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Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte mit Feldern
zur Aufnahme von Steckern mit Öffnungen, angeordnet jeweils in drei nebeneinander
liegenden Spalten, mit Verbindungsleitungen, die jeweils eine bestimmte Öffnung
einer Spalte in einem Feld mit derselben bestimmten Öffnung derselben Spalte in
allen anderen Feldern verbinden.
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Derartige Leiterplatten sind bekannt. Es sind Busplatinen, in die
eine Vielzahl mehrpoliger Stecker eingesteckt werden kann derart, daß ein bestimmter
Kontakt jedes Steckers mit einem bestimmten Bus verbunden wird. Ein Bus wird durch
die Verbindungsleitungen zwischen bestimmten Offnungen der Felder gebildet. Eine
bestimmte Öffnung innerhalb eines Feldes der Leiterplatte ist also mit allen innerhalb
der anderen Felder an gleicher Stelle angeordneten Öffnungen verbunden. Die zur
Aufnahme dieses Steckers in einem Feld bestimmten Öffnungen werden durch drei nebeneinander
und parallel zueinander angeordneten Spalten von Öffnungen gebildet. In einer Zeile
ergeben sich also
bei drei nebeneinander angeordneten Spalten drei
nebeneinander angeordnete Öffnungen. Die Verbindungsleitungen verlaufen senkrecht
zu diesen Spalten. Daher bereitet die kreuzungsfreie Anordnung der Verbindung der
drei Spalten je eines Feldes mit den drei Spalten aller anderen Felder Schwierigkeiten.
Dies insbesondere, wenn es erwünscht ist, auf einer Seite der Leiterplatte großflächige
Abschirmflächen vorzusehen, die zur Vermeidung von Störungen oder dgl. geerdet oder
anderweitig mit Schutzpotentialen beaufschlagt werden.
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Die geometrische Anordnung der Verbindungsleitungen und der Öffnungen
für die Stecker werden dann besonders schwierig, wenn die Stecker 96-polig ausgebildet
sind, d.h. drei Spalten zu je 32 Öffnungen aufweisen. Bisher konnte man einlagige
Leiterplatten bspw. der Gesamtabmessung von 13 x 42,5 cm, für 96-polige Stecker
nicht so ausbilden, daß auf einer Seite die Verbindungsleitungen und auf der anderen
Seite - diesen gegenüberliegend - Abschirmflächen angeordnet sind. Dies war seither
nur mit drei- oder mehrlagigen Leiterplatten möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leiterplatte der eingangs genannten
Art zu schaffen, bei der auf der einen Seite die Verbindungsleitungen angeordnet
und auf der anderen Seite diesen gegenüberliegend Abschirmflächen vorgesehen werden
können, wobei eine besonders dichte Anordnung der Verbindungsleitungen möglich sein
soll. Insbesondere soll eine solche zweilagige Leiterplatte für 96-polige Steckverbindungen
geeignet sein.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß, mit Ausnahme
eines der beiden äußersten Felder, innerhalb eines Feldes eine weitere Spalte von
Hilfsöffnungen vorgesehen ist, daß ferner in jeder Zeile auf der Oberseite der Leiterplatte
die Öffnungen der ersten Spalte eines Feldes mit den Öffnungen derselben Spalte
der benachbarten Felder durch Verbindungsleitungen verbunden sind, die an den Öffnungen
der anderen Spalten in derselben Zeile auf einer Seite vorbeigeführt sind, daß ferner
die Öffnungen der zweiten Spalte eines Feldes mit den Öffnungen derselben Spalte
der benachbarten Felder durch Verbindungsleitungen verbunden sind, die an den Öffnungen
der anderen Spalten in derselben Zeile auf der anderen Seite vorbeigeführt sind,
und daß
ferner die Öffnungen der dritten Spalte zur einen Seite
hin direkt durch eine ebenfalls auf der Oberseite der Leiterplatte angeordnete Verbindungsleitung
mit den Hilfsöffnungen des jeweils benachbarten Feldes derselben Zeile verbunden
sind, und mit der Hilfsöffnung desselben Feldes durch eine Verbindungsleitung auf
der Unterseite der Leiterplatte verbunden sind, und daß ferner auf der Unterseite
der Leiterplatte die Fläche zwischen den Feldern mit Abschirmflächen versehen sind,
die im Bereich der Felder miteinander durch Verbindungsleitungen verbunden sind,
die zwischen den Zeilen von Öffnungen hindurchgeführt sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihrer vorteilhaften Weiterbildungen
werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es stellen dar:
Figur 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel;
Figur 2 eine Draufsicht auf die Oberseite der Leiterplatte nach Figur 1, entsprechend
der Ansicht II-II in Figur 1; Figur 3 eine Draufsicht auf die Unterseite der Leiterplatte
nach Figur 1, entsprechend einem Schnitt entlang der Linie 111-111 in Figur l; Figur
4 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des Ausführungsbeispiels nach
Fig. 1 bis 3.
