EP4411994A1 - Verbindungselement und baugruppenanordnung - Google Patents
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- H01R24/40—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency
- H01R24/50—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency mounted on a PCB [Printed Circuit Board]
Definitions
- the invention relates to a connecting element for electrically connecting a first electrical assembly to a second electrical assembly, comprising a carrier body with a first contact side and an opposite, second contact side and a plurality of separate electrical contact elements, according to the preamble of claim 1.
- the invention also relates to an assembly arrangement comprising a first electrical assembly, a second electrical assembly and a connecting element for electrically connecting the two assemblies.
- PCBs printed circuit boards
- unshielded connectors wire strands and ribbon cables.
- wire strands wire strands
- ribbon cables ribbon cables
- Such connections are also known as "board-to-board” connections.
- board-to-board connections The majority of conventional connections are inadequate, particularly for high-frequency technology.
- coaxial connecting elements are therefore often used to ensure sufficient signal quality.
- a coaxial connecting element is usually connected to the respective coaxial connectors attached to a circuit board.
- the circuit board-side connectors are preferably soldered or pressed onto the circuit board and electrically connected to the circuit board's conductor tracks.
- the connecting element which can be positioned between the two connectors, serves as a coaxial intermediate piece and thus bridges the distance between the two circuit boards to enable signal exchange.
- Such a three-part structure is disclosed, for example, in EP 3 627 635 A1 .
- each of the circuit boards usually has a coaxial circuit board connector that can be plugged directly into one another.
- a coaxial intermediate piece can therefore be omitted.
- a simplified structure for connecting two circuit boards compared to multi-part circuit board connections is available in the EN 10 2005 033 915 A1 shown.
- a one-piece, elastic block is proposed that has an inner conductor section and two outer conductor sections.
- the elastic block can be arranged directly between the two electrical circuit boards. Due to its elasticity, the connector is also partially suitable for compensating for a slant or a distance offset between the circuit boards. It has been found that the possibilities for tolerance compensation are actually very limited in practice.
- the electrical properties and the mechanical connectability of the block to the circuit boards are disadvantageous, which is why the connector is only partially suitable for use in high-frequency technology and not for a long-lasting, robust connection.
- the object of the present invention is to provide a connecting element for the electrical connection of two electrical assemblies, which can be manufactured and assembled with little effort, with preferably a low overall height and good suitability for tolerance compensation, in particular while maintaining electrical transmission properties suitable for high-frequency technology.
- a connecting element is provided for electrically connecting a first electrical assembly to a second electrical assembly.
- the connecting element is preferably designed for the direct electrical connection of the electrical assemblies, preferably without further electrical components arranged between the assemblies and the connecting element.
- the connecting element is preferably positioned between the two modules to connect the two electrical modules.
- a fastening element (of the module(s), the connecting element and/or a separate fastening element) or other fastening measures can be provided.
- the first electrical assembly and the second electrical assembly which are sometimes also described below as “the (electrical) assemblies” or “the two (electrical) assemblies", are preferably not part of the claimed connecting element.
- the connecting element is designed for the electrical connection (and optionally also for the mechanical connection) of two electrical circuit boards.
- the connecting element can be suitable for the electrical (and optionally mechanical) connection of any electrical or electronic assembly, for example for connecting control units, filters, antennas and/or other modules.
- the invention is described below essentially in the context of a connection between two electrical circuit boards.
- circuit board can easily be related by a person skilled in the art to any electrical or electronic assembly and substituted accordingly.
- the connecting element has a carrier body with a first contact side and an opposite, second contact side.
- the connecting element is preferably arranged between the two electrical assemblies such that the first contact side faces the first electrical assembly and the second contact side faces the second electrical assembly.
- the connecting element has a plurality of separate electrical contact elements.
- the term "separate" electrical contact elements is to be understood as meaning that the contact elements are each designed as independent components or parts of the connecting element. Furthermore, the contact elements are also designed separately from the carrier body. Within the scope of the invention, the contact elements are therefore neither monolithic nor integral with each other or with the carrier body.
- all contact elements of the connecting element are each identical (in particular in terms of geometry and structure/material).
- different types of contact elements are combined in the connecting element.
- each contact element has a first contact area for electrically contacting the first electrical assembly and a second contact area for electrically contacting the second electrical assembly, wherein the first contact area and the second contact area are electrically connected to one another (preferably directly).
- the contact elements are each connected to the carrier body in such a way that the first contact area can be electrically contacted starting from the first contact side and the second contact area can be electrically contacted starting from the second contact side.
- the contact elements are thus preferably accessible from the first contact side and from the second contact side.
- electrical contacts of the first electrical assembly (hereinafter referred to as “first electrical contacts”) can contact the corresponding contact elements on the first contact side at the first contact area and electrical contacts of the second electrical assembly (hereinafter referred to as “second electrical contacts”) can contact the corresponding contact elements on the second contact side at the second contact area.
- the contact elements form respective electrical paths, in particular respective separate (electrically isolated from each other) electrical paths.
- the contact elements can However, they can also be electrically connected to one another, for example directly through mutual contact or indirectly via separate contact bridges or electrical components of the connecting element or via a connection on the electrical assemblies.
- Several contact elements can be combined to form a functional group (for example, several contact elements can form external conductor contact elements that are electrically connected to one another, as mentioned below).
- the electrical connection between the first contact area and the second contact area is preferably a galvanic electrical connection.
- the contact elements are preferably at least essentially elongated bodies. Contact with the electrical contacts of the electrical assemblies can be made in particular via the respective ends or end sections of the contact elements, for example via the front ends or via lateral surfaces in the area of the ends/end sections.
- the contact elements are each designed to be elastic at least in sections (preferably completely) along a contacting direction running from the first contact region to the second contact region in order to compensate for a tolerance-related distance offset between the two electrical assemblies.
- the "contacting direction” preferably runs between the two contact sides of the connecting element or between the two electrical assemblies connected to one another.
- the contacting direction is preferably oriented at least substantially orthogonal to the contact sides.
- the contacting direction extends along a respective longitudinal axis of the corresponding contact element.
- the contact elements are designed to be elastic at least in sections (preferably completely) in all spatial directions.
- the contact elements can therefore in particular be designed to be completely elastic.
- the deformability or elasticity of the contact elements can be so pronounced that the contact elements between the assemblies can deform sufficiently reversibly to compensate for the tolerance-related distance offset or to compensate for a tilt angle between the assemblies without experiencing (irreversible) plastic deformation.
- a board-to-board connection can be implemented as a single module with an extremely low overall height.
- the respective connectors and mating connectors, in particular connectors on the circuit board, can be dispensed with. It has been shown that even sizes smaller than 10 mm, in particular smaller than 8 mm, for example even smaller than 5 mm can be implemented without any problems.
- the connecting element can be particularly suitable for transmitting electrical signals in high-frequency technology.
- the connecting element can be suitable for any signal and/or energy transmission in the entire field of electrical engineering.
- the assembly connection that can be realized with the connecting element can be produced using technically simple means and can be mounted between the electrical assemblies.
- the connecting element according to the invention can even advantageously compensate for a large offset in the distance between the two electrical assemblies and in particular also for a large tilt angle between the two electrical assemblies.
- the inventors have recognized that a particularly advantageous tolerance compensation can be achieved if separate electrical contact elements are used, each of which can be elastically compressed individually - in contrast to a single elastic block that is divided into individual contact sections. In the manner proposed here, tolerances in offset and angle can be compensated essentially "point-wise" or in sections.
- the compensation task is mechanically divided between the individual contact elements - the contact elements are preferably mechanically decoupled from one another.
- the carrier body is made of an electrically insulating material.
- the carrier body can be made of any electrically insulating material.
- the carrier body is preferably made of a plastic, in particular a hard plastic ("hard plastic"), for example from the group of thermoplastics or duroplastics.
- the carrier body is made of an electrically conductive material or that the carrier body has an electrically conductive material.
- at least one of the electrical contact elements is arranged in the carrier body so as to be electrically insulated from one or more of the other electrical contact elements, for example by an electrically insulating coating in the recesses mentioned below.
- a construction of the carrier body from several different materials can also be provided, some of which are electrically conductive and others are designed to be electrically insulating.
- the carrier body is made exclusively from an electrically insulating material, as mentioned above.
- the carrier body can be made in one piece or in multiple pieces.
- the carrier body can have two carrier parts that can be connected to one another.
- the carrier parts can, for example, be latched, screwed, pressed or connected to one another in another way in a form-fitting, force-fitting and/or material-fitting manner.
- the carrier body is a rigid component (in particular compared to the elasticity of the contact elements).
- tolerance compensation in the spacing and/or tilt angle between the two assemblies is therefore carried out exclusively by the contact elements and not by the carrier body.
- the carrier body serves for the defined arrangement, alignment and fastening of the contact elements relative to one another.
- the carrier body is preferably designed to carry the contact elements at least securely.
- the carrier body can also be just a temporary component of the connecting element that is removed again after the two assemblies have been connected, leaving only the contact elements behind - if necessary, the carrier body therefore also serves only as an assembly aid for the joint and thus convenient and error-free assembly of the contact elements between the assemblies.
- the carrier body is a permanent component of the connecting element.
- the carrier body is a predominantly flat component, wherein preferably the end faces of the flat carrier body form the contact sides.
- the carrier body can preferably be designed in the shape of a disk or plate.
- a flat, disk-shaped design of the carrier body is particularly advantageous for achieving low overall heights for the connecting element.
- the carrier body can also be a film element.
- a cylindrical, round, rectangular or other polygonal cross-section of the carrier body can be provided.
- the carrier body has mechanical coding means in order to enable a connection to the electrical components exclusively in one or more predefined orientations.
- the mechanical coding means can preferably be one or more projections and/or recesses on the contact sides.
- at least one of the contact sides is equipped with coding means in order to enforce a predefined orientation for the connection with at least one of the assemblies.
- pin-shaped projections can be provided which can be inserted into corresponding recesses of the respective assembly, in particular two pin-shaped projections which are optionally arranged offset from a center of the carrier body and/or which are spaced differently from a straight line running through the center of the carrier body.
- Mechanical coding can also be provided by the contact elements themselves and/or by the external shape of the carrier body. If the contact elements themselves provide mechanical coding, self-alignment can be provided as part of a soldering process (e.g. due to the surface tensions that occur as part of a reflow process).
- a defined external geometry of the contact element, in particular of the respective contact area, in combination with a corresponding counter-geometry e.g. a recess on the corresponding contact side of the electrical assembly
- the carrier body has recesses which extend through the carrier body from the first contact side to the second contact side.
- the recesses are preferably designed in the form of a through hole, but can have any cross-section, for example a round cross-section, a rectangular cross-section or another polygonal cross-section.
- a rectangular or other polygonal cross-section can preferably also be used to create a defined orientation of the contact elements in the recesses and an anti-twisting device for the contact elements must be specified.
- the contact elements are fastened in the recesses in a force-fitting manner.
- the contact elements are preferably pressed into the recesses; for example, a press fit can be provided.
- a force-fitting fastening in the recesses can be realized particularly advantageously if the contact elements are designed to be elastic or compressible at least in a central section accommodated in the recess transverse to the contacting direction.
- a corrugation or other suitable structuring is formed within the respective recess and/or on the outer shell side of the contact elements in order to provide an increased frictional connection between the contact elements and the carrier body.
- a combination of a force-fitting and form-fitting fixation can also be provided within a respective recess.
- the contact elements are concave along their longitudinal extension and/or the recesses are convex on the inside - or vice versa.
- a concave shape of the contact element can only be established by the elastic compression of the contact element within the recess, but preferably also already exist in the mechanically relaxed basic state of the contact element.
- the contact elements are positively secured in the recesses.
- the contact elements are locked in the recesses.
- the contact elements can have locking elements and the connecting element, in particular a respective recess, counter-locking elements (including locking grooves, locking ribs, locking webs, locking pins, locking rockers, locking springs and/or other locking recesses/locking projections).
