контактирующее устройство для электрического соединения жестких печатных плат

Формула изобретения

Контактирующее устройство для электрического соединения жестких печатных плат, содержащее колодку с канавкой, в пазах которой проложены лепестки, зафиксированные планкой, прижим и гибкий печатный кабель, отличающееся тем, что прижим имеет штыри и выступ, повторяющий форму канавок, гибкий печатный кабель выполнен с отверстиями для крепления на штырях прижима и освобожден от изоляции в месте контакта с лепестками, повторяющими форму канавки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиотехнике, вычислительной технике, электротехнике и предназначено для обеспечения электрического соединения печатных плат с помощью гибкого печатного кабеля (ГПК).

Существует несколько аналогов контактирующего устройства для электрического соединения печатных плат с помощью гибких печатных кабелей.

1. Устройство для обеспечения электрического соединения гибкого проводникового элемента плоского типа (flexible flat-type wiring member - FPC) с монтажной платой (японский патент №7-22127А). Конструкция устройства включает:

- штекер (вставной элемент) (plug member), имеющий горизонтальное и вертикальное расположение, образующий структуру поперечного сечения в форме перевернутой буквы L или структуру в форме буквы Т;

- контактные штырьки, расположенные вблизи нижней поверхности горизонтально расположенной части и боковых поверхностей вертикально расположенной части;

- крышка (заглушка) для штекера, расположенная напротив горизонтальной части штекера.

Вертикально расположенная часть штекера вставляется в разъем, а контактная площадка FPC располагается между крышкой (заглушкой) штекера и горизонтально расположенной частью штекера. При таком построении горизонтально расположенная часть штекера прижимает контактные площадки в форме буквы V горизонтально расположенных частей контактных штырьков штекера. Горизонтально расположенные части контактных штырьков штекера могут стыковаться с контактной площадкой FPC для обеспечения электрического соединения, и поэтому операция соединения контактных штырьков штекера с контактной площадкой FPC может быть легко выполнена без необходимости выполнения операции пайки.

Недостатком электрического соединения FPC со штекером является то, что необходимо приложить определенную сжимающую силу, образующуюся в результате упругой деформации контактных площадок в форме буквы V горизонтально расположенных частей контактных штырьков штекера, к соединительной части. Сжимающая сила при многовыводном исполнении вызывает увеличение нагрузок, действующих на горизонтально расположенную часть штекера. Таким образом, горизонтально расположенная часть подвергается воздействию силы реакции общей сжимающей силы и, как результат, ее деформация. Кроме того, с помощью данного устройства невозможно осуществить электрическое соединение более двух печатных плат. Следовательно, данное устройство обладает низкими эксплуатационными и функциональными возможностями.

2. Радиоэлектронный блок (патент RU 2216886, Н05K 1/00, Н05K 1/11). Устройство позволяет использовать стандартные печатные платы в блоках пакетной конструкции с миниатюрными межплатными соединителями. Радиоэлектронный блок содержит пакет печатных плат с контактными площадками, межплатный соединитель с пружинными контактами, расположенными между печатными платами и взаимодействующими с контактными площадками, и фиксирующие элементы пакета, печатные платы снабжены переходными колодками, на электроизоляционном основании которых расположены контактные площадки, продолженные гибкими выводами, выступающими за основание переходных колодок и распаянными на печатную плату.

Недостатками радиоэлектронного блока являются:

- большая трудоемкость при изготовлении и сборке, так как необходимо обеспечить высокую степень точности размеров деталей и сборочных единиц;

- низкий уровень ремонтопригодности, вследствие того, что при одной сборке-разборке межплатный соединитель с пружинными контактами выходит из строя и необходимо его заменить;

- печатные платы с навесными радиоэлектронными элементами ограничены высотой 5-6 мм, что исключает применение радиоэлектронных элементов, габариты которых по высоте превышают 5-6 мм;

- печатные платы клеятся только с одной стороны теплоотводных металлических пластин, таким образом, используется только половина поверхностей теплоотводных пластин.

