DE2840890A1 - Mehrlagenverbindungsplatte mit mindestens einer loecher aufweisenden metallplatte und mit mindestens einer durchplattierte loecher ausweisenden gedruckten leiterplatte - Google Patents

Description

• Mehrlagenverbindungsplatte mit mindestens einer Löcher auf-
• weisenden Metallplatte und mit mindestens einer durchplattiert Löcher ausweisenden gedruckten Leiterplatte Mehrlagenverbindungsplatte mit mindestens einer Löcher aufweisenden-Metallplatte und mit mindestens einer durchplattierte Löcher ausweisenden gedruckten Leiterplatte Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrlagenverbindungsplatte mit mindestens einer Löcher aufweisenden Metallplatte und mindestens einer durchplattierte Löcher aufweisenden, gedruckten Leiterplatte sowie mindestens einem Steckverbinder, dessen in einer Halterung angeordnete Kontakte je aus einem federteil 9 einem sich an das Federteil anschließenden Mittelteil, einem vom Mittelteil ausgehen-' den Basisteil und einem von diesem vorspringenden Stift bestehen.
• Eine derartige Verbindungsplatte ist bereits bekannt (DT-OS 24 53 843). In die Steckverbinder werden gedruckte Leiterpiatten mit ihren am Plattenrand befestigten Gegen kontakten eingefügt Auf diesen Leiterplatten befinden sich elektrische oder elektronische Bausteine. Die mit einer oder mehreren Metallplatte zu einer Mehrlagenverbindungsplatte verbundenen gedruckten Leiterplatten dienen zur Herstellung von Leitungsverbindungen zwischen Kontakten eines oder-mehrerer Steckverbindungen. Diese Leiterplatten ersetzen daher ganz oder zum Teil die Rückwandverdrahtung in Magazinen, die mit elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen bestückte Leiterplatten enthalten.
• Die Metallplatten führen Masse- oder Betriebspotential, das über die Kontakte der Steckverbinder den elektronischen Bauelementen zugeführt wird.
• Bei der bekannten Mehrlagenverbindungsplatte befindet sich das Gehäuse für die Steckverbinder auf einer gedruckten Leiterplatte. Die Basisteile der Kontakte sind in die durchplattierten Löcher der Leiterplatten eingepreßt.
• Die Länge der Basisteile entspricht in etwa der Stärke der gedruckten Leiterplatte. Die Stifte ragen in die Bohrungen der Metallplatten, Verbindungen zwischen den Stiften und den Metallplatten werden durch Muffen erzeugt, die über die Stifte geschoben und in die Metallplattenbohrungen eingepreßt werden. Bei der bekannten Nehrlagenverbindungsplatte werden die aufeinanderliegenden Platten durch die Reibungskräfte zwischen den Muffen und den Stiften sowie zwischen den Sasisteilen und den durchplattierten Wänden zusammengehalten.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrlagenverbindungsplatte der eingangs erläuterten Gattung derart weiterzuentwickeln, daß eine Verbindung zwischen den Kontakten und einer oder mehreren Metallplatten sowie der gedruckten Leiterplatten ohne Muffen herstellbar ist.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Länge das Basisteils der Stärke einer oder mehrerer, ge gebenenfalls durch Isolierlagen voneinander getrennter Metallplatten sowie der Stärke der gegebenenfalls durch Isolierlagen voneinander getrennten Leiterplatten und wenigstens einem Teil der Stärke der äußeren Leiterplatte angepaßt ist, daß die Halterung an der Metallplatte anliegt und daß die Basisteile zur Herstellung einer Verbindung mit der Metallplatte und mit den gedruckten Leiterplatten jeweils in Löcher, die auf die Querschnitte abgestimmt sind, im Preßsitz eingefügt sind.
• Da die Herstellung und das Einsetzen der Muffen eingespart werden kann, läßt sich Mehrlagenverbindungsplatte kostengünstiger fertigen. Da die Reibungskräfte zwischen dem Basisteil und den Wänden der Löcher der Metallplatte bzw. gedruckten Leiterplatte den Zusammenhalt gewährleisten, ist die Verbindung zwischen den Platten fester als bei der Verwendung der kleinen Muffen.
