DE10152128C1

DE10152128C1 - Vorrichtung zur elektrischen Verbindung wenigstens zweier räumlich voneinander getrennter Elektrodenbereiche, Verwendung derselben sowie Verfahren zur Herstellung einer Brückenverbindung auf einem einlagigen Schaltungsträger

Info

Publication number: DE10152128C1
Application number: DE10152128A
Authority: DE
Inventors: Joerg Adrian; Wolfgang Langhoff
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2003-07-24
Anticipated expiration: 2021-10-24

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur elektrischen Verbindung wenigstens zweier räumlich voneinander getrennter Elektrodenbereiche mit einer in einer Art Halbform ausgebildeten Leiterstruktur, die wenigstens zwei als Steckkontakte ausgebildete Pins vorsieht, die einen Abstand zueinander aufweisen, der wenigstens dem Abstand der beiden Elektrodenbereiche entspricht, und die über wenigstens ein Verbindungsstück elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die Pins ein oberes und ein unteres Ende aufweisen und an ihrem oberen Ende eine den Querschnitt des Pins überragende Kontur vorsehen, die Kontur derart ausgebildet ist, dass die Kontur bei Eindringen des Pins mit seinem unteren Ende in und/oder durch den Elektrodenbereich eine mechanische Anschlagwirkung gegen ein weiteres Eindringen des Pins in den Elektrodenbereich erzeugt, und das Verbindungsstück derart mit den oberen Enden der Pins oder deren Konturen verbunden ist, dass das Verbindungsstück im eingebrachten Zustand der Pins in den Elektrodenbereichen diese lateral überragt. Ferner wird ein einlagiger Schaltungsträger beschrieben, der über wenigstens eine Leiterbahn-Kreuzungsstelle verfügt, die mit der Vorrichtung überbrückt ist.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur elektrischen Verbindung wenigstens zweier räumlich voneinander getrennter Elektrodenbereiche. Ferner wird eine bevorzugte Verwendung vorstehender Vorrichtung zur Herstellung eines Brückenknotens auf einem einlagigen Schaltungsträger beschrieben sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Stand der Technik

Einlagige Leiterplatten, die üblicherweise aus einem zumeist spritzgegossenem Leiterplattenbasiskörper sowie darauf aufgebrachten Leiterbahnen bestehen, finden insbesondere bei Massenartikeln aufgrund ihrer kostengünstigen Herstellung vielfache Verwendung. Derartige auch als spritzgegossene Schaltungsträger oder in Kurzform als MID (Molded Inerconnect Device) bezeichnete Leiterplatten werden bspw. in der Telekommunikation als Telefondosen oder Abschirmungen an Mobiltelefonen verwendet. Im Automobilbereich finden derartige MID-Produkte in Schaltern, Türschlössern und Bedienpanels Anwendung, um nur einige Anwendungsbeispiele zu nennen. Das Design sowie der Aufbau derartig einlagig ausgebildeter Leiterplatten wird bislang durch das Erfordernis der Vermeidung von Überschneidungen bzw. Kreuzungen einzelner Leiterbahnen auf der einlagigen Leiterplatte diktiert. Können derartige Überschneidungs- bzw. Kreuzungspunkte von Leiterbahnen aufgrund der an die Schaltungsstruktur gestellten Komplexität nicht vermieden werden, so hat dies trotz dem Wunsch nach einer möglichst preisgünstigen Fertigung die mit Nachteilen behaftete Maßnahme zur Folge, wenigstens eine weitere Leiterplattenebene auf die einlagige Leiterplatte hinzuzufügen, um in der damit erhaltenen zweilagigen Leiterplattenstruktur elektrische Überbrückungsstellen zwischen zwei sich kreuzenden Leiterbahnen zu realisieren. Eine derartige Maßnahme läuft jedoch den in der Massenproduktion angestrebten Zielen hinsichtlich Bauteilreduzierung mit gleichzeitiger Montagevereinfachung sowie Bauraumverringerung, Gewichts- sowie Kostenreduzierung entschieden entgegen.

