EP0789427B1 - Leiterplattenverbinder - Google Patents

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EP0789427B1
EP0789427B1 EP97101361A EP97101361A EP0789427B1 EP 0789427 B1 EP0789427 B1 EP 0789427B1 EP 97101361 A EP97101361 A EP 97101361A EP 97101361 A EP97101361 A EP 97101361A EP 0789427 B1 EP0789427 B1 EP 0789427B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact elements
connector
circuit board
channels
printed circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97101361A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0789427A2 (de
EP0789427A3 (de
Inventor
Jaques Longueville
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TE Connectivity Solutions GmbH
Original Assignee
Tyco Electronics Logistics AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tyco Electronics Logistics AG filed Critical Tyco Electronics Logistics AG
Publication of EP0789427A2 publication Critical patent/EP0789427A2/de
Publication of EP0789427A3 publication Critical patent/EP0789427A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0789427B1 publication Critical patent/EP0789427B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/71—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
    • H01R12/712—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures co-operating with the surface of the printed circuit or with a coupling device exclusively provided on the surface of the printed circuit
    • H01R12/714—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures co-operating with the surface of the printed circuit or with a coupling device exclusively provided on the surface of the printed circuit with contacts abutting directly the printed circuit; Button contacts therefore provided on the printed circuit

Definitions

  • the present invention relates to a circuit board connector according to the preamble of claim 1.
  • circuit board connectors are in a large variety known, e.g. from "Fine Pitch Parallel Board Connector", IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 34, No. 7B, Dec. 1, 1991 (1991-12-01), p.p. 154-156 XP 000282535.
  • the present invention is therefore based on the object a circuit board connector according to the preamble of the claim 1 in such a way that it also at multi-pole design and / or training to achieve of particularly high contact forces small and / or with high Contact element density can be produced.
  • EP-A-571 879 is a connector with contact elements for electrical According to contacts of at least two electrical parts
  • the preamble of claim 1 is known, in which the contacts to be connected Parts are designed as contact sockets, the opposite ones Ends of pin contacts inside two individual parts of the connector are connected in pairs by elastic spacers. By relative shift the contact pins can be removed from the two connector parts extend and retract the two outer surfaces of the connector parts.
  • PCB connector was created, which also with multi-pole design and / or with training small to achieve particularly high contact forces and / or can be produced with a high contact element density.
  • circuit board connector which is a circuit board connector according to an embodiment of the present invention is in the figure 1 with the reference numeral 10. He is in the 1 shown connecting position between two parallel Printed circuit boards 1 and 2 arranged (clamped) and is held in this position by means of screws 3 and 4. Between the circuit board connector 10 and the first (according to 1) is a first contact strip element 5 provided, and between the circuit board connector 10 and the second (according to FIG 1 lower) circuit board 2, a second contact strip element 6 is provided.
  • the housing of the circuit board connector 10 consists of a Lower part 11 and two upper parts 12 and 13 (see Figure 1).
  • the housing or the components forming the housing are electrically conductive, i.e. preferably made of metal or metal-containing material.
  • the channels have one as in the figure 1 shown arcuate course. In the in the Figure 1 shown connection position, the channels run in essentially continuously from the surface of the first circuit board 1 to the surface of the second circuit board 2.
  • each channel 14 is spaced from the Channel walls an elongated contact element 15, through which one each on the surface of the first circuit board 1 intended contact spot (surface contact) with one provided on the surface of the second circuit board 2 Contact patch (surface contact) electrically connectable is.
  • the contact elements 15 are at least on their Ends are elastically bendable.
  • connection position As long as the PCB connector is not in the in the Figure 1 is shown connection position, protrude outer ends of the contact elements on both sides of the channels 14 out of these.
  • end sections of the contact elements When introduced into the in FIG shown connection position of the circuit board connector the end sections of the contact elements along with pinching the circuit board connector between the first and the second electrical circuit board in the respective channels pushed back.
  • the end sections of the contact elements practice in the connection position of the PCB connector a pressure force on the contact pads to be contacted on the surfaces of the circuit board and thereby ensure for high contact forces, i.e. for a firm and reliable PCB connection, from PCB surface to PCB surface.
  • the electrical connection of the circuit boards only via surface contacts helps, since none or at least no significant overlap of the electrical connection effecting elements in the direction of current flow takes place, reflections to reduce at the junctions and enables thereby a considerable limitation of signal distortion; it also enables a simpler and more stable structure the circuit boards in the connection area (no connection holes for pressing an electrical connector into the circuit board).
  • the contact elements 15 are approximately in the middle between the channel ends (on the border between the lower part 11 and the upper parts 12 and 13 of the housing of the circuit board connector each held by a holding element 16.
  • the Holding elements 16 are with the respective contact elements 15 firmly connected.
