专利名称：利用压缩的可释放可重复电连接的制作方法
技术领域：
本发明涉及相互电连接装置，并更具体地涉及用于向和从便携式代理传送数据并输送低压功率的相互电连接装置。
背景技术：
数据存储盒式带一般包括诸如磁带的数据存储介质，所述介质插入到独立的数据存储驱动器中，从而可在数据存储介质上读和/或写数据。这些盒式带是用于储存大量偶尔存取数据的方便工具。它们在自动数据存储库中特别有用，其中，自动数据存储库在存放架上可包含大量的盒式带，并且在需要时使用机器人存取器存取盒式带，并把盒式带传送到数据存储驱动器。
典型的便携式盒式带目前使用诸如磁带长度的数据存储介质，当所述介质插入到固定数据存储驱动器中时必须是敞开的或是可开孔的，以允许数据存储驱动器在所述介质上读和/或写数据。
禁止使用对便携式盒式带而不是对存放在盒式带内的介质的任何直接数据传送，已经成为互连的问题。例如，可拆卸数据存储器件在使用可插入连接器的美国专利Re.34369或日本专利7-220464中是已知的。可插入连接器一般使用销和插座，当它们插入和拔出时相互摩擦接触，由此清洁连接器。然而，摩擦接触动作还限制拔出和再插入连接器的能力，一般达到10-15次，由此阻碍它们用于便携式盒式带。美国专利5970030示出数据存储驱动器可交换，使用需要复杂连接/断开机构的低嵌入力连接器。这些连接器对于便携式盒式带是不实用的。
发明内容
因而，本发明的目的是提供一种允许对便携式盒式带直接进行数据传送的电连接。
本发明的另一目的是提供一种可释放可重复的电连接。
提供一种用于与便携式盒式带可释放可重复地电耦合的中转站。基板安装在便携式盒式带中，所述基板在其工作面上具有多个电触点，并且便携式盒式带能被装载器啮合。在中转站内，提供一种在其工作面上具有电触点的匹配电路挠性基板，当为面对面关系时，所述电触点布置得配合便携式盒式带电触点。具有多个突出压缩部件的弹性压缩元件位于匹配电路挠性基板的后表面上，所述突出压缩部件面对后表面并与之接触，从而各个压缩部件与相应的各个电触点对齐。细长电触点与两个相邻的独立突出压缩部件对齐。基准板支撑弹性压缩元件。装载器啮合便携式盒式带、使盒式带基板电触点以面对面的关系与匹配电路挠性基板电触点对齐、并在与匹配电路挠性基板的工作面垂直的方向上在便携式盒式带上作用力。法向力使便携式盒式带基板压缩在匹配电路挠性基板和基准板之间的弹性压缩元件，在便携式盒式带基板的电触点和匹配电路挠性基板的电触点之间产生非摩擦接触，从而在它们之间形成可释放可重复的电连接。
提供一种用于与中转站配合的便携式盒式带，所述中转站具有数据传送接口和盒式带装载器，所述数据传送接口具有在压缩元件上的电触点。所述盒式带包括数据处理代理，如封装独立的磁数据存储器件。根据本发明，所述盒式带包括在其工作面上具有电触点的基本扁平基板，当为面对面关系时，所述电触点布置为配合中转站数据传送接口电触点。基本扁平基板耦合到数据处理代理。盒式带外壳支撑数据处理代理和基本扁平基板。盒式带外壳具有至少一个用于被中转站内盒式带装载器啮合的啮合表面，如槽口和对准孔，从而，盒式带装载器啮合盒式带、使盒式带电触点以面对面的关系与中转站数据传送接口电触点对齐、并在与中转站数据传送接口的工作面垂直的方向上在盒式带上作用力，以使便携式盒式带基板压缩所述压缩元件，在便携式盒式带基板的电触点和中转站数据传送接口工作面之间产生非摩擦接触，并且在它们之间形成可释放可重复的电连接。
为了更完全地理解本发明，应该参考以下结合附图进行的详细描述。
图1为根据本发明的包含数据存储器件的便携式数据存储盒式带的轴测图；图2为包含封装磁数据存储驱动器的图1便携式数据存储盒式带的实例的分解图；图3为图2的便携式数据存储盒式带的平面图；图4为示出图2的便携式数据存储盒式带的挠曲电缆的平面图；图5A和5B分别为图2便携式数据存储盒式带的背板的俯视图和横截面视图；图6为图2的盒式带外壳的下半部的轴测图，所述盒式带外壳具有图5A和5B的背板；图7为示出图4挠曲电缆的图2的便携式数据存储盒式带的局部剖视轴测图；图8为自动数据存储库的轴测图，所述库用于存储、输送图1的便携式数据存储盒式带并提供与它的数据传送；图9为用于对图1的便携式数据存储盒式带提供数据传送并从盒式磁带区别图1的便携式数据存储盒式带的中转站的轴测图；图10为图9的中转站的替代轴测图，并示出装入的图1的便携式数据存储盒式带；图11A和11B为示出安装在图10的中转站顶板上的光源的俯视图，所述光源用于分别检测图1便携式数据存储盒式带和盒式磁带；图12为示出用于检测图11A和11B光源的PCB安装光学接收器的实例的平面图；图13为示出图9的中转站的压缩部件、基准板、支撑部件和夹子的轴测图；图14为示出图9中转站的挠曲电缆的平面图；图15为示出图13的压缩部件、基准板、支撑部件和夹子的横截面视图，并示出图14的挠曲电缆；图16为示出图9的中转站和图1的便携式数据存储盒式带的静电放电(ESD)路径的电路图；图17为示出图9的中转站的侧剖视图，示出处于卸载位置的装载机构；图18为示出图9的中转站和图1的便携式数据存储盒式带的剖视图，并示出处于卸载位置的装载机构；图19为示出图9的中转站的侧剖视图，示出处于装载位置的装载机构；图20为示出图9的中转站和图1的便携式数据存储盒式带的剖视图，并示出处于装载位置的装载机构；图21为示出图9的中转站和图1的便携式数据存储盒式带的功率传送接口的电路图；图22为示出包含非易失性固态存储器组件的图1便携式数据存储盒式带的视图；以及图23为示出包含光盘驱动器组件的图1便携式数据存储盒式带的视图。
