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Träger-, Halt, Umlenk- oder Verbindungselement für Miniaturbaugruppen
der Elektronik Die Erfindung betrifft ein Element, das beim Aufbau von Miniaturbaugruppen
zu verwenden ist. Dieses Element kann als Träger für elektrische Bauelemente oder
elektrische Leitungen, aber auch als Halte-, Umlenk- oder Verbindungselement verwendet
werden. Die Verwendung als Halteelement ist gegeben, wenn die Miniaturbaugruppe
zum sicheren Halt der Steigleitungen ein Element nach der Erfindung enthält. Sollen
Steigleitungen nicht in ihrer eigenen Richtung weitergeführt, sondern zu anderen
Steigleitungen umgelenkt werden, so kann das Element nach der Erfindung diese Umlenkung
vornehmen. Darüber hinaus kann das Element nach der Erfindung auch zum Verbinden
zweier Miniaturbaugruppen verwendet werden.
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Das Element nach der Erfindung ist für die Verwendung in an sich bekannten
Miniaturbaugruppen bestimmt, die aus mehreren übereinandergeschichteten und elektrische
Bauelemente tragenden Plättchen bestehen. Die Verschaltung dieser Bauelemente geschieht
hierbei durch Steigleitungen, die mit den einzelnen Plättchen an Anschlußstellen
verbunden sind. Diese Anschlußstellen können als Kerben am Rand der Trägerplättchen
ausgebildet sein, wobei die Kerbenfläche metallisiert ist und diese Metallisierung
bis auf die Stirnflächen der Trägerplättchen herübergezogen ist.
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Bekanntlich werden im allgemeinen für den Zusammenbau von Miniaturbaugruppen
Trägerplättchen mit zwölf Anschlußstellen verwendet. Es ist Aufgabe der Erfindung,
die Zahl der Anschlußstellen zu vergrößern, ohne daß die äußeren Maße der Miniaturbaugruppen
vergrößert werden müssen. Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine Erhöhung der
Zahl der Anschlußstellen vorzusehen, wobei aber die äußeren Maße des Trägerplättchens
vergrößert werden.
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Eine Erhöhung der Zahl der Anschlußstellen ist aus mehreren Gründen
erwünscht. Es kann einerseits erforderlich sein, bei Miniaturbaugruppen mit zwölf
Steigleitungen die Anschlußmöglichkeiten zu erhöhen; dies kann der Fall sein, wenn
eine Miniaturbaugruppe aus zwei Taktverteilerstufen mit Ringkernen und Transistoren
aufgebaut wird. In diesem Fall sind dem Stromverlauf entsprechend dreizehn Steigleitungen
erforderlich. Bei einem sogenannten Flip-Flop-System mit Aussteuerschaltung ergibt
sich das Problem in ähnlicher Weise. Andererseits kann es erforderlich sein, in
der Miniaturbaugruppe elektrische Bauelemente oder Bauelementegruppen unterzubringen,
die mehr als zwei und oft sogar mehr als zwölf bis zu vierundzwanzig Anschlüsse
aufweisen. Hierbei kann es sich um den Einbau von mit Wicklungen versehenen Magnetkernen
oder um den Einbau einer gesamten Schaltung, z. B. eines Festkörperschaltkreises
auf einem Trägerplättchen, in einer Miniaturbaugruppe handeln.
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Bei der Lösung der gestellten Aufgabe wurde nicht nur ein Element
gefunden, das den oben dargelegten Problemen gerecht wird, sondern es wurde darüber
hinaus ein Element entwickelt, dessen Anwendungsbereich über diese Probleme hinausreicht.
Das Element dient somit nicht nur als Träger für Bauelemente oder Bauelementegruppen
mit mehreren Anschlüssen, sondern es dient auch als Halte-, Umlenk- oder Verbindungselement,
wie eingangs dargelegt.
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Das Element nach der Erfindung, das für Steigleitungen vorgesehene
Anschlußstellen aufweist, mit denen auf oder in dem Element befindliche elektrische
Bauelemente oder Leitungen direkt oder über Zuleitungen verbunden sind, ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Anschlußstellen senkrecht zur Richtung der Steigleitung
geteilt sind. Das Element besteht vorzugsweise aus einem flachen Isolierstoffkörper,
dessen Umfang bzw. Grundriß gleich dem Umfang bzw. Grundriß der übrigen Trägerplättchen
der Miniaturbaugruppe ist. Die Teilung der Anschlußstellen wird beispielsweise dadurch
bewirkt, daß die Umfangflächen des Isolierstoffkörpers ganz oder teilweise durch
eine Längsnut geteilt sind. Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Elements
nach der Erfindung sind an seinem Rand an sich bekannte metallisierte Kerben vorgesehen,
von denen wenigstens eine geteilt ist, so daß im hier behandelten
Beispiel
mehr als zwölf Anschlußstellen, vorzugsweise vierundzwanzig Anschlußstellen, vorhanden
sind.
