DE2419735C3 - Elektrischer Schaltungsträger - Google Patents
Elektrischer SchaltungsträgerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schaltungsträger, bestehend aus einer beidseitig mit gedruckten
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 Verborgungsanschlüsse
df.r aktiven Schaltungskomponenten häufig dazu, eine Kontaktzahl vorzusehen, die eine einzige
Steckleiste mit Durchgangskontakten unmöglich He-
JIi 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.
j1; 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
-to genormten Platten oder Karten nicht 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.
4r> 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
in Paares auf der einen und die andere auf der anderen
Seite der Karte.
Ein elektrischer Schaitungsträger der eingangs genannten Art ist bekannt (DE-GM 1867473). Dort
sind die Leiterbahnen auf den beiden Seiten der
■55 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-
bo hen. Die Steckleiste überlappt die Vorderseite der Karte nur in einem Bereich, in dem die Steckleiste
keine Löcher aufweist. Ein auf der Vorderseite der Messerleiste verlaufender Leiterbahnabschnitt eines
Leiterbahnpaares ist mittels eines ersten Leitungs-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 Schaltungskarte 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 Sch&Itungskarte 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 Schaltungsträger 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 duich 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
verlaufenden 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, weiche 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 würden.
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 Drahtverbindungen geeignet ist.
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 ι" deckungsgleiche Anordnung der einander paarweise
zugeordneten Leiterbahnen auf den beiden Seiten der Schaltungskarte können standardisierte Verbindungsstifte
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 Verbindungsdrähten, 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 3<) 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 102 genau gegenüber.
Auf der Karte 100 enden die rückseitigen Leiterbahnen 102 in plättchenförmigen Ansätzen, die ko-
-,o axial 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 ebenfalls
durchbrochen sind. Die Plättchen sind koaxial zu Bohrungen 100/einer in der Karte im Abstand c vom
Kartenrand verlaufenden Bohrungsreihe angeordnet. bo Die Wandungen der 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 Befestigungsbohfa5
rungen 100a und 100b 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 zueinander,
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 angeordnet sind. 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
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 angeordnet sind, die eine Bohrungsreihe 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 Metallauskleidung aufweisen.
Die Steckleiste 10 ist ebenfalls mit zwei Befestigungsbohrungen 10a und 10b 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. 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 iö ist eine Isolierstoff-Zwischenpiatte 30
vorgesehen, die beispielsweise aus einem wärmehärtbaren Kunststoff von 0,5 mm Stärke besteht und mit
den Bohrungen 100/, 100g, 100 a, 100 ft der Karte 100 und den Bohrungen 10/, 10g, 10a, 10f>
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 werden
während der 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 mit einem plättchenförmigen Ansatz einer Lamelle 12
der Steckleiste i0 über die Metaiiauskieidung 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, welche—wie oben
bereits beschrieben — die Bohrungen der Isolierstoff-Zwischenplatte
30 und der Karte 100 durchdringen, und durch rohrförmige Nieten 40a, 40b, 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 ίο 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 Befestigt)
gungsbohrungen 10a, IOD. 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 (Nikjo
kel, 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 eij5
nen 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, 40b 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, 100 b. Man stellt die Karte 100, die
Isolierstoff-Zwischenplatte 30 und die Steckleiste 10 zusammen und verbindet sie mit Hilfe von zwei Nieten
40a, 40b. 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 (5)
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
plättchenförmige Ansätze gleicher geometrischer Abmessung und eine derartige Anordnung
auf, daß die Ansätze der Steckleiste (10) und die jeweils zugehörigen Ansätze der
Karte (100) miteinander fluchten;
2. die Leiterbahnen (101) auf der Vorderseite der Karte (100) und die Leiterbahnabschnitte
(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 (101), 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. mittels
der Metallauskleidung der Bohrungen (10g) verlötet sind, und die eingeführten Verbindungsstifte
(13, 14), die nach dem Zusammensetzen der Karte (100), Isolationszwischenlage
(30) und Steckleiste (10) auf dsr 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 (100/) in einem einzigen Lötvorgang in einem Lötbad
verbindbar.
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