DE3012147A1

DE3012147A1 - Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE3012147A1
Application number: DE19803012147
Authority: DE
Inventors: Melvyn Ramsay Bell; Ian Douglas Gooch
Original assignee: Ferranti PLC
Current assignee: Ferranti International PLC
Priority date: 1979-03-31
Filing date: 1980-03-28
Publication date: 1980-10-09
Also published as: GB2047475A; GB2047475B; FR2453582A1; FR2453582B1; US4369485A

Description

Patentanwälte Dipl. Ir _s. Hans-Jürgen Müller 3012147

Dr. rcr. cat. Thomas Berendt ^J

Lr.-lug. Hans Leyh tudlf-Grahn-S.'raßa 30 O 6 MCnchsn 80

Unser Zeichen: A 14 Lh/fi

Ferranti Limited

Hollinwood, Lancashire/ England

S chaltungs anordnung

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Ferranti Ltd.

- A 14 367 -

3012U?

Beschreibung

Die Erfindung betrifft Schaltungsanordnungen, insbesondere solche mit wenigstens einer Komponente, die entweder eine diskrete Komponente oder ein Modul enthält, mit von diesen ausgehenden Leitungen, sowie einem wenigstens im wesentlichen planaren Substrat, auf welchem die Komponenten angeordnet sind, wobei das Substrat einen Kühlkörper aufweisen kann.

In der deutschen Patentanmeldung P 29 39 503.7 ist eine Schaltungsanordnung beschrieben, mit einem wenigstens im wesentlichen planaren Substrat, auf dessen wenigstens einer Hauptfläche wenigstens eine Komponente mit von ihr ausgehenden Leitungen angeordnet ist, wobei auf dieser Hauptfläche des Substrates ferner ein Anschlußstecker mit einer Mehrzahl von elektrisch leitenden Verbindungsstücken vorgesehen ist, und jedes Verbindungsstück mit einer Leitung dieser Komponente zusammenwirkt und außerdem eine Anschlußklemme für die Schaltung bildet, und die Verbindungsstücke an einem Block aus einem elektrisch isolierenden Material des Steckers angebracht sind.

Insbesondere auf eine Schaltungsanordnung dieser Art bezieht sich die Erfindung.

Wenn mehr als eine Komponente in der Schaltung vorgesehen ist, ist es zweckmäßig, jeder Komponente einen Anschlußstecker zuzuordnen, so daß verschiedene Anschlußstecker für verschiedene Komponenten verwendet werden. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit und der Übersichtlichkeit wird jedoch in der nachfolgenden Beschreibung und in den Ansprüchen von einem Anschlußstecker gesprochen, der einer Komponente der Schaltung zugeordnet ist.

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Da die Komponente und der Anschlußstecker auf derselben Hauptfläche des Substrates liegen, wird die Anordnung der Komponente innerhalb der Schaltung und die Anordnung der Anschlußklemmen erleichtert. So ist es möglich, die erforderlichen elektrischen Verbindungen zwischen den Leitungen der Komponente und der Anschlüsse der Schaltung ohne Verwendung einer gedruckten Schaltkreisplatte herzustellen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine solche Schaltungsanordnung, wie sie eingangs genannt wurde, zu verbessern und einfacher zu gestalten, so daß eine oder mehrere Komponenten schnell und einfach, z.B. bei Fehlern, ausgewechselt werden können.

Nach der Erfindung umfaßt eine Schaltung ein wenigstens im wesentlichen planares Substrat, auf dessen wenigstens einer Hauptfläche wenigstens eine Komponente mit von dieser ausgehenden Leitungen angebracht ist, ferner wenigstens einen Anschlußstecker auf dieser einen Hauptfläche des Substrates, der mit der Komponente verbunden ist und eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Verbindungsstücken oder Anschlußstücken aufweist, von denen jedes mit einer Leitung der Komponente verbunden ist und einen Anschluß für die Schaltung bildet, wobei die Verbindungsstücke an einem Block aus elektrisch isolierendem Material des Anschlußsteckers angebracht sind und die Komponente oder das Modul in der Schaltungsanordnung in leicht lösbarer Weise durch leicht lösbare Klemmeinrichtungen befestigt ist, wobei die erforderliche Klemmwirkung zwischen dem Substrat und der Klemmeinrichtung auftritt.

Der Anschlußstecker kann an dem Substrat in jeder geeigneten Weise befestigt werden. Er kann die Mittel zur Befestigung am Substrat enthalten. Er kann ferner von bekannter Bauweise sein.

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Die Klemm- oder Spanneinrichtung für die Komponente oder das Modul kann wenigstens einen Teil des Anschlußsteckers enthalten. Bei jeder Ausführungsform tritt die erforderliche Klemmwirkung wenigstens teilweise zwischen dem Substrat und dem Anschlußstecker auf. Wenn mehr als eine Komponente oder Modul vorgesehen ist, kann eine gemeinsame Klemmeinrichtung vorgesehen werden.

Die Komponente oder das Modul ist damit an dem Substrat in leicht lösbarer Weise befestigt.

