DE2254620A1

DE2254620A1 - Elektrische verbindungsanordnung

Info

Publication number: DE2254620A1
Application number: DE2254620A
Authority: DE
Inventors: John Lawrence Tansky; Brian Reginald Woodcock
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Bunker Ramo Corp
Priority date: 1971-11-08
Filing date: 1972-11-08
Publication date: 1973-05-10
Also published as: AU4762172A; US3831131A; SU662029A3; JPS5530270B2; FR2159337B1; GB1412147A; FR2159337A1; IL40555A0; JPS4858775A; CA996212A; AU472546B2; IL40555A

Description

ölPL.-tNG. A. GRÜNECKER

DR.-ING. H. KlNKELDEY

DR.-ING. W. STOCKMAIR, Ae. E. <cauf inst.oftechn.).

PATENTANWÄLTE ' '■> '. "

8000-MDNCH&N.22,. Mnximilienstraee.43 • \.Telefon2971 00/296744/2211 . : Telegramme Monapat München : ■· "Telex 05-28380

22SA620

P 5352 - 5H/¥e

8. November 19?2

BUlMEE EAMO COBPOEATIOB 900 Conunerce Drive, Oak Brook, 111. 60521, U.S.A.

El ektri s clie Ve rfaindoing sanordniing

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Verbindungsanordnung für eine eine nach unten gerichtete Fläche aufweisende flache integrierte Schaltungsanordnung, die mehrere elektrisch leitende Anschlüsse mit nach.unten gerichteten, im wesentlichen in einer Ebene liegenden Flächen aufweist, welche Verbindungen zu den Anschlüssen herstellt.

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Mit Hilfe derartiger elektrischer Verbindungsanordnungen sollen integrierte Schaltungschips, die dauerhaft in einer kompakten, leicht zu handhabenden und dauerhaften Schaltungsanordnung befestigt sind, leicht mit den Verbindungsanordnungen zu verbinden und von diesen wieder zu lösen sein, wobei auch die elektrischen Verbindungsanordnungen einen wirtschaftlichen und kompakten Aufbau aufweisen, der auch noch nach einer großen Anzahl von Verbindungs- und Trennvorgängen eine zuverlässige Arbeitsweise sicherstellt. ' ,

Integrierte Schaltkreise werden gewöhnlich in Schaltungsanordnungen gehalten, die vorstehende, und relativ dünne Leitungen zur Verbindung der Schaltkreise mit äußeren Schaltungen aufweisen.. Ein herkömmlicher Typ dieser Schaltungsanordnung ist die Doppel-Reihen-Anordnung, bei der dünne Leitungen von gegenüberliegenden Seiten der Schaltungsanordnung hervorragen und dann mit rechten Winkeln in eine gemeinsame Richtung umgebogen sind. So können z.B. 20 Leitungen von jeder Seite einer 40 ' Leitungen aufweisenden Schaltungsanordnung hervorragen. Diese Schaltungsanordnungen sind jedoch, schwer herzustellen, wobei das erforderliche Umbiegen der Leitungen und ein dadurch bedingtes Brechen der Leitungen große Probleme und den Ausfall vieler dieser Schaltungsanordnungen bedingen. Die Leitungen können auch während des Prüfvorganges oder während des Transports brechen, obwohl diese in Schutzpackungen untergebracht sind, und können auch leicht während ihres Einbaues beschädigt werden. Da integrierte Schaltungen teuer sind, sind diese Probleme sehr ernstzunehmen.

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Ein weiterer- herkömmlicher- Schaltungstyp benutzt. tende .Anschlüsse längs e.iner-Kante und wird vertikal über eine relativ, kurze. Strecke in einen. Schiit ζ .eine.s die ,Kante befestigenden Verbindungsstücks .eingeführt. ., Bei .dieser, eine- -,elektrisehe,.Baueinheit bildenden Kombination bildet mehr. .die-Kante der flachen Schaltungsanord- . nung als ■ die :.exbernen lirerbindungsleitungen eine physik , kaiische Halterung .für ,die .Schaltungsanor.dnung und . di,e . leitenden Elemente in elektrischem.,-Kontakt.mit der.Yer^, bindungsanordnung. Obwohl diese an der Kante befestig-, ,.ten^Schaltungsanordnuiigen ,nicht die .Probleme· aufweisen, wie·;.-die mi^_;.externen Leitungen versehenen -Schaltungsanordnungen.;; so.,-sind doch..aue.h, diese .geiiöhnlich sehr .dünn,,: sehr zerbrechlich und kö.nnen daher beschädigt, wer.d'en, . , bevor..sie..geeignet gehaltert werden* ·.._ . ; ,.. .■■·.',.-

Da. außerdem diese-an einer. Kante befestigteii ,Schaltungsanprdnungen .-die Kontakte·; der .Verbindungsanordnung nur an einer \einzigen./Kant.e.,berühren,_r

derlich,,. das. zentrisch ,befestigte ßchaltungschip. mit. einzelnen ,leitenden Anschlüssen an! .der.Kante, zu, yerbinden,· wodurch, sich, J'robleme .in der Gestaltung des Musters der; _ Verbindungsleitungen,■eine ziemlich lange Schaltungsan- „ Ordnung .mit., entsprechend langen V^rbindungsleitungen .und di$ Möglichkeit einer verstärkten, elektrischen Beeinflussung zwischen den Verbindungsleitungen ergeben*^

Aufgäbe der Erfindung ist es,eine'neue elektrische Verbindungsanordnung der eingangs genannten 4rt z^. schaffen, mit der bei einer zuverlässigen und problemlosen Verbin-

dung der leitenden Anschlüsse ein schnelles Verbinden und Lösen derartiger Schaltungsanordnungen mit der Verbindungsanordnung möglich ist, wobei trotzdem auch nach einer großen Anzahl von durchgeführten Verbindungs- und Lösungsvorgängen noch eine zuverlässige und einen niedrigen Übergangswiderstand aufweisende Verbindung sichergestellt ist.

