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Die
Erfindung bezieht sich auf einen modularen anpassungsfähigen Kugelgittermatrixsteckverbinder
in der Art wie in Anspruch 1 definiert und auf ein Verfahren um
einen modularen anpassungsfähigen
Kugelgittermatrixsteckverbinder wie definiert in Anspruch 10 zu
bauen.
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Kugelgittermatrix
(BGA) Verbinder sind generell aus dem Stand der Technik bekannt
und eine generelle Erörterung
solcher Verbinder kann in US-A-Patent No. 5,730,606 gefunden werden.
Bei solchen Arten von Verbindern wird ein integrierter Schaltkreis
auf einem Plastik- oder Keramiksubstrat mit einer Kugelgittermatrix,
die im Allgemeinen sphärische
Lötzinnkugeln,
welche auf elektrischen Kontaktflächen eines Schaltkreissubstrates
platziert sind, beinhaltet, befestigt. Diese Arten von Verbindern können auf
einem integrierten Schaltkreis befestigt werden, ohne externe Anschlüsse, die
sich vom integrierten Schaltkreis erstrecken, zu benutzen. Unter den
Vorteilen von Kugelgittermatrixsteckverbindern sind kleinere Packungsgrößen, gute
elektrische Leistung und niedrige Profile.
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In
anpassungsfähigen
Verbindern aus dem Stand der Technik waren für jede Verbinderstapelhöhe und jedes
Verbinderstapelgeschlecht einzigartige Komponenten erforderlich.
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US-A-5,098,311
offenbart ein hermaphroditisches Verbindungssystem in welchem das
Gehäuse (oder
Halterung) und die Kontakte davon hermaphroditisch sind. Die Kontakte
sind gegabelte und dreigabelige Kontakte, welche recht wuchtig sind,
so dass eine solche Anordnung nicht für ein Kugelgittermatrix (BGA) Verbindersystem,
das nur einen sehr begrenzten Raum für jeden Kontakt zur Verfügung hat,
passt.
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US-A-6,079,991
zeigt ein Verfahren um einen Kontakt auf einen elektrischen Verbinder
zu setzen, welcher ein BGA-Verbinder ist. Die Basis der Steckeranordnung
ist verschieden von der Basis der Buchsenanordnung, so dass ein
Kostensparen durch Vereinfachung nicht möglich ist.
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Diese
Erfindung beinhaltet einen modularen anpassungsfähigen Baugruppe zu Baugruppe
Verbinder, der hergestellt werden kann, bis zu einer gewählten Stapelhöhe, in dem
aus einer Vielzahl von gebräuchlichen
Komponenten, die gemischt oder angepasst werden können, um
eine gewünschte
Stapelhöhe
vorzusehen, gewählt
wird. Ungeachtet der Stapelhöhe,
können
der Stecker und die Buchse hergestellt werden, wobei zumindest einige
von denselben Komponenten benutzt werden. Wenn eine größere Stapelhöhe benötigt wird,
können
zusätzliche Komponenten
hinzugefügt
werden.
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Diese
Erfindung beinhaltet einen modularen anpassungsfähigen Verbinder, welcher eine
Steckeranordnung und eine Buchsenanordnung hat, wobei jede davon
eine identische Basis hat. Die Steckeranordnung und die Buchsenanordnung
können
miteinander verbunden werden, um einen modularen Verbinder zu bilden,
um mehrere elektrische Komponenten, welche Leiterplatten beinhalten,
zu verbinden. Weil die Stecker und die Buchsenanordnungen jeweils
eine identische Basis haben, muss nur eine Basis in Serie gefertigt
werden, um beide Anordnungen herzustellen. Dies ist vorteilhaft,
weil es die Herstellung vereinfacht und die Herstellungskosten reduziert.
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Die
identische Basis von Stecker und Buchsenanordnungen kann mehrere Öffnungen
und mehrere rautenförmige
Fächer,
die versetzt angeordnet sind, haben. Vorzugsweise gibt es neben
jeder Öffnung
ein Fach, so dass ein Kontakt sich durch eine der Öffnungen und
in eines der Fächer
erstrecken kann. Die Mehrzahl von Öffnungen ist vorzugsweise im
Wesentlichen rechteckig, so dass ein Kontakt, der sich durch die Öffnung und
in das rautenförmige Fach
erstreckt, ein schmelzbares Element, wie Lötzinn, um eine Peripherie eines
Bereichs des Kontaktes herum, der sich in das Fach erstreckt, aufnehmen
kann.
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Die
Steckeranordnung kann auch eine Steckerabdeckung und mehrere Steckerkontaktanordnungen
beinhalten. Die Steckerabdeckung kann an die Basis mit jeder geeigneten
Einrichtung inklusive Schnappverschluss befestigt werden. Die Steckerkontaktanordnungen
können
jede mehrere Erdungs- und Signalkontakte, welche auf eine Plastikhalterung gepresst
sind, aufweisen. Um die Steckerkontaktanordnungen in der Steckeranordnung
zu halten wird die Plastikhalterung in Schlitze innerhalb der Basis eingeführt.
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Die
Steckerabdeckung kann mehrere Schlitze haben, durch welche sich
ein Ende eines jeden Steckerkontakts der Steckerkontaktanordnungen
erstreckt. Das andere Ende des Steckerkontakts erstreckt sich durch
die Öffnung
in der Basis in ein Fach und eine Lötmetallkugel wird um das Ende
des Kontaktes in dem Fach gebildet.
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Die
Buchsenanordnung kann auch eine Buchsenabdeckung und mehrere Buchsenkontaktanordnungen
haben. An die Basis kann die Buchsenabdeckung befestigt werden. Ähnlich wie
die Steckerkontaktanordnungen werden die Buchsenkontaktanordnungen
vorzugsweise an einem Ende innerhalb eines Basisfaches gelötet. Auch ähnlich zu den
Steckerkontaktanordnungen, beinhalten die Buchsenkontaktanordnungen
vorzugsweise mehrere Kontakte, welche auf eine Plastikhalterung gepresst sind.
Die Plastikhalterung kann in die Schlitze der Basis eingefügt werden.
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Die
Buchsenabdeckung hat vorzugsweise mehrere Schlitze mit einem Buchsenkontakt,
der neben jedem Schlitz zur Verfügung
gestellt wird. Die Buchsenanordnung und die Steckeranordnung sind zusammengeschaltet,
indem die Buchsenabdeckung und die Steckerabdeckung verbunden werden.
Vorzugsweise können
sie mit einem Gleitsitz zusammengeschaltet werden. Wenn sie zusammengeschaltet
werden, erstreckt sich ein Steckerkontakt durch jeden Schlitz in
der Buchsenabdeckung und verbindet sich mit einem entsprechenden
Buchsenkontakt.
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Die
Stecker- und die Buchsenanordnungen können beide einen identischen
Abstandshalter zur Vergrößerung der
Stapelhöhe
verwenden. Der Abstandshalter kann an der Basis beider Anordnungen befestigt
werden und die jeweilige Stecker- oder Buchsenabdeckung kann an
dem Abstandshalter befestigt werden. Jede passende Einrichtung kann
benutzt werden, um die Komponenten, die Schnapper beinhalten, zu
befestigen.