  • the holding elements 16 have dimensions that exceed the internal dimensions of the respective channels 14. You will find corresponding recesses between the lower part 11 and the upper parts 12, 13 of the housing of the circuit board connector used so that in the composite State of the PCB connector immovable associated with this.
  • the holding elements 16 have (partly in cooperation with the contact elements 15) held by these have several functions: Firstly, they are intended to prevent the contact elements 15 in contact with the electrically conductive channel walls come. They are also intended to prevent the contact elements are slidable along the respective channels. Ultimately, they should also have a defined movement of the Contact elements within the channels (e.g. a movement parallel to a channel wall determining the impedance, in particular when inserting the PCB connector into it Connection position) and other movements e.g. by a corresponding cross-sectional design or the like especially exclude the contact elements.
  • a defined movement of the Contact elements within the channels e.g. a movement parallel to a channel wall determining the impedance, in particular when inserting the PCB connector into it Connection position
  • other movements e.g. by a corresponding cross-sectional design or the like especially exclude the contact elements.
  • the contact elements 15 are relative to the holding elements 16 essentially at least in the immediate vicinity of the same arranged symmetrically or arranged such that the through which or via the contact elements 15 on the holding elements 16th applied forces with respect to the holding elements at least in in the immediate vicinity of it a substantially symmetrical one Have course. This makes it possible for the or via the contact elements 15 onto the holding elements 16 exerted forces at least one another in the region of the holding elements 16 partially cancel.
  • the holding elements 16 themselves, that PCB connector housing, the connection between the Holding elements and the contact elements as well as in particular the anchoring of the holding elements in the circuit board connector housing can easily make a relatively small Have stability and accordingly designed small become.
  • the circuit board connector according to the invention can therefore (with the contact elements or Rows of contact elements and if necessary with nesting the same) can be made relatively small and / or a very small one have high contact density.
  • contact strip elements 5, 6 provided between the circuit board connector and the electrical circuit boards. These contact strip elements are electrically conductive and are used to an electrical connection between the ground contacts of the to manufacture interconnectable circuit boards.
  • ground contacts To connect the ground contacts are in the present embodiment however, no separate contact elements 15 are provided.
  • the electrical connection between the ground contacts the respective electrical circuit boards are rather made by otherwise making a continuous electrical Connection path, namely a connection path, of the ground contacts of the first circuit board 1 via the assigned first (electrically conductive) contact strip element 5, the (electrically conductive) housing of the circuit board connector, and that of the second electrical circuit board 2 assigned second (electrically conductive) contact strip element 6 to the ground contacts of the second electrical circuit board 2 runs.
  • Such a ground connection has various advantages. On the one hand, this can reduce the number of PCB connectors provided contact elements 15 may be entirely be significantly reduced, and on the other hand has the grounding the housing of the PCB connector the positive Effect that those running completely within the channels 14 Contact elements 15 over their entire length perfectly are shielded from each other and the danger of cross-talk or other mutual influences a minimum is reduced.
  • FIG. 2B Two of the possible embodiments of such contact strip elements are shown in Figures 2A and 2B; to Illustration of the operation of such contact strip elements 2C is the contact strip element shown in FIG. 2B in one between two electrically with each other clamped state shown to be connected surfaces.
  • the contact strip elements 5, 6 mentioned are components one that can accommodate the PCB connector two-part mounting frame; more specifically, the first one Contact strip element a top of a half-shell-shaped first mounting frame half and the second contact strip element forms an underside of a half-shell second mounting frame half.
  • the respective contact strip elements also have side elements of the mounting frame halves forming extensions, but no longer have a structure as shown in Figures 2A and 2B must, but can be structured in any other way.
  • the multi-part design of the PCB connector housing is used for easy assembly of the connector: For this, first in the lower part 11 of the circuit board connector housing, more specifically in the In this section, channel parts provided the contact elements 15 inserted with the holding elements 16 attached thereto, in such a way that the holding elements 16 in corresponding Recesses on the top of the lower part 11 of the circuit board connector housing come to rest. After loading all channels 14 with contact elements 15 are on the lower part the two upper parts 12, 13 of the circuit board connector housing put on, these parts are initially only loosely on top of each other.
  • the top parts are placed on the bottom part by an inclined touchdown movement. More specifically said the upper part 12 on the left as shown in the figure put on by moving from top right to bottom left, and the one on the right as shown in the figure Upper part 13 is moved by moving from the top left to on the bottom right.
  • the extent of the oblique movement is aimed depending on the shape of the contact elements.
  • the postponement the tops over the as shown in the figure
  • the upper half of the contact elements is ideally such that the contact elements not the channel walls at all or if necessary touch only slightly, i.e. essentially parallel to the course of the contact elements in the area to be covered Area. In this way, damage to the Channel walls and / or the contact elements as far as possible during assembly avoid.
