RU2224388C1

RU2224388C1 - Electronic unit

Info

Publication number: RU2224388C1
Application number: RU2002118849/09A
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Богданов; А.В. Богданов; Н.И. Вологдин
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие Московское опытно-конструкторское бюро "Марс"; Богданов Юрий Александрович; Богданов Александр Васильевич; Вологдин Николай Ильич
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2004-02-20
Also published as: RU2002118849A

Abstract

FIELD: electronic engineering; electronic units where printed-circuit boards are interconnected through connectors dispensing with backboard. SUBSTANCE: proposed packet-type electronic unit incorporates printed-circuit boards of different design forms and integrated circuits of arbitrary configuration, adapter block made of different-section rolled copper foil conducting electricity, and unified-design contacts and connector shroud. Packet of printed-circuit boards has bonding areas with contact springs in-between placed in insulating case; fastened to each board, for instance by means of adhesive, is insulating adapter block with contact pads whose quantity equals that of contacts in insulating case; contact pads are connected inside block to leads soldered to bonding areas of printed-circuit board; spring contacts are pressed against respective contact pads of adapter blocks of two adjacent boards, contact pads and leads of adapter block being deepened relative to its surface; in addition adapter blocks may differ in height depending on desired distance between boards; contact pads and leads of adapter block are made of rolled copper foil. EFFECT: enlarged functional, capabilities, enhanced reliability and layout capabilities of printed- circuit boards. 3 cl, 1 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области радиоэлектронной техники, к конструкции радиоэлектронных блоков, в которых электрическое соединение печатных плат осуществляется с помощью электрических соединителей без объединительной платы. The present invention relates to the field of electronic equipment, to the design of electronic blocks in which the electrical connection of the printed circuit boards is carried out using electrical connectors without a backplane.

Известны конструкции радиоэлектронных блоков, так называемые пакетные конструкции, в которых коммутация выходов печатных плат осуществляется без использования объединительной платы с помощью электрических соединителей с нулевым усилием сопряжения, в том числе с контактами овальной формы [1]. Known designs of electronic blocks, the so-called package designs, in which the outputs of the printed circuit boards are carried out without using a backplane using electrical connectors with zero coupling force, including oval-shaped contacts [1].

Недостаток этих конструкций состоит в том, что в них контакты являются жесткими и при неровностях поверхности плат, которых трудно избежать, одни контакты прижимаются к платам с чрезмерным усилием, а другие - с недостаточным. The disadvantage of these designs is that the contacts in them are rigid and with surface irregularities of the boards that are difficult to avoid, some contacts are pressed against the boards with excessive force, and others with insufficient force.

Наиболее близким по технической сущности техническим решением является конструкция радиоэлектронного блока, содержащая пакет печатных плат с монтажными площадками, между которыми размещены пружинные контакты, помещенные в диэлектрический корпус [2]. The technical solution closest in technical essence is the design of the electronic block containing a package of printed circuit boards with mounting pads, between which spring contacts are placed in a dielectric housing [2].

Недостаток этой конструкции состоит в ее ограниченных функциональных возможностях, которые определяются тем, что расстояние между соединяемыми платами равно высоте корпуса электрического соединителя, контактные площадки печатных плат должны иметь специальное покрытие, а токонесущая способность контактных площадок и проводников печатной платы ограничены ее конструктивными и технологическими характеристиками. The disadvantage of this design is its limited functionality, which is determined by the fact that the distance between the boards to be connected is equal to the height of the body of the electrical connector, the contact pads of the printed circuit boards must have a special coating, and the current carrying capacity of the contact pads and conductors of the printed circuit board is limited by its design and technological characteristics.

Решаемой в предложенном устройстве задачей является расширение функциональных возможностей использования пакетной конструкции за счет использования печатных плат различной конструкции и элементной базы любой конфигурации, повышение надежности благодаря использованию в качестве токопроводящего материала переходной колодки медной катаной фольги различного сечения, унификация конструкции контактов и корпуса электрического соединителя, а также увеличение трассировочной способности печатных плат. The problem to be solved in the proposed device is to expand the functionality of using a batch design through the use of printed circuit boards of various designs and element base of any configuration, increase reliability by using a transition block of copper rolled foil of various sections as a conductive material, unify the design of contacts and the body of the electrical connector, and also increased traceability of printed circuit boards.

