FI86234C - Elektriskt kontaktdon foer koppling av tvao kretskort till varandra. - Google Patents

Description

1 86234 Sähköliitin kahden piirilevyn liittämiseksi toisiinsa -Elektriskt kontaktdon för koppling av tvä kretskort tili varandra 5

Esillä oleva keksintö koskee liitintä, jolla kaksi yhdensuuntaista piirilevyä voidaan liittää sähköisesti ja mekaanisesti toisiinsa.

10 Kytkettäessä kaksi piirilevyä toisiinsa on kytkennän oltava sähköisesti ja mekaanisesti luotettava, huoltoa ja korjauksia varten kytkennän on oltava mahdollisimman helposti irrotettava. Liittimen tulisi soveltua koneelliseen kokoonpanoon ja tämän takia liittimen tulisi olla rakenteeltaan 15 sellainen, että molempien piirilevyjen johtimet tulevat kytketyksi oikein.

Patenttijulkaisusta US-4 511 196 tunnetaan kahden yhdensuuntaisen piirilevyn liittämiseen tarkoitettu liitin. Liitin 20 käsittää pitkänomaisen eristeaineesta valmistetun rungon, jossa on [-muotoiset kontaktiosat, jotka ulkonevat rivissä rungon vastakkaisilla puolilla, [-muotoiset kontaktiosat on valettu osittain rungon sisään niin, että niiden päät : ulkonevat rungosta. Sijoitettaessa liitin piirilevyjen 25 väliin nämä ulkonevat päät painautuvat piirilevyn johdinra-taa vasten aikaansaaden näin luotettavan sähköisen kontaktin. Liitinrungossa on välimatkan päässä toisistaan poikittaisia harjanteita, joiden tarkoituksena on pitää piirilevyt halutun välimatkan päässä toisistaan ja yhdensuuntaisi-30 na. Pitkänomaisen rungon kummassakin päässä on rungon läpäisevät aukot, joiden kautta levyt toisiinsa kiinnittävä ruuvi kulkee.

.**·. Tämä tunnettu liitin on käyttökelpoinen, kun piirilevyllä 35 on käytettävissä riittävästi tilaa. Se ei sovellu silloin, • - kun tilaa on käytettävissä niukalti, mutta on kuitenkin ·...· oltava mahdollisuus liittää lukuisia piirilevyn kontaktipis- teitä toisen piirilevyn vastaaviin kontaktipisteisiin, jotka 2 86234 molempien levyjen kontaktipisteet sijaitsevat suppealla alalla. Tämä on mahdollista keksinnön mukaisella liittimellä, jonka eräässä suoritusmuodossa käytetään samantyyppisiä kontaktiosia kuin patentin US-4 511 196 mukaisessa liitti-5 messä, mutta joka tekee mahdolliseksi pienikokoisen liittimen, jossa on useita kontaktiosia.

Keksinnön mukaiselle liittimelle on tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

10

Keksinnön mukainen liitin muodostuu eristeaineesta valmistetusta liitinpalasta, jossa on kaksi välimatkan päässä toisistaan olevaa yhdensuuntaista tasopintaa. Liitinpalan lävistää kohtisuorassa suunnassa yhdensuuntaisia pintoja 15 vastaan kulkeva reikä. Edullisessa suoritusmuodossa liitin-palan poikkileikkaus missä tahansa yhdensuuntaisten pintojen suuntaisessa tasossa on ympyrä ja ympyröiden keskipisteet ovat liitinkappaleen lävistävän reiän akselilla. Sähköisen kontaktin muodostavat kontaktiosat ovat [[-muotoisia 20 metalliliuskoja, joiden vastakkaiset haarat ovat mainittujen yhdensuuntaisten pintojen päällä. Ympyränmuotoisen liitinpalan ollessa kyseessä nämä kontaktiliuskat sijaitsevat sä-·; teittäisesti kulman päässä toisistaaan. Keksinnön eräässä suoritusmuodossa [-muotoisten liuskojen osat yhdensuuntais-25 ten pintojen päällä ovat hieman taivutetut ylöspäin tasopin-noista, jolloin aikaansaadaan jousivaikutus painettaessa niitä kohtisuoraan liitinpalan pintaa vasten. Mainittujen kontaktiliuskojen kiinnityksen varmistamiseksi liitinpalaan on mainittuihin yhdensuuntaisiin pintoihin tehty uurros, 30 joissa [[-muotoisten kontakti liuskojen päät pysyvät liuskojen jousivoiman vaikutuksesta.

