NO882289L - Koblingsorgan for flatkabel. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører koblingsorganer for kabler. Særlig vedrører oppfinnelsen koblingsorganer som har ørsmå avstander mellom ledere og hvor vekslende ledere anvendes som signalledere og jordledere for derved å tillate bruk av kabler med høyere tetthet for høyhastighetselektroniske signaler. Jordledere festes til koblingsorganets hus.

Miniatyrisering innenfor elektronikkindustrien, i tillegg til økning av antallet av elementer som kan anbringes på en kretsbrikke har frembragt et behov for sammenkoblings-teknikker som også er miniatyrisert. I tillegg til minia-tyriseringen og økt mengde av elementer som skal sammenkobles, krever kretser som har høyere hastighet forbedret elektriske egenskaper hos sammenkoblingsmidlene. For å tilfredsstille disse behov er ledere med presisjonsavstand i flatkapler og miniatyriserte koaksialkabler blitt utviklet. Et kobllngsorgan i enkleste form er en anordning som anvendes til å gi hurti, effektiv, tilkoblings-frakoblingsmulighet for elektrisk ledning og kabelavslutning.

Forbedringer for å skape kabler med høyere kvalitet for elektronikk med høyere hastighet har fokusert på koaksialkabler hvor avstanden mellom lederer er blitt redusert fra 0,25 cm til ca. 0,13 cm. Eksisterende teknologi gir koaksial-kabel som har en individuell jordtilhørende hver signalleder som generelt avsluttes på en måte hvor skjermintegriteten opprettholdes gjennom koblingsorganet.

Ifølge den foreliggene oppfinnelse er der tilveiebragt et elektrisk kobllngsorgan for flatkabel med en flerhet av signal og jordledere som omfatter: a) en bevegelig koblingsorgandel, innbefattende en sokkelenhet med en front og bakre flate som har minst en rad av adskilte signalkontaktsokler som er tilgjengelige fra frontflaten og en tilsvarende oppstilling av signalkontaktstifter som strekker seg bakover fra soklene, idet flerheten av signalledere og jordledere har en avstandskonfigurasjon hvor nevnte jordledere er bøyd vekk fra kabelen og nevnte signalledere er festet respektive til nevnte sokler

ved inngrep med de tilhørende signalkontaktstiftene,

b) øvre og nedre ledende skall til minst ett av hvilke nevnte jordledere er festet, idet nevnte skall

strekker seg rundt nevnte bevegelige kobllngsorgan,

og

c) en andre koblingsorgandel som innbefatter et isolert hus som inneholder en oppstilling av tilpassede

kontakter og minst en rad av fjærende fingre, idet nevnte andre koblingsorgandel kan danne inngrep med nevnte bevegelige koblingsorgandel ved inngrep av nevnte tilpassede kontakter i nevnte sokler og inngrep av nevnte ene skall med nevnte fjørende f ingre.

Oppfinnelsen skal nå særlig beskrives i eksempels form med henvisning til de vedlagte tegnigner: Figur 1 viser er et utspilt riss av et flatkabelkoblignsorgan ifølge oppfinnelsen. Figur 2 viser frontflaten av en sokkelenhet som danner del av koblingsorganet i figur 1. Figur 3 viser et sideriss av en signalleder festet til en signalkontaktstift i koblingsorganet. Figur 4 viser et prerspektivriss av den faste koblingsorganhalvdel og den bevegelige koblingsorganhalvdel på koblingsorganet . Figur 5a viser et sideriss av den faste koblingsorganhalvdelen med en enkeltfjærende finger. Figur 5b viser et sideriss av den faste koblingsorganhalvdelen med to fjærende fingre. Figur 6 viser et tverrsnittriss av de tilpassede kontakter på koblingsorganet sammenføyet med soklende på den bevegelige koblingsorganhalvdelen.

Figur 7 viser overhøringsdataopptegninger.

Figur 8 viser en tidsområde reflektrometeropptegning.

Denne oppfinnelse vedrører ledning og kabelkoblingsorgan-enheter som har forut anordnede regelmessige avstands-konfigurasjoner og jordlederfeste til husskall for derved å tillate bruken av kabler med høy hastighet for høyhastighets-elektronikk. Avstandsløsningene tillater miniatyrisering og evnen til å øke antallet av elementer som skal sammenkobles uten å kompromittere elektriske egenskaper.

