DE3336227C2 - Leiterplatte - Google Patents

Description

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.

Derartige Leiterplatten sind bekannt (US-PS 62 899). 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 Öffnungen 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.

Die geometrische Anordnung der Verbind;>ngsleitun-

gen und der Öffnungen für die Stecker werden dann besonders schwierig, wenn die Stecker 96polig ausgebildet sind, & h. drei Spalten zu je 32 Öffnungen aufweisen. Bisher konnte man einlagige Leiterplatten bspw. der Gesamtabmessung von 13 ■ 424 cm, für 96polige Stek-

;ä ker 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.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leiterplatte der eingangs genannte 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 96polige Steckverbindungen geeignet sein. 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 Verbindungslei-

tungen 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.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es stellt dar

F i g. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel;

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Oberseite der Leiterplatte nach Fig. 1, entsprechend der Ansicht H-II in Fig.1;

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Unterseite der Leiterplatte nach Fig. 1, entsprechend einem Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1;

Fig.4 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des Ausführungsbeispiels nach F i g. 1 bis 3.

Auf der Leiterplatte 1 sind beidseitig Bahnen bzw. Flächen aus elektrisch leitendem Material vorgesehen

(ζ. B. Kupfer mit Zinn überzogen). Die Belegung der Oberseite ist in F i g. 2 dargestellt, wobei die elektrisch leitenden Flächen schwär gezeichnet sind; die Belegung der Unterseite ist in F i g. 3 dargestellt, wobei ebenfalls die elektrisch leitenden Flächen schwarz dargestellt sind; F i g. 3 stellt dabei zwar die Unterseite dar, jedoch auch von oben gesehen (vgl. die Einzeichnung der Linien H-II und III-III in Fig. 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

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, 96polige Stecker eingesteckt werden, d. h. Stecker, die mit 96 Stiften versehen sind

Das Feld Fi als linkes äußerstes Feld enthält keine Spalte h von Hiifsöffnungen. Die Spähe h ist jeweüs einseitig (im Beispiel: links) außerhalb der andern Spalten A, B, Cvorgesehen. Die Felder F2 bis F21 enthalten je drei Spalten A, B, C von Öffnungen und ferner, noch jeweils in demselben Feld, eine Spalte Ji von Hilfsöffnungen.

Die Felder F2,.., F2i 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 k, auf. Zur Aufnahme von Stiften eines Steckers sind nur die Spalten A, B, Cvorgesehen. Bei drei Spalten A, B, C und 32 Zeilen Zi, Z₂, ..., Z₃₂ ergibt sich also die Eignung für einen 96poligen Stecker.

Die Leiterplatte 1 ist als Busplatine ausgebildet, bei der die Öffnungen der 21 Felder F\,.., 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.

Daß beim äußersten linken Feld F\ 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.

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 J hindurchgeht, mit leitendem Material belegt, wie dies durch die Strichstärke in Fi g. 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.

Im folgenden werden, soweit erforderlich, die Bezeichnungen h. A, B, C für die Öffnungen, y: 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, (Fj) bezeichnet die Öffnung A in der /-ten Zeile im /ten Feld; die Öffnung 40 ist die Öffnung C, (F₂).

Die Verbindung der einzelnen Öffnungen A-A- ...-A, B-B- ...-B, C-C- ... -Csoll 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.

Die Öffnung A(Fi) ist mit der Öffnung A(F₂) durch die Verbindungsleitung 41 verbunden, die auf einer Seite, nämlich in Fig. 1 unten, an den Öffnungen SCFi, C(Fi) und AfF₂) 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(F₂\).

Die Verbindung der Öffnung B(Fi) ist mit der Öffnung B(F₂) durch die Verbindungsleitung 43 verbunden, die auf der anderen Seite, nämlich in F i g. 2 oben, an der Öffnung C(Fi) und an den Öffnungen Ji(F₂) und A(F₂) vorbeigeführt ist. Dasselbe gilt für die Verbindungsleitung 44 zwischen B(F₂) zur nächsten Öffnung 8 (nicht gezeigt) und die weitere Verbindungsleitung von der vorletzten Öffnung B(nicht gezeigt) nach B(F₂\).

Die Verbindung von C(F,) mit C(F₂) erfolgt über die Hilfsbohrunpen Ji. Zu diesem Zweck ist die Öffnung C(Fi) zunächst direkt durch die Verb,- -Jungsteitung 45 auf der Oberseite 2 mit der Hilfsbohrung b(F₂) verbunden. Ji(F₂) ist dann aber auf der Unterseite 3 (siehe F i g. 3) der Leiterplatte 1 mit QF₂) durch die Verbindungsleitung 46 verbunden, die seitlich an den Öffnungen A(F₂\ und B(F₂) vorbeigeführt ist. Auf der Oberseite (siehe wiederum F i g. 2) ist dann C(F₂) mit der Hilfsbohrung h des nächsten Feldes usw. bis hin zu h(F₂\) verbunden.