• Yoraugsweise ist die eine der Metallplatten an einem Gehäuse befestigt, das für die Aufnahme von aufgedruckten Leiterplatten angeordneten elektronischen Bauelementen vor-' gesehen ist. Die Leiterplatten mit den elektronischen Bauelementen sind an jeweils einem Rand mit den Gegenstücken der Steckverbinder der Mehrlagenplatte bestückt. Die Kontakte zwischen den Steckverbindern auf der Mehrlagenplatte und gedruckten Leiterplatten werden durch aneinandergepreßte Federteile hergestellt. Der Federdruck soll zur Verminderung des elektrischen Übergangswiderstands möglichst hoch sein. Beim Lösen der Steckkontaktverbindungen treten daher stärkere Reibungskräfte auf, durch die auf die Mehrlagerplatte eine Zugbeanspruchung in Richtung der Frontseite des Magazins ausgeübt wird. Die Verbindung zwischen den Kontakten des Steckverbinders und der am Gehäuse befestigten Platte muß dieser Beanspruchung standhalten. Bei der oben angegebenen Anordnung w#ird eine dem Magazininneren zugeandte Metallplatte an dem Gehäuse befestigt. Dies hat den Vorteil, daß einerseits die gegenüber den gedruckten Leiterplatten festere Verbindung zwischen Metallplatte und Basisteil den Beanspruchungen ausgesetzt ist und andererseits die Verbindungen zwischen den durchplattierten Löchern der gedruckten Leiterplatten und den Stiften von den Beanspruchungen entlastet werden. Weiterhin kann die für Massepotential bestimmte Metallplatte am Gehäuserahmen befestigt werden, wobei durch metallische Schrauben sowohl eine feste Verbindung als auch ein elektrisch leitender Übergang zum Gehäuse bzw. zur Wand oder zum Rahmen des Gehäuses erzielt wird.
• Eine aweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß die durchplattierten Löcher auf den Leiterplatten zur wahlweisen Isolierung der Kontakte nicht an Leiterbahnen angeschlossen sind. Bei dieser Anordnung tragen alle Basisteile zum Zusammenhalt der Elehrlagenverbindungsplatte bei, da jedes Basisteil mit einer Innenwahd einer jeden Leiterp atte verbunden ist. Die Anordnung von durchplattierten Kontakten auch an den Stellen der Leiterplatten, wo mit den Kontakten der Steckverbinder kein Anschluß erforderlich ist, bedeutet keinen zusätzlichen Aufwand, da ohnedies alle Löcher zugleich hergestellt und plattiert werden. Dagegen würde ein Mehraufwand dann entstehen, wenn die Löcher ohne gewünschte Kontaktverbindung größer ausgeführt sein uten als die anderen, durchplattierten Löcher.
• Yi einer zweckmäßigen Ausführungsform liegt die Härte des Materials des Basisteils um mindestens fünfzig Prozent über der Härte des Materials der Metallplatte.
• Durch diese Maßnahme werden Verformungen der Kontakte beim wiasetzen in die Löcher der Metallplatten vermieden. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn mehrere Metallplatten vorhanden sind, da dann auch die Beanspruchung der Kontakte zunimmt; Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere Merkmale sowie Vorteile ergeben.
• Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Teil einer Mehrlagenverbindungsplatte, Fig. 2 eine der in Fig. 1 dargestellten gedruckten Leiterplatten der Mehrlagenverbindungsplatte in Draufsicht.
• Eine Mehrlagenverbindungsplatte 1 besteht aus einer Metallplatte 2, und zwei gedruckten Leiterplatten 3,4.
• Die Platten 2,3,4 bilden einen Stapel. Zwischen der Metallplatte 2 und der gedruckten Leiterplatte 3 sowie zwischen den Leiterplatten 3 und 4 befinden sich Zwischenlagen 5 aus einem elektrisch isolierenden Material, bei dem es sich um eine Polyesterfolie handeln kann.
• In der Metallplatte 2 sind zwei Arten von Bohrungen 6,7 vorgesehen, die sich im Durchmesser voneinander unterscheiden. Die gedruckten Leiterplatten 3,4 enthalten ebenfalls Bohrungen 8.Die Wände 9 der Bohrungen sind durchplattiert. Auf den Ober- und Unterseiten der Leiterplatten 3,4 befinden sich nicht näher dargestellte, gedruckte Leiterbahnen. Die aufeinander gestapelten Platten 2,3,4 sind so zueinander ausgerichtet, daß die Bohrungen 6 und 8 zueinander fluchtend verlaufen.