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Andere
Eigenschaften der Erfindungen werden unten beschrieben.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine dreidimensionale Aufsicht einer Steckeranordnung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung;
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2 ist
eine dreidimensionale Bodenansicht einer Steckeranordnung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung;
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3 ist
eine Anordnungszeichnung der Steckeranordnung aus 1 wobei
die Steckerabdeckung entfernt wurde;
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4 ist
eine perspektivische Aufsicht einer bevorzugten Ausführungsform
einer Basis für
die Steckeranordnung von 1 und 2 und einer identischen
Basis für
die Buchsenanordnung der 17 und 18;
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5 ist
eine perspektivische Bodenansicht einer bevorzugten Ausführungsform
einer Basis für die
Steckeranordnung aus den 1 und 2 und einer
identischen Basis für
die Buchsenanordnung aus den 17 und 18;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht eines Bereichs von der Oberseite der
Basis von 4;
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7 ist
eine perspektivische Ansicht eines Bereichs von der Unterseite der
Basis von 5;
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8 ist
ein Querschnitt längs
der Linie 8-8 aus 1;
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9 ist
ein Querschnitt längs
der Linie 9-9 aus 1;
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10 ist
eine perspektivische Aufsicht einer Steckerabdeckung der Steckeranordnung
von 1 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung;
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11 ist
eine perspektivische Bodenansicht einer Steckerabdeckung der Steckeranordnung von 1 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der
Erfindung;
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12 ist
ein Querschnitt längs
der Linie 12-12 der 10;
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13 ist
ein Querschnitt längs
der Linie 13-13 der 10;
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14 ist
eine perspektivische Draufsicht eines Abstandshalters gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung;
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15 ist
eine perspektivische Bodenansicht eines Abstandshalters gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung;
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16 ist
eine perspektivische Sicht einer Steckerkontaktanordnung bevor sie
abgetrennt wird;
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17 ist
eine perspektivische Draufsicht einer Buchsenanordnung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung;
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18 ist
eine perspektivische Bodenansicht einer Buchsenanordnung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung;
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19 ist
eine Anordnungszeichnung der Buchsenanordnung von 17 und 18,
wobei die Buchsenabdeckung entfernt ist;
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20 ist
eine perspektivische Draufsicht einer Buchsenabdeckung der Buchsenanordnung
von 17 und 18 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung;
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21 ist
eine perspektivische Bodenansicht einer Buchsenabdeckung der Buchsenanordnung
aus 17 und 18 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung;
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22 ist
ein Querschnitt längs
der Linie 22-22 der 17;
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23 ist
ein Querschnitt längs
der Linie 23-23 der 17;
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24 ist
eine perspektivische Sicht einer Buchsenkontaktanordnung bevor sie
abgetrennt wird;
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24A ist ein schematisches Diagramm einer bevorzugten
Erdungs- und Signalkontaktkonfiguration;
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24B ist ein schematisches Diagramm einer zweiten
bevorzugten Signal- und Erdungskontaktkonfiguration;
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25 ist
eine perspektivische Sicht eines Bereichs einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform
einer Steckeranordnung;
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26 ist
eine perspektivische Sicht eines Bereichs einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform
einer Buchsenanordnung;
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27 ist
eine perspektivische Draufsicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
von identischen Basen für
die Stecker- und
Buchsenanordnungen der 25 und 26;
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28 ist
eine perspektivische Bodenansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform von
identischen Basen für
die Stecker- und
Buchsenanordnungen der 25 und 26;
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29 ist
eine perspektivische Sicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
einer Buchsenkontaktanordnung;
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30 ist
eine Seitenansicht eines Bereichs der Buchsenkontaktanordnung von 29;
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31 ist
eine perspektivische Sicht einer bevorzugten Ausführungsform
eines Adapters; und
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32 ist
ein schematisches Diagramm einer bevorzugten Bodenplatte und einer
Signalkontaktkonfiguration für
die zweite bevorzugte Ausführungsform.
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Detaillierte Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
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Der
elektrische Verbinder kann ein Baugruppe-zu-Baugruppe anpassungsfähiger Kugelgittermatrix
(BGA)-Verbinder sein, welcher eine verbundene Anordnung, die eine
Steckeranordnung 12 hat, dessen bevorzugte Ausführungsform
in 1 und 2 gezeigt wird, beinhaltet und
der eine Buchsenanordnung 13 beinhaltet, dessen bevorzugte
Ausführungsform
in 17 und 18 gezeigt
wird. Die Steckeranordnung 12 verbindet sich mit der Buchsenanordnung 13 um
einen Verbinder zu bilden. Wie in größerem Detail unten beschrieben,
weist die Steckeranordnung 12 und die Buchsenanordnung 13 eine
identische Basis 14 auf. Daher ist die Herstellung der
Steckeranordnung 12 und der Buchsenanordnung 13 vereinfacht,
weil die Steckeranordnung 12 und die Buchsenanordnung 13 aus
derselben Basis 14 hergestellt werden können. Dies ist auch vorteilhaft,
weil es Herstellungskosten reduziert.
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STECKERANORDNUNG
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Die
perspektivische Draufsicht und Bodenansicht der Steckeranordnung 12 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung, werden entsprechend in 1 und 2 gezeigt.
Die Steckeranordnung 12 beinhaltet vorzugsweise die Basis 14,
mehrere Kontaktanordnungen 16 und eine Steckerabdeckung 18.
Die Steckeranordnung 12, welche von der Kontakthöhe abhängig sein
kann, beinhaltet einen Abstandshalter 20, welcher dargestellt ist
in den 14 und 15. Wie
gezeigt in 1, ist die Steckerabdeckung 18 vorzugsweise
mechanisch verbunden mit dem Abstandshalter 20 durch jedwede
geeignete Einrichtungen, welche die Benutzung von mechanischen Verbindungen
und Haftmitteln beinhalten, aber nicht darauf beschränkt sind. Der
Abstandshalter 20 wird auf der Basis 14 befestigt.
Dieser Aufbau wird auch verstanden bezüglich der 3,
welche einen Bereich der Steckeranordnung 12 darstellt,
wobei die Steckerabdeckung 18 vom Abstandshalter 20 losgelöst ist.
(3 stellt nur einen Bereich der installierten Steckerkontaktanordnungen 16 dar,
aber es wird angenommen, dass die Steckeranordnung 12 mit
mehreren solcher Steckerkontaktanordnungen gefüllt wird). Alternativ, für eine niedrigere
Stapelhöhe,
kann die Steckerabdeckung 18 direkt an der Basis 14 befestigt
werden, und ein Abstandshalter 20 muss nicht benutzt werden.
(Obwohl die Steckeranordnung 12 in 1 dargestellt wird
und die Buchsenanordnung 13 in 17 dargestellt
wird wobei jedes eine Kappe 12a und 13a aufweist,
wird es geschätzt,
dass diese Kappen 12a, 13a (welche dieselbe Kappe
sein können)
benutzt werden für
Herstellungszwecke und keinen Teil des Verbinders wie hier beschrieben
bilden. Diese Kappen 12a, 13a dienen zum Anheben
der Anordnungen während
der Bedienung und der Herstellung. Zum Beispiel können die
Anordnungen 12 und 13 durch ein Vakuum angehoben
werden, indem ein Ansaugen auf die Kappen 12a, 13a angewendet
wird).
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der identischen oder gemeinsamen Basis 14 für die Steckeranordnung 12 und
für die
Buchsenanordnung 13 wird in den 4 und 5 dargestellt.
Diese Basis 14 ist eine gemeinsame Baugruppe, welche benutzt
werden kann beides, den Stecker und die Buchse, zu bilden. 4 ist
eine perspektivische Draufsicht der Spitze 14a der Basis 14 und 5 ist
eine Bodenansicht des Bodens 14b der Basis 14.
Die Basis 14 kann aus jedem geeignetem Material gebildet
werden und besteht in bevorzugter Weise aus einem polymerischen
Material. Darüberhinaus
kann die Basis ausgebildet sein in einem einzigen Stück, wie
in der bevorzugten Ausführungsform
gezeigt, welches ein einziges Stück
aus geformtem Plastik oder eine beliebige Zahl an Stücken ist.
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Wie
gezeigt in 4, beinhaltet die Spitze 14a der
Basis 14 mehrere Öffnungen 22.
Eine genauere Sicht der bevorzugten Ausführungsform der Öffnungen 22 wird
in der perspektivischen Sicht von 6 gezeigt.
