DE68917694T2

DE68917694T2 - Schaltungsplattenzusammenbau und Kontaktstift, der darin verwendet wird.

Info

Publication number: DE68917694T2
Application number: DE68917694T
Authority: DE
Inventors: Raymond Joseph Cosimano; Reinhold Ernst Tomek
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1988-12-12
Filing date: 1989-11-03
Publication date: 1995-03-30
Anticipated expiration: 2009-11-04
Also published as: JPH0610997B2; DE68917694D1; US4906198A; EP0373342A3; EP0373342B1; JPH02195669A; EP0373342A2

Description

Die Erfindung betrifft Schaltungsplattenzusammenbauten und insbesondere solche aus der Vielfalt der gedruckten Schaltungsplatten, die zum Beispiel in verschiedenen Informationsverarbeitungssystemen (Computern) verwendet werden können. Noch spezieller betrifft die Erfindung solche Zusammenbauten aus gedruckten Schaltungsplatten, bei denen nachgiebige Stifte verwendet werden, um gewünschte elektrische Verbindungen zu entsprechenden Komponenten, die sich außerhalb der Platine befinden (z. B. Verdrahtung, Leiter auf einer anderen Schaltungsplatte usw.), und/oder Elementen (z. B. Signal- und Masseebenen) herzustellen, die typischerweise innerhalb des Platinenaufbaus wie auch gelegentlich auf deren äußeren Oberflächen angeordnet sind.
Gedruckte Schaltungsplattenzusammenbauten, die manchmal als gedruckte Leiterplattenzusammenbauten bezeichnet werden, sind in der Technik bekannt, wie auch solche, die zusammen mit nachgiebigen Stiften unterschiedlicher Art verwendet werden. In US-A-3 545 080, US-A-4 017 143, US-A-4 076 356, US-A-4 381 134, US-A-4 475 780, US-A-4 533 204, US-A-4 548 450, US-A-4 737 114 und US-A-4 763 408 werden Beispiele gezeigt. Weitere Beispiele für nachgiebige Stifte werden im IBM Technical Disclosure Bulletin Bd. 29, Nr. 3, August 1986 (S. 1228, 1229) und Bd. 30, Nr. 12, Mai 1988 (S. 235, 236) gezeigt. Weitere Arten von Schaltungsplatten oder ähnlichen Zusammenbauten, bei denen unterschiedliche Verbindungen hergestellt werden, indem Kontaktstifte oder ähnliche leitende Teile verwendet werden, werden in US-A-3 880 486, US-A-3 971 610, US-A-4 530 551 und US-A-4 731 701 gezeigt.
Wie unten ausführlicher erläutert werden wird, schließt die Erfindung die Verwendung elektrischer Kontaktstifte aus der Vielfalt nachgiebiger Ausführungen in einem Schaltungsplattenteil ein, um Verbindungen zwischen gegenüberliegenden Seiten der Platine und/oder zum Inneren der Platine auf neue und einzigartige Art herzustellen. Mit dem hier verwendeten Begriff nachgiebig wird ein Kontaktstift bezeichnet, der einen Bereich enthält, der so gestaltet ist, daß er sich beim Einfügen (oder Hineindrücken) in ein in der Platinenoberfläche befindliches, für ihn vorgesehenes Loch anpaßt. Eine solche Anpassung kann mit oder ohne Lot erreicht werden.
In EP-A-162 474 umfaßt eine gedruckte Leiterplatte eine Grundplatte mit einem inneren Schaltungsmuster und Masseschichten auf beiden Oberflächen sowie Anschlußstifte, die an der Grundplatte befestigt sind. Diese gedruckte Schaltungsplatte hat mehrere Nachteile.
Es ist Hauptaufgabe der anspruchsgemäßen Erfindung, die Art des Schaltungszusammenbaus und der Kontaktstifte zu verbessern.