Печатный кабель (варианты)

Изобретение относится к области электромонтажа, а именно к плоским кабелям, применяемым во внутриблочных и межблочных электросоединениях, и может быть использовано при разработке печатных кабелей для обеспечения связей в электрических цепях широкого спектра электрорадиоаппаратуры. Печатный кабель содержит печатный проводник, покрытый изоляцией, балочные выводы, концевой фиксатор либо печатный проводник, покрытый изоляцией, балочные выводы, дополнительную опору и концевой фиксатор. Изобретение позволяет упрочнить балочные выводы (концевые контакты) печатного кабеля, обеспечить требуемую надежность после облуживания места пайки проводника и тем самым снизить брак при изготовлении печатных кабелей и их электромонтаже, а также расширить область применения печатных кабелей с балочными выводами. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области электромонтажа, а именно к плоским кабелям, применяемым во внутриблочных и межблочных электросоединениях.

С точки зрения экономии массы и занимаемого объема, из всего многообразия плоских кабелей наиболее перспективными являются печатью кабели. Однако они имеют весьма существенный недостаток: печатные проводники, как правило, изготавливаются из гальванической медной фольги толщиной 35-70 мкм или методом вакуумного напыления, что в обоих случаях обуславливает малую механическую прочность печатных проводников.

Известно три конструктивных варианта электрических выводов печатных кабелей (иногда называемых шлейфами) и являющимися частным случаем гибких печатных плат (см. ГОСТ 23752-79 "Платы печатные. Общие технические условия").

Первый - это контактные площадки, т.е. оголенные и, как правило, обслуженные участки печатных проводников, расположенных на гибком диэлектрическом основании. В данном случае механические нагрузки воспринимает изоляционное основание и малая механическая прочность печатных проводников при подготовке под электромонтаж, электромонтаже и сборке не сказывается.

К недостаткам печатных кабелей с контактными площадками относится ограниченность их применения. Такие кабели невозможно непосредственно распаять в контакты с трубчатыми хвостовиками, в лепестки, металлизированные отверстия печатных плат и т.п.

В ГОСТе 20406-75 "Платы печатные. Термины и определения" приведены следующие определения:

- "Контактная площадка" - часть проводящего рисунка, используемая для соединения или подсоединения элементов радиоэлектронной аппаратуры;

- "Концевые печатные контакты" - ряд печатных контактов на краю печатной платы, предназначенных для сопряжения с гребенчатым соединителем.

Кроме контактных площадок, электрические выводы у гибких печатных кабелей конструктивно оформляют в виде "балочных выводов" расположенных в "окошках" изоляции или на конце кабеля (шлейфа) концевых печатных контактов, также называемых балочными выводами.

Так в ГОСТе 23751-86 "Платы печатные. Основные параметры конструкции" на чертеже 4 приведен рисунок печатного кабеля и обозначено, что размер "а" - длина концевого контакта. Из рисунка 4 видно, что концевой контакт это часть печатного проводника, выступающая из изоляции.

Соединение ГПП с жесткими печатными платами или с соединителями осуществляется контактной пайкой балочных выводов к контактным площадкам плат. Балочный вывод шлейфа (гибкого печатного кабеля) может располагаться в окне пленки, которое при изготовлении получают методом травления." (Г.Я.Гуськов, Г.А.Блинов, А.А.Газаров. "Монтаж микроэлектронной аппаратуры". М., "Радио и связь". 1986 г. стр.165).

"Окна" представляют собой срединный участок проводника, с которого удалена изоляция как с со стороны изоляционного покрытия, так и со стороны диэлектрического основания. Таким кабелям также присущ вышеуказанный недостаток.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является конструкция печатного кабеля с балочными выводами (концевыми контактами). Как было отмечено выше, балочные выводы - это концевые участки печатных проводников без изоляции. На рис.2.51 в) в книге Л.А.Коледова "Технология и конструкция микросхем, микропроцессоров и микросборок". М "Радио и связь" 1989 г. стр.80) показано, что балочный вывод - это вывод, не имеющий изоляции (плоский и оголенный) (прототип).

Официальный термин "концевой контакт" не прижился и в настоящее время практически не употребляется. Специалисты чаще всего называют его - балочный вывод.

Из всех конструктивных вариантов контактных выводов печатных кабелей наименее прочными являются балочные выводы, так как общеизвестно из теории сопротивления материалов, что место выхода вывода из изоляции печатного проводника (как защемленной с одного конца балки) при его изгибах является местом концентрации напряжений. В окнах это проявление менее существенно, т.к. оголенный печатный проводник изгибается вместе с изоляцией, расположенной с боков окна за его пределами, что предохраняет проводник от случайных больших перегибов, а с другой стороны, он представляет собой защемленную с двух концов балку.

