DE202004002332U1

DE202004002332U1 - Leiterplatte

Info

Publication number: DE202004002332U1
Application number: DE200420002332
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-02-11
Filing date: 2004-02-11
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2014-02-12
Also published as: WO2005079125A1

Abstract

Leiterplatte (20) mit einer Grundfläche, insbesondere einer rechteckigen Grundfläche, die in einem ersten Abschnitt (21) mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen (23) bestückt ist und in einem zweiten an den ersten Abschnitt angrenzenden Abschnitt (22) einen Kontaktierungsbereich zur Kontaktierung einer weiteren Leiterplatte (30) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leiterplatte mit einer Leiterbahnstruktur, die für das Bestücken mit einer Funkeinheit vorbereitet ist, beziehungsweise mit entsprechenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen bereits bestückt ist.
Leiterplatten dieser Art sind beispielsweise in handelsüblichen GSM-Telekommunikationsendgeräten vorhanden.
Zunehmend ist es wünschenswert, eine derartige Leiterplatte mit einer weiteren Leiterplatte über ein Interface bzw. einen Stecker zu kombinieren. Diese Aufgabe stellt sich beispielsweise bei der Adaptierung von kleineren Subbaugruppen auf einem größeren Motherboard. Bei Subbaugruppen handelt es sich dabei um eigenständig funktionale elektronische Baugruppen, die ebenfalls auf einer Leiterplatte aufgebaut sind. Ein sogenanntes Motherboard ist die Leiterplatte, auf der die Grundfunktionalität einer Applikation durch eine elektronische Schaltung realisiert wird. Eingesetzt wird diese Technologie bei Integration von Fremdtechnologien, z.B. ein Modul mit einem speziellen Funkstandard, auf einer Leiterplatte, welche die Grundfunktionalität der Applikation realisiert. Als Beispiel sei die Integration eines GPS-Moduls auf einem GSM/GPRS Modul genannt.
Für Leiterplatten allgemein oder für Module bildende Leiterplatten sind eine Reihe von Kontaktierungsmöglichkeiten bekannt, mittels derer über ein Interface beziehungsweise einen Stecker eine Verbindung zu einer weiteren Leiterplatte bezie hungsweise zu einem weiteren Modul hergestellt werden kann. Beispielsweise können Einsteckmöglichkeiten für einen sogenannten Board-to-Board-Stecker (B2B-Stecker), einen sogenannter Zero-Insertion-Force-Stecker (ZIF-Stecker), einen Pfostenstecker oder einen anderen Steckertyp vorgesehen sein. Das bedeutet, dass für auf beiden miteinander zu verbindenden Leiterplatten bzw. Modulen entsprechende Befestigungs- bzw. Einsteckmöglichkeiten vorgesehen sein müssen.
Ferner gibt es die Möglichkeit einer sogenannten „Cancelations". Dabei werden die beiden zu verbindenden Leiterplatten bzw. die Module durch an den jeweiligen Leiterplattenkanten vorgesehenen angeschnittenen Durchkontaktierungen miteinander kontaktiert. Durch einen derartigen Anschnitt kann die, sich an der Stirnseite der Leiterplatte befindliche, metallisierte Fläche der Durchkontaktierung als Kontaktfläche verwendet werden. Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit einer Anwendung sogenannter „Ballgrids". Als Ballgrid versteht man dabei ein Array von Kontaktierungspunkten, wobei jeder Kontaktierungspunkt als kugelförmiger metallischer Kontakt ausgebildet ist. Beispielweise ist das ein kugelförmiger Lotpunkt. Für die beiden zuletzt genannten Möglichkeiten der Kontaktierung müssen die beiden zu verbindenden Leiterplatten eine im Wesentlichen gleich große Fläche besitzen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Leiterplatte, insbesondere als Teil eines Moduls, bereitzustellen, die eine leichte, schnelle und sichere Kontaktierung mit einer weiteren Leiterplatte erlaubt unter gleichzeitiger Optimierung, insbesondere Minimierung der räumlichen Ausmaße der dabei entstehenden Kombination aus den zwei Leiterplatten.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine erfindungsgemäße Leiterplatte gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den entsprechenden Unteransprüchen angeführt.
Gemäß Anspruch 1 wird eine Leiterplatte mit einer Grundfläche bereitgestellt, die in einem ersten Abschnitt mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen bestückt ist und in einem zweiten an den ersten Abschnitt angrenzenden Abschnitt einen Kontaktierungsbereich zur Kontaktierung einer weiteren Leiterplatte aufweist. Vorzugsweise ist dabei die Grundfläche rechteckig.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leiterplatte sind der erste und der zweite Abschnitt nebeneinander angeordnet und gegenüber dem jeweils anderen Abschnitt in sich geschlossen. Das bedeutet, dass der erste Abschnitt beispielsweise nicht den zweiten Abschnitt flächenmäßig umgibt oder umgekehrt.