Aus der DE 100 63 367 A1 ist ein einlagig ausgebildetes Kraftfahrzeugschloss-Modul zu entnehmen, das ein einlagiges spritzgegossenen Kunststoff-Bauteil mit sich kreuzenden Leiterbahnen vorsieht. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2-5 werden zur Vermeidung eines Kurzschlusses der sich gegenseitig überlappenden Leiterbahnen, eine der beiden Leiterbahn im Überlappungsbereich aufgetrennt und die sich dabei ergebenden freien Leiterbahnstoßkanten längs einer von den jeweiligen Stoßkanten entfernten Biegekante orthogonal zur Leiterbahnebene umgeformt. Dadurch entstehen zwei sich gegenüberliegende orthogonal zur Leiterbahnebene erhabene Leiterbahnstege, zwischen denen ein elektrisches Bauelement eingebracht ist. Zwar mag diese Kontaktierungstechnik einen entscheidenden Beitrag zur kostengünstigen Herstellung einlagiger Leiterbahnen mit hochkomplexen, sich kreuzenden Leiterstrukturen leisten, doch bedarf eine derartige Überbrückung zweier sich gegenüberliegender Leiterbahnabschnitte, die getrennt durch eine durchgängige Leiterbahn angeordnet sind, eines aufwendigen Herstellungsverfahrens, das nach dem Verlegen der Leiterbahnen ein gezieltes Auftrennen bestimmter, sich kreuzender Leiterbahnen erfordert, die nachfolgend längs einer definiert verlaufenden Trennlinie umgebogen werden müssen. Überdies bedarf es einer nachträglichen Bestückung beider sich gegenüberstehender, orthogonal zur Leiterbahnebene umgeformter Leiterbahnabschnitte mit einem entsprechenden elektrischen Bauelement.

Ferner wird in der DE 38 26 999 A1 eine Leitungsbrücke sowie ein Verfahren zu deren Herstellung beschrieben, die einen Brückenkörper sowie Brückenanschlussbereiche aufweist, die so ausgebildet sind, dass diese sich von beiden Endbereichen des Brückenkörpers nach außen erstrecken und in ihren vorderen Enden Aussparungen haben. Die Beschichtung oder Galvanisierung wird hierbei zumindest auf den Oberflächen der Aussparungen und Bereichen vorgenommen, die den Verdrahtungsbereichen innerhalb der Oberflächen der Brückenanschlussbereiche gegenüberliegen. Eine entsprechende elektrische Kontaktierung dieser Leitungsbrücken erfolgt, indem in einem ersten Schritt eine Vielzahl von Löchern in Längsrichtung längs eines streifenförmigen Metallbleches in bestimmten Intervallen ausgebildet wird und in einem zweiten Schritt die Beschichtung oder Galvanisierung über die gesamte Oberfläche des streifenförmigen Metallblechs, das mit den Löchern versehen ist, ausgeführt wird. In einem dritten Schritt wird schließlich das beschichtete, streifenförmige Metallblech in Position der Löcher längs der Querrichtung zur Ausbildung von Segmenten geschnitten und anschließend die Segmente mit Hilfe einer Presse in die vorgegebene Form gebracht. Damit sind bei Einsatz der in dieser Druckschrift beschriebenen technischen Lösung eine Vielzahl von Fertigungsschritten möglich, um eine Kontaktierung der Leiterbahnen zu ermöglichen.

