专利名称：印刷电路与i/o连接件的接口的制作方法
技术领域：
本发明涉及装置中的印刷电路板与外部设备的互连。具体涉及为简化互连而把电路板的导体直接耦连到连接件的配置。
背景技术：
电子设备中，用于信号输入和输出的印刷电路板总是包括多个印刷电路板连接件，它们把信号耦连到导电带，导体丝，同轴电缆等。导电带，导体丝或同轴电缆经耦连到外部工厂设备的导体把来自印刷电路板连接件的信号输入输出到有输入输出能力的连接板。从印刷电路板耦连到I/O连接件的典型信号在材料和人力方面的需大量的生产费用。此外，有高频信号(例如10MHz到1GHz)的电子设备的性能会受到损害。例如，如果各导体结点处的信号和信号返回导体阻抗变化或不连续，会造成劣质信号传播。这种阻抗不连续，也就是已知的返回损失会引起有害的不希望的信号反射，它造成因加减各种传输信号分量而损坏传输信号，限制最大互连长度或信号检测阈值等。
现有的方法是，在印刷电路板导体与安装在印刷电路板上(以便当插在模块架或机架中时板上连接件伸出模块架)或机架上的连接件之间设直接连接的配置，其中，或连接在机架上以提供I/O连接。这种配置的制造成本和材料费均低。但是，用该配置在随后的维修中，要求用户实质上要利用后连接件板，以在卸下模块之前中断敷设电缆。而且，用于断开电缆或导线的任何要求均会中断错误信号或有害信号。
按其它配置的印刷电路板中，PCB、边缘导体位于模块边缘，插入模块架的印刷的边缘导体或伸入或突入到端部并与端部匹配，或伸入或突入隔板或安装BNC连接件的机架的安装孔中并与其匹配。连接件固有的BNC由发明人NeilConce/mam用卡口式固定法构成，该连接法的优点是减少了零件数量，降低了生产和装配成本。此外，该连接配置假如构成为微线导体，可使BNC连接件与PCB连接件之间有更好的阻抗匹配。
但是，有这种连接配置的电子模块的维修必须要便于模块拆卸。而且，最好是从电子装置的前面拆卸而不要求中断在机架后面的电缆。显然，为了便于从BNC安装孔中多次拆卸和插入PCB连接件，要求有优良的接触性能，以利于信号和信号返回或接地。提供返回信号的连接弹簧接地片连接到BNC主体，如
图1A和1B所示。但是，在多次插入和拆卸循环过程中，该BNC到PCB信号接地配置不可靠。PCB边缘与弹簧接地片之间的频繁碰撞引起弯曲或机械变形。最好要兼顾连接结点的返回损失，而且，要防止因模块插入经常出现的机械损坏，和由此造成的信号导体短路。这种弹簧片损坏不易修复。并要求不固定设备机架和机械拆卸，以便能维修连接到机架后板处的BNC连接件的硬安装的接地片。
按本发明的另一方案，导电金属弹簧片在插入安装连接件机架的安装孔时压紧，以利于消除PCB连接件和与其连接的连接件表面之间的作用。
按本发明的又一方案，用各种方法使导体金属弹簧片在模块边缘连接件上滑动，并锁紧在PCB信号接地导体中的对准孔中，由此使导电金属弹簧片良好地连接到PCB。因此，本发明的导电金属弹簧片基本上不会脱开的夹紧在PCB模块上，以便模块能进行多次插入和拆卸循环。
按本发明的又一方案。在模块插入时，导电金属弹簧片能调节因PCB翘曲或手工操作不熟练造成的移动或对不准的程度。
图5是装配有改型的本发明信号接地弹簧片的PCB边缘连接件示意图；图6是有与安装有本发明的信号接地片的PCB边缘连接件匹配的多个BNC连接件的机架后面板的内部示意图。
但是，如上所述，图1A和1B所示的返回信号接地配置在模块插入和拆卸循环过程中不可靠。PCB边缘连接件插入硬安装的BNC接地弹簧的过程中，由于模块没对准造成与接地弹簧碰撞而引起弯曲或机械变形。频繁地弯曲弹簧片会妨碍PCB模块插入BNC插孔，因此，造成设备无法工作。而且，这种损坏不能从机架前面修复，需要把机架松开连线和卸下才能维修。
利用PCB与BNC直接匹配的优点，但要避免模块拆卸和插入所出现的问题开发了本发明的信号返回配置。图2示出有双模块的本发明信号返回接地配置的剖视图，模块有用支柱250隔开的主卡(205)和夹层(210)印刷电路卡。每个印刷电路卡装有本发明的信号接地配置(300)，信号接地配置(300)与安装到连接件板240的BNC连接件(320)匹配。