具体实施例方式
以下在优选实施例中结合附图描述本发明，在附图中相同的参考号代表相同或相似的元件。虽然本发明按照实现本发明目的的最佳模式进行描述，但本领域中技术人员应该理解，只要不偏离本发明的精神或范围，就可根据这些描述作出变化。
参照图1，数据存储盒式带40设置得具有盒式带外壳41，所述外壳41具有与盒式磁带基本相同的外部空间形状系数，其中，所述盒式磁带具有导引块。数据存储盒式带包括阻挡部分42，以便从盒式磁带区别数据存储盒式带40的标识。在一个方面中，阻挡部分42是不透明的，以便把光源与相应的传感器光学阻隔开，然而，现有技术导引块孔会传播光束，由此从盒式磁带区别数据存储盒式带40。可替换地，或者另外，不透明阻挡部分43可位于数据存储盒式带40的相反侧上。在另一方面，阻挡部分44位于导引块孔位置的一侧上，在此位置上，磁带驱动器的装入销开始与盒式磁带啮合，由此防止数据存储盒式带的啮合并且提供便携式数据存储盒式带的区别标识。
设置与盒式磁带的槽口相似的槽口45，以便与自动数据存储库的存放架中的固定器互锁，所述固定器易于把数据存储盒式带固定到存放架中的适当位置上。
如以下讨论的，盒式带外壳41在其中安装数据处理代理，如数据存储器件。而且还将讨论，提供包括基板50的外部数据传送接口电连接器48，所述连接器在基板的工作面上具有电触点51。电触点51耦合到数据处理代理，并且当为面对面关系时，布置得与中转站的电触点配合。
设置校准或对齐孔55和56，并且与中转站的相应校准销配合，以使便携式盒式带40的数据传送接口与中转站的数据传送接口横向校准和对齐。
在图2中示出图1便携式数据存储盒式带40的实例的分解图，在图3中示出平面图，并且，盒式带40包含封装自包含独立的和可操作的磁数据存储驱动器60。所需形状系数适合安装在盒式带外壳41中的封装自包含的磁数据存储驱动器的实例包括IBM Travelstar2.5英寸系列磁数据存储驱动器。具体地，图2和3示出盒式带外壳41的下半部46。
参照图1-3，在一个方面中，设置槽口58和59，以允许中转站的装载器啮合便携式数据存储盒式带40并迫使数据传送接口电连接器48的电触点51非摩擦接触中转站的配合电触点。
在另一方面中，防震座62在盒式带外壳41内支撑和安装数据存储器件。具体地，图2和3示出防震座62的下半部63。防震座62布置得确保数据存储器件完全分离和隔绝与盒式带外壳或数据传送接口电连接器48的潜在机械接触。另外参照图4，挠曲电缆65在基板71处提供电触点51，并使数据存储器件和外部数据传送接口48互相连接，同时，还隔离数据存储器件和盒式带外壳41之间的机械接触，由此进一步确保数据存储器件如封装磁盘驱动器组件60与盒式带外壳41的完全分离和机械隔离。结果，数据存储器件避免被粗鲁操作，并且能承受盒式带的降落、或者盒式带的错位，盒式带的降落或错位通过机器人存取器的动作或人工操作而使盒式带被粗鲁操作。
对于本发明的此方面，盒式带外壳41、防震座62、数据传送接口48和挠曲电缆65可包括任何适于支撑特定数据存储器件、且同时适于隔离数据存储器件和盒式带外壳之间机械接触的配置。具体地，盒式带外壳41包括与具有导引块的盒式磁带不同的外部空间形状系数。
数据存储器件60优选是封装自包含的和可操作的，包括必要的机械和电子组件。在封装磁盘驱动器组件的情况下，组件包括至少一个旋转盘；用于旋转盘的电机；至少一个磁头；用于寻找和跟踪、以及寻址、电机控制的执行器和伺服系统；以及用于读和写数据并用于在数据传送接口上通信的数据处理电子器件，所述组件例如使用工业标准格式，如IDE、SCSI或PCI。因而，不必打开器件来提供数据传送。
另外，参照图5A、5B、6和7，设置基本扁平的背板70，背板70支撑和安装图4的挠曲电缆65的末端71，形成电连接器48。背板70和挠曲电缆末端71咬接到盒式带外壳41内的槽73和74中，用于机械支撑。背板70因而支撑和定位挠曲电缆65的工作面50，形成外部数据传送接口电连接器。图7还示出防震座62的上半部72和盒式带外壳41的上半部75。
挠曲电缆65在末端71上包括耦合到工作面50的电触点51的多个脊面，并且，挠曲电缆65例如在后部的连接器76处耦合到数据存储器件，如封闭磁数据存储器件60，以提供上述机械隔离。
在一个实施例中，基本扁平基板工作面50的电触点51包括含金的垫，用于提供金触点表面。例如，所述触点包括其上镀有扩散壁垒如镍的铜垫，以及镀在扩散壁垒上的类型II金垫，但它们的电镀厚度比标准更大。例如，金垫的厚度基本为100微英寸。如本领域中技术人员所定义的，大约8微英寸的电镀被认为是“闪蒸”，大约15微英寸被认为是“尚可”，而大约30微英寸被认为是“标准”。扩散壁垒优选电镀到厚度大于50微英寸。类型II金垫也被本领域中技术人员称作“硬金”，并且包括定义的一组合金。优选地，金垫进行电解电镀。
在替代实施例中，其它具有与金相似特性的材料可应用于电触点51，如钯或钯-镍。形成电触点的含钯的垫具有金“闪蒸”层。
