DE3544838A1

DE3544838A1 - Elektrischer niedrigprofilverbinder

Info

Publication number: DE3544838A1
Application number: DE19853544838
Authority: DE
Inventors: Dennis Arthur Tamarac Fla. Anttila
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1984-12-31
Filing date: 1985-12-18
Publication date: 1986-07-03
Also published as: US4600256A; HK106590A; GB8529877D0; GB2169157A; DE3544838C2; SG98790G; GB2169157B

Description

beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Verbinder und betrifft insbesondere einen Verbinder für den Anschluß eines Mehrleiterkabels an einer gedruckten Schaltung.

Bei der Konstruktion und Fertigung von elektrisch gesteuerten Systemen ist es häufig notwendig, eine an einer

,Q Stelle des Systems angeordnete elektrische Einrichtung mit einer oder mehreren elektrischen Einrichtungen an anderen Stellen des Systems zu verbinden. Wenn der Abstand zwischen den miteinander zu verbindenden Einrichtungen ein gewisses Höchstmaß übersteigt, werden für die elektrische

.c Verbindung dieser Einrichtungen gewöhnlich flexible Leiter verwendet. Derartige flexible Leiter sind häufig in einem Mehrleiterkabel zusammengefaßt.

Die Verbindungen und Anschlüsse werden in vielen Fällen mittels lösbarer Verbinder hergestellt, um die Montage zu

erleichtern und die Verbindungen bei Bedarf mühelos lösen zu können. Ein zu einem solchen Zweck verwendeter bekannter Verbinder hat die Form eines Steckers, mit einem Isolierkörper, in welchem ein Muster von sechzig Löchern in drei Reihen zu jeweils zwanzig Löchern ausgebildet ist. Jedes Loch dient dem Anschluß eines eigenen elektrischen Leiters, so daß also ein sechzig Leiter enthaltendes Mehrleiterkabel mittels eines solchen Verbinders anschließbar ist.

Eine Anschlußbuchse für die Aufnahme eines solchen Verbindungssteckers hat eine Hohlfassung (A in Fig. 1), in welche der Stecker einführbar ist, und sechzig Kontaktstifte (B), welche in den Löchern des Steckers Aufnahme finden. Die Anschlußbuchse kann elektrisch mit einer oder mehreren elektrischen Einrichtungen verbunden sein, so daß die Verbindung zu diesen durch Einführen und Herausziehen des Verbindungssteckers in die bzw. aus der Anschlußbuchse mühelos herstellbar bzw. lösbar ist.

In Fig. 2 ist eine typische Anbringung einer solchen Anschlußbuchse (C) an einer gedruckten Schaltung (D) dargestellt. In einer solchen typischen Ausführung hat die gedruckte Schaltung (D) eine Anzahl von sie durchsetzenden Löchern (E) für die Aufnahme jeweils eines an einem der Kontaktstifte (B) angeschlossenen Leiters (H). Die Löcher (E) sind in dem gleichen Muster angeordnet wie die Kontaktstifte der Anschlußbuchse (C). In der dargestellten Ausführung sind also drei Reihen zu jeweils zwanzig Löchern vorhanden.

Um eine gewisse Filterung zu gewährleisten, sind außerdem mehrere Kondensatoren (F) auf der gedruckten Schaltung (D) angebracht und elektrisch mit den einzelnen Leitern ver-

. _c bunden.

Diese Art einer Anschlußbuchse und ihrer Anbringung an einer gedruckten Schaltung beansprucht eine relativ große Einbautiefe, wie durch den Pfeil (G) in Fig. 2 angedeutet.

In gewissen Anwendungen stellt eine derartige Einbautiefe

kein Problem dar. In anderen Fällen kann die Beanspruchung eines derart großen Flächenanteils der gedruckten Schaltung jedoch konstruktionsbedingt unannehmbar sein. Beispielsweise wenn die gedruckte Schaltung (D) eine Keramikscheibe als Unterlage hat, ist ein Anschluß der beschriebenen Art wegen der damit verbundenen Material- und Bearbeitungskosten äußerst unzweckmäßig. Außerdem ist die Ausbildung der zahlreichen Löcher (E) für die Aufnahme der Leiter (H) und der Kondensatoren (F) bei einer als Unterlage verwendeten Keramikscheibe im Hinblick auf erhöhte

Kosten sowie auf die notwendige Qualitätssicherung nicht unbedenklich.

Weiterhin gibt es bei bekannten Verbindern dieser Art, wenn überhaupt, nur eine äußerst unzureichende Hochfrequenzabschirmung zwischen der gedruckten Schaltung und den flexiblen Leitern.