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung (Anspruch 1) wird ein Schaltungsaufbau geliefert, der eine Schaltungsplatte, die ein Substrat mit einer darauf befindlichen Oberfläche, in der eine Öffnung mit Wänden festgelegt ist, und wenigstens eine innerhalb des Substrats befindliche elektrisch leitende Schicht umfaßt, wobei die Öffnung eine vorbestimmte Tiefe im Substrat hat und eine darauf befindliche Schicht aus elektrisch leitendem Material enthält. Die Schicht aus leitendem Material ist elektrisch mit der leitenden Schicht innerhalb des Substrats verbunden, um einen Leitungsweg zwischen der leitenden Schicht und dem leitenden Material herzustellen. Der Zusammenbau umfaßt auch einen Kontaktstift mit einem nachgiebigen Endbereich, der in der bewandeten Öffnung im Substrat angebracht ist und mit der entsprechenden darauf befindlichen Schicht aus leitendem Material elektrischen Kontakt hat, und einem hervorstehenden Teil, der aus der entsprechenden Oberfläche der Schaltungsplatte herausragt und für die elektrische Verbindung mit einer elektrischen Komponente außerhalb der Platine vorgesehen ist, um so eine elektrische Verbindung zwischen der Komponente und der leitenden Schicht innerhalb des Substrats herzustellen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Schaltungszusammenbau zur Verfügung gestellt, der eine Leiterplatte mit einem Substrat mit einer ersten und zweiten Oberfläche umfaßt, die einander gegenüberliegen, wobei jede Oberfläche darin eine bewandete Öffnung festlegt, die eine vorbestimmte Tiefe innerhalb der Platine einnimmt. Auf wenigstens einer der Wände jeder der bewandeten Öffnungen befindet sich eine Schicht aus einem elektrisch leitenden Material, wobei die Schichten aus leitendem Material elektrisch verbunden sind, um einen Leitungsweg zwischen allen bewandeten Öffnungen herzustellen. Darüber hinaus werden erste und zweite Kontaktstifte verwendet, wobei jeder Kontaktstift einen nachgiebigen Endbereich hat, der in einer entsprechenden bewandeten Öffnung in der bewandeten Öffnung in der Platine angebracht ist und mit der entsprechenden Schicht aus leitendem Material elektrischen Kontakt hat, und einem hervorstehenden Teil, der aus der entsprechenden Oberfläche der Schaltungsplatte herausragt und für die elektrische Verbindung mit einer elektrischen Komponente außerhalb der Platine geeignet ist, um so eine elektrische Verbindung zwischen den Komponenten herzustellen.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kontaktstift zur Verfügung gestellt, der einen ersten nachgiebigen Endbereich, der in der Öffnung in der Schaltungsplatte angeordnet wird und in der Platine eine vorbestimmte Tiefe einnimmt und sich dort dem Verbund anpaßt, und einen hervorstehenden zweiten Endbereich umfaßt, der sich gegenüber dem ersten Endbereich befindet und aus der Platine herausragt und für die elektrische Verbindung zu einer elektrischen Komponente außerhalb der Platine geeignet ist.
Wie hier weiter ausgeführt wird, ist die Erfindung in der Lage, eine solche Verbindung zur Verfügung zu stellen, während sie eine höhere Nutzung eines Teils des Innenraums der Platine für andere Zwecke ermöglicht, insbesondere für die Unterbringung weiterer Verdrahtung (d. h. Leitungen), wodurch die Schaltungsdichte und die Leistungsfähigkeit des gesamten Zusammenbaus erhöht wird. Wie darüber hinaus ausgeführt wird, ist dies bei der vorliegenden Erfindung auf relativ einfache und billige Art möglich, wodurch die Erfindung und die damit verbundenen Vorteile der Massenproduktion zugänglich gemacht werden können. Diese und weitere vorteilhafte Eigenschaften werden als ein wesentlicher technischer Fortschritt in der Technik betrachtet, wobei insbesondere die hier zitierte Technik eingeschlossen ist, und sie werden nicht im Rahmen dieser Technik ausgeführt oder vorgeschlagen.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung, zusammen mit anderen und weiteren Aufgaben und Vorteilen, wird in Verbindung mit den anliegenden Abbildungen auf die folgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung Bezug genommen, wobei:
