本发明涉及一种具有电缆装置和板装置的终端连接,以及用于该终端连接的板装置,以及制造这种终端连接的方法。
背景技术:
这样的终端连接是电缆,特别是同轴电缆如何能够电和机械地有效连接到印刷电路板(板装置)的可能性。也可以说是hsd终端连接(英语:highspeeddata-高速数据),通过其传输优选的lvds信号(英语:lowvoltagedifferentialsignaling;低压差分信号),此外还有包括usb信号或屏幕信号。
随着更小的结构,电缆的单个或多个线芯在插头上,尤其是在电路板上的连接可能性在此是一个关键问题。随着数据速率越来越高,遇到越来越多的限制,这可以通过手工在标准焊接过程中可靠地实现。利用这些更高的数据速率,同样更重要的是,印制导体相对于单个芯体的间隔可以尽可能对称或者以小的距离实施。
在此,插接连接器已知为不同的变体。其中一些插接连接器适用于连接印刷电路板,即电路板。其通常设计成90°角,以便连接电缆可以平行于电路板引导。在这方面,参考de202014008843u1,其示出了电路板和相应的插接连接器。插接连接器焊接在电路板上并适用于连接到连接电缆。
由us2013/0231011a1也获得了一种终端连接,通过该终端连接将多个电缆的内导体与不同的电路板焊接。电缆在此并排和重叠地布置并且不具有外导体。并排布置的内导体在电路板的第一侧上与相应的连接垫焊接,而在其下面或上面的电缆的内导体与该电路板的相对的第二侧焊接。总体而言,存在两个电路板,其中这些电路板的两侧与相应的电缆焊接,并且其中两个电路板通过紧固件彼此分开。
us2013/0231011a1的缺点在于,电缆的内导体在相应的电路板的相应的上侧或下侧的焊接以及终端连接的产生是难以自动化的,并且各个内导体未屏蔽地布置。
技术实现要素:
因此,本发明的目的是提供一种具有电缆装置和板装置的终端连接,其允许各个电缆,特别是内导体可以在有限的空间中连接。在这种情况下,自动处理过程应该是可行的。终端连接在此应该是便宜的并且仍然具有与现有技术的终端连接相同甚至更好的电气特性。
该目的通过根据独立权利要求1的终端连接以及通过根据权利要求14的用于制造这种终端连接的板装置和根据权利要求15的用于制造该终端连接的方法解决。在权利要求2至13中示出了该终端连接的有利改进方案。
根据本发明的终端连接包括电缆装置和(正好)一个板装置(例如电路板)。该板装置包括至少三个在纵向方向中堆叠的层,其中,中间层设置在第一外层和第二外层之间,并且其中所有三层直接或间接相互连接。在直接连接中,在相应的外层和中间层之间不存在另外的附加层。相反,在间接连接的情况下,可以引入一个或多个附加层。术语“相互连接”被理解为机械连接,特别是通过粘合和/或压制。各个层在此尤其能够仅通过破坏板装置而再次彼此拆开。第一外层和/或第二外层是导电的,相反,中间层由电介质材料构成者包括电介质材料。两个外层基本上彼此电隔离,但也可以通过相应的镀通孔(vias;verticalinterconnectaccess)彼此电连接。
板装置还包括位于第一外层和第二外层之间的凹槽,由此在板装置的第一侧边缘或侧边缘区域处形成电缆容纳空间。至少一个第一内导体接触孔穿过第一外层和/或第二外层并通入到电缆容纳空间中。优选地,两个外层都被穿透,其中至少由导电材料构成的那个外层应该被穿透。
电缆装置包括至少一个第一电缆,其中,第一电缆具有导电的内导体。至少一个电缆的内导体通过第一侧边缘或侧边缘区域插入到第一电缆容纳空间中并且在第一或第二外层的平面图中布置在至少一个第一内导体接触孔的下方。这意味着至少一个第一电缆的内导体在纵向方向上相对于至少一个第一内导体接触孔错开地布置。至少一个第一电缆的内导体通过第一内导体焊接连接部至少在第一内导体区域中与第一和/或第二外层的第一内导体连接区域导电焊接。
特别有利的是,特别是印刷电路板(例如fr4)的板装置在其介电层中,也就是在中间层中具有凹槽,电缆的至少一个内导体插入到该凹槽中。该内导体在此特别优选地与一个或两个外层导电焊接,由此实现具有低阻抗跳变的优化hf连接。电路板可以由标准层压板基板制成,这可以实现特别有利的生产。倘若两外层是导电的,也实现了仍然暴露的内导体的良好的电屏蔽。
在终端连接的一个优选的设计方案中,第一内导体焊接连接部由加热的内导体焊堆形成,该内导体焊堆例如布置在至少一个第一内导体接触孔中和/或在至少一个第一内导体接触孔下方的至少一个第一电缆的内导体处。该内导体焊堆可以非常简单地通过分配器单元引入到在内导体接触孔中,并且可以通过焊接构成进行熔融,在此之后它与内导体连接。焊接过程可以通过常规的烙铁或感应焊接来实现。
在另一优选的设计方案中,第一电缆还包括导电的外导体,其通过电介质材料与内导体电隔离。板装置还包括穿过第一外层和/或第二外层并且也通入到电缆容纳空间中的的第一外导体接触孔。第一外导体接触孔布置得比第一内导体接触孔更靠近第一侧边缘或侧边缘区域。至少一个第一电缆的外导体在第一侧边缘处插入到电缆容纳空间中,并且在第一或第二外层的平面图中布置在至少一个第一外导体接触孔下方。这意味着至少一个第一电缆的外导体在纵向方向上相对于至少一个第一外导体接触孔错开地布置。至少一个第一电缆的外导体通过第一外导体焊接连接部至少在第一电缆区域中与第一和/或第二外层的外导体连接区域导电焊接。第一内导体连接区域与第一外导体连接区域电隔离。在此特别有利的是,至少一个第一电缆的外导体也能够如内导体一样简单地与板装置连接。由此,同轴电缆能够在这样的终端连接中与板装置,即电路板导电连接。