Jede der Öffnungen 22 wird
vorzugsweise definiert durch zwei Paare von gegenüberliegenden
gewinkelten Wänden 24, 26.
Die abgewinkelten Wände 24, 26 nähern sich
aneinander an, berühren
sich aber nicht, so dass sie teilweise eine Öffnung 22 definieren.
Wie in größerem Detail
unten erklärt und
wie in 8 gezeigt, passt ein Ende eines Steckerkontaktes
einer Steckerkontaktanordnung 16 in jede Öffnung 22,
wenn die Basis als ein Teil einer Steckeranordnung benutzt werden
soll. Wenn die Basis 14 benutzt werden soll als eine Basis
einer Buchsenanordnung, kann alternativ eine Buchse einer Buchsenkontaktanordnung
in die Öffnung 22 eingeführt werden.
Die Konstruktion der Kontaktsteckeranordnungen 16 ist weiter
unten beschrieben.
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5 stellt
die Bodenansicht der perspektivischen Sicht der Basis 14 dar
und 7 stellt eine vergrößerte Sicht eines Bereichs
des Bodens 14b der Basis 14 dar. Wie am besten
in 7 gezeigt werden die Öffnungen 22 definiert,
so dass sie vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklige Form haben.
Der Boden 14b der Basis 14 hat mehrere Fächer 25,
welche durch die Wände 27 definiert
werden. Die Wände 27 werden
vorzugsweise konfiguriert, um, wie gezeigt in 7,
die Fächer
in einer Rautenform zu definieren.
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Darüberhinaus,
kann ein Kugelgittermatrixverbinder, welcher vorzugsweise ein schmelzbares Element
und noch bevorzugter Lötzinn
ist, in jedem Fach 25 zur Verfügung gestellt werden, sodass
jedes schmelzbare Element in elektrischem Kontakt mit einem Kontakt
ist welcher sich durch die Öffnung 22 erstreckt.
Dies erkennt man am besten in 8 und 9,
welche Querschnitte durch die Steckeranordnung 12 von 1 sind.
In der gezeigten Ausführungsform
ist das schmelzbare Element eine Lötzinnkugel. Der Ausdruck Kugel
bedeutet nicht, dass man sich auf eine bestimmte geometrische Konfiguration des
Lötzinns
beschränkt.
Wie gezeigt in 8 und 9 werden
die Lötzinnkugeln 29 in
die Fächer 25 eingereiht
und die Steckerkontakte erstrecken sich durch die Basisöffnungen 22 in
die Fächer 25.
Jeder Stecker wird benetzt mit einer Lötzinnkugel 29 in dem entsprechenden
Fach 25. Die Basis 14 kann mit einer elektronischen
Baugruppe verbunden werden, um eine elektrische Verbindung zwischen
der Lötzinnkugel 29 und
einem Schaltkreis zu bilden. Zum Beispiel kann die Basis 14 verbunden
werden zu einer Baugruppe, welche einen integrierten Schaltkreis
aufweist, um elektrische Verbindungen zwischen den Lötzinnkugeln
und dem Schaltkreis zu bilden.
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Wie
gezeigt in 5 und 7, werden
die Fächer 25 allgemein
eingereiht in einem Muster von abwechselnden Reihen, sodass die Mittellinie
jedes Faches 25 verbunden wird mit der Mittellinie eines anderen
Faches 25, welches zwei Reihen von jenem Fach 25 entfernt
ist. Alternativ festgelegt, werden die Fächer 25 vorzugsweise
eingereiht in einem versetzt angeordneten rautenförmigen Muster.
Das versetzt angeordnete rautenförmige
Muster erlaubt, dass die Kontakte näher zusammengepackt werden
während Standard
handelsübliche
Fächerdimensionen
aufrechterhalten werden und während
Standard-BGA- Lötzinnkugeln
benutzt werden. Diese Rautenorientierung sieht auch zusätzlichen
Abstand für
die Kontakte vor. Insbesondere mit dem rautenförmigen Fach 25 von 7,
wird es immer Abstand um das gesamte Umfeld des Kontaktendes geben,
welcher sich durch die Öffnung
erstreckt, auch wenn der Kontakt nicht innerhalb der Öffnung 22 zentriert
ist. Im Gegensatz waren in einigen früheren Anordnungen die Öffnung 22 und
das Fach 25 beide von rechtwinkliger Form und der Kontakt,
wenn er nicht zentriert war, konnte gegen die Wände stoßen, welche die Öffnung oder
das Fach definieren. In solchen Anordnungen besteht die Möglichkeit,
dass das Lötzinn
sich nicht um die gesamte Umgebung des Kontaktendes erstreckt, falls
der Kontakt nicht innerhalb der Öffnung 22 zentriert
wurde. Falls das Lötzinn
nicht die gesamte Umgebung des Kontaktendes umgibt, dann kann die
mechanische Unversehrtheit der Verbindung zwischen dem Lötzinn, dem
Kontakt und einer anderen elektrischen Komponente herabgesetzt werden.
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Wie
allgemein verstanden wird, sind die Stecker und die Buchsenanordnungen 12, 13 leistungs und
thermischen Kreisläufen
ausgesetzt, welche thermische Spannungen an dem Kontakt und dem Lötzinn hervorrufen.
Lötzinn
um den gesamten Umkreis des Kontaktendes zu haben ist vorteilhaft,
weil Gebiete eines Kontaktendes, die kein Benetzen (Lötzinn befestigt
an dem Kontakt) mit Lötzinn
aufweisen, anfälliger
für diese
Spannungen sind. Deshalb kann es die Kugelbefestigung und den T-cycle life
verbessern, wenn man Lötzinn
um den gesamten Umkreis des Kontaktes hat.
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Wie
gezeigt in 4 und 5 kann die
Basis 14 auch mehrere Lappen 28 haben, die sich
von gegenüberliegenden
Seiten erstrecken. Wie weiter unten erklärt, passen diese Lappen 28 mit
Kanälen 38 zusammen,
die innerhalb der Steckerabdeckung 18 (gezeigt in 10, 11)
angeordnet sind, mit Kanälen 43 im
Abstandshalter 20 (gezeigt in 14 und 15)
oder mit Kanälen 80 in
der Buchsenabdeckung 70 (welche unten beschrieben ist und
in 20 und 21 gezeigt
ist), um die Basis 14 entweder an der Steckerabdeckung 18,
an dem Abstandshalter 20 oder an der Buchsenabdeckung 70 fest
zu machen. Obwohl Lappen 28 und Kanäle 38, 43, 80 benutzt
werden als eine Verbindungseinrichtung in der bevorzugten Ausführungsform,
kann jede geeignete Befestigungseinrichtung benutzt werden. Zum
Beispiel können
andere Verbindungseinrichtungen benutzt werden, wobei Halterungen
und Haftmittel enthalten sind, man aber nicht darauf beschränkt ist.
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Schlitze 30,
wie sie auch in 4 gezeigt werden, können auch
innerhalb der Basis 14 angeordnet werden. Schlitze 30 werden
ausgebildet, um eine Kontaktanordnung, die entweder eine Steckerkontaktanordnung 16 oder
eine Buchsenkontaktanordnung 72 (welche detaillierter unten
diskutiert wird und gezeigt wird in den 19 und 24)
ist, aufzunehmen, sodass eine Kontaktanordnung 16, 72 innerhalb
der Basis 14 befestigt werden kann. Die Befestigung der
Kontaktanordnungen, beides Basis- und Buchsenanordnungen, werden
detaillierter im Folgenden beschrieben.
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Eine
Ausführungsform
der Steckerabdeckung 18 ist dargestellt in den 10 und 11. 10 stellt
eine dreidimensionale Aufsicht der Steckerabdeckung 18 dar
und 11 stellt eine dreidimensionale Bodenansicht dar.