Fig. 1 eine ausschnittsweise Seitenansicht im Schnitt durch einen Schaltungszusammenbau gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, wobei Fig. 1 auch der Schnitt durch Fig. 3 entlang der Linie 1-1 ist;
Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht eines der Kontaktstifte aus Fig. 1 ist, die ein Beispiel eines nachgiebigen Endbereichs darstellt, der dabei verwendet werden kann; und
Fig. 3 eine teilweise Aufsicht im Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1 durch einen nachgiebigen Endbereich eines der erfindungsgemäßen Kontaktstifte ist.
Fig. 1 zeigt einen Schaltungszusammenbau 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Schaltungszusammenbau 10 umfaßt eine Schaltungsplatte 11, die ein elektrisch isolierendes Substratteil 13 aus bekanntem Material (z. B. wärmehärtendes Harz) umfaßt. Wie Fig. 1 zeigt, ist die Schaltungsplatte 11 im wesentlichen eben aufgebaut und hat einander gegenüberliegende, obere und untere, im wesentlichen ebene Oberflächen 15 und 17. Die Schaltungsplatte 11 wird in Fig. 1 nur teilweise gezeigt, wobei klar ist, daß die Enden (in Fig. 1 segmentiert dargestellt) sich um ein gewünschtes Maß ausdehnen und so die Gesamtlänge und Gesamtbreite des fertigen Produkts festlegen. Zum Beispiel kann die Platine 11 eine Gesamtbreite von etwa 25,4 cm (10 Zoll) bis etwa 60,96 cm (24 Zoll) und eine entsprechende Länge von etwa 38,1 cm (15 Zoll) bis etwa 71,12 cm (28 Zoll) haben. Bei diesen Abmessungen kann die Gesamtdicke der Platine (Abstand zwischen den Oberflächen 15 und 17) in dem Bereich von etwa 3,175 mm (0,125 Zoll) bis etwa 8,89 mm (0,350 Zoll) liegen, was von der Zahl der darin gewünschten Schaltungselemente (z. B Signal- und Stromversorgungsebenen) abhängt. Solche Signal- und Stromversorgungsebenen werden in Fig. 1 durch die im wesentlichen ebenen leitenden Schichten 19, 21 und 23 dargestellt. Es versteht sich, daß diese nur beispielhaften Charakter für die verschiedenen Aufbauten solcher Komponenten haben und somit nicht beabsichtigt ist, den Geltungsbereich der hier vorgestellten Erfindung einzuschränken. In dem in Fig. 1 vorgestellten Ausführungsbeispiel können die Elemente 19 und 23 zum Beispiel als Stromversorgungsebenen für den Zusammenbau 10 und die leitende Zwischenschicht 21 als Signalebene für die Erfindung dienen. In den Fällen, wo die leitende Schicht als Stromversorgungsebene dient, ist die Schicht normalerweise im wesentlichen durchgehend (massiv) in einer Ebene aufgebaut (wie durch das mit der Nummer 19 gekennzeichnete Element dargestellt). Bei den für eine Vielzahl von Signalen bestimmten Schichten setzt sich der durch Abstände unterbrochene, im wesentlichen ebene Aufbau, der mit der Nummer 21 gekennzeichnet ist, normalerweise aus einer Vielzahl einzelner leitender Teile zusammen, die auf den Betrachter der Abbildung zulaufen bzw. und von ihn wegführen. Obige Anordnungen haben nur stellvertretenden Charakter, und weder sie noch ihre Anzahl sollen die Erfindung einschränken. Es liegt durchaus im Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung, unterschiedliche alternative Aufbauten und/oder Kombinationen dieser Elemente zu verwenden und nach wie vor die Gesamtaufgabe der vorliegenden Erfindung zu erfüllen. Es versteht sich auch, daß andere Längen, Breiten und Dicken als die oben genannten ohne weiteres möglich sind. Die Bedeutung der hier erklärte Erfindung liegt darin, daß sie die Verwendung relativ flacher, nachgiebiger Stifte in den einander gegenüberliegenden Oberflächen einer solch relativ dünnen Komponente (Schaltungsplatte) erlaubt, um die hier angegebenen elektrischen Verbindungen herzustellen.
