FI106822B - Järjestely ja menetelmä sähköisen kontaktin muodostamiseksi elektroniikkalaitteessa - Google Patents

Description

106822 Järjestely ja menetelmä sähköisen kontaktin muodostamiseksi elektroniikkalaitteessa

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen 5 järjestely elektroniikkalaitteessa. Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 10 johdanto-osan mukainen sähköakustinen muunnin. Keksinnön kohteena on lisäksi patenttivaatimuksen 11 johdanto-osan mukainen elektroniikkalaite. Keksinnön kohteena on vielä myös patenttivaatimuksen 12 johdanto-osan mukainen menetelmä elektroniikkalait-10 teessä.

Erilaisiin elektronisiin laitteisiin on tunnetusti sijoitettu piirilevyjä eli PCB-levyjä (Printed Circuit Boards), joihin on kiinnitetty laitteiden toimintaa ohjaavia elektronisia piirejä, kuten IC-piirejä (Integrated Circuit), ja joi-15 hin painettujen johdinkuvioiden avulla piirit kytketään sähköisesti toisiinsa signaalien siirtoa varten. Mainitut piirilevyt voivat olla myös moni-kerrospiirilevyjä, jolloin johdotukset kulkevat kahden levykerroksen välissä ja yhteys yhden tai useamman levykerroksen läpi on toteutettu läpivientien avulla.

20

Mainittuihin laitteisiin on usein sijoitettu myös erikseen asennettavia komponentteja, jotka on kytkettävä sähköisesti piirilevyyn ja edelleen piirilevylle kiinnitettyihin piireihin. Esimerkiksi langattomissa viestimissä, :V: kuten matkapuhelimissa, näitä komponentteja ovat sähköakustiset ; 25 muuntimet, jotka muuntavat sähköisen signaalin akustiseksi signaaliksi, tavallisesti kuultavaksi ääneksi, tai päinvastoin. Muuntimista mai-nittakoon kuulokkeet, mikrofonit, summerit ja erilaiset kaiuttimet. Tyypil- • * ♦ λ., listä on, että laitteet käsittävät useita kuoriosia, joihin asennetaan mai nittu piirilevy ja kiinnitetään mainitut erilliset komponentit, ja jotka kuori-30 osat kiinnitetään asennuksessa toisiinsa. Kiinnityksessä piirilevyn joh-: dinkuvioiden ja komponenttien välille on samalla aikaansaatava säh- v : köinen kytkentä laitteen toiminnan mahdollistamiseksi.

• · · • · · • · » .···. Patenttijulkaisussa EP 0 490 214 B1 sähköinen kontakti piirilevyn ja 35 sähköakustisen muuntimen välille muodostetaan jousimaisen osan eli y * kontaktijousen avulla. Kontaktijousi kiinnitetään leukojen avulla muun- :.v: timen koskettimeen ja se koskettaa myös piirilevyä, tavallisesti piirile vyyn muodostettua johdinta, kuten liuskajohdinta. Patenttijulkaisussa 2 106822 EP O 567 850 B1 on esitetty ratkaisu, jossa jousimaisesti toimiva osa on lävistäen kiinnitetty piirilevyyn ja muuntimessa oleva kosketintappi sovittuu leukojen väliin. Ratkaisussa ovat muunnin ja jousimainen osa kiinteässä asemassa suhteessa toisiinsa ja piirilevyyn, lisäksi asennuk-5 sessa vaaditaan muuntimen huolellinen asemointi. Tunnetaan myös patenttijulkaisussa WO 97/29528 esitetty liitin muuntimen kytkemiseksi sähköisesti piirilevylle. Tässä ratkaisussa käytetään kuitenkin piirilevylle kiinnitettyä erillistä liitinkomponenttia, joka käsittää jousimaiset elimet, jotka edelleen muodostavat kontaktin muuntimeen järjestettyjen liusko-10 jen kanssa. Jousimaiset elimet on kytketty edelleen piirilevyn johtimiin. Myös tässä ratkaisussa muunnin ja liitin ovat kiinteässä asemassa suhteessa toisiinsa ja piirilevyyn.

Patenttijulkaisun EP 0 490 214 B1 mukaisesti muunnin käsittää tavalli-15 sesti kaksi, esimerkiksi kontaktijousien avulla toteutettua erillistä liityntää eli kontaktia piirilevylle kahden eri signaalin välittämiseksi. Tällöin myös piirilevyllä signaalien johtimet on erotettava sähköisesti toisistaan. Tyypillisesti pyöreä muunnin pääsee pyörimään eri asentoihin asennettaessa se paikoilleen laitteeseen ja sen kuoreen sovitettuun pesään. 20 Tämän takia ensimmäinen kontaktijousi on tavallisesti sijoitettu keskeisesti muuntimeen ja toinen kontaktijousi on sijoitettu lähemmäs muuntimen reunaa. Toista kontaktijousta varten piirilevyyn on muodostettu tavallisesti ympyrämäinen, päättymättömän kehän muotoon sovitettu :V: kontaktipinta, esimerkiksi tasalevyinen liuskajohdin. Ensimmäistä kon- 25 taktijousta varten on piirilevyyn, kehämäisen kontaktipinnan keskelle muodostettu tavallisesti pyöreän muotoinen toinen kontaktipinta, esi-merkiksi liuskajohdin.