V

: Keksinnön mukaista liitintä selostetaan yksityiskohtaisesti [ viitaten oheisiin kuviin, joissa 35 kuva 1 esittää keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukainen liitin päältä katsottuna, kuva 2 leikkauskuvaa pitkin linjaa II-II, kuva 3 leikkauskuvaa pitkin linjaa III-III, 3 86234 kuva 4 keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaista liitintä käytettynä piirilevyjen sähköiseen ja mekaaniseen liittämiseen, kuvat 5a, b vaihtoehtoista edullista suoritusmuotoa liitti-5 mesta päältä ja sivulta katsottuna, kuva 6 esittää kuvan 5 liittimen pinnan hienorakennetta, kuva 7 esittää piirilevyllä olevaa johdinkuviota ja sen päälle asetettua kuvan 5 liitintä hahmotelmana, ja kuva 8 esittää piirilevyjen sähköistä yhteenliittämistä 10 käytettäessä kuvan 5 mukaisen suoritusmuodon liittimiä.

Kuvista 1 ja 2 selviää hyvin keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaisen liittimen rakenne. Liittimen rungon muodostaa eristeaineesta tehty liitinpala 1, jossa on kaksi yhden-15 suuntaista pintaa 2 ja 3 ja niitä yhdistävä sivupinta. Näiden pintojen etäisyys toisistaan on sama kuin haluttu piiri-levyjen etäisyys toisistaan asennetussa tilassa. Pinnoista 2 ja 3 ulkonevat kohtisuoraan tappimaiset osat 5 ja 6. Kuten kuvien 1 ja 2 edullisesta suoritusmuodosta ilmenee, on lii-20 tinrunko molempien päätasojen suhteen symmetrinen kappale, jonka poikkileikkaus pintojen 2 ja 3 tason suunnassa on missä tahansa kohtaa ympyrä. Liittimen rungon lävistää kohtisuoraan pintoja 2 ja 3 vastaan kulkeva reikä 4, jonka halkaisija on jonkin verran pienempi kuin ulkonevien osien 5 ja ’:"'55 6 halkaisija. Tämä reikä kulkee pintojen 2 ja 3 keskipisteen kautta ja se lävistää myös ulkonevat osat 5, 6 siten, että : niistä jää jonkinverran ainesta kaulukseksi reiän 4 ympäril- ;'j'; le. Tappimaisten osien 5 ja 6 yläreunoihin voidaan tehdä viiste asennustyön helpottamiseksi. Pintoihin 2 ja 3 tappi-30 maisten osien 5, 6 tyveen on tehty näitä osia 5, 6 kiertävä uurros 7, jonka tarkoitus selitetään myöhemmin.

Sähköisen kosketuksen piirilevyjen välillä aikaansaavat kosketinliuskat, joihin viitataan yleisesti viitenumerol-: ;35 la 8. Nämä liuskat ovat kapeita metalliliuskoja, jotka on mahdollisesti pinnoitettu hapettumista ja korroosiota vas-. taan. Ne on taivutettu [-muotoon siten, että vastakkaiset 4 86234 haarat ovat pintojen 2 ja 3 yläpuolella ja ne ovat hieman taivutetut keskialueeltaan irti näistä pinnoista, kuten kuvasta 2 selkeästi ilmenee. Näiden haarojen päät tukeutuvat molemmilla pinnoilla 2, 3 oleviin uurroksiin, jolloin jousi-5 voima pitää ne paikallaan. Näitä kosketinliuskoja voidaan asettaa haluttuihin kohtiin liitintä, jolloin ne muodostavat päältä katsottuna säteittäisen kuvion, kuten kuvasta 1 ilmenee. Jotta varmistetaan se, etteivät [-muotoiset kosketin-liuskat pääse liikkumaan sivusuunnassa, voidaan tasopintoja 10 2, 3 yhdistävään sivupintaan tehdä kohtisuoraan pinnasta toiseen kulkevia uurroksia (ei esitetty), joissa kosketin-liuskan osa 9 kulkee ja jotka estävät sen sivusuuntaisen liikkeen. Eräänä vaihtoehtona on valaa nämä liuskanosat 9 näissä kohdissa liitinrungon 1 päätypintaan kiinni, osittain 15 tai kokonaan sen sisään tai voidaan yhtä hyvin käyttää liima- tms. kiinnitystä.