Техническая результат достигается тем, что в радиоэлектронном блоке, содержащем пакет печатных плат с монтажными площадками, между которыми размещены пружинные контакты, помещенные в диэлектрический корпус, к каждой плате прикреплена, например приклеена, переходная колодка из диэлектрического материала с контактными площадками, количество которых равно количеству контактов в диэлектрическом корпусе, контактные площадки внутри колодки соединены с выводами, которые припаяны к монтажным площадкам платы, а пружинные контакты прижаты к соответствующим контактным площадкам переходных колодок двух соседних плат, при этом контактные площадки и выводы переходной колодки заглублены относительно ее поверхности, кроме того, переходные колодки могут иметь различную высоту в зависимости от требуемого расстояния между платами, а также контактные площадки и выводы переходной колодки выполнены из медной катаной фольги. The technical result is achieved by the fact that in a radio electronic unit containing a package of printed circuit boards with mounting pads, between which spring contacts are placed, placed in a dielectric housing, for example, an adapter pad of dielectric material with contact pads, the number of which is equal to the number, is glued to each board contacts in the dielectric casing, the contact pads inside the pads are connected to the leads that are soldered to the mounting pads of the board, and the spring contacts are pressed to corresponding to the contact pads of the adapter pads of two adjacent boards, while the contact pads and the terminals of the adapter pads are buried relative to its surface, in addition, the adapter pads can have different heights depending on the required distance between the boards, and the contact pads and the terminals of the adapter pads are made of copper rolled foil.

На чертеже изображен фрагмент конструкции радиоэлектронного блока в разрезе. The drawing shows a fragment of the design of the electronic unit in section.

Радиоэлектронный блок содержит печатные платы 1, к которым прикреплены переходные колодки 2. Между платами помещены пружинные контакты 3 в диэлектрических корпусах 4. Контакты плотно прижаты к соответствующим контактным площадкам 5 переходных колодок, выводы которых 6 припаяны к монтажным площадкам 7 печатных плат. Контактные площадки переходных колодок и их выводы соединены между собой внутри корпуса колодки и заглублены относительно ее поверхности. Диэлектрический корпус, в котором размещены пружинные контакты, выполнен таким образом, что контакты не могут выпасть из корпуса, но имеют свободу перемещения при деформации в процессе сжатия пакета плат. Пружинные контакты выполнены в виде овальных многовитковых пружин из проволоки круглого сечения диаметром 0,2-0,5 мм. Размеры поперечного сечения диэлектрического корпуса 5•5 мм. Толщина переходных колодок может быть различной в зависимости от требуемого расстояния между платами. The electronic block contains printed circuit boards 1 to which adapter pads are attached 2. Spring contacts 3 are placed between the boards in dielectric housings 4. The contacts are firmly pressed to the corresponding contact pads of 5 adapter pads, the conclusions of which 6 are soldered to the mounting pads of 7 printed circuit boards. The contact pads of the adapter blocks and their terminals are interconnected inside the block body and are recessed relative to its surface. The dielectric housing in which the spring contacts are located is designed so that the contacts cannot fall out of the housing, but have freedom of movement during deformation during compression of the circuit pack. The spring contacts are made in the form of oval multi-coil springs of round wire with a diameter of 0.2-0.5 mm. The cross-sectional dimensions of the dielectric housing are 5 • 5 mm. The thickness of the adapter pads may vary depending on the required distance between the boards.