Es besteht somit ein Bedarf an einem elektrischen Verbin-

der, welcher den Anschluß einer Vielzahl von flexiblen Leitern an einer gedruckten Schaltung auf begrenztem Raum und mit geringstmöglicher Einbautiefe ermöglicht, so daß ein solcher Anschluß nur einen kleinen Flächenanteil der gedruckten Schaltung in Anspruch nimmt. Darüber hinaus sollte bei einem solchen Verbinder die Notwendigkeit für die Ausbildung von Löchern in der gedruckten Schaltung beseitigt oder auf ein Mindestmaß verringert sein, und für den Schutz der flexiblen Leiter sollte eine wirksame Hochfrequenzabschirmung vorhanden sein.

Diese und weitere Ziele werden gemäß der Erfindung durch einen im folgenden beschriebenen elektrischen Niedrigprofilverbinder erreicht. Zu einem solchen Verbinder

,ρ· gehören ein zwischen einem flexiblen Leiter und einer gedruckten Schaltung anzuordnendes Tragteil, eine Anzahl von ersten Leitern für den Anschluß an den flexiblen Leitern, eine Anzahl von zweiten Leitern für die Verbindung der ersten Leiter mit der gedruckten Schaltung, ein drit-

^_n ter Leiter für die Hochfrequenzabschirmung der flexiblen Leiter und eine Anzahl von Kondensatoren, welche jeweils einen der ersten Leiter zum Schutz vor bzw. Filterung von elektromagnetischer Induktion (EMI) kapazitiv mit dem dritten Leiter verbinden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Tragteil nach Art einer gedruckten Schaltung ausgeführt und hat eine Anzahl von durchgehenden Löchern, deren Anordnung derjenigen der Kontaktöffnungen eines zugeordneten Verbindungssteckers für ein Mehrleiterkabel entspricht. Bei einem

Verbindungsstecker mit drei Reihen von jeweils zwanzig Kontaktöffnungen weist das als gedruckte Schaltung ausgeführte Tragteil also ein gleiches Muster von Löchern auf. An dem als gedruckte Schaltung ausgebildeten Tragteil ist ferner eine Fassung befestigt, welche eine für die Aufnahme

des Verbindungssteckers geeignete Form hat.

Die vorstehend genannten ersten Leiter sind beispielsweise elektrisch leitende Kontaktstifte, von denen jeweils einer

in jedes Loch der als Tragteil verwendeten gedruckten Schaltung eingesetzt ist. Die Kontaktstifte ragen in den Hohlraum der Fassung hinein und dienen der elektrischen Verbindung mit den am Verbindungsstecker angeschlossenen flexiblen Leiter beim Einführen des Verbindungssteckers in die Fassung.

Die zweiten Leiter bestehen aus auf einer Seite der als Tragteil verwendeten gedruckten Schaltung ausgebildeten

,Q Leiterbahnen, welche jeweils bis an einen Rand der als Tragteil verwendeten gedruckten Schaltung verlaufen und dort jeweils mit einem Kontakt elektrisch verbunden sind. Die Kontakte sind elektrisch und mechanisch mit der gedruckten Schaltung verbunden,, wobei jedem Kontakt eine

,c einzige Leiterbahn zugeordnet ist.

Die Kontakte haben jeweils eine hervorstehende Zunge, welche für die mechanische Anbringung und den elektrischen Anschluß des als gedruckte Schaltung ausgebildeten Tragteils an der gedruckten Schaltung zu einer geeigneten Form

verbogen werden kann. Sämtliche Kontakte sind im wesentlichen in einer geraden Reihe nebeneinander angeordnet, so daß für den Anschluß des Tragteils an der gedruckten Schaltung kein zweidimensionales Anschlußmuster auf dieser

notwendig ist.
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Der dritte Leiter bildet einen Masseanschluß in Form einer auf einer Seite der als Tragteil verwendeten gedruckten Schaltung ausgebildeten elektrisch leitenden Oberfläche. Diese leitende Oberfläche steht nicht in direkter Berührung mit den ersten und zweiten Leitern, sofern nicht in gewissen Fällen ein Masseanschluß vorgesehen ist.

Schließlich ist jeweils ein Halbleiterkondensator einerseits mit einem der ersten Leiter und andererseits mit dem

_o dritten Leiter verbunden, um somit den ersten Leiter zur ob

Erzielung einer EMI-Filterwirkung kapazitiv mit dem dritten Leiter zu verbinden.