Die DE 295 12 634 U1 beschreibt ein metallisches Stanzbiegeteil, das auf einer Leiterplatine befestigt ist. Das U-förmige Stanzbiegeteil verfügt hierbei über mindestens eine Steckzunge, mit der eine Kontaktierung möglich ist. Um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen zwei Leiterbahnen herzustellen, wird das Stanzbiegeteil mit der einen Seite auf Leiterbahnen, die auf einer Leiterplatine anordnet sind, aufgelötet. Auf die mindestens eine freie Steckzunge ist nunmehr eine Schutzleiterverbindung aufsteckbar. Neben dem Auflöten des Stanzbiegeteils auf die Leiterplatine ist es auch möglich, das Stanzbiegeteil aufzunieten oder aufzuschrauben. Damit offenbart auch diese Druckschrift ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung, das aus mindestens zwei Verfahrensschritten, nämlich einem Lötvorgang und einem Montagevorgang, besteht. Darüberhinaus ist für ein präzises Löten noch ein weiterer Positioniervorgang im Vorfeld nötig. Auch dieses Verfahren hat damit besonders für eine Massenfertigung erhebliche Nachteile.

Darstellung der Erfindung

Ausgehend von dem vorstehend genannten Problem, das bei der Herstellung einlagiger Leiterplatten bzw. Schaltungsträger bei der kurzschlussfreien elektrischen Kontaktierung sich gegenseitig überlappender Leiterbahnen besteht, gilt es zum einen, eine möglichst einfach und kostengünstig herzustellende Vorrichtung anzugeben, mit der eine sichere und kurzschlussfreie elektrische Kontaktierung zweier sich in Kreuzstellung überlappender Leiterbahnen möglich ist. Die Vorrichtung soll überdies eine leichte Montierbarkeit erlauben, so dass die mit der Herstellung derartiger Schaltungsträger verbundenen Produktionskosten möglichst gering gehalten werden können. Ferner soll die Vorrichtung eine zuverlässige und gegenüber äußeren mechanischen Einflüssen widerstandsfähige, elektrische Verbindungsstruktur darstellen.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Gegenstand des Anspruches 11 ist eine erfindungsgemäße Verwendung der in Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung. Anspruch 14 enthält ein Verfahren zur Herstellung einer Brückenverbindung auf einen einlagigen Schaltungsträger unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur elektrischen Verbindung wenigstens zweier räumlich getrennter Elektrodenbereiche weist eine Leiterstruktur auf, die in Art einer Halbform ausgebildet ist. In der einfachsten geometrischen Ausbildung ist unter dem Begriff "Halbform" eine "U" oder "V"-förmige Geometrie zu verstehen. Die Leiterstruktur weist wenigstens zwei als Steckkontakte ausgebildete Pins auf, die einen Abstand zueinander aufweisen, der wenigstens dem Abstand der beiden Elektrodenbereiche entspricht. Der Begriff "Steckkontakt" soll die einfache Ausführung eines Pins als Kontaktstift bezeichnen und nicht als Steckerkontakt im Sinne einer Stecker-Gegenstecker-Anordnung mißverstanden werden. Ferner sind die Pins über wenigstens ein Verbindungsstück elektrisch miteinander verbunden, wobei die Pins jeweils ein oberes und ein unteres Ende aufweisen. Im Bereich ihres oberen Ende ist eine den Querschnitt der Pins überragende Kontur vorgesehen, die derart ausgebildet ist, dass die Kontur bei Eindringen des Pins mit seinem unteren Ende in und/oder durch den Elektrodenbereich eine mechanische Anschlagwirkung gegen ein weiteres Eindringen des Pins in den Elektrodenbereich hervorruft. In einer bevorzugten Ausführungsform sieht die Kontur eine konkrete Anschlagfläche vor, die gegen die Oberfläche der Elektrodenbereiche fügbar ist. Das Verbindungsstück ist derart mit den oberen Enden der Pins bzw. deren Konturen verbunden, dass das Verbindungsstück im eingebrachten Zustand der Pins in den Elektrodenbereichen von der Leiterbahnebene vertikal beabstandet ist.