I · · * • · · • * » * Jotta toinen kontaktipinta saataisiin sähköiseen kontaktiin piirilevylle ... 30 sovitettuun kolmanteen liuskajohtimeen ensimmäisen kontaktipinnan • · · ’*!/ ohitse, on piirilevyn toiselle pinnalle tai levykerroksien väliin muodostet- : tava yhdistävä neljäs liuskajohdin, joka on esimerkiksi läpivientien avulla yhteydessä toiseen kontaktipintaan ja kolmanteen liuskajohtimeen. Toinen kontaktipinta voi olla yhteydessä suoraan johonkin, esi- '.·] 35 merkiksi viidenteen liuskajohtimeen, joka on sovitettu piirilevyn pinnalle • » « ' yhdessä kehämäisen ja pyöreän kontaktipinnan kanssa.

• · · • I I • 106822

Edellä esitetyssä tapauksessa ongelmana on kuitenkin se, että piirilevyyn on muodostettava liuskajohtimia ainakin kahteen eri tasoon, mikä monimutkaistaa ja pidentää huomattavasti piirilevyn valmistusta, lisäksi on käytettävä kalliimpia monikerrospiirilevyjä ja piirilevyn materiaalivaih-5 toehdot ovat rajoitettuja. Tunnetaan myös joustava, esimerkiksi polyamidista valmistettu kalvomainen taipuisa piirilevy (Flexible Printed Board), joka koostuu taipuisasta pohjamateriaalista. Tunnetaan lisäksi ns. foliokaapeli (Flexible Conductor Cable), joka kaapeli koostuu taipuisasta pohjamateriaalista ja sen pinnalla olevista johtimista. Johdinku-10 vioiden materiaalina on yleisimmin kuparikaivo. Osaan taipuisaa materiaalia voidaan muodostaa useampia kerroksia, mutta tällöin tämä osa ei siedä taivutusta, mikä rajoittaa piirilevyn sijoittelua. Useiden kerroksien rakentaminen vain osaan taipuisaa piirilevyä on mahdollista, mutta monimutkaistaa ja hidastaa valmistusprosessia huomattavasti.

15

Tunnetusti edellä esitettyä ongelmaa on pyritty ratkaisemaan siten, että kehämäiseen ensimmäiseen kontaktipintaan on muodostettu epäjatkuvuuskohta, kuten aukko, jonka kautta toinen kontaktipinta kytketään muihin liuskajohtimiin, esimerkiksi mainitun neljännen johtimen avulla.

20 Tällöin voidaan käyttää piirilevylle pelkästään yhdelle pinnalle muodostettuja kontaktipintoja ja liuskajohtimia. Esitetty ratkaisu asettaa kuitenkin erityisiä vaatimuksia asennukselle, sillä toinen kontaktijousi, joka on "j tarkoitettu muodostamaan kontakti ensimmäisen kontaktipinnan kans- :V: sa, ei saa muodostaa kontaktia mainitun neljännen johtimen kanssa tai 25 osua kohtaan, jossa on aukko tai eristetty alue ensimmäisessä kontak-tipinnassa. Usein muunnin on sovitettavissa laitteen kuoriosaan tai .·:·*. vastaavaan vain yhdessä asennossa, mikä kuitenkin rajoittaa kon- .···. taktipintojen sijoittelua piirilevylle ja erilaisten muunninmallien käyttöä.

Lisäksi kuoriosien ja/tai muuntimien valmistuksessa myös lopullinen ... 30 asento on otettava jo varhain huomioon. Seurauksena ovat yhteensopi- • · < vuusongelmat ja virheet asennuksessa tai muuntimien liikkuminen • v ; käytön aikana aiheuttavat sen, että laite ei toimi.

• · * • * · . · ; Edellä mainittu neljäs liuskajohdin voidaan viedä myös päättymättömän 35 ensimmäisen kontaktipinnan ylitse tai alitse, mutta tällöin piirilevyn pin- « « * ' nalle on muodostettava useita kerroksia ja eristeitä liuskajohtimen ja kontaktipinnan eristämiseksi toisistaan ja/tai toisesta kontaktijousesta, mikä monimutkaistaa rakennetta ja sen valmistusta. Mikäli neljäs lius- 4 106822 kajohdin viedään kontaktipinnan ylitse ja eristetään, muodostuu jälleen ensimmäiseen kontaktipintaan edellä esitetty aukko.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainittuja epäkohtia 5 ja aikaansaada mahdollisimman vähän muunninta, muuntimen asennusta sekä kontaktipintojen valmistusta ja asentoa rajoittava järjestely sopivimmin sähköakustisen muuntimen ja piirilevyn kytkemiseksi sähköisesti toisiinsa.