Das so ausgebildete Tragteil kann nun mechanisch und elek-

trisch an der gedruckten Schaltung befestigt und angeschlossen werden, indem man die Kontakte mit ihren Zungen mit der Oberfläche der gedruckten Schaltung verlötet. Diese Art der Befestigung erfordert keine Löcher in der δ gedruckten Schaltung, wenngleich auch solche Löcher, falls erwünscht, vorhanden sein können. Da die Kontakte in einer einzigen Reihe angeordnet sind und nicht in einem zweidimensionalen Muster, beansprucht der Anschluß nur einen sehr kleinen Flächenanteil auf der gedruckten Schaltung. Ferner erbringt die Anordnung der Kondensatoren an der als Tragteil verwendeten gedruckten Schaltung eine weitere Verringerung des in Anspruch genommenen Flächenanteils auf der gedruckten Schaltung und trägt außerdem zu einer kompakten Bauweise bei. Schließlich gewährleisten die Anbringung der Kondensatoren an dem in Form einer gedruckten Schaltung ausgebildeten Tragteil sowie das Vorhandensein der als leitende Oberfläche ausgebildeten Masseverbindung eine äußerst wirksame EMI-Filterung und eine sichere Hochfrequenzabschirmung, wodurch die elektrischen Eigenschaften des Verbinders gegenüber denen bekannter Verbinder dieser Art erheblich verbessert sind.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teil-Vorderansicht eines Verbinders bekannter Ausführung,

Fig. 2 eine Teil-Schrägansicht eines bekannten Verbinders und seiner Anbringung an einer gedruckten Schaltung,

Fig. 3 eine vergrößerte Teil-Schrägansicht der Rückseite eines Verbinders in einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine Teil-Schrägansicht der Vorderseite eines als gedruckte Schaltung ausgebildeten Tragteils des erfindungsgemäßen Verbinders und

Fig. 5 eine Profilansicht des erfindungsgemäßen Verbinders und seiner Anbringung an einer gedruckten Schaltung.

Zu einem in Fig. 3 bis 5 insgesamt mit 10 bezeichneten Verg binder gemäß der Erfindung gehören ein Tjjkirigteil 11 , eine Anzahl von ersten Leitern 12, eine Anzahl von zweiten Leitern 13, ein dritter Leiter 14 und eine Anzahl von kondensatoren 16. Diese Teile sind nachstehend im einzelnen beschrieben.

Das Tragteil 11 setzt sich zusammen aus einer gedruckten Schaltung 17 und einer Verbinderfassung 18. Die gedruckte Schaltung 17 hat eine erste Seite 19, eine zweite Seite 21 und einen ersten Rand 22. Außerdem ist die gedruckte Schaltung 17 des Tragteils von einer Anzahl von Löchern für die Aufnahme von nachstehend beschriebenen elektrischen Leitern durchsetzt.

Die Fassung 18 ist in bekannter Weise ausgeführt und umgibt einen einseitig offenen Hohlraum 24, in welchem ein an einem flexiblen Kabel angeschlossener Verbindungsstecker bündig Aufnahme findet.

Zu der Anzahl von ersten Leitern 12 gehören elektrisch leitende Kontaktstifte 26, welche im Hohlraum 24 der Fas-

g sung 18 angeordnet sind, so daß sie in entsprechenden Löchern eines Verbindungssteckers Aufnahme finden können. Zu diesem Zweck sind die Kontaktstifte 26 in einem demjenigen der Löcher des Verbindungssteckers entsprechenden Muster angeordnet. Jeder Kontaktstift 26 ist an einem

_A Leiterstück 27 angeschlossen, welches seinerseits in eines der Löcher 23 der gedruckten Schaltung 17 des Tragteils eingesetzt ist. Die Leiterstücke 27 können an Ort und Stelle verlötet sein, um die Teile elektrisch und mechanisch sicher miteinander zu verbinden.

Wie man in Fig. 4 erkennt, sind die genannten zweiten Leiter 13 als gedruckte Leiterbahnen auf der gedruckten Schaltung 17 des Tragteils ausgebildet. Jede Leiterbahn ist mit einem der Kontaktstifte verbunden und führt zu einem Anschlußkontakt 28. Die Anschlußkontakte 28 haben

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jeweils ein den ersten Rand 22 der gedruckten Schaltung des Tragteils umgreifendes, etwa U-förmiges Klemmstück und eine daran hervorstehende, im dargestellten Beispiel rechtwinklig abgewinkelte Zunge. Die Anschlußkontakte 28 sind im wesentlichen in einer geradlinigen Reihe angeordnet und haben im wesentlichen die gleiche Form. Die Anschlußkontakte 28 können durch reibschlüssiges Festklemmen an der gedruckten Schaltung 17 des Tragteils befestigt und/oder daran festgelötet sein. Für eine Montage in dafür vorgesehenen Löchern können die Anschlußkontakte 28 andere bekannte Formen aufweisen.

Wie man in Fig. 3 erkennt, hat der dritte Leiter 14 die Form einer Schicht aus elektrisch leitendem Material, mit ρ- welcher ein großer Teil der zweiten Seite 21 der gedruckten Schaltung 17 des Tragteils überzogen ist. Um die die ersten Leiter aufnehmenden Löcher 23 herum ist jeweils ein Spalt 29 ausgebildet, so daß also die ersten Leiter nicht leitend mit dem dritten Leiter 14 verbunden sind, _ sofern dies nicht ausdrücklich vorgesehen ist, um etwa einen der ersten Leiter direkt an Masse zu legen. Der dritte Leietr 14 erstreckt sich auch nicht bis an den ersten Rand 22 der gedruckten Schaltung 17 des Tragteils heran, um die Anschlußkontakte 28 nicht kurzzuschließen.