在优选实施例中，电触点51是基本扁平的，在垫上具有基本扁平的接触表面。电触点物理定义虽然接触表面是基本扁平的，但在接触表面上借助小的微结构凸起点来制作实际触点，称作“吸气”，所述触点分布在整个接触表面上。
作为替代实施例，电触点51包括在垫上具有成形表面的成形触点。在“赫兹”理论中，形成所述表面易于在小的接触面积内集中接触力。所述形状通过电镀或除去材料而实现，并可呈现各种形状，例如称作凹坑、冠状、赫兹应力点、球形上平面、树枝状、相交圆柱体、杯上球、或刻纹。
进而，基本扁平基板工作面的至少一个电触点51包括后述的细长触点。
如图5B的横截面所示，背板70的一般形式为具有前部77和后部78的“H”梁，其中，前部77支撑和定位挠曲电缆末端71，后部78提供结构强度。如以下描述的，当数据存储盒式带40装入到中转站时，在与工作面50垂直的方向上受到相当大的力，例如超过10磅，招致与中转站数据传送接口的非摩擦接触，这要求背板具有相当大的结构强度，例如包括硬的耐用塑料。具有良好结构强度的塑料实例包括“Ryton”，Phillips 66的聚亚苯基硫化树脂；“Ultem”，GE的聚醚酰亚胺树脂；以及“ Lexan”，GE的聚碳酸酯。
在另一方面中，校准或对齐孔55和56设置在靠近基本扁平基板50的基本扁平背板70中。挠曲电缆末端71的基板50在组装时利用分别插入穿过末端71的孔80和81并分别进入到背板70的孔82和83的探针，从而与背板70对准。因而，基本扁平基板工作面50与背板70对准，并且与其中的校准或对齐孔55和56对准。校准孔布置成与相应的中转站校准销配合，以使外部数据传送接口电连接器48与中转站对准。
挠曲电缆65除了与数据处理代理或数据存储器件耦合以提供与所接触中转站的数据传送以外，还耦合到数据处理代理的功率输入端，以便从中转站向数据处理代理输送功率。
在另一方面中，当背板70与中转站对齐和校准时，背板70在孔55和/或56处与校准销接触。背板70包括具有电阻率的半导体塑料材料。在一个实例中，所述材料具有充分嵌入的碳以提供电阻率，并且包括10-30％碳填充的塑料。作为替代，背板70包括两个板，一个板包括“H”梁，另一个板优选在“H”梁前面，并具有校准孔，包括碳填充半导体部件。背板通过挠曲电缆65的脊面85而电耦合到数据存储器件，并耦合到数据存储器件的接地端，由此形成从数据存储器件到背板以及通过半导体材料到中转站的校准销的静电放电路径，它们是电接地的，这在以后描述。上述塑料的任何一种是碳填充的并用作背板70，或用作碳填充的两个板之一。碳填充塑料的具体实例包括20％碳填充的聚碳酸酯，称作“Stat-Kon DC-1004-FR”。
图8示出用于储存、输送盒式磁带10和图1便携式数据存储盒式带40并提供与之数据传送的自动数据存储库90。库90包括至少一个，优选多个数据存储驱动器92，所述驱动器92用于在数据存储介质如盒式磁带10上读和/或写数据。另外，所述库包括至少一个，优选多个用于提供与数据存储盒式带40的数据传送的中转站93。盒式磁带10和数据存储盒式带40存放在存放架95中。各种盒式带以分离的方式存放或随机存放在存放架中。典型的自动数据存储库还包括一个或多个可接收或送出盒式带的输入/输出站97。包括夹具99的机器人存取器98夹住并输送在存放架95、输入/输出站97、中转站93和/或数据存储驱动器92中选择的盒式带10或40。自动数据存储库机器人存取器还包括介质传感器96。介质传感器96可包括诸如条形码扫描仪的标签阅读器、或诸如智能卡或RF(射频)阅读器的阅读系统、或其它相似类型的系统，所述系统例如通过盘号或VOLSER而能识别盒式带。例如，VOLSER包括置于盒式带上的标签，所述标签可由条形码阅读器阅读。又例如，VOLSER可记录在盒式带内的RF芯片中，RF芯片可由RF接收器阅读。
图9-20示出中转站100和各种组件的实施例。中转站可基于单机使用，或可包括图8自动数据存储库90的中转站93。
在一个方面中，参照图9-12，中转站100布置为提供与图1便携式数据存储盒式带40的数据传送，其中，便携式数据存储盒式带一般具有盒式磁带10的外部空间形状系数，其中，盒式磁带10具有导引块。如上所述，导引块包括穿过其中的孔19，以便被装入销啮合。而且如上所述，便携式数据存储盒式带40包括不透明的阻挡部分，如盒式带外壳41的阻挡部分42。
中转站100包括用于接收便携式数据存储盒式带的接收器103。如本领域中技术人员所知地，盒式带可人工接收，或可从图8的自动数据存储库90的机器人存取器接收，或可从自动盒式带装载器(ACL)接收。
光源105和106安装在中转站的顶板109的开孔107和108中。传感器115和116安装在印刷电路板(PCB)118上，分别用于检测光源105和106。光源105和106优选包括红外光源，如LED光源，此光源被聚焦，提供直接面向各个传感器115和116的聚焦光束，所述传感器优选包括红外光学传感器。
光源105和相应传感器115布置得靠近中转站的接收槽120，盒式带从接收槽120插入。因而，对于盒式带，无论是盒式磁带10或是便携式数据存储盒式带40，所述盒式带干扰光束，从而传感器115检测盒式带正在插入到接收器103中。停止块121和122设置在接收器103行程的终点上，并且包括盒式带完全容纳到中转站中的点。
