RU199842U1

RU199842U1 - PRESS

Info

Publication number: RU199842U1
Application number: RU2020116002U
Authority: RU
Inventors: Никита Михайлович Грунин; Сергей Юрьевич Гольман; Андрей Геннадьевич Полутов
Original assignee: Акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко" (АО "ЭЛАРА")
Priority date: 2020-04-10
Filing date: 2020-04-10
Publication date: 2020-09-22

Abstract

Полезная модель относится к радиоэлектронике, в частности к устройствам фиксации гибких электрических кабелей к печатным платам, предназначенных для передачи высокочастотных сигналов, эксплуатирующихся в сложных условиях и подвергающихся различным климатическим воздействиям. Техническим результатом полезной модели является обеспечение надежной фиксации проводников в изолирующей оболочке, экране и защитной оболочке к печатной плате независимо от сечения проводника и типа экранирующей оболочки. Прижим выполнен из металлического материала, обладающего свойствами паяемости с припоями на основе олова, в виде планки и содержит, по меньшей мере, один паз для размещения проводников. На прижимающей поверхности паза выполнены разделительные элементы полукруглой формы, вершины которых не превышают среднего радиуса экранирующей оболочки размещенных проводников, а высота прижима не более 1,5 среднего диаметра экранирующей оболочки проводников. При этом поверхности пайки прижима к площадкам печатной платы удалены от изолирующих оболочек крайних проводников на расстояние не менее 1 среднего радиуса экранирующей оболочки размещенных проводников. 3 ил.The utility model relates to radio electronics, in particular to devices for fixing flexible electrical cables to printed circuit boards, intended for transmitting high-frequency signals, operating in difficult conditions and exposed to various climatic influences. The technical result of the utility model is to ensure reliable fixation of conductors in an insulating sheath, screen and protective sheath to the printed circuit board regardless of the conductor cross-section and the type of shielding sheath. The clamp is made of a metal material with solderability properties with tin-based solders, in the form of a strip and contains at least one groove for placing the conductors. Semicircular separating elements are made on the pressing surface of the groove, the tops of which do not exceed the average radius of the shielding shell of the placed conductors, and the clamping height does not exceed 1.5 of the average diameter of the shielding shell of the conductors. In this case, the soldering surfaces of the clamp to the PCB pads are removed from the insulating shells of the outermost conductors at a distance of at least 1 average radius of the shielding shell of the placed conductors. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к радиоэлектронике, в частности к устройствам фиксации гибких электрических кабелей к печатным платам, предназначенных для передачи высокочастотных сигналов, эксплуатирующихся в сложных условиях и подвергающихся различным климатическим воздействиям.The utility model relates to radio electronics, in particular to devices for fixing flexible electrical cables to printed circuit boards, intended for transmitting high-frequency signals, operating in difficult conditions and exposed to various climatic influences.

Известно устройство для крепления плоского кабеля к печатной плате (авторское свидетельство SU 1170641, МПК Н05K 7/06, опубл. 30.07.1985 г.), выбранное в качестве аналога, содержащее диэлектрическую колодку с головкой в верхней части ее сечения и прижимной элемент в виде СО-образной скобы, установленной своей внутренней поверхностью на головке диэлектрической колодки, с целью улучшения эксплуатационных возможностей, головка диэлектрической колодки выполнена цилиндрической формы, а одна из стенок С-образной скобы выполнена отогнутой во внешнюю сторону.A device for fastening a flat cable to a printed circuit board is known (copyright certificate SU 1170641, IPC N05K 7/06, publ. 07/30/1985), selected as an analogue, containing a dielectric block with a head in the upper part of its section and a clamping element in the form The CO-shaped bracket, installed with its inner surface on the head of the dielectric block, in order to improve the operational capabilities, the head of the dielectric block is made of a cylindrical shape, and one of the walls of the C-shaped bracket is made bent outward.

