angeordnet werden.
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Der
Bauteil kann eine an einer Oberfläche montierbarer Klemme sein,
die auf diese Weise auf einer PCB angeordnet, und auf diese aufgelötet wird. Wenn
sie einmal auf der PCB montiert ist, wird die Klemme verwendet,
um einen elektrischen Bauteil, wie etwa eine Antenne, aufzunehmen
und festzuhalten. Die Klemme kann eine untere ebene Oberfläche aufweisen,
um die Klemme zu stützen,
und um sowohl eine physikalische, als auch elektrische Verbindung
mit der Löt-Kontaktstelle
herzustellen. Wenn die Klemme auf der Löt-Kontaktstelle angeordnet wird
und Ofenhitze aufgebracht wird, kann die Oberflächenspannung des Lots verursachen,
dass das Lot sich in der Mitte der Löt-Kontaktstelle aufbaut, um dadurch zu
bewirken, dass das Lot eine gewölbte Oberfläche aufweist.
Die Klemme hat daher nur einen kleinen Kontaktbereich mit dem Lot
in der Mitte der Löt-Kontaktstelle. Dies
sorgt bei der Klemme für die
unerwünschte
Tendenz, sich während
des Reflow-Ofen-Verfahrens aus ihrer Position zu verdrehen, was
zu unerwünschten
Positionierungs- und Ausrichtungsfehlern
im Bezug auf die PCB führt. Auch
wird eine verhältnismäßig schwache
Bindung mir der Löt-Kontaktstelle erzeugt.
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Die
Patentschriften US-A-2 909 354 und US-A-6 051 781 offenbaren an
einer Oberfläche montierbare
Klemmen, die zum Stand der Technik zählen.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine
an einer Oberfläche
montierbare Klemme, die für
die Verwendung in einem mobilen Kommunikationsgerät geeignet
ist, wird hierein beschrieben. Die an einer Oberfläche montierbare
Klemme wird auf eine Platine (PCB) montiert, und hält einen elektrischen
Bauteil, der eine Antenne aufweist. Die an einer Oberfläche montierbare
Klemme ist aus einer Metallstruktur hergestellt, welche eine Vielzahl ebener
Seiten aufweist, die im Allgemeinen in einer U-Form ausgebildet
sind. Eine von der Struktur ausgebildete Öffnung ist bemessen, um zu
dem elektrischen Bauteil zu passen. Eine der ebenen Seiten wird
verwendet, um die Struktur zu stützen,
und wird über
einer Löt-Kontaktstelle
auf der PCB montiert. Ein durch diese ebene Seite hindurch ausgebildetes Loch
ist geeignet, eine Oberflächenspannung
der Lötschmelze
oberhalb einer Löt- Kontaktstelle der PCB
während
des Aufschmelz-Lötverfahrens
zu brechen, sodass die Klemme stabiler ist, und nicht dazu neigt,
sich während
dieses Verfahrens aus ihrer Position zu verdrehen. Beine, die sich
von Kanten dieser ebenen Seite erstrecken, helfen ebenfalls, die Klemme
während
des Verfahrens zu stabilisieren, und sorgen für einen vergrößerten Oberflächenbereich
für die
Verbindung. Tatsächlich
werden, wenn die anfängliche
Anordnungsposition der Klemme für die
Oberflächenmontagetechnik
(SMT) leicht verdreht oder verschoben ist, die Kräfte der
Oberflächenspannung
dabei helfen, die Klemme in die richtige Position zu drehen oder
verschieben. Schließlich bieten
die Beine ausreichende strukturelle Merkmale auf der Klemme für ein visuelles
System, um die Klemme richtig auf der PCB anzuordnen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es
werden nun Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beispielhaft mit Bezugnahme auf die beigefügten Figuren
beschrieben, wobei:
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1 eine
Darstellung einer an einer Oberfläche montierbaren Klemme ist,
die auf einer Platine (PCB) montiert ist;
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2 eine
Großdarstellung
der Klemme der 1 ist;
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3 eine
Großdarstellung
eines Montageteils der Klemme der 1–2 ist;
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4 eine
Darstellung einer an einer Oberfläche montierbaren Klemme ist,
die einen alternativen Montageteil aufweist;
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5 ein
schematisches Blockdiagramm eines mobilen Kommunikationsgeräts ist,
welches die an einer Oberfläche
montierbare Klemme der vorliegenden Anmeldung verwendet, um einen
elektrischen Bauteil festzuhalten;
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6 eine
Darstellung zweier Klemmen der vorliegenden Anmeldung ist, um einen
elektrischen Bauteil festzuhalten, der eine Antenne des mobilen Kommunikationsgeräts der 5 ist;
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7 eine
Darstellung eine Klemmen-Einheit ohne den Merkmalen des Montageteils
der Klemmen der 1–4 ist, welche
den Stand der Technik darstellt, der nicht von den Ansprüchen abgedeckt
ist;
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8 eine
Großdarstellung
der Klemme der 7 ist;
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9 eine
Großdarstellung
des Montageteils der Klemme der 8 ist; und
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10 eine
Seitenansicht der Klemme der 7–9 ist,
die über
einer Lötschmelze
angeordnet ist, welche eine Oberflächenspannung aufweist, welche
die Klemme in unerwünschter
Weise über
der Lötschmelze
trägt.
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Beste Art, die Erfindung
auszuführen
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1 ist
eine Darstellung einer an einer Oberfläche montierbaren Klemme 104,
die an einen Träger,
wie etwa eine Platine (PCB) 100 fest montiert ist. Im Speziellen
ist die Klemme 104 an eine Löt-Kontaktstelle 102,
die auf der PCB 100 ausgebildet ist, unter Verwendung von
Lot 106 montiert und elektrisch gekoppelt. Bevor sie unter
Verwendung von Oberflächenmontagetechnologie
(SMT) Techniken montiert wird, wird die Klemme 104 von
einer Bandspulenpackung auf die Löt-Kontaktstelle 102 ausgegeben.
