DE69813640T2

DE69813640T2 - Elektrische verbinder

Info

Publication number: DE69813640T2
Application number: DE69813640T
Authority: DE
Inventors: Hongxue Zhang
Original assignee: Nokia Oyj; Nokia Inc
Current assignee: Nokia Oyj; Nokia Inc
Priority date: 1998-12-02
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2018-12-03
Also published as: WO2000033423A1; AU1758399A; EP1142067B1; DE69813640D1; US20020127916A1; EP1142067A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbinder bzw. Verbindungsvorrichtungen, und insbesondere, aber nicht ausschließlich, Verbindungsvorrichtungen für eine Verwendung mit einer gedruckten Schaltungsplatine.
Eine Anzahl unterschiedlicher Techniken ist bekannt, um Bauelemente bei einer gedruckten Schaltungsplatine anzubringen. In Fig. 1 ist ein Bauelement 2 gezeigt, das bei einer gedruckten Schaltungsplatine 4 unter Verwendung der Durchgangslochtechnik angebracht ist. Die Stifte 6 des Bauelements 2 sind kleiner als entsprechende Löcher 8, die in der gedruckten Schaltungsplatine 4 bereitgestellt sind, um die Stifte aufzunehmen. Folglich wird zum Halten des. Bauelementes 2 an Ort und Stelle eine Lötverbindung zwischen den Stiften 6 und den Löchern 8 etabliert. Die Lötverbindung wird typischerweise unter Verwendung eines Wellenlötverfahrens erreicht.
In Fig. 2 ist gezeigt, wie das Bauelement 2 bei der gedruckten Schaltungsplatine 4 unter Verwendung einer Presspasstechnik angebracht ist. Die Stifte 10 des Bauelements 2 sind derart ausgelegt, dass das Bauelement, wenn die Stifte 10 in die jeweiligen Löcher 8 der gedruckten Schaltungsplatine eingeführt werden, an Ort und Stelle gehalten wird. Um das Bauelement 2 bei der gedruckten Schaltungsplatine einzupassen, muss eine mechanische Kraft auf das Bauelement 2 angewandt werden, um die Stifte 10 durch die Löcher 8 zu drücken. Die Stifte sind ein wenig größer als die Löcher, so dass die Stifte durch die Löcher während des Einfügens komprimiert werden. Die Stifte werden folglich in dem Loch gehalten.
In Fig. 3 ist die Oberflächenmontagetechnik (Surface Mounting Technique) gezeigt, das es ermöglicht, dass das Bauelement 2 bei der Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatine 4 montiert wird. Anders als bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnungen werden die Stifte 12 des Bauelements 2 nicht in Löchern in der gedruckten Schaltungsplatine aufgenommen. Stattdessen wird die Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatine 4 mit einer gemusterten Kupferschicht beschichtet und eine Lotschicht wird darauf aufgebracht. Das Bauelement 2 wird bei dem gewünschten Ort positioniert und das Lot auf der gedruckten Schaltungsplatine wird erwärmt. Das erwärmte Lot schmilzt und ermöglicht, dass die Stifte 12 des Bauelements mit der gedruckten Schaltungsplatine verbunden werden.
Jede dieser Techniken weist verschiedene Vorteile und Nachteile auf. Die Durchgangslochtechnik, die in Fig. 1 gezeigt ist, stellt eine gute mechanische Stärke und zuverlässige Verbindungen bereit. Es kann jedoch schwierig sein, dieses Verfahren bei automatisierten Produktionslinien kleiner mechanischer Vorrichtungen zu integrieren, da es eine spezifische Maschinerie erfordert. Die Presspasstechnik stellt einen annehmbaren mechanischen Stärkegrad bereit und beseitigt das Erfordernis für einen separaten Lötprozess. Widerrum ist im Allgemeinen eine separate Maschinerie erforderlich, um die Presspasstechnik auszuführen. Die Oberflächenmontagetechnik ist im Allgemeinen mit einigen Automationsprozessen kompatibel, so dass keine zusätzliche Maschinerie erforderlich ist, wobei aber die bereitgestellte mechanische Stärke möglicherweise nicht ausreichend sein kann, wenn das Element schwer ist.
Auf dem Gebiet der Telekommunikation, und insbesondere bei Basisstationen, ist es üblich, relativ große Verbindungsvorrichtungen mit einer gedruckten Schaltungsplatine zu verbinden. Diese Verbindungsvorrichtungen ermöglichen es beispielsweise, dass externe Leitungen bzw. Drähte mit Signalanschlüssen verbunden werden. Eine bekannte Verbindungsvorrichtung 100 ist in Fig. 4 gezeigt.
Die in Fig. 1 gezeigte Verbindungsvorrichtung umfasst eine Metallgehäuse 102 mit einem ersten Teil, der zum Teil einen Hohlraum 104 definiert. Das Metallgehäuse 102 weist einen zweiten zylindrischen Teil 106 auf, dessen Außenseite ein Gewinde aufweist. Der erste Teil ist im Wesentlichen kubisch. Die Verbindungsvorrichtung 100 weist eine rückseitige Abdeckung 110 auf, die das Ende des Hohlraums 104 des Gehäuses 102 abschließt. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben ist, wird die rückseitige Abdeckung 110 nur an Ort und Stelle gebracht, nachdem die Verbindungen mit Signalstiften hergestellt worden sind. Die Verbindungsvorrichtung 100 weist ebenso eine Bodenabdeckung 112 auf, die bei dem Metallgehäuse 102 durch eine Presspassverbindung angebracht ist. Diese schließt den Boden des Hohlraums 104.
