DE3231380C2

DE3231380C2 - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Anschlusses

Info

Publication number: DE3231380C2
Application number: DE3231380A
Authority: DE
Inventors: Thor F. Wheaton Ill. Olson; Stephen A. Sampson
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 1981-09-18
Filing date: 1982-08-24
Publication date: 1986-12-11
Also published as: JPS58161277A; FR2513444B1; DE3231380A1; JPS5925346B2; CA1181530A; GB2107135B; GB2107135A; FR2513444A1

Abstract

Beschrieben wird eine Schaltkreis-Anschlußeinheit sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Hierbei wird zum Anschließen eine flache, flexible, mit elektrisch leitenden Bereichen (bzw. Leiterbahnen) versehene Platine o.dgl. zwischen zwei sich gegenüberstehenden, relativ steifen Plättchen angeordnet und ein Anschlußstift durch die Platine und die Plättchen gesteckt. Jedes Plättchen weist für jeden Anschlußstift eine Aufnahmeöffnung auf, die das Plättchen durchsetzt; die Aufnahmeöffnungen eines Plättchens werden zu den entsprechenden Aufnahmeöffnungen des anderen Plättchens ausgerichtet und so angeordnet, daß sie an der gewünschten Anschlußstelle des leitenden Bereiches liegen. Ein Anschlußstift wird in jede Aufnahmeöffnung der Plättchen gepreßt und in diesen festgehalten. Beim Einpressen wird der leitende Bereich der Platine durchstoßen und ein elektrischer Kontakt zwischen dem Bereich und dem Anschlußstift hergestellt. Ein Abschnitt des Anschlußstiftes ragt äußerlich aus einem der Plättchen heraus und kann zum Herstellen einer elektrischen Verbindung in eine Buchse gesteckt werden.

Description

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ßerte Anschlußbereiche vorgesehen, die von der ober-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung sten, isolierenden Schicht freigehalten sind. Der Aneines elektrischen Anschlusses einer flachen, flexiblen, Schluß eines anderen Leiters erfolgt mittels Löten. Der mit Leiterbahnen bzw. elektrisch leitenden Bereichen 65 Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß kalte Lötversehenen Platine, wobei ein Anschlußstift durch eine stellen auftreten können, daß hitzestabile Platinen verder Leiterbahnen und ein mit einer Aufnahmeöffnung wendet werden müssen, und daß der Lötvorgang selbst versehenes Plättchen hindurchgepreßt wird, bis ein En- kostspielig und zeitaufwendig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Anschlusses einer Platine vorzuschlagen, das effizient und kostengünstig ist, einen sicheren Kontakt .gewährleistet und dabei ein Zerstören oder unbeabsichtigtes Anschließen anderer Leiterbahnen vermeidet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße dadurch gelöst, daß

a) zwei rejativ steife, isolierende, mit jeweils mindestens drei Aufnahmeöffnungen versehene Plättchen einander gegenüberliegend auf entgegengesetzten Seiten der flexiblen Platine angeordnet werden;

b) zwei mit einem Ende auf einer Tragplatte befestigten Ausrichtungsbolzen durch je zwei der Aufnahmeöffnungen in den Plättchen sowie durch Öffnungen in der Platine geführt werden, so daß die beiden dritten Aufnahmeöffnungen in den Plättchen aufeinander und auf die Leiterbahn ausgerichtet sind;

c) der Anschlußstift wird durch die dritten Aufnahme-Öffnungen in den Plättchen und durch die Leiterbahn hindurchgepreßt bis das eine Ende des Anschlußstiftes mit der äußeren Fläche eines der Plättchen abschließt und das andere Ende des Anschlußstiftes aus der äußeren Fläche des anderen Plättchens herausragt; und

d) der Anschlußstift wird kraftschlüssig und in elektrischem Kontakt mit der Leiterbahn von den Plättchen festgehalten.

Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet einen einen sicheren Kontakt bei der Herstellung eines elektrischen Anschlusses einer Platine und vermeidet ein Zerstören oder unbeabsichtigtes Anschließen anderer Leiterbahnen.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine partielle, perspektivische Ansicht einer Schaltkreis-Anschlußeinheit;

Fig.2 eine Explosionsansicht der Schaltkreis-Anschlußeinheit gemäß F i g. 1;

Fig.3 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 3-3 gemäß F i g. 1; und

F i g. 4A bis 4C fragmentarische Aufrisse des Herstellungsverfahrens einer Schaltkreis-Anschlußeinheit gemäß F ig. 1.

F i g. 1 zeigt eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Schaltkreis-Anschlußeinheit. Die Anschlußeinheit besteht aus zwei sich gegenüberstehenden, relativ steifen, elektrisch nichtleitenden Plättchen 12, mehreren Leiteroder Anschlußstiften 14 und einer flachen, flexiblen Platine 16, die eine Vielzahl von Leiterbahnen 18 bzw. leitenden Bereichen trägt Die Plättchen 12 sind einander gegenüberliegend auf den entgegengesetzten Seiten der Platine 16 angeordnet. Die Anschlußstifte 14 erstrecken sich durch die Plättchen 12 und die Platine 16, um die gesamte Anschlußeinheit 10 sicher und stabil zusammenzufassen.

jedes Plättchen 12 besteht aus nichtleitendem Material, z. B. Kunststoff od. dgl., vorzugsweise mit ausreichender Dicke, um eine größere Steifigkeit als die der Platine 16 zu bekommen. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Plättchen 12 ausreichend starr, um manueller Biegebeanspruchung zu widerstehen. Der hier verwendete Ausdruck »relativ steife Plättchen« bedeutet lediglich, daß die Plättchen weniger flexibel sind als die flexible Platine 16. Hierdurch erlangt die gesamte Anschlußeinheit 10 eine größere Stabilität Die Plättchen 12 sind einander identisch, zweckmäßigerweise von rechteckiger Forri und weisen an gegenüberliegenden Enden zwei Ausnrhtbohrungen 20 auf sowie für die Anschlußstifte 14 mehrere Aufnahmeöffnungen 22, die in einer Linie zwischen den Ausrichtbohrungen 20 angeordnet sind. Die Platine 16 ist ebenfalb mit zwei Ausrichtbohrungen 20a versehen, die sich beiderseits der beabsichtigten Anschlußstelle befinden und den Ausrichtbohrungen 20 der Plättchen 12 in Größe und Abstand ähneln. Jedes Plättchen 12 ist z. B. aus Polypropylen in Form eines rechteckigen Blockes gegossen und hat näherungsweise eine Länge von 24 cm, eine Breite von 0,6 cm und eine Dicke von 03 cm. Die Ausrichtbohrungen 20 und Aufnahmeöffnungen 22 werden beim Gußvorgang geformt Die Ausbildung der Aufnahmeöffnungen 22 entspricht dem Querschnittsformat der Anschlußstifte 14. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Anschlußstifte 14 quadratischen Querschnitt so daß die Aufnahmeöffnungen 22 ebenfalls quadratisch sind.

Wie in F i g. 3 gezeigt, befindet sich das eine Ende 24 jedes Anschlußstiftes 14 in gleicher Ebene mit der äußeren Fläche 26 des oberen Plättchens 12a, während das andere Ende 28 jedes Anschlußstiftes 14 über die äußere Fläche 26 des anderen Plättchens 12b hinausragt Das Maß des herausragenden Endes 28 wird von der jeweiligen spezifischen Verwendung bestimmt Hierbei ist es lediglich notwendig, daß das herausragende Ende ausreichend bemessen ist, um eine Verbindung des Anschlußstiftes 14 mit einer nicht dargestellten, passenden Buchse konventioneller Art zu ermöglichen.

Bei einer üblichen Platine 16 sind die auf einer Oberfläche eines Trägerfilms 30 angeordneten Leiterbahnen 18 mit einem dünnen Isolierfilm 32, z. B. Mylar od. dgl. abgedeckt In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Bereich, der die Anschlußstelle einer Leiterbahn 18 für einen Anschlußstift 14 unmittelbar umgibt, von dem Isolierfilm 32 freigehalten, wodurch die in F i g. 3 erkennbare Lücke 34 entsteht.