Известно устройство для крепления плоского кабеля на печатной плате (авторское свидетельство SU 1228318, МПК Н05K 7/06, опубл. 30.04.1986 г.), содержащее прямоугольную диэлектрическую колодку с окном для размещения плоского кабеля, с целью улучшения эксплуатационных возможностей при креплении экранированных плоских кабелей, указанная колодка снабжена металлической контактной площадкой для присоединения экрана плоского кабеля.A device for fastening a flat cable on a printed circuit board is known (copyright certificate SU 1228318, IPC N05K 7/06, publ. 04/30/1986), containing a rectangular dielectric block with a window for placing a flat cable, in order to improve the operational capabilities when attaching shielded flat cables, the specified connector is equipped with a metal contact area for connecting the screen of a flat cable.

Недостатком вышеуказанных аналогов является то, что они не решают задачи по соединению экранов проводников с площадками печатной платы и предназначены для фиксации кабелей, состоящих из проводников в изолирующей оболочке.The disadvantage of the above analogs is that they do not solve the problem of connecting the screens of conductors to the pads of the printed circuit board and are intended for fixing cables consisting of conductors in an insulating sheath.

Весь комплекс технических требований к соединению гибкого кабеля с печатной платой: механическое крепление и электрическое соединение проводников кабеля и контактных площадок, в том числе с проводниками в экранирующей оплетке (фольге) и защитной оболочке, решается с использованием соединителей, например, соединителей Har-flex фирмы Harting (https://ww.harting.com/sites/default/files/2017-11/HARTING%20har-flex%C2%AE%20connectors.pdf, стр. 22-23), выбранных в качестве аналога.The whole complex of technical requirements for the connection of a flexible cable to a printed circuit board: mechanical fastening and electrical connection of cable conductors and contact pads, including conductors in shielding braid (foil) and protective sheath, is solved using connectors, for example, Har-flex connectors from the company Harting (https://ww.harting.com/sites/default/files/2017-11/HARTING%20har-flex%C2%AE%20connectors.pdf, pp. 22-23) selected as analogs.

Однако такое соединение характеризуется увеличенными габаритными размерами, массой, и, как правило, частотными ограничениями на передаваемый электрический сигнал.However, such a connection is characterized by increased dimensions, weight, and, as a rule, frequency restrictions on the transmitted electrical signal.

Наиболее близким техническим решением, обеспечивающим фиксацию гибкого кабеля, содержащего проводники (в изолирующей оболочке, экране, защитной оболочке) и качественную пайку соединения, и выбранным в качестве прототипа, является решение фирмы Samtec (http://suddendocs.samtec.com/catalog_english/esca.pdf). Разделанные экранированные проводники устанавливаются в металлический сепаратор или оболочку в форме планки, выполненные из материала, обладающего свойствами паяемости с припоями на основе олова, в которых выполнен ряд отверстий, соответствующий диаметру изоляции проводника, таким образом, что участок проводника и изоляция выступают за поверхность сепаратора с одной стороны, а экраны проводников находятся в электрическом контакте с сепаратором и расположены с противоположной стороны. Экраны проводников соединены припоем с сепаратором, который в свою очередь соединен пайкой с контактными площадками/полигонами печатной платы, а проводники кабеля соединены с соответствующими контактными площадками печатной платы.The closest technical solution that provides fixation of a flexible cable containing conductors (in an insulating sheath, screen, protective sheath) and high-quality soldering of the connection, and selected as a prototype, is the solution of Samtec (http://suddendocs.samtec.com/catalog_english/ esca.pdf). Split shielded conductors are installed in a metal separator or sheath in the form of a strip, made of a material with solderability properties with tin-based solders, in which a number of holes are made corresponding to the diameter of the conductor insulation, so that the conductor section and insulation protrude beyond the surface of the separator with one side, and the shields of the conductors are in electrical contact with the separator and are located on the opposite side. The conductor shields are soldered to a separator, which in turn is soldered to the PCB pads / polygons, and the cable conductors are connected to the corresponding PCB pads.

Недостатком прототипа является его использование для шлейфов с одинаковыми проводниками (размерами изоляционной оболочки) и заданным шагом проводников, а также применение конструкции прижима в виде двух технологических решений: планка с отверстиями и обжимная лента. При этом вариант планки с отверстиями характеризуется преимущественно торцевым контактом тела планки с оплеткой проводников и практически не применим для оплетки фольгой.The disadvantage of the prototype is its use for loops with the same conductors (dimensions of the insulating shell) and a given pitch of the conductors, as well as the use of a clamp design in the form of two technological solutions: a strip with holes and a crimping tape. In this case, the variant of the strip with holes is characterized mainly by the end contact of the strip body with the braid of the conductors and is practically not applicable for braiding with foil.

