DE3922121A1

DE3922121A1 - Flexible leiterplatte zur herstellung elektrischer verbindungen

Info

Publication number: DE3922121A1
Application number: DE19893922121
Authority: DE
Inventors: Emil Poppe
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1989-07-05
Filing date: 1989-07-05
Publication date: 1991-01-17

Description

Die Erfindung betrifft eine flexible Leiterplatte zur Herstel lung elektrischer Verbindungen zwischen einer aufklappbar an einem Gehäuse angebrachten Gerätefrontplatte und einzelnen in dem Gehäuse angeordneten elektrischen Baugruppen, bestehend aus einer fexiblen, mit mindestens einer steifen Platte versehenen mehrlagigen Leiterfolie von im wesentlichen rechteckiger Grund rißform, deren einzelne Lagen miteinander verbunden, z. B. ver klebt sind.

Die Herstellung elektrischer Verbindungen von Leitungen, Bautei len oder Baugruppen erfolgt im allgemeinen mittels Einzelverdrah tungen oder Kabelbäumen und in neuerer Zeit mittels flexibler oder starr-flexibler Leiterfolien. Derartige Leiterfolien werden mit großem Vorteil bei sehr beengten Raumverhältnissen als Ver drahtungsmittel eingesetzt und insbesondere zur Herstellung elek trischer Verbindungen zwischen einer aufklappbar an einem Gehäuse angebrachten Gerätefrontplatte und einzelnen in dem Gehäuse ange ordneten elektrischen Baugruppen verwendet.

Durch die DE-PS 32 20 044 ist ein flexibles Leiterband der ein gangs genannten Art bekannt, das aus einer flexiblen Leiterfolie mit starren, Kontaktstellen für Steckverbinder aufweisenden Lei terplattenbereiche besteht, wobei beiderseits der starren Lei terplattenbereiche paarweise einander gegenüberliegende, abbieg bare und über die Kontaktstellen zu deren Isolation klappbare Folienlappen vorgesehen sind, die zugleich als Zughilfe beim Lösen der Steckverbinder verwendbar sind. Das bekannte Leiter band kann zur Herstellung elektrischer Verbindungen zwischen Gehäusebaugruppen und Baugruppen, die an der Innenseite einer aufklappbar an dem Gehäuse angebrachten Gerätefrontplatte vorge sehen sind, verwendet werden, wobei die Herstellung von Steck verbindungen jeweils mit Hilfe der mit den Kontaktstellen ver sehenen starren Leiterplattenbereiche erfolgt. Ein derartiges Leiterband ist demnach mit einer der Anzahl der Steckverbindun gen entsprechenden Anzahl von starren Leiterplattenbereichen auszubilden. Eine solche Ausbildung eines Leiterbandes mit Kon taktstellen in starren Leiterplattenbereichen ist bei einer größeren Anzahl von Steckverbindungen relativ aufwendig und kann in manchen Fällen, z. B. bei einem Lagen- und Höhenunter schied der einzelnen Steckverbindungen, zu Schwierigkeiten bei der Herstellung der Steckverbindungen führen. Außerdem ist das bekannte Leiterband nicht zur Verdrahtung einer ganzen Gerätefrontplatte vorgesehen. Schließlich können sich bei mehrlagigen Leiterfolien, deren einzelne Lagen miteinander z. B. durch Kleben verbunden sind, vor allem bei einer sehr großen Zahl von Abbiegungen in Folge häufigen Aufklappens der Gerätefrontplatte im Biegebereich gewisse Ermüdungserscheinungen ergeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine flexible Leiterplatte der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie als Verdrahtungsmittel für eine ganze Gerätefrontplatte und zur einfachen und sicheren Herstellung einer Vielzahl von elektri schen Verbindungen an der Gerätefrontplatte selbst sowie zwischen der Gerätefrontplatte und einzelnen im Gehäuse angeordneten elek trischen Baugruppen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird bei einer flexiblen Leiterplatte der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst:

a) die Leiterfolie ist außerhalb der steifen Platte an den Her stellungsorten der elektrischen Verbindungen mit der Geräte frontplatte mit durch Ausklinkungen an drei Seiten freige schnittenen, beweglichen und mit Leitungsführungen und Kontakten versehenen Formlappen versehen, die als Zuführung zu Steckern, Schaltern, Bedien- und Anzeigeelementen der Gerätefrontplatte dienen,
b) an einer einzigen Längsseite der Leiterfolie sind quer zu ihrer Längsrichtung abragende, flexible, mehrlagige und strei fenförmige Verbindungsarme vorgesehen, die jeweils an ihrem freien Ende mit einem Vielfachsteckanschluß für die elektri schen Baugruppen versehen sind,
c) die Verbindung der einzelnen Lagen der Leiterfolie ist bei den Verbindungsarmen zwischen der Längsseite der Leiterfolie und dem freien Ende bis zum Vielfachsteckanschluß unter brochen, so daß die einzelnen Lagen in diesem Bereich lose übereinanderliegen.

