DE3208065A1

DE3208065A1 - Loesbarer anschluss einer elektrischen leitung an eine kaschierte leiterbahn einer leiterplatte

Info

Publication number: DE3208065A1
Application number: DE19823208065
Authority: DE
Inventors: Jürgen 8551 Hemhofen Bliesner; Kurt 8551 Hallerndorf Großmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-03-05
Filing date: 1982-03-05
Publication date: 1983-09-15
Also published as: ATA53283A; AT382266B; DE3208065C2; IN158984B; US4464010A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 82 P 3 0 6 0 DE

Lösbarer Anschluß einer elektrischen Leitung an eine kaschierte Leiterbahn einer Leiterplatte

Die Erfindung betrifft einen lösbaren Anschluß einer elektrischen Leitung an eine kaschierte Leiterbahn einer Leiterplatte.

Die Entwicklung elektronischer Hochleistungsbauelemente, beispielsweise von Hochvolt-Schalttransistoren ließ die Leistung sehr stark steigen, die bei mit solchen Bauelementen bestückten Leiterplatten sicher beherrscht werden muß. Eines der zu bewältigenden Probleme ist der Anschluß von Versorgungsleitungen an die kaschierten Leiterbahnen solcher Leiterplatten, wobei die Versorgungsleitungen einen Querschnitt besitzen müssen, der zur übertragung von Strömen im Bereich von 50 A und mehr ausreicht. Bei solchen, im Handel erhältlichen Leiterplatten der eingangs genannten Art sind die Anschlüsse der Versorgungsleitungen mit eingeschwallten Kabeln oder mit eingepreßten und eingeschwallten Gewindebuchsen realisiert, in denen die Anschlußleiter verschraubt sind. Bei diesen bekannten Anschlüssen sind die Übergangswiderstände relativ hoch, so daß es bei großen Strömen zu einer unzulässigen Temperaturbelastung der Leiterplatte und ihrer Leiterbahnen im Anschlußbereich kommen kann. Außerdem kann es bei den bekannten Anschlüssen wegen der starren Anschlußleiter zu Biegebelastungen der Leiterplatte kommen, die ebenfalls Betriebsstörungen auslösen können.

Soe 2 Bim / 03.03.1982

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Es besteht die Aufgabe, einen Anschluß der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sowohl ein kleiner Übergangswiderstand, als auch kleine mechanische Belastungen im Bereich des Anschlusses auf der Leiterplatte auftreten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Leiterplatte mit zwei etwa parallel zueinander von einer Kante aus verlaufenden Schlitzen versehen ist, wobei die Fläche zwischen beiden Schlitzen auf wenigstens einer Leiterplattenseite die Kaschierung der Leiterbahn umfaßt, daß in jedem Schlitz ein Seitenteil eines Klemmkäfigs gesteckt ist, daß auf jeder Leiterplattenseite eine Kontaktplatte aufliegt, die zwischen den Seitenteilen des Klemmkäfigs beweglich angeordnet ist, daß jede Kontaktplatte seitlich abstehende Zungen aufweist, die beidseits die Schlitze teilweise mechanisch überbrücken, daß zwischen der auf der Kaschierung aufliegenden K_ontaktplatte und dem Klemmkäfig die Leitung eingeklemmt ist und daß zwischen der anderen Entlastungsplatte und dem Klemmkäfig die Klemmvorrichtung angreift.

Bei dem erfindungsgemäßen Anschluß liegt die elektrisch leitende Kontaktplatte, mit der die Leitung festgeklemmt ist, großflächig auf der Kaschierung der Leiterbahn auf. Der Übergangswiderstand im Kontaktierungsbereich ist damit sehr klein und unzulässige Temperaturbelastungen der Leiterplatte, insbesondere der Kaschierung im Bereich des Anschlusses treten nicht auf. Durch die weitgehend formschlüssig in die Schlitze eingefügten Seitenteile des Klemmkäfigs werden in der Ebene der Leiterplatte angreifende Kräfte, insbesondere Drehmomente aufgenommen. Biegemomente, die senkrecht zur Ebene der Leiterplatte wirken, werden vermittels der Zungen der Kontaktplatten aufgenommen, die die

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Schlitze mechanisch überbrücken. Die zwischen den Schlitzen liegende Leiterplattenzunge wird damit völlig entlastet. Damit erfüllt der erfindungsgemäße Anschluß die gestellten Forderungen, wobei noch zu betonen ist, daß er ohne Zeitaufwand montiert werden kann und daß er aus wenigen Einzelteilen auch in Serienfertigung billig herzustellen ist.

