DE10105621B4

DE10105621B4 - Elektrische Leiterplatte

Info

Publication number: DE10105621B4
Application number: DE10105621A
Authority: DE
Inventors: Frank Nockemann; Olaf Benger
Original assignee: Insta Elektro GmbH and Co KG
Current assignee: Insta Elektro GmbH and Co KG
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2010-09-23
Anticipated expiration: 2021-02-09
Also published as: DE10105621A1

Abstract

Elektrische Leiterplatte mit mehreren auf zumindest einer ihrer Hauptflächen vorhandenen Leiterbahnen und mehreren diesen zugeordneten Verbindungselementen zur elektrischen Kontaktierung zumindest einer weiteren elektrischen Leiterplatte, wobei in die zur Verbindung vorgesehenen Randbereiche einer ersten elektrischen Leiterplatte (1) zumindest jeweils ein erstes Verbindungselement (3) und/oder zweites Verbindungselement (4) einstückig eingeformt ist und wobei in die zur Verbindung vorgesehenen Randbereiche zumindest einer weiteren zweiten Leiterplatte (2) zumindest jeweils ebenfalls ein erstes Verbindungselement (3) und/oder zweites Verbindungselement (4) einstückig eingeformt ist, und wobei die miteinander kooperierenden Verbindungselemente (3, 4) dieser elektrischen Leiterplatten (1, 2) jeweils eine formschlüssig ineinandergreifende Kontur aufweisen, wobei ihre aneinander zur Anlage kommenden Stirnflächen jeweils mit einer Metallisierung versehen sind, welche jeweils als Leiterbahn auf einer der Hauptflächen weitergeführt ist und wobei das erste Verbindungselement (3) eines Verbindungspaares jeweils als Fortsatz und das zweite Verbindungselement (4) jeweils als Ausnehmung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verbindungselemente (3, 4) zumindest eines...

