NL1014319C2 - Connector omvattende een ESD onderdrukker. - Google Patents

Description

Connector omvattende een ESD onderdrukker

De uitvinding heeft betrekking op een connector omvattende een aardelement en een behuizing van een elektrisch isolerend materiaal, welke behuizing ten minste één contactelement voorzien van een contacteinde, een tussenge-5 deelte en een verbindingseinde omvat.

Dergelijke connectors zijn bekend uit, bijvoorbeeld, de internationale octrooiaanvrage PCT/IB95/00883 (publicatienummer W096/13926). Deze publicatie betreft een connector voor het verbinden van een radiotelefoon met het bij -10 behorende basisstation om zo de overdracht van signalen en elektrische energie mogelijk te maken. Als gevolg van het regelmatig verwijderen en terugplaatsen van de radiotelefoon in de bijbehorende slede, bestaat er behoefte aan een betrouwbare verbinding gedurende de levensduur van de telefoon 15 terwijl aanpassing aan de grote toleranties tijdens het positioneren plaatsvindt. Voorts is er een behoefte tot bescherming van het samenstel van schakelingen van het basisstation, in het bijzonder tegen elektrostatische ontladingen of ESD die kunnen optreden tussen een extern apparaat en de 20 sledeconnector of tussen het contact van de sledeconnector wanneer deze wordt blootgesteld aan de omgeving zoals het geval is wanneer de telefoon wordt verwijderd.

PCT/IB95/00883 erkent voorts een permanente vraag naar het verschaffen van compactere en goedkopere connectiesystemen 25 en het verschaffen van een sledeconnector die is beschermd tegen elektrostatische ontlading op een goedkope, compacte en betrouwbare manier. Om deze doelstellingen te bereiken, is elk van de contactelementen voorzien van een buigzaam veermiddel tussen het verbindingseinde en het contacteinde 30 en zijn twee of meer contactelementen voorzien van uit steek- 1014319 2 seis die aanliggen tegen een kortsluitstaaf die binnen de connector is geplaatst.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een verder verbeterde connector die een on-5 derdrukker van elektrostatische ontlading omvat.

Hiertoe omvat de connector volgens de onderhavige uitvinding een elektrisch isolerend voltagevariabel medium tussen het ten minste ene contactelement en het aardelement, welk medium elektrisch geleidend wordt bij een voltage dat 10 substantieel hoger is dan de bedrijfsvoltages van een apparaat waarvoor de connector is bestemd of waarvan het een onderdeel is.

De connector volgens de onderhavige uitvinding laat, als gevolg van het gebruik van het genoemde medium, 15 een compact ontwerp toe. Aldus is de toepassing van dit soort connectors niet langer beperkt tot grotere apparaten zoals de bovengenoemde sledes of basisstations, maar kunnen zij thans ook in kleinere apparaten, zoals mobiele telefoons, gebruikt worden.

20 Voorts voorziet de connector volgens de onderhavi ge uitvinding in de onderdrukking van elektrostatische lading onafhankelijk van het feit of de connector wel of niet is verbonden met een tegenhanger. Dit kan bijvoorbeeld bijzonder voordelig blijken in connectors voor mobiele appara-25 ten, zoals mobiele telefoons en dergelijke.

Elektrostatische ontlading gaat doorgaans gepaard met een voltage in een bereik van circa 10 tot 15 kV. Het verdient aldus de voorkeur dat het voltagevariabele medium elektrisch geleidend wordt bij voltages hoger dan 1 kV, bij 30 voorkeur bij voltages hoger dan 5 kV om zo kortsluiting tijdens normaal bedrijf te vermijden en tegelijkertijd in een effectieve bescherming tegen ESD en vergelijkbare fenomenen te voorzien.

Een zeer geschikt voltagevariabel medium bevat of 35 bestaat uit een polymeer. In het bijzonder wanneer het polymeer uithardbaar of thermohardend is, kan de toepassing of het opnemen van een dergelijk polymeer in de connectors volgens de onderhavige uitvinding relatief eenvoudig worden i Ü i 4 3 :ï 3 3 uitgevoerd.

