DE2407738A1

DE2407738A1 - Anordnung zur verbindung von einander gegenueberliegenden elektrischen leitern und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2407738A1
Application number: DE19742407738
Authority: DE
Inventors: Karl Ing Lieberth
Original assignee: Electrovac AG
Current assignee: Electrovac AG
Priority date: 1973-02-21
Filing date: 1974-02-18
Publication date: 1974-08-22
Also published as: AT332926B; CH570712A5; ATA153873A

Description

Anordnung zur Verbindung von einander gegenüberliegenden elektrischen Leitern und Verfahren zu deren Herstellung Die rfindung betrifft eine Anordnung zur elektrischen Verbindung von einander gegenüberliegenden elektrischen Leitern, insbesondere von Leiterbahnen von Flüssigkristallzellen mit den Leiterbahnen von Leiterplatten sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung.
Die elektrische Verbindung zweier einander gegenüberliegender Leiter kann in bekannter Weise durch Verlöten, Vernieten oder durch Mieinanderdrücken erfolgen. Sind Leiterbahnen einer Leiterplatte mit Leiterbahnen, beispielsweise Anschlußfahnen, einer zweiten Leiterplatte zu verbinden, so ist ein einwandfreier Kontakt aller zueinandergehörigen Leiterbahnen bei bloßen hneinanderdrücken nicht gewährleistet, da es praktisch nicht möglich ist, den Kontaktdruck für alle Verbindungen gleich stark zu machen. Zur Behebung dieser Schwierigkeit wurden daher meist die Leiter der einen der beiden Leiterplatten als Federn ausgebildet, oder mit Federn verbunden, die gegen die Leiter der anderen Leiterplatte drückten. Diese Art der Kontaktierung ist jedoch kompliziert und kostspielig, besonders dann, wenn die Leiterplatte bzw. auch die Leiterbahnen aus sehr dünnem Material bestehen und kleine Dimensionen aufweisen, wie dies beispielsweise bei Flüssigkristallzellen der Fall ist. Das bloße Aneinanderdrücken der Leiterbahnen ist bei solchen Bauteilen nicht angebracht, weil dünne Platten leicht verbogen werden und die Gefahr besteht, daß hiedurch einzelne der erforderlichen Verbindungen überhaupt nicht zustande kommen. Sind viele nebeneinanderliegende Leiterbahnen beispielsweise einer Plüssigkristallzelle mit den als Anschlußfahnen dienenden Leiterbahnen eines zugehörigen Sockels zu verbinden, so ist bei Heranziehung von Kontaktfedern die Montage kompliziert und aufwendig.
Zur Verbindung zweier Leiter ist es auch bekannt geworden, Klebeverbindungen aus leitfähigen Epoxyharzen heranzuziehen, die aber vor allem den Nachteil haben, daß sie nicht trennbar sind.
Das Ziel der Erfindung besteht nun darin, eine Anordnung zu schaffen, die nicht nur eine einwandfreie elektrische Verbindung zwischen den einander gegenüberliegenden Leitern auch bei dünnen Trägern derselben gewährleistet, sondern auch in einfacher Weise und möglichst zeitsparend selbst bei Miniaturbauteilen mit zahlreichen Verbindungsstellen verwendbar ist.
Erfindungsgemäß ist zwischen den elektrischen Leitern mindestens ein elektrisch leitender Körper aus einem Elastomer, wie Silikonkautschuk, Polyvinylchlorid od.dgl.
angeordnet.