Eine derartige Leiterplatte ist in vorteilhafter Weise zur Ver drahtung einer ganzen Gerätefrontplatte geeignet, wobei das Ver drahtungselement für die Gerätefrontplatte von der flexiblen, rechteckigen Leiterfolie gebildet ist, d.h. die rechteckige Lei terfolie wird als Verdrahtungselement der Gerätefrontplatte zu geordnet. Die Herstellung der elektrischen Kontakte und Verbin dungen innerhalb einer z. B. mit Baugruppen, Steckern, Schaltern, Bedien- und Anzeigeelementen bestückten Gerätefrontplatte erfolgt dabei mit Hilfe einer entsprechenden Anzahl von an den Herstel lungsorten der elektrischen Verbindungen vorgesehenen, ausge klinkten Formlappen, die flexible, leicht bewegliche Kontakt elemente bilden, welche auch bei vielen an der Gerätefrontplatte herzustellenden Kontakten und Steckverbindungen eine einfache und sichere Herstellung der elektrischen Verbindungen gewähr leisten, weil die freigeschnittenen Formlappen es gegenüber star ren Platten aufgrund ihrer Beweglichkeit ohne weiteres ermöglichen, den Lagen- und Höhenunterschied sowie Toleranzen der verschiedenen, an der Gerätefrontplatte vorgesehenen Elemente auszugleichen. So ist es bei derartigen, für die Herstellung der elektrischen Verbindungen auf der Gerätefront platte dienenden Formlappen möglich, diese gegebenenfalls etwas zu biegen, zu verwinden, oder zu stauchen und gegebenenfalls sogar aus der Ebene der rechteckigen flexiblen Leiterfolie nach oben oder unten in Richtung auf ein an der Gerätefrontplatte höher oder tiefer eingesetztes Bauteil hinzubiegen. Dies verdeutlicht, daß mit Hilfe der Formlappen vielfältige, Toleranzen ausgleichende Anschluß- und Kontaktmöglichkeiten gegeben sind. Dabei werden diese Vorteile mit Hilfe einer einfach aufgebauten, mehrlagigen Leiterfolie erzielt, da es genügt, die flexible Leiterfolie auch bei vielen Kontakten und Steckverbindungen nur in einem einzigen Bereich, z. B. in einem justierbar an der Gerätefrontplatte zu arretierenden Bereich, mit einer steifen Platte zu versehen. Ferner ist eine derartige flexible Leiterplatte aufgrund ihrer Ausbildung mit seitlichen streifenförmigen Verbindungsarmen, die von einer einzigen Längsseite der an einer Gerätefrontplatte angebrachten rechteckigen Leiterfolie zum Geräteinneren führen, auch zur Herstellung einer Vielzahl von elektrischen Verbindungen zwischen der Gerätefrontplatte und den im Gerät vorgesehenen elektrischen Baugruppen geeignet. Durch Anordnung und Form dieser Verbindungsarme ist sowohl die Herstellung der einzelnen Steckverbindungen an den Gerätebaugruppen als auch das Auswechseln der Baugruppen auf einfache Weise möglich. Da die Verbindungsarme aufgrund ihrer lose übereinanderliegenden Einzellagen hochflexibel ausgebildet sind, sind leicht biegbare Verbindungen zwischen Gerätefrontplatte und den Gerätebaugruppen geschaffen, die bei entsprechender Länge die Klappbewegung einer aufklappbaren Gerätefrontplatte von z. B. etwa 135° ohne weiteres ermöglichen. Außerdem wird die Haltbarkeit der Verbindungsarme im Biegebereich aufgrund der hochflexiblen Ausbildung auch nicht bei einer sehr großen Zahl von Abbiegungen beeinträchtigt. Ferner läßt sich eine derartige flexible Leiterplatte bei sehr geringem Platzbedarf, also insbesondere bei beengten Raum verhältnissen, in vorteilhafter Weise als Verdrahtungsmittel einsetzen. Schließlich liegt ein weiterer Vorteil einer der artigen Leiterplatte darin, daß kürzeste Leitungsführungen und durch Zwischenlagen eine gegenseitige Abschirmung der Leitungen ermöglicht werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Anspruchs 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen flexiblen Leiter platte ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt die flexible Leiterplatte in Draufsicht, Fig. 2 ebenfalls in Draufsicht eine in einem Rahmen angeordnete Leiterplatte vor der Weiterverarbeitung.