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Leiterplatte aus.
Verbindungselemente zur elektrischen Kontaktierung von mehreren elektrischen Leiterplatten sind in vielen Ausführungsformen auf dem Markt erhältlich. Bei einer dieser Ausführungsformen umgreift z. B. eine Kontaktfeder die Randbereiche der miteinander zu verbindenden Leiterplatten. Dabei kommt die Kontaktfeder zur Kontaktierung der Leiterbahnen jeweils auf der oberen und der unteren Hauptfläche der miteinander zu verbindenden elektrischen Leiterplatten zur Anlage. Somit wird oberhalb und auch unterhalb der zu verbindenden Leiterplatten Bauraum von der bzw. den Kontaktfedern beansprucht, so dass eine Montage bzw. Verbindung der elektrischen Leiterplatten nicht auf einer flachen Auflagefläche stattfinden kann.
Als weitere Ausführungen sind zur elektrisch leitenden Verbindung von mehreren Leiterplatten Steckverbindungskupplungen allgemein bekannt, welche zur elektrischen Verbindung einerseits Kontaktstifte und andererseits Kontaktfedern aufweisen. Solche Steckverbindungskupplungen sind zumeist auf einer Hauptfläche der miteinander zu verbindenden Leiterplatten angeordnet und benötigen einen vergleichsweise großen Bauraum. Eine solche Verbindungsanordnung mit einer Steckverbindungskupplung ist z. B. durch die DE 100 12 510 A1 bekannt geworden.
Darüber hinaus ist durch die US 5,006,920 A eine Leiterplattenanordnung bekannt geworden, wobei in die zur Verbindung vorgesehenen Randbereiche einer ersten elektrischen Leiterplatte jeweils mehrere Verbindungselemente eingeformt sind und wobei in die zur Verbindung vorgesehenen Randbereiche einer zweiten Leiterplatte jeweils ebenfalls mehrere Verbindungselemente eingeformt sind. Die miteinander kooperierenden Verbindungselemente dieser Leiterplattenanordnung weisen jeweils eine formschlüssig ineinandergreifende Kontur auf. Jeweils an ihren aneinander zur Anlage kommenden Stirnflächen sind diese Konturen mit einer Metallisierung versehen, welche jeweils als Leiterbahn auf einer der Hauptflächen weitergeführt sind.
Des weiteren ist durch die JP 11-261 186 A eine Leiterplattenanordnung bekannt geworden, wobei in die zur Verbindung vorgesehenen Randbereiche einer ersten elektrischen Leiterplatte jeweils mehrere erste Verbindungselemente eingeformt sind und wobei in die zur Verbindung vorgesehenen Randbereiche einer zweiten Leiterplatte jeweils ebenfalls mehrere zweite Verbindungselemente eingeformt sind. Die miteinander kooperierenden Verbindungselemente dieser Leiterplattenanordnung weisen jeweils eine formschlüssig ineinandergreifende Kontur auf. Die ineinandergreifenden Konturen sind mit einer Metallisierung versehen.
Zudem ist durch die DE 196 40 684 A1 eine Leiterplattenanordnung bekannt geworden, bei welcher in eine erste Leiterplatte eine Ausnehmung eingebracht ist, in welche eine zweite Leiterplatte mit einem entsprechend ausgebildeten Fortsatz eingreift. Die auf der ersten Leiterplatte vorhandenen Leiterbahnen sind als Metallisierung bis in die Ausnehmung hineingeführt, so dass eine Kontaktierung der auf der zweiten Leiterplatte bzw. auf dem Fortsatz vorhandenen Leiterbahn erfolgen kann.
Außerdem ist durch die GB 739 828 A eine Leiterplattenanordnung bekannt geworden, bei welcher die formschlüssig ineinandergreifenden Bereiche (Ausnehmung und Fortsatz) schwalbenschwanzartig ausgebildet sind.
Zudem ist durch die US 4,423,465 A ebenfalls bekannt die miteinander in Wirkverbindung kommenden Kontaktpartner schwalbenschwanzartig auszuführen.
Ausgehend von solchen Ausgestaltungen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Verbindungselemente für elektrische Leiterplatten zu schaffen, welche oberhalb und unterhalb der Hauptflächen der miteinander zu verbindenden Leiterplatten keinen Bauraum und in Erstreckungsrichtung der miteinander zu verbindenden Leiterplatten Bauraum in nur sehr geringem Umfang benötigen und dabei auf einfache Art und Weise eine besonders sichere mechanische Verbindung, sowie eine elektrische Verbindung mit definierten Kontaktkräften schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.
Besonders vorteilhaft bei einer derartigen Ausgestaltung ist, dass die Ausbildung der Verbindungselemente einstückig mit der Leiterplatte bzw. mit den zur Verbindung vorgesehenen Leiterplatten erfolgt. So werden nicht nur Kosten für die sonst zwingend erforderlichen, separat herzustellenden und zusätzlich zu montierenden Verbindungselemente eingespart, vielmehr ist gleichzeitig auch die Montage und die Weiterverarbeitung solchermaßen ausgebildeter Leiterplatten auf besonders einfache und preisgünstige Art und Weise möglich.
Weiterhin ist besonders vorteilhaft, dass zur Herstellung einer zuverlässigen elektrischen Verbindung zwischen den Leiterplatten diese nicht, wie bei der Verwendung von Steckverbindungskupplungen notwendig, parallel zu ihren Hauptflächen verschoben werden müssen. Die Leiterplatten können vielmehr senkrecht zu ihren Hauptflächen verlaufend aneinander gesteckt werden und dann in der sofort hergestellten Montageposition zur weitergehenden Bearbeitung verbleiben. Eine Montage bzw. eine Weiterbearbeitung solchermaßen ausgebildeter Leiterplatten ist somit auch maschinell auf kostengünstige Art und Weise möglich.