Wie Fig. 1 zeigt, befinden sich in jeder der einander gegenüberliegenden Oberflächen 15 und 17 der Platine 11 bewandete Öffnungen 25, von denen jede gemäß der Darstellung in Fig. 3 vorzugsweise eine im wesentlichen zylindrische Gestalt hat und, was kennzeichnend ist, nur eine vorbestimmte Tiefe im Substrat 13 einnimmt und also nicht ganz hindurchführt. Die im wesentlichen zylindrisch geformte Öffnung ist durch eine runde, vertikale, durchgehende Wand 27 und eine untere, im wesentlichen flache Wand festgelegt. Es versteht sich, daß andere Formen der Öffnung 25 ohne weiteres möglich sind, wozu auch ovale, elliptische und rechteckige Formen gehören.
Auf den Wänden 27 und 29 jeder zylindrischen Öffnung 25 befindet sich eine Schicht eines elektrisch leitenden Materials 31 (z. B. Kupfer), wobei diese Schichten gemäß der Darstellung in Fig. 1 miteinander elektrisch verbunden sind, um so einen leitenden Verbindungsweg zwischen den voneinander getrennten Öffnungen 25 herzustellen. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat jede Öffnung 25 einen Durchmesser von nur etwa 457,2 um (0,018 Zoll), wobei die entsprechende Dicke jeder der darin angebrachten Schichten etwa 25,4 um (0,001 Zoll) beträgt. Dieser Durchmesser ist in Fig. 1 und auch in Fig. 3 mit der Größe W1 bezeichnet. Die entsprechende Breite des nachgiebigen Endbereichs 45 beträgt somit nur etwa 406,4 um (0,016 Zoll). Die Größe W1 stellt dabei die Gesamtbreite der jeweiligen Öffnungen 25 dar, die gemäß der Darstellung in Fig. 1 bezüglich dieser äußeren Abmessung im wesentlichen gleich sind.
Um den elektrisch leitenden Verbindungsweg zwischen den bewandeten Öffnungen 25 herzustellen, ist zwischen ihnen ein schmaler Kanal 35 vorgesehen. Der Kanal 35 hat kennzeichnend eine Breite W2, die wesentlich kleiner ist als die entsprechende Breite der zuvor beschriebenen Öffnungen 25. Dies stellt ein wichtiges Merkmal der Erfindung dar, da es eine größere Nutzung des Innenraums der Platine im Bereich zwischen den jeweiligen durch einen Abstand voneinander getrennten Öffnungen 25 erlaubt, der andernfalls durch die Öffnungen in Anspruch genommen würde, sofern diese von der Art der bisherigen in der Technik bekannten durchgehenden plattierten Durchlöcher (PTH, plated through hole) sind. Die Technik plattierter Durchlöcher wird in der Technik verwendet, um die Anordnung von Stiften oder ähnlicher leitender Teile vorzunehmen und so elektrische Verbindungen zwischen entsprechenden Schaltungselementen und externen Komponenten (z. B. gedruckte Schaltungsplatten), die sich außerhalb der diese Teile enthaltenden Platine befinden, herzustellen. Beispiele für plattierte Durchlöcher werden in der zuvor genannten Patentschrift US-A-4 381 134 gezeigt. Wie festgestellt, überwindet die vorliegende Erfindung diese mit solchen plattierten Durchlöchern verbundenen Nachteile, durch die relativ große Bereiche des Platineninnenraums dazu verwendet werden, um die erforderlichen Verbindungen herzustellen. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein wesentlicher Teil dieses Volumens gespart und damit auf eine Weise verwendet, die die Betriebsleistung des Endprodukts wesentlich erhöht. Um die Verbindung zwischen den beschichteten Öffnungen 25 herzustellen, wird elektrisch leitendes Material (z. B. Kupfer) 37 auf die inneren Wände des Kanal 35 aufgetragen (z. B. plattiert). Die Erfindung schließt sowohl die Möglichkeit ein, den engen Kanal 35 gemäß der Darstellung in Fig. 1 vollständig mit diesem leitenden Material auszufüllen, wie auch die Möglichkeit, den Mittelteil leer zu lassen. Ob der Kanal vollständig ausgefüllt wird oder nicht hängt von der Gesamtbreite W2 des Kanals und der bevorzugten Technik zur Herstellung der hier verwendeten leitenden Schichten ab. Bei einer Schaltungsplatte mit einer Dicke in dem oben angegebenen Bereich und mit durch einen Abstand voneinander getrennten Öffnungen 25 der ebenfalls oben angegebenen Abmessungen ist der Kanal vorzugsweise zylindrisch und hat eine Breite W2 von nur etwa 50,8 um (0,002 Zoll) bis etwa 254 um (0,010 Zoll). Die entsprechende Dicke des plattierten Kupfers 37 beträgt nur etwa 25,4 um (0,001 Zoll) bis etwa 127 um (0,005 Zoll).
