SK13112003A3

SK13112003A3 - Stitched LGA connector

Info

Publication number: SK13112003A3
Application number: SK13112003A
Authority: SK
Inventors: John E Lopata; James L Mcgrath; Arindum Dutta; Marvin Menzin; Daniel Fisher Jr
Original assignee: Molex Inc
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2004-10-05
Also published as: KR20030080080A; HUP0303625A3; TW532633U; WO2002078127A2; AU2002252434A1; CN1531766A; DE60201521T2; HU223858B1; EP1374344B1; CZ20032878A3; HUP0303625A2; JP2004524658A; JP4031709B2; KR100524040B1; EP1374344A2; US20050020100A1; US6953347B2; CN100369332C; US6722896B2; WO2002078127A3

Description

Predložený vynález sa všeobecne týka konektorov, ktorých kontakty sú spájané tlakom, a najmä sa týka usporiadania konektora pre uzemňovacie mrežové polia (land grid array „LGA“), ktoré využívajú množstvo drôtov ako kontaktov, ktoré sú fixované v pružnej časti telesa konektora.

Doterajší stav techniky

Elektronický priemysel prešiel v niekoľkých posledných rokoch obrovským rozvojom, čo sa týka miniaturizácie elektronických zariadení a prístrojov, ako sú napríklad laptopy a podobné zariadenia. Priemyselná výroba neustále hľadá cesty na zníženie veľkosti týchto komponentov a zvýšenie ich funkčnosti a schopností. Oba ciele sú dosahované zvyšovaním hustoty obvodov na komponentoch zariadenia.

Vzhľadom na to, že počet obvodov, vytvorených na čipe alebo doskách s plošnými spojmi sa môže zvyšovať, je nutné tiež venovať pozornosť zaisteniu spoľahlivého vzájomného spojenia medzi komponentmi s vysokou hustotou a ďalšími komponentmi zariadenia.

Tieto vysoko kapacitné vzájomné prepojenia sa používajú pri mikroprocesoroch, ASIC a ďalších typoch čipov a môžu sa tiež použiť ako konektory medzi dvoma doskami s plošnými spojmi. Pre tieto aplikácie boli používané vysokohustotné vzájomné prepojenia BGA (Balí Grid Array). Pri usporiadaní zväzkov typov BGA sú spojovacie prvky vytvorené v podložke, pričom v kontakte so spojovacími prvkami sú umiestnené malé guľovité telieska spájky. Tieto guľovité telieska sú potom zahriate, aby tak vytvorili spojenie medzi čipom a ďalšími doskami s elektrickými obvodmi. Tieto guľovité telieska však často spôsobujú zlú pružnosť dosky s plošnými spojmi a mechanické vlastnosti i pri činnosti kontaktu medzi čipom a s ňou spojenou proti74 PP -03 ľahlou dosku s obvodmi. Nie sú tiež vždy vhodné na prekonanie zmien, ktoré môžu nastať v substráte dosky s tlačeným obvodom. Navyše, pokiaľ sú guľôčky zahriate, aby poskytli spájkovaný spoj, čip už nejde ľahko oddeliť, aby sa tak opravili chyby v spájkovaní bez príslušného nahradenia všetkých spájkovacích guľôčok a naplnenia guľôčkového poľa na doske s tlačenými spojmi a tak aby bol uskutočnený ďalší pokus na vytvorenie spoľahlivého spojenia. Použitie BGA spájkovacieho usporiadania je teda nevýhodné, pretože neposkytuje oddeliteľnú prepájaciu medzivrstvu zariadenia.

Pre takéto aplikácie boli vyvinuté konektory pre uzemňovacie mrežové polia (land grid array LGA), ktoré poskytujú obvodové cesty medzi zariadením a doskou s plošnými spojmi, pričom zahŕňajú použitie vodičov, tvorených kovovými kontaktmi, ktoré sú obvykle zabudované v tuhej plastickej podložke, aby prepojili uzemňovacie plochy alebo spájkovacie plôšky na doskách s tlačenými spojmi so spájkovacími guľôčkami alebo uzemňovacie plochy, ktoré môžu byť vytvorené na čipe alebo ostatných zariadeniach. Tieto uzemňovacie plochy sú vytvorené so špecifickým usporiadaním, protiľahlým k spájkovacím guľôčkam/uzemňovacím plochám komponentov, ktorým je konektor priradený Tieto LGA konektory ponúkajú oproti zariadeniam BGA mnoho výhod spočívajúcich v tom, že poskytujú konštruktérom obvodov alebo systémov oddeliteľnú medzivrstvu medzi čipom/čipovou zostavou a doskou s obvodmi, ktorú zariadenia BGA poskytnúť nemôžu, pretože sú pripájané k doskám s obvodmi na vytvorenie ich spojenia. Pri LGA konektoroch musí každé vodivé vedenie vyvinúť určitú pružnú silu, ktorá musí byť udržiavaná, aby sa vytvorilo spoľahlivé vzájomné spojenie so zariadením. Zvieracia sila musí byť vyvinutá proti čipu, aby sa tak čip udržal v kontakte s konektorom. Čip, ktorý má kontakty v počte presahujúcom 1 000 kontaktov, môže vyžadovať kontaktnú silu značne cez 100 libier.

Patent US č. 4998885 vydaný 21. marca 1991 opisuje takýto typ konektora, pri ktorom drôty s koncovými časťami vytvarovanými do guľovitého tvaru sú zabudované do elastomérovej podložky. Elastomérová podložka však musí byť cez ne ryhovaná do riadenej hĺbky laserom v oblasti medzi drôtmi, aby sa zvýšila pružnosť drôtov a ich koncových častí vytvarovaných do guľového tvaru. Prerezanie týchto vedení príliš hlboko do elastomérovej podložky nesie riziko uvoľnenia elastoméru, ktorý nesie drôty, a tým možné vytvorenie nespol ahlivých kontaktov tým, že niektoré z drôtov sa môžu ohnúť, a tým neplniť svoju vlastnú pružiacu spojovaciu funkciu. Toto nielenže komplikuje výrobu, ale aj zvyšuje náklady výroby takýchto konektorov.

Predložený vynález je teda určený na zlepšenie LGA konektorov a spôsobu ich výroby, ktoré prekonávajú vyššie uvedené nevýhody.

Podstata vynálezu

Hlavným cieľom predloženého vynálezu je poskytnúť LGA konektor, ktorý má pružnú časť telesa konektora, ktorá nesie množstvo pružných deformovateľných kontaktov, usporiadaných s vysokou hustotou uloženia, aby tak bolo zaistené spoľahlivé spojenie medzi konektorom a spoluzaberajúcim protiľahlým komponentom alebo zariadením.

Ďalším cieľom predloženého vynálezu je poskytnúť vysokohustotný LGA konektor, vybavený pružnou časťou telesa konektora, ktorá je vystužená vrstvou textílie, vloženej medzi dve elastomérové vrstvy, a množstvom kontaktov, uložených v určitom usporiadaní vo vnútri časti telesa konektora, pričom kontakty majú voľné konce, ktoré vyčnievajú nad protiľahlé povrchy časti telesa konektora.

Ďalším cieľom predloženého vynálezu je poskytnúť spoľahlivý vysokohustotný LGA konektor, vybavený pružnou časťou telesa konektora, ktorá nesie množstvo kontaktov z vodivých drôtových kontaktov, vytvorených ako pružné slučky, ktoré majú voľné konce, ktoré vyčnievajú nad protiľahlé povrchy časti telesa konektora.

Iným, ďalším aspektom predloženého vynálezu, je poskytnúť tlakom spájateľný konektor, ktorý má textilný podklad zapuzdrený vo vnútri elastoméru, pričom konektor je vybavený množstvom tenkých, pružných kontaktov, uložených v textilnom podklade vo vopred stanovenom usporiadaní a prechádzajúcich cez podklad. Kontakty sú usporiadané ako tenké vlákna z drôtov, ohnuté naspäť do slučiek z dvoch žíl, pričom kontakty majú voľné konce, ktoré vyčnievajú na protiľahlých stranách podkladu.

Ešte ďalším aspektom predloženého vynálezu je poskytnúť LGA konektor pre aplikácie s veľkou integráciou, kde konektory zahŕňajú rám, ktorý obopína stredovú časť telesa konektora. Stredová časť telesa konektora zahŕňa aspoň jedno pole z elastoméru, ktoré je vystužené výstužovým členom, aspoň čiastočne zabudovaným v poli z elastoméru. Konektor je vybavený množstvom vodivých kontaktov, uložených v určitom usporiadaní v časti telesa konektora. Kontakty sú vytvorené z tenkých vodivých drôtikov, ktoré sú vložené do stredovej časti telesa konektora, pričom kontakty sú vytvorené ako.otvorené slučky, ktoré vytvárajú navzájom prepojené záložné, nadpočetné cesty pre každý kontakt elektrického obvodu..