Der Anschlußstecker und das Modul/oder die Komponente, die mit ihm verbunden ist, können eine Unter-Baugruppe oder eine Unter-Einheit bilden, welche an dem Substrat angebracht wird, um den Schaltkreis zu vervollständigen. Die Befestigung des Anschlußsteckers an dem Substrat kann in leicht lösbarer Weise erfolgen, beispielsweise kann er an das Substrat in leicht lösbarer Weise angeklemmt werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Modul oder die Komponente an dem Isolierblock in leicht lösbarer Weise angebracht werden. Ggf. sind die Anschlußstücke an dem Isolierblock in leicht lösbarer Weise befestigt, so daß sie mit der Komponente ersetzt oder ausgewechselt werden können, wobei sie zweckmäßigerweise herausnehmbar in Bohrungen des Isolierblockes eingesetzt sind, beispielsweise mittels eines Paßsitzes oder Festsitzes. Alternativ kann die Komponente in leicht lösbarer Weise mit den AnSchlußstücken verbunden sein.

Zweckmäßigerweise verlaufen die Leitungen der Komponente oder des Moduls wenigstens im wesentlichen in wenigstens einer Ebene parallel zu dieser einen Hauptfläche des Substrates, wobei die Leitungen ggf. von zwei gegenüberliegenden Flächen der Komponente ausgehen, und jede Leitung wenigstens im wesentlichen in einer von zwei Ebenen parallel zu dieser einen Hauptfläche des Substrates verläuft, in welchen Ebenen die

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Leitungen liegen/ wobei die Leitungen von einer Fläche der Komponente ausschließlich wenigstens im wesentlichen in einer der beiden Ebenen parallel zu dieser Hauptfläche des Substrates verlaufen,und Leitungen von verschiedenen Flächen der Komponente in verschiedenen Ebenen parallel zu dieser Hauptfläche des Substrates liegen.

Die Klemmeinrichtung für die Komponente oder das Modul kann einen stabilen Teil aufweisen, sowie einen elastischen Teil zwischen dem stabilen Teil und der Komponente, derart, daß diese Komponente nicht durch die Klemmwirkung beschädigt wird.

Wenigstens einige der Leitungen können mit einem elektrisch isolierenden Material überzogen sein und der elastische Teil der Klemmeinrichtung für die Komponente kann zwischen dem elektrisch isolierenden Material, das die Leitungen bedeckt,und dem festen Teil der Klemmeinrichtung angeordnet sein. Der elastische oder federnde Teil der Klemmeinrichtung und das elektrisch isolierende Material, das die Leitungen umschließt, kann eine zusammengesetzte Struktur oder Gruppe bilden, vor dem Einbau in die Schaltung.

Die Leitungen der Komponente können an den Anschlußstücken in jeder bekannten Weise angebracht werden. Die Anschlußstücke können an dem Block aus Isoliermaterial in jeder geeigneten Weise befestigt werden.

Obwohl die Anschlußstücke jede geeignete Form haben können, haben sie zweckmäßigerweise eine Fassung, die integral mit einem Zapfen oder Stift ausgebildet ist, wobei die Fassung mit einer Leitung der Komponente verbunden ist und der Zapfen einen Anschlußstift der Schaltung bildet.

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Es können mehr als eine Komponente oder Module an einen Anschlußstecker angeschlossen sein und/oder mehr als ein Anschlußstecker kann mit einer Komponente oder einem Modul verbunden sein, wie oben erwähnt/ ist es jedoch zweckmäßig, wenn mehr als eine Komponente oder Modul in der Schaltung vorgesehen sind, jeweils individuell einen Anschlußstecker für jede Komponente oder Modul vorzusehen.

Eine Vielzahl von Anschlußsteckern kann in der Schaltung vorgesehen werden. Mehr als ein Anschlußstecker kann auf dieser einen Hauptfläche des Substrates angeordnet werden und/oder wenigstens ein Anschlußstecker kann auf jeder von beiden gegenüberliegenden Hauptflächen des Substrates vorgesehen sein. Bei der letztgenannten Ausführungsform können die Leitungen der Komponente oder des Moduls längs jeder von beiden gegenüberliegenden Hauptflächen des Substrates verlaufen,und/oder wenigstens ein Modul oder eine Komponente der Schaltung ist auf jeder von beiden gegenüberliegenden Hauptflächen des Substrates zweckmäßigerweise vorgesehen.

Das Substrat der Schaltung kann einen Kühlkörper aufweisen, oder es kann aus einem elektrisch isolierenden Mterial bestehen.

Nach einem weiteren Aspekt umfaßt die Erfindung eine Kombination aus einer Schaltung nach einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen und wenigstens einem zusätzlichen Anschlußstecker, der mit dem oder den Steckern der Schaltung zusammenwirkt und in diese eingreift.

Entweder ein gemeinsamer zusätzlicher Stecker oder eine Mehrzahl von zusätzlichen Steckern können mit den Anschlußsteckern der Schaltung zusammenwirken. Zweckmäßigerweise sind die Anschlußstecker der Schaltung so angeordnet, daß sie linear längs

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eines linearen Randes des Substrates verlaufen oder liegen. Der oder die Verbindungsstecker können von bekannter Form sein.

Nach einem weiteren Aspekt umfaßt die Erfindung eine Kombination aus wenigstens einem ersten Schaltkreis, der eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen nach der Erfindung haben kann, sowie wenigstens einen zweiten Schaltkreis, wobei durch die Kombination eine komplexere Schaltung aufgebaut wird, als die Einzelschaltkreise darstellen.