图3用各个视图展示出多个本发明的信号接地弹簧片构成的条。图3A的详细图与图2中的元件300直接对应。此外，图3A的详细图还展示出元件305，正如以凸点(lance)D看到的，它利用各个返回信号弹簧片吸引到PCB，以允许弹簧片与PCB之间有一定程度的相对移动。按此方式，PCB与BNC的匹配不准得到缓解，避免了机械损坏。信号接地弹簧片用软导电金属构成，可镀金，容易获得低欧姆的接触电阻，能反复插入多个连接件。典型的弹簧片材料包括铍青铜合金，磷青铜合金或弹簧钢材料。尽管图3示出了本发明信号接地片构成的条，但本发明不限于这种多个连接件配置，还可利于用于提供信号连接件耦连的返回信号。
图4示出插入BNC连接件320插孔之前带PCB边缘连接件部分301的发明信号接地片300的装配顺序图。图4中，信号接地片300按箭头1所示方向滑动连接到PCB301边缘部分。本发明的弹簧接地片300在边缘导体302和303上滑动，直到停在PCB301中的制动坑里或D凸点305停留在孔310中为止。这些制动孔能完全穿透PCB301并能通镀。用制动坑或D凸点不仅能保持或确保信号接地片适用于模块，而且能允许一定程度的移动，由此，便于在接地片300、PCB信号接地导电带302和构成BNC连接件320的插孔的接地支柱321匹配时磨擦接触。
图4所示的信号返回接地片300包括用斜线画出的阴影部分N，展示出另一种有利的配置，去掉阴影部分N，以适应模块插入中PCB更大程度的翘曲或不对准。去掉阴影部分N提供了更大的灵活性，便于各个片的非平面对准。由每对单片产生的灵活性，例如，L片与R片构成的对，可用薄金属条S连接，它不仅使每对L片和R片连接在一起，还使图4中没画的那些相邻连接件的单片连接在一起。
但是，例如用经孔310穿过弹簧片和PCB的经镀膜，或用其它方式，或锻造的柱，把每个弹簧片牢固地固定到PCB上，使片300机械连接和电连接到接地导体。锻造的柱能焊到PCB一面或两面的接地导体上。但是，虽然牢固连接，有利返回信号连接的构形便于用相应的延伸压紧到连接件插孔中。
按另一连接方法，用只吸住一个A面的硬紧固件把弹簧片固定到PCB上。因此，如果L和R片300的A边加了桩柱、铆和/或焊接另一对应的A边，尽管能自由移动，而且在匹配时能摩擦接触。
用任何典型方法，用弹簧片固定到模块边缘连接件，按箭头2指示的方向把组件插入BNC的安装孔中。显然，为了便于插入边缘连接件并向弹簧片B表面压紧，应选择BNC插孔、PCB和导体的厚度。弹簧压紧使弹簧片按箭头1和2所指的1个方向或两个方向延伸。插入和B表面压紧使相应的接触面产生了有用的摩擦接触，这能产生低欧姆电阻，使阻抗的不连续性减至最小。
图4所示第2弹簧片实例与图2和3所示弹簧片实例的差别是，在第2实例中没有阴影部分N。给弹簧片开一个有利的缺口，如N区所示，假设允许每对弹簧接头L和R能单独与各个匹配边缘导体和连接件接地台柱对准。
图5示出本发明的信号接地片的另一实施例，该图示出机架和BNC连接件插入之前组装在印刷电路板边缘连接件上的接地片的闭合图。
图6是有PCB和插入相应BNC连接件中的本发明信号接地片的机架输入输出连接件板的内部图。图6中，能看到接地片300位于PCB信号返回导电带与有信号导体的BNC接地台柱321之间，它清楚地示出接触BNC中心导体。图6所示接地片包括图4所示的N部分。
图4，5和6所示印刷电路板总的示出平行信号和信号返回导体条。这些PCB导体条的布图设置成能提供传输阻抗或特性阻抗以经连接件把规定的匹配耦合到供给外部电缆和设备。PCB信号和信号返回或信号接地导体条布图可为有平行导体和/或设在PCB相对边或相对层上的导体的各种电路板配置，这些实际的导体配置可以描述为各种线条、微带线和其平面。
显然，不必有特定特性阻抗的其它PCB导电带布图也能有利的信号接地配置，以允许带可靠的低阻抗的多个电路板插头耦连到外部设备。
权利要求
1.一种电路板配置，便于直接连接到安装连接件的机架，其特征是，印刷电路板(301)在其边缘处有第1信号导体(303)终端；位于所述第1信号导体(303)附近且其终端在所述边缘处的第2信号导体(302)；和有卸载区(G)并构成为安装在所述印刷电路板(301)的所述边缘上的导电金属弹簧片(300)，其中，所述导电金属弹簧片(300)位于所述印刷电路板的所述边缘上，使所述卸载区(G)跨在所述第1信号导体(303)上，所述导电金属弹簧片(300)夹紧所述第2信号体(302)，把所述第2信号导体(302)耦连到安装连接件(320)的所述机架上。
2.按权利要求1的配置，其特征是，所述导电金属弹簧片(300)构成为夹紧所述印刷电路板(301)的顶边和底边。
