DE69604999T2

DE69604999T2 - Brückenverbinder

Info

Publication number: DE69604999T2
Application number: DE69604999T
Authority: DE
Inventors: Miki Hasegawa
Original assignee: JST Mfg Co Ltd
Current assignee: JST Mfg Co Ltd
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1996-09-12
Publication date: 2000-07-20
Anticipated expiration: 2016-09-13
Also published as: JPH0992364A; EP0766344B1; EP0766344A3; HK1012469A1; JP3347554B2; US5711681A; EP0766344A2; DE69604999D1; TW322648B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Überbrückungsverbindungselement (Jumper), um zwei Kontakte oder Anschlüsse auf einer gedruckten Schaltkreisplatine elektrisch miteinander zu verbinden.
Fig. 10 der beigefügten Figuren zeigt ein typisches Beispiel von Jumpern 4 nach dem Stand der Technik, die Ln Verbindung mit einem Stiftaufsatz 2 gebraucht bzw. verwendet werden. Der Stiftaufsatz, der auf einer Platine (gedruckte Schaltkreisplatine) 1 montiert ist, hat ein Feld von Anschlußstiften oder -zapfen 3. Jeder Jumper 4 verbindet irgendeinen dieser Stifte elektrisch mit einem benachbarten Stift und weist zwei Hülsen 6 auf, die auf diese Stifte 3 passen und die über ein leitfähiges Teil 7 zu einer Einheit verbunden sind, um einen Hülsenkontakt 5 zu bilden, der in einem isolierenden Gehäuse 8 befestigt ist. Auf diese Weise stehen die beiden Stifte 3 über einen solchen Hülsenkontakt miteinander in Verbindung.
Die Jumper 4 nach dem Stand der Technik sind jedoch insofern etwas nachteilig, als ihre Hülsenkontakte 5 einen komplizierten Aufbau haben und in der Herstellung teuer sind. Sie beanspruchen auch einen ziemlich großen Raum auf einer Platine und sind daher nicht in der Lage, eine hochdichte Anordnung von Kontaktstiften oder -zapfen zu gewährleisten, d. h. sie sind für eine solche Anordnung nicht geeignet.
Das US-Patent Nr. 4,516,817 offenbart einen Jumper, der eine starre äußere Hülle aufweist, innerhalb welcher ein räumlich ausgeformter, metallischer Stifteingriffsteil vorgesehen ist. Die äußere Hülse kann durch einen unter Druck eingesetzten Stopfen verschlossen werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Jumper für das elektrische Verbinden von Kontaktstiften oder -zapfen bereitgestellt, welche von einer Platine vorstehen, oder um nach einem Muster ausgelegte elektrisch leitfähige Bereiche elektrisch miteinander zu verbinden, die auf einer Platine ausgebildet sind, wobei der Jumper gekennzeichnet ist durch einen zugänglichen bzw. erreichbaren Verbinderkern aus einem leitfähigen Elastomeren, zumindest eine innere Kontaktfläche, die in oder an dem zugänglichen Kern ausgebildet ist, wobei die Kontaktfläche mit den Stiften, Zapfen oder nach einem Muster angeordneten Bereichen in Kontakt gebracht werden kann, und durch eine isolierende Umhüllung, die an der äußeren Oberfläche des zugänglichen Kernes angebracht ist und diese abdeckt.
Ein solcher Jumper kann von einfachem Aufbau und preiswert sein und ist geeignet für die Verwendung in hochdichten Anordnungen von Kontaktstiften, während er ermöglicht, daß man den Widerstand seines leitfähigen Kerns nach Wunsch auswählt.
Demnach enthält das leitfähige Elastomer, welches den zugänglichen Kern bildet, einen Anteil bzw. eine Menge an einem leitfähigen Füllmittel, welches in einer elastomeren Matrix verteilt ist. Diese Menge wird so ausgewählt, daß man einen elektrischen Widerstand auf einem Niveau erreicht, der für den Kern erforderlich ist. Das Füllmittel ist vorzugsweise Ruß bzw. Kohlenstoff oder ein Pulver aus einem leitfähigen und stabilen Metall, wie z. B. Kupfer, Nickel und Silber.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt, wobei
Fig. 1 eine Vorderansicht eines Jumpers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist, der im Gebrauch gezeigt wird,
Fig. 2 eine ebene Draufsicht auf den in Gebrauch befindlichen Jumper gemäß Fig. 1 zeigt,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Jumpers nach Fig. 1 zeigt,
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Jumper gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist,
Fig. 5 eine Querschnittsansicht mit einem Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 4 ist,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Jumpers ist, der in Fig. 4 dargestellt ist,
