DE2459307C3

DE2459307C3 - Elektrische Steckvorrichtung für integrierte Dickschichtschaltungen

Info

Publication number: DE2459307C3
Application number: DE19742459307
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Ing.(Grad.) 5600 Wuppertal Schnuelle
Original assignee: Stocko Metallwarenfabriken Henkels and Sohn GmbH and Co
Current assignee: Stocko Metallwarenfabriken Henkels and Sohn GmbH and Co
Priority date: 1974-12-14
Filing date: 1974-12-14
Publication date: 1980-01-31
Also published as: DE2459307B2; DE2459307A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Steckeraufnahmeteil für Kontaktflächen tragende Leiterplatten als Steckerteil, insbesondere integrierte Dickschichuchaltungen. beste hend aus einem emstuckigen über seine Lange in ■"· Steckrichtung offenem Gehäuse aus Kunststoff mn beidseitig der Längswände innen vorgesehenen nutför migen Ausnehmungen /ur Aufnahme von gabelförmi gen Kontaktfedern sowie Durchbrüchen im Gehäuseboden zur Aufnahme der Koniaktstiftc der Kontaktfe *'< dem.

Bei derarligen Steckeraufnahmeteilen ist es er wünscht, daß die herstcllungsbcdingten Dickenunter schiede (Toleranzen) solcher Schalungsträger (Leiterplatten) aus Keramik-Substrat AI;O, (Trägermaterial) '·< > der verschiedensten Hersteller wie auch die Unterschiede bezüglich der Anordnung und Anzahl der Kontakt flächen der Schalungsträger derart ausgeglichen werden, daß unabhängig vom jeweiligen Anwendungs fall bei Verwendung gleicher Gehäusetypen die >> Austauschbarkeit und I unktionstüchtigkeit. d.h. die einwandfreie Kontaktierung, gewährleistet sind und auch z. B. ein Falschslecken, das zu Funktionsstörungen und Ausfall führt, nicht möglich ist*

Aus der DE-OS 14 65 687 ist z, B. eine Steckvöffich* ω türig mil auf einem Tfageleriicnl angeordneten Kort* taktfedern, insbesondere zur Aufnahme sieckbaref gedruckter Schalungsträger bekanntgeworden, bei der die Köntaktfedem ohiie zusätzliche Befestigungsteile bzw. ohne zusätzliche Arbeitsgänge für Verformungen &^r> und dergleichen am Tragcldtncnl befestigbar sind, derart, dtiQ einer der Schenkel der Kontaktfeder!*! an seinem freien Ende einen mit herausgewölbter Kontur zum anderen Schenkel weisenden Kontakt besitzt und der andere Schenkel an seinem freien Ende mit einem zu diesem Kontakt weisenden offenen Haken versehen ist sowie einem dritten, kürzeren in gleicher Ebene zwischen diesen beiden angeordneten Mittelschenkel, der mit dem den Haken aufweisenden Schenkel eines das Tragelement umklammernde Kabel zur Befe .tigung der Kontaktfedern bildet und sich die kontaktherstellende Aufnahme des gedruckten Schaltungsträgers zwischen den Federkontakten und dem Tragelement befindet

Auch ist aus der US PS 32 46 279 eine aus einem einstückigen, kastenförmigen und beidseitig mit Führungsbügeln ausgestatteten Gehäuse aus nicht leitendem Spritzgußmaterial bestehenden Steckvorrichtung für gedruckte Schaltungskarten bekanntgeworden, bei der der zwischen den Seitenteilen liegende Mittelteil des Gehäuses über die ganze Länge einen nach oben offenen Führungskanal zur Aufnahme einer Vielzahl von Kontaktelementen besitzt und die Seitenwände senkrecht innen verlaufende FührungsscHitze zur Aufnahme der in das Gehäuse einsteckbaren Schaltungskarten aufweisen, wobei die Schlitze angepaßt an die unterschiedlich hoch ausgebildeten Führungskanten entsprechend tief ^cind und mit den Kanten zur Polarisierung von Gehäuse und Schaltungskarte zusammenwirken

Es gibt ajch bedruckte Leiterplatten (Schaltungskarten) aus Cukaschicrtem Hartpapier, die zur Aufnahme von aktiven und passiven Elementen, den sogenannten Bausteinen, gebohrt werden müssen. Nach dem Aufbringen der Elemente auf die Leiterplatten wird eine solche Verbindung dann im Tauchbadverfahren verlötet. Die Weiterentwicklung solcher gedruckter, mit Elementen bestückter Leiterplatten hat zu der sogenannten integrierten Dickschichtschaltung geführt.