Die aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildete Leiterstruktur besteht vorzugsweise einstückig aus einem metallischen Werkstoff und verfügt über eine derart hohe Eigenstabilität, dass die Leiterstruktur längs ihrer Pins mit Elektrodenbereichen verfügt werden können, die als Leiterbahnen ausgebildet sind, wie sie auf einlagigen Leiterplatten aufgebracht sind. Um einen innigen und mechanisch stabilen Kontakt zwischen der Leiterstruktur und den jeweiligen Leiterbahnen der Leiterplatine herzustellen, weisen die Pins vorzugsweise von einem kreisrunden Querschnitt abweichende Geometrien auf, die einer innigen mechanischen Verbindung zum Substratmaterial der Leiterplatine beitragen. Mögliche Ausgestaltungsformen sind im Weiteren den unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen zu entnehmen.

Die einstückige Leiterstruktur eignet sich aufgrund ihrer Eigenstabilität insbesondere als Einschusselement, vergleichbar einer Heftklammer, das mit Hilfe eines entsprechend ausgebildeten Schussapparates auf die miteinander zu kontaktierenden Elektrodenbereiche eingeschossen werden kann. Mit Hilfe einer derartigen Schussvorrichtung können Brückenkontakte in einfachster Weise unter Vermeidung jeglicher Haftvermittler, wie bspw. Lote oder Kleber, realisiert werden.

Um die Haltekraft der mit den Elektrodenbereichen und ebenso mit der Leiterplatte verbundenen Leiterstruktur zu verbessern, weist diese zusätzlich zu den in die Leiterplatte hineinragenden Pins mehrere Pins auf, die sich unmittelbar an der als eine Anschlagfläche ausgebildete Kontur anschließen. Weitere Einzelheiten hierzu sind den im Weiteren erläuterten Ausführungsbeispielen zu entnehmen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäß ausgebildeten Leiterstruktur ist die Herstellung einer elektrischen Brückenverbindung auf einem einlagigen Schaltungsträger möglich, der auf einer Substratebene wenigstens zwei sich kreuzenden Leiterbahnen vorsieht, von denen eine durchgängig und die andere derart unterbrochen ausgebildet ist, dass sie eine Lücke aufweist, durch die die durchgängige Leiterbahn verläuft. Hierbei stellt die Leiterstruktur eine elektrische Verbindung zwischen der durch die Lücke unterbrochenen Leiterbahn derart her, indem die Pins der Leiterstruktur jeweils durch die sich beabstandet gegenüberliegenden Leiterbahnabschnitte gefügt werden, die Konturen der Pins die Leiterbahnabschnitte elektrisch kontaktieren und das Verbindungsstück die durchgängige Leiterbahn brückenartig überspannt.

Mit Hilfe der erfindungsgemäß, als Einschußelement ausgebildeten Leiterstruktur ist es somit möglich, kostengünstige, einlagige Schaltungsträger bzw. Leiterplatten mit hochkomplexen und Kreuzungspunkte enthaltene Leiterbahnverläufe zu realisieren.

Selbstverständlich ist, neben der wohl am meisten einzusetzenden, über jeweils zwei Pins verfügenden Leiterstruktur, auch die Ausbildung von Leiterstrukturen mit drei und mehr Pins denkbar, so dass ein elektrischer Zusammenschluss von drei und mehr voneinander beabstandeten Leiterbahnen bzw. Leiterbahnabschnitte mit Hilfe nur eines einzigen Einschußelementes möglich wird.

Ferner kann durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Leiterstruktur ein höchst effizientes und ökonomisches Herstellungsverfahren von einlagigen Schaltungsträgern mit hochkomplexen Leiterbahnen angegeben werden. So erfolgt die Montage eines einlagigen Schaltungsträgers, der auf einer Substratebene wenigstens zwei sich kreuzende Leiterbahnen vorsieht, von denen eine durchgängig und die andere derart unterbrochen ausgebildet ist, dass sie eine Lücke aufweist, durch die die durchgängige Leiterbahn verläuft und die unterbrochene Leiterbahn in zwei getrennte Leiterbahnabschnitte aufteilt, derart, dass die Leiterstruktur kraftbeaufschlagt in die durch die Lücke getrennten Leiterbahnabschnitte eingefügt wird, so dass die Pins der Leiterstruktur die Leiterbahnabschnitte jeweils durchsetzen und in das Substrat bzw. den Basiskörper des Schaltungsträgers hineinragen. Hierbei kontaktieren die Konturen jeweils die Leiterbahnabschnitte und das Verbindungsstück überspannt brückenartig die durchgehende Leiterbahn berührungsfrei.