Fig. 7 eine ebene Draufsicht auf einen Jumper gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist,
Fig. 8 eine Querschnittsansicht ist mit einem Schnitt entlang der Linie 8-8 in Fig. 7,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 7 dargestellten Jumpers ist, und
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Jumpers nach dem Stand der Technik ist, der im Gebrauch dargestellt ist.
Einige Ausführungsformen der Erfindung werden jetzt unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
In einer in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform ist ein Jumper 15 für die Verwendung mit einem Stiftaufsatz 12 ausgelegt. Der Stiftaufsatz ist auf einer Platine 11 montiert und hat eine Basis bzw. ein Basisgehäuse 13, welches von einer Mehrzahl aufrechter Kontaktstifte oder -zapfen bzw. Pfosten 14 durchdrungen ist.
Der Jumper 15 weist einen zugänglichen Kern 16 auf, der eine kurze Säule mit elliptischem Querschnitt bildet und aus einem leitfähigen Elastomer hergestellt ist. Ein Paar von Öffnungen 17 sind in dem Kern 16 durchgehend ausgebildet, so daß sie an ihren beiden gegenüberliegenden Enden offen sind. Zwei der Kontaktstifte oder -zapfen 14 sind in die Öffnungen 17 eingesteckt, um eine "Jumperverbindung" zu bilden. Eine isolierende Umhüllung 18, die aus einem nicht leitfähigen Elastomeren hergestellt ist, deckt einen gesamten äußeren Umfang des zugänglichen Kernes 16 ab.
Bei der Herstellung können die Materialien, die den Kern 16 und den Mantel 18 bilden, beispielsweise gleichzeitig durch eine gemeinsame Doppeldüse bzw. ein Doppelgehäuse extrudiert werden. Ein auf diese Weise hergestellter, länglicher Verbundstab wird anschließend in Abschnitte aufgeteilt. In jedem Abschnitt, d. h. dem Jumper, ist der Kern 16 zu einem Stück mit der Umhüllung 18 verbunden.
Das leitfähige Elastomer, welches den Kern 16 bildet, ist vorzugsweise ein Silikonkautschuk, der eine gewisse Menge an darin fein verteiltem (dispergiertem) Ruß hat. Ruß als leitfähiges Füllmittel kann durch irgendein Pulver aus irgendeinem leitfähigen Metall, wie z. B. Kupfer, Nickel oder Silber, ersetzt werden. Die Menge eines solchen Füllstoffes kann beliebig ausgewählt werden, um einen gewünschten Widerstand des zugänglichen Kernes 16 zu erreichen.
Unter dem Gesichtspunkt einer Verträglichkeit bzw. Affinität: zwischen den Materialien wird der isolierende Mantel 18 vorzugsweise aus einem gewissen nicht leitfähigen Elastomeren hergestellt, wie oben erwähnt. Dieses Elastomer kann derselbe oder ein anderer Silikonkautschuk sein, der frei von leitfähigem Material, jedoch mischbar mit dem Kernmaterial ist. Es ist außerdem möglich, als Umhüllung eine harte Hülle zu verwenden, die aus Nylon (eingetragene Marke) oder einem ähnlichen isolierenden Kunststoff besteht.
Der Jumper 15 wird in der Weise verwendet, wie man es in den Fig. 1 und 2 erkennt. Die Öffnungen 17 in dem zugänglichen Kern 16 passen auf zwei benachbarte der Stifte oder Pfosten 14. Aufgrund der Elastizität des Kernes 16 werden die dadurch elektrisch miteinander verbundenen Stifte mit den inneren Umfangsoberflächen der jeweiligen Öffnungen 17 in engem Kontakt gehalten. Eine "Jumperverbindung", die auf diese Art und Weise zwischen den Stiften 14 hergestellt wurde, hat einen vorbestimmten elektrischen Widerstand. Der dem Kern 16 innewohnende Widerstand wird durch Veränderung der Menge des leitfähigen Füllmittels, wie z. B. in dem Elastomer dispergierter Ruß, frei ausgewählt, wie oben erwähnt.
Ein Jumper 22 in einer zweiten Ausführungsform, welche in den Fig. 4 bis 6 dargestellt ist, ist ausgelegt für die Verwendung mit einer gedruckten Schaltkreisplatine 11, deren nach einem Muster ausgelegte leitfähige Abschnitte 21 Jumperverbindungen erhalten sollen. Dieser Verbinder bzw. Jumper 22 weist einen zugänglichen Kern 23 auf, der aus einem leitfähigen Elastomeren hergestellt ist, jedoch in diesem Fall von U-förmigem Querschnitt ist. Daher kann dieser U-förmige Kern 23 mit seiner elastischen Kraft die Platine 11 ergreifen. In ähnlicher Weise ist die isolierende Umhüllung 24 mit der äußeren Oberfläche des leitfähigen Kerns 23 einstückig mit diesem, deckt die äußere Oberfläche ab und ist U- förmig. Das