Bei einer Verbindungsanordnung der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch ein elektrisch ißplierendes Unterteil mit einer Oberseite und mehreren von der Oberseite aus sich nach unten in das Unterteil hinein erstreckenden Bohrungen, durch mehrere metallische Kontakte, die in den Bohrungen befestigt sind und nach oben durch die Bohrungen hindurch um ein bestimmtes Stück außerhalb der Oberseite herausragende aktive Teile aufweisen, wobei eine nach unten gerichtete Bewegung der integrierten Schaltungsanordnung deren nach unten gerichtete Fläche zur Oberseite des Unterteile und die nach unten gerichteten Flachen der Anschlüsse in Berührung mit den aktiven Teilen der Eontakte bringt, durch Andruckorgane eines jeden Kontaktes,- die auf einem Anfangsteil einer zusätzlichen, nach unten gerichteten Bewegung der Anschlüsse ansprechbar sind, um zu Anfang eine unter hohem Druck stehende Einzelverbindung zwischen den aktiven Teilen und den Anschlüssen herzustellen, und durch eine seitlich gerichtete Ablenkung hervorrufende Steuereinrichtungen, die auf einen nachfolgenden Teil der zusätzlichen, nach unten gerichteten Bewegung ansprechen, um eine seitliche Bewegung der aktiven Teile und eine Wischwirkung auf den Anschlüssen

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unter dem hohen Einzeldruck zu bewirken.

Auch bei der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung wird eine integrierte Schaltungsanordnung benutzt, bei der ein Schaltungschip zentrisch auf einer flachen Schaltungsanordnung befestigt ist, die vorzugsweise im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist und leitende Anschlüsse· in zwei Gruppen längs gegenüberliegender .Seiten der Schaltungsanordnung aufweist, wobei die Anschlüsse innerhalb der Schaltungsanordnung mit dem Sehaltungschip verbunden sind und nach unten gerichtete, im wesentlichen in einer gleichen Ebene liegende Oberflächen für eine externe Verbindung mit ihnen aufweisen. Die Schaltungsanordnung wird auf einejc nach oben gerichteten Oberfläche eines· elektrisch isolierenden Unterteils befestigt, wobei die Anschlüsse mit vorspringenden, aktiven Teilen von Kontakten zu verbinden 'sind, die in Bohrungen des Unterteils befestigt sind. ".

Entsprechend eines sehr wichtigen Merkmals der-Erfindung weisen die Kontakte Andruckorgane auf, die in Abhängigkeit eines anfänglichen Teils der nach unten gerichteten Bewegung der Anschlüsse bereits anfangs eine einen,hohen Einzeldruck aufweisende ■ Verbindung zwischen den aktiven Teilen und den Anschlüssen herstellen und die außerdem Steuereinrichtungen für eine seitliche Ablenkung aufweisen, die auf einen nachfolgenden Teil der nach unten ge- ₍-richteten Bewegung ansprechen und eine seitliche Bewegung der aktiven Teile und damit eine Wischwirkung auf den.Anschlüssen unter Beibehaltung des anfangs bereits entwickel-

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ten hohen Kontaktdruckes bewirken. Bei dieser Anordnung ergeben sich ausgezeichnete elektrische Verbindungen mit einem niedrigen Widerstand. Oxyde oder andere einen hohen V/iderstand aufweisende Materialien auf den miteinander zu verbindenden Oberflächen werden während der Wischwirkung unter dem hohen Kontaktdruck entfernt.

Entsprechend eines besonderen Merkmals der Erfindung weisen die Andruckorgane elastische Halteteile auf, die vorzugsweise die Form eines sich nach außen erstreckenden Teils aus einem Federmetall aufweisen und die eine nach unten gerichtete Bewegung der aktiven Teile über eine erhebliche Strecke ermöglichen, um'allmählich den hohen Einzelkontaktdruck zu erzeugen.

Entsprechend eines weiteren besonderen Merkmals der Erfindung weisen die Steuereinrichtungen für die seitliche Ablenkung ein Teil aus Federmetall auf, das sich spitzwinklig gegenüber einer parallel zurnach unten gerichteten Bewegungsrichtung der Anschlüsse erstreckt, wobei dieser Winkel vorzugsweise wesentlich kleiner als 4-5° ist. Diese Anordnung stellt sicher, daß die Wischwirkung unter einem hohen Einzelkontaktdruck stattfindet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind miteinander in Eingriff kommende Anschlagflächen an dem Unterteil und den Kontakten vorgesehen, um die seitliche Bewegung der aktiven Teile in einer der Wischwirkung entgegengerichteten Bewegungsrichtung zu begrenzen, wobei die sich im Winkel erstreckenden Teile anfangs umgebogen werden, um einen bestimmten Druck zwischen den Anschlagflächen zu