Ešte iným aspektom predloženého vynálezu je poskytnúť tlakom spájateľný konektor, ktorý má pružnú časť telesa konektora, ktorá je nesená rámovým členom konektora, pričom rámový člen konektora prebieha okolo pružnej časti telesa konektora a vytvára obvod konektora. Konektor tu má aspoň jedno zahĺbenie, ktoré tvorí čiastočné lôžko pre čip alebo čipové puzdro. Pružná časť telesa konektora zahŕňa pole z elastoméru, umiestnené na aspoň jednom z povrchov časti telesa konektora, pričom pole z elastoméru je vystužené plochou textílie, ku ktorej sa pole z elastoméru primyká. Ako plocha textílie, tak pole z elastoméru majú podobné rozmery, tak aby mali zhodné vlastnosti voči časti telesa konektora cez celú jej oblasť. Konektor zahŕňa množstvo vodivých kontaktov, ktoré sú vložené do časti telesa konektora. Kontakty zahŕňajú úseky vodivých drôtikov, ktoré sú všité do časti telesa konektora, pričom sú ohnuté naspäť, čím sa vytvoria dve susedné a záložné cesty elektrického obvodu, prestupujúce cez časť telesa konektora. Kontakty majú voľné konce, ktoré vyčnievajú von na protiľahlých stranách časti telesa konektora, na spojenie dvoch rôznych elektronických komponentov. Kontakty sú uložené v časti telesa konektora, približne asi v ich strednej časti.

Ešte iným aspektom predloženého vynálezu je poskytnúť spôsob výroby zlepšeného LGA konektora. Spôsob zahŕňa kroky: vytvorenie ohybnej časti telesa konektora uzatvorením výstužového člena do elastoméru, jeho uloženie na nosný člen, pretiahnutie úseku vodivého drôtika cez stred dutého vkladacieho nástroja, všitie úseku drôtika do časti telesa konektora pohybom vkladacieho nástroja, ktorý preniká s kontaktom do a von z časti telesa konektora, pričom sa ďalej po každom takom vložení uskutoční strihanie drôtika, tak aby sa vodivý drôtik uložil v časti telesa konektora a mal aspoň jeden voľný koniec, ktorý vyčnieva nad povrch časti telesa konektora.

Iným cieľom predloženého vynálezu je poskytnúť tlakom spájateľný konektor, ktorý má pružnú časť telesa konektora, ktorá je nesená tuhým rámom. Konektor je vybavený množstvom kontaktov, zabudovaných v časti telesa konektora, ktoré sú vložené do časti telesa konektora ako dvojice vzájomne prepojených drôtových žíl z vodivého drôtika, vytvorené ako otvorené slučky, pričom každá slučka má dva voľné konce, ktoré prechádzajú cez vonkajšie, protiľahlé povrchy časti telesa konektora. Tieto voľné koncové časti sú bočné sklonené a vyrovnané v určitom usporiadaní, ktoré zodpovedá usporiadaniu protiľahlého komponentu ďalšieho obvodu. Sklonenie drôtikov zväčšuje ich kontaktnú dĺžku a vytvára nožové konce pre kontakt s podložkami protiľahlých obvodových komponentov.

Ďalším cieľom predloženého vynálezu je poskytnúť zlepšený LGA konektor, ktorý má pružnú časť telesa konektora vytvorenú z elastoméru, pričom pružná časť telesa konektora je umiestnená na ráme a zahŕňa množstvo samostatných kontaktov. Kontakty sú vytvorené ako otvorené slučky, aby tak vytvorili vždy dvojicu vodivých obvodových ciest, z ktorých jedna je záložná nadbytočná, v časti telesa konektora, ktorá má množstvo otvorov, z ktorých v každom je uchytená drôtiková slučka. Drôtiky vytvárajú slučku, prechádzajúcu cez časť telesa konektora a vychádzajú na opačných stranách stredu otvoru.

Predložený vynález dosahuje tieto a ďalšie ciele spôsobom, ktorý je unikátny a predstavujúci novú konštrukciu.

V jednom hlavnom aspekte predloženého vynálezu, ktorý je znázornený v jednom jeho uskutočnení, konektor zahŕňa pružnú časť telesa konektora, ktorá je uložená v tesnom vonkajšom ráme. Pružná časť telesa konektora pou6 živa výstužový člen ako podložku pre elastomér. Ako je ukázané v prvom uskutočnení vynálezu, elastomér je umiestnený na oboch povrchoch plochy textílie, ktorá je použitá ako výstužový člen, takže elastomér výhodne zapĺňa medzery v textílii, a tak elastomér vytvára samotesniaci nosný povrch na oboch stranách plochy textílie, pričom plocha textílie vytvára výstuhu elastoméru. Spôsobom, ktorým sa nanáša elastomér na plochu textílie, môže byť zapuzdrenie, laminovanie alebo nanášanie po vrstvách.

Ako plocha textílie sa dajú použiť bežné tkaniny, to je také, ktoré sú tkané bežným spôsobom, ktoré majú osnovy a útky (alebo výplne), prepletané dohromady buď v bežnom alebo stupňovitom usporiadaní. Dokonca sa uvažuje, že môžu byť použité ako výstuha aj netkané textílie, ako plsti a podobné materiály, za predpokladu, že použitý elastomér sa môže zlepovať alebo inak sám spájať s plochou textílie spôsobom, pri ktorom sa spoľahlivo spojí s plochou textílie, a tak vytvorí pružné teleso, ktoré predstavuje časť telesa konektora.

Tenké drôtiky sú v konektore usporiadané vo vopred danej zostave a sú do textilného podkladu vložené ich pretiahnutím cez ihlu a vsunutím a vysunutím ihly do a von z nosného podkladu tak, aby sa drôtikové kontakty „všili“ na miesto v pružnej časti telesa konektora. Drôtiky sa spätne ohnú, takže sa vytvorí a vloží kontakt do pružnej časti telesa konektora, ktorý má tvar otvorenej slučky. Elastomér má dostatočne pružnú konzistenciu, tak aby zovrel a držal drôtiky v polohe, ako boli prevlečené cez pružnú časť telesa konektora, pričom aj plocha textílie má vhodnú konzistenciu, aby poskytla výstuhu alebo určitý stupeň tuhosti elastoméru.

V inom, alternatívnom, uskutočnení vynálezu môže byť elastomér nanesený iba na jeden povrch výstužového člena. V ešte inom uskutočnení podľa predloženého vynálezu, môže výstužový člen využívať spojitú list fólie, výhodne fólie z polyméru, najvýhodnejšie fólie z polyamidu dodávanej firmou E.I. DuPont pod obchodným názvom „Kapton“. Takéto fólie majú požadovanú životnosť, pritom sa nestrapkajú, ako sa môžu strapkať textílie a otvory pre drôtikové kontakty môžu byť ľahko vytvorené „prepálením“ laserom cez celú časť telesa konektora.

V inom, základnom, uskutočnení predloženého vynálezu, sú kontakty vytvorené prevlečením dvojíc drôtikov podložkou, pričom dvojice sú vytvorené z jednotlivých drôtikových žíl, ktoré sú na jednom konci ohnuté naspäť, aby tak vytvorili dvojžilový drôtikový úsek alebo otvorené slučky so žilami, ktoré majú na jednom svojom konci vytvorený ohyb, pričom dva konce drôtika sú umiestnené blízko pri sebe alebo sa dotýkajú jeden druhého na ďalšom konci kontaktu, takže jeden voľný koniec každého kontaktu má výhodne usporiadanie v tvare slučky, zatiaľ čo ďalší voľný koniec kontaktu má dolné konce z dvoch drôtikových žíl. Drôtiky vychádzajú z podložky do vopred určenej vzdialenosti tak, aby vytvorili množstvo pružných kontaktných zväzkov, ktoré pružia, pokiaľ sú vystavené tlaku protiľahlého komponentu, ako napríklad čipu, čím sa tu vytvorí Hertzov kontakt medzi kontaktmi a protiľahlými kontaktnými blokmi na doske s plošnými spojmi. Drôtiky môžu byť ohnuté v určitom smere a definovať smer sklonu, umožňujúci pohyb na základe ich sklonu, čo je lepšie, než spoliehať sa na deformáciu drôtikov. Dvojitý charakter drôtikových žíl, či už majú kruhový alebo obdĺžnikový /štvorcový/ priečny prierez, poskytuje každému kontaktu konektora obvodové cesty navyše. Na vytvorenie kontaktných čelných plôch na koncoch drôtikových žíl, môžu byť na koncoch drôtikových žíl vytvorené spájkové guľôčky.

