EP1514361A1 - Verfahren zur kontaktierung mindestens eines moduls für drahtlose funkstandards mit mindestens einer applikation - Google Patents

Verfahren zur kontaktierung mindestens eines moduls für drahtlose funkstandards mit mindestens einer applikation

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EP1514361A1
EP1514361A1 EP03759850A EP03759850A EP1514361A1 EP 1514361 A1 EP1514361 A1 EP 1514361A1 EP 03759850 A EP03759850 A EP 03759850A EP 03759850 A EP03759850 A EP 03759850A EP 1514361 A1 EP1514361 A1 EP 1514361A1
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EP
European Patent Office
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module
application
contact surfaces
contacted
respective contact
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03759850A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Janos-Gerold Enderlein
Henrik Duchstein
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Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3816Mechanical arrangements for accommodating identification devices, e.g. cards or chips; with connectors for programming identification devices
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/0013Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by galvanic contacts, e.g. card connectors for ISO-7816 compliant smart cards or memory cards, e.g. SD card readers
    • G06K7/0021Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by galvanic contacts, e.g. card connectors for ISO-7816 compliant smart cards or memory cards, e.g. SD card readers for reading/sensing record carriers having surface contacts
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04MTELEPHONIC COMMUNICATION
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    • H04M1/0202Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
    • H04M1/026Details of the structure or mounting of specific components
    • H04M1/0274Details of the structure or mounting of specific components for an electrical connector module

Definitions

  • the present invention relates to a method for contacting a module for wireless radio standards with an application and a corresponding combination of a module with an application.
  • Wireless modules for wireless radio standards that have a full GSM / GPRS functionality, so-called wireless modules are increasingly used in applications such as mobile computing systems, PDAs and portable ones
  • wireless modules 15 and light telematics systems are used. Certain requirements are placed on wireless modules. On the one hand, they should be as small as possible so that they can be used well and take up little space. Depending on the application, they should be of height, width and / or
  • the wireless modules must have sufficient transmission power in accordance with their specification. This is due in particular to the fact that the modules are integrated in one application.
  • the wireless modules should be easy and quick to install in the various applications and be easily and quickly interchangeable with other modules with the same or with enhanced functionality.
  • the miniaturization causes a reduction in the conductor cross-sections of the connecting lines, a large electrical contact resistance.
  • the insufficient contacting of the module on a heat sink additionally causes a large thermal contact resistance.
  • L5 application is not good enough due to the high resistance of the connecting cable.
  • An HF (radio frequency) connection between a module and an application or an antenna is usually made via a socket / plug system or via a soldered coaxial cable. While the first variant is right
  • Parameters such as low thermal resistance between the heat source on the module and heat sink on the application, low electrical resistance of the signal and voltage supply between the module and application, defined electrical impedance of the RF connections between the module and application, as well as for assembly or adaptation is optimized and standardized.
  • a method for contacting at least one module for wireless radio standards with at least one application is provided, contact areas being provided on a side of the module to be contacted with the application and contact areas being provided on a side of the application to be contacted with the module can interact with the contact surfaces of the module and a connection is established between the respective contact surfaces of the module and the application.
  • a mechanical device that the Pushing the module in and out is permitted in and out of the application, the contact surfaces opposing each other when the module is inserted realizing a detachable connection.
  • the mechanical device includes
  • Mechanical elements such as pins or mechanical springs, which press on the contacts of the module with sufficient spring force, are advantageously provided on the application side.
  • a fixed connection between the respective contact surfaces is provided.
  • the respective contact surfaces are preferably soldered together. Another possibility is the pressing together
  • the respective contact surfaces are arranged in the form of a grid or a special array.
  • the contact areas are preferably realized by a metallic coating with a low electrical and / or thermal resistance.
  • Typical coatings are copper, aluminum and gold alloys.