Wenn mehr als ein Modul und/oder Komponente in einem Schaltkreis nach der Erfindung vorgesehen ist, können die erforderlichen elektrischen Verbindungen zwischen den Komponenten und/oder Modulen durch einen zweiten Schaltkreis gebildet werden. Der Schaltkreis nach der Erfindung und dieser zweite Schaltkreis können in geeigneter Form gekoppelt werden, um eine komplexere Schaltung aufzubauen.

Der wenigstens eine zweite Schaltkreis kann wenigstens eine Gruppe oder ein Muster von Leitern auf einem elektrisch isolierenden Träger aufweisen, beispielsweise eine gedruckte Schaltungsplatte. Module und/oder Komponenten der komplexeren Schaltung können in dem zweiten Schaltkreis ausgebildet sein.

Der zweite Schaltkreis kann direkt an die Anschlußklemmen des ersten Schaltkreises gelegt sein, oder es kann ein Verbindungsstecker oder Verbindungselement, wie der oben genannte zusätzliche Verbindungsstecker, vorgesehen werden zwischen jedem zweiten Schaltkreis und jedem ersten Schaltkreis, der mit dem zweiten Schaltkreis verbunden wird, wobei dieser zusätzliche Stecker jede geeignete Form haben kann.

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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben, in der

Fig. 1 in Draufsicht und teilweise im Schnitt eine bevorzugte Ausführungsform einer Schaltung nach der Erfindung zeigt.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1, wobei ein erster Schaltkreis dargestellt ist, zusammen mit einem zugeordneten Verbindungs stecker, der·-mit den Anschlußsteckern des ersten Schaltkreises zusammenwirkt, wobei ferner ein Teil eines zweiten Schaltkreises gezeigt ist.

Fig. 3 zeigt perspektivisch einen zusammengesetzten elektrisch isolierenden Teil des ersten Schaltkreises der Fig. 1 und 2, wobei durch diesen Teil sowohl die Leitungen eines Moduls isoliert und das Anklemmen des Moduls an das Substrat des Schaltkreises ohne Beschädigung des Moduls erleichtert wird.

Fig. 4 entspricht Fig. 2, zeigt jedoch eine modifizierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung.

Die dargestellte Schaltung hat ein im wesentlichen planares Substrat mit einem Kühlkörper 10 aus Aluminium, wobei das Substrat eine rechteckige Form in Draufsicht hat. Auf einer Hauptfläche 11 des Kühlkörpers 10 sind vier in Draufsicht rechteckige oder viereckige Module 12 angebracht, von denen jedes eine Mehrzahl von Leitungen 13 (gezeigt nur in Fig. 2) aufweist, die von jeder von zwei gegenüberliegenden Flächen jedes Moduls ausgehen. Vier Anschlußstecker 14, die ebenfalls Teile der Schaltung enthalten bzw. bilden, sind vorgesehen, welche sich längs und angrenzend an einen Rand oder eine Kante

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der Hauptfläche 11 des Kühlkörpers 10 erstrecken. Die Leitungen 13 verlaufen wenigstens im wesentlichen in zwei parallelen Ebenen, die parallel zu der die Module tragenden Fläche 11 des Substrates 10 sind.

um die Abfuhr von Wärme vom Kühlkörper 10 zu erleichtern, ist dieser mit Rippen )0' versehen, d.h. der Kühlkörper hat nur im wesentlichen planare Form.

Jeder Anschlußstecker 14 umfaßt einen Block 15 aus elektrisch isolierendem Material, mit Bohrungen 16 in jedem Block 15, in welchen eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Anschlußstücken 17 (gezeigt nur in Fig. 2) sitzen, wobei je ein Anschlußstück 17 in je einer Bohrung 16 angeordnet ist. Jedes Anschlußstück 17 hat eine Fassung 18 zur Aufnahme einer Leitung 13 und einen integral angeformten Zapfen 19, der einen Anschlußstecker der Schaltung bildet, wobei der Anschluß mit einer Fassung eines Verbindungssteckers 20 zusammenwirkt, der nur in Fig. 2 gezeigt ist und der der Schaltung zugeordnet ist und gegen eine Fläche des Blockes anliegt. Der zusätzliche Stecker 20 hat einen bekannten Aufbau.

Da die Module 12 und die Anschlußstecker 14 auf der Hauptfläche 11 des Kühlkörpers 10 angeordnet sind, wird die Anordnung der Module und der Anschlußklemmen 19 innerhalb der Schaltungsanordnung erleichtert. So ist es leicht möglich, eine gewünschte Schaltungsanordnung aufzubauen und insbesondere die erforderlichen elektrischen Verbindungen zwischen den Modulen und den Klemmen 19 ohne Verwendung einer gedruckten Schaltkreisplatte innerhalb der Schaltung herzustellen.

Jedes Anschlußstück verläuft parallel zu wenigstens im wesentlichen der Gesamtheit der Leitung, mit der es verbunden ist. Somit verlaufen die Anschlußstücke parallel zueinander und

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parallel zur Hauptfläche 11 des Substrates. Sie erstrecken sich ferner rechtwinklig sowohl zu einer Oberfläche des Isolierblockes, gegen welche der Verbindungsstecker 20 anliegt, als auch zu einer gegenüberliegenden Fläche des Isolierblockes.