Durch Vorsehen der Spalte ti 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 F, und F₂ die Verbindungsleitungen 43 (zwischen B und B), 45 (zwischen C und h) sowie 41 (zwischen A und A).

Die Hilfsbohrung h ist jeweils auf der Unterseite 3 mit Hilfe der Verbindungsleitung 46 mit der Öffnung Cdesselben Feldes verbunden.

ALf der Unterseite 3 sind Verbindungsleitungen zwischen den Feldern, also zwischen Fi 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 Hilfsölfnungen h. Auf der Unterseite sind vielmehr in dem Bereich zwischen den Feldern großflächige Abschirmflächen vorgesehen, von denen zwischen dem Feld Fi und dem Feld F₂ die Abschirmfläche 50, rechts des Feldes F₂ die Abschirmfläche 51, links des Feldes F₂| 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.

Die Abschirmfläciran 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.

Die perspektivische Zuordnung der die Öffnungen Ji, A, B, Cumgebenden Bereiche und der sich anschließenden Verbindungsleitungen ist für vier nebeneinander angeordnete öffnungen h. A. B. C in F i g. 4 dargestellt. Hieraus ergibt sich, daß mittels der HilfsÖffnung Λ, die eine Verbindung mit der Öffnung C über eine Verbindungsleitung auf der Unterseite 3 gestattet, die drei Öff-

nungen A. B, Ceiner 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.

Auf diese Art und Weise ist es erstmals möglich, die > Verbindungsleitungen und die öffnungen auf der Oberseite so dicht aneinander zu legen, daß bei zweitägigen
Leiterplatten mit Standardabmessungen 96poligc
Steckverbinder nach DIN 41 612 angeordnet werden
können, wobei gleichzeitig Abschirmflächen angeord- io net sind.

Die vorhergehenden verwendeten Bezeichnungen
Ober- und Unterseite bezeichnen im allgemeinen die
Seite, auf der die Leiterplatte bestückt ist und die Verdrahtungs-oder Löiseite. 15

Ferner ist zu ergänzen, daß die Struktur der Leiter
auch links-/rechts vertauscht sein kann. Das heißt: die
Verbindung von A (in Fi) nach A (in F>) läuft oberhalb
der Zeile, die Verbindung von B (in Fi) nach B (in F;)
unterhalb. 20

Die Abschirmwirkung beruht u. a. darauf, daß die zwischen den Signal führenden Leitungen und den Abschirmflächen Kapazitäten entstehen, die das Signal bedampfen. Damit wird auch das Übersprechen geringer.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Leiterplatte mit Feldern (F₁, F₁, ..J⁷Zt) zur Aufnahme von Steckern mit Öffnungen (A(Fi), B(Fi), C(Fi),.., Cn(Fu)), angeordnet jeweils in drei nebeneinander liegenden Spalten (A, B, C), mit Verbindungsleitungen, die jeweils eine bestimmte Öffnung einer Spalte in einem Feld mit derselben bestimmten Öffnung derselben Spalte in allen anderen Feldern verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß, mit Ausnahme eines (Fi) der beiden äußersten Felder, innerhalb eines Feldes (Fi,.., F21) eine weitere Spalte (h) von HilfsÖffnungen vorgesehen ist, daß ferner in jeder Zeile (Zu ■ ■., Zn) auf der Oberseite (2) der Leiterplatte (1) die Öffnungen der ersten Spalte (A) eines Feldes (z. B. F₂) mit den Öffnungen derselben Spalte (A) der benachbarten Felder durch Verbindungsleitungen (41, 42) verbunden sind, die an den Öffnungen der anderen Spalten (B, C, h) in derselben Zeile auf einer Seite vorbeigeführt sind, daß ferner die Öffnungen der zweiten Spalte (B) eines Feldes mit den Öffnungen derselben Spalte (B) der benachbarten Felder durch Verbindungsleitungen (43, 44) verbunden sind, die an den Öffnungen der anderen Spalten (A, C, h) in derselben Zeile auf der anderen Seite vorbeigeführt sind, und daß ferner die Öffnungen der dritten Spalte (C) zur einen Seite hin direkt durch eine ebenfalls auf der Oberseite (2) der Leiterplatte (1) angeordnete Verbindungsleitung mit den HilfsÖffnungen (h) des jeweils benachbarten Feldes derselben Zeile verbunden sind, und mit der Hiifsöffnung ^desselben Frldes durch eine Verbindungsleitung (46) auf der Unterseite der Leiterplatte (1) verbunden sind, und daß fr-ner auf der Unterseite (3) der Leiterplatte (1) die Fläche zwischen den Feldern (Fu ■ ■ ■) mil Abschinrifiächen (50,5ί, 52) versehen sind, die im Bereich der Felder miteinander durch Verbindungsleitungen (47) verbunden sind, die zwischen den Zeilen von Öffnungen (h. A, B, C) hindurchgeführt sind.