DE102015102717A1

DE102015102717A1 - Ausgeformte Leiterrahmen für eine Leiterplatte-zu-Leiterplatte-Verbindung

Info

Publication number: DE102015102717A1
Application number: DE102015102717.8A
Authority: DE
Inventors: Nikolaus W. Schunk
Original assignee: Avago Technologies General IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2015-08-27
Also published as: US9107333B1; US20150245501A1

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Leiterrahmenkörpers umfasst ein Entfernen einer Gruppe von parallelen, streifenförmigen elektrischen Leitern aus einem Metallblech, ein Einnbetten von Endabschnitten der Leiter in einer Formvergussmasse, die einen Leiterrahmenkörper definiert, und Trennen der Leiter voneinander, so dass Abschnitte der Leiter in der Formvergussmasse eingekapselt verbleiben, während andere Abschnitte außerhalb der Formvergussmasse verbleiben und Leitungen des resultierenden Leiterrahmens definieren.

Description

HINTERGRUND
Elektronische Geräte und Module sind herkömmlich auf Leiterplatten (PCBs, printed circuit boards) montiert. Ein elektronisches Modul, wie etwa ein optisches Übertragungs- oder Empfangsmodul, kann eine Leiterplatte umfassen. Das Montieren eines leiterplattenbasierten, opto-elektronischen Moduls auf einer Hauptleiterplatte kann aufgrund des engen Abstands zwischen benachbarten elektrischen Signalleitungen problematisch sein.
Ein opto-elektronisches Modul umfasst ein opto-elektronisches Gerät, wie etwa einen Halbleiterlaser oder eine Fotodiode, und umfasst herkömmlicherweise auch einen integrierten Schaltkreis-Chip für einen Treiber oder einen Empfänger, ebenso wie eine oder mehrere optische Einrichtungen, wie etwa Linsen. Der Laser wandelt elektrische Signale in optische Signale um. Die Fotodiode wandelt optische Signale in elektrische Signale um. In manchen Arten von opto-elektronischen Modulen sind das opto-elektronische Gerät und der integrierte Schaltkreis-Chip auf einem Leiterrahmen (lead frame bzw. Trägerstreifen bzw. Stanzgitter) montiert. In anderen Arten von opto-elektronischen Modulen sind das opto-elektronische Gerät und der integrierte Schaltkreis-Chip auf einer Modulleiterplatte montiert. Drahtbonden (wirebonds) verbinden in herkömmlicher Weise die elektronischen und opto-elektronischen Geräte mit den Leitern des Leiterrahmens oder den Schaltkreisspuren der Leiterplatten. Der Leiterrahmen oder die Modulleiterplatte, das opto-elektronische Gerät, der integrierte Schaltkreis und Drahtbonden sind herkömmlich in einem optisch transparenten Harz, das ein Modulgehäuse ausbildet, zusammen eingekapselt. Die Leiter des Leiterrahmens oder die Schaltkreisspuren der Leiterplatten sind mit elektrischen Signalleitungen, die sich aus dem Gehäuse entlang eines Randes des Leiterrahmens oder der Leiterplatte erstrecken, gekoppelt. Aufgrund der kompakten Größe von derartigen opto-elektronischen Modulen können die elektrischen Signalleitungen gebogen und versetzt (oder gestaffelt) sein, um zu ermöglichen, sie mit Pads von einer Hauptleiterplatte zu verbinden. Die elektrischen Signalleitungen sind herkömmlich auf den Pads von der Hauptleiterplatte oberflächenmontiert (surface mounted bzw. aufgelötet).
Es ist bekannt, eine sekundäre Leiterplatte (manchmal als eine Tochterplatte bezeichnet) in einer Orientierung senkrecht zu einer primären oder Hauptleiterplatte zu montieren unter Verwendung eines Leiterplatte-zu-Leiterplatte-Verbindungsglieds (oder -Konnektors), das (oder der) einen ausgeformten Kunststoff-Sicherungsblock umfasst, in dem die elektrischen Leiter eingekapselt sind. Ein Ende von jedem Leiter ist in einem Durchloch in der Hauptleiterplatte montiert und das andere Ende von jedem Leiter ist in einem Durchloch in der Tochterplatten-Leiterplatte montiert. Jeder Leiter weist eine 90°-Biegung auf. Die gebogenen Abschnitte der Leiter sind in dem Sicherungsblock eingekapselt. Der Sicherungsblock kann auf der Oberfläche der Hauptleiterplatte mit Schrauben oder einem Klebstoff befestigt sein, um eine mechanische Integrität für die Verbindung bereitzustellen.
Oberflächenmontierte (oder aufgelötete) Leiterrahmen, in die der Rand einer sekundären Leiterplatte eingesteckt werden kann, sind bekannt. Ein derartiger oberflächenmontierter Leiterrahmen umfasst einen langgestreckten oder stabförmigen Leiter, in dem zwischen zwei einander entgegengesetzten, oberflächenmontierbaren (oder auflötbaren) Enden des stabförmigen Leiters eine buchsenartige Struktur ausgebildet worden ist. Wenn der Rand einer sekundären Leiterplatte in die buchsenartige Struktur eingesteckt wird, wird zwischen einer Spur oder einem Pad von der sekundären Leiterplatte und den oberflächenmontierbaren Enden eine elektrische Verbindung hergestellt. Eine Anordnung von derartigen auflötbaren Leiterrahmen kann in paralleler Weise bereitgestellt werden, um in entsprechender Weise elektrische Kontakte zwischen mehreren Schaltkreisspuren der sekundären Leiterplatte und entsprechenden Spuren oder Pads von der Hauptleiterplatte bereitzustellen. Eine Anordnung von derartigen oberflächenmontierbaren Leiterrahmen kann hergestellt werden durch Stanzen eines einzelnen Blechs aus Metall und dann Entfernen von nicht-funktionellen Querabschnitten des Metalls, die nur dazu dienen, die Leiterrahmen während der Herstellung zusammen zu halten.