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erzeugen und damit den hohen Einzelkontakt druck bereits vor-der seitlichen Wischbewegung hervorzurufen.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung ist in der Anordnung der Kontakte 'in der Weise zu sehen^' daß ein Ausgleich der von.der Wischwirkung erzeugten seitlichen Kräfte "bewirkt wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Kontakte in zwei parallelen Gruppen zum Zusammenwirken mit den Anschlüssen längs gegenüberliegender Seiten der rechteckigen Schaltungsanordnung vorgesehen und die Wischwirkung wird jeweils in der ■ gleichen Sichtung relativ zu einer Kittenebene zwischen den beiden Gruppen bewirkt, sowohl auf diese zu als auch von dieser fort, um den Ausgleich zu bewirken. Bei einer anderen Ausführungsform arbeiten ^jeweils wechselweise aufeinanderfolgende Kontakte in der einen Richtung und . die jeweils übrigen Kontakte in der umgekehrten Richtung.

-Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf die Befestigung der Schaltungsanordnung an dem Huterteil. Im einzelnen sind Halteeinrichtiingen/zur Verbindung der Schaltungsanordnung an Punkten zwischen dem zentrisch befestigten Schältungschip und den Enden der Schaltungsanordnung in einer solchen Weise vorgesehen, um eine

gleichmäßige Verbindung zwischen den leitenden Anschlüssen, und den aktiven Heilen der Kontakte zu erzielen, während gleichzeitig außerdem die auf die fläche· Schaltungsanordnung wirkenden Biegekräfte so klein wie möglich gehalten werden. Bei einer Ausfuhrungjsförm ist eine Gleitplatte zum Halten der Schaltungsanordnung auf dem Unterteil vorgesehen, wobei die' Platte mit Vertiefungen ver-

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sehen ist, um die Schaltungsanordnung an geeigneten Punkten aufzunehmen. Bei -einer weiteren Ausführungsform werden Schrauben zur Halterung der Schaltungsanordnung auf deiq, Unterteil benutzt.

Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf Ausrichteinrichtungen, mit denen sichergestellt wird, daß die Schaltungsanordnung in einer geeigneten Lage befestigt wird, wobei diese Ausrichtanordnungen gleichzeitig eine seitliche Verschiebung der Schaltungsanordnung während deren Befestigung vermeiden können.

Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf die Ausbildung des Unterteils und die Befestigung der Kontakte in diesem.

Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer integrierten Schaltungsanordnung, die in einer erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungsanordnung befestigt ist,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Gleitplatte für die in Fig. 1 gezeigte Anordnung,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 1 gezeigten integrierten Schaltungsanordnung, jedoch in deren umgekehrter Lage,

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Pig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Unterteils mit der entsprechenden Kontaktanordnung, wie es bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung benutzt ist, _v

ig. 5 eine Schnittdarstellung längs der iiinie V-V. der

Pig. 6 eine Seitenansicht eines Kontaktes vor seinem Einbau in der Anordnung,

Pig. 6A eine vergrößerte Schnittdarstellung längs der Linie VIA-VIA der Pig. 5,

Pig. 7 eine ähnliche Ansicht auf den linken Teil der in Pig· 5 gezeigten Schnittdarstellung, wobei jedoch

eine integrierte Schaltungsanordnung in einer-Zwischenstellung während ihrer Befestigung gezeigt ist, ■ ' , .

Pig. 8 eine Ansicht ähnlich der Pig. 7» wobei jedoch die integrierte Schaltungsanordnung sich in ihrer Endstellung befindet,

Pig. 9 eine Ansicht auf die Unterseite der in Pig. 1 gezeigten Anordnung,

Pig. 1o eine Schnittdarstellung längs der Linie X-X der Pig. 9,

Pig. 11 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung, . .

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Pig. 12 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Mg. 13 eine perspektivische Ansicht des Unterteils und der Kontaktanordnung der in Iig. 12 gezeigten Anordnung und

Fig. 14 eine Schnittdarstellung längs der Ünie XIV-XIV der Fig. I3.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete elektrische Verbindungsanordnung 10 weist eine Schieberplatte 11, eine integrierte Schaltungsanordnung 12 und ein Unterteil bzw. eine Kontaktanordnung 13 auf.

Die in der umgekehrten Stellung in Fig. 3 gezeigte integrierte Schaltungsanordnung 12 weist einen Isolierkörper

14 flacher, rechteckiger Form mit leitenden Anschlüssen

15 auf, die in zwei Gruppen längs gegenüberliegender Seiten des Körpers 14 angeordnet sind, wobei sich isolierende Teile 16 zwischen benachbarten Anschlüssen befinden. Zwischen den Anschlüssen 15 und einem zentrisch angeordneten integrierten Schaltungschip innerhalb eines nach unten vorspringenden, gewöhnlich flachen rechteckigen Teiles 17 des Körpers 14 sind elektrische Verbindungen vorgesehen. Einzelheiten des inneren Aufbaus der Schaltungsanordnung 12 sind hier nicht gezeigt, es ist jedoch zu veräshen, daß die Schaltungsanordnung 12 in Schichten hergestellt ist, wobei eine Schicht mit einem Metallmuster versehen wird, das die leitenden Anschlüsse 15

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.und die sich von diesen an dia Anschlüsse des Schaltungs-chip erstreckenden Leitungen bildet, wobei in der' HaTbleitertechnik übliche Verfahren benutzt werden. Bei der . •gezeigten Schaltungsanordnung 12 befinden sich die nach unten gerichteten Oberflächen der" Anschlüsse-15 auf einem etwas höheren Höhenniveau als die nach'unten gerichteten Flächenteile der dazwischenliegenden Teile'des Körpers 14-zwischen den zwei Gruppen der Anschlüsse.