Vorzugsweise sind die Aufnahmeöffnungen 22 für die Anschlußstifte ausreichend klein bemessen, damit in ihnen die Anschlußstifte 14 durch Reibung gehalten werden. Dieses kann durch eine sehr kleine Toleranz zwischen dem Innenmaß der Aufnahmeöffnung 22 und dem Außenmaß der Anschlußstkfte 14 erreicht werden, so daß beim Einsetzen ausreichende Reibung erzeugt wird, um die Anschlußstifte 14 in den Aufnahmeöffnungen 22 so festzuhalten. Alternativ können die Plättchen 12 auch aus einem nachgiebigen Material, z. B. Hartgummi, sowie nachgiebigen Kunststoff o. dgl. hergestellt werden; hierdurch werden die Anschlußstifte 14 von den Plättchen 12 elastisch festgehalten, wenn sie beim Einpressen das Plättchenmaterial nach außen auftreiben.

Bei dem in den F i g. 2 und 4A bis C gezeigten Verfahren zur Herstellung der Schaltkreis-Anschlußeinheit 10 werden die Plättchen 12a und 126 auf den gegenüberliegenden Seiten der flachen, flexiblen Platine 16 positioniert Die Aufnahmeöffnungen 22 des einen Plättchens 12 werden mit denen des anderen Plättchens 12 ausgerichtet, von denen jede an eine vorgesehene Anschlußstellt der Leiterbahn 18 angrenzt und vorzugsweise anliegt Die Ausrichbohrungen 20 jedes Plättchens 12 und die Ausrichtbohrungen 20a der Platine 16 werden ebenfalls zueinander ausgerichtet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Anschlußstifte 14 in das Plättchen 12a vorgesteckt (F i g. 2),

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so daß die Anschlußstifte 14 anfänglich aus der äußeren Fläche 26 herausragen und von der Platine 16 wegweisen.

Wie in Fig.4A gezeigt, wird bei einem bevorzugten Verfahren zum gegenseitigen Ausrichten der Aufnahmelöcher 22 und zum Ausrichten in die gewünschte Anschlußposition eine Platte 36 mit zwei aufwärtsragenden, beabstandeten Bolzen 38 verwendet. Da der Abstand zwischen den Bolzen 38 mit dem der Ausrichtbohrungen 20 übereinstimmt, können die abgerundeten, freien Enden 40 jedes Bolzens 38 durch die Ausrichtbohrungen 20 des Plättchens 126 und die Ausrichtbohrungen 20ii der flachen, flexiblen Platine 16 geschoben werden. Hierdurch werden die Aufnahmeöffnungen 22 des Plättchens 126 akkurat mit der gewünschten Anschlußstelle mit der Platine 16 ausgerichtet Das andere Plättchen 12a wird dann auf der Platte 36 so positioniert, daß die Bolzen 38 ebenfalls aus den Ausrichtbohrungen 20 herausragen.

In dem Ausführungsbeispiel, bei dem die Anschlußstifte 14 in das Plättchen 12a vorgesteckt sind, wird das Plättchen 112a über der Platine 16 so positioniert, daß die Anschlußstifte 14 von der Platine 16 nach außen fortweisen. Wenn gewünscht, werden die Anschlußstifte 14 nicht in. das Plättchen 12a vorgesteckt, sondern in einem Arbeitsgang nach dem Ausrichten der Plättchen 12 maschinell in die Plättchen 12 eingeführt