当盒式带在接收器行程的终点上时，光源106布置在并直接面对盒式磁带10的导引块孔19的位置和便携式数据存储盒式带40的阻挡部分42的位置。在盒式带的与光源106相反一侧上，相应的传感器116定位在导引块孔和阻挡部分的位置上。传感器116可由传感器115激活，并且检测光源106被盒式带外壳阻挡部分的阻挡，由此识别数据存储盒式带的区别标识，并且指示便携式数据存储盒式带40在接收器103行程终点上的存在。从而，传感器116使中转站装入便携式数据存储盒式带40。如果光束未被阻挡，传感器116就继续检测光源106的光束，或者，盒式带没有完全插入到接收器103中，或者盒式带是盒式磁带10，光束就通过导引块孔19接收。在此情形下，出现错误，并且中转站不会动作。
本领域中技术人员应理解，一个或两个光源105、106与相应的传感器115、116可颠倒，光源位于PCB 118上，而传感器位于顶板109上。而且，本领域中技术人员应理解，PCB和顶板中间的替代位置也可用于安装光源和传感器。
参照图9和13-15，在另一方面中，中转站100的数据传送接口电连接器130用于与图1-7的便携式数据存储盒式带40的外部数据传送接口电连接器48配合。中转站100可释放并可重复地提供与盒式带外部数据传送接口的电耦合，中转站100包括基板71，基板71在其基本扁平工作面50上具有多个基本扁平的电触点51，安装在便携式盒式带40中的基板能被装载器啮合。
电连接器130包括弹性压缩元件132，此元件具有多个由基准板134支撑的突出压缩部件133。优选地，压缩元件固定到基准板134上。例如，压缩元件胶合、粘合或硬化到基准板134上。压缩元件位于匹配电路挠性基板136的后表面135上，该压缩元件优选包括挠曲电缆138的末端。匹配电路挠性基板136在其工作面140上具有电触点141，当为面对面关系时，电触点141布置得配合便携式盒式带电触点51。压缩元件132的突出压缩部件133面对后表面135并与之接触，从而，各个压缩部件133与相应的各个电触点141对齐。
压缩元件132通常是在美国专利4902234、5059129、5873740、或5947750中描述的类型。
挠曲电缆138的匹配电路挠性基板136的电触点141中的至少一组以及图4挠曲电缆65的基本扁平基板工作面50的电触点51中的相应一组包括细长触点，触点141每一个都与弹性压缩元件132的两个相邻的独立压缩部件133对齐。以此方式，细长触点包括超过两个压缩部件的冗余触点，并且具有配合接触表面，所述表面的表面积至少是单压缩部件尺寸的单个触点的两倍。
因而，在电连接器130中，电路挠性基板136位于弹性压缩元件132上，从而，基板的后表面与压缩部件133接触，并且基板工作面140上的细长触点141与两个相邻的独立压缩部件133对齐。进而，在电连接器48中，当基板71以面对面的关系与配合电连接器130的工作面140对齐时，每一个细长触点51都位于两个相邻的独立压缩部件133之上，并且细长的电触点51与相应的细长触点141可释放地接触。
细长触点51、141与两个相邻压缩部件133的对齐提供产生独立法向力的冗余触点。具体地，每个相邻的压缩部件对细长垫的离散区域提供接触法向力，并且每个区域进行可靠接触的能力被认为是独立的并且因而是冗余的。对于以固有故障率(FR)操作的设计良好的电触点，增加冗余触点的效果是减少总的接触故障率。通过用并联触点数量除故障率(FR)，可估计用于多个并联触点的有效故障率(EFR)。具体地，(EFR)＝(FR)/(并联触点的#)。因而，如公式所示，增加第二个冗余触点将触点的有效故障率减小约1/2。
冗余触点对插入依赖故障率的效果、或触点在第一次插入时进行电接触的能力遵循相似的公式。从而，两个并联触点提供成功插入电连接器并因而插入数据处理器件的更高可能性。
对于图4挠曲电缆65的电触点51，基本扁平基板工作面140的电触点141包括含金的垫，优选包括其上镀有扩散壁垒如镍的铜垫，以及镀在扩散壁垒上的类型II、或“硬”金垫，但所述垫的电镀厚度比标准更大，例如，基本为100微英寸厚。扩散壁垒优选电镀为大于50微英寸厚。优选地，金垫进行电解电镀。
可替换地，电触点141也可替代包括诸如含钯的垫的其它材料，如钯或钯-镍，并且可具有金“闪蒸”层。
电触点141优选是基本扁平的，在垫上具有基本扁平的接触表面。可替换地，如上所述，电触点141包括在垫上具有成形表面的成形触点。
挠曲电缆138在末端136上包括耦合到工作面140的电触点141的多个脊面，并且，挠曲电缆138在末端146的连接器145上耦合到图12的PCB 118。
在另一方面中，校准或对齐孔155和156设置得靠近电触点141。挠曲电缆末端136和电触点141在组装时利用分别插入穿过末端136的孔157和158并分别进入孔155和156的探针，而与压缩部件133对齐和校准，并且挠曲电缆末端在压缩部件上被收紧预定量。如以下所述，匹配电路挠性基板136只收紧到足以获得对齐，同时从弹性压缩元件132出发，在方向上不立即改变，随后在与工作面140垂直的方向上形成平缓曲线160、161。接着，夹子162和163插入到适当位置，以把电路挠性基板固定到位。在示出的实例中，夹子162在尾端164固定挠曲电缆，并且夹子163固定挠曲电缆138。如下讨论的，当便携式数据存储盒式带的外部接口与匹配电路挠性基板电触点141对齐时，装载器在与工作面140垂直的方向上向便携式盒式带施加力，压缩在匹配电路挠性基板136和基准板134之间的弹性压缩元件132。匹配电路挠性基板136布置为从弹性压缩元件132出发，在方向上不立即改变，随后在与工作面140垂直的方向上形成平缓曲线160、161，允许基板在垂直方向上自由地运动，而在横向上没有牵引。这在图1便携式盒式带基板50的电触点51与匹配电路挠性基板136的电触点141之间产生非摩擦接触，由此在它们之间形成可释放的、可重复的电连接。
