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Anordnung, Steckfassung und Kontaktelement
zur Befestigung und Kontaktierung von Schaltbaugruppen auf einem
Substrat
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung
zur Befestigung und Kontaktierung einer Kontaktflächen aufweisenden
Schaltbaugruppe auf einem Substrat, umfassend auf dem Substrat angeordnete
und auf einer der Steckfassung zugewandten Oberfläche des Substrats
Kontaktzonen aufweisende Signalleitungen und eine mindestens eine
Aufnahmeeinrichtung und Kontaktelemente aufweisende Steckfassung
zur Bestückung
mit einer Schaltbaugruppe und Montage auf dem Substrat, wobei in
einem unbestückten
Zustand der Anordnung ohne einer in der Aufnahmeeinrichtung angeordneten
Schaltbaugruppe mindestens ein Kontaktelement elektrisch von den
Kontaktzonen isoliert ist und in einem bestückten Zustand der Anordnung
mit einer in der Aufnahmeeinrichtung angeordneten Schaltbaugruppe
das mindestens eine Kontaktelement in einem ersten Kontaktbereich
mit mindestens eine der Kontaktzonen auf dem Substrat und in einem
zweiten Kontaktbereich mit mindestens einer Kontaktfläche auf
der Schaltbaugruppe elektrisch kontaktiert ist. Die Erfindung betrifft
ferner eine Steckfassung und Kontaktelemente für eine solche Anordnung.
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Bei modularen elektronischen Systemen
mit variabler Konfiguration ist üblicherweise
eine Systemplatine mit einem Einbauplatz oder einer Mehrzahl von
Einbauplätzen
für modulare
Komponenten vorgesehen. Die Einbauplätze sind in Abhängigkeit von
den Anforderungen an das System oder von der Ausbaustufe des Systems
mit jeweils einer modularen Komponente bestückt oder bleiben unbestückt. Notwendigerweise
sind dabei die Schnittstellen der modularen Komponenten gleich oder
zueinander kompatibel. Darüber
hinaus ist keine funktionale Ähnlichkeit
der modularen Komponenten gefordert. Die modularen Kom ponenten sind
etwa Schaltbaugruppen wie Speichermodule oder Schnittstellenmodule.
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Die Einbauplätze sind üblicherweise als Steckfassungen
ausgebildet, die auf einem Substrat, etwa einer Systemplatine (motherboard)
befestigt sind. Die Steckfassungen stellen zudem jeweils eine elektrische
Verbindung zwischen Signalleitungen auf dem Substrat und Kontaktflächen auf
den Schaltbaugruppen her.
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Die Steckfassungen ermöglichen
einen einfachen Austausch, bzw. ein einfaches Nachrüsten von
Schaltbaugruppen.
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Ein typisches Beispiel für ein solches
modulares System ist ein Computersystem (PC, work station,
server) mit erweiterbaren Arbeitsspeicher, wobei auf der Systemplatine
Einbauplätze
(Slots) für
Speichermodule in Form von Steckfassungen vorgesehen sind und abhängig von
der gewünschten
Größe des Arbeitsspeichers
mit Speichermodulen bestückt sind.
Da die Anzahl der Einbauplätze
in einem System auf einen Maximalausbau gerichtet ist, sind in der
Regel eine oder mehrere Steckfassungen unbestückt. Da ferner ein Bussystem
mit einer geringeren Zahl von Speichermodulen eine höhere Datenübertragungsrate
zulässt,
wird in geschwindigkeitsrelevanten Anwendungen auch bewusst auf
einen Maximalausbau des Systems verzichtet.
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Mit höheren Takt- und Datenübertragungsraten
zu und von den Speichermodulen steigen die Anforderungen an die
Ausbildung der Signalleitungen des Bussystems. Zur Gewährleistung
höherer
Taktraten auf den Bussystemen sind allgemein kurze Signalleitungen,
möglichst
geringe parasitäre
Kapazitäten,
Induktivitäten
und Widerstände,
sowie eine möglichst
geringe Zahl von Reflexionsstellen im Zuge der Signalleitungen erforderlich.
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Anordnungen mit üblichen Steckfassungen weisen
auch im unbestückten
Zustand eine hohe parasitäre
Kapazität
sowie mindestens eine erheblich störende Reflexionsstelle auf.
Dies wird im Folgenden anhand der 3 erläutert.