De uitvinding is met name voordelig wanneer deze gebruikt wordt in een connector die twee of meer contactelementen omvat en waarbij het aardelement een kortsluit- of 5 shuntstaaf omvat die zich langs ten minste sommige of elk van de contactelementen uitstrekt.

Het verdient de voorkeur dat een dergelijke connector voorts een kanaal omvat waarin zowel het medium als de kortsluit- of shuntstaaf is ondergebracht. Aldus voorziet 10 de onderdrukking van elektrostatische lading tegelijkertijd in een bescherming voor twee of meer of alle contactelementen en kan het zelfs nog compacter gehouden worden.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een aan-ligconnector bevattende een voltagevariabel medium zoals 15 hierboven beschreven. Aanligconnectoren maken een compact ontwerp mogelijk en worden derhalve vaak gebruikt in compacte elektronische apparaten. De onderhavige uitvinding maakt het gebruik van onderdrukkers van elektrostatische lading mogelijk in combinatie met aanligconnectoren zonder deze 20 laatste ongeschikt te maken voor gebruik in compacte elektronische apparaten.

De uitvinding zal verder worden toegelicht onder verwijzing nar de tekeningen waarin een uitvoering van de connector volgens de onderhavige uitvinding schematisch is 25 getoond.

Figuur 1 toont een perspectivisch aanzicht van een uitvoering van de connector volgens de onderhavige uitvinding.

Figuur 2 toont een detail van de connector volgens 30 figuur 1.

Figuur 3 toont een dwarsdoorsnede langs het vlak I in figuur 1.

Figuur 1 toont in perspectief een connector 1 omvattende een behuizing 2 van een elektrisch isolerend mate-35 riaal, zoals bijvoorbeeld een polyamide of een vloeibaar kristallijn polymeer (LCP). De behuizing 2 is voorzien van twaalf kanalen 3 (die in meer detail worden getoond in figuur 3) , in elk waarvan een contactelement 4 is onderge- 1 o > 43 ia: 4 bracht.

Deze specifieke connector 1 omvat twee contactele-menten 4A voor elektrische energie, die bijvoorbeeld worden gebruikt voor energietoevoer aan een oplaadbare batterij 5 voor een mobiele telefoon, radiotelefoon of dergelijke. De connector 1 omvat voorts signaalcontactelementen 4B, die datacommunicatie mogelijk maken tussen het apparaat waar de connector deel van uitmaakt, zoals een mobiele telefoon of een dochterbord en respectievelijk een slede of back plane. 10 Zoals getoond in meer detail in figuur 2, omvat de connector 1 voorts een kanaal of trog 5, die zich uitstrekt onder de contactelementen 4 en die een integraal gedeelte vormt van de behuizing 2. In het kanaal 5 is een kortsluit-of shuntstaaf 6 ondergebracht die aan een aardvlak 7 dat 15 zich aan weerszijden van het kanaal 5 bevindt en aan de contactelementen 4 is gesoldeerd. Het aardvlak 7 omvat bevesti-gingsgaten 8 voor bevestiging van de connector aan een substraat zoals een printplaat of PCB (niet getoond). Tijdens of na de bevestiging van de connector aan de printplaat, 20 moet het aardvlak 7 verbonden worden met de aarding van de genoemde printplaat.

Figuur 3 toont hoe het aardvlak 7 in een sleuf 9 is gestoken die zich uitstrekt over de lengte van de behuizing 2. Het aardvlak 7 is stevig in de sleuf 9 bevestigd 25 door middel van weerhaken 10. Figuur 3 toont voorts dat elk van de contactelementen 4 een contacteinde 11, een verbin-dingseinde 12 en een tussengedeelte 13 omvat. De tussenge-deelten 13 van de contactelementen 4 zijn voorzien van uit-gesneden gedeeltes 14 die er toe dienen de contactelementen 30 4 stevig in de kanalen 3 te bevestigen. Het veerkrachtige contacteinde 11 van elk van de contactelementen 4 voorziet in een zogenaamde butt-mount verbinding, zodat eenvoudige plaatsing en verwijdering van een mobiel apparaat in respectievelijk uit een slede, basisstation of dergelijke wordt 35 mogelijk gemaakt.