Es wäre wünschenswert, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Leiterrahmens (oder leadframe) für leiterplattenbasierte Module bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Leiterrahmens, das die folgenden Schritte aufweist: Entfernen, aus einem einzelnen Metallblech, einer einheitlichen Struktur (oder Konstruktion), die eine Mehrzahl von parallelen, im Wesentlichen streifenförmigen elektrischen Leitern und mindestens eine Querstrebe (oder Querelement), die (oder das) die Mehrzahl der elektrischen Leiter miteinander verbindet, umfasst; Einbetten eines Endabschnitts von jedem elektrischen Leiter der Struktur in einer Masse einer Formvergussmasse, die einen Leiterrahmenkörper definiert, wobei ein Leitungsabschnitt von jedem elektrischen Leiter außerhalb der Masse der Formvergussmasse verbleibt; und Trennen der Mehrzahl der elektrischen Leiter voneinander durch Schneiden der Querstrebe, während Abschnitte von jedem elektrischen Leiter in der Formvergussmasse eingekapselt verbleiben.
Andere Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile werden für einen Fachmann beim Betrachten der nachfolgenden Figuren und der ausführlichen Beschreibung offensichtlich sein oder werden. Es ist beabsichtigt, dass alle derartigen zusätzlichen Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile innerhalb dieser Beschreibung enthalten sind, im Umfang der Spezifikation sind und durch die beigefügten Patentansprüche geschützt sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht von oben, die ein gestanztes Metallblech veranschaulicht, gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung.
2 ist eine Draufsicht von oben von einer Struktur, die aus dem Metallblech der 1 herausgestanzt worden ist.
3 ist ähnlich wie die 2, und veranschaulicht Vertiefungen, die in der Struktur der 2 ausgebildet sind.
4 ist eine Draufsicht von oben, die zwei Leiterrahmenkörper, die auf der Struktur der 3 ausgeformt sind, veranschaulicht.
5 ist eine Draufsicht von oben, die das Schneiden der Struktur der 5 veranschaulicht, um die zwei Leiterrahmenkörper und die zugeordneten elektrischen Leiter in zwei gesonderte Leiterrahmen aufzutrennen.
6A ist eine Draufsicht von unten auf einen der zwei Leiterrahmen der 5.
6B ist eine Draufsicht von unten auf den anderen der beiden Leiterrahmen der 5.
7 ist eine Aufrissansicht von den Enden der Leiterrahmen der 6A und 6B.
8 ist eine Aufsicht von oben eines alternativen Leiterrahmens, der dadurch ausgebildet worden ist, dass die Struktur der 4 nicht in zwei gesonderte Leiterrahmen geschnitten wurde.
9 ist eine Aufrissansicht von einer Seite eines optoelektronischen Moduls, das mittels eines Leiterrahmens, der nur einen Leiterrahmenkörper aufweist, mit einer Hauptleiterplatte verbunden ist.
10 ist eine Aufrissansicht von vorne des opto-elektronischen Moduls und eines Abschnitts des Leiterrahmens der 9.
11 ist eine Querschnittsansicht genommen entlang einer Linie 11-11 der 10.
12 ist eine Aufrissansicht von einer Seite eines opto-elektronischen Moduls, das mittels eines Leiterrahmens, der zwei Leiterrahmenkörper aufweist, mit einer Hauptleiterplatte verbunden ist.
13 ist eine Aufrissansicht von einer Seite eines Systems, in dem ein opto-elektronisches Modul mittels eines Leiterrahmens, der zwei Leiterrahmenkörper aufweist, mit einer Hauptleiterplatte verbunden ist, wobei ein Leiterrahmenkörper in einem Anschlussbuchsengehäuse der Hauptleiterplatte befestigt ist.
14 ist eine Draufsicht von oben des Systems aus der 13, das den Leiterrahmenkörper, der in einem Anschlussbuchsengehäuse durch einen Verschlussmechanismus gesichert (oder befestigt) ist.
15 ist ähnlich wie 13, veranschaulicht jedoch den Verschlussmechanismus in einer losgelösten Position.
16 ist ähnlich wie 14, veranschaulicht jedoch den Verschlussmechanismus in einer losgelösten Position.
17 ist ähnlich wie 15 und veranschaulicht das Entfernen des Leiterrahmenkörpers aus dem Anschlussbuchsengehäuse und das Entfernen des opto-elektronischen Moduls.
18 ist eine Draufsicht von oben des Anschlussbuchsengehäuses der 13 bis 17 nach dem Entfernen des Leiterrahmenkörpers aus dem Anschlussbuchsengehäuse und dem Entfernen des opto-elektronischen Moduls.
19 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie 19-19 der 18 genommen ist.
20 ist eine Aufrissansicht von einer Seite eines opto-elektronischen Moduls, das mittels eines Leiterrahmens, der Leiter aufweist, die sich durch Löcher in der Hauptleiterplatte hindurch erstrecken, mit einer Hauptleiterplatte verbunden ist.
21 ist eine Draufsicht von oben eines opto-elektronischen Moduls, das mittels eines Leiterrahmens mit einer Hauptleiterplatte verbunden ist, wobei der Leiterrahmenkörper parallel zu einer Modulleiterplatte des opto-elektronischen Moduls orientiert ist.