在另一个设计方案中,电缆装置还包括具有导电内导体的至少一个第二电缆。至少两个电缆在此并排布置。尤其是电缆装置的所有电缆在电缆容纳空间中处于在一个平面上,其又平行于板装置或板装置的各个层延伸。第二内导体接触孔相应于第一内导体接触孔布置,相反,至少一个第二电缆的内导体在第一或第二外层的平面图中处于至少一个第二电缆的内导体接触孔的下方。这意味着,至少一个第二电缆的内导体在纵向方向上与至少一个第二内导体接触孔错开地布置。第二内导体焊接连接部确保在第二电缆的内导体和第一和/或第二的外层的第二内导体连接区域之间的电连接。两条电缆的两个内导体接口在此彼此电隔离。这尤其由此实现,即两个内导体或者与不同的外层连接或与一个或相同的外层连接,其中一个外层或这些外层被划分成不同的内导体连接区域,这些内导体连接区域又彼此电隔离。当使用电路板时,至少两根电缆的各个内导体被电气地焊接到电路板上的不同信号线上。
特别优选地,第二电缆还具有相应的导电外导体,其如第一电缆的外导体一样焊接到板装置。
进一步优选地,终端连接的电缆装置还具有电缆收集和对准装置,其包括基体。电缆收集和对准装置由塑料构成或包含塑料。电缆收集和对准装置优选不可移动地布置在第一电缆上或所有电缆处。其用于确保各根电缆彼此处于特定的取向或角度位置。电缆收集和对准装置包括形成在基体上的至少一个紧固装置,其中,该紧固装置用于将电缆收集和对准装置紧固到板装置上,使得至少一个电缆或所有电缆位置不可移动地布置在电缆容纳空间中。通过在使用这些电缆收集-和对准装置时使得各个电缆占据确定的取向和角位置,多个并排布置的电缆能够同时插入到电缆容纳空间中。电缆收集和对准装置还可以使用固定装置作为应力消除装置使用,以便在电缆受到拉力的情况下,各个焊接连接不会受到损坏。
根据本发明的板装置用于产生终端连接并且如已经描述的那样包括在纵向方向上堆叠的三个层,这些层机械地牢固地彼此连接,其中,中间层布置在第一和第二外层之间。第一外层和第二外层是导电的并且中间层包括电介质材料,其中板装置在两个外层之间具有凹槽,由此形成电缆容纳空间。在此,至少一个第一内导体接触孔穿过第一外层和/或第二外层并通入到电缆容纳空间中。至少一个第一内导体焊堆布置在第一个内导体接触孔中。这样的板装置是特别有利的,因为第一内导体焊堆可以非常容易地安装并且允许第一或第二外层与待连接的电缆的内导体之间的目标焊接。
根据本发明的用于制造这种终端连接的方法包括不同的方法步骤。在第一方法步骤中,制造板装置,其包括在纵向方向上堆叠的至少三个层,其中介电中间层设置在第一和第二外层之间。第一和/或第二外层是导电的。在两个外层之间插入第一凹槽,由此在板装置的第一侧边缘或侧边缘区域上形成电缆容纳空间。
在第二方法步骤中,将至少一个第一内导体接触孔引入到板装置中,其中该第一内导体接触孔穿过第一外层和/或第二外层并且通入到电缆容纳空间中。原则上,该方法步骤也可以在产生凹陷之前实现。
在第三方法步骤中,电缆装置的至少一个第一电缆的内导体(如果可能的话还有外导体)被暴露。当然,这个步骤也可以在第一个或第二个方法步骤之前执行。
在第四方法步骤中,将至少一个第一内导体焊堆引入到内导体接触孔中和/或安装到至少一个第一电缆的暴露的内导体处。
在第五方法步骤中,至少一个第一电缆的内导体在第一侧边缘处插入电缆容纳空间中,使得至少一个第一电缆的内导体在第一或第二外层的平面图中布置在至少一个内导体接触孔下方。
在第六方法步骤中,至少一个第一内导体焊堆被加热直到其熔化并且至少一个电缆的内导体通过第一内导体焊接连接至少在第一内部接触孔的区域中与第一外层和/或第二外层的第一内导体连接区域导电地连接。特别有利的是,被引入到内导体接触孔中的至少一个第一内导体焊堆可以在制造过程中随时引入。这意味着可以在终端连接完成之前就准备好相应的板装置。该过程在此能够完全自动化地执行,这确保了在成本更低和更好的电气性能时提高的数量。
附图说明
现在将参照附图示例性地描述本发明的不同实施例。相同的物体具有相同的参考标号。附图的相应图示详细示出为:
图的1a和1b:具有同轴电缆、例如hsd电缆的电缆装置的示例性结构;
图2a和2b:不同步骤,其解释,如何准备同轴电缆形式的电缆装置,尤其是必须如何设计内导体和外导体以形成连接;
图3a,3e:穿过可接触电缆的内导体的板装置的各种实施例的简化截面图;
图3b、3c,3d:板装置的简化空间视图;
图4a至4d:通过根据本发明的具有电缆装置和板装置的终端连接的不同实施例的局部剖视图;
图4e,4f:根据本发明的终端连接的各种实施例的俯视图,其中该终端连接接触一个或两个电缆的内导体;
图5:电缆装置的电缆收集和对准装置的透视图;
图6a至6c:终端连接的不同空间图示;
图7:板装置的另外的实施例的简化剖视图,该板装置不仅可以接触电缆的内导体也可以接触电缆的外导体;
图8a至图8c:穿过根据本发明的终端连接的不同实施例的局部剖视图,其中,该终端连接不仅用于接触电缆的内导体而且用于接触电缆的外导体;
图8d:根据本发明的终端连接的实施例的俯视图,该终端连接用于接触多个电缆的内导体和外导体;以及