leitfähige Elastomer, welches den zugänglichen Kern 23 bildet, besteht in diesem Fall ebenfalls vorzugsweise aus einem Silikonkautschuk und einem darin dispergierten leitfähigen Füllstoff. Der Füllstoff ist Ruß oder ein Metallpulver, wie z. B. Kupfer, Nickel oder Silber. Die Menge des Füllstoffes kann so ausgewählt werden, daß man dem Kern einen vorbestimmten Widerstand mitgibt. Die isolierende Hülle 24 ist vorzugsweise aus einem nicht leitfähigen Elastomeren hergestellt, welches frei von dem leitfähigen Füllstoff ist, jedoch eine Affinität bzw. Verwandtschaft mit dem Kernmaterial hat. Außerdem ist es möglich, den Mantel als harte Hülle zu verwenden, der aus Nylon oder einem ähnlichen isolierenden Kunststoff hergestellt ist. Das aufgedruckte Muster bzw. die aufgedruckte Struktur kann zusätzlich zu den leitfähigen Abschnitten oder Leitungen 2, die auf einer oberen Oberfläche der Platine 11 ausgebildet sind, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, weitere leitfähige Bereiche 21 (s. Fig. 5) auf einer unteren Fläche aufweisen, welche denen der oberen Fläche entsprechen.
Der Jumper 22 wird in einer Weise verwendet, wie man sie in den Fig. 4 und 5 erkennt. Der zugängliche Kern 23, der Arme 23a und 23a hat, welche einander zugewandt sind, ergreifen dazwischen elastisch die Platine 11. Die Arme 23a werden gegen die leitfähigen Bereiche 21 und 21 gedrückt, um diese miteinander elektrisch zu verbinden, so daß sie dazwischen eine "Jumperverbindung" mit einem vorbestimmten elektrischen Widerstand bereitstellen. Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform kann der Widerstand des Kernes 23 frei ausgewählt werden, indem man die Menge des leitfähigen Füllmittels, wie z. B. in dem Elastomeren fein verteilter Ruß, variiert.
In einem Fall, in welchem die isolierende Umhüllung bzw. Abdeckung 24 aus einem Silikonkautschuk oder ähnlichen Elastomeren hergestellt sind, wird seine elastische Kraft auf die einander gegenüberliegenden Arme 23a des Kernes 23 ausgeübt, so daß sie die in einem Muster ausgelegten Bereiche 21 sicherer kontaktieren können.
Ein Jumper 22 in einer in den Fig. 7 bis 9 dargestellten dritten Ausführungsform ist ebenfalls für die Verwendung mit einem gedruckten Schaltkreis ausgelegt. Dieser Verbinder bzw. Jumper ist ähnlich dem der zweiten Ausführungsform mit der Ausnahme, daß sein zugänglicher Kern 25 nicht U-förmig sondern eben ist. Ähnliche Bezugszahlen sind den ähnlichen Teilen zugeordnet, und die Beschreibung derselben wird nicht wiederholt.
Der Kern 25 ist in diesem Fall ebenfalls aus einem leitfähigen Elastomeren hergestellt. Die isolierende Abdeckung 24 hat Arme 24a und 24b, die einander gegenüberliegen, und der Kern 25 ist an einer inneren Fläche nur eines dieser Arme 24a befestigt. Der andere Arm 24b wird mit dem Kern 25 zusammen, um die Schaltkreisplatine 11 elastisch zu ergreifen. Das andere des zugänglichen Kernes 25 auf die in einem Muster ausgelegten Bereiche 21 und 21 ist effektiver, wenn die isolierende Abdeckung 24 aus einem elastischen Material hergestellt ist und wenn sich seine elastische Kraft zu der Elastizität des Kernes 25 addiert.
Zusammenfassend hat der hier bereitgestellte Jumper einen Kernteil, der aus einem leitfähigen Elastomer hergestellt ist und der zwei innere Umfangsflächen hat oder alternativ eine oder zwei ebene innere Flächen, die in Kontakt mit den Stiften, Zapfen oder in einem Muster ausgelegten Abschnitten gebracht werden sollen. Da der Kernteil nur mit einem nicht leitfähigen Mantel bzw. einer Abdeckung abgedeckt werden muß, ist der vorliegende Jumper bzw. das vorliegende Verbindungselement in seinem Aufbau so einfach, daß es zu geringeren Kosten hergestellt werden kann. Darüber hinaus ist dieser Jumper besonders angepaßt an sehr dichte bzw. enge Anordnungen von Kontaktstiften oder -zapfen.
Da jeder Gestalter bzw. Entwerfer für einen Verbinder bzw. Jumper der Erfindung die Menge eines in dem leitfähigen Elastomer fein verteilten Füllstoffes frei auswählen kann, ist es für ihn oder sie einfach, irgendein gewünschtes Niveau des elektrischen Widerstandes der Jumperverbindung einzustellen, die zwischen den Stiften, Zapfen oder zwischen nach einem Muster ausgelegten Bereichen hergestellt wird.

