DE19735409A1

DE19735409A1 - Leiterplatine sowie zugehöriges Kontaktelement

Info

Publication number: DE19735409A1
Application number: DE19735409A
Authority: DE
Inventors: Walter Staniszewski; Ralf Haentsch
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Kathrein SE
Priority date: 1997-08-14
Filing date: 1997-08-14
Publication date: 1999-03-04
Anticipated expiration: 2017-08-15
Also published as: DE19735409C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Leiterplatine nach dem Ober begriff des Anspruchs 1 sowie ein zugehöriges Kontakt element nach Anspruch 26.

Durch die Fortschritte in der Elektronik bedingt werden in Geräten, Maschinen und Anlagen zunehmend mehr Baugruppen in Leiterplattentechnik eingesetzt. Die Leiterplatten selbst können ein- oder beidseitig bestückt sein. Sie sind mit Bohrungen versehen, um dort beispielsweise Stecker stifte einzusetzen, um die Leiterplatine auf einem Chassis oder Gehäuse zu verankern, um Zusatzplatinen zu tragen oder die Drahtenden verdrahteter Bauelemente aufzunehmen, wodurch diese an der Leiterplatine mechanisch verankert und elektrisch an Anschlußstellen der Leiterplatine kon taktiert werden können.

Schließlich können Leiterplatinen auch mehrschichtig bzw.

-lagig ausgebildet sein, um die Bestückungsdichte zu erhö hen.

Dem Einsatz von sogenannten SMD-Elementen (Surface Moun ted Devices) kommt dabei in der Leiterplatinentechnik bereits seit langem, aufgrund von produktionstechnischen Vorteilen, größte Bedeutung zu.

Um zusätzliche Bauelemente oder Baugruppen mechanisch auf einer Leiterplatine zu verankern oder die Leiterplatine selbst in einem Gehäuse zu montieren und dabei bevorzugt über die Steckelemente auch eine elektrische Verbindung herzustellen, sind unterschiedliche Techniken bekannt.

Dabei ist grundsätzlich die Verwendung von Schrauben be kannt, was allerdings sehr zeitaufwendig ist. Zudem er fordern Schrauben einen großen Platzbedarf, was sowohl für den Schraubenkopf wie aber auch für das Ansetzen des benö tigten Schraubenwerkzeugs gilt.

Ferner müssen verzinnte Auflagenflächen, in diesem Fall beim Schwallöten, abgedeckt werden.

Bekannt ist auch die sogenannte Einpreßtechnik. Diese erfordert zunächst die Verankerung eines Kontaktelementes auf der Leiterplatine, d. h. regelmäßig die Einbringung einer Kontakthülse in eine die Leiterplatine durchsetzende Bohrung, deren überstehende Ränder nach außen gebördelt werden. Zudem müssen diese Hülsen dann noch an den An schlußstellen an der Leiterplatine durch geeignete Maß nahmen elektrisch kontaktiert werden. In diese hülsenför migen Kontaktelemente können dann Steckelemente, bei spielsweise Stifte oder federförmige Steckelemente einge steckt werden. Die Zuverlässigkeit der Einpreßverbindung ist bestimmt durch die Haltekraft und die Lochverformung. Zwar kann dadurch der Kontaktstift allein durch die mecha nische Preßkraft mechanisch gehalten und mit der Hülse elektrisch kontaktiert werden, so daß der Stift selbst nicht eingelötet werden muß. Die Einbringung der Hülse selbst ist aber problematisch.

Schließlich kann anstelle einer Kontakthülse in der Boh rung einer Leiterplatine durch galvanische oder chemische Prozesse eine die Leiterplatinen-Bohrung durchsetzende leitende Schicht aufgebracht werden, die meist noch ver zinnt wird, um den Korrosionsschutz zu erhöhen.

Die zuletzt genannten Verfahren zur Herstellung eines derartigen eine Leiterplatinen-Bohrung vollständig durch setzenden hülsenförmigen Kontaktelementes, in welches Leiterplatten-Verbindungsklemmen einsteckbar sind, sind beispielsweise aus der WO 97/04501 bekannt geworden. Dort sind durchmetallisierte Löcher in der Leiterplatine ausge bildet, in welche geschlitzte, leicht federnde Verbin dungselemente einsteckbar sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom zuletzt genannten Stand der Technik eine nochmals ver besserte Leiterplattenverbindungstechnik zu schaffen. Die se soll bevorzugt ebenfalls aus einer lötfreien und wieder lösbaren Verbindungstechnik zwischen Kontaktelement und Verbindungselement bestehen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich der Leiter platine gemäß den im Anspruch 1 oder 2 und bezüglich des Kontaktelementes entsprechend den im Anspruch 38 angegebe nen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung zeichnet sich vor allem durch ein deutlich verbessertes Kontaktelement aus, welches auf der Leiter platine auch im Bereich einer Leiterplatinen-Bohrung oder am Leiterplatinenrand ausgebildet wird, um dort eine me chanische und/oder elektrische Verbindung zu einem Verbin dungselement zu schaffen. Das Verbindungselement selbst kann ein Teil des Gehäuses oder auf einem Chassis- oder Gehäuseteil verankert sein, um darüber die Leiterplatine insgesamt zu tragen. Es kann sich dabei genauso auch um ein Verbindungselement handeln, um eine weitere in einer nächsthöheren Ebene sitzende Leiterplatine zu verankern. Schließlich können aber durch das erfindungsgemäße Kon taktelement auch drahtgebundene Bauelemente hierüber me chanisch auf der Leiterplatine verankert und elektrisch angeschlossen werden.

Dabei zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung vor allem dadurch aus, daß die mechanische und/oder elektrische Verbindung zwischen Verbindungselement und Kontaktelement lötfrei erfolgen und dabei jederzeit auch wieder gelöst werden kann. Vor allem aber kann das erfindungsgemäße Kon taktelement mit einem SMD-Bestückungsautomat auf der Lei terplatine plaziert werden. Das aufwendige mechanische An bringen einer eine Leiterplatinen-Bohrung durchsetzenden Hülse oder das metallisierende Auskleiden einer Leiter platinen-Bohrung nach dem Stand der Technik fällt damit weg.

Da die automatische Bestückung der SMD-Bauteile mittler weile bei fast allen Leiterplatten notwendig ist und das erfindungsgemäße Kontaktelement durch die gleiche Maschine positioniert und danach wie die SMD-Bauteile durch nach folgendes Löten mit der Leiterplatine verbunden werden kann, wird gegenüber der Einpreßtechnik der Arbeitsgang "Einpressen" des Kontaktelementes, den die zur Zeit auf dem Markt befindlichen SMD-Bestückungsautomaten nicht bewältigen, eingespart.

Ein wesentlicher weiterer Vorzug des erfindungsgemäßen Kontaktelementes liegt in der Möglichkeit, nunmehr auch einseitige Leiterplatten kostengünstig und lötfrei elek trisch leitend mit einem Verbindungselement zu kontaktie ren, was mit der herkömmlichen Einpreßtechnik große Schwierigkeiten bereitet. Das Verbindungselement kann sowohl von der Kontaktelementseite oder von der entgegen gesetzten Richtung eingeführt werden.

Die Anbringung des erfindungsgemäßen Kontaktelementes kann durch übliche Verfahren auf der Leiterplatine erfolgen, beispielsweise durch Reflow-Löten, durch Schwallöten, Kle ben oder Schweißen.

Dabei kann das erfindungsgemäße Kontaktelement schon bei der Herstellung der Leiterplatte mit angebracht werden, oder Teil der leitenden Schichten der Leiterplatine oder in der Leiterplatine selbst ausgebildet sein.

Vor allem aber kann das erfindungsgemäße Kontaktelement auch in einem Multilayer-Aufbau eingesetzt werden. Es kann beispielsweise auf einer innenliegenden Leiterplatinen ebene - auf der ebenfalls eine Vielzahl von elektrischen Leiterbahnen ausgebildet sind - sitzen oder ausgebildet sein, so daß zielgerichtet eine mechanische und/oder elek trische Verbindung zu einer im Inneren der Leiterplatine liegenden Leiterplatinen-Schaltungsebene möglich ist.

