帶壓緊連接器的電纜組件的製作方法

2023-09-22 07:07:25

專利名稱：帶壓緊連接器的電纜組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及多線電纜，具體涉及小規格同軸線。
背景技術：
與概述高速的數據與信號傳輸率受到傳輸中所用導線特性的限制。對於具有由軟多線電纜連接的分立部件的電子系統來說，信號速率不僅受到此電纜所用軟線性質的限制，還受制於此電纜與各個部件間的連接裝置。
在高速應用中可以採用種種高速電纜，包括高性能的同軸線、雙絞線或其他構型的線。任何選用的電纜具有一定的帶寬或頻率性能，而且可以採用低壓差分信號(LVDS)來限制可能對其他電子功能產生電磁幹擾的開關噪聲。電纜的帶寬雖則在理論上有其最大值，但在實際應用中，帶寬常會嚴格地受到電纜與電路板之間連接部件的限制，要不然，相應系統中通常所用的其他元器件也會限制有效的帶寬。不同類型連接器之間結合處的不連續性會導致反射與阻尼振蕩，從而時鐘周期的時間需要延長。此外，不同線路的傳輸時回差會產生偏斜，這同樣需要延長時間以包含各條線路上發送出的信號到達其目的地的時間範圍。
通常，電纜與元器件間的連接在電纜的各端需有連接件。連接器能簡便地連接到電纜以及諸如電路板等部件上。對於需要電纜與元器件有可分離性的系統，電纜的各端可包括兩個匹配的連接器部件，一個連接到電纜端而另一個連接到電路板上。這類連接器各產生若干的不連續點，將帶寬限制到電纜的理論性能之下。這種不連續性發生於電路板與一個連接器部分連接處，在此處，這一連接部分是與相應的其他連接部分配合且與電纜線連接。這些不連續點的積累效應據認為在某些情形下會使頻率帶寬減小約一半。
傳統的連接器除會影響到傳輸性能外，還會使高速電纜系統顯著增大成本與體積。這樣的連續器必須安裝到元器件板以及電纜之上，而且需要花費熟練工。電纜線和電路系統部件可能是由不同的供應商提供，各帶有需配合的連接器的一部分，使得不匹配性成為問題。此外，電纜製造商可能會有指定不同連接點的用戶，要求貯備不同的部件。製造成本也就會顯著增加，因為此具有眾多導線的電纜必須仔細地裝配才能保證各導線能連接到各連接器上的合適接點處。
本發明通過提供具有許多同軸線的電纜而突破了現有技術的種種限制。每根同軸線具有由絕緣材料護層包圍的中央導線，而此護層又為導電屏蔽件包圍。這些線於其一端並排成行並於此連接一終端件。此終端件具有兩個相對的主面，第一個面上有一列第一接點而在相對的面上有一列第二接點，每個第一接點電連一相應的第二接點。導線元件的每個中央導線連接到一個相應的第一接點上。電子器件可在各端包括電路板，板上有接點排列成可與第二接點形成擠壓接觸。上述終端件可夾在一壓板與上述電路板之間，用彈性體彈簧件保持這種壓緊，同時用終端件與電路板中的針孔保證接點對準。
附圖簡述

圖1是依據本發明一最佳實施例的電子元器件系統中電纜組件的透視圖。
圖2是圖1實施例的電纜組件終端的部件分解圖。
圖3是圖1實施例的終端的放大剖面圖。
最佳實施例的詳述圖1示明的電子系統10具有第一電子器件12、第二電子器件14與電線組件16。這些器件可以是任何類型的。此第一與第二器件可以分別是基礎計算機與外圍設備或例如是醫用超聲成像機與變換器。上述電子器件可以具有如圖所示由軟電纜連接的獨立機殼，或可以是在通用機殼之內由電纜連接的分立的電子元器件。每個器件包括有電路件20、22，這在最佳實施例中是剛性的平面印刷電路板，而在另一些實施例中則可以包括軟電路、集成電路晶片、陶瓷電路、混合電路件或可以是具有將於以下討論的暴露的導電接點的任何電路。
圖2示出電纜組件16的一端與一器件板22之間連接情形的分解圖。此器件板的界面區24有一對分開的通孔26。在這兩個通孔之間是接點30的一個陣列28。每個接點都與其餘接點電獨立，同時通過跡線(未圖示)與此板22上其他電路系統連接。上述接點陣列在一條軸線上與孔26對準排成一直線，而這些接點沿此直線均勻地排列。各個接點取長條形式，定向成垂直於此陣列所成的直線並與其他接點平行。在此最佳實施例中共有20個接點，但此數目視需要可有很大變化，同時要以電纜中的導線數為基礎，這將於下面論及。在此最佳實施例中，上述接點鍍金或鍍其他抗侵蝕的金屬，以提供能延長器件壽命的低電阻接點。這些接點最好分開成中心距為0.025英寸，但可視需要而定在0.015～0.100英寸的範圍內變動。第二板接點32位於接點陣列28鄰近。第二接點是與接點陣列28一樣長的長條並與此陣列平行。接點32也與另一板電路系統(未圖示)連接。