Vorzugsweise weisen der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt jeweils mindestens eine Ausnehmung zur Befestigung der Leiterplatte an einer Leiterplattenhaltevorrichtung auf. Dabei werden die Ausnehmungen in den jeweiligen Abschnitten derart vorgesehen, dass sie vorzugsweise diagonal zueinander angeordnet sind, wodurch sich eine gute und stabile mechanische Befestigungsmöglichkeit ergibt. Vorzugsweise sind die Ausnehmungen in Form von Befestigungslöchern ausgestaltet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leiterplatte weist die Leiterplatte eine Steckeinrichtung zum Anschluss an eine externe elektrische Einrichtung auf. Diese Steckeinrichtung zum Anschluss eines externen Interfaces kann hierbei sowohl auf der Oberseite wie auch auf der Unterseite der Leiterplatte angeordnet sein. Als Oberseite soll hierbei die Seite verstanden werden, auf welcher zur Kontaktierung mit dem Kontaktierungsbereich des zweiten Abschnitts der Leiterplatte die weitere Leiterplatte angeordnet wird.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leiterplatte ist die Leiterplatte Teil eines Mobilfunkmoduls mit einer Mobilfunkeinrichtung oder sie bildet selbst ein solches Modul. Im Folgenden soll die erfindungsgemäße Leiterplatte in der Funktion eines derartigen Moduls als Basismodul bezeichnet werden. Eine weitere Leiterplatte, die mit der erfindungsgemäßen Leiterplatte kontaktiert werden kann, soll im Folgenden als Submodul bezeichnet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leiterplatte ist die Leiterplatte als ein GSM-Modul ausgestaltet.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leiterplatte in Funktion als Basismodul ist der Kontaktierungsbereich zur Kontaktierung einer weiteren Leiterplatte derart ausgelegt, dass die weitere Leiterplatte Teil eines GPS-, Bluetooth-, WLAN- oder Infrarot-Moduls sein kann oder selbst eines dieser Module bildet. Das bedeutet, dass das Basismodul wie beispielsweise ein GSM-Modul mit Submodulen verschiedener Technologien kombiniert beziehungsweise kontaktiert werden kann. Dabei kann es sich bei den Technologien um GPS, Bluetooth, WLAN (Wireless Local Access Network) oder Infrarot handeln. Die geometrische und elektrische Ausführung der Kontakte ist vorzugsweise gleich.
In einer speziellen Anwendung kann die Ausführungsform der beiden gegenüberstehenden Kontakte (Submodul und Basismodul) den spezifischen elektrischen, thermischen, geometrischen Erfordernissen angepasst sein. Als Beispiel sei die Hochfrequenzschnittstelle, z.B. Antennenschnittstelle, genannt. Vorteilhaft wird sie spezifisch so ausgebildet, dass sie einer standardisierten 50 Ohm Umgebung entspricht. Dies wird nach dem Stand der Technik durch eine bestimmte Geometrie der Leiterbahnen bzw. Leiterplatte realisiert.
Als weiteres Beispiel sei die Masseverbindung und thermische Kontaktierung genannt. Hier ist die Ausführungsform so gestaltet, dass eine möglichst verlustfreie elektrische bzw. thermische Kontaktierung ermöglicht wird. Dies wird z.B. durch eine großflächige Kontaktierung erreicht. Das Basismodul bzw. das Motherboard kann demnach bei einer gewählten Grundfunktionalität mit einer spezifischen Baugruppe durch Kombination mit verschiedenen Submodulen verschiedene Varianten bilden, ohne dass das Basismodul im Ganzen neu entwickelt werden muss. Es erfolgt dabei dann lediglich eine Anpassung der gewünschten Technologie auf dem Submodul.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leiterplatte weist der Kontaktierungsbereich zur Kontaktierung einer weiteren Leiterplatte eine oder mehrere Ausnehmungen auf. Durch das Vorsehen von derartigen Ausnehmungen wird es möglich, dass die weitere Leiterplatte bzw. das Submodul, die bzw. das mit der Leiterplatte bzw. dem Basismodul kontaktiert werden soll, beidseitig bestückt werden kann, wobei vorzugsweise auf der Unterseite, das heißt auf der dem Basismodul zugewandeten Seite nur solche Bauelemente angeordnet werden, die nicht bzw. unwesentlich höher sind als die Leiterplattenstärke des Basismoduls inklusive eines zur Kon taktierung nötigen Lötauftrages. Dadurch wird erreicht, dass die Unterseite des Basismoduls, das heißt die dem Submodul abgewandte Seite, eben ist und keine Erhebungen aufweist.
Ferner war es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein System, bestehend aus zwei Leiterplatten, bereitzustellen, das bezüglich seiner räumlichen Ausmaße kompakt ist und eine solide Kontaktierung zwischen den beiden Leiterplatten realisiert.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein erfindungsgemäßes System nach Anspruch B. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den entsprechenden Unteransprüchen aufgeführt.