An Stelle der bisher bekannten Federn sind erfindungsgemäß kleine Körperchen aus elastischem, leitenden Material vorgesehen, wobei die Leitfähigkeit durch das Material der Körperchen selbst gegeben sein kann oder aber dadurch hergestellt wird, daß die Körperchen mit einer leitenden Schicht überzogen sind. Die Leitfähigkeit des Körpers selbst wird vorteilhafterweise dadurch gewonnen, daß im flüssigen Zustand einem nicht leitenden Kunststoff Ruß, Silber- oder Kupferpulver in feinster Form zugesetzt wird.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht vor allem darin, daß die leitenden Körper als Massenartikel leicht herstellbar sind und zufolge ihrer elastischen Nachgiebigkeit ohne die Leiterbahnen, insbesondere auch die äußerst dünnen Leiterbahnen von Fldssigkristallsellen in irgendeiner Weise zu beschädigen, eine einwandfreie gontaktierung gewährleisten und zwar auch dann, wenn die räger der Leiterbahn selbst aus dünnem Material bestehen.
Außerdem kann die Verbindung lösbar ausgebildet sein, so daß die eine Leiterplatte jederzeit von der anderen abgehoben werden kann, wodurch beispielsweise in komplizierte Schaltungsanordnungen eingebaute Flüssigkristallsellen jederzeit leicht auswechselbar sind.
Die Form des leitenden, elastischen Körpers ist an sich beliebig.
Zweckmäßigerweise ist der leitende Körper in Form eines Tropfens, einer Kugel, eines Kegels, eines Quaders, eines Würfels, einer Kuppe, einer Pyramide, eines Zylinders, einer Scheibe od.dgl. ausgebildet.
Vorteilhafterweise weist der leitende Körper zumindest an einer Seite einen Fortsatz mit kleinerem Querschnitt auf.
Zweckmäßigerweise weist zumindest eine der -Leiterplatten eine den Leiter durchsetzende Bohrung bzw.
Ausnehmung auf, in die der Fortsatz des leitenden Körpers eingesetzt ist.
Die elastischen, elektrisch leitenden Körper dieser Art können nicht nur leicht, beispielsweise durch Zerschneiden eines Elastomerstreifens, hergestellt werden, sondern sie können auch leicht, etwa durch Rütteln in den Leitern der einen Leiterplatte angeordnet werden.
Vorteilhafterweise ist zur Aufnahme der leitenden Körper ein Käfig vorgesehen, der Bohrungen bzw.
Ausnehmungen aufweist, in die die leitenden Körper eingesetzt sind, und der zwischen den zu verbindenden Leitern angeordnet ist, wobei die Bohrungen bzw. Ausnehmungen des Käfigs in Flucht mit den zu verbindenden Leitern liegen.
Die solcherart vorgesehenen Käfige gleichen Kugellagerkäfigen und werden einfach zwischen die beiden, die zu verbindenden Leiter tragenden Leiterplatten gelegt.
Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind im Abstand der zu verbindenden elektrischen Leiter mehrere nebeneinanderliegende elektrisch leitende Körper vorgesehen, zwischen denen elektrisch nicht leitende Körper angeordnet sind, wobei die elektrisch leitenden und die elektrisch nicht leitenden Körper fest miteinander verbunden sind.
Die Herstellung solcher abwechselnd aus leitenden und nicht leitenden Körpern bestehender Streifen erfolgt vorteilhafterweise dadurch, daß abwechselnd Platten aus elektrisch leitenden und elektrisch nicht leitenden Elastomeren aufeinandergelegt und miteinander fest verbunden werden, worauf auf dem so gewonnenen Plattenstapel beispielsweise durch Zerschneiden in Richtung senkrecht zur Plattenebene Elastomerstreifen herausgearbeitet werden, in deren Längsrichtung leitende und nicht leitende Elastomerkörper einander abwechseln.
Die elektrisch leitenden Körper bzw. auch die elektrisch nicht leitenden Körper können erfindungsgemäß aber auch dadurch hergestellt werden, daß die aus einem Elastomer bestehenden Körper durch Zerteilen eines beispielsweise extrudierten Elastomerstreifens gefertigt werden.