图9:表示用于制造终端连接的本发明的方法的示例性流程图。
具体实施方式
下面描述如何可以制造电缆装置2和板装置3之间的本发明的终端连接1。电缆装置2的各种实施例尤其在图1a,1b,2a和2b中示出,而板装置3的不同实施例在图3a至3e中示出。
图1a和1b示出了电缆装置2的不同实施例。其包括至少一个第一电缆2a、2b、2c、2d。第一电缆2a优选是被屏蔽的,一方面以提高抗干扰性并且另一方面也减少了杂散发射。在图1a中,电缆装置2的该(屏蔽的)第一电缆2a以同轴电缆的形式示出。其包括内导体4a,该内导体由诸如铜的导电材料构成或包括这样的材料。第一电缆2a的内导体4a由电介质材料4b包围,它由尤其由(弹性的)塑料构成的电绝缘体所包围。电介质材料4b可任选地由屏蔽膜4c包围,其优选地包括介电材料,尤其是塑料薄膜(例如,pet膜),蒸发或溅射到金属上。这种金属(例如可以是铝)的层厚度优选为10-20μm。在这种可选的屏蔽薄膜4c上还安装有外导体4。这尤其包括屏蔽线,其也可以被称为屏蔽线编织物。这些屏蔽线由金属制成并且是导电的。使用外导体4d是有利的,但不是强制性的。外护套4e还围绕外导体4d地布置,该外护套优选由(弹性的)电介质材料,如塑料构成。总的来说,可能存在若干电缆2a、2b、2c、2d等,如例如图8d所示,稍后将参考该电缆。这些电缆2a、2b、2c、2d中的每一条至少包括内导体4a,围绕内导体4a的电介质材料4b,外导体4d和外护套4e。
图1a的电缆装置2还可以包括非屏蔽双绞线(utpunshieldedtwistedpair)电缆。在这种情况下,屏蔽薄膜4c和外导体4d被省略,并且外护套4e仅仅是可选的。在usb连接的情况下,电缆的连接也可以通过utp单芯实现。
多条电缆2a、2b、2c、2d在此可以划分成屏蔽薄膜4c、外导体4d和外护套4e。电缆装置2的这样的结构在图1b中示出。
图1b示出了具有多个电缆2a、2a的电缆装置2,其形成hsd电缆。图1b的电缆组件2也可以是stp电缆(屏蔽双绞线)或spp电缆(屏蔽并联对)或spq电缆(屏蔽并联四)。在spp电缆和spq电缆的情况中,内导体4a不在屏蔽膜4c下方扭曲(“getwisted”),而是彼此并排。电缆装置2因此不限于同轴电缆或hsd电缆。这些电缆2a、2a中的每一个都包括内导体4a和围绕内导体4a的电介质材料4b。与图1a相比,在此(任选的)公共屏蔽薄膜4c围绕两条电缆2a、2a的电介质材料4b。公共外导体4d缠绕包围该公共屏蔽薄膜4c,该公共外导体又被公共外护套4e包围。这种结构允许一个更高的数据吞吐量,特别是当使用差分信号,诸如lvds(英语:低电压差分信号)时。
原则上,电缆2a、2a、2c、2d也可以仅包括内导体4a和围绕内导体4a的外护套4e。
如在引言中提到的,本发明的目的在于提供一种终端连接1和制造该终端连接1的相应的方法,通过该终端连接,具有一个或多个电缆2a、2b、2c和2d的电缆装置2能够尽可能全自动与板装置3连接。为此,必须暴露电缆2a、2a、2c、2d的某些层,其电接触板装置3的不同连接区域。
将参考图2a和2b更详细地解释这种情况。图2a示出了同轴电缆形式的电缆装置2的电缆2a,2a,2c、2d,因为其已经参考图1a中结构进行了描述,在此引入作为参考。为了与电缆2a、2b、2c、2d建立终端连接1,至少各个层4a,4b、4c、4d被切割和剥离成不同的长度。由此,至少内导体4a、电介质材料4b和外导体4d以其屏蔽线编织物出现。外导体4d的屏蔽线向后、也就是远离于暴露的内导体4a翻转,也就是折回或翻回并且可选地缩短(例如通过激光或刀)。电介质材料4b也从外导体4d突出一定长度。内导体4a相对于电介质材料4b也是如此。屏幕薄膜4c不存在或已经完全移除。
在图2a中,还示出金属薄膜5,其包围外导体4d并且进而尤其还有屏蔽编织物或者外导体4d的暴露的屏蔽编织物的主要部分或者围绕其缠绕。该金属薄膜5确保在制造终端连接1期间以及之后的各个屏蔽线保持固定,并且不会发生不希望的电接触(例如,与电缆2a、2b、2c、2d的内导体4a)。
至少一个电缆2a、2a、2c、2d的内导体4a由绞合线构成,其中该绞合线的各个金属线优选地在焊料槽中焊接在一起,使得它们不从形成实际内导体4a的其余导体突出,并且触发不希望的电气接触。
为了制造根据本发明的终端连接1,电缆装置2与板装置3连接。穿过板装置(3)的简化(纵向)截面图例如可以在图3a和3e中看到。板装置3特别是电路板或印刷电路板,其上布置有、尤其是焊接有芯片形式的电路载体。板装置3优选地包括至少两个金属层,这意味着,印制导线或电路载体能够在电路板的两侧上延伸或安装。
板装置3包括在纵向方向6上彼此堆叠的至少三个层3a、3b、3c。中间层3a布置在第一外层3b和第二外层3c之间。所有三个层3a、3b、3c彼此直接或间接连接,特别是胶合和/或压制。中间层3a也可以被称为层压芯,并且例如由fr4构成。中间层3a因此是电介质材料,其中取决于期望的数据速率,使用具有相应介电损耗的合适电介质材料。中间层3a的厚度(纵向方向6上的延展)基本上对应于至少一个电缆2a至2d的内导体4a的直径。术语“约”应理解为内导体4a的直径优选小于中间层3a的厚度的40%,30%,20%,10%。中间层3a的厚度优选小于3mm,2mm,1mm,0.7mm,0.6mm,0.5mm。根据内导体4a的直径,可以相应地选择中间层3a的厚度。