- the locking elements and/or Counter-locking elements are at least partially ring-shaped or completely ring-shaped.
- a stepped bore or recess can also be provided in order to provide an edge that acts as a counter-locking element at the transition between the different cross sections.
- a positive locking of the contact element with the carrier body or the connecting element can also take place outside of a respective recess, for example by the shape of the contact element itself, for example if the contact element is tapered in the section that is to be fastened in the recess or if the connecting element or the carrier body has separate counter-locking elements in the area of the recess on the respective contact side.
- the contact elements are accommodated at least in sections between two carrier parts of a multi-part carrier body as already mentioned above.
- the loss-proof or positive arrangement of the contact elements can thus only be provided, for example, by joining the two carrier parts together.
- the carrier body has elongated fastening elements which are received in a force-fitting and/or form-fitting manner in corresponding openings in the contact elements in order to fasten the contact elements to the carrier body.
- each of the contact elements is attached to its own fastening element.
- several contact elements can also be arranged on a common fastening element (preferably, but not necessarily, spaced apart from one another or electrically insulated from one another by a dielectric separating element).
- the elongated fastening elements can in particular be designed as fastening pins.
- the elongated fastening elements can optionally (but not necessarily) extend completely through the respective contact element and optionally exit the contact element again on the side of the contact element opposite the entry side.
- the elongate fastening elements extend transversely (preferably orthogonally) to the contacting direction.
- the elongated fastening elements can basically extend at any angle relative to the contact direction, for example also along the contact direction. However, the elongated fastening elements preferably extend at an angle to the contact direction, in particular orthogonally.
- the elongate fastening elements extend laterally away from the connecting element, for example starting from an outer casing of the carrier body running between the two contact sides. If necessary (less preferred), the elongate fastening elements can also be arranged on one of the contact sides or on both contact sides.
- the elongate fastening elements are arranged within a respective recess.
- the contact elements can be arranged in the recesses and at the same time fastened to the elongate fastening elements, whereby a particularly compact and robust connecting element can be provided.
- the contact elements are each arranged raised or protruding on the contact sides of the carrier body.
- the contact elements therefore preferably protrude from the recess with their respective ends or end sections on the two contact sides, but can also be arranged coplanarly or set back on one contact side or on both contact sides (for example, if the electrical contacts of the assemblies are pin contacts or similar elongated contacts that can penetrate into the recesses).
- the contact elements have a base body made of an elastomer, around which an electrically conductive sheath is arranged at least in sections.
- the contact elements designed in this way can be manufactured inexpensively in mass production, preferably from a piece of material sold by the meter.
- the sheath is preferably designed and arranged on the elastomer in such a way that it is able to provide the first contact region and the second contact region (preferably a respective electrical contact surface) for the connection to the electrical assemblies and preferably has a continuous course between the two contact regions or contact surfaces.
- the casing surrounds the elastomer at least in the form of a sleeve.
- the casing can optionally also surround the elastomer on each side surface.
- the electrically conductive covering is preferably designed as a metal foil. However, a metal sheet, a metallic coating or another conductive covering can also be provided if necessary.
- an electrically conductive sheath around an elastomer in particular a metallic sheath, such as a metal foil
- a metallic sheath such as a metal foil
- the metallic sheath can be soldered to the contacts of the module, in contrast to an elastomer block that has only been processed in certain areas to increase the electrical conductivity, for example by being conductively doped.
- the electrical properties (e.g. conductivity) of a metallic sheath can also be significantly increased compared to an electrically conductive elastomer.
- An adhesive layer such as a glue layer, can optionally be arranged between the elastomer and the casing.
- the casing can be connected to the elastomer in any way, and can even be loose in sections if necessary.
- At least one of the contact elements is designed as an inner conductor contact element and the remaining contact elements are designed as outer conductor contact elements, which are arranged around the at least one inner conductor contact element for electromagnetic shielding.
- the outer conductor contact elements are preferably arranged at equidistant angles to one another in order to provide the best possible shielding effect.
- the distances between the outer conductor contact elements can be minimized in such a way that sufficient shielding is achieved.
- the outer conductor contact elements can preferably be arranged such that their metallic sheath, if a metallic sheath is used, is arranged with its side surfaces such that at least one of the side surfaces is aligned in the direction of the central inner conductor contact element in order to ensure shielding towards the outside.
- the contact elements form a coaxial arrangement of at least one central inner conductor contact element and several outer conductor contact elements arranged in a partial ring shape or ring shape around the inner conductor contact element.
- a concentric structure is particularly suitable for use in high-frequency technology.
- At least one inner conductor pair consisting of two inner conductor contact elements can be provided for differential signal transmission.
- the respective inner conductor contact elements can be individually electrically insulated from one another (for example by appropriate spacing within the carrier body).
- the connecting element can in principle have any number of inner conductor contact elements.
- the proposed connecting element can also be suitable, for example, as a multiple connector or interposer between two electrical assemblies, for providing a large number of electrical paths between the assemblies, which can be advantageous, for example, for an application for testing electrical assemblies (for example for testing circuit boards or microchips). It can then be provided, for example, that the first electrical assembly is designed as a microchip and the second electrical assembly is designed as an electrical circuit board of a test system for testing microchips, wherein the connecting element can be used to establish the electrical connection between the terminals of the chip housing and the circuit board of the test system.
- the connecting element can be particularly suitable for transmitting electrical signals up to 8 GHz or more. In principle, however, the connecting element can also be used for transmitting low-frequency signals or for transmitting electrical supply signals (DC or AC).
- the invention also relates to an assembly arrangement comprising a connecting element according to the above and following embodiments, the first electrical assembly and the second electrical assembly.
- the first electrical assembly is a first electrical circuit board and the second electrical assembly is a second electrical circuit board.
- the electrical assemblies in particular circuit boards, are preferably arranged in different planes running parallel to one another, with a gap preferably being provided between the two electrical assemblies.
- the surfaces of the circuit boards that can be fitted with electrical components preferably run parallel to one another.
- a tolerance-related deviation from the parallel arrangement for example of up to 10°, preferably of up to 5° and particularly preferably of up to 4°, is to be understood here as being covered by the term "parallel".
- the first electrical assembly has first electrical contacts that contact the contact elements of the connecting element (in particular the first contact areas) on the first contact side of the carrier body.
- the second electrical assembly has second electrical contacts that contact the contact elements of the connecting element (in particular the second contact areas) on the second contact side of the carrier body.
- an assembly arrangement with only a low installation height can be provided by using a narrow board-to-board connector or connecting element.
- the invention is very well suited for offset compensation concerning the distance between the electrical Assemblies and/or a relative inclination of the electrical assemblies by compressing the individual, separate contact elements accordingly.
- the assembly arrangement for connecting the first electrical assembly to the second electrical assembly can also comprise several of said connecting elements.
- the assembly arrangement can also have any number of electrical assemblies, but at least the two electrical assemblies mentioned above. Even if the invention is described for illustration purposes essentially for connecting the first electrical assembly and the second electrical assembly, the assembly arrangement can also comprise, for example, three electrical assemblies or circuit boards, four electrical assemblies or circuit boards, five electrical assemblies or circuit boards, or even more electrical assemblies or circuit boards.
- At least one of the electrical assemblies is fastened to the contact elements of the connecting element (in particular to the contact areas) via its electrical contacts.
- the electrical contacts of the modules can preferably be conductor tracks, solder pads, through-holes ("vias”) or contact pins.
- the at least one electrical assembly with its electrical contacts is firmly attached to the corresponding contact elements of the connecting element (in particular to the contact areas), for example soldered. It can also be provided that the electrical contacts of the electrical assembly are pressed to the contact elements of the connecting element (in particular to the contact areas), for example by crimping or connecting them using another connection technique. Clamping or screwing can also be provided.
- At least one soldered connection is provided between the connecting element or its contact elements and one of the electrical assemblies or circuit boards.
- a soldered connection (or other mechanical connection) on both sides or a purely electrical contact or Signal transfer without mechanical fastening of the contact elements to the electrical contacts of the respective module can be provided.
- a plug connection can even be provided between the connecting element and at least one of the electrical circuit boards (not preferred).
- FIG. 1 to 3 a connecting element 1 according to a first embodiment of the invention is shown.
- the Figures 1 and 2 show respective perspective views; a side sectional view is shown in Figure 3 shown.
- An assembly arrangement 2 from the connecting element 1 of the Figures 1 to 3 and a first electrical assembly 3 and a second electrical assembly 4 is in Figure 4 indicated in a side view.
- the connecting element 1 has a carrier body 5 with a first contact side 6 and an opposite, second contact side 7.
- the carrier body 5 is made entirely from an electrically insulating material, preferably from a rigid plastic.
- the carrier body 5 shown as an example is a flat component whose end faces form the contact sides 6, 7 in order to provide the lowest possible construction height.
- the connecting element 1 has a plurality of separate electrical contact elements 8a, 8b, which are each connected to the separate carrier body 5 in such a way that they can be electrically contacted starting from the first contact side 6 and the second contact side 7.
- each contact element 8a, 8b has a first contact area 8.1 for electrical contacting of the first electrical assembly 3 and a second contact area 8.2 for electrical contacting of the second electrical assembly 4, wherein the first contact area 8.1 and the second contact area 8.2 are electrically connected to one another.
- a longitudinal axis L cf. Figure 3
- the first electrical assembly 3 has first electrical contacts 9, which contact the contact elements 8a, 8b of the connecting element 1 on the first contact side 6 of the carrier body 5.
- the second electrical assembly 4 has second electrical contacts 10, which contact the contact elements 8a, 8b of the connecting element 1 on the opposite, second contact side 7 of the carrier body 5.
- the electrical and mechanical contacting takes place at the respective contact areas 8.1, 8.2, which are designed as respective contact surfaces in the exemplary embodiments.
- At least one of the electrical assemblies 3, 4 can be mechanically attached, preferably soldered, to the contact elements 8a, 8b of the connecting element 1 via their electrical contacts 9, 10.
- the electrical contacts 9, 10 of the electrical assemblies 3, 4 can be, for example, conductor tracks, solder pads and/or through-platings.
- the connecting element 1 is provided for electrically connecting a first electrical circuit board 3 to a second electrical circuit board 4. In principle, however, any electrical assemblies 3, 4 can be electrically connected to one another using the proposed connecting element 1.
- a coaxial arrangement of the contact elements 8a, 8b is shown as an example, wherein one of the contact elements is designed as an inner conductor contact element 8a and the remaining contact elements are designed as outer conductor contact elements 8b, which run around the at least one inner conductor contact element 8a for electromagnetic shielding and are preferably arranged in equidistant angular sections to one another in order to electromagnetically shield the inner conductor contact element 8a from the outside.
- a non-coaxial design of the connecting element 1 can also be provided, for example a differential signal transmission using two inner conductor contact elements 8a (cf. Figure 11 ).
- the coaxial arrangement primarily discussed in the description is therefore to be understood as merely exemplary and not limiting the present invention.
- the arrangement of the outer conductor contact elements 8b in the embodiments of the Figures 1 to 10 only partially annular.
- a gap 11 is provided in the arrangement or a position is not occupied by an outer conductor contact element 8b.
- a gap 11 in the outer conductor ring can be advantageous in order to prevent a conductor track of the respective circuit board 3, 4, which carries the central signal contact, from coming into contact with one of the outer conductor contact elements 8b on the respective circuit board 3, 4. The possibility of leading a conductor track through to the outer conductor center can therefore be provided.
- the signal conductor within the electrical circuit board 3, 4 is formed in an intermediate layer (intermediate layer) and is led out as a through-plating directly within the ring-shaped outer conductor arrangement, all contact positions can also be provided with an outer conductor contact element 8b.
- the carrier body 5 can optionally have mechanical coding means 12, which in the exemplary embodiments are each designed as pin-shaped projections formed on the second contact side 7.
- the coding means 12 or pin-shaped projections are preferably arranged off-center and/or not on a common straight line running through the center of the carrier body 5.