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jede der Öffnungen 25 bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe in die dargestellten einander gegenüberliegenden Oberflächen des Substrats 13 gebohrt (z. B. etwa 787,4 um (0,031 Zoll)). Beide Öffnungen 25 sind gemäß der Darstellung in Fig. 1 vorzugsweise mittig ausgerichtet, so daß sie auf einer gemeinsame Achse A-A liegen. Nach der Bohrung der Öffnungen 25 wird der engere Kanal 35 gebohrt (z. B. durch Laserbohrung), was vorzugsweise ebenfalls entlang der gemeinsamen Achse A-A geschieht. Anschließend werden sowohl die Öffnungen 25 als auch der Kanal 35 mit Kupfer plattiert, wobei ein in der Technik bekanntes Plattierungsverfahren verwendet wird. Wie ausgeführt, kann diese Öffnung in Abhängigkeit von der Gesamtbreite W2 des Kanals 35 ganz mit dem leitenden Kupfer ausgefüllt werden oder auch nicht. Damit werden die leitenden Schichten gemäß der hier vorgegebenen Vorgehensweise zum Aufbringen auf die Wände der Öffnungen 25 und des Kanals 35 in einer im wesentlichen gleichen Weise hergestellt, wodurch die zur Herstellung der Erfindung erforderliche Gesamtzeit (und Gesamtkosten) herabgesetzt wird.
In jeder der festgelegten Öffnungen 25 sind erste und zweite nachgiebige Kontaktstifte 41 und 43 angebracht. Jeder Stift, aus einem metallischen Material gefertigt (z. B. Kupfer, Nickel, Phosphorbronze, Stahl), enthält einen im folgenden als flacher nachgiebiger Bereich 45 bezeichneten Teil. Mit dem Begriff flach soll ein Kontaktstift bezeichnet werden, bei dem der nachgiebige Teil eine Gesamtlänge (L in Fig. 2) hat, die in einem Bereich von nur etwa 787,4 um (0,031 Zoll) bis etwa 1,6 mm (0,063 Zoll) liegt. Dies ist ein in Hinblick auf die Erfindung wichtiger Gesichtspunkt, wenn man darüber hinaus die sehr geringe Breite (z. B. nur etwa 406,4 um (0,016 Zoll)) des nachgiebigen Endbereichs 45 berücksichtigt. Typische Breiten des nachgiebigen Bereichs von in der Technik bekannten Stiften überschreiten normalerweise 1016 um (0,040 Zoll).
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist der nachgiebige Bereich so ausgelegt, daß er im wesentlichen ganz in seine entsprechende Öffnung paßt und so deren gesamte Tiefe ausfüllt. Jeder Stift ist insbesondere so ausgelegt, daß er in der entsprechenden Öffnung mit der darin befindlichen leitenden Materialschicht elektrischen Kontakt hat. Wie ausgeführt, besteht dieses verbindende Mittel in der Ausnutzung einer durch Einfügen (oder Hineindrücken) gekennzeichneten Art der Anpassung. Die Anpassung beim Einfügen zwischen dem Stift und der entsprechenden bewandeten Öffnung liefert eine gasdichte elektrische Verbindung. Alternativ bewirkt diese Anpassung, daß der Stift für einen anschließenden Verschlußvorgang (z. B. Löten), der ebenfalls eine derartig gasdichte Verbindung sicherstellen würde, in einer vorgegebenen festen Ausrichtung festgehalten wird. Demzufolge hat jeder der Stifte 41 und 43 elektrischen Kontakt mit dem entsprechenden leitenden Material in den Öffnungen 25, in denen sie angeordnet und auch durch den gemeinsamen leitenden Kanal 35 verbunden sind. Dieser Aufbau ermöglicht die Herstellung einer einzigartigen elektrischen Verbindung zwischen Komponenten (z. B. eine zweite