3.按权利要求1的配置，其特征是，用夹紧所述第2信号导体(302)的所述导电金属弹簧片(300)一部分上的单固定点(305)使所述导电金属弹簧片(300)固定到所述印刷电路板(301)上。
4.按权利要求1的配置，其特征是，所述导电金属弹簧片(300)和所述印刷电路板(301)相连，以利于它们之间的移动。
5.按权利要求4的配置，其特征是，所述导电金属弹簧片(300)和所述印刷电路板(301)相连，以利于导电接触面(A，302)之间的移动。
6.按权利要求1的配置，其特征是，用位于夹紧所述第2信号导体(302)的所述导电金属弹簧片(300)的一部分上的至少一个连接装置(305)把所述导电金属弹簧片(300)固定到所述印刷电路板(301)上。
7.按权利要求1的配置，其特征是，用位于所述印刷电路板(301)上的不导电部分上的单固定点(305)把所述导电金属弹簧片(300)固定到所述印刷电路板(301)上。
8.按权利要求1的配置，其中，所述导电金属弹簧片(300)大致是U形。
9.按权利要求1的配置，其特征是，所述机架包括至少一个用所述印刷电路板(301)的所述边缘进行插入安装的第2连接件；用软导电金属条(S)连接到至少一个第2导电金属弹簧片的所述导电金属弹簧片(300)，其中，所述金属弹簧片(302)翘曲的所述印刷电路板的所述边缘与经翘曲的所述印刷电路板(301)的所述边缘的形状一致。
10.按权利要求1的配置，其特征是，所述第1和第2信号导体(302，303)位于所述印刷电路板(301)上，有预定的特性阻抗。
11.按权利要求1的配置，其特征是，所述第1信号导体(303)把信号耦合到安装连接件(320)信号导体的所述机架，所述第2信号导体(302)把信号返回耦合到所述安装连接件(320)的机架。
12.按权利要求1的配置，其特征是，所述安装连接件(320)的机架是BNC连接件。
13.一种配置，便于电路板与有第1信号接头和多个第2信号接头的安装连接件的机架直接耦连，其特征是，印刷电路板有其终端在所述印刷电路板边缘处的第1信号导体；与所述第1信号导体(303)相邻设置的其终端在所述边缘处的一对第2信号导体(302)；和卸载区(G)安装在所述边缘上的导电金属弹簧片(300)，以便1信号导体(303)位于所述卸载区(G)内，所述导电金属弹簧片(300)夹紧所述第2信号导体(302)，其中，有导电金属弹簧片(300)的所述印刷电路板(301)插入所述安装连接件(320)的机架中，所述第1信号导体(303)与所述安装连接件(320)的机架的所述第1信号接头耦接，所述导电金属弹簧片(320)位于所述安装连接件(320)的机架的所述多个第2信号接头(321)之间。
14.按权利要求12的配置，其特征是，当位于所述多个第2信号接头(321)之间的所述导电金属弹簧片(300)压紧时，有利于各导电接触面(A，302)之间的移动。
15.一种用安装连接件的机架组装模块的方法，包括以下步骤滑动导电金属弹簧片(300)，以夹紧PCB(301)的边缘连接件区(302)；所述导电金属弹簧片(300)设置到所述PCB的所述边缘连接件区上，以确定所述PCB(301)上在信号接地导体(302)处的所述导电金属弹簧片的夹紧部分；所述PCB(301)和导电金属弹簧片(300)插入安装连接件(320)的所述机架。
16.按权利要求15的方法，其特征是，所述设置步骤包括调节所述导电金属弹簧片(300)的位置，直到固定到所述PCB(301)上为止。
全文摘要
电路板配置,便于直接连接到安装连接件(320)的机架上。配置包括有在印刷电路板(301)的边缘处终端的第1信号导体(303)的印刷电路板(301)。设在第1信号导体(303)附近且其终端在边缘处的第2信号导体(302)。有卸载区(G)的导电金属弹簧片(300)构成为安装在所述PCB(301)的边缘上。导电金属弹簧片(300)位于所述印刷电路板,使卸载区(G)跨在第1信号导体(303)上,导电金属弹簧片(300)夹紧第2信号导体(302),使第2信号导体(302)耦连到安装连接件(320)的机架上。
文档编号H01R13/646GK1385929SQ0212466
公开日2002年12月18日 申请日期2002年5月11日 优先权日2001年5月11日
发明者D·R·胡德森, B·W·阿尔布赖特 申请人:汤姆森许可公司