Die beispielsweise als Chip-Kondensatoren ausgebildeten Kondensatoren 16 sind jeweils einerseits mit einem der ersten Leiter 12 und andererseits mit dem dritten Leiter 14 verbunden, um eine EMI-Filterung zu gewährleisten.

Wie man in Fig. 5 erkennt, kann der beschriebene Verbinder 10 an einer gedruckten Schaltung 31 angebracht werden, indem man die Anschlußkontakte 28 mit entsprechenden Anschlußflächen auf der Oberfläche der gedruckten Schaltung 31 verlötet. Zu diesem Zweck braucht die gedruckte Schaltung 31 also nicht mit irgendwelchen Löchern versehen zu werden. Wie man in dieser Figur ferner erkennt, ist die für den beschriebenen Verbinder 10 benötigte Einbautiefe 32 auf der gedruckten Schaltung 31 beträchtlich kleiner

als bei bekannten Verbindern. Zusätzlich bildet der dritte Leiter 14 eine Erdungsfläche oder -ebene zum wirksamen Schutz der flexiblen Leiter vor Hochfrequenzstörungen.'

Gegenüber bekannten Anordnungen bietet der beschriebene

Verbinder somit die Vorteile, daß er nur äußerst wenig Platz für seine Anbringung an einer gedruckten Schaltung benötigt, daß eine optimale EMI-Filterung vorhanden ist ,Q und daß eine sichere Abschirmung gegen Hochfrequenzstörungen gewährleistet ist.

Dabei ist die Erfindung nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sie erlaubt vielmehr die verschiedensten Änderungen und Abwandlungen

desselben im Rahmen der Ansprüche.

Claims

Patentansprüche

1. Elektrischer Niedrigprofilverbinder für den elektrischen Anschluß einer Anzahl von Leitern an einer gedruckten Schaltung, gekennzeichnet

durch ein mechanisch mit der genannten Anzahl von Leitern sowie mit der gedruckten Schaltung (31) verbindbares Tragteil (11 ),

durch wenigstens einen ersten Leiter (12) für den elektrischen Anschluß wenigstens eines der genannten Leiter,

durch wenigstens einen zweiten Leiter (13) für die elektrische Verbindung des wenigstens einen ersten Leiters (12) ³⁵ mit der gedruckten Schaltung (31),

durch wenigstens einen eine Hochfrequenzabschirmung für den Verbinder (10) darstellenden dritten Leiter (14), mit

welchem wenigstens ein erster Leiter (12) und/oder wenigstens ein zweiter Leiter (14) elektrisch nicht direkt verbunden sind, und

durch Einrichtungen (16) für die kapazitive Verbindung g

wenigstens eines ersten Leiters (12) mit dem dritten Leiter (14).

2. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (11) eine zusätzliche gedruckte Schaltung (17) aufweist.

3. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Leiter einen beträchtlichen Flächenanteil wenigstens

einer Seite (21) der gedruckten Schaltung (17) des Tragteils (11) bedeckt.

4. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckte Schaltung (17) des Tragteils (11) im wesentli-

chen lotrecht zur gedruckten Schaltung (31) an dieser anbringbar ist.

5. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu den zweiten Leitern (13) eine Anzahl von die gedruckte Schaltung (17) des Tragteils (11) elektrisch mit der anzuschließenden gedruckten Schaltung (31) verbindenden Kontakten (28) gehören, welche jeweils eine im wesentlichen lotrecht zur gedruckten Schaltung (17) des Tragteils davon abstehende Zunge aufweisen, mittels welcher sie an einer Oberfläche der anzuschließenden gedruckten Schaltung (31) mechanisch und elektrisch mit dieser verbindbar sind.

6. Elektrischer Verbinder nach wenigstens einem der

Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, 35

daß zu der Anordnung von ersten Leitern (12) eine Anzahl von die gedruckte Schaltung (17) des Tragteils durchsetzenden Leiterstücken (27) gehört.

7. Elektrischer Verbinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu den den ersten Leiter kapazitiv mit.dem dritten Leiter verbindenden Einrichtungen eine Anzahl von Kondensatoren (16) gehört, welche jeweils einen ersten Leiter (12) mit dem dritten Leiter (14) verbinden.

8. Elektrischer Verbinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leiteranordnung eine Anzahl von auf der gedruckten Schaltung (17) des Tragteils ausgebildeten gedruckten Leiterbahnen (13) umfaßt.