Ďalším základným aspektom predloženého vynálezu je, že úsek každého drôtika je prestrčený cez stred vkladacieho nástroja, ktorý má tvar dutej ihly alebo rúrky, a spätne ohnutý naspäť, aby vytvoril slučku predtým, než ihla uskutoční vkladací zdvih cez časť telesa konektora. Potom je vkladací nástroj vytiahnutý, pričom zdvojená drôtiková žila zostáva uchytená v časti telesa konektora, približne vo svojom strednom úseku tak, že voľné konce kontaktov vyčnievajú nad opačné povrchy časti telesa konektora v približne rovnakej dĺžke. Drôtiky sú strihané vo vopred zvolenej vzdialenosti od miesta vytiahnutia vkladacieho nástroja, tak aby vytvorili dvojitú drôtikovú žilu, resp. voľný koniec konektorového kontaktu, čím sa vytvorí dvojica vodivých ciest pre každý kontakt pri jednom vložení a spätnom zdvihu vkladacieho nástroja, a tým konektor s nižším indukčným odporom a viacerými vodivými cestami pre jeden spoj.

Ešte ďalším hlavným aspektom predloženého vynálezu je to, že vkladací nástroj je vybavený hrotom, ktorý je vytvorený tak, že drôtik môže vystupovať zo stredu vkladacieho nástroja, ale zo strany hrotu. Takýto nástroj môže mať skosený hrot s jednou špičkou alebo môže mať viacej špičiek, ktoré sú voči sebe usporiadané tak, aby vyrovnávali sily pôsobiace na vkladací nástroj pri vkladaní, keď tento preniká do elastoméru a výstužového člena, pokiaľ je tento použitý.

V ďalšom základnom uskutočnení predmetného vynálezu je v časti telesa konektora vytvorených množstvo dier pomocou lasera, rozrezávaním časti telesa konektora nožom alebo dierovaním časti telesa konektora pred .vkladaním drôtikov. Po vytvorení dier sa do nich vložia kontakty. V ďalšom uskutočnení vynálezu je možné využiť laser alebo dierovanie na vytvorenie radu otvorov v časti telesa konektora, pričom táto časť telesa konektora môže využívať buď vystuženú pružnú časť telesa konektora, v ktorej sú v určitom usporiadaní vlákna alebo je použitá fólia, ako podložka pre jednu alebo dve vrstvy na nej ležiaceho elastoméru. Časť telesa konektora môže však využívať iba vyššie uvedenú fóliu.

Týmto a ďalším aspektom, znakom a výhodám predloženého vynálezu bude lepšie porozumené prostredníctvom úvah v nasledujúcom podrobnom opise.

Prehľad obrázkov na výkresoch

V priebehu nasledujúceho podrobného opisu budú často robené odkazy na sprievodné výkresy, na ktorých rovnaké vzťahové značky zodpovedajú rovnakým častiam a na ktorých:

obr.l predstavuje perspektívny pohľad na zlepšený LGA konektor, konštruovaný podľa princípov predloženého vynálezu, s priradenými elektronickými komponentmi, ktoré sú oddelené od vkladacieho zahĺbenia konektora;

obr.l A predstavuje zväčšený detailný pohľad na oblasť z obr.l znázorňujúci nekryté, voľné konce drôtikových kontaktov konektora;

obr. 2 predstavuje perspektívny pohľad na ďalšiu stranu (obvykle „spodná“ strana ) konektora z obr. 1;

obr. 2A je zväčšený pohľad na detail oblasti z obr.2, predstavujúci ďalšie voľné, nezakryté konce drôtikových kontaktov konektora;

obr. 3A znázorňuje pohľad na pôdorys rámového člena, použitého v konektora podľa obr.l obr. 3B je pohľad na priečny rez časťou rámového člena pozdĺž čiary B-B z obr. 2A;

obr. 3C predstavuje pohľad na priečny rez časťou rámového člena pozdĺž čiary C-C z obr. 3A;

obr. 4. znázorňuje pohľad na pôdorys rámového člena z obr. 3A;

obr. 5 je perspektívny pohľad na rámový člen z obr. 3A a textilnú podložku v polohe, keď je pripravený na vloženie do otvoru rámového člena;

obr. 6A znázorňuje pohľad zhora na usporiadanie rámu konektora z obr. 1 s textilnou podložkou v polohe, keď tvorí podklad pre vrstvy, ktoré budú na nej lisované;

obr. 6B predstavuje pohľad na priečny rez časťou rámu konektorovej zostavy pozdĺž čiary B-B z obr. 6A;

obr. 6C je pohľad na priečny rez časťou rámu konektorovej zostavy pozdĺž čiary C-C z obr. 6A;

obr. 6D je zväčšený detailný pohľad na oblasť D z obr. 6A;

obr. 7A znázorňuje pohľad zhora na zostavu konektorového rámu z obr. 6A, ale už s umiestnenými vodivými drôtikovými kontaktmi;

obr. 7B je priečny rez pozdĺž čiary B-B z obr. 7A, znázorňujúci časť konektora a ďalej znázorňujúci drôtikové kontakty v ich počiatočnej orientácii vo vnútri časti telesa konektora pred ohnutím drôtikových kontaktov;

obr. 7C je priečny rez pozdĺž čiary C-C konektorom z obr. 7A;

obr. 7D je pohľad na priečny rez konektorom z obr. 7A, znázorňujúci jedno usporiadanie drôtikových kontaktov vo vnútri časti telesa konektora po ich ohnutí, aby sa tieto orientovali vo dvoch smeroch;

obr. 8 je pohľad na priečny rez alternatívnym spôsobom montáže textilného podkladu do rámu konektora;

obr. 9 je pohľad na priečny rez časťou elastomérovej podložky, znázorňujúci jej vystuženie textíliou;

obr. 10A je schematický pohľad na rez prevlíekacím nástrojom, majúcim jednu špičku, používaným pri montáži konektorov, ktoré majú cez seba preplietané vodivé drôtiky;

obr. 10B je schematický pohľad na rez prevlíekacím nástrojom z obr. 10A po ohnutí drôtikov;

obr. 11 je schematický pohľad na prevliekací nástroj z obr. 10, vnikajúci do podložky konektora;

obr. 12 je schematický pohľad, znázorňujúci ako prevliekací nástroj preniká pružnou časťou telesa konektora a začína sa vysúvať o vopred stanovený úsek drôtika kontaktu;

obr. 13 je schematický pohľad znázorňujúci prevliekací nástroj, ako je vysúvaný z jeho prieniku pružnou časťou telesa;

obr. 14 je schematický pohľad na prevliekací nástroj, odďaľovaný od blízkeho povrchu pružnej časti telesa konektora, zatiaľ čo kontaktný drôtik sa dostáva do polohy pripravenej na odstrihnutie;

obr. 15 predstavuje schematický pohľad na rez, znázorňujúci kontaktný drôtik v polohe vo vnútri pružnej časti telesa konektora, oddelený od dodávaného drôtika a vkladacieho nástroja;

obr. 16 je schematický pohľad na tvarovací člen voľného konca kontaktu, prichádzajúceho do styku s kontaktmi po ich zasunutí do pružnej časti telesa konektora;

obr. 17 je detailný pohľad na drôtiky použité ako kontakty, ktoré majú nekruhový priečny prierez;

obr. 18 je detailný pohľad na časť konektora z obr. 1 v reze, v mieste medzi čipom a doskou s tlačenými spojmi, znázorňujúci spôsob uskutočnenia spoja konektorovými kontaktmi;

obr. 19A je pohľad na bočnú stranu alternatívneho uskutočnenia konštrukcie vkladacieho nástroja, ktorý môže byť použitý na vkladanie vodivých drôtikov do pružnej časti telesa konektora podľa vynálezu;

obr. 19B je perspektívny pohľad na hrot na konci vkladacieho nástroja z obr. 19A;

obr. 19C je detailný pohľad na priečny rez časťou konektora podľa vynálezu s vkladacím nástrojom z obr. 19A už čiastočne vsunutým do časti telesa konektora;

obr. 20 znázorňuje pohľad na priečny rez alternatívnym uskutočnením konektora, konštruovaného v súlade s princípmi predloženého vynálezu;

obr. 21 je detailný pohľad na časť telesa, v čiastočnom reze na použitie v konektoroch podľa predloženého vynálezu, ktorá má zabudovaný tuhý výstužový člen;

obr. 22 je pohľad na čiastočný rez časťou telesa konektora, v mieste vo vnútri konektora a podrobenou dierovaniu pomocou dierovacieho člena na vytvorenie otvorov v časti telesa konektora pre kontakty konektora;

obr. 23 predstavuje schematický bočný pohľad, čiastočne v reze, na vkladací nástroj nastavený nad otvor v časti telesa konektora podľa predloženého vynálezu;

obr. 24A je schematický pohľad zhora na rez pozdĺž čiary 24-24 z obr. 23, znázorňujúci orientáciu jednotlivých častí, pokiaľ je pre kontakty konektora použitý drôtik s kruhovým prierezom;

obr. 24B je schematický pohľad zhora na rez pozdĺž čiary 24-24 z obr. 23, znázorňujúci orientáciu jednotlivých častí, pokiaľ je pre kontakty konektora použitý drôtik s obdĺžnikovým prierezom;

obr. 25 predstavuje perspektívny pohľad na alternatívne uskutočnenie vkladacieho nástroja, ktorý môže byť použitý na uskutočňovanie spôsobov podľa vynálezu;

obr. 25A ukazuje zväčšený pohľad na vkladací nástroj z obr. 25;

obr. 26 znázorňuje perspektívny pohľad na alternatívne uskutočnenie vkladacieho nástroja, ktorý môže byť použitý na uskutočňovanie spôsobov podľa vynálezu;

obr. 26A predstavuje zväčšený pohľad na vkladací nástroj z obr. 26;

obr. 27 ukazuje perspektívny pohľad na dierovací nástroj, ktorý môže byť použitý na uskutočňovanie spôsobov podľa vynálezu, na dierovanie alebo prepichovanie otvorov v časti telesa konektora; pred vkladaním drôtikov;

obr. 28 je perspektívny pohľad na alternatívny dierovací nástroj, ktorý môže byť použitý na uskutočňovanie spôsobov podľa vynálezu a na obr. 29 je pohľad na rez ďalším alternatívnym uskutočnením podľa predloženého vynálezu.