  • the lower part has one as shown in the figure Elevation with two opposite slopes, along which the upper parts when placed on the lower part are feasible (can slide down).
  • the in the Figure clearly recognizable slants have a course, which is essentially parallel to the course of that assigned by the Upper part of each contact element sections to be covered runs.
  • the slopes do not have to be as in the figure shown are straight, but can (preferably based on the shape of the contact elements) any other (e.g. step-like or curved) shape.
  • connection is made by fasteners such as Screws 3, 4, of which as shown in the figure 1 several are arranged one behind the other come alternately from above and from below.
  • circuit board connector may also be desirable to use the circuit board connector and so design or select the fasteners or to determine the use of these elements in such a way that the connection between the circuit board connector and the first circuit board and the connection between the circuit board connector and the second circuit board at the same time and to the same extent. This leaves the mentioned force compensation already when inserting the PCB connector in its connecting position and even when the PCB connector is removed from this position realize.
  • circuit board connector for the transmission of asymmetrical signals (one inner conductor and one common outer conductor).
  • the circuit board connector described is - if necessary through appropriate modification - also for transmission of symmetrical signals can be used (two inner conductors).
  • the channels 14 are to form the contact elements 15 and the holding elements 16 in such a way that when inserting the circuit board connector in its connection position and / or when loosening the same elastic movement of the contact elements 15 within the channels 14 are only possible in directions, which (such as a movement parallel to one impedance determining wall) no change in impedance value Consequence.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leiterplattenverbinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Leiterplattenverbinder sind in einer großen Vielzahl bekannt, z.B. aus "Fine Pitch Parallel Board Connector", IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 34, No. 7B, Dec. 1, 1991 (1991-12-01), p.p. 154-156 XP 000282535.
Die fortschreitende Komplexität der zu verbindenden Leiterplatten macht den Einsatz von immer hochpoligeren Leiterplattenverbindern erforderlich. Darüber hinaus steigen auch die Anforderungen an die Qualität, d.h. unter anderem auch an die Festigkeit und Zuverlässigkeit der durch die Leiterplattenverbinder herstellbaren elektrischen Verbindungen (hohe Kontaktkräfte) .
Während des Inkontaktbringens von Leiterplattenverbindern, die den genannten Erfordernissen gerecht werden, mit den miteinander zu verbindenden Leiterplatten und in der Verbindungsstellung derselben wird auf die die Kontaktelemente in ihrer bestimmungsgemäßen Position innerhalb des Leiterplattenverbinders haltenden Haltevorrichtungen, das Leiterplattenverbindergehäuse und die Verbindungen zwischen den Haltevorrichtungen und den Kontaktelementen sowie zwischen den Haltevorrichtungen und dem Leiterplattenverbindergehäuse eine nicht unerhebliche Kraft ausgeübt, die eine entsprechend stabile Ausbildung dieser Elemente erfordert.
Eine besonders stabile Ausbildung der genannten Elemente hat jedoch eine Größenzunahme derselben zur Folge und steht damit dem weiteren Wunsch entgegen, die Leiterplattenverbinder möglichst klein zu halten bzw. mit einer möglichst hohen Kontaktelementdichte herstellen zu können.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Leiterplattenverbinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß dieser auch bei hochpoliger Ausführung und/oder bei Ausbildung zur Erzielung von besonders hohen Kontaktkräften klein und/oder mit hoher Kontaktelementdichte herstellbar ist.
Aus der EP-A-571 879 ist ein Verbinder mit Kontaktelementen zum elektrischen Verbindern von Kontakten von zumindest zwei elektrischen Teilen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei dem die Kontakte der zu verbindenden Teile als Kontaktbuchsen ausgebildet sind, wobei die einander abgewandten Enden von Stiftkontakten im Inneren zweier Einzelteile des Verbinders paarweise durch elastische Zwischenstücke verbunden sind. Durch Relativverschiebung der beiden Verbinder-Einzelteile lassen sich die Kontaktstifte aus den beiden Außenflächen der Verbinder-Einzelteile ausfahren und zurückziehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 beanspruchten Merkmale gelöst.
Das Vorsehen einer teilweisen Aufhebung der Kräfte an den Haltevorrichtungen (beispielsweise durch eine zumindest teilweise symmetrische Ausbildung der Kontaktelemente bezüglich der Haltevorrichtungen) hat unmittelbar zur Folge, daß die resultierenden Kräfte im Bereich der Haltevorrichtungen erheblich niedriger sind, so daß die Stabilität und damit auch die Größe der Haltevorrichtungen, des Leiterplattenverbindergehäuses und der Verbindungen zwischen den Haltevorrichtungen und den Kontaktelementen sowie zwischen den Haltevorrichtungen und dem Leiterplattenverbindergehäuse deutlich reduzierbar sind.