Ein besonders einfaches Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß das Elastomer in flüssigem Zustand, beispielsweise durch Auftropfen, mittels Siebdruck oder mittels Schablonen auf die erste Leiterplatte aufgebracht und hierauf die zweite Leiterplatte aufgesetzt wird, wobei das Elastomer vor oder nach Aufsetzen der zweiten Leiterplatte ausgehärtet wird.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Fig.1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung mit einem tropfenförmigen, elastischen, elektrisch leitenden Körper, Fig.2 mit einem kugelförmigen Körper, Fig.3 mit einem. in einen Käfig eingesetzten pilzförmigen Körper und Fig.4 mit einem in einen Käfig eingesetzten kugelförmigen Körper. Die Fig.5 bis 7 zeigen weitere Formen des elastischen, elektrisch leitenden Körpers, Fig.8 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung mit drei Leiterbahnen und abgehobener oberer Leiterplatte, Fig.9 eine Stirnansicht hiezu mit aufgesetzter oberer Leiterplatte, Fig.1O eine erfindungsgemäße Anordnung mit einem Käfig und abgenommener oberer Leiterplatte, Fig.11 eine Stirnansicht hiezu mit aufgesetzter oberer Leiterplatte, Fig.12 einen im Querschnitt runden Streifen im Schrägriß, der abwechselnd aus leitenden und nichtleitenden Körpern besteht, Fig.13 einen analogen Streifen mit dreieckigem Querschnitt und Fig.14 eine erfindungsgemäße Anordnung im Schrägriß, bei der zwischen die zu verbindenden Leiter ein St-reifen nach Fig.12 gelegt ist.
Bei dem in Fig.1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der Unterseite einer Leiterplatte 1, beispielsweise einem Display einer Flüssigkristallzelle, eine Leiterbahn 2, beispielsweise eine Dünnschichtelektrode einer Flüssigkristallzelle, angebracht. Auf der unteren Leiterplatte 3, beispielsweise dem Sockel für eine Flüssigkristallzelle, ist eine Leiterbahn 4, beispielsweise eine dem Anschluß an einen äußeren Stromkreis dienende Kontaktfahne, in Form einer Kupferkaschierung aufgebracht. Zur elektrisch leitenden Verbindung der Leiterbahnen befindet sich auf der Leiterbahn 4 der Leiterplatte 3 ein tropfenförmiger Körper 5 aus leitfähigem, elastischen Kunststoff, der bei mehreren nebeneinanderliegenden oder nach irgend einem Muster angeordneten Leiterbahnen zweckmäßig mittels einer Schablone oder mittels Siebdruck aufgebracht ist. Zufolge der Elastizität des Körpers 5 füllt er stets den Abstand zwischen den beiden Leiterbahnen 2,4 zur Gänze aus und gewährleistet eine einwandfreie elektrische Verbindung, unabhängig davon, ob der Abstand benachbarter zu verbindender Leiterbahnen voneinander größer oder kleiner ist. Diese sichere Kontaktgabe ist auch bei durchgebogenen oder wellig liegenden Leiterplatten gewährleistet.
Die Aufbringung des Körpers 5- kann in flüssigem Zustand erfolgen, so daß er anschließend aushärtet. Der Körper 5 kann aber auch in fester Form auf die Leiterbahn 4 aufgelegt und allenfalls auch an die Leiterbahn 4 geklebt werden, um ein Verrutschen zu vermeiden.
Bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der elastische, leitfähige Körper einen kegelförmigen Kopf 6 mit einem zylindrischen Fortsatz 7 auf, der in eine Bohrung gesteckt ist, die durch die untere Leiterplatte 3 und die auf ihr befindliche Leiterbahn 4 hindurchführt. Der Fortsatz 7 verhindert ein Verrutschen der Körper auf der unteren Leiterplatte 3.