Alle diese bekannten Steckverbindungen sind als Einzweckfassungen ausgefühn. d. h. ->io sind jeweils nur für eine bestimmte Dicke. Länge sowie Anordnung der Kontaktflächen der Leiterplatten geeignet. Die in d.is Gehäuse eingebrachten Kontaktfedern (z. B. Gabelndem) werden dabei durch Rastnasen, gabelartige Ausbildungen oder Verschränkungen am Herausfallen gehindert.

Solche Steckverbindungen weisen jedoch wesentliche Nachteile auf. und zwar betrifft dies vor allem die herslellungsbedingtrn relativ großen Toleranzen bei den Leiterplatten aus Keramik-Subslral. die beim Schrumpfungsprozeß entstehen und die bei ca. 1% liegen, wobei für die Funktionsuichtigkeit noch eine Zusätzliche Erschwernis hinzukommt, daß diese ToIc ranzen auch noch je Hersteller sehr unterschiedlich ausfallen. Ohne entsprechende Maßnahmen zum Aus gleich dieser von Hersteller zu Hersteller auch noch differierenden Toleranzen ist du- funktionsfähigkeit solcher Steckverbindungen in f rage gestellt. Zum Beispiel würde bei einer Leiterplatte von 50 mm Länge bei 1% Schrumpfung die Toleranz, die gegenüber dem Stcckcraufnahmcteil ausgeglichen werden mußte, bc reits 0,5 mm betragen.

Auch ist es bei solchen Leiterplatten sehr nachteilig, daß bei der Härte des verwendeten Materials — es ist nach Abschluß des Brennprozesses harter als Glas — weder Bohrungen, schlitze noch sonstige Ausnehmungen wirtschaftlich eingebracht werden können, die aber erforderlich sind, damit die Leiterplatten unverwechseU bar nur in F'unkiionsstelhing in das Gehäuse einsteckbar sind

Außerdem ist auch die bei Gabelfedern gegebene doppelseitige Kontaktierung unerwünscht, da die elektrische Funktionseinheiten (Module), z. B. durch Falschstecken der Leiterplatte und damit möglicher falscher Spannungszuführung, !eicht durch dadurch ausgelöste Funktionsstörungen zerstört werden können.

Eine einheiiiiche Ausführung solcher Leiterplatten durch die verschiedenen Hersteller ist allenfalls bei den Längen- und Breitentoleranzen, jedoch nicht bei den Dickentoleranzen zu erwarten, da entsprechende herstellungstechnische Maßnahmen in wirtschaftlich vertretbarem Ausmaß zur Erreichung von Toleranzen mit verbindlich festgelegten Grenzwerten, durch die allein die Austauschbarkeit gewährleistet wäre, zumindest gegenwärtig nicht zu verwirklichen sind. Gleiches gilt auch für die Anordnung der Kontaktflächen — unterschiedliche Kontaktfidchenhöhen - auf den Leiterplatten.

Da nach vorstehend Gesagtem die Austauschbarkeit der verschiedensten Fabrikate nicht gegeben ist. führt dies zwingend zu einer Vielzahl von Steckverbindungen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, bei dem sich mit geringstem Aufwand die herstellungsbedingte Unterschiedlichkeit bei den Dickentoleranzen des Trägermaterials sowie die Unterschiede bei den Kontaktflächenhöhen ausgleichen lassen und jederzeit die einwandfreie Kontaktierung gewährleistet ist. Außerdem soll erreicht werden, daß künftig nur ein einheitlicher Gehäusetyp (Steckeraufnahmeteil) erforderlich ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß in dem mit Kontaktfedern bestückten Gehaust· eine Ausgleichsleiste eingesetzt ist. die im unteren Bereich der Kontaktfedern in einer entsprechend ihrer Form ausgebildeten nutartigen Ausnehmung einliegt und die etwa in ein Drittel ihrer Höhe ab der Auflagefläche in den Kontaktfedern gerechnet um die Dicke des Steckerteils schmaler ausgestaltet ist

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind federnde Ausgleichsleisten mit einer /usat/lichen Haltevorrichtung gegen kippen im eingebauten Zustand vorgesehen, wodurch auch bei unterschiedlich dicken Leiterplatten dann nur noch eine Ausgleichsleistc erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, daß nach dem Einbringen der Ausgleiehsleisie gleichzeitig die Kontaktfedern fixiert sind, wodurch wirtschaftlicher gefertigt werden kann.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich auch bei der Verwendung von Ciabeifedern bekannter Ausfuhrung mit doppelseitiger Kontaktgabe als der wirtschaftlich günstigsten Ausführung solcher Federn, da aufgrund der sepzifischen Ausbildung der Ausgleichsleiste nur einsei tige Kontakigabe möglich ist