Es wurde damit also ein Leiterplattenverbinder geschaffen, der auch bei hochpoliger Ausführung und/oder bei Ausbildung zur Erzielung von besonders hohen Kontaktkräften klein und/oder mit hoher Kontaktelementdichte herstellbar ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1
eine Schnittansicht eines zwei Leiterplatten verbindenden Leiterplattenverbinders gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2A
ein Ausführungsbeispiel eines Kontaktstreifenelements im nicht kontaktierten Zustand,
Figur 2B
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kontaktstreifenelements im nicht kontaktierten Zustand, und
Figur 2C
das in Figur 2B gezeigte Kontaktstreifenelement in einem zwischen zwei elektrisch zu verbindenden Flächen eingeklemmten Zustand.
Der im folgenden näher beschriebene Leiterplattenverbinder, welcher einen Leiterplattenverbinder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, ist in der Figur 1 mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Er ist in der in der Figur 1 gezeigten Verbindungsstellung zwischen zwei parallelen Leiterplatten 1 und 2 angeordnet (eingeklemmt) und wird mittels Schrauben 3 und 4 in dieser Position gehalten. Zwischen dem Leiterplattenverbinder 10 und der ersten (gemäß der Figur 1 oberen) Leiterplatte 1 ist ein erstes Kontaktstreifenelement 5 vorgesehen, und zwischen dem Leiterplattenverbinder 10 und der zweiten (gemäß der Figur 1 unteren) Leiterplatte 2 ist ein zweites Kontaktstreifenelement 6 vorgesehen.
Das Gehäuse des Leiterplattenverbinders 10 besteht aus einem Unterteil 11 und zwei Oberteilen 12 und 13 (siehe Figur 1). Das Gehäuse bzw. die das Gehäuse bildenden Bestandteile sind elektrisch leitend ausgebildet, d.h. vorzugsweise aus Metall oder Metall enthaltendem Material hergestellt.
Innerhalb des Gehäuses des Leiterplattenverbinders 10 sind Kanäle 14 ausgebildet. Die Kanäle weisen einen wie in der Figur 1 dargestellten bogenförmigen Verlauf auf. In der in der Figur 1 gezeigten Verbindungsstellung verlaufen die Kanäle im wesentlichen durchgehend von der Oberfläche der ersten Leiterplatte 1 zur Oberfläche der zweiten Leiterplatte 2.
Innerhalb eines jeden Kanals 14 verläuft beabstandet von den Kanalwänden ein länglich ausgebildetes Kontaktelement 15, durch welches jeweils ein auf der Oberfläche der ersten Leiterplatte 1 vorgesehener Kontaktfleck (Oberflächenkontakt) mit einem auf der Oberfläche der zweiten Leiterplatte 2 vorgesehenen Kontaktfleck (Oberflächenkontakt) elektrisch verbindbar ist. Die Kontaktelemente 15 sind zumindest an deren Enden elastisch biegbar ausgebildet.
Solange sich der Leiterplattenverbinder nicht in der in der Figur 1 gezeigten Verbindungsstellung befindet, ragen die äußeren Enden der Kontaktelemente zu beiden Seiten der Kanäle 14 aus diesen heraus. Beim Einbringen in die in der Figur 1 gezeigte Verbindungsstellung des Leiterplattenverbinders werden die Endabschnitte der Kontaktelemente einhergehend mit dem Einklemmen des Leiterplattenverbinders zwischen die erste und die zweite elektrische Leiterplatte in die jeweiligen Kanäle zurückgedrückt. Die Endabschnitte der Kontaktelemente üben in der Verbindungsstellung des Leiterplattenverbinders eine Andruckkraft auf die zu kontaktierenden Kontaktflecken auf den Oberflächen der Leiterplatte aus und sorgen dadurch für hohe Kontaktkräfte, d.h. für eine feste und zuverlässige Leiterplattenverbindung, von Leiterplattenoberfläche zu Leiterplattenoberfläche.
Die elektrische Verbindung der Leiterplatten ausschließlich über Oberflächenkontakte hilft, da keine oder wenigstens keine nennenswerte Überlappung der die elektrische Verbindung bewirkenden Elemente in Stromflußrichtung stattfindet, Reflexionen an den Verbindungsstellen zu reduzieren und ermöglicht dadurch eine erhebliche Einschränkung von Signalverzerrungen; sie ermöglicht ferner einen einfacheren und stabileren Aufbau der Leiterplatten im Anschlußbereich (keine Anschlußlöcher zum Einpressen eines elektrischen Verbinders in die Leiterplatte).
In der Verbindungsstellung des Leiterplattenverbinders sind die Kontaktelemente 15 im wesentlichen über deren gesamte Länge von den Wänden der Kanäle 14 vollständig umgeben.