3. В качестве прототипа взято устройство для обеспечения электрического соединения гибкого проводникового элемента плоского типа (японский патент № JP 2006040832). Оно представляет собой электрический разъем, позволяющий легко соединять FPC и имеющий высокую надежность соединения. В состав конструкции устройства входит:

- штекер (вставной элемент), к которому присоединяется FPC путем зажатия;

- гнездо, жестко закрепленное на схемной плате. Выводы контактов гнезда распаяны на контактных площадках схемной платы.

Недостатки этого устройства:

- система защелок, применяемая для фиксации штекера, которая в условиях воздействия вибрационных и ударных нагрузок не обеспечит надежное электрическое соединение;

- используя устройство, можно обеспечить электрическое соединение одним гибким проводниковым элементом плоского типа только двух печатных плат, так как в конструкции устройства предусмотрено лишь концевое соединение его выводов;

- в конструкции устройства отсутствует непосредственное соприкосновение выводов гибкого проводникового элемента плоского типа с контактами гнезда, так как электрическое соединение осуществляется через контакты штекера. Это приводит к добавочному переходному сопротивлению электрического соединения, в результате увеличивается падение напряжения на устройстве.

Цель изобретения - расширение функциональных и эксплуатационных возможностей устройства.

Указанная цель достигается за счет того, что в контактирующем устройстве для электрического соединения печатных плат, содержащем колодку с канавкой, в пазах которой проложены лепестки, зафиксированные планкой, прижим и гибкий печатный кабель, прижим имеет штыри и выступ, повторяющий форму канавки, гибкий печатный кабель выполнен с отверстиями для крепления на штырях прижима и освобожден от изоляции в месте контакта с лепестками, повторяющими форму канавки.

Сравнительный анализ заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволил выявить признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого технического решения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство в незакрепленном состоянии, на фиг.2 - устройство в момент зажатия ГПК, на фиг.3 - то же самое в разрезе.

Устройство содержит колодку 1, в канавки которой уложены лепестки 2, закрепленные планкой 3. В прижиме 4 имеются два штыря, выполняющие функцию направляющих и фиксирующие ГПК 5. ГПК 5 имеет двадцать два проводника, причем два крайних проводника - технологические, в которых имеются отверстия. Данные отверстия служат для фиксации ГПК 5 на штырях прижима 4. Под контактной колодкой понимается колодка 1 с лепестками 2, планкой 3 и с прижимом 4. Контактная колодка выводами лепестков 2 распаяна на контактные площадки печатной платы 6.

Колодку 1 с проложенными лепестками 2, которые зафиксированы планкой 3, механически крепят на печатную плату 6, например, винтами. Через имеющиеся отверстия ГПК 5 фиксируют на штырях прижима 4. Прижим 4 механически притягивают к колодке 1, например, винтами. Электрическое соединение ГПК 5 и контактной колодки осуществляется поверхностным контактом лепестков 2 и печатными проводниками ГПК 5. Благодаря подпружинивающим свойствам и специально выбранному покрытию лепестков 2 и печатных проводников ГПК 5 происходит надежное электрическое соединение с низким переходным сопротивлением (не более 8,5 мОм).

Устройство обладает малыми габаритами, что позволяет использовать его в малогабаритных приборах. В сравнении с прототипом устройство обладает следующими признаками, которые определяют положительный эффект (улучшение функциональных и эксплуатационных возможностей):

1) конструкция устройства позволяет обеспечить электрическое соединение между несколькими печатными платами;

2) механическое зажатие ГПК в контактной колодке позволяет обеспечить надежный электрический контакт в условиях воздействия вибрационных и ударных нагрузок;

3) сокращено количество переходов и, таким образом, уменьшена величина переходных сопротивлений, вносимых устройством, так как электрическое соединение ГПК и контактной колодки осуществляется непосредственно поверхностным контактом лепестка и печатным проводником ГПК.