Wie gezeigt, ist die Steckerabdeckung 18 vorzugsweise ein
einzeln geformtes Stück,
aber alternativ kann die Steckerabdeckung aus mehreren Stücken gebildet
werden. Die Steckerabdeckung 18 kann aus jedem geeigneten Material
gebildet werden, aber vorzugsweise wird ein polymerisches Material
benutzt.
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Wie
gezeigt in 3 und 10 kann
die Steckerabdeckung 18 mehrere Schlitze 32 haben, welche
jeder einen Steckerkontakt aufnehmen kann, was am besten verstanden
wird Bezug nehmend auf die 1 und 3. 1 stellt
die Steckerkontakte dar, die sich erstrecken durch die Schlitze 32,
und 3 stellt die Schlitze 32 dar, welche
eingefügt
werden über
die Steckkontakte 59, 61. In der gezeigten bevorzugten
Ausführungsform
sind die Schlitze 32 in Reihen angeordnet und es gibt zehn
Zacken 35 pro Reihe. Jedoch kann es jede beliebige Zahl
von Schlitzen 32 bilden und die Zacken 35 können in
zahlreichen anderen Konfigurationen angeordnet werden.
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Die
Unterseite der Schlitze 32 in jeder Reihe sind zwei durchgehende
Schlitze 34 wie gezeigt in 11. 12 ist
ein Querschnitt längs
der Linie 12-12 der 10 durch einige wenige Schlitze 32. Wie
gezeigt, sind die Schlitze 32 in der bevorzugten Ausführungsform
definiert durch ein paar gegenüberliegender
Seiten 31, die vorzugsweise von einander weg gewinkelt
sind, um das Einführen
eines Kontaktes durch sie zu erleichtern. Die Wände 33 definieren auch
einen im Wesentlichen senkrechten Abschnitt der Schlitze 32.
Die Schlitze 32 können
weiter definiert werden durch Zacken 35, welche sich wie
gezeigt in den 10 und 12 über die äußere Oberfläche 36 erstrecken.
Diese Zacken 35 sehen eine zusätzliche Halterung für die Steckkontakte
vor und begrenzen die Schlitze 32 wie es auch in 9 gezeigt
wird. Es wird geschätzt,
dass mehrere andere Ausführungen
benutzt werden können,
um die Schlitze 32 zu bilden. Ein Halterungsbauteil 33a,
das in der bevorzugten Ausführungsform
mit der Steckerabdeckung 18, wie gezeigt in 11 und 13, vollständig gebildet
wird, erstreckt sich der Länge nach über die
Mitte der Steckerabdeckung 18, um eine Ausrichtung für die Steckerkontaktanordnung vorzusehen.
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Sich
erstreckend von gegenüberliegenden Seiten
der Steckerabdeckung 18 können Bauteile 37 sein,
die Kanäle 38 definieren.
Die Lappen 28 der Basis 14 passen in die Kanäle 38,
um mit einem Schnappverschluss die Basis 14 an der Steckerabdeckung 18 festzumachen.
Alternativ passen die Lappen 44 auf dem Abstandshalter 20,
wie im Folgenden erklärt,
in die Kanäle 38,
um die Steckerabdeckung 18 an dem Abstandshalter 20 zu
befestigen. Diese Konstruktion wird in der bevorzugten Ausführungsform
von 1 gezeigt. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform
gibt es acht Kanäle 38 auf jedem
Bauteil 37, welche mit den acht Lappen 28 einer
jeden Basis 14 oder des Abstandhalters 20 zusammenpassen,
aber es kann jede geeignete Anzahl benutzt werden. Alternative Einrichtungen
können benutzt
werden um die Steckerabdeckung 18 entweder an der Basis 14 oder
dem Abstandshalter 20 festzumachen.
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Die
Steckerabdeckung 18 besitzt Wände 39, welche bevorzugt
dimensioniert und geformt werden, um einen Innenbereich 40 zu
definieren, um eine Buchsenanordnung aufzunehmen. Vorzugsweise passt
die Buchsenanordnung 13 genau in den Innenbereich 40,
sodass ein Gleitsitz erzeugt wird. Die Ecken 42 der Wände 39 sind
bevorzugt dimensioniert und geformt, sodass die Ecken der Buchsenanordnung,
wie im Folgenden diskutiert, genau innerhalb die Wände 39 passen.
Es wird geschätzt,
dass der Stecker 12 und die Buchse 13 mit mehreren
anderen Ausführungen
zusammenpassen können
und dies ist ein Beispiel eines bevorzugten Weges, um die zwei Anordnungen 12, 13 zu
befestigen. Eine oder mehrere Ecken der Steckeranordnung können dimensioniert
oder geformt werden, sodass diese Ecken nur mit einer spezifischen
Ecke einer entsprechend dimensionierten oder geformten Ecke der
Buchsenabdeckung zusammenpassen. Dies garantiert, dass die Abdeckungen
in der richtigen Orientierung angepasst werden.
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14 und 15 stellen
perspektivische Ansichten einer bevorzugten Ausführungsform eines Abstandshalters 20 dar. 14 und 15 sind
jeweils perspektivische Auf- und Bodenansichten. Vorzugsweise besteht
der Abstandshalter 20 aus einem einzigen geformten Teil.
Alternativ kann der Abstandshalter 20 aus mehreren Stücken gebildet
werden. Der Abstandshalter 20 kann aus einem polymerischen
Material bestehen, aber es kann jedes geeignete Material benutzt
werden. Abstandshalter 20 mit verschiedenen Höhen können entweder
mit der Steckeranordnung 12 oder der Buchsenanordnung 13 benutzt
werden, um einen Verbinder mit der gewünschten Stapelhöhe zu erreichen.
Für größere Stapelhöhen werden
größere oder
mehr Abstandshalter benutzt und für kleinere Stapelhöhen werden kleinere
oder weniger Abstandshalter verwendet. In der bevorzugten Ausführungsform
wird ein einzelner Abstandshalter 20 in der Steckeranordnung 12 benutzt
und ist mit der Basis 14 und der Steckerabdeckung 18 wie
gezeigt in 1 verbunden.
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Der
Abstandshalter 20 hat vorzugsweise jede geeignete Einrichtung,
um den Abstandshalter 20 mit einer Basis 14 oder
einer Steckerabdeckung 18 zu verbinden. In der gezeigten
bevorzugten Ausführungsform
ist die Verbindungseinrichtung eine Verbindungseinrichtung vom mechanischen
Typ und beinhaltet die Kanäle 43,
welche zusammengefügt werden
können
mit den Lappen 28 der Basis 14. Der Abstandshalter
kann auch Lappen 44 haben, um eine Schnappverbindung zwischen
dem Abstandshalter und den Kanälen 38 der
Steckerabdeckung 18 herzustellen. Vorzugsweise hat der
Abstandshalter 20 Kanäle 43 und
Lappen 44 auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Abstandshalters 20.
Obwohl nur eine Seite in 15 gezeigt
wird, wird es geschätzt,
dass die andere Seite ähnlich
ausgestaltet ist.
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Angeordnet
innerhalb des Abstandshalters 20 kann es eine Reihe von
Furchen 45 geben, um eine Kontaktanordnung aufzunehmen.
Die Furchen 45 sind vorzugsweise definiert durch mehrere
sich nach innen erstreckende Teilbereiche 47, welche die seitlichen
Enden einer Kontaktanordnung unterstützt.