22 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie 22-22 der 21 genommen ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie dies in der 1 dargestellt ist, beginnt in einer veranschaulichenden oder beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren mit dem Bereitstellen eines Blechs 10 aus Metall, wie etwa Kupfer. Das Blech 10 wird dann gestanzt oder formgeschnitten, um einen Bereich 12 aus Metall verbleiben zu lassen und das Metall aus dem verbleibenden Rest des Blechs 10 zu entfernen. Genauer gesagt kann aus dem Blech 10 ein sich wiederholendes Muster von kammförmigen Bereichen 14 und stabförmigen Bereichen 16 durch Stanzen oder Formschneiden (die-cutting) entfernt werden, wobei der Bereich 12 intakt verbleibt. Dann wird aus dem Bereich 12 eine Metallstruktur (oder Metallkonstruktion) 18 herausgeschnitten. Obwohl in 1 nur eine beispielhafte Metallstruktur 18 angedeutet ist (die in einer durchbrochenen Linie gezeichnet ist), so kann aus dem vorgenannten, sich wiederholenden Muster gewertschätzt werden, dass aus einem einzelnen Blech 10 viele derartige Metallstrukturen 18 entfernt werden können.
Wie dies in der 2 gezeigt ist, umfasst eine Metallstruktur 18 eine Anzahl von parallelen, im Wesentlichen streifenförmigen elektrischen Leitern 20 und Querstreben (oder Querelementen) 22, die die Leiter 20 miteinander verbinden. Die Querstreben 22 sind senkrecht zu den Leitern 20. Obwohl in der beispielhaften Ausführungsform fünf Leiter 20 und ein Satz von zwei Querstreben 22 in der Struktur 18 vorhanden sind, kann in anderen Ausführungsformen (nicht gezeigt) irgendeine andere geeignete Anzahl von derartigen Leitern und Querstreben in einer derartigen Struktur sein.
Wie dies in der 3 gezeigt ist, können in den ersten Endabschnitten 26 des Satzes der Leiter 20 und den zweiten Endabschnitten 28 des Satzes der Leiter 20 Grübchen oder Vertiefungen 24 ausgebildet sein.
Wie dies in der 4 gezeigt ist, wird dann der erste Endabschnitt 26 in einer Masse einer Formvergussmasse eingebettet, beispielsweise durch Anordnen des ersten Endabschnitts 26 in einer Form (nicht gezeigt) und Einleiten der Formvergussmasse in die Form. Die Formvergussmasse wird dann in der Form getrocknet, um sie auszuhärten. Die resultierende Kombination aus dem ersten Abschnitt 26 und der Masse der Formvergussmasse, in der er eingebettet ist, definiert einen ersten Leiterrahmenkörper 30. Gleichermaßen wird der zweite Endabschnitt 28 in einer anderen Masse einer Formvergussmasse eingebettet, beispielsweise durch Anordnen des zweiten Endabschnitts 28 in einer Form (nicht gezeigt), wobei Formvergussmasse in die Form eingeleitet wird und die Formvergussmasse getrocknet wird. Die resultierende Kombination aus dem zweiten Endabschnitt 28 und der Masse der Verguss-Masse, in der er eingebettet ist, definiert einen zweiten Leiterrahmenkörper 32.
Dann können Leiter 20 entlang einer Linie 33 zwischen den ersten und den zweiten Leiterrahmenkörpern 30 und 32 geschnitten werden, was zu den zwei gesonderten Leiterrahmen 34 und 36, die in 5 gezeigt sind, führt. Die Querstreben 22 werden weggeschnitten, um benachbarte Leiter 20 voneinander zu trennen.
Mit zusätzlichem Verweis auf die 6A und 6B, die die gegenüberliegende (untere) Seite der Leiterrahmenkörper 30 und 32 von der in den 4 und 5 gezeigten (oberen) Seite zeigen, wird angemerkt, dass Endabschnitte 26 und 28 der Leiter 20 in der Formvergussmasse eingebettet sind, während Leitungsabschnitte 38 und 40 der Leiter 20 außerhalb der Formvergussmasse, d. h., nicht darin eingebettet, verbleiben. Es sei auch angemerkt, dass in 7 die untere Oberfläche eines jeden Endabschnitts 26 und 28 im Wesentlichen komplanar mit, d. h. bündig mit, der unteren Oberfläche 42 der entsprechenden Leiterrahmenkörper 30 und 32 ist. Das heißt, die untere Oberfläche eines jeden Endabschnitts 26 und 28 ist bloßliegend und nicht in Berührung mit der Formvergussmasse des Leiterrahmenkörpers 30 und 32.
Bevor die Querstreben 22 geschnitten werden und die Endabschnitte 26 und 28 in der Formvergussmasse eingebettet werden, kann auf der Metallstruktur 18 ein Ätzvorgang ausgeführt werden, der die Leiter 20 in einer im Wesentlichen trapezförmigen oder unterschnittenen Querschnittsform ätzt, wie in 7 gezeigt. Somit hat jeder Leiter 20 eine breitere obere Oberfläche, die innerhalb (d. h. in Berührung mit) der Formvergussmasse vollständig eingebettet ist, und eine schmalere untere Oberfläche, die im Wesentlichen komplanar mit, d. h. bündig mit, der unteren Oberfläche 42 des entsprechenden Leiterrahmenkörpers 30 und 32 sind. Das Einbetten von derartigen trapezförmig geformten Endabschnitten 26 und 28 auf diese Art und Weise trägt zu ihrem Festhalten in der Formvergussmasse bei. Es wird angemerkt, dass die oben beschriebenen Grübchen oder Vertiefungen 24 (3) auf den breiteren oberen Oberflächen der Endabschnitte 26 und 28 ausgebildet werden und ebenfalls zum Festhalten in der Formvergussmasse beitragen.
Jeder Leiterrahmenkörper 30 und 32 kann Löcher 44 enthalten. Stifte 46 (7) können in die Löcher 44 eingeführt werden. Wie dies unten beschrieben wird, können die Stifte 46 verwendet werden, um zur Ausrichtung und Montage der Leiterrahmen 34 und 36 beizutragen.