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein bestücktes Plättchen verwendet Ein Stempel 44 befindet sich anfänglich über den freien Enden 24 der Anschlußstifte 14, die noch aufwärtsgerichtet von dem oberen Plättchen 12a fortweisen. Der Stempel 44 drückt nun in Richtung der Schaltkreis-Anschlußeinheit 10 — wie in F i g. 4b dargestellt — und bewirkt, daß die Anschlußstifte 14 durch die Leiterfolie bzw. Platine 16 gedrückt werden, wobei Durchbrüche an den gewünschten Stellen in den Leiterbahnen 18 geformt werden, sobald die Anschlußstifte 14 durch die Platine 116 treten und von dem Plättchen 126 aufgenommen werden. Die Abwärtsbewegung des Stempels 44 wird fortgesetzt, bis sich die in die Aufnahmeöffnungen 22 eingepreßten Anschlußstifte 14 in der in F i g. 4B gezeigten Position befinden, in der die Enden 24 der Anschlußstifte 14 mit der oberen Fläche des Plättchens 12a abschließen und die Enden 28 nach unten aus der äußeren Fläche 26 des Plättchens 12b herausragen, öffnungen 46 in der Platte 36 nehmen die Enden 28 der Anschlußstifte 14 auf, wenn sie durch das untere Plättchen 126 gepreßt werden. Vorzugsweise sind die öffnungen 46 größer als die Aufnzhmeöffnungen 22, so daß die Anschlußstifte 14 frei durch die öffnungen 46 geschoben werden können. Die öffnungen 46 geben lediglich einen Freiraum für die Bewegung der Anschlußstifte 14.

Der Stempel 44 wird danach zurückgezogen (F i g. 4C), worauf die komplette Schaltkreis-Anschlußeinheit 10 von der Platte 36 abgehoben werden kann. Die entstandene Schaltkreis-Anschlußeinheit 10 weist ausreichende Festigkeit auf und kann leicht mit einer nicht gezeigten, konventionellen Buchse verbunden werden. Hierdurch entsteht trotz der flexiblen Natur der Platine 16 eine stabile mechanische Basis, mit der eine Verbindung zu anderen Komponenten herstellbar ist Es können bei Erfordernis mehrere Schaltkreis-Anschlußeinheiten 10 auf gleiche Art und Weise für eine Platine 16 hergestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 de des Anschlußstiftes aus der äußeren Fläche des Plätt- Patentansprüche: chens herausragt und der Anschlußstift in elektrischem Kontakt mit der Leiterbahn festgehalten wird.

1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Wegen ihrer geringen Herstellungskosten haben Pia-Anschlusses einer flachen, flexiblen, mit Leiterbah- 5 tänen eine weite Verbreitung gefunden. Platinen sind nen bzw. elektrisch leitenden Bereichen versehenen flache, flexible Schaltkreise od. dgl, bei denen mittels Platine, wobei ein Anschlußstift durch eine der Lei- Beschichtung cd. dgl. eines flexiblen Kunststoffilmes ein terbahnen und ein mit einer Aufnahmeöffnung ver- Muster leitender Bereiche erzeugt wurde. Die Platinen sehenes Plättchen hindurchgepreßt wird, bis ein En- bringen viele Vorteile mit sich, ihre Flexibilität erde des Anschlußstiftes aus der äußeren Fläche des 10 schwert jedoch ihren elektrischen Anschluß.
Plättchens herausragt und der Anschlußstift in elek- Aus der GB-PS 13 62 625 ist ein Verfahren zum Antrischem Kontakt mit der Leiterbahn festgehalten schließen elektrischer Flachkabel bekannt Eine im wird, dadurchgekennzeichnet, daß Querschnitt U-förmige, leitfähige Anschlußklemme

wird längs mit den Enden des U-Bogens auf einen Leiter

a) zwei relativ steife, isolierende, mit jeweils min- 15 des Flachkabels gesetzt und dann durch dessen Isoliedestens drei Aufnahmeöffnungen (20,22) verse- rung geschlagen. Die Enden des U-Bogens werden anhene Plättchen (12a, t2b) einander gegenüber- schließend zusammen und wieder einwärts gebogen. Ein liegend auf entgegengesetzten Seiten der flexi- Anschlußstift wird dann zwischen den beiden zusambien Platine (16) angeordnet werden; . mengebogenen Enden durch den Leiter und durch eine

