DE2651336C3 - Lösbares Verbindungselement zur reflexionsarmen elektrischen Verbindung gedruckter Schaltungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein lösbares Verbindungselement zur reflexionsarmen elektrischen Verbindung von auf einer Unterlage nebeneinanderliegenden Schaltungsplatten gegebenenfalls unterschiedlicher Höhe, deren gedruckte Leiterbahnen tragende Oberflächen parallel verlaufen, unter Verwendung einer auf den miteinander zu kontaktierenden Leiterbahnen aufliegenden, in Form einer flachen, aus einem Federplättchen bestehenden Kontaktbrücke, auf der ein unter Federwirkung stehendes Druckelement aus Isolierstoff im Bereich der Kontaktierungsstellen zwischen Kontaktbrücke und Leiterbahnen etwa senkrecht aufliegt und die Kontaktbrücke von einem Isolierstoffkörper gehaltert ist, der in den Spalt zwischen den die zu kontäktiefenden Leiterbahnen tragenden beiden Substraten eingreift, und wobei die Kontaktbrücke mit ihren beidseitig überstehenden Enden auf den miteinander zu kontaktierenden Leiterbahnen der Substrate aufliegt und die Druckelemente aus einem plattenförmigen, wippenartig gelagerten Isolierteil mit symmetrisch zur Mitte angeordneten, senkrecht zur Plattenebene verlaufenden stiftförmigen Ansätzen bestehen und wobei ferner auf der den Ansätzen gegenüberliegenden

Seite des plattenförmigen Isolierteils eine Druckfeder-Kraft angreift.

In Mikrowellenbaugruppen, z. B, für die Richtfunktechnik, ist es erforderlich, MIC-Schaltkreise auf Keramiksubstrat gleicher oder unterschiedlicher Höhe miteinander oder mit Hybridschaltungen auf Kunststoffsubstrat bis zu hohen Frequenzen reflexionsarm elektrisch zu verbinden. Derartige Verbindungen von Substrat zu Substrat sollen dabei möglichst leicht lösbar ausgeführt sein, um die elektrische Funktion des einzelnen Schaltkreises jederzeit durch Aufnahme in Testadaptern prüfen zu können, was bei durch Lötung hergestellten Verbindungen nicht ohne weiteres möglich ist

Bei einem durch die DE-OS 23 48 165 bekannten Verbindungselement wird das Problem der leichten Lösbarkeit in der Weise gelöst, daß ein Träger vorgesehen ist, in dem ein Kontaktelement und gefederte Druckelemente aus Isolierstoff angeordnet sind, die jeweils im Bereich der Kontaktierungsstellen zwischen Kontaktelement und Leiterbahnen ruf dem Kontaktelement aufliegen. Der Träger ist dabei meist mit einem Zapfen versehen, der in einer Bohrung eines die Substrate tragenden Gehäusebodens eingesetzt ist. Es ist daraus ferner die eingangs genannte Anordnung (Fig. 11 — 13) bekannt, bei der die gefederten Druckelemente aus einem plattenförmigen Isolierteil mit symmetrisch zur Mitte angeordneten, senkrecht zur Plattenebene verlaufenden stiftförmigen Ansätzen bestehen und ferner auf der den Ansätzen gegenüberliegenden Seite des plattenförmigen Isolierteils eine Druckfeder-Kraft angreift Die Druckfeder verspannt einen Haltebügel gegen die Unterseite der Substratauflage, der durch diese hindurchgreift und das plattenförmige Isolierteil anpreßt. Die Lösbarkeit und Wiedereinsetzbarkeit dieses Kontaktelementes ist hierbei jedoch von der Oberseite der Substratplatten her zumindest sehr schwierig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verbindungselement in der Weise zu verbessern, daß unter Gewährleistung guter elektrischer Übertnigungseigenschaften eine leichte Lösbarkeit von der Oberseite her möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs ! angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes finden sich in den Ansprüchen 2 bis 9.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei ist in den F i g. 1 bis 4,5 bis 7 und 8 bis 10 jeweils ein ^usführungsbebpiel eines Verbindungselementes in verschiedenen Längsschnitten und einer Draufsicht dargestellt.

