CN1329377A - 扁平柔性电缆的双螺旋导线的包扎 - Google Patents

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Abstract

一种用于提供一种扁平电缆组件的方法和装置,其中采用两个或多个具有各自的非垂直的近端连接器和各自的非垂直的远端连接器的电缆形成基本上直的螺旋结构,从而提供一种自支撑的电缆组件,同时减少在端接点上的机械应力。

Description

扁平柔性电缆的双螺旋导线的包扎
本发明一般涉及用于互连电缆的电路模块，尤其涉及利用适用于形成自支撑的互连电缆组件的一对扁平电缆对电缆进行互连。
扁平柔性电缆(FFC)，“带状”电缆和其它的扁平电缆技术作为电气***的互连装置在电子工业中是公知的。由扁平电缆提供的优点包括其可以用作简单、成本低的***组件，并且容易用于大规模终端，因为扁平电缆的全部导体按照已知的相互关系被固定在一个扁平的容易处理的阵列中。这种电缆例如可以通过涂覆和层叠操作或者通过刻蚀或黏附淀积技术被制造。
例如，带状电缆一般使用绝缘位移连接器终止，从而形成适用于印刷电路板，电路模块和其它的电气电子装置的电缆组件。这种绝缘位移型连接器的保持力相当低，经常引起无意中的脱开或断开。这种状态通过使用锁紧电缆连接器可以得到一定程度的补救。对于非锁紧的扁平电缆连接器，一般附加粘结剂来改善连接器的保持力。
不幸的是，使用粘结剂导致了电缆组件成本的增加，尽管这种成本的增加小于锁紧连接器的成本。此外，由于在匹配扁平电缆和扁平电缆连接器期间，需要可控地分配粘结剂，所以使用粘结剂增加了制造的复杂性。最后，在使用的粘结剂、电缆连接器和与电缆连接器连接的任何印刷电路板材料之间的热胀系数的任何不匹配都可以在焊点中产生机械应力，当长时间使用时，便可能发生故障。
因此，需要提供一种扁平电缆组件，其中可以使用没有粘结剂的非锁紧扁平电缆连接器，而不发生过多的机械故障。
上述的和现有技术相关的缺点借助于本发明的方法和装置克服了，本发明提供一种扁平电缆组件，其中采用两个或多个具有各自的非垂直的近端连接器和各自的非垂直的远端连接器的电缆形成基本上直的螺旋结构，从而提供一种自支撑的电缆组件，同时减少在端接点上的机械应力。
通过结合附图阅读下面的详细说明，可以更容易地理解本发明，其中：
图1说明一种扁平电缆组件；
图2-4说明按照本发明的实施例改进的扁平电缆组件；以及
图5说明用于形成按照本发明的双螺旋电缆组件的方法的流程图。
为了便于理解，在所有的附图中使用相同的标号表示相同的元件。
图1说明一种扁平电缆组件。具体地说，图1说明通过扁平柔性电缆(FFC)组件(CA)被连接到电路模块140的印刷电路板(PCB)，所述扁平柔性电缆组件包括一对扁平电缆130A和130B，它们具有各自的第一端端接连接器或近端端接连接器110A和110B以及各自的第二端或远端端接连接器120A和120B。即，第一电缆组件由连接器110A，FFC 130A，和连接器120A构成，而第二电缆组件由连接器110B，FFC 130B，和连接器120B构成。
各自的第一端端接连接器110A和110B使带状电缆130A，130B和PCB 105相连，而各自的第二端端接连接器120A和120B使带状电缆130A，130B和电路模块140相连。端接连接器110A，110B，120A，120B包括标准的带状电缆端接连接器，例如绝缘位移型连接器。
参见图1，注意在PCB 105上具有各种电子元件。因为被设置在PCB 105上的具体的电子元件和本发明无关，这些电子元件将不再详细讨论。不过，应当注意所述各种电子元件可以包括用于发射射频(RF)信号或其它电磁辐射的电子元件，或者包括受RF辐射或其它电磁辐射的影响的电子元件。如同下面更详细说明的，本发明可以有利地减少来自电缆组件的射频发射和其它的电磁发射。
图2说明按照本发明的实施例对图1的电缆组件进行的在空间上的改进。具体地说，图2说明图1的电缆组件，其包括近端连接器110A，110B，扁平电缆130A，130B，以及各自的远端连接器120A，120B。如前所述，电缆组件CA的近端终止在印刷电路板105上，而远端终止在电路模块140上。现在参看图2，所示的电路模块140被转动了180度，借以使扁平电缆130A，130B和各个远端连接器120A，120B也作相应的转动，如图所示。
图3说明按照本发明的实施例对图2所示的电缆组件在空间上进行的改进。具体地说，图3说明电路模块140和图2的相应的电缆组件CA又被转动了180度，从而相对于图1的最初的电缆组件CA转动了360度。用这种方式，便形成了双螺旋电缆组件结构。即，通过使远端连接器120相对于近端连接器110转动360度，第一、第二扁平电缆130A、130B适用于形成双螺旋结构。具体地说，图3所示的双螺旋结构包括两个扁平电缆组件(虽然可以使用两个以上的扁平电缆组件)，它们具有各自的非垂直的近端端接装置和各自的非垂直的远端端接装置，所述远端端接装置(通过转动)适用于形成基本上直的螺旋结构，从而提供一种自支撑电缆组件。用这种方式，可以减少在电缆组件端接点上的机械应力，可以减少电磁辐射的传输，并且可以减少对于接收的电磁辐射的敏感性。每个非垂直的近端端接连接器可以认为是直线的或基本上是直线的(平行的或基本上平行的)，并和另一个非垂直的近端端接连接器紧密相邻。各个非垂直的远端端接连接器以类似方式彼此相互定位。