在另一方面中，另外参照图18，中转站100还包括用于配合图1便携式数据存储盒式带40的各个对齐孔55和56的校准销165和166，以使外部数据传送接口电连接器48与中转站数据传送电连接器接口130对齐。两个校准销基本上与匹配电路挠性基板136的工作面140垂直对准，并且分别在端部167和168上变细，在便携式盒式带基板50的方向上变为圆点，以确定便携式盒式带基板的方向，并逐渐在横向上使便携式盒式带基板与匹配电路挠性基板136对准。为了防止在校准销和各个对齐孔之间出现公差，校准销165优选为圆柱形，与对应的对齐孔55相同，并且直径稍小。例如，校准销的直径可比对齐孔小5％。然而，如本领域中技术人员所知的，校准销166相反是非圆销，如“菱形”销，并且基本上比销165更窄，但高度相同。因而，便携式数据存储盒式带40的外部接口电连接器48通过校准销在两端上在垂直方向上适当地对齐，并且通过校准销165在水平方向上适当地对齐。
在另一方面中，参照图15和20，匹配电路挠性基板的工作面140的方向与重力平行，并且，盒式带装载器定向为提供与重力正交的“法向”力，以使工作面140上的碎片淀积最小化。
在另一方面中，另外参照图16，当与中转站对准和对齐时，图6和7便携式数据存储盒式带40的背板70在对齐孔55和/或56处与校准销165和166接触。如上所述，背板70，从而对齐孔55和56借助挠曲电缆的脊面85而电耦合到数据存储器件如磁数据存储驱动器60，并耦合到数据存储器件的接地端，由此形成从数据存储器件到背板以及通过半导体材料到校准销的静电放电路径。由于数据存储器件在便携式数据存储盒式带内，因此，它在外部不接地，同样，它包括在盒式带中的静电源。校准销165和166是导电的，并且通过支撑部件170耦合到接地通路169，由此形成从便携式数据存储盒式带40的对齐孔55和56到接地通路169的静电放电路径。
参照图10和17-20，示出中转站100的装载器，它装入便携式数据存储盒式带，作用与图15挠曲电缆138的工作面140垂直的力。图17和18示出在停止块(只示出停止块122)处在接收器103中行程的终点上、并且在装入之前的盒式带40。图10、图19和20示出已经装入的盒式带。图20还示出挠曲电缆138，此电缆布置成在中转站100的机构外面盘旋，直到PCB 118，从而允许易于组装和替换PCB和挠曲电缆。
装载机构最初位于“插入”位置，电机180已经操作，通过齿轮系181而使曲柄182旋转到中转站100的前面。因而曲柄182推动梁184到中转站的前面，梁184推动接收器103的臂185，从而接收器103前进到中转站的前开孔120。臂185的导向器186和187跨在中转站的槽188和189中，并且，当接收器103向前和向后移动时，导向器186和187可移动地支撑接收器103。啮合臂190在枢轴191处连接到接收器103，并且包括在中转站的槽195中运动的导向器192。本领域中技术人员应理解，导向器、臂、梁和槽在接收器103的每一侧都是相同的。而且，本领域中技术人员应理解，根据本发明，可使用导向器、臂、梁和槽的不同布置。
当接收器103处于面向中转站前开孔120的“插入”位置时，槽195牵引导向器192向下，离开接收器103。在臂190的相反侧上，啮合销200位于与导向器192相同的轴上，并且，啮合销200向接收器103的内部突出。因而，当导向器192被槽195牵引向下时，啮合销200也被向下牵引，从接收器103的内部出来。这允许便携式数据存储盒式带插入到接收器中。
装载器由图12的传感器116激活，如以上所讨论的，传感器116识别数据存储盒式带的区别标识，指示便携式数据存储盒式带40在接收器103中行程终点上的存在。
传感器116激活电机180，电机180通过齿轮系181操作，使曲柄182旋转离开中转站100的前部，向后部运动。曲柄182因而牵引梁184向中转站的后部前进，梁184牵引接收器103的臂185，从而接收器103向中转站后部运动。当接收器103被牵引向中转站后部时，槽195抬高导向器192，向着接收器103运动，从而啮合销200升高进入接收器103中，在这，啮合销200在槽口58和59中啮合图1便携式盒式带40。当接收器继续被牵引向着中转站后部前进时，啮合销200在与匹配电路挠性基板136的工作面140垂直的方向上在便携式盒式带40上作用力。首先，校准销165和166啮合盒式带的相应孔55和56，以对便携式盒式带基板定向，并且逐渐在横向上校准便携式盒式带基板和匹配电路挠性基板136，使盒式带基板电触点51以面对面的关系与匹配电路挠性基板电触点141对齐。接着，校准销在便携式盒式带上作用法向力，并使便携式盒式带基板50(和背板70)压缩在匹配电路挠性基板136和基准板134之间的弹性压缩元件132，在便携式盒式带基板50的电触点51和匹配电路挠性基板136的电触点141之间产生非摩擦接触，由此在它们之间形成可释放的可重复的电连接。