Das Verbindungselement nach den Fig. 1 bis 4 besteht aus einer metallischen Halterung 1 mit einem Zapfen 5, au^f dem ein gefedertes Druckelement aufgesetzt ist. Dieses besteht aus einem plattenförmigen Isolierteil 3 mit einem hülsenartigen Ansatz im Anlagebereich des Zapfens 5 und mit zwei Ansätzen 7, die senkrecht zur Plattenebene verlaufend, symmetrisch zur zentrischen Bohrung angeordnet sind. Die stiftförmigen Ansätze 7 drücken über eine an der Oberseite des Isolierteiles 3 angreifende Feder 4 die Enden eine Kontaktbrücke bildenden Kontaktelementes 2 auf die Leiterbahnen der Leiterplatten bzw. Substrate 10, 11 und stellen die elektrische Verbindung her. Zur definierten Kontaktierung sind die Ansätze 7 abgeschrägt und laufen in Rundungen 8 aus. Das Kontaktelement 2 ist in einer aus zwei Halbsphalen 12, 13 bestehenden Isolierung eingesetzt, die ihrerseits in einer Ausnehmung der Halterung 1 angeordnet sind. Die Halbschalen 12,13 sind zum Einsetzen des Kontaktelementes 2, bestehend aus einem Federband, mit Nuten 14, 15, 16 und zur Fixierung zueinander mit je einer Bohrung 17 und einem zylindrischen Ansatz 18 versehen, die beim Zusammensetzen ineinandergreifen. Die Nuten 14,15,16 sind in unterschiedlicher Höhe bzw.

ίο in schrägem Verlauf angeordnet, so daß je nach Dicke der Leiterplatten bzw. des Substrats das Kontaktelement 2 in eine der Nuten 14 oder 15 der Isolierstoffteile 12,13 eingelegt werden kann (vgl. F i g. 1, bei der rechts und links der Mittellinie verschiedene Einbaulagen des Kontaktelementes 2 dargestellt sind), oder bei unterschiedlicher Dicke der Leiterplatten bzw. Substrate 10, 11 in die schräg verlaufende Nut 16 (vgl. F i g. 2).

Um bei verschiedenen Dicken der Leiterplatten bzw. Substrate eine Schrägstellung des Isolierteiles 3 zu ermöglichen, ist der Zapfen 5 ;m Bereich des Isolierteiles 3 nach beiden Seiten mit eiaer Schräge 9 versehen. Die Feder 4, mittels derer das wie eine Wippe gelagerte Isolierstoffteil 3 auf das Kontaktelement 2 gedrückt wird, ist eine Blattfeder mit einem unter einem stumpfen Winkel abgewinkelten Mittelteil und abgebogenen Endbereichen. Die Endbereiche liegen auf dem Isolierteil 3 auf, der gekrümmte mittlere Teil ist gegen eine auf dem Zapfen 5 aufgesetzte Hülse 6 abgestützt. Gegen Verdrehen der Blattfeder 4 sind am Isoliertei!

3 Rippen 19 vorgesehen, in die Aussparungen 20 an der Blattfeder 4 eingreifen. Zur Drehsicherung des Isolierteiles 3 ist ein Blech 21 vorgesehen. Diese Blech besitzt Nuten 22, in die die Ansätze 7 des Isolierteiles 3 eingreifen. Die Fixierung des Bleches 21 wird von

J5 abgebogenen Lappen 23 übernommen, die an den Seitenflächen der Halterung 1 anliegen und von einem Bund 24 an der Halterung 1, der in eine Bohrung 25 des Bleches 21 hineinragt. Gleichzeitig begrenzen die Lappen 23 die Einbaulage des Verbindungselementes, indem die Trennwände 26 des Gehäuses bzw. der Baugruppe zwischen die abgebogenen Lappen 23 eingreifen. Zur Befestigung des Verbindungse'ementes in den mit einem entsprechenden Durchbruch versehenen Trennwänden ist eine Buchse 27 auf pin Gewinde 28

Vi am Zapfen 5 der Halterung 1 aufgeschraubt und eine Platte 29 in die Buchse 27 eingesetzt.