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Die in der 3 dargestellte Anordnung zeigt eine auf
einem Substrat 3 angeordnete Steckfassung 1. Die
Steckfassung 1 umfasst einen Isolierkörper 4, in dem eine
Aufnahmeeinrichtung 5 zur Aufnahme einer Schaltbaugruppe 2 vorgesehen
ist. Die Schaltbaugruppe 2 weist Kontaktflächen 6 auf.
In der Aufnahmeeinrichtung 5 sind Kontaktpins 9 mit
jeweils einem Kontaktelement 7 und einer Kontakteinrichtung 8 angeordnet.
Die Kontakteinrichtungen 8 sind mit auf oder im Substrat 3 angeordneten
Signalleitungen 32, 32" elektrisch leitend verbunden.
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Im rechten Bild der 3 ist die Steckfassung 1 mit
einer in der Aufnahmeeinrichtung 5 angeordneten Schaltbaugruppe 2 bestückt. Die
Kontaktelemente 7 kontaktieren die jeweils korrespondierenden
Kontaktflächen 6.
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Im linken Bild der 3 ist die Steckfassung 1 unbestückt. Die
Kontaktelemente 7 bilden jeweils einen antennenartigen
Abzweig zugeordneter Signalleitungen 32, 32".
Dieser Abzweig bildet eine Kapazität, die eine Signalform eines
auf der Signalleitung 32 übertragenen Signals verformt
bzw. das Signal verzögert.
Endstellen und Kanten der Kontaktelemente 7 sind Reflexionsorte.
Dort reflektierte Signale wirken als Störsignale für die auf den Signalleitungen 32, 32" übertragenen
Signale. Generell führen übliche Steckfassungen
in schnellen Bussystemen im leeren, unbestückten Zustand zu vermehrten
Störungen
und beschränken
dadurch die mögliche
Datenübertragungsrate
innerhalb des Bussystems.
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Aus der
DD 256 023 A1 ist ein Nullkraftsteckverbinder
mit Kontaktelementen mit Kontaktarmen bekannt. Die Kontaktelemente
stellen im bestückten Zustand
des Nullkraftsteckverbinders eine elektrische Verbindung zwischen
Kontaktflächen
auf einer im Nullkraftsteckverbinder vorgesehenen Schaltbaugruppe
und flächig
ausgebildeten Kontaktstellen auf einer Substratoberfläche, auf
der der Nullkraftsteckverbinder angeordnet ist, her. Die Kontaktelemente sind
nur dann in Berührung
mit den Kontaktstellen auf der Substratoberfläche, wenn der Nullkraftsteckverbinder
mit einer Schaltbaugruppe bestückt
ist. Nach dem Einführen
einer Schaltbaugruppe in den Nullkraftsteckverbinder werden mittels
eines um eine Exzenterachse rotierbaren Exzenters die Kontaktarme
der Kontaktelemente gegen die Kontaktstellen gepresst.
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Ein ähnlicher Nullkraftsteckverbinder
ist aus der
DD 256 022
A1 bekannt, bei dem im Unterschied zum oben beschriebenen Nullkraftsteckverbinder
die den flächig
ausgebildeten Kontaktstellen auf der Substratoberfläche zugeordneten
Kontaktarme der Kontaktelemente über
einen Schieber gespannt bzw. entspannt und in Berührung mit
den Kontaktstellen gebracht werden.
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Ein aus der
DE 197 30 484 C1 bekannter Nullkraftsteckverbinder
weist ein Gehäuse
mit zwei aufeinander zu bzw. voneinander wegschwenkbaren Verbinderhälften auf.
In den Verbinderhälften
ist jeweils eine Reihe von Kontaktelementen eingebettet. Nach Einführen der
Schaltbaugruppe in den Nullkraftsteckverbinder werden die Verbinderhälften über eine
Mechanik gegeneinander bewegt.
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Ein in der
DE 44 20 663 A1 beschriebener Platinenverbinder
weist eine Mehrzahl von Kontaktelementen auf, die entlang zweier
einander gegenüberliegenden
Innenflächen
einer Aufnahmeeinrichtung angeordnet sind und nach Montage auf einer Substratoberfläche gegen
auf der Substratoberfläche angeordnete
Kontaktstellen gepresst werden.