Техническим результатом полезной модели является обеспечение надежной фиксации проводников в изолирующей оболочке, экране и защитной оболочке к печатной плате независимо от сечения проводника и типа экранирующей оболочки.The technical result of the utility model is to ensure reliable fixation of conductors in an insulating sheath, screen and protective sheath to the printed circuit board, regardless of the conductor cross-section and the type of shielding sheath.

Технический результат достигается тем, что проводники в изолирующей оболочке, экране и защитной оболочке фиксируются пайкой к печатной плате с использованием прижима, выполненного из металлического, материала, обладающего свойствами паяемости с припоями на основе олова, в виде планки, и содержащего, по меньшей мере, один паз для размещения проводников, на прижимающей поверхности паза выполнены разделительные элементы полукруглой формы, вершины которых не превышают среднего радиуса экранирующей оболочки размещенных проводников, а высота прижима не более 1,5 среднего диаметра экранирующей оболочки проводников, при этом поверхности пайки прижима к площадкам печатной платы удалены от изолирующих оболочек крайних проводников на расстояние не менее 1 среднего радиуса экранирующей оболочки размещенных проводниковThe technical result is achieved by the fact that conductors in an insulating sheath, a screen and a protective sheath are fixed by soldering to a printed circuit board using a clamp made of a metal material having solderability properties with tin-based solders, in the form of a strip, and containing at least one groove for placing conductors, semicircular separating elements are made on the pressing surface of the groove, the tops of which do not exceed the average radius of the shielding shell of the placed conductors, and the clamping height is not more than 1.5 of the average diameter of the shielding shell of the conductors, while the soldering surface of the clamp to the PCB pads removed from the insulating shells of the outermost conductors at a distance of at least 1 of the average radius of the shielding shell of the placed conductors

Сущность полезной модели показана на:The essence of the utility model is shown in:

Фиг. 1 - Общий вид прижима;FIG. 1 - General view of the clamp;

Фиг. 2 - Прижим, вид со стороны проводников;FIG. 2 - Clamp, view from the side of conductors;

Фиг. 3 - Прижим, вид сверху.FIG. 3 - Clamp, top view.

На чертежах представлены следующие обозначения:The drawings show the following symbols:

1 - прижим,1 - clamp,

2 - паз,2 - groove,

3 - прижимающая поверхность паза,3 - pressing surface of the groove,

4 - разделительный элемент,4 - dividing element,

5 - поверхность для пайки,5 - surface for soldering,

6 - печатная плата,6 - printed circuit board,

7 - проводник,7 - conductor,

8 - оболочка изолирующая,8 - insulating shell,

9 - оболочка экранирующая,9 - shielding shell,

10 - оболочка защитная,10 - protective shell,

11 - площадки печатной платы,11 - pads of the printed circuit board,

12 - контактные площадки.12 - contact pads.

В прижиме 1 (Фиг. 1) выполнен паз 2 с прижимающей поверхностью 3, содержащей разделительные элементы 4. Поверхностями для пайки 5 прижим 1 установлен на печатную плату 6. Проводники 7 (Фиг. 2) в изолирующей оболочке 8, экранирующей оболочке 9, защитной оболочке 10 размещены преимущественно между разделительными элементами 4 внутри паза таким образом, что поверхность экранирующей оболочки 9 находится в контакте с прижимающей поверхностью паза 3. Торец защитной оболочки 10 располагается на расстоянии от стенки прижима 1. Торец изолирующей оболочки 8 располагается на расстоянии от торца экранирующей оболочки. Фиксация прижима 1 выполнена припоем к площадкам 11 печатной платы 6, проводники 7 припаяны к контактным площадкам 12. Экранирующая оболочка 9 припаяна к прижиму 1 в местах касания к прижимающей поверхности 3 со стороны защитной оболочки 10.In the clamp 1 (Fig. 1), a groove 2 is made with a clamping surface 3 containing separating elements 4. The clamp 1 is installed on the PCB 6 with soldering surfaces 5. The conductors 7 (Fig. 2) are in an insulating shell 8, a shielding shell 9, a protective shell 10 are placed mainly between the separating elements 4 inside the groove so that the surface of the shielding shell 9 is in contact with the pressing surface of the groove 3. The end of the protective shell 10 is located at a distance from the wall of the clamp 1. The end of the insulating shell 8 is located at a distance from the end of the shielding shell ... The fixation of the clamp 1 is made with solder to the pads 11 of the printed circuit board 6, the conductors 7 are soldered to the contact pads 12. The shielding shell 9 is soldered to the clamp 1 at the points of contact with the pressing surface 3 from the side of the protective shell 10.