При электромонтаже пайкой спаиваемые поверхности предварительно облуживают. Это дополнительно ослабляет печатный проводник в месте его выхода из изоляции (см. прототип), локализуя место изгиба: припой усиливает печатный проводник, но не смачивает торец изоляции, где образуется мениск припоя и необлуженный участок печатного проводника. Поэтому брак при подготовке под монтаж и монтаже печатных кабелей (обрыв проводника) происходит на границе изоляции и облуженного участка печатного проводника. Несмотря на довольно часто возникающий брак, универсальность конструктивного применения печатных кабелей с балочными выводами объясняет его наибольшее использование.

Таким образом, задачей данного технического решения явилось создание печатного кабеля без предъявления требований обеспечения надежности после облуживания места пайки проводника.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией печатного кабеля является наличие изолированных печатных проводников и балочных выводов.

В отличие от прототипа, в предлагаемом авторами печатном кабеле хотя бы один балочный вывод снабжен дополнительной опорой.

В отличие от прототипа, в предлагаемом авторами печатном кабеле хотя бы один балочный вывод снабжен концевым фиксатором.

В частных случаях, то есть в конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:

- дополнительная опора выполнена в виде части печатного проводника, скрепленного с балочным выводом;

- дополнительная опора образована продолжением балочного вывода, изогнутого на угол 180° в плоскости, перпендикулярной продольной оси кабеля;

- проводник, образующий дополнительную опору, снабжен элементом жесткости в зоне выхода балочного вывода из изоляции печатного кабеля;

- зона выхода балочного вывода из изоляции печатного кабеля расположена над дополнительной опорой;

- концевой фиксатор жестко скреплен с печатным кабелем;

- концевой фиксатор выполнен в виде печатного кабеля.

Именно это позволит сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существующих признаков заявляемого технического решения и достигаемым результатом.

Указанные признаки, отличительные от прототипа, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, во всех случаях достаточны.

Задачей предполагаемого изобретения является создание печатного кабеля с упрочненными балочными выводами за счет повышения жесткости печатного проводника в месте его выхода из изоляции.

Новая совокупность конструктивных элементов, форма их выполнения и взаимное расположение позволяет упрочить балочный вывод, в том числе и в месте его выхода из изоляции.

При осуществлении изобретения указанный технический результат достигается тем, что в отличие от известного устройства (прототипа) печатного кабеля, содержащего, по крайней мере, один изолированный печатный проводник с балочными выводами, особенность заключается в том, что хотя бы один балочный вывод снабжен дополнительной опорой.

При осуществлении изобретения указанный технический результат достигается тем, что в отличие от известного устройства (прототипа) печатного кабеля, содержащего, по крайней мере, один изолированный печатный проводник с балочными выводами, особенность заключается в том, что хотя бы один балочный вывод снабжен концевым фиксатором.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяют, в частности, за счет:

- снабжения балочного вывода дополнительной опорой упрочняет балочный вывод, и его слабое место - выход печатного проводника из изоляции;

- снабжения балочных выводов концевым фиксатором снижает нагрузки на печатный проводник в месте его выхода из изоляции, переводя его из "консоли" в "двухсторонне закрепленную балку", а также предохраняют балочные выводы от "разлохмачивания" и облома печатных проводников при проведении технологических операций подготовки печатного кабеля под электромонтаж и проведении самого электромонтажа.

Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах выполнения, позволяют, в частности, за счет:

- выполнения дополнительной опоры в виде части печатного проводника, скрепленного с балочным выводом, упрочнить балочный вывод, в том числе в месте его выхода из изоляции за счет дополнительного проводника, расположенного под местом критического сечения печатного проводника в зоне его выхода из изоляции;

- выполнения дополнительной опоры продолжением балочного вывода, изогнутого на угол 180° в плоскости, перпендикулярной продольной оси кабеля, упрощает создание дополнительной опоры и ее монтаж, особенно при множестве балочных выводов в одном печатном кабеле;

- снабжения проводника, образующего дополнительную опору элементом жесткости в зоне выхода балочного вывода из изоляции печатного кабеля, упрочнить балочный вывод, например за счет материала изоляции, расположенной под местом критического сечения печатного проводника в месте его выхода из изоляции печатного кабеля как при монтаже кабеля, так и при его эксплуатации за счет жесткости концевого фиксатора;

- расположения зоны выхода балочного вывода из изоляции печатного кабеля над дополнительной опорой увеличить надежность балочного вывода в зоне его выхода из изоляции печатного кабеля;

- жесткого скрепления концевого фиксатора с печатным кабелем упрочнить балочный вывод как при монтаже кабеля, так и при его эксплуатации за счет жесткости концевого фиксатора;

- выполнение концевой фиксатор в виде печатного кабеля, что упрощает его изготовление, повышает технологичность.