Durch Drehen um 90° wird die Platte 29 mit Aussparungen 30, die in den Trennwänden vorgesehen sind, in Eingriff gebracht. Beim Herausschrauben der

>() Buchse 27 wird die Platte 29 verspannt, indem ein Bund 31 an der Buchse 27 gegen die Platte 29 anläuft und die Platte 29 gegen Flächen der Aussparungen 30 ai.gebrückt wird. Zum Einsetzen eines Werkzeuges ist die Buchse 27 mit einem Schlitz 32 versehen. Der

Yj Federdruck auf aas Kontaktelement 2 bei nicht eingesetztem Verbindungselement wird verhindert, indem bei abgenommener Platte 29 die Hülse 6 durch Entspannen der Blattfeder 4 nacii oben gleitet und von einer Fläche 33 der Hülse 6, die gegen den Bund 31 der

. Buchse 27 anläuft, begrenzt wird. Gleichzeitig wird dadurch ein Lösen der Teile von der Haiterung 1 verhindert.

Beim Einsatz des Verbindungselementes für Plattenbauweise werden die Trennwände durch Flachstücke 34 ersetzt, die mit einem in die Unterlage eingepreßten zapfenförmigen Ansatz 35 versehen sind. Diese Ausführungsform ist in den Fig. 3 und 4 in der Darstellung rechts der Mittellinie wiedergegeben.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 5 bis 7 entspricht die Ausbildung der gefederten Druckelemente mit dem Isolierteil 3, den daran angebrachten Ansätzen 7 und der wippenartigen Lagerung des Isolierteiles sowie der auf das Isolierteil drückenden Feder 4 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gemäß den Fig. I bis 4. Gleiches gilt auch für die elektrische Verbindung des Kontaktelementes 2 mit den Leiterbahnen der Leiterplatten bzw. Substrate 10, 11 sowie die Anordnung des Kontaktelementes 2 in einer aus zwei Halbschalen 12,13 bestehenden Isolierung und die Anordnung von Nuten zur Aufnahme des Kontaktelementes in verschiedener Höhe und Lage entsprechend der Dicke der Leiterplatten bzw. Substrate 10,11, so daß, um Wiederholungen zu vermeiden, auf diese Beschreibungstelle verwiesen wird.

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Fig. 5 bis 7 die Ausbildung der Aufnahme 100, die Gabelform aufweist und einen zapfenförmigen Ansatz 37 an der Unterseite, der in eine Bohrung des Gehäusebodens 36 eines die Leiterplatten bzw. Substrate 10, 11 aufnehmenden Gehäuses eingreift. In die Aussparung der gabelförmigen Aufnahme 100 ist in paralleler Lage zum Gehäuseboden 36 im Abstand der aus den Halbschalen 12, 13 bestehenden Isolierung ein piattenförmiges Druckstück 38 mit einem senkrecht zur Plattenebene aufgesetzten Zapfen 5 eingesetzt. Auf dem Zapfen 5 sind, wie im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, das Isolierteil 3 und die Feder 4 sowie ein rohrförmiges Zwischenstück (Hülse 39) als Gegenlager der Feder 4 aufgesetzt.

Zur Drehsicherung des Isolierteiles 3 sind am Druckstück 38 Lappen 40 vorgesehen, in die die Ansätze 7 des Isolierteiles 3 eingreifen. Die seitliche Begrenzung des Druckstückes 38 in der Aufnahme 100 wird von Einschnürungen 41 im Druckstück 38 übernommen. Sie greifen zwischen die angefrästen Seitenflächen 42 an der Aufnahme 100 ein. Das als Gegenlager der Feder 4 dienendes Zwischenstück 39 ist mit einer Schulter 43 ausgerüstet, die beim Aufschrauben einer metallischen Kappe 44 auf die Halterung 1 gegen eine Schulter 45 am Zapfen 5 anläuft, wodurch bei genügendem Federdruck auf das Kontaktelement 2 eine Überdehnung der Feder 4 vermieden wird. Der Federdruck auf das Kontaktelement 2 wird bei nicht eingesetztem Druckstück 38 vermindert, indem durch Entspannen der Feder 4 die Hülse 39 nach oben gleitet. Dabei läuft eine zweite Schulter 46 an der Hülse 39 gegen einen angerollten Bund 47 am Zapfen 5 an und begrenzt den Hub. Gleichzeitig wird dadurch ein Lösen der Teile vom Druckstück 38 verhindert. Das Verbindungselement ist in den Durchbruch einer Trennwand 26 eingesetzt, die in den Figuren strichpunktiert eingezeichnet ist.