10 Keksinnön mukaiselle järjestelylle elektroniikkalaitteessa on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosas-sa. Keksinnön mukaiselle sähköakustiselle muuntimelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 10 tunnusmerkkiosas-sa. Keksinnön mukaiselle elektroniikkalaitteelle on tunnusomaista se, 15 mitä on esitetty patenttivaatimuksen 11 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle menetelmälle elektroniikkalaitteessa on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 12 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön keskeisenä periaatteena on, että muuntimeen järjestetään 20 ainakin kaksi kontaktijousta, jotka ovat käytön ja sähköisen signaalin välityksen kannalta vaihtoehtoisia toisilleen, edellä kuvattua kehämäistä kontaktipintaa varten. Kontaktijouset on sovitettu siten, että riippumatta muuntimen kiertoasennosta ja riippumatta kehämäisen kontaktipinnan ;Y: epäjatkuvuuden sijainnista, ainakin yksi kontaktijousi muodostaa aina 25 yhteyden eli kontaktin mainittuun kehämäiseen kontaktipintaan. Sa- 1*1 manaikaisesti muut kontaktijouset osuvat esimerkiksi aukkokohtiin tai .·:·*. eristeiden päälle, mutta ei kuitenkaan kontaktiin muiden kontaktipinto- jen kanssa. Muut kontaktijouset voivat sijoittua myös eristeelle, joka on ’ sijoitettu jonkin toisen kontaktipinnan tai liuskajohtimen päälle.

30 «M • « · *;*/ Keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja tunnettuun tekniikkaan ver- v : rattuna. Muuntimen kiertymisasento asennuksessa voi olla jopa täysin vapaa, mikäli kontaktijouset on sijoitettu keskeisesti ja kehämäisesti. Mikäli muuntimelle on valittavissa useita vaihtoehtoisia ennaltamäärät-

I I

35 tyjä asennusasentoja, niin asento voidaan silti valita näistä jopa täysin vapaasti. Asennus sekä helpottuu että nopeutuu huomattavasti ja lait-:. ·! teisiin tai muuntimiin ei tarvitse muodostaa muotoja tai osia, jotka pakot tavat muuntimeen haluttuun asentoon. Laitteessa voidaan siten huo- 5 106822 lehtiä pelkästään komponentin, kuten muuntimen, ja piirilevyn kontaktipintojen osumisesta päällekkäin, esimerkiksi keskeisesti, ja halutulle etäisyydelle toisistaan. Keksinnön myötä kontaktipinnassa olevan aukon suunta voidaan valita jopa täysin vapaasti, koska muuntimen kier-5 toasento ei vaikuta laitteen toimivuuteen. Tällöin eri laitteiden kesken aukon suuntaa piirilevyllä voidaan vaihdella tarpeen mukaan.

Keksinnön erityisenä etuna on, että järjestelyn myötä voidaan käyttää myös taipuisaa piirilevyä, jonka yhdelle pinnalle on muodostettu tarvit-10 tavat kontaktipinnat, eristekerrokset ja liuskajohtimet. Taipuisan piirilevyn käyttö helpottaa erityisesti pienten elektroniikkalaitteiden konstruointia ja lisää tilojen käyttömahdollisuuksia laitteen koon pienentämiseksi tarvittaessa edelleen. Etuna on vielä se, että vaikka muunnin on järjestetty keksinnön mukaisesti, on silti mahdollista sen toimiminen 15 myös useimpien aikaisemmin tunnettujen piirilevyjärjestelyjen ja kontaktipintojen muotoilujen kanssa. Tällöin uudetkin muunninmallit ovat yhteensopivia vanhojen laitteiden kanssa.

Keksinnön erityisenä etuna on vielä helppo laajennettavuus, jolloin se 20 soveltuu myös muuntimille, jotka tarvitsevat esimerkiksi kolme tai useampia erillisiä ja toisistaan sähköisesti erotettuja signaaliyhteyksiä ja kontakteja piirilevyn kontaktipintoihin. Tällöin piirilevylle järjestetään keskimmäiseksi pyöreä yhtenäinen kontaktipinta, tämän ympärille kehämäinen, aukolla katkaistu kontaktipinta, ja edelleen tämän ympärille 25 kehämäinen, aukolla katkaistu kontaktipinta. Katkaisukohtien kautta :Y: johdetaan sisempien kontaktipintojen liuskajohtimet, jotka tarvittaessa päällystetään eristeellä, yhteyden muodostamiseksi muualle piirilevyyn.

• · « · · • · · • · .·:·. Komponentin kontaktijousien määrä kutakin kehämäistä kontaktipintaa 30 varten riippuu pinnan kehän pituudesta, erityisesti sen sektorikulmasta, • · 4 jolloin kontaktipinnan käsittäessä yhden aukon ja kattaessa vähintään ' ... puolet ympyrän kehästä (sektorikulma yli 180 deg), on kontaktijousia • · · oltava ainakin kaksi kappaletta. Kontaktipinnan kattaessa vähintään ; kolmanneksen ympyrän kehästä (sektorikulma yli 120 deg), on jousia :Y: 35 oltava ainakin kolme kappaletta. Kontaktipinnan käsittäessä lisäaukkoja on kullekin kontaktijouselle lisäksi järjestettävä ainakin yksi pari etäi-

I I I

syydelle, joka on suurempi kuin aukon leveys. Toisaalta jousien etäi- « · · • · · • · • ·« < · 6 106822 syyden on poikettava aukkojen etäisyydestä. Tällöin parista ainakin toinen kontaktijousi muodostaa aina kontaktin pinnan kanssa.