In einer alternativen Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist das Kontaktelement Teil der Platine selbst. Bevorzugt über eine Biegekante, die beispielsweise durch eine Material verjüngung in der Leiterplatine oder in einer Leiterplatinen-Schicht ausgebildet sein kann, wird ein beim Kontaktieren mit dem Verbindungselement lageveränder licher und/oder verformbarer Kontaktabschnitt nach Art einer Kontaktzunge gebildet. Dies gilt sowohl im Bereich einer Leiterplatinenausnehmung als auch am Leiterplatinen rand, wenn dort beispielsweise mit angrenzenden Wänden eine mechanische Verbindung und/oder elektrische Kontak tierung hergestellt werden soll.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das erfin dungsgemäße Kontaktelement aus einem plattenförmigen Stanzteil, welches im Inneren eine Durchtrittsöffnung oder -ausnehmung aufweist, durch welche letztlich ein Verbin dungselement oder die Drahtenden eines drahtgebundenen Bauteils hindurchsteckbar sind. Der wirksame Öffnungsquer schnitt und/oder die wirksame Querschnittsform sind dabei kleiner als die Querschnittsgröße oder -form des einzu steckenden; Verbindungselements oder der Drahtenden der drahtgebundenen Bauteile. Dadurch, daß zumindest ein etwa in Richtung der Durchtrittsöffnung vorragender einzelner oder gegebenenfalls mehrere Kontaktfinger vorgesehen sind, werden diese während des Einsteckens des Verbindungsele ments leicht gebogen und aufgestellt, so daß sich die vorlaufenden Teile dieser Kontaktfedern oder -zungen am Außenumfang des Verbindungselements unter Federvorspannung anlegen oder einkerben können und eine sehr gute mecha nische und elektrische Verbindung gewährleisten.

Zusammenfassend lassen sich folgende wesentliche Vorteile durch die vorliegende Erfindung realisieren:

- das erfindungsgemäße Kontaktelement erlaubt eine hohe Bestückungsgeschwindigkeit, da es insbesondere mit SMD-Be stückungsautomaten positionierbar ist;
- es läßt sich durch einen SMD-Automaten aufnehmen, wo durch eine hohe Positioniergenauigkeit erzielt werden kann;
- das erfindungsgemäße Feder- oder Kontaktelement kann in einer einfachen Ausführungsform als ebenes Stanzteil ausgebildet sein, das hervorragend für das Gurten auf Papierstreifen geeignet ist (alternativ ist eine Zufüh rung auch vom Rüttler, einem Magazin oder vom Band zu einem Bestückungsautomaten möglich);
- es sind keine durchkontaktierten Bohrungen an der Ver bindungsstelle mehr notwendig;
- ein Abdecken verzinnter Gehäuseauflageflächen beim Löten ist nicht mehr notwendig;
- das erfindungsgemäße Kontaktelement erlaubt einen sehr guten elektrischen Kontakt bei hohen erreichbaren Kon taktkräften;
- beim Einbau einer so ausgestatteten Leiterplatine in ein Gußgehäuse können dort ausgebildete Stifte gleich mitge gossen werden,
a) dadurch kann das Einpressen von lötfähigen Stiften in ein Zink- oder Aluminiumgehäuse entfallen;
b) Verbindungspunkte können näher am Gehäuserand sitzen, da kein Einpreß- oder Schraubwerkzeug notwendig ist; und
c) es sind keine Sacklöcher, deren Galvanisierung pro blematisch ist, für Einpreßstifte notwendig;
- schließlich ist auch eine senkrechte Ausführung oder eine Ausführung unter einem beliebigen Winkel zur Lei terplatine des Federelementes möglich, wodurch ein seit liches Einstecken (parallel oder in einem beliebigen Winkel zur Leiterplatinenebene) ermöglicht wird; ebenso ist die Montage von HF-Steckverbindern realisierbar, deren Achse beliebig zur Leiterplatinenebene liegt;
- bei Gußgehäusen können abgesetzte Stifte verwendet und gegossen werden, die den Einbau mehrerer in Abstand zueinander parallel oder in einem beliebigen Winkel zueinander liegender Leiterplatinen ermöglicht;
- bei Verwendung des erfindungsgemäßen Kontaktelementes ist die Verbindung zwischen Kontaktelement und Verbin dungselement jederzeit demontierbar, was Vorteile im Falle einer Reparatur und des Recyclings aufweist;
- das Federelement kann so gestaltet werden, daß keine zusätzlichen Lagesicherungen der Leiterplatine notwendig sind;
- das erfindungsgemäße Kontaktelement ist für einseitige Leiterplatinen geeignet, bei denen Einpreßkontakte wegen fehlender Durchkontaktierungsmöglichkeit nicht genutzt werden können;
- die erfindungsgemäßen Feder- und Kontaktelemente können auch zur Kontaktierung von Bauelementen, insbesondere bedrahteten Bauteilen, Trennwandsystemen und Abschirm hauben genutzt werden;
- das erfindungsgemäße Kontaktelement erlaubt die Bestückung sowohl von der Bauteil- als auch von der Lötseiten her (wodurch Handlötstellen eingespart werden können);
- eine spielfreie Verbindung wird auch bei großen Dicken toleranzen der Leiterplatine gewährleistet;
- es ist ein Ausgleich großer Positionstoleranzen möglich;
- es ist ein Ausgleich von Längenänderungen sowie axialen Verschiebungen des Verbindungselementes durch mecha nische und thermische Lasten möglich;
- die Erfindung eignet sich für viele Bereiche der HF-Tech nik, in der oftmals eine große Anzahl von Verbindun gen zwischen Leiterplatinen und Gehäuse, die meist auch räumlich weit auseinanderliegen, notwendig ist, und wenn insbesondere Koaxialkabel an Geräte angeschlossen werden müssen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Aus führungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen er läutert. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 einen schematischen auszugsweisen Quer schnitt durch eine Leiterplatine mit zwei aufgesetzten erfindungsgemäßen Kontakt elementen;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf ein er stes Ausführungsbeispiel eines Kontakt elementes;

Fig. 3 ein zu Fig. 2 abgewandeltes Ausführungs beispiel;

Fig. 4 einen auszugsweisen schematischen Quer schnitt durch eine Leiterplatine mit auf gesetztem Kontaktelement bei in einer Richtung eingeschobenem Verbindungs element;

Fig. 5 ein zu Fig. 4 abgewandeltes Ausführungs beispiel bei in entgegengesetzter Richtung eingeschobenem Verbindungselement;

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Be festigung eines Kontaktelementes auf einer Leiterplatine im Querschnitt;

Fig. 7a bis 7d vier Ausführungsbeispiele zur Befestigung eines Kontaktelementes auf einer Leiter platine;

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kontaktelementes in Draufsicht;

Fig. 9 und 10 eine Seiten- und eine Queransicht eines plattenförmigen Verbindungselements;

Fig. 11 bis 14 vier weitere abgewandelte Ausführungsbei spiele für ein Kontaktelement;

Fig. 15 bis 17g weitere abgewandelte Ausführungsbeispiele für ein Kontaktelement;

Fig. 18a und 18b zwei Beispiele für eine Verbindungstechnik zur elektrischen Kontaktierung und Anord nung zweier bzw. dreier Leiterplatinen im Abstand zueinander;

Fig. 19 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Kontaktelement zum mechanischen Verankern und/oder elektrischen Kontaktieren eines bedrahteten Bauelementes;

Fig. 20 bis 23 zwei weitere Ausführungsbeispiele eines Kontaktelementes;

Fig. 24, 25a und 25b ein weiteres Beispiel für die Verankerung von Wänden und Wandabschnitten oder Gehäu sen mittels eines erfindungsgemäßen Kon taktelementes;

Fig. 26 bis 35 verschiedene Beispiele für unterschiedlich ausgebildete erfindungsgemäße Kontaktele mente, insbesondere bei einer mehrlagigen Leiterplatine; und

Fig. 36 bis 38 zwei weitere Ausführungsbeispiele, bei welchen das Kontaktelement Teil der Lei terplatine ist.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel gezeigt, welches eine Leiterplatine 1 wiedergibt, die im teilweisen Querschnitt gezeigt ist. Anhand von Fig. 1 ist gezeigt, daß es sich dabei um eine beidseitig bestückbare Leiter platine handelt, auf der sowohl auf der Beschickungsseite BS, d. h. der Oberseite 3 als auch auf der Lötseite LS, d. h. der Unterseite 5 in bekannter Weise Leiterbahnen aus gebildet sein können, und dort die entsprechenden Bau gruppen und -komponenten sitzen, die beispielsweise, d. h. bevorzugt mittels eines SMD-Bestückungsautomaten gesetzt werden. Es kann sich also um eine einseitige oder zweisei tige vor allem SMD-bestückte Leiterplatine handeln, die gegebenenfalls auch mit einer Mischbestückung unter Ein schluß von bedrahteten Bauelementen ausgestaltet ist.