Der Einfügevorgang der Leiterstruktur in den Schaltungsträger erfolgt vorzugsweise unter Verwendung eines Schussapparates, mit dem die einzelnen Leiterstrukturen als Schusselemente mit dem Schaltungsträger verfügbar sind. Der Fügevorgang kann manuell aber vorzugsweise automatisiert mit Hilfe robotergeführter Manipulatorarme erfolgen, wodurch ein Höchstmaß an Positionierung vorausgesetzt werden kann.

Vorzugsweise werden jene Stellen des Substrates, in die die einzelnen Pins der Leiterstrukturen eingefügt werden, vorgebohrt und darüber hinaus in vorteilhafter Weise metallisiert, um einen möglichst optimierten elektrischen Kontakt zur Leiterstruktur herzustellen.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisierte Draufsicht auf einen einlagigen Schaltungsträger mit sich kreuzenden Leiterbahnen,

Fig. 2 Dreiseitendarstellung einer zwei beabstandete Leiterbahnabschnitte elektrisch verbindenden Leiterstruktur,

Fig. 3 Darstellung alternativ ausgebildeter Pins mit unterschiedlichen Querschnittsformen sowie

Fig. 4a, b detaillierte Darstellung einer Leiterstruktur mit unterschiedlicher Anzahl von Pins.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit

In Fig. 1 ist die mit Leiterbahnen 2 einlagig konvektionierte Oberseite eines Schaltungsträgers 1 dargestellt, auf dem eine hochkomplex angenommene Schaltungsstruktur vorgesehen ist, die an eine mit dem Fragezeichen gekennzeichnete Stelle zwei sich überkreuzende Leiterbahnen aufweist. Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass längs der Leiterbahnen wenigstens ein Lastwiderstand R sowie eine als Verbraucher ausgebildete Lampe L enthalten sind. Zur Vermeidung der in Fig. 1 dargestellten Leiterbahnkreuzung war es mit den bisherigen Mitteln, wie in der Beschreibungseinleitung erwähnt, nötig, den Schaltungsträgeraufbau mehrlagig auszugestalten, trotz den damit bereits erwähnten verbundenen Nachteilen. Um die in Fig. 1 dargestellte Kurzschlusssituation zwischen den sich unmittelbar überkreuzenden Leiterbahnen zu vermeiden, dient die in Fig. 2 in einer Dreiseitenansicht dargestellten Leiterstruktur 3. Fig. 2a zeigt die Draufsicht, Fig. 2b die Vorderansicht sowie die Fig. 2c die Seitenansicht der Leiterstruktur 3. Aus der Draufsichtdarstellung gemäß Fig. 2a ist die Situation zweier sich kreuzender Leiterbahnen 21 und 22' bzw. 22" dargestellt, die einlagig auf der Substratebene des Schaltungsträgers 1 aufgebracht sind. Die Leiterbahnabschnitte 22' und 22" sind durch eine Lücke 4 voneinander beabstandet.

Zur elektrischen Verbindung beider voneinander getrennten Leiterbahnabschnitte 22' und 22" dient die erfindungsgemäß ausgebildete Leiterstruktur 3, die die innerhalb der Lücke 4 verlaufende Leiterbahn 21 brückenartig überspannt (siehe Vorderansicht gemäß Fig. 2b), die einen Schnitt gemäß der Schnittlinie BB zeigt.