Wie dem Fachmann, den die Erfindung betrifft, klar sein wird, erleichtern
Bandspulen-Verpackungen
das Verfahren des Anbringens von Klemmen und anderen Bauteilen auf
PCBs. Um zu überprüfen, dass
die Klemme 104 richtig auf der Löt-Kontaktstelle 102 ausgerichtet
ist, wird ein visuelles System (nicht gezeigt) verwendet. Falls
das visuelle System ermittelt, dass die Klemme 104 nicht
richtig ausgerichtet ist, dann wird die Ausrichtung der Klemme 104 korrigiert,
bevor sie auf der Löt-Kontaktstelle 102 angeordnet
wird, oder die Klemme 104 wird nicht auf die Löt-Kontaktstelle 102 platziert.
Nachdem die Klemme 104 auf der Löt-Kontaktstelle 102 angeordnet
ist, wird die PCB durch einen Reflow-Ofen durchgeleitet, welcher
das Lot 106 über
der Löt-Kontaktstelle 102 schmilzt,
sodass das Lot 106 die Klemme 104 an die Löt-Kontaktstelle 102 bindet.
Somit ist, wenn das Lot 106 abkühlt, die Klemme 104 fest
und starr an der Löt-Kontaktstelle 102 und
der PCB 100 angebracht.
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2 ist
eine Großdarstellung
der Klemme 104 der 1. Die Klemme 104 ist
eine Metallstruktur mit einer Vielzahl ebener Seiten, die einteilig
zu einer U-Form ausgebildet sind. Das Metall, welches die Klemme 104 bildet,
kann irgendein geeignetes, elektrisch leitendes Metall sein, wie
etwa Phosphorbronze, Berylliumkupfer (BeCu) oder Legierungen davon. Die
ebenen Seiten der Klemme 104 sind einteilig in eine Polygonform
ausgebildet, welche eine einzelne offene Seite 222 aufweist.
In dieser Ausführungsform sind
die ebenen Seiten der Klemme 104 einteilig in eine „Oktogon"-Form ausgebildet,
welche eine einzelne offene Seite 222 aufweist (d.h. Oktogon
= 8 Seiten mit 1 offenen Seite = 7 Seiten). Es kann jedoch jegliche
geeignete Anzahl von ebenen Seiten verwendet werden. In dieser Ausführungsform
hat jede ebene Seite der Klemme 104 Abmessungen von etwa
1,8 mm × 2,5
mm × 0,15
mm, und die Oktogonform hat einen Durchmesser von etwa 4,4 mm. Die offene
Seite 222 der im Allgemeinen U-förmigen Struktur sorgt für eine Flexibilität und Elastizität in der Klemme 104,
um das Aufnehmen und Festhalten eines elektrischen Bauteils (nicht
in 1 oder 2 gezeigt) zu erleichtern. Wie
gezeigt, ist die offene Seite 222 an beiden Enden geflanscht,
um das Aufnehmen des elektrischen Bauteils in der Art einer „Schnappverbindung" weiter zu erleichtern.
Eine von der allgemein U-förmigen
Struktur der Klemme 104 ausgebildete Öffnung 220 ist bemessen,
um sich dem elektrischen Bauteil anzupassen und diesen festzuhalten.
Eine der ebenen Seiten der Klemme 104, die als ein Montageteil 108 der
Klemme 104 bezeichnet werden kann, wird verwendet, um die
Klemme 104 über
der Löt-Kontaktstelle
auf der PCB 100 (1) zu tragen
und zu montieren.
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Bevor
der Montageteil 108 der Klemme 104 detailliert
erörtert
wird, wird die Verwendung einer an einer Oberfläche montierbaren Klemme 702 der 7–10 beschrieben,
welche keinen Montageteil 108 der Klemme 104 der 1–4 aufweist. 7 ist
eine Darstellung einer an einer Oberfläche montierbaren Klemme 702,
welche einen Montageteil 708 aufweist; 8 ist
eine Großansicht
der Klemme 702 der 7; und 9 ist
eine Großansicht
des Montageteils 708. Wie gezeigt ist, ist der Montageteil 708 einteilig
mit der Klemme 702 ausgebildet, und weist eine im Allgemeinen
rechteckige, ebene Struktur ohne irgendwelche Erkennungsmerkmale
auf. 10 zeigt eine Seitenansicht der Klemme 702 der 7–9,
die während
eines Aufschmelz-Lötverfahrens über der
Lötschmelze 106 angeordnet
ist. Wenn die Klemme 702 auf der Löt-Kontaktstelle 102 angeordnet
wird, und Ofenhitze aufgebracht wird, verursacht die Oberflächenspannung
des Lots 106, dass sich das Lot in der Mitte der Löt-Kontaktstelle 102 aufbaut,
sodass bewirkt wird, dass das Lot 106 eine gewölbte Oberfläche aufweist.
Die Klemme 702 hat daher nur eine kleine Kontaktfläche mit
dem Lot 106 in der Mitte der Löt-Kontaktstelle 102. Dies sorgt
dafür,
dass die Klemme 702 eine unerwünschte Tendenz hat, sich während des
Reflow-Ofen-Verfahrens
aus der Position zu verdrehen, was zu unerwünschten Positionierungs- und
Ausrichtungsfehlern im Bezug auf die PCB führt. Es wird auch eine verhältnismäßig geringe Bindung
mit der Löt-Kontaktstelle 102 hergestellt.
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Wieder
Bezug nehmend auf 1–3, um die
Klemme 104 der vorliegenden Erfindung zu beschreiben, weist
der Montageteil 108 die untere ebene Seite der Klemme 104 auf,
und enthält
ein Loch 208 und Beine 202, 204 und 206 (2–3).
Das durch diese Seite hindurch ausgebildete Loch 208 ist
geeignet, um eine Oberflächenspannung
einer Lötschmelze über einer Löt-Kontaktstelle der
PCB während
eines Aufschmelz-Lötverfahrens
zu brechen, sodass die Klemme stabil ist, und sich während des
Verfahrens nicht aus der Position dreht. Vorzugsweise befindet sich das
Loch 208 in einer Mitte des Montageteils 108.