Platinenverbindungsstifte 114 und 116 sind in Sockel bzw. Buchsen 126 und 128 in einem Isolationselement 124 eingefügt. Die Buchsen weisen leitende Wände auf. Die Buchsen 126 und 128 erstrecken sich durch die Bodenabdeckung 112 und das Metallgehäuse 102. Die Platinenverbindungsstifte 114 und 116 erstrecken sich lediglich eine relativ kurze Distanz in die Buchsen 127 und 129 und sind eingerichtet, eine Presspassverbindung mit der gedruckten Schaltungsplatine 118 bereitzustellen. Die Signalverbindungsstifte 111 und 115 sind in die anderen Enden der Buchsen 126 und 128 eingefügt und sind bei einem Ende mit Signalstiften 120 verbunden. Die Signalverbindungsstifte 111 und 115 sind mit den Signalstifter 120 durch eine Lötverbindung 122 verbunden. Die Signalstifte erstrecken sich entlang zumindest einem Teil der Lände des Metallgehäuses 102 parallel zu der zugehörigen Achse. Die Signalstifte 120 werden in dem Gehäuse durch einen Isolationsstöpsel 123 gehalten, der die Signalstifte 120 voneinander und von dem Gehäuse 102 trennt sowie sie an Ort und Stelle hält. Die Platinenverbindungsstifte 114 und 116 sowie die Signalverbindungsstifte 111 und 115 sind durch das Isolationselement 124 getrennt, das einen Teil der Platinenverbindungsstifte 114 und 116 sowie einen Teil der Signalverbindungsstifte 111 und 115 umgibt.
Weitere Stifte 130 sind bereitgestellt, wobei einer hiervon in Fig. 4 gezeigt ist. Die weiteren Stifte 130 sind lediglich in der Metallbodenabdeckung 112 aufgenommen und stellen eine Presspassverbindung mit der gedruckten Schaltungsplatine 118 bereit. Die weiteren Stifte 130 stellen eine Erdungsfunktion bereit und erden die Verbindungsvorrichtung 100.
Die in Fig. 1 gezeigte Verbindungsvorrichtung weist eine Reihe von Schwierigkeiten auf. Zunächst muss die Verbindungsvorrichtung groß genug sein, um einen Hohlraum für die manuellen Lötverbindungen 122 bereitzustellen. Dies bedeutet, dass zusätzliche mechanische Fixierelemente, wie beispielsweise Schrauben, für den schweren Körper der Verbindungsvorrichtung erforderlich sein können. Folglich ist die Verbindungsvorrichtung nicht mit den gleichen Prozessen für kleine mechanische Vorrichtungen kompatibel, die üblicherweise in der Lage sind, beispielsweise die viel kleineren integrierten Schaltungen zu bearbeiten, die bei derselben Schaltungsplatine angebracht werden. Dies bedeutet, dass eine separate Maschinerie erforderlich ist, um die Verbindungsvorrichtung zu bearbeiten. Zusätzlich erfordert die Verwendung von Presspassstiften ebenso, dass eine relativ große Kraft auf die Verbindungsvorrichtung ausgeübt wird, um sie an Ort und Stelle auf der Schaltungsplatine zu fixieren. Dies bedeutet, dass eine zusätzliche Maschinerie erforderlich ist, um die Presspassverbindung herzustellen. Des Weiteren ist die Verbindung der Signalstifte kompliziert, wobei dies nicht zu einer Vereinfachung der Automation führt. Der Aufbau ist derart, dass die Signalelektroden nicht direkt mit der gedruckten Schaltungsplatine verbunden werden können. Vielmehr müssen die Signalelektroden mit den Stiften 111 und 113 verbunden werden, die sich in den Buchsen 126 und 128 innerhalb des Verbindungsvorrichtungsgehäuses befinden. Dies verursacht vom Standpunkt der Herstellung eine Verkomplizierung und verschlechtert ebenso eine Signalübertragung. Die Verbindungsvorrichtung ist ebenso relativ teuer.
In der US 4,681,389 ist eine Sperrraste zum Montieren einer Verbindungsvorrichtung bei einer Platine offenbart. In der US 5,738,546 ist eine Verbindungsvorrichtung zum Anschließen von Schaltungen bzw. Schaltkreisen offenbart.
