DE2419735B2

DE2419735B2 - Elektrischer Schalungsträger

Info

Publication number: DE2419735B2
Application number: DE2419735A
Authority: DE
Inventors: Andre Lannion Frances
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-08
Filing date: 1974-04-24
Publication date: 1979-06-13
Also published as: US3897126A; FR2232907B1; GB1437886A; FR2232907A1; DE2419735A1; DE2419735C3

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schaltungsträger, bestehend aus einer beidseitig mit ge- druckten Leiterbahnen versehenen Karte und aus einer messerartigen Steckleiste der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art.

Die rationelle Ausnutzung der Oberfläche einer Karte mit gedruckten Schaltungen zwingt wegen der großen Anzahl der Signaleingangs- und -ausgangsanschlüsse sowie der großen Zahl der Versorgungsanschlüsse der aktiven Schaltungskomponenten häufig dazu, eine Kontakizahl vorzusehen, die eine einzige Steckleiste mit Durchgangskontakten unmöglich Hein fern kann. Mindestens ist man dazu gezwungen, die von den Kontakten beanspruchte Fläche zu vermindern oder aber die Länge der Steckleisten zu erhöhen, um dadurch eine Vergrößerung der vorhandenen Fläche zu erreichen.

S3 Die Erfahrung zeigt aber einerseits, daß die Größe der Kontakte nicht unter einen kritischen Wert verringert werden kann, ohne Schwierigkeiten bei der Herstellung und im Betrieb der Karte zu verursachen, und zeigt andererseits, daß die Abmessungen der jetzt genormten Platten oder Karten ni;ht vergrößert werden sollten, wenn nicht Durchbiegungen oder Verbiegungen des Buchsenteils der Steckverbindung des Schaltungsträgers in Kauf genommen werden wollen, die schädlich für die Kontaktqualität sind.

5 Ein spürbarer Fortschritt ist durch die Verwendung von doppelseitig bedruckten Karten erzielt worden, deren Leiterbahnen der beiden Seiten, anstatt sich mit den Leiterbahnen der anderen Seite zu kreuzen, paarweise angeordnet sind, also eine Leiterbahn des

-,o Paares auf der einen und die andere auf der anderen Seite der Karte.

Ein elektrischer Schaltungsträger der eingangs genrnnten Art ist bekannt (DE-GM 1867473). Dort sind die Leiterbahnen auf den beiden Seiten der

-,-, Schaltungskarte gegeneinander seitlich versetzt und die Schaltungskarte ist nicht gelocht. Die dort verwendete messerartige Isolierstoff-Steckleiste ist mit zwei parallel und in unterschiedlichem Abstand zum Außenrand der Leiste verlaufenden Lochreihen verse-

ho hen. Die Steckleiste überlappt die Vorderseite der Karte nur in einem Bereich, in dem die Steckleiste keine Locher aufweist. Ein auf der Vorderseite der Messerleiste verlaufender Leiterbahnabschnitt eines Leiterbahnpaares ist mittels eines ersten Leitungs-

_h-, drahtes mit dem auf der Rückseite der Schaltungskarte verlaufenden Leiterband des zugeordneten Leiterbandpaares verbunden. Dieser Draht wird an den Leiterbahnabschnitt angelötet, der auf der Vorder-

seite der Steckleiste ausgebildet ist, führt durch das am weitesten vom Rand der Steckleiste entfernte zugeordnete Loch auf der Kartenseite und ist mit dem auf der Rückseite der Schaltumgskarte angeordneten Leiterband verlötet Die Verbindung des zweiten zugeordneten Paares von Leiterbahnabschnitten und Leiterbahnen läßt sich nur mit Hilfe eines zweiten Drahtes verwirklichen. Er ist an den rückseitigen Leiterbahnabschnitt der Steckleiste angelötet, durchquert das andere zugeordnete Loch der Steckleiste, das näher am Rand der Steckleiste ist, verläuft auf dem Rand der Vorderseite der Steckleiste und ist schließlich an der zugeordneten vorderseitigen Leiterbahn der Schaltungskarte angelötet Bei diesen zwei Verbindungen ist der erste Verbindungsdraht auf den vorderseitigen Leiterbahnabschnitt der Schaltungskarte und die rückseitige Leiterbahn der Schaltungskarte ausgerichtet Der zweite Verbindungsdraht verläuft schräg zum rückseitigen Leiterbahnabschnitt der Steckleiste und zur vorderseitigen Leiterbahn der Steckleiste.