例如，装载器产生的力包括每一压缩部件至少30克，在盒式带上总的法向力大于10磅，并且使压缩元件压缩大约.022英寸深。在装入盒式带时，电机180旋转曲柄182超过旋转中心，到达超过中间位置的停止块，从而该臂易于锁在适当位置，以防止盒式带的不当释放。电机通过使盒式带向后旋转超过中心并接着向中转站的前开孔120运动而释放盒式带。参照图19和20，在一个实施例中，曲柄182旋转超过旋转中心，到达停止块193。在替代实施例中，曲柄182旋转直到梁184接触曲柄182的枢轴端点为止，从而梁184变为停止块。当到达停止块时，曲柄182在压力下被锁住，提供法向力，以压缩所述压缩元件132。
参照图13和18，在压缩元件132的边缘上设置筋板202和203，以便轻轻地夹住图14的挠曲电缆基板136，从而当各个压缩部件在接口的触点141下被压缩时有助于抑制挠曲电缆基板的任何横向运动。
表面171和172跨在挠曲电缆基板136上，并且平接到图6盒式带的“H”梁70或图1盒式带的接口48，并且当图10的电机180旋转曲柄182到装载位置时限制压缩部件在外行上的压缩。
在另一方面中，另外参照图21，便携式数据存储盒式带40的外部数据传送接口电连接器48除了与数据处理代理或数据存储器件如磁数据存储驱动器60耦合以提供与所接触中转站100的数据传送之外，还包括功率传送接口，功率传送接口通过挠曲电缆的一个或多个脊面209而耦合到数据处理代理的功率输入端210，以从中转站100向功数据处理代理输送功率。
在又一方面中，功率传送接口还在输送全部功率之前核实数据处理代理和中转站之间的电接触，并且当施加功率时，逐渐增加功率。
具体地，中转站电源在输入端220为盒式带40提供功率。细流电路222限制流向输出端215的电流，并且当在中转站100的触点141和盒式带40的触点51之间首次建立电接触时，此电流流向数据处理代理。在建立接触之前，没有电流流动，并且输出端215的电压与功率输入端220的电压相同，输出端215的电压由检测器228检测。一旦建立接触，小电流就流向数据处理代理并流回接地端221，此电流由细流电路222限制，减小输出端215上的电压，输出端215的电压由检测器228检测。因而，检测器28检测流向盒式带40的电流，由此核实数据处理代理和中转站之间的电接触。
一旦核实电接触，检测器228就使斜坡电路230开始操作门电路233，以控制流向输出端215的小量功率，接着逐渐增加门电路233，增加到全功率。当功率增加时，增加输出端215的电压，此电压由检测器228检测。因而，可选地，检测器228可根据输出端215的电压变化而检测全功率应用中的任何问题，并且操作斜坡电路230打开门电路233。门电路233的实例是FET。检测器128还检测“未配合”或当未进行电接触时盒式带40的释放，并且操作斜坡电路230打开门电路233。熔化电路234用于限制向盒式带40传送过多的功率。电接触核实和功率逐渐增加保证盒式带40中的有效数据处理元件或数据存储器件避免电尖峰，否则，电尖峰会损害器件。
图22和23示出包含替代数据处理或数据存储器件的便携式数据存储盒式带。图22示出包含非易失性固态存储器组件240的图1便携式数据存储盒式带40。固态存储器组件有利地包括“非定制”器件，这样就容易使用。图23示出包含光盘驱动器组件250的图1便携式数据存储盒式带。目前，工业上可用的光盘驱动器必须修改，以使用不可拆卸的光盘。本领域中技术人员明白，可使用其它数据处理器件。
虽然已经详细解释本发明的优选实施例，但本领域中技术人员明白，只要不偏离后附权利要求提出的本发明范围，就可对这些实施例作出修改和改进。
权利要求
1.一种与基板(50)可释放并可重复地电耦合的中转站(100)，所述基板(50)在其基本扁平工作面上具有多个电触点(51)，所述基板安装在能被装载器啮合的便携式盒式带(40)中，所述中转站包括在其工作面上具有电触点(141)的匹配电路挠性基板(136)，当为面对面关系时，所述电触点布置得配合所述便携式盒式带电触点；具有多个突出压缩部件的弹性压缩元件(132)，所述突出压缩部件位于所述匹配电路挠性基板的后表面上，所述突出压缩部件面对所述后表面并与之接触，各个所述压缩部件与相应的所述各个电触点对齐；用于支撑所述弹性压缩元件的基准板(134)；以及装载器，用于啮合所述便携式盒式带、使所述盒式带基板电触点以面对面的关系与所述匹配电路挠性基板电触点对齐、并在与所述匹配电路挠性基板的所述工作面垂直的方向上在所述便携式盒式带上作用力，以使所述便携式盒式带基板压缩在所述匹配电路挠性基板和所述基准板之间的所述弹性压缩元件，在所述便携式盒式带基板的所述电触点和所述匹配电路挠性基板的所述电触点之间产生非摩擦接触，从而在它们之间形成可释放并可重复的电连接。
2.如权利要求1所述的中转站，其中，所述匹配电路挠性基板的所述电触点包括含金的垫。
3.如权利要求2所述的中转站，其中，所述匹配电路挠性基板包括其上镀有扩散壁垒的铜垫、以及镀在所述扩散壁垒上的类型II金垫。