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Auf der Leiterplatte 1 sind beidseitig Bahnen bzw.
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Flächen aus elektrisch leitendem Material vorgesehen (z.B. Kupfer
mit Zinn überzogen). Die Belegung der Oberseite ist in Figur 2 dargestellt, wobei
die elektrisch leitenden Flächen schwarz gezeichnet sind; die Belegung der Unterseite
ist in Figur 3 dargestellt, wobei ebenfalls die elektrisch leitenden Flächen
schwarz
dargestellt sind; Figur 3 stellt dabei zwar die Unterseite dar, jedoch auch von
oben gesehen (vgl. die Einzeichnung der Linien II-II und III-III in Figur 1), um
leichter bei der Anschauung beider Figuren vermitteln zu können, welche Bahnen übereinander
beidseitig der Leiterplatte 1 angeordnet sind. Dabei ist mit 2 die Oberseite und
mit 3 die Unterseite bezeichnet.
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Die Leiterplatte 1 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen.
Die Öffnungen dienen zur Aufnahme der Stifte von mehrpoligen Steckern, wobei das
Ausführungsbeispiel davon ausgeht, daß in den einzelnen Feldern von Öffnungen, die
jeweils für einen Stecker vorgesehen sind, 96-polige Stecker eingesteckt werden,
d.h. Stecker, die mit 96 Stiften versehen sind.
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Das Feld F1 als linkes äußerstes Feld enthält keine Spalte h von Hilfsöffnungen.
Die Spalte h ist jeweils einseitig (im Beispiel: links) außerhalb der anderen Spalten
A, B, C vorgesehen. Die Felder F2 bis F21 enthalten je drei Spalten A, B, C von
Öffnungen und ferner, noch jeweils in demselben Feld, eine Spalte h von Hilfsöffnungen.
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Die Felder F2, ..., F21 enthalten also 32 Zeilen mit vier Öffnungen
h, A, B, C. Ein Stecker für ein Feld F weist aber nur Stifte für die Öffnungen A,
B, C, nicht jedoch für die Hilfsöffnungen h, auf. Zur Aufnahme von Stiften eines
Steckers sind nur die Spalten A, B, C vorgesehen.
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Bei drei Spalten A, B, C und 32 Zeilen Z1, Z2' v Z32 ergibt sich also
die Eignung für einen 96-poligen Stecker.
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Die Leiterplatte 1 ist als Busplatine ausgebildet, bei der die Öffnungen
der 21 Felder F1, ..., F21 untereinander so verbunden sind, daß jeweils die Öffnungen
A einer bestimmten Zeile eines Feldes mit allen weiteren Öffnungen A aller anderen
Felder in derselben Zeile verbunden sind. Dasselbe gilt für die Öffnungen B und
C jedes Feldes.