Esimerkiksi liuskamainen tai lankamainen kontaktijousi voidaan vaihto-5 ehtoisesti järjestää tai muotoilla niin leveäksi, että sen kontakti ulottuu aina aukosta kontaktipinnalle. Kontaktijouseen voidaan myös muotoilla kaksi tai useampia esimerkiksi V:n tai U:n muotoisia kärkiä, joista kukin muodostaa kontaktin ja joiden kärkien etäisyys on suurempi kuin aukon koko. Tällöin etuna on se, että muuntimeen ei tarvitse liittää useita 10 kontaktijousia tai järjestää useita liuskamaisia tai tappimaisia liittimiä kontaktijousia varten. Toinen kärki toimii samalla varmistuksena.

Keksinnön etuna voidaan mainita erityisesti myös se, että kontaktipinnat voidaan muodostaa myös muuntimeen ja kontaktijouset sijoittaa 15 piirilevylle keksinnön mukaisesti ryhmittelemällä, mikä edelleen lisää eri rakennevaihtoehtoja. Muuntimeen ja piirilevyyn voidaan sovittaa myös sekä kontaktipintoja että kontaktijousia. Eri ratkaisuilla saavutetaan se merkittävä etu, että kussakin tapauksessa voidaan hyvin vapaasti valita taloudellisesti ja teknisesti sopivin vaihtoehto.

20

Keksintöä voidaan soveltaa myös muiden sähköisten komponenttien kytkemiseen, joista mainittakoon hohtodiodi (LED, Light emitted diode) ja erilaiset kytkinelementit, kuten painonapit. Keksinnön avulla myös nämä komponentit voidaan järjestää symmetrisiksi, erityisesti pyöreiksi, 25 ja asennusasennoltaan vapaiksi, koska kontakti voidaan varmistaa :V: komponentin eri kiertoasennoissa. Keksinnön avulla myös nykyisten symmetristen, eri asentoihin asetettavien komponenttien asennon va- • * · linnasta tai järjestelyistä asennon ohjaamiseksi voidaan luopua ko-koonpanon nopeuttamiseksi ja yksinkertaistamiseksi. Keksintö soveltuu 30 siten erityisen hyvin koneelliseen komponenttien ladontaan.

• · ·

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viittaamalla samalla • · · ’·’/ oheisiin piirustuksiin, joissa • « « 35 kuva 1 esittää kaaviona eri toiminnallisia lohkoja eräässä tun- .··. netun tekniikan mukaisessa elektroniikkalaitteessa, erityisesti langattomassa viestimessä, jossa keksintöä • · « '·* ‘ voidaan soveltaa, • · · • ·» « » 7 106822 kuva 2 esittää poikkileikkauksena osaa eräästä tunnetun tek niikan mukaisesta laitteesta ja jossa havainnollistetaan piirilevyn ja sähköakustisen muuntimen sijoittelua, 5 kuva 3 esittää osakuvantona kuvan 2 mukaista piirilevyä ja sen kontaktipintojen erästä suoritusmuotoa päältä päin katsottuna, 10 kuva 4 esittää osakuvantona kuvan 2 mukaista piirilevyä ja sen kontaktipintojen erästä suoritusmuotoa päältä päin katsottuna ja jonka yhteydessä sovelletaan keksinnön mukaista järjestelyä, 15 kuva 5 esittää keksinnön mukaista järjestelyä sähköakustisen muuntimen yhteydessä sovellettuna ja altapäin katsottuna, ja kuva 6 esittää osakuvantona kuvan 2 mukaista piirilevyä ja sen 20 kontaktipintojen erästä suoritusmuotoa päältä päin kat sottuna ja jonka yhteydessä sovelletaan keksinnön mukaista järjestelyä.

Kuvassa 1 on esitetty erään tunnetun tekniikan mukaisen elektroniikka- *:··: 25 laitteen, erityisesti langattoman viestimen ohjausvälineitä pelkistettynä :V: lohkokaaviona. Langaton viestin 1 käsittää mm. ohjausyksikön 100, :*·*: muistivälineet 101, näyttövälineet 102, syöttövälineet 103. Näyttöväli- • » · : neet 102 vastaavat esimerkiksi laitteen näyttöosia ja syöttövälineet 103 .·:·! näppäimistöosia eli esimerkiksi näppäimistöä ja muita ohjauselimiä. Li- « « « I.., 30 säksi kaaviossa on esitetty audiovälineet 104, kuten kuuloke 104a ja mikrofoni 104b sekä audiolohko 104e mm. mikrofonisignaalin muuntamiseksi analogisesta digitaaliseksi sekä kuulokkeelle 104a johdettavan : signaalin muuntamiseksi digitaalisesta analogiseksi. Audiovälineet 104 v : voivat joissakin laitteissa käsittää vielä lisäkuulokkeen, summerin tai 35 kaiuttimen 104c ja lisämikrofonin 104d. Muistivälineet 101 käsittävät .···. mm. luku- ja kirjoitusmuistia (RAM, Random Access Memory) erityisesti laitteen 1 käytön aikana tarvittaviin tietojen tallennuksiin ja lukumuistia :·' * ROM (Read-Only Memory) erityisesti ohjelmien tallennusta varten.