4.如权利要求3所述的中转站，其中，所述金垫的电镀厚度比标准更大。
5.如权利要求1所述的中转站，其中，所述匹配电路挠性基板的所述电触点包括含钯的垫。
6.如权利要求2所述的中转站，其中，所述盒式带装载器布置为以每个独立压缩部件至少30克的大小提供所述法向力。
7.如权利要求1所述的中转站，其中，所述匹配电路挠性基板的至少一组所述电触点包括细长触点，每一个细长电触点都与所述弹性压缩元件的两个相邻的所述独立压缩部件对齐。
8.如权利要求1所述的中转站，其中，所述基准板是基本扁平的，对所述弹性压缩元件提供基本均匀的支撑。
9.如权利要求1所述的中转站，另外还包括靠近所述弹性压缩元件的校准销，所述校准销基本上与所述匹配电路挠性基板的所述工作面垂直对准，用于配合所述便携式盒式带的相应配准孔，以在横向上使所述便携式盒式带基板与所述匹配电路挠性基板对准。
10.如权利要求9所述的中转站，其中，所述校准销在所述便携式盒式带基板的方向上变细为圆点，以确定所述便携式盒式带基板的方向，并逐渐在横向上使所述便携式盒式带基板与所述匹配电路挠性基板对准。
11.如权利要求9所述的中转站，其中，所述校准销延伸超过所述匹配电路挠性基板一定的距离，此距离足以使所述校准销接触没有所述配准孔的盒式带，以避免所述匹配电路挠性基板与所述盒式带接触。
12.如权利要求9所述的中转站，其中，所述校准销是导电的，并且耦合到接地端，以使在所述便携式盒式带的所述相应校准孔上的任何静电电荷放电。
13.如权利要求1所述的中转站，其中，所述匹配电路挠性基板的所述工作面的方向与重力平行，并且所述盒式带装载器定向为提供与重力正交的所述力，以使所述工作面上的碎片淀积最小化。
14.如权利要求1所述的中转站，其中，所述匹配电路挠性基板包括挠曲电缆的末端。
15.如权利要求14所述的中转站，其中，所述挠曲电缆从所述弹性压缩元件出发，在方向上不立即改变，随后在所述垂直方向上形成平缓曲线，以便在压缩所述弹性压缩元件时在所述匹配电路挠性基板上维持对称力。
16.如权利要求1所述的中转站，其中，所述匹配电路挠性基板的所述电触点是基本扁平的。
17.如权利要求1所述的中转站，其中，所述匹配电路挠性基板的所述电触点包括成形的触点。
18.如权利要求1所述的中转站，其中，所述装载器包括至少一个旋转超过中心位置的曲柄，从而在所述便携式盒式带上作用所述力。
19.一种电连接器，包括具有多个突出压缩部件的弹性压缩元件；以及在其工作面上具有电触点的电路挠性基板，至少一个所述电触点包括细长触点，所述基板位于所述弹性压缩元件上，从而其后表面与所述突出压缩部件接触，并且独立的所述电触点与相应的所述独立突出压缩部件对齐，至少一个所述细长触点与两个相邻的所述独立突出压缩部件对齐。
20.如权利要求19所述的电连接器，其中，所述电路挠性基板的所述电触点包括含金的垫。
21.如权利要求20所述的电连接器，其中，所述电路挠性基板工作面电触点包括其上镀有扩散壁垒的铜垫、以及镀在所述扩散壁垒上的类型II金垫。
22.如权利要求21所述的电连接器，其中，所述金垫的电镀厚度比标准更大。
23.如权利要求19所述的电连接器，其中，所述电路挠性基板工作面的所述电触点包括含钯的垫。
24.如权利要求19所述的电连接器，另外还包括位于所述弹性压缩元件的后表面上、用于支撑所述弹性压缩元件的基准板。
25.如权利要求24所述的电连接器，其中，所述基准板是基本扁平的，对所述弹性压缩元件提供基本均匀的支撑。
26.如权利要求24所述的电连接器，用于配合匹配电连接器，另外还包括装载器，用于啮合所述匹配电连接器并且在与所述电路挠性基板的所述工作面垂直的方向上在所述匹配电连接器上作用力，以使所述匹配电连接器压缩在所述电路挠性基板后表面和所述基准板之间的所述弹性压缩元件。
27.如权利要求26所述的电连接器，其中，所述装载器布置为以每个独立压缩部件至少30克的大小提供所述法向力。
28.如权利要求19所述的电连接器，其中，另外还包括靠近所述弹性压缩元件的校准销，所述校准销基本上与所述电路挠性基板的所述工作面垂直对准，用于配合匹配电连接器的相应校准孔，以在横向上使所述匹配电连接器与所述电路挠性基板工作面对准。
29.如权利要求27所述的电连接器，其中，所述校准销是导电的，并且耦合到接地端，以使在匹配电连接器的所述相应校准孔上的任何静电电荷放电。
30.如权利要求19所述的电连接器，其中，所述电路挠性基板的所述工作面的方向与重力平行，以使所述工作面上的碎片淀积最小化。
31.如权利要求19所述的电连接器，其中，所述电路挠性基板包括挠曲电缆的末端。
32.如权利要求31所述的电连接器，其中，所述挠曲电缆从所述弹性压缩元件出发，在方向上不立即改变，随后在所述垂直方向上形成平缓曲线，以便在压缩所述弹性压缩元件时在所述工作面处在所述挠曲电缆上维持对称力。
33.如权利要求19所述的电连接器，其中，所述工作面的至少一个所述电触点耦合到数据源，并且其中，所述工作面的至少另一个所述电触点耦合到电源。
34.如权利要求19所述的电连接器，其中，所述电路挠性基板的所述至少一个细长电触点是基本扁平的。
35.如权利要求19所述的电连接器，其中，所述电路挠性基板的所述至少一个细长电触点包括成形的触点。