'Es ist darauf hinzuweisen, daß, falls gewünscht, die leistenden Anschlüsse sowohl auf der Ober- als auch der Unterseite der.Schaltungsanordnung vorgesehen werden können, . damit die Schaltungsanordnung in-unterschiedlichen Stel- . lungen.benutzt werden kann oder aber damit zusätzliche . Verbindungen zu dieser hergestellt werden können. Es ist außerdem darauf hinzuweisen, daß Ausdrücke, wie nach oben, 'nach unten, horizontal, vertikal und dergleichen, hier lediglich zur Vereinfachung der Beschreibung und'zur Verdeutlichung der Erfindung benutzt werden und keinerlei Beschränkung bedeuten, da die Lage der erfindungsgemäßen -Verbindungsanordnung selbstverständlich nicht kritisch ist. -Das Unterteil und die Kontaktanordnung 13 weist einen Körper 18 aus einem elektrisch isolierenden Material mit sich in Längsrichtung erstreckenden Randausnehmungen 19 in. des-· sen Oberfläche auf, mit denen der Teil des Schaltungsanordnungskörpers 14- zwischen den beiden Gruppen der Anschlüsse 15 aufgenommen werden kann, und der eine zen-' trische, tiefere Ausnehmung 20 aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie den nach unten gerichteten Vorsprung des zentralen Teils 17 des Schaltungsanordnungskörpers 14· auf-

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nehmen kann. Die Anordnung 13 weist außerdem mehrere Kontakte 21 auf, die nach oben von der Oberseite des Körpers 18 vorspringende aktive Teile 22 und nach unten vorspringende Endteile 23 aufweisen, die mit einer externen Schaltung verbindbar sind. Die Kontakte 21 sind in zwei parallelen Gruppen angeordnet, wobei die aktiven Teile 22 mit den leitenden Anschlüssen 15 fluchtend und zusammenwirkend angeordnet sind.

Beim Zusammenbau ist die aus der in Pig. 3 gezeigten Stellung umgedrehte Schaltungsanordnung 12 in dem Unterteil 13 in einer vorbestimmten Lage angeordnet, in der die nach unten gerichteten Flächen der Anschlüsse 15 die aktiven Teile 22 der zugehörigen Kontakte 21 beaufschlagen und bei der nach oben gerichtete Pfosten 25 und 26 des Körpers 18 durch Bohrungen 27 und 28 des Schaltungsanordnungskörpers 14 hindurchgehen. Die Pfosten 25 und 26 und die zugehörigen öffnungen 27 und 28 haben unter» schiedliche Größen und/oder Formen, um damit eine Ausrichtwirkung zu erzielen.

Fach Anordnung der Schaltungsanordnung 12 wird die Schieberplatte 11 über der Schaltungsanordnung 12 in einer solchen Lage angeordnet, daß die zwei Paare voneinander abhängiger Seitenanschläge 29 bis 32 sich durch die Schlitze 33 his 36 hindurch erstrecken, die an den Seiten des Körpers 18 angeordnet sind. Die Schieberplatte 11 wird dann in Längsrichtung bei der gezeigten Anordnung nach links bewegt, um damit die nach oben gerichteten Anschlagteile der Anschläge 29 bis 32 gegen die nach unten gerichteten Flächenteile des Körpers 18 zu

■χ

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bringen, wobei die nach oben gerichteten Anschlagflachen 37 Vina 38 der Anschläge 29 und 30 in Fig. 2 gezeigt sind. Die Schieberplatte weist eine zentrische öffnung 40 auf, damit die Pfosten 25 und 26 frei durch sie hindurchgetien können und damit der mittlere Teil der Schaltungsanordnung, an dem das Schaltungschip befestigt ist, einer Luftzirkulation .für die Kühlung ausgesetzt ist. Zusätzlich weist die

Schieberplatte 11 Verstärkungsrippen 41 und 42 und zwei Paare von nach unten gerichteten-Vertiefungen 43 und 44 auf, die den Schaltungsanordnungskörper 14 an Punkten zwischen dem Schaltungschip und den Baden des Körpers 14 beaufschlagen, so daß die Kräfte gleichmäßiger zwischen den leitenden Anschlüssen 15 und den aktiven Teilen 22 der Kontakte 21 verteilt sind, während die Kräfte auf die Schaltungsanordnung 12 so klein wie möglich gehalten werden. .