Прижим выполнен методом литья по выплавляемым моделям.The clamp is made by the method of investment casting.

Полезная модель работает следующим образом. Проводники размещаются внутри паза 2 прижима 1 и устанавливаются к печатной плате 6. Пайкой прижим фиксируется к площадкам 11 и экранирующие оболочки 9 к прижиму 1 со стороны защитных оболочек 10. Проводники 7 распаиваются к контактным площадкам 12.The utility model works as follows. The conductors are placed inside the groove 2 of the clamp 1 and installed to the printed circuit board 6. The clamp is soldered to the pads 11 and the shielding shells 9 to the clamp 1 from the side of the protective shells 10. The conductors 7 are soldered to the contact pads 12.

Технический результат достигается за счет плотной укладки проводников, касания экранирующих оболочек 9 проводников 7 друг к другу и прижима 1 боковыми поверхностями, уплотнения укладки проводников разделительными элементами 4. Благодаря тому, что разделительные элементы расположены выше проводника материал экранирующей оболочки 9, независимо от структуры проволока или фольга, при прижатии имеет возможность распределиться в объеме зазоров 13 прилегающих к печатной платы 6, которые в последствии заполняются припоем. Последнее обстоятельство обеспечивает качественный электрический и механический контакт прижима 1 с площадками 11 печатной платы 6. Расположение поверхностей для пайки 5 на расстоянии от крайних проводников 7 обеспечивает минимальное тепловое воздействие на проводник при любом типе пайки (ручная, автоматизированная, ИК и т.п.). Наличие зазоров 13 и расположение проводников в общем пазе обеспечивает возможность монтажа проводников с различным сечением и любым типом экранирующих оболочек, выполненных как в виде плоского многожильного кабеля, так и в виде набора единичных проводников.The technical result is achieved due to the dense laying of the conductors, touching the shielding shells 9 of the conductors 7 to each other and pressing 1 with the side surfaces, sealing the laying of the conductors with separating elements 4. Due to the fact that the separating elements are located above the conductor, the material of the shielding shell 9, regardless of the structure of the wire or the foil, when pressed, has the ability to be distributed in the volume of the gaps 13 adjacent to the printed circuit board 6, which are subsequently filled with solder. The latter circumstance provides high-quality electrical and mechanical contact of the clamp 1 with the pads 11 of the printed circuit board 6. The location of the soldering surfaces 5 at a distance from the outer conductors 7 provides a minimum thermal effect on the conductor for any type of soldering (manual, automated, IR, etc.) ... The presence of gaps 13 and the location of the conductors in a common groove makes it possible to mount conductors with different cross-sections and any type of shielding sheaths made both in the form of a flat multicore cable and in the form of a set of single conductors.

В уровне техники не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленной полезной модели.The prior art has not found an analogue characterized by features identical to all essential features of the claimed utility model.

Предлагаемая полезная модель технически осуществима и промышленно реализуема на приборостроительном предприятии.The proposed utility model is technically feasible and industrially feasible at an instrument-making enterprise.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности полезной модели, а именно оно является новым и промышленно применимым.From the foregoing, it can be concluded that the proposed technical solution meets the conditions of patentability of a utility model, namely, it is new and industrially applicable.

Claims

A clamp made of a metal material with solderability properties with tin-based solders, in the form of a strip, characterized in that it contains at least one groove for placing conductors, on the pressing surface of the groove, separating elements of a semicircular shape are made, the tops of which do not exceed the average radius of the shielding shell of the placed conductors, and the clamping height is not more than 1.5 of the average diameter of the shielding shell of the conductors, while the soldering surfaces of the clamp to the PCB pads are removed from the insulating shells of the outermost conductors at a distance of at least 1 average radius of the shielding of the placed conductors.