Das Verbindungselement gemäß den Fig. 8 bis 10 entspricht in seinem grundsätzlichen Aufbau der Ausführungsform nach den F i g. 5 bis 7, nämlich hinsichtlich der Ausbildung der Aufnahme 100, des Druckstückes 38, der Isolierung für die Aufnahme des Kontaktelementes 2 und des Isolierteiles 3 mit den auf dem Kontaktelement 2 aufliegenden Ansätzen 7. Bezüglich dieser gemeinsamen Merkmale #\ru Jäher

i" auf die vorstehenden Beschreibungsteile verwiesen.

Unterschiedlich ist bei dieser dritten Ausführungsform die Verwendung einer zylindrischen Dnickfcder anstelle einer Blattfeder zur Erreichung des erforderlichen Kontaktdruckes des Isolierteiles 3 auf das Kontaktelement 2 sowie die Verwendung einer Abschirmkappe zur besseren elektrischen Abschirmi, ·^

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bzw. der Baugruppe, in die das Verbindungselement eingesetzt wird.

Die Druckfeder 47 und die Abschirmkappe 48 sind auf den Zapfen 5 des Druckstückes 38 aufgesetzt. Beim Aufschrauben der Kappe 44 auf die Aufnahme 100 wird die Druckfeder 47 zwischen einer Scheibe 49, die ebenfalls von dem Zapfen 5 aufgenommen wird und zwischen der Druckfeder 47 und dem Isolierteil 3 angeord ;?t ist, und einer Schulter 50 an der Abschirmkappe 48 gespannt, wodurch die Enden des Kontaktelementes 2 (Kontaktbrücke) über die Ansätze 7 am Isolierteil 3 auf die Kontaktien-r? der Leiterplat-

3» ten bzw. Substrate 10, 11 aufgidiuckt werden. Als Hubbegrenzung der Druckfeder 47 dienen die Seitenwände 51 der Abschirmkappe 48, die die Form zweier übereinander angeordneter Hohlkörper unterschiedlichen Durchmessers aufweist, wobei der Teil mit dem kleineren Durchmesser auf dem Zapfen 5 angeordnet ist und die Druckfeder 47 umschließt und der Teil mit größerem lichten Durchmesser über dem Isolierteil 3 mit den Ansätzen 7 angeordnet ist. Beim Aufschrauben der Kappe 44 auf die Aufnahme 100 über den Bund 52

■in und 53 laufen die Stirnflächen 54 der Seitenwände 51 der Abschirmkappe 48 gegen die Lappen 55 am Druckstück 38 auf und schützen gleichzeitig die Druckfeder 47 vor Überbeanspruchung. Zur vollständigen Abdeckung des Durchbruches in den Trennwänden

•ü 26 des Gehäuses sind in der Abschirmkappe 48 Schlitze 56 vorgesehen, in die beim Einsetzen des Druckstückes 38 in die Aufnahme 100 die Trennwände 26 eingreifen und diese überlappen. Die Entlastung des Kontaktelementes 2 bei nicht eingesetztem Druckstück 38 '.. die

in Aufnahme 100 erfolgt in gleicher Weise, wie dies vorstehend für die Ausführungsform gemäß den Fig. 5 bis 7 beschrieben worden ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1 Patentansprüche:

