NL9200262A - Adapter samenstel met flexibele drager. - Google Patents

Description

Adapter samenstel met flexibele drager.

De uitvinding heeft betrekking op een adapter omvattend een behuizing van bij voorkeur kunststof, in welke behuizing zich tenminste één, van tenminste elektrische geleiderbanen voorziene drager bevindt, welke geleiderbanen in elektrische verbinding staan met tenminste twee aansluiteinden van de adapter.

Zulke adapters worden veelvuldig in communicatieverbindingen via kabels toegepast. Deze adapters kunnen verschillende doeleinden dienen. In het algemeen dienen zij daartoe een elektrische aansluiting die aan een bepaalde definitie voldoet en/of bepaalde karakteristieken vertoont, aan de definitie en/of karakteristieken van een andere aansluiting aan te passen. Zo kan een bepaalde connectordefinitie naar een andere moeten worden omgevormd. Ook is hét mogelijk dat de adapter is voorzien van elektronische middelen om impedantieniveaus op elkaar af te stemmen. Tenslotte kunnen eventueel elektronische componenten op de drager zijn aangebracht, bijvoorbeeld ten behoeve van overspanningsbe-veiliging.

In de praktijk bevindt zich aan tenminste één zijde van de adapter een connector, die bestemd is om met een contra-connector te kunnen samenwerken. In de meeste toepassingen voor (tele)communicatie is deze connector voorzien van tenminste twee parallelle rijen, geleidende aansluitverbindingen, die ofwel een "vrouwelijke" ofwel een "mannelijke" structuur bezitten en die zijn bestemd om samen te werken met de in de contra-connector voorziene, maar complementair van vorm zijnde aansluitverbindingen. Zo'n connector-verbinding kan bijvoorbeeld voldoen aan de RS-232 standaard.

De elektrische geleiderbanen op de drager binnen de adapter moeten met de genoemde twee (of meer) parallelle rijen aansluitverbindingen in de connector elektrisch contact maken. Daartoe zijn verschillende oplossingen mogelijk. Zo kunnen de aansluitverbindingen in de connector bijvoorbeeld bestaan uit twee (of meer) gebogen rijen, stijve geleiders die aan één zijde met de geleiderbanen op de drager en aan de andere zijde met de respectieve aansluitverbindingen zijn verbonden. Een dergelijke structuur wordt bijvoorbeeld toegepast in de adapter bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.950.169. Een deel van deze stijve, omgebogen geleiders uit de bekende inrichting heeft een relatief grote lengte, hetgeen in verband met capacitieve en inductieve werking nadelig kan zijn, zeker binnen de telecommunicatie, waar steeds hogere eisen aan de snelheid van informatie-overdracht worden gesteld.

Eveneens is het op zich zelf bekend om de aansluitverbindin-gen van de connector op de adapter te vormen uit twee tegenover elkaar geplaatste rijen, verende geleidende verbindingen, waartussen een drager, die aan beide zijden is voorzien van contactvlakken, kan worden geschoven. Indien de drager tussen zulke aansluitverbindingen is geschoven, maken deze contactvlakken aan beide zijden van de drager elektrisch geleidend contact met de respectieve aansluitverbindingen. Soms moet daarbij echter een geleiderbaan aan de ene zijde van de drager in elektrisch geleidend contact worden gebracht met een aansluitverbinding die zich juist tegenover de ander zijde bevindt. Dit wordt dan in de praktijk opgelost door een losse draad toe te passen, waarvan het ene einde met de betreffende geleiderbaan en het andere einde met de betreffende aansluitverbinding is verbonden. Het toepassen van dergelijke losse draden in de adapter zorgt voor niet-reproduceerbare parasitaire capaciteiten en zelfinducties, die bij de toenemende eisen aan overdrachtssnelheid van informatie steeds hinderlijker worden. Bovendien compliceren deze losse draden het productieproces, omdat zij met de hand dienen te worden aangebracht en te worden vast gesoldeerd. Daardoor is slechts een semi-automatische productiewijze mogelijk.