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Aus der
EP 0 415 052 A1 ist ein
weiterer Platinenverbinder bekannt, dessen Kontaktelemente nach
Montage auf einer Oberfläche
eines Substrats auf dort flächig
ausgebildete Kontaktstellen gedrückt werden.
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Ein elektrischer Steckverbinder mit
zwei zusammenfügbaren
Steckerteilen, in denen jeweils mehrere Kontaktelemente in einer
Reihe angeordnet sind und nach Zusammenfügen der beiden Steckerteile
aneinander anliegen, ist in der
DE 35 40 029 A1 beschrieben.
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Es liegt daher der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Verfügung zu stellen, in der die
Signalintegrität
in einem konfigurierbaren modularen System bei nicht vollständiger Systemkonfiguration
gegenüber
herkömmlichen
Anordnungen verbessert ist. Weiter umfasst es die Aufgabe der Erfindung,
eine Steckfassung für
eine solche Anordnung und ein Kontaktelement für eine solche Steckfassung
zur Verfügung
zu stellen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung
der eingangs genannten Art jeweils durch die Merkmale des kennzeichnenden
Teils der Patentansprüche 1 und 3,
durch eine Steckfassung gemäß Patentanspruch
12 und durch ein Kontaktelement gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich jeweils aus den untergeordneten Patentansprüchen.
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Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung sind
also Kontaktelemente einer Steckfassung im unbestückten Zustand
der Steckfassung ohne Kontakt zu auf einem Substrat ausgeprägten Signalleitungen. Die
Kontaktelemente sind ausschließlich
im bestückten
Zustand der Steckfassung mit den Signalleitungen eines Bussystems
elektrisch leitend verbunden.
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Die Anordnung weist im unbestückten Zustand
keine Reflexionsorte und keine zusätzlichen, parasitären Kapazitäten auf,
die die Signalintegrität auf
den Signalleitungen beeinträchtigen.
Die Anordnung ermöglicht
höhere
Takt- und Datenübertragungsraten
für Bussysteme
bei nicht vollständigen Systemkonfigurationen.
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Im Einzelnen umfasst die Anordnung
zur Befestigung und Kontaktierung von Schaltbaugruppen auf einem
Substrat auf dem Substrat angeordnete Signalleitungen, die auf einer
der Steckfassung zugewandten Oberfläche des Substrats Kontaktzonen aufweisen.
Weiter besteht die Anordnung aus einer Steckfassung mit mindestens
einer Aufnahmeeinrichtung und Kontaktelementen, die im bestückten Zustand
der Steckfassung jeweils korrespondierenden Kontaktflächen einer
in der Aufnahmeeinrichtung angeordneten Schaltbaugruppe gegenüberliegen und
diese kontaktieren.
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Die Kontaktelemente sind ferner in
einer Weise ausgebildet, dass im bestückten Zustand der Anordnung
die Kontaktelemente jeweils in einem ersten Kontaktbereich mit einer
der Kontaktzonen auf dem Substrat elektrisch kontaktiert sind.
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In einem unbestückten Zustand ohne in der Aufnahmeeinrichtung
angeordneter Schaltbaugruppe sind die Kontaktelemente elektrisch
von den Kontaktzonen isoliert.
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Bevorzugterweise weisen die Kontaktelemente
jeweils einen zweiten Kontaktbereich auf, mit dem im bestückten Zustand
das jeweilige Kontaktelement mit mindestens einer Kontaktfläche auf
der Schaltbaugruppe elektrisch kontaktiert ist.
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Bevorzugterweise ist die Aufnahmeeinrichtung
als Nut in einem Isolierkörper
ausgebildet. Die Kontaktelemente sind jeweils in Reihen auf ein
oder zwei Innenflächen
der Nut vorgesehen und liegen entlang mindestens einer Kante der
Schaltbaugruppe angeordneten Kontaktflächen gegenüber. Daneben weist die Aufnahmeeinrichtung
bei Bedarf übliche
fachmännische
Ausbildungen wie Kodiereinrichtungen, zusätzliche Führungs- und Befestigungselemente
oder eine Auswurfmechanik auf.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anordnung
sind die Kontaktelemente als im unbestückten Zustand entspannte und
im bestückten
Zustand gespannte Kontaktfederelemente ausgebildet.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anordnung
sind die in der Steckfassung angeordneten Kontaktelemente mindestens
in einer zum Substrat senkrechten Richtung verschiebbar vorgesehen.