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Daß beim äußersten linken Feld F1 die Spalte h von Hilfsöffnungen
fehlt, hat seinen Grund darin, daß diese dort - wie noch gezeigt wird - zur Herstellung
der gewünschten Verbindungen nicht erforderlich sind.
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Alle Öffnungen (vgl. z.B. die Öffnung 40) sind jeweils derart ausgebildet,
daß sie durch die Leiterplatte hindurchgehen und auf beiden Seiten mit einem gewissen
- im Ausführungsbeispiel quadratischen - Bereich leitenden Materials umgeben sind;
sie sind auch entlang der zylindrischen Wand der Bohrung, die durch die Leiterplatte
1 hindurchgeht, mit leitendem Material belegt, wie dies durch die Strichstärke in
Fig. 1 angedeutet ist. Das bedeutet, daß der quadratische Bereich auf der Oberseite
2 über den leitenden Bereich entlang der Wandung der Bohrung auch mit dem leitenden
Bereich auf der Unterseite der Leiterplatte 1 verbunden ist.
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Im folgenden werden, soweit erforderlich, die Bezeichnungen h, A,
B, C für die Öffnungen, je nachdem, in welcher Zeile sie vorgesehen sind, mit einem
entsprechenden Index bezeichnet; die Zugehörigkeit zu einem bestimmten Feld wird
mit der Bezeichnung dieses Feldes in Klammern bezeichnet. Die Öffnung A. (F.) bezeichnet
die 1 3 Öffnung A in der i-ten Zeile im j-ten Feld; die Öffnung 40 ist die Öffnung
C1 (F2).
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Die Verbindung der einzelnen Öffnungen A-A-...-A, B-B- ...-B, C-C-
...-C soll im folgenden anhand einer Zeile dargestellt werden. Die Erläuterungen
gelten für alle Zeilen. Der Index für die Zeilen ist daher in diesem Zusammenhang
nicht erforderlich.
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Die Öffnung A (F1) ist mit der Öffnung A (F2) durch die Verbindungsleitung
41 verbunden, die auf einer Seite, nämlich in Figur 1 unten, an den Öffnungen B
(F1), C (F1) und h (F2) vorbeigeführt ist. Dasselbe gilt für die Verbindungsleitung
42 zwischen A (F2) und der nächsten Öffnung A (nicht gezeichnet), sowie dann ferner
für die weitere Verbindungsleitung von der vorletzten Öffnung A bis zur letzten
Öffnung A (F21).
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Die Verbindung der Öffnung B (F1) ist mit der Öffnung B (F2) durch
die Verbindungsleitung 43 verbunden, die auf der anderen Seite, nämlich in Figur
2 oben, an der Öffnung C (F1) und an den Öffnungen h (F2) und A (F2) vorbeigeführt
ist.
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Dasselbe gilt für die Verbindungsleitung 44 zwischen B (F2) zur nächsten
Öffnung B (nicht gezeigt) und die weitere Verbindungsleitung von der vor-
letzten
Öffnung ß (nicht gezeigt) nach B (V21).
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Die Verbindung von C (F1) mit C (F2) erfolgt über die Hilfsbohrungen
h. Zu diesem Zweck ist die Öffnung C (F1) zunächst direkt durch die Verbindungsleitung
45 auf der Oberseite 2 mit der Hilfsbohrung h (F2) verbunden. h (F2) ist dann aber
auf der Unterseite 3 (siehe Figur 3) der Leiterplatte 1 mit C (F2) durch die Verbindungsleitung
~46 verbunden, die seitlich an den Öffnungen A (F2) und B (F2) vorbeigeführt ist.
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Auf der Oberseite (siehe wiederum Figur 2) ist dann C (F2) mit der
Hilfsbohrung h des nächsten Feldes usw. bis hin zu h (F21) verbunden.
