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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Einschnapp- und Kontaktkombinationen
elektrischer Sockel und spezieller auf elektrische Sockel zur Verwendung
beim Verbinden von integrierten Schaltungen mit Substraten.
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2. Kurze Beschreibung
früherer
Entwicklungen
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Verschiedene
Einschnapp- und Kontaktkombinationen wurden vorgeschlagen zum Befestigen
einer Silizium integrierten Schaltung (silicon integrated circuit,
IC) auf einem Substrat wie beispielsweise einer Leiterplatte (printed
wiring board, PWB). Ein Beispiel für solch einen Sockel ist beispielsweise
offenbart in dem US-Patent Nr. 4,691,975.
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Nachteile
der verschiedenen Einschnapp- und Kontaktkombinationen dieses Typs
im Stand der Technik umfassen die Tatsache, dass eine beträchtliche
Kraft aufgebracht werden muss auf den Chipträger oder Führung, wenn er auf dem Sockel
positioniert wird. Des Weiteren sind gegebenenfalls spezielle Werkzeuge
erforderlich, um den IC am Sockel zu befestigen oder ihn von dem
Sockel zu lösen.
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Es
besteht daher ein Bedürfnis
für eine
Einschnapp- und Kontaktkombination, um das Eingreifen oder Entfernen
eines IC-Chips von einem Sockel mit einer Einsteckkraft von Null
einfach und leicht zu ermöglichen
und ohne das Erfordernis von irgendwelchen speziellen Werkzeugen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung umfasst Einschnapp- und Kontaktkombinationen
zur Verwendung in dem oben beschriebenen elektrischen Sockel. Diese
Einschnapp- und
Kontaktkombination umfasst ein elastisches, im Allgemeinen vertikales Hauptmittel,
welches eine obere nach außen
und nach unten sich erstreckende Nockenoberfläche aufweist, welche über einer
Eingriffsausnehmung angeordnet ist. Ein diagonales Nebenkontaktmittel,
welches eine gekrümmte
Endkontaktposition neben einem Rückhaltevorsprung
aufweist und ein Basismittel, welches angepasst ist, um auf der
PWB angeordnet zu werden, welches eine niedrigere Kontaktposition
hat mit einer Mehrzahl von Kontaktpunkten, ist ebenfalls umfasst.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
Erfindung wird des Weiteren beschrieben unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen, in denen:
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1 ist
eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform des elektrischen
Sockels der vorliegenden Erfindung, wie er gezeigt wird bei der
Benutzung, um eine IC mit einer PWB zu verbinden;
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2 ist
eine seitliche Aufrissansicht des elektrischen Sockels und der IC,
welche in 1 gezeigt werden;
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3 ist
eine Draufsicht auf das Basiselement des elektrischen Sockels, welcher
in 1 gezeigt ist;
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4 ist
eine seitliche Aufrissansicht des in 3 gezeigten
Basiselements;
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5 ist
eine Querschnittsansicht entlang V-V in 3;
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6 ist
eine Draufsicht auf das isolierende Gehäuse des Schutzelements des
in 1 gezeigten elektrischen Sockels;
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7 ist
eine seitliche Aufrissansicht des in 6 gezeigten
isolierenden Gehäuses;
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8 ist
eine seitliche Aufrissansicht des elastischen Steuerungsmittels
von dem Schutz des in 1 gezeigten Sockels;
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9 ist
eine perspektivische Ansicht des elastischen Mittels, welches in 5 gezeigt
wird;
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10 ist
eine seitliche Aufrissansicht einer Einschnapp- und Kontaktkombination,
welche in dem in 1 gezeigten elektrischen Sockel
verwendet wird;
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11 ist
eine Endansicht der Einschnapp- und Kontaktkombination, welche in 10 gezeigt wird;
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12 ist
eine seitliche Aufrissansicht eines Kontakts, welcher in dem in 1 gezeigten
elektrischen Sockel verwendet wird;
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13 ist
eine Endansicht des Kontakts, welcher in 12 gezeigt
ist;
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14 ist
eine seitliche Aufrissansicht teilweise im vertikalen Schnitt, welche
schematisch den Aufbau einer anderen bevorzugten Ausführungsform des
Sockels der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
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15 ist
eine seitliche Aufrissansicht des Sockels, welcher in 14 gezeigt
wird, die eine Stufe während
seines Auseinanderbaus veranschaulicht.
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Detaillierte Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen, insbesondere die 1 bis 2 wird
der Sockel gemäß der vorliegenden
Erfindung im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.
In diesem Sockel ist eine IC befestigt, welche eine sehr große integrierte
Schaltung (very large-scale integrated circuit, VLSI) sein kann,
die im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet
wird. Die gesamte Anordnung ist befestigt auf einer Leiterplatte
(printed wiring board, PWB), welche im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 14 gezeigt
wird.
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Unter
Bezugnahme insbesondere auf die 1 bis 5 weist
der Verbinder ein isolierendes Basiselement auf, welches der PWB überlagert
ist, und welches im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 16 gezeigt
wird. Das isolierende Basiselement weist eine äußere periphere Seite 18 auf,
eine inter-periphere Seite 20 und einen zentralen Raum 22.