Das Abfangen des Biegemomentes von der Leiterplattenzunge zwischen den beiden Schlitzen kann noch verbessert werden, wenn die seitlich abstehenden Zungen beider Entlastungsplatten so angeordnet sind, daß sie miteinander fluchten bzw. sich überdecken.

Die Stromdichte in der Kaschierung der Leiterbahn läßt sich noch weiter dadurch verringern, daß die Kaschierung auch auf einen Flächenbereich außerhalb der Schlitze erstreckt ist. Bei doppelt kaschierter Leiterbahn können im Raum zwischen den Schlitzen durchkontaktierte Bohrungen angeordnet sein. Damit erhält man eine gute Stromaufteilung auf beiden Leiterplattenseiten, wobei auch die Schlitze selbst zur Durchkontaktierung metallisiert sein können. Die Leiterbahn wird damit auch zur Führung sehr großer Ströme ertüchtigt.

Im folgenden wird der erfindungsgemäße Anschluß beispielhaft anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil einer Leiterplatte 1 mit kaschierten Leiterbahnen 2, die für einen Anschluß an eine elektrische Leitung 3 größeren Querschnitts vorgesehen sind. Beidseits der Kaschierung jeder Leiterbahn 2 sind parallellaufende Schlitze 4a und 4b vorgesehen, die von der Kante 5 der Leiterbahn aus verlaufen. Der Raum bzw. die Zunge 1c zwischen den Schlitzen 4a und 4b ist jeweils von der Kaschierung der

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VPA 82 P 3 0 6 0 OE Leiterbahn 2 voll bedeckt. Die beiden Leiterbahnen 2 des Ausführungsbeispiels nach Figur 1 demonstrieren, daß für den erfindungsgemäßen Anschluß nicht nur Leiterbahnen geeignet sind, die einen rechten: Winkel mit der Kante 5 der Leiterplatte 1 einschließen.

Um die Übersicht zu wahren, ist bei der Leiterplatte 1 nach Figur 1 der erfindungsgemäße Anschluß lediglich für ein einziges mehradriges Kabel 3 gezeichnet. Die Adern 3a des Kabels 3 sind in einem Klemmkäfig 6 verklemmt, der in Figur 2 in der Vorderansicht und in Figur 3 im Seitenaufriß gezeigt ist. Der Klemmkäfig 6 ist kastenförmig aus einem Blechstrelfen gebogen. Die Seitenteile 6a und 6b sind praktisch formschlüssig in die Schlitze 4a und 4b der betreffenden Leiterplatte 1 eingefügt. Auf jeder Leiterplattenseite 1a und 1b liegt eine Kontakt- bzw. Druckplatte 7 bzw. 8 auf. Zumindest die Kontaktplatte 7 liegt auf der Kaschierung der Leiterbahn 2 auf und zwischen die Kontaktplatte 7 und den Verbindungssteg 6c des Klemmkäfigs 6 sind die Adern 3a des Kabels 3 eingeklemmt. Zwischen der Kontaktplatte 8 und dem entsprechenden Verbindungssteg 6d ist die Klemmvorrichtung angeordnet, die im Ausführungsbeispiel eine Klemmschraube 6e ist, die im Klemmkäfig 6 verschraubt ist und die auf der Kontaktplatte 8 aufliegt.