Die bei dem bekannten Schalungsträger verwendeten Verbindungsdrähte ergeben eine Steckleiste, die mit Sorgfalt behandelt werden muß. Es ergeben sich Probleme beim Stapeln vorgefertigter Steckleisten, da die Gefahr eines Leitungsbruches oder des Bruchs einer Lötstelle besteht. Bei der Fertigung der Steckleisten ergeben sich auch Schwierigkeiten beim Einführen der Drähte in die Löcher. Schwierigkeiten bereitet insbesondere das Labyrinth, das sich durch den zweiten Verbindungsdraht ergibt und dessen Führung praktisch eine automatische Fertigung solcher Steckleisten verhindert. Auch müssen sowohl bei der Vorfertigung der Steckleiste als auch bei der Verbindung der Steckleiste mit der Schaltungskarte jeweils zwei Lötschritte ausgeführt werden, da praktisch immer nur eine der beiden Seiten gleichzeitig mit Lötverbindungen versehen werden kann.

Es sind auch Schaltungsträgerplatten bekannt (Proceedings of the IRE »Februar 1956, Seite 108A), die in gleichen Abständen parallel zueinander verlaufende aufgedruckte Leiterbahnen aufweisen, die in kreisringförmigen Plättchen enden, die koaxial zu in der Karte ausgebildeten öffnungen durchbrochen sind. Die öffnungen sind in zwei parallel zum Rand der Karte mit gegenseitigem Abstand von einander verlaufendem Reihen angeordnet, und durch die öffnungen können senkrecht zur Plattenebene geradlinig verlaufende Leitungsstifte geführt werden, welche Leitungsverbindungen bilden. Die Stifte auf der der Schaltungsträgerplatte entgegengesetzten Seite der Steckerleiste sind mit Lötstellen versehen, welche die Verbindung der Stifte mit den Plättchen und der Stekkerleiste bilden. Diese Schaltungsträgerplatte ist jedoch nur einseitig mit Leiterbahnen versehen. Wollte man diese Schaltungsträgerplatte beidseitig mit Leiterbahnen versehen und die Steckerleiste so ausbilden, daß sie eine Verbindung mit den Leiterbahnen beider Seiten erlaubt, wären Abwandlungen erforderlich, welche die Herstellung einer solchen elektrischen Verbindungseinrichtung erheblich verteuern wurden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Schaltungsträger der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er für eine automatische Bestückung mit einem automatischen Lötvorgang unter Vermeidung von Drahtverbinduneen eeeicnet ist.

ίο

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch angegebene Merkmalskombination gelöst Durch diese Merkmalskombination wird erreicht, daß die metallenen Verbindungsstifte in die Steckleiste in einem rationellen Herstellungsverfahren automatisch eingebracht werden und andererseits die Lötverbindungsstellen dieser Stifte auf der Steckleiste und der Schaltungskarte durch Eintauchen in ein Zinnbad erzielt werden können. Durch die deckungsgleiche Anordnung der einander paarweise zugeordneten Leiterbahnen auf den beiden Seiten der Schaltungskarte können standardisierte Verbicdungsstifte verwendet werden, was die automatische Vorfertigung der Steckleisten erleichtert Die ganzen Lötverbindungen werden in einem einzigen Tauchlötgang hergestellt, und alle Lötverbindungsstellen sind praktisch bruchsicher. Deshalb lassen sich die Steckleisten eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltungsträgers unbedenklich und ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen stapeln. Die Verbindungsstifte ergeben starre und solide Verbindungsstellen, im Gegensatz zu Verbmdungsdrähten, die weniger starr sind und damit die Gefahr ungewollter Verbindungen und Kurzschlüsse in der Leiterebene einer Steckleiste mit sich bringen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Vorderseite des Schaltungsträgers, der aus einer gedruckten Schaltungskarte und einer an dieser Karte mittels Lötverbindungen befestigten Steckleiste besteht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Rückseite des gleichen Schaltungsträgers,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Schaltungsträger entlang der Linie III-III in Fig. 1.