Die Beine 202, 204 und 206 erstrecken
sich seitlich von den Seiten und entlang der selben Ebene wie der Montageteil 108.
In dieser Ausführungsform
sind die Beine 202 und 204 entlang einer Seitenkante
des Montageteils 108 ausgebildet, während das Bein 206 entlang
der anderen Seitenkante des Montageteils 108 ausgebildet
ist. Der Durchmesser des Lochs 208 kann zwischen etwa 0,5
mm und 0,7 mm, und vorzugsweise 0,6 mm betragen; während die
Abmessungen jedes der Beine 202, 204 und 206 etwa
0,35 × 0,5
mm betragen kann.
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Wenn
die Klemme 104, welche den Montageteil 108 enthält, auf
der Löt-Kontaktstelle 102 angeordnet
wird, bieten die Beine 202, 204 und 206 und das
Loch 208 in dem Montageteil 108 mehrere Kontaktpunkte
mit der Löt-Kontaktstelle 102.
Als Ergebnis sind die Spannungskräfte, die auf der Klemme 104 wirken,
ausgeglichen, sodass der Montageteil 108 stabil ist, sodass
die Klemme 104 sich nicht in eine ungewünschte Position verschiebt
oder verdreht, wenn sie den Reflow-Ofen durchläuft. Tatsächlich werden, wenn die anfängliche
SMT-Platzierungsposition
der Klemme 104 leicht verdreht oder verschoben ist, die
Oberflächenspannungs-Kräfte dabei helfen,
dass der Montageteil 108 auf die richtige Position angepasst
(verschoben oder verdreht) wird. Das kommt daher, dass die Kräfte der
Oberflächenspannung
immer danach streben, einen ausgeglichenen Zustand zu erreichen.
Zusätzlich
ermöglicht
das Loch 208 in dem Montageteil 108 dem Montageteil 108,
in das Lot 106 einzusinken, wenn die Klemmen-Einheit sich
durch den Reflow-Ofen bewegt. Dies verhindert, dass die Klemme 104 schwimmt, und
die Position verändert,
wenn das Lot 106 auf der Löt-Kontaktstelle 102 schmilzt.
Die Beine 202, 204 und 206 und das Loch 208 in
dem Montageteil 108 bieten auch einen vergrößerten Oberflächenbereich entlang
der Kanten des Montageteils 108, die in Kontakt mit der
Löt-Kontaktstelle 102 sind.
Als Ergebnis ist der Montageteil 108 fest an der PCB 100 angebracht,
nachdem er den Reflow-Ofen durchlaufen hat, und abgekühlt ist.
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3,
die eine Großansicht
eines Montageteils der Klemme der 1–2 ist,
stellt ein Bild der Klemme 104 dar, wie es von einem visuellen
System gesehen wird. In vorteilhafter Weise bieten die Beine 202, 204 und 206 Referenzpunkte,
die es dem visuellen System ermöglichen,
die Ausrichtung des Montageteils 108 leichter zu ermitteln,
was es im Gegenzug ermöglicht,
die Ausrichtung der Klemme 104 zu überprüfen.
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4 ist
eine Darstellung einer alternativen an einer Oberfläche montierbaren
Klemme 406. Ähnlich
der Klemme 104 der 1–3 ist
die Klemme 406 eine Metallstruktur mit einer Vielzahl an
ebenen Seiten, die einteilig in eine U-Form ausgebildet sind. Das
Metall, das die Klemme 406 bildet, kann irgendein geeignetes,
elektrisch leitendes Metall sein, wie etwa Phosphorbronze, Berylliumkupfer
(BeCu) oder Legierungen davon. Die ebenen Seiten der Klemme 406 sind
einteilig in einer Polygonform ausgebildet, welche eine einzelne
offene Seite 422 aufweist. In dieser Ausführungsform
sind die ebenen Seiten der Klemme 406 einteilig in eine „Oktogon"-Form ausgebildet,
welche eine einzelne offene Seite 422 aufweist (d.h. Oktogon
= 8 Seiten mit 1 offenen Seite = 7 Seiten). Es kann jedoch jegliche
geeignete Anzahl von ebenen Seiten verwendet werden. In dieser Ausführungsform
hat jede ebene Seite der Klemme 406 Abmessungen von etwa
1,8 mm × 2,5
mm × 0,15
mm, und die Oktogonform hat einen Durchmesser von etwa 4,4 mm. Die
offene Seite 422 der im Allgemeinen U-förmigen Struktur sorgt für eine Flexibilität und Elastizität in der
Klemme 406, um das Aufnehmen und Festhalten eines elektrischen
Bauteils (nicht in 4 gezeigt) zu erleichtern. Wie
gezeigt, ist die offene Seite 422 an beiden Enden geflanscht,
um das Aufnehmen des elektrischen Bauteils in der Art einer „Schnappverbindung" weiter zu erleichtern.
Eine von der allgemein U-förmigen
Struktur der Klemme 406 ausgebildete Öffnung 420 ist bemessen,
um sich dem elektrischen Bauteil anzupassen und diesen festzuhalten.
Eine der ebenen Seiten der Klemme 406, die als ein Montageteil 400 der Klemme 104 bezeichnet
werden kann, wird verwendet, um die Klemme 406 über der
Löt-Kontaktstelle auf
der PCB 100 (1) zu tragen und zu montieren.