Besonders wichtige Merkmale der Erfindung beziehen sich auf die Ausbildung, Befestigung und Arbeitsweise der Kontakte 21. Einer der Kontakte 21 ist in Fig. 6 gezeigt. Der untere Anschlußteil 23 ist einstückig mit einem Halteteil 45 verbunden, die 'sich beide in einer vertikalen Ebene befinden, wobei das obere Ende des Halteteiles 45 einstückig mit einem Ende eines sich horizontal oder seitlich erstreckenden Teils 46 verbunden ist, dessen gegenüberliegendes Ende mit dem unteren Ende eines Teiles 47 verbunden ist, das sich im Winkel nach oben und zu der vertikalen Ebene des,Teils 23 erstreckt. Der aktive Teil 22 ist einstückig, mit dem oberen Ende des sich unter dein Winkel erstreckenden Teils .47 verbunden understreckt sich annähernd vertikal. Vorzugsweise ist der

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aktive Teil 22 durch Zurückbiegen des Metalls scharf auf sich selbst zurückgebogen , um damit ein abgerundetes Ende herzustellen, das einen Radius in der Größenordnung der Dicke des Metalls aufweist. Die Kontakte 21 können aus Berylliumkupfer oder einem ähnlichen elastischen und stark elektrisch leitenden Material gefertigt sein, wobei eine Goldbeschichtung zumindest auf dem oberen Ende der aktiven Teile 22 aufgebracht sein kann, um den Kontaktwiderstand zu erniedrigen. Die Stärke des Metalls kann in der Größenordnung von 0,15 .nna liegen, während die Breite des aktiven Teils 22 und der Teile 46 und 47 in der Größenordnung von 0,5 mm liegen kann. Der Anschlußteil 2J kann eine etwas größere Breite etwa in der Größenordnung von 0,64- mm aufweisen. Der Abstand von der oberen. Fläche des Teils 46 zum unteren Ende des aktiven Teils 22 kann in der Größenordnung von etwa 5j8 mm liegen, während die anderen Abmessungen etwa die gleichen Verhältnisse aufweisen können, wie dieses in der Zeichnung gezeigt ist. Diese Abmessungen sind jedoch nicht kritisch und bedeuten daher auch keine Beschränkung, mit der Ausnahme, daß es wichtig ist, geeignete Abmessungen der Kontakte im Verhältnis zur Elastizität des Materials zu wählen, um die nachfolgend beschriebenen Wirkungen zu erzielen.

Das Unterteil 18 v/eist mehrere Bohrungen 48 auf, jeweils eine für je einen Kontakt 21, von denen jede von einem breiteren unteren Ende aus auf ein schmaleres oberes Ende hin konvergiert, durch das die aktiven Teile hindurchragen. Die Kontakte 21 werden teilweise in ihrer Lage von einer Unterplatte 50 aus isolierendem Material ge-

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halten, die eine obere Fläche 50a und Seitenkanten aufweist^ die die inneren Flächen der .Halteteile 45 abstützen. Das Unterteil 18 1st mit einer Reihe von. Nuten 51 zur Aufnahme, der Halteteile 45 versehen, die in diesen Nuten 51 durch die Unterplatte 50 eingeklemmt werden. · . . - - . : . .ι ......

Aus Fig. 6A ist zu erkennen, daß bei der.Bildung des mit .einem kurzen Radius abgerundeten Endes der.aktiven Teile 22 ein Teil 49 des Metalls: zurückgebogen wird, das Teil

49 an seinem unteren Ende verbreitert wird, um nach oben und außen gerichtete konvergierende Anschlagflächenteile 49a und 49b zu bilden. Während der Befestigung werden die Kontakte deformiert, damit, diese Flächenteile 49a und 49b sich unter Druck mit den nach unten und innen gerichteten, divergierenden, Anschlagflächenteilen 48a und 48b der Bohrung 48 in Anlage befinden.; Vorzugsweise ist. jeder .Halteteil 45 mit einem Paar von Zähnen 45& und. 45b versehen, die in die Seitenteile "des Schlitzes .51 eingreifen,, um die Kontakte in ihrer Stellung zu halten.

Bei der Anordnung können alle Kontakte in das Unterteil ' eingeführt sein, so daß die Flächenteile 49a, 49b mit den Flächenteilen 48a, 48b in Eingriff sich befinden und die Halteteile 45 über die Zähne 45a, 45b in den Nuten 51 festgehalten sind. Anschließend wird dann die Unterplatte

50 befestigt. Zur Halterung der Unterplatte 50 an dem Unterteil 18 ist das Unterteil 18 mit.mehreren nach unten vorspringenden Pfosten 52 versehen, die sich durch

öffnungen in der Unterplatte 50 hindurch erstrecken, wonach die unteren Enden der Pfosten erwärmt werden, um nach dem Zusammenbau vergrößerte Kopfteile zu bilden. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Unterplatte 50 "und. das Unterteil 18 mit fluchtenden zentralen Schlitzen 53 und 54- unterhalb der Ausnehmung 20 versehen sind, um Luft zu dem zentralen Teil der Schaltungsanordnung,. der das Schaltungschip aufweist, zu führen.

In Fig. 5 ist der Zustand der Kontakte 21 vor dem Einbau der integrierten Schaltungsanordnung gezeigt. Die aktiven Endteile 22 springen ein erhebliches Stück über die Oberfläche des Unterteils 18 und die unteren (Peile der aktiven Teile 22 hervor, während die unteren Enden der sich winklig erstreckenden Teile 47 nach außen gerichtete Flächenteile 55 an den verengten oberen Enden der Bohrungen 48 beaufschlagen. Vorzugsweise sind die sich winklig erstreckenden Teile 4V um einen bestimmten Grad während des Zusammenbaus gebogen, um eine unter einem bestimmten Druck stehende Verbindung mit den Flächen 55 herzustellen.

