HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Umfang der Erfindung:
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Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Stecker und
insbesondere einen Stecker für Gehäuse integrierter
Schaltungen. (Vergl. US-A-4 765 471).
Derzeitiger Stand der Technik:
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Eine integrierte Halbleiterschaltung ist aus einem Träger aus
Halbleitermaterial und aktiven Elementen oder Komponenten,
wie Transistoren, und passiven auf dem Träger angeordneten
Komponenten gebildet. Eine Vielzahl von Stiftkontaktelementen
dient zur Verbindung der Komponenten mit dem Träger, wobei
Leiter mittels eines Steckers in einer Leiterplatte
angeordnet sind. Die Anzahl der Stiftkontaktelemente nimmt
proportional mit der Anzahl der Komponenten zu. Um die Baugröße des
Gehäuses möglichst klein zu halten, sind hundert
Stiftkontaktelemente in Gitterform in der Rückseite des Trägers
angeordnet. Dieser Gehäusetyp wird allgemein als "Pin Grid Array
IC bzw. PGA-IC" (Stiftgittermatrix-IC) bezeichnet.
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Um die Anzahl der auf dem Substrat oder Träger des Gehäuses
anzuordnenden Stiftkontaktelemente erhohen zu können, ist es
erforderlich, die physikalische Größe oder Abmessung des
Stiftkontaktelements zu verringern. Dies führt dazu, daß das
Stiftsteckerelement nicht kräftig genug für die Verbindung
mit dem Kontaktelement des Steckers ist.
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In Anbetracht des obengesagten, besteht der Bedarf nach einem
verbesserten Stecker eines PGA-Gehäuses für integrierte
Schaltungen, bei dem einige dem Stand der Technik
innewohnende Probleme überwunden sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der Definition von Patentanspruch 1 beschreibt die
vorliegende Erfindung einen neuen und verbesserten Stecker für
PGA-Gehäuse von integrierten Schaltungen, der so konfiguriert
werden kann, daß Stiftkontaktelemente im integrierten
Schaltungsgehäuse in entsprechende Kontaktelemente einer
Buchseneinheit eingeführt werden, ohne daß auf sie eine spezielle
Kraft ausgeübt wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Vielzahl von
Stiftkontaktelementen mit den entsprechenden Kontaktelementen
der Buchseneinheit in der Reihenfolge ihrer Anordnung in Form
einer Zeile verbunden werden.
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Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen neuen und wirksamen Stecker für PGA-Gehäuse
integrierter Schaltungen bereitzustellen.
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Die obengenannten sowie weitere Aufgaben und Merkmale der
Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten
Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen
erläutert. Es wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die
Zeichnungen nur dem Zweck der Veranschaulichung dienen und
nicht die Grenzen der Erfindung festlegen sollen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des
erfindungsgemäßen Steckers;
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Fig. 2 ist eine schematische perspektivische Darstellung
einer Abdeckeinheit des erfindungsgemäßen Steckers;
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Fig. 3 ist eine vergrößerte, abgebrochene Schnittansicht
einer der Nuten in der erfindungsgemäßen
Abdeckeinheit;
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Fig. 4 ist eine abgebrochene Schnittansicht zur
Darstellung der Verbindung des Stiftkontaktelements des
Gehäuses mit dem Kontaktelement der Buchseneinheit;
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Fig. 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht zur
Darstellung der Verbindung der Abdeckeinheit mit
der Buchse;
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Fig. 6 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des
erfindungsgemäßen Kontaktelements;
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Fig. 7 ist eine teilweise im Schnitt dargestellte
perspektivische Ansicht, die die Beziehung zwischen der
Buchse und dem Kontaktelement gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt; und
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Fig. 8 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang der
Linie VIII - VIII in der Fig. 5 zur Darstellung der
Buchseneinheit und des Steckers.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Nunmehr sei insbesondere auf die Zeichnungen verwiesen, von
denen die Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Stecker 10
darstellt, welcher eine Abdeckeinheit 12 zur Befestigung eines
PGA-Gehäuses 14 für integrierte Schaltungen und eine
Buchseneinheit 16 mit einer Vielzahl von Kontaktelementen 18 umfaßt.
Das integrierte Schaltungsgehäuse 14 besitzt eine Vielzahl
von Anschlußstiften 20 (Fig. 8), welche in einer oder
mehreren Reihen bzw. Zeilen angeordnet sind.
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Wie in der Fig. 2 dargestellt, ist die Abdeckeinheit 12 mit
Seitenkanten 22, 23, 24 und 25, einer oberen ebenen Fläche 26
und einer unteren ebenen Fläche 28 quadratisch konfiguriert.