Es umfasst auch eine Oberseite 24, auf der eine periphere Wand 26 und
periphere Führungsaufnahmenuten 28 angeordnet
sind. An dem unteren Ende der äußeren peripheren
Seite ist ein Befestigungsstreifen 30 vorgesehen, dessen
Funktion später
erläutert
werden wird, und dessen Bodenseite 32 befestigt ist an
der PWB durch Löten
oder ähnliches.
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Unter
Bezugnahme insbesondere auf die 1 bis 2 und 6 bis 9 umfasst
der Sockel auch ein Schutzelement, welches im Allgemeinen gezeigt
wird mit dem Bezugszeichen 34. Dieser Schutz umfasst ein
isolierendes Gehäuse,
welches allgemein in den 6 und 7, am detailliertesten mit
dem Bezugszeichen 36 gezeigt wird. Dieses Gehäuse umfasst
eine äußere periphere
Seite 38, eine innere periphere Seite 40, einen Zentralraum 42,
eine obere Seite 44 und eine konturierte Unterseite 46. Zwischen
den inneren und äußeren peripheren
Seiten eines Gehäuses
sind radiale Nuten 48, 50, 52 und 54 angeordnet.
Diese Nuten fallen im Allgemeinen nach unten ab und an den äußeren Kanten
der Nuten sind jeweilige ebene Einschnappoberflächen 56, 58, 60 und 62 vorhanden.
Auf jeder dieser Nuten sind angrenzend an die Oberseite 44 des
Gehäuses längliche
Vorsprünge,
wie beispielsweise die Vorsprünge 64 und 66 vorgesehen.
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Das
Schutzelement umfasst auch ein elastisches Steuerungsmittel, welches
am detailliertesten in den 8 bis 9 gezeigt
wird, im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 68. Dieses elastische
Mittel ist vorzugsweise gebildet aus Phosphor-Bronze oder Berrylium-Kupfer. Es umfasst
eine ebene zentrale Druckaufbringoberfläche 70. Es umfasst
auch radiale Hauptbeine 72, 74, 76 und 78.
Jedes dieser horizontalen Beine umfasst einen inneren horizontalen
Abschnitt 80, welcher sich erstreckt von der zentralen Druckaufbringoberfläche, einen
mittleren nach unten und nach außen sich erstreckenden schiefen
Abschnitt 82 und einen äußeren horizontalen
Abschnitt 84, welcher sich zum Abschlussende 86 erstreckt. Zwischen
jedem der radialen Hauptbeine erstreckt sich ein nebengeordnetes
radiales Rückhaltebein 88, 90, 92 und 94 radial
von der zentralen Druckaufbringoberfläche. Unter Bezugnahme insbesondere
auf die 1 bis 2 wird erkannt
werden, dass jedes dieser radialen Rückhaltebeine sich nach unten
und nach außen
krümmt,
um elastisch gespannt zu werden gegen die konturierte Unterseite 46 des
Gehäuses,
um dabei behilflich zu sein, das elastische Steuerungsmittel in
dem Gehäuse
zurückzuhalten.
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Unter
Bezugnahme insbesondere auf die 1 und 2 wird
das Gehäuse
zurückgehalten in
Position relativ zu der Basis durch eine Mehrzahl von Einschnapp-
und Kontaktkombinationsbefestigungen, wie bei den Riegeln 95, 96, 97 und 98,
welche einer von vielen verschiedenen solcher Riegel sind, welche
jeweils eingreifen in die ebenen Riegeloberflächen 56, 58, 60 und 62 auf
dem schützenden isolierenden
Gehäuse.
Von der IC gibt es seitliche Kontakte, wie beispielsweise den Kontakt 63,
welche sich nach außen
erstrecken in einem ersten seitlichen Abschnitt, einem schiefen
Abschnitt und einem zweiten seitlichen Abschnitt. Wie unten erläutert, weisen
diese Riegel auch Kontaktpositionen auf, welche gegen diese IC-Kontakte
drücken.
Unter Bezugnahme auf die 10 bis 11 besteht
jeder dieser Riegel aus einem elastischen vertikalen Mittel 99, welches
an seinem oberen Ende eine Nockenoberfläche 100 aufweist.
Unterhalb der Nockenoberfläche ist
eine Ausnehmung 102 positioniert zum Eingreifen des Abschlussendes
von einem der radialen Beine des elastischen Steuerungsmittels.
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Jede
dieser Riegel-Kontakt-Kombinationen umfasst auch einen elastischen
diagonalen Kontakt 104, welcher an seinem Abschlussende
eine gebogene Kontaktposition 106 aufweist, welche gegen
einen der IC-Kontakte drückt
und einen Positionierungsvorsprung 108. An seinem unteren
Ende umfasst die Riegel-Kontakt-Kombination
eine Basis, welche im Allgemeinen mit 110 bezeichnet wird,
welche einen Clip 112 umfasst, zum Ergreifen des Befestigungsstreifens 30 auf
dem isolierenden Basiselement. Der Basisabschnitt des Riegels umfasst
auch eine untere Kontaktposition, welche im Allgemeinen mit 114 gezeigt
wird, welche aus drei separaten Kontaktpunkten 116, 118 und 120 besteht.