8 106822

Ohjausyksikkö 100 koostuu esimerkiksi mikro-ohjaimesta (MCU, Microcontroller Unit) sekä ohjelmoitavasta logiikkapiiristä (ASIC, Application Specific Integrated Circuit) ja se on kytketty myös langattoman viesti-5 men 1 muita toimintoja ohjaaviin ohjauslohkoihin, kuten ohjauslohkoon 110 tai vastaaviin, esimerkiksi vastaanotto- ja lähetystoimintojen, l/O-toimintojen (Input/Output) sekä laitteen radio-osien ohjaamiseksi. Radiosignaalien lähetyksessä ja vastaanotossa käytetään antennia ANT. Langattoman viestimen 1 toimintaperiaatteet ovat ammattimiehelle si-10 nänsä tunnettuja, joten tarkempi selitys ei ole tarpeellista. Esimerkiksi audiolohko 104e voidaan tunnetusti muodostaa IC-piirin tai useiden IC-piirien avulla, jotka IC-piirit kiinnitetään laitteeseen 1 sovitettavalle piirilevylle. Piirilevyyn muodostetaan edelleen liuskajohtimia sähköisten signaalien kuljettamiseksi esimerkiksi mainittujen IC-piirien ja esimer-15 kiksi kuulokkeen 104a välillä. Kuuloke 104a eli aikaisemmin mainittu sähköakustinen muunnin on edelleen järjestettävä kontaktiin liuskajoh-timen kanssa, mihin esillä oleva keksintö tarjoaa erittäin edullisen järjestelyn. Keksinnöllä mahdollistetaan myös kuvaan 1 merkityt yhteydet 105a, 105b, 105c ja 105d sähköisten signaalien siirtämiseksi. Selvää 20 on, että keksintöä voidaan soveltaa myös laitteen 1 muiden erillisten komponenttien ja piirilevyn välisten sähköisten kontaktien muodostamisessa.

PCB-levyjä käytetään varsinkin elektroniikassa komponenttien asen-25 nusalustana. PCB-levyille painettujen johdinkuvioiden avulla ainakin •'V: osittain korvataan erilliset johdot komponenttien kytkemiseksi sähköi- sesti. Johdinkuvioiden materiaalina on yleisimmin kuparikaivo. PCB-le-vyjen hyvin yleinen valmistusmateriaali on lasikuituvahvisteinen epok-sihartsi ja vaativissa mikroaaltotaajuisissa sovelluksissa käytetään 30 myös lasikuituvahvisteista PTFE-muovia. Eräs PCB-levyjen materiaali- • · · vaihtoehto on aramidikuituvahvisteinen epoksihartsi. Levymateriaali muodostaa samalla sähköisen eristeen. Monikerrospiirilevyt voivat kä- • · ♦ sittää kaksi tai useampia levykerroksia, jotka on yhdistetty esimerkiksi puristimessa lämmön avulla. Levykerroksien väliin on sijoitettu johdin-35 kuvioita, joiden sähköinen kontakti PCB-levyn pinnalle kiinnitettyihin komponentteihin on toteutettu yhden tai useamman levykerroksen läpi ««· ulottuvilla läpivienneillä. Piirilevyjen rakenne ja valmistus ovat ammat-*·* | timiehelle sinänsä tunnettuja, joten tarkempi selitys ei ole tarpeellista.

9 106822

Kuvassa 2 on esitetty poikkileikkauksena ja osakuvantona erään tunnetun tekniikan mukaisen muuntimen T ja piirilevyn B sijoittuminen eräässä elektroniikkalaitteessa, esimerkiksi kuvan 1 mukaisessa langatto-5 massa viestimessä 1, kuten matkapuhelimessa. Muunnin T on asennettu laitteen 1 ensimmäiseen kuoriosaan 1 a sovitettuun asennuspaikkaan ja piirilevy B on sovitettu toiseen kuoriosaan 1b. Selvää on, että eri laitteissa kuoriosien rakenne ja esimerkiksi piirilevyn sijoittelu voivat vaihdella, joten esitettyä kuvan 1 mukaista muotoilua onkin käytetty 10 vain esimerkkinä. Muunnin T on tavallisesti muodoltaan pyöreä ja esitetyssä esimerkissä ensimmäinen kontaktijousi 3a on sijoitettu oleellisen keskeisesti muuntimeen T. Kontaktijousen 3a kautta johdetaan sähköinen signaali esimerkiksi kuulokkeena tai mikrofonina toimivalle muun-timelle T. Kuoriosaan 1a sovitettujen aukkojen H kautta akustiset sig-15 naalit pääsevät mikrofonina toimivaan muuntimeen T tai välittyvät ympäristöön kuulokkeena toimivasta muuntimesta T. Muuntimen T sisäinen toiminta ja rakenne ovat ammattimiehelle sinänsä tunnettuja. Kon-taktijousien 3a ja 3b muotoilu voivat myös vaihdella esitetystä taivutetusta liuskamaisesta muodosta, jota on käytetty esimerkkinä eräästä 20 mahdollisesta rakenteesta. Kontaktijouset voivat olla kiinnittyneenä kiinteästi muuntimeen T tai olla siitä irrotettavissa sinänsä tunnetulla tavalla. Muuntimeen T, esimerkiksi sen liuskamaiseen liittimeen, voivat jouset kiinnittyä esimerkiksi jousimaisen puristusliitoksen avulla.