Im unbestückten Zustand
befindet sich das Kontaktelement dabei in einer dem Substrat fernen
und im bestückten
Zustand in einer dem Sub strat nahen Position. In der nahen Position
liegt das Kontaktelement auf der korrespondierenden Kontaktzone
auf, während
das Kontaktelement in der fernen Position von der Kontaktzone elektrisch
isoliert ist.
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Eine besonders bevorzugte Ausbildung
der erfindungsgemäßen Anordnung
umfasst Kontaktelemente, die in zum Substrat senkrechter und paralleler Richtung
jeweils elastisch verformbar sind. Die Kontaktelemente weisen im
unbestückten
Zustand der Steckfassung eine minimale Ausdehnung in der zum Substrat
senkrechten Richtung und eine maximale Ausdehnung in der zum Substrat
parallelen Richtung auf. Dabei sind die ersten Kontaktbereiche der
Kontaktelemente ohne Kontakt zu den Kontaktzonen der Signalleitungen.
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Im bestückten Zustand weisen die Kontaktelemente
eine maximale Ausdehnung in der zum Substrat senkrechten Richtung
und eine minimale Ausdehnung in der zum Substrat parallelen Richtung
auf. Dabei kontaktieren die Kontaktelemente im ersten Kontaktbereich
die korrespondierenden Kontaktzonen der Signalleitungen und im zweiten
Kontaktbereich die korrespondierenden Kontaktflächen der Schaltbaugruppe.
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Ein solches Kontaktelement ist auf
verschiedene Weise realisierbar, etwa u-förmig ausgebildet, wobei auf
einem der Schenkel des u-förmigen
Kontaktelements der zweite Kontaktbereich und auf dem Quersteg der
erste Kontaktbereich ausgebildet ist. Bevorzugt ist das Kontaktelement
ringförmig
ausgebildet und an einem Ankerpunkt an der Innenseite der Aufnahmeeinrichtung
befestigt. Durch die Ausbildung als Ring ist das Kontaktelement
versteift und mechanisch belastbar.
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Nach einer weiteren Ausbildung der
erfindungsgemäßen Anordnung
sind jeweils der erste und der zweite Kontaktbereich ei nes Kontaktelements
um eine gemeinsame Rotationsachse drehbar und um einen Winkel, der
bevorzugt mindestens 20 Grad aufweist, gegeneinander versetzt angeordnet. Mindestens
einer der Kontaktbereiche oder ein mechanisches Hebelelement befindet
sich im unbestückten
Zustand mindestens teilweise im Zuführungsweg einer in der Aufnahmeeinrichtung
der Steckfassung anzuordnenden Schaltbaugruppe. Durch das Zuführen der
Schaltbaugruppe werden beide Kontaktbereiche des Kontaktelements
in eine Bestückungsposition
gedreht, in der die Kontaktbereiche die Kontaktzonen bzw. Kontaktflächen elektrisch
kontaktieren. Weiter wird beim Zuführen der Schaltbaugruppe eine
Federkrafteinrichtung, etwa ein Torsionsmoment der Rotationsachse,
gespannt. Beim Entfernen der Schaltbaugruppe dreht die Federkrafteinrichtung
das Kontaktelement wieder in die Ausgangsposition zurück, in der
der erste Kontaktbereich die Kontaktzone nicht kontaktiert. Vorteilhafte Ausbildung
dieser Anordnung ergeben sich, wenn die Kontaktarme um etwa 45 bis
135 Grad oder 160 bis 180 Grad gegeneinander versetzt sind.
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Gemäß einer weiteren besonders
bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anordnung
weisen die Signalleitungen auf dem Substrat Unterbrechungsstellen
und zwei beiderseits der Unterbrechungsstelle angeordnete Teilkontaktzonen auf,
die durch den ersten Kontaktbereich des zur Signalleitung korrespondierenden
Kontaktelements überbrückbar sind,
so dass jeweils im Bestückungsfall
die beiden Teilkontaktzonen der Signalleitung miteinander elektrisch
verbunden sind.
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Diese Ausführungsform der Erfindung ist
besonders vorteilhaft, weil auf sehr einfache und ökonomische
Weise die Leitungslängen
der Signalleitungen dem tatsächlichen
Systemausbau angepasst werden. Es ist lediglich darauf zu achten,
dass die Steckfassungen in einer festgesetzten Reihenfolge bestückt werden.