Die Kontaktelemente 15 werden ungefähr in der Mitte zwischen den Kanalenden (an der Grenze zwischen dem Unterteil 11 und den Oberteilen 12 und 13 des Gehäuses des Leiterplattenverbinders jeweils durch ein Halteelement 16 gehalten. Die Halteelemente 16 sind mit den jeweiligen Kontaktelementen 15 fest verbunden. Die Halteelemente 16 haben Abmessungen, die die Innenabmessungen der jeweiligen Kanäle 14 überschreiten. Sie werden in entsprechende Aussparungen zwischen dem Unterteil 11 und den Oberteilen 12, 13 des Gehäuses des Leiterplattenverbinders derart eingesetzt daß sie im zusammengesetzten Zustand des Leiterplattenverbinders unverrückbar mit diesem verbunden sind.
Die Halteelemente 16 haben (teilweise im Zusammenwirken mit den durch diese gehaltenen Kontaktelementen 15) mehrere Funktionen: Zum einen sollen sie verhindern, daß die Kontaktelemente 15 mit den elektrisch leitenden Kanalwänden in Berührung kommen. Ferner sollen sie verhindern, daß die Kontaktelemente längs der jeweiligen Kanäle verschiebbar sind. Schließlich sollen sie aber auch eine definierte Bewegung der Kontaktelemente innerhalb der Kanäle (z.B. eine Bewegung parallel zu einer die Impedanz bestimmenden Kanalwand, insbesondere beim Einbringen des Leiterplattenverbinders in dessen Verbindungsstellung) ermöglichen und andere Bewegungen z.B. durch eine entsprechende Querschnittsgestaltung oder dergleichen vor allem der Kontaktelemente ausschließen.
Die Kontaktelemente 15 sind bezüglich der Halteelemente 16 zumindest in unmittelbarer Umgebung derselben im wesentlichen symmetrisch angeordnet bzw. derart angeordnet, daß die durch die oder über die Kontaktelemente 15 auf die Halteelemente 16 ausgeübten Kräfte bezüglich der Halteelemente zumindest in unmittelbarer Umgebung derselben einen im wesentlichen symmetrischen Verlauf haben. Dadurch ist es möglich, daß durch die oder über die Kontaktelemente 15 auf die Halteelemente 16 ausgeübte Kräfte einander im Bereich der Halteelemente 16 zumindest teilweise aufheben. Die Halteelemente 16 selbst, das Leiterplattenverbindergehäuse, die Verbindung zwischen den Halteelementen und den Kontaktelementen sowie insbesondere die Verankerung der Halteelemente im Leiterplattenverbindergehäuse können dadurch problemlos eine nur relativ geringe Stabilität aufweisen und dementsprechend klein ausgebildet werden. Der erfindungsgemäße Leiterplattenverbinder kann daher (unter dichter Aneinanderreihung der Kontaktelemente bzw. Kontaktelementreihen und gegebenenfalls unter Verschachtelung derselben) relativ klein ausgebildet sein und/oder eine sehr hohe Kontaktdichte aufweisen.
Zwischen dem Leiterplattenverbinder und den elektrischen Leiterplatten sind, wie vorstehend bereits erwähnt, Kontaktstreifenelemente 5, 6 vorgesehen. Diese Kontaktstreifenelemente sind elektrisch leitend ausgebildet und dienen dazu, eine elektrische Verbindung zwischen den Massekontakten der miteinander zu verbindenden Leiterplatten herzustellen.
Zur Verbindung der Massekontakte sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel jedoch keine separaten Kontaktelemente 15 vorgesehen. Die elektrische Verbindung zwischen den Massekontakten der jeweiligen elektrischen Leiterplatten erfolgt vielmehr durch anderweitiges Herstellen eines durchgehenden elektrischen Verbindungspfades, nämlich eines Verbindungspfades, der von den Massekontakten der ersten Leiterplatte 1 über das zugeordnete erste (elektrisch leitende) Kontaktstreifenelement 5, das (elektrisch leitende) Gehäuse des Leiterplattenverbinders, und das der zweiten elektrischen Leiterplatte 2 zugeordnete zweite (elektrisch leitende) Kontaktstreifenelement 6 zu den Massekontakten der zweiten elektrischen Leiterplatte 2 verläuft.
Eine derartige Masseverbindung hat verschiedenerlei Vorteile. Einerseits kann dadurch die Anzahl der im Leiterplattenverbinder vorzusehenden Kontaktelemente 15 unter Umständen ganz erheblich reduziert werden, und andererseits hat die Erdung des Gehäuses des Leiterplattenverbinders den positiven Effekt, daß die vollständig innerhalb der Kanäle 14 verlaufenden Kontaktelemente 15 über deren gesamte Länge perfekt gegeneinander abgeschirmt sind und die Gefahr des Nebensprechens oder anderweitiger gegenseitiger Beeinflussungen auf ein Minimum reduziert ist.