25 Muuntimen T ja piirilevyn B etäisyys on sovitettu laitteen 1 kokoonpa- :V: nossa sellaiseksi, että kontaktijousi 3a painautuu kontaktipintaa 4a vasten. Toinen kontaktijousi 3b, joka on sijoitettu ulommaksi, painautuu samalla kontaktipintaa 4b vasten. Kontaktipinnat 4a ja 4b on muodos-tettu piirilevylle B. Kontaktijousen 3a ja kontaktipinnan 4a väliin muo-30 dostuu mekaaninen kosketus eli kontakti 2a sähköisen signaalin siir- • · < tämiseksi sekä kontaktijousen 3b ja kontaktipinnan 4b väliin muodostuu mekaaninen kosketus eli kontakti 2b sähköisen signaalin siirtämiseksi.

• · · *;[/ Muuntimen T eri asennoissa jousi 3b sijoittuu ympyrän kehälle, jonka : [ ' säde vastaa muuntimen kiertoakselin Y, joka tyypillisesti vastaa sen

35 symmetria-akselia, ja jousen 3b etäisyyttä. Siten myös kontaktipinta 4b on järjestettävä päättymättömän kehän muotoon. Piirilevy B ja samalla kontaktipinnat 4a ja 4b on sovitettu oleellisesti kohtisuoraan akseliin Y

« · · *·/ ] nähden. Selvää on, että kontaktipinnan muotoilu voi vaihdella.

* · 10 106822

Kuvassa 3 on esitetty eräs tunnetun tekniikan mukainen kontaktipintojen 4a ja 4b järjestely piirilevyllä B, jolloin pinta 4a muodostaa ympyrän muotoisen pinnan ja pinta 4b muodostaa kehämäisen päättymättömän 5 pinnan. Pinta 4b voi olla suoraan yhteydessä piirilevylle sijoitettujen johdinkuvioiden, kuten liuskajohtimen 5b kanssa, esimerkiksi liuskajoh-timen 6b välityksellä. Pinnan 4a yhteys johdinkuvioihin, esimerkiksi liuskajohtimeen 5a, on järjestettävä piirilevyn B alemmalle pinnalle tai monikerrospiirilevyn levykerroksien väliin muodostetun liuskajohtimen 10 6a, joka on merkitty pisteviivalla, ja läpivientien välityksellä. Johdin 6a voidaan muodostaa myös piirilevyn B ylemmälle pinnalle, mutta tällöin johtimen 6a ja pinnan 4b väliin on muodostettava erillinen eriste.

Kuvassa 4 on esitetty eräs vaihtoehtoinen tapa muodostaa kontakti-15 pinta 4b, jolloin siihen on muodostettu yksi epäjatkuvuuskohta Da, joka katkaisee pinnan 4b kehämäisen muodon, ja jonka kautta pinta 4a ja johdin 5a voidaan yhdistää piirilevyn ylemmälle pinnalle muodostetulla johtimella 6a. Tällöin pinnat 4a, 4b ja johtimet 5a, 5b, 6a, 6b voivat sijaita samalla tasolla. Johtimen 6a päälle epäjatkuvuuskohtaan Da, joka 20 on merkitty katkoviivalla, on sopivimmin muodostettu eristekerros kuvan 2 mukaisen kontaktijousen 3b ja johtimen 6a välisen sähköisen kontaktin estämiseksi. Tunnetun tekniikan mukaisesti muunnin T on kuitenkin aina asetettava sellaiseen asentoon, että kontaktijousi 3b asettuu pinnalle 4b eikä kohtaan Da.

·:··! 25

Kuvassa 3 on esitetty periaatteellisena kuviona myös jousien 3a ja 3b

• I

.···. (ilman muunninta T) sijainti kuvan 2 mukaisen muuntimen T eräässä : asennossa. Nähdään, että muuntimen T kiertymisasento akselin Y ym- .··/. päri voi vaihdella, mutta jousi 3b säilyttää kontaktin pintaan 4b. Pinnan • · < 30 4a laajuus aiheuttaa myös sen, että jousta 3a ei tarvitse sijoittaa täsmälleen akselille Y. Kuvassa 4 on esitetty periaatteellisena kuviona jousen 3a ja 3b (ilman muunninta T) sijainti kuvan 2 mukaisen muuntimen : T eräässä asennossa. Nähdään, että eräässä muuntimen T kierty- misasennossa jousi 3b voi sijaita epäjatkuvuuden Da kohdalla, jolloin ei .' i': 35 muodostu sähköistä kontaktia pinnan 4b ja muuntimen T välille.