Bei der Herstellung der Schaltung werden zunächst die Fassungen 18 der Anschlußstücke 17 des Steckers 14 mit den Leitungen 13 der Module 12 verbunden. Damit sind die Verbindungsstücke 17 innerhalb jedem Block 15 aus dem Isoliermaterial befestigt. Alternativ können, was nicht gezeigt ist, die Anschlußstücke 17 an dem Isolierblock angebracht werden, ehe sie mit den Modul-Leitungen verbunden werden. Bei jeder derartigen Ausführungsform bildet die Kombination aus dem Isolierbbck und dem mit ihm verbundenen Modul eine Unter-Einheit, die an dem Substrat angebracht wird, wenn der Schaltkreis vervollständigt wird.

Die Fassung 18 jedes Verbindungsstückes 17 kann um die zugehörige Leitung 13 festgezogen oder festgeklemmt werden, ehe das Verbindungsstück 17 in seine Bohrung 16 im Block 15 eingesetzt wird. Die Fassungen brauchen nicht als vollständiger Zylinder ausgeführt sein, sondern sie können jede geeignete Konstruktion haben, wobei wenigstens ein Abschnitt um die zugeordnete Leitung 13 angezogen bzw. an ihr befestigt werden kann. Die Verbindungsstücke 17 als Ganzes sind so aufgebaut, daß sie mit Festsitz oder Preßsitz in den Bohrungen 16 des Blockes 15 sitzen, nachdem sie mit den Leitungen 13 verbunden worden sind. Die Verbindungsstücke 17 erstrecken sich nicht über die Bohrungen 16 hinaus und sind daher in dem Block 15 eingebettet.

Jeder Block aus dem elektrisch isolierenden Material ist an das Substrat mittels einer Brücke oder eines Steges 30 angeklemmt,

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der einen Teil des Anschlußsteckers bildet. Der Steg 30 ist an dem Substrat durch Schrauben 31 befestigt, die sich durch nicht-gezeigte Löcher erstrecken. Das gemeinsame Brückenelement oder-der Steg überspannt jeden Isolierblock 15 und er hat vier Abschnitte, von denen jeder einen Isolierblock übergreift. Jeder Abschnitt des Steges 30 hat vier im Schnitt rechteckige oder quadratische Schenkel 34, wobei je ein Schenkel 34 an jeder Ecke des Abschnittes des Steges angeordnet ist, um den Isolierblock zu überspannen oder überbrücken, wobei sich die Schenkel quer zu dem Stegabschnitt erstrecken, der den Isolierblock übergreift. Jedes benachbarte Paar von Abschnitten des gemeinsamen Steges teilt sich in ein gemeinsames Paar von Schenkeln, so daß fünf Paare von Schenkeln für die vier dargestellten Anschlußstecker vorgesehen sind. Jeder Isolierblock sitzt mit engem Sitz zwischen gegenüberliegenden Flächen der beiden Paare der Schenkel 34, die den Isolierblock umfassen. Die Bohrungen für die Schrauben 31, durch welche der gemeinsame Steg an dem Substrat angeschraubt ist, verlaufen durch drei im Abstand angeordnete Paare der Schenkel des Brückengliedes oder Steges.

Benachbarte Paare der Isolierblöcke 15 wirken miteinander in geeigneter Weise zusammen, sowie mit dem gemeinsamen Steg. Die Form der Isolierblöcke ist derart, daß sie untereinander in der Schaltung austauschbar sind.

Zweckmäßigerweise ist die Schaltung so aufgebaut, daß die Module 12 leicht austauschbar sind, beispielsweise wenn -.-sie fehlerhaft sind, und es ist erforderlich, daß die Module 12 abnehmbar an der Schaltungsanordnung in leicht lösbarer Weise befestigt sind. Es ist daher zweckmäßig, die Module nicht direkt an dem Substrat anzubringen. Insbesondere haften die Module nicht an dem Substrat, sondern es ist eine Klemmeinrichtung 40 für die Module vorgesehen.

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Die Klemmeinrichtung 40 umfaßt einen festen oder stabilen Teil 41 mit einem Abschnitt 42, der die Module 12 überspannt oder überbrückt, und einen Bund 43 zwischen dem Abschnitt 42 und dem Substrat 10. Ein gemeinsamer fester Abschnitt 41 ist für die vier Module der Schaltung vorgesehen. Schrauben 44 verlaufen durch den Bund 43, um den festen Abschnitt 41 an dem Substrat in leicht lösbarer Weise zu befestigen. Der Bund 43 erstreckt sich längs dreier Kanten des Abschnittes 42 und die vierte Kante dieses Abschnittes ist mit einen lippenförmigen Abschnitt 46 versehen. Wie Fig. 2 zeigt, ist der lippenförmige Abschnitt 46 dazu gedacht, mit dem Steg 30 zusammenzuwirken, der ebenfalls einen Teil der Klemmeinrichtung bildet und zwar durch Eingriff unter einen Flansch oder Rand 47 des Steges 30, wobei die Lippe in elastischem Eingriff mit dem Rand 47 durch die elastische Wirkung von Teilen 48 gehalten wird, die ebenfalls zu der Klemmeinrichtung 40 gehören und die zwischen den Modulen 12 und dem gemeinsamen Abschnitt 42 des festen Teiles 41 angeordnet sind. Die Anordnung ist so getroffen, daß die erforderliche Klemmwirkung für die Module zwischen dem Substrat und der Klemmeinrichtung vorgesehen ist und insbesondere zwischen dem Substrat und dem Abschnitt des Teiles 41 der Klemmeinrichtung. Die Verwendung der elastischen Teile 48 verhindert, daß die Module durch die Klemmwirkung beschädigt werden. Ein Teil der Klemmwirkung tritt zwischen dem Substrat und den Anschlußsteckern über den festen Teil 41 der Klemmeinrichtung auf.

