CN102157821A - 包括热熔元件的电气部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电气部件(1)，包括至少一个电缆元件(2)、至少一个焊接接头(12)、至少一个热熔元件(22)和至少一个基板元件(8)。电缆元件(2)通过焊接接头(12)与基板元件(8)连接。为了提高数据传输速率，至少一个焊接接头(12)并不嵌入在热熔元件(22)中。优选地，焊接接头(12)并不被热熔元件(22)的热熔材料覆盖。

Description

包括热熔元件的电气部件

技术领域

本发明涉及一种电气部件，包括至少一个电缆元件、至少一个焊接接头、至少一个热熔元件和至少一个基板元件，所述电缆元件包括至少一个导电构件，所述基板元件包括经由至少一个焊接接头电连接到导电构件的至少一个电气构件。

背景技术

具有上述特征的电气部件在现有技术中是已知的，例如用于高达1Gb/s(每秒十亿比特)的高数据速率的数据传输。基板元件通常是印刷电路板，其包括有源或无源的电力或电子部件例如导体、集成电路、电阻器、接收器、收发器、晶体管，在此仅略举数例。电缆元件可包括数个或者一个例如导电引线形式的导电构件。基板元件的电气构件通过焊接接头连接到导电构件。基板元件可装备有其它的连接器元件或组成连接器例如阳或阴插件。

在现有技术中的热熔元件在基板元件附近围绕电缆和导电构件并在包括焊接接头的基板元件的大部分上方延伸。热熔元件的功能是提供电缆元件和基板元件之间的额外的吸引力连接以使得作用于电缆元件和/或基板元件上的力并不仅通过焊接接头进行导引。通过将基板元件和电缆元件以及可能的导电构件嵌入热熔元件中，基板元件和电缆之间的机械连接得以执行。进一步地，导电构件之间的距离是固定的。导电构件之间的串扰减小。更重要地，导电构件的绝缘不会由于到焊接接头的弯曲载荷而破损掉。

已知的电气部件通过在工具中将熔融的热熔材料随意地铸造在基板元件、焊接接头和电缆上而进行制造。为此，电气部件的部件被布置在工具的腔体中，热熔材料在该腔体中施加。

热熔材料可以是热塑性材料，特别是热熔胶粘剂或热胶，其在硬化状态下形成一体的不粘连的固体，但是在熔融状态下呈现粘性或粘结性能。它通过在其中提供熔融的材料而形成在热熔腔体中。

在已知的电气部件中，从导电构件到电气构件或一般地从电缆元件到基板元件的非常高频率的传输率在非常高的频率下明显降低。这在采用以前的更高的数据传输速率的发展动力方面是一障碍。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种电气部件以及制造该电气部件的工具和方法，其能够容忍高的机械应力并且同时具有在非常高的数据速率例如超过五Gb/s下改善的性能而不会导致制造成本增加。

根据本发明，该目的通过具有前述特征的电气部件实现，因为至少一个焊接接头并不嵌入在热熔元件中。

令人惊喜地，该解决方案可靠地导致5Gb/s以及更高的非常高的数据速率。特别地，每秒10Gb的数据传输速率可以实现，而无需对先前已知的电子元件进行其它的改变。相信，在已知的电气部件中，通过热熔材料覆盖焊接接头在非常高的频率下在阻抗和串扰方面具有负面潜在影响，其最终会减小可实现的数据速率。

根据本发明的解决方案可以进一步地进行。在下面，简要描述改进的实施例和它们的优点。其它特征与各个优点相关并且可以根据对特定应用中的各种优点的需要任意组合，如在下面变得清楚的。

根据优选实施例，焊接接头并不由制造热熔元件的任何热熔材料覆盖并且特别地没有任何热熔材料以进一步改善电气部件的传输特性。显然，在焊接接头上即使少量的热熔材料也会影响通过电气部件的数据速率。

作为另一例子，热熔元件可形成为单一块以便允许热熔腔的简单设计以及由此在模具内的熔融的热熔材料的简化的熔化。

在一些构型中，至少一个焊接接头可以不延伸到基板元件的向后端部，其中该向后端部分别朝向热熔元件或电缆元件的方向。而是，焊接接头可位于距离基板元件的向后端部一定距离。为了避免在该情形下导电构件自由地桥接基板元件的向前端部和焊接接头之间的距离。热熔元件可以延伸到至少一个导电构件和基板元件之间的空间中。这稳定导电构件。热熔材料可以在制造工艺过程中由于毛细力而在该空间中自动抽拉。再者，一个或多个导电构件可以嵌入在热熔元件中直到焊接接头与各自的一个或多个导电构件相连。

在另一实施例中，基板元件的向后端部可以邻接至少一个热熔元件。这样，电缆元件和基板元件之间的连接可以进一步加强，因为所述邻接限制基板元件相对于热熔元件的可动性。

为了进一步改善电缆元件和基板元件之间的连接，根据另一实施例，基板元件的向后端部可以粘接到热熔元件。该粘接可以通过热熔材料的粘性或粘着力进行建立，如果该热熔材料在熔融状态下接触基板元件的话。