Wie dies in der 8 gezeigt ist, kann ein alternativer Leiterrahmen 35 bereitgestellt werden, in dem die Leiter 20 nicht in der oben beschriebenen Art und Weise geschnitten werden. Stattdessen werden die Leiter 20 intakt gelassen. Die Querstreben 22 werden weggeschnitten, um benachbarte Leiter 20 voneinander zu trennen. Der resultierende Leiterrahmen 35 enthält somit die beiden Leiterrahmenkörper 30 und 32.
Wie dies in den 9 bis 11 gezeigt ist, wird ein optisches Datenkommunikationsmodul 50 mittels der oben beschriebenen Leiterrahmen 34 mit einer Hauptleiterplatte (PCB, printed circuit board) 52 verbunden. Das optische Datenkommunikationsmodul 50 enthält eine erste Leiterplatte 54, die in einer Rücken-an-Rücken oder anschlagenden Art und Weise mit einer zweiten Leiterplatte 56 befestigt ist, mit einem opto-elektronischen Gerät 58 (11), wie etwa einem Laser-Chip oder einem Fotodetektor-Chip, das zwischen der ersten und der zweiten Leiterplatte 54 und 56 in der unten beschriebenen Art und Weise angeordnet ist. Eine Lichtleitfaser 60 erstreckt sich aus der zweiten Leiterplatte 56. Eine erste Oberfläche der ersten Leiterplatte 54 hat eine Metallschicht 64, und eine zweite Oberfläche der zweiten Leiterplatte 56 hat eine Metallschicht 66. Die zweite Oberfläche der ersten Leiterplatte 54 stößt an der ersten Oberfläche der zweiten Leiterplatte 56 an. Die erste Oberfläche der zweiten Leiterplatte 56 hat eine Ausnehmung 70 (11) zum Aufnehmen des opto-elektronischen Geräts 58, wie das unten beschrieben ist. Eine Anzahl von Leiterplatten-Vias (oder Durchverbindungen) 68 erstreckt sich durch die Leiterplatten 54 und 56 und verbindet (oder koppelt) die Metallschichten 64 und 66 elektrisch zusammen. Obwohl dies für Zwecke der Klarheit nicht gezeigt ist, sind Leiterplatten-Vias 68 im Wesentlichen gleichförmig um die Ausnehmung 70 in der zweiten Leiterplatte 56, in der das opto-elektronische Gerät 58 angeordnet ist, verteilt. Die Kombination der Leiterplatten-Vias 68 und der Metallschichten 64 und 66, die alle elektrisch zusammenverbunden sind, kann als ein Faraday'scher Käfig zum Abschirmen des opto-elektronischen Geräts 58 gegen elektromagnetische Interferenz (EMI) dienen. Eine derartige abschirmende Anordnung ist in der korrespondierenden U.S. Patentanmeldung mit Seriennr. 13/802,273 (eingereicht am 13. März 2013) mit dem Titel „OPTICAL DATA COMMUNICATION MODULE HAVING EMI CAGE” („Optisches Datenkommunikationsmodul mit einem EMI-Käfig”), die hierin durch Verweis aufgenommen ist, beschrieben.
Das opto-elektronische Gerät 58 ist auf der zweiten Oberfläche der ersten Leiterplatte 54 montiert und ist mittels Drahtbonden (wirebonds) 72 mit Spuren oder ähnlichen Leitern auf der ersten Leiterplatter 54 elektrisch verbunden. Das opto-elektronische Gerät 58 und die Drahtbonden 72 werden mit einer transparenten Überzugsmasse 74 eingekapselt. Obwohl für Zwecke der Klarheit einzelne (oder individuelle) Leiterplattenschichten nicht gezeigt sind, ist die erste Leiterplatte 54 eine mehrschichtige Struktur, die leitfähige Spuren oder ähnliche Leiter aufweist, einschließlich einer Anordnung von Löt-Pads 76 (11) auf einer äußeren Schicht. Elektrische Signale können zwischen dem opto-elektronischen Gerät 58 und der Anordnung der Löt-Pads 76 kommuniziert werden. In einer Ausführungsform, in der das opto-elektronische Gerät 58 ein Laser-Chip ist, empfängt das opto-elektronische Gerät 58 derartige elektrische Signale und wandelt diese in entsprechende optische Signale um, die das opto-elektronische Gerät 58 allgemein entlang einer optischen Achse, die senkrecht zu der ersten und der zweiten Leiterplatte 54 und 56 ist, emittiert. Ein erstes Ende der Lichtleiterfaser 60 wird in einer Bohrung oder einem Loch durch die zweite Leiterplatte 56 festgehalten und empfängt diese optischen Signale durch eine Linse 78, die das von dem opto-elektronischen Gerät 58 in das Ende der Lichtleitfaser 60 emittierte Licht fokussiert. Alternativ, in einer Ausführungsform, in der das opto-elektronische Gerät 58 ein Fotodioden-Chip ist, kollimiert die Linse 78 das aus dem Ende der Lichtleitfaser 60 emittierte Licht auf das opto-elektronische Gerät 58. Das opto-elektronische Gerät 58 wandelt das Licht (d. h. optische Signale) in elektrische Signale, die mit den Löt-Pads 56 verbunden (oder gekoppelt) sind, um. Für Zwecke der Klarheit ist nur ein Ende einer Lichtleitfaser 60 gezeigt. Nichtsdestotrotz sollte verstanden werden, dass die Lichtleiterfaser 60 verwendet werden kann, um optische Signale mit einem anderen System, wie etwa einem Verarbeitungssystem oder einem Steuerungssystem (nicht gezeigt), zu kommunizieren.