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Die
Klemme 406 kann unter Verwendung von SMT auf eine PCB montiert
werden, wie oben beschrieben. Der Montageteil 400 ist so
auf der PCB montiert, dass der Montageteil 400 parallel
zur Oberfläche
der PCB ist. Der Montageteil 400 enthält ein Loch 408 und
Kerben 402, 404 und 406. Das durch ebene
Seite hindurch ausgebildete Loch 408 ist geeignet, um eine
Oberflächenspannung
einer Lötschmelze über einer
Löt-Kontaktstelle der
PCB während
eines Aufschmelz-Lötverfahrens
zu brechen, sodass die Klemme stabil ist, und sich während des Verfahrens
nicht dreht. Vorzugsweise befindet sich das Loch 408 in
einer Mitte des Montageteils 400. Die Kerben 402, 404 und 406 sich
entlang der Seiten und entlang der selben Ebene wie der Montageteil 400 ausgebildet.
Die Kerben 402 und 404 sind entlang einer Seitenkante
des Montageteils 400 ausgebildet, während die Kerbe 406 entlang
der anderen Seitenkante des Montageteils 400 ausgebildet
ist. Der Durchmesser des Lochs 408 kann zwischen etwa 0,5 mm
und 0,7 mm, und vorzugsweise 0,6 mm betragen; während die Abmessungen jeder
der Kerben 402, 404 und 406 etwa 0,3 × 0,4 mm
betragen kann.
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Wenn
die Klemme 406, welche den Montageteil 400 enthält, auf
der Löt-Kontaktstelle 102 angeordnet
ist, bieten die Kerben 402, 404 und 406 und das
Loch 408 in dem Montageteil 400 mehrere Kontaktpunkte
mit der Löt-Kontaktstelle.
Als Ergebnis sind die Spannungskräfte, die auf der Klemme 406 wirken,
ausgeglichen, sodass der Montageteil 400 stabil ist, sodass
die Klemme 406 sich nicht in eine ungewünschte Position verschiebt
oder verdreht, wenn sie den Reflow-Ofen durchläuft. Tatsächlich werden, wenn die anfängliche
SMT-Platzierungsposition
der Klemme 406 leicht verdreht oder verschoben ist, die
Oberflächenspannungs-Kräfte dabei
helfen, dass der Montageteil 400 auf die richtige Position angepasst
(verschoben oder verdreht) wird. Das kommt daher, dass die Kräfte der
Oberflächenspannung
immer danach streben, einen ausgeglichenen Zustand zu erreichen.
Zusätzlich
ermöglicht
das Loch 408 in dem Montageteil 400 dem Montageteil 400,
in das Lot der Löt-Kontaktstelle
einzusinken, wenn die Klemmen-Einheit
sich durch den Reflow-Ofen bewegt. Dies verhindert, dass die Klemme 406 schwimmt,
und die Position verändert,
wenn das Lot auf der Löt-Kontaktstelle
schmilzt. Die Kerben 402, 404 und 406 und
das Loch 408 in dem Montageteil 400 bieten auch
einen vergrößerten Oberflächenbereich
entlang der Kanten des Montageteils 400, die in Kontakt
mit der Löt-Kontaktstelle
sind. Als Ergebnis ist der Montageteil 400 fest an der
PCB 100 angebracht, nachdem er den Reflow-Ofen durchlaufen hat,
und abgekühlt
ist. Die Kerben 402, 404 und 406 bieten Referenzpunkte,
die es einem visuellen System ermöglichen, die Ausrichtung des
Montageteils 400 leichter zu ermitteln, was es im Gegenzug
ermöglicht,
die Ausrichtung der Klemme 406 zu überprüfen.
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5 ist
ein Blockdiagramm eines mobilen Kommunikationsgeräts 510 welches
die vorliegende Erfindung enthalten kann. Das mobile Kommunikationsgerät 510 enthält Bauteile,
die unter Verwendung von SMT auf eine PCB 550 montiert
sind. Das mobile Kommunikationsgerät 510 enthält einen
Funkfrequenz(RF)-Sende-Empfänger 511,
einen Mikroprozessor 538, eine Anzeige 522, einen
Flashspeicher 524, einen RAM-Speicher 526, Hilfs-Eingangs/Ausgangs-
(I/O) Einheiten 528, einen seriellen Port 530, eine
Tastatur 532, einen Lautsprecher 534, ein Mirkophon 536,
ein kabelloses Kurzbereichskommunikations-Subsystem 540,
und es kann auch andere Geräte-Subsysteme 542 enthalten.
Der Sende-Empfänger 511 enthält vorzugsweise
Sende- und Empfangsantennen 516, 518, einen Empfänger 512,
einen Sender 514, einen oder mehrere lokale Oszillatoren 513,
sowie einen digitalen Signalprozessor 520. Die Sende- und
Empfangsantennen 516, 518 sind je an eine Antennenklemme
angebracht, die an die PCB 550 montiert ist, wie in 1–2 beschrieben.
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Innerhalb
des Flashspeichers 524 enthält das mobile Kommunikationsgerät 510 vorzugsweise eine
Vielzahl von Softwaremodulen 524A–524N, die von dem
Mikroprozessor 538 (und/oder dem DSP 520) ausgeführt werden
können,
einschließlich
einem Sprachkommunikationsmodul 524A, einem Datenkommunikationsmodul 524B und
einer Vielzahl anderer Betriebsmodule 524N, um eine Vielzahl
anderer Funktionen auszuführen.
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Das
mobile Kommunikationsgerät 510 ist vorzugsweise
ein Zweiweg-Kommunikationsgerät, welches
Sprach- und Datenkommunikationsfähigkeiten
aufweist. Somit kann das mobile Kommunikationsgerät 510 zum
Beispiel über
ein Sprachnetzwerk, wie etwa irgendeines der analogen oder digitalen
zellulären
Netzwerke, kommunizieren, und es kann auch über ein Datennetzwerk kommunizieren.
Die Sprach- und Datennetzwerke sind in 5 durch
den Kommunikationsturm 519 dargestellt. Diese Sprach- und
Datennetzwerke können
eigene Kommunikationsnetzwerke sein, die eine eigene Infrastruktur
nutzen, wie etwa Basisstationen, Netzwerk-Steuereinheiten, etc.,
oder sie können
in ein einzelnes kabelloses Netzwerk integriert sein.