Die Zeichnung zeigt einen Schaltungsträger, der aus einer beidseitig bedruckten Karte 100 und einer Steckleiste 10 besteht. Karte und Steckleiste sind beispielsweise beide als Flachkörper aus Kunststoff gefertigt.

Die Karte 100 weist auf der Vorderseite Leiterbahnen 101 und auf der Rückseite Leiterbahnen 102 auf, die auf jeder Seite der Karte in gleichen Abständen voneinander verlaufen. Die vorderseitigen Leiterbahnen 101 liegen den rückseitigen Leiterbahnen 1C2 genau gegenüber.

Auf der Karte 100 enden die rückseitigen Leiterbahnen 102 in plättchenförmigen Ansätzen, die koaxial zu in der Karte 100 ausgebildeten Bohrungen einer im Abstände + d vom benachbarten Rand der Karte verlaufenden Bohrungsreihe durchbrochen sind. Die vorderseitigen Leiterbahnen 101 weisen seitlich ausgelenkte bogenförmige Abschnitte auf, so daß sie die Bohrungen 100g umgehen und ebenfalls in plättchenförmigen Ansätzen enden, die ebenfdls durchbrochen sind. Die Plättchen sind koaxial zu Bohrungen 100/einer in der Karte im Abstand c vom Kartenrand verlaufenden Bohrungsreihe angeordnet. Die Wandungen de* Bohrungen 100/ sind mit einer Metallauskleidung in Form einer durchgehenden Metallbuchse versehen, während die Bohrungen 100g keine Metallauskleidung aufweisen.

Die Karte ist außerdem mit zwei Befestigungsbohrungen 100a und 1006 versehen, deren Bedeutung nachfolgend noch beschrieben wird.

Die Steckleiste 10 ist mit vorderseitigen Leiterbahnen 11 und rückseitigen Leiterbahnen 12 versehen,

die Kontaktlamellen bilden und im folgenden der Einfachheit halber Lamellen genannt werden. Die vorderseitigen Lamellen und rückseitigen Lamellen sind ebenfalls einander genau gegenüberliegend und verlaufen in einem gleichmäßigen Abstand parallel zu- "> einander, der dem gegenseitigen Abstand der Leiterbahnen 101. 102 der Karte 100 entspricht.

Auf der Steckleiste 10 enden die vorderseitigen Lamellen 11 in plättchenförmigen Ansätzen, die an der Stelle von Bohrungen 10/der Steckleiste 10 angeord- to neisind. Die Bohrungen 10/sind Durchgangsbohrungen und sind in einer Reihe angeordnet, die vom freien Steckrand der Steckleiste 10 den Abstand / hat. Die rückseitigen Lamellen 12 weisen in ihrem Endbereich seitlich ausgelenkte bogenförmige Abschnitte auf, die ι > jeweils in den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Bohrungen 10/ der Steckleiste 10 verlaufen. Auch die rückseitigen Lamellen 12 enden in plättchenförmigen Ansätzen, die durchbrochen sind und koaxial zu Bohrungen 10g der Steckleiste 10 an- -" geordnet sind, die eine Bohirungsreihe bildet, die im Abstand f+d vom Steckrand der Steckreihe 10 verläuft. Die Wandungen der Bohrungen 10g sind mit einer Metallauskleidung versehen, während die Bohrungen 10/ keine Metallaus'.kleidung aufweisen. :>

Die Steckleiste 10 ist ebenfalls mit zwei Befestigungsbohrungen lCfl und 106 versehen, die mit den Befestigungsbohrungen 100a, 100b der Karte 100 so fluchten, daß alle Bohrungen der Karte 100 und der Steckleiste 10 einander paarweise zugeordnet sind, in Die Steckleiste 10 weist einen freien Steckrand 10c auf, der von beiden Seiten her angeschrägt ist. Zur elektrischen Isolierung der Karte 100 gegenüber der Steckleiste 10 ist eine Isolieirstoff-Zwischenplatte 30 vorgesehen, die beispielsweisie aus einem wärmehärt- ι > baren Kunststoff von 0,5 mm Stärke besteht und mit den Bohrungen 100/, 100g, 100a, lOOfc der Karte 100 und den Bohrungen 10/, 10g, 10a, 10b der Steckleiste 10 deckungsgleiche Bohrungen aufweist.