替代上面的手段，或者除了上面的手段之外，基板元件的向后端部可以延伸到和/或嵌入在热熔元件中。这样，热熔元件和基板元件之间的接触面积得以增大，其导致更高的粘接力。

在另一实施例中，热熔元件可以在基板元件下方在基板元件的与至少一个焊接接头所位于的“上”表面相对的底面上延伸，超过焊接接头的位置。在该表面上，热熔元件的向前端部可以甚至延伸超过在上表面上的至少一个焊接接头的位置。但是，焊接接头位于其上的上表面上的热熔元件的向前端部并不在至少一个焊接接头上延伸。该手段甚至更加增大与热熔材料接触的基板元件的表面面积。结果，二者之间的连接的机械强度进一步改善，而不会有损数据传输率。

附图说明

在下面，参照附图示例性地描述根据本发明的电气部件。应当理解，该描述仅仅是示例性目的的，并不意在限制本发明。特别地，在实施例的内容部分描述的任何特征可以省略或者与上面已经描述的任何其它特征任意组合。

图1示出根据本发明的电气部件的示意性透视图；

图2示出用于图1的实施例的热熔元件的示意性透视图；

图3示出用于根据本发明的电气部件的热熔元件的另一实施例的示意性透视图。

具体实施方式

参照图1解释根据本发明的电气部件1的构型。

电气部件1包括至少一个电缆元件，电缆元件2相应地包括至少一个导电构件4例如导电材料的引线。通常，至少一个导电构件包围在绝缘包层6中，其还围绕未示出的电磁屏蔽层，以屏蔽掉来自导电构件4的电磁辐射。

电缆元件2机械地和电气地连接到基板元件8。该连接可以通过连接至少一个导电构件4和基板元件的至少一个电气构件10进行，特别地，通过在基板元件8的上表面13上的焊接接头12。焊接接头12的数量对应连接到基板元件8的导电构件4的数量。

在下面，“向前”方向表示从电缆元件2延伸到基板元件8的方向；“向后”方向从基板元件8指向电缆元件2。

焊接接头12通过例如将导电构件4的端部布置在焊接垫14上并施加焊接材料在焊接垫14上以使得焊接材料包围住在绝缘层6和屏蔽层已经剥离后暴露的导电构件4的端部而产生。如果焊接材料硬化，它在基板元件8上形成水滴状凸块并将二者粘接到导电构件4和焊接垫14。在图1中的焊接接头12全部位于基板元件8的上表面13上。如图1所示的导电构件10、焊接接头12和焊接垫14的数量仅仅是用于示例性目的的，这取决于特定应用。因此，在下面，这些术语以复数形式或者与术语“至少一个”一起使用。基板元件8的底面15可以没有任何焊接接头。

焊接垫14优选地由导电材料制成并组成基板元件8的电气构件10的一部分。导电构件4可直接或间接连接到其上的其它的电气构件10是有源或无源的电力或电子构件，例如引线、集成电路、电阻器、晶体管、刻度盘等及其任何组合。电气构件10由基板元件8支撑，所述基板元件8可以是印刷电路板、装备有电气构件10的硬质或柔性箔，或者电气构件10嵌入其中的注射模制结构等。

如可以从图1看出的，焊接接头12是不规则形状和大小的，并且可以延伸直到基板元件8的向后端部16，向后端部16具有在电缆元件2的方向指向的向后面17。而且，焊接接头12以及在焊接接头内的导电构件10的位置可改变。

基板元件8的向前端部18面向远离电缆元件2，并可以设置有连接部分20，其允许电力或电子连接到其它电力或电子设备。特别地，连接部分20可以插入到配合的连接器(未示出)中来以高于每秒五Gb，优选高于每秒十Gb的数据传输速率传输数据。

基板元件8可设置有至少一个定位导引部21，其例如成形为在一个边缘上的开口，以允许在热熔元件22的生产过程中的精确定位。

向后端部16通过其向后面17邻接热熔元件22，所述热熔元件由热塑性材料，优选热塑胶例如热熔或热胶制成。热熔元件22介于电缆元件2和基板元件8之间。它围绕至少一个电缆元件2和至少一个导电构件4。

优选地，热熔材料用于热熔元件22，其在熔融而非固态下呈现粘接性能，以使得基板元件8的向后端部16粘性地或胶粘地粘接到热熔材料。由此，在热熔元件22和基板元件8之间产生强的机械连接。

热熔元件可延伸到在导电构件4和基板元件8之间的空间24中直到焊接接头12，以使得导电构件4的一部分从热熔元件22的向前端部26延伸到各自的焊接接头。在另一实施例中，该部分可以完全嵌入在热熔元件22中，所述热熔元件22延伸过基板元件8直到焊接接头12。