Der Leiterrahmenkörper 30 des Leiterrahmens 34 stößt an der ersten Leiterplatte 54an und ist daran befestigt. Obwohl dies in 9 für Zwecke der Klarheit nicht gezeigt ist, greifen Stifte 46 (7) in Löcher in der ersten Leiterplatte 54 ein, um zur Ausrichtung und zur Befestigung beizutragen. Die Leiter 20 des Leiterrahmens 34 können eine oder mehrere Biegungen (z. B. 90°) aufweisen, um das Verbinden der ersten Leiterplatte 54 und der Hauptleiterplatte 52, die senkrecht zueinander sind, zu erleichtern. Wie in 9 dargestellt, machen die distalen Enden der Leiter 20 (d. h. Leitungsabschnitt 38 in 6A) Kontakt mit (d. h. sind gelötet an) den Oberflächenmontage-Pads (oder Auflöt-Pads) (die für Zwecke der Klarheit nicht gezeigt sind) auf der Hauptleiterplatte 52, wodurch die erste Leiterplatte 54 und die Hauptleiterplatte 52 elektrisch verbunden werden. Wie in der 11 gezeigt, machen die proximalen Enden der Leiter 20 (d. h. der Endabschnitt 26 in 6A) Kontakt mit (d. h. sind gelötet an) Löt-Pads 76 auf der ersten Leiterplatte 54.
Es sollte angemerkt werden, dass obwohl in der in der 9 dargestellten, beispielhaften Ausführungsform der Leiterrahmenkörper 30 an einer ersten Seite der ersten Leiterplatte 54 anschlägt, in anderen Ausführungsformen der Leiterrahmenkörper 30 an der gegenüberliegenden oder zweiten Seite der ersten Leiterplatte 54 anschlagen kann, wie das durch die unterbrochene Linie dargestellt ist. In noch anderen Ausführungsformen können zwei derartige Leiterrahmenkörper 30 an den beiden Seiten der ersten Leiterplatte 54 anschlagen. Dieses Merkmal, durch das der Leiterrahmenkörper 30 an jeder Seite oder an beiden Seiten der ersten Leiterplatte 54 anschlagen kann (und befestigt sein kann), ist auf jede der weiteren hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen anwendbar. Jedoch ist für Zwecke der Klarheit im Hinblick auf jede Ausführungsform nur eine derartige Anordnung gezeigt und beschrieben.
Wie dies in 12 gezeigt ist, ist in einer anderen beispielhaften Ausführungsform das optische Datenkommunikationsmodul 50 mittels des oben beschriebenen Leiterrahmens 35 mit einer Hauptleiterplatte (PCB) 52 verbunden. Der Leiterrahmenkörper 30 des Leiterrahmens 35 stößt an der ersten Leiterplatte 54 an und ist daran befestigt in der Art und Weise, die oben mit Bezug auf die 9 bis 11 beschrieben worden ist. Der Leiterrahmenkörper 32 des Leiterrahmens 35 ist auf der Hauptleiterplatte 52 oberflächenmontiert (oder aufgelötet). Obwohl dies in 12 für Zwecke der Klarheit nicht gezeigt ist, greifen Stifte 46 (7), die sich von dem Leiterrahmenkörper 30 erstrecken, in Löcher in der ersten Leiterplatte 54 ein, um zur Ausrichtung und zur Befestigung beizutragen. Leiter 20 des Leiterrahmens 35 können eine oder mehrere Durchbiegungen (z. B. 90°) aufweisen, um die Verbindung der ersten Leiterplatte 54 und der Hauptleiterplatte 52, die senkrecht zueinander sind, zu erleichtern. In einer Weise, die ähnlich zu der oben im Hinblick auf die 9 bis 11 beschriebenen Weise ist, machen Teile der Leiter 20 in dem Leiterrahmenkörper 30 Kontakt mit (d. h. sind angelötet an) Löt-Pads 76 (11) der ersten Leiterplatte 54. Gleichermaßen machen Abschnitte der Leiter 20 in dem Leiterrahmenkörper 32 Kontakt mit (d. h. sind angelötet an) aufgelöteten Pads (die für Zwecke der Klarheit nicht gezeigt sind) auf der Hauptleiterplatte 52, wodurch die erste Leiterplatte 54 und die Hauptleiterplatte 52 elektrisch verbunden (oder gekoppelt) werden.
Wie dies in den 13 und 14 gezeigt ist, ist in einer anderen beispielhaften Ausführungsform das optische Datenkommunikationsmodul 50 über den oben beschriebenen Leiterrahmen 35 mit der Hauptleiterplatte (PCB) 52 verbunden. Leiter 20 des Leiterrahmens 35 können eine oder mehrere Durchbiegungen (z. B. 90°) aufweisen, um die Verbindung der ersten Leiterplatte 54 und der Hauptleiterplatte 52, die senkrecht zueinander sind, zu erleichtern. Der Leiterrahmenkörper 30 des Leiterrahmens 35 ist an der ersten Leiterplatte 54 in der Art und Weise, die oben im Hinblick auf die 9 bis 11 beschrieben ist, befestigt. Anders als in den in den 9 bis 12 gezeigten Ausführungsformen ist in dieser Ausführungsform der Leiterrahmenkörper 32 des Leiterrahmens 35 in einem Anschlussbuchsengehäuse 80, das auf der Leiterplatte 52 montiert ist, befestigt. Wie das unten beschrieben ist, erleichtert es diese Ausführungsform einem Benutzer (nicht gezeigt), das optische Datenkommunikationsmodul 50 zu Installieren und zu entfernen. Demgemäß kann das optische Datenkommunikationsmodul 50 ein geeignetes Gehäuse 82 umfassen, das eine derartige Installation und Entfernung durch einen Nutzer erleichtert.
Wie dies in den 15 und 16 dargestellt ist, sichert ein Gleitverschluss 84 den Leiterrahmenkörper 32 in dem Anschlussbuchsengehäuse 80 in der unten beschriebenen Art und Weise. In den 15 und 16 ist der Gleitverschluss 84 in einer losgelösten Position gezeigt, während in den 13 und 14 der Gleitverschluss 84 in einer befestigten oder gesicherten Position gezeigt ist, in der der Leiterrahmenkörper 32 in dem Anschlussbuchsengehäuse 80 befestigt ist. Ein Nutzer kann den Gleitverschluss 84 von der gesicherten Position in die losgelöste Position bewegen, indem er in einen ersten Stoppblock 86 des Gleitverschlusses 84 greift und diesen in der durch die Pfeile in den 13 und 14 angedeuteten Richtung drängt.