De uitvinding stelt zich ten doel de bovengenoemde problemen van de bekende inrichtingen op te lossen.

Daartoe draagt een adapter volgens de uitvinding het kenmerk, dat de drager is gevormd uit een flexibel materiaal. Door een flexibel materiaal als drager toe te passen zijn geen losse draden binnen de behuizing van de adapter meer nodig, ontstaan reproduceerbare parasitaire capaciteiten en zelfinducties en worden de vervaardigingskosten gereduceerd. De layout van op de drager aangebrachte geleiderbanen en eventuele elektronische componenten kan daardoor aan hoge eisen voldoen met betrekking tot minimale onderlinge afstanden tussen beschermde en onbeschermde delen daarvan. Dit verhoogt de betrouwbaarheid van de adapter ten opzichte van de conventionele adapters met combinaties van een of meer printplaten en draad-verbindingen. Voorts, kunnen elektronische componenten op de flexibele drager worden aangebracht, terwijl de drager vlak en uitgestrekt is. Dit maakt bijvoorbeeld het zogenaamde "flow soldering” proces mogelijk. Pas tijdens assemblage van de flexibele drager in de adapter hoeft de flexibele drager te worden omgebogen in zodanige oriëntaties, dat de drager met de aansluiteinden kan worden verbonden.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is het flexibele materiaal een polyimide-materiaal, en wel bij voorkeur Kapton. Dit materiaal is eenvoudig te bewerken en is bestand tegen soldeertempera-turen.

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is de flexibele drager aan één zijde althans nagenoeg geheel gemetalliseerd en is deze drager zodanig om de elektronische componenten gevouwen, dat deze tegen elektromagnetische storing worden beschermd. Dit leidt tot een eenvoudige, efficiënte elektromagnetische afscherming van de componenten en voorkomt de noodzaak van een metalen afscherming aan de binnenkant van de behuizing van de adapter.

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is de flexibele drager voorzien van één of meer, zich zijwaarts uit de drager uitstekende lippen, die elk van respectieve noodzakelijke geleiderbanen zijn voorzien en naar een aansluiteinde van de adapter leiden. Dergelijke lippen vergroten de toepassingsmogelijkheden aanzienlijk.

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat tenminste één aansluiteinde van de adapter uit een connector, voorzien van een metalen afscherming, is de drager aan één einde voorzien van een metaalstrip en is dit van een metaalstrip voorziene einde omgevouwen en althans nagenoeg over diens gehele lengte elektrisch geleidend met de afscherming verbonden. Dit verschaft een laag-impedante aarde op de flexibele drager over een groot oppervlak, waarvandaan eenvoudig aardbanen over de flexibele drager kunnen worden vervaardigd.

Ook kan de adapter meer dan één flexibele drager bevatten, hetgeen de toepassingsmogelijkheden eveneens vergroot.

In een andere uitvoeringsvorm omvat de adapter tenminste twee connectoren en zijn de elektronische componenten op de drager elektrische of elektrostatische beschermingscomponenten.

Tenslotte kan de adapter geschikt zijn gemaakt als opto-elek-tronische adapter.

De uitvinding zal hieronder worden toegelicht aan de hand van een tekening, die slechts dient als illustratie en niet is bedoeld ter beperking van de beschermingsomvang. In de tekening tonen:

Fig. 1 een eerste uitvoeringsvorm van de adapter volgens de uitvinding;

Fig. 2, 3 en 4 andere uitvoeringsvormen van de adapter volgens de uitvinding;

Fig. 5 een adapter volgens de uitvinding, inclusief diens behuizing en vergezeld van twee connectoren;

Fig. 6 een flexibele drager volgens de uitvinding.