Desweiteren ist besonders vorteilhaft, dass bei Bedarf zwischen den Verbindungselementen von miteinander verbundenen Leiterplatten auf einfache Art und Weise eine Lötverbindung herstellbar ist, ohne dass dazu zusätzlicher Bauraum benötigt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Anhand eines Ausführungsbeispieles sei der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert, und zwar zeigen:
1: eine Draufsicht zweier miteinander zu verbindenden elektrischen Leiterplatten in räumlicher Darstellung;
2: eine Draufsicht einer einzelnen elektrischen Leiterplatte gemäß 1 in räumlicher Darstellung.
Wie aus den Figuren hervorgeht, weist die erste elektrische Leiterplatte 1 und weist die zumindest eine weitere elektrische Leiterplatte 2 jeweils an zwei gegenüberliegend angeordneten Randbereichen einstückig ein- bzw. angeformte erste Verbindungselemente 3 und zweite Verbindungselemente 4 auf. Die ersten und zweiten Verbindungselemente 3, 4 sind jeweils an den Randbereichen der beiden Schmalseiten der elektrischen Leiterplatten 1, 2 einstückig vorgesehen. Selbstverständlich können bei Bedarf bzw. je nach Anwendungsfall zur Aneinanderreihung einer beliebigen Zahl von Leiterplatten in vier Erstreckungsrichtungen zusätzlich auch an den Randbereichen der beiden Längsseiten der elektrischen Leiterplatten 1, 2 erste und/oder zweite Verbindungselemente 3, 4 einstückig vorhanden sein.
Wie des weiteren aus den Figuren hervorgeht, sind einerseits in den ersten Randbereich einer einzigen Leiterplatte 1, 2 zwei erste Verbindungselemente 3, 4 in Art von Fortsätzen und andererseits in den zweiten Randbereich zwei zweite Verbindungselemente in Art von Ausnehmungen eingeformt. Die beiden Verbindungselemente 3, 4 jeweils eines Verbindungspaares greifen in Art von Puzzelteilen formschlüssig ineinander und weisen dazu eine maßlich aufeinander abgestimmte schwalbenschwanzartige Kontur auf. Durch eine solche Kontur ergibt sich beim formschlüssigen ineinandergreifen eine sichere mechanische Verbindung der elektrischen Leiterplatten 1, 2. Die als Fortsätze ausgebildeten Verbindungselemente 3, 4 weisen in Bezug auf die Abmessungen der als Ausnehmungen ausgeführten Verbindungselemente 4 leicht übermaßige Abmessungen auf. Längs ihrer Symmetrielinie sind die als Fortsätze ausgebildeten ersten Verbindungselemente 3 jeweils mit einer schlitzartigen Nut 5 versehen, so dass diese zur Erzeugung von definierten Kontaktkräften in Art von Federelementen ausgeführt sind.
Zur Herstellung einer guten elektrischen Verbindung sind die formschlüssig ineinandergreifenden Konturen der ersten Verbindungselemente 3 und der zweiten Verbindungselemente 4 an ihren aneinander zur Anlage kommenden Stirnflächen 6 jeweils mit einer Metallisierung versehen. Damit ist nicht nur eine gute mechanische Verbindung sondern auf kostengünstige und einfache Art und Weise darüber hinaus auch eine gute elektrische Verbindung zwischen den miteinander zu verbindenden elektrischen Leiterplatten 1, 2 realisiert. Die an den Stirnflächen 6 der einzelnen Verbindungselemente 3, 4 vorgesehenen Metallisierungen sind jeweils auf den Hauptflächen der elektrischen Leiterplatten 1, 2 – z. B. zum Zwecke der Verschaltung und Bestückung mit elektrischen/elektronischen Bauteilen – als elektrische Leiterbahnen 7 weitergeführt. Wie bei Steckverbindungen üblich, können die Leiterplatten 1, 2 bei Bedarf von einander getrennt bzw. wieder zusammengesteckt werden.
Durch eine solche Ausgestaltung der elektrischen Leiterplatten 1, 2 mit ihren einstückig vorgesehenen ersten und zweiten Verbindungselemente 3, 4 ist gewährleistet, dass auf einfache Art und Weise je nach Bedarf die Aneinanderreihung einer beliebigen Anzahl von Leiterplatten 1, 2 in zwei Erstreckungsrichtungen möglich ist. Selbstverständlich kann – wie bereits erwähnt – bei entsprechender Ausbildung von ersten und zweiten Verbindungselementen an allen Randbereichen der elektrischen Leiterplatten 1, 2 auch eine Aneinanderreihung einer beliebigen Anzahl von elektrischen Leiterplatten 1, 2 in vier Erstreckungsrichtungen vorgenommen werden.
Besteht die an den Stirnflächen 6 der ersten und zweiten Verbindungselemente 3, 4 vorhandene Metallisierung zumindest teilweise aus lötfähigem Material, so kann auf einfache Art und Weise durch einen Lötprozeß eine dauerhafte elektrische Verbindung (Lötverbindung) zwischen den zu verbindenden Leiterplatten 1, 2 hergestellt werden, ohne dass dazu zusätzlicher Bauraum notwendig wird. Ein Trennen und wieder Zusammenstecken wie bei Steckverbindungen üblich ist dann jedoch nicht mehr möglich.
Auf einfache Art und Weise sind somit einstückig mit den elektrischen Leiterplatten 1, 2 herzustellende Verbindungselemente 3, 4 realisiert, welche oberhalb und unterhalb der Leiterplatten 1, 2 keinen Bauraum und in Erstreckungsrichtung der Leiterplatten 1, 2 Bauraum in nur sehr geringem Umfang benötigen.