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизны".

Сущность изобретения заключается в том, что в печатном кабеле, содержащем хотя бы один изолированный печатный проводник с балочными выводами, в отличие от прототипа согласно изобретению хотя бы один балочный вывод снабжен дополнительной опорой.

Сущность изобретения заключается в том, что в печатном кабеле, содержащем хотя бы один изолированный печатный проводник с балочными выводами, в отличие от прототипа, согласно изобретению хотя бы один балочный вывод снабжен концевым фиксатором.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен печатный кабель с концевым фиксатором, на фиг.2 - печатный кабель с дополнительной опорой балочных выводов.

Предлагаемый печатный кабель 1 (фиг.1) содержит печатный проводник 2, покрытый изоляцией 3, балочные выводы 4, концевой фиксатор 5.

Предлагаемый печатный кабель 1 (фиг.2) содержит печатный проводник 2, покрытый изоляцией 3, балочные выводы 4, дополнительную опору 6 и концевой фиксатор 5.

В частных случаях, то есть в конкретных формах выполнения в печатном кабеле концевой фиксатор 5 (фиг.2), выполненный в виде участка печатного кабеля 1, прикрепленного, например, при помощи клея 7 к изоляции 3 печатного кабеля 1. Здесь же показано, что дополнительная опора 6 образована продолжением балочного вывода 4, изогнутого на угол 180° в плоскости, перпендикулярной продольной оси кабеля 1, а концевой фиксатор 5 скреплен с изоляцией 3 печатного кабеля 1, например, при помощи клея 7. Дополнительная опора 6 и балочный вывод 4 скреплены между собой, например, при помощи пайки. В местах выхода печатного проводника 2 из изоляции 3 печатного кабеля 1 балочный вывод 4 или дополнительная опора 6, представляющие собой часть печатного проводника 2, снабжены элементом жесткости, например изоляцией 3 на размере "А".

Вышеописанное устройство работает следующим образом.

Концевой фиксатор 5, жестко скрепляющий между собой балочные выводы 4, не позволяет им "разлохмачиваться", то есть изгибаться в разные стороны по отдельности, в том числе на большие углы в месте критичного сечения. Это предотвращает обламывание балочных выводов 4 в месте их выхода из изоляции 3 печатного кабеля 1.

С другой стороны, критичное сечение балочного вывода в месте выхода печатного проводника 2 из изоляции 3 укрепляется за счет перекрытия дополнительной опорой 6 или концевым фиксатором 5.

Выполнение печатного кабеля в соответствии с изобретением позволяет упрочнить балочные выводы (концевые контакты) печатного кабеля, обеспечить требуемую надежность как до, так и после облуживания места пайки проводника, и тем самым, снизить брак при изготовлении печатных кабелей и их электромонтаже, а также расширить область применения печатных кабелей с балочными выводами.

Изобретение может быть использовано при разработке печатных кабелей для обеспечения связей в электрических цепях широкого спектра электрорадиоаппаратуры.

Указанный положительный эффект подтвержден испытанием опытных образцов печатных кабелей с балочными выводами, выполненным в соответствии с изобретением.

В настоящее время разработана конструкторская документация, проведены государственные испытания, намечено серийное производство.

1. Печатный кабель, содержащий, по крайней мере, один изолированный печатный проводник с балочными выводами, отличающийся тем, что хотя бы один балочный вывод снабжен дополнительной опорой.

2. Печатный кабель по п.1, отличающийся тем, что дополнительная опора выполнена в виде участка печатного проводника, скрепленного с балочным выводом.

3. Печатный кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что дополнительная опора образована продолжением балочного вывода, изогнутого на угол 180° в плоскости, перпендикулярной продольной оси кабеля.

4. Печатный кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что проводник, образующий дополнительную опору, снабжен элементом жесткости в зоне выхода балочного вывода из изоляции печатного кабеля.

5. Печатный кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что зона выхода балочного вывода из изоляции печатного кабеля расположена над дополнительной опорой.

6. Печатный кабель, содержащий, по крайней мере, один изолированный печатный проводник с балочными выводами, отличающийся тем, что хотя бы один балочный вывод снабжен концевым фиксатором.

7. Печатный кабель по п.6, отличающийся тем, что концевой фиксатор жестко скреплен с печатным кабелем.

8. Печатный кабель по п.6, отличающийся тем, что концевой фиксатор выполнен в виде участка печатного кабеля.