Die flexible Leiterplatte 1 dient zur Herstellung elektrischer Verbindungen innerhalb einer aufklappbar an einem Gehäuse ange brachten Gerätefrontplatte sowie zwischen der Gerätefrontplatte und einzelnen in dem Gehäuse angeordneten elektrischen Baugruppen, insbesondere Steckbaugruppen, und besteht hierzu aus einer flexi blen mehrlagigen Leiterfolie 2 von im wesentlichen rechteckiger Grundrißform, deren einzelne Lagen miteinander verbunden, z. B. verklebt sind. Die mit nicht dargestellten Leitungsführungen versehene Leiterfolie 2 wird als Verdrahtungselement der Geräte frontplatte zugeordnet und ist in einem Bereich H mit einer starren rechteckigen Platte 3, deren Breite der Breite der Lei terfolie entspricht, versteift. Die Platte 3 weist in ihren Eckbereichen Löcher 4 zur justierbaren Arretierung der Leiter folie an der Gerätefrontplatte auf und dient zur maßgerechten Aufnahme von der Gerätefrontplatte zugeordneten Bauelementen, z. B. von Leuchtdioden, die einem Anzeigefeld der Gerätefront platte zugeordnet sind. In den übrigen Bereichen der Leiterfolie 2, also außerhalb und seitlich links und rechts der Platte 3, sind an den Herstellungsorten von elektrischen Verbindungen zwischen der Gerätefrontplatte und der Leiterfolie mehrere, durch Ausklinkungen 10 an drei Seiten freigeschnittene, bewegli che und ebenfalls mit Leitungsführungen sowie mit Kontakten ver sehene Formlappen 5-9 und 12-19 vorgesehen, die als Zuführung zu Steckern, Schaltern, Bedien- und Anzeigeelementen der Geräte frontplatte dienen. Hier sind die Formlappen überwiegend in einzelnen Feldern A, B, C und D angeordnet. In einem Randbereich der Leiterfolie 2 neben der Platte 3 sind in dem Feld D in der dargestellten Weise fünf Formlappen 5, 6, 7, 8 und 9 vorgesehen, die durch die Ausklinkungen 10 an drei Seiten freigeschnitten und dadurch sehr beweglich sind. Die Formlappen 5-9 sind mit Kontaktlöchern 11, d. h. durchkontaktierten Bohrungen, für vielpolige, z. B. 37polige Stecker der Gerätefrontplatte versehen. Die in den Feldern A, B und C vorgesehenen Formlappen 12 (Feld A), 13-15 (Feld B) und 16-18 (Feld C) dienen als Zuführung zu Schaltern, Bedien- und Anzeigeelementen der Gerätefrontplatte. Seitlich des Feldes C ist ein weiterer Formlappen 19 für einen z. B. 55poligen Steckeranschluß vorgesehen. Außerdem weist die Leiterfolie 2 noch in einem Bereich zwischen der Platte 3 und den Feldern A und B mehrere übereinander angeordnete, langlochartige Aussparungen 20 zur Aufnahme von der Gerätefrontplatte zugeordneten Druckschaltern, z. B. für Kanalanzeigen auf. Schließlich ist die Leiterfolie an verschiedenen Stellen, insbesondere an Eckbereichen, noch mit zusätzlichen Befestigungspunkten 21 ausgebildet.

Die ebenfalls Leitungsführungen aufweisenden Verbindungselemente zwischen der Leiterfolie 2 und in einem Gehäuse angeordneten elektrischen Baugruppen sind an einer einzigen Längsseite, näm lich an der Längsseite 22 der Leiterfolie angeordnet und von senkrecht zur Längsseite abragenden, parallel zueinander verlau fenden flexiblen Verbindungsarmen 23 bis 39 gebildet. Diese Ver bindungsarme sind als schmale Streifen und wie die Leiterfolie 2 mehrlagig ausgebildet. Hier sind die Verbindungsarme 23-34 paar weise in Gruppen von der Leiterfolie 2 abgeführt, so daß die Konfiguration dieser Verbindungsarme so gewählt ist, daß die Zuführung paarweise zu Baugruppen von z. B. 6-Kanälen erfolgen kann. Die Verbindungsarme 23-39 sind jeweils an ihrem freien Ende mit einem eingeschwallten, z. B. 17-, 29- oder 65poligen Vielfachstecker 40, 41 oder 42 zum Anschluß an die Vielfachbuchsen leisten der im Gehäuse angeordneten elektrischen Baugruppen versehen, wobei die Einzellagen der Verbindungsarme in diesem Bereich fest miteinander verbunden, z. B. verklebt oder verpreßt sind. Um eine hohe Flexibilität insbesondere im Hinblick auf die Biegeeigenschaften und die Haltbarkeit der Verbindungsarme zu erreichen, ist die Verbindung der einzelnen Lagen der Verbindungs arme zwischen der Längsseite 22 der Leiterfolie 2 und dem freien Ende mit den Vielfachsteckern 40-42 unterbrochen, d. h. die einzelnen Lagen der Verbindungsarme sind in dem durch eine Senkrechtschraffierung hervorgehobenen Bereich nicht miteinander verklebt, so daß die einzelnen Lagen in diesem Bereich lose übereinanderliegen. Die Länge der Verbindungsarme ist z. B. so gewählt, daß eine Gerätefrontplatte ohne Schwierigkeiten um etwa 135° aufgeklappt werden kann.