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung isi auch der Einbau von Leiterplatten unterschiedlicher länge dadurch möglich, daß die Ausgleichsieiste auf einer Seite einen angespritzten Längenausgleich aufweist.

tin weiterer Vorteil der Lrfmdung ergibt sich durch die zweiteilige Ausbildung des Stcckeraufnahmeteiles (Gehäuses), das aus dem Fassüfigsköfpcf und FührürtgS' bügeln besteht, die getrennt hergestellt und dann bei Montage zu einem Gehäuse verbunden werden.

In folgendem wW die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnerische Darstellung beispielhaft erläutert.

In der Zeichnung zeigi

Fig. 1 in der Perspektive im Schnitt ein einteiliges SteGkeraufnahmuieil 5 mit eingesetzter Gabelfeder 4, starrer Ausgleichsleiste 2 sowie oberhalb dieser Darstellung in Perspektive ein Steckerteil J mit diversen Kontaktflächen la;

F i g. 2 in Perspektive eine starre Ausgleichsleiste 2 mit angespritztem Längenausgleich 2c.\

F i g. 3 in Perspektive eine federnde Ausgleichsleiste 3 mit zusätzlicher Haltevorrichtung 3c;

Fig.4 im Schnitt und in Draufsicht ein einteiliges

Steckeraufnahmeteil 5 mit federndem Führungsbügel Sd

κι und starrem Führungsbügel Se, eingesetzter diverser Gabelfedern 4, starrer Ausgleichsleiste 2 und teilweise eingeschobenem Steckerteil t;

Fig. 5 in perspektivischer, abgebrochener Darstellung ein zweiteiliges Steckeraufnahmeteil 5, bestehend π aus Fassungskörper 6 und Führungsbügel Sg mit in seiner nutförmigen Führung 5/ eingesetztem Längenausgleich 6a und einer unteren Aussparung Sh des Führungsbjgels Sg zur Aufnahme des Fassungskörpers 6:

.'Ii Fig. b im Schnitt eine komplette Senkvorrichtung mit Leiterplatte 1. starrer Ausgleichsleiste 2, Gabelfeder 4. Steckeraufnahmeteil 5 und Schaltungsplatte 7;

1 , g. 7 eine Gesamtansicht (gebrochen dargestellt) des S·· ckeraufnahmeteiles 5 mit Ausgleichsleiste 2. _·) Gabelfedern 4 und darüber (gebrochen) dargestellter Leiterplatte 1;

fig. 8 in Draufsicht (Ansicht X) die Gesamtansicht nach Fig. 7.

Das Ausführungsbeispiel nach F ι g. 1 zeigt in

in perspektivischer Ansicht ein Steckeraufnahmeteil 5 mit eingesetzter Gabelfeder 4 und darm eingesetzter starrer Ausgleichsleiste 2. bei dem die Kuntaktstifte 4a der Ciabeifeder 4 durch die dafür im Boden Sa des einteiligen Steekeraufnuhmeteiles 5 vorgesehenen

r. Durchbrüche Sb herausragen und die Gabelfeder 4 mit ihren Ciabeiarmen 4b, c. an deren Enden sich die Kontaktnasen 4d, e befinden, in dafür im Suckera .fnahmeteil 5 vorgesehenen entsprechend ausgebildeten Nuten Sceinliegt und die Ausgleichsleiste 2 nach F ι g. 2

i" mi. dem unteren breiteren Teil 2a in einer im Stegteil der Ciabeifeder 4 entsprechend ausgebildeten Nut 4/ sitzt und je nach Einstecklage mit dem oberen schmaleren Teil 2b, das eine entsprechend der Dicke des Sieckerteiles 1 geringere Dicke aufweist, außenseitig

ι. dann an der Kontaktnase 4c/bzw.4e anliegt, so daß beim Einstecken die oberhalb des komplettierten Steckerauf nahmeteiles 5 dargestellte Leiterplatte 1 mit ihren Kontaktflächen la dann durch die Ausgleichsleiste 2 unverwechselbar geführt und fixiert an den jeweils

.ι freien Kontaktnasen 4c/bzw.4ederGabelfeder4anhegt und sicher kontaktiert

D-': herstellungsbedingten unterschiedlichen Dicken von Leiterplatten I werden nur durch Auswechseln der Ausgleichsleiste 2, usgeglichen ebenso wie ά>ι Differenzen, die durch unterschiedliche Längen der Leiterplai ten 1 auftreten, durch an Ausgleichsleisten 2 angespritzte Längenausgleich^ 2c nach F i g. 2 einfach, billig und problemlos ausgeglichen werden können, während Steckerauffiahmeteil S und Gabelfeder 4 unverändert wi weiterverwendet werden.