Bei der im Ausführungsbeispiel im Querschnitt wiederge gebenen Leiterplatine 1 sind zwei Bohrungen 7 eingebracht, in deren Bereich ein Verbindungselement 9 die Bohrung durchsetzend eingebracht wird. Bei dem Verbindungselement 9 kann es sich beispielsweise um ein der mechanischen Verankerung und Halterung der Leiterplatine dienendes Verbindungselement 9 handeln, dem also mechanische Veran kerungs- und Tragfunktionen mit der Leiterplatine zukom men. Gleichzeitig kann das Verbindungselement 9 aber auch der elektrischen Kontaktierung dienen. Beide Verwendungen sowie Beispiele für den Aufbau eines Verbindungselements sind grundsätzlich aus der W097/04501 bekannt, worauf in vollem Umfange Bezug genommen wird.

Ebenso kann es sich bei dem Verbindungselement um Drahten den eines steckbaren Bauelementes, beispielsweise eines Widerstands, handeln. Schließlich müssen die verwendeten und beschriebenen Verbindungselemente, abweichend von dem nachfolgend noch erläuterten Ausführungsbeispiel, keine runde Stiftform aufweisen, sondern können auch polygonalen Querschnitt, beispielsweise rechteckförmigen Querschnitt aufweisen und aus Streifenelementen oder -zungen bestehen oder davon abweichend gestaltet sein.

Zur mechanischen Befestigung und elektrischen Kontaktie rung eines Kontaktelementes 13 auf der Ober- oder Unter seite der Leiterplatine 1 (und zwar in der Regel im Be reich von dort vorgesehenen Kontaktierungsaugen) wird im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ein Kontaktelement 13 neben anderen SMD-Elementen mit einem SMD-Bestückungs automaten positioniert, nachdem zuvor eine Lotpaste an der betreffenden Stelle aufgebracht wurde. Beispielsweise mittels Reflow-Löten kann dieses Kontaktelement 13 an den betroffenen vorgesehenen Stellen mit der Leiterplatine verbunden und kontaktiert werden. Mit Bezugszeichen 14 ist in Fig. 1 im Querschnitt das Lotmaterial wiedergegeben.

Anhand der Fig. 2 und 3 sind in Draufsicht zwei Aus führungsformen des platten- oder scheibenförmigen Kontakt elementes 13 gezeigt, welches als kleindimensionierte Scheibe ausgebildet ist, die aus Metall oder einem anderen geeigneten Werkstoff besteht, der die je nach Anwendungs fall notwendigen Funktionen "Verbinden" und/oder "Elek trisch Leiten" erfüllen kann. In diesem scheibenförmigen Kontaktelement 13 ist eine Stecköffnung 15 unter Ausbil dung von in Umfangsrichtung versetzt liegenden und in die Mitte der Stecköffnung vorragenden Kontaktzungen 17 ausge bildet. Die Kontaktzungen 17 werden dabei nachfolgend auch als Kontaktfedern bezeichnet.

Wenn genügend Platz auf der Leiterplatine vorhanden ist, können die Kontaktzungen vollständig oder teilweise durch Stege miteinander verbunden werden. Dadurch ist es mög lich, alle Kontaktzungen eines Kontaktelementes gleich zeitig auf der Leiterplatine zu plazieren.

Die Ausführung des Kontaktelementes 13 kann entsprechend den Fig. 2 und 3 derart erfolgen, daß die Kontaktele mente 13 einen umlaufenden Kontaktelementrahmen 19 auf weisen, der die so gebildete Stecköffnung 15 mit den dabei hineinragenden Kontaktzungen oder -federn 17 umgibt. Ein derartiges metallisches Kontaktelement 13 ist in Fig. 1 einmal obenliegend und bei der zweiten Leiterplatinen- Bohrung 7 untenliegend festgelötet. Der erwähnte Kontakt elementrahmen 19 bildet somit einen Basisabschnitt 18 des Kontaktelementes 13, der auf der Leiterplatine befestigt ist und worüber ein letztlich die Kontaktzungen oder -federn 17 bildender Kontaktabschnitt 20 gehalten ist.

Aus der Darstellung ist auch ersichtlich, daß die wirksame Durchtrittsöffnung 21, die durch Formgebung und die Endla ge der Finger- oder Zungenenden 23 bestimmt ist, kleiner ist als der Durchmesser oder die Durchmesserform der Leiterplatinen-Bohrung 7.

Ein Verbindungselement 9 kann nunmehr, wie in Fig. 4 dargestellt ist, beispielsweise von der dem Kontaktelement 13 abgewandt liegenden Seite oder aber, wie in Fig. 5 dargestellt ist, von der Kontaktelementseite her einge steckt werden. Dabei bildet der Querschnitt des Verbin dungselementes 9 eine sog. Kontaktzone 22, die in Fig. 2 und 3 strichliert eingezeichnet ist. Mit anderen Worten ragen die Enden der Kontaktzungen oder -federn 17 in die Kontaktzone 22, welche im Gebrauchszustand von dem Verbin dungselement 9 durchsetzt und durchdrungen ist.

Da der Durchmesser oder die Durchmesserform des Verbin dungselements 9 größer ist als die freie Durchtrittsöff nung 21 zwischen den Enden 23 der Kontaktzungen 17, werden die so ausgeformten und dabei elastischen, d. h. zumindest geringfügig elastischen Kontaktzungen oder -federn 17 beim Einstecken;des Verbindungselements 9 leicht aufgebogen und gleiten am Außenumfang des Verbindungselements 9 und wer den dabei unter Federvorspannung am Außenumfang des Ver bindungselements 9 diesen gut kontaktierend gehalten. Bei Zugbeanspruchung entgegengesetzt der Einsteckrichtung des Verbindungselements 9 kerben sich die vorlaufenden freien Enden der Kontaktzungen 17 zunehmend mehr am Außenumfang des Verbindungselements 9 ein, wodurch nicht nur eine gute elektrische Kontaktierung, sondern auch eine optimale me chanische Verankerung gewährleistet ist. Es handelt sich bei der erläuterten Verbindung um eine in der Regel Einmal-Steckverbindung. Gleichwohl kann im Fall von Recy cling die Leiterplatine von den Verbindungselementen bei Überschreiten der Haltekraft problemlos getrennt werden.

Wie anhand von Fig. 5 zu sehen ist, können dabei die Kontaktzungen beim Einstecken des Verbindungselements von der Seite des Kontaktelementes 13 ausgehend nur in die Leiterplatinen-Bohrung 7 hinein aufgestellt werden. Bei Fig. 4 gegenüber erfolgt die Mitnahme der Kontaktzunge 17 längs einer Biegekante 25 möglicherweise auch zum Quer schnitt der Bohrung 7 weiter außen liegend, und zwar dort, wo der Kontaktelementrand 19 durch Löten fest auf der Oberfläche der Leiterplatine anliegt.

Ergänzend wird zu Fig. 1 angemerkt, daß eine Befestigung des beispielsweise in Fig. 1 rechts untenliegenden Kon taktelementes 13 an den betreffenden Kontaktstellen der Leiterplatine 1 auch mittels Schwallöten erfolgen kann. Auch hier wird zunächst nach dem Auftragen eines Klebers auf der Platine das Kontaktelement 13 mittels eines SMD-Be stückungsautomaten plaziert. Nach dem Aushärten des Kle bers wird dann das Schwallöten durchgeführt.