Wie dies in 17 gezeigt ist, wenn der Gleitverschluss 84 in der losgelösten Position ist, kann ein Nutzer das optische Datenkommunikationsmodul 50 entfernen (z. B. herausziehen (oder abstecken)). Der Leiterrahmenkörper 32 wird aus dem Anschlussbuchsengehäuse 80 herausgehoben, wenn das optische Datenkommunikationsmodul 50 entfernt wird. Wenn der Leiterrahmenkörper 32 aus dem Anschlussbuchsengehäuse 80 herausgehoben wird, unterbrechen Teile der Leiter 20 in dem Leiterrahmenkörper 32 den Kontakt mit den aufgelöteten Pads 88 auf der Hauptleiterplatte, was in den 18 und 19 gezeigt ist. Der Leiterplatten-Körper 32 ist in den 18 und 19 in unterbrochener Linie angedeutet, um seine Position vor dem Entfernen aus dem Anschlussbuchsengehäuse 80 anzuzeigen.
Ein Nutzer kann das optische Datenkommunikationsmodul 50 installieren (z. B. einstecken), indem er Aktionen in der umgekehrten Reihenfolge zu der oben beschriebenen ausführt. Demgemäß, wenn das optische Datenkommunikationsmodul 50 installiert wird, wird der Leiterrahmenkörper 32 in einer Öffnung 90 in dem Anschlussbuchsengehäuse 80 angeordnet. Wenn der Leiterrahmenkörper 32 in dem Anschlussbuchsengehäuse 80 angeordnet ist, machen Abschnitte der Leiter 20 in dem Leiterrahmen-Gehäuse 32 Kontakt mit den aufgelöteten Pads 88 auf der Hauptleiterplatte 52. Ein Nutzer kann dann den Verschluss 84 von der losgelösten Position in die gesicherte Position gleiten, indem er einen zweiten Stoppblock 92 greift. Höcker 94, die aus einem halbfedernden Material mit niedriger Reibung, wie etwa weicher Kunststoff, auf der Unterseite des Gleitverschlusses 84 hergestellt sind, üben eine elastische Kraft gegen den Leiterrahmenkörper 32 aus, wenn der Gleitverschluss 84 in der gesicherten Position ist, wodurch die Abschnitte der Leiter 20 in dem Leiterrahmenkörper 32 in Berührung mit den aufgelöteten Pads 88 auf der Hauptleiterplatte 52 gedrängt werden. Es wird angemerkt, dass in dieser Ausführungsform die Abschnitte der Leiter 20 in dem Leiterrahmenkörper 32 nicht mit den aufgelöteten Pads 88 verlötet sind.
Wie dies in der 20 gezeigt ist, ist in einer anderen beispielhaften Ausführungsform das optische Datenkommunikationsmodul 50 mittels des oben beschriebenen Leiterrahmens 34 mit einer Hauptleiterplatte (PCB) 52 verbunden. Der Leiterrahmenkörper 30 des Leiterrahmens 34 wird in der gleichen Art, die oben im Hinblick auf die anderen Ausführungsformen beschrieben ist, an der ersten Leiterplatte 54 befestigt. Jedoch sind in dieser Ausführungsform die distalen Enden der Leiter 20 (d. h. Leitungsabschnitte 38 in 6A) des Leiterrahmens 34 in Löchern durch die Hauptleiterplatte 52 montiert und an Pads (die für Zwecke der Klarheit nicht gezeigt sind) auf der Hauptleiterplatte 52 verlötet, wodurch die erste Leiterplatte 54 und die Hauptleiterplatte 52 elektrisch verbunden werden.
Wie dies in den 21 und 22 gezeigt ist, hat in einer anderen beispielhaften Ausführungsform ein optisches Datenkommunikationsmodul 100 ein Gehäuse 102. Das optische Datenkommunikationsmodul 100 bildet eine Schnittstelle mit einem Stecker 104, der eine Lichtleitfaser 106 enthält. Das optische Datenkommunikationsmodul 100 umfasst eine erste Leiterplatte 108, die in einer Rücken-an-Rücken Art und Weise mit einer zweiten Leiterplatte 110 verbunden ist, mit einem opto-elektronischen Gerät 112, wie etwa einem Laser-Chip oder einem Fotodetektor-Chip, der in der oben im Hinblick auf die 9 bis 11 beschriebenen Weise zwischen der ersten und der zweiten Leiterplatte 108 und 110 angeordnet ist. Die erste Leiterplatte 108 umfasst eine Anordnung von Löt-Pads 114. Eine erste Oberfläche der ersten Leiterplatte 108 hat eine Metallschicht 116, und eine zweite Oberfläche der zweiten Leiterplatte 110 hat eine Metallschicht 118. Eine Anzahl von Leiterplatten-Vias 120 erstreckt sich durch die Leiterplatten 108 und 110 und verbindet die Metallschichten 116 und 118 elektrisch miteinander.
Das opto-elektronische Gerät 112 ist mittels Drahtbonden 122 mit Spuren oder ähnlichen Leitern auf der ersten Leiterplatte 108 elektrisch verbunden. Das opto-elektronische Gerät 112, die Drahtbonden 122 und eine Linse 128 sind innerhalb eines transparenten Überzugs 124 innerhalb der Vertiefung 126 in der zweiten Leiterplatte 110 eingekapselt. Obwohl für Zwecke der Klarheit einzelne Leiterplatten-Schichten nicht gezeigt sind, Ist die erste Leiterplatte 108 eine mehrlagige Struktur, die leitfähige Spuren oder ähnliche Leiter, einschließlich der Anordnung der Löt-Pads 114, aufweist. Das opto-elektronische Gerät 112 kann mit der Anordnung der Löt-Pads 114 elektrische Signale kommunizieren und kann im Übrigen in der gleichen Art und Weise wie das opto-elektronische Gerät 58 in der oben beschriebenen und in den 9 bis 11 gezeigten Ausführungsform zusammenarbeiten.