Claims

1. Überbrückungsverbindungselement (15; 22) (Jumper) für das elektrische Verbinden von Kontaktstiften oder Stäben (14), die von einer gedruckten Schaltkreisplatine (11) hervorstehen, oder für das elektrische Verbinden nach einem Muster ausgelegter, elektrisch leitfähiger Bereiche (21), die auf einer Platine (ii) mit einem gedruckten Schaltkreis ausgebildet sind, wobei der Jumper (15; 22) gekennzeichnet ist durch:

einen zugänglichen bzw. erreichbaren Verbinderkern (16; 23, 25) aus einem leitfähigen Elastomeren,

zumindest eine inntere Kontaktfläche, die in oder an dem zugänglichen Kern (16; 23, 25) ausgebildet ist, wobei die Kontaktoberfläche mit den Stiften, Zapfen oder nach einem Muster ausgelegten Bereichen in Kontakt gebracht werden kann, und einer isolierenden Umhüllung (18; 24), die an der äußeren Oberfläche des zugänglichen Kerns (16; 23, 25) befestigt ist und diese abdeckt.

2. Jumper nach Anspruch 1, wobei das leitfähige Elastomer, welches den zugänglichen Kern (16; 23, 25) bildet, eine gewisse Menge an leitfähigem Füllmaterial aufweist, welches in einer elastomeren Matrix verteilt ist, wobei die betreffende Menge so ausgewählt wird, daß sie für den Kern (16; 23, 25) ein gewünschtes Niveau an elektrischem Widerstand bereitstellt.

3. Jumper nach Anspruch 2, wobei das Füllmittel entweder Ruß oder ein leitfähiges Metallpulver ist.

4. Jumper nach Anspruch 3, wobei das Metallpulver Kupfer, Nickel oder Silber ist.

5. Jumper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die isolierende Umhüllung (18, 24) aus einem nicht leitfähigen Elastomeren gebildet ist.

6. Jumper (15) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit: zwei Öffnungen (17), die sich durch den leitfähigen Kern (16) hindurch erstrecken, um ein Paar innerer Kontaktflächen bereitzustellen, die jeweils in der Lage sind, mit einem entsprechenden Zapfen oder Stift (14) in Kontakt gebracht zu werden, welcher von einer gedruckten Schaltkreisplatine (11) hervorsteht.

7. Jumper (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei:

der zugängliche leitfähige Kern (23) U-förmig ist und Arme (23a) hat, die einander zugewandt sind, wobei die Arme (23a) in der Lage sind, mit der Schaltkreisplatine (11) und darauf ausgebildeten und nach einem Muster ausgelegten, leitfähigen Abschnitten (21) elastisch in Kontakt zu treten, und

wobei die isolierende Umhüllung (24) an dem zugänglichen Kern (23) befestigt ist und diesen abdeckt und ebenfalls U-förmig ist, wobei die Umhüllung den leitfähigen Kern (23) in Richtung der Abschnitte (21) des leitfähigen Musters drückt.

8. Jumper (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die isolierende Umhüllung (24) U-förmig ist und zwei Arme (24a) hat, die einander zugewandt sind, wobei der zugängliche leitfähige Kern (25) eben und an einem der Arme (24a) befestigt ist, wobei die Arme des Kerns (25) mit der gedruckten Schaltkreisplatine (11) elastisch in Eingriff treten, um den leitfähigen Kern in Kontakt mit dem auf der gedruckten Schaltkreisplatine ausgebildeten, leitfähigen Muster in Kontakt zu drücken.