Die obere ebene Fläche 26 ist mit einem quadratischen
Hohlraum 30 zur Aufnahme des integrierten Schaltungsgehäuses 14
versehen. In der unteren ebenen Fläche 28 ist eine Vielzahl
schmaler Nuten 32 vorgesehen, welche sich entlang der
Seitenkante 23 oder 25 erstrecken. Jede der Nuten 32 nimmt die aus
der Unterseite des Gehäuses 14 herausgeführten Anschlußstifte
18 und die Kontaktelemente 18 auf Zwei Reihen bzw. Zeilen
benachbarter Anschlußstifte 20 werden in jede Reihe von Nuten
32 eingeführt. Zu diesem Zweck sind in beiden Seitenwänden
der Nut 32 Kerben oder Einschnitte 34 zur Führung der
entsprechenden Anschlußstifte 20 eingeformt.
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Zur sicheren Befestigung des integrierten Schaltungsgehäuses
14 im Hohlraum 30 der Abdeckeinheit 12 ist eine quadratische
Rahmenstruktur 36 aus Metall mittels eines Scharniers 38 an
der Abdeckeinheit 12 angebracht. Die Rahmenstruktur 36 umfaßt
Seitenkanten 40, 41, 42 und 43, wobei die Breite jeder dieser
Seitenkanten 40, 41, 42 und 43 größer ist als diejenige der
entsprechenden Seitenkanten 22, 23, 24 und 25 der
Abdeckeinheit 12.
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Jede der Seitenkanten 41 und 43 ist mit einer
Verriegelungseinrichtung 44 mit einer Öffnung oder einem Fenster 46
ausgeführt, in das eine zugehörige Nase 48 an jeder der
Seitenkanten 23 und 25 der Abdeckeinheit 12 eingeführt werden kann, so
daß die Abdeckeinheit 12 und die Rahmenstruktur 36 in
geschlossener Position gehalten werden.
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Die Buchseneinheit 16 ist aus geeignetem dielektrischem
Material geformt, bei dem es sich um dasselbe Material wie für
die Abdeckeinheit 12 handelt, und von im wesentlichen
quadratischer Struktur mit den Seitenkanten 50, 51, 52 und 53. Wie
aus der Fig. 4 zu ersehen ist, besitzt die Buchseneinheit 16
eine Vielzahl von Öffnungen 54, welche in Form eines Gitters
angeordnet sind, so daß sie auf die entsprechenden
Anschlußstifte 20 des Gehäuses 14 ausgerichtet sind. Die Seitenwand
zwischen den benachbarten Öffnungen 54 ist nach oben geführt,
um einen dielektrischen Vorsprung 56 zu bilden, welcher in
der schmalen Nut 32 aufgenommen werden kann.
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Die das Gehäuse 14 tragende Abdeckeinheit 12 kann auf die
Buchseneinheit 16 gelegt und mit dieser verbunden werden. Um
die Abdeckeinheit 12 mit der Buchseneinheit 16 verbinden zu
können, ist die Seitenkante 24 der Abdeckeinheit 12 mit einem
ersten Eingriffsabschnitt 58 und die entsprechende
Seitenkante 52 der Buchseneinheit 16 mit einem zweiten
Eingriffsabschnitt 60 versehen, der mit dem ersten Eingriffsabschnitt
58 zusammenwirken kann.
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Wie in der Fig. 1 gezeigt, ist der erste Eingriffsabschnitt
58 aus aus einem zentralen Element 62 gebildet, das sich von
der Seitenkante 24 nach außen erstreckt, und die obere Fläche
des Elements 62 liegt auf demselben Niveau wie eine der
Seitenkanten 24. Die beiden Enden des zentralen Elements 62
schließen jeweils mit einem Schenkel 64 ab. Die Oberfläche
des Schenkels 64 ist von der Oberfläche des zentralen
Elements 62 nach unten abgestuft, und die untere Fläche des
Schenkels 64 liegt in derselben Ebene wie die einer der
Seitenkanten 24. In der Unterseite des zentralen Elements 62 ist
ein Hohlraum 66 zwischen den Schenkeln 64 ausgebildet.
Der zweite Eingriffsabschnitt 60 ist aus einem zentralen
Element 68 gebildet, welches vom Hohlraum 66 im ersten
Eingriffsabschnitt 58 und einem Armpaar 70 aufgenommen werden
kann, und zwischen dem inneren Ende des Arms 70 und dem
äußeren Ende des zentralen Elements 68 ist ein Raum 72
vorgesehen, in den der Schenkel 64 des ersten
Eingriffsabschnitts 58 eingeführt werden kann.
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Wenn der erste Eingriffsabschnitt 58 und der zweite
Eingriffsabschnitt 60, wie in der Fig. 5 gezeigt, zusammengefügt
sind, wird die Abdeckeinheit 12 auf der Buchseneinheit 16 in
einem gewünschten Winkel, z.B. etwa 30º, in Abhängigkeit von
den dielektrischen Vorsprüngen 56 gehaltert.