  • the present invention comprises a combination, comprising a module for wireless radio standards and an application, the module being aligned with the application Contacting side has contact surfaces and the application has on a side to be contacted with the module contact surfaces that can interact with the contact surfaces of the module and can be contacted with them.
  • the respective contact surfaces can be releasably connected to one another.
  • the respective contact surfaces can be non-detachably connected to one another. They can preferably be soldered or pressed together.
  • the respective contact surfaces are preferably arranged in the form of a grid.
  • the present invention it is possible to create a high degree of miniaturization due to the very small space required for contacting the module. Furthermore, reliable contacting is ensured, in particular when the respective contact surfaces are soldered to one another. There is also only a very low electrical and thermal contact resistance.
  • the material system copper solder (tin / lead system) copper is used as the electrical / thermal conductor.
  • the module / application has a very good ground contact.
  • direct contacting of the HF connection to an application is possible, whereas previously expensive HF plugs were required for this. Checkpoints can easily be provided. Good contacting and easy handling during production are ensured.
  • the invention enables the modules to be automatically installed on the corresponding applications.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an embodiment of a combination according to the invention, comprising a module and an application in which the module and the application can be releasably connected to one another.
  • Figure 1 shows the back 1 of a module of a combination according to the invention, comprising a module and an application.
  • a connection point 2 for a power amplifier is arranged here.
  • at least one ground contact 3 and at least one connection point 4 are provided for a voltage supply.
  • the smaller rectangular contact areas represent interfaces 5 for an application to be contacted.
  • test points 6 for production and test points 7 for development can also be provided under the smaller rectangular contact areas.
  • an HF contact point 8 can be provided explicitly.
  • FIG. 2 shows a mechanical device for receiving a module 2 in an application 1 and a module 2 which can be pushed in and out of this device or into the application 1.
  • the mechanical device includes, for example, a guide rail in the application 1, in which the module 2 can be displaced in a form-fitting manner. In the benen state of the module 2 are the contact surfaces of the

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontaktierung mindestens eines Moduls für drahtlose Funkstandards mit mindestens einer Applikation, wobei auf einer mit der Applikation zu kontaktierenden Seite des Moduls Kontaktflächen vorgesehen werden und auf einer mit dem Modul zu kontaktierenden Seite der Applikation Kontaktflächen vorgesehen werden, die mit den Kontaktflächen des Moduls zusammenwirken können und zwischen den jeweiligen Kontaktflächen des Moduls und der Applikation eine Verbindung hergestellt wird. Ferner umfasst die vorliegende Erfindung eine Kombination, aufweisend ein Modul für drahtlose Funkstandards und eine Applikation, wobei das Modul auf einer mit der Applikation zu kontaktierenden Seite Kontaktflächen (flächenförmige Kontaktelemente) aufweist und die Applikation auf einer mit dem Modul zu kontaktierenden Seite Kontaktflächen aufweist, die mit den Kontaktflächen des Moduls zusammenwirken können und mit diesen kontaktierbar sind.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Kontaktierung mindestens eines Moduls für drahtlose Funkstandards mit mindestens einer Applikation
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontaktierung eines Moduls für drahtlose Funkstandards mit einer Applikation und eine entsprechende Kombination eines Moduls mit einer Applikation. 0
Module für drahtlose Funkstandards, die über eine vollständige GSM/GPRS Funktionalität verfügen, sogenannte Wireless Modules werden in zunehmender Zahl in Applikationen, wie beispielsweise in Mobile Computing Systemen, PDAs und tragbaren
15 und leichten Telematiksystemen eingesetzt. Dabei werden an Wireless Modules bestimmte Anforderungen gestellt. Zum einen sollen sie eine möglichst kleine Baugröße besitzen, damit sie gut einsetzbar sind und wenig Raum in Anspruch nehmen. Je nach Applikation sollten sie von der Höhe, Breite und/oder
-0 Länge klein und angepasst gewählt werden. Für PDAs ist beispielsweise eine geringe Bauhöhe entscheidend. Ferner müssen die Wireless Modules entsprechend ihrer Spezifikation eine ausreichende Sendeleistung aufweisen. Dies ist insbesondere dadurch begründet, dass die Module in einer Applikation in-
.5 tegriert werden und die notwendigen Verbindungsleitungen Verluste verursachen. Darüber hinaus ist eine lange Betriebsdauer erwünscht. Die Wireless Modules sollen leicht und schnell in die verschiedenen Applikationen einbaubar sowie leicht und schnell gegen andere Module gleicher oder mit erweiterter 0 Funktionalität austauschbar sein.