In diesem Fall muß der Kontaktbereich zwischen dem Kon taktelement und dem später einzusteckenden Verbindungs element 9 beim Löten abgedeckt werden oder das Kontakt element 13 muß eine in diesem Bereich nicht lötbare Ober fläche haben. Eine vorgesehene Abdeckung kann aber dann beim Kontaktieren durchstoßen werden oder muß entfernt werden. Es können auch selektiv verzinnte Kontaktfedern, also Kontaktelemente 13 verwendet werden. Die Kontakt elemente können aus einem mit lötfähigen Schichten plat tierten Band gefertigt sein.

Anhand von Fig. 6 ist gezeigt, daß das Kontaktelement 13 auf der Bauteilseite BS der Leiterplatine 1 mittels eines durchkontaktierten Loches 27 unterhalb des Kontaktelemen tes 13, also in der Regel unterhalb des Kontaktelement randes 19, befestigt werden kann. Dazu sind bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Fig. 6 unterhalb des Kontaktele mentenrandes 19 in Umfangsrichtung versetzt ein oder meh rere gegenüber den Leiterplatinen-Bohrungen 7 deutlich kleiner dimensionierte Kontaktierungslöcher 27 einge bracht. Diese Löcher werden beim Schwallöten befüllt, worüber nunmehr über mehrere punktförmige Lötstellen das Kontaktelement 13 an der Leiterplatine 1 befestigt und elektrisch kontaktiert ist.

Anhand der Fig. 7a, 7b, 7c und 7d sind unterschiedliche Befestigungsmöglichkeiten des Kontaktelementes 13 auf der Leiterplatine 1 erläutert. Dabei ist jeweils strichliert das sogenannte Lötpad 28 eingezeichnet, auf welches zu nächst die Lotpaste aufgebracht und danach das Kontakt element 13 durch den SMD-Bestückungsautomat plaziert wird. Beim nachfolgenden Löten wird das Lot geschmolzen und verbindet sich mit dem Basisabschnitt 18 des Kontaktele mentes 13 und der Leiterbahnebene.

Es ist ersichtlich, daß das Lötpad 28 aus mehreren ge trennten Feldern bestehen kann, bei dem Ausführungsbei spiel gemäß Fig. 7a aus zwei kleiner dimensionierten ge genüberliegenden Lötpads, bei Fig. 7b aus zwei größer dimensionierten gegenüberliegenden Rechteckfeldern, bei Fig. 7c aus vier in Umfangsrichtung um das Kontaktelement 13 herum versetzt liegenden Lötpads, und bei dem Ausfüh rungsbeispiel gemäß Fig. 7d aus einem umlaufenden Lötpad, auf welchem teilweise überlappend der Rand 19 des Kontakt elementes 13 zu liegen kommt.

Anhand der nachfolgenden Figuren wird gezeigt, daß das Kontaktelement 13 unterschiedlichste Formen aufweisen kann.

Fig. 8 zeigt ein Kontaktelement 13, welches in der Quer schnittsebene ebenfalls wieder aus einem flachen Material gestanzt, geschnitten oder geätzt ist, welches eine gute elektrische Leitfähigkeit besitzen muß, wenn zusätzlich zum Befestigen die Funktion "Kontaktieren" genutzt wird. Das Kontaktelement hat im wesentlichen eine rechteckförmi ge, allgemein polygonale Öffnung 15, an der gegenüberlie gend zwei Kontaktzungen 17 ausgebildet sind. Dieses Kon taktelement ist vor allem zur mechanischen und/oder elek trischen Verbindung mit einem plattenförmigen im Quer schnitt rechteckförmigen Verbindungselement 9 geeignet, wie er in Fig. 9 in Seitenansicht und Fig. 10 in Quer ansicht wiedergegeben ist.

Auch die Kontaktelemente gemäß den Fig. 11 und 12 sind zur Kontaktierung mit einem in den Fig. 9 und 10 wie dergegebenen flachen Verbindungselement 9 geeignet, wel ches sich bei der Ausführungsform in Fig. 11 zwischen dem vorlaufenden Ende der Kontaktzunge 17 und den gegenüber liegenden Innenrandabschnitten 31 des Kontaktelementes 13 abstützt. Mit anderen Worten ist die Breite des platten förmigen Verbindungselements 9 hier nur geringfügig klei ner als der maximale Innendurchmesser des Kontaktelementes 13, so daß auch hier die einzige Kontaktzunge 17 beim Einstecken des Verbindungselements 9 leicht aufgestellt wird und dabei an einer Seitenfläche des Verbindungsele ments 9 unter Federvorspannung gehalten ist. Fig. 12 weist dabei zwei gegenüberliegende und aufeinanderzuwei sende Kontaktfinger oder -zungen 17 auf.

Bei der Ausführung des Kontaktelementes entsprechend Fig. 11 ist die Abstützung des Verbindungselementes am Innen randabschnitt 31 nicht zwingend notwendig, wenn auf einer Leiterplatine mehrere Kontaktelemente so ausgebildet sind, daß die vektorielle Addition der Kontaktkräfte Null ergibt oder wenn die Leiterplatte so geführt wird, daß eine Be rührung zwischen Innenrandabschnitt 31 und Verbindungs element verhindert wird.

Die Verbindungselemente müssen hierbei so ausgebildet sein, daß sie durch die Kontaktkräfte nicht verformt wer den.

Statt eines flachen kann natürlich auch bei diesem Aus führungsbeispiel ein rundes Verbindungselement genutzt werden.

Die Fig. 13 bis 15 zeigen, daß das Kontaktelement 13 keinen umlaufend geschlossenen Kontaktelementrand 19 auf weisen muß, sondern vom Prinzip her offen gestaltet sein kann, so daß sich eine C-förmige Ausgestaltung ergibt.

Anhand von Fig. 16a und 16b ist ersichtlich, daß bei spielsweise das in Fig. 12 in Draufsicht wiedergegebene Kontaktelement nicht von Haus aus als in einer Ebene lie gendes Kontaktelement 13 auf der Leiterplatine angebracht wird, sondern daß die Kontaktzungen oder -federn 17 be reits vor der Aufbringung auf der Leiterplatine und vor dem Einstecken des Verbindungselements 9 längs einer Bie gekante 25 leicht aufgestellt sein können, um die Steck kräfte zu verringern. Die Vorjustierung der Kontaktzungen 17 erfolgt aber derart, daß der lichte Abstand zwischen den Enden der Kontaktzungen 17, also die Breite der wirk samen Durchtrittsöffnung 21, geringer ist als die Dicke des einzusteckenden Verbindungselements 9.

Fig. 17a zeigt, daß das Kontaktelement 13 auch als mehr teilige Kontaktfeder 13 ausgebildet sein kann. Das Kon taktelement 13 besteht in diesem Ausführungsbeispiels aus vier rechteckförmigen Kontaktzungen 17, die jeweils mit einem Teil in Draufsicht in den Bereich der Leiterplati nen-Bohrung 7 hineinragen und an ihrem gegenüberliegenden Ende mittels eines Lötpads 28 auf der Leiterplatine 1 be festigt sind. Auch hier ist die wirksame Stecköffnung 15 geringer als der Durchmesser der Leiterplatinenbohrung 7.

Anhand von Fig. 17a wird auch deutlich, daß ein erfindungsgemäßes Kontaktelement 13 beispielsweise auch aus weniger Elementen, beispielsweise nur aus einer ein zigen rechteckförmigen Kontaktzunge 17 bestehen kann, die rückwärtig an einem Pad 28 auf der Leiterplatine 1 be festigt ist und in Draufsicht die Leiterplatinen-Bohrung oder -ausnehmung 7 und damit die Kontaktzone 22 in aus reichendem Maße überdeckt. Die Bemessungen, d. h. Größe, Formgebung und Lage müssen so abgestimmt werden, daß ein entsprechender Klemmechanismus beim Zusammenspiel mit einem Verbindungselement in geeigneter Dimensionierung und Formgebung erfolgen kann. Dabei kann insbesondere bei Ver wendung eines einzelnen zungenförmigen Kontaktelementes 13 die Kontaktzone so angeordnet sein, daß sich ein Verbin dungselement an der einen Seite am Innenrand der Lochaus nehmung 7 und gegenüberliegend an dem die Lochausnehmung 7 teilweise überdeckenden Zunge 17, d. h. am vorlaufenden Zungenrand 23, abstützt.