Schaltungsplatte 51, externe Verdrahtung 53, ein leitender Sockel 57), die sich außerhalb des Schaltungszusammenbaus 10 befinden. Wichtig ist auch die Möglichkeit, diese Erkenntnisse auf Wunsch zur Ausdehnung solcher Verbindungsarten auf die entsprechenden leitenden Schichten 19, 21 und/oder 23 (nur 19 und 21 sind in Fig. 1 miteinander verbunden dargestellt) zu verwenden. Die Betriebsleistung des Zusammenbaus 10 ist somit gegenüber gedruckten Schaltungsplatten gemäß dem Stand der Technik deutlich erhöht, insbesondere gegenüber solchen, die die bekannten plattierten Durchlöcher als Bestandteile haben.
Jeder Kontaktstift 41 und 43 umfaßt den zuvor erwähnten nachgiebigen Endbereich 45, um die erforderliche Anpassung beim Einfügen in die entsprechende Öffnung 25 zu ermöglichen. In der Verlängerung in eine Richtung, die im wesentlichen vom nachgiebigen Bereich 45 wegweist, befindet sich ein herausragender Endbereich 61, der in Übereinstimmung mit den hier dargelegten Erkenntnissen von beliebiger Gestalt sein kann, die von den Betriebsanforderungen an den Zusammenbau 10 abhängt. In Fig. 1 ist dieser herausragende Bereich beispielsweise als im wesentlichen flach mit einem gebogenen Endabschnitt 63 dargestellt, der dazu bestimmt ist, an die leitenden Schaltungsteile 65 der zweiten Platine 51 anzugreifen. Es liegt auch im Geltungsbereich der Erfindung, diesen herausragenden Bereich 61 in einer im wesentlichen gegabelten Form mit zwei vorstehenden Endteilen (nicht dargestellt) auszuführen, die dazu bestimmt sind, zwischen sich die Platine 51 oder ein ähnliches leitendes Teil aufzunehmen. Der Geltungsbereich der Erfindung umfaßt darüber hinaus die Möglichkeit, das herausragende Ende als Steckstift 67 zu gestalten, wie er im untersten Teil von Fig. 1 beim zweiten Stift 43 gezeigt wird. In dieser Form kann der Stift 67 idealerweise mit einem Draht 53 oder ähnlichem verbunden werden oder kann alternativ gemäß der Abbildung in ein leitendes Sockelteil 57 (gestrichelt dargestellt) eingeführt werden. Damit wird deutlich, daß für die herausragenden Endbereiche der Kontaktstifte 41 und 43 eine Vielzahl von Formen verwendet werden können, die von den Betriebsanforderungen an den Zusammenbaus 10 abhängen, in dem diese Stifte verwendet werden. Es ist jedoch wesentlich, daß jede Form mit dem zuvor erklärten nachgiebigen Endbereich ausgestattet wird, der für einen guten Sitz des Stiftes in der entsprechenden Öffnung 25 sorgt.
Um das Anbringen des Stiftes weiter zu unterstützen, enthält jeder Stift vorzugsweise ein Umrandungsstück 71, das unmittelbar angrenzend an den nachgiebigen Endbereich angebracht ist und eine Druckauflagefläche 73 besitzt, die für die Auflage auf einer entsprechenden Oberfläche (15 oder 17) der Schaltungsplatte 11 bestimmt ist, wenn der Stift vollständig eingeführt ist. Falls beim Zusammenbau 10 eine leitende Schicht (z. B. 75) verwendet wird, ist die Druckauflagefläche 73 auch dazu bestimmt, auf dieser Schicht aufzuliegen, wodurch sie mit ihr elektrisch verbunden ist und gleichzeitig noch die notwendige Unterstützung für die Fixierung des Stiftes in seiner Lage bietet. Vorzugsweise wird jeder Stift, da er von relativ einfachem Aufbau ist, aus einem Metallstück gestanzt. Zusätzlich kann jeder Stift, falls gewünscht, plattiert werden (z. B. mit Zinn).