Bislang werden auf dem Markt befindliche Wireless Modules mit einer Applikation, wie beispielsweise mit einem mother board eines PDAs über Steckverbinder, wie beispielsweise Board-to-
Board-Connectors oder über Flachbandkabel-Stecker verbunden. Dabei treten jedoch eine Anzahl Nachteile auf. Die genannten Verbindungsmöglichkeiten sind sehr platzaufwendig und für eine 5 Miniaturisierung nicht geeignet. Bei Verwendung von Flachbandkabeln kommt es zudem zu einer unzuverlässigen Kontaktierung. Dies ist unter anderem in dem Bestreben der weiteren Miniaturisierung und der damit erzwungenen Verringerung der Abstände der Einzelleitungen des Flachbandkabels begründet. Ebenfalls durch
10 die Miniaturisierung bewirkt die Verringerung der Leiterquerschnitte der Verbindungsleitungen einen großen elektrischen Übergangswiderstand. Die nicht ausreichende Kontaktierung des Moduls an einer Wärmesenke bewirkt zusätzlich einen großen thermischen Übergangswiderstand. Der Massekontakt Modul/
L5 Applikation ist durch den großen Widerstand der Verbindungsleitung nicht ausreichend gut. Eine HF- (Hochfrequenz-) Verbindung zwischen einem Modul und einer Applikation oder einer Antenne erfolgt üblicherweise über ein Buchse/Stecker-System bzw. über ein gelötetes Koaxialkabel . Während die erste Variante recht
.0 kostenintensiv ist, sind bei der zweiten Möglichkeit (Löten) thermische Effekte, die das Verhalten des Moduls verändern können, nicht ausgeschlossen.
Da der Abstand der Kontakte des Flachbandsteckers oder Board- 15 to-Board-Connectors sehr klein ist, lassen sich bei der Fertigung der Module die Kontaktstellen schlecht als Prüfpunkte nutzen. Die Module müssen ferner auf einer Applikation manuell montiert werden. Zur Montage gehören üblicherweise Steck-, Schraub-, Klemm- und Lötprozesse. Durch diese Problematik ei- 0 nerseits und der ungenügenden Definition bzw. Standardisierung von Schnittstellen zur Kundenapplikation andererseits kann ein Modul nur mit großem Aufwand gegen ein anderes Modul mit anderer Funktionalität ausgetauscht werden. Wünschenswert ist da- gegen eine technische Lösung, die sowohl für die technischen
Parameter, wie beispielsweise geringer thermischer Widerstand zwischen Wärmequelle auf dem Modul und Wärmesenke auf der Applikation, geringer elektrischer Widerstand der Signal- und SpannungsZuführung zwischen Modul und Applikation, definierte elektrische Impedanz der HF-Verbindungen zwischen Modul und Applikation als auch für die Montage bzw. Adaptierung optimiert und standardisiert ist.
Es war somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine entsprechende Anordnung vorzusehen, mit deren Hilfe eine möglichst funktionale, schnelle, einfache und platzsparende Kontaktierung möglich wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 bzw. durch eine erfindungsgemäße Kombination eines Moduls mit einer Applikation gemäß Anspruch 7. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den entsprechenden Unteransprüchen aufgeführt .
Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Kontaktierung mindestens eines Moduls für drahtlose Funkstandards mit mindestens einer Applikation bereitgestellt, wobei auf einer mit der Applikation zu kontaktierenden Seite des Moduls Kontaktflächen vorgesehen werden und auf einer mit dem Modul zu kontaktierenden Seite der Applikation Kontaktflächen vorgesehen werden, die mit den Kontaktflächen des Moduls zusammenwirken können und zwischen den jeweiligen Kontaktflächen des Moduls und der Applikation eine Verbindung hergestellt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch eine mechanische Vorrichtung, die das Rein- und Rausschieben des Moduls in und aus der Applikation erlaubt, wobei die im eingeschobenen Zustand des Moduls sich gegenüberstehenden Kontaktflächen eine lösbare Verbindung realisieren. Die mechanische Vorrichtung beinhaltet beispiel-
5 haft eine Führungsschiene in der Applikation in der das Modul formschlüssig rein- und rausgeschoben werden kann. Dadurch ist das Modul sehr leicht und einfach gegen ein anderes Modul mit gleicher oder anderer Funktionalität austauschbar. Zur sicheren elektrischen und thermischen Kontaktierung können
-0 vorteilhaft auf Applikationsseite mechanische Elemente wie beispielsweise Stifte oder mechanische Federn vorgesehen werden, die mit einer ausreichenden Federkraft auf die Kontakte des Moduls drücken.
.5 Demgegenüber wird in einer anderen bevorzugten Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Verfahrens eine feste Verbindung zwischen den jeweiligen Kontaktflächen vorgesehen. Vorzugsweise werden dabei die jeweiligen Kontaktflächen zusammengelötet. Eine weitere Möglichkeit ist das Zusammenpressen bei-
!0 der Komponenten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die jeweiligen Kontaktflächen in Form eines Rasters bzw. eines speziellen Arrays angeordnet. 15
Vorzugsweise werden die Kontaktflächen durch eine metallische Beschichtung mit einem niedrigen elektrischen und/oder thermischen Widerstand realisiert. Typische Beschichtungen sind Kupfer-, Aluminium- und Goldlegierungen.
0
Ferner umfasst die vorliegende Erfindung eine Kombination, aufweisend ein Modul für drahtlose Funkstandards und eine Applikation, wobei das Modul auf einer mit der Applikation zu kontaktierenden Seite Kontaktflächen aufweist und die Applikation auf einer mit dem Modul zu kontaktierenden Seite Kontaktflächen aufweist, die mit den Kontaktflächen des Moduls zusammenwirken können und mit diesen kontaktierbar sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kombination sind die jeweiligen Kontaktflächen lösbar miteinander verbindbar .
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kombination sind im Gegensatz dazu die jeweiligen Kontaktflächen unlösbar miteinander verbindbar. Dabei sind sie vorzugsweise miteinander verlötbar oder verpressbar.
Ferner sind die jeweiligen Kontaktflächen vorzugsweise in Form eines Rasters angeordnet .
Mittels der vorliegenden Erfindung ist es aufgrund des sehr geringen Platzaufwandes zur Kontaktierung des Moduls möglich einen hohen Grad an Miniaturisierung zu schaffen. Ferner wird gerade bei einem Verlöten der jeweiligen Kontaktflächen miteinander eine sichere Kontaktierung gewährleistet. Dabei tritt auch nur ein sehr geringer elektrischer und thermischer Übergangswiderstand auf. Hierbei wird als elektrisch/thermischer Leiter das Materialsystem Kupfer-Lot (Zinn/Bleisystem) -Kupfer benutzt. Es ergibt sich ein sehr guter Massekontakt Modul/Applikation. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß eine direkte Kontaktierung des HF-Anschlusses zu einer Applikation möglich, während dafür bislang teure HF-Stecker benötigt wur- den. Prüfpunkte können einfach vorgesehen werden. Eine gute Kontaktierung und eine einfache Handhabung bei der Fertigung ist gegeben. Es wird mittels der Erfindung die Möglichkeit einer automatischen Montage der Module auf den entsprechenden Applikationen gegeben.