Aus dem in Fig. 2b dargestellten Schnittbild sind die wesentlichen Strukturelemente der Leiterstruktur 3 ersichtlich. So weist die Leiterstruktur 3 im dargestellten Fall zwei Pins 5 auf, die an ihrem oberen Ende mit einer den Querschnitt der Pins überragende Kontur 6 verbunden sind. Die überragende Kontur 6 ist als Leitungsstegabschnitt ausgebildet und überragt jeweils den Pin 5 gleichsam dem oberen Querschenkel eines "T". Somit stellt die Unterseiten des jeweils stilisierten oberen "T"-Schenkels eine konkrete Auflage- bzw. Anschlagflächen dar, die in unmittelbarem Kontakt sowohl im mechanischen als auch elektrischen Sinne, mit der Oberfläche der jeweiligen Leiterbahnabschnitte 22', 22" tritt.

Unmittelbar mit den Leitungsstegabschnitten 6 ist das U-förmige Verbindungsstück 7 angebracht, das die Leitungsbahnabschnitte 22', 22" brückenartig miteinander elektrisch verbindet.

Die aus den Pins 5, den Konturen 6 sowie dem Verbindungsstück 7 bestehende Leiterstruktur 3 ist vorzugsweise einstückig aus einem metallischen Werkstück ausgebildet und verfügt über eine Eigenstabilität, die es der Leiterstruktur 7 ermöglicht als Einschusselement verwendet zu werden. Der Einschussvorgang erfolgt vorzugsweise mit Hilfe einer geeigneten Schussvorrichtung, die die Leiterstruktur 7 einstückig mit ihren Pins 5 fest mit dem Basiskörper 8 des Schaltungsträgers 1 durch die Elektrodenbereiche 22', 22" hindurch verfügt.

Fig. 2c zeigt eine gemäß der Schnittlinie AA gemäß Fig. 2b verlaufende Seitenansicht aus der die Durchdringung eines Pins 5 durch den Elektrodenbereich 22" zu entnehmen ist. Ferner weist der Pin 5 längs seiner Erstreckung eine verdickende Querschnittsgeometrie 51 auf, durch die der Pin 5 in Art eines Widerhakens innerhalb des Basiskörpers 8 des Schaltungsträgers 1 fest integriert ist. Um einen möglichst stabilen mechanischen Sitz des Pins 5 innerhalb des Basiskörpers 8 zu erhalten, weisen die Pins 5 in einer bevorzugten Ausführungsform eine der in der Fig. 3 dargestellten Querschnittsgeometrien auf. Die einzelnen unterschiedlichen Querschnittsgeometrien 9 entsprechen einem Schnitt senkrecht zur Längserstreckung des Pins 5, der innerhalb einer Bohrung 10 eingefügt ist, die in dem Basismaterial 8 eingebracht ist. Reihenweise seien auf ansich bekannte Querschnittsgeometrien hingewiesen: AMP Action Pin, Burndy Pin, Du Pont Pin, Elco Pin, Burndy Pin, Erni Pin, Harting Pin, ITT Canon Pin, Winchester Pin. Selbstverständlich sind auch weitere, die Kontaktfläche zwischen dem Pin und dem Basismaterial vergrößernde Geometrien denkbar.

Die mechanische Eigenstabilität der Leiterstruktur erlaubt ein impulsartiges Einschießen der Leiterstruktur durch die Leiterbahnen hindurch in den Basiskörper eines Schaltungsträgers, ohne jegliche Vorbehandlung desselben. Alternativ können jedoch jene Stellen, an denen die Pins durch die Elektrodenbereiche respektive Leiterbahnen in den Basiskörper hineinragen, vorgebohrt und vorzugsweise metallisiert werden, um den elektrischen Kontakt zwischen Leiterbahn und Leiterstruktur zu verbessern.