第一外层3b优选地由厚度为18μm到35μm的铜制成。这同样适用第二外层3c。在该实施例中,第一和第二外层3b、3c都是导电的。这不一定是这种情况。如果外层3b、3c是导电的就足够了。如后面将要解释的那样,虽然两个外层3b、3c都是导电的,但是,它们被分成不同的连接区域,而这些连接区域又不相互电连接。在本文中,措词“位置”仅指这样的层,其中该层沿着板装置3不必是连续的,并且特别不必处于相同的电位。
在该实施例中,板装置3还包括第一和第二覆盖层3d,3e。该第一和第二覆盖层优选是(柔性)阻焊层。这防止在不同的电部件(例如,电路载体)的焊接时焊料分布到某些连接垫3g的外部。将电部件与相应的连接垫3g焊接在一起的液态焊料3g不会停留在第一和第二覆盖片3d、3e上。焊盘3g可以处于第一和第二覆盖层3d、3e上。
在图3a和3e所示的实施例中,存在另外的内层3f。该另外的内层3f布置在中间层3a和第二外层3c之间。因此,第二外层3c仅间接地且不直接或直接与中间层3a连接。另外的内层3f例如是聚酰亚胺层。该层优选具有20μm至50μm的层厚度。
绘制出的层厚度仅示例性地选择。实际上,中间层3a将具有最大的厚度。中间层3a的厚度优选大于单独的第一和/或第二外层3b、3c或大于两个外层3b、3c一起的厚度。优选地,中间层3a的层厚度大于所有其他层3b至3f一起的层厚度。
板装置3在第一外层3b和第二外层3c之间还包括凹槽7,其在图3a中以虚线示出。该凹槽7限定在板装置3的第一侧边缘的31处形成的电缆容纳空间8。如将要解释的,电缆2a的至2d,特别是暴露的内导体4a和补充性地还有它们的外导体4d被插入到该电缆容纳空间8中。因此,当没有通过终端连接1将单个电缆2a至2d插入电缆容纳空间8中而在电缆装置2和板装置3之间形成终端连接1时,该电缆容纳空间8可从板装置3的外部触及。
凹槽7优选通过切削工艺,特别是铣削和/或钻孔工艺至少形成在中间层3a中。也许可能的是,凹槽7由此形成,即仅在各个层3a至3g的组装时,更少的材料用于中间层3a或另外的内层3f,由此,第一和第二外层3b、3c在第一侧边缘31处突出超过中间层3a。在这种情况下,不需要铣削和/或钻孔工艺。中间层3a或内层3f的部分也可在粘合和/或压制板装置3之前被冲压或切除。
板装置3的凹槽7在此只能从板装置3的侧面通过电缆装置2进入,而不能从上方或下方进入。这意味着,凹槽7只能以这样的运动矢量进入,该运动矢量平行于各个层3a至3f延伸或以主要平行于各个层3a至3f的分量延伸。
与图3a相比,图3e还示出至少一个第一内导体接触孔9a,其穿过第一外层3a和第二外层3b并通入到电缆容纳空间8中。至少一个第一内导体接触孔9a优选地穿过两个外层3b、3c。在这种情况下,内导体接触孔9a优选为镀通孔(via;verticalinterconnectaccess)。因此,内导体接触孔9a优选地垂直于各个层3a至3f延伸,也就是平行于纵向方向6。第一内导体接触孔9a的内壁10优选用金属层电镀。
在大多数附图中,该第一内导体接触孔9a仅穿过两个外层3b、3c和两个覆盖层3d、3e。相反,鉴于图4d和图8c示出,中间层3a也沿着纵向方向6限定该凹槽7并且不完全除去。这意味着,该凹槽7仅在中间层3a的总厚度的一部分上延伸,由此,中间层3a包括两个间隔开的部分11a、11b,其平行于外层3b、3c延伸。第一区域11a在此布置在第一外层3b上并且第二区域11b布置在第二外层3c上。中间层3a的这两个区域11a、11b在此在纵向方向6中限定出电缆容纳空间8。至少一个第一内导体接触孔9a也穿过中间层3a的这些区域11a、11b。优选地,其内壁10被电镀,也就是说是导电的。
至少一个内导体接触孔9a的直径优选小于电缆2a至2d的内导体4a的直径。第一内部导体接触孔9a优选地布置成更靠近容纳空间7的后端而不是布置在容纳空间7的前端处,其中容纳空间7处于第一侧边缘31处或在第一侧边缘处开始。然而,至少一个第一内导体接触孔9a可以在中间或在第一半部(靠近第一侧边缘31)相关于容纳空间7的长度布置。
图3b至3d示出板装置3的各种示例性的空间配置。除了第一内导体接触孔9a,其在图3b中仅在第一外层3b中安装,还有至少一个第二内导体接触孔9b。其在结构方面对应于至少一个第一内导体接触孔9a的结构。在图3b中仅仅示出三个层3a、3b、3c,而图3c和3d示出了一空间结构,其截面图示于图3e中(除了连接焊盘3g)。
在图3b中铣削或钻孔出凹槽7。在生产板装置3之前,还可以通过从冲压工艺从中间层3a中冲出或者切出凹槽7。在图3b中,凹槽7只能通过第一侧边缘31从外部进入。板装置3的第二侧边缘32和第三侧边缘33延伸直至第一侧边缘31并与之形成相应优选90°的角度(包括小于40°、30°、20°、15°、10°、5°的偏差)。第二和第三侧边缘32、33是在图3b中从外部不可进入的,也就是关闭的。