\\\ Kuvassa 4 on esitetty myös keksinnön mukaisen järjestelyn kontakti- : jousi 3c, joka on yhdessä kontaktijousien 3a ja 3b kanssa sovitettu « ♦ · • · 11 106822 keksinnön mukaiseen muuntimeen T, joka on esitetty kuvassa 5. Kon-taktijousen 3c toiminta vastaa jousen 3b toimintaa, mutta se on sijoitettu siten, että kontaktia 2b vastaava kontakti 2c pintaan 4b syntyykin nyt samanaikaisesti tai vaihtoehtoisesti jousen 3c avulla. Jouset 3b ja 3c on 5 sijoitettu toisiinsa nähden sopivimmin kiinteään asentoon siten, että aina ainakin toinen on kosketuksessa pintaan 4b muuntimen T eri kier-tymisasennoissa. Akselin Y kulkiessa pinnan 4a keskikohdan kautta jousien 3b ja 3c välinen sektorikulma on sopivimmin suurempi kuin se sektorikulma, jonka kohta Da kattaa. Jouset 3b ja 3c voivat siis mak-10 simissaan sijaita jousen 3a vastakkaisilla puolilla. Kohdan Da ollessa hyvin kapea voidaan jousen 3a korvaamiseksi muodostaa jouseen 3b myös kaksi kontaktikohtaa kontaktin muodostamiseksi, joiden kohtien välinen etäisyys on suurempi kuin kohdan Da leveys kehän suunnassa, joten jousessa 3b muodostuu aina ainakin yksi kontaktia 2b vastaava 15 kontakti pintaan 4b. Jouset 3b ja 3c ovat edullisesti sähköisessä yhteydessä toisiinsa esimerkiksi muuntimen T sisäisen rakenteen välityksellä. Selvää on, että muuntimessa T voi olla myös useita kiinnityskohtia kontaktijousta 3b ja/tai kontaktijousta 3b varten, jolloin etuna on se, että jousien välinen asema on säädettävissä, mikäli kehämäisen kon-20 taktipinnan 4b kattama sektorikulma vaihtelee eri laitteissa.

Kuvassa 5 on esitetty altapäin katsottuna keksinnön mukainen järjestely komponentissa, kuten sähköakustisessa muuntimessa T, jolloin sen oleellisesti symmetria-akselille on sijoitettu yksi kontaktijousi 3a ja 25 ympyrämäiselle kehälle C, vastakkaisille puolille on sijoitettu kontakti-:V: jouset 3b ja 3c. Kontaktijousien 3b ja 3c välinen sektorikulma S on ku- van 5 mukaisessa suoritusmuodossa noin 180 deg. Selvää on, että jouset 3a, 3b ja 3c voidaan vastaavalla tavalla sijoittaa myös piirilevylle, • · jolloin muuntimeen T onkin muodostettu esimerkiksi kuvan 4 mukaiset 30 kontaktipinnat 4a ja 4b kontakteja 2a ja 2b varten, jotka kontaktit muo- • · · dostuvat pinnan ja kontaktijousen väliseen kosketuskohtaan. Selvää li- ... säksi on, että muuntimeen T voidaan keksinnön mukaisesti järjestää • # * kuvan 6 jouset 3b ja 3c sekä jouset 3d ja 3e, mikäli piirilevyllä B on " f r käytössä vain kehämäiset, aukkokohdilla varustetut kontaktipinnat 4b ja 35 4c. Tällöin kontaktipinta 4b voi olla myös jatkuva ilman epäjatkuvuus- kohtaa Da, mikäli pinnan 4b sisäpuolelle ei ole muodostettu kontaktipin-taa 4a.

• · · « I i « • · • · · 12 106822

Kuvassa 6 on esitetty vielä eräs vaihtoehto kontaktipintojen muodostamiseksi, jolloin kontaktipinnan 4b ympärille on muodostettu kehämäinen, epäjatkuvuuskohdan Db käsittävä kontaktipinta 4c kontaktia varten. Pintojen 4a, 4b ja 4c avulla voidaan nyt siirtää kolme erillistä säh-5 köistä signaalia muuntimen T ja piirilevyn B välillä. Pinta 4c voi olla suoraan yhteydessä liuskajohtimeen 5c, esimerkiksi piirilevyn B ylemmälle pinnalle muodostetun liuskajohtimen 6c välityksellä. Koska eri kontakti-jouset voivat muuntimen T eri asennoissa sijoittua myös kohtiin Da ja Db, niin näihin kohtiin on muodostettava eristyskerros tai eristävä pääl-10 lyste johtimien 6b ja 6c päälle. Keksinnön mukaisesti muuntimeen T on nyt sijoitettu kontaktijouset 3d ja 3e kontaktin varmistamiseksi muuntimen T eri asennoissa. Jousien 3d ja 3e keskinäinen asemointi noudattaa jousien 3b ja 3c yhteydessä esitettyjä periaatteita. Kontaktijousen 3d ja kontaktipinnan 4c väliin muodostuu mekaaninen kosketus eli 15 kontakti 2d sekä kontaktijousen 3e ja kontaktipinnan 4c väliin muodostuu kontakti 2e. Kutakin kehämäistä kontaktipintaa varten on järjestettävä ainakin kolme kontaktijousta sopivimmin tasavälein, mikäli pinta kattaa alle puolet mutta yli kolmanneksen täydestä kehästä. Saman periaatteen mukaisesti kutakin kehämäistä pintaa varten on järjestet-20 tävä ainakin neljä kontaktijousta, mikäli pinta kattaa alle kolmanneksen mutta yli neljänneksen täydestä kehästä.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintö ei rajoitu vain edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan voi vaihdella patenttivaatimuksien puit-25 teissä. Esitetty komponentti voi sähköakustisen muuntimen lisäksi olla :Y: muukin eri kiertoasentoihin aseteltavissa oleva elektroninen kompo- nentti, joka kytketään sähköisen kontaktin avulla piirilevylle. Edellä esi- • · · tetty elektroniikkalaite voi olla langattoman viestimen lisäksi muukin .·:·1. laite, kuten tietokone, kannettava tietojenkäsittelylaite tai esimerkiksi • · · 30 tietojenkäsittelylaitteen ja puhelinlaitteen yhdistelmä. Mainittu elektro- • · · niikkalaite voi myös muodostaa jonkin toisen laitteen toimivan osakokonaisuuden. Edullisesti mainittu langaton viestin on solukkoverkkoon • 1 · perustuvassa järjestelmässä toimiva matkapuhelin, joka voi olla yhtey-v : dessä tiedonsiirtoverkkoon, kuten GSM-verkkoon (Global System for 35 Mobile Communication).