• Die Metallplatte 2 trägt einen Steckverbinder 10, der aus einer Halterung 11 und Kontakten 12 besteht, die in Aussparungen 13 der Halterung 11 eingefügt sind. Jeder Kontakt 12 enthält ein Federteil 14, ein Mittelteil 15, ein Basisteil 16 und ein einen Stift 17. Das Federteil 14 weist zwei nicht näher dargestellte federnde Zungen auf, in die Gegensteckelemente von Steckverbindern eingeschoben werden, die sich auf anderen, nicht dargestellten Leiterplatten befinden. Diese Leiterplatten tragen elektrische bzw. elektronische Bauelemente. Jedem Steckverbinder 10 ist eine solche gedruckte Leiterplatte mit elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen, z.B. integrierten Schaltungen, Transistoren, Widerständen, Kondensatoren usw, zugeordnet. Die Leiterplatten sind in einem Magazin angeordnet, dessen eine Seitenwand 18 in der Zeichnung dargestellt ist.
• Auf der Mehrlagenverbindungsplatte 1 sind mehrere Steckverbinder 10 angeordnet, von denen in Fig. 1 nur einer gezeigt ist. Die Mehrlagenverbindungsplatte 1 bildet die Rückwand des Magazins.
• Die Länge des Basisteils 16 entspricht der Stärke der Metallplatte, der Stärke der isolierenden Zwischenlagen 5, der Stärke der Leiterplatte 3 und mindestens eines Teils der Starke der äußeren Leiterplatte 4. Die Basisteile i6 ragen in die Bohrungen 6 und 7 der Metallplatte 2 und die Bohrungen 8 der gedruckten Leiterplatten 3,4.
• Um eine feste und zugleich elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontakten 12 und der Metallplatte 2 sowie den durchplattierten Bohrungen 9 der gedruckten Leiterplatten 3 5 4 herzustellen, sind die Basisteile 16 im Preßsitz in die Bohrungen 6 und die durchplattierten Bohrungen 8 eingefügt.
• Die Basisteile 16 weisen vorzugsweise einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt auf. Die Kanten der Basisteile i6 sind in die Wände der Bohrungen 6 und die plattieren Zonen 9 eingepreßt.
• Die Metallplatte 2 führt z.B. Massepotential, das nicht allen der Kontakte 12 zugeführt werden soll. Wenn ein Kontakt 12 nicht leitend mit der Metallplatte 2 verbunden sein soll, wird eine Bohrung 7 vorgesehen, deren Durchmesser denjenigen der Bohrungen 6 übersteigt. Während die Durchmesser der Bohrungen 6 so auf den Querschnitt der Basisteile 16 abgestimmt sind, daß ein Preßsitz zustande kommt, findet zwischen der Wand, der Bohrung 7 und dem in die jeweilige Bohrung 7 ragenden Basisteil keine Berührung statt.
• In den Bohrungen 8 der gedruckten Leiterplatten 3 und 4 sind immer durchplattierte Wände 9 vorhanden, d.h. daß alle Basisteile i6 mit den Wänden 9 Kontakt haben. Die Leiterbahnen auf der Oberfläche der gedruckten Leiterplatten verlaufen zwischen Bohrungen 8 und sind mit den Wänden 9 leitend verbunden. Mit diesen Leiterbahnen, von denen in Fig. 2 einige Leiterbahnen 19 dargestellt sind, werden die erforderlichen elektrischen Verbindungen zwischen den über die Kontakte 12 angeschlossenen elektrischen bzw.
• elektronischen Bauelementen auf den nicht dargestellten Leiterplatten hergestellt. Nicht alle Kontakte 12 eines Steckverbinders 10 sind über die gedruckte Leiterplatte 3 an Kontakten anderer Steckverbinder durch Leiterbahnen 8 anzuschließen. Die Anzahl der Anschlüsse hängt von der jeweiligen Schaltung ab. Trotzdem sind die Basisteile 16 mit den durchplattierten Wänden 9 verbunden. Die Wände 9 stehen in diesem Fall jedoch nicht mit Leiterbahnen 19 in Verbindung. Dies geht aus der Fig 2 hervor.
• Die gedruckte Leiterplatte 4 kann dann verwendet werden, wenn die beiden Ebenen der Leiterplatte 3 nicht ausreichen, um alle Leiterbahnen zwischen den Kontakten 12 aufzunehmen.