Um eine perfekte Kontaktgabe zwischen den Massekontakten der Leiterplatten und dem Gehäuse des Leiterplattenverbinders gewährleisten zu können, weisen die Kontaktstreifenelemente 5, 6 federnde Kontaktlamellen nach oben und nach unten auf; an den Stellen, wo Kontaktflecken der Leiterplatten mit den Kontaktelementen 15 des Leiterplattenverbinders zu verbinden sind, weisen die Kontaktstreifenelemente entsprechende Aussparungen auf. Insbesondere in unmittelbarer Nachbarschaft solcher Aussparungen, d.h. um die Kanalöffnungen herum kann jedoch eine Vielzahl von durch die Kontaktstreifenelemente kontaktierbaren Massekontakten vorgesehen sein.
Zwei der möglichen Ausführungsformen von derartigen Kontaktstreifenelementen sind in den Figuren 2A und 2B gezeigt; zur Veranschaulichung der Wirkungsweise solcher Kontaktstreifenelemente ist in Figur 2C das in der Figur 2B gezeigte Kontaktstreifenelement in einem zwischen zwei elektrisch miteinander zu verbindenden Flächen eingespannten Zustand gezeigt.
Die genannten Kontaktstreifenelemente 5, 6 sind Bestandteile eines den Leiterplattenverbinder in sich aufnehmen könnenden zweiteiligen Montagerahmens; genauer gesagt bildet das erste Kontaktstreifenelement eine Oberseite einer halbschalenförmigen ersten Montagerahmenhälfte und das zweite Kontaktstreifenelement bildet eine Unterseite einer halbschalenförmigen zweiten Montagerahmenhälfte. Die jeweiligen Kontaktstreifenelemente weisen darüber hinaus Seitenelemente des Montagerahmenhälften bildende Fortsätze auf, welche jedoch nicht mehr eine wie in den Figuren 2A und 2B gezeigte Struktur aufweisen müssen, sondern beliebig anders strukturiert sein können.
An den Seitenteilen der jeweiligen Montagerahmenhälften sind Federlappen 7 vorgesehen, die mit entsprechenden Aussparungen im Gehäuse des Leiterplattenverbinders verrasten können, wobei, wie in der Figur 1 gezeigt ist, die gemäß der Darstellung in der Figur 1 untere Montagerahmenhälfte mit den Oberteilen 12, 13 des Leiterplattenverbindergehäuses verrasten kann, und wobei die gemäß der Darstellung in der Figur 1 obere Montagerahmenhälfte mit dem Unterteil 11 des Leiterplattenverbindergehäuses verrasten kann.
Die wie in der Figur 1 gezeigte mehrteilige Ausbildung des Leiterplattenverbindergehäuses dient dem einfachen Zusammenbau des Verbinders: Hierzu werden zunächst in das Unterteil 11 des Leiterplattenverbindergehäuses, genauer gesagt in die in diesem Abschnitt vorgesehenen Kanalteile die Kontaktelemente 15 mit den daran befestigten Halteelementen 16 eingeführt, und zwar so, daß die Halteelemente 16 in entsprechenden Aussparungen an der Oberseite des Unterteils 11 des Leiterplattenverbindergehäuses zu liegen kommen. Nach Bestücken aller Kanäle 14 mit Kontaktelementen 15 werden auf das Unterteil die beiden Oberteile 12, 13 des Leiterplattenverbindergehäuses aufgesetzt, wobei diese Teile zunächst nur lose aufeinanderliegen.
Das Aufsetzen der Oberteile auf das Unterteil erfolgt durch eine schräg verlaufende Aufsetzbewegung. Genauer gesagt wird das gemäß der Darstellung in der Figur linke Oberteil 12 durch eine Bewegung von rechts oben nach links unten aufgesetzt, und das gemäß der Darstellung in der Figur rechte Oberteil 13 wird durch eine Bewegung von links oben nach rechts unten aufgesetzt. Das Ausmaß der Schrägbewegung richtet sich nach der Form der Kontaktelemente. Das Aufschieben der Oberteile über die gemäß der Darstellung in der Figur obere Hälfte der Kontaktelemente erfolgt im Idealfall so, daß die Kontaktelemente die Kanalwände überhaupt nicht oder allenfalls nur geringfügig berühren, also im wesentlichen parallel zum Verlauf der Kontaktelemente im abzudeckenden Bereich. Auf diese Weise lassen sich Beschädigungen der Kanalwände und/oder der Kontaktelemente bei der Montage weitestgehend vermeiden. Positiv wirkt sich hierbei auch aus, daß sowohl sämtliche Kontaktelemente, auf welches das gemäß der Darstellung in der Figur linke Oberteil 12 aufgesetzt ist, als auch sämtliche Kontaktelemente, auf welches das gemäß der Darstellung in der Figur rechte Oberteil 13 aufgesetzt ist, jeweils parallel zueinander verlaufen; die verschiedenen Gruppen angehörenden (durch verschiedene Oberteile abzudeckenden) Kontaktelemente sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht parallel sondern symmetrisch zueinander ausgebildet, um eine symmetrische Kraftverteilung bezüglich der später beschriebenen Verbindung des elektrischen Verbinders mit den zu verbindenden Leiterplatte zu erzielen.