图4表示被安装在电子设备内的图3的电缆组件。具体地说，图4表示上面参照图1-3所述的电缆组件，其中PCB 105和电路模块140被固定在一个公共壳体内，借以表示按照本发明形成的双螺旋电缆组件的实际应用。
图5表示用于形成按照本发明的电缆组件的方法的流程图。具体地说，图5表示适用于其中可使用双螺旋电缆组件的制造或修理环境下的一种方法500的流程图。
方法500在步510进入，然后进行步520，确定为提供合适的电路互连所需的扁平电缆的长度。即，参看块515，使用参数例如两端之间的最小长度、双螺旋的最小/最大松弛和任何“维修环”确定扁平电缆的长度。两端之间的最小距离包括在用于电气连接两个电路的电缆组件内的近端连接器和远端连接器之间的最小距离(例如在PCB105的连接器110和电路模块140的连接器120之间的最小距离)。双螺旋最小松弛这个参数包括在双螺旋电缆组件结构内的对于最小的松弛量所需的长度余量。应当注意，小于最小松弛参数的长度在对各个连接器没有过大的应力的情况下将不能形成双螺旋电缆组件的电缆组件。双螺旋最大松弛参数包括在双螺旋电缆组件结构内对于最大松弛量的长度余量。应当注意，大于最大松弛参数的长度将得到“下垂”的双螺旋电缆组件，这是不利的，这可能使得需要附加的固定装置，例如夹具以便在两个电路连接器之间正确地布线。“维修环”包括用于接近使用双螺旋电缆组件连接的电气元件所需的长度余量。然后，方法500进入步530。
在步530，使用确定的长度形成基本的电缆组件。即，使用在步520确定的长度参数形成单个的或基本的扁平电缆组件。必须注意，基本扁平电缆组件可以使用单独的连接器或者公共的连接器被形成。然后，方法500进入步540。
在步540，被形成的扁平电缆组件被这样设置，使得连接器处于正确的垂直关系。即在具有单独的连接器的多个FFC的情况下，各个近端连接器以及远端连接器被这样对准，使得电缆组件基本上是直线(即共平面或平行平面)。然后方法500进入步550。
在步550，采用被形成并被定向的扁平电缆组件用于形成本发明的双螺旋结构。即，被定向的扁平电缆组件的一端(近端或远端)例如被转动360度，使得形成上面参照图1-4所述的双螺旋结构。本领域技术人员应当理解，在实施本发明时不必精确地转动360度。而是，在本发明的范围内，可以转动大于360度或者小于360度。例如，通过转动大于360度，可以形成较紧的双螺旋结构，其可以允许较大的初始电缆长度(例如为了提供较大的维修环)。通过转动小于360度，可以形成较松的双螺旋结构，其可以允许较短的初始电缆长度。然后方法500进入选择步骤560。
在选择步骤560，连接自适应的双螺旋扁平电缆组件。即，在步560，例如PCB 105和电路模块140等电路使用在步550提供的双螺旋电缆组件进行连接。然后方法500通过执行步570而退出。
通过控制电缆130A，130B的长度，按照本发明形成的双螺旋电缆组件(或导线包扎)将在电缆两端(即电缆组件的近端和远端)之间以相当直的直线被保持固定。这意味着，如果电缆组件CA的所需位置使得在两端之间是一条直线，则双螺旋导线包扎将能够容易地被实现。本发明人注意到，这种电缆位置在电子工业中是普遍的。因而，可以预料，导线包扎组件在电缆导线包扎领域内将具有广泛的应用。
有利的是，本发明的双螺旋导线包扎不使用额外的特征或零件就可以实现。具体地说，注意到，这种双螺旋导线包扎电缆靠其自身支撑而被定位，从而避免使用夹具或其它用于提供这种支撑的装置。此外，因为由这种导线包扎施加于连接器上的力相当低，所以可以使用标准的绝缘位移连接器而不用凝胶或其它的锁紧机构来克服由电缆应力施加的力和减少连接故障。
双螺旋导线包扎结构在电缆组件内产生额外的松弛。和直接在两个模块(例如PCB 105和电路模块140)之间连接电缆相比，虽然这可能增加一些电缆的成本，但是这种松弛具有重大优点。具体地说，如果电缆组件在处理期间收到拉力，这在装配与/或试验期间是经常发生的，则这种拉力不会直接被传递到连接器110或120上。即，在这种电缆组件上的力只简单地使电缆松开，而不会被传递到电路连接器上。如果双螺旋被完全拉紧，其也仍然能够被容易地拉出。不过，估计在双螺旋中具有足够的松弛，使得能够经受一般在装配与/或电子装置试验期间进行的最粗暴的处理。
有利的是，双螺旋电缆导线包扎增加了电缆组件的电磁屏蔽。即，以类似于扭绞的电缆对的方式，双螺旋电缆组件形式缠绕两个扁平柔性电缆，使得由通过电缆的电流产生的各个电磁场相互抵销。用这种方式，本发明的双螺旋电缆组件和其它的电缆组件相比不易受到辐射能量的影响，同时也不易受到外部辐射的影响。
本领域技术人员应当理解，本发明可以用于这样的“双”螺旋电缆组件的范围内，其中提供有两个以上的扁平电缆或两个以上的电缆子部件。即，按照本发明的技术，可以用于具有各自的非垂直近端连接器和非垂直远端连接器的多个电缆子组件，从而提供双螺旋或其它螺旋的结构。此外，虽然本发明主要在电缆(即包括用于传导电信号的电导体的电缆)的范围内进行了说明，但是，本领域技术人员应当理解，本发明也可以用于其它形式的信息信号导体。例如可以用于光缆或其它以平面形式设置的非导电的信息承载通道，这些都在用于形成本发明的螺旋结构的扁平电缆的范围内。
虽然值说明了包括本发明的教导的一个实施例，但是，本领域技术人员应当理解，还有包括本发明的这些教导的许多实施例。