In fig. 1 is een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding weergegeven. De daarin getoonde uitvoeringsvorm is geschikt om de een eerste connector-definitie naar een tweede om te zetten. De adapter omvat een eerste connector 1 met de eerste connector-definitie en een tweede connector 2 met de tweede connector-definitie. Binnen de, niet in fig. 1 maar wel in fig. 5 weergegeven, behuizing 15 zijn de aansluitverbindingen 8 van de eerste connector 1 elektrisch verbonden met geleiderbanen op een flexibele drager 3 (zie voor een voorbeeld van dergelijke geleiderbanen fig. 6). Doordat de drager 3 plat tegen de connector 1 kan worden gelegd, kunnen alle aansluitverbindingen 8 direct, dat wil zeggen zonder toepassing van extra losse draden, met op de drager aangebrachte geleiderbanen worden verbonden. Daartoe zijn de aansluitverbindingen 8 door desbetreffende gaten in de flexibele drager geleid en op bekende wijze met de genoemde geleiderbanen vast gesoldeerd. Genoemde geleiderbanen leiden, al dan niet door tussenkomst van elektronische componenten 6, naar de aansluitverbindingen. 9 van de connector 2, waarmee zij in goed geleidend contact staan. De elektronische componenten 6 kunnen verschillende doeleinden dienen, bijvoorbeeld elektrische of elektrostatische bescherming van met de adapter verbonden schakelingen.

De eerste connector 1 heeft bij voorkeur een metalen afscherming 10 en is bij voorkeur van het zogenaamde "D-type". De eerste connector 1 kan indien gewenst van een filter zijn voorzien. De tweede connector 2 kan eveneens van het "D-type" zijn, maar dat hoeft niet. Ook kan de laatstgenoemde connector 2 bijvoorbeeld een modulaire con-tactbus zijn, eventueel voorzien van een metalen afscherming en eventueel voorzien van een filter.

Bij voorkeur is het uiteinde 4 van de flexibele drager 3 ter plaatse van de eerste connector 1 omgevouwen en voorzien van een me-taallaag, die is vastgesoldeerd aan de metalen afscherming 10 van de eerste connector 1. Op deze wijze is een laag met aard-potentiaal op de drager aanwezig die via een zeer lage impedantie met de afscherming 10 is verbonden. Gezien het grote oppervlak waarmee deze aardverbinding tot stand is gebracht, kunnen overal op de drager 3 eenvoudig geleidende banen met aard-potentiaal worden voorzien, zonder dat extra draadjes voor het verschaffen van aard-potentiaal noodzakelijk zijn. De aldus beschikbare aarde kan eenvoudig via een geleidende baan over de flexibele drager naar de tweede connector 2 worden geleid en aldaar ofwel met een van de aansluitverbindingen 9 ofwel met een aldaar voorziene metalen afscherming (niet getekend) worden verbonden, opnieuw zonder dat daarvoor enige extra bedrading noodzakelijk is. Dit reduceert de vervaardigingstijd en derhalve de kosten. Bovendien wordt aldus de betrouwbaarheid verhoogd.

De flexibele drager 3 is bij voorkeur van Kapton gemaakt, maar kan in feite uit elk willekeurig polyimide-materiaal, dat tegen solderen bestand is, worden vervaardigd.

Fig. 2 toont een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, waarin de flexibele drager 3 is voorzien van een lip 11. De onderkant van de drager 3 kan althans nagenoeg geheel zijn voorzien van een metaallaag 12, welke metaallaag 12 elektrisch met de afscherming 10 van de eerste connector 1 is verbonden en dus een aardplaat vormt. Deze aardplaat is in het voorbeeld van fig. 2 om de elektronische componenten 6 gevouwen, zodat de omgevouwen, flexibele drager 3 een elektromagnetische afscherming voor de componenten 6 vormt. Daardoor is een metalen kooi binnen de behuizing 15 (fig. 5) niet meer noodzakelijk. De lip 11 is eveneens voorzien van (niet zichtbare) geleiderbanen die in elektrisch contact staan met respectieve componenten en/of respectieve geleiderbanen van de flexibele drager 3. Deze lip 11 strekt zich zijwaarts uit in de richting van de tweede connector 2, alwaar de genoemde geleiderbanen van de lip 11 elektrisch zijn verbonden met de aansluit-verbindingen 9 van de tweede connector 2.