Die Signalleitungen des Bussystems sind an der ersten unbestückten Steckfassung unterbrochen
und werden jeweils durch bloßes
Bestücken
bedarfsgerecht weiter verlängert.
Dadurch kann die Taktrate der jeweiligen Systemkonfiguration angepasst
werden.
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Bei einer ausgehend von einem auf
dem Substrat oder auf einer weiteren Steckfassung angeordneten Kontrollbaustein
durchgehenden, fortlaufenden Bestückung der Steckfassungen ist
dabei eine erste Teilkontaktzone zum Kontrollbaustein und eine zweite
Teilkontaktzone zu den unbestückten Steckfassungen
orientiert.
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Vorteilhafterweise sind auf der Oberfläche des
Substrats Terminierungszonen vorgesehen, die mit jeweils einer Terminierung,
die auch auf der Rückseite
des Substrats angeordnet sein kann, elektrisch verbunden sind.
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Die Kontaktelemente weisen dazu zusätzlich einen
dritten Kontaktbereich auf. Mittels des dritten Kontaktbereichs
sind im unbestückten
Zustand jeweils eine Terminierungszone und die erste Teilkontaktzone
elektrisch leitend verbunden, während
im. bestückten
Zustand die Terminierungszone von der ersten Teilkontaktzone abgetrennt
ist. Bei dieser Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anordnung sind
die Signalleitungen bei einer fortlaufenden, durchgehenden Bestückung der
Steckfassungen an der jeweils ersten unbestückten Steckfassung terminiert.
Die Anordnung der Terminierung passt sich damit auf sehr einfache
und ökonomische
Weise der jeweiligen Systemkonfiguration an.
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Bevorzugt sind die Kontaktzonen mit
einer größeren Querausdehnung
als die Signalleitungen vorgesehen, um eine Kontaktierungsfläche mit
den Kontaktelementen zu vergrößern. Da durch
wird ein geringerer Kontaktwiderstand und eine sichere Kontaktierung
erzielt.
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Die größere Querausdehnung führt zu einer verringerten
Impedanz der Signalleitungen und damit zu einer Fehlanpassung. Die
Fehlanpassung kann bei einer im Verhältnis zu einer Wellenlänge eines
auf der Signalleitung übertragenen
Signals kurzen Kontaktzone durch eine erhöhte Impedanz, also Abschnitten
kleinerer Querausdehnung der Signalleitung vor und/oder nach der
Kontaktzone, kompensiert werden.
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Da bei Kontaktzonen mit einer größeren Querausdehnung
jedoch die Übergänge zwischen den
Signalleitungen und den Kontaktzonen zudem Reflexionsstellen bilden,
sind die Kontaktzonen nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
mit dem gleichen Querschnitt der Signalleitungen vorgesehen. Eine
zuverglässige
Kontaktierung wird dann durch eine Beschichtung der Kontaktzonen
mit einem besonders geeigneten Material, etwa einer Goldlegierung,
sicher gestellt.
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Eine erfindungsgemäße Anordnung
der beschriebenen Art umfasst jeweils auch eine erfindungsgemäße Steckfassung,
wie sie im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung bereits beschrieben
wurde.
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Ebenso weist eine erfindungsgemäße Steckfassung
der beschriebenen Art jeweils auch eine Mehrzahl erfindungsgemäßer Kontaktelemente,
wie sie im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Anordnung bereits beschrieben
wurden, auf.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand
der Figuren näher
erläutert,
wobei für
einander entsprechende Komponenten und Bauteile gleiche Bezugszeichen
verwenden werden. Es zeigen:
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1 einen
schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Anordnung nach einem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2 eine
schematische Darstellung eines Linien-Bussystems,
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3 einen
schematischen Querschnitt einer herkömmlichen Anordnung,
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4 einen
schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Anordnung nach einem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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5 eine
Draufsicht auf ein Substrat in einem Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Anordnung
mit Kontaktzonen aufweisenden Signalleitungen nach dem ersten oder
zweiten Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Anordnung
und
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6 einen
schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Anordnung nach einem dritten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung und eine Draufsicht auf ein Substrat in einem Ausschnitt
der Anordnung.
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Dabei wurde die 3 bereits eingangs erläutert.