Príklady uskutočnení vynálezu

Obr.l znázorňuje zlepšený konektor 20 na vytvorenie uzemňovacieho mriežkového poľa (LGA). ktorý je vytvorený v súlade s princípmi podľa predloženého vynálezu. Konektor 20 zahŕňa rámový člen 21, ktorý nesie alebo obopína pružnú časť 22 telesa konektora 20. umiestnenú vo vnútri otvoru 23 rámového člena 21. Pružná časť 22 telesa konektora 20 je držaná vo vnútri otvoru 23 rámového člena 21 radom postranných stien 25 rámového člena 2 1.

ktorý obopína otvor 23 takým spôsobom, že horné zahĺbenie 24 môže byť vytvorené ako na hornom povrchu konektora 20, tak tiež ako spodné zahĺbenie 27. pokiaľ to zvláštne použitie konektora 20 vyžaduje.

Predpokladá sa, že konektor 20 má obvykle tvar obdĺžnikový alebo štvorcový, hoci je samozrejmé, že môžu byť použité aj iné usporiadania. Horné zahĺbenie 24 je uspôsobené tak, aby do zahĺbenia 24 mohol byť uložený komponent elektrického obvodu, ako je čip alebo puzdro integrovaného obvodu, ASIC, mikroprocesor, doska 26 s tlačeným spojom a podobne, pričom ďalšie podobné obvodové komponenty môžu byť podobne umiestnené na spodnej strane konektora 20 v spodnom zahĺbení 27 (obr. 2). Obvykle takýto komponent môže zahŕňať dosku s tlačeným spojom, ktorá je dimenzovaná tak, aby mohla byť uchytená v spodnom zahĺbení 27, hoci pri niektorých aplikáciách postrannej steny 25 rámového člena 21 môžu byť vytvorené na spodnej strane konektora 20, vyrovnané so spodným povrchom časti telesa konektora 22. takže je odstránené akékoľvek spodné zahĺbenie 27 a konektor 20 môže byť uchytený priamo na dosku s tlačenými spojmi. Na vytvorenie vodivých ciest medzi dvoma obvodovými komponentmi je konektor 20 vybavený množstvom vodivých kontaktov 28 vytvorených z tenkých drôtikov alebo vlákien. Tieto kontakty 28 majú dva voľné konce 29. 30. ktoré vyčnievajú smerom nahor z vonkajších povrchov 32 a 33 časti 22 telesa konektora 20.

Konektor 20 pri jeho použití môže byť uchytený na dosku s tlačenými spojmi a na tento účel môže zahŕňať jeden alebo viac montážnych otvorov 34, vytvorených v rámovom člene 21. Časti rámového člena 21 môžu byť vyvýšené vzhľadom na zvyšok rámového člena 21. aby slúžili ako rozpery 35 (obr.2), a tak mierne zdvihli spodný povrch 33 časti 22 telesa konektora 20 a vytvorili tak tenkú vzduchovú medzeru medzi spodným povrchom 33 a doskou s tlačenými spojmi (nie je znázornená), na ktorej je konektor 20 namontovaný, čo môže uľahčiť čistenie pred spájkovaním, pokiaľ je konektor 20 použitý pri aplikácii, kde je využité spájkovanie.

Obr. 3A znázorňuje rámový člen 21 v otvorenom stave bez časti 22 telesa konektora 20, ktorá tu má byť uložená. Rámový člen 21 a jeho postranné steny 25 môžu byť vytvorené výhodným spôsobom vstrekovaním plastických hmôt alebo iných elektricky izolujúcich materiálov do foriem. Rámový člen 21 je lisovaný výhodne ako jeden kus, aj keď je možné využiť aj iné alternatívne konštrukcie. V tomto uskutočnení vynálezu je použitá plocha textílie 37 (obr. 5), slúžiaca ako výstužový člen, poskytujúca časti 22 telesa konektora 20 určitú podporu, pričom je vopred vystrihnutá do vopred určeného tvaru, ktorý výhodne zodpovedá nosnému osadeniu 38 (obr. 4), ktoré je vytvorené na jednom z povrchov rámového člena 21. Plocha textílie 37 je výhodne vytvorená z tkaniny, ako je nylon alebo sklené vlákna, výhodne vystrihnutej na danú veľkosť použitím laseru alebo raznice. Môžu byť použité aj prírodné tkaniny, ale je tu nutné uviesť, že použitie syntetických tkanín, ako je sklená tkanina, je výhodnejšie v tom, že majú veľmi nízky koeficient tepelnej rozťažnosti (blížiaci sa takmer k nulovej hodnote), ktorá znižuje akúkoľvek expanziu nastávajúcu v časti 22 telesa konektora 20 v priebehu činnosti konektora 20 a tiež majú lepšie schopnosti prenosu tepla, než bežne používané izolátory. Použitie laseru na strihanie plochy textílie je výhodné v tom, že teplo generované laserom je schopné zataviť okraje textílie a minimalizovať tak akékoľvek jej rozstrapkanie, ktoré by mohlo nastať na uvoľnených okrajoch textílie po jej ustrihnutí. Výhodne môžu byť využité textílie, ktoré sú tkané a majú navzájom prepletané pramienky, ako je to zobrazené na obr. 9, avšak je tu možné využiť aj ďalšie, netkané textílie, ako sú pletené textílie a plste. Ako bude uvedené podrobnejšie ďalej, v niektorých prípadoch môže výstužový člen zahŕňať fóliu.

Nosné osadenie 38, ako je zobrazené, je vytvorené na spodnom povrchu (obr. 3B, 3C a 4) rámového člena 21. Nosné osadenie 3 8, ako je znázornené, je zahĺbené a prechádza okolo vnútorného obvodu rámového člena 21. Toto nosné osadenie 38 vytvára prostriedok na presné umiestnenie plochy textílie 37 v rámovom člene 21 a tiež poskytuje podperu pre elastomér, ktorý je pripojený k rámovému členu 21 a ploche textílie 37. Aby sa plocha textílie 37 udržala na mieste v nosnom osadení 38, môžu byť pozdĺž jej štyroch strán vytvorené vyvýšené úchytky alebo rebrá 40, aby sa dotýkali textílie a držali ju napnutú vo vnútri rámového člena 21 a tak zabránili jej akémukoľvek vyskakovaciemu účinku alebo ďalšiemu typu skrútenia resp. zhúžvaniu v dôsledku nasledujúcej činnosti. Tieto rebrá 40 môžu byť tiež využité na natiahnutie plochy textílie 37 na rámovom člene 21. za tepla. Plocha textílie 32 môže byť umiestnená cez rámový člen 2i a byť s ním v kontakte, pričom sa do rebier 40 privedie teplo, čo spôsobí natavenie a upevnenie plochy textílie 37 podobným spôsobom, ktorý je známy zo stavu techniky. Aj keď sú rebrá 40 zobrazené v stredných častiach osadení 38, môžu byť aj dlhšie, než je znázornené, aby zlepšili schopnosť napínania. Po nalisovaní elastoméru na rámový člen 21 bude elastomér držať a zachytávať voľné konce plochy textílie 3 7 v tejto oblasti.

Plocha textílie 37 môže byť tiež nalisovaná cez rebrá 40 počas pripevňovania, pričom jedna z elastomérových vrstiev 34, obvykle tá, ktorá .je situovaná na „hornom“ čele konektora 20, môže byť nalisovaná na rámový člen 21 proti osadeniu 38 a rebru 40. V tomto opise sa pojem „horný“ bude vzťahovať k povrchu konektora 20, ktorý leží proti komponentu 26 elektrického obvodu a na ktorom je tento komponent (26) uložený. Po umiestnení plochy textílie 37 do rámového člena 21 a uložení na osadenie 38, je toto výhodne trvalé zaistené na svojom mieste nalisovaním elastoméru, alebo iným aplikovaním elastoméru na opačné strany rámového člena 21 a plochy textílie 37.

