DE102008014822A1

DE102008014822A1 - Leiterplattenanordnung

Info

Publication number: DE102008014822A1
Application number: DE200810014822
Authority: DE
Inventors: Horst Feldkamp; Axel Ihlein
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2008-03-18
Filing date: 2008-03-18
Publication date: 2009-09-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterplattenanordnung (1), umfassend eine erste Leiterplatte (2), mindestens eine zweite Leiterplatte (3) und mindestens ein Verbindungsteil (4), geeignet, die erste Leiterplatte (2) und die zweite Leiterplatte (3) miteinander zu verbinden, wobei das Verbindungsteil (4) ein Kunststoffkörper ist und mehrere Verbindungsabschnitte (40, 41, 42, 43) umfasst, die in korrespondierende Durchstecköffnungen der ersten Leiterplatte (2) und der zweiten Leiterplatte (3) eingesetzt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leiterplattenanordnung, umfassend eine erste Leiterplatte, mindestens eine zweite Leiterplatte und mindestens ein Verbindungsteil, geeignet, die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte miteinander zu verbinden.
Leiterplattenanordnungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik in zahlreichen Ausführungsvarianten bereits bekannt.
Um eine erste Leiterplatte der Leiterplattenanordnung mit mindestens einer zweiten Leiterplatte, die insbesondere eine flexible, aus einer dünnen Folie bestehende Leiterplatte (Flexleiterplatte), sein kann, elektrisch und/oder mechanisch zu verbinden, existieren im Stand der Technik unterschiedliche Lösungsansätze.
Ein relativ preiswerter Ansatz besteht darin, zwei oder mehr Leiterplatten, die vergleichsweise wenige miteinander zu verbindende Kontaktelementflächen aufweisen, durch Löten, insbesondere durch Thermodenlöten (Bügellöten), miteinander zu verbinden. Ein Nachteil dieser Verbindungstechnik besteht darin, dass der Prozess relativ schlecht zu überwachen ist, da die Verbindungsstelle durch die Folie der flexiblen Leiterplatte verdeckt wird.
Bei einer alternativen Verbindungstechnik werden Steckersysteme verwendet, in die die Leiterplattenfolie eingeschoben wird und durch ein Federsystem gehalten und kontaktiert wird. Derartige Steckersysteme eignen sich wirtschaftlich insbesondere für größere Kontaktanzahlen, bedeuten aber die Montage eines zusätzlichen Bauteils.
Darüber hinaus sind Kontaktierungen bekannt, die mit einem Stecker und einem Gegenstecker arbeiten. Dabei müssen der Stecker und der Gegenstecker mit den Leiterplatten kontaktiert und letztendlich miteinander verbunden werden. Für die Verbindung der Stecker mit den Leiterplatten kommen insbesondere Crimpverbindungen, so genannte Piercingverbindungen oder Lötverbindungen in Frage. Bei den mechanischen Verbindungen ist eine sehr genaue Positionierung der Bauteile erforderlich, so dass der Montageprozess relativ aufwändig ist.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leiterplattenanordnung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die einfach und kostengünstig herstellbar ist und bei der die mindestens zwei Leiterplatten sicher miteinander verbunden sind.
Diese Aufgabe wird durch eine Leiterplattenanordnung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Eine erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung zeichnet sich gemäß Anspruch 1 dadurch aus, dass das Verbindungsteil ein Kunststoffkörper ist und mehrere Verbindungsabschnitte umfasst, die in korrespondierende Durchstecköffnungen der ersten Leiterplatte und der zweiten Leiterplatte eingesetzt sind. Die erfindungsgemäße Lösung stellt eine einfache und kostengünstige Verbindungstechnologie für mindestens zwei Leiterplatten zur Verfügung, die darüber hinaus prozesstechnisch gut zu überwachen ist. Vorzugsweise besteht die erste Leiterplatte aus Epoxidharz und einem Glasfasergewebe. Die zweite Leiterplatte ist vorzugsweise eine flexible und vergleichsweise dünne Leiterplatte (Flexleiterplatte), die insbesondere aus einer flexiblen Folie bestehen kann. Vorzugsweise erstrecken sich die Verbindungsabschnitte nach der Montage durch die korrespondierenden Durchstecköffnungen der ersten Leiterplatte und der zweiten Leiterplatte hindurch. Das Verbindungsteil kann insbesondere als einstückiger Kunststoffkörper ausgebildet sein.
Um eine sichere Verbindung zwischen dem Verbindungsteil und der zweiten Leiterplatte zur Verfügung zu stellen, wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Verbindungsabschnitte, die der zweiten Leiterplatte zugeordnet sind, durch Warmverpressen mit der zweiten Leiterplatte verbunden sind. Um eine elektrische Verbindung (Kontaktierung) zwischen der ersten Leiterplatte und der mindestens einen zweiten Leiterplatte zur Verfügung zu stellen, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Leiterplattenanordnung eine Anzahl von Kontaktelementen aufweist, die sich abschnittsweise durch das Verbindungsteil hindurch erstrecken. Mittels der Kontaktelemente, die aus einem elektrisch leitenden Material bestehen, können die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte elektrisch miteinander verbunden werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass zumindest einige der Kontaktelemente in das Verbindungsteil eingepresst sind. Dadurch wird eine sichere Verbindung der entsprechenden Kontaktelemente mit dem Verbindungsteil erreicht. In einer alternativen Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit, dass zumindest einige der Kontaktelemente vom Verbindungsteil umspritzt sind. Dadurch kann ebenfalls eine sichere Verbindung der entsprechenden Kontaktelemente mit dem Verbindungsteil erhalten werden.
Es kann in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass jedes der Kontaktelemente ein freies Ende aufweist, das mit der zweiten Leiterplatte verlötet ist. Dadurch kann eine sichere elektrisch leitfähige Verbindung der freien Enden der Kontaktelemente mit der zweiten Leiterplatte erhalten werden.