Dadurch, dass sie drei solche Kontaktpunkte besitzt, ist es möglich, dass
die gleiche Riegel-Kontakt-Kombination
mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Metallisationsmustern auf
der PWB verwendet werden kann.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 bis 2 und 12 bis 13 wird
erkannt werden, dass separate Kontakte, wie bei den Kontakten 121, 122, 123, 124,
verwendet werden, nach außen
neben den Riegel-Kontakt-Kombinationen auf der äußeren peripheren Seite der
Basis. Jeder dieser Kontakte weist einen elastischen Arm 126 auf,
mit einer am Ende gebogenen Kontaktposition 128, welche
gegen einen der IC-Kontakte drückt
und welche einen angrenzenden Positionierungsvorsprung 130 aufweist.
Jeder dieser Kontakte weist auch eine Basis auf, welche allgemein
mit dem Bezugszeichen 132 gezeigt wird, welche auf der
PWB lagert und welche einen Clip 134 aufweist, zum Ergreifen
des Befestigungsstreifens 30 auf dem isolierenden Basiselement.
Dieser Clip berührt
metallisierte Positionen auf der PWB durch eine niedrigere Kontaktposition 136,
welche separate Kontaktpunkte 138, 140, 142 aufweist,
welche die Verwendung dieses Kontakts erleichtern, mit einer Anordnung
von verschiedenen PWB-Metallisationsmustern.
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Der
Aufbau des Sockels und der IC wird weiterhin illustriert in 14.
Zuerst werden die Riegel wie bei 97 und die Kontakte wie
bei 124 ergriffen mit der Basis 16 an dem Befestigungsstreifen 30 und
die IC wird positioniert auf der Oberseite 24 der Basis 16. Dann
wird als erstes das Schutzgehäuse 36 nach
unten bewegt gegen die Nockenoberfläche 100 der Riegel.
Dann werden die Endkanten der radialen Hauptbeine des elastischen
Steuerungsmittels 68 nach unten bewegt gegen die Nockenoberfläche 100 der
Riegel, bis die Endkanten der Riegeloberfläche der Hauptbeine in den Ausnehmungen
wie bei 102 der Riegel lagern. Es wird gewürdigt werden,
dass bei Verwendung von weniger Riegeln normalerweise die notwendige
Einbringkraft verringert wird, wohingegen die Verwendung von mehr
Riegeln Vorteile haben kann, wie beispielsweise die Bereitstellung
einer Widerstandsfähigkeit
gegenüber
Schwingungen. Es wird erkannt werden, dass in der Ausführungsform, welche
in den 14 und 15 gezeigt
wird, die beigefügten
Kunststoffstreifen wie bei 144 und 146 an den
Abschlussenden der radialen Hauptbeine wie bei 74 und 76 eine
geringfügige
Modifikation des elastischen Steuerungsmittels sind. Unter Bezugnahme
insbesondere auf die 15 wird der Auseinanderbau des
Sockels und der IC weiter veranschaulicht. Zuerst würde eine
Kraft F aufgebracht auf die zentrale Druckaufbringungsoberfläche 70 des
elastischen Steuerungsmittels. Die radialen Hauptbeine, wie bei 74 und 76 würden sich
radial nach außen
biegen, um im Gegenzug die Riegel, wie bei 96 und 97 zu
biegen und die Enden der radialen Hauptbeine von den Ausnehmungen
wie bei 102 in den Riegeln lösen. Wenn die Kraft F gelöst wird
von der zentralen Druckaufbringungsoberfläche 70 bewegen sich
die radialen Hauptbeine radial nach innen, um den Schutz nach oben
zu bewegen und aus dem Eingriff mit der IC.
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Es
wird gewürdigt
werden, dass eine Vorrichtung beschrieben wurde, welche es einer
IC gestattet, leicht und Kosten sparend verbunden zu werden oder
entfernt zu werden von einer PWB ohne spezielle Werkzeuge oder ohne
das Erfordernis, übermäßige Kräfte aufzubringen.
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Während die
vorliegende Erfindung beschrieben wurde in Zusammenhang mit den
bevorzugten Ausführungsformen
der verschiedenen Figuren, sollte es verstanden werden, dass andere ähnliche
Ausführungsformen
verwendet werden können, oder
Modifikationen und Hinzufügungen
gemacht werden können
zu der beschriebenen Ausführungsform
zum Ausführen
der gleichen Funktion der vor liegenden Erfindung, ohne von ihr abzuweichen.
Deshalb sollte die vorliegende Erfindung nicht begrenzt werden auf
eine einzige Ausführungsform,
sondern sollte eher in ihrer Breite und ihrem Rahmen in Übereinstimmung
mit den beigefügten
Ansprüchen
ausgelegt werden.