V inom uskutočnení vynálezu, ktoré je zobrazené na obr. 21, je výstuha časti 22 telesa konektora 20 uskutočnená vo forme člena 337 zo súvislej fólie. Člen 337 zo súvislej fólie je výhodne vytvorený z polymérovej fólie, ktorá sa nestrapká, ako sa to u niektorých výstužových textílií niekedy stáva, čo môže viesť k tomu, že osnova textílie tesne prilieha k vodivým kontaktom, pričom môže ovplyvniť celistvosť, respektíve vodivosť konektora 20. Dobré výsledky boli získané pri použití fólií z polyamidu (polyméru), ktoré sú predávané pod obchodným menom „Kapton“ E.I. DuPontom. Taký výstužový člen sa tiež odlišuje od textílií už vyššie diskutovaných tým, že nemá otvory medzi susediacimi vláknami, cez ktoré môže elastomér pretekať počas vytvárania časti 22 telesa konektora 20.

V jednom zmysle vynálezu je možné elastomér uvažovať ako dve elastomérové vrstvy 41. 42 uložené pozdĺž horného povrchu 32 a spodného povrchu 33 časti 22 telesa konektora TO. Je však samozrejmé, že pojem „vrstva“, ako je použitý pre elastomér, je nutné interpretovať čo najširšie a teda bude zahrnovať dve oddelené vrstvy z elastoméru alebo jedinú štruktúru vytvorenú tam, kde elastomér penetruje do alebo preniká cez medzipriestory 43, vytvorené medzi susednými vláknami 44 textílie, alebo inými výstužovými poľami 37, 337, aby tak vytvoril medzi nimi jednoliatu štruktúru. (Obr. 9.) Tam, kde elastomér týmto spôsobom pokryje všetky nekryté povrchy výstužových polí 37, 337, sa výstužové polia 37, 337 pokladajú za „zapuzdrené“ v elastomére, pričom elastomér vytvára horný a spodný povrch časti 22 telesa konektora 20. Pokiaľ sa dve vrstvy 41, 42 nezlejú, avšak sa ale zlepia alebo inak spoja, ako samy tak s plochou textílie 37, ako zobrazuje obr. 9, vzájomným spojením cez oblasti medzipriestorov medzi susednými vláknami plochy textílie 37, je takáto konštrukcia pokladaná za „integrovanú“ alebo „vloženú“ medzi dvé vrstvy 41, 42 z elastoméru, pričom elastomér je uložený na hornom 32 a spodnom povrchu časti 22 telesa konektora 20. Do tesného kontaktu môžu byť vrstvy 41, 42 s opačnými stranami výstužových polí 37, 337, uvedené vystavením všetkých troch členov zvýšenej teplote a tlaku, aby sa vytvorila konštrukcia, ktorá je označovaná ako „laminovaná“ konštrukcia. V ešte ďalšom prípade u niektorých aplikácií môžu byť výstužové polia 37. 337 vytlačované spoločne s dvoma poľami z elastoméru alebo môžu byť máčané v elastomére, aby sa ich obe strany potiahli „vrstvou“.

Aby sa zaistilo riadne spojenie medzi časťami 22 telesa konektora 20. (to je výstužových polí 37, 337) a vrstiev 41, 42 z elastoméru s rámovým členom 21 konektora 20, vytvorí sa vo vopred určených miestach v rámovom člene 21 rad kotviacich dutín 46, ako je znázornené na výkresoch. Tieto kotviace dutiny 46 môžu byť vytvorené vo vzťahu k otvoru 23 rámového člena 21 a byť umiestnené v časti osadenia 38. vytvoreného na čele konektora 20. Výhodne tieto kotviace dutiny 46 prechádzajú cez hrúbku rámového člena 21, pričom môžu zahrnovať časti 51, 52, tvoriace výbežky kotviacej dutiny 46, ktoré sú navzájom zarovnané, avšak sú usporiadané navzájom proti sebe, takže tvoria otvor v rámovom člene 21, ktorý je vedený v dvoch rôznych smeroch, ktorý bude zaplnený elastomérom, aby tak pevne zakotvil časť 22 telesa konektora 20 na rámovom člene 21 konektora 20. Príklady vhodného elastoméru zahrnujú, avšak nie sú nimi obmedzené, tuhé silikóny, silikónové peny a kaučuky, syntetické kaučuky, trojblokové kopolyméry a podobne. Tvrdosť e17 lastoméru tiež prispieva k činnosti časti 22 telesa konektora 20, pričom je dávaná prednosť vyššej tvrdosti, aby sa dosiahlo zlepšené uchytenie drôtikov vložených do otvorov v časti 22 telesa konektora 20. Napríklad bolo zistené, že elastomér s tvrdosťou 70 na stupnici Shore A poskytuje lepšie uchytenie drôtikov, než tento s tvrdosťou 40 na stupnici Shore A.

Po zaplnení elastomérom sa kotviace dutiny 46 a ich časti 51, 52, tvoriace výbežky kotviacich dutín 46, spoja s bočnými stenami rámového člena 21 v dvoch rôznych smeroch, aby tak vytvorili vhodné ukotvenie, ktoré prispieva okrem toho k vlastným adhéznym schopnostiam, ktoré má elastomér. Usporiadanie týchto častí 51, 52, tvoriacich výbežky kotviacej dutiny. 46, sú najlepšie znázornené na obr. 3B a 6A, zatiaľ čo spôsob, ako ich elastomér zaplní, je najlepšie zrejmý na reze znázornenom na obr. 6C. Kotviace dutiny 46. slúžia na vytvorenie prostriedku, pomocou ktorého vrstvy 41, 42 elastoméru a rámový člen 21 navzájom zapadnú do seba alebo ďalej slúžia ako kotevné prvky, pokiaľ sú súčasne na rámovom člene 21 vytvárané vrstvy 41, 42. Tieto kotviace dutiny 46 sa najlepšie zaplnia elastomérom, pokiaľ je elastomér nanášaný na plochu textílie 37 po jej uchytení na rámový člen 21 vhodným lisovacím postupom.

V ďalšej konštrukcii na zakotvenie a uchytenie textílie, ako je zobrazené na obr. 8, môže byť rámový člen 21 vybavený kanálikom, alebo vo vnútri vytvorenou plniacou drážkou 100, ktorá môže byť vedená okolo celého obvodu otvoru rámového člena 21 konektora 20. V tomto kanáliku 100 ie uložený okraj alebo okraje 101 plochy textílie 37. Keď je na plochu textílie 37 nanášaný elastomér, potom tento na spodnej strane konektora 20 zaplňuje kanálik 100 a pritláča okraje 101 textílie do kanáliku 100, čím sa vytvára utesnená, ale pružná časť 22 telesa konektora 20.

Vnútorné okraje 54 rámového člena 21 môžu byť vybavené skosením 55, ako znázorňuje obr. 5, aby sa tak zväčšila ich plocha a tým vytvorila väčšia plocha pre styk s elastomérom a tým aby elastomér lepšie priľnul, keď je lisovaný alebo vlievaný do otvoru 23 rámového člena 21. Dve vrstvy 41 a 42 elastoméru slúžia na zapuzdrenie okrajov plochy textílie 37 a na zakrytie jej voľných povrchov, zatiaľ čo plocha textílie 37 vytvára výstuhu vrstiev 41 a 42 elastoméru a prispieva k tesnosti. Plocha textílie 37 tiež slúži na čiastočné uchytenie drôtikov vložených do časti 22 telesa konektora 20. pričom pružnosť elastoméru drží kontakty 28 v danej polohe a poskytuje utesnenie okolo drôtikov kontaktov 28. Do úvahy tiež pripadá, že plocha textílie 37 a vrstvy 41 a 42 elastoméru môžu byť vytvorené oddelene a následne spojené k sebe a potom uložené do rámového člena 21 konektora 20, po jeho vytvorení.

Použitie elastoméru a plochy textílie 37 (alebo iného výstužového prvku), navzájom sa doplňujúcich podľa vynálezu, keď elastomér dodáva časti 22 telesa konektora 20 pružnosť a textília poskytuje zosilnenie a tuhosť časti 22 telesa, ktorá nesie kontakty, čo umožňuje znížiť celkovú hrúbku časti 22 telesa konektora 20 a teda dosiahnuť najnižšiu možnú spojovaciu výšku časti 22 telesa konektora 20. Na základe týchto vybavení je možné dosiahnuť u časti 22 telesa konektora 20 hrúbku okolo 0,5 mm, pokiaľ je použitá časť 22 telesa konektora 20 konštrukčne vytvorená vrstvením, zapuzdrením a súčasným vytlačovaním, pričom plocha textílie 37 má vrstvu 41 a 42 z elastoméru na oboch svojich stranách. Tam, kde je použitá plocha textílie 37 s hrúbkou okolo 0,15 mm a každá vrstva 41 a 42 z elastoméru má podobnú hrúbku, výsledná spoločná hrúbka časti 22 telesa konektora 20 dosahuje asi 0,45 mm.