此電纜組件包括並列排成帶狀形式的細同軸線36構成的束34。每根同軸線包括中央導線40，導線40上包覆以絕緣材料層42。此絕緣層由屏蔽層44包圍，屏蔽層44再為絕緣材料外套46包圍。在此最佳實施例中，這些外套形成一個單元，使得相鄰的線沿其全長結合到一起。在另一實施例中，這些同軸線可在其兩端部結合成帶狀而讓其中間部分鬆弛，使它們可納置於另一外護層中而形成圓形電纜表面。在組裝之前，將電纜的一段剝開成圖示構型，其中各中央導線的一部分伸到此護層之外。雖然出於說明目的上述屏蔽層圖示成終止於上述護層的端部之前，但它最好延到此護層端部。上述外套要往回剝開到足以在各個線上露出部分護層。對於要求在各端作這種連接的實施例則在上述束的各端作類似地剝開，而另一些實施例則可能只有一端要這樣地剝開，讓另一端用傳統方式連接。
在此最佳實施例中，上述中央導線是具有38線規的單段銅絲，但這一線規可視需要而定在44～36的範圍內變動。絕緣材料層由FEP形成，具有0.0045英寸壁厚而外徑為0.013英寸，但此壁厚可以視需要而定在0.0065～0.065英寸的範圍內變動。此護層由17股44線規的銅絲卷繞形成。外套則由PVC形成為使整個帶厚約0.025英寸，但根據需要，此厚度所在0.015～0.100英寸範圍內變動。各同軸線的中心距在此最佳實施例中為0.025英寸，但根據需要，此中心距可在0.015～0.100英寸範圍內變動。
所述電纜組件在其一或兩端包括終端片件50。這種片件是FR4形成的厚為0.060英寸的平面件。該片件基本上是剛性的，雖然在另一實施例中允許有一些彈性。這樣的片件取扁橢圓形並與它所附著的電纜束的軸線正交。片件50具有頂面52與底面54，頂面上一組導電的頂接點60的陣列56沿該片件的長軸取向，相互分開一與電纜帶中同軸線的中央導線間距相對應的間距。第二頂接點61延伸到與該陣列相等的長度並與其平行分開。此片件的底面包括接點組成的圖案，此圖案則是上述器件板上接點的鏡面像，因而此器件底面上的接點可以與此板界面區上的接點重疊，另一器件上的相應接點只能在各接點之間形成一對一的接觸。正如下面將會討論到的，在各頂接點與對應的底接點之間存在有導電通路。上述終端片件包括一對延伸的耳件62，每個耳件62限定出一個孔64，此孔64的尺寸與定位與板22上的對應孔26相同。
壓板或蓋板件66的尺寸取定為可覆蓋整個上述片件，同時限定出一對類似的孔70與此片件和器件板上的孔對準。蓋板件的下表面所取外形可容納同軸線的端部與該終端片件，而它的上表面則限定出環繞各孔70的同心凹座72以容納彈簧墊圖74。在此最佳實施例中，上述蓋板件是由具有電絕緣特性的剛性熱塑性材料形成。有一對銷釘76，它所有的杆80尺寸足以緊配合到上述蓋板件、片件與器件板的孔內。銷釘頭82與開縫的錐形鼻件84各自具有的相對臺肩表面86分開一段選定的距離，以在安裝時壓緊上述彈簧墊圈。
圖3示出組裝好和已連接的電纜終端。此電纜組件在組裝時將帶端定位成與終端片件對準，以使各中央導線坐落於一個對應接點60的頂部上而讓所有屏蔽件44都坐落於接點61的頂上，且使得這些屏蔽件不同任何接點60接觸。然後用軟熔焊接工藝將這些同軸線焊定就位。因而隨著一或兩個這些端部被焊接好後，電纜組件便完成了而可以存儲、備用並在以後安裝或發送到由另一部門進行安裝的地點。
如圖3所示，所述終端片件50的兩側上包括前述的接點陣列。下側包括的一組下接點90定位並成形為可覆蓋板的接點30。第二下接點92則覆蓋板上的接點32。為使片件50各側上的接點之間通連，於此片件中限定出一通路94並覆蓋以金屬板以使各個頂接點60與對應的底接點90連接。類似地，若干通路96也被覆蓋金屬板以在接點61與92間提供連接。
安裝時，片件50的下接點90藉助所夾的彈簧墊圈74的力壓抵到板的接點30之上。名義上，這些墊圈各提供分布於這種接點區上的彈簧力，以給每個接點提供足以保證有電阻的接觸。前述銷釘的軸線100與接點30、90的中心對準，以提供均勻分布的力。在另一實施例中，能夠在所述蓋板件與電纜終端片件之間提供可壓縮的彈性件102，以代替彈簧墊圈或除彈簧墊圈外還提供工作中的彈簧力。
在此最佳實施例中，上述精細分開的接點出於標準化和便利的目的是用「金點」圖案排列。但任何其他標準的和慣用的導電接點圖案都是可以採用的。