- the contact elements 8a, 8b are each elastically formed at least in sections along the contact direction K in order to compensate for any tolerance-related distance offset between the two electrical assemblies. In this way, for example, an offset of the distance D between the electrical assemblies 3, 4 and/or a tilt angle ⁇ between the two assemblies 3, 4 can be compensated (cf. Figure 4 ).
- a cost-effective connecting element 1 designed as a single module for connecting two electrical assemblies 3, 4 can be provided, which tolerates a defined offset between the electrical assemblies 3, 4.
- the contact elements 8a, 8b each have a base body formed from an elastomer 13 (see in particular the sectional view of the Figure 3 ), around which an electrically conductive sheath 14 (for example a metal foil) is arranged at least in sections, in particular in the form of a sleeve.
- the conductive sheath 14 is designed to provide corresponding contact areas or contact surfaces 8.1, 8.2 for the connection to the electrical assemblies 3, 4.
- the conductive sheath 14 is preferably aligned in the direction of the inner conductor contact element 8a (cf. in particular Figure 1 ).
- the contact elements 8a, 8b are connected to the carrier body 5 in a captive manner.
- Various advantageous variants can be provided for this purpose, some of which are explained below by way of example.
- the carrier body 5 has recesses 15 which extend from the first contact side 6 to the second contact side 7 through the carrier body 5.
- the contact elements 8a, 8b are fastened in the recesses 15 (each of the contact elements 8a, 8b in its own recess 15).
- the contact elements 8a, 8b are fastened in the recesses 15 with a force fit or are pressed into the recesses 15.
- the recesses 15 have a convex curvature on the inside and the contact elements 8a, 8b have a concave shape on the outside.
- the contact elements 8a, 8b are tapered in their middle section, they can be fastened particularly well in the recesses 15. However, tapering of the contact elements 8a, 8b or convex recesses 15 are not absolutely necessary in order to fasten the contact elements 8a, 8b with a force fit in the recesses 15. Even a pure force fit can be sufficient to fasten the contact elements 8a, 8b securely.
- the contact elements 8a, 8b are each arranged in a raised manner on the contact sides 6, 7 of the carrier body 5. In this way, tolerance compensation and contacting can be carried out particularly advantageously and reliably.
- FIG. 5 a second embodiment of a connecting element 1 according to the invention is shown.
- the carrier body 5 has respective recesses 15 for the contact elements 8a, 8b.
- the contact elements 8a, 8b are in the Figure 5 However, in the embodiment shown, they are not fastened in the recesses 15 in a force-fitting manner but exclusively in a form-fitting manner and are locked in the recesses 15 for this purpose.
- the contact elements 8a, 8b have respective locking elements 16 in the form of rib-like elevations on the outer surfaces and the recesses 15 have corresponding counter-locking elements 17 in the form of a locking groove in the inner wall.
- the Figure 5 indicated that the contact elements 8a, 8b do not have to protrude evenly or symmetrically from both sides of the recesses 15. Even a raised arrangement of the contact elements 8a, 8b on the contact sides 6, 7 is not absolutely necessary; a coplanar arrangement or an arrangement set back within the recess 15 of the contact elements 8a, 8b can also be provided on one or both contact sides 6, 7 of the carrier body 5 if necessary.
- a third embodiment of a connecting element 1 is shown, in which a positive connection of the contact elements 8a, 8b is again provided within the recesses 15.
- the carrier body 5 is designed in several parts and has two carrier parts 18a, 18b that can be locked together.
- the recesses 15 are designed in the respective carrier parts 18a, 18b in such a way that after the carrier parts 18a, 18b are joined together, a positive connection for the contact elements 8a, 8b is created (cf. Figure 7 ), which holds the contact elements 8a, 8b securely within the recesses 15.
- the Figures 8 and 9 show a fourth embodiment of the invention.
- the recesses 15 in the fourth embodiment are not window-shaped within the carrier body 5, but are open to the casing sides of the carrier body 5, i.e. in the manner of slots.
- elongated fastening elements or fastening pins 19 are provided, which extend transversely to the contact direction K and are arranged within the slot-like recesses 15.
- the fastening pins 19 can be received in a force-fitting and/or form-fitting manner in corresponding openings 20 in the contact elements 8a, 8b in order to fasten the contact elements 8a, 8b to the carrier body 5.
- Each of the contact elements 8a, 8b is arranged on its own fastening pin 19 or in its own recess 15.
- the contact elements 8a, 8b can also have openings 20 if no fastening to a fastening pin 19 is provided.
- the openings 20 can advantageously be provided to specify the elasticity and to save weight and material (see also the Figures 1-7 Any number of openings 20 can be provided per contact element 8a, 8b.
- fastening pins 19 do not necessarily have to be arranged within recesses 15 of the carrier body 5. This will be explained using the fifth embodiment shown in Figure 11 is indicated. In principle, the fastening pins 19 can extend directly from the outer jacket-side surfaces of the carrier body 5 transversely (or at another angle) to the contact direction K.
- the carrier body 5 itself may not have any specific means for fastening the contact elements 8a, 8b.
- the contact elements 8a, 8b be pushed laterally onto the carrier body 5, in particular if the contact elements 8a, 8b have corresponding fastening grooves 21 or fastening slots which enable a positive and/or non-positive fastening.
- the carrier body 5 may also provide only a temporary, captive fastening for the contact elements 8a, 8b.
Landscapes
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur elektrischen Verbindung einer ersten elektrischen Baugruppe mit einer zweiten elektrischen Baugruppe, aufweisend einen Trägerkörper mit einer ersten Kontaktseite und einer gegenüberliegenden, zweiten Kontaktseite und eine Mehrzahl separater elektrischer Kontaktelemente, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Die Erfindung betrifft außerdem eine Baugruppenanordnung, aufweisend eine erste elektrische Baugruppe, eine zweite elektrische Baugruppe und ein Verbindungselement zur elektrischen Verbindung der beiden Baugruppen.
- Zur elektrischen Verbindung von elektrischen Baugruppen, wie z. B. elektrischen Leiterplatten ("Printed Circuit Boards", PCBs) sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, unter anderem ungeschirmte Steckverbinder, Drahtlitzen und Flachbandkabel. Derartige Verbindungen sind auch unter der Bezeichnung "Board-to-Board"-Verbindungen bekannt. Ein Großteil der herkömmlichen Verbindungen ist insbesondere für die Hochfrequenztechnik unzureichend.
- Zur Übertragung von Signalen mit hoher Datenrate zwischen zwei Leiterplatten werden daher häufig koaxiale Verbindungselemente verwendet, um eine ausreichende Signalqualität zu gewährleisten. Dabei wird in der Regel ein koaxiales Verbindungselement mit jeweiligen, auf einer Leiterplatte angebrachten koaxialen Steckverbindern verbunden. Die leiterplattenseitigen Steckverbinder sind vorzugsweise auf der Leiterplatte verlötet oder verpresst und elektrisch mit Leiterbahnen der Leiterplatte verbunden. Das zwischen den beiden Steckverbindern positionierbare Verbindungselement dient als koaxiales Zwischenstück und überbrückt somit den Abstand zwischen den beiden Leiterplatten, um den Signalaustausch zu ermöglichen. Einen solchen dreiteiligen Aufbau offenbart beispielsweise die
EP 3 627 635 A1 . - Alternativ sind auch zweiteilige koaxiale Leiterplattenverbindungen bekannt. In diesem Fall weist in der Regel jede der Leiterplatten einen koaxialen Leiterplattensteckverbinder auf, die unmittelbar ineinander steckbar sind. Ein koaxiales Zwischenstück kann daher entfallen.
- Bei den bekannten Leiterplattenverbindungen muss jeweils eine Mehrzahl von Einzelteilen gefertigt und montiert werden, was zu einem hohen Herstellungsaufwand - und nicht zuletzt zu hohen Herstellungskosten - führt. Insbesondere wenn die Leiterplattenverbindungen für die Hochfrequenztechnik eingesetzt werden sollen, sind die Anforderungen an die Fertigungstoleranzen besonders hoch. Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn mehrerer einzelne Komponenten passgenau zusammenwirken müssen. Des Weiteren vergrößert die Mehrteiligkeit der Leiterplattenverbindungen die Bauhöhe der gesamten Anordnung wesentlich.
- Ein gegenüber den mehrteiligen Leiterplattenverbindungen vereinfachter Aufbau zum Verbinden zweier Leiterplatten ist in der
DE 10 2005 033 915 A1 gezeigt. Es wird ein einteiliger, elastischer Block vorgeschlagen, der einen Innenleiterabschnitt und zwei Außenleiterabschnitte aufweist. Der elastische Block kann unmittelbar zwischen den beiden elektrischen Leiterplatten angeordnet werden. Aufgrund der Elastizität eignet sich der Verbinder auch teilweise zum Ausgleich einer Schrägstellung oder einem Abstandsversatz zwischen den Leiterplatten. Es hat sich herausgestellt, dass die Möglichkeiten zum Toleranzausgleich in der Praxis tatsächlich aber sehr limitiert sind. Ferner sind die elektrischen Eigenschaften und die mechanische Verbindbarkeit des Blocks mit den Leiterplatten unvorteilhaft, weshalb sich der Verbinder nur bedingt zur Verwendung in der Hochfrequenztechnik und nicht für eine langlebige, robuste Verbindung eignet. - In Anbetracht des bekannten Stands der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verbindungselement zur elektrischen Verbindung zweier elektrischer Baugruppen bereitzustellen, das mit geringem Aufwand herstell- und montierbar ist, mit vorzugsweise geringer Bauhöhe und guter Eignung zum Toleranzausgleich, insbesondere unter Beibehaltung von für die Hochfrequenztechnik geeigneten elektrischen Übertragungseigenschaften.
- Schließlich ist es auch Aufgabe der Erfindung, eine Baugruppenanordnung bereitzustellen, die mit geringem Aufwand herstell- und montierbar ist, mit vorzugsweise geringer Bauhöhe und guter Eignung zum Toleranzausgleich, insbesondere unter Beibehaltung von für die Hochfrequenztechnik geeigneten elektrischen Übertragungseigenschaften.
- Die Aufgabe wird für das Verbindungselement mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Hinsichtlich der Baugruppenanordnung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 14 gelöst.
- Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
- Es ist ein Verbindungselement zur elektrischen Verbindung einer ersten elektrischen Baugruppe mit einer zweiten elektrischen Baugruppe vorgesehen.
- Das Verbindungselement ist vorzugsweise zur unmittelbaren elektrischen Verbindung der elektrischen Baugruppen ausgebildet, vorzugsweise also ohne weitere, zwischen den Baugruppen und dem Verbindungselement angeordneten elektrischen Bauteilen.
- Optional kann das Verbindungselement auch zur mechanischen Verbindung mit zumindest einer der elektrischen Baugruppen ausgebildet sein, also beispielsweise um zumindest eine der beiden Baugruppen mechanisch an dem Verbindungselement zu befestigen. Auf diese Weise kann das Verbindungselement ggf. auch dazu verwendet werden, die beiden Baugruppen mechanisch miteinander zu verbinden. Dies ist allerdings nicht unbedingt bzw. für alle Anwendungen erforderlich. Insbesondere die beiden Baugruppen können gegebenenfalls auch auf andere Art und Weise mechanisch miteinander und/oder mit einem angrenzenden Bauteil verbunden sein, beispielweise um eine definierte Position/Ausrichtung/Orientierung relativ zueinander einzunehmen.
- Das Verbindungselement ist zur Verbindung der beiden elektrischen Baugruppen vorzugsweise zwischen den beiden Baugruppen positioniert. Optional kann ein Befestigungselement (der Baugruppe(n), des Verbindungselements und/oder ein separates Befestigungselement) oder sonstige Befestigungsmaßnahmen vorgesehen sein.