Das Kontaktelement kann natürlich auch mehr als die in diesem Ausführungsbeispiel gezeigten Kontaktzungen auf weisen.

Nachfolgend wird auf Fig. 17b Bezug genommen, wobei die ses Ausführungsbeispiel verdeutlicht, daß sich die Kon taktzungen oder -federn 17 in der Ausgangslage vor dem Zusammenfügen mit dem Verbindungselement gegenseitig über decken können, wodurch auch ein Verbindungselement 9 mit kleinen Abmessungen sowie elektrische Bauelemente mit dün nen Anschlußbeinchen problemlos kontaktiert werden Können. Auch in Fig. 17b ist die dem Durchmesser des in Fig. 17b nicht näher gezeigten stiftförmigen Verbindungselementes 9 entsprechende Kontaktzone 22 strichliert eingezeichnet.

Fig. 17c zeigt dabei, daß nicht nur der jeweils vorlau fende Zungenrand 23, sondern auch der jeweilige seitliche Zungenrand 23' der in die Kontaktzone 22 vorragenden bzw. die Kontaktzone 22 überdeckenden Kontaktzungen oder -fe dern 17 genutzt werden kann, um eine entsprechende Kontak tierung mit einem Verbindungselement zu ermöglichen.

Fig. 17d und 17e zeigen zwei weitere Abwandlungen derart, bei der die Kontaktzungen oder -federn 17 parallel zuein ander angeordnet sind und dabei einseitig oder gegenüber liegend auf der Leiterplatine oder einer Leiterplatinen schicht befestigt und kontaktiert sind und dabei die Kon taktzone 22 teilweise überdecken. Hier findet die Kontak tierung zu dem Verbindungselement jeweils zwischen den beiden aufeinander zu weisenden Längsseiten der Kontakt zungen 17 statt, wobei die Kontaktzungen 17 aufgestellt und leicht verdreht werden.

Anhand von Fig. 17f und 17g ist ferner ersichtlich, daß die federnden Kontaktelemente 13 an einer Leiterplatine 1 an deren Rand 30 ebenso befestigt, d. h. mechanisch so befestigt und gegebenenfalls elektrisch kontaktiert sind, daß sie über den Leiterplatinenrand 30 hinausragen. Beim Einpressen einer Leiterplatine 1 in ein Gehäuse wird auf diese Weise eine Masseverbindung von der Leiterplatine bzw. den entsprechenden Leiterbahnen zu einem Gehäuse 32 ermöglicht und gleichzeitig die Leiterplatine im Gehäuse ohne zusätzliche Hilfsmittel fixiert.

Fig. 18a verdeutlicht den Einbau mehrerer in einem be stimmten Abstand zueinander liegender Leiterplatten 1, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel eine obenliegende Leiterplatine 1', die oberhalb einer unteren Leiterplatine 1 sitzt, wobei beide Leiterplatinen nicht parallel zuein ander sitzen müssen. Die Bohrung 7' in der oberen Leiter platine 1' weist einen geringeren Durchmesser auf als die Leiterplatinen-Bohrung 7 in der Leiterplatine 1. Hier wird ein abgesetzter Stift als Verbindungselement 9 verwendet, dessen in der unteren Leiterplatinen-Bohrung 7 sitzender Durchmesser geringer ist als das lichte Innenmaß der Roh rung 7, aber größer als die Leiterbohrung 7'. Auch der dort durchragende abgesetzte Teil des Verbindungselements 9 weist ein kleineres Außenmaß auf, als das Innenmaß der Leiterplatinen-Bohrung 7'.

Es werden unterschiedlich großdimensionierte Kontaktele mente 13 auf der Leiterplatine 1 und 13' sowie auf der Leiterplatine 1' in der beschriebenen Weise mechanisch aufgebracht und elektrisch kontaktiert, wobei sich die entsprechenden Kontaktzungen 17, d. h. die entsprechenden Kontaktfedern beim Einstecken des Verbindungselements 9 unter Federspannung wieder leicht aufstellen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Verbindungsele ment 9 ein kegelförmiges Übergangsstück 33 auf, worüber unter optimalem Toleranzausgleich die obere Leiterplatine 1' im Abstand zur unteren Leiterplatine 1 gehalten wird. Schließlich kann das Verbindungselement 9 auch eine un tenliegende Schulter 35 aufweisen, wodurch die maximale Einstecktiefe des Verbindungselements 9 gegenüber der un teren Leiterplatine 1 festgelegt ist. Das Verbindungs element 9 dient somit zugleich als Abstandshalter, wobei alle Leiterplatten durch das leitende Verbindungselement 9 entsprechend elektrisch durchkontaktiert sind, in der Regel Massekontakt haben.

Das Kontaktelement muß jedoch nicht abgesetzt sein oder kann nur so geringe Durchmesserunterschiede aufweisen, daß eine Kontaktelementgröße für alle Verbindungen ausreichend ist. Die Auflageflächen bzw. Abstandshalter für die Lei terplatinen können am Gehäuse oder Kontaktelement mitge formt werden oder bei geringer mechanischer Belastung sogar entfallen.

Fig. 18b zeigt eine Erweiterung von Fig. 18a, worüber drei parallel zueinander liegende doppelseitige Leiter platinen in Relativlage zueinander angeordnet und durch die jeweiligen Kontaktelemente 13 miteinander kontaktiert werden. Die oberste Ebene zeigt, daß hier an beiden Seiten einer Leiterplatinen-Ausnehmung 7 ein Kontaktelement 13 angeordnet sein kann.

Dieser Aufbau kann die in der Herstellung teuren Multilay erleiterplatten ersetzen, da die Kontaktelemente sehr niedrig sind und somit die üblichen geringen Abstände zwischen Leiterbahnenebenen ermöglichen. Zudem können auf den inneren Leiterbahnenebenen des Verbundes elektrische Bauelemente sitzen, was bei herkömmlichen Multilayerlei terplatten nicht möglich ist und wodurch die Packungs dichte wesentlich erhöht werden kann.

Anhand von Fig. 19 ist gezeigt, daß auf einer Leiter platine mit unterschiedlich oder nur gleich dimensionier ten Kontaktelementen 13 nicht nur eine mechanische und elektrische Verbindung zu den erläuterten unterschiedlich geformten Verbindungselementen 9, sondern auch zu den Drahtenden 9' von bedrahteten Bauelementen 37 möglich ist.

Ist beispielsweise ein Schwallöten nur wegen weniger be drahteter Bauelemente notwendig, so können für diese Bau elemente die erläuterten Kontaktelemente oder -federn 17 mit dem SMD-Bestückungsautomaten gesetzt werden. Die Ver bindung der Kontaktelemente 13 zur Leiterplatine 1 kann beispielsweise durch Reflow-Löten erfolgen. Die bedrahte ten Bauelemente 37 können manuell oder maschinell einge preßt werden, wenn deren Anschlußbeinchen oder -drähte 9' ausreichend stabil sind. Ansonsten sind Hilfsmittel zu verwenden. Die Kontaktelemente 13 können zur mechanischen oder elektrischen Verbindung mit den Drahtenden 9' ent sprechend kleiner dimensioniert sein. Aufbau und Form gebung ist aber grundsätzlich gleich den bisher erläuter ten Kontaktelementen.

Es besteht die Möglichkeit, die Drahtenden mehrerer be drahteter Bauelemente durch ein Kontaktelement mit der Leiterplatte zu verbinden.