Gemäß Anspruch 8 wird ein System, bestehend aus einer erfindungsgemäßen ersten Leiterplatte und einer zweiten Leiterplatte bereitgestellt, wobei die zweite Leiterplatte über den Kontaktierungsbereich der ersten Leiterplatte mit dieser kontaktiert ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist die erste Leiterplatte Teil eines GSM-Moduls oder sie bildet selbst ein GSM-Modul, im Folgenden als Basismodul bezeichnet, und die zweite Leiterplatte ist Teil eines GPS-, Bluetooth-, WLAN- oder Infrarot-Moduls oder bildet selbst eines dieser Module, im Folgenden als Submodul bezeichnet.
Vorzugsweise ist die zweite Leiterplatte bzw. das Submodul beidseitig mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen bestückt und der Kontaktierungsbereich der ersten Leiterplatte bzw. des Basismoduls weist eine oder mehrere Ausnehmungen auf, so dass die Bauelemente, die auf der zu dem Kontaktierungsbereich der ersten Leiterplatte bzw. des Basismoduls weisenden Seite der zweiten Leiterplatte bzw. des Submoduls angeordnet sind, durch die eine oder die mehreren Ausnehmungen aufgenommen werden. Die Höhe derartiger Bauelemente ist dabei vorzugsweise nicht bzw. unwesentlich höher als die Leiterplattenstärke der ersten Leiterplatte bzw. des Basismoduls zuzüglich der Dicke des zur Kontaktierung der beiden Leiterplatten nötigen Lötauftrages. Vorzugsweise ist das System auf der der zweiten Leiterplatte abgewandten Seite eben.
Bei dem erfindungsgemäßen System kann eine Schnittstelle zu einer externen Einheit sowohl auf dem Basismodul als auch auf dem Submodul realisiert werden. Das kann sowohl eine analoge als eine digitale Schnittstelle sein. Als Beispiele sei eine Antennenschnittstelle und/oder eine Schnittstelle zu einem digitalen Bus genannt. Ferner kann diese Schnittstelle wahlweise auf der Ober- oder der Unterseite des Submoduls oder des Basismoduls vorgesehen werden.
Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Systems ist darin zu sehen, dass so ein Basismodul, beispielsweise ein GSM-Modul, auf einfache Weise mit Submodulen verschiedener Technologien, wie beispielsweise GPS, Bluetooth, WLAN oder Infrarot kombiniert werden kann.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sollen anhand der folgenden Figuren näher erläutert werden. Es zeigen
1 Schematische Darstellung einer Aufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplatte;
2 Schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems.
1 zeigt eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Leiterplatte bzw. ein sogenanntes Basismodul 20. Die Leiterplatte 20 weist einen ersten Abschnitt 21 und einen zweiten Abschnitt 22 auf. Der erste Abschnitt 21 ist dabei mit einer Reihe von Bauelementen 23 bestückt. Ferner weist der erste Abschnitt 21 eine Ausnehmung 24 zur Befestigung der Leiterplatte 20 an einer hier nicht dargestellten Leiterplattenhaltevorrichtung auf. Dabei handelt es sich im hier dargestellten Fall um ein Befestigungsloch. Der zweite Abschnitt 22 weist eine rechteckförmige Ausnehmung 25 auf. An dem umlaufenden Rand der Ausnehmung 25 sind Kontaktstellen 26 vorgesehen, über welche eine Kontaktierung zu einer entsprechenden hier nicht dargestellten zweiten Leiterplatte, einem Submodul, möglich wird. Die Kontaktstellen 26 können dabei rund, rechteckig, in Reihe oder versetzt angeordnet sein. Die Kontaktstellen des Submoduls sind in der gleichen Geometrie angeordnet. Je nach Applikation werden entweder alle Kontaktstellen für die Kontaktierung beider Module verwendet oder auch nur eine Teilmenge. In dem zweiten Abschnitt 22 ist ferner eine weitere Ausnehmung 27 zur Befestigung der Leiterplatte 20 an einer hier nicht dargestellten Leiterplattenhaltevorrichtung vorgesehen. Die Ausnehmung 27 ist diagonal zu Ausnehmung 24 angeordnet, so dass sich eine solide, sichere Befestigung realisieren lässt.
2 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 10, bestehend aus einer ersten Leiterplatte bzw. einem Basismodul 20 und einer zweiten Leiterplatte bzw. einem Submodul 30. Das Basismodul 20 weist einen ersten Abschnitt 21 und einen zweiten Abschnitt 22 auf. Der erste Abschnitt 21 ist dabei mit einer Reihe von Bauelementen 23 bestückt. Der zweite Abschnitt 22 weist eine Kontaktie rungsbereich auf. Innerhalb dieses Kontaktierungsbereiches ist eine Ausnehmung 25 vorgesehen. Ferner sind Kontaktstellen 26 am umlaufenden Rand der Ausnehmung 25 angeordnet. Das Basismodul 20 und das Submodul 30 sind miteinander kontaktiert bzw. kombiniert. Die Kontaktierung ist dabei über die Kontaktstellen 26 beispielsweise durch Verlöten realisiert. Das Submodul 30 ist beidseitig mit Bauelementen 31 bestückt. Die Bauelemente 31, die auf der zum Basismodul 20 zugewandten Seite, das heißt der Unterseite des Submoduls 30 angeordnet sind, werden von der Ausnehmung 25 des Kontaktierungsbereiches aufgenommen. Im hier dargestellten Fall ist die Höhe dieser Bauelemente nicht oder unwesentlich höher als die Stärke bzw. Dicke des Basismoduls 20 zuzüglich der Dicke des Lötauftrages, so dass die Unterseite des Basismoduls 20 im Wesentlichen eben ist.