Jeder elastische Teil 48 der Klemmeinrichtung ist Teil eines zusammengesetzten Aufbaus, der zu der Schaltung gehört, wobei der elastische Teil an Isolierhülsen 13' für die Modul-Leitungen befestigt wird, ehe er in die Schaltung eingesetzt wird, wobei diese zusammengesetzte Struktur in Fig. 3 gezeigt ist. Die Isolierhülsen 13', die mit dem elastischen Teil 48 verbunden

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sind, ummanteln die Modul-Leitungen, die sich in derjenigen der beiden Ebenen erstrecken, die weiter vom Substrat entfernt ist. Isolierhülsen 13· sind ferner für die Modul-Leitungen vorgesehen, die sich in der anderen der beiden Ebenen erstrecken, diese sind jedoch nicht mit dem elastischen Teil der Klemmeinrichtung verbunden. Alternativ können die Isolierhülsen für die Leitungen, die in der anderen der beiden Ebenen verlaufen, ebenfalls mit dem elastischen Teil 48 verbunden sein und zu der zusammengesetzten Einheit hinzugenommen werden, ehe diese in die Schaltung eingebaut wird.

Die zusammengesetzte Einheit braucht nicht zusammengebaut zu werden, ehe sie in die Schaltung eingebaut wird, es ist auch möglich, daß die Isolierhülsen mit den elastischen Teilen der"Klemmeinrichtung verbunden verden, nachdem die Hülsen auf die Leitungen aufgebracht worden sind.

Die Befestigung jedes Isolierblockes auf dem Substrat erfolgt in leicht lösbarer Weise, weil die Brücke oder der Steg 30 an dem Substrat in leicht lösbarer Weise befestigt ist. Ggf. kann ein Isolierblock 15 mit einem Modul 12 ausgewechselt werden. Zusätzlich oder alternativ ist jedes Modul 12 mit dem Isolierblock in leicht lösbarer Weise verbunden, ebenfalls sind die Anschlußstücke 17 mit dem Isolierblock in leicht lösbarer Weise verbunden, so daß sie mit dem Modul ausgewechselt werden können und sie sitehz.B. mit Paßsitz bzw. Preßsitz in den Bohrungen 16 des Isolierblockes. Alternativ können die Leitungen 11 jedes Moduls in leicht lösbarer Weise mit den Anschlußstücken verbunden sein.

Wie Fig. 2 zeigt, besteht der zugeordnete Verbindungsstecker aus einem Block 50 aus elektrisch isolierendem Material, der Bohrungen 51 aufweist, in welche eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Anschlußstücken 52 eingesetzt ist, wobei je ein An-

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schlußstück 52 einzeln in jeder Bohrung 51 sitzt. Jedes Anschlußstück 52 hat eine Fassung 53, die teilweise in Fig.1 aufgeschnitten dargestellt ist und die mit einem Zapfen 19 eines Anschlußsteckers der Schaltung zusammenwirkt. Zu diesem Zweck erstreckt sich ein Abschnitt der Fassung 53 über die zugeordnete Bohrung 51 hinaus. Innerhalb der Bohrung 51 ist die Fassung 53 mit einem Leiter 54 verbunden, der mit einem zweiten Schaltkreis zusammenwirkt, der allgemein mit 60 bezeichnet ist. Zweckmäßigerweise verlaufen in der dargestellten Ausführungsform benachbarte Paare von Leitern des Anschlußsteckers 20 , obwohl sie im wesentlichen insgesamt parallel zueinander liegen, in vier parallelen Ebenen, um die Herstellung des elektrischen Kontaktes mit ihnen zu erleichtern.

Die modifizierte Schaltungsanordnung nach Fig. 4 entspricht derjenigen nach den Fig. 1 und 2 und es werden dieselben Bezugszeichen verwendet, um dieselben oder ähnliche Teile zu kennzeichnen.

Die Schaltung nach Fig. 4 unterscheidet sich von derjenigen nach den Fig. 1 und 2 insofern, als die Klemmeinrichtung 40', obwohl sie auch mit dem Steg oder der Brücke 30 versehen ist, einen die Module überbrückenden Abschnitt 42' hat, der ein Teil des festen Abschnittes 41' ist und integral mit dem Steg 30 ausgeführt ist. Wiederum entsteht ein Teil der Klemmwirkung zwischen dem Substrat 10 und den Anschlußsteckern 14.

Anstatt einen gemeinsamen Stecker vorzusehen, kann auch eine Mehrzahl von Steckern vorgesehen werden, die mit den Anschlußsteckern 14 der Schaltung zusammenwirken.