为了实现非常高的数据传输速率，重要的是，焊接接头12并不嵌入在热熔元件22中，并且优选地也不由热熔材料覆盖。这样，热熔元件22的向前端部26至少在上表面13上位于焊接接头12之前。如果焊接接头12位于基板元件8的两侧上，那么热熔元件的向前端部26在两侧上都位于焊接接头12之前。术语“之前”指的是向前方向，也就是，从电缆元件2到基板元件8的向前端部18进行观看。

在图1的实施例中，热熔元件22可视作具有两个不同几何形状的部分，但是这两个部分是一体铸件主体的一部分：热熔元件22的向前部分30大致为砖形状的并可以包括突起32以便允许例如在壳体34中的积极锁定和牢固定位，所述壳体34仅下半部在图1中示出，并且包括电缆元件2、热熔元件22和基板元件8的一体组件布置在该壳体中。壳体的另一半(未示出)可以夹到或者粘接到壳体34的下半部。壳体34可进一步接收在由导电材料制成的可以接地的屏蔽壳(未示出)中。

热熔元件22的向后部分36可以为至少大致圆柱形状的并且在前后方向延伸。截面的设计允许在电缆元件2相对于向前部分22进入热熔元件22中的入口处降低刚性。这使在电缆元件2和热熔元件22之间的过渡区域处在电缆元件22上的剪切应力最小化。

图2示出用于图1的实施例的热熔元件22的前部部分30。热熔元件22的底面38是大致平面的并对齐基板元件8的底面15(图1)并可以有偏移。其中基板元件8粘接到热熔元件22的向前面44或向前端部26的粘接区域42被表示为图2中的阴影线区域。在该位置，基板元件8(图1)的向后端部16甚至可以延伸短的距离进入热熔元件22中以增强粘接效果。但是，重要的是，热熔元件22并不抵达或覆盖焊接接头12，如上所述。

图3示出热熔元件22的前部部分30的另一实施例。向后部分36可以如参照图1描述的。图3的热熔元件22的前部部分30通过在基板元件8的下方沿着它的底面15延伸而不同于图2所示的。如果在基板元件8的底面15上没有焊接接头12，或者如果在底面15上至少一个焊接接头12更靠近向前端部18定位，热熔元件22的下向前端部45在上表面15上可以甚至延伸过焊接接头12的位置。这样，热熔元件22可形成台肩46，基板元件8置于该台肩上。这明显增大基板元件8和热熔元件22之间的粘接面积：除了用于基板元件8的向后面17的粘接区域42之外，可以获得用于基板元件8的底面15的一部分的其它粘接区域48。粘接区域42和48在图3中示出为阴影线区域。再一次地，基板元件8的向后端部16可延伸到热熔元件22中。

当然，除了台肩46之外，或者替代台肩46，类似于台肩46的台肩也可提供用于基板元件8的上表面13，如果焊接接头12仅位于基板元件8的底面15上，或者如果在上表面13上的焊接接头12充分远离基板元件8的向后面16。

附图标记列表

1电气部件

2电缆元件

4导电元件

6电缆元件的绝缘层

8基板元件

10电气构件

12焊接接头

13基板元件的上表面

14焊接垫

15基板元件的下表面

16基板元件的向后端部

17基板元件的向后面

18基板元件的向前端部

20连接部分

21定位导引部

22热熔元件

24导电元件和基板元件之间的空间

26热熔元件的向前端部

30热熔元件的向前部分

32突起

34壳体

36热熔元件的向后部分

38热熔元件的底面

42粘接区域

44热熔元件的向前面

45热熔元件的下向前端部

46热熔元件的台肩

48额外的粘接区域

Claims (6)

1.一种电气部件(1)，包括至少一个电缆元件(2)、至少一个焊接接头(12)、至少一个热熔元件(22)和至少一个基板元件(8)，所述电缆元件包括至少一个导电构件(4)，所述基板元件(8)包括经由所述至少一个焊接接头(12)电连接到所述导电构件(4)的至少一个电气构件(10)，其特征在于，所述至少一个焊接接头(12)并不嵌入在所述热熔元件(22)中。

2.如权利要求1所述的电气部件(1)，其特征在于，所述热熔元件(22)由热熔材料组成，并且所述焊接接头(12)并不被所述热熔材料覆盖。

3.如权利要求1或2所述的电气部件(1)，其特征在于，所述热熔元件(22)延伸到所述至少一个导电构件(4)和所述基板元件(8)之间的空间中。

4.如权利要求1-3的任何一项所述的电气部件(1)，其特征在于，所述基板元件(8)的向后端部(16)邻接所述热熔元件(22)，所述向后端部(16)面向所述电缆元件(2)的方向。

5.如权利要求1-4的任何一项所述的电气部件(1)，其特征在于，所述基板元件(8)的向后端部(16)粘接到所述热熔元件(22)，所述向后端部(16)面向所述电缆元件(2)的方向。

6.如权利要求1-5的任何一项所述的电气部件(1)，其特征在于，所述基板元件(8)的向后端部(16)延伸到所述热熔元件(22)中，所述向后端部(16)面向所述电缆元件(2)的方向。

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