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Es kann mitunter erforderlich sein, daß zwei beispielsweise durch
die Längsnut geteilte Anschlußstellen elektrisch leitend miteinander verbunden sein
sollen. In diesem Fall ist in der Längsnut eine elektrische Leitung, z. B. in Form
einer Metallschicht, zwischen diesen beiden Teilen vorgesehen.
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Das Element nach der Erfindung kann aber auch einen größeren Umfang
bzw. Grundriß aufweisen als die übrigen Trägerplättchen der Miniaturbaugruppe. Da
die Miniaturbaugruppen, bei denen das Element nach der Erfindung angewendet werden
kann, meist in Vergußmasse eingehüllt werden, so daß die äußeren Maße der fertiggestellten
Miniaturbaugruppen größer sind als die Maße der einzelnen Trägerplättchen, empfiehlt
es sich, den Umfang des Elements so zu wählen, daß er den späteren Abmessungen der
in Vergußmasse eingehüllten Miniaturbaugruppe entspricht. Auch bei einem eben beschriebenen
Element ist es vorteilhaft, die Umfangsfläche ganz oder zum Teil durch eine Längsnut
zu teilen. Unter Längsnut im Sinne der vorliegenden Erfindung soll eine Nut verstanden
werden, die parallel zu den Stirnflächen des Elements verläuft.
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Für bestimmte Anwendungszwecke, z. B. für den Einbau eines Magnetkerns
mit mehreren Wicklungen, ist es vorteilhaft, das Element mit Stiften zu versehen.
Diese Stifte sind in die Stirnflächen des Elements eingelassen und ragen senkrecht
aus den Stirnflächen heraus. Die Stifte können dabei entweder von einer Stirnfläche
zur anderen hindurchragen, wobei die Teilung, falls erforderlich, in den Längsnuten
vorgenommen werden kann, wenn der Abstand der Stifte vom Rand kleiner ist als die
Tiefe der Längsnut, oder die Stifte sind so angeordnet, daß sie im Inneren des Elements
vbneinander getrennt sind. In diesem Fall trennt die Längsnut, wenn überhaupt eine
vorhanden ist, nur die Anschlußstellen, und die Stifte sind elektrisch leitend mit
den Anschlußstellen verbunden. Die Stifte können andererseits aber auch gleichzeitig
als Steigleitungen für die gesamte Miniaturbaugruppe dienen, wenn sie so angeordnet
sind, daß sie zu den Kerben der übrigen Plättchen passen. Es ist auch möglich, daß
die Stifte selbst die An schlußstellen darstellen, wobei sie zusätzlich gegebenenfalls
als Steigleitungen der Miniaturbaugruppe dienen können.
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Das erfindungsgemäße Element kann aus einem homogenen Körper bestehen.
Unter einem homogenen Körper soll hierbei verstanden werden, daß das Element aus
einem einzigen Stück gebildet ist, welches mit Anschlußstellen versehen ist. Die
Teilung der Anschlußstellen kann dabei durch eine Längsnut in der Umfangsfläche
bewirkt sein; sie kann aber auch durch unterbrochene Metallisierung oder durch Einstecken
geteilter Stifte erfolgen.
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Das erfindungsgemäße Element kann andererseits aus mehreren Teilen,
vorzugsweise aus mehreren Plättchen, zusammengesetzt sein. Die Teilung der Anschlußstellen
wird dabei beispielsweise durch Zwischenlegen eines Plättchens mit gleichem Grundriß
zwischen zwei Randplättchen erfolgen, wobei das Zwischenplättchen z. B. zwar Kerben
aufweist, aber diese Kerben im Gegensatz zu den Kerben der Randplättchen nicht metallisiert
sind. Es ist auch möglich, die Teilung dadurch vorzunehmen, daß ein Plättchen mit
kleinerem Grundriß zwischen zwei mit Anschlußstellen versehenen Plättchen gelegt
wird.