Utførelsesformene av oppfinnelsen som skal beskrives nedenfor er særlig tilsiktet for bruk på en flat båndkabel 10 som vist i figur 1 og omfatter en flerhet av ledere i side-ved-side parallelt forhold hvor vekselvis ledere anvendes som signalleder 14 og jordledere 12.

Koblingsorganene ifølge denne utførelsesform består av to halvdeler, en identifisert som en bevegelig koblingsorganhalvdel 1 og den andre identifisert som enten den faste halvdelen av koblingsorganet eller forstykket 3.

Den bevegelige koblingsorganhalvdelen 1 består dessuten av en sokkelenhet 2, jordingsskall 16 og 18 og flatbåndkabel 10 festet til sokkelenheten 2 og skallet 16 i en forutordnet avstandskonfigurasjon som skal beskrives nedenfor. Den flate båndkabelen 10 består av en flerhet av isolert signalleder 14 som er plassert slik at der er minst en jordleder 12 mellom to hosliggende signalledere 14.

For å preparere enden av båndkabelen for tilkobling til den bevegelige halvdel 1, blir isolasjonen revet bort, de vekslende signallederne 14 bøyes i en retning til en forskjøvet posisjon for inngrep med kontaktstifter i en rad og mellomliggende signalledere 14 bøyes i den motsatte retning til en forskjøvet posisjon for inngrep med kontaktstiftene i en andre rad som er parallell i avstand fra den første raden.

Jordlederne 12, som ligger mellom signallederne 14, er foldet tilbake langs kabelen og endene av jordlederne er bøyet utad fra kabelen, fortrinnsvis samtlige på en side av kabelen.

I en foretrukket kabel, er samtlige av lederne i kabelen 10 på 0,032 cm senterlinjer. Signallederne 14, i deres sammenstilte posisjon har derfor minst en avstand av 0,064 cm mellom seg.

Sokkelenhete 2 er kommersielt tilgjengelig fra E.I. DuPont de Nemours, Inc., AMP, Inc. eller ITT Cannon. Sokkelenheten 2 omfatter et hus 19 av plast som har en frontflate 4 og en bakre flate 6. en oppstilling av ledende sokler 20 som er festet innenfor huset 19 er tilgjengelig fra frontflaten 4 og en tilsvarende oppstilling av signalkontaktstifter 8 som hver er enhetlig med en sokkel 20 rager frem fra den bakre flaten 6. Fortrinnsvis har signalkontaktestiftene 8 innbyrdes avstand lik 0,127 cm og mellom hosliggende rader av stifter som tilsvarer avstanden av de signalledere som blir omtalt ovenfor. Figur 2 viser den foretrukne avstandsløsning som angitt med bokstaven "a".

Figur 3 viser signallederne 14 festet til signalkontaktstiftene 8, fortrinnsvis ved hjelp av lodding. De kan også festes ved hjelp av et metallfylt klebemiddel eller andre materialer slik at elektrisk ledningsevne og mekanisk integritet opprettholdes.

Isolasjon som dekker lederne i den flate båndkabelen 10 er minimalisert og holdes fortrinnsvis på en tykkelse av ca. 0,025 cm.

De utadbøyde jordledere 12 på båndkabelen 10 er festet direkte til jordingsskallets øvre halvdel 16 som oglr fastgjøringsregionen mellom sokkelenheten 2 og den flate båndkabelen 10. Bruken av denne jordingskonfigurasjon tillater at sokkelen 20 kan anvendes kun for signallederne 14, hvorved den totale signalkapasitet for koblingsorganet økes. Et ytterligere trekk ved denne konfigurasjon er den forbedrede elektriske signaltransmlsjon.

Jordlederne 12 er fortrinnsvis festet til jordingsskallet 16 16 ved lodding. Andre midler for å feste jordlederne 12 til jordingsskallet 16 innbefatter punktsveisning og bruken av et ledende klebemiddel slik som metall-fylt epoksy.