b) zwei mit einem Ende auf einer Tragplatte (36) 20 öffnung in der Mitte des U-Bogens hindurch gestoßen, befestigte Ausrichtungsbolzen (38) durch je Der Anschlußstift befindet sich in elektrischem Kontakt zwei der Aufnahmeöffnungen (20) in den Platt- mit der Anschlußklemme und diese wiederum in elektrichen (12a, i2b) sowie durch öffnungen (2OaJ in schem Kontakt mit dem Leiter. Nachteilig an dieser der Platine (16) geführt werden, so daß die bei- Konstruktion ist, daß eine starke Verformung der Leiden dritten Aufnahmeöffnungen (22) in den 25 terbahn in der Umgebung des Anschlusses stattfindet Plättchen (12a, 12tyaufeinander und auf die Lei- Nicht vollständig verdrängte Isolierung zwischen dem terbahn (18) ausgerichtet sind; Leiter und dem Anschlußstift erfordert die leitfähige

c) der Anschlußstift (14) durch die dritten Aufnah- Ausbildung der Anschlußklemme, um den elektrischen meöffnungen (22) in den Plättchen (12a, i2b) Kontakt sicher zu stellen. Diese beiden Umstände ver- und durch die Leiterbahn (18) hindurchgepreßt 30 hindern eine Anwendung dieses Anschlußverfahrens bei wird, bis das eine Ende (24) des Anschlußstiftes Platinen, da benachbarte, nicht zum Anschluß vorgese-(14) mit der äußeren Fläche (26) eines der Platt- hene Leiterbahnen entweder zerstört werden könnten chen (\2a) abschließt und das andere Ende (28) oder unbeabsichtigt mit der leitfähigen Anschlußklemdes Anschlußstiftes (14) aus der äußeren Fläche me in Berührung kommen könnten und dadurch unbe-(26) des anderen Plättchens (\2b) herausragt; 35 absichtigte elektrische Kontakte entstehen würden. Die und Flexibilität der Platine würde außerdem das Einwärts-

d) der Anschlußstifi (14) kraftschlüssig und in elek- biegen der Enden der U-förmigen Anschlußklemmen trischem Kontakt mit der Leiterbahn (18) von erschweren.

den Plättchen (12a, 12tyfestgehalten wird. Die US-PS 42 01436 beschreibt eine Matrixanord-

40 nung zum elektrischen Verbinden verschiedener Leiter

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zweier Flachkabel. Die beiden Flachkabel werden senkzeichnet, daß vor dem Hindurchpressen das andere recht zueinander und flach übereinander vollständig Plättchen (12ft) auf der Tragplatte (36) abgestützt zwischen zwei großen Platten hindurchgeführt. Eine der wird, und daß das andere Ende (28) des Anschlußstif- Platten ist mit zahlreichen Löchern versehen, die so antes (14) während des Hindurchpressens in in der 45 geordnet sind, daß sie jeweils über den Kreuzungspunk-Tragplatte (36) ausgebildeten öffnungen (46) aufge- ten eines Leiters des oberen und eines Leiters des untenommenwird. ren Flachkabels liegen. Anschlußstifte können jetzt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- durch diese öffnungen gesteckt und durch die beiden kennzeichnet, daß der Anschlußstift (14) vor dem Kabel getrieben werden. Auf diese Weise können wahl-Ausrichten der Aufnahmeöffnungen (22) aufeinan- 50 weise die Leiter der beiden Kabel miteinander verbunder und auf die Leiterbahn (18) zu einem Teil in eine den werden. Die Leiter des Flachkabels müssen verlitzt der Aufnahmeöffnungen (22) der Plättchen (12a, sein, um guten elektrischen Kontakt zu ermöglichen und \2b)eingesteckt wird. zu verhindern, daß der Anschlußstift den Leiter verfehlt

4. Verfahren nach einem der vorstehenden An- oder nur streift. Diese Konstruktion ist als Anschlußeinsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter- 55 richtung für Platinen ungeeignet, da zwei die gesamte bahn (18) mit einem Isolierfilm (32) abgedeckt wird, Platine überdeckende Platten erforderlich wären, was und daß ein Bereich um den vorgesehenen An- sowohl Platzbedarf wie Kosten in die Höhe treiben Schlußpunkt von dem Isolierfilm (32) freigehalten würde.

wird. Die US-PS 34 33 888 beschreibt ein flexibles Laminat,

60 aus dem eine gedruckte Schaltung hergestellt wird. Um