Der Leiterrahmenkörper 30 des Leiterrahmens 34 ist in der gleichen Weise an der ersten Leiterplatte 108 befestigt, wie das in anderen Ausführungsformen oben im Hinblick auf die Befestigung des Leiterrahmenkörpers 30 an der ersten Leiterplatte 54 (z. B. 9 bis 11) beschrieben ist. Die Leiter 20 des Leiterrahmens 34 können eine oder mehrere Durchbiegungen (z. B. 90°) aufweisen, um die Verbindung der ersten Leiterplatte 108 und einer Hauptleiterplatte 130, die parallel zueinander sind, zu ermöglichen. Die proximalen Enden der Leiter 20 (d. h. der Endabschnitt 26 in 6A) machen Kontakt mit (d. h. sind gelötet an) Löt-Pads 114 der ersten Leiterplatte 108. Die distalen Enden der Leiter 20 (d. h. der Leitungsabschnitt 38 in 6A) machen Kontakt mit (d. h. sind gelötet an) aufgelöteten Pads (die für Zwecke der Klarheit nicht gezeigt sind) auf der Hauptleiterplatte 130, wodurch die erste Leiterplatte 108 und die Hauptleiterplatte 130 elektrisch verbunden werden.
Ein Optikblock 132, der aus einem Material hergestellt ist, das für die Wellenlänge der dem opto-elektronischen Gerät 112 zugeordneten optischen Signale transparent ist, ist auf einer zweiten Leiterplatte 110 montiert. Ein Beispiel eines geeigneten Materials, aus dem der Optikblock 132 hergestellt werden kann, ist ein Material aus der wohl bekannten Familie der amorphen thermoplastischen Polyetherimid-Harze, die von SABIC Corporation aus Saudi Arabien (früher General Electric Kunststoff-Division) unter dem Markennamen ULTEM hergestellt werden. Einheitlich verlötet oder verschweißt mit dem Rest des Optikblocks 132 ist eine reflektierende Oberfläche 134. Mit anderen Worten, die reflektierende Oberfläche 134 ist ein Teil der Masse des ausgeformten Harzes, aus dem der Optikblock 132 besteht. Ein Schutzfilm 136 überdeckt die reflektierende Oberfläche 134. Im Betrieb breitet das optische Signal sich entlang eines Pfades 138 aus. Die reflektierende Oberfläche 134 ist in dem Pfad 138 angeordnet, um die optischen Signale zwischen dem opto-elektronischen Gerät 112 und einem Lichtleitfaseranschluss 140 in dem Optikblock 132 umzulenken. Ein Teil eines Steckers 104 erstreckt sich in dem Lichtleitfaseranschluss 140. Eine Linse 142 ist in dem Lichtleitfaseranschluss 140 angeordnet.
Es sollte angemerkt werden, dass die Erfindung im Hinblick auf veranschaulichende Ausführungsformen zu dem Zweck, die Prinzipien und Konzepte der Erfindung zu beschreiben, beschrieben worden ist. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. So wie das von einem Fachmann im Hinblick auf die hierin bereitgestellte Beschreibung verstanden werden wird, können viele Modifikationen zu den hierin beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt werden, ohne von den Zielen der Erfindung abzuweichen, und alle derartigen Modifikationen sind in dem Umfang der Erfindung enthalten.

Claims

Ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Verbindungsgliedes, das Verfahren aufweisend: Entfernen aus einem einzelnen Metallblech einer einheitlichen Struktur, die eine Mehrzahl von parallelen, im Wesentlichen streifenförmigen elektrischen Leitern und mindestens eine Querstrebe, die die Mehrzahl der elektrischen Leiter miteinander verbindet, umfasst; Einbetten eines Endabschnitts von jedem elektrischen Leiter der Struktur in einer Masse einer Formvergussmasse, die einen Leiterrahmenkörper definiert, wobei ein Leitungsabschnitt von jedem elektrischen Leiter außerhalb der Masse der Formvergussmasse verbleibt; und Trennen der Mehrzahl der elektrischen Leiter voneinander durch Schneiden der Querstrebe, während Abschnitte von jedem elektrischen Leiter in der Formvergussmasse eingebettet verbleiben.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Endabschnitt von jedem elektrischen Leiter eine ebene Oberfläche aufweist, die nicht in Berührung mit der Formvergussmasse ist und die im Wesentlichen komplanar mit einer unteren Oberfläche des Leiterrahmenkörpers ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Entfernen aus einem einzelnen Metallblech einer einheitlichen Struktur, die eine Mehrzahl von parallelen, im Wesentlichen streifenförmigen elektrischen Leitern und mindestens eine Querstrebe, die die Mehrzahl der elektrischen Leiter miteinander verbindet, umfasst, ein Stanzen des einzelnen Metallblechs umfasst.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Endabschnitt von jedem elektrischen Leiter eine Vertiefung aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das Einbetten eines Endabschnitts von jedem elektrischen Leiter der Struktur folgendes umfasst: Anordnen des Endabschnitts von jedem elektrischen Leiter in einer Formungsausnehmung; und Einführen der Formvergussmasse in die Formungsausnehmung, wobei die Formvergussmasse sich in eine Form der Vertiefung einfügt.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Leiterrahmenkörper eine Mehrzahl von Befestigungsmerkmalen umfasst, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die aus Stiften, die sich aus dem Leiterrahmenkörper heraus erstrecken, und Löchern, die sich durch den Leiterrahmenkörper hindurch erstrecken, besteht.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Endabschnitt von jedem elektrischen Leiter eine im Wesentlichen trapezförmige Querschnittsform aufweist.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend Ausbilden einer Durchbiegung in dem Leitungsabschnitt von jedem elektrischen Leiter.