Anhand der Fig. 20 und 21 ist gezeigt, daß die Kontakt elemente 13 auch senkrecht oder in einem anderen beliebi gen Winkel zur Leiterplatinen-Ebene auf dieser angebracht werden können. Das Kontaktelement weist dabei eine Form gebung auf, bei welcher dessen Rand an einer Seite zu einer Winkelform verlängert ist, so daß das so gebildete Kontaktelement 13 mit seinem einen Schenkel 39 in be schriebener Weise auf der Leiterplatine positioniert und elektrisch kontaktiert werden kann. Ein Verbindungselement 9 kann dann parallel oder in einem anderen beliebigen Winkel zur Leiterplatinen-Ebene aufgesteckt werden.

Anhand von Fig. 22 und 23 ist ein sich stärker erheben des Kontaktelement 13 beschrieben, welches als Rollteil ausgebildet ist. Es wird also auch als Stanzteil herge stellt, wobei dessen Mittelabschnitt 41 rechteckförmig ist und zu einer beispielsweise ganz oder fest geschlossenen Zylinderform gebogen werden kann. Die obenliegenden Kon taktzungen 17 könnten grundsätzlich parallel zu den Be festigungsfüßen 43 ausgerichtet sein, worüber das so ge bildete Kontaktelement 13 auf eine Leiterplatine positio niert und kontaktiert wird. Wie aber bereits anhand von den Fig. 16a und 16b gezeigt ist, können die Kontakt zungen 17 auch schon vor dem Einstecken des Verbindungs elements mehr oder weniger weit aufgestellt sein.

Anhand von Fig. 24 ist ein nochmals abgewandeltes Aus führungsbeispiel für ein Kontaktelement 13 in Draufsicht und in Fig. 25a und 25b jeweils im Längs- und Querschnitt gezeigt, welches beispielsweise im wesentlichen Recht eckform aufweist, und in dem eine Vielzahl von Ausstan zungen 15 nebeneinander eingebracht sind, die die Steck öffnungen bilden. Das in Fig. 24 und 25a, 25b wiederge gebene Kontaktelemente 13 ist einstückig ausgebildet und wird über mehrere Pads 28 auf einer Leiterplatine 1 be festigt. Die Pads 28 können dabei wieder mit nicht näher dargestellten Leiterbahnen verbundene Kontaktierungsaugen darstellen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind jeweils gegenüberliegend zwei Kontaktzungen 17 ausgebildet, wobei die Kontaktzungen 17 jeweils oberhalb einer Durchtritts öffnung 7 in der Leiterplatine 1 enden, in deren Bereich auch die jeweiligen Kontaktzonen 22 ausgebildet sind. Dadurch ergibt sich eine quer zu jedem Kontaktzungenpaar verlaufende durchgehende Montagelinie 47. Ist nunmehr eine damit zu verbindende Trennwand 50 mit einer Vielzahl von entsprechend geformten Kontaktzungen versehen, die im entsprechenden Rastermaß (wie anhand von Fig. 25 in Sei tenansicht gezeigt ist) angeordnet sind, so kann diese Trennwand in das Kontaktelement 13, d. h. in die Vielzahl der Kontaktzungen 17 und entsprechenden Stecköffnungen 15 des Kontaktelementes 13 eingesteckt werden. Dadurch lassen sich beliebig geformte Trennwände oder Hauben mit einer zweiten Ebene, beispielsweise einer Leiterplatine, montie ren.

Das Kontaktelement bietet hier den Vorzug, komplette Ab schirmhauben nach dem Schwallöten auf die Leiterplatte setzen zu können. Bisher mußten Abschirmkammern oftmals in Seitenwände, die schwallgelötet wurden, und Deckel mit Fe derelementen aufgegliedert werden, weil nach dem Schwallö ten eine Sichtkontrolle der Lötstellen oder die Zugäng lichkeit einzelner Bauelemente zum Einstellen notwendig waren.

Das erläuterte Kontaktelement 13 ist aber auch vor allem dazu geeignet, bei mehrlagigen Leiterplatinen eingesetzt zu werden.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 26 und 27 ist eine vierlagige Leiterplatine 1 mit den vier leitenden Ebenen 1a bis 1d gezeigt, zwischen denen isolierendes Leiterplatinensubstrat 49a bis 49c zu liegen kommt.

Die so gebildete Leiterplatine ist mit einer durchgehenden Leiterplatinen-Ausnehmung 7 versehen.

Jede der Leiterplatinen-Ebenen kann mit einer Vielzahl von nicht näher dargestellten Leiterbahnen versehen sein, wobei zusätzlich die äußeren Ebenen auch mit SMD-Elementen bestückt sein können.

Während des Schichtaufbaus, beispielsweise nach Herstel lung des zuunterst liegenden Teilverbundes mit der zu unterst liegenden Leiterbahnebene 1a, der darüberliegenden Leiterbahnebene 1b und der unteren Isolierschicht 49a, kann dort im Bereich der Ausnehmung 7 z. B. eines der vorstehend erläuterten scheibenförmigen Kontaktelemente 13 positioniert werden, welches, wie in den anderen Ausfüh rungsbeispielen erläutert, mittels eines geeigneten Ver bindungsverfahrens, z. B. Löten oder Kleben oder durch Druck, der beim Pressen der Multilayerleiterplatte auf die verschiedenen Schichten aufgebracht wird, befestigt und kontaktiert wird.

Anschließend erfolgt der weitere Leiterplatinen-Aufbau, bis die in den Fig. 26 und 27 wiedergegebene vierlagige Leiterplatte fertiggestellt ist, die oben wie unten in bekannter Weise bestückt werden kann.

Die wirksame Durchtrittsöffnung 21 des Kontaktelementes 13 mit kleinerem Durchmesser als der Durchmesser der Leiter platinen-Bohrung 7 liegt bevorzugt konzentrisch zu der Leiterplatinen-Bohrung 7.

Anhand von Fig. 27 ist ersichtlich, daß beim Einstecken des Verbindungselements 9 die Kontaktzungen 17, wie be schrieben, wieder leicht federnd aufgestellt werden und unter federnder Vorspannung im Außenumfang des Stiftes 9 gehalten sind und sich bei entgegen der Einsteckrichtung auf das Verbindungselement 9 einwirkenden Zugkräften im Außenumfang zunehmend mehr einkerben und dadurch eine gute mechanische und elektrische Verbindung schaffen.

Schließlich könnte das anhand von den Fig. 26 und 27 beschriebene Kontaktelement 13 auch noch gleichzeitig im Bereich der gleichen Bohrung 7 auf einer anderen Leiter platinen-Ebene vorgesehen sein, so daß über das gleiche Verbindungselement 9 eine Durchkontaktierung von einer Leiterplatinen-Ebene zu einer gewünschten anderen erfolgen kann.

Ein im Prinzip ähnlicher Aufbau ist in den Fig. 28 und 29 wiedergegebene, wobei hier ein Kontaktelement 13' mit größerer Materialdicke verwendet wird. Dieses nachfolgende als Zusatzteil 13' bezeichnete Kontaktelement 13 kann dann verwendet werden, wenn beispielsweise zunächst die Lagen 49a und 49c mit jeweils zwei gegenüberliegenden Kupfer schichten gefertigt werden, und anschließend diese Lagen miteinander verklebt werden. Beim Durchstecken beispiels weise eines stiftförmigen Verbindungselements 9 durch dringt dieser dann das als Zusatzteil bezeichnete Kontakt element 13, so daß erst während des Durchsteckens die Steck- und Durchtrittsöffnungen 15, 21 gebildet werden, einschließlich des unmittelbar benachbart zur gebildeten Stecköffnung 15 liegenden aufgestellten Randes, wodurch die bei den anderen Ausführungsbeispielen erläuterten Kon taktzungen oder Kontaktfedern 17 gebildet werden. D. h. der unmittelbar benachbart zur Durchtrittsöffnung 21 gebildete Materialabschnitt kann als eine oder mehrere federnde Kontaktzungen verstanden werden, die am Außenumfang des Verbindungselements 9 vorgespannt anliegen.

Soll anhand der erläuterten Verbindungstechnik beispiels weise eine Leiterplatine mittels eines Verbindungselements 9 in einem Gehäuse verankert werden, so können entspre chende Bohrungen in der Innenseite eines Gehäuses vorge sehen sein, in welche die entsprechenden Verbindungs elemente (beispielsweise stiftförmig) eingesetzt werden können (in Preßtechnik oder - wenn die Stifte eine Längs nut aufweisen - unter Bildung zweier leicht federnder Schenkel nach Art eines Klemmsitzes). Eine entsprechend mit den erläuterten Kontaktelementen 13 versehene Leiter platine kann dann auf diese Verbindungsstifte aufgesetzt werden.