Claims

Leiterplatte (20) mit einer Grundfläche, insbesondere einer rechteckigen Grundfläche, die in einem ersten Abschnitt (21) mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen (23) bestückt ist und in einem zweiten an den ersten Abschnitt angrenzenden Abschnitt (22) einen Kontaktierungsbereich zur Kontaktierung einer weiteren Leiterplatte (30) aufweist.
Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Abschnitt (21, 22) nebeneinander angeordnet und gegenüber dem jeweils anderen Abschnitt in sich geschlossen sind.
Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (21) und der zweite Abschnitt (22) jeweils mindestens eine Ausnehmung (24, 27) zur Befestigung der Leiterplatte (20) an einer Leiterplattenhaltevorrichtung aufweisen.
Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (20) eine Steckeinrichtung zum Anschluss an eine externe elektrische Einrichtung aufweist.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (20) Teil eines Mobilfunkmoduls mit einer Mobilfunkeinrichtung ist oder ein solches Modul bildet.
Leiterplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilfunkmodul ein GSM-Modul ist.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktierungsbereich zur Kontaktierung einer Leiterplatte (30), die Teil eines GPS-, Bluetooth-, WLAN- oder Infrarot-Moduls ist oder eines dieser Module bildet, ausgelegt ist.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktierungsbereich zur Kontaktierung einer weiteren Leiterplatte (30) eine oder mehrere Ausnehmungen (25) aufweist.
System, bestehend aus einer ersten Leiterplatte (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einer zweiten Leiterplatte (30), wobei die zweite Leiterplatte (30) über den Kontaktierungsbereich der ersten Leiterplatte (20) mit dieser kontaktiert ist.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterplatte (20) Teil eines GSM-Moduls ist oder ein GSM-Modul bildet und die zweite Leiterplatte (30) Teil eines GPS-, Bluetooth-, WLAN- oder Infrarot-Moduls ist oder eines dieser Module bildet.
System nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterplatte (30) beidseitig mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen (31) bestückt ist, und der Kontaktierungsbereich der ersten Leiterplatte (20) eine oder mehrere Ausnehmungen (25) aufweist, so dass die Bauelemente (31), die auf der zu dem Kontaktierungsbereich der ersten Leiterplatte (20) weisenden Seite der zweiten Leiterplatte (30) angeordnet sind, durch die eine oder die mehreren Ausnehmungen (25) aufgenommen werden.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das System (10) auf der der zweiten Leiterplatte (30) abgewandten Seite eben ist.