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Der
Abstandshalter 20 kann auch mehrere Beine 49,
die sich nach unten erstrecken, haben. Diese Beine 49 verbleiben
auf der oberen Oberfläche 51 der
Basis 14, wenn der Abstandshalter auf der Basis 14,
wie gezeigt in 1 und 3 und wie
auch verstanden durch Vergleichen der 14 und 4, angeordnet
ist. Der Abstandshalter 20 hat Oberflächen 53 welche Fenster 55 bilden,
wenn er zusammengepasst wird mit der Basis 14, wie am besten
in der 3 zu verstehen ist. Diese Fenster 55 dienen dazu
das Gewicht des Abstandshalters 20 zu reduzieren und sehen
einen Flussweg für
Luft in die Steckeranordnung zum Kühlen vor. Die Fenster 55 sind auch
vorzugsweise asymmetrisch bezüglich
der Mittellinie. Dies hilft beim Herstellen der Steckeranordnung
und beim Ausrichten des Abstandshalters 20 in einem Vibrationsfördersystem.
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16 stellt
eine bevorzugte Ausführungsform
einer Steckerkontaktanordnung 16 dar zum Gebrauch mit der
Steckeranordnung von 1, bevor die Kontaktanordnung 16 abgetrennt
wird, um Teilbereiche 57 zu entfernen. Die Steckerkontaktanordnung 16 beinhaltet
mehrere abwechselnde Erdungs- 59 und Signalkontakte 61.
Jede Anzahl solcher Kontakt kann genutzt werden, um eine Steckerkontaktanordnung
zu bilden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden zehn Erdungs- 59 und
acht Signalkontakte 61 verwendet.
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Die
Kontakte 59, 61 müssen nicht können aber
an ihren Enden 63 goldgestreift sein, die verbunden sind
mit den Lötzinnkugeln,
wie gezeigt in 8 und 9, um das
Benetzen der Kontakte 59 und 61 zu verbessern.
Die zusammengehörigen
Enden der Kontakte 59, 61 können ebenfalls goldgestreift
ausgelegt werden, um eine hohe Zuverlässigkeit und relativ kleine
Verbindungskräfte
vorzusehen. Der verbleibende Bereich der Kontakt 59, 61 kann
mit Nickel überzogen
werden um zu verhindern, dass das Lötzinn die Kontakte 59, 61 hoch
kriecht. 8 ist ein Querschnitt, der eine
Steckerkontaktanordnung 16, welche in die Steckeranordnung 12 eingeführt wird,
darstellt, und zeigt die Enden 63 der Signalkontakte, die
mit einer Lötzinnkugel 29 in
einem Kugelfach 25 der Basis 14 verbunden sind.
Es wird geschätzt,
dass die Enden der Erdungskontakte 59 in der gezeigten
Kontaktanordnung, in einer verschiedenen Ebene liegen, aber ebenfalls
benetzt werden durch eine Lötzinnkugel
in einem Kugelfach der Basis 14. Wie gezeigt, erstrecken
sich die Kontaktenden 63 durch die Öffnungen 22 in der
Basis 14 und zu den rautenförmigen Fächern 25, wo Lötzinn 29 benutzt wird,
um eine Lötzinnkugel
für die
elektrische Verbindung zu einer anderen elektrischen Komponente
zu bilden. Dies wird auch gezeigt in 9, welche
einen Querschnitt in Längsrichtung
durch die Steckeranordnung 12 darstellt. Wie gezeigt wird
jeder Kontakt 59 benetzt durch das Lot 29 in einem
Fach 25 der Basis 14.
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Die
Kontakte 59, 61 können geprägt werden und dann zu einer
Halterung 65 aus Plastik geformt werden, dessen Ausführungsform in 16 gezeigt wird.
Die Enden 67 der Halterung 65 werden in bevorzugter
Weise dimensioniert und geformt, sodass sie relativ genau in die
Schlitze 30 der Basis 14 und in die Furchen 45 des
Abstandshalters 20 passen. Dies wird am besten verstanden
mit Bezug zu 3, welche mehrere Kontaktanordnungen 16 zeigt,
welche in die Furchen 45 des Abstandshalters 20 eingefügt werden
und zu 8, die ein Querschnitt ist und die Steckerkontaktanordnung 16 darstellt,
die in die Schlitze 30 der Basis 14 und in die
Furchen 45 des Abstandshalters 20 eingefügt wird.
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Die
Anordnung der Steckeranordnung 12 kann am besten verstanden
werden, indem man mit einer Basis 14, wie gezeigt in 4 und 5,
beginnt. Ein Abstandshalter 20, falls benutzt, kann durch
einen Schnappmechanismus an der Basis 14 befestigt werden,
in dem die Lappen 28 der Basis 14 in die Kanäle 43 des
Abstandshalters 20, wie gezeigt in 15, einrasten.
Die Kontaktanordnungen 16 können dann in jeden Schlitz 30 in
der Basis 14 und in die Furchen 45 des Abstandshalters 20 eingefügt werden.
Dann kann, wie gezeigt in 3, eine
Steckerabdeckung 18 in den Abstandshalter 20 mit
Lappen 44 und Kanälen 38 durch
einen Schnappmechanismus befestigt werden. Lötzinn kann dann in jedes Fach
um das Kontaktende 63 der Kontakte 59, 61 eingefügt werden,
um die Lötzinnkugelverbindungen herzustellen.
Die rautenförmige
Konstruktion der Fächer 25 garantiert
das Benetzen um einen Umkreis der Kontakte wie oben beschrieben.
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Wenn
Kontakte mit kleinerer Höhe
benutzt werden, dann kann der Abstandshalter 20 nicht erforderlich
sein. In diesem Fall kann die Steckerabdeckung 18 direkt
an die Basis 14 mit den Basislappen 28 und den
Steckerabdeckungskanälen 38 angeschlossen
werden.
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BUCHSENANORDNUNG
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Buchsenanordnung 13, an welche die Steckeranordnung 12 angepasst
werden kann, wird in 17 und 18 gezeigt. 17 ist
eine perspektivische Aufsicht der Buchsenanordnung 12,
und 18 ist eine perspektivische Sicht des Bodens oder
der Unterseite der Buchsenanordnung 12. Die Buchsenanordnung 13 beinhaltet
im Allgemeinen eine Basis 14, eine Buchsenabdeckung 70 und
eine Buchsenkontaktanordnung 72, wovon mehrere in der 19 dargestellt
werden. Obwohl in der bevorzugten Ausführungsform nicht gezeigt, kann
ein Abstandshalter 20, bei Bedarf auf der Kontakthöhe basierend,
benutzt werden zwischen der Basis 14 und der Abdeckung 70. 19 zeigt
den Aufbau der Buchsenanordnung 13 mit mehreren Buchsenkontaktanordnungen 72 eingefügt in die
Basis 14 und die Buchsenabdeckung 70, die an die
Basis 14 angebunden ist.
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Die
Basis 14 der Buchsenanordnung 13 ist vorzugsweise
dieselbe Basis, die in der Steckeranordnung 12 benutzt
wird und welche in den 4–7 dargestellt
wird. Folglich kann der Aufbau der Buchsenbasis 14 verstanden
werden, indem man sich auf die obige Diskussion bezieht. Indem man
eine gemeinsame Basis für
die Steckeranordnung 12 und die Buchsenanordnung 13 benutzt
ist, die Herstellung einfacher und kostengünstiger im Vergleich dazu zwei
verschiedene Basen für
die Stecker- und die Buchsenanordnungen produzieren zu müssen.
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20 und 21 stellen
eine bevorzugte Ausführungsform
einer Buchsenabdeckung 70, die mit einer Steckerabdeckung 18 gekoppelt
ist, dar. 20 ist eine dreidimensionale
Aufsicht auf die Buchsenabdeckung 70 und 21 ist
eine dreidimensionale Bodenansicht. Die Buchsenabdeckung 70 ist
vorzugsweise ein einzelnes geformtes Stück, aber die Buchsenabdeckung 70 kann
aus vielen Stücken
gebildet werden. Jedes geeignete Material aber vorzugsweise ein
Polymer kann benutzt werden, um die Buchsenabdeckung 70 herzustellen.