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Das
Kommunikations-Subsystem 511 wird verwendet, um mit dem
Sprach- und Datennetzwerk 519 zu kommunizieren, und es
enthält
einen Empfänger 512,
einen Sender 514, einen oder mehrere lokale Oszillatoren 513,
und es kann auch den DSP 520 enthalten. Der DSP 520 wird
verwendet, um Signale zu dem und von dem Sender 514 und
dem Empfänger 512 zu
senden und zu empfangen, und er wird auch verwendet, um Steuerungsinformation
von dem Sender 514 zu empfangen und um dem Empfänger 512 Steuerungsinformation
bereitzustellen. Wenn die Daten- und Sprachkommunikationen mit einer
einzelnen Frequenz auftreten, oder in einem nahe beieinander liegenden
Satz von Frequenzen, kann ein einzelner lokaler Oszillator 513 in
Verbindung mit dem Sender 514 und dem Empfänger 512 verwendet
werden. Wenn alternativ verschiedene Frequenzen für Sprachkommunikationen
gegenüber
Datenkommunikationen verwendet werden, dann können eine Vielzahl lokaler
Oszillatoren 513 verwendet werden, um eine Vielzahl von
Frequenzen zu erzeugen, die den Sprach- und Datennetzwerken 519 entsprechen. Obwohl
zwei Antennen 516, 518 in 5 dargestellt sind,
könnte
das mobile Kommunikationsgerät 510 mit
einer einzelnen Antennenstruktur verwendet werden. Informationen,
zu denen sowohl Sprach- als auch Dateninformationen zählen, werden über eine Verbindung
zwischen dem DSP 520 und dem Mikroprozessor 538 zu
dem und von dem Kommunikationsmodul 511 kommuniziert.
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Der
genaue Aufbau des Kommunikations-Subsystem 511, wie etwa
das Frequenzband, die Auswahl der Bauteile, das Energieniveau, etc.,
ist abhängig
vom Kommunikationsnetzwerk 519, in dem das mobile Kommunikationsgerät 510 betrieben
werden soll. Wenn zum Beispiel ein mobiles Kommunikationsgerät 510 in
einem Nordamerikanischen Markt betrieben werden soll, kann es ein
Kommunikations-Subsystem 511 enthalten, das ausgebildet ist,
um mit dem MobitexTM oder dem DataTACTM Mobil-Datenkommunikations-Netzwerken
betrieben zu werden, und es kann auch ausgebildet sein, um mit irgendwelchen
aus einer Vielzahl von Sprachkommunikations-Netzwerken, wie etwa
AMPS, TDMA, CDMA, PCS, etc. betrieben zu werden, wobei ein mobiles
Kommunikationsgerät 510,
das für
die Verwendung in Europa vorgesehen ist, konfiguriert sein kann,
um mit dem General Packet Radio Service (GPRS) Datenkommunikations-Netzwerk
und dem GSM-Sprachdatennetzwerk betrieben zu werden. Es können auch
andere Arten von Daten- und Sprachnetzwerken, sowohl einzeln, als
auch integriert, mit dem mobilen Kommunikationsgerät 510 verwendet werden.
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In
Abhängigkeit
von der Art des Netzwerks oder der Netzwerke 519, können auch
die Zugangserfordernisse für
das mobile Kommunikationsgerät 510 variieren.
In den Mobitex- und DataTAC-Netzwerken sind beispielsweise die Kommunikationsgeräte unter
Verwendung einer einzigartigen Identifikationsnummer, die jedem
Gerät zugeordnet
ist, in dem Netzwerk registriert. In den GPRS-Datennetzwerken jedoch
ist der Netzwerkzugriff einem Teilnehmer oder Benutzer eines mobilen
Kommunikationsgeräts
zugeordnet. Ein GPRS-Gerät
erfordert üblicher
Weise ein Teilnehmer-Identitätsmodul
(„SIM"), welches erforderlich
ist, um ein mobiles Kommunikationsgerät in einem GPRS-Netzwerk zu
betreiben. Lokale Kommunikationsfunktionen, oder solche, die nicht
das Netzwerk betreffen (falls es welche gibt), können ohne SIM betriebsfähig sein,
aber ein mobiles Kommunikationsgerät wird nicht in der Lage sein,
irgendwelche Funktionen auszuführen,
die Kommunikationen über
das Datennetzwerk 519 miteinbeziehen, außer irgendwelcher
rechtlich erforderlichen Funktionen, wie etwa 911-Notrufe.
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Nachdem
alle erforderlichen Netzwerkregistrierungs- oder -aktivierungsprozeduren
abgeschlossen sind, kann dann das mobile Kommunikationsgerät 510 Kommunikationssignale über das
Netzwerk 519 (oder die Netzwerke) senden und empfangen, einschließlich sowohl
Sprach-, als auch Datensignalen. Signale, die von dem Kommunikationsnetzwerk 519 über die Antenne 519 empfangen
werden, werden zu dem Empfänger 512 weitergeleitet,
der für
die Signalverstärkung,
Frequenz-Abwärtswandlung,
Filterung, Kanalauswahl, etc. sorgt, und der auch die Analog-zu-Digital-Umwandlung
bereitstellen kann. Eine Analog-zu-Digital (A/D) Umwandlung der
empfangenen Signale ermöglicht
es, komplexere Kommunikationsfunktionen, wie etwa digitale Demodulation
und Dekodierung, unter Verwendung des DSP 520 durchzuführen. In
einer ähnlichen
Weise werden Signale, die zu dem Netzwerk 519 übermittelt
werden sollen, zum Beispiel von dem DSP 520 verarbeitet, einschließlich der
Modulation und Kodierung, und werden dann dem Sender 514 für eine Digital-zu-Analog
(D/A) Umwandlung, Frequenz-Aufwärtswandlung,
Filterung, Verstärkung
und Übermittlung
zu dem Kommunikationsnetzwerk 519 (oder den Netzwerken) über die
Antenne 518 bereitgestellt. Obwohl ein einzelner Sende-Empfänger 511 sowohl
für die
Sprach- als auch die Datenkommunikationen in 5 gezeigt
ist, ist es möglich,
dass das mobile Kommunikationsgerät 510 zwei eigene
Sende-Empfänger enthalten
kann, einen ersten Sende-Empfänger
um Sprachsignale zu senden und zu empfangen, und einen zweiten Sende-Empfänger, um
Datensignale zu senden und zu empfangen.