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In dem zuletzt genannten Fall kann wenigstens ein Plättchen Leitungsbahnen
tragen, die zu Bauelementen führen oder die zwei in gleicher Ebene liegende Kerben
verbinden. Bei einem Element aus einem homogenen Körper sind diese Leitungsbahnen
auf den Stirnflächen aufgetragen. Sollen zwei Anschlußstellenteile miteinander verbunden
werden, die weder übereinander noch in gleicher Ebene liegen, so werden die Leitungsbahnen
durchkontaktiert. Hierunter soll verstanden werden, daß beispielsweise eine auf
einer Stirnfläche befindliche Leitungsbahn durch das Element hindurch mit einer
auf der anderen Stirnfläche befindlichen Leitungsbahn elektrisch leitend verbunden
ist.
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Soll das Element nach der Erfindung mit einem elektrischen Bauelement
versehen werden, das mehr als zwei Anschlüsse aufweist, so wird vorzugsweise in
der Mitte des Elements eine Ausnehmung vorgesehen, in die das Bauelement eingelassen
und von dort aus mit den Anschlußstellen, gegebenenfalls über die beschriebenen
Stifte, verbunden wird.
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Am Beispiel eines Elements nach der Erfindung, das im Grundriß gesehen
zwölf Anschlußkerben aufweist, soll die Erfindung näher erläutert werden. An Stelle
der Anschlußkerben können aber auch andere Ausführungen der Anschlußstellen vorgesehen
sein, beispielsweise einfache Metallisierungen der Ränder und/oder der Stirnflächen
in Randnähe an entsprechenden Stellen.
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Fig. 1 zeigt in Draufsicht ein Element 1 nach der Erfindung, das mit
je drei metallisierten Anschlußkerben 2 an jeder der vier Seiten ausgestattet ist.
Die Anschlußkerben sind, wie in Fig. 2 ersichtlich, innen mit einer Metallschicht
versehen. Diese Metallschicht ist über den Rand des Elements auf seine Stirnfläche
herübergezogen. Die Metallisierung ist jeweils mit 3 bezeichnet. Das Element nach
Fig. 1 besitzt in diesem Beispiel an den Seiten 4, 5 und 6 Längsnuten 7. Die Seiten
4, 5 und 6 stellen Teile der Umfangsflächen des Elements dar. Durch die Längsnuten
7 werden die Umfangsflächen und damit auch die Anschlußkerben geteilt, so daß Anschlußstellenteile
21 entstehen.
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Fig. 3 zeigt ein Element 1, bei dem in der Längsnut 7 eine Metallisierung
8 vorgesehen ist, die die Anschlußstellenteile 21 elektrisch leitend verbindet.
Diese elektrische Verbindung kann erforderlich sein, wenn das Element nach der Erfindung
als Verbindungselement zwischen zwei Miniaturbaugruppen verwendet wird und Anschlüsse
einer Miniaturbaugruppe mit den Anschlüssen einer anderen Miniaturbaugruppe verbunden
werden sollen, wobei diese Anschlüsse in Steigleitungsrichtung einander gegenüberliegen.
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Fig. 4 zeigt eine Miniaturbaugruppe, bei der zwei Elemente 1 nach
der Erfindung eingebaut sind. Die Steigleitungen 9 sind durch die Längsnuten 7 unterbrochen,
während die Steigleitung 10 durchgehend verläuft. Das Trennen der Steigleitungen
erfolgt zweckmäßigerweise nach vollzogener Verlötung oder anderweitigen elektrischen
und/oder mechanischen Verbindung der Baugruppe, weil dann die Steigleitungen durch
das erfindungsgemäße Element einen besonders guten Halt besitzen. Beim Trennen,
beispielsweise mit einem zangenartigen Werkzeug, treten Schubkräfte in Richtung
der Steigleitungen auf.
Diese Schubkräfte wirken sich aber nicht
nachteilig auf die Lötstellen der übrigen Trägerplättchen aus.
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Fig. 5 zeigt ein Element 1, in welches Stifte 11 von den Stirnseiten
her und senkrecht zu diesen eingelassen sind. Der Abstand a der Stifte vom Rand
des Elements ist kleiner als die Tiefe b der Längsnut 7. Die Stifte 11 reichen von
Stirnfläche zu Stirnfläche und können in der Längsnut geteilt werden. Außerdem zeigt
Fig. 5, daß das Element mit einer Ausnehmung 12 versehen ist, in die Bauelemente
eingesetzt werden können.