- Die erste elektrische Baugruppe und die zweite elektrische Baugruppe, die nachfolgend mitunter auch als "die (elektrischen) Baugruppen" oder "die beiden (elektrischen) Baugruppen" zusammengefasst beschrieben werden, sind vorzugsweise nicht Teil des beanspruchten Verbindungselements.
- Vorzugsweise ist das Verbindungselement zur elektrischen Verbindung (und optional auch zur mechanischen Verbindung) zweier elektrischer Leiterplatten ausgebildet. Grundsätzlich kann sich das Verbindungselement allerdings zur elektrischen (und optional mechanischen) Verbindung beliebiger elektrischer oder elektronischer Baugruppen eignen, beispielsweise zur Verbindung von Steuergeräten, Filtern, Antennen und/oder sonstigen Modulen. Zur Vereinfachung wird die Erfindung nachfolgend im Wesentlichen im Rahmen einer Verbindung zweier elektrischer Leiterplatten beschrieben. Der Begriff "Leiterplatte" kann von einem Fachmann allerdings ohne Weiteres auf eine beliebige elektrische oder elektronische Baugruppe bezogen und entsprechend substituiert werden.
- Erfindungsgemäß weist das Verbindungselement einen Trägerkörper mit einer ersten Kontaktseite und einer gegenüberliegenden, zweiten Kontaktseite auf.
- Das Verbindungselement ist vorzugsweise derart zwischen den beiden elektrischen Baugruppen angeordnet, dass die erste Kontaktseite der ersten elektrischen Baugruppe, und die zweite Kontaktseite der zweiten elektrischen Baugruppe zugewandt ist.
- Erfindungsgemäß weist das Verbindungselement eine Mehrzahl separater elektrischer Kontaktelemente auf.
- Die Bezeichnung "separate" elektrische Kontaktelemente ist dahingehend zu verstehen, dass die Kontaktelemente jeweils als voneinander unabhängige Komponenten bzw. Bauteile des Verbindungselements ausgebildet sind. Ferner sind die Kontaktelemente auch von dem Trägerkörper separat ausgebildet. Die Kontaktelemente sind daher im Rahmen der Erfindung weder miteinander noch mit dem Trägerkörper monolithisch bzw. einstückig ausgebildet.
- Vorzugsweise sind alle Kontaktelemente des Verbindungselements jeweils identisch ausgebildet (insbesondere in Bezug auf Geometrie und Aufbau/Material). Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass verschiedene Typen von Kontaktelementen in dem Verbindungselement kombiniert sind. Bevorzugt ist allerdings die Verwendung nur eines einzigen Kontaktelementtyps, da die Verwendung von Gleichteilen den Herstellungsaufwand weiter verringern kann.
- Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass jedes Kontaktelement einen ersten Kontaktbereich zur elektrischen Kontaktierung der ersten elektrischen Baugruppe und einen zweiten Kontaktbereich zur elektrischen Kontaktierung der zweiten elektrischen Baugruppe aufweist, wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich elektrisch miteinander verbunden sind (vorzugsweise unmittelbar). Die Kontaktelemente sind jeweils derart mit dem Trägerkörper verbunden, dass der erste Kontaktbereich ausgehend von der ersten Kontaktseite und der zweite Kontaktbereich ausgehend von der zweiten Kontaktseite elektrisch kontaktierbar sind.
- Die Kontaktelemente sind somit vorzugsweise ausgehend von der ersten Kontaktseite und von der zweiten Kontaktseite jeweils zugänglich. Auf diese Weise können zum Beispiel elektrische Kontakte der ersten elektrischen Baugruppe (nachfolgend als "erste elektrische Kontakte" bezeichnet) die korrespondierenden Kontaktelemente auf der ersten Kontaktseite an dem ersten Kontaktbereich und elektrische Kontakte der zweiten elektrischen Baugruppe (nachfolgend als "zweite elektrische Kontakte" bezeichnet) die korrespondierenden Kontaktelemente auf der zweiten Kontaktseite an dem zweiten Kontaktbereich kontaktieren.
- Vorzugsweise bilden die Kontaktelemente jeweilige elektrische Pfade aus, insbesondere jeweilige separate (elektrisch voneinander isolierte) elektrische Pfade. Die Kontaktelemente können allerdings auch miteinander elektrisch verbunden sein, beispielsweise unmittelbar durch gegenseitigen Kontakt oder mittelbar über separate Kontaktbrücken oder elektrische Bauteile des Verbindungselements oder über eine Verschaltung auf den elektrischen Baugruppen. Mehrere Kontaktelemente können beispielsweise zu einer funktionalen Gruppe zusammengefasst werden (zum Beispiel können mehrere Kontaktelemente elektrisch miteinander verbundene Außenleiterkontaktelemente bilden, wie nachfolgend noch erwähnt).
- Die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich ist vorzugsweise eine galvanische elektrische Verbindung.
- Bei den Kontaktelementen handelt es sich vorzugsweise um zumindest im Wesentlichen längliche Körper. Die Kontaktierung mit den elektrischen Kontakten der elektrischen Baugruppen kann insbesondere über die jeweiligen Enden oder Endabschnitte der Kontaktelemente erfolgen, beispielsweise über die stirnseitigen Enden oder über Mantelflächen im Bereich der Enden/Endabschnitte.
- Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kontaktelemente entlang einer von dem ersten Kontaktbereich zu dem zweiten Kontaktbereich verlaufenden Kontaktierungsrichtung jeweils zumindest abschnittsweise (vorzugsweise vollständig) elastisch ausgebildet sind, um einen toleranzbedingten Abstandsversatz zwischen den beiden elektrischen Baugruppen auszugleichen.
- Die "Kontaktierungsrichtung" verläuft vorzugsweise zwischen den beiden Kontaktseiten des Verbindungselements bzw. zwischen den beiden miteinander verbundenen elektrischen Baugruppen. Vorzugsweise ist die Kontaktierungsrichtung zumindest im Wesentlichen orthogonal zu den Kontaktseiten orientiert.
- Vorzugsweise erstreckt sich die Kontaktierungsrichtung entlang einer jeweiligen Längsachse des entsprechenden Kontaktelements.
- Vorzugsweise sind die Kontaktelemente in allen Raumrichtungen zumindest abschnittsweise (vorzugsweise vollständig) elastisch ausgebildet. Die Kontaktelemente können also insbesondere vollständig elastisch ausgebildet sein.
- Die Deformierbarkeit bzw. die Elastizität der Kontaktelemente kann so ausgeprägt sein, dass sich die Kontaktelemente zwischen den Baugruppen zum toleranzbedingten Abstandsversatz bzw. zum Ausgleich eines Kippwinkels zwischen den Baugruppen ausreichend reversibel verformen können, ohne eine (irreversible) plastische Verformung zu erfahren.
- Auf die vorgeschlagene Weise kann eine Board-to-Board-Verbindung als einzelnes Modul mit äußerst geringer Bauhöhe realisierbar sein. Auf jeweilige Steckverbinder und Gegensteckverbinder, insbesondere leiterplattenseitige Steckverbinder, kann verzichtet werden. Es hat sich gezeigt, dass sich selbst Baugrößen kleiner als 10 mm, insbesondere kleiner als 8 mm, beispielsweise auch kleiner als 5 mm ohne Weiteres realisieren lassen.
- Das Verbindungselement kann sich insbesondere zur Übertragung von elektrischen Signalen in der Hochfrequenztechnik vorteilhaft eignen. Grundsätzlich kann sich das Verbindungselement allerdings für beliebige Signal- und/oder Energieübertragungen in der gesamten Elektrotechnik eignen.
- Die mit dem Verbindungselement realisierbare Baugruppenverbindung ist mit technisch einfachen Mitteln herstell- und zwischen den elektrischen Baugruppen montierbar.
- Durch das erfindungsgemäße Verbindungselement kann sich selbst ein großer Versatz im Abstand zwischen den beiden elektrischen Baugruppen und insbesondere auch ein großer Kippwinkel zwischen den beiden elektrischen Baugruppen vorteilhaft ausgleichen lassen. Die Erfinder haben erkannt, dass sich ein besonders vorteilhafter Toleranzausgleich erreichen lässt, wenn jeweils separate elektrische Kontaktelemente verwendet werden, die jeweils einzeln elastisch komprimierbar sind - im Gegensatz zu einem einzigen elastischen Block, der in einzelne Kontaktabschnitte unterteilt ist. Auf die vorliegend vorgeschlagene Weise lassen sich Toleranzen in Versatz und Winkel im Wesentlichen "punktförmig" bzw. abschnittsweise ausgleichen. Die Ausgleichsaufgabe ist zwischen den einzelnen Kontaktelementen mechanisch aufgeteilt - die Kontaktelemente sind vorzugsweise jeweils mechanisch voneinander entkoppelt.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Trägerkörper aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet ist. Grundsätzlich kann der Trägerkörper aus einem beliebigen elektrisch isolierenden Material ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Trägerkörper allerdings aus einem Kunststoff ausgebildet, insbesondere aus einem harten Kunststoff ("Hartplastik"), beispielsweise aus der Gruppe der Thermoplaste oder Duroplaste.
- In Sonderfällen kann auch vorgesehen sein, dass der Trägerkörper aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet ist oder dass der Trägerkörper ein elektrisch leitfähiges Material aufweist. In diesem Fall ist vorzugsweise zumindest eines der elektrischen Kontaktelemente von einem oder mehreren der anderen elektrischen Kontaktelemente elektrisch isoliert in dem Trägerkörper angeordnet, beispielsweise durch eine elektrisch isolierende Beschichtung in den nachfolgend noch genannten Ausnehmungen. Es kann optional auch ein Aufbau des Trägerkörpers aus mehreren verschiedenen Materialien vorgesehen sein, von denen einige elektrisch leitfähig und wiederum andere elektrisch isolierend ausgebildet sind. Vorzugsweise ist der Trägerkörper allerdings ausschließlich aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet, wie vorstehend erwähnt.
- Der Trägerkörper kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Trägerkörper zwei miteinander verbindbare Trägerteile aufweisen. Die Trägerteile können beispielsweise miteinander verrastbar, verschraubbar, verpressbar oder auf sonstige Weise formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbindbar sein.
- Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Trägerkörper ein starres Bauteil ist (insbesondere verglichen mit der Elastizität der Kontaktelemente).
- Vorzugsweise erfolgt ein Toleranzausgleich in der Beabstandung und/oder im Kippwinkel zwischen den beiden Baugruppen daher ausschließlich durch die Kontaktelemente und nicht durch den Trägerkörper.
- Insbesondere dient der Trägerkörper zur definierten Anordnung, Ausrichtung und Befestigung der Kontaktelemente relativ zueinander. Der Trägerkörper ist vorzugsweise ausgebildet, die Kontaktelemente zumindest verliersicher zu tragen. Optional kann der Trägerkörper auch nur ein vorübergehendes Bauteil des Verbindungselementes sein, das nach der Verbindung der beiden Baugruppen wieder entfernt wird, wobei nur die Kontaktelemente zurückbleiben - gegebenenfalls dient der Trägerkörper daher auch nur als Montagehilfe zur gemeinsamen und damit komfortablen und fehlerfreien Montage der Kontaktelemente zwischen den Baugruppen. Vorzugsweise ist der Trägerkörper allerdings ein dauerhaftes Bauteil des Verbindungselements.
- Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Trägerkörper ein vornehmlich flaches Bauteil ist, wobei vorzugsweise die Stirnseiten des flachen Trägerkörpers die Kontaktseiten ausbilden.
- Der Trägerkörper kann vorzugsweise scheibenförmig bzw. plattenförmig ausgebildet sein. Eine flache, scheibenförmige Ausgestaltung des Trägerkörpers ist besonders vorteilhaft zur Realisierung geringer Bauhöhen des Verbindungselements. Bei dem Trägerkörper kann es sich in Spezialfällen auch um ein Folienelement handeln.
- Insbesondere kann ein zylinderförmiger, runder, rechteckiger oder sonstiger polygonaler Querschnitt des Trägerkörpers vorgesehen sein.