Die Figuren 3 und 4 zeigen zwei vorteilhafte Varianten, bei denen der elastische, leitfähige Körper 8 bzw. 9 in einem Käfig 10 angeordnet ist, wobei der Körper 8 bei dem Beispiel nach Fig.3 in Form eines Nietes und bei dem Beispiel nach Fig.4 als Kugel ausgebildet ist, wobei der Käfig 10 bei dem Beispiel nach Fig.4 wie ein Kugellagerkäfig den Körper 9 gegen ein Herausfallen gesichert trägt. Bei Leiterplatten 1,3 mit mehreren Leiterbahnen 2,4 sind die die Körper 8,9 aufnehmenden Bohrungen bzw. Ausnehmungen der Käfige 10 in Übereinstimmung mit den Leiterbahnen 2,4 angeordnet, wodurch eine sehr rasche Herstellung der Verbindungen auch bei zahlreichen, selbst knapp nebeneinanderliegenden Leiterbahnen der einen Leiterplatte mit den ihnen gegenüberliegenden Leiterbahnen der anderen Leiterplatte gewährleistet ist.
Die Form der elastischen, elektrisch leitenden Körper 5; 6,7; 8; 9 ist an sich beliebig. In den Figuren 5 bis 7 sind drei weitere Beispiele gezeigt. Der in Fig.5 dargestellte Körper weist einen würfelförmigen Kopf 11 mit einem Fortsatz 12 auf. Der Kopf 13 des in Fig.6 im Schnitt dargestellten Körpers ist topfförmig ausgebildet und besitzt gleichfalls einen Fortsatz 14. Bei dem Beispiel nach Fig.7 weist der Körper die Form eines zylindrischen Bolzens auf, der eine Scheibe 15 besitzt. Der unterhalb der Scheibe 15 befindliche Teil 16 dient hiebei als Bolzen, der beispielsweise wie der Bolzen nach Fig.2 in eine Bohrung der einen Leiterplatte 3 und der auf dieser befindlichen Kontaktbahn 4 gesteckt werden kann. Der oberhalb der Scheibe 15 befindliche Teil 17 dient der Kontaktierung beispielsweise mit der oberen Leiterbahn 2 nach Fig.2.
Die Figuren 8 und 9 zeigen Anordnungen, bei denen auf einer unteren Leiterplatte 3 drei Kontaktfahnen 18,19,20 bzw. 21,22,23 angeordnet sind, welche den in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Leiterbahnen 4 entsprechen und die den Anschluß an äußere Stromkreise bilden.
In Fig.8 ist die obere, in Fig.9 ersichtliche Leiterplatte 1 abgehoben, so daß die auf den Kontaktfahnen 18,19,20 angeordneten, elastischen, elektrisch leitenden Körper 24,25,26 sichtbar sind, die die Kontaktfahnen 18,19, 20 mit den Leiterbahnen 27,28,29 der oberen Leiterplatte 1 verbinden. Fig.9 zeigt eine Stirnansicht der Anordnung nach Fig.8.
In Fig.10, deren Stirnansicht Fig.11 zeigt, werden die elastischen und elektrisch leitenden Körper 30,31, 32 von einem rahmenförmigen Käfig 36 getragen, der zwischen den beiden Leiterplatten 1,3 liegt, wobei die Körper 30,31, 32 die Kontaktfahnen 21,22,23 mit den Leiterbahnen 33,34,35 der oberen Leiterplatte verbinden.
In den Figuren 12 und 13 sind zwei beispielsweise Varianten von Streifen dargestellt, die abwechselnd aus leitenden und nicht leitenden Körpern 37,38 bzw. 39,40 aus Elastomeren bestehen, und miteinander fest verbunden sind, wobei die elektrisch leitenden Körper im Abstand der zu verbindenden Leiter hintereinander liegen. Die Herstellung erfolgt vorteilhafterweise dadurch, daß abwechselnd Platten aus elektrisch leitenden und elektrisch nicht leitenden Elastomeren aufeinander gelegt und miteinander fest verbunden werden, worauf aus dem so gewonnenen Plattenstapel beispielsweise durch Zerschneiden in Richtung senkrecht zur Plattenebene Elastomerstreifen herausgearbeitet werden, in deren Längsrichtung leitende und nicht leitende Elastomerkörper einander abwechseln.