Die Buchsenabdeckung 70 hat vorzugsweise einen ersten Bereich 74,
der so geformt ist, um den Innenraum 40 der Steckerabdeckung 18 zu
entsprechen, sodass die Buchsenabdeckung 70 in den Innenraum 40 der
Steckerabdeckung 18 gleitend passt, was am besten verstanden
wird bezüglich
der 1 und 17. Es wird aus dem Beetrachten
von 1 geschätzt,
dass die Steckerabdeckung 18 der Steckeranordnung 12 über die
Buchsenabdeckung 70 passen kann, um die beiden Anordnungen
zu verbinden und um einen Verbinder zu bilden. Die Ecken 76 der
Buchsenabdeckung 70 können
verkeilt oder dimensioniert und geformt sein, um gleitend die Ecken 42 der
Steckeranordnung 12 einzurasten, sodass die zwei Anordnungen
in eine relativ enge gleitende Anpassung ineinander gleiten.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist die Buchsenkappe 70 sich seitwärts erstreckende Bereiche 78,
die jeder mehrere Kanäle 80 aufweist, um
Lappen 28 der Basis 14 aufzunehmen, auf. In einer
bevorzugten Ausführungsform
gibt es acht Kanäle 80 für jeden
sich seitwärts
erstreckenden Bereich 78. Die Buchsenabdeckung 70 passt
durch einen Schnappverschluss zu dem Lappen 28 der Basis 14, um
eine Buchsenanordnung 13 zu bilden, wie es in 17 und 18 gezeigt
wird.
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Die
Spitze der Buchsenkappe 70 hat bevorzugter Weise mehrere
sich seitwärts
erstreckende Schlitze 82. Diese Schlitze 82 dienen
dazu die Steckerkontakte 59, 61 aufzunehmen. So
wie es beim Betrachten der 1 und 17 geschätzt wird, können die
Steckerkontakte sich nach unten durch die Schlitze 82 erstrecken
und mit einem entsprechenden Buchsenkontakt 84, gezeigt
in 19, zusammenpassen. 22 stellt
auch die Buchsenkontakte 84 dar, welche neben einem Schlitz 82 angeordnet sind.
Die Schlitze 82 werden vorzugsweise teilweise definiert
durch gegenüberliegende
Wände 88,
die zueinander gewinkelt sind, um die Steckerkontakte 59, 61 zu
einem entsprechenden Buchsenkontakt 84, 86 zu
führen.
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Sich
erstreckend längs
entlang der Unterseite der Buchsenabdeckung 70 ist vorzugsweise
ein Stützteil 90.
Das Stützteil 90 hat
vorzugsweise mehrere Grate 92 und Furchen 94 um
ein Buchsenkontaktanordnungsteil 96 aufzunehmen, wie es
in dem Querschnitt aus 23 gezeigt wird.
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24 stellt
eine perspektivische Sicht einer bevorzugten Ausführungsform
einer Buchsenkontaktanordnung 72 dar, welche mit dieser
Erfindung benutzt werden kann, bevor es abgetrennt wird, um Bereiche 98 zu
entfernen. Die Buchsenkontaktanordnung 72 beinhaltet abwechselnd
Erdungs- 84 und Signalkontakte 86 und eine Plastikhalterung 100.
Obwohl sich die Kontakte in ihrer Bauweise unterscheiden kann, die
generelle Bauweise der Buchsenkontaktanordnung 72 verstanden
werden bezüglich
der Diskussion hinsichtlich der Steckerkontaktanordnung 16.
Die Buchsenkontakte werden vorzugsweise geprägt und dann geformt zu einer
Plastikhalterung 100. Sie werden dann abgetrennt, um nicht
gewollte Bereiche 98 zu entfernen. Die Enden 102 der
Buchsenkontakte können,
aber müssen
nicht, goldgestreift sein, um das Benetzen mit Lötzinn 29 zu garantieren,
wenn sie in einem Basisfach 25 angeordnet sind, wie gezeigt
in 22 und 23. Die
passenden Enden der Kontakte können
auch goldbeschichtet sein und zwar für hohe Zuverlässigkeit
und um Anpassungskräfte
zu reduzieren. Die Enden 104 der Plastikhalterung 100 sind
vorzugsweise dimensioniert und geformt, sodass sie in die Schlitze 30 der Basis 14,
wie gezeigt in 19, eingefügt werden können.
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Die
Buchsenkontaktanordnung 72 kann auch ein Stützteil 96 aufweisen,
das, wie gezeigt in dem Querschnitt von 23, relativ
genau in eine Furche 94 passt, die von zwei Graten 92 in
dem Stützteil 90 der
Buchsenabdeckung 70 definiert ist. Dies sieht Stabilität für die Buchsenkontaktanordnung 13 vor.
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Wie
gezeigt in 19, 22 und 24 hat
ein Ende des Buchsenkontakts 106 Gruppen von gegenüberliegenden
Gabeln 108, die einen Raum 110 definieren um steckerartige
Kontakte 59, 61 aufzunehmen. Wie geschätzt beim
Betrachten der Steckerkontakt 59, 61 in 3 kann
ein Steckerkontakt 59, 61 zwischen das gegabelte
Ende 108 von einem Buchsenkontakt 84, 86 passen,
um eine elektrische Verbindung vorzusehen.
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Die
Buchsenanordnung 13 kann errichtet werden, indem mehrere
Buchsenkontaktanordnungen 72 in die Schlitze 30 der
Basis 14 eingefügt
werden, was am besten mit Bezug auf die 19 verstanden
wird. Wie oben beschrieben, sind die Enden 104 der Plastikhalterung 100 dimensioniert
und geformt, sodass sie relativ genau in die Schlitze 30 passen.
Die Buchsenabdeckung 70 passt durch Einschnappen über die
Basis 14, indem die Lappen 28 der Basis 14 in
die Kanäle 80 der
Buchsenabdeckung 70, wie gezeigt in 19, einrasten.
Wenn die Buchsenabdeckung 70 an der Basis 14 befestigt
wird, passen die Stützteile 96 der
Buchsenkontaktanordnungen 72 in die Furchen 94 des
Buchsenabdeckungsstützteils 90.
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ZUSAMMENPASSEN VON STECKER
UND BUCHSENANORDNUNGEN
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Die
Steckeranordnungen und die Buchsenanordnungen 12, 13 werden
verbunden indem man die Buchsenabdeckung 70 in den Innenraum 40 der Steckerabdeckung 18 einfügt. Die
Buchsenecken 76 der Buchsenabdeckung 70 passen
relativ genau in die Ecken 42 der Steckerabdeckung 18,
um einen gleitenden und verkeilten Sitz zu bilden. Wenn miteinander
verbunden erstrecken sich die Steckerkontakte 59, 61,
wie gezeigt in 3, durch die Schlitze 82 der
Buchsenabdeckung 70 und verbinden sich mit einem entsprechenden
Buchsenkontakt 84, 86, um eine elektrische Verbindung
zwischen jedem Kontakt zu bilden. Der Verbinder kann mit anderen
elektrischen Komponenten verbunden werden wie zum Beispiel Leiterplatten,
welche Schaltkreise haben, die in elektrischem Kontakt mit dem Stecker 59, 61 und
den Buchsenkontakten 84, 86 und die Lötzinnkugeln 29,
die sie umgeben, angeordnet werden können.
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24A ist ein schematisches Diagramm der Anordnung
des Signal- und Erdungskontaktes in der ersten bevorzugten Ausführungsform.
Die Signal- und die Erdungskontakte sind ausgerichtet in was eine "in-line-Trennlinien"-Konfiguration genannt wird.
In dieser Konfiguration gibt es individuelle Erdungskontakte 59, 84 auf
beiden Seiten eines jeden Signalkontaktes 61, 86,
was auch verstanden werden kann bezüglich der 3 und 19.