Die Leitungen können sich von nur einer Fläche jedes Moduls aus

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erstrecken und nur in einer gemeinsamen Ebene parallel zu der Oberfläche des Substrates, das die Module trägt, verlaufen, und die Isolierhülsen, die diese Leitungen ummanteln, können einen Teil einer zusammengesetzten Einheit zusammen mit den elastischen Teilen der Klemmeinrichtung bilden. Alternativ können die elastischen Teile an die Module direkt, anstatt an die Modul-Leitungen, angrenzen.

Es ist jedoch nicht wesentlich, eine solche zusammengesetzte Einheit innerhalb der Schaltung vozusehen, es ist auch möglich, daß die elastischen Teile nur an die Hülsen der Modul-Leitungen angrenzen und mit diesen verbunden oder an diesen befestigt werden. Ggf. kann auf die elastischen Teile auch verzichtet werden. Es ist nicht erfordiElich, daß die Klemmeinrichtung wenigstens einen Teil der Anschlußstecker enthält und es braucht der Teil der Klemmwirkung nicht zwischen dem Substrat und den Anschlußsteckern auftreten.

Separate Klemmeinrichtungen können für jedes Modul der Schaltung vorgesehen werden. Die Klemmeinrichtung kann jede geeignete Form aufweisen und sie kann innerhalb der Schaltung in jeder geeigneten, leicht lösbaren Weise befestigt sein. Es ist feria: nicht erforderlich, daß die Klemmeinrichtung mit den Anschlußsteckern in der Schaltung zusammenwirkt.

Wenigstens ein Modul der Schaltung kann weggelassen werden und wenigstens eine diskret abgepackte Komponente statt dessen vorgesehen werden, von der ggf. nur zwei Leitungen ausgehen, wobei jedoch wenigstens ein Modul oder eine Komponente in der Schaltung enthalten sind. Es kann nur ein Modul und ein Anschlußstecker in der Schaltung vorgesehen werden.

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Es ist nicht erforderlich/ daß alle Verbindungsstücke 17 des VerbindungsSteckers 14 mit Modulen oder Komponenten zusammenwirken. So kann beispielsweise von den Modulen 12 eines weggelassen werden, oder es können unterschiedliche Module mit unterschiedlichen Anzahlen von Leitungen verwendet werden.

Es können mehr als eine Komponente oder mehr als ein Modul an einen Anschlußstecker angeschlossen werden, und/oder es können mehr als ein Anschlußstecker mit einer Komponente oder einem Modul verbunden werden. Die Module können jeden geeigneten Aufbau haben, beispielsweise können es Dünnfilm-Module bekannter Ausführungform sein.

Die Komponenten, wenn vorgesehen, können bekannte Formen sein, z.B. Widerstände und Kondensatoren. Die Verbindungsstücke 17 können an dem Block 15 in jeder geeigneten Weise befestigt werden, anstatt in Bohrungen eingesetzt oder eingepreßt zu werden. Jeder Anschlußstecker der Schaltung kann jede geeignete Form haben und auf dem Substrat in jeder geeigneten Form angebracht werden. Die Leitungen können mit den Verbindungsstücken in jeder geeigneten Weise verbunden werden. Die Verbindungsstücke können jede geeignete Form haben. Sie brauchen nicht im wesentlichen in den Isolierblock eingebettet zu sein, sondern sie können wenigstens teilweise überstehen oder freiliegen, nachdem sie an dem Isolierblock angebracht worden sind.

Das Substrat muß nicht einen Kühlkörper enthalten, sondern es kann beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen. Wenn es nicht erforderlich ist, daß der Anschlußstecker leicht lösbar mit der Komponente verbunden ist, kann der Isolierblock des Anschlußsteckers integral mit dem elektrisch isolierenden Substrat ausgebildet sein.

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Wenigstens ein Anschlußstecker kann auf jeder von beiden gegenüberliegenden Hauptflächen des Substrates angeordnet sein. Bei dieser Anordnung können die Leitungen der Komponente längs jeder von beiden gegenüberliegenden Hauptflächen des Substrates verlaufen und/oder wenigstens eine Komponente der Schaltung kann auf jeder von beiden gegenüberliegenden Hauptflächen des Substrates angeordnet werden.

Die Schaltung kann eine modifizierte Ausführungsform haben, wie in der oben genannten Anmeldung beschrieben und das Modul oder die Komponente haben Leitungen, die wenigstens im wesentlichen in wenigstens einer Ebene parallel zu dieser einen Hauptfläche des Substrates verlaufen, und der Block aus dem elektrisch isolierenden Material wird durch wenigstens eine Brücke oder einen Steg des Anschlußsteckers gehalten und die Anordnung ist derart, daß, wenn dieser Steg an dem Substrat angebracht wurde, : der Block mit dem Steg zusammenwirkt, so daß er zwischen dem Steg und dem Substrat in einer Weise gehalten ist, die eine Bewegung des Blockes relativ zu dem Substrat und relativ zu dem Steg in einer Ebene normal zu dieser einen Hauptfläche des Substrates erlaubt. Der Isolierblock ist somit zwischen dem Steg und dem Substrat beweglich oder schwimmend gehalten.

