[发明专利]用于在挠性电缆上安装电气元件的组合件

说明书

本发明的背景

该发明涉及挠性电路(flexible circuit)，尤其是涉及用在挠性电缆上安装电气元件的组合件(assemblies)。

多芯挠性电缆(Multi-conducfor flexible cables)由多条平行排列的导线组成，导线之间由绝缘层分开。这种电缆通常用来在由电缆连接的电气设备之间传递信号。这种电缆可以是挠性电路电缆，其中导线常铺设在绝缘层上。这种电缆在美国专利5,435,732号，5,261,155号和5,170,931号中有所描述，它们都已转让给了国际商用机器公司(IBM公司)。这种电缆通常称为弯曲电缆(flex cables)。多芯挠性电缆也可以由分离的但靠近的分散导线组成，这种导线通常呈圆形，周围由绝缘层包裹。通常称这种电缆为扁平带状电缆。

多芯挠性电缆通常由插头和插座与电气设备连接。挠性电缆中的每一条导体(conducter)或导线都与电缆一端插头的一个针脚连接。并且将插头插入电气设备或电缆一端的插座内。例如，微电脑的各部件通常由扁平带状电缆连接，这种扁平带状电缆中的电绝缘导线侧向排列，平行贯穿整个电缆。导线的直径大小要使扁平带状电缆相对易弯，这样电缆才可以在死角或小空间内使用。这类死角或小空间常在装由微机的家庭和办公室中遇到。在典型的常规扁平带状电缆中，导线的中心距为0.1或0.05英寸。

将有源或无源电气元件直接安装在挠性电缆上有时是较为有利的。如滤波电容就是常用电气元件的一个实例。在该实例中，滤波电容与电缆中一个或多个导线连接，用以降低电缆传载信号的电噪音。另一个安装于连接电缆上的电气元件实例为终端电阻(termination resistor)。通常采用表面安装技术(SMT)将电气元件直接安装于电缆的中段，并由此将电气元件的一个引线与电缆导线之一连接，使电气元件处于电缆的顶面或底面，这种元件连接包括通常所指的挠性电路。

遗憾的是，挠性电路的电气元件在电缆铺设过程中会遭到损伤。如在连接或拆卸电气装置的过程中移动电缆会使电气元件的引线受到力矩。也就是说，当电缆沿墙角或穿过某一空间铺设时，电气元件的引线会在与电缆的连接处发生多次弯曲，因此使引线强度变弱。最后，元件的引线会断裂，导致电路故障。电气元件会从电缆上完全脱落。电气元件的结构也会在电缆铺设过程中遭到损伤。如电阻和电容会发生劈裂，从而改变其额定值，同样也会发生电路故障。

从上面的讨论可以明显地看出，需要有一种电缆组合件(assembly)，使电气元件安装在多芯挠性电路上，并且使连接处和元件遭受损伤的风险降到最低，这样才能保证挠性电路的有效使用。本发明就满足了这一要求。

本发明的技术方案如下：

一种用于在挠性电缆上安装电气元件的组合件，它包括：

一种多芯挠性电缆，这种电缆有多条导线和绝缘层；和

一个安装于挠性电缆表面上的加固件，这种加固件的长度和宽度使得至少一个尺寸小于挠性电缆的相应尺寸，它在其范围内确定了一个闭合电缆区域，其中局部刚性被增强，该区域防止电缆挠曲，且足够大，允许一个或多个电气元件在该闭合区域内的一个位置上与至少一条导线相连。

根据本发明，将一个加固件(reinforcer)安装在多芯挠性电缆的前侧或后侧，从而在电缆上形成一个无应力区，并在其中安装电路的电气元件。由于元件的引线在电缆铺设时不受力矩，故引线的强度不会变弱，电气元件也不会损坏。加固件包括一个基本上扁平的肋或圈，可用多种方法将其连接在电缆上。这些方法包括粘附，焊接，或者机械固定。平肋或平圈在电缆上确定出一个局部刚性增强的区域。加固件可由任何一种能够形成较硬构件的材料组成，包括扁平或肋状塑料和金属。

从本发明的一个方面看，加固件安装在多芯挠性电缆的一侧，并围出一个电缆区域，该区域足够大，可以安装挠性电路的电气元件。加固件的形状可以是一个开启的圈，半圆或者方型，其宽度大致等同于多芯电缆的宽度，而且加固件可以粘附在或者机械固定在电缆上。加固件所围限区域内的挠性电缆保持平直，无应力，这一点即使在电缆铺设过程中也是如此。因此，安装在这一围限区域内的任何元件都不会受到来自电缆的弯矩。为了进一步保护电路，可以将元件安装在与加固件同侧而且刚度增强的区域内，然后用密封材料包裹，如用环氧树脂包裹。密封层保护了元件，使之免受磨损和环境波动的影响。