1. Lösbares Verbindungselement zur reflexionsarmen elektrischen Verbindung von auf einer Unterlage nebeneinanderliegenden Schaltungsplatten gegebe- s nenfalls unterschiedlicher Höhe, deren gedruckte Leiterbahnen tragende Oberflächen parallel verlaufen, unter Verwendung einer auf den miteinander zu kontaktierenden Leiterbahnen aufliegenden, in Form einer flachen, aus einem Federplättchen bestehenden Kontaktbrücke, auf der ein unter Federwirkung stehendes Druckelement aus Isolierstoff im Bereich der Kontaktierungsstellen zwischen Kontaktbrücke und Leiterbahnen etwa senkrecht aufliegt und die Kontaktbrücke von einem Isolier-Stoffkörper gehaltert ist, der in den Spalt zwischen den die zu kontaktierenden Leiterbahnen tragenden beiden Substraten eingreift, und wobei die Kontaktbrücke mit ifci 3n beidseitig überstehenden Enden auf den miteinander zu kontaktierenden Leiterbahnen der Substrate aufliegt und die Druckelemente aus einem plattenförmigen, wippenartig gelagerten Isolierteil mit symmetrisch zur Mitte angeordneten, senkrecht zur Plattenebene verlaufenden stiftförmigen Ansätzen bestehen und wobei ferner auf der den Ansätzen gegenüberliegenden Seite des plattenförmigen Isolierteils eine Druckfeder-Kraft angreift, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffkörper (12, 13) die Kontaktbrücke (2) umgibt und in eine Aussparung einer metallischen Halterung (1) lösbar eingesetzt ist, die nach oben hin als im wesentlichen zylindrischer Zapfen (5) fortgesetzt ist, daß auf diesen Zapfen das plattenförmige mit den Ansätzen (7) versehene Isolierte!. (3), das in seiner Mitte auf den maximalen Durchmesser des Zapfens (5) aufgebohrt ist, aufgesetzt ist und daß die Druckfeder (4,47) unmittelbar auf der Oberseite des Isolierteils (3) aufliegt und dieses gegen ein am oberen Ende des Zapfens angeordnetes, verschraubbares Gegenlager(6,27,29;39,44; 44,48) verspannt, daß das Gegenlager über eine Schraubverbindung mit beidseitigen Stützen (26, 34, 100) an der Unterlage befestigt ist, daß ferner der Zapfen (5) im Bereich des plattenförmigen Isolierteils (3) von dessen Mittellage aus nach beiden axialen Richtungen hin etwas verjüngt ist, so daß ein kugelähnliches Schwenklager für das Isoliertei! (3) entsteht.

2. Lösbares Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffkörper aus zwei Halbschalen (12, 13) besteht, in die die so Kontaktbrücke (2) eingesetzt ist.

3. Lösbares Verbindungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Seitenwänden der Halbschalen (12, 13) parallel in verschiedenen Höhen verlaufende Nuten (14,15,16) für das Kontaktelement (2) angebracht sind, die durch eine Schrägnut miteinander verbunden sind.

4. Lösbares Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder aus einer Blattfeder (4) besteht, die in wi der Draufsicht ein H bildet, deren vier linden nach innen zurückgebogen sind und auf dem Isolierteil (3) aufliegen, und die in ckr Mitte des H eine Durchbrechung hat, durch die der Zapfen (5) hindurchgreift, wobei der mittlere gekrümmte Teil ■ der Blattfeder (4) an einer im ausgebauten Zustand des Verbindungselementes nach außen begrenzt axial verschiebbaren Hülse (6) abgestützt ist.

5. Lösbares Verbindungselement nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder aus einer Schraubenfeder (47) besteht.

6. Lösbares Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen, die beidseits eines Durchbruches in einer Trennwand (26) verbleibenden Wandteile bilden und daß zur Befestigung des Verbindungselemente eine auf dem Zapfen (5) der Halterung (1) aufschraubbare Buchse (27) vorgesehen ist, in die eine mit zwei gegenüberliegend an einer Kreisfläche angebrachten lappenförmigen Vorsprüngen versehene Platte (29) eingesetzt ist, die durch Verdrehen mit ihren Vorsprüngen in Nuten der Wandteile in Eingriff kommt (F ig. 1 bis 4).

7. Lösbares Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte aus Zapfen (5) samt Kontaktbrücke (2) und Druckfeder (4, 47) bestehende Anordnung in eine metallische, gabelförmige, die Stützen bildende Aufnahme (100) mit kreisförmigem Querschnitt einsetzbar ist, die im Gabelgrund einen in eine Bohrung zwischen den Substraten (10, 11) eingebrachten Ansatz (37) und am anderen Ende ein Gewinde hat, auf das eine Überwurfmutter (44) aufschraubbar ist, die eine über den Zapfen (5) gesteckte Hülse (39), die am Zapfen unverlierbar gehalten ist, auf eine Feder (4, 47) drückt (F i g. 5 bis 10).

8. Lösbares Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehsicherung in Η-Form für das Isolierteil (3) vorgesehen ist, durch dessen offene Schenkel die stiftförmigen Ansätze (7) hindurchgreifen.

9. Lösbares Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über den Ansätzen (7) eine glockenförmig metallische Abschirmkappe (48) angeordnet ist. die so groß bemessen ist, daß sie die Kippbarkeit des Isolierteiles (3) nicht behindert.