Was geschätzt
wird von den 3 und 19, sind
individuelle Erdungskontakte 59, 84 auf beiden
Seiten der Signalkontakte 61, 86 angeordnet, um
eine elektrische Erdungsreferenz für die Signalkontakte und um
die elektrische Trennlinien-Konfiguration vorzusehen. Die geometrische
Beziehung zwischen den Signal- und Erdungskontakten, welche die
Lücke H,
die Dicke t, die Breite w und den Abstand p beinhalten, kann verändert werden,
um die gewünschte
Verbinderimpedanz und die elektrische Leistung zu erreichen.
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Obwohl
diese Erfindung nicht auf eine solche in-line-stripline-Anordnung begrenzt
ist hat die in-line-Trennlinien-Anordnung mehrere Vorteile (bezüglich des
I-Beam-Ansatzes wie unten beschrieben), wobei Vorteile bezüglich Kosten
und Herstellung beinhaltet sind. Zum Beispiel kann derselbe Kontakt
an allen Orten benutzt werden und die Kontakte können fortlaufend geprägt werden,
was relativ einheitliche Kontaktlücken (H) erzeugt. Dies ist
günstig,
um die gewünschte
optimale elektrische Leistungsfähigkeit
zu erreichen. Zusätzlich
können
alle Verbinderkontakte benutzt werden für entweder Differential- oder
unsymmetrische Signale oder für
jede Kombination daraus. Das Formen der Halterung 104, gezeigt
in 24, ist auch einfacher, weil die Kontakte in einer
senkrechten Reihe geformt werden können, mit Kontakten, die so
ausgerichtet sind, dass die dünne
Breite in der Richtung des geformten Verschlusses liegt. Ein anderer
Vorteil ist es, da Masseplatten nicht benutzt werden, dass die Verbindermasse
(beinhaltend seine thermische Masse) niedriger ist, was in einer
einfacheren Anwendung auf die Leiterplatten (PCB) des Kunden resultiert.
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24B stellt eine anpassungsfähige in-line-Trennlinien-Konfiguration dar,
in welcher die Signalkontakte durch Erdungskontakte umgeben sind.
Diese Anordnung ist vorteilhaft beim Reduzieren des Nebensprechens.
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ALTERNATIVE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Zahlreiche Änderungen
der oben dargelegten Stecker- und Buchsenanordnung können gemacht
werden, ohne vom Geist der hierin dargelegten Erfindungen abzuweichen.
Beispiele solcher Änderungen
beinhalten, ohne darauf beschränkt
zu sein Wege, die Stecker- und Buchsenanordnungen und deren Komponenten,
die Anordnung der Kontakte innerhalb der Anordnungen, die Konfiguration
der Kontaktanordnungen, die Stütze
für die
Kontakte, die Form und die Dimensionierung der Anordnungen, zu verbinden.
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Eine
alternative Ausführungsform
ist in den 25–30 dargelegt. 25 stellt
eine Ausführungsform
einer Steckerabdeckung 518 dar, welche an einem Abstandshalter 520 befestigt
ist, welche benutzt werden kann, um eine Steckeranordnung 512 zu
bilden. Mehrere Steckerkontaktanordnungen sind in die Steckerabdeckung 518 und
den Abstandshalter 520 eingebaut. (Obwohl nur wenige Steckerkontaktanordnungen 516 eingebaut
sind, wird es geschätzt,
dass die Anordnung mit Steckerkontaktanordnungen 516 gefüllt werden
könnte). 26 stellt eine
Buchsenabdeckung 570, welche vom Abstandshalter 520 losgelöst ist und
mehrere Buchsenkontaktanordnungen 572, die im Abstandshalter 520 installiert
sind, dar. Die Buchsenabdeckung 570 und die Steckerabdeckung 518 können durch
Einschnappen am Abstandshalter 520 befestigt werden. Obwohl
die 25 und 26 Abstandshalter 520 darstellen, welche
in Stecker- und Buchsenanordnungen benutzt werden, können offenbar
beide Anordnungen mit oder ohne einen Abstandshalter 520 gemacht werden.
Abstandshalter 520 werden benutzt, falls die Kontakthöhe ihre
Benutzung vorschreibt.
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27 und 28 stellen
entsprechend eine perspektivische Aufsicht und Bodenansicht einer
Ausführungsform
einer gemeinsamen Basis 514 dar, welche sowohl mit der
Steckeranordnung, gezeigt in 25, als
auch mit der Buchsenanordnung, gezeigt in 26, benutzt
werden kann. Die gemeinsame Basis 514 kann in beiden Anordnungen
an dem Abstandshalter 520 befestigt werden. In dieser Ausführungsform
rasten die Lappen 528 der Basis 514 in die Kanäle (nicht
gezeigt) in den Abstandshaltern 520 ein.
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Die
gemeinsame Basis 514 besitzt Schlitze 530, um
entweder eine Steckerkontaktanordnung oder eine Buchsenkontaktanord nung 516, 572 aufzunehmen.
Wie gezeigt in 27, welche eine Aufsicht auf
die Basis 514 ist, sind Öffnungen 522 in der
Spitze 514a der Basis 514 angeordnet ähnlich zu
dem wie beschrieben in der ersten Ausführungsform. Ein paar von gegenüberliegenden
gewinkelten Wänden 524, 526 erzeugt
jede Öffnung 522 und
begrenzt die Öffnung 522,
um das Einführen
eines Kontaktendes durch die Öffnung 522 zu
erleichtert. Rautenförmige Fächer 525 sind
auf dem Boden 514b der Basis 514 neben jeder Öffnung 522 angeordnet.
Die rautenförmigen
Fächer 525 werden
gestaltet wie in der ersten Ausführungsform,
sodass das Kontaktende, das sich durch die Öffnung 522 erstreckt,
Abstand hat, um das Lötzinn 529 um
sein Umfeld herum aufzunehmen.
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29 und 30 stellen
eine Ausführungsform
einer Buchsenkontaktanordnung 572 dar. Die Buchsenkontaktanordnung 572 hat
mehrere Buchsenkontakt 584, ein Paar von Erdungsplatten 606 und
ein Paar von Plastikhalterungen 608. Die Buchsenkontakte
können
geformt werden durch Prägen
und anschließendem
Formen zu den Plastikhalterungen 608. Die Plastikhalterungen 608 können Vorsprünge 610 aufweisen,
die sich seitwärts
erstrecken, um diese in ein entsprechendes Loch 612 in der
Erdungsplatte 606, wie gezeigt in 29, einzuführen.
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Obwohl
die 29 und 30 eine
Buchsenkontaktanordnung 572 darstellen, wird es geschätzt, dass
Kontakte vom Steckertyp an die Stelle von Buchsenkontakten gesetzt
werden können
und dass die Steckerkontaktanordnung 516 andernfalls dieselbe,
wie in den 29 und 30, ist.
Die Kontaktanordnungen 516, 572 werden in dem
Stecker 512 und der Buchse 513 befestigt, indem
beide Enden der Bodenplatte 606 der Kontaktanordnung 516, 572 in
die Schlitze 530 der Basis 514 und in die Furchen
(nicht gezeigt) des Abstandshalters 520 eingepasst werden.
Dies wird am besten verstanden unter Bezugnahme auf 26.
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Der
Stecker und die Buchse dieser zweiten Ausführungsform können zusammengesetzt
werden durch Einfügen
der Buchsenabdeckung 570 in das Innere der Steckerabdeckung 518.
Es wird geschätzt,
dass die Buchsen- und Steckerabdeckungen 518, 570 so
dimensioniert und geformt sind, um einen relativ engen Gleitsitz
zu bilden. Durch das Zusammenpassen erstrecken sich die Steckerkontakte durch
die Schlitze in den Buchsenabdeckungen, um elektrische Verbindungen
zwischen den Kontakten zu schaffen.
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32 ist
eine schematische Beschreibung des Aufbaus der Kontakte in der zweiten
Ausführungsform.
Diese Anordnung wird bezeichnet als ein Trennlinien-I-Beam-Aufbau.