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Die in der 1 dargestellte Anordnung zeigt eine auf
einem Substrat 3 angeordnete erfindungsgemäße Steckfassung 1.
Die Steckfassung 1 umfasst dabei einen Isolierkörper 4,
in dem eine als Nut ausgebildete Aufnahmeeinrichtung 5 zur
Aufnahme einer Schaltbaugruppe 2 ausgebildet ist. Die Schaltbaugruppe 2 weist
Kontaktflächen 6 auf.
In der Aufnahmeeinrichtung 5 sind ringförmige, elastische Kontaktelemente 7 angeordnet, die
jeweils an einem an einer Innenseite 51 der Aufnahmeeinrichtung 5 vorgesehenen
Ankerpunkt 73 befestigt sind.
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Das Substrat 3 weist Signalleitungen 32 mit Kontaktzonen 34 auf.
Im Bereich der Kontaktzonen 34 sind die Signalleitungen 32 auf
der Oberfläche
des Substrats 3 ohne abdeckende Isolierung ausgebildet. Darüber hinaus
können
die Kontaktzonen 34 mit einem Material, das gute Kontakteigenschaften
aufweist, beschichtet sein. Die Kontaktzonen 34 sind dabei
jeweils unterhalb korrespondierender Kontaktelemente 7 angeordnet.
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Im linken Bild der 1 ist die Steckfassung 1 unbestückt dargestellt.
Die Kontaktelemente 7 sind im entspannten Zustand und ohne
Kontakt zu den jeweils korrespondierenden Kontaktzonen 34 auf
dem Substrat 3. In einer zur Oberfläche des Substrats 3 parallelen
Ausdehnung erstrecken sich die Kontaktelemente 7 in einen
Zuführungsweg
einer in der Aufnahmeeinrichtung 5 anzuordnenden Schaltbaugruppe 2.
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Wird nun eine Steckfassung 1 bestückt, in dem
eine Schaltbaugruppe 2 der Aufnahmeeinrichtung 5 zugeführt wird,
so werden die Kontaktelemente 7 in zur Oberfläche des
Substrats 3 horizontaler Richtung gestaucht. Zugleich vergrößert sich
die Ausdehnung der Kontaktelemente 7 in zur Oberfläche des
Substrats 3 senkrechter Richtung.
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Im rechten Bild der 1 ist die Steckfassung 1 mit
einer in der Aufnahmeeinrichtung 5 angeordneten Schalteinrichtung 2 bestückt gezeigt.
Die Kontaktelemente 7 kontaktieren jeweils in einem ersten
Kontaktbereich 701 die Kontaktzonen 34 der Signalleitungen 32 auf
dem Substrat 3 und in zweiten Kontaktbereichen 702 die
Kontaktflächen 6 auf
der Schaltbaugruppe 2.
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Wird die Schaltbaugruppe 2 aus
der Aufnahmeeinrichtung 5 entfernt, so entspannen sich
die Kontaktelemente 7 und nehmen wieder die ursprüngliche
Form an. Die Kontaktierungen zwischen den Kontaktelementen 7 und
den korrespondierenden Kontaktzonen 34 wird aufgehoben.
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Die Kontaktelemente 7 sind
im unbestückten Zustand
von den Signalleitungen 32 elektrisch getrennt und bilden
keine parasitäre
Impedanz und keine Reflexionsstelle für auf den Signalleitungen 32 übertragene
Signale.
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In der 2 ist
eine Anordnung mit einem Linien-Bussystem (stub bus) mit zwischen
einem Kontrollbaustein 31 und Terminierungen 36 geführten Signalleitungen 32 schematisch
dargestellt. Das System weist zwei Einbauplätze für Speichermodule 2 auf.
Die Einbauplätze
sind als Steckfassungen 1 vorgesehen. Für jede Steckfassung 1 ist
jeweils ein Abzweig (stub) 33 von den Signalleitungen 32 des
Linien-Bussystems vorgesehen.
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Die in der 4 dargestellte Anordnung unterscheidet
sich von der in der 1 gezeigten
Anordnung in der Ausbildung der Kontaktelemente 7. Die
beiden Kontaktbereiche 701, 702 eines Kontaktelements 7 sind
auf verschiedenen Kontaktarmen des Kontaktelements 7 angeordnet.