Die erläuterte Verbindungstechnik erlaubt es aber auch, daß die Stifte beispielsweise gleich als Teil des Gehäuses mit angegossen werden, und die entsprechende mit den Kon taktelementen versehene Leiterplatine dann auf diese Stif te zur mechanischen und/oder elektrischen Verbindung auf gesetzt werden kann.

Der Vollständigkeit halber wird erwähnt, daß beispiels weise die erläuterten Kontaktelemente 13 auch gehäusesei tig oberhalb von Bohrungen angebracht werden können, um dort Stifte über die Kontaktelemente zu halten und mecha nisch zu verankern.

Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 30 und 31 wird ebenfalls, allerdings auf einer äußeren Schicht einer Leiterplatine 1, ein Kontaktelement 13 ohne eine von Haus aus ausgebildete Stecköffnung 15 verwendet. Beim Einstecken des stiftförmigen Verbindungselements 9 durchdringt dieser ebenfalls wieder die Kontaktzone 22 des als Zu satzteil bezeichneten Kontaktelementes 13 unter Aufstel lung des mit der Leiterplatine nicht verbundenen Material bereiches, wobei der sich in Steckrichtung aufstellende Materialbereich auch wieder als Kontaktzungen oder -federn 17 definiert und verstanden werden kann.

Das Zusatzteil 13' muß nicht aus einem metallischen Werk stoff bestehen, insbesondere wenn keine elektrisch leiten de Verbindung erforderlich ist und kann auch aus einer dünnen Membrane aus elastischem Material bestehen. Es kann ebenso elastisches Material verwendet werden, welches mit leitenden Partikel ausgestattet oder befüllt ist.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 32 und 33 unter scheidet sich von den vorausgehenden dadurch, daß bei spielsweise die äußere Leiterebene 1a die Leiterplatinen- Bohrung 7 überdeckt. Beim Einsetzen des Verbindungselemen tes 9 durchdringt dieser die aus Kupfer oder einem anderen elektrisch leitenden Material bestehende Folie 13'', wobei wiederum dadurch im Bereich der Kontaktzone 22 die Steck- und Durchtrittsöffnungen 15, 21 gebildet werden. Der sich hierbei auch aufstellende, nicht mehr in Leiterbahnebene liegende Materialabschnitt bildet dadurch wieder die Kon taktzunge oder -feder, die auch als umlaufend geschlossene Kontaktzunge oder -feder ausgebildet sein kann, gleichwohl aber durch die Bildung des Lochs beim Einstecken des Ver bindungselements unter zumindest leichter Vorspannung am Außenumfang und an Teilen des Außenumfangs des stiftförmi gen Verbindungselements 9 anliegt.

Das in Fig. 30 gezeigte Zusatzteil 13' kann gegebenen falls auch zusammen mit einer, wie in Fig. 32 dar gestellt, durchgängigen Leiterbahn in Sandwichbauweise vorgesehen sein.

Die Fig. 34 und 35 zeigen, daß das gleiche Konstruk tionsprinzip im Falle einer mehrlagigen Leiterplatine auch für eine innenliegende Kupferfolienschicht, d. h. Leiter platinen-Schicht angewendet werden kann. Ebenso ist auch bei einem mehrschichtigen Aufbau möglich, daß mehrere Lei terplatinen-Ebenen mit einer durchgängigen Kupferfolie versehen sind, so daß durch Einsetzen eines passenden, in der Regel stiftförmigen Verbindungselements durch die Lei terplatinen-Bohrung 7 hindurch mehrere Lagen miteinander kontaktiert werden können.

Schließlich kann das Kontaktelement, wie in den Fig. 36 bis 38 verdeutlicht, auch in der Leiterplatte selbst aus gebildet sein, indem die Kontaktzungen durch Stanzen oder/und Fräsen des Basismaterials oder beim Herstellen des Basismaterials durch eingelegte Kerne geformt werden.

Diese Ausführung ist eine günstige Alternative zu den bisher beschriebenen Kontaktelementen, die als Zusatzteil auf der Leiterplatte plaziert werden mußten, wenn auf der Leiterplatte genügend Platz verfügbar ist, um bei relativ starrem Isoliermaterial für gute Federeigenschaften not wendige lange Kontaktzungen auszubilden, wenn Isoliermate rial mit guten Federeigenschaften verwendet werden kann oder wenn dünne Leiterplatten Anwendung finden.

Es ist bei dicken Leiterplatten 1 möglich, die Höhe der Kontaktzungen ganz oder nur in dem am stärksten be anspruchten Bereich zu verringern, beispielsweise durch Einbringung von Vertiefungen oder Nuten 51, wie dies in Fig. 39 angedeutet ist.

Werden die Kontaktzungenenden 23 durchkontaktiert, d. h. mit einer elektrischen leitenden Schicht versehen, kann auch bei dieser Ausführungsvariante gleichzeitig neben der mechanischen Befestigung ein elektrischer Kontakt zwischen Verbindungsstecker und Leiterbahnebene erzwungen werden.

Claims

1. Leiterplatine mit den folgenden Merkmalen

- auf der Leiterplatine (1) ist zumindest ein Kontakt element (13) vorgesehen,
- das Kontaktelement (13) ist im Gebrauchszustand mit einem Verbindungselement (9) mechanisch verbunden und/oder elektrisch kontaktiert,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale
- das Kontaktelement (13) umfaßt zumindest ein auf der Ober- oder Unterseite einer Leiterplatine (1) oder der Ober- oder Unterseite einer Leiterbahnebene (1a bis 1d) einer mehrlagigen Leiterplatine (1) sitzendes Bauteil,
- das Kontaktelement (13) weist einen Basisabschnitt auf, mit welchem es auf der Leiterplatine (1) oder einer Lage (1a bis 1d) der Leiterplatine (1) befestigt ist,
- das Kontaktelement (13) weist ferner zumindest einen Kontaktabschnitt (20) auf, welcher in eine Kontaktzone (22) ragt oder diese zumindest teilweise überdeckt, wobei die Kontaktzone (22) dem Querschnitt des Verbin dungselementes (9) entspricht und im Gebrauchszustand von dem Verbindungselement (9) durchsetzt ist,
- im Gebrauchszustand bildet der Kontaktabschnitt (20) des Kontaktelementes (13) zumindest eine Kontaktzunge oder -feder (17),
- die zumindest eine Kontaktzunge oder -feder (17) ist gegenüber der Ausgangslage des Kontaktabschnittes (20) vor Verbindung und/oder Kontaktierung mit dem Verbin dungselement (9) leicht gebogen oder aufgestellt, und
- die Kontaktzunge oder -feder (17) ist leicht federnd gestaltet.

2. Leiterplatine mit den folgenden Merkmalen

- mit einem Kontaktelement (13),
- das Kontaktelement (13) ist im Gebrauchszustand mit einem Verbindungselement (9) mechanisch verbunden und/oder elektrisch kontaktiert,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale
- das Kontaktelement (13) ist Teil der Leiterplatine (1) oder einer Lage (1a bis 1d) der Leiterplatine (1),
- das Kontaktelement (13) weist ferner zumindest einen Kontaktabschnitt (20) auf, welcher in eine Kontaktzone (22) ragt oder diese zumindest teilweise überdeckt, wobei die Kontaktzone (22) dem Querschnitt des Verbin dungselementes (9) entspricht und im Gebrauchszustand von dem Verbindungselement (9) durchsetzt ist,
- im Gebrauchszustand bildet der Kontaktabschnitt (20) des Kontaktelementes (13) zumindest eine Kontaktzunge oder -feder (17),
- die zumindest eine Kontaktzunge oder -feder (17) ist gegenüber der Ausgangslage des Kontaktabschnittes (20) vor Verbindung und/oder Kontaktierung mit dem Verbin dungselement (9) leicht gebogen oder aufgestellt, und
- die Kontaktzunge oder -feder (17) ist leicht federnd gestaltet.