这在图3c和3d的情况下是不同的。这里,容纳空间7同样能从第二和第三侧边缘32、33触及。如已经解释的那样,内导体接触孔9a、9b不作容纳空间7的入口。根据图3c和3d的板装置3可以通过切削工艺制造,其中,所使用的切削工具以相应于容纳空间的深度(长度)的螺距深度从第二侧边缘32在第三侧边缘33的方向上移动到中间层3a的高度上。这种方法仍然可以在几个阶梯式段落中完成,即在几个不同的深度上完成。
原则上,根据图3c和3d的板装置3也可以在冲压工艺中生产,其中在生产板装置3之前,中间层3a的一部分被冲压或切割并去除。原则上,中间层3a也可以使用比其他层3b、3c或3d、3e更少的材料。
板装置3具有的厚度优选地小于15mm、13mm、1mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm、4mm、3mm、2mm并且进一步优先是大于1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm。电缆容纳空间8的深度(长度),也就是从第一侧边缘31到完全组装的中间层3a优选小于20mm、18mm、16mm、14mm、12mm、10mm、8mm、6mm和优选大于5mm、7mm、9mm、11mm、13mm、15mm、17mm、19mm。凹槽的宽度,也就是从例如开放的的第二端部32向着开放的第三端部33优选小于50mm、40mm、30mm、26mm、22mm、18mm、14mm、10mm、6mm和优选大于8mm、12mm、16mm、20mm、24mm、28mm、35mm、45mm。
图4a至4e示出了如何制造根据本发明的终端连接1的各种可能性。图4a至4d在此相应示出了穿过具有电缆装置2和板装置3的根据本发明的终端练级1的至少部分切开的(纵向截面)视图。图4e相反示出了根据本发明的终端连接1的俯视图,其中,板装置3的第一和第二外层3b、3c未示出。
电缆装置2在图4a至图4e仅包括具有内导体4a和电介质材料4b或外护套4e的第一电缆2a。至少一个第一电缆2a不包括外导体4d。还示出的是,至少一个第一内导体接触孔9a具有至少一个第一内导体焊堆12a。
图中未示出内导体4a与至少一个第一内导体接触孔9a之间的距离。内导体4a实际上仅与第一和/或第二外层3b、3c间隔开最小(优选小于3mm、2mm、1mm)。
然而,内导体4a以其端面间隔开,也就是说与中间层3a的端面无接触地布置。
电缆装置2的至少一个第一电缆2a通过向第一侧边缘31打开的凹槽7插入到该凹槽中并进而插入到电缆容纳空间8中。在此,至少一个第一电缆2a以一运动矢量插入到电缆容纳空间8中,该运动矢量平行于或主要平行于第一和/或第二外层3b、3c或向中间层3a延伸。至少一个第一电缆2a以其内导体4a在电缆容纳空间8中终结,并且不利用暴露的内导体4a的端部从电缆容纳空间8伸出。
在图4a中示出,电缆装置2还包括电缆收集和对准装置13,其具有基体14。电缆收集和对准装置13优选不可移动地布置在至少一个第一电缆2a上或所有电缆2a至2d上。特别地,电缆收集和对准装置13布置在电介质材料4b或外护套4e上。在图4c的方面示出,电缆收集和对准装置13还可以包围内导体4a。
电缆收集和对准装置13由例如塑料的介电材料制成。它可以包括塑料壳体,在该塑料壳体中插入至少一个第一电缆2a,然后塑料壳体牢固地封闭。然而,优选地,至少一个第一电缆2a用塑料压力注塑包封,由此形成电缆收集和对准装置13。如稍后还要解释的那样,电缆收集和对准装置13还包括紧固装置15,其适于将电缆收集和对准装置以这样一种方式13紧固到板装置3中,使得电缆装置2的至少一个第一电缆2a或所有电缆2a至2d能够彼此位置不可移动地布置并插入到电缆容纳空间8,并且在电缆容纳空间8中彼此位置不可移动地布置。紧固装置15在此总体上被设计为无螺纹或无螺钉和无焊接的。
至少一个第一电缆2a或所有电缆2a至2d在此被引导通过电缆收集和对准装置13的基体14。基体14例如包括矩形纵截面或设计成长方体的。在图4b中,终端连接1完全制成。在图4a所示的第一内导体焊堆12a被加热直至其熔化并且第一内导体焊接连接部16a已经产生,通过该第一内导体焊接连接部,内导体4a、至少一个第一电缆2a至少在第一内导体接触孔9a的区域中与第一和/或第二外层3b、3c的第一内导体连接区域9a1导电焊接。如已经解释的那样,术语外层3b、3c理解为整个导电金属层,其中该金属层被划分成不同的、相互电隔离的连接区域(例如,第一内导体连接区域9a1)。
第一内导体焊堆12a可以通过烙铁或焊接装置的加热尖端熔化。然而,优选使用感应(无接触)焊接方法。
原则上,至少一个第一内导体焊堆12也以焊环或焊接套的形式布置在至少第一电缆2a的内导体4a处。
图4d还示出,凹槽7仅被引入到中间层3a中,但不在中间层3a的整个厚度上延伸。如已经说明的那样,中间层3a由此被分成在第一侧边缘31的方向上延伸的间隔开的区域11a、11b。第一内导体接触孔9a在此穿过中间层3a的两个区域11a、11b。内导体4a与第一和/或第二外层3b、3c的第一内导体连接区域9a的电接触通过内导体接触孔9a的内壁10实现。该内壁10特别镀有金属层。
通过中间层3a的该被抽出的区域11a、11b确保,在内导体4a和第一和/或第二外层3b、3c的各区域之间没有不希望的电接触。