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Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf das Element nach Fig. 5. Die Stifte
11 sind um den Abstand a vom Rand des Elements nach innen versetzt und befinden
sich an solchen Stellen, daß sie durch elektrisch leitende Verbindungen, z. B. durch
Metallisierung, mit den Kerben 2 verbunden werden können. Wie ersichtlich, sind
die Stifte 11 von der Richtung der Steigleitungen 13 seitlich versetzt. Die Stifte
können beispielsweise dazu dienen, die Wicklungsenden von Spulen festzulegen.
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Die Fig. 7, 8 und 9 zeigen ein Element nach der Erfindung, welches
aus einem homogenen, d. h. einstückigen Körper besteht. Fig.7 zeigt die Seitenansicht,
wobei zu bemerken ist, daß das Element keine Längsnut aufweisen muß, sondern die
Teilung der Anschlußstellen durch entsprechende Metallisierung vorgenommen worden
ist. Die Anschlußstellen 22 sind miteinander durch eine Metallisierung 8 elektrisch
leitend verbunden. Fig. 8 zeigt das Element in Draufsicht, wobei zu sehen ist, daß
auf der oberen Stirnfläche Leitungsbahnen 14 und 15 aufgetragen sind. An den Stellen
16 sind diese Leitungsbahnen elektrisch leitend mit auf der gegenüberliegenden Stirnfläche
aufgebrachten Leitungsbahnen 14' und 15' verbunden. Auf diese Weise werden die Kerben
17 und 18 mit den Kerben 19 und 20 verbunden. Das bedeutet, daß ein derartiges Element
als Umlenkelement für Steigleitungen in eine Miniaturbaugruppe eingebaut werden
kann. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die Verschaltungsvariationen zu
erhöhen. Fig. 9 zeigt, daß ein derartiges Element auch mit einer Längsnut 7 versehen
werden kann.
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Die Fig. 10 bis 13 zeigen ein aus mehreren Plättchen zusammengesetztes
Element nach der Erfindung. Die einzelnen Plättchen besitzen gleichen Grundriß und
sind, wie Fig. 13 zeigt, aufeinandergestapelt und beispielsweise durch Kleben miteinander
verbunden. Die Einzelplättchen nach Fig. 10 und 12 tragen Leitungsbahnen 23 und
24. Die Kerben 2 an den Plättchen nach Fig. 10 und 12 sind metallisiert, während
dies bei dem Plättchen nach Fig. 11 nicht der Fall ist. Auf diese Weise wird eine
Teilung der Anschlußstellen bewirkt, wenn diese drei Plättchen übereinander in der
Weise gestapelt sind, daß das Plättchen ohne metallisierte Kerben zwischen die anderen
beiden Plättchen eingelegt ist. In die Löcher 25, die sich in einigem Abstand vom
Plättchenrand befinden, können beispielsweise Stifte zum Durchkontaktieren von einem
zum anderen Plättchen eingesetzt werden, so daß auch hier, wie bereits in den Fig.
7 bis 9 gezeigt, nicht übereinander angeordnete und nicht in einer Ebene liegende
Kerben miteinander, beispielsweise zum Zwecke der Umlenkung von Steigleitungen,
verbunden werden können. Die Leitungsbahnen 23 können aber auch von einer Anschlußkerbe
zur anderen geführt sein, die beide in der gleichen Ebene liegen. Die Fig. 14 bis
17 zeigen einzelne Plättchen 81, 82, 83 und 84, die zusammengesetzt ein Element
nach der Erfindung ergeben. Die Plättchen 81 und 84 haben den Grundriß der übrigen
Plättchen einer Miniaturbaugruppe, wobei jeweils metallisierte Kerben 2 am Rand
dieser Plättchen vorgesehen sind. Die Plättchen 82 und 83 sind kleiner als die eben
beschriebenen. Die Kerben beim Plättchen 81 sind mit al,a2,a3,bl,b2,b3,cl,c2,c3undd1,d2,d3
bezeichnet. Beim Plättchen 84 sind die Kerben mit all, a12, a13,bll,b12,b13,cll,c12,c13und
d 11, d12, d13 bezeichnet. Bei beiden Plättchen sind sämtliche
Kerben im Innern metallisiert, wobei diese Metallisierung bei den Kerben
b l, b3, cl, c 2 auf die der Draufsicht abgekehrte Stirnfläche
herübergezogen sind. Bei dem Plättchen 84 sind ebenfalls sämtliche Kerben innen
metallisiert. Hierbei sind die Metallisierungen der Kerben a 12, b 12, d
11 und d 13 auf die Draufsichtsstirnfläche herübergezogen. Die Plättchen
82 und 83 tragen Leitungsbahnen 26, 27, 28 und 29. Die Leitungsbahn 29 verläuft
auf der der Draufsicht abgekehrten Stirnfläche. Die Leitungsbahnen sind bis über
den Rand der Plättchen herübergezogen. Außerdem tragen die Plättchen 82 und 83 Randmetallisierungen
30, 31, 32 und 33. Wenn man die Plättchen 81 bis 84 in der Weise übereinanderstapelt,
daß das Plättchen 84 unten und die Plättchen 83, 82, 81 in dieser Reihenfolge auf
dem Plättchen 84 liegen, wobei die Plättchen elektrisch und mechanisch miteinander
verbunden werden, so entsteht ein Element nach der Erfindung, das als Umlenk-, Träger-
oder Verbindungselement zu bezeichnen ist und als solches verwendet werden kann.