Um die besagte schräge Aufsetzbewegung sicher gewährleisten zu können, weist das Unterteil eine wie in der Figur dargestellte Erhebung mit zwei gegenüberliegenden Schrägen auf, entlang welcher die Oberteile beim Aufsetzen auf das Unterteil führbar sind (nach unten gleiten können). Die in der Figur deutlich erkennbaren Schrägen weisen einen Verlauf auf, der im wesentlichen parallel zum Verlauf der durch das zugeordnete Oberteil jeweils abzudeckenden Kontaktelementabschnitte verläuft. Die Schrägen müssen jedoch nicht wie in der Figur dargestellt gerade verlaufen, sondern können (vorzugsweise in enger Anlehnung an die Form der Kontaktelemente) auch jede beliebige andere (beispielsweise stufenartige oder gekrümmte) Form aufweisen.
Um eine noch genauer definierte Führung der Oberteile an den Führungsschrägen des Unterteils und damit eine noch perfektere Führung der Kontaktelemente innerhalb der Kanäle beim Aufsetzen der Oberteile auf das Unterteil zu erreichen, genauer gesagt, um auch einen seitlichen Versatz von Oberteilen und Unterteil beim Aufeinandersetzen zu verhindern, können die Führungsschrägen mit gerade oder schräg oder gekrümmt an deren Oberfläche verlaufenden, beispielsweise schienen- oder nutenartigen Führungselementen versehen sein, in welche entsprechende Gegenstücke der Oberteile eingreifen können.
Die vorstehend beschriebene Gestaltung der Bestandteile eines mehrteiligen elektrischen Verbinders ist nicht nur bei der beschriebenen Art von Leiterplattenverbinder, sondern ganz allgemein bei jeder Art von elektrischem Verbinder nutzbringend einsetzbar; eine derartige Gestaltung ermöglicht zuverlässig ein einfaches und kraftfreies Zusammenfügen von Verbinderbestandteilen unter gleichzeitiger Befestigung der Kontaktelemente des elektrischen Verbinders.
Das Zusammenhalten von Oberteilen und Unterteil erfolgt durch das vorstehend bereits erläuterte Verrasten der Anordnung mit den Montagerahmenhälften.
Im mit dem Montagerahmen in Eingriff gebrachten Zustand ist der Leiterplattenverbinder zur Herstellung einer Verbindung mit miteinander zu verbindenden Leiterplatten vorbereitet.
Die Verbindung erfolgt durch Befestigungsmittel wie beispielsweise Schrauben 3, 4, von denen gemäß der Darstellung in der Figur 1 mehrere hintereinander angeordnet sind und die abwechselnd von oben und von unten kommen.
Die alternierende Befestigung von einander gegenüberliegenden Seiten der Anordnung erlaubt das Vorsehen einer hohen Befestigungsmitteldichte, was es wiederum ermöglicht, auch kleine Leiterplattenverbinder mit den miteinander zu verbindenden Leiterplatten zuverlässig fest zu verbinden.
Das Bewerkstelligen der Verbindung der Elemente durch Schrauben kann auf verschiedenste Art und Weise realisiert sein (Eindrehen in das Leiterplattenverbindergehäuse, Verschrauben mit Muttern, Ineinanderschrauben mehrerer Schaubelemente, etc.).
Unabhängig von der Art der Befestigungsmittel erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Leiterplattenverbinder zwischen den miteinander zu verbindenden Leiterplatten unter zusätzlicher Zwischenschaltung der Kontaktstreifenelemente möglichst gleichmäßig stark eingeklemmt wird, denn hierdurch erhält man einerseits gleichmäßig gute Verbindungen, und andererseits führt die sich hierbei einstellende Kraftverteilung auf die Kontaktelemente zu einer verbesserten Kraftkompensation im Bereich der Halteelemente 16.
Es kann ferner erstrebenswert sein, den Leiterplattenverbinder und die Befestigungsmittel so auszubilden bzw. auszuwählen bzw. die Verwendung dieser Elemente derart festzulegen, daß die Verbindung zwischen dem Leiterplattenverbinder und der ersten Leiterplatte und die Verbindung zwischen dem Leiterplattenverbinder und der zweiten Leiterplatte gleichzeitig und im jeweils identischen Ausmaß erfolgen. Hierdurch läßt sich die erwähnte Kraftkompensierung bereits bei Einbringen des Leiterplattenverbinders in dessen Verbindungsstellung und auch beim Lösen des Leiterplattenverbinders aus dieser Stellung realisieren.