Durch die Bohrungen 10/ der Steckleiste 10 und die Bohrungen 100/ der Karte 100 ragen Verbindungsstifte 13, während durch die Bohrungen 10g der Steckleiste 10 und die Bohrungen 100g der Karte 100 Verbindungsstifte 14 ragen. Die Verbindungsstifte 13, 14 haben eine einheitliche Ausführungsform. Sie wer- :-. den während .er Herstellung des Schaltungsträgers an ihrem der Vorderseite der Steckleiste 10 zugekehrten Ende verlötet, und zwar jeder Verbindungsstift 13 mit dem plättchenförmigen Ansatz einer Lamelle 11 der Steckleiste 10 und jeder Verbindungsstift 14 >o mit einem plättcSienförmigen Ansatz einer Lamelle 12 der Steckleiste 10 über die Metallauskleidung der Bohrungen 10g. Die Verbindungsstifte 13,14 werden beim Zusammensetzen der vorgefertigten und mit den angelöteten Stiften versehenen Steckleiste 10 mit der bedruckten und mit Schaltungsteilen besetzten Karte 100 auf deren Rückseite verlötet Die Isolier-Zwischenplatte 30 und die Steckleiste 10 werden dabei durch die Verbindungsstifte 13,14, weiche — wie oben bereits beschrieben - die Bohrungen der Isolierstoff- to Zwischenplatte 30 und der Karte 100 durchdringen, und durch rohrförmige Nieten 40a, 406, die in die Befestigungsbohrungen der drei plattenförmigen Elemente eingesetzt sind, befestigt. Jeder Verbindungsstift 14 ist also mit dem plättchenförmigen Ansatz am Ende einer Leiterbahn 102 der Karte verlötet, und jeder Verbindungsstift 13 ist mit dem plättchenförmigen Ansatz am Ende einer der Leiterbahnen 101 der Karte 100 über die Metallauskleidung einer Bohrung 100/ verlötet.

Die Herstellung der Steckleisten 10 kann in den nachstehend beschriebenen Herstellungsstufen erfolgen:

Ausgangsmaterial ist eine geschichtete und auf beiden Seiten verkupferte Platte mit einer Fläche, die einer bestimmten Anzahl fertiger Steckleisten 10 entspricht. Man durchlocht die Platte an der Stelle einer jeden Steckleiste 10 mit zwei Reihen von Bohrungen für die Lamellen 11,12 sowie für jeweils zwei Befestigungsbohrungen 10a, 106. Ein Teil der Bohrungen kann mit einem Metallbelag versehen werden.

Durch Fotogravur werden auf den beiden Seiten der Platte an der Stelle einer jeden Steckleiste 10 zwei Reihen von Lamellen 11, 12 gebildet, die am Kopf durch ein Querband miteinander verbunden sind, das seinerseits mit einer gemeinsamen Leiterbahn zur Stromversorgung aller Querbänder bei dem nachfolgenden Verfahrensschritt verbunden ist. Anschließend wird durch Galvanoplastik ein Metallbelag (Nikkei, Gold) auf verkupferte Teile der Platte über die Länge der Steckverbindung aufgebracht. Dann wird die Platte entsprechend den Konturen der fertigen Steckleisten 10 zerteilt, wobei die Querleiterbahnen entfernt werden, und es wird das Anschrägen des einen der Ränder 10c einer jeden Steckleiste 10 vorgenommen.

In die Bohrungen jeder Steckleiste 10 werden sofern kein Metallbelag an den Bohrungswandungen vorgesehen werden soll - mit Augen versehene Lötösen eingebracht. Ansonsten werden Verbindungsstifte 13, 14 in die Bohrungen eingebracht und von der Vorderseite der Steckleiste 10 her beim Durchgang durch ein Zinnbad eingelötet.