- In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Trägerkörper mechanische Kodierungsmittel aufweist, um eine Verbindung mit den elektrischen Baugruppen ausschließlich in einer oder mehreren vordefinierten Orientierungen zu ermöglichen.
- Bei den mechanischen Kodierungsmitteln kann es sich vorzugsweise um einen oder um mehrere Vorsprünge und/oder Rücksprünge auf den Kontaktseiten handeln. Vorzugsweise ist zumindest eine der Kontaktseiten mit Kodierungsmitteln ausgestattet, um zumindest mit einer der Baugruppen eine vordefinierte Orientierung für die Verbindung zu erzwingen.
- Vorzugsweise können stiftförmige Vorsprünge vorgesehen sein, die in korrespondierende Rücksprünge der jeweiligen Baugruppe einfügbar sind, insbesondere zwei stiftförmige Vorsprünge, die optional außermittig zu einem Mittelpunkt des Trägerkörpers versetzt angeordnet sind und/oder die von einer durch den Mittelpunkt des Trägerkörpers verlaufenden Geraden unterschiedlich beabstandet sind.
- Eine mechanische Kodierung kann gegebenenfalls auch durch die Kontaktelemente selbst und/oder durch die äußere Form des Trägerkörpers bereitgestellt werden. Insofern die Kontaktelemente selbst eine mechanische Kodierung bereitstellen, kann beispielsweise eine Selbstausrichtung im Rahmen eines Lötprozesses vorgesehen sein (z. B. durch die auftretenden Oberflächenspannungen im Rahmen eines Reflow-Prozesses). Auch eine definierte Außengeometrie des Kontaktelements, insbesondere des jeweiligen Kontaktbereichs, in Kombination mit einer korrespondierenden Gegengeometrie (z. B. eine Vertiefung der auf der entsprechenden Kontaktseite der elektrischen Baugruppe) kann vorgesehen sein.
- In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Trägerkörper Ausnehmungen aufweist, die sich ausgehend von der ersten Kontaktseite bis zu der zweiten Kontaktseite durch den Trägerkörper erstrecken.
- Es kann vorgesehen sein, dass die Kontaktelemente in den Ausnehmungen befestigbar sind bzw. befestigt sind. Vorzugsweise ist jedes der Kontaktelemente in einer eigenen Ausnehmung befestigt - es kann aber auch vorgesehen sein, in einer Ausnehmung mehrere Kontaktelemente gemeinsam zu befestigen (vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, voneinander beabstandet oder durch ein dielektrisches Trennelement elektrisch voneinander isoliert).
- Die Ausnehmungen sind vorzugsweise in der Art einer Durchgangsbohrung ausgebildet, können allerdings einen beliebigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise einen runden Querschnitt, einen rechteckigen Querschnitt oder einen sonstigen polygonalen Querschnitt. Durch einen rechteckigen oder sonstigen polygonalen Querschnitt kann vorzugsweise auch eine definierte Orientierung der Kontaktelemente in den Ausnehmungen und eine Verdrehsicherung für die Kontaktelemente vorgegeben werden.
- Die Ausnehmungen können jeweils unterschiedliche Querschnittsgeometrien aufweisen, um unterschiedliche Kontaktelemente aufzunehmen. Vorzugsweise sind allerdings alle Ausnehmungen identisch ausgebildet, um die Herstellung des Trägerkörpers zu vereinfachen.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kontaktelemente kraftschlüssig in den Ausnehmungen befestigt sind. Vorzugsweise sind die Kontaktelemente in den Ausnehmungen eingepresst; beispielsweise kann eine Presspassung vorgesehen sein.
- Eine kraftschlüssige Befestigung in den Ausnehmungen kann sich besonders vorteilhaft realisieren lassen, wenn die Kontaktelemente zumindest in einem mittleren, in der Ausnehmung aufgenommenen Abschnitt quer zu der Kontaktierungsrichtung elastisch bzw. komprimierbar ausgebildet sind.
- Optional kann vorgesehen sein, dass innerhalb der jeweiligen Ausnehmung und/oder außenmantelseitig an den Kontaktelementen eine Riffelung oder eine sonstige geeignete Strukturierung ausgebildet ist, um einen erhöhten Reibeschluss zwischen den Kontaktelementen und dem Trägerkörper bereitzustellen.
- Insbesondere kann auch eine Kombination aus einer kraftschlüssigen und formschlüssigen Fixierung innerhalb einer jeweiligen Ausnehmung vorgesehen sein. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Kontaktelemente entlang ihrer Längserstreckung konkav und/oder die Ausnehmungen innenseitig konvex ausgeformt sind - oder umgekehrt. Eine konkave Form des Kontaktelements kann sich gegebenenfalls erst durch die elastische Kompression des Kontaktelements innerhalb der Ausnehmung einstellen, vorzugsweise aber auch bereits im mechanisch entspannten Grundzustand des Kontaktelements bestehen.
- In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kontaktelemente formschlüssig in den Ausnehmungen befestigt sind.
- Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Kontaktelemente in den Ausnehmungen verrastet sind. Die Kontaktelemente können hierzu Rastelemente und das Verbindungselement, insbesondere eine jeweilige Ausnehmung, Gegenrastelemente aufweisen (unter anderem jeweils: Rastnuten, Rastrippen, Raststege, Raststifte, Rastwippen, Rastfedern und/oder sonstige Rastrücksprünge/Rastvorsprünge). Vorzugsweise verlaufen die Rastelemente und/oder Gegenrastelemente zumindest teilringförmig oder vollständig ringförmig umlaufend. Es kann auch eine stufige Bohrung bzw. Ausnehmung vorgesehen sein, um am Übergang der verschiedenen Querschnitte eine als Gegenrastelemente wirkende Kante bereitzustellen.
- An dieser Stelle sei erwähnt, dass eine formschlüssige Verrastung des Kontaktelements mit dem Trägerkörper bzw. dem Verbindungselement auch außerhalb einer jeweiligen Ausnehmung erfolgen kann, beispielsweise durch die Formgebung des Kontaktelements an sich, wenn also beispielsweise das Kontaktelement in dem Abschnitt, der in der Ausnehmung befestigt werden soll, verjüngt ist oder wenn das Verbindungselement bzw. der Trägerkörper im Bereich der Ausnehmung auf der jeweiligen Kontaktseite separate Gegenrastelemente aufweist.
- In einer Variante der formschlüssigen Verrastung kann vorgesehen sein, dass die Kontaktelemente zwischen zwei Trägerteilen eines vorstehend bereits erwähnten, mehrteiligen Trägerkörpers zumindest abschnittsweise aufgenommen sind. Die Verliersicherheit bzw. formschlüssige Anordnung der Kontaktelemente kann somit beispielsweise erst durch das Zusammenfügen der beiden Trägerteile bereitgestellt werden.
- Es kann vorgesehen sein, dass die Kontaktelemente quer zu der Kontaktierungsrichtung angeordnete Öffnungen (insbesondere vollständig durchgängige Öffnungen in der Art von Durchgangsbohrungen) aufweisen. Es kann pro Kontaktelement eine beliebige Anzahl Öffnungen vorgesehen sein, vorzugsweise aber genau eine oder genau zwei Öffnungen. Durch die Öffnungen kann sich die Elastizität vorteilhaft vorgeben lassen und außerdem Material eingespart werden. Die Öffnungen können außerdem vorteilhaft verwendbar sein, um das Kontaktelement formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an dem Verbindungselement zu befestigen, insbesondere durch die nachfolgend genannten, optionalen länglichen Befestigungselemente des Trägerkörpers.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Trägerkörper längliche Befestigungselemente aufweist, die kraftschlüssig und/oder formschlüssig in korrespondierenden Öffnungen in den Kontaktelementen aufgenommen sind, um die Kontaktelemente an dem Trägerkörper zu befestigen.
- Vorzugsweise ist jedes der Kontaktelemente auf einem eigenen Befestigungselement befestigt. Es können aber auch mehrere Kontaktelemente auf einem gemeinsamen Befestigungselement angeordnet sein (vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, voneinander beabstandet oder durch ein dielektrisches Trennelement elektrisch voneinander isoliert). Die länglichen Befestigungselemente können insbesondere als Befestigungsstifte ausgebildet sein.
- Die länglichen Befestigungselemente können sich gegebenenfalls (aber nicht zwingend) vollständig durch das jeweilige Kontaktelement erstrecken und optional auf der der Eintrittsseite gegenüberliegenden Seite des Kontaktelements wieder aus dem Kontaktelement austreten.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich die länglichen Befestigungselemente quer (vorzugsweise orthogonal) zu der Kontaktierungsrichtung erstrecken.
- Die länglichen Befestigungselemente können sich grundsätzlich in einem beliebigen Winkel relativ zu der Kontaktierungsrichtung erstrecken, also beispielsweise auch entlang der Kontaktierungsrichtung. Vorzugsweise erstrecken sich die länglichen Befestigungselemente allerding winklig zu der Kontaktierungsrichtung, insbesondere orthogonal.
- Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass sich die länglichen Befestigungselemente seitlich von dem Verbindungselement weg erstrecken, beispielsweise ausgehend von einem zwischen den beiden Kontaktseiten verlaufenden Außenmantel des Trägerkörpers. Gegebenenfalls (weniger bevorzugt) können die länglichen Befestigungselemente aber auch auf einer der Kontaktseiten oder auf beiden Kontaktseiten angeordnet sein.
- In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die länglichen Befestigungselemente innerhalb einer jeweiligen Ausnehmung angeordnet sind. Auf diese Weise können die Kontaktelemente in den Ausnehmungen angeordnet und gleichzeitig auf den länglichen Befestigungselementen befestigt sein, wodurch ein besonders kompaktes und robustes Verbindungselement bereitgestellt werden kann.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kontaktelemente auf den Kontaktseiten des Trägerkörpers jeweils erhaben bzw. herausragend angeordnet sind.
- Die Kontaktelemente ragen also vorzugsweise mit ihren jeweiligen Enden bzw. Endabschnitten auf den beiden Kontaktseiten jeweils aus der Ausnehmung heraus, können gegebenenfalls aber auch an einer Kontaktseite oder an beiden Kontaktseiten koplanar oder zurückversetzt angeordnet sein (beispielsweise, wenn es sich bei den elektrischen Kontakten der Baugruppen um Stiftkontakte oder ähnliche längliche Kontakte handelt, die in die Ausnehmungen eindringen können).
- In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kontaktelemente einen aus einem Elastomer gebildeten Grundkörper aufweisen, um den zumindest abschnittsweise eine elektrisch leitfähige Umhüllung angeordnet ist.
- Die auf diese Weise ausgebildeten Kontaktelemente lassen sich vorzugsweise aus einer Meterware preisgünstig im Rahmen einer Massenfertigung herstellen.
- Die Umhüllung ist vorzugsweise derart ausgebildet und auf dem Elastomer angeordnet, dass diese für die Verbindung mit den elektrischen Baugruppen den ersten Kontaktbereich und den zweiten Kontaktbereich (vorzugsweise eine jeweilige elektrische Kontaktfläche) bereitzustellen vermag und vorzugsweise zwischen den beiden Kontaktbereichen bzw. Kontaktflächen einen durchgängigen Verlauf aufweist.
- Es kann vorgesehen sein, dass die Umhüllung das Elastomer zumindest hülsenförmig umgibt. Die Umhüllung kann das Elastomer optional auch an jeder Seitenfläche umgeben.
- Die elektrisch leitfähige Umhüllung ist vorzugsweise als Metallfolie ausgebildet. Gegebenenfalls kann allerdings auch ein Metallblech, eine metallische Beschichtung oder eine sonstige leitfähige Umhüllung vorgesehen sein.