Weitere Vorteile werden anhand der folgenden Figuren aufgezeigt. Es zeigen
Fig.l Schematische Darstellung der Rückseite eines Moduls einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kombination,
Fig.2 Schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kombination, aufweisend ein Modul und eine Applikation, bei welchem das Modul und die Applikation lösbar miteinander verbindbar sind.
Figur 1 zeigt die Rückseite 1 eines Moduls einer erfindungsgemäßen Kombination, aufweisend ein Modul und eine Applikation. Angeordnet ist hier eine Anschlussstelle 2 für einen Leistungsverstärker. Ferner ist mindestens ein Massekontakt 3 und mindestens eine Anschlussstelle 4 für eine Spannungsversorgung vorgesehen. Die kleineren rechteckigen Kontaktflächen stellen Schnittstellen 5 für eine zu kontaktierende Applikation dar. Unter den kleineren rechteckigen Kontaktflächen können aber auch Testpunkte 6 für die Fertigung und Testpunk- te 7 für die Entwicklung vorgesehen werden. Ferner kann explizit ein HF-Kontaktpunkt 8 vorgesehen werden.
Figur 2 zeigt eine mechanische Vorrichtung zur Aufnahme eines Moduls 2 in einer Applikation 1 sowie ein Modul 2 , das in diese Vorrichtung bzw. in die Applikation 1 rein- und rausgeschoben werden kann. Die mechanische Vorrichtung beinhaltet beispielhaft eine Führungsschiene in der Applikation 1 , in der das Modul 2 formschlüssig verschiebbar ist. Im eingescho- benen Zustand des Moduls 2 stehen sich die Kontaktflächen des
Moduls 2 und die Kontaktflächen der Applikation 1 gegenüber.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Kontaktierung mindestens eines Moduls für drahtlose Funkstandards mit mindestens einer Applikation, wobei auf einer mit der Applikation zu kontaktierenden Seite des Moduls Kontaktflächen vorgesehen werden und auf einer mit dem Modul zu kontaktierenden Seite der Applikation Kontaktflächen vorgesehen werden, die mit den Kontaktflächen des Moduls zusammenwirken können und zwischen den jeweiligen Kontaktflächen des Moduls und der Applikation eine Verbindung hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine lösbare Verbindung zwischen den jeweiligen Kontaktflächen durch eine mechanische Vorrichtung vorgesehen wird, die ein Austausch des Moduls durch Rein- und Rausschieben gestattet.
Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine feste Verbindung zwischen den jeweiligen Kontaktflächen vorgesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die jeweiligen Kontaktflächen zusammengelötet oder zusammengepresst werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die jeweiligen Kontaktflächen in Form eines Rasters angeordnet werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kontaktflächen durch eine metallische Beschichtung mit einem niedrigen elektrischen und/oder thermischen Widerstand realisiert werden.
0 7. Kombination, aufweisend ein Modul für drahtlose Funkstandards und eine Applikation, wobei das Modul auf einer mit der Applikation zu kontaktierenden Seite Kontaktflächen aufweist und die Applikation auf einer mit dem Modul zu kontaktierenden Seite Kontaktflächen aufweist, die mit 5 den Kontaktflächen des Moduls zusammenwirken können und mit diesen kontaktierbar sind.
8. Kombination nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
20 dass die jeweiligen Kontaktflächen lösbar miteinander verbindbar sind.
9. Kombination nach Anspruch 7 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
-5 dass die jeweiligen Kontaktflächen unlösbar miteinander verbindbar sind.
10. Kombination nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
10 dass die jeweiligen Kontaktflächen miteinander verlötbar sind.
11. Kombination nach einem der Ansprüche 7 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die jeweiligen Kontaktflächen in Form eines Rasters angeordnet sind.
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WO2003107550A1 (de) 2003-12-24
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