Die Kontaktarme sind dabei um eine gemeinsame Rotationsachse 74 drehbar
vorgesehen.
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Im linken Bild der 4 ist die Steckfassung 1 unbestückt. Die
Kontaktelemente 7 sind im entspannten Zustand. Die die
ersten Kontaktbereiche 701 aufweisenden Kontaktarme sind
ohne Kontakt zu den Kontaktzonen 34 auf dem Substrat 3.
Die den zweiten Kontaktbereich 702 aufweisenden Kontaktarme
erstrecken sich in einen Zuführungsweg
einer in der Aufnahmeeinrichtung 5 anzuordnenden Schaltbaugruppe 2.
Durch ein Anliegen der Kontaktelemente 7 an Innenseiten 51 der
Aufnahmeein richtungen 5 wird ein zufälliges Kontaktieren zwischen den
Kontaktelementen 7 und den Kontaktzonen 34, etwa
durch mechanische Erschütterung,
vermieden.
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Wird nun eine Steckfassung 1 bestückt, indem
eine Schaltbaugruppe 2 in der Aufnahmeeinrichtung 5 angeordnet
wird, so werden die die zweiten Kontaktbereiche 702 aufweisenden
Kontaktarme von der Schaltbaugruppe 2 weg gedreht. Zugleich wird
der jeweils andere Kontaktarm mit dem ersten Kontaktbereich 701 in
eine Richtung zur Oberfläche des
Substrats 3 gedreht.
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Im rechten Bild der 4 ist die Steckfassung 1 mit
einer in der Aufnahmeeinrichtung 5 angeordneten Schaltbaugruppe 2 bestückt. Die
Kontaktelemente 7 kontaktieren jeweils in einem ersten
Kontaktbereich 701 die Kontaktzonen 34 der Signalleitungen 32 auf
dem Substrat 3 und in zweiten Kontaktbereichen 702 die
Kontaktflächen 6 auf
der Schaltbaugruppe 2.
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Beim Bestücken der Steckfassung 1 wird gleichzeitig
eine Federkrafteinrichtung gespannt, die im einfachsten Fall durch
ein Torsionsmoment der Rotationsachse 74 realisiert ist.
Wird die Schaltbaugruppe 2 aus der Aufnahmeeinrichtung 5 entfernt,
so entspannen sich die Federkrafteinrichtungen und drehen die Kontaktelemente 7 wieder
in die Ausgangsposition zurück.
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Die 5 zeigt
in der Draufsicht auf ein Substrat 3 jeweils Abschnitte
von Signalleitungen 32 mit Kontaktzonen 34. Dabei
ergibt sich die jeweils links dargestellte Führung der Signalleitungen 32,
wenn Kontaktzonen 34 entsprechend einer Anordnung korrespondierender
Kontaktflächen
der Schaltbaugruppen versetzt einander gegenüberliegend in zwei Reihen angeordnet
sind. Die jeweils rechts dargestellte Führung der Signalleitungen 32 ergibt
sich, wenn die Kontaktflächen
der Schaltbaugruppen sich in zwei Reihen einander direkt gegenüberliegen.
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In der 5a sind
die Kontaktzonen 34 mit einer größeren Querausdehnung als die
Signalleitungen 32 vorgesehen, um eine Kontaktierungsfläche mit
den Kontaktelementen zu vergrößern. Dadurch wird
ein geringerer Kontaktwiderstand und eine sichere Kontaktierung
erzielt. Jedoch bilden die Übergänge zwischen
den Signalleitungen 32 und den Kontaktzonen 34 Reflexionsstellen
und die verbreiterte Kontaktzonen 34 eine verminderte Impedanz.
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In der 5b sind
die Kontaktzonen 34 mit der gleichen Querausdehnung der
Signalleitungen 32 vorgesehen, wodurch Reflexionsstellen
vermieden und die Impedanz nicht vermindert wird. Eine zuverlässige Kontaktierung
wird durch eine Beschichtung der Kontaktzonen 34 mit einem
besonders geeigneten Material, etwa einer Goldlegierung, sicher gestellt.
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Eine weitere Anordnung mit Kontaktelementen 7 mit
auf drehbaren Kontaktarmen vorgesehenen Kontaktbereichen 701, 702 ist
in der 6 gezeigt.