Um eine sichere Verbindung des mindestens einen Kontaktelements mit der ersten Leiterplatte zu erreichen, besteht in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform die Möglichkeit, dass jedes der Kontaktelemente einen Einpressabschnitt aufweist, der in eine korrespondierende Einpressöffnung der ersten Leiterplatte eingepresst ist. Vorzugsweise sind die Einpressabschnitte der Kontaktelemente bauchig geformt, so dass sie sicher in den ihnen zugeordneten Einpressöffnungen der ersten Leiterplatte aufgenommen werden können.
Um die Montage der Leiterplattenanordnung zu vereinfachen, wird in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, dass das Verbindungsteil und die Kontaktelemente als vormontierte Einheit ausgebildet sind.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass das Verbindungsteil, die Kontaktelemente und die zweite Leiterplatte als vormontierte Einheit ausgebildet sind.
Das Verbindungsteil kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform integral mit einem Gehäuse oder einem Gehäuseteil eines elektrischen Geräts ausgebildet sein.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine Schnittansicht einer Leiterplattenanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine Schnittansicht einer Leiterplattenanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1, in der eine Leiterplattenanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, zu erkennen, umfasst die Leiterplattenanordnung 1 eine erste Leiterplatte 2, eine zweite Leiterplatte 3 sowie ein Verbindungsteil 4, mittels dessen die beiden Leiterplatten 2, 3 miteinander verbunden sind.
Die erste Leiterplatte 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine so genannte FR4-Leiterplatte, die aus Epoxidharz und einem Glasfasergewebe besteht. Die Bezeichnung „FR” steht in diesem Zusammenhang für flammenhemmend (engl.: flame retardant). Die zweite Leiterplatte 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine so genannte Flexlei terplatte, die flexibel und vergleichsweise dünn ausgeführt ist. Die zweite Leiterplatte 3 kann insbesondere aus einer flexiblen Folie bestehen.
In das Verbindungsteil 4, das als einstückiger Kunststoffkörper ausgebildet ist, sind mehrere Kontaktelemente 5 aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, die einen bauchig geformten Einpressabschnitt 6 aufweisen, eingepresst. Alternativ können die Kontaktelemente 5 unter Bildung des Verbindungsteils 4 auch mit Kunststoff umspritzt werden. Das Verbindungsteil 4 weist in diesem Ausführungsbeispiel zwei Verbindungsabschnitte 40, 41 auf, die der zweiten Leiterplatte 3 zugeordnet sind und bei der Montage in korrespondierende Durchstecköffnungen der zweiten Leiterplatte 3 eingesetzt werden. Die freien Enden der Kontaktelemente 5 werden ebenfalls in korrespondierende Durchstecköffnungen der zweiten Leiterplatte 3 eingesetzt. Die Verbindungsabschnitte 40, 41, die nach der Montage durch die Durchstecköffnungen der zweiten Leiterplatte 3 hindurchragen, erleichtern insbesondere die korrekte Positionierung der Kontaktelemente 5 in der zweiten Leiterplatte 3 während des Montageprozesses. Die zweite Leiterplatte 3 wird anschließend durch Warmverpressen der Verbindungsabschnitte 40, 41 am Verbindungsteil 4 fixiert. Im Anschluss daran werden die Kontaktelemente 5 selektiv mit der zweiten Leiterplatte 3 verlötet. Die Lötverbindungen 7 stellen dabei stoffschlüssige, elektrisch leitende Verbindungen der Kontaktelemente 5 mit der zweiten Leiterplatte 3 zur Verfügung.
Die auf diese Weise hergestellte Einheit, welche die zweite Leiterplatte 3, das Verbindungsteil 4 sowie die Kontaktelemente 5 umfasst, kann in entsprechende Durchstecköffnungen der ersten Leiterplatte 2 eingesetzt werden. Das Verbindungsteil 4 weist zu diesem Zweck zwei weitere Verbindungsabschnitte 42, 43 auf, die der ersten Leiterplatte 2 zugeordnet sind und bei der Montage in korrespondierende Durchstecköffnungen der ersten Leiterplatte 2 eingesetzt werden. Man erkennt, dass die Verbindungsabschnitte 42, 43 nach der Montage ebenfalls durch die korrespondierenden Durchstecköffnungen der ersten Leiterplatte 2 hindurchragen. Ferner weist die erste Leiterplatte 2 mehrere, nicht mit Bezugszeichen versehene Einpressöffnungen auf, in die die bauchig geformten Einpressabschnitte 6 der Kontaktelemente 5 bei der Montage eingepresst werden.
Das Verbindungsteil 4 erfüllt bei der hier vorgestellten Leiterplattenanordnung 1 verschiedene Aufgaben. Es dient als Träger für die Kontaktelemente 5, als Distanzstück zwischen der ersten Leiterplatte 2 und der zweiten Leiterplatte 3. Darüber hinaus stellt das Verbindungsteil 4 eine wirksame mechanische Verbindung zwischen der ersten Leiterplatte 2 und der zweiten Leiterplatte 3 zur Verfügung. Die Verbindungsabschnitte 40, 41, 42, 43 des Verbindungsteils 4 dienen ferner als Fügehilfen, um die Kontaktelemente 5 auf einfache Weise in die für sie vorgesehenen Durchstecköffnungen der zweiten Leiterplatte 3 beziehungsweise in die ihnen zugeordneten Einpressöffnungen der ersten Leiterplatte 2 einsetzen zu können.
Das Verbindungsteil 4, die Kontaktelemente 5 sowie die zweite Leiterplatte 3 können als vormontierte Einheit ausgebildet sein, die bei der Montage sehr einfach und mit einem geringen Montageaufwand mit der ersten Leiterplatte 2 verbunden werden kann.
In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Leiterplattenanordnung 1 dargestellt. Von dem unter Bezugnahme auf 1 ausführlich beschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheidet sich die hier dargestellte Leiterplattenanordnung 1 lediglich dadurch, dass das Verbindungsteil 4 integral mit einem Gehäuse beziehungsweise einem Gehäuseteil eines elektrischen Geräts ausgebildet ist.