Eine Wdilcre Verbesserung stellt die Aiisgleichsleiste 3 nach Fig.3 dar, die federnd ausgebildet ist, wodurch auch größere Dickenunterschiede bei Leiterplatten 1 ausgeglichen Werden können, ohne die Ausgleichsleisie 3 auswechseln zu müssen. Das Stützelement 3c auf der Außenseite der Ausgleiclnleiste 3 verhindert ein Kippen der Leiste 3 im Steckeraufnahmeteil 5 beim Einstecken der Leiterplatte 1 und sichert gleichzeitig die einwand-

freie Kontaktierung von Leiterplatte 1 und Gabelfedef 4.

Fig.4 zeigt ein Sleckeraufnahmeteil 5 mit zwei Führungsbügeln 5c/, 5e_f von denen der Bügel 5c/federnd ausgebildet ist und sowohl die Längendifferenzen der Leiterplatten 1 ausgleicht als auch den erforderlichen Klemfneffekl bewirkt. Um die Leiterplatte 1 leicht in die Führungsbügel 5c/, 5e einführen zu können, sind die Bügel an der Einsteckseite mit Abschrägungen Sf versehen. Diese Ausbildung ist einfacher herzustellen und damit wirtschaftlicher als die bekannten Ausführungen vört Stcckeraufnahmeteilen mit zwei starr ausgebildeten Führungsbügejn, von denen einer dann eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Federelementes hat; um die zum Ausgleich der Längendifferenz erforderJi-

ehe Elastizität beim Stecken der Leiterplatte zu habeft und auch die nach dem Steckvorgang zur Fixierung der Leiterplatte im Sleckefäufnahfneleil benötigte Klemmwirkung zu bekommen.

F i g. 5 zeigt ein zweiteiliges Steckeraufnahmeteil 5\ bestehend aus zwei in einem Stück ausgebildeten Führungsbügeln 5g mit unten vorgesehenen riutförmi· gen Ausnehmungen 5h, in die der Fässungskörpef 6, der die Gabelfeder 4 aufnimmt, eingesetzt ist sowie einer in den Bügeln 5g vorgesehenen schwalbenschwanzförmi· gen Nut Si, die mittig von oben nach unten bis zui? Ausnehmung 5/) verläuft, in die ein Längenausgleich 6» eingeschoben isU der in der Endstellurig auf derii Fassüngskörper 6 aufliegt.

Hierzu 2 blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steckeraufnahmeteil für Kontaktflächen tragende Leiterplatten als Steckerteil, insbesondere integrierte Dickschichtschaltungen, bestehend aus einem einstückigen über seine Länge in Steckrichtung offenem Gehäuse aus Kunststoff mit beidseitig der Längswände innen vorgesehenen nutförmigen Ausnehmungen zur Aufnahme von gabelförmigen in Kontaktfedern sowie Durchbrüchen im Gehäuseboden zur Aufnahme der Kontaktstifte der Kontaktfedern, dadurch gekennzeichnet, daß in dem mit Kontaktfedern (4) bestückten Gehäuse (5) eine Ausgleichsleiste (2, 3) eingesetzt ist, die im unteren Bereich der Kontaktfedern (4) in einer entsprechend ihrer Form ausgebildeten nutartigen Ausnehmung (4f) einliegt "nd die etwa in ein Drittel ihrer Höhe ab der AuflagefMche in den Kontaktfedern (4) gerechnet um die Dicke des Steckerteiles (1) schmaler M ausgestaltet ist.

2. Steckeraufnahmeteil nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsleiste (2, 3) starr oder federnd ausgebildet ist.

3. Steckeraufnahmeleil nach Anspruch 2. dadurch i^r> gekennzeichnet, daß die Ausgleichsleiste (3) mittig auf der Außenseite des bogenförmig ausgebildeten Teiles (3b) ein Stützelement {ic), z. B. einen Nocken, aufweist.

4. Steckeruufnahmeteil nach Anspruch 1 und 2. i< > dadurch gekennzeichnet, daß ic Ausgleichsleiste (2) an einem Ende einen Längenausgleich (2c)aufweist.