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Die in der 6a dargestellte
Steckfassung weist dabei Kontaktelemente 7 mit einem auf
einem dritten Kontaktarm angeordneten zusätzlichen Kontaktbereich 703 auf.
Der dritte Kontaktbereich 703 kontaktiert im unbestückten Zustand
jeweils eine auf der Oberfläche
des Substrats angeordnete Terminierungszone 34'.
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Die Terminierungszonen 34' sind
jeweils über
Durchkontaktierungen 35 mit auf einer der Steckfassung 1 abgewandten
Rückseite
des Substrats 3 befestigten Terminierungen 36 elektrisch
leitend verbunden.
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Die auf der der Steckfassung 1 zugewandten Oberfläche des
Substrats 3 angeordneten Kontaktzonen sind in an einer
Unterbrechungsstelle 37 einander gegenüberliegende Teilkontaktzonen 341 und 342 aufgeteilt.
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Im linken Bild der 6a ist
die Steckfassung 1 unbestückt. Die Kontaktelemente 7 sind
im entspannten Zustand. Die die ersten Kontaktbereiche 701 aufweisenden
Kontaktarme sind ohne Kontakt zu den zweiten Teilkontaktzonen 342 auf
dem Substrat 3 und erstrecken sich in einen Zuführungsweg
einer in der Aufnahmeeinrichtung 5 anzuordnenden Schaltbaugruppe 2.
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Wie im oberen Teil der 6b dargestellt, ist im unbestückten Zustand
jeweils die erste Teilkontaktzone 341 mit der zugeordneten
Terminierungszone 34' über
den dritten Kontaktbereich 703 elektrisch leitend verbunden.
Die korrespondierenden Teilkontaktzonen 341 und 342 sind
dagegen voneinander isoliert, so dass die zu einem Kontrollbaustein 31 führenden
Signalleitungen 32 an den ersten Teilkontaktzonen 341 bzw.
den Terminierungen 36 enden.
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Damit ist ohne weitere Maßnahmen
bei einer durchgehenden, sukzessiven Bestückung der Steckplätze 1 eines
Systems auf komfortable Weise durch eine erste unbestückte Steckfassung
eine Signalleitung 32 terminiert. Die Terminierung erfolgt
ohne weiteres Eingreifen immer an der dafür geeigneten Stelle. Ruf die
selbe Weise sind vorteilhafterweise die Signalleitungen 32 um
unbenutzte Abschnitte 32' verkürzt.
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Wird nun eine Steckfassung 1 bestückt und eine
Schaltbaugruppe 2 in der Aufnahmeeinrichtung 5 angeordnet,
so werden die die ersten Kontaktbereiche 701 aufweisenden
Kontaktarme in Richtung der Oberfläche des Substrats 3 gedreht.
Zugleich werden die Kontaktarme mit den dritten Kontaktbereichen 703 von
der Oberfläche
des Substrats 3 weg gedreht.
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Im rechten Bild der 6a ist
die Steckfassung 1 mit einer in der Aufnahmeeinrichtung 5 angeordneten
Schalteinrichtung 2 bestückt. Die Kontaktelemente 7 überbrücken jeweils
mit den ersten Kontaktbereichen 701 die Unterbrechungsstellen 37,
so dass die korrespondierenden Teilbereiche 341, 342 elektrisch
leitend verbunden sind. Dagegen sind die elektrischen Verbindungen
zwischen jeweils der ersten Teilkontaktzone 341 und der
Terminierungszone 34' aufgehoben.
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Im bestückten Zustand sind also die
der Steckfassung 1 zugeordneten Terminierungen 36 von
den Signalleitungen 32 elektrisch getrennt, wie im unteren
Teil der 6b dargestellt. Durch das Überbrücken der
Unterbrechungsstellen 37 mit den zweiten Kontaktbereichen 702 sind
die Signalleitungen 32 beispielsweise zu einer folgenden
Steckfassung oder Terminierung verlängert.
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Beim Entfernen der Schaltbaugruppe 2 aus der
Aufnahmeeinrichtung 5 dreht sich das Kontaktelement 7 wieder
in die ursprüngliche
Position zurück.
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Die einer Steckfassung 1 zugeordneten
Terminierungen 36 sind auf der Rückseite symmetrisch angeordnet,
so dass auf einfache Weise eine gemeinsame VTT-Leitung
(VTT island) 38 vorgesehen werden kann.