Die Fig. 2 und 3 zeigen eine bessere Darstellung eines Beispiels für den nachgiebigen Endbereich 45, wie er für jeden erfindungsgemäßen Kontaktstift verwendet werden kann. Gemäß der Darstellung hat dieser nachgiebige Endbereich im wesentlichen eine C- förmige Gestalt und enthält so einander gegenüberliegende Arme 81 und 83, deren Dicke am Ende kleiner wird, um die Druckanpassungsbefestigung in den plattierten Öffnungen 25 zu liefern. Die Arme 81 und 83 führen so zu gleichmäßig belasteten Seitenteilen, um bei jedem Stift die notwendige Anpassung beim Einführen (Hineindrücken) sicherzustellen. Eine solche Querschnittsform wird auch in obigem Zitat US-A-4 017 143 gezeigt. Es versteht sich, daß die C-förmige Gestalt ein Beispiel aus mehreren ist, die erfolgreich im Rahmen der Erfindung verwendet werden können. Andere besitzen eine elliptische oder ovale Gestalt (die im wesentlichen durchgehend massiv gefertigt sein kann), eine "Nadelösengestalt", die der eine Nähnadel ähnelt (siehe z. B. US-A-4 737 114, oben zitiert), und eine "Bogensehnen"-Gestalt. Die Aufmerksamkeit soll auch auf die nachgiebigen Formen gelenkt werden, die in den zuvor genannten Zitaten US-A-4 533 202 und US-A-4 763 408 gezeigt werden. Solche Formen können für die hier beschriebenen nachgiebigen Endbereiche verwendet werden, wenn sie entsprechend den Ausführungen der Erfindung richtig modifiziert werden. Um das Anbringen der Stifte 41 und 43 in der Platine 11 weiter zu unterstützen, können die entsprechenden nachgiebigen Endbereiche vor dem Einführen mit einem Gleitmittel versehen werden. Beispiel für solche elektrischen Kontaktgleitmittel sind in der Technik bekannt, und eine nähere Beschreibung wird deshalb als nicht notwendig erachtet.
Obwohl die Erfindung oben mit Blick auf zwei Kontaktstifte beschrieben worden ist, die sich in einem entsprechenden Paar von leitenden, bewandeten Öffnungen befinden, liegt es vollkommen im Rahmen der Erfindung, nur einen einzigen Kontaktstift in einer einzigen Öffnung zu verwenden und die aus leitendem Material (z. B. Kupfer) bestehende Schicht der Öffnung mit einem oder mehreren leitenden Schichten innerhalb der Platine (Signal- oder Stromversorgungsschichten) zu verbinden. Zur Herstellung einer solchen Verbindung besteht auch die Möglichkeit, gemäß der Darstellung in Fig. 1 einen dünnen Kanal oder ähnliches zu verwenden, falls Verbindungen gewünscht werden sollten, die über die Tiefe der bewandeten Öffnung hinaus in die Platine hineinführen. Unabhängig davon werden wesentliche Bereiche des Platineninneren eingespart, was die genannten Vorteile bietet.
Es sind ein Schaltungszusammenbau und Kontaktstift, der darin verwendet wird, gezeigt und beschrieben worden, wobei ein größeres Schaltungsplattenvolumen zur Verfügung steht, während weiterhin gute Verbindungen zwischen dafür vorgesehenen elektrischen Komponenten und/oder inneren leitenden Schichten möglich sind, die Teil des fertigen Zusammenbaus sind. Diese einzigartige Verbindungsart wird durch die Verwendung flacher nachgiebiger Stifte möglich, die eine kleinere Tiefe (z. B. nicht größer als etwa 787,4 um (0,031 Zoll)) einnehmen in der Schaltungsplattenkomponente einnehmen. In einem Ausführungsbeispiel wird ein Stift verwendet und wenigstens mit einer der inneren leitenden Schichten elektrisch verbunden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden zwei Stifte auf bisher nicht gekannte Weise über einen gemeinsamen, engen leitenden Kanal verbunden, der wie beschrieben durch Verwendung eines Bohr- oder ähnlichen Verfahrens nach dem Arbeitsgang (z. B. Bohren) hergestellt werden kann, der zur Herstellung der Öffnungen durchgeführt wird, in die die Stifte eingefügt werden. Die Notwendigkeit des Lötens zur Herstellung von Stift-Schaltungsschicht-Verbindungen besteht somit nicht mehr. Die anspruchsgemäße Erfindung kann daher gut an die Erfordernisse der Massenproduktion angepaßt werden und bietet im Vergleich zu vielen gedruckten Schaltungsplattenzusammenbauten gemäß dem Stand der Technik Kostenersparnisse.