- Die Verwendung einer elektrisch leitfähigen Umhüllung um ein Elastomer herum (insbesondere einer metallischen Umhüllung, wie eine Metallfolie), kann außerdem besonders vorteilhaft sein, da die Möglichkeiten zur Verbindung mit den Kontakten der Baugruppen vergrößert werden können. Insbesondere kann die metallische Umhüllung (insbesondere Metallfolie) mit den Kontakten der Baugruppe verlötbar sein, im Gegensatz zu einem Elastomerblock, der lediglich bereichsweise zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit bearbeitet, beispielsweise leitfähig dotiert wurde. Insbesondere können auch die elektrischen Eigenschaften (z. B. Leitfähigkeit) einer metallischen Umhüllung gegenüber einem elektrisch leitfähigen Elastomer deutlich erhöht sein.
- Zwischen dem Elastomer und der Umhüllung kann optional eine adhäsive Schicht, beispielsweise eine Kleberschicht, angeordnet sein. Grundsätzlich kann die Umhüllung allerdings auf beliebige Weise mit dem Elastomer verbunden sein, gegebenenfalls auch abschnittsweise lose sein.
- Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest eines der Kontaktelemente als Innenleiterkontaktelement und die verbleibenden Kontaktelemente als Außenleiterkontaktelemente ausgebildet sind, die zur elektromagnetischen Abschirmung um das zumindest eine Innenleiterkontaktelement herum angeordnet sind.
- Durch die Verwendung einer Gruppe von Kontaktelementen als Außenleiterkontaktelemente, die gemeinsam eines oder mehrere Innenleiterkontaktelemente umgeben, kann eine hohe elektromagnetische Verträglichkeit des Verbindungselements bereitgestellt werden.
- Die Außenleiterkontaktelemente sind vorzugsweise in äquidistanten Winkelabschnitten zueinander angeordnet, um eine möglichst optimale Schirmwirkung bereitzustellen. Die Abstände zwischen den Außenleiterkontaktelementen können derart minimiert sein, dass eine ausreichende Schirmung realisiert ist.
- Die Außenleiterkontaktelemente können vorzugsweise derart angeordnet sein, dass deren metallische Umhüllung, insofern eine metallische Umhüllung verwendet wird, mit ihren Seitenflächen so angeordnet ist, dass zumindest eine der Seitenflächen in Richtung des zentralen Innenleiterkontaktelements ausgerichtet ist, um die Schirmung nach außen hin zu gewährleisten.
- Vorzugsweise bilden die Kontaktelemente eine koaxiale Anordnung aus zumindest einem zentralen Innenleiterkontaktelement und mehreren teilringförmig oder ringförmig um das Innenleiterkontaktelement herum angeordneten Außenleiterkontaktelementen. Ein konzentrischer Aufbau eignet sich insbesondere zur Verwendung in der Hochfrequenztechnik.
- In einer Ausgestaltung der Erfindung kann auch zumindest ein Innenleiterpaar aus zwei Innenleiterkontaktelementen zur differenziellen Signalübertragung vorgesehen sein.
- Bei Verwendung mehrerer Innenleiterkontaktelemente können die jeweiligen Innenleiterkontaktelemente jeweils einzeln elektrisch voneinander isoliert sein (beispielsweise durch eine entsprechende Beabstandung innerhalb des Trägerkörpers). Das Verbindungselement kann grundsätzlich eine beliebige Anzahl Innenleiterkontaktelemente aufweisen.
- Das vorgeschlagene Verbindungselement kann sich beispielsweise auch als Mehrfachverbinder oder Interposer zwischen zwei elektrischen Baugruppen eignen, zur Bereitstellung einer Vielzahl von elektrischen Pfaden zwischen den Baugruppen, was beispielsweise für eine Anwendung zum Testen elektrischer Baugruppen (beispielsweise zum Testen von Leiterplatten oder Mikrochips) vorteilhaft sein kann. Es kann dann beispielsweise vorgesehen sein, dass die erste elektrische Baugruppe als Mikrochip und die zweite elektrische Baugruppe als elektrische Leiterplatte eines Testsystems zum Testen von Mikrochips ausgebildet ist, wobei das Verbindungselement zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen den Anschlüssen des Chipgehäuses und der Leiterplatte des Testsystems verwendet werden kann.
- Das Verbindungselement kann sich insbesondere zur Übertragung von elektrischen Signalen bis zu 8 GHz oder mehr eignen. Grundsätzlich kann das Verbindungselement allerdings auch zur Übertragung niederfrequenter Signale oder zur Übertragung elektrischer Versorgungssignale (DC oder AC) verwendet werden.
- Grundsätzlich sind die möglichen Verwendungen des vorgeschlagenen Verbindungselements äußerst vielfältig. Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Verwendung des Verbindungselements beschränkt zu verstehen.
- Die Erfindung betrifft auch eine Baugruppenanordnung, aufweisend ein Verbindungselement gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen, die erste elektrische Baugruppe und die zweite elektrische Baugruppe.
- Vorzugsweise handelt es sich bei der ersten elektrischen Baugruppe um eine erste elektrische Leiterplatte und bei der zweiten elektrischen Baugruppe um eine zweite elektrische Leiterplatte.
- Die elektrischen Baugruppen, insbesondere Leiterplatten, sind vorzugsweise in unterschiedlichen Ebenen parallel zueinander verlaufend angeordnet, wobei vorzugsweise ein Spalt zwischen den beiden elektrischen Baugruppen vorgesehen ist. Vorzugsweise verlaufen die mit elektrischen Bauteilen bestückbaren Oberflächen der Leiterplatten zueinander parallel. Insbesondere eine toleranzbedingte Abweichung von der parallelen Anordnung, beispielsweise von bis zu 10°, vorzugsweise von bis zu 5° und besonders bevorzugt von bis zu 4°, ist vorliegend als von dem Begriff "parallel" umfasst zu verstehen.
- Vorzugsweise weist die erste elektrische Baugruppe erste elektrische Kontakte auf, die die Kontaktelemente des Verbindungselementes (insbesondere die ersten Kontaktbereiche) auf der ersten Kontaktseite des Trägerkörpers kontaktieren. Vorzugsweise weist die zweite elektrische Baugruppe zweite elektrische Kontakte auf, die die Kontaktelemente des Verbindungselementes (insbesondere die zweiten Kontaktbereiche) auf der zweiten Kontaktseite des Trägerkörpers kontaktieren.
- Erfindungsgemäß kann eine Baugruppenanordnung mit nur geringer Bauhöhe durch Verwendung eines schmalen Board-to-Board-Verbinders bzw. Verbindungselements bereitgestellt werden.
- Die Erfindung eignet sich trotz der geringen Bauhöhe und der vorteilhaften elektrischen Eigenschaften sehr gut für einen Versatzausgleich betreffend den Abstand zwischen den elektrischen Baugruppen und/oder eine relative Schrägstellung der elektrischen Baugruppen, indem die einzelnen, voneinander separaten Kontaktelemente entsprechend komprimiert werden.
- Es kann außerdem auch ein radialer Versatz zwischen den elektrischen Baugruppen kompensierbar sein, beispielsweise durch entsprechend große Kontaktflächen der Kontaktelemente und/oder Kontaktflächen der elektrischen Kontakte der Baugruppen.
- An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Baugruppenanordnung zur Verbindung der ersten elektrischen Baugruppe mit der zweiten elektrischen Baugruppe auch mehrere besagter Verbindungselemente aufweisen kann.
- Die Baugruppenanordnung kann außerdem eine beliebige Anzahl elektrischer Baugruppen aufweisen, mindestens jedoch die vorstehend genannten zwei elektrischen Baugruppen. Auch wenn die Erfindung zur Veranschaulichung im Wesentlichen zur Verbindung der ersten elektrischen Baugruppe und der zweiten elektrischen Baugruppe beschrieben ist, kann die Baugruppenanordnung beispielsweise auch drei elektrische Baugruppen bzw. Leiterplatten, vier elektrische Baugruppen bzw. Leiterplatten, fünf elektrische Baugruppen bzw. Leiterplatten oder noch mehr elektrische Baugruppen bzw. Leiterplatten umfassen.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest eine der elektrischen Baugruppen über deren elektrische Kontakte an den Kontaktelementen des Verbindungselements (insbesondere an den Kontaktbereichen) befestigt ist.
- Bei den elektrischen Kontakten der Baugruppen kann es sich vorzugsweise um Leiterbahnen, Lötpads, Durchkontaktierungen ("Vias") oder Kontaktstifte / Kontaktpins handeln.
- Vorzugsweise ist die zumindest eine elektrische Baugruppe mit deren elektrischen Kontakten stoffschlüssig an den korrespondierenden Kontaktelementen des Verbindungselements (insbesondere an den Kontaktbereichen) befestigt, beispielsweise verlötet. Es kann auch vorgesehen sein, die elektrischen Kontakte der elektrischen Baugruppe mit den Kontaktelementen des Verbindungselements (insbesondere mit den Kontaktbereichen) zu verpressen, beispielsweise zu vercrimpen oder durch eine sonstige Verbindungstechnik zu verbinden. Auch ein Verklemmen oder Verschrauben kann vorgesehen sein.
- Vorzugsweise ist also zumindest eine einseitige Lötverbindung (oder sonstige mechanische Verbindung) zwischen dem Verbindungselement bzw. dessen Kontaktelementen und einer der elektrischen Baugruppen bzw. Leiterplatten vorgesehen. Auch eine beidseitige Lötverbindung (oder sonstige mechanische Verbindung) oder aber eine rein elektrische Kontaktierung bzw. Signalübergabe ohne mechanische Befestigung der Kontaktelemente an den elektrischen Kontakten der jeweiligen Baugruppe kann vorgesehen sein.
- Es kann im Rahmen der Erfindung sogar eine Steckverbindung zwischen dem Verbindungselement und zumindest einer der elektrischen Leiterplatten vorgesehen sein (nicht bevorzugt).
- Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch das erfindungsgemäße Verbindungselement und die erfindungsgemäße Baugruppenanordnung, beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.
- Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder "mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
- In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen "umfassend", "aufweisend" oder "mit" eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
- Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie "erstes" oder "zweites" etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.
- Ferner sei betont, dass die vorliegend beschriebenen Werte und Parameter Abweichungen oder Schwankungen von ±10% oder weniger, vorzugsweise ±5% oder weniger, weiter bevorzugt ±1% oder weniger, und ganz besonders bevorzugt ±0,1% oder weniger des jeweils benannten Wertes bzw. Parameters mit einschließen, sofern diese Abweichungen bei der Umsetzung der Erfindung in der Praxis nicht ausgeschlossen sind. Die Angabe von Bereichen durch Anfangs- und Endwerte umfasst auch all diejenigen Werte und Bruchteile, die von dem jeweils benannten Bereich eingeschlossen sind, insbesondere die Anfangs- und Endwerte und einen jeweiligen Mittelwert.
- Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
- Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
- In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
- Es zeigen schematisch:
- Figur 1
- ein Verbindungselement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit mehreren Außenleiterkontaktelementen und einem zentralen Innenleiterkontaktelement, wobei die Kontaktelemente innerhalb jeweiliger Ausnehmungen in einem gemeinsamen Trägerkörper kraftschlüssig befestigt sind, in einer ersten perspektivischen Darstellung;
- Figur 2
- das Verbindungselement der
Figur 1 in einer zweiten perspektivischen Darstellung; - Figur 3
- das Verbindungselement der
Figur 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung; - Figur 4
- eine Baugruppenanordnung aus dem Verbindungselement der
Figur 1 und zwei elektrischen Baugruppen in einer Seitenansicht; - Figur 5
- ein Verbindungselement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wonach die Kontaktelemente innerhalb jeweiliger Ausnehmungen in einem gemeinsamen Trägerkörper formschlüssig verrastet sind, in einer seitlichen Schnittdarstellung;
- Figur 6
- ein Verbindungselement gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wonach die Kontaktelemente innerhalb jeweiliger Ausnehmungen in einem zweiteiligen Trägerkörper formschlüssig befestigt sind, in einer perspektivischen Darstellung;
- Figur 7
- das Verbindungselement der
Figur 6 in einer seitlichen Schnittdarstellung; - Figur 8
- ein Verbindungselement gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wonach die Kontaktelemente innerhalb jeweiliger Ausnehmungen eines gemeinsamen Trägerkörpers auf Befestigungsstiften befestigt sind, in einer ersten perspektivischen Darstellung;
- Figur 9
- das Verbindungselement der
Figur 8 in einer zweiten perspektivischen Darstellung; - Figur 10
- das Verbindungselement der
Figur 8 in einer Draufsicht; - Figur 11
- ein Verbindungselement gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung, wonach die Kontaktelemente seitlich auf Befestigungsstiften eines gemeinsamen Trägerkörpers befestigt sind, in einer Draufsicht; und
- Figur 12
- einen Ausschnitt eines Verbindungselements gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wonach die Kontaktelemente seitlich auf einen gemeinsamen Trägerkörper aufschiebbar sind.