Die Form der Kontaktplatten 7 und 8 ist in Figur 4 detailliert dargestellt, die ohne den Klemmkäfig 6 eine Draufsicht auf die Platten 7 und 8 zeigt. Jede Platte ist mit seitlich abstehenden Zungen 7a bzw. 8a versehen, die so lang sind, daß beidseits die Schlitze 4a und 4b mechanisch überbrückt werden. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 4 sind Zungen 7a bzw. 8a an beiden Enden der Platten 7 und 8 angeordnet, so daß diese in der Draufsicht Doppel-T-förmig sind und sich die Zungen 7a und 8a beider Kontaktplatten 7 und 8 im eingebauten

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Zustand überdecken. Durch diese Zungen 7a und 8a werden Biegemomente, die senkrecht zur Ebene der Leiterplatten wirken, auf die gesamte Leiterplatte übertragen, womit die Leiterplattenzunge 1c zwischen den beiden Schlitzen 4a und 4b von diesen Biegemomenten entlastet wird. Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 sind die Zungen 7a bzw. 8a an beiden Enden der Kontaktplatten 7 bzw. 8 unterschiedlich lang. Die Einführung der Kontaktplatten 7 und 8 in das kastenförmige Innere des Klemmkäfigs wird damit erleichtert.

Figur 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Kaschierung der Leiterbahn 2. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich die Kaschierung nicht nur in der Fläche zwischen den beiden Schlitzen 4a und 4b sondern die Kaschierung ist auch noch in den Bereichen 2a außerhalb der Schlitze vorhanden. Damit wird die Stromdichte in der Kaschierung weiter herabgesetzt, da über die Zungen 7a bzw. 8a Strom auch in die Bereiche 2a der Leiterbahn 2 eingespeist wird. Die in Figur 1 bis 5 dargestellte Leiterplatte ist doppelt kaschiert, d.h. Leiterbahnen 2 befinden sich überdeckend auf den beiden Leiterplattenseiten 1a und 1b. Durch metallisierte Durchkontaktierungen, die mit den Bohrungen 9 angedeutet sind und die sich im Bereich der Zunge 1c zwischen den Schlitzen 4a und 4b befinden, wird eine gute Stromaufteilung auf beiden Leiterplattenseiten sichergestellt.

Auf die Aufnahme von Biegemomenten, die senkrecht zur Leiterplatte wirken, vermittels der Zungen 7a und 8a wurde bereits eingegangen. Zu betonen ist noch, daß durch die Schlitze 4a und 4b und das weitgehend formschlüssige Einpassen der Seitenteile 6a und 6b des Klemmkäfigs 6 in diese Schlitze Kräfte, die in der Ebene der Leiterplatte wirken, beispielsweise Drehmomente der Verschraubung aufgenommen werden.

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VPA 82 P 3 O 6 O DE Wegen der großen Kontaktflächen zwischen den Kontaktplatten 7 und 8 und den Kabeladern 3a und der Kaschie~ rung der Leiterbahn 2 wird mit dem erfindungsgemäßen Anschluß nicht nur ein kleiner Übergangswiderstand und damit nur eine geringfügige Erwärmung auch bei großen Strömen erhalten, sondern durch die konstruktive Ausgestaltung des Anschlusses werden auch die insbesondere mit der inflexiblen Leitung 3 eingeprägten Kräfte auf die gesamte Leiterplatte 1 verteilt, so daß Betriebsstörungen durch mechanische Einwirkungen am Anschluß praktisch ausgeschlossen sind.

5 Figuren

5 Patentansprüche

Claims

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Patentansprüche

^Lösbarer Anschluß, einer elektrischen Leitung an eine kaschierte Leiterbahn einer Leiterplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (1) mit zwei etwa parallel zueinander von

verlaufenden Schlitzen (4a, 4b)

aufweist, die beidseits die Schlitze (4a, 4b) mechanisch überbrücken, daß zwischen der auf der Kaschierung (2) aufliegenden Kontaktplatte (7 bzw. 8) und dem Klemmkäfig (6c) die Leitung (3a) eingeklemmt ist und daß zwischen der anderen Kontaktplatte (8 bzw. 7) und den Klemmkäfig (6d) die Klemmvorrichtung (6e) angreift.
2. Anschluß nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die beiden seitlich abstehenden Zungen 7a, 8a) beider Kontaktplatten (7, 8) sich überdecken.
3. Anschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kaschierung (2) auch auf einen Flächenbereich (2a) außerhalb der Schlitze (4a, 4b) erstreckt.

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4. Anschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß bei doppelt kaschierter Leiterbahn (2) im Raum zwischen den Schlitzen (4a, 4b) durchkontaktierte Bohrungen (9) angeordnet sind.
5. Anschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei doppelt kaschierter Leiterbahn (2) die Schlitze (4a, 4b) durchkontaktiert sind.