Met 5 is een gedeelte van de flexibele drager 3 aangegeven, waarop zich geen componenten bevinden. Ook als de onderkant van de drager 3 niet is voorzien van een metaallaag 12 heeft de omgebogen structuur van fig. 2 een functie: de flap 5 van de drager 3 bevindt zich dan als een isolerende laag tussen de elektrische componenten 6 en de aansluitverbindingen 8, zodat vonkoverslag tussen aansluitverbindin-gen 8 met hoge spanning en de elektrische componenten 6 sterk wordt tegengewerkt. De flap 5 zorgt met andere woorden voor elektrostatische afscherming van de elektrische componenten 6.

Het is mogelijk om een flexibele drager 3 van meerdere lippen te voorzien, die zich ieder op een gewenste plaats aan de rand van de flexibele drager 3 zijwaarts uitstrekken. Het losse uiteinde van elke lip kan dan bijvoorbeeld steeds, na op geschikte wijze te zijn gevouwen, met een gedeelte van de aansluitverbindingen 9 van de tweede connector 2 in verbinding staan.

in fig. 3 is de situatie getekend, dat de drager 3 twee lippen 11, 13 heeft die zich aan tegenovergestelde kanten van de drager 3 buitenwaarts uitstrekken. Het uiteinde van lip 11 is met vier -pennen van de aansluitverbindingen 9 verbonden en de lip 13 met twee pennen daarvan. Deze aantallen dienen slechts bij wijze van voorbeeld. Voorts kunnen meer dan twee lippen zijn voorzien.

Fig. 4 toont een adapter die veel lijkt op die van fig. 2. Dezelfde onderdelen zijn met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven. Het enige verschil met de adapter van fig. 2 bestaat uit de tweede flexibele drager 14, die de lip 11 vervangt. De tweede flexibele drager 14 is gescheiden van de eerste flexibele drager 3 en is bevestigd aan elektrische aansluitverbindingen van de elektrische componenten 6, die zich bijvoorbeeld op een zijvlak van de componenten 6 bevinden en geen contact met de eerste flexibele drager 3 maken. De tweede flexibele drager strekt zich door een, door de omgebogen eerste drager 3 vrijgelaten opening zijwaarts in de richting van de tweede connector 2 uit. Indien gewenst kunnen meer van dergelijke losse flexibele dragers zijn voorzien. Ook kunnen lippen 11, 13 met twee of meer losse flexibele dragers worden gecombineerd. De onderkant van de eerste drager 3 kan weer zijn voorzien van een metaallaag 12, maar dat is niet noodzakelijk.

Fig. 5a t/m e tonen een adapter voorzien van een kunststofbehuizing 15, waarbinnen zich de flexibele drager 3 bevindt. Fig. 5a toont een zijaanzicht van de adapter langs de lange kant van de adapter. De in fig. 5a zichtbare vorm is in principe willekeurig en niet bedoeld ter beperking van de uitvinding. Dat geldt ook voor fig. 5b, die een zijaanzicht langs de kortste kant van de adapter toont.

Fig. 5c toont een dwarsdoorsnede van de adapter gezien vanaf dezelfde kant als fig. 5b. In fig. 5c zijn de onderdelen die reeds in vorige figuren zijn besproken weer met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven. De flexibele drager 3 is aan één kant, via een omgebogen metalen strip 4, aan de afscherming 10 van de connector 1 bevestigd. De aansluitverbindingen 8 steken door daartoe bestemde openingen 17 (zie fig. 6) en zijn elektrisch met op de drager 3 aangebraehte geleiderba-nen 20, 20a (zie ook fig. 6) verbonden, bijvoorbeeld via een "flow soldering" proces. De drager 3 is binnen kunststofbehuizing 15 omgebogen en leidt naar een elektronische component 6. In de getekende situatie is de component 6 een geïntegreerde schakeling (ic) met in totaal twintig aansluitpennen 16. De aansluitpennen 16 steken door even zo vele gaten 19 in de drager 3 (vergelijk fig. 6) en zijn waar gewenst aan één of meer geleiderbanen 20 vastgesoldeerd. De component 6 bevindt zich hier aan de andere zijde van de drager 3 dan in de situatie van fig. 2, 3 en 4. Dit is echter niet van wezenlijk belang, hoewel een voordeel van de constructie van fig. 5c (en 5d) is, dat zich tussen de aansluitverbindingen 8 en de component 6 in de situatie van fig. 5c en 5d drie isolerende lagen bevinden. Dit zorgt voor een zeer goede elektrostatische afscherming van de component 6.