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Wie oben beschrieben, sind die Kontaktelemente 18 relativ zur
Buchseneinheit 16 so angeordnet, daß sie in Kontakt mit den
entsprechenden Anschlußstiften 20 des auf der Abdeckeinheit
12 befindlichen Gehäuses 14 stehen. Wie in der Fig. 6
dargestellt, können die Kontaktelemente 18 aus einem Blech
gestanzt sein und einen Schaft 74 enthalten, welcher von einer
der Nuten 76 aufgenommen wird, die an beiden Seiten der
dielektrischen Vorsprünge 56 eingeformt sind. Der Kopf des
Kontaktelements 18 ist mit einem Federkontaktabschnitt 78
ausgebildet. Das Kontaktelement 18 ist mit Vorsprüngen 80 und
82 am Schaft 74 versehen, die als Anker dienen, um zu
verhindern, daß das Kontaktelement 18 aus der Nut 76 in der
Buchseneinheit 16 herausgezogen wird. Das hintere Ende 84 des
Kontaktelements 18 kann durch Schweifen am Leiter (nicht
dargestellt) einer Leiterplatte 86 befestigt werden.
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Wenn gemäß der vorliegenden Erfindung das integrierte
Schaltungsgehäuse 14 in den quadratischen Hohlraum 30 der
Abdeckeinheit 12 eingesetzt ist, kann jeder der Anschlußstifte 20
des Gehäuses 14 in die entsprechenden Kerben oder Ausschnitte
34 in jede der schmalen Nuten 32 in der Abdeckeinheit 12
eingeführt werden.
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Wenn die Metallrahmenstruktur 36 geschlossen und jede der
Verriegelungseinrichtungen 44 mit den entsprechenden Nasen 48
der Abdeckeinheit in Eingriff gebracht ist, wird das Gehäuse
14 fest auf der Abdeckeinheit 12 gesichert. Und wenn, wie
oben erläutert, jeder der Kontakte 18 in der Nut 76 des
dielektrischen Vorsprungs 56 der Buchseneinheit 16 sitzt, dann
kommen der zweite Eingriffsabschnitt 60 der Buchseneinheit 16
und der erste Eingriffsabschnitt 58 der Abdeckeinheit 12
miteinander in Eingriff, und die Seitenkante 22 der
Abdeckeinheit 12 wird gegen die Seitenkante 50 der Buchseneinheit 16
gepreßt. Dadurch nimmt jede der schmalen Nuten 32 in der
Abdeckeinheit 12 jeden der entsprechenden dielektrischen
Vorsprünge 56 der Buchseneinheit 16 von der Seitenkante 52 aus
zur Seitenkante 50 hin auf. Folglich kann jeder der in der
Kerbe des Abdeckeinheit 12 angeordneten Anschlußstifte 20 mit
jedem der entsprechenden Kontaktelemente 18 in der Nut 76 in
Kontakt kommen. Auf diese Weise kann das auf der
Abdeckeinheit 12 angebrachte Gehäuse 14 vollständig mit der
Buchseneinheit 16 verbunden werden, und es ist möglich, das hintere
Ende 84 des Kontaktelements 18 mit dem gewünschten Leiter auf
der Leiterplatte 86 durch Schweißen zu verbinden.
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Wie aus der vorstehenden Erläuterung klar hervorgeht, ist das
Gehäuse 14 auf der Abdeckeinheit 12 angeordnet, so daß keiner
der Anschlußstifte 20 des Gehäuses 14 aus der Rückseite der
Abdeckeinheit 12 nach außen ragt. Dementsprechend können die
Stifte 20 beim Transport des Gehäuses 14 gegen Beschädigung
geschützt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Abdeckeinheit 12,
auf der das Gehäuse 14 angebracht ist, mit der Buchseneinheit
16 dadurch verbunden, daß der erste Eingriffsabschnitt 58 mit
dem zweiten Eingriffsabschnitt 60 in Eingriff gebracht wird,
und die Stifte 20 des Gehäuses 14 können einzeln nacheinander
von der Seitenkante 52 aus zur Seitenkante 50 hin mit den
entsprechenden Kontaktelementen in Kontakt gebracht werden.
Die auf den Stift 20 zum Einführen in die Öffnung 54
aufzubringende Kraft kann folglich auf ein Minimum beschränkt
bleiben, und selbst bei einer größeren Anzahl von Stiften 20
ist eine Kontaktgabe zwischen dem Stift 20 und dem
Kontaktelement 18 ohne Aufwendung einer bestimmten Kraft möglich.