In Fig. 7 ist der Zustand der Kontakte 21 nach der Anordnung des Körpers 14 der Schaltungsanordnung 12 in seiner jeweiligen Stellung und nach einer nach unten gerichteten Bewegung über eine bestimmte Entfernung dargestellt. Während des anfänglichen Teils der nach unten gerichteten Bewegung der Anschlüsse 15 bewegt sich der aktive Kontaktteil 22 geradewegs nach unten, wobei er gegen die Fläche 55 durch die Vorspannung des sich winklig erstreckenden

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Teils 47 gehalten wird. Während des anfänglichen Teils der. Bewegung findet eine Deformation des Kontaktes 21 statt, in dem der sich seitlich erstreckende Teil 46 gebogen wird, wobei jedoch die Unterplatte 50 mit einer sich nach oben'erstreckenden Rippe versehen ist, die das Teil 46 dort beaufschlagt, wo es mit. dem oberen Ende des Anschlußstückes 23 verbunden ist. Bei dem in Pig. 7 gezeigten Zustand, wurde das Teil 46 in einem solchen Maße gebogen, daß es durch die obere Fläche 50a der Unterplatte 50 gebildete Anschläge beaufschlagt, die eine weitere nach unten gerichtete Verschiebung verhindern. Auf diese Weise wird an diesem Punkt ein hoher- Einzeldruck zwischen' dem aktiven Kontaktteil 22 und dem leitenden Anschluß 15 erzeugt. ;

Bei der weiteren nach unten gerichteten,Bewegung des Anschlusses 15 wird der aktive Teil 22 zu einer seitlichen Bewegung durch die Verformung des s,ich winklig erstreckenden Teils 47 gezwungen, wonach" er schließlieh die-in I¹Ig. gezeigte Stellung erreicht. Während dieser Bewegung findet eine seitlich gerichtete Wischwirkung zwischen dem abgerundeten oberen Ende des aktiven Teils 22 und der nach unten gerichteten Fläche des Anschlusses 15 statt, wobei infolge der unter einem hohen Einzeldruck ausgeübten Wischwirkung ein ausgezeichneter elektrischer Kontakt mit einem sehr niedrigen Kontaktwiderstand bewirkt wird.

Es ist zu erkennen, daß der Teil 47 gewöhnlich einen spitzen Winkel gegenüber einer vertikalen Ebene, vorzugsweise von weniger als 45°, einnimmt, was erheblich zu der Wischwirkung unter einem hohen Einzeldruck beiträgt.

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In Fig. 11 ist ein abgeändertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungsanordnung 58 dargestellt, die das gleiche Unterteil und die gleiche Kontaktanordnung 13 und auch die gleiche integrierte Schaltungsanordnung 12 benutzt, wobei Jedoch Schrauben 59 und 60 die Schieberplatte 11 ersetzen. Die Schrauben 59 und 60 haben Kopfteile, die an der Oberfläche der Schaltungsanordnung 12 angreifen, und Schaftteile, die durch die Schaltungsanordnung 12 hindurch in den isolierenden Unterteil 18 eingeschraubt sind. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Schrauben 59 und 60 zwischen dem mittleren Teil der Schaltungsanordnung, die das Schaltungschip trägt, und den Enden der Schaltungsanordnung angeordnet sind, wobei diese Anordnung eine gleichmäßigere Kräfteverteilung zwischen den leitenden Anschlüssen und den aktiven Teilen der Kontakte bewirkt.

Wie in den Pig. 12 bis 14 gezeigt, hat eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung 62, die ähnlich der Anordnung 10 ausgebildet ist, eine modifizierte Schiebeplatte und eine modifizierte Kontaktanordnung. Bei dieser Anordnung weist eine Schiebeplatte 64 Anschläge 65 bis 68 ähnlich der Anschläge 29 bis $2 auf, die sich durch Seitenschlitze in dem Unterteil 69 erstrecken. Die Schiebeplatte 64 hat ein Pa^ar von Rippen 71 und 72, die die Schiebeplatte versteifen und außerdem zum Herunterdrücken der integrierten Schaltungsanordnung dienen. Die Rippen 71 und 72 erstrecken sich in Längsrichtung und sind zwischen einer vertikalen Ebene der Anordnung und den Seiten der Anordnung angeordnet. Die Schiebeplatte 64 ist mit Schlitzen 75 und 76 versehen,

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damit die Pfosten 77'und· 78 frei hindurchgehen können, ähnlich wie dieses bei den Pfosten 25 und 26 4er EaIl ist, die sich nach oben -vom Unterteil 69 durch die öffnungen in der Schaltungsanordnung 73 hindurch erstrecken.

Wie in den Pig. 13 und 14 gezeigt ist, sind Kontakte

79 und 80 ähnlich der Kontakte 21 in dem Unterteil in gleicher Weise befestigt, wie die Kontakte in dem Unterteil 18, mit der Ausnahme, daß die 'Ausrichtung der Kontakte 79 umgekehrt zu der Ausrichtung der Kontakte

80 ist.' Die Wischbewegung jedes der Kontakte 79 ist in eine Sichtung von der vertikal en^ Mittenebene, der Änord-* nung weg gerichtet, während die .Wisehbewegung Jedes der Kontakte 80 in eine Richtung zu dieser Mittenebene hingerichtet ist. Vorzugsweise sind, wie gezeigt, die Kontakte 79 und 80 in der Weise angeordnet, daß jeweils wechselweise aufeinanderfolgende Kontakte jeder Seitengruppe in der einen·Ri chtung wirken, während die übrigen jeweils in die' andere Richtung \iirken.