Het kanaal 5 is gevuld met een voltagevariabel polymeer 15, zoals dat bijvoorbeeld verkregen kan worden van Littelfuse Ine. Zoals te zien is in figuur 3, omgeeft het 101 4319: 5 genoemde polymeer 15 zowel de kortsluitstaaf 6 als het con-tactelement 4 geheel. Tijdens normaal gebruik zullen de elektrische energiecontacten 4A werken bij een voltage dat varieert in een bereik van bij benadering 3 tot 5 Volt, ter-5 wijl de signaalcontacten 4B zullen werken bij een aantal millivolt. Aldus is de kortsluitstaaf 6 elektrisch geïsoleerd van de contactelementen 4 behalve wanneer het voltage in de contactelementen 4 een specifieke drempelwaarde overschrijdt die inherent is aan het polymeer 11, welke drempel-10 waarde bijvoorbeeld een waarde kan hebben ergens in het bereik van 1 tot 8 kV. Voltages die deze drempelwaarde overschrijden kunnen zich voordoen tijdens elektrostatische ontlading, indirecte bliksem, electrical fast transients (EFT) en systeemgegenereerde overgangsstromen.

15 Aldus is het apparaat waarvan de connector 1 vol gens de onderhavige uitvinding deel uitmaakt beschermd tegen dergelijke gebeurtenissen. Voorts laat de connector volgens de onderhavige uitvinding een compact ontwerp toe als gevolg van efficiënt gebruik van de ruimte tussen de contactelemen-20 ten 4 en de kortsluitstaaf 8.

De uitvinding is niet beperkt tot de bovenbeschreven uitvoering die op een aantal manieren binnen het bereik van de conclusies kan worden gevarieerd. Voorts kan de connector volgens de onderhavige uitvinding gebruikt worden in 25 verschillende toepassingen zoals telefooncentrales die worden gebruikt in telecommunicatie of in mobiele telefoons. De uitvinding kan ook gebruikt worden in connectors die gebruikt worden in RS-232 poorten en USB poorten. Nog andere toepassingen zijn bijvoorbeeld videorecorders en televisie-30 toestellen.

1 0 \ 4S f &

Claims (7)

1. Connector omvattende een aardelement en een behuizing van een elektrisch isolerend materiaal, welke behuizing ten minste één contactelement voorzien van een contact-einde, een tussengedeelte en een verbindingseinde omvat, met 5 het kenmerk, dat een elektrisch isolerend voltagevariabel medium is aangebracht tussen het ten minste ene contactelement en het aardelement, welk medium elektrisch geleidend wordt bij een voltage dat substantieel hoger is dan de bedrijf svoltages van een apparaat waarvoor de connector is be-10 stemd of waarvan het een onderdeel is.

2. Connector volgens conclusie 1, waarbij het medium elektrisch geleidend wordt bij voltages hoger dan 1 kV, bij voorkeur bij voltages groter dan 5 kV.

3. Connector volgens conclusie 1 of 2, waarbij het 15 medium een polymeer bevat of hieruit bestaat.

4. Connector volgens conclusie 3, waarbij het polymeer een uitgehard polymeer is.

5. Connector volgens één van de voorgaande conclusies, welke twee of meer contactelementen omvat en waarbij 20 het aardelement een kortsluitstaaf omvat die zich langs ten minste enkele of elk van de contactelementen uitstrekt.

6. Connector volgens conclusie 5, welke een kanaal omvat waarin zowel het voltagevariabele medium als de kortsluitstaaf zijn ondergebracht.

7. Aanligconnector volgens één van de voorgaande conclusies. 1014319