在图4e中示出了终端连接1的俯视图。第一和/或第二外层3b、3c未被示出。示出了其直径放大示出的第一内导体接触孔9a。第一内导体接触孔9a的直径优选比内导体4a的直径小。至少一个第一电缆2a的内导体4a如图4e所示的那样在第一侧边缘31处插入到电缆容纳空间8中并且在第一和/或第二外层3b、3c的俯视图中布置在至少一个第一内导体接触孔9a之下。措辞“之下”相反被理解为,在第一或第二外层3c、3b的俯视图中,内导体4a穿过第一内导体接触孔9a一目了然地看到。内导体4a不必在第一内导体接触孔9a的下方居中延伸。其也可以偏离中心(错开)地在其之下延伸。措辞“在...下方”适用于布置在内导体4a“上方”的第一外层3b和第二外层3c两者。特别地,因此在第一外层3b或第二外层3c的俯视图中产生内导体4a上的第一内导体接触孔9a的可视接触。
此外,还示出紧固装置15,其阻止电缆装置2从板装置3松脱或者扯下,并提供用于至少一个第一电缆2a中的应变消除,使得第一内导体焊接连接部16a不受损害。这里示出的紧固装置15的类型将关于后面的实施例更详细地描述。
图4f示出了电缆装置2还包括至少一个第二电缆2a。图中示出,第二电缆2b包括内导体4a和电介质材料4b或外护套4e。这里不提供外导体4d。电缆装置2的电缆2a、2a并排布置。它们优选至少相对于其暴露的内导体4a中处于一个公共平面内,其中该公共平面又平行于板装置3或者平行于各个层3a至3f延伸。两根电缆2a、2a的内导体4a在电流上彼此分离并且彼此不接触地布置。此外,设置有第二内导体接触孔9b,其如第一内导体接触孔9a那样地构造。第二内导体接触孔同样通过第一和/或第二外层3b、3c并通入到电缆容纳空间8中。该至少一个第二电缆2b的内导体4a在第一侧边缘31插入到电缆容纳空间8中以及设置在第一或第二外层3b、3c的俯视图中布置在至少一个第二内导体接触孔9b的下方。此外,至少一个第二电缆2b的内导体4a通过第二焊接连接部(未示出)至少在第二内导体接触孔9b的区域中与第一和/或第二外层3b、3c的第二内导体连接区域9b1(参照图6b)导电焊接。第一内导体连接区域9a1和第二内导体连接区域9b1彼此电隔离。
电缆收集和对准装置13的紧固装置15还包括多个分离隔片15a,其从至少一个基体14出发在板装置3的方向中延伸并在电缆容纳空间8中终止。分离隔片15a也由介电材料制成。特别地,电缆收集和对准装置13与其紧固装置15和基体14一体地形成并且特别地以塑料注射成型工艺制造。
分离隔片15a在此在与两根电缆2a、2a的内导体4a相同的方向延伸。分离隔片15a优选地突出超过端面,也就是内导体4a的端部。这意味着,再讲电缆装置2,也就是将内导体4a和分离隔片15a推入到电缆容纳空间8中时,分离隔片15a能够利用其端侧首先达到与中间层3a的止挡位置。
分离隔片15a因此位于电缆2a、2a的内导体4a的侧面。每个内导体4a优选地由至少两个分离隔片15a包围。
原则上,也可以仅有一个分离隔片15a位于电缆2a、2a的侧面。
在图4f中,分离隔片15a和两根电缆2a、2a的内导体4a在相同的高度处终止。
分离隔片15a具有小于凹槽7的厚度。
图5示出了电缆装置2的电缆收集和对准装置13的空间视图。紧固装置15的分离隔片15a已经被解释。各个分离隔片15a可以具有不同的宽度,其中它们的厚度优选相等。在图5的实施例中,外部的两个分离隔片15a比中央分离隔片15a更宽。分离隔片15a从所有的侧面开始在自由端的方向上变平,以便于插入到容纳空间7中。
紧固装置15另外包括第一锁定钩15b1和第二锁定钩15b2。锁定钩15b1、15b2在基体14的不同区域处(但是有利地在基体14的相同的侧面)弹起,并在板装置3的第二和第三侧边缘32和33方向中延伸。关于图3d,可以看到第一锁定开口17a和第二锁定开口17b。第一锁定开口17a形成在第二侧边缘32上,并且第三侧边缘33上形成第二锁定开口17b。锁定开口17a、17b优选地穿过板装置3的所有层3a至3f。例如,在制造板装置3之后,可以在冲压过程中引入锁定开口17a、17b。然而,它们也许已经能够引入到各个层3a至3f中,也就是在各个层3a至3f与板装置3粘合和/或压制之前。锁定开口17a,17b因此不仅从第二和第三侧边缘32、33访问,而且还在第一和第二外层3b、3c的俯视图中。锁定开口17a、17b优选具有立方体形状的体积。
第一锁定钩15b1在此啮合到第一锁定开口17a中并且第二锁定钩15b2啮合到第二锁定开口17b。尤其是锁定钩15b后啮合到通过锁定开口17a、17b,在板装置3中形成的支承肩部。通过这种后啮合,当锁定钩15b1、15b2被向外,也就是彼此远离地按压时才可以在焊接之前取下。基本上,锁定钩15b1、15b2弹性地设计。其在此应该至少能够朝向彼此和远离彼此运动。锁定钩15b的前部15b1、15b2,也就是开放的端部优选为l形,并且更优选地至少部分地倾斜或锥形在基体14的方向上增大,以使得当在建立终端连接1时,也就是在将电缆装置2插入到板装置3中时,锁定钩15b1、15b2如此长时间地远离彼此地按压,直到每个锁定钩15b1、15b2的前侧钩部啮合到相应的锁定开口17a、17b中。锁定钩15b1、15b2的厚度大致对应于板装置3。但是,厚度也可以更小或更大。优选的是锁定钩15b1、15b2沿纵向方向6形成为比沿着一移动方向弹性更小,在该移动方向中,锁定钩朝向彼此或者远离彼此地移动。