Es ist darauf hinzuweisen, daß bei der Anordnung 10 jeder der Kontakte in einer Eichtung fort von der Mittenebene der Anordnung wirken, so daß sich auch'dort ein Ausgleich· der Wischbewegungen ergibt. Jedoch kann die abwechselnde Anordnung, wie in den Fig. 13 und 14 gezeigt, bevorzugt werden, besonders dann, wenn die leitenden Anschlüsse nur an einer Seite der Schaltungsanordnung angeordnet werden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die unteren Anschlußteile der Kontakte 79 und 80, die hier mit 81 und 82 bezeichnet sind, seitlich zueinander versetzt sind,, wo-

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durch leichter elektrische Verbindungen zu diesen Anschlüssen hergestellt werden können.

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Claims

DIPL.-ING. A. GRÜNECKER ⁸^¹⁰

DR.-ING. H. KINKELDEY ' Telefon 29 71 00/29 67 44 /22 Il

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Al Telex 05-28380

PATENTANWÄLTE . . //OADä-U

P 5352 - 3M/We " . - 8. November 1972

Patentans ρ r ü" c h e

Elektrische Verbindungsanordnung für eine eine nach unten gerichtete Fläche aufweisende flache integrierte Schaltungsanordnung, die mehrere elektrisch leitende Anschlüsse mit nach unten gerichteten, im wesentlichen in einer Ebene liegenden Flächen aufweist, welche Verbindungen zu den Anschlüssen herstellt, gekennz ei c h η e. t durch ein elektrisch isolierendes Unterteil (13) mit einer Oberseite und mehreren von der Oberseite aus sich nach unten in das Unterteil hinein erstreckenden Bohrungen (48), durch mehrere metallische Kontakte (21), die in den Bohrungen befestigt sind und nach oben.durch die Bohrungen hindurch um ein bestimmtes Stück außerhalb der Oberseite herausragende aktive Teile (22) aufweisen, wobei eine nach unten gerichtete Bewegung der integrierten Schaltungsanordnung (12)- deren nach unten gerichtete Fläche zur Oberseite des Unterteils und die nach unten gerichteten Flächen der Anschlüsse (15) in Berührung mit den aktiven Teilen der Kontakte bringt, durch Andruckorgane· (46, 47) eines jeden Kontaktes, die auf einen Anfangsteil einer zusätzlichen,

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nach unten gerichteten Bewegung der Anschlüsse ansprechbar sind, um zu Anfang eine unter hohem Druck stehende Einzelverbindung zwischen den aktiven Teilen und den Anschlüssen herzustellen, und durch ■ eine seitlich gerichtete Ablenkung hervorrufende Steuereinrichtungen (47, 5Oa), die auf einen nachfolgenden Teil der zusätzlichen, nach unten gerichteten Bewegung ansprechen,um eine seitliche Bewegung der aktiven Teile und eine Wischwirkung auf den Anschlüssen unter dem hohen Einzeldruck zu bewirken.
2. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Andruckorgane (46, ^ζ·"7) Ο© einen elastischen Tragteil (46) zur nach unten gerichteten Bevregung der aktiven Teile (22) über ein erhebliches Stück hinweg zur allmählichen Erzeugung des hohen Einzeldrucks aufweisen.
3. Verbindungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die elastischen Tragteile (46) einen im wesentlichen sich seitwärts erstreckenden Teil aus einem Federmetall aufweisen.
4. Verbindungsanordnung nach Anspruch 3> gekennzeichnet durch untere Anschläge (50, 50a) zur Begrenzung der nach unten gerichteten Ablenkung' der sich seitlich erstreckenden Teile (46).
5. Verbindungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung

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(47? 5Oa) für die seitliche Äblehkung einen Teil ' (47) des leiäermetalls' aufweist, das si cn spitzwinklig ,zur nach unten gerichteten Bewegungsrichtung der".Anschlüsse· (15) erstreckt. . ' · , ■
6. Verbindungsanordnung nach Anspruch 5V dadurch g e'-k e η η ζ e' i c Η ή et , daß' der Winkel wesentlich kleiner als '45° ist.
'7·· Verbindungsanordnung nach Anspruch- 5, dadurch g e "- · kennz eich net , daß die Andrückergane (46, 47) miteinander in Eingriff gelangende Anschlagflächenteile (48a, 48b, 49a, 49b) des^terteils (13) und der Kontakte (22) zur Begrenzung der seitlichen Bewegung der aktiven Teile ' (22)- "in die "der seitlichen Wischbewegung entgegengesetzte Fichtung aufweisen.
8. Verbindungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch, g e k e η η ζ e i c h η e,t , daß das sich seitlich erstreckende Teil (46, 47) des Federmetalls erste und zweite, gegenüberliegende Enden hat, daß das sich im Winkel erstreckende Teil (47)' des Federmetalls an einem Ende mit den ersten und zweiten Enden einstückig verbunden Ist und sich im Winkel seitlich und nach oben zu einem entgegengesetzten oberen Ende' erstreckt, mit dem der aktive Teil (22) einstückig verbunden ist' und nach oben zu einem Endstück vorspringt, das mit einem Anschluß (15) verbindbar ist, und daß die Kontakte ein weiteres Anschlußstück (23) aufweisen, das einstückig verbunden ist mit dem zweiten Ende des sich seitlich erstreckenden Teils und sich nach unten von diesem aus erstreckt.