Das Verfahren gemäß Anspruch 8, ferner aufweisend: Befestigen des Leiterrahmenkörpers an einem optischen Datenkommunikationsmodul, das eine Modulleiterplatte aufweist, wobei der Endabschnitt von jedem elektrischen Leiter ein elektrisches Kontakt-Pad von der Modulleiterplatte berührt; und Oberflächenmontieren des Leitungsabschnitts von jedem elektrischen Leiter auf einer Oberfläche einer Hauptleiterplatte, wobei der Leitungsabschnitt von jedem elektrischen Leiter ein elektrisches Kontakt-Pad von der Hauptleiterplatte berührt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Modulleiterplatte im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptleiterplatte ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Modulleiterplatte im Wesentlichen parallel zu der Hauptleiterplatte ist
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei eine Vielzahl von Stiften den Leiterrahmenkörper mit der Modulleiterplatte verbindet
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner aufweisend: Befestigen des Leiterrahmenkörpers an einem optischen Datenkommunikationsmodul, das eine Modulleiterplatte aufweist, wobei der Endabschnitt von jedem elektrischen Leiter ein elektrisches Kontakt-Pad von einer Oberfläche der Modulleiterplatte berührt; und Montieren des Leitungsabschnitts von jedem elektrischen Leiter in einem Loch in einer Oberfläche einer Hauptleiterplatte.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei: die Struktur zwei Querstreben umfasst; und das Einbetten eines Endabschnitts von jedem elektrischen Leiter in einer Masse einer Formvergussmasse, das Einbetten eines ersten Endabschnitts von jedem elektrischen Leiter in einer ersten Masse einer Formvergussmasse, die einen ersten Leiterrahmenkörper definiert, und Einbetten eines zweiten Endabschnitts von jedem elektrischen Leiter in einer zweiten Masse einer Formvergussmasse, die einen zweiten Leiterrahmenkörper definiert, umfasst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 14, ferner umfassend Schneiden eines jeden elektrischen Leiters von der Mehrzahl der elektrischen Leiter an einer Stelle zwischen dem ersten und dem zweiten Leiterrahmenkörper.
Das Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, ferner aufweisend: Befestigen des ersten Leiterrahmenkörpers an einem optischen Datenkommunikationsmodul, das eine Modulleiterplatte aufweist, wobei jeder erste Endabschnitt ein elektrisches Kontakt-Pad von einer Oberfläche der Modulleiterplatte berührt; und Befestigen des zweiten Leiterrahmenkörpers an einer Hauptleiterplatte, wobei jeder zweite Endabschnitt ein elektrisches Kontakt-Pad von einer Oberfläche der Hauptleiterplatte berührt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei das Befestigen des zweiten Leiterrahmenkörpers an der Hauptleiterplatte folgendes umfasst: Montieren eines Anschlussbuchsengehäuses an der Hauptleiterplatte, wobei das Anschlussbuchsengehäuse eine Öffnung aufweist; Montieren des zweiten Leiterrahmenkörpers in der Öffnung des Anschlussbuchsengehäuses; und Bewegen eines Verschlusselements von einer freigegebenen Position in eine gesicherte Position, wobei der zweite Leiterrahmenkörper zwischen dem Verschlusselement in der gesicherten Position und der Oberfläche der Hauptleiterplatte gesichert ist, wobei das Verschlusselement eine Kraft gegen den zweiten Leiterrahmenkörper ausübt, um jeden zweiten Endabschnitt in Berührung mit einem elektrischen Kontakt-Pad von einer Oberfläche der Hauptleiterplatte zu drängen.
Ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Verbindungsgliedes, das Verfahren aufweisend: Stanzen aus einem einzelnen Metallblech einer einheitlichen Struktur, die eine Mehrzahl von parallelen, im Wesentlichen streifenförmigen elektrischen Leitern und mindestens eine Querstrebe, die die Mehrzahl der elektrischen Leiter miteinander verbindet, umfasst; Einbetten eines Endabschnitts von jedem elektrischen Leiter der Struktur in einer Masse von Formvergussmasse, die einen Leiterrahmenkörper definiert, wobei ein Leitungsabschnitt von jedem elektrischen Leiter außerhalb der Masse der Formvergussmasse verbleibt, wobei der Endabschnitt von jedem elektrischen Leiter eine ebene Oberfläche aufweist, die nicht in Berührung mit der Formvergussmasse ist und im Wesentlichen komplanar mit einer unteren Oberfläche des Leiterrahmenkörpers ist; Trennen der Mehrzahl der elektrischen Leiter voneinander durch Schneiden der Querstrebe, während Abschnitte von jedem elektrischen Leiter in der Formvergussmasse eingebettet verbleiben; Befestigen des Leiterrahmenkörpers an einem elektronischen Modul, das eine Modulleiterplatte aufweist, wobei der Endabschnitt von jedem elektrischen Leiter ein elektrisches Kontakt-Pad von der Modulleiterplatte berührt; und Oberflächenmontieren des Leitungsabschnitts von jedem elektrischen Leiter auf einer Oberfläche einer Hauptleiterplatte, wobei der Leitungsabschnitt von jedem elektrischen Leiter ein elektrisches Kontakt-Pad von der Hauptleiterplatte berührt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 18, ferner aufweisend, vor dem Oberflächenmontieren des Leitungsabschnitts von jedem elektrischen Leiter, Ausbilden einer Durchbiegung von näherungsweise 90° in dem Leitungsabschnitt von jedem elektrischen Leiter zwischen dem Leiterrahmenkörper und dem Leitungsabschnitt von jedem elektrischen Leiter.
Das Verfahren gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei das elektronische Modul ein optisches Datenkommunikationsmodul ist.