Onder component 6 bevindt zich de tweede connector 2, zoals het beste in fig. 5d is te zien, die een dwarsdoorsnede langs de lange kant van de adapter toont. De aansluitverbindingen 9 van de tweede connector 2 steken door desbetreffende openingen 18 (zie fig. 6) in de lip 11, die zich zijwaarts van de drager 3 uitstrekt, op eendere wijze als in fig. 2 is geïllustreerd.

De connector 1 is van boven toegankelijk voor een daarmee samenwerkende contra-connector, die niet is weergegeven, maar welbekend is. Evenzo is de connector 2 van onderen toegankelijk voor een daarmee samenwerkende contra-connector, die evenmin is weergegeven, maar eveneens welbekend is. Connector 1 heeft in dit uitvoeringsvoorbeeld vijfentwintig aansluitpennen 8 en connector 2 heeft zes aansluitpennen 9. Andere aantallen zijn echter mogelijk binnen het kader van de uitvinding. Eveneens is de positie van de connectoren binnen de adapter vrij te kiezen. Voorts kunnen de connectoren 1,2 of de contra-connectoren zijn voorzien van mechanische, verende middelen die mechanische, snappende verbindingen teweegbrengen, als een connector met diens respectieve contra-connector is verbonden, zodat de connector en contra-connector niet eenvoudig door trekken van elkaar kunnen worden losgemaakt, maar allereerst de snappende verbinding dient te worden geopend. Dergelijke mechanische, verende verbindingen zijn op zich zelf bekend en bijvoorbeeld getoond in genoemde Nederlandse Octrooiaanvrage 90.00967.

Tot nu toe is steeds gesproken van twee connectoren 1, 2 die onderdeel uitmaken van de adapter. De uitvinding is hiertoe echter niet beperkt. Het is ook mogelijk, dat de adapter slechts aan één zijde is voorzien van een connector en dat de andere zijde is verbonden met een vast met de adapter verbonden kabel. Dit kan bijvoorbeeld dan het geval zijn, als de adapter onderdeel uitmaakt van een verlengkabel. Tevens kan de adapter aan één zijde vast aan een elektrische inrichting zijn bevestigd. De voorkeurstoepassing betreft echter een losse adapter voorzien van twee connectoren 1, 2, waarbij de flexibele drager is voorzien van elektrische of elektrostatische beschermingscomponenten. Binnen het kader van de uitvinding is het echter eveneens mogelijk om meer dan twee connectoren op de behuizing 15 van de adapter aan te brengen. Met voordeel kan zo'n adapter worden gecombineerd met twee of meer flexibele dragers of met één drager voorzien van verscheidene zijwaarts gerichte lippen, zoals hierboven is toegelicht. De posities van dergelijke connectoren op de adapter zijn geheel vrij te kiezen en worden slechts door de specifieke eisen van de betreffende toepassing bepaald.

Het is mogelijk een adapter volgens de uitvinding geschikt te maken voor een opto-elektronische adapter, zoals bijvoorbeeld bekend is uit de Nederlandse Octrooiaanvrage 90.00967, afkomstig van dezelfde Aanvraagster als die van de onderhavige uitvinding. In een opto-elektronische adapter ontvangt één aansluiteinde van de adapter, al dan niet via een connector-verbinding, een optisch signaal en het andere aansluiteinde, eveneens al dan niet via een connector-verbinding, een elektronisch signaal. Op de in een dergelijke adapter volgens de uitvinding toegepaste flexibele drager (of dragers) bevinden zich dan tenminste opto-elektronische omzetters voor het omzetten van optische signalen in elektrische signalen en/of omgekeerd.