In diesem Aufbau sehen Bodenplatten 606 die elektrische
Erdungsreferenz für
die Signalkontakte vor. Dies steht im Gegensatz zu dem oben beschriebenen
inline-Trennlinien-Ansatz, der einzelne Erdungskontakte benutzt.
Die geometrische Beziehung, die den Abstand p, die Dicke t, die
Lücke h
und die Breite w beinhaltet, kann kontrolliert werden, um die gewünschte Verbinderimpedanz und
die gewünschte
elektrische Leistung zu erhalten. Obwohl der in-line-Trennlinien-Aufbau
einige Vorteile hat, welche oben erwähnt werden, versteht es sich, dass
entweder der in-line-Trennlinien oder I-Beam-Trennlinien-Aufbau benutzt werden kann,
um die gewünschte
elektrische Leistung zu erhalten.
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Ein
Adapter kann benutzt werden mit verschiedenen Kombinationen von
Steckern und Buchsen. Zum Beispiel stellt 31 eine
Ausführungsform
eines Adapters 610 dar, die benutzt werden kann, eine Stecker-zu-Adapter-zu-Steckeranordnung
zu bilden. Der Adapeter 610 kann hergestellt werden aus
Plastik oder jedem geeigneten Material. Der Adapter 610 ist
gebaut, um mit zwei Steckern 512 zusammenzupassen, wenn
längere
Verbindungen benötigt
werden als nur die Verbindung zwischen Stecker 512 zur
Buchse 513 (?). Der Adapter 610 kann mit einem
seiner Enden 612 an den Stecker 512 und mit dem
anderen Ende 614 an einem anderen Stecker 512 befestigt
werden. Der Adapter 610 kann gebaut werden aus einer Buchsenabdeckung 570 an beiden
Enden, um mit einer Steckeranordnung 512 zusammenzupassen.
Der Adapter 610 kann auch keinen oder einen oder mehrere
Abstandshalter 520 aufweisen in Abhängigkeit von der benötigten Länge der
Verbindung. Mehrere Kontakte können
innerhalb des Adapters, der Enden für das Zusammenpassen mit den
Steckerkontakten aufweist, errichtet werden. Obwohl die gezeigte
Ausführungsform
des Adapters 610 zum Gebrauch mit der zweiten Ausführungsform dient,
wird es geschätzt,
dass der Adapter 610 andere Ausführungsformen haben kann, wobei
eine Ausführungsform,
um mit der ersten gezeigten Ausführungsform
zusammenzupassen, beinhaltet ist. Obwohl ein Stecker-zu-Stecker-Adpater 610 beschrieben
worden ist, wird es geschätzt,
dass ein Buchse-zu-Buchse-Adapter gebildet werden kann genauso wie
verschiedene andere Kombinationen von Stecker- und Buchsenadaptern.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Indem
man Stecker 12, Buchse 13, Abstandshalter 20 und
Adapter 110 benutzt, kann bei Bedarf eine modulare Verbinderanordnung
gebildet werden, was eine gewählte
Stapelhöhe
bringt. Nach der Wahl der Stapelhöhe kann die richtige Kontakthöhe und die
Kontaktanordnung für
den Stecker 12 und die Buchse 13 gewählt werden.
Die Stecker- und die Buchsenkontaktanordnungen 16, 72 der
gewählten Stapelhöhe können eingefügt werden
in und gekoppelt werden mit der Basis 14 des entsprechenden Steckers 12 und
der entsprechenden Buchse 13. Falls es für die Stapelhöhe gebraucht
wird, können ein
oder mehrere Abstandshalter 20 mit einer oder beiden Buchsenbasis 14 und
Steckerbasis 14 verbunden werden. Für den Stecker kann die Steckerabdeckung 18 dann
an die Basis 14 gekoppelt werden.
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Alternativ
können
für größere Stapelhöhen einer
oder mehrere Abstandshalter 20 an die Steckerbasis 14 angebracht
werden und die Steckerabdeckung 18 kann an dem obersten
Abstandshalter 20 befestigt werden. Für die Buchse 13 kann
eine Buchsenabdeckung 70 an die Basis 14 gekoppelt
werden. Ebenso können
für größere Stapelhöhen ein
oder mehrere Abstandshalter 20 an der Buchsenbasis 14 befestigt
werden und die Buchsenabdeckung 70 kann dann am obersten
Abstandshalter 20 befestigt werden. Dann kann der Stecker 12 und
die Buchse 13 verbunden werden, indem die Steckerabdeckung 18 an
der Buchsenabdeckung 70 befestigt wird. Bei Bedarf, basiert
auf der Länge
der Verbindung, kann ein Adapter 110 an der Buchse 13 und
dem Stecker 12 oder an zwei Steckern oder an zwei Buchsen
befestigt werden statt die Buchse direkt an den Stecker 12 zu
befestigen. Dann kann die Steckerbasis 14 an einer Baugruppe
oder einem anderen elektrischen Bauteil befestigt werden, und die
Buchsenbasis 13 kann ebenso an einer Baugruppe oder einem
anderen elektronischen Bauteil befestigt werden.
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Mit
der Basis 14, den Abstandshaltern 20, den Abdeckungen 18, 70 und
den Adaptern 110 kann ein modularer Verbinder gebaut werden,
um eine gewählte
Stapelhöhe
zu erreichen. Der modulare Verbinder muss nur solche Komponenten
beinhalten, die für
die gegebene Stapelhöhe
benötigt
werden. Dies ist vorteilhaft, weil ein modularer Verbinder mit den gegebenen
Komponenten zu der gewünschten
Stapelhöhe
aufgebaut werden kann. Es muss nicht für jede Stapelhöhe eine
neue Art von Verbinder konstruiert werden. Dies vereinfacht den
Herstellungsprozess, da viele Komponenten hergestellt werden können, um
viele Verbinder zu bauen, statt dedizierte Komponenten für Verbinder
verschiedener Höhen
zu bauen. Zum Beispiel wird für
beide, die Stecker- und Buchsenanordnungen 12, 13,
eine gemeinsame Basis 14 benutzt. Darüberhinaus, kann ein Adapeter 110 mit
gemeinsamen Komponenten benutzt werden, die eine Buchsenabdeckung
und eine Steckerabdeckung beinhalten, und jede Anordnung kann einen
gemeinsamen Abstandshalter benutzen.
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Obwohl
diese Erfindung viele Anwendungen besitzt, besteht eine solche Anwendung
aus Verbindern, die eine Stapelhöhe
im Bereich von etwa 10 bis 35 mm haben und die eine Kontaktqualität von etwa 100
bis 400 Signalkontakten pro Verbinder aufweisen. Ein Vorteil der
Verbinder dieser Erfindung ist das rautenförmig versetzte Muster der Fächer 25 in
der Basis 14. Dies sorgt für hohe Packungsdichte der Kontakte,
um die Größe des Verbinders
relativ klein zu halten, während
ein gutes Signal und geringes Übersprechen
beibehalten wird. Die rautenförmigen Fächer 25 gewährleisten
auch gute Kontaktbenetzung oder Lötzinnhaftung um die gesamte
Umgebung der Kontaktenden. Wie oben beschrieben gewährleistet
dies eine gute elektrische Leistung.
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Es
ist jedoch verständlich,
dass, auch wenn zahlreiche Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung in der vorangehenden Beschreibung dargelegt wurden, zusammen
mit den Details der Struktur und der Funktion der Erfindung, die
Offenbarung nur veranschaulichend ist, und dass Änderungen im Detail gemacht
werden können,
besonders hinsichtlich Form, Größe und Anordnung
von Teilen, innerhalb der Prinzipien der Erfindung, welche in vollem
Umfang angezeigt wird, durch die breite generelle Bedeutung der
Begriffe, in welchen die angehängten
Ansprüche
ausgedrückt
werden.