Čo sa týka celkovej spájacej výšky konektora 20, predpokladá sa, že je možné podľa vynálezu, keď voľné konce 29, 30 kontaktov 28, ktoré prečnievajú vonkajšie povrchy 32, 33 časti 22 telesa konektora 20 do vzdialenosti okolo 0,25 mm, dosiahnuť celkovú spájaciu výšku časti 22 telesa konektora 20 (dosiahnutú pripočítaním dĺžky voľných koncov 29, 30 kontaktov k hrúbke časti 22 telesa konektora 20) okolo 0,95 mm. V takýchto prípadoch môže mať rámový člen 21 konektora 20 hrúbku iba asi 1,5 mm, čím sa vytvorí mimoriadne tenký, avšak vysokohustotný konektor, u ktorého na jeho spojenie s protikusom postačuje malá sila. Ako je uvedené vyššie, je tiež uvažované, že vrstva 41 a 42 z elastoméru môže byť nanesená len na jeden z dvoch povrchov plochy textílie 3 7 alebo naopak, čím sa prípadne ďalej zníži hrúbka spojovacej oblasti konektora 20. Ovplyvniť hrúbku časti 22 telesa konektora 20 môže prípadne aj druh tkaniny. Plocha textílie 37, majúcej bežnú osnovu, vytvorí a zlepší jednoliatosť časti 22 telesa konektora 20 a zlepší tuhosť časti 22 telesa konektora 20. Môžu byť použité nepravidelne tkané textílie, ktoré znižujú hrúbku časti 22 telesa konektora 20.

Ďalším dôležitým aspektom vynálezu je, ako je schematicky zobrazené na obr. 10 až 15. že vodivé kontakty 28 sú do časti 22 telesa konektora 20 zabudované ich „prevlečením“ do daného miesta. Kontakty 60 sú zabudované do časti 22 telesa konektora 20 výhodne pomocou programovateľného šijacieho stroja 20, ktorý vykonáva priamočiary vratný šijací pohyb. Vodivý drôtik .63 je dodávaný v určitých dĺžkach v krokoch idúcich za sebou, do stredového kanáliku alebo priechodu 62 vkladacieho nástroja 61 pred jeho zasunutím do časti 22 telesa konektora 20 (obr. 10A). Vodivý drôtik 63 vystúpi zo stredu vkladacieho nástroja 61 a je predsunutý pred jeho vložením, takže vrstvy 41 a 42 z elastoméru zovrú vodivý drôtik 63 a zadržia jeho časť (to je voľný koniec 30.), vyčnievajúcu nad spodný povrch (obr. 11).

V závislosti na priemere drôtikov, môže byť spätný pohyb ihly postačujúci na to, aby sa drôtik zahol naspäť a vytvoril voľný koniec 29 v tvare dvojžilovej slučky 65, ako je znázornené na obr. ID. Je však výhodné, pokiaľ je ohnutie uskutočnené zachycovacím prostriedkom 67, umiestneným na príslušnej strane časti 22 telesa konektora 20. Ako je znázornené na obr. 10B, ohnutie drôtiku 63 môže byť uskutočnené zvieracím prostriedkom 67, pred vsunutím vkladacieho nástroja 61 do pružnej časti 22 telesa konektora 20. Ďalší pohyb vkladacieho nástroja 61 (obr. 12) cez pružnú časť 22 telesa konektora 20 (a vrstvu textílie 37 a ďalšiu vrstvu elastoméru), pričom drôtik 63 je predsunutý, spôsobí, že drôtik 63 bude vyvedený za protiľahlý, vonkajší povrch 33 ďalšej vrstvy 42 elastoméru. Keď sa dosiahne vopred stanovená dĺžka drôtiku 63. vkladací nástroj 61 sa vytiahne späť cez časť 22 telesa konektora 20 (obr. 23). Keď je vkladací nástroj 61 vyťahovaný von z hornej vrstvy elastoméru, drôtik 63 vystupuje z nástroja, takže na rejto strane konektora 20 sú dve voľné žily 30 z drôtiku 63. ktoré sú usporiadané vedľa seba. Takto vysunutá žila je potom odstrihnutá vhodným prostriedkom 68 vo vzdialenosti v podstate rovnajúcej sa tejto vzdialenosti druhej žily (obr. 14). Drôtik 63 sa môže prípadne vysunúť z vkladacieho nástroja 61 pred vložením a potom ohnúť pozdĺž strany vkladacieho nástroja 61, takže sa bude pohybovať synchrónne s pohybom vkladacieho nástroja 61.

r » · • · · · · · · • · · · « · · • « · · » » «τ • · · · « » * ··· · » ► r » ' ···«· * *

Tento prevliekací spôsob umožňuje, aby bol konektor 20 vyrobený s kontaktmi s veľmi malým sklonom s malou výškou a profilom. Kontakty 28 môžu byť vytvorené z buď z úsekov drôtiku 63 s kruhovým prierezom, alebo ako je zobrazené na obr. 17, môžu byť použité úseky drôtiku s priečnym prierezom v tvare viacuholníka, ako napríklad obdĺžnika, štvorca, šesťuholníka a podobne, ktoré významnejšie prispievajú ku zvýšeniu elektrickej záťaže, ktorú môžu kontakty 28 prenášať. Tiež v prípade, že drôtik má nekruhový priečny prierez, ale napríklad obdĺžnikový asi 0,1 mm krát 0,25 mm, bude odolávať tendencii elastoméru obracať drôtik o 90° v dôsledku toho, že elastomér vyvíja vonkajší tlak na drôtik. Pokiaľ je použitý drôtik s priečnym obdĺžnikovým prierezom, je výhodné, keď je zahnutý naspäť s polomerom rovnajúcim sa väčšiemu rozmeru jeho priečneho prierezu.

Ako bolo vyššie uvedené kontakty 28 môžu byť všité do časti 22 telesa konektora 20 pomocou programovateľného šijacieho stroja, ktorý môže vkladať drôtiky 63 podľa vopred zvoleného usporiadania. Usporiadanie môže byť s ohľadom na programové vybavenie, to je softvér šijacieho stroja, nastavené lepšie, než nastavenie podľa lisovanej dutiny, ako by bolo vykonávané u bežne lisovaných konektorov.

Vratný pohyb vkladacieho nástroja alebo ihly/rúrky 61 a ohnutie drôtiku vytvára pre každý kontakt 28 vodivú slučku z dvojice drôtových žíl s rozovretým koncom, pričom každá žila alebo „noha“ drôtika 63 tvorí nezávislú cestu elektrického obvodu medzi kontaktmi na čipe 26 a ďalšími komponentami, na ktorých je konektor 20 uchytený. Tento kontakt v tvare otvorenej slučky z dvojice drôtikových žíl zahrnuje dva voľné konce 29, 30, ktoré presahujú vonkajšie povrchy pružnej časti 22 telesa konektora 20. Jeden voľný koniec 29 kontaktu je možné považovať za „slučkový“ koniec kontaktu, pretože je to koniec, kde je drôtik 63 ohnutý naspäť (obvykle s polomerom rovnajúcim sa polomeru drôtiku 63 v prípadoch, keď drôtik 63 má kruhový priečny prierez), zatiaľ čo druhý koniec 30 kontaktu môže byť označovaný ako „otvorený koniec“ kontaktu, pretože dve žily drôtiku 63 končia voľne, ako nespojené konce. Tento dvojžilový drôtikový úsek je výhodný, pretože poskytuje nielen záložnú cestu elektrickému obvodu na zabezpečenie spoľah21 livosti spojenia poskytovaného konektorom 20, ale tiež znižuje indukčný odpor celého systému tým, že každá z kontaktných paralelných ciest obvodu bude znižovať indukčný odpor konkrétneho kontaktu 20 približne o jednu polovicu v porovnaní s použitím len jednoduchého kontaktu, ako je demonštrované rovnicou pre paralelný indukčný odpor: L,_ot = (L_t x L₂)/ (Li+ L₂). Okrem toho volné konce 29, 30, kontaktov 28 sú malé, ale poskytujú vysoký stykový tlak, aj keď konektory 20 vyžadujú iba malú zaťažujúcu, kolmo smerujúcu silu na dosiahnutie spoľahlivého vzájomného spojenia a na vytvorenie účinného Hertzovho kontaktu s protiľahlým komponentom elektrického obvodu. Odstrihnuté voľné konce 30 (obr. 18) majú prakticky funkcií, nožových koncov, ktoré sa môžu vsunúť do kontaktných líšt na protiľahlých doskách s tlačenými spojmi alebo čipových puzdrách, pričom preniknú cez akékoľvek znečistenia alebo zoxidované miesta, ktoré sa môžu vytvoriť na jednotlivých komponentoch. Je však ešte treba dodať, že pokiaľ je treba, môžu byť na jeden alebo oba voľné konce 29, 30 kontaktov 28 pridané guľôčky 125, 125 z mäkkej spájky, ako je to znázornené na obr. 20.