- In den
Figuren 1 bis 3 ist ein Verbindungselement 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. DieFiguren 1 und 2 zeigen jeweilige perspektivische Darstellungen; eine seitliche Schnittdarstellung ist inFigur 3 gezeigt. Eine Baugruppenanordnung 2 aus dem Verbindungselement 1 derFiguren 1 bis 3 und einer ersten elektrischen Baugruppe 3 sowie einer zweiten elektrischen Baugruppe 4 ist inFigur 4 in einer Seitenansicht angedeutet. - Das Verbindungselement 1 weist einen Trägerkörper 5 mit einer ersten Kontaktseite 6 und einer gegenüberliegenden, zweiten Kontaktseite 7 auf. Der Trägerkörper 5 ist in den Ausführungsbeispielen vollständig aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet, vorzugsweise aus einem starren Kunststoff. Bei dem beispielhaft dargestellten Trägerkörper 5 handelt es sich um ein flaches Bauteil, dessen Stirnseiten die Kontaktseiten 6, 7 ausbilden, um eine möglichst geringe Bauhöhe bereitzustellen.
- Das Verbindungselement 1 weist eine Mehrzahl separater elektrischer Kontaktelemente 8a, 8b auf, die jeweils derart mit dem separaten Trägerkörper 5 verbunden sind, dass diese jeweils ausgehend von der ersten Kontaktseite 6 und der zweiten Kontaktseite 7 elektrisch kontaktierbar sind. Konkret weist jedes Kontaktelement 8a, 8b einen ersten Kontaktbereich 8.1 zur elektrischen Kontaktierung der ersten elektrischen Baugruppe 3 und einen zweiten Kontaktbereich 8.2 zur elektrischen Kontaktierung der zweiten elektrischen Baugruppe 4 auf, wobei der erste Kontaktbereich 8.1 und der zweite Kontaktbereich 8.2 elektrisch miteinander verbunden sind. Auf diese Weise können entlang einer Längsachse L (vgl.
Figur 3 ) des jeweiligen Kontaktelements 8a, 8b jeweilige elektrische Pfade zwischen den beiden Kontaktseiten 6, 7 für die elektrische Verbindung der elektrischen Baugruppen 3, 4 hergestellt werden. - Wie in
Figur 4 angedeutet, weist die erste elektrische Baugruppe 3 erste elektrische Kontakte 9 auf, die die Kontaktelemente 8a, 8b des Verbindungselements 1 auf der ersten Kontaktseite 6 des Trägerkörpers 5 kontaktieren. Die zweite elektrische Baugruppe 4 weist zweite elektrische Kontakte 10 auf, die die Kontaktelemente 8a, 8b des Verbindungselements 1 auf der gegenüberliegenden, zweiten Kontaktseite 7 des Trägerkörpers 5 kontaktieren. Die elektrische und mechanische Kontaktierung erfolgt an den jeweiligen Kontaktbereichen 8.1, 8.2, die in den Ausführungsbeispielen als jeweilige Kontaktflächen ausgebildet sind. - Vorzugsweise kann zumindest eine der elektrischen Baugruppen 3, 4 über deren elektrische Kontakte 9, 10 an den Kontaktelementen 8a, 8b des Verbindungselements 1 mechanisch befestigt sein, vorzugsweise verlötet sein. Bei den elektrischen Kontakten 9, 10 der elektrischen Baugruppen 3, 4 kann es sich beispielsweise um Leiterbahnen, Lötpads und/oder Durchkontaktierungen handeln. Vorzugsweise ist das Verbindungselement 1 zur elektrischen Verbindung einer ersten elektrischen Leiterplatte 3 mit einer zweiten elektrischen Leiterplatte 4 vorgesehen. Grundsätzlich können allerdings beliebige elektrische Baugruppen 3, 4 mit dem vorgeschlagenen Verbindungselement 1 elektrisch miteinander verbunden werden.
- In den Ausführungsbeispielen der
Figuren 1 bis 10 ist beispielhaft eine koaxiale Anordnung der Kontaktelemente 8a, 8b gezeigt, wobei eines der Kontaktelemente als Innenleiterkontaktelement 8a und die verbleibenden Kontaktelemente als Außenleiterkontaktelemente 8b ausgebildet sind, die zur elektromagnetischen Abschirmung um das zumindest eine Innenleiterkontaktelement 8a umlaufen und vorzugsweise in äquidistanten Winkelabschnitten zueinander angeordnet sind, um das Innenleiterkontaktelement 8a nach außen hin elektromagnetisch abzuschirmen. Auch eine nicht-koaxiale Ausgestaltung des Verbindungselements 1 kann allerdings vorgesehen sein, beispielsweise eine differenzielle Signalübertragung unter Verwendung zweier Innenleiterkontaktelemente 8a (vgl.Figur 11 ). Die in der Beschreibung vornehmlich thematisierte koaxiale Anordnung ist daher lediglich beispielhaft und nicht beschränkend für die vorliegende Erfindung zu verstehen. - An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Anordnung der Außenleiterkontaktelemente 8b in den Ausführungsbeispielen der
Figuren 1 bis 10 nur teilringförmig verläuft. In der ringförmigen Anordnung ist eine Lücke 11 vorgesehen bzw. eine Position jeweils nicht mit einem Außenleiterkontaktelement 8b besetzt. Eine Lücke 11 im Außenleiterring kann vorteilhaft sein, um eine Leiterbahn der jeweiligen Leiterplatte 3, 4, die den zentralen Signalkontakt führt, auf der jeweiligen Leiterplatte 3, 4 nicht mit einem der Außenleiterkontaktelemente 8b zu kontaktieren. Es kann daher die Möglichkeit zum Hindurchführen einer Leiterbahn in das Außenleiterzentrum bereitgestellt werden. Insofern der Signalleiter innerhalb der elektrischen Leiterplatte 3, 4 allerdings in einer Zwischenschicht (Zwischenlayer) ausgebildet und als Durchkontaktierung unmittelbar innerhalb der ringförmigen Außenleiteranordnung herausgeführt wird, können auch alle Kontaktplätze mit einem Außenleiterkontaktelement 8b versehen sein. - Um eine Verbindung mit den elektrischen Baugruppen 3, 4 ausschließlich in einer oder mehreren vordefinierten Orientierungen zu ermöglichen, kann der Trägerkörper 5 optional mechanische Kodierungsmittel 12 aufweisen, die in den Ausführungsbeispielen jeweils als auf der zweiten Kontaktseite 7 ausgebildete, stiftförmige Vorsprünge ausgebildet sind. Die Kodierungsmittel 12 bzw. stiftförmigen Vorsprünge sind vorzugsweise außermittig und/oder nicht auf einer gemeinsamen, durch den Mittelpunkt des Trägerkörpers 5 verlaufenden Geraden angeordnet.
- Die Kontaktelemente 8a, 8b sind entlang der Kontaktierungsrichtung K jeweils zumindest abschnittsweise elastisch ausgebildet, um einen etwaigen toleranzbedingten Abstandsversatz zwischen den beiden elektrischen Baugruppen auszugleichen. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Versatz des Abstands D zwischen den elektrischen Baugruppen 3, 4 und/oder ein Kippwinkel α zwischen den beiden Baugruppen 3, 4 ausgeglichen werden (vgl.
Figur 4 ). - Auf vorteilhafte Weise kann also ein als einzelnes Modul ausgebildetes, kostengünstiges Verbindungselement 1 zur Verbindung zweier elektrischer Baugruppen 3, 4 bereitgestellt werden, das einen definierten Versatz zwischen den elektrischen Baugruppen 3, 4 toleriert.
- In den Ausführungsbeispielen weisen die Kontaktelemente 8a, 8b jeweils einen aus einem Elastomer 13 gebildeten Grundkörper auf (vgl. insbesondere Schnittdarstellung der
Figur 3 ), um den zumindest abschnittsweise, insbesondere hülsenförmig, eine elektrisch leitfähige Umhüllung 14 angeordnet ist (beispielsweise eine Metallfolie). Die leitfähige Umhüllung 14 ist ausgebildet, um für die Verbindung mit den elektrischen Baugruppen 3, 4 entsprechende Kontaktbereiche bzw. Kontaktflächen 8.1, 8.2 bereitzustellen. Für eine ausreichende Schirmung ist die leitfähige Umhüllung 14 vorzugsweise in Richtung des Innenleiterkontaktelements 8a ausgerichtet (vgl. insbesondereFigur 1 ). Optional kann vorgesehen sein, die leitfähige Umhüllung 14 stoffschlüssig mit dem Elastomer 13 zu verbinden, beispielsweise zu verkleben. - Vorzugsweise sind die Kontaktelemente 8a, 8b verliersicher mit dem Trägerkörper 5 verbunden. Hierzu können verschiedene vorteilhafte Varianten vorgesehen sein, von denen einige nachfolgend beispielhaft erläutert werden.
- In dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den
Figuren 1 bis 4 ist vorgesehen, dass der Trägerkörper 5 Ausnehmungen 15 aufweist, die sich ausgehend von der ersten Kontaktseite 6 bis zu der zweiten Kontaktseite 7 durch den Trägerkörper 5 erstrecken. Die Kontaktelemente 8a, 8b sind in den Ausnehmungen 15 befestigt (jedes der Kontaktelemente 8a, 8b in einer eigenen Ausnehmung 15). In dem Ausführungsbeispiel derFiguren 1 bis 4 sind die Kontaktelemente 8a, 8b kraftschlüssig in den Ausnehmungen 15 befestigt bzw. in die Ausnehmungen 15 eingepresst. Ergänzend weisen die Ausnehmungen 15 innenseitig eine konvexe Wölbung und die Kontaktelemente 8a, 8b eine konkave außenseitige Form auf. Dadurch, dass die Kontaktelemente 8a, 8b in ihrem mittleren Abschnitt verjüngt sind, lassen sich diese besonders gut in den Ausnehmungen 15 befestigen. Verjüngungen der Kontaktelemente 8a, 8b oder konvexe Ausnehmungen 15 sind allerdings nicht unbedingt erforderlich, um die Kontaktelemente 8a, 8b kraftschlüssig in den Ausnehmungen 15 zu befestigen. Auch ein reiner Kraftschluss kann bereits ausreichend sein, um die Kontaktelemente 8a, 8b verliersicher zu befestigen. - Wie sich anhand der Figuren gut erkennen lässt, sind die Kontaktelemente 8a, 8b auf den Kontaktseiten 6, 7 des Trägerkörpers 5 jeweils erhaben angeordnet. Auf diese Weise können der Toleranzausgleich und die Kontaktierung besonders vorteilhaft und sicher erfolgen.