紧固装置15此外还包括第一和第二紧固舌15c1、15c2。两个紧固舌15c1和15c2从基体14出发在远离板装置3的方向上延伸。板装置3利用其第一侧壁31布置在两个紧固舌15c1、15c2之间。这意味着,第一紧固舌15c1放置在第一外层3b上并且第二紧固舌15c2放置在第二外层3c上。紧固舌15c1和15c2优选地在板装置3的方向上比锁定钩15b1、15b2更少地延伸。紧固舌15c1、15c2同样在板装置3的方向上比分离隔片15a更少地延伸。紧固舌15c1和15c2尤其不覆盖第一和第二或另外的内导体接触孔9a、9b、9c、9d。紧固舌15c1、15c2尤其不覆盖第一或第二或另外的外导体接触孔18a、18b、18c、18d,其在后面说明。
紧固舌15c1、15c2在基体14的长度的主要部分(超过50%)上延伸。
分离隔片15a、锁定钩15b1、15b2以及紧固舌15c1、15c2所有都在同一方向上延伸。
紧固装置15还包括至少两个紧固销15d(图6a),其穿过两个紧固舌15c1、15c2和板装置3并在该板装置中穿过第一和第二外层3b、3c延伸,由此阻止了从板装置3上扯下电缆装置2。紧固销15d优选被压入。取代紧固销15d,紧固舌15c1、15c2与外层3b、3c的粘合也是可能的。
紧固舌15c1、15c2是紧固装置15的优选紧固件,因为使用锁定钩15b1、15b2要求板装置3具有精确限定的宽度。当使用与紧固销15d锁定的紧固舌15c1、15c2时,板装置可具有任意的宽度。
代替的紧固销也可以使用在相应的紧固舌15c1、15c2下方的球闩锁。在这种情况下,尤其是球体形式的凸起从两个紧固舌15c1、15c2开始在第一和第二外层3b、3c的方向上,也就是在纵向方向6上伸出,其啮合在至少在第一和第二外层3b、3c中的相应容纳开口中。尽管这种类型的紧固不如紧固销15d那样有效,但制造成本更低。
图6a和6c示出了电缆收集和对准装置13的应用。在这些图中,终端连接1被制成。因此,电缆装置2在图6中包括两个电缆2a、2b,其中该电缆收集和对准装置13(在装配状态中)不可移动地布置在这两个电缆上。特别是,电缆2a、2a穿过基体14延伸。电缆收集和对准装置13的紧固装置15在此在不同的位置处啮合到板装置3中,使得实现应力释放。由此即使在拉扯电缆2a、2b时也不会造成内导体焊接连接部16的损伤。
在图6b中示出了在开放的容纳空间7中的视角,其中可以看出如电缆2a、2b的内导体4a如何在电缆容纳空间8中布置在相应的内导体接触孔9a、9b的下方。
图7和图8a到8d示出根据本发明的终端连接1的另一实施例,其中,至少一个第一电缆2a不仅利用其内导体4a而且还利用其外导体4b与该板装置3焊接。
图7在此示出了穿过相应的板装置3的简化截面图。板装置3还包括穿过第一外层3b和/或第二外层3c并通入到电缆容纳空间8中的第一外导体接触孔18a。第一外导体接触孔18a在其构造和其制造方面优选对应于第一内导体接触孔9a。该外导体接触孔18a比第一内导体接触孔9a更靠近第一侧边缘31地设置。第一外导体接触孔18a的内壁21优选镀有金属层。
在图7中示出,第一外层3b和第二外层3c具有不同的阴影线。这些不同的阴影为了说明的是,第一外层3b和第二外层3c包括不同的连接区域9a1、18a1。因此,存在内导体连接区域9a1和外导体连接区域18a1。两个连接区域9a1、18a1通过中断部19彼此电分离。然而,它们优选由相同的金属基材形成。这意味着,第一内导体连接部9a1与第一外导体连接部18a1电隔离地分开。该中断部19可以在构建第一和/或第二外层3b、3c时由金属层的缺少的构造引入或该金属层可以在随后的蚀刻和/或铣削过程中被再次去除,由此,形成终端部9a。内导体导体连接区域9a1优选通过信号线形成,而连接部18a1通过宽度比信号线大的接地面形成。
在图8a中示出了第一电缆2a,其包括内导体4a、包围内导体4a的电介质材料4b、外导体4d和包围外导体的外导体护套4e。外导体护套4e和电介质材料4d是不导电的。外导体4d包括屏蔽金属丝编织物,其屏蔽金属丝向后,也就是在插入状态下在第一侧边缘31的方向上折叠或折回,如参考图2a和2b所述。在该外导体4d上还安装有金属薄膜5,其确保屏蔽金属线保持在原位。该导电金属薄膜5也可以被称为助焊剂。至少一个第一电缆2a在这种情况下是同轴电缆。屏蔽编织物优选地远离于至少一个第一电缆2a的插入到电缆容纳空间8中的端部向后翻转。
在图8a中,至少一个第一电缆2a的外导体4d部分地或主要地相对于其长度在第一侧边缘31处插入到电缆容纳空间8中。在第一或第二外层3b、3c的俯视图中,外导体4d布置在至少一个外导体接触孔18a的下方。相反,内导体4a布置在至少一个第一内导体接触孔9a的下方。
在图8a中,除了示出至少一个第一内导体焊堆12a之外,还示出了至少一个第一外导体焊堆22a。至少一个第一外导体焊堆22a优选地被引入到外导体接触孔18a中。它也可以布置在外导体4d上。