Et nedre ordingsskall 18 dekker den nedre halvdelen av det bevegelige koblingsorganet 1, hvorved signallederne 14 og kontaktstiften 8 omsluttes og det gis økt deformasjons-avlastning på koblingsorganet. Begge jordingsskall 16 og 18 er dannet av tynnplatemetall og er utformet til å passe tett rundt sokkelenheten 2 og avslutningsområet for flatebånd-kabelen 10, slik som vist I figur 1. Jordingsskallene 16 og 18 kan enten passe pent sammen eller ha ender som overlapper til å hindre adskillelse av skallene og gi elektrisk kontinuitet mellom de to skallene. Andre midler for å feste skallene sammen innbefatter bruken av et klebemiddel. Omslutnignen som dannes av skallene kan valgfritt fylles med et material slik som plast til å gi omgivelsesmessig vern.

Figur 4 er et perspektivriss over den bevegelige kobligns-organdelen 1, fullstendig sammenstillet, og den faste koblingsorgandelen 3. Det nedre jordskallet 18 møter det

øvre skallet 16 til fullstendig å omgi sokkelenheten 2 oog regionen av båndkabelen som omfatter signalleder-kontaktfor-bindelen. Figur 3 viser også soklene 20 i sokkelenheten 2 som anvendes til å bli tilpasset med tilpasningskontakter 32 på forstykket 3. Figur 1 viser også det utspilte riss av den faste halvdelen av koblingsorganet som også er identifisert som forstykket 3. Forstykket 3 omfatter et isolert hus 30 innenfor hvilket det er anbragt en oppstilling av to parallelle rader av tilpassede kontakter 32. De tilpassede kontakter 32 er adskilt til å passe innenfor soklene 20 på den bevegelig koblingsorgandelen 1 når koblingsorganet er fullstendig sammenstillet. Figurene 1 og 6 viser en rad av fjærende fingre 34 som befinner seg innenfor det isolerte huset 30 og er anbragt over oppstillingen av tilpassede kontakter 32. Den enkle raden av fjærende fingre 34 og raden av tilpassede kontakter 32 er fortrinnsvis anordnet slik at der er en avstand mellom hver rad lik 0,127 cm (50 mil). De fjærende fingrene tjener ensikten med elektrisk og mekanisk å danne kontakt med jordskallene 16 og 18. Figur 5a viser et tverrsnittriss av en enkelt fjærende finger 34 (del av en rad av fjærende fingre) vist over de tilpassede kontakter 32 innenfor huset 30.

Det isolerte huset 30 some r vist i figur 1 og 3 er fortrinnsvis konstruert av en termoplast og har en total bredde av ca. 0,5 cm.

Kombinert med den foretrukne avstand = 0,127 cm for hver av de signalkontaktradene, oppnås evnen til 40 signalposisjoner pr. tomme (2,54 cm). En kabelenhet tilveiebringes dermed og som har 200 signalkontakter for et areal lik 6,45 cm<2>anvendt på substratet til hvilket den faste haldelen 3 av koblingsorganet er montert.

En alternativ utførelsesform av den enkle raden av fjærende fingre 34 gir en andre rad av fjærende fingre 36 som også er innenfor det isolerte huset 30 og plassert under oppstillingen av tilpassede kontakter som vist i figur 5b. Vekslende utformninger hvor avstanden ikke trenger å være kritisk kan også anvendes.

Figur 6 er et tverrsnittriss av den tilpassede sammenføyning av forstykket 3 og den bevegelige koblingshalvdelen 2 hvor tilpasningskontaktene 32 på forstykket 3 passer innenfor soklene 20 på den bevegelige koblingsorganhalvdelen, hvorved dannes elektrisk kontakt med kontaktstiftene 8.

Det følgende eksempel er gitt av et kobllngsorgan og dets bruksmåte. Det er tilsiktet kun å være illustrerende og ikke begrense omfanget av den foreliggende oppfinnelse på noen måte.