Handelt es sich bei dem Schaltungsträger um eine MID-Komponente, auf der mittels Heißprägetechnik die als Leiterfolie ausgebildeten Leiterbahnen aufgebracht sind, so werden beim Einschießen der Leiterstruktur in den Schaltungsträger die Leiterfolie zusammen mit dem in den Basiskörper des Schaltungskörpers eindringenden Pins regelrecht mitgezogen, wodurch sich die Kontaktfläche zwischen der Leiterstruktur und der Leiterbahn erhöht.

In Fig. 4 sind Detaildarstellungen bezüglich der in Fig. 2c dargestellten Abbildung gezeigt. In Fig. 4a befinden sich unterhalb der Kontur 6 neben dem Pin 5 zwei weitere, kleiner ausgebildete Zusatzpins 11, die eine zusätzliche Verbesserung hinsichtlich der mechanischen Verbindung zwischen der Leiterstruktur und dem Basiskörper 8 sowie der Leiterbahn 22 herstellt. Derartige zusätzliche Pins 11 werden bevorzugt in Fällen vorgesehen, in denen der Brückenkontakt äußeren mechanischen Vibrationen unterliegt.

In Fig. 4b ist die konventionelle Ausführung der Leiterstruktur 3 mit nur einem einzigen Pin 5 unterhalb der Kontur 6 dargestellt, wobei der Pin 5 derart in den Basiskörper 8 eingebracht ist, so dass er die Kontur 6 gegenüber der Leiterbahn 22" unter Zugspannung gegeneinander verspannt, so dass auch ohne Vorsehen der in Fig. 4a dargestellten zusätzlichen Pins ein inniger elektrischer Kontakt zwischen der Auflagefläche der Kontur 6 und der Leiterbahn 22 herstellbar ist.

Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Leiterstruktur in Form eines Brückenkontaktes ist es möglich, einlagige Schaltungsträger mit hochkomplexen Leiterbahnstrukturen zu versehen, wobei an jenen Stellen, an denen sich Leiterbahnen kreuzen, gezielt Brückenkontakte ohne großen technischen Aufwand in den Schaltungsträger eingebracht werden können. Durch die Verwendung der vorstehend beschriebenen Leiterstrukturen ergeben sich im Wesentlichen folgende Vorteile:

- Bauteilreduzierung, insbesondere Vermeidung mehrlagiger Schaltungsträger,
- Verringerung des Montageaufwandes,
- Bauraumminimierung bzw. Miniaturisierung der verwendeten Bauteile sowie
- Kostenreduzierung durch Nutzung einfacher Herstellverfahren.