Folglich ist ein Ziel von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungsvorrichtung bereitzustellen, die die Schwierigkeiten der bekannten Verbindungsvorrichtungen überwindet.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Verbindungsvorrichtung zur Verbindung einer Verbindungsvorrichtung zur Verbindung einer Schaltung mit einer Oberfläche bereitgestellt, wobei die Verbindungsvorrichtung einen Körper umfasst, der eingerichtet ist, einen ersten Abschnitt der Schaltung aufzunehmen, wobei der Körper eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung aufweist, wobei bei einer Verwendung ein zweiter Abschnitt der Schaltung außerhalb des Verbindungsvorrichtungskörpers ist sowie mit dem ersten Abschnitt über die erste Öffnung verbunden ist und ein dritter Abschnitt der Schaltung mit dem ersten Abschnitt über die zweite Öffnung verbunden ist sowie mit der Oberfläche verbunden ist sie ist gekennzeichnet durch zumindest ein Stiftelement, das eine Vielzahl von Stiften umfasst, die miteinander bei einem Endbereich verbunden sind, wobei der Körper eine flache, sich nach außen erstreckende obere Oberfläche mit einer Vielzahl von Öffnungen zur Aufnahme zumindest einiger der Stifte aufweist, wobei das oder jedes Element einen ersten und einen zweiten Typ eines geraden Stifts umfasst, wobei bei einer Verwendung der erste Stifttyp dazu dient, das Stiftelement mit dem Körper zu verbinden, und ein zweiter Stifttyp dazu dient, die Verbindungsvorrichtung mit der Oberfläche zu verbinden, wobei bei einer Verwendung das Stiftelement mit dem Körper und der Schaltung durch eine automatische Montage verbindbar ist.
Vorzugsweise ist der Körper ein einstückiger Körper, und die Verbindungsvorrichtung kann einen einfacheren Aufbau im Vergleich zu der bekannten Verbindungsvorrichtung aufweisen, wobei zumindest ein Abstandstück bzw. ein Abstandhalter bereitgestellt sein kann, so dass, wenn die Schaltungen bzw. Schaltkreise mit der Oberfläche verbunden sind, der Körper zu der Oberfläche beabstandet ist. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Verbindungsvorrichtung bei der Oberfläche durch eine Lötverbindung befestigt ist, die durch das Strömen heißer Luft über die Oberfläche aktiviert wird. Indem sichergestellt ist, dass heiße Luft unter die Verbindungsvorrichtung gelangen kann, kann eine sichere Verbindung zwischen der Verbindungsvorrichtung und der Oberfläche erreicht werden. Der Mechanismus, durch den es die Verbindungsvorrichtung den Schaltungen ermöglicht, mit der Oberfläche verbunden zu sein, ist in bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung einfacher als die Verbindungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik. Insbesondere kann, indem die Verbindung mit der Oberfläche extern zu der Verbindungsvorrichtung bereitgestellt ist, die komplizierte Verbindung zwischen den Signalstiften und den Signalverbindungsstiften der bekannten Verbindungsvorrichtung vermieden werden. Der zumindest eine Abstandhalter kann eine Vielzahl von Füßen umfassen, wobei er insbesondere vier Füße umfassen kann. Dies ist insbesondere zu bevorzugen, wenn die untere Oberfläche der Verbindungsvorrichtung einen quadratischen oder rechteckigen Aufbau aufweist. Unter diesen Umständen kann ein Fuß bei jeder zugehörigen Ecke bereitgestellt sein. Der zumindest eine Abstandhalter ist vorzugsweise einstückig mit dem Körper.
Die Befestigungseinrichtung kann getrennt zu oder einstückig mit dem Verbindungsvorrichtungskörper sein. Selbst wenn die Befestigungseinrichtung getrennt zu dem Verbindungsvorrichtungskörper ist, kann der sich ergebende Aufbau Viel einfacherer als der der Verbindungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik sein. Die Verbindungsvorrichtung kann ein niedrigeres Profil, eine kleinere Größe und ein geringeres Gewicht aufgrund des zugehörigen Aufbaus im Vergleich zu dem Stand der. Technik aufweisen, wobei dies eine automatische Montage vereinfacht. Die Herstellung der die Erfindung verkörpernden Verbindungsvorrichtung kann einfacher und preiswerter als die gemäß dem Stand der Technik sein.
Vorzugsweise sind zwei Stiftelemente bereitgestellt, wobei bei einer Verwendung zumindest ein Stift mit der Schaltungsplatine durch eine Lötverbindung verbunden sein kann. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn eine Verwendung im Kombination mit dem Merkmal stattfindet, dass der Verbindungsvorrichtungskörper von der Oberfläche beabstandet ist. Die Vielzahl von Stiften in dem oder jedem Stiftelement kann in einer Reihe angeordnet sein. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der erste Stifttyp eingerichtet sein, einen elektrischen Kontakt mit dem Körper der Verbindungsvorrichtung herzustellen. Der erste Stifttyp kann in einer Öffnung des Verbindungsvorrichtungskörpers mit einer Presspassverbindung aufgenommen sein. Die zumindest eine Öffnung kann einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, wobei der erste Stifttyp einen quadratischen Querschnitt aufweisen kann. Alternativ hierzu können andere Verbindungstypen zwischen dem ersten Stifttyp und dem Verbindungsvorrichtungskörper möglich sein. Beispielsweise kann eine Lötverbindung zwischen ihnen hergestellt sein.