Jotta varmistettaisiin liittimen oikea asento piirilevyjen suhteen asennusvaiheessa, voidaan liittimen runkoon pinnoil-20 le 2 ja 3 tehdä yksi tai useampia ohjausnystyjä 10, jotka ohjaavat työntyessään piirilevylle tehtyyn vastaavaan aukkoon liittimen oikeaan asentoon. Käytettäessä kahta nystyä samalla pinnalla, ne voidaan sijoittaa epäsymmetrisesti, .v jolloin vain yksi asento on mahdollinen. Nystyjen muoto, "25 sijainti ja lukumäärä voidaan luonnollisesti valita vapaas-ti.

Kuvassa 4 on esitetty liitin asennettuna kahden piirilevyn 13, 13' väliin. Liitin kosketinliuskoineen on ensin asetettu ‘ 30 toiselle piirilevylle niin, että tappimainen osa 5 tai 6 työntyy piirilevyn aukkoon 11 ja nystyt 10 työntyvät piirilevyllä oleviin vastaaviin aukkoihin. Piirilevyn johdinpuoli on liittimeen päin. Vastaavalla tavalla asennetaan toinen ·.· piirilevy ja sijoitetaan kiristyselin 12 reiän 4 lävitse.

‘.35 Kiristyselin voi olla esim. sopivasti muotoiltu pultti P, joka kiertyy sopivaan mutteriin M. Kiristettäessä kiristys-elintä piirilevyt painautuvat voimakkaasti kosketinliusko-" ja 8 vasten, jotka painuvat kasaan ja samalla liukuessaan 5 86234 pitkin piirilevyjen johdinratoja kosketuspinnat puhdistuvat. Kosketinliuskojen painuessa kasaan niiden kärjet työntyvät samalla syvemmälle uriin 7, joiden mitoituksessa tämä kärkien liike on otettu huomioon.

5

Tappimaisten osien 5 ja 6 korkeus pinnoista 2 ja 3 on sama tai hieman suurempi kuin piirilevyn 13 paksuus, jolloin kiristettäessä piirilevyt liittimeen ei ole vaaraa piirilevyn rikkoutumisesta. Tällä tavalla saadaan luotettava säh-10 köinen ja mekaaninen liitos kahden piirilevyn välille.

Kuvissa 5-8 on esitetty toisen erittäin edullisen suoritusmuodon mukainen liitin. Soveltuvin osin käytetään samoja viitenumerolta kuin kuvien 1-3 suoritusmuodossa. Runko 15 poikkeaa edellisen suoritusmuodon liittimestä siinä, että siinä ei ole tappimaisia osia 5, 6 eikä niitä kiertävää uraa 7, vaan eristeaineinen liittimen runko käsittää liitin-palan, jossa on kaksi yhdensuuntaista pintaa 2 ja 3 ja niitä yhdistävä sivupinta. Rungon lävistää kohtisuoraan yhdensuun-20 täisiin pintoihin 2, 3 nähden kulkeva reikä, jonka akseli kulkee pintojen 2, 3 keskipisteen kautta, joka on myös symmetriapiste. Sähköisen kosketuksen kahden piirilevyn "'· välillä aikaansaavat [-muotoiset kosketinliuskat 8 ovat hyvin kapeita ja ne ovat vain lyhyen välimatkan päässä 25 toisistaan, jolloin syntyy kummallekin pinnalle säteittäinen tiheä johdinkuvio. Koska kosketinliuskat 8 ovat kapeita ja lähellä toisiaan, on ne parasta muodostaa suoraan eristeai-neisen rungon pintaan jollakin tunnetulla kemiallisella tai fysikaalisella päällystysmenetelmällä (sputterointi 30 yms.), esim. päällystämällä kokonaan pinnat 2 ja 3 sekä niitä yhdistävä sivupinta halutun paksuisella metallikerrok- • P · * - sella ja urittamalla kyseessä olevat pinnat siten, että muodostuu kapeat johdinliuskat. Metallikerroksen paksuu-.**. della voidaan vaikuttaa kosketinliuskojen 8 virransietoon.