Výhodný spôsob vkladania je schematicky znázornený na obr. 23. Každý otvor, vytvorený v časti 22 telesa konektora 20, má os CA, ako ukazuje obr. 20. Vkladací nástroj 61 má svoju vlastnú os TA, ktorá svojou väčšou časťou splýva s osou WA drôtika 63, ktorý je dodávaný cez vkladací nástroj 61. Vzhľadom na to, že drôtik 63 je ohnutý naspäť a vytvára slučku, je vkladací nástroj 61 nastavený, ako je znázornené, s odstupom OC od osi otvoru. Obr. 24A, resp. 24B, znázorňujú tento odstup v pohľade na rez a tiež ukazujú umiestnenie drôtika 63 (ako kruhového, tak obdĺžnikového prierezu) a vkladacieho nástroja 61 vo vzťahu k otvorom časti 22 telesa konektora 20..

V inom, alternatívnom spôsobe vkladania drôtika 63, môžu byť diery na uloženie kontaktov 28 vytvorené v časti 22 telesa konektora 20 prepálením pomocou laseru, čo zabráni uvoľneniu častí alebo vytrhávaniu textílie z oblasti okolo diery a tvoreniu odpadu na jednom z povrchov časti 22 telesa konektora 20 po vložení. Použitie laseru tiež zníži silu potrebnú na preniknutie cez časť 22 telesa konektora 20, pokiaľ sú otvory v častiach 22 telesa konektora 20. ktoré používajú ako výstužový prvok 337 fóliu, vytvorené vopred. Podobne môže byť použitý, ako ukazuje obr. 22, priebojníkový člen 400 na po sebe nasledujúce prerážanie dier 401 v časti 22 telesa konektora 20 pred vlastným vložením drôtika 63. Priebojník 400 preniká ako cez časť 403 z elastoméru, tak cez výstužový prvok 404. Kontakty sú potom vložené do dier vkladacím nástrojom 61, ktorý bol opísaný vyššie.

Obr. 27 znázorňuje jeden druh priebojníka 500, ktorý má kužeľovú časť 501 vytvorenú na hrote svojej predĺženej časti 502 telesa. Obr. 28 znázorňuje alternatívny tvar priebojníka 510, u ktorého časť 511 telesa končí nožovým koncom 512, ktorý má štvorcovú alebo obdĺžnikovú prepichovaciu hlavu 513. Jeden alebo druhý z týchto nástrojov bude prerážať v časti 22 telesa konektora 20 vhodné otvory pred vlastným vložením drôtikov 63. Pomocou prtebojníka 500 sa budú vytvárať v časti 22 telesa konektora 20 otvory s kruhovým prierezom a pomocou nožového priebojníka 510 priechodné štrbiny. Prerazenie Časti 22 telesa konektora 20 vopred prináša výhodu, ako napríklad zníženie odpadu a zlepšenie priamosti slučky z drôtiku 63, pričom je použitá ako výstužový prvok fólia v časti 22 telesa konektora 20 .

V predloženom vynáleze je dôležitý aspekt týkajúci sa kontaktnej sily, ktorý je daný konštrukciou otvorenej slučky drôtových kontaktov. Nielen že sa vytvoria záložné vodivé cesty pre elektrický obvod u každého kontaktu, ale uzavreté konce 29 otvorených slučiek majú zaoblenie, vznikajúce, keď sa drôtik 63 ohne naspäť, čo vedie k vytvoreniu bodového kontaktu P (obr. IA), ktorý je utvorený medzi uzavretou koncovou časťou 29 kontaktu 28 a protiľahlým komponentom elektrického obvodu. Na protiľahlej strane kontaktu, kde je voľný koniec zložený z dvoch susediacich voľných koncov drôtikov 63, ako ukazuje obr. 2A; bude kontakt uskutočnený s protiľahlým komponentom ako spoj v priamke, pričom priamka je tvorená jedným z odstrihnutých koncov drôtikov 63, ako je ukázané na obr. 2A silnou čiarou H, a to najmä v prípadoch, keď má drôtik 63 priečny prierez buď štvorcový alebo obdĺžnikový.

Pri výrobe konektora 20 môže byť použitý, ako ukazuje obr. 16, tvarovací nástroj ako tŕň 80, ktorý prichádza do záberu s voľnými koncami 29, 30 na opačných stranách konektora 20, aby vytvaroval voľné konce 29, 30 do jedného alebo dvoch smerov. Tŕň 80 môže byť vytvorený so symetrickými stranami, ako je ukázané, a pohybovať sa po určitom oblúku, alebo konať podobný pohyb v smere šípky M, podľa obr. 16, aby sa voľné konce drôtikov 63 vytvarovali znázorneným spôsobom, pričom páry priľahlých kontaktov majú svoje voľné konce nasmerované navzájom od seba. Konečný výsledok takéhoto spôsobu tvarovania je ukázaný na obr. IA a 2A, kde páry 81. kontaktov 28 sú vytvorené tak, že smerujú k sebe v určitom uhle. Alternatívne usporiadanie je zobrazené na obr. 16, kde tŕň 80 prichádza do kontaktu s voľnými koncami 29 páru 81 kontaktov 28 a ohýba voľné konce 29 smerom k povrchu 33 časti 22 telesa v určitom uhle, ktorý je menší než 90 stupňov, ale v smeroch navzájom voči sebe opačných. Eš:e iné usporiadanie je zobrazené na obr. 18, kde páry kontaktov 81 smerujú rovnakým smerom. Obr. 19A až C predstavujú ďalšiu konštrukciu vkladacieho nástroja 110, ktorý môže byť použitý pri výrobe konektorov podľa vynálezu. Aj keď jednotlivé vkladacie nástroje 61. ukázané na obrázkoch, sú vhodné na vkladanie kontaktov, v priebehu času bolo zistené, že časť 22 telesa konektora 20 z elastoméru má tendenciu pôsobiť slabou silou na skosený povrch vkladacieho nástroja 61 a zvyšovať pravdepodobnosť, že vkladací nástroj 61 „vchádzajúci“ do elastoméru je mierne odtlačený od stredu miesta zamýšľaného vloženia do pružnej časti 22 telesa konektora 20. Aby sa zmenšila pravdepodobnosť vzniku tohto, je možné použiť na vkladanie kontaktov 28 do pružnej časti 22 telesa konektora 20 vkladací nástroj 110 s dvoma hrotmi.

Ako je lepšie zrejmé z obr. 19B, vkladací nástroj 110 má tvar dutej ihly alebo rúrky, so stredovým kanálikom axiálne ním prechádzajúcim, ktorý ústi na vonkajšku jeho špicatého konca 112. Na špicatom konci 114 sú vytvorené dva bodce 115, ktoré sú oddelené a vzájomne zarovnané. Každý z týchto bodcov má 115 má trojuholníkový tvar sa dvoma sklonenými stranami 116 na opačných stranách osi každého bodca 116. Kanálik sa otvára v strede špicatého konca 112, aj keď môže byť mierne zahĺbený v smere od špicatého konca 112, ako je znázornené, takže drôtik 63 z neho vystupuje znázorneným spôsobom.

Obr. 19C znázorňuje prienik vkladacieho nástroja 110 do časti 22 telesa konektora 20 z elastoméru. Tendencia vkladacieho nástroja 61 „vchádzajúceho“ do elastoméru časti 22 telesa konektora 20, zmienená vyššie, pravdepodobne u tejto konštrukcie nenastane, pretože elastomér vyvinie odporovú silu

Fi na každom skosenom čele 116 špicatého konca 112 nástroja, čím udrží vkladací nástroj 110 v priamke, takže tento môže prenikať elastomérom v stanovenom mieste a dokonca priamo cez akékoľvek výstužové nite pod elastomérom. Tieto dve sily pôsobia navzájom proti sebe a udržujú vkladací nástroj 11Q v jeho dráhe pri jeho prenikaní do a cez elastomér časti 22 telesa konektora 20 a akékoľvek nite, ktoré môžu ležať v ceste.

Obr. 25 a 26 znázorňujú druhy vkladacích nástrojov. Na obr. 25A je možné vidieť, že nástroj 260 má klinový tvar daný tým, že v tejto časti svojho tela 261 je zrezaný v určitom uhle od počiatočného priečneho rezu telom 260, pričom na konci rezu je vytvorený stupňovitý povrch 262. Skosený profil nástroja 260 zvyšuje veľkosť otvoru vnútorného kanálika 263 nástroja.