Bezugszeichenliste

1

Schaltungsträger, Leiterplatte

2

Leiterbahn

21

,

22

Kreuzende Leiterbahnen

22

',

22

" Leiterbahnabschnitte

3

Leiterstruktur

4

Lücke

5

6

Kontur, Leiterstegabschnitt

7

Verbindungsstück

8

Basiskörper

9

Querschnittsgeometrie

10

Bohrloch in den Basiskörper

11

Zusatzpin

Claims

1. Vorrichtung zur elektrischen Verbindung wenigstens zweier räumlich voneinander getrennter Elektrodenbereiche mit einer in einer Art Halbform ausgebildeten Leiterstruktur, die wenigstens zwei als Steckkontakte ausgebildete Pins vorsieht, die einen Abstand zueinander aufweisen, der wenigstens dem Abstand der beiden Elektrodenbereiche entspricht, und die über wenigstens ein Verbindungsstück elektrisch miteinander verbunden sind, wobei
die Pins ein oberes und ein unteres Ende aufweisen und an ihrem oberen Ende eine den Querschnitt des Pins überragende Kontur vorsehen,
die Kontur derart ausgebildet ist, dass die Kontur bei Eindringen des Pins mit seinem unteren Ende in und/oder durch den Elektrodenbereich eine mechanische Anschlagwirkung gegen ein weiteres Eindringen des Pins in den Elektrodenbereich erzeugt, und
das Verbindungsstück derart mit dem oberen Enden der Pins oder deren Konturen verbunden ist, dass das Verbindungsstück im eingebrachten Zustand der Pins in den Elektrodenbereichen diese lateral überragt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Querschnitt des jeweiligen Pins überragende Kontur eine Anschlagfläche aufweist, die gegen den Elektrodenbereich pressbar ist und mit dem Elektrodenbereich einen innigen elektrisch leitenden Kontakt herstellt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Pins wenigstens abschnittsweise eine von einem Kreisrund abweichende Form aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt in Art eines AMP Action, Burndy, Du Pont, Elco, Erni, Harting, ITT Canon oder Winchester Pins ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der den Pin überragenden Kontur wenigstens ein weiterer Pin angebracht ist, der zumindest abschnittsweise parallel neben dem Pin verläuft.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die den Querschnitt des jeweiligen Pins überragende Kontur ein quer zur Längserstreckung des Pins verlaufender Leitersteg ist, an dem das Verbindungsstück angebracht ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück eine die einzelnen Pins brückenartig überragende und elektrisch miteinander verbindende elektrisch leitende Struktur ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pins, die Kontur und das Verbindungsstück einstückig aus einem elektrisch leitenden Material bestehen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstruktur derart mechanisch stabil ausgebildet ist, dass die Leiterstruktur als Einschußelement, vergleichbar einer Heftklammer, in die Elektrodenbereiche kraftbeaufschlagt fügbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück U-, V- oder halbbogenförmig ausgebildet ist.

11. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Herstellung einer Brückenverbindung auf einem einlagigen Schaltungsträger, der auf einer Substratebene wenigstens zwei sich kreuzende Leiterbahnen vorsieht, von denen eine durchgängig und die andere derart unterbrochen ausgebildet ist, dass sie eine Lücke aufweist, durch die die durchgängige Leiterbahn verläuft, und dass die Leiterstruktur eine elektrische Verbindung zwischen der durch die Lücke unterbrochenen Leiterbahn derart herstellt, dass die Pins der Leiterstruktur jeweils durch die sich beabstandet gegenüberliegenden Leiterbahnabschnitte gefügt sind, die Konturen der Pins die Leiterbahnabschnitte elektrisch kontaktieren und das Verbindungsstück die durchgängige Leiterbahn brückenartig überspannt.

12. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die unterbrochene Leiterbahn ein durch eine durchgängige Leiterbahn unterbrochener Leitungszug ist, von dem drei oder mehr Leiterbahnabschnitte ausgehen.

13. Verwendung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen als Leitfolien ausgebildet sind, die auf der Substratebene aufgebracht sind, dass die Pins die Leiterfolien durchdringen und in das Substrat eindringen, und dass die Konturen einen innigen elektrischen Kontakt zu den Leiterfolien aufweisen.

14. Verfahren zur Herstellung einer Brückenverbindung auf einem einlagigen Schaltungsträger, der auf einer Substratebene wenigstens zwei sich kreuzende Leiterbahnen vorsieht, von denen eine durchgängig und die andere derart unterbrochen ausgebildet ist, dass sie eine Lücke aufweist, durch die die durchgängige Leiterbahn verläuft und die unterbrochene Leiterbahn in zwei getrennte Leiterbahnabschnitte aufteilt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leiterstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 10 derart kraftbeaufschlagt in die durch die Lücke getrennten Leiterbahnabschnitte eingefügt wird, dass die Pins der Leiterstruktur die Leiterbahnabschnitte jeweils durchsetzen und in das Substrat hineinragen, die Konturen jeweils die Leiterbahnabschnitte elektrisch kontaktieren und das Verbindungsstück die durchgehende Leiterbahn berührungsfrei brückenartig überspannt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstruktur mit einem Schußapparat in die Leiterbahnen sowie das Substrat eingeschossen werden.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einfügen der Pins durch die Leiterbahnabschnitte Löcher in die Leiterbahnabschnitte sowie das Substrat eingebracht werden, in die die Pins eingefügt werden.