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Durch Vorsehen der Spalte h von Hilfsbohrungen innerhalb jedes Feldes,
können somit die Verbindungsleitungen A-A-...-A, B-B...-B, sowie C-C-...-C besonders
dicht geführt werden. Bei dieser Art der Führung ergeben sich auf der Oberseite
2 zwischen den Feldern parallel Dreiergruppen von Verbindungsleitungen, also bspw.
zwischen F1 und F2 die Verbindungsleitungen 43 (zwischen B und B), 45 (zwischen
C und h) sowie 41 (zwischen A und A).
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Die Hilfsbohrung h ist jeweils auf der Unterseite 3 mit Hilfe der
Verbindungsleitung 46 mit der Öffnung C desselben Feldes verbunden.
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Auf der Unterseite 3 sind Verbindungsleitungen zwischen den Feldern,
also zwischen F1 und F2 den Verbindungsleitungen 43, 45, 41 gegenüberliegend, nicht
erforderlich. Dies ist eine Folge der oben geschilderten Verbindung der Öffnungen
A, B, C mittels der Hilfsöffnungen h. Auf der Unterseite sind vielmehr in dem Bereich
zwischen den Feldern großflächige Abschirmflächen vorgesehen, von denen zwischen
dem Feld F1 und dem Feld F2 die Abschirrnfläche 50, rechts des Feldes F2 die Abschirmfläche
51, links des Feldes F21 die Abschirmfläche 52 eingezeichnet sind. Die Abschirmfläche
50 auf der Unterseite 3 liegt somit den auf der Oberseite 2 vorgesehenen Verbindungsleitungen
43, 45, 41 gegenüber und schirmt diese ab.
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Die Abschirmflächen zu beiden Seiten eines Feldes, also z.B. die Abschirmfläche
50 und die Abschirmfläche 51 stehen miteinander über eine Verbindungsleitung 47
in Verbindung. Je eine solche Verbindungsleitung 47 ist jeweils oberhalb einer Reihe
von
Öffnungen h, A, B, C, also an diesen auf einer Seite vorbeiführend, vorgesehen.
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Die perspektivische Zuordnung der die Öffnungen h, A, B, C umgebenden
Bereiche und der sich anschließenden Verbindungsleitungen ist für vier nebeneinander
angeordnete Öffnungen h, A, B, C in Figur 4 dargestellt. Hieraus ergibt sich, daß
mittels der Hilfsöffnung h, die eine Verbindung mit der Öffnung C über eine Verbindungsleitung
auf der Unterseite 3 gestattet, die drei öffnungen A, B, C einer Zeile jeden Feldes
mit den öffnungen A, B, C derselben Zeile des nächsten Feldes derart verbunden werden
können, daß auf der Unterseite die Abschirmflächen 50 usw. vorgesehen werden können.
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Auf diese Art und Weise ist es erstmals möglich, die Verbindungsleitungen
und die Öffnungen auf der Oberseite so dicht aneinander zu legen, daß bei zweilagigen
Leiterplatten mit Standardabmessungen 96-polige Steckverbinder nach DIN 41612 angeordnet
werden können; wobei gleichzeitig Abschirmflächen angeordnet sind.
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Die vorhergehenden verwendeten Bezeichnungen Ober- und Unterseite
bezeichnen im allgemeinen die Seite, auf der die Leiterplatte bestückt ist, bzw.
die Verdrahtungs- oder Lötseite.
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Dies ist jedoch nicht als Einschränkung zu sehen. Es kann auch umgekehrt
sein.
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Ferner ist zu ergänzen, daß die Struktur der Leiter auch links-/rechts
vertauscht sein kann.
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D.h.: Die Verbindung von A (in F1) nach A (in F2) läuft oberhalb der
Zeile, die Verbindung von B (in F1) nach B (in F2) unterhalb Die Abschirmwirkung
beruht u.a. darauf, daß die zwischen den Signal führenden Leitungen und den Abschirmflächen
Kapazitäten entstehen, die das Signal bedämpfen. Damit wird auch das Übersprechen
geringer.
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