Vorzugsweise ist die oder jede Öffnung des Körpers für den zweiten Stifttyp dimensioniert, um es zu ermöglichen, dass der zweite Stifttyp hindurchgeht. Anders ausgedrückt, der Verbindungstyp, der mit der Presspassverbindung des ersten Stifttyps erreicht wird, wird nicht erreicht. Dies ist dahingehend von Vorteil, dass die Wärmeübertragung zwischen dem zweiten Stifttyp und dem Verbindungsvorrichtungskörper verringert ist. Das heißt, dass die Wärme, die zur Herstellung einer Lötverbindung zwischen dem zweiten Stifttyp und der Oberfläche verwendet wird, nicht von dem Bereich weggeführt wird, der gelötet werden muss. Der erste Stifttyp kann kürzer als der zweite Stifttyp sein. Der erste Stifttyp wird in der Öffnung des Verbindungsvorrichtungskörpers vollständig oder zum größeren Teil hiervon aufgenommen. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind eine Vielzahl des ersten Stifttyps und eine Vielzahl des zweiten Stifttyps bereitgestellt, wobei der erste und der zweite Stifttyp wechselweise angeordnet ist, vorzugsweise in einer Reihe.
Vorzugsweise umfasst der Abschnitt der Schaltung, die in dem Körper aufgenommen wird, Signalstifte. Bei einer Verwendung kann die Verbindungsvorrichtung eingerichtet sein, eine elektrische Verbindung zwischen der Schaltung und der Oberfläche zu etablieren. Die Signalstifte können bei einem Ende mit der Oberfläche und bei dem anderen Ende mit einem externen Schaltungselement verbunden sein.
Der Verbindungsvorrichtungskörper kann Metall umfassen, wobei der Verbindungsvorrichtungskörper insbesondere eines oder mehr der nachstehenden Materialien umfassen kann: Messing, Kupfer und Aluminium. Es ist zu bevorzugen, dass der Verbindungsvorrichtungskörper aus einem "weichen" Metall hergestellt ist, das ein leichtes Gewicht aufweist und einfach zu verwenden ist. Vorzugsweise ist die obere Oberfläche der Verbindungsverrichtung flach, wobei die Verbindungsvorrichtung einen Isolationsteil in dem Körper zum Positionieren zumindest eines Abschnitts der Schaltung in dem Körper umfassen kann. Der Isolationsteil kann lediglich in die Verbindungsvorrichtung eingeführt sein, wenn die Verbindungsvorrichtung auf der Oberfläche zu montieren ist. Das Isolationselement verhindert, dass der Abschnitt der Schaltung in dem Körper in einen elektrischen Kontakt hiermit kommt.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche eine gedruckte Schaltungsplatine. Die Verbindungsvorrichtung kann in einer Basis-Sende-/Empfangsstation eingebaut sein.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sowie davon, wie diese verwirklicht werden kann, ist nachstehend, lediglich als ein Beispiel, auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen. Es zeigen:
Fig. 1 die Durchgangslochtechnik,
Fig. 2 die Presspasstechnik,
Fig. 3 die Oberflächenmontagetechnik,
Fig. 4 den Aufbau einer bekannten Verbindungsvorrichtung,
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Verbindungsvorrichtungskörpers einer Verbindungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Teil des Verbindungsvorrichtungskörpers gemäß Fig. 5,
Fig. 7 einen Stiftstreifen für eine Verwendung mit dem Verbindungsvorrichtungskörper, der in Fig. 5 gezeigt ist,
Fig. 8 die Verbindung zwischen dem Verbindungsvorrichtungskörper gemäß Fig. 5 und dem Stiftstreifen gemäß Fig. 7,
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung des Verbindungsvorrichtungskörpers gemäß Fig. 5 und des Stiftstreifens gemäß Fig. 7, wobei zur Verdeutlichung ein Teil des Verbindungsvorrichtungskörpers und des Stiftstreifens ausgeschnitten ist, und
Fig. 10 die Verbindungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie sie bei einer gedruckten Schaltungsplatine angebracht ist.
Eine Verbindungsvorrichtung 40 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 10 beschrieben. Die Verbindungsvorrichtung 40 umfasst einen Verbindungsvorrichtungskörper 50, der in Fig. 5 gezeigt ist und im Querschnitt in Fig. 6 gezeigt ist. Der Verbindungsvorrichtungskörper kann betrachtet werden, aus einem ersten Teil 52 und einem zweiten Teil 54 zusammengesetzt zu sein. Der erste Teil 52 weist einen hohlen zylindrischen Innenraum 56 auf, der sich entlang der Hauptachse des Verbindungsvorrichtungskörpers 50 erstreckt. Tatsächlich erstreckt sich dieser hohle zylindrische Innenraum 56 über die gesamte Länge der Verbindungsvorrichtung 40 durch sowohl den ersten als auch den zweiten Teil 52 und 54. Während der Innenraum des ersten Teils zylindrisch ist, weist die Außenseite des ersten Teils eine flache Oberseite 58 und zwei flache ebene Seiten 60 auf, die sich in rechten Winkeln zu der flachen Oberseite erstrecken. Die flache Oberseite und die flachen Seiten 58 und 56 sind eben und im Allgemeinen rechteckig. Dies vereinfacht eine Handhabung bzw. Bearbeitung der Verbindungsvorrichtung. Von der Unterseite jeder der flachen Seiten 60 erstreckt sich ein herausragender Abschnitt 62, der, wie es nachstehend beschrieben ist, für eine Verbindung des Körpers 50 mit einer gedruckten Schaltungsplatine verwendet wird.