35 Sähköisen kosketuksen varmistamiseksi liittimen ja piirile-. - vyn johdinradan välillä voidaan kosketinliuskat pintojen 2, 3 alueella varustaa harjanteilla, kuten kuvassa 6 on esitetty, jolloin harjanteiden kärjissä tapahtuva metallien 6 86234 muokkautuminen puhdistaa kosketuspinnat. Kuvassa 7 on kaa-viollisesti esitetty keksinnön mukaisen liittimen toisen suoritusmuodon käyttö. Viitenumerolla 14 on esitetty piirilevyn johdinkuviota. Johdinradat (ei esitetty) päättyvät 5 tällaisiin johdintäpliin, jotka on järjestetty ympyrämuotoon piirilevylle poratun reiän ympärille. Toisessa piirilevyssä on vastaava järjestely. Nyt asetettaessa liitin piirilevylle huomataan, että on samantekevää, missä asennossa liitin tulee kohdistetuksi, sillä kapeiden nauhamaisten kosketin-10 osien 8 takia ei ole pelkoa, että saman levyn vierekkäiset täplät 14 tulisivat oikosuljetuiksi liittimen kautta, vaan syntyy luotettava sähköinen yhteys eri piirilevyjen vastaavien täplien välillä.

15 Kuvassa 8 on lopuksi esitetty kuvan 5 liitin käytettäessä sitä laitteen, esim. puhelimen kasauksessa. Puhelimen runkoon 15 on kiinnitetty esim. juottamalla kierteeseen 16 päättyvät ohjaintapit 12. Kussakin piirilevyssä 13, 13' ja 13'', joihin on jo kiinnitetty komponentit, on kunkin tapin 20 kohdalla sen läpimentävä reikä, jonka ympärillä on täplien 14 kuvio, kuten kuvassa 7 on näytetty. Alimmainen piirilevy 13 työnnetään runkoon 15, jolloin ohjaintapit 12 tulevat läpi piirilevyn rei'istä. Nyt asetetaan jokaiseen tappiin 12 liitin. Riittää, että ohjaintappi 12 työnnetään liitti-25 men reikään 4 ja pudotetaan liitin piirilevyn pinnalle.

Vastaavalla tavalla kiinnitetään piirilevy 13 ja pudotetaan liittimet ja viimeisenä piirilevy 13''. Lopullinen lukitus tapahtuu mutterein 17, joita kiristettäessä johtimen 8 harja hieman deformoituu synnyttäen oksidivapaan liitoksen.

30

Edellä esitetty kasaus voidaan helposti automatisoida ja : siihen voidaan käyttää yksinkertaista robottia.

Keksinnön mukainen liitin on tilaa ja asennuskustannuksia 35 säästävä ja se helpottaa helpon purkamisen ja jälleenasen-nuksen vuoksi laitteen huoltoa. Liitin soveltuu hyvin koneelliseen kokoonpanoon. Liitintä käytettäessä voidaan piirilevyt latoa koneellisesti päällekkäin ja voidaan samas- j 7 86234 sa työvaiheessa saada sekä sähköinen että mekaaninen kytken-S tä levyjen välille. Piirilevyjen valmistus yksinkertaistuu, koska liittimiä varten tarvitsee vain tehdä yksinkertainen poraus. Liittimiä käytettäessä saadaan yksinkertainen ja 5 vähän tilaa vievä rakenne ja parhaassa tapauksessa selvitään vain yksinkertaisilla liittimillä.