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9. Verbindungsanordnung nach.Anspruch 8, dadurch g e kennzeichnet , daß das lint erteil (13) einen von dem ersten Ende des sich seitlich erstreckenden Teils (46) nach der nach unten gerichteten Bewegung des aktiven Teils (22) über eise erhebliche Strecke beaufschlagbaren Anschlag (5Oa) und einen zweiten von dem entgegengesetzten Ende des eich im Winkel erstreckenden Teils (4-7) beaufBchlagbareo. Anschlag (55) aufweist, um die Ablenkung des aktiven Teils (22) in eine der seitlichen Wischbewegung entgegengesetzte Richtung zu begrenzen.
10. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die integrierte Schaltung (12) im wesentlichen rechteckig ist und die Anschlüsse (15) in mindestens einer Gruppe mit Abstand (16) längs einer zur Mittenebene parallelen Geraden angeordnet sind, daß die Kontakte (21) fluchtend und mit den Anschlüssen zusammenwirkend angeordnet sind und daß die seitliche Wischbewegung des aktiven Teils (22) eines jeden Kontakts quer zu der Mittenebene gerichtet ist.
11. Verbindungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch g e kennzeichnet , daß die seitliche Wischbewegung des aktiven Teils (22) eines jeden Kontakts (21) eine Veränderung in einer bestimmten Richtung gegenüber der Ebene erzeugt und daß die Kontakte so angeordnet sind, daß diese Veränderung in einer Richtung etwa die Hälfte der Kontakte und in der entgegengesetzten Richtung den übrigen Teil der Kontakte beträgt,

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12. Verbindungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß diese Bewegung in einer Richtung für jeweils abwechselnd aufeinanderfolgende Kontakte (80) der Gruppe und in der entgegengesetzten Richtungfür die übrigen Kontakte (79) der Gruppe stattfindet. . .
13· Verbindungsanordnung.nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Anschlüsse (15) der integrierten Schaltungsanordnung (14) in zwei Gruppen längs gegenüberliegender .Seiten der Anordnung angeordnet sind, daß die Kontakte (21) in entsprechenden Gruppen fluchtend und mit den zwei Anschlußgruppen zusammenwirkend angeordnet sind und daß die seitliche Bewegung "der aktiven Teile (22) aller Kontakte eine Abstandsänderung in der gleichen Richtung gegenüber einer Mittenebene zwischen den beiden Gruppen von Kontakten bewir-. ken.
14. Verbindungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die integrierte Schaltungsanordnung (14) ein zentrisch befestigtes und mit den Anschlüssen (15) verbundenes> integriertes Schaltungschip (1?) aufweist,- das die Bohrungen (48) in zwei Gruppen fluchtend mit den zwei Gruppen von Anschlüssen angeordnet sind, daß ferner Halteeinrichtungen (lly 29 bis 32, 59, 60) zum Festhalten der Schaltungsanordnung mit deren unterer Fläche an der Oberseite des Unterteils (13) anliegend vorgesehen sind, und daß die Halteeinrichtungen mit Teilen der Schaltungsanordnung verbindbar sind, die zwischen den

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Anschlüssen und zwischen dem Schaltungschip und den gegenüberliegenden Enden der Schaltungsanordnung liegen.
15· Verbindungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Halteeinrichtungen (11, 29 bis 32, 59, 60) eine Platte (11) und Vorsprünge (43, 44) an der Unterseite der Platte aufweisen, die mit den genannten Teilen der Schaltungsanordnung (14) verbindbar sind.
16. Verbindungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Halteeinrichtuigen (11, 29 bis 32, 59, 60) ein Paar Schrauben (59, 60) mit Zöpfen, die die genannten Teile beaufschlagen, und mit Schäften aufweisen, die sich durch die Schaltungsanordnung (14) hindurch erstrecken und in das Unterteil

(13) eingeschraubt sind.
17· Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung

(14) öffnungen (27, 28) bestimmter Größe und Form aufweist, daß das Unterteil (13) sich nach oben von der Oberseite erstreckende Vorsprünge (25, 26) aufweist, die etwa die gleiche Größe und Form wie die öffnungen aufweisen, so daß diese sich durch diese nur in einer bestimmten Stellung der Schaltungsanordnung hindurcherstrecken können.
18. Verbindungsanordnung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch Arretierungseinrichtungen (25,

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26, 27., 28} zum J^reti-ereaa Mbt
gegenüber eimer seitMeitien

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k e n η ζ ei 0 Ii n e t , UaB ule JtereMe^Tirigseiniaiel timgeoi (25, 26, 27, 28) -von äei· Gfeeaiserte aus ϊιβ©3ι vorspring ende IDeile :(26>, 27) öler TOiiterlags C^) sind, die etwa die gleielie 'Größe "and Form wie üi© 'of (27, 28) aufweisen, so daß diäse sicii nur in ainer TDestimmten Lage der Bcnaltungsanordnung (1%) -durclh die öffnungen nindurcnerstreuen können*

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