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Das aus den Plättchen 81 bis 84 zusammengesetzte Element wird in den
Fig. 18 bis 22 gezeigt. Hierbei zeigt die Fig. 18 das Element von der Seite mit
den Anschlußkerben a1, a2, a3, a11, a12 und a13 sowie den Randmetallisierungen an
den Zwischenplättchen, die mit 30 und 33 bezeichnet sind. Weiterhin sind die über
den Rand der kleineren Plättchen gezogenen Metallisierungen der Leitungsbahnen 26,
27 und 29 zu sehen. Fig. 19 zeigt das Element von der Seite der b-Kerben her gesehen.
Auch in dieser Figur sind die metallisierten b-Kerben sowie die Randmetallisierungen
zu sehen. Die Fig. 20 und 21 zeigen das Element von den Seiten mit c- und d-Kerben
her gesehen. Die jeweils sichtbaren Metallisierungen sind den Fig. 14 bis 17 zu
entnehmen.
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Die Fig.22 zeigt schematisch den Verlauf der Leitungsbahnen 26, 27,
28 und 29. Die Leitungsbahn 26 verbindet die Kerbe c2 mit der Kerbe a12 über die
Randmetallisierung 33. Die Leitungsbahn 27 verbindet die Kerbe b 1 mit der
Kerbe d 11. Die Leitungsbahn 28 verbindet die Kerbe c 1 mit der Kerbe b 12,
und die Leitungsbahn 29 verbindet die Kerbe b 3 mit der Kerbe d 13.
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An Hand der Fig. 14 bis 22 wurde ein ganz spezielles Ausführungsbeispiel
des Elements nach der Erfindung gezeigt. Für bestimmte andere Anwendungszwecke können
die Leitungsbahnen anders geführt werden. Es ist auch möglich, an Stelle der Leitungsbahnen
Bauelemente auf den einzelnen Plättchen 81 bis 84 unterzubringen.
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Bei den bisher gezeigten Elementen war der Grundriß gleich dem Grundriß
der übrigen Trägerplättchen einer Miniaturbaugruppe, so daß die Steigleitungen in
den Kerben der Elemente befestigt werden. Die Fig. 23 und 24 zeigen nun ein Element,
dessen
Grundriß größer ist als der Grundriß der übrigen Trägerplättchen
der Miniaturbaugruppe. Fig. 23 zeigt dieses Element in Draufsicht, während Fig.
24 einen Schnitt längs der Linie A der Fig. 23 darstellt. Das Element ist teilweise
mit Nuten 34 und 35 versehen, durch die die Stifte 36, die senkrecht in die Stirnflächen
und von Stirnfläche zu Stirnfläche reichend eingelassen sind, geteilt werden, während
ebenso eingelassene Stifte 37 nicht geteilt sind. Es ist bei dieser Anordnung auch
möglich, wie an den Stiften 38 gezeigt, diese von Stirnfläche zu Stirnfläche nicht
durchgehend in das Element einzulassen. Bei dieser Ausführung erübrigen sich mitunter
die Längsnuten. Das Element weist in seiner Mitte eine Ausnehmung 39 auf, in die
ein mit Wicklungen 40 versehener Magnetkern 40 a eingebracht ist. Die Wicklungsenden
41 sind an den Stiften befestigt. Werden alle Stifte geteilt, so kann ein mit Wicklungen
versehener Magnetkern mit vierundzwanzig Anschlüssen in dem Element untergebracht
werden. Wie aus den Fig. 23 und 24 weiterhin zu ersehen ist, sind die Stifte 36,
37 und 38 so angeordnet, daß sie zu den Kerben der übrigen Trägerplättchen der Miniaturbaugruppe
passen, so daß sie gleichzeitig als Steigleitungen für die Miniaturbaugruppen dienen.