Fig. 6 toont een voorbeeld van een flexibele drager 3 volgens de uitvinding, zoals deze in de adapter van fig. 5 is toegepast. Aan één zijde van de drager 3 zijn geleiderbanen 20 aangebracht op een voor de vakman bekende wijze. Een deel 20a van de geleiderbanen is in geleidend contact met de eerder genoemde metaallaag 4, die zich bij voorkeur enigszins buiten de drager 3 uitstrekt en elektrische geleidend met de afscherming 10 van connector 1 wordt verbonden, bijvoorbeeld via solderen. De geleider 20a vormt een aardleiding met relatief groot oppervlak en strekt zich ook uit onder de geïntegreerde schakeling 6, die via zijn aansluitpennen 16 in de gaten 19 van de drager 3 wordt gemonteerd. De respectieve aansluitpennen 16 worden dan aan de respectieve geleiderbanen 20 vastgesoldeerd. Op dezelfde wijze worden de aansluitpennen 8 van de eerste connector 1 door de gaten 17 gestoken en met de respectieve geleiderbanen 20 vastgesoldeerd. Hetzelfde geldt voor de aansluitpennen 9 en de gaten 18 in de lip 11. Een zijkant 21 van de lip 11 is ingesneden tot een gat 23 in de drager 3. Samen met een inkeping 22 in de andere zijkant van de lip 11, bij de overgang naar de drager 3 zelf, zorgt gat 23 ervoor dat de lip 11 eenvoudig en op een reproduceerbare plaats ten opzichte van de drager 3 kan worden omgebogen.

De uitvinding is niet beperkt tot de in de tekening en de hier boven besproken uitvoeringsvoorbeelden. De uitvinding wordt slechts beperkt door de omvang van de bijgevoegdè conclusiès. In het bijzonder kunnen in plaats van aan één zijde van de flexibele dragers 3, 7 aan beide zijden daarvan elektronische componenten zijn voorzien. Eventueel kunnen zich nog op lippen 11, 13 elektronische componenten bevinden.

Claims (11)

1. Adapter omvattend een behuizing van bij voorkeur kunststof, in welke behuizing zich tenminste één, van tenminste elektrische geleiderbanen voorziene drager bevindt, welke geleiderbanen in elektrische verbinding staan met tenminste twee aansluiteinden van de adapter, met het kenmerk, dat de drager (3) is gevormd uit een flexibel materiaal.

2. Adapter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het flexibele materiaal een polyimide-materiaal is.

3. Adapter volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het polyimide-materiaal Kapton is.

4. Adapter volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de flexibele drager aan tenminste één zijde is voorzien van elektronische componenten (6).

5. Adapter volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de drager (3) zodanig om de elektronische componenten (6) is gevouwen, dat deze tegen elektrostatische storing zijn beschermd.

6. Adapter volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de flexibele drager (3) aan één zijde althans nagenoeg geheel is gemetalliseerd en dat deze drager (3) zodanig om de elektronische componenten is gevouwen, dat deze tegen elektromagnetische storing worden beschermd.

7. Adapter volgens een van de voorgaande conclusies, met het · kenmerk, dat de flexibele drager (3) is voorzien van één of meer, zich zijwaarts uit de drager (3) uitstekende lippen (11, 13), die elk van respectieve noodzakelijke geleiderbanen zijn voorzien en naar een aan-sluiteinde van de adapter leiden.

8. Adapter volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tenminste één aansluiteinde van de adapter bestaat uit een connector (1), voorzien van een metalen afscherming (10), dat de drager (3) aan één einde is voorzien van een metaalstrip (4) en dat dit van een metaalstrip voorziene einde (4) is omgevouwen en althans nagenoeg over diens gehele lengte elektrisch geleidend met de afscherming (10) is verbonden.

9. Adapter volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de adapter tenminste twee flexibele dragers (3, 14) bevat.

10. Adapter volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de adapter tenminste twee connectoren (1, 2) omvat en de elektronische componenten (6) op de drager (3) elektrische of elektro- statische beschermingscomponenten zijn.

11. Adapter volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de adapter geschikt is gemaakt als opto-elektronische adapter.