Claims (13)

1.一种装置，包括：
第一扁平电缆(130A)，用于在第一组端子(110A)和第二组端子(120A)之间传递电信号；
第二扁平电缆(130B)，用于在第三组端子(110B)和第四组端子(120B)之间传递电信号；
所述第一组端子(110A)和所述第三组端子(110B)共享一个共同的方位；
所述第二组端子(120A)和所述第四组端子(120B)共享一个共同的方位；其特征在于，
使用所述第一和第二扁平电缆(130A，130B)形成一种双螺旋结构。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于通过使所述第一和第三组端子(110A，110B)或所述第二和第四组端子(120A，120B)转动180度以上而使所述第一和第二扁平电缆(130A，130B)形成双螺旋结构。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于通过使所述第一和第三组端子(110A，110B)或所述第二和第四组端子(120A，120B)转动360度以上而使所述第一和第二扁平电缆(130A，130B)形成双螺旋结构。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述第一和第二扁平电缆(130A，130B)具有对于被选择的两端之间的最小长度确定的长度参数，以便实现所需的连接和被分配给所述的双螺旋电缆结构的最小的松弛量。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于所述长度对于在所述双螺旋电缆组件内所允许的最大松弛量被确定。
6.如权利要求2所述的装置，其特征在于所述转动量大于360度。
7.一种装置，包括：
一组扁平电缆组件(130A，130B)，其具有各自的非垂直近端连接器(110A，110B，120A，120B)，和各自的非垂直的远端连接器(110A，110B，120A，120B)，其特征在于其中使用所述扁平电缆组件形成一种基本上直的螺旋结构，借以提供一种自支撑的电缆组件。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于通过使所述非垂直近端连接器(110A，110B，120A，120B)或所述非垂直的远端连接器(110A，110B，120A，120B)至少转动180度，使所述一组电缆组件(130A，130B)形成所述双螺旋结构。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于所述转动量大于180度。
10.一种用于提供电缆组件(130A，130B)的方法，包括以下步骤：
确定在所述电缆组件中使用的一组扁平电缆的每个的长度；
按照所述确定的长度形成一组基本的扁平电缆组件(130A，130B)；
使所述形成的扁平电缆组件的每一个定向，使各个近端连接器(110A，110B)以及各个远端连接器(120A，120B)基本上具有共同的方位，其特征在于
通过转动所述一组近端连接器和所述远端连接器之一，把所述形成的扁平电缆组件(130A，130B)改装成双螺旋结构。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于所述扁平电缆(130A，130B)的长度对于两端之间的最小长度确定，使得实现所需的连接和被分配给所述双螺旋电缆结构的最小的松弛量。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于所述长度对于在所述双螺旋电缆组件内允许的最大松弛量被确定。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于还包括把所述电缆组件的近端或远端转动一个附加的量的步骤。
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