Jeder herausragende Abschnitt 62 weist eine flache, sich nach außen erstreckende obere Oberfläche 63 auf, die sich im rechten Winkel zu dem unteren Abschnitt der jeweiligen flachen Seitenwand 60 erstreckt. Die Ebene der oberen Oberfläche 63 des herausragenden Abschnitts 62 ist parallel zu der der flachen Oberseite 58. Jeder herausragende Abschnitt 62 weist eine Vielzahl von Öffnungen 64 und 66 auf, die sich dort hindurch von der oberen Oberfläche 63 zu einer unteren Oberfläche 70 erstrecken. Diese Öffnungen sind nachstehend ausführlicher beschrieben. Diese Öffnungen erstrecken sich durch den herausragenden Abschnitt 62, wobei sich die Achse jeder dieser Öffnungen 64 und 66 parallel zu der Ebene der flachen Seiten 60 erstreckt. Die untere Oberfläche 70 jedes herausragenden Abschnitts 62 ist mit zwei Füßen 63 verbunden. Jeder Fuß ist bei einem Ende des herausragenden Abschnitts 62 angeordnet und trägt den Verbindungsvorrichtungskörper. Eine Lücke ist durch diese Füße 68 zwischen der Oberfläche, auf der die Verbindungsvorrichtung montiert ist, und der unteren Oberfläche 70 des jeweiligen herausragenden Abschnitts 62 definiert. Es sollte erkannt werden, dass die untere Oberfläche 70 jedes der herausragenden Abschnitte 62 und der Boden 67 des ersten Teils 52 alle koplanar sind.
Der zweite Teil 54 der Verbindungsvorrichtung 40 ist im Wesentlichen zylindrisch sowohl bei dem Innenraum als auch bei der Außenseite, Wie es aus Fig. 6 ersichtlich ist, weist die Außenseite des zylindrischen Körpers einen Gewindeabschnitt 72 auf, der es ermöglicht, dass eine externe Gewindemutter 74 (die in Fig. 5, aber nicht in Fig. 6 gezeigt ist) daran montiert wird. Diese Gewindemutter 74 bildet keinen Teil des eigentlichen Verbindungsvorrichtungskörpers. Es ist anzumerken, dass der Innenraum des zweiten Teils 54 zwei unterschiedliche Durchmesser aufweist. Die angrenzenden Teile des ersten und des zweiten Teils 52 und 54 weisen den gleichen Durchmesser ruf. Die Durchmesser können alternativ hierzu bei den angrenzenden Teilen des ersten und des zweiten Teils 52 und 54 unterschiedlich sein. Bei dem Ende des zweiten Teils 54, das von dem ersten Teil 52 entfernt ist, befindet sich ein leicht größerer zylindrischer Abschnitt mit konstantem Durchmesser. Eine Stufe 76 ist zwischen dem ersten und zweiten Durchmesser des zweiten Teils 54 bereitgestellt. Diese Stufe 76 erstreckt sich nach innen, um einen Ring zu definieren, wobei der Durchmesser bei der Position der Stufe 76 kleiner ist als der Durchmesser bei irgendeinem anderen Punkt entlang dem Verbindungsvorrichtungskörper 50.
Der in Fig. 5 gezeigte Verbindungsvorrichtungskörper ist eingerichtet, mit zwei Stiftstreifen 78 verwendet zu werden, die in Fig. 7 gezeigt sind. Der in Fig. 7 gezeigte Stiftstreifen weist 5 Stifte auf. Es sind drei Stifte 80 eines ersten Typs und zwei Stifte 82 eines zweiten Typs vorhanden. Der erste Stifttyp 80 ist viel länger als der zweite Stifttyp 82. Der erste und der zweite Stifttyp 80 und 82 sind wechselweise in einer einzelnen Linie angeordnet. Die oberen Enden jedes der Stifte 80 uni 82 sind mit einem einzelnen Träger 84 verbunden.
Zwei Stiftstreifen 78 werden mit jedem Verbindungsvorrichtungskörper 50 verwendet. Insbesondere wird ein Stiftstreifen 78 mit jedem herausragenden Abschnitt 62 verwendet. Die Stifte 80 und 82 werden in jeweilige Öffnungen 64 und 66 des jeweiligen herausragenden Abschnitts 62 eingefügt, wie es in Fig. 9 gesehen werden kann. Der Durchmesser des ersten Satzes der Öffnungen 64 die den ersten Satz Stifte 80 aufnehmen, ist im Allgemeinen größer als der Durchmesser der ersten Stifte, so dass die ersten Stifte 60 einfach in die ersten Löcher ohne Anwendung einer Kraft eingeführt werden können. Der erste Satz der Öffnungen 64 kann einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, während der erste Stifttyp 80 Einen quadratischen Querschnitt aufweisen kann. Dies ist in den Fig. 8 und 9 veranschaulicht. Alternativ dazu können beliebige andere geeignete Formen für die Querschnitte des ersten Satzes der Öffnungen 64 und des ersten Stifttyps verwendet werden.