Die zuläasige Bewegung des Blockes gewährleistet, daß Herstellungstoleranzen bei dem Block größer sein können als sie sonst erforderlich sind. Ferner wird durch die zulässige Bewegung des Blockes die Ausrichtung des Blockes in die vorgegebene Position innerhalb der Schaltung erleichtert, wenn der Anschlußstecker zum Eingriff mit einem weiteren äußeren Stecker gebracht wird, wobei sich der Block in die vorgegebene Position bewegen kann, in welcher er geeignet ausgerichtet ist. Es können Mittel zum Ausrichten vorgesehen werden, um dies zu erleichtern. Es ist erforderlich, daß der Block fest

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in der Schaltung gehalten wird, wenn der Anschlußstecker der Schaltung in Eingriff mit einem äußeren Stecker oder Verbindungselement gebracht wird.

Die zulässige Bewegung des Blockes relativ zu dem Substrat und relativ zu dem Steg kann längs einer oder beider von zwei senkrecht zueinander liegenden Achsen innerhalb der Ebene erfolgen, die normal zu dieser einen Hauptebene des Substrates liegt. Das Ausmaß der zulässigen Bewegung des Blockes längs der oder jeder der senkrecht zueinander liegenden Achsen kann im wesentlichen gleich der Breite eines Verbindungsstückes längs dieser Achse sein.

Die vorbeschriebene Schaltung kann zusätzlich oder alternativ eine modifizierte Form haben, wobei die Komponente Leitungen hat, die von zwei gegenüberliegenden ihrer Flächen ausgehen, wobei die Leitungen von einer Fläche der Komponente ausschließlich wenigstens im wesentlichen in einer von zwei Ebenen verlaufen, die parallel zu dieser einen Hauptfläche des Substrates liegen, und Leitungen von unterschiedlichen Flächen der Komponente in unterschiedlichen Ebenen parallel zu dieser Hauptfläche des Substrates liegen, wobei ferner der Block aus Isoliermaterial aus zwei trennbaren Teilen besteht, welche übereinander angeordnet und fest mit dem Substrat in geeigneter Weise innerhalb der fertigen Schaltung verbunden sind, wobei die von einer Fläche der Komponente ausgehenden Leitungen ausschließlich an die Verbindungsstücke gelegt sind, die an einem der beiden Blockabschnitte angebracht sind, wobei die Leitungen, die von verschiedenen Flächen der Komponente Ausgehen, an Verbindungsstücke gelegt sind, die an verschiedenen Blockteilen befestigt sind, wobei ferner die Verbindungen zwischen den Verbindungsstücken und den Leitungen wenigstens teilweise dadurch geschützt sind, daß diese Verbindungen am, im oder angrenzend an den Isolierblock ausgebildet sind.

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Durch die Verwendung eines Isolierblockes aus zwei trennbaren Teilen können die Leitungen, die von einer Fläche der Komponente oder des Moduls ausgehen, an ihren zugeordneten Anschlußstücken und an dem zugeordneten Teil des Isolierblockes angebracht werden, und die Leitungen, die von der anderen Oberfläche der Komponente oder des Moduls ausgehen, können einfah und zweckmäßig an den ihnen zugeordneten Anschlußstücken und dem ihnen zugeordneten Teil des Isolierblockes befestigt werden, ehe die Komponente oder das Modul und der Isolierblock auf dem Substrat der Schaltung angebracht werden. Danach können die Leitungen in ihre relativen Positionen gebogen werden, die in dem fertigen Schaltkreis erforderlich sind, wobei die beiden Teile des Isolierblockes übereinander angeordnet werden. In dieser Form bilden die Komponente oder das Modul und der Isolierblock zusammen eine Unter-Einheit der Schaltung. Diese Unter-Einheit wird dann auf dem Substrat angebracht, um die Schaltung zu vervollständigen. Die Verbindungen zwischen den Anschlußstücken und den Leitungen sind wenigstens teilweise geschützt, während die Komponente oder das Modul und der Isolierblock auf dem Substrat befestigt werden. Die Anschlußstücke körinen an den getrennten Teilen des Isolierblockes angebracht werden, zuvor oder nachdem die Leitungen der Komponente oder des Moduls mit den Anschlußstücken verbunden werden.

Wenigstens ein erster Schaltkreis nach einer der Ausführungsformen der Erfindung kann mit wenigstens einem zweiten Schaltkreis 60, wie in Fig. 2 gezeigt, gekoppelt werden, um eine komplexere Schaltung aufzubauen, die einen weiteren Aspekt der Erfindung darstellt. Jeder zweite Schaltkreis hat ggf. wenigstens einen Verbindungsstecker, wie den Stecker 20, der mit dem oder den Anschlußsteckern des ersten Schaltkreises zusammenwirkt, obwohl die ersten und zweiten Schaltkreise auch in anderer ge-

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eigneter Weise miteinander gekoppelt werden können.

Die erforderlichen elektrischen Verbindungen zwischen den Modulen und/oder Komponenten des ersten Schaltkreises können durch den zweiten Schaltkreis gebildet werden. Dieser zweite Schaltkreis kann wenigstens eine Gruppe oder ein Muster von Leitern auf einem elektrisch isolierenden Träger aufweisen, z.B. eine gedruckte Schaltungsplatte.