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Zusätzlich zur
Verarbeitung der Kommunikationssignale bietet der DSP 520 auch
die Steuerung für
den Sender und den Empfänger.
Beispielsweise können
die Verstärkungsniveaus,
die in dem Empfänger 512 und
dem Sender 514 auf die Kommunikationssignale angewendet
werden, über
automatische Verstärkungssteuerungs-Algorithmen,
die in dem DSP 520 implementiert sind, anpassend gesteuert werden.
Auch andere Sende-Empfänger-Steuerungsalgorithmen
könnten
in dem DSP 520 implementiert sein, um eine ausgereiftere
Steuerung des Sende-Empfängers 511 vorzusehen.
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Der
Mikroprozessor 538 handhabt und steuert vorzugsweise den
Gesamtbetrieb des mobilen Kommunikationsgeräts 510. Es könnten hier
viele verschiedene Typen von Mikroprozessoren oder Mikro-Steuereinheiten
verwendet werden, oder es könnte
alternativ ein einzelner DSP 520 verwendet werden, um die
Funktionen des Mikroprozessors 538 auszuführen. Kommunikationsfunktionen
niedriger Ebenen, einschließlich
zumindest Daten- und Sprachkommunikationen, werden durch den DSP 520 in
dem Sende-Empfänger 511 ausgeführt. Andere
Kommunikations-Anwendungen auf hoher Ebene, wie etwa eine Sprachkommunikations-Anwendung 524A und
eine Datenkommunikations-Anwendung 524B können in
dem Flash-Speicher 524 für eine Ausführung durch
den Mikroprozessor 538 gespeichert werden. Zum Beispiel
kann das Sprachkommunikations-Modul 524A eine Benutzerschnittstelle
hoher Ebene bereitstellen, die betriebsfähig ist, Sprachanrufe zwischen
dem mobilen Kommunikationsgerät 510 und
einer Vielzahl anderer Sprachgeräte über das
Netzwerk 519 zu senden und zu empfangen. In ähnlicher
Weise kann das Datenkommunikations-Modul 524B eine Benutzerschnittstelle
hoher Ebene bereitstellen, die betriebsfähig ist, Daten, wie etwa Email-Nachrichten,
Dateien, Notizbuchinformation, Text-Kurznachrichten, etc. zwischen dem mobilen
Kommunikationsgerät 510 und
einer Vielzahl anderer Datengeräte über das
Netzwerk 519 zu senden und zu empfangen.
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Der
Mikroprozessor 538 interagiert auch mit anderen Subsystemen
des mobilen Kommunikationsgeräts,
wie etwa der Anzeige 522, dem Flash-Speicher 524,
dem wahlfreien Zugriffspeicher (RAM) 526, den Hilfs-Eingangs/Ausgangs-
(I/O) Subsystemen 528, dem seriellen Port 530,
der Tastatur 532, dem Lautsprecher 534, dem Mirkophon 536,
einem kabellosen Kurzbereichskommunikations-Subsystem 540,
und irgendwelchen anderen Subsystemen des mobilen Kommunikationsgeräts, die
allgemein mit 542 bezeichnet sind.
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Einige
der in 5 gezeigten Subsysteme führen Kommunikations-bezogene
Funktionen aus, wobei andere Subsysteme ansässige Funktionen, oder Funktionen
auf dem Gerät
bereitstellen können. Insbesondere
können
einige Subsysteme, wie etwa die Tastatur 532 und die Anzeige 522,
sowohl für kommunikations-bezogene
Funktionen, wie etwa der Eingabe einer Textnachricht für eine Übermittlung über ein
Datenkommunikationsnetzwerk, als für auch für am Gerät ansässige Funktionen, wie etwa
einen Rechner oder eine Aufgabenliste, oder andere Funktionen vom
PDA-Typ, verwendet werden.
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Die
von dem Mikroprozessor 538 verwendete Betriebssystem-Software wird vorzugsweise
in einem nichtflüchtigen
Speicher, wie etwa dem Flashspeicher 524 gespeichert. Zusätzlich zu
dem Betriebssystem, welches alle der Funktionen auf niedriger Ebene
des mobilen Kommunikationsgeräts 510 steuert,
kann der Flashspeicher 524 eine Vielzahl Software-Anwendungsprogramme
oder -Module auf hoher Ebene enthalten, wie etwa ein Sprachkommunikationsmodul 524A,
ein Datenkommunikationsmodul 524B, eine Notizbuch-Modul
(nicht gezeigt), oder irgend eine andere Art von Softwaremodul 524N.
Der Flashspeicher 524 kann auch ein Dateisystem enthalten,
um Daten zu speichern. Diese Module werden von dem Mikroprozessor 538 ausgeführt und
bieten eine Schnittstelle auf hoher Ebene mit einem Benutzer des
mobilen Kommunikationsgeräts.
Diese Schnittstelle enthält
typischer Weise eine graphische Komponente, die von der Anzeige 522 bereitgestellt wird,
sowie eine Eingangs-/Ausgangskomponente, die
durch den Hilfs-I/O 528, die Tatstur 532, den
Lautsprecher 534 und das Mikrophon 536 bereitgestellt wird.
Das Betriebssystem, bestimmte Softwareanwendungen oder -Module des
mobilen Kommunikationsgeräts
oder Teile davon können
zeitweilig für
einen schnelleren Betrieb in einen flüchtigen Speicher, wie etwa
den RAM 526 geladen werden. Darüber hinaus können auch
empfangene Kommunikations-Signale zeitweilig im RAM 526 gespeichert
werden, bevor sie permanent in ein Dateisystem geschrieben werden,
das sich im nichtflüchtigen
Speicher 524 befindet.