Claims

Elektrische Leiterplatte mit mehreren auf zumindest einer ihrer Hauptflächen vorhandenen Leiterbahnen und mehreren diesen zugeordneten Verbindungselementen zur elektrischen Kontaktierung zumindest einer weiteren elektrischen Leiterplatte, wobei in die zur Verbindung vorgesehenen Randbereiche einer ersten elektrischen Leiterplatte (1) zumindest jeweils ein erstes Verbindungselement (3) und/oder zweites Verbindungselement (4) einstückig eingeformt ist und wobei in die zur Verbindung vorgesehenen Randbereiche zumindest einer weiteren zweiten Leiterplatte (2) zumindest jeweils ebenfalls ein erstes Verbindungselement (3) und/oder zweites Verbindungselement (4) einstückig eingeformt ist, und wobei die miteinander kooperierenden Verbindungselemente (3, 4) dieser elektrischen Leiterplatten (1, 2) jeweils eine formschlüssig ineinandergreifende Kontur aufweisen, wobei ihre aneinander zur Anlage kommenden Stirnflächen jeweils mit einer Metallisierung versehen sind, welche jeweils als Leiterbahn auf einer der Hauptflächen weitergeführt ist und wobei das erste Verbindungselement (3) eines Verbindungspaares jeweils als Fortsatz und das zweite Verbindungselement (4) jeweils als Ausnehmung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verbindungselemente (3, 4) zumindest eines Verbindungspaares eine maßlich aufeinander abgestimmte schwalbenschwanzartige Kontur aufweisen, und dass der zumindest eine Fortsatz mit einer schlitzartigen Nut zur Erzeugung von definierten Kontaktkräften in Art eines Federelementes versehen ist.
Elektrische Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden miteinander kooperierenden Verbindungselemente (3, 4) zumindest eines Verbindungspaares durch entsprechende maßliche Ausgestaltung formschlüssig ineinander greifen.
Elektrische Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die sich gegenüberliegenden Randbereichen einer einzigen Leiterplatte (1, 2) sowohl einerseits als auch andererseits jeweils zumindest ein erstes Verbindungselement (3) und zumindest ein zweites Verbindungselement (4) eingeformt ist.
Elektrische Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die sich gegenüberliegenden Randbereichen einer einzigen Leiterplatte (1, 2) einerseits nur erste Verbindungselemente (3) und andererseits nur zweite Verbindungselemente (4) eingeformt sind.
Elektrische Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (3, 4) in den Randbereichen der Leiterplatten (1, 2) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass eine Aneinanderreihung einer beliebigen Anzahl von Leiterplatten (1, 2) in mehr als einer Erstreckungsrichtung ermöglicht ist.
Elektrische Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Stirnflächen (5) der ersten Verbindungselemente (3) und den Stirnflächen (5) der zweiten Verbindungselemente (4) jeweils vorhandene Metallisierung zumindest teilweise aus lötfähigem Material besteht.