Wenigstens ein Modul oder eine Komponente der komplexeren Schaltung können in dem zweiten Schaltkreis ausgebildet sein.

Der Aufbau der komplexeren Schaltung wird damit erleichtert, es ist einfach, einen ersten Schaltkreis mit einer fehlerhaften Komponente oder Modul herauszunehmen, und es ist möglich, eine Standard-Konstruktion für jeden der ersten Schaltkreise und ggf. auch eine Standard-Konstruktion für jeden der zweiten Schaltkreise zu verwenden, um unterschiedliche komplexere Schaltungen aufzubauen. Die ersten Schaltkreise und die zweiten Schaltkreise können ggf. untereinander nur in der Form und/oder der Anzahl der Module und/oder Komponenten abweichen oder variieren.

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Zusammenfassung:

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einem planaren Substrat 10, das auf einer Fläche 11 Anschlußstecker 14 und Module 12 trägt/ wobei die Module an das Substrat in leicht lösbarer Weise mit Hilfe von Einrichtungen 40 angeklemmt sind, so daß ein Modul leicht ersetzt werden kann, wenn es z.B. einen Fehler hat, wobei ein elastischer bzw. federnder Teil 48 der Klemmeinrichtung zwischen jedem Modul und einem Festteil 41 der Klemmeinrichtung angeordnet ist, so daß das Modul nicht durch die Klemmwirkung beschädigt wird. Ggf. kann der elastische Teil isolierende Hülsen 13' für die Leitungen der Module umfassen,und die Klemmeinrichtung kann wenigstens ein Teil der Anschlußstecker enthalten, so daß die erforderliche Klemmwirkung wenigstens teilweise zwischen dem Substrat und den Anschlußsteckern wirkt.

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Leerseite

Claims

Ferranti Ltd. - A 14 367 - Patentansprüche

1."Ί Schaltungsanordnung mit einem wenigstens im wesentlichen planaren Substrat, auf dessen wenigstens einer Hauptfläche wenigstens eine Komponente oder ein Modul mit von diesem ausgehenden Leitungen angebracht ist, mit wenigstens einem Anschlußstecker, der ebenfalls auf dieser einen Hauptfläche des Substrates angeordnet ist und der mit dem Modul oder der Komponente verbunden ist und eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Verbindungsstücken aufweist, von denen jedes mit einer Leitung der Komponente oder des Moduls zusammenwirkt, sowie eine Anschlußklemme der Schaltung bildet, wobei die Verbindungsstücke an einem Block aus einem elektrisch isolierenden Material des Anschlußsteckers befestigt sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Komponente oder das Modul an der Schaltungsanordnung in leicht lösbarer Weise durch leicht lösbare Klemmeinrichtungen befestigt ist, derart, daß die Klemmkraft zwischen dem Substrat und der Klemmeinrichtung auftritt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Klemmeinrichtung für die Komponente oder das Modul wenigstens einen Teil des Anschlußsteckers enthält, und daß die Klemmkraft wenigstens zum Teil zwischen dem Substrat und dem Anschlußstecker auftritt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Komponente oder das Modul und der mit ihm verbundene Anschlußstecker eine Unter-Einheit bilden.

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4. Schaltungsanordnung nach einem· der Ansprüche 1,2 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Anschlußstecker an dem Substrat in leicht lösbarer Weise befestigt ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Komponente oder das Modul an dem Isolierblock des Anschlußsteckers in leicht lösbarer Weise befestigt ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke an dem Isolierblock in leicht abnehmbarer Weise befestigt sind.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Komponente oder das Modul mit den Verbindungsstücken in leicht lösbarer Weise verbunden ist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die von dem Modul oder der Komponente ausgehenden Leitungen wenigstens im wesentlichen in wenigstens einer Ebene parallel zur der einen Hauptfläche des Substrates verlaufen.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitungen von zwei gegenüberliegenden Flächen des Moduls oder der Komponente ausgehen, daß jede Leitung wenigstens im wesentlichen in einer von zwei Ebenen parallel zu dieser einen Hauptfläche des Substrates liegt, daß die Leitungen von einer Fläche der Komponente oder des Moduls ausschließlich wenigstens im wesentlichen in einer der beiden Ebenen parallel zu dieser Hauptfläche des Substrates verlaufen, und daß Leitungen, die von ver-

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schiedenen Flächen der Komponente oder des Moduls ausgehen, in verschiedenen Ebenen parallel zu dieser einen Hauptfläche des Substrates angeordnet sind.

10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Klemmeinrichtung für die Komponente oder das Modul einen festen Abschnitt und einen elastischen Abschnitt zwischen dem festen Abschnitt und der Komponente oder dem Modul aufweisen, so daß die Komponente oder das Modul durch die Klemmwirkung nicht beschädigt wird.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Leitungen mit einem elektrisch isolierenden Material überzogen sind, und daß der elastische Abschnitt der Klemmeinrichtung zwischen dem elektrisch isolierenden Mantel der Leitungen und dem festen Teil der Klemmeinrichtung angeordnet ist.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Teil der Klemmeinrichtung und der elektrisch isolierende Mantel der Leitungen eine zusammengesetzte Einheit bilden.

13. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Substrat einen Kühlkörper aufweist.

14. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Substrat aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.

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