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Ein
beispielhafter Anwendungsmodul 524N, der auf das mobile
Kommunikationsgerät 510 geladen
werden kann, ist eine Anwendung eines persönlichen Informationsmanagers
(PIM), die eine PDA-Funktionalität,
wie etwa Kalenderereignisse, Verabredungen und Aufgabenelemente
bereitstellt. Dieser Modul 524N kann auch mit dem Sprachkommunikations-Modul 524A interagieren,
um Telephonanrufe, Sprachnachrichten, etc. zu handhaben, und er
kann auch mit dem Datenkommunikations-Modul interagieren, um Email-Kommunikationen
und andere Datenübermittlungen
zu handhaben. Alternativ können
alle der Funktionalitäten
des Sprachkommunikations-Moduls 524A und des Datenkommunikations-Moduls 524B in
dem PIM-Modul integriert sein.
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Der
Flashspeicher 524 bietet vorzugsweise ein Dateisystem,
um das Speichern von PIM-Datenelementen auf dem mobilen Kommunikationsgerät 510 zu
erleichtern. Die PIM-Anwendung
enthält
vorzugsweise die Fähigkeit,
Datenelemente über
das kabellose Netzwerk 519 zu senden und zu empfangen,
entweder von selbst, oder in Verbindung mit den Sprach- und Datenkommunikations-Modulen 524A, 524B.
Die PIM-Datenelemente werden vorzugsweise über das kabellose Netzwerk 519 mit
einem entsprechenden Satz von Datenelementen, die in einem Host-Computersystem gespeichert
oder diesem zugeordnet sind, nahtlos integriert, synchronisiert
und aktualisiert, wodurch ein gespiegeltes System für die Datenelemente
erzeugt wird, die einem bestimmten Benutzer zugeordnet sind.
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Das
mobile Kommunikationsgerät 510 kann auch
manuell mit einem Host-System synchronisiert werden, indem das mobile
Kommunikationsgerät 510 in
einer Schnittstellenstation platziert wird, welche den seriellen
Port 530 des mobilen Kommunikationsgeräts 510 mit dem seriellen
Port des Host-Systems verbindet.
Der serielle Port 530 kann auch verwendet werden, um einem
Benutzer zu ermöglichen,
Einstellungen über
ein externes Gerät
oder eine Softwareanwendung einzustellen, oder um andere Anwendungsmodule 524N für eine Installation
herunterzuladen. Dieser kabelgebundene Weg für das Herunterladen kann verwendet
werden, um einen Verschlüsselungsschlüssel auf
das mobile Kommunikationsgerät 510 zu
laden, was ein sichereres Verfahren ist, als die Verschlüsselungsinformation über das
kabellose Netzwerk 519 auszutauschen.
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Zusätzliche
Anwendungsmodule 524N können über das
Netzwerk 519, durch ein Hilfs-I/O-Subsystem 528,
durch den seriellen Port 530, durch ein Kurzbereichs-Kommunikationssubsystem 540,
oder durch irgendein anderes geeignetes Subsystem 542 auf
das mobile Kommunikationsgerät 510 geladen werden
und von einem Benutzer im Flashspeicher 524 oder im RAM 526 installiert
werden. Solche Flexibilität
bei der Anwendungsinstallation erhöht die Funktionalität des mobilen
Kommunikationsgeräts 510 und
kann erweiterte Funktionen auf dem Gerät, kommunikations-bezogene
Funktionen oder beides bieten. Beispielsweise können sichere Kommunikationsanwendungen
ermöglichen,
dass Funktionen für elektronischen
Handel und andere solche finanzielle Transaktionen unter Verwendung
des mobilen Kommunikationsgeräts 510 durchgeführt werden.
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Wenn
das mobile Kommunikationsgerät 510 in
einem Datenkommunikations-Modus betrieben wird, wird ein empfangenes
Signal, wie etwa eine Textnachricht oder eine heruntergeladene Netzseite, von
dem Sende-Empfänger 511 weiterverarbeitet und
dem Mikroprozessor 538 bereitgestellt, der die empfangenen
Signale vorzugsweise weiter verarbeiten wird, um sie auf der Anzeige 522 oder
alternativ auf einer Hilfs-I/O-Einheit 528 auszugeben.
Ein Benutzer des mobilen Kommunikationsgeräts 510 kann auch Datenelemente,
wie etwa Email-Nachrichten, verfassen indem er die Tastatur 532 verwendet,
die vorzugsweise eine vollständige
alphanumerische Tastatur ist, die im QWERTY-Stil entworfen ist,
obwohl andere Stile für
vollständige
alphanumerische Tastaturen auch verwendet werden können, wie
etwa der bekannte DVORAK-Stil. Eine Benutzereingabe in das mobile
Kommunikationsgerät 510 wird
weiters mit einer Vielzahl von Hilfs-I/O-Einheiten 528 weiter erweitert,
zu denen eine Daumenrad-Eingabegerät, ein Berührfeld, eine Vielzahl von Schaltern,
ein Wipp-Eingabeschalter, etc. zählen
können.
Die vom Benutzer eingegebenen, verfassten Datenelemente können dann über den
Sende-Empfänger 511 über das
Kommunikationsnetzwerk 519 übermittelt werden.