I I I 2 « » · 2 · «

Claims (12)

106822 Pate ntti vaati m u kset:

1. Järjestely elektroniikkalaitteessa komponentin (T) kytkemiseksi säh-5 köisesti piirilevyyn (B) kontaktijousen (3b) ja kontaktipinnan (4b) välisen kontaktin (2b) avulla, tunnettu siitä, että järjestely käsittää mainitun komponentin (T) eri kiertoasentoja varten ainakin yhden vaihtoehtoisen, kontaktijousen (3b, 3c) ja mainitun kontaktipinnan (4b) välisen kontaktin (2c). 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että se käsittää ainakin kaksi erillistä kontaktijousta (3b, 3c), jotka on järjestetty siten, että samanaikaisesti ainakin yksi mainituista kontaktijousista (3b, 3c) muodostaa kontaktin (2b, 2c) mainitun kontaktipinnan (4b) kanssa 15 mainitun komponentin (T) eri asennoissa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainitut kontaktijouset (3b, 3c) on sovitettu mainittuun komponenttiin (T) ja mainittu kontaktipinta (4b) on muodostettu mainitulle piirilevylle 20 (B), kuten taipuisalle piirilevylle.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1—3 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainittu kontaktipinta (4b) on muodostettu johtavaksi, kehämäiseksi ja ainakin yhden johtamattoman epäjatkuvuuskohdan (Da) ‘:: 25 käsittäväksi pinnaksi. * « 4 4 <

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1—4 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainitun, ensimmäisen kehämäisen kontaktipinnan (4b) ym- • · pärille on muodostettu toinen kehämäinen kontaktipinta (4c) mainitun 30 komponentin (T) kytkemiseksi sähköisesti piirilevyyn (B) kontaktijousen • « · (3d, 3e) ja mainitun toisen kontaktipinnan (4c) välisen kontaktin (2d, 2e) avulla.

• » · • · · ··· ’·[ ’ 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1—5 mukainen järjestely, tunnettu 35 siitä, että mainittuun komponenttiin (T) on oleellisen keskeisesti sijoi-tettu ainakin yksi kontaktijousi (3a), ja että mainittuun komponenttiin (T) on kehämäisesti sijoitettu ainakin kaksi kontaktijousta (3b, 3c). • · · • · » 1 « • · « « w » 106822

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1—6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainittu komponentti (T) on mikrofoni, kuuloke, summeri, kaiutin, hohtodiodi tai kytkin.

8. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainitut kontaktijouset (3b, 3c) on sovitettu mainitulle piirilevylle (B) ja mainittu kontaktipinta (4b) on muodostettu mainittuun komponenttiin (T).

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että ai nakin kaksi kontaktia (2b, 2c) on järjestetty samaan kontaktijouseen (3b).

10. Sähköakustinen muunnin, joka käsittää oleellisen keskeisesti sijoi-15 tetun ensimmäisen kontaktijousen (3a), joka on järjestetty mainitun muuntimen (T) kytkemiseksi sähköisesti piirilevyn (B) ensimmäiseen kontaktipintaan (4a), ja ulommaksi sijoitetun toisen kontaktijousen (3b), joka on järjestetty mainitun muuntimen (T) kytkemiseksi sähköisesti piirilevyn (B) toiseen kontaktipintaan (4a), tunnettu siitä, että mainit-20 tuun muuntimeen on toisen kontaktijousen (3b) kanssa kehämäisesti sijoitettu ainakin yksi, toiselle kontaktijouselle (3b) vaihtoehtoinen kon-taktijousi (3b, 3c), joka on myös järjestetty mainitun muuntimen (T) kytkemiseksi sähköisesti piirilevyn (B) toiseen kontaktipintaan (4b).

11. Elektroniikkalaite, kuten langaton viestin, joka käsittää järjestelyn :V: komponentin (T) kytkemiseksi sähköisesti piirilevyyn (B) kontaktijousen (3b) ja kontaktipinnan (4b) välisen kontaktin (2b) avulla, tunnettu siitä, että järjestely käsittää mainitun komponentin (T) eri kiertoasentoja var- • · ten ainakin yhden vaihtoehtoisen, kontaktijousen (3b, 3c) ja mainitun 30 kontaktipinnan (4b) välisen kontaktin (2c).

• · » ... 12. Menetelmä elektroniikkalaitteessa komponentin (T) sähköisessä kytkennässä piirilevyyn (B) kontaktijousen (3b) ja kontaktipinnan (4b) ' välisen kontaktin (2b) avulla, tunnettu siitä, että mainitun komponen- : T: 35 tin (T) eri kiertoasentoja varten järjestetään ainakin yksi vaihtoehtoinen, kontaktijousen (3b, 3c) ja mainitun kontaktipinnan (4b) välinen kontakti li; (2c). « « · • « « • · 106822