Fig.14 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung, bei der ein in Fig.12 dargestellter Streifen zwischen zwei Leiterplatten 1,3, die jeweils Leiterbahnen 27,28,29 bzw.
18,19,20 aufweisen, angeordnet ist, wobei die leitenden Körper 37 des Streifens jeweils die einander gegenüberliegenden Leiterbahnen elektrisch verbinden und durch die elektrisch nicht leitenden Körper 38 von den elektrisch leitenden Körpern 37 isoliert sind.
Patentanspriiche :

Claims

Patentansprüche : 1. Anordnung zur elektrischen Verbindung von einangegenüberliegenden elektrischen Leitern, insbesondere von Leiterbahnen von Flüssigkristallzellen mit den Leiterbahnen von Leiterplatten, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den elektrischen Leitern (2,4; 18,27; 19,25; 20,26; 21,33; 22,34; 23,35) mindestens ein elektrisch leitender Körper (5; 6,7; 8,9,11 bis 16,24,25,26,30,31,32,37, 39) aus einem Elastomer, wie Silikonkautschuk, Polyvinylchlorid od.dgl., angeordnet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Körper aus nicht leitendem Elastomer mit einem Zusatz von leitenden Teilchen, wie Rub, Silber- bzw.

Kupferpulver in feinster Form od.dgl. besteht, bzw. der nicht leitende Elastomer mit einer leitenden Schicht übersogen ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Körper in Form eines Tropfens, einer Kugel (9), eines Kegels (6), eines Quaders, eines Würfels (11), einer Kuppe, einer Pyramide, eines Zylinders, einer Scheibe od.dgl. ausgebildet ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Körper zumindest an einer Seite einen Fortsatz (7,12,i4,16,17) mit kleinerem Querschnitt aufweist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Leiterplatten (3) eine den Leiter durchsetzende Bohrung bzw. Ausnehmung aufweist, in die der Portsatz (7) des leitenden Körpers eingesetzt ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der leitenden Körper (8,9,30,31,32) ein Käfig (10,36) vorgesehen ist, der Bohrungen bzw. Ausnehmungen aufweist, in die die leitenden Körper (8,9,30,31;32) eingesetzt sind und der zwischen den zu verbindenden Leitern (2,3; 21,33; 22,34; 23,35) angeordnet ist, wobei die Bohrungen bzw. busnehmungen des Käfigs in Flucht mit den zu verbindenden Leitern liegen.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand der zu verbindenden elektrischen Leiter mehrere nebeneinanderliegende elektrisch leitende Körper (37,39) vorgesehen sind, zwischen denen elektrisch nicht leitende Körper (38,40) angeordnet sind, wobei die elektrisch leitenden und die elektrisch nicht leitenden Körper fest miteinander verbunden sind.
8. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd Platten aus elektrisch leitenden und elektrisch nicht leitenden Elastomeren aufeinander gelegt und miteinander fest verbunden werden, worauf aus dem so gewonnenen Plattenstapel beispielsweise durch Zerschneiden in Richtung senkrecht zur Plattenebene Elastomerstreifen herausgearbeitet werden, in deren Längsrichtung leitende und nicht leitende Elastomerkörper einander abwechseln.
9. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Elastomer bestehenden Körper durch Zerteilen eines beispielsweise extrudierten Elastomerstreifens gefertigt werden.
10. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das-Elastomer in flüssigem Zustand, beispielsweise durch huftropfen, mittels Siebdruckes oder mittels Schablonen auf die erste Leiterplatte aufgebracht und hierauf die zweite Leiterplatte aufgesetzt wird, wobei das Elastomer vor oder nach Aufsetzen der zweiten Leiterplatte ausgehärtet wird.

L e e r s e i t e