Obr. 26 a 26A znázorňujú ďalší nástroj 270, ktorý má špicatý koniec 272 svojho tela vytvorený v tvare špičky „náboja“. Tvar špičky „náboja“ je možné ľahko dosiahnuť skoseným zrezaním alebo zrezaním vrcholov kužeľového konca špičky 271. Týmto spôsobom sa vytvorí ostrý kruhový hrot 275, ktorý obklopuje vnútorný kanálik 276 a ktorý bude vchádzať do styku s časťou 22 telesa konektora 20 , keď sa vkladací nástroj proti nemu pritlačí.

Aj keď sa dáva prednosť pružnej časti 22 telesa konektora 20, ktorá je vybavená výstužovou vrstvou z textílie, výhody podľa predloženého vynálezu je možné tiež dosiahnuť konštrukciou konektora, ktorý využíva len pole z elastoméru v pružnej časti 22 telesa konektora 20. Obr. 20 znázorňuje v priečnom reze konektor 200 vybavený tuhým rámovým členom 202, s otvorom 204 na uloženie časti 206 telesa konektora z elastoméru. Časť 206 telesa konektora, bez akejkoľvek výstužovej časti, je držaná vo svojej polohe v otvore 204 prostredníctvom kotviacich dutín, opísaných vyššie a zobrazených na obr. 6D. Časť 206 telesa konektora obsahuje množstvo jednotlivých vodivých kontaktov 28. ktoré sú tu usporiadané podľa vopred určeného obrazca alebo zoskupenia. Každý kontakt 28 zahrnuje aspoň dve žily z tenkého drôtiku 63., ktoré vyčnievajú nad opačné vonkajšie povrchy 214, 215 časti 206 telesa konektora spôsobom vyššie opísaným.

Aj keď mnoho z predchádzajúceho opisu bolo zamerané na použitie pružnej časti telesa konektora, ktorá je vytvorená z elastoméru, predložený vynález tiež zvažuje použitie unikátneho aspektu, spočívajúceho vo vkladaní kontaktov vžívaním do tuhšej časti 206 telesa konektora. Obr. 29 znázorňuje konektor 500. vybavený puzdrom 501 a časť 502 telesa konektora nesenú puzdrom. V niektorých prípadoch môžu byť puzdro 501 a časť 502 telesa konektora tvorené jednou a tou istou zložkou. V iných prípadoch časť 502 telesa konektora môže byť tenšou časťou alebo len fóliou, ako je napríklad fólia Kapton, ktorá už bola zmienená vyššie. Diery môžu byť buď vŕtané, prerezávané, presekávané, prerážané alebo prepaľované (pomocou laseru) v časti 502 telesa konektora a vodivé kontakty 503 vkladané do časti 502 telesa konektora s využitím prevliekacieho vkladacieho spôsobu, zobrazeného na obr. 10 až 15 a 23. V niektorých prípadoch môže byť nutné, aby kontakty 503 boli zabezpečené v otvoroch prostredníctvom lepidla 504. Čo sa týka kroku, ktorý bude uskutočnený ako prvý, môžu byť kontakty 503 z vodivých drôtikov najskôr usadené, alebo môžu byť najskôr vytvarované lisovaním a tvarovaním.

Čo sa týka použitia „prevliekania,, na vloženie kontaktov do časti telesa konektora, je pochopiteľné, že nielen jediná ihla alebo vkladací nástroj musí byť použitý na uskutočnenie vynálezu. Predložený vynález predpokladá použitie akéhokoľvek usporiadania alebo zoskupenia ihiel tak, aby sa tak na jeden pohyb vkladacej hlavy vykonalo mnohonásobné vloženie kontaktov.

Claims

1. Konektor (20) s rámovým členom (21), vybaveným otvorom (23), s množstvom vodivých kontaktov (28), vo vnútri otvoru (23) rámového člena (21) uloženou pružnou časťou (22) telesa konektora (20) s prvým a druhým povrchom (32, 33), v ktorej sú vo vopred stanovenom usporiadaní uložené vodivé kontakty (28) prechádzajúce cez pružnú časť (22) telesa konektora (20), pričom každý z vodivých kontaktov (28) má prvý a druhý koniec (29, 30), ktoré vyčnievajú nad prvý a druhý povrch (32, 33) pružnej časti (22) telesa konektora (20), vyznačujúci sa tým, že každý z vodivých kontaktov (28) je vytvorený z jednej žily drôtika (63), ktorý je naspäť ohnutý pri prvom kontaktnom konci (29), aby sa tak vytvoril dvojžilový kontakt (65), pričom kontakty (28) sú vložené do pružnej časti (22) telesa konektora (20) všitím a žily drôtikov (63) každého z dvojžilových kontaktov (65) vytvárajú záložné cesty elektrického obvodu pre každý z kontaktov (28).

2. Konektor (20) podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že každý prvý koniec (29) a druhý koniec (30) vyčnievajú z pružnej časti (22) telesa konektora (20), resp. z prvého a druhého povrchu (32, 33), vzhľadom naň pod uhlom menším než 90 stupňov.

3. Konektor (20) podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pružná časť (22) telesa konektora (20) zahrnuje podložku (37, 337), majúcu prvý a druhý povrch a elastomér (42, 42), umiestnený na aspoň prvom alebo druhom povrchu podložky (37, 337).

4. Konektor (20) podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že podložka (37, 337) zahrnuje plochu zo syntetickej textílie, textílie zo sklených vlákien, polymérovej fólie nebo polyamidovej fólie.

5. Konektor (20) podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že rámový člen (21) je vybavený množstvom dutín (46), ktoré vytvárajú kanáliky prechádzajúce cez rámový člen (21), a ktoré sú zaplnené časťami elastoméru, aby tak zakotvili podložku (37, 337) v uvedenom rámovom člene (2i).

6. Konektor (20) podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že dutiny (46) v rámovom člene (21) sú umiestnené na protiľahlých stranách rámového člena (21) a sú prepojené s otvorom (23).

7. Konektor (20) podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že dutiny (51), umiestnené na jednej strane rámového Člena (21), sú zarovnané a prepojené s dutinami (52), umiestnenými na druhej strane rámového člena (21).

8. Konektor (20) podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že podložka (37, 33 7) zahrnuje plochu z tkanej textílie, pričom elastomér obaľuje túto plochu z tkanej textílie a prechádza cez otvory v osnove textílie.

9. Konektor (20) podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pružná časť (22) telesa konektora (20) je vytvorená súčasným pretlačovaním podložky (37, 337) elastomérom alebo nanášaním aspoň jednej vrstvy (41, 42) na podložku (22).

10. Konektor (20) podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že každý z dvojžilových kontaktov (28) je vytvarovaný do otvorenej slučky (65), majúcej jednu uzavretú koncovú časť (29) a druhú otvorenú koncovú časť (30), pričom otvorená koncová časť (30) otvorenej slučky (65) tvorí druhý voľný kontaktný koniec (30) kontaktov (28), ktoré sú uchytené v pružnej časti (22) telesa konektora (20) približne v strede medzi uzavretou koncovou časťou (29) a otvorenou koncovou časťou (30) otvorenej slučky (65).

11. Konektor (20) podľa nároku 1 alebo 10, vyznačujúci sa tým, že kontakty (28) sú umiestnené v množstve otvorov v pružnej časti (22) telesa konektora (20), kde každý z otvorov má stredovú os (CA), pričom uvedené zdvojené žily (65) sú umiestnené na opačných stranách otvorov so zodpovedajúcimi stredovými osami (CA).

12. Konektor (20) podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pružná časť (22) telesa konektora (20) zahrnuje množstvo v nej vytvorených otvorov takej veľkosti, že aspoň elastomér pružnej časti (22) telesa konektora (20) zovrie vonkajší povrch kontaktov (28).

13. Konektor (20) podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že drôtik (63) je naspäť ohnutý s polomerom ohybu prvého kontaktného konca (29) na vytvorenie bodového kontaktu P, na spojenie s prvým protiľahlým komponentom (26) elektrického obvodu, pričom voľné konce druhého kontaktného konca (30) tvoria vedenie na spojenie s druhým protiľahlým komponentom druhého elektrického obvodu.

14. Konektor (20) podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že elastomér má tvrdosť ležiacu v rozsahu medzi asi 40 až asi 70 stupnice Shore A.

15. Konektor (20) podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že každý z kontaktov (28) zahrnuje guľôčku spájky (125, 126), spojenú s jeho prvým koncom (29) alebo druhým koncom (30).

16. Konektor (20) podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že kontakty (28) majú guľôčky spájky (126) spojené s ich prvými koncami (29) a druhými koncami (30).

17. Konektor (20) podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pružná časť (22) telesa konektora (20) zahrnuje plochu polymérovej fólie uloženej na rámovom člene (21).

18. Konektor (20) podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že polymérovou fóliou je plocha z fólie Kapton.