1: Leiterplattenanordnung
2: erste Leiterplatte
3: zweite Leiterplatte
4: Verbindungsteil
5: Kontaktelement
6: Einpressabschnitt
7: Lötstelle
40: Verbindungsabschnitt
41: Verbindungsabschnitt
42: Verbindungsabschnitt
43: Verbindungsabschnitt

Claims

Leiterplattenanordnung (1), umfassend eine erste Leiterplatte (2), mindestens eine zweite Leiterplatte (3) und mindestens ein Verbindungsteil (4), geeignet, die erste Leiterplatte (2) und die zweite Leiterplatte (3) miteinander zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (4) ein Kunststoffkörper ist und mehrere Verbindungsabschnitte (40, 41, 42, 43) umfasst, die in korrespondierende Durchstecköffnungen der ersten Leiterplatte (2) und der zweiten Leiterplatte (3) eingesetzt sind.
Leiterplattenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (40, 41), die der zweiten Leiterplatte (3) zugeordnet sind, durch Warmverpressen mit der zweiten Leiterplatte (3) verbunden sind.
Leiterplattenanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplattenanordnung (1) eine Anzahl von Kontaktelementen (5) aufweist, die sich abschnittsweise durch das Verbindungsteil (4) hindurch erstrecken.
Leiterplattenanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Kontaktelemente (5) in das Verbindungsteil (4) eingepresst sind.
Leiterplattenanordnung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Kontaktelemente (5) vom Verbindungsteil (4) umspritzt sind.
Leiterplattenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Kontaktelemente (5) ein freies Ende aufweist, das mit der zweiten Leiterplatte (3) verlötet ist.
Leiterplattenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Kontaktelemente (5) einen Einpressabschnitt (6) aufweist, der in eine korrespondierende Einpressöffnung der ersten Leiterplatte (2) eingepresst ist.
Leiterplattenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (4) und die Kontaktelemente (5) als vormontierte Einheit ausgebildet sind.
Leiterplattenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (4), die Kontaktelemente (5) und die zweite Leiterplatte (3) als vormontierte Einheit ausgebildet sind.
Leiterplattenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (4) integral mit einem Gehäuse oder einem Gehäuseteil eines elektrischen Geräts ausgebildet ist.