Bei der Darstellung in Fig. 2 ist die Leiterplatte 1 in einem Rahmen 45 angeordnet. Um die Leiterplatte herum bzw. zwischen den Verbindungsarmen 23-39 sind fertigungstechnisch bedingt mehrere Halterungen in Form von äußeren Stegen 47 bzw. inneren Stegen 46 vorgesehen. Diese Stege verbinden die Verbindungsarme 23-39 untereinander bzw. die Leiterplatte 1 mit dem Rahmen 45 und halten die verschiedenen Formen in einer ebenen Lage. Diese Stabilität ermöglicht eine sehr gute Weiterverarbeitung für die Bauteilebestückung, für das Schwallöten und für Revisionsprüfun gen. Vor dem Einbau wird die Leiterplatte 1 von dem Rahmen 45 getrennt.

Claims

1. Flexible Leiterplatte zur Herstellung elektrischer Verbindun gen zwischen einer aufklappbar an einem Gehäuse angebrachten Ge rätefrontplatte und einzelnen in dem Gehäuse angeordneten elek trischen Baugruppen, bestehend aus einer fexiblen, mit minde stens einer steifen Platte versehenen mehrlagigen Leiterfolie von im wesentlichen rechteckiger Grundrißform, deren einzelne Lagen miteinander verbunden, z. B. verklebt sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Leiterfolie (2) ist außerhalb der steifen Platte (3) an den Herstellungsorten der elektrischen Verbindungen mit der Gerätefrontplatte mit durch Ausklinkungen (10) an drei Seiten freigeschnittenen, beweglichen und mit Leitungsführungen und Kontakten versehenen Formlappen (5-9, 12-19) versehen, die als Zuführung zu Steckern, Schaltern, Bedien- und Anzeige elementen der Gerätefrontplatte dienen,
b) an einer einzigen Längsseite (22) der Leiterfolie (2) sind quer zu ihrer Längsrichtung abragende, flexible, mehrlagige und streifenförmige Verbindungsarme (23-39) vorgesehen, die jeweils an ihrem freien Ende mit einem Vielfachsteckanschluß (40, 41, 42) für die elektrischen Baugruppen versehen sind,
c) die Verbindung der einzelnen Lagen der Leiterfolie (2) ist bei den Verbindungsarmen (23-39) zwischen der Längsseite (22) der Leiterfolie (2) und dem freien Ende bis zum Vielfachsteck anschluß (40, 41, 42) unterbrochen, so daß die einzelnen Lagen in diesem Bereich lose übereinanderliegen.

2. Flexible Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formlappen (5-9, 12-18) in einzelnen Feldern (A, B, C, D) angeordnet sind.

3. Flexible Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Randbereich der Leiterfolie (2) neben der steifen Platte (3) ein Feld (D) von Formlappen (5-9) mit Kontaktlöchern (11) für vielpolige Stecker der Gerätefrontplatte vorgesehen ist.

4. Flexible Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vielfachsteckanschluß der Verbindungsarme (23-39) ein Vielfachstecker (40, 41, 42) ist.

5. Flexible Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsarme (23-39) senkrecht zur Längsseite (22) der Leiterfolie (2) und parallel zueinander verlaufen.

6. Flexible Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Verbindungsarme (23-34) paarweise in Gruppen von der Leiterfolie (2) abgeführt ist.

7. Flexible Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die steife Platte (3) der Leiterfolie (2) rechteckig ausge bildet ist und ihre Breite der Breite der Leiterfolie entspricht.

8. Flexible Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die steife Platte (3) der Leiterfolie (2) in ihren Eckberei chen Löcher (4) zur justierbaren Arretierung der Leiterfolie an der Gerätefrontplatte aufweist.

9. Flexible Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Leiterfolie (2) zumindest im Bereich der steifen Platte (3) der Gerätefrontplatte zugeordnete elektrische Bau elemente angeordnet sind.

10. Flexible Leiterplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der steifen Platte (3) der Leiterfolie (2) ein Feld von mit einem Anzeigefeld der Gerätefrontplatte zugeordneten Leucht dioden vorgesehen ist.