- In
Figur 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 gezeigt. Wiederum weist der Trägerkörper 5 jeweilige Ausnehmungen 15 für die Kontaktelemente 8a, 8b auf. Die Kontaktelemente 8a, 8b sind in dem inFigur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel allerdings nicht kraft- sondern ausschließlich formschlüssig in den Ausnehmungen 15 befestigt und hierzu in den Ausnehmungen 15 verrastet. Hierfür weisen die Kontaktelemente 8a, 8b jeweilige Rastelemente 16 in Form rippenartiger Erhebungen an den Mantelflächen und die Ausnehmungen 15 korrespondierende Gegenrastelemente 17 in Form einer Rastnut in der Innenwand auf. - Ferner ist beispielsweise anhand der
Figur 5 angedeutet, dass die Kontaktelemente 8a, 8b auch nicht gleichmäßig bzw. symmetrisch aus beiden Seiten der Ausnehmungen 15 herausragen müssen. Selbst eine erhabene Anordnung der Kontaktelemente 8a, 8b auf den Kontaktseiten 6, 7 ist nicht unbedingt erforderlich; auch eine koplanare oder eine innerhalb der Ausnehmung 15 zurückversetzte Anordnung der Kontaktelemente 8a, 8b kann auf einer oder auf beiden Kontaktseiten 6, 7 des Trägerkörpers 5 gegebenenfalls vorgesehen sein. - In den
Figuren 6 und7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines Verbindungselements 1 dargestellt, bei dem wiederum ein Formschluss der Kontaktelemente 8a, 8b innerhalb der Ausnehmungen 15 vorgesehen ist. In dem dritten Ausführungsbeispiel ist der Trägerkörper 5 mehrteilig ausgebildet und weist zwei miteinander verrastbare Trägerteile 18a, 18b auf. Die Ausnehmungen 15 sind in den jeweiligen Trägerteile 18a, 18b derart ausgebildet, dass nach dem Zusammenfügen der Trägerteile 18a, 18b ein Formschluss für die Kontaktelemente 8a, 8b entsteht (vgl.Figur 7 ), der die Kontaktelemente 8a, 8b sicher innerhalb der Ausnehmungen 15 hält. - Die
Figuren 8 und9 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsbeispielen sind die Ausnehmungen 15 in dem vierten Ausführungsbeispiel nicht fensterförmig innerhalb des Trägerkörpers 5, sondern zu den Mantelseiten des Trägerkörpers 5 offen ausgebildet, also in der Art von Schlitzen. Zur Befestigung der Kontaktelemente 8a, 8b in den schlitzartigen Ausnehmungen 15 sind im Ausführungsbeispiel derFiguren 8 und9 beispielhafte, jedoch nicht zwingend erforderliche längliche Befestigungselemente bzw. Befestigungsstifte 19 vorgesehen, die sich quer zu der Kontaktierungsrichtung K erstrecken und innerhalb der schlitzartigen Ausnehmungen 15 angeordnet sind. Die Befestigungsstifte 19 können kraftschlüssig und/oder formschlüssig in korrespondierende Öffnungen 20 in den Kontaktelementen 8a, 8b aufgenommen werden, um die Kontaktelemente 8a, 8b an dem Trägerkörper 5 zu befestigen. Jedes der Kontaktelemente 8a, 8b ist auf einem eigenen Befestigungsstift 19 bzw. in einer eigenen Ausnehmung 15 angeordnet. - An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Kontaktelemente 8a, 8b auch Öffnungen 20 aufweisen können, wenn keine Befestigung an einem Befestigungsstift 19 vorgesehen ist. Die Öffnungen 20 können vorteilhaft zur Vorgabe der Elastizität und zur Einsparung von Gewicht und Material vorgesehen sein (vgl. auch die
Figuren 1-7 ). Es können beliebig viele Öffnungen 20 pro Kontaktelement 8a, 8b vorgesehen sein. - An dieser Stelle sei außerdem erwähnt, dass die Befestigungsstifte 19 nicht unbedingt innerhalb von Ausnehmungen 15 des Trägerkörpers 5 angeordnet sein müssen. Dies soll anhand des fünften Ausführungsbeispiels, das in
Figur 11 angedeutet ist, weiter verdeutlich werden. Grundsätzlich können sich die Befestigungsstifte 19 unmittelbar ausgehend von den außenmantelseitigen Flächen des Trägerkörpers 5 quer (oder in einem sonstigen Winkel) zu der Kontaktierungsrichtung K erstrecken. - Anhand eines Ausschnitts eines Verbindungselements 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel soll in
Figur 12 außerdem noch verdeutlicht werden, dass der Trägerkörper 5 selbst gegebenenfalls auch überhaupt keine konkreten Mittel zur Befestigung der Kontaktelemente 8a, 8b aufweisen muss. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Kontaktelemente 8a, 8b seitlich auf den Trägerkörper 5 aufgeschoben werden, insbesondere wenn die Kontaktelemente 8a, 8b entsprechende Befestigungsnuten 21 bzw. Befestigungsschlitze aufweisen, die eine form- und/oder kraftschlüssige Befestigung ermöglichen. - In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, dass der Trägerkörper 5 gegebenenfalls auch nur eine vorübergehende verliersichere Befestigung für die Kontaktelemente 8a, 8b bereitstellen kann.
Claims (15)
- Verbindungselement (1) zur elektrischen Verbindung einer ersten elektrischen Baugruppe (3) mit einer zweiten elektrischen Baugruppe (4), aufweisend- einen Trägerkörper (5) mit einer ersten Kontaktseite (6) und einer gegenüberliegenden, zweiten Kontaktseite (7); und- eine Mehrzahl separater elektrischer Kontaktelemente (8a, 8b),dadurch gekennzeichnet, dass
wobei jedes Kontaktelement (8a, 8b) einen ersten Kontaktbereich (8.1) zur elektrischen Kontaktierung der ersten elektrischen Baugruppe (3) und einen zweiten Kontaktbereich (8.2) zur elektrischen Kontaktierung der zweiten elektrischen Baugruppe (4) aufweist, wobei der erste Kontaktbereich (8.1) und der zweite Kontaktbereich (8.2) elektrisch miteinander verbunden sind, und wobei die Kontaktelemente (8a, 8b) jeweils derart mit dem separaten Trägerkörper (5) verbunden sind, dass der erste Kontaktbereich (8.1) ausgehend von der ersten Kontaktseite (6) und der zweite Kontaktbereich (8.2) ausgehend von der zweiten Kontaktseite (7) elektrisch kontaktierbar sind,
die Kontaktelemente (8a, 8b) entlang einer von dem ersten Kontaktbereich (8.1) zu dem zweiten Kontaktbereich (8.2) verlaufenden Kontaktierungsrichtung (K) jeweils zumindest abschnittsweise elastisch ausgebildet sind, um einen toleranzbedingten Abstandsversatz zwischen den beiden elektrischen Baugruppen (3, 4) auszugleichen. - Verbindungselement (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Trägerkörper (5) aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet ist, vorzugsweise aus einem Kunststoff. - Verbindungselement (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Trägerkörper (5) ein starres Bauteil ist. - Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Trägerkörper (5) ein flaches Bauteil ist, dessen Stirnseiten die Kontaktseiten (6, 7) ausbilden. - Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Trägerkörper (5) mechanische Kodierungsmittel (12) aufweist, um eine Verbindung mit den elektrischen Baugruppen (3, 4) ausschließlich in einer oder mehreren vordefinierten Orientierungen zu ermöglichen, vorzugsweise einen oder mehrere Vorsprünge und/oder Rücksprünge auf den Kontaktseiten (6, 7). - Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Trägerkörper (5) Ausnehmungen (15) aufweist, die sich ausgehend von der ersten Kontaktseite (6) bis zu der zweiten Kontaktseite (7) durch den Trägerkörper (5) erstrecken, wobei die Kontaktelemente (8a, 8b) in den Ausnehmungen (15) befestigt sind, wobei vorzugsweise jedes der Kontaktelemente (8a, 8b) in einer eigenen Ausnehmung (15) befestigt ist. - Verbindungselement (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kontaktelemente (8a, 8b) kraftschlüssig in den Ausnehmungen (15) befestigt sind, vorzugsweise in den Ausnehmungen (15) eingepresst sind. - Verbindungselement nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kontaktelemente (8a, 8b) formschlüssig in den Ausnehmungen (15) befestigt sind, vorzugsweise in den Ausnehmungen (15) verrastet oder zwischen zwei Trägerteilen (18a, 18b) eines mehrteiligen Trägerkörpers (5) zumindest abschnittsweise aufgenommen sind. - Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Trägerkörper (5) längliche Befestigungselemente (19) aufweist, die kraftschlüssig und/oder formschlüssig in korrespondierenden Öffnungen (20) in den Kontaktelementen (8a, 8b) aufgenommen sind, um die Kontaktelemente (8a, 8b) an dem Trägerkörper (5) zu befestigen, wobei vorzugsweise jedes der Kontaktelemente (8a, 8b) auf einem eigenen Befestigungselement (19) befestigt ist. - Verbindungselement (1) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich die länglichen Befestigungselemente (19) quer zu der Kontaktierungsrichtung (K) erstrecken und vorzugsweise innerhalb einer jeweiligen Ausnehmung (15) angeordnet sind. - Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kontaktelemente (8a, 8b) auf den Kontaktseiten (6, 7) des Trägerkörpers (5) jeweils erhaben angeordnet sind. - Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kontaktelemente (8a, 8b) einen aus einem Elastomer (13) gebildeten Grundkörper aufweisen, um den zumindest abschnittsweise eine elektrisch leitfähige Umhüllung (14) angeordnet ist, die ausgebildet ist, um für die Verbindung mit den elektrischen Baugruppen (3, 4) den ersten Kontaktbereich (8.1) und den zweiten Kontaktbereich (8.2) bereitzustellen, wobei die elektrisch leitfähige Umhüllung (14) vorzugsweise als Metallfolie ausgebildet ist. - Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eines der Kontaktelemente als Innenleiterkontaktelement (8a) und die verbleibenden Kontaktelemente als Außenleiterkontaktelemente (8b) ausgebildet sind, die zur elektromagnetischen Abschirmung um das zumindest eine Innenleiterkontaktelement (8a) herum angeordnet sind, vorzugsweise in einer koaxialen Anordnung. - Baugruppenanordnung (2), aufweisend ein Verbindungselement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, die erste elektrische Baugruppe (3) und die zweite elektrische Baugruppe (4), wobei die erste elektrische Baugruppe (3) erste elektrische Kontakte (9) aufweist, die die ersten Kontaktbereiche (8.1) auf der ersten Kontaktseite (6) des Trägerkörpers (5) kontaktieren und wobei die zweite elektrische Baugruppe (4) zweite elektrische Kontakte (10) aufweist, die die zweiten Kontaktbereiche (8.2) auf der zweiten Kontaktseite (7) des Trägerkörpers (5) kontaktieren.
- Baugruppenanordnung (2) nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eine der elektrischen Baugruppen (3, 4) über deren elektrische Kontakte (9, 10) an den Kontaktelementen (8a, 8b) des Verbindungselements (1) befestigt ist, vorzugsweise stoffschlüssig befestigt ist, beispielsweise verlötet ist.
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US20020022383A1 (en) * | 2000-08-15 | 2002-02-21 | Tsuyoshi Sakata | Compression connector |
DE102005033915A1 (de) | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Tyco Electronics Amp Gmbh | Koaxialer Verbinder |
WO2009143252A1 (en) * | 2008-05-20 | 2009-11-26 | Molex Incorporated | Sheet-like electrical connector |
US20120149248A1 (en) * | 2010-12-07 | 2012-06-14 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Compression connector configured with two housing liminted contacts therebetween |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020022383A1 (en) * | 2000-08-15 | 2002-02-21 | Tsuyoshi Sakata | Compression connector |
DE102005033915A1 (de) | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Tyco Electronics Amp Gmbh | Koaxialer Verbinder |
WO2009143252A1 (en) * | 2008-05-20 | 2009-11-26 | Molex Incorporated | Sheet-like electrical connector |
US20120149248A1 (en) * | 2010-12-07 | 2012-06-14 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Compression connector configured with two housing liminted contacts therebetween |
EP3627635A1 (de) | 2018-09-19 | 2020-03-25 | Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH & Co. KG | Verbindungselement, baugruppenverbindung, leiterplattenanordnung und verfahren zur herstellung eines verbindungselements |
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