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Wenn
das mobile Kommunikationsgerät 510 in
einem Sprachkommunikationsmodus betrieben wird, ist der Gesamtbetrieb
des mobilen Kommunikationsgeräts 510 im
Wesentlichen ähnlich
dem Datenmodus, außer
dass empfangene Signale vorzugsweise zu dem Lautsprecher 534 ausgegeben
werden, und dass Sprachsignale für
die Übermittlung von
einem Mikrophon 536 erzeugt werden. Alternativ können Sprach-
oder Audio-I/O-Subsysteme, wie etwa ein Aufzeichnungs-Subsystem
für Sprachnachrichten,
auch in dem mobilen Kommunikationsgerät 510 implementiert
sein. Obwohl die Ausgabe von Sprach- oder Audiosignalen vorzugsweise
primär durch
den Lautsprecher 534 durchgeführt wird, kann auch die Anzeige 522 verwendet
werden, um eine Anzeige der Identität der anrufenden Partei, der
Dauer eines Sprachanrufs, oder anderer auf den Sprachanruf bezogener
Information vorzusehen. Beispielsweise kann der Mikroprozessor 538 in
Verbindung mit dem Sprachkommunikationsmodul und der Betriebssystem-Software
die Anrufer-Identifikationsinformation eines eingehenden Sprachanrufs
detektieren, und sie auf der Anzeige 522 anzeigen.
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Ein
Kurzbereichs-Kommunikations-Subsystem 540 ist auch in dem
mobilen Kommunikationsgerät 510 enthalten.
Das Subsystem 540 kann zum Beispiel eine Infraroteinheit
und zugehörige
Schaltungen und Bauteile enthalten, oder eine kabelloses Kurzbereichs-Kommunikationsmodul,
wie etwa ein BluetoothTM-Modul oder ein 802.11-Modul, um eine Kommunikation
mit ähnlich
ausgestatteten Systemen und Geräten
bereitzustellen. Der Fachmann wird verstehen, dass „Bluetooth" und 802.11 sich
auf einen Satz von Spezifikationen bezieht, die vom Institute of Electrical
and Electronics Engineers (IEEE) verfügbar sind, welche kabellose
Netzwerke für
den persönlichen
Bereich, bzw. kabellose LANs betreffen.
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6 ist
eine Darstellung, welche zeigt, wie die Klemmen 104/406 der 1–4 verwendet werden
können,
um einen elektrischen Bauteil in einem elektronischen Gerät festzuhalten.
In der Ausführungsform
der 6 werden zwei Klemmen 104/406 der 1–4 verwendet,
um einen einzelnen elektrischen Bauteil festzuhalten, der eine Antenne 516/518 ist
(siehe z.B. 5). Die zwei Klemmen 104/406 sind
an zwei verschiedenen Löt-Kontaktstellen
einer PCB (nicht in 6 gezeigt) montiert und werden
gemeinsam benutzt, um die Antenne 516/518 darin
festzuhalten. Wenn sie einmal passend zusammengesetzt sind, wird
die Antenne 516/518 von den Klemmen 104/406 auf
der PCB stabil gehalten. Es ist zu bemerken, dass die Klemmen 104/406,
die aus einem elektrisch leitenden Metall hergestellt sind, eine
Erdung 602 der Antenne 516/518 auf der
PCB erleichtern.
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Die
obige Beschreibung betrifft nur Beispiele der vorliegenden Erfindung.
Viele Variationen werden den im Fachbereich Sachkundigen klar sein,
und solche Variationen sind innerhalb des Umfangs der Anmeldung.
Während
beispielsweise der Montageteil, wie beschrieben, eine Antenneklemme
auf einer PCB montiert, kann der Montageteil alternativ verwendet
werden, um andere Bauteile, wie etwa eine Röhrenklemme, ein Batterieverbindungsstück, einen Antennennanschluss
oder ein -verbindungsstück,
irgendeinen Typ von Klemme oder Befestigung, oder irgendeinen anderen
Bauteil, der unter Verwendung von SMT an eine PCB montiert wird,
an eine PCB zu montieren.
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Abschließende Bemerkungen.
Es wurde eine an einer Oberfläche
montierbare Klemme, die für
eine Verwendung in Mobilkommunikations-Geräten geeignet ist, beschrieben.
Das mobile Kommunikations-Gerät
enthält
eine Platine (PCB); einen auf der PCB getragenen Funkfrequenz(RF)-Sende-Empfänger; und
eine an den RF-Sende-Empfänger
gekoppelte Antenne. Eine an einer Oberfläche montierbare Antennenklemme
ist auf der PCB montiert, um die Antenne zurückzuhalten. Die Klemme ist
aus einer Metallstruktur hergestellt, welche eine Vielzahl ebener
Seiten aufweist, die im Allgemeinen in einer U-Form ausgebildet
sind. Eine von der Struktur ausgebildete Öffnung ist bemessen, um zu
der Antenne zu passen, und diese zurückzuhalten. Eine der ebenen
Seiten der Metallstruktur wird verwendet, um die Struktur zu stützen, und
wird über
einer Löt-Kontaktstelle
auf der PCB montiert. Ein durch diese ebene Seite hindurch ausgebildetes
Loch ist geeignet, eine Oberflächenspannung
der Lötschmelze
oberhalb der Löt-Kontaktstelle während des
Aufschmelz-Lötverfahrens
zu brechen, sodass die Klemme stabil ist, und sich nicht während dieses
Verfahrens aus ihrer Position dreht. Beine, die sich von Kanten
dieser ebenen Seite erstrecken, helfen ebenfalls, die Klemme während des
Verfahrens zu stabilisieren, und sorgen für einen vergrößerten Oberflächenbereich
für die Verbindung.
Tatsächlich
werden, wenn die anfängliche
SMT-Anordnungsposition
der Klemme leicht verdreht oder verschoben ist, die Kräfte der
Oberflächenspannung
dabei helfen, die Klemme in die richtige Position zu drehen oder
zu verschieben. Die Beine bieten auch ausreichende Merkmale für ein visuelles
System, um die Klemme richtig auf der PCB anzuordnen.
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Es
ist beabsichtigt, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen
der vorliegenden Anmeldung nur Beispiele sind. Der Fachmann kann
Abänderungen,
Modifikationen und Variationen der bestimmten Ausführungsformen
bewirken, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, die hierin
in den aufführten
Ansprüchen
definiert ist.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich auf an einer Oberfläche montierbare
Antennenklemmen, die für
eine Verwendung in mobilen Kommunikationsgeräten geeignet sind.