Mit einem Magazin solcher vorgefertigter Steckleisten 10 sowie Isolierstoff-Zwischenplatten 30 und Nieten 40a, 406 läßt sich die Befestigung einer Steckleiste 10 an einer bedruckten Karte 100 auf die folgenden Verfahrensgänge reduzieren:

Man versieht die Karte 100 mit zwei Befestigungsöffnungen 100a, 1006. Man stellt die Karte 100, die Isolierstoff-Zwischenplatte 30 und die Steckleiste 10 zusammen und verbindet sie mit Hilfe von zwei Nieten 40ά, 406. Dann werden die elektrischen Verbindungen zwischen der Karte 100 und der Steckleiste 10 durch Verlöten von der Rückseite der Karte 100 her in einem Zinnbad geschaffen. Beim Durchgang durch das Zinnbad können üblicherweise auch die Anschlußleiter von Schaltungsbauteilen mit den Leiterbahnen 101, 102 der Karte 100 verlötet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch: Elektrischer Schaltungsträger, bestehend aus einer beidseitig mit gedruckten Leiterbahnen versehenen Karte, wobei die parallelen, abstandsglleichen Leiterbahnen senkrecht zu einem Rand der Karte verlaufen und in dessen Nähe enden, tind bestehend aus einer längs diesem Kartenrand verlaufenden vorgefertigten messerartigen Isolierstoff-Steckleiste, die auf beiden Seiten und tier einander gegenüberliegend mit in gleichem Abstand wie die Leiterbahnen der Karte und parallel verlaufenden, Kontaktlamellen bildenden gedruckten Leiterbahnabschnitten versehen ist, nahe deren zur Karte gerichteten Enden zwei voneinander beabstandete Reihen von Bohrungen parallel zum Steckrand in der Steckleiste vorgesehen sind zum Hindurchführen der Verbindungsleiter zwischen jeweils einer der Kontaktlamellen und der zugehörigen Leiterbahn auf der Karte, mit der die Steckleiste mit einem Teil ihrer Breite die Vorderseite der Karte überlappend fest verbunden ist, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale:

1. die auf der Vorderseite der Karte (100) aufgedruckten Leiterbahnen (101) liegen den rückseitigen Leiterbahnen (102) genau gegenüber, und sämtliche Leiterbahnen (101, 102) und Kontaktlamellen (11, 12) weisen an ihren miteinander zu verbindenden Enden plättche nförmige Ansätze gleicher geometrischer Abmessung und e>ne derartige Anordnung auf, daß die Ansätze der Steckleiste (10) und die jeweils :zugelvirigen Ansätze der Karte (100) miteinander fluchten;

2. die Leiterbahnen (101) auf der Vorderseite der Karte (100) und die Leiterbahmibschnitte (12) auf der Rückseite der Steckleiste (10) weisen seitlich ausgelenkte bogenförmige Abschnitte auf, die jeweils in den Zwischenraum zwischen zwei der benachbarten Bohrungen (100g bzw. 10/) in der Karte (100) bzw. der Steckleiste (10) verlaufen;

3. die Karte (100) und die Steckleiste (10) sind im Überlappungsbereich durch eine mit Bohrungen versehene Isolationszwischenlage (30) getrennt, die mit den zugehörigen Bohrungen (100/, 100g; 10/, 10g) der Karte (100) und der Steckleiste (10) fluchten;

4. die Wandungen der Bohrungen (100/) am Rand der Karte (100) und der Bohrungen (10g) am kartenseitigen Ende der Steckleiste (10) sind mit metallischen Auskleidungen versehen, die mit den zugehörigen Leiterbahnen (101) auf der Vorderseite der Karte (100) bzw. mit den zugehörigen Leiterbahnabschnitten (12) auf der Rückseite der Steckleiste (10) elektrisch verbunden sind;

5. die fluchtenden Bohrungen der miteinander befestigten Karte (100), Isolierstoffzwischenlage (30) und Steckleiste (10) sind jweils von einem geraden Verbindungsstift (13, 14) einheitlicher Ausführungsform durchsetzt, die auf der Vorderseite der vorgefertigten Steckleiste mit den Leiterbahnabschnitten (11,12) unmittelbar bzw. mittiils

der Metallauskleidung der Bobrungen (10g) verlötet sind, und die eingeführten Verbindungsstifte (13, 14), die nach dem Zusammensetzen der Karte (100), Isolationszwischenlage (30) und Steckleiste (10) auf der Rückseite der Karte (100) etwas überstehen, sind mit einer der Leiterbahnen (102) bzw. 101) auf der Rückseite bzw. Vorderseite der Karte (100) unmittelbar bzw. mittels der Metallauskleidung der Bohrungen (Ϊ00/) in einem einzigen Lötvorgang in einem Lötbad verbindbar.