36.一种用于配合中转站的便携式盒式带，所述中转站具有数据传送接口和盒式带装载器，所述数据传送接口具有在压缩元件上的电触点，所述盒式带包括数据处理代理；在其基本扁平工作面上具有电触点的基板，当为面对面关系时，所述电触点布置为配合所述中转站数据传送接口电触点，所述基本扁平基板耦合到所述数据处理代理；以及用于支撑所述数据处理代理和所述基本扁平基板的盒式带外壳，所述盒式带外壳具有至少一个用于被所述中转站内所述盒式带装载器啮合的啮合表面，从而，所述盒式带装载器啮合所述盒式带、使所述盒式带电触点以面对面的关系与所述中转站数据传送接口电触点对齐、并在与所述中转站数据传送接口的所述工作面垂直的方向上在所述盒式带上作用力，以使所述便携式盒式带基板压缩所述压缩元件，以在所述便携式盒式带基板的所述电触点和所述中转站数据传送接口工作面之间产生非摩擦接触，从而在它们之间形成可释放并可重复的电连接。
37.如权利要求36所述的便携式盒式带，其中，所述基本扁平基板工作面的所述电触点包括含金的垫。
38.如权利要求37所述的便携式盒式带，其中，所述基本扁平基板工作面电触点包括其上镀有扩散壁垒的铜垫、以及镀在所述扩散壁垒上的类型II金垫。
39.如权利要求38所述的便携式盒式带，其中，所述金垫的电镀厚度比标准更大。
40.如权利要求36所述的便携式盒式带，其中，所述基本扁平基板工作面的所述电触点包括含钯的垫。
41.如权利要求36所述的便携式盒式带，其中，所述基本扁平基板工作面的至少一组所述电触点包括细长触点。
42.如权利要求36所述的便携式盒式带，其中，所述中转站还包括校准销，所述便携式盒式带还包括靠近所述基本扁平基板的校准孔，所述校准孔布置得与相应的所述中转站校准销配合，以在横向上使所述便携式盒式带基板与所述中转站数据传送接口工作面对准。
43.如权利要求36所述的便携式盒式带，其中，所述基本扁平基板包括背板；以及安装在所述背板上并且形成所述基本扁平工作面的挠曲电缆末端，所述挠曲电缆耦合到所述数据处理代理。
44.如权利要求43所述的便携式盒式带，其中，所述挠曲电缆在所述末端上包括耦合到所述工作面的所述扁平电触点的多个脊面，并且其中，所述挠曲电缆还耦合到所述数据处理代理的功率输入端，以从所述中转站向所述数据处理代理输送功率。
45.如权利要求36所述的便携式盒式带，其中，所述基本扁平基板工作面的所述电触点是基本扁平的。
46.如权利要求36所述的便携式盒式带，其中，所述基本扁平基板工作面的所述电触点包括成形的触点。
47.一种用于配合电连接器的匹配电连接器，所述电连接器在基板的工作面上具有电触点，所述基板覆盖在压缩元件的突出压缩部件上，所述匹配电连接器包括具有基本扁平工作面的基板；以及在所述基板的所述基本扁平工作面上的多个电触点，至少一个所述电触点包括细长触点，当所述基板以面对面关系与所述匹配电连接器工作面对齐时，所述基板覆盖所述匹配电连接器压缩元件的两个相邻的所述独立突出压缩部件。
48.如权利要求47所述的匹配电连接器，其中，所述电触点包括含金的垫。
49.如权利要求48所述的匹配电连接器，其中，所述电触点包括其上镀有扩散壁垒的铜垫、以及镀在所述扩散壁垒上的类型II金垫。
50.如权利要求49所述的匹配电连接器，其中，所述金垫的电镀厚度比标准更大。
51.如权利要求47所述的匹配电连接器，其中，所述电触点包括含钯的垫。
52.如权利要求47所述的匹配电连接器，其中，所述基板包括背板；以及安装在所述背板上并且形成所述基本扁平工作面的挠曲电缆末端。
53.如权利要求52所述的匹配电连接器，其中，所述背板布置为支撑所述挠曲电缆末端并向所述挠曲电缆末端传送作用力，从而当以所述面对面关系对齐时，向所述匹配电连接器工作面施加所述作用力。
54.如权利要求47所述的匹配电连接器，其中，当以所述面对面关系对齐时，所述基板布置为向所述匹配电连接器工作面施加所述作用力。
55.如权利要求47所述的匹配电连接器，其中，所述至少一个细长电触点是基本扁平的。
56.如权利要求47所述的匹配电连接器，其中，所述至少一个细长电触点包括成形的触点。
全文摘要
本发明涉及一种利用压缩的可释放可重复电连接，其中中转站(100)的电连接器与便携式盒式带(40)的电连接器可释放并可重复地电耦合。便携式盒式带中的基板(50)在工作面上具有电触点(51)。在中转站内，匹配电路挠性基板(136)在其工作面上具有电触点(141)，当为面对面关系时，电触点(141)布置成配合便携式盒式带电触点。在匹配基板后部上的弹性压缩元件(132)具有独立的突出压缩部件，突出压缩部件接触后表面并与相应的各个电触点对准。细长电触点与两个相邻的独立压缩部件对准。装载器啮合便携式盒式带、使盒式带基板电触点以面对面的关系与匹配挠性基板电触点对准、并在盒式带上作用法向力，以压缩所述压缩元件并在面对的电触点之间产生非摩擦接触。
文档编号H01R12/04GK1543691SQ01823227
公开日2004年11月3日 申请日期2001年12月29日 优先权日2001年4月26日
发明者威廉·L·布罗德斯盖, 威廉 L 布罗德斯盖, H 伯恩, 丹尼斯·H·伯恩, 亚历克斯·奇利尼耶, 斯 奇利尼耶, M 戴维斯, 戴维·M·戴维斯, M 卡普, 詹姆斯·M·卡普, G 扎穆拉, 乔治·G·扎穆拉 申请人:国际商业机器公司