Eksempel 1

Et kobllngsorgan ble laget i henhold til oppfinnelsen ved bruk av en kabel med ledere av diameer lik 0,02 cm. Der var 40 signalledere og 41 jordledere i kabelen, idet hver kanalleder ble plassert mellom to jordledere. Lederavstanden var 0,032 cm senter-til-senter. De 40 signallederne ble avsluttet til 40 signalkontakter. De 40 signalkontaktene ble så koblet til 40 tilpassede sokkelkontakter for derved å gi totalt ca. 200 signalkontakter for et overflateareal lik 6,45 cm<2>som den faste koblingsorgandel målt ca. 0,5 cm x 2,54 cm. Ni fjærende fingre ble anvendt til å danne forbindelse med jordlederne.

Denne koblingsorganenhet ble testet ved først å føre et 150 pico-sekunds stigetidsignal gjennom systemet. Diskonti-nuiteten på koblingsorgangrenseskiktet var ca. 150 mp. En andre elektriske test på den samme lederen ble utført ved å sende et signal med et 1,25 nanosekunders stigetid gjennom hele enheten. Dette signal hadde et 250 mV nivå. En signallinje ble drevet og den hosliggende linje ble avfølt med hensyn til overføring med nær ende overhøringsmåling ca. 12 mV og fjernende overhøring ca. 10 mV. Figur 7 viser resultater av overhøringen ved den nære enden og den fjerne enden. Figur 8 viser tidsområdereflektometer opptegninger.

Claims (10)

1. Elektrisk kobllngsorgan for flatkabel med en flerhet av signal- og jordledere som omfatter en bevegelig koblingsorgandel og en andre koblingsorgandel som kan danne inngrep med denne, karakterisert ved at den bevegelige koblingsorgandelen (l) innbefatter en sokkelenhet (2) med en front og bakflate (4,6) som har minst en rad av adskilte signalkontaktsokler (20) som er tilgjengelig fra frontflaten og en tilsvarende oppstilling av signalkontaktstifter (8) som strekker seg bakover fra soklene, idet flerheten av signalledere (14) og jordledere for en avstandskonfigurasjon hvor nevnte jordledere (12) er bøyd bort fra kabelen og nevnte signalledere 814) er festet respektivt tilnevnte sokler ved inngrep de tilhørende signalkontaktstiftene (8), øvre og nedre ledende skall (16, 18) hvortil minst ett av disse nevnte jordledere er festet, idet nevnte skall strekker seg rundt nevnte bevegelige kobllngsorgan, og en andre koblingsorgandel (3) innbefatter et isolert hus (30)som inneholder en oppstilling av tilpassede kontakter (32) og minst en rad av fjærende fingre 834), idet nevnte koblingsorgandel (3) kan danne inngrep med nevnte bevegelige koblingsorgandel ved inngrep mellom nevnte tilpassede kontakter i nevnte sokler og inngrep av nevnte ene skall med nevnte fjærende fingre.

2. Elektrisk kobllngsorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at en jordleder (12) er plassert hosliggende hver signalleder (14).

3. Elektrisk kobllngsorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte jordledere (12) er festet til nevnte ene skall ved lodding eller ved hjelp av elektrisk ledende klebemiddel.

4. Elektrisk kobllngsorgan som angitt i et hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at nevnte signalledere er festet til nevnte signalkontakter ved lodding, eller ved hjelp av et elektrisk ledende klebemiddel.

5 . Elektrisk kobllngsorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte andre koblingsorgandel (3) ar en andre rad av fjærende fingre som kan danne inngrep med det andre av nevnte skall.

6. Elektrisk kobllngsorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at rommet mellom nevnte skal som omslutter nevnte bevegelige koblingsorgandel er fylt med et materiale til å gi omgivelsesvern.

7. Elektrisk kobllngsorgan som angitt I krav 6, karakterisert ved at materialet som er fylt mellom nevnte skall er plast.

8. Elektrisk kobllngsorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at sokkelenhete omfatter 2 parallelt adskilte rader av regelmessig adskilte sokler.

9. Elektrisk kobllngsorgan som angitt i krav 8, karakterisert ved at avstanden mellom nevnte sokler er ca. 0,127 cm både i radene og mellom radene.

10. Elektrisk kobllngsorgan som angitt i krav 9, karakterisert ved at de totale dimensjoner av den andre koblingsorgandelen er ca. 0,5 cm x 2,54 cm.