• An die über die Platte 4 hinausragenden Enden der Stifte 17 können Drähte, z.B. in Wire-Wrap-Technik, angeschlossen werden. Durch die Preßverbindungen zwischen den Basisteilen i6 und den Wänden der Bohrungen 6,8 wird ein fester Zusammenhalt zwischen den Platten 2,3 und 4 erreicht. Es sind keine anderen Maßnahmen zum Zusammenhalten der Platten 2 und 3 erforderlich. Wenn die Gegenkontakte der Steckverbinder auf den mit elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen versehenen Leiterplatten aus den Kontakten 12 herausgezogen werden, entstehen in den Kontakten 12 Zugkräfte, die den Reibungskräften zwischen den Basisteilen 16 und den Wänden 6 und 8 entgegenwirken. Da diese Reibungskräfte durch die Art der Verbindung besonders groß sind, wird die Verbindung auch bei größeren Zugkräften nicht gelöst.
• Die Metallplatte 2, die z.B. Massepotential führt, ist an i#ren Rändern mittels Schrauben 21 an der Seitenwand 18 befestigt. Die Zugkräfte beim Herausziehen der mit elektronischen bzw. elektrischen Bauelementen bestückten Platten wirken also vorwiegend auf die Platte 2 ein, bei der eine besonders feste Verbindung zwischen den Metallwänden der Bohrungen 6 und den Basisteilen 16 vorliegt. Diese Anordnung eignet sich deshalb für Steckverbinder mit großen Anpreßkräften zwischen den Kontakten 12 und den Gegenkontakten der mit den elektronischen bzw. elektrischen Bauelementen bestückten Leiterplatten.
• In der Mehrzahl der Fälle reichen die beiden Seiten der Leiterplatte 3 für die Anzahl der Leiterbahnen 19 aus. Dann kan:5 die Mehrlagenplatte durch Einpressen der Steckverbinder 10 hergestellt werden. Durch den Einpreßvorgang werden alle gewünschten Verbindungen zwischen der Platte 2 und den Leiterbahnen auf der Platte 3 erzeugt. Muffen sind nicht erforderlich. Die Mehrlagenverbindungsplatte 10 läßt sich somit auf einfache Weise kostengünstig fertigen.
• Die Härte des Materials des Basisteils 16 ist vorzugsweise um mindestens 50% größer als die Härte des Materials der Netallplatte 2. Zweckmäßigerweise hat das Basisteil einen rechteckigen Querschnitt. Beim Einpressen des Basisteils ,in die Metallplatte 2, die vorwiegend aus Aluminium hergestellt ist, wird die Form des Basisteils 16 nicht verändert.
• Das Basisteil schneidet vielmehr mit seinen Kanten in die Wand der Bohrungen 6 ein. Aufgrund der Härteunterschiede läßt sich das Aluminium leicht verformen. Darüberhinaus ergibt sich ein guter elektrischer Kontakt mit geringem Übergangswiderstand.

Claims (4)

1. Patent ansprüche 1.Mehrlagenverbindungsplatte mit mindestens einer Löcher aufweisenden Metallplatte und mindestens einer durchplattierte Löcher aufweisenden, gedruckten Leiterplatte sowie mindestens einem Steckverbinder, dessen in einer Halterung angeordnete Kontakte je aus einem Federteil, einem sich an das Federteil anschließenden Mittelteil, einem vom Mittelteil ausgehenden Basisteil und einem von diesem vorspringenden Stift bestehen, da durch gekennzeichnet, daß die Länge des Basisteils (16) der Stärke einer oder mehrerer, gegebenenfalls durch Isolierlagen (5) voneinander getrennter Metallplatten (2) sowie der Stärke der gegebenenfalls durch Isolierlagen voneinander getrennten Leiterplatten (3,4) und wenigstens einem Teil der Stärke der äußeren Leiterplatte (3) angepaßt ist, daß die Halterung (11) an der Metallplatte (2) anliegt und daß die Basisteile zur Herstellung einer Verbindung mit der Metallplatte (2) und mit den gedruckten Leiterplatten (3,4) jeweils in Löcher, die auf die Querschnitte abgestimmt sind, (6,8) im Preßsitz eingefügt sind.
2. 2. Mehrlagenverbindungsplatte nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die bzw. eine der Metallplatten (2) an einem Gehäuse (18) befestigt ist, das für die Aufnahme von auf gedruckten Leiterplatten angeordneten, elektronischen Bauelementen vorgesehen ist.
3. 3. Mehrlagenverbindungsplatte nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die durchplattierten Löcher (8) auf den Leiterplatten (3,4) zur wahlweisen Isolierung der Kontakte (12) nicht an Leiterbahnen (19) angeschlossen sind.
4. 4. Mehrlagenverbindungsplatte nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Härte des Materials des Basisteils (16) um mindestens fünfzig Prozent über der Härte des Materials der Metallplatte (2) liegt.