Der Durchmesser des zweiten Satzes der Öffnungen 66 ist jedoch viel enger als der Durchmesser der zweiten Stifte 82. Folglich muss eine Kraft auf den Stiftstreifen 78 aufgebracht werden, um die zweiten Stifte 82 durch die jeweiligen Löcher 66 zu drücken. Tatsächlich wird eine Presspassverbindung zwischen dem Stiftstreifen 78 und dem Verbindungsvorrichtungskörper 50 über die zweiten Stifte 82 etabliert.
Nachstehend ist auf Fig. 8 Bezug genommen, die auf der linken Seite einen der ersten Stifte 80 zeigt, wie er in dem entsprechenden Loch 64 des Verbindungsvorrichtungskörpers 50 aufgenommen ist. Wie es zu sehen ist, weist der erste Stift 80 einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser des entsprechenden Lochs 64 auf. Auf der rechten Seite der Fig. 8 ist einer der zweiten Stifte 82 gezeigt, der in einem der entsprechenden Löcher 66 aufgenommen ist. Wie es zu sehen ist, ist dei Durchmesser des zweiten Stifts 82 sehr ähnlich zu dem des entsprechenden Lochs 66 des Verbindungsvorrichtungskörpers, so dass eine Presspassverbindung erreicht werden kann. Um eine Presspassverbindung zu erreichen, ist jeder Presspassstift in seinem Querschnitt quadratisch, während die Löcher einen runden Querschnitt aufweisen. Die relativen Abmessungen sind derart, dass die quadratischen Stifte in die runden Löcher gezwungen werden und deformiert werden. Dieses ergibt eine Schlichtpassung zwischen den Stiften und den Öffnungen. Beliebige andere geeignete Querschnittsformen können für den zweiten Stifttyp und die damit verbunden Löcher verwendet werden.
Der Durchmesser der ersten und der zweiten Öffnungen kann unterschiedlich sein, wobei der Durchmesser der ersten und der zweiten Stifte der gleiche ist oder unterschiedlich ist. Alternativ dazu kann der Durchmesser der ersten und der zweiten Öffnungen der gleiche sein, wobei der Durchmesser der ersten und der zweiten Stifte unterschiedlich ist.
Nachstehend ist auf Fig. 9 Bezug genommen, die einen Stiftstreifen 78 zeigt, wenn er mit dem Verbindungsvorrichtungskörper 50 verbunden ist. Zum Zwecke der Veranschaulichung ist ein Teil des herausragenden Abschnitts 62 und ein Teil des Stiftstreifens 78 ausgeschnitten worden, um die Verbindung zwischen dem Stiftstreifen 72 und dem Verbindungsvorrichtungskörper 50 deutlicher zu zeigen.
Wie es aus Fig. 9 ersichtlich ist, erstrecken sich die zweiten Stifte 82 im Allgemeinen durch den herausragenden Abschnitt 62, wobei sich lediglich ein relativ kurzer Abschnitt aus der unteren Seite 70 des herausragenden Abschnitts 62 erstreckt. Demgegenüber erstrecken sich die ersten Stifte 80 durch den herausragenden Abschnitt 62 zu einem Punkt, der unter dem Boden des jeweiligen Fußes 68 ist. Der Trägerabschnitt 84 ruht im Allgemeinen auf dem herausragenden Abschnitt 62 oder kann mit einem kleinen Abstand darüberliegend beanstandet sein.
Nachstehend ist auf Fig. 10 Bezug genommen, die die Verbindungsvorrichtung zeigt, wie sie mit einer gedruckten Schaltungsplatine 88 verbunden ist. Die ersten Stifte 80 sind eingerichtet, sich durch entsprechende Löcher 90 zu erstrecken und werden an Ort und Stelle gehalten, indem eine Durchgangsloch-Rückflusstechnik verwendet wird. Mit der Durchgangsloch-Rückflusstechnik wird eine Lötpaste auf die gedruckte Schaltungsplatine 88 gedruckt, was die Löcher 90 einschließt. Die ersten Stifte 80 werden durch diese Lötpaste gedrückt. Diese Lötpaste wird dann erwärmt, so dass eine sichere Verbindung zwischen der gedruckten Schaltungsplatine 88 und den ersten Stiften 80 mittels des Lots erreicht wird. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Lot erwärmt, indem veranlasst wird, dass heiße Luft über die Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatine strömt. Die Bereitstellung der Füße 68 bedeutet, dass der Körper 50 der Verbindungsvorrichtung 40 über die Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatine erhoben ist, so dass der Bereich unter der Verbindungsvorrichtung 40 erwärmt werden kann. Dies bedeutet, dass eine sichere Verbindung zwischen den ersten Stiften 80 und der gedruckten Schaltungsplatine erreicht werden kann, wenn das Lot ausreichend erwärmt ist.