Пакетная конструкция с использованием миниатюрных электрических соединителей с нулевым усилием сопряжения позволяет существенно (до трех раз) сократить объемные и весовые характеристики радиоэлектронной аппаратуры и существенно повысить ее надежность. При использовании плоских с ленточными выводами элементов и поверхностного монтажа расстояние между платами можно довести до 5 мм. Однако применение элементов большей высоты, например кварцевых генераторов, конденсаторных сборок или микропроцессоров, требует большего расстояния между платами - 6-8 мм. В этом случае в соседних платах приходится вырезать окна, что приводит к потере их трассировочной способности и габаритным потерям. Использование соединителей разной высоты крайне затруднено, поскольку пружинные контакты соединителя имеют овальную форму и увеличение высоты контакта приводит к увеличению его ширины, а следовательно, к потере унификации конструкции корпусных деталей и плат. The batch design using miniature electrical connectors with zero coupling force can significantly (up to three times) reduce the volume and weight characteristics of electronic equipment and significantly increase its reliability. When using elements flat with ribbon leads and surface mounting, the distance between the boards can be brought up to 5 mm. However, the use of elements of greater height, for example, crystal oscillators, capacitor assemblies or microprocessors, requires a greater distance between the boards - 6-8 mm. In this case, windows have to be cut in neighboring boards, which leads to a loss of their tracing ability and overall losses. The use of connectors of different heights is extremely difficult, since the spring contacts of the connector are oval in shape and an increase in the height of the contact leads to an increase in its width and, consequently, to a loss of unification of the design of body parts and boards.

Упомянутые соединители с нулевым усилием сопряжения нажимного типа могут использоваться с печатными платами, у которых контактные площадки выполнены по особым требованиям. Надежность соединителя обеспечивается за счет больших усилий контактирования, но при этом стандартная толщина защитного покрытия контактной площадки не выдерживает такого усилия и разрушается. Золочение контактных площадок требует золочения пружинных контактов соединителя и значительно усложняет и удорожает процесс изготовления плат и разъемов. Поэтому соединители применяются для коммутации так называемых рельефных печатных плат, у которых контактные площадки выполнены в виде металлизированных углублений, заполненных защитным покрытием (сплавы олово-свинец или сплав Розе) заподлицо с поверхностью. Поскольку производство рельефных печатных плат -осуществляется в крайне ограниченных объемах и только в России, использование пакетной конструкции радиоэлектронных блоков также ограничено. Mentioned connectors with zero-force push-type coupling can be used with printed circuit boards, in which the contact pads are made according to special requirements. The reliability of the connector is ensured due to the large contacting forces, but the standard thickness of the protective coating of the contact pad does not withstand such effort and is destroyed. Gilding of pads requires gilding of the spring contacts of the connector and significantly complicates and increases the cost of manufacturing boards and connectors. Therefore, the connectors are used for switching so-called embossed printed circuit boards, in which the contact pads are made in the form of metallized recesses filled with a protective coating (tin-lead alloys or Rose's alloy) flush with the surface. Since the production of embossed printed circuit boards is carried out in extremely limited quantities and only in Russia, the use of the package design of electronic blocks is also limited.

Расширение функционального применения пакетной конструкции осуществляется за счет использования переходной колодки между платой и соединителем. В этом случае контактная часть соединителя остается неизменной, а расстояние между платами изменяется путем использования переходных колодок различной толщины. Контактные площадки переходной колодки выполняются по рельефной технологии и гарантируют высокую надежность соединения. Это позволяет использовать в пакетной конструкции платы любой конструкции и элементную базу любой конфигурации с максимальным использованием объема. The expansion of the functional application of the package design is carried out through the use of a adapter block between the board and the connector. In this case, the contact part of the connector remains unchanged, and the distance between the boards is changed by using adapter blocks of various thicknesses. Contact pads of the adapter pad are made according to the relief technology and guarantee high reliability of the connection. This allows you to use in any package design boards of any design and element base of any configuration with maximum use of volume.

Переходная колодка как самостоятельная конструктивная единица может изготавливаться по технологии, отличной от технологии изготовления печатных плат, например методом литья под давлением, что позволяет использовать в качестве токопроводящего материала контактных площадок и выводов медную катаную фольгу различной толщины, удельное сопротивление которой приблизительно в три раза меньше, чем у гальванически осажденной меди. Этим