Alan ammattimiehelle on selvää, että patenttivaatimusten suojapiirin mukaan liitin voidaan toteuttaa monella eri ta-10 valla. Pintojen 2 ja 3 välistä etäisyyttä varioimalla saadaan sopiva liitin piirilevyjen halutun etäisyyden mukaan. Poikkileikkauspinnan ei välttämättä tarvitse olla täysin ympyrä, vaan se voi olla lähes ympyrä ts. monikulmio. Koske-tinliuskojen lukumäärä ei ole rajoitettu ja osa liuskoista 15 voidaan yhdistää poikittaisliuskalla, joka voi olla esim. maadoitusliuska. Reiän kummatkin pään pinnat voidaan kier-teittää, jolloin piirilevyjen kiinnitysruuvit voidaan kiertää reikään. Mekaanisen kiristyksen suorittava elin voi olla paitsi ruuvi myös epäkeskotyyppinen pikakiristin tai yksin-20 kertaisesti niitti, mikäli liitosta ei tarvitse avata.

Oleellista on, että reikä 4 sijaitsee keskeisesti pinnoilla 2 ja 3, jotta kiristettäessä kiristyselintä kosketinosiin kohdistuvat yhtä suuret paineet.

Claims (5)

1. 8 86234
2. 1. Liitin kahden yhdensuuntaisen piirilevyn liittämiseksi sähköisesti ja mekaanisesti toisiinsa käsittää eriste-ainetta olevan kiekkomaisen rungon (1), jossa on kaksi 5 välimatkan päässä toisistaan olevaa yhdensuuntaista taso-pintaa (2, 3), joita yhdistää reunapinta, ja jonka lävistää reikä (4), jonka akseli on kohtisuorassa tasopintoja (2, 3) vasten ja kulkee suunnilleen niiden keskipisteen kautta, tunnettu siitä, että 10. useita [-muotoisia kosketinliuskoja (8) on sijoitettu säteittäisesti rungolle (1) siten, että niiden haarat ovat vastakkaisten tasopintojen (2, 3) päällä ja haaroja yhdistävä osa (9) on tiiviisti vasten yhdensuuntaisten tasopintojen (2, 3) välistä reunapintaa, 15. kummastakin yhdensuuntaisesta tasopinnasta (2, 3) ulko nevat kohtisuoraan tappimaiset osat (5, 6), jotka sijaitsevat tasopinnoilla (2, 3) siten, että mekaanista kiinni-tyselintä varten tarkoitettu liittimen lävistävä reikä (4) kulkee niiden kautta. 20
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitin, tunnettu siitä, että tasopinnoilla (2, 3) on yksi tai useampia pinnasta (2, 3) ulkonevia nystyjä (10), jotka työntyessään piirilevyn (13) vastaaviin aukkoihin (16) ohjaavat liittimen '.1.25 oikeassa asennossa piirilevylle (13).
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitin, tunnettu siitä, että [-muotoiset kosketinliuskat ovat erillisiä metalli-liuskoja ja ovat ainakin osalla yhdensuuntaisten tasopin- .-. 30 tojen (2, 3) päällä olevasta osasta hieman kohollaan mainituista tasopinnoista (2, 3) ja kosketinliuskojen haarojen kärjet ovat tasopintoihin (2, 3) muodostetuissa urissa (7)· : -.35 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitin, tunnettu siitä, ·:··: että [-muotoiset kosketinliuskat (8) ovat erittäin kapeita ja vain pienen välimatkan päässä toisistaan olevia suoraan 9 86234 eristeaineisen rungon pintaan muodostettuja johdeliuskoja, joiden pinnat tasopintojen (2, 3) kohdalla on varustettu harjanteilla tai muilla vastaavilla kohoutumilla.
5. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen liitin, tunnettu siitä, että mainitut kapeat johdeliuskat on muodostettu eriste-rungon (1) pintaan fysikaalisella tai kemiallisella pinnoituksella ja pinnoituksen paksuus valitaan halutun vir-takestoisuuden mukaan.