Die Signalleitungen 91 sind innerhalb des Verbindungsvorrichtungskörpers 50 in einem zylindrischen Isolationselement 92 aufgenommen. Das zylindrische Isolationselement 92 weist einen Durchmesser auf, der dem des ersten Teils 52 und dem Teil des zweiten Teils 54 bis zu der Stufe 76 entspricht. Die Stufe 76 verhindert, dass das Isolationselement 92 zu dem Ende des zweiten Teils 54 bewegt wird. Die Signalleitungen gehen durch die gesamte Länge des Verbindungsvorrichtungskörpers 50 hindurch und werden an eine externe Schaltung auf eine beliebige geeignete Weise angebracht. Das andere Ende der Signalleitungen 91 ist mit der gedruckten Schaltungsplatine 88 über eine Lötverbindung 94 verbunden. Insbesondere definiert das Ende jeder der Signalleitungen 91 eine L-Form, wobei der Boden dieser L- Form bei der gedruckten Schaltungsplatine unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Technik angebracht wird, wie beispielsweise der vorstehend beschriebenen Oberflächenmontagetechnik. Alternativ hierzu können die Signalleitungen (beispielsweise Signalelektroden) direkt mit der gedruckten Schaltungsplatine unter Verwendung einer Durchgangsloch-Rückflusstechnik verbunden werden, wie es vorstehend beschrieben ist.
Der Verbindungsvorrichtungskörper kann aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt sein. Im Allgemeinen muss die Verbindungsvorrichtung elektrisch leitend und ein Nichteisenmaterial sein. Beispielsweise kann die Verbindungsvorrichtung aus Kupfer hergestellt sein oder eine Messingmetallisierung kann erforderlich sein. Alternativ hierzu kann die Verbindungsvorrichtung aus einem Material wie beispielsweise Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sein und mit einem geeigneten leitendem Material überzogen sein.
Der Stiftstreifen kann aus demselben Material oder einem unterschiedlichen Material wie der Verbindungsvorrichtungskörper hergestellt sein. Der Verbindungsvorrichtungskörper kann aus einem relativ weichen Material hergestellt sein, während der Stiftstreifen entweder aus einem weichen Material oder einem relativ harten Material hergestellt ist. Es ist natürlich möglich, dass der Verbindungsvorrichtungskörper aus einem harten Material hergestellt werden kann. Der Stiftstreifen würde dann entweder aus einem weichen Material oder einem harten Material sein. Es ist anzumerken, dass, wenn sowohl der Verbindungsvorrichtungskörper als auch der Stiftstreifen aus einem harten Material hergestellt sind, die Einfügekraft, d. h. die Kraft, die erforderlich ist, den Stiftstreifen relativ zu dem Verbindungsvorrichtungskörper an Ort und Stelle zu bringen, größer ist als die, die erforderlich ist, wenn eines oder beide dieser Bauelemente aus einem weichen Material hergestellt sind.
Im Allgemeinen ist die Haltekraft, die durch eine Presspassverbindung bereitgestellt wird, gleich der Hälfte der angewandten Kraft. Der Verbindungsvorrichtungskörper und der Stiftstreifen sind vorzugsweise vor der Montage der Verbindungsvorrichtung auf die gedruckte Schaltungsplatine miteinander verbunden. Tatsächlich ist es zu bevorzugen, dass der Hersteller der Verbindungsvorrichtung den Stiftstreifen bei dem Verbindungsvorrichtungskörper montiert, bevor ein Kunde beliefert wird.
In dem vorstehend gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Gewindemutter bereitgestellt. In einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann jedoch die Gewindemuttergröße verringert werden oder weggelassen werden.
Der Verbindungsvorrichtungskörper (ohne eine Gewindemutter) ist vorzugsweise als ein einzelnes Teil unter Verwendung einer geeigneten Bearbeitungs-, Formungs- oder Gusstechnik hergestellt.
Die in den beigefügten Zeichnungen gezeigte Verbindungsvorrichtung wird typischerweise in der Basisstation eines Mobiltelekommunikationsnetzwerkes verwendet. Basisstationen sind oftmals in relativ ungeschützten Umgebungen bereitgestellt. Folglich muss die Verbindung zwischen der Verbindungsvorrichtung und der gedruckten Schaltungsplatine sicher sein.
Die Verbindungsvorrichtung kann für eine Taktfrequenzanwendung verwendet werden. Die Schaltung kann folglich Signalelektroden umfassen. Die Signalleitungen können somit zum Empfangen einer Taktfrequenz verwendet werden. Die Verbindungsvorrichtung ist insbesondere bei Funkfrequenzanwendungen in einer Basis-Sende-/Empfangsstation verwendbar.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann bei der gedruckten Schaltungsplatine in einer automatisierten Montage montiert werden. Insbesondere ist die Verbindungsvorrichtung auf Grund ihres Aufbaus viel kleiner als die gemäß dem Stand der Technik. Folglich können die gleichen oder ähnliche Montagemaschinen, die zum Platzieren integrierter Schaltungschips auf der gedruckten Schaltungsplatine verwendet werden, ebenso die Verbindungsvorrichtung handhaben bzw. bearbeiten. Wenn die Verbindungsvorrichtung mit der gedruckten Schaltungsplatine unter Verwendung der Lötrückflusstechnik verbunden wird, ist kein separater Prozessschritt erforderlich, da diese Technik verwendet wird, um gleichzeitig eine Anzahl von Bauelementen und nicht nur die Verbindungsvorrichtung bei der gedruckten Schaltungsplatine anzubringen.