Claims

1. Schaltungszusammenbau (10), der folgendes umfaßt:

eine Leiterplatte (11), die ein Substrat (13) mit ersten und zweiten einander gegenüberliegenden Oberflächen (15, 17) enthält, wobei jede der Oberflächen eine bewandete Öffnung (25) bildet, die eine ersten Breite besitzt und eine festgelegte Tiefe in der Platine einnimmt, aber nicht ganz durch sie hindurchführt, wobei wenigstens eine der Wände (27, 29) von jeder der Öffnungen eine Schicht (31) aus einem darauf befindlichen elektrisch leitenden Material enthält, wobei die Schichten aus leitendem Material über einen mittig mit den bewandeten Öffnungen ausgerichteten Kanal verbunden sind, wobei der Kanal innen elektrisch leitendes Material enthält und eine Breite hat, die kleiner ist als jede der Breiten der bewandeten Öffnungen, um eine leitende Verbindung zwischen den bewandeten Öffnungen herzustellen; und

erste und zweite Kontaktstifte (41, 43), wobei jeder der Kontaktstifte einen nachgiebigen Endbereich (45) besitzt, der in einer der entsprechenden bewandeten Öffnungen in der Platine angebracht wird und mit der darauf befindlichen entsprechenden Schicht (31) aus leitendem Material elektrischen Kontakt hat, und einen hervorstehenden Teil (61), der aus der entsprechenden Oberfläche der Leiterplatte herausragt und für den elektrischen Anschluß an eine sich außerhalb der Platine befindliche elektrische Komponente geeignet ist, um dadurch eine elektrische Verbindung zwischen den Komponenten herzustellen.

2. Schaltungszusammenbau gemäß Anspruch 1, wobei die bewandeten Öffnungen im wesentlichen einander in der Leiterplatte in einer Anordnung gegenüberliegen, bei der sie durch einen Abstand voneinander getrennt sind.

3. Schaltungszusammenbau gemäß Anspruch 2, wobei die Schichten aus leitendem Material und die Menge des leitenden Materials aus Kupfer bestehen.

4. Schaltungszusammenbau gemäß Anspruch 2, der darüber hinaus wenigstens eine elektrisch leitende Schicht enthält, die sich im Substrat im wesentlichen zwischen den durch einen Abstand getrennten bewandeten Öffnungen befindet.

5. Schaltungszusammenbau gemäß Anspruch 4, wobei die elektrisch leitende Schicht mit der Menge des in dem Kanal befindlichen leitenden Materials elektrisch leitend verbunden ist.

6. Schaltungszusammenbau gemäß Anspruch 4, der darüber hinaus wenigstens eine elektrisch leitende Schicht enthält, die sich auf wenigstens einer der einander gegenüberliegenden Oberflächen des Substrats befindet und mit der Schicht aus leitendem Material in einer der bewandeten Öffnungen elektrischen Kontakt hat.

7. Schaltungszusammenbau gemäß Anspruch 6, wobei wenigstens einer der Kontaktstifte ein an den nachgiebigen Endbereich angrenzendes Umrandungsstück enthält, das eine Druckauflagefläche besitzt, die auf der leitenden Schicht der Oberfläche des Substrats aufliegt, wenn der nachgiebige Bereich in der entsprechenden bewandeten Öffnung angebracht wird.

8. Schaltungszusammenbau gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei wenigstens einer der Kontaktstifte ein an den nachgiebigen Endbereich angrenzendes Umrandungsstück enthält, das eine Druckauflagefläche besitzt, die auf der entsprechenden gegenüberliegenden Oberfläche des Substrats aufliegt, wenn der Kontaktstift in der entsprechenden bewandeten Öffnung angebracht wird.

9. Schaltungszusammenbau gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei jeder der Kontaktstifte metallischen Charakter besitzt.