上面根據最佳實施例和其他的實施例進行了說明，但這並非用來限制本發明的。例如，所述的同軸線可以比實際上分開器件板接點的情形排列得更密(例如在器件板的精度受到限制時)。這樣一種實施例形式可以採用一個以上的器件板接點陣列，以使各個陣列的間距較寬但仍可提供足夠的接點數。另外，前述終端片件可以採用延伸的跡線來連接頂接點與底接點，而能使底接點比頂接點分得較開。
權利要求
1.電纜組件，此組件包括許多同軸線件；每個線件具有由絕緣材料護層包圍的中央導線，而這種護層由導電屏蔽件包圍；上述線件在其各個線件的第一端並列地排成一行；與這種線件連接的終端件；此終端件具有兩相對的主面，第一面上有一列第一接點而相對面上有一列第二接點，各個第一接點與對應的第二接點電連接；而各個所述線件的中央導線與對應的一個第一接點成有電阻的連接。
2.權利要求1所述的電纜組件，其中所述終端件具有與各線件的屏蔽件連接的第三接點。
3.權利要求1所述的電纜組件，其中所述線件排列成扁平帶狀。
4.權利要求1所述的電纜組件，其中包括在線件相對端上對應的第二終端件。
5.權利要求1所述的電纜組件，其中所述終端件確定一配準件。
6.權利要求1所述的電纜組件，其中所述配準件包括至少一對孔。
7.權利要求1所述的電纜組件，其中所述平面元件為扁平部件。
8.權利要求1所述的電纜組件，其中所述平面元件是軟片件。
9.電子布線組件，此組件包括印刷布線件；具有相對兩端的電纜組件，它們一端與該印刷布線件連接；包括多根同軸線而每根同軸線各有中央導線和環繞的屏蔽件的電纜組件；此電纜組件在至少一端具有終端件並連接到每個同軸線上；此終端件則具有兩個相對的主面，第一面上有一列第一接點分別與同軸線的中央導線連接，相對面上有一列第二接點，各個第一接點與對應的第二接點電接；每個第二接點疊置並壓緊地接觸上述印刷布線件上一列導電接點中的一個對應接點。
10.權利要求9所述的電子布線組件，其中所述印刷布線件是電路板。
11.權利要求9所述的電子布線組件，其中還包括一與所述電纜組件各端連接的印刷布線件。
12.權利要求9所述的電子布線組件，其中還包括連接到印刷布線件上的壓板而以所述終端件夾在這兩者之間。
13.權利要求12所述的電子布線組件，其中還包括將所述終端件偏壓在前述布線件上的加壓件。
14.權利要求9所述的電子布線組件，其中所述印刷布線件限定第一組孔而該終端件限定與此第一組孔對準的相應第二組孔。
15.權利要求14所述的電子布線組件，其中還包括緊配合到各所述第一孔中的銷釘，各個銷釘同時緊配合到上述第二孔中。
16.權利要求15所述的電子布線組件，其中所述各銷釘是將該終端件壓緊保持到前述電路板上的緊固件。
17.權利要求9所述的電子布線組件，其中所述第一接點排成直線而其中所述線件在兩端緊密地排成帶狀。
18.權利要求9所述的電子布線組件，其中所述終端是軟片件。
19.電子布線組件，組件包括一對電路板；具有兩個相對端的電纜組件，它們各端連接到相應的一塊電路板上；包括多根同軸線而每根同軸線各有中央導線和環繞的屏蔽件的電纜組件；該電纜組件在其各端還有終端件並與各同軸線連接；各個終端件是具有兩個相對主面的軟片件，第一面上有一列第一接點分別與同軸線的中央導線連接，相對面上有一列第二接點，各個第一接點與對應的第二接點電連接；每個第二接點疊置並壓緊地接觸上述對應的電路板上一列導電接點中相應的接點；與上述電路板相連接的壓板，而前述終端件則夾在此兩板件之間，以及彈性加壓件壓緊地容納於此壓板和印刷布線件之間而將所述第二接點偏壓到此電路板的導電接點上。
20.權利要求19所述的電子布線組件，其中所述終端件包括在前述第一面上的細長形接點，而其中各同軸線的圍繞屏蔽件則與該細長形接點連接。
全文摘要
本發明涉及包括多根同軸線的電纜，每根同軸線具有由絕緣材料護層包圍的中央導線，而此護層又為導電屏蔽件包圍。同軸線在與終端件連接的一端並列地排成行。此終端件有兩相對主面，第一主面上有一列第一接點而第二主面上有一列第二接點，各第一接點與相應的第二接點電連。各同軸線的中央導線與對應的一個第一接點連接。電子器件可在各端包括電路板而以其上設置的接點與第二接點壓緊接觸。終端件可夾在一壓板與電路板之間而借彈性體彈簧保持壓緊，終端件上各針孔與電路板保證接點對準。
文檔編號H05K3/36GK1545751SQ02816393
公開日2004年11月10日 申請日期2002年2月6日 優先權日2001年8月20日
發明者伊馬德·蘇伯, 伊馬德 蘇伯 申請人:勒德洛公司