Die vorliegende Beschreibung bezog sich auf einen Leiterplattenverbinder zur Übertragung von asymmetrischen Signalen (jeweils ein Innenleiter und ein gemeinsamer Außenleiter). Der beschriebene Leiterplattenverbinder ist - gegebenenfalls durch entsprechende Modifikation - auch für die Übertragung von symmetrischen Signalen einsetzbar (zwei Innenleiter).
Für den Fall der Übertragung asymmetrischer Signale, d.h. bei Vorsehen von nur einem Innenleiter ist ein Impedanzwert des Leiterplattenverbinders durch Einstellen (und Einhalten) eines Abstandes zwischen dem Innenleiter und einer impedanzbestimmenden Seitenwand des Kanals einstellbar.
Für den Fall der Übertragung symmetrischer Signale, d.h. bei Vorsehen von zwei Innenleitern ist ein Impedanzwert des Leiterplattenverbinders durch Einstellen (und Einhalten) eines Abstandes zwischen den beiden (Innen-)Leitern und Einstellen eines Abstandes zwischen den beiden Innenleitern und einer impedanzbestimmenden Seitenwand des Kanals einstellbar.
Damit ein einmal eingestellter Impedanzwert unter allen Umständen konstant aufrechterhalten wird, sind die Kanäle 14, die Kontaktelemente 15 und die Halteelemente 16 derart auszubilden, daß die beim Einbringen des Leiterplattenverbinders in dessen Verbindungsstellung und/oder beim Lösen derselben erfolgende elastische Bewegung der Kontaktelemente 15 innerhalb der Kanäle 14 ausschließlich in Richtungen möglich ist, welche (wie beispielsweise eine Bewegung parallel zu einer impedanzbestimmenden Wand) keine Impedanzwertveränderung zur Folge haben.

Claims (8)

  1. Leiterplattenverbinder mit Kontaktelementen (15) zum elektrischen Verbinden von Oberflächenkontakten von zumindest zwei zueinander parallelen Leiterplatten (1, 2), und mit den Kontaktelementen in ihrer bestimmungsgemäßen Position innerhalb des Verbinders (10) haltenden Haltevorrichtungen (16), wobei die Kontaktelemente (15) und die Haltevorrichtungen (16) derart ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass durch und/oder über die Kontaktelemente auf die Haltevorrichtungen (16) ausgeübte Kräfte einander im Bereich der HalteVorrichtung zumindest teilweise aufheben, wobei ein Gehäuse des Verbinders (10) aus mehreren Einzelteilen (11, 12, 13) besteht,
    dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses Kanäle (14) ausgebildet sind,
    dass die Kanäle (14) sich jeweils durch zwei Einzelteile (11, 12, 13) des Gehäuses erstrecken,
    dass jedes Kontaktelemente (15) innerhalb eines Kanals (14) verläuft, und dass die Einzelteile (11, 12, 13) derart ausgebildet sind,
    dass sie in einer Richtung im wesentlichen parallel zum Verlauf der innerhalb einer Gruppe von Kontaktelementen (15) im abzudeckenden Bereich parallel verlaufende Kontaktelemente (15) derart aneinander führbar sind,
    dass damit einhergehend ein kraftfreies Einbringen der Kontaktelemente (15) in zugehörige Kanäle (14) bewerkstelligbar ist, wobei diese Richtung schräg zu den Ebenen der Leiterplatten verläuft.
  2. Verbinder nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (15) durch Kanäle (14) innerhalb des Leiterplattenverbinders (10) geführte Elemente sind, wobei die Kontaktelemente und die Kanäle derart ausgebildet und bemessen sind, dass die Endabschnitte der Kontaktelemente in der Verbindungsstellung des Leiterplattenverbinders elastisch in die Kanäle zurückgedrückt sind.
  3. Verbinder nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (14) und die Kontaktelemente (15) einen gekrümmten Verlauf aufweisen.
  4. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtungen (16) die Kontaktelemente (15) innerhalb der Kanäle (14) derart festlegen, dass die Kontaktelemente gegen ein Verschieben längs der Kanäle gesichert sind.
  5. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterplattenverbinder (10) und die zu verbindenden Leiterplatten (1, 2) durch eine Schraubverbindung aneinander befestigbar sind.
  6. Verbinder nach einem der der Ansprüche 1-5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelteile (11, 12, 13) durch einen Montagerahmen zusammenhaltbar sind.
  7. Verbinder nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Montagerahmen derart ausgebildet ist, dass er in der Verbindungsstellung des Leiterplattenverbinders (10) eine elektrische Verbindung des Gehäuses des Leiterplattenverbinders mit auf den miteinander zu verbindenden Leiterplatten (1, 2) vorgesehenen Massekontakten ermöglicht.
  8. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Leiterplattenverbinders (10) elektrisch leitend ausgebildet ist.
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