3. Leiterplatine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Kontaktelement (13) im Bereich einer Leiterplatinen-Ausnehmung (7) vorgesehen ist.

4. Leiterplatine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktabschnitt (20) des Kontaktelementes (13) eine Leiterplatinen-Ausnehmung (7) ganz oder teilweise überdeckt.

5. Leiterplatine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktabschnitt (20) bzw. die Kontaktzungen oder -federn (17) über den Leiterplatinenrand (30) überstehen.

6. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktabschnitt (20) bzw. die Kontaktzungen oder -federn (17) parallel oder im wesentli chen parallel zur Leiterplatine (1) angeordnet ist.

7. Leiterplatine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Kontaktabschnitt (20) oder die zumindest eine Kontaktzunge oder -feder (17) winkelig zur Leiterplatine (1) ausgerichtet ist.

8. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (13) platten- oder scheibenförmig gestaltet ist.

9. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (13) mehrere in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Kontaktzungen oder -federn (17) umfaßt.

10. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Kontaktzungen oder -federn (17) aus separaten Bauteilen bestehen, d. h. das Kontakt element mehrteilig ist.

11. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Kontaktzungen oder -federn (17) ein einteiliges Bauteil darstellen.

12. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (13) eine Stecköffnung (15) aufweist, die von einem umlaufenden Kontaktelement-Rand (19) umgeben ist.

13. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (13) eine Stecköffnung (15) aufweist, die nur in einem Teilumfangs bereich die Stecköffnung (15) umgibt, d. h., ein Kontakt element-Rand (19) zumindest ansatzweise C-förmig gestaltet ist.

14. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da durch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (13) und/oder die Kontaktzungen oder -federn (17) durch Stanzen, Schnei den und/oder Ätzen hergestellt sind.

15. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (13) bereits vor Gebrauchsstellung Kontaktzungen oder -federn (17) umfaßt, die unter Ausbildung einer wirksamen Durchtritts öffnung (21) in der Kontaktzone (22) so angeordnet sind, daß die wirksame Durchtrittsöffnung (21) im Ausgangszu stand vor Verbindung mit einem Verbindungselement (13) kleiner ist als die Querschnittsform oder Größe des damit zusammenwirkenden Verbindungselementes (9) und damit der Querschnittsform und Größe der Kontaktzone (22).

16. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (13) zumin dest zwei Kontaktzungen oder -federn (17) umfaßt, die in Ausgangslage vor dem Gebrauchszustand sich im Bereich der Kontaktzone (22) überlappen.

17. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da durch gekennzeichnet, daß die Kontaktzungen oder -federn (17) bezüglich einer gegenüber dem freien Zungen- oder Fingerende rückwärtigen Biegelinie (25) gegenüber der durch den Kontaktelement-Rand (19) gebildeten Ebene leicht aufgestellt sind.

18. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da durch gekennzeichnet, daß das Kontaktzungenende (23) eine gerade, konvexe oder konkave Kontaktkante aufweist, die sich im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Kontakt zungen oder -federn (17) erstreckt.

19. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da durch gekennzeichnet, daß die Kontaktkante der Kontakt zungen oder -federn (17) durch deren Längsseitenkante (23') gebildet ist.

20. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da durch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (13) so aus gebildet ist, daß dessen Kontaktzunge oder -feder (17) mit einem im Querschnitt runden oder im wesentlichen rundge formten Verbindungselement zusammenwirkt.

21. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da durch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Kontaktele ment (13) so ausgebildet ist, daß dessen eine oder mehrere Kontaktzungen oder -finger (17) mit einem im Querschnitt polygonalen, insbesondere plattenförmigen Verbindungs element (9) zusammenwirken.

22. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 21, da durch gekennzeichnet, daß im Gebrauchszustand die Kontakt zungen oder -federn (17) von der Leiterplatinenausnehmung (7) weg zumindest leicht aufgestellt sind.

23. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 21, da durch gekennzeichnet, daß im Gebrauchszustand die Kontakt zungen oder -federn (17) im Bereich einer Leiterplatinen- Ausnehmung (7) in diese hinein leicht aufgestellt sind.

24. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 23, da durch gekennzeichnet, daß mehrere Kontaktelemente (13) nebeneinander oder ein Kontaktelement (13) mit mehreren nebeneinander angeordneten Kontaktzungen oder -federn (17) vorgesehen sind bzw. ist, um Bauelemente mit mehreren Kontaktzungen oder -federn (17), insbesondere Wände, Ge häuseteile zu halten.

25. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 24, da durch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (13) auf einer inneren Leiterbahnebene (1a, 1c) angeordnet ist und dabei der Kontaktabschnitt (20) bzw. die Kontaktzunge oder -feder (17) in den Bereich einer Leiterplatinen-Ausnehmung (7) hineinragt oder über den Leiterplatinen-Rand (13) hinausragt.

26. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 25, da durch gekennzeichnet, daß um eine gemeinsame Leiterplati nen-Ausnehmung (7) in verschiedenen Leiterplatinenebenen (1a bis 1d) versetzt angeordnete Kontaktelemente (13) vorgesehen sind, worüber bei eingestecktem leitfähigen Verbindungselement (9) unterschiedliche Leiterbahnen auf unterschiedliche Leiterplatinen-Ebenen (1a bis 1d) elek trisch kontaktierbar sind.

27. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 26, da durch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (13) vor dem Gebrauchszustand aus einer im Bereich einer Leiterplati nen-Ausnehmung (7) durchgängigen, diese verschließenden Leiterbahnebene, insbesondere Kupferbahnfolie besteht, welche im montierten Zustand unter Einbringung einer Öff nung (15) von einem Verbindungselement (9) durchsetzt ist.

28. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 27, da durch gekennzeichnet, daß bei einer mehrschichtigen Lei terplatine (1) vor dem Gebrauchszustand im Bereich einer Leiterplatinen-Ausnehmung (7) mehrere Leiterplatinenebenen mit einer durchgängigen, die Leiterplatinen-Ausnehmung (7) überdeckenden und verschließenden Leiterbahnebene ver schlossen sind, wodurch das Kontaktelement (13) gebildet ist.

29. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 27, da durch gekennzeichnet, daß bevorzugt bei einer mehrschich tigen Leiterplatine (1) im Bereich einer Leiterplatinen- Ausnehmung (7) ein diese Ausnehmung (7) verschließendes Zusatzteil (13') angeordnet ist, welches im Gebrauchs zustand von einem Verbindungselement (9) unter Ausbildung einer Stecköffnung (15) im Kontaktelement (13) durchsetzt ist.

30. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 29, da durch gekennzeichnet, daß mehrere Leiterplatinen (1, 1') über unterschiedliche Dickenbereiche aufweisende Verbin dungselemente (9) auf Abstand gehalten sind.

31. Leiterplatine nach Anspruch 30, dadurch gekennzeich net, daß am Übergang von einem Dickenbereich zum nächsten das Verbindungselement (9) eine Schulter (35) und/oder einen sich konisch verjüngenden Abstand (33) aufweist, worüber die zugeordnete Leiterplatine (1, 1') auf der entsprechend bemessenen Leiterplatinen-Ausnehmung (7, 7') aufliegt.

32. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 31, da durch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (9) aus separaten Bauteilen bestehen.

33. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 32, da durch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (9) aus den Drahtenden (9') drahtbewehrter Bauelemente (37) beste hen.

34. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 33, da durch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (9) Teil eines Chassis oder Gehäuses (32) sind, an welchem sie angegossen, ausgeformt oder eingesteckt sind.

35. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 34, da durch gekennzeichnet, daß das aus einem separaten Bauteil bestehende Kontaktelement (13) mittels eines SMD-Bestückungs automaten auf der Leiterplatine plazierbar ist.

36. Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 35, da durch gekennzeichnet, daß das als separates Bauteil ausge bildete Kontaktelement (13) mittels Reflow- und/oder Schwallöten auf der Leiterplatine (1) angebracht und/oder kontaktiert ist.

37. Kontaktelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 36.