在图8b中,这两个焊堆12a、22a是熔化的,其中第一内导体焊接连接部16a和第一外导体焊接连接部被制造用于内导体4a或者外导体4d。至少一个第一电缆2a的外导体4d因此通过第一外导体焊接连接部20a至少在第一外导体接触孔18a的区域中与第一和/或第二外层3b、3c的第一外导体连接部18a1导电焊接。措辞“在该区域内”应理解为,该焊接此外可以在距第一外导体接触孔18a稍微的距离处实现。但是,外导体焊接连接部20a仍必须在第一外导体连接器区域18a1中实现。优选地,第一外导体焊料连接部与第一外导体接触孔18a相距小于10mm、8mm、5mm。这同样适用于内导体焊接连接部16a,其布置在第一内导体接触孔9a的“区域”内。
在图8c中还示出,中间层3a的不同区域11a、11b沿着电缆插入方向具有不同的厚度。在电缆连接空间8的该区域中(至少一个电缆2a的内导体4a在制成的终端连接1的情况下布置在该区域中),两个区域11a、11b厚于电缆连接空间8的这样的区域,在该这样的区域中,至少一个第一电缆2a的外导体4d应该被焊接。
图8d示出了根据本发明的终端连接1的俯视图,至少四根电缆2a至2d与相应的连接区域9a1、18a1、或9b1接触。每根电缆2a至2d被设计为同轴电缆。所有电缆2a至2d的外护套4e由电缆收集和对准装置13保持。分离隔片15a布置在暴露的外导体4d和暴露的内导体4a之间。对于每个电缆2a至2d来说,存在内导体接触孔9a、9b、9c、9d和外导体接触孔18a、18b、18c、18d。所有电缆2a至2d优选在电缆容纳空间8的区域中处于一个平面内。
此处特别有利的是,电缆装置2可以在制造终端连接1之前完全制造。电缆2a至2d的各个层已经被预先暴露或者批量生产并且通过相应的电缆收集和对准装置13抗扭和位置不可移动地互相固定。这种准备好的电缆装置2可以容易地插入到电缆容纳空间8中。分离隔片15a使内导体4a不与电缆容纳空间8的各个层3a至3f接触。在其中引入由相应的内导体或外导体焊堆12a、22a的内导体或外导体接触孔9a至9d或者18a至18d,可通过尤其是处于板装置3的外部热源熔化,由此每个电缆2a、2d与相应的连接区域9a1或18a1焊接。
原则上,任何数量的电缆2a至2d可以彼此相邻排列。在一定范围内,两条电缆2a、2a彼此重叠地布置也是可能的,其中,电缆2a的内导体4a与第一外层3b焊接并且第二电缆2b的内导体4a与第二外层3c焊接。但是,前提是相应厚的中间层3a。
所有电缆2a到2d的各个外导体接触区域18a1可彼此导电地连接。在内导体接触区域9a1、9b1时不是这种情况。原则上,也可以使用根据图1b构造的电缆2a至2d。在这种情况下,将使用共同的外导体4d,其共同围绕具有不同电缆2a至2d的相应内导体4a的电介质材料4b。这样的电缆2a至2d将不再具有圆形横截面,而是在横截面上可以包括不同的侧面。
原则上,除了终端连接1之外,板装置3也是本发明的一部分。这特别适用于当第一内导体接触孔9a具有至少一个第一内导体焊堆12a时。
图9还示出了用于在板装置3和电缆装置2之间产生终端连接1的方法。在第一方法步骤s1中,制造板装置3。其包括在纵向方向6上彼此堆叠的至少三个层3a、3b、3c。在此,至少介电中间层3a布置在第一外层3b和第二外层3c之间。第一和/或第二外层3b、3c特别是金属层(例如铜)。凹槽7被引入第一外层3b和第二外层3c之间。由此产生电缆容纳空间8,其从板装置3的第一侧边缘31出发是可触及的。
在第二步骤s2中,至少一个第一内导体接触孔9a被引入到板装置3中,其中,该接触孔穿过第一外层3b和/或第二外层3c并通入到电缆容纳空间8中。至少一个第一内导体接触孔9a特别地是一种镀通孔,其均匀地通过两个外层3b、3c延伸。这种镀通孔例如可以在钻孔过程中制成。第一内导体接触孔9a的内壁10的电镀也是可能的。
在第三方法步骤s3中,电缆装置2的至少一个第一电缆2a的内导体4a至少被暴露。此步骤当然也可以在第一或第二方法步骤s1、s2之前被执行。
在第四方法步骤s4中,至少一个内导体焊堆12a被引入或放置到内导体接触孔9a中和/或电缆装置2的至少一个第一电缆2a的暴露的内导体4a处。
在第五方法步骤s5中,至少一个第一电缆2a的内导体4a通过第一侧边缘31插入到电缆容纳空间8中,从而使至少一个第一电缆2a的内导体4a在第一或第二外层3b、3c的俯视图中也就是说沿着纵向方向6布置在至少一个第一内导体接触孔9a的下方。
在第六方法步骤s6中,内导体焊堆12a被加热到直至其熔化并且至少一个第一电缆2a的内导体4a通过第一内导体焊接连接部16a至少在第一内导体接触孔9a的区域中与第一和/或第二外层3b、3c的第一内导体连接区域9a1导电连接。
在进一步可选的方法步骤s7中,终端连接1可以装入到一个壳体中,该壳体例如由塑料构成或包括塑料或者其是导电的,从而降低终端连接1的噪声辐射并提高抗干扰能力。终端连接1特别用于交通工具中的中央控制台,从而例如将屏幕信号或usb信号传输到附在那里安装的显示器或连接器或从那里进行接收。交通工具尤其是机动车辆,如客车,卡车,也可以是火车、飞机或轮船。
例如,用户可以将usb数据载体连接到插接连接器上。在这种情况下,支持usb连接的建立的至少一个计算机芯片优选位于板装置3上。该插接连接器也可用于为用户的移动终端充电。在这种情况下,至少一个充电电流(直流电或交流电)将通过至少一个第一电缆2a的内导体4a传输。
本发明不限于所描述的实施例。在本发明的上下文中,所有描述的和/或绘制的特征可以根据需要相互组合。