Claims

1. Verbindungsvorrichtung (40) zur Verbindung einer Schaltung mit einer Oberfläche (88), wobei die Verbindungsvorrichtung umfasst:

einen Körper (50), der eingerichtet ist, einen ersten Abschritt der Schaltung (91) aufzunehmen, wobei der Körper eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung aufweist, wobei bei einer Verwendung ein zweiter Abschnitt der Schaltung außerhalb des Verbindungsvorrichtungskörpers ist sowie mit dem ersten Abschnitt über die erste Öffnung verbunden ist und ein dritter Abschnitt der Schaltung mit dem ersten Abschnitt über die zweite Öffnung verbunden ist sowie mit der Oberfläche (88) verbunden ist, gekennzeichnet durch

zumindest ein Stiftelement (78), das eine Vielzahl von Stiften umfasst, die miteinander bei einem Endbereich (84) verbunden sind, wobei der Körper eine flache, sich nach außen erstreckende obere Oberfläche (63) mit einer Vielzahl von Öffnungen (64, 66) zur Aufnahme zumindest einiger der Stifte aufweist, wobei das oder jedes Element einen ersten (82) und einen zweiten (80) Typ eines geraden Stifts umfasst, wobei bei einer Verwendung der erste Stifttyp dazu dient, das Stiftelement mit dem Körper zu verbinden, und ein zweiter Stifttyp dazu dient, die Verbindungsvorrichtung mit der Oberfläche zu verbinden, wobei bei einer Verwendung das Stiftelement mit dem Körper und der Schaltung durch eine automatische Montage verbindbar ist.

2. Verbindungsvorrichtung (40) nach Anspruch 1, wobei der Körper ein einstückiger Körper (50) ist.

3. Verbindungsvorrichtung (48) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei zumindest ein Abstandhalter (68) bereitgestellt ist, so dass, wenn die Schaltung mit der Oberfläche (88) verbunden ist, der Körper mit einem Zwischenraum zu der Oberfläche angeordnet ist.

4. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der zumindest eine Abstandhalter eine Vielzahl von Füßen (68) umfasst.

5. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei vier Füße bereitgestellt sind.

6. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der zumindest eine Abstandhalter einstückig mit dem Körper (50) ist.

7. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei Stiftelemente (78) bereitgestellt sind.

8. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einer Verwendung zumindest ein Stift (80, 82) mit der Schaltungspaltine durch eine Lötverbindung verbunden ist.

9. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl von Stiften des oder jedes Stiftelements (78) in einer Reihe angeordnet ist.

10. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Stifttyp (82) eingerichtet ist, einen elektrischen Kontakt mit dem Körper (50) der Verbindungsvorrichtung (40) herzustellen.

11. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Stifttyp (82) in einer Öffnung (66) des Verbindungsvorrichtungskörpers (50) mit einer Presspassensverbindung aufgenommen ist.

12. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die oder jede Öffnung (64) des Körpers für den zweiten Stifttyp dimensioniert ist, um es dem zweiten Stifttyp (80) zu ermöglichen, hindurchzugehen.

13. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Stifttyp (82) kürzer als der zweite Stifttyp (80) ist.

14. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Vielzahl des ersten Stifttyps (82) und eine Vielzahl des zweiten Stifttyps (80) bereitgestellt sind und der erste und der zweite Stifttyp wechselweise angeordnet sind.

15. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abschnitt der Schaltung (91), der in dem Körper aufgenommen ist, Signalstifte umfasst.

16. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einer Verwendung die Verbindungsvorrichtung eingerichtet ist, eine elektrische Verbindung zwischen der Schaltung und der Oberfläche (88) aufzubauen.

17. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbindungsvorrichtungskörper Metall umfasst.

18. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Verbindungsvorrichtungskörper eines oder mehr der folgenden Materialien umfasst: Messing, Kupfer und Aluminium.

19. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine obere Oberfläche (58) der Verbindungsvorrichtung flach ist.

20. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsvorrichtung einen Isolationsteil (92) in dem Körper umfasst, um den zumindest einen Abschnitt der Schaltung in dem Körper zu positionieren.

21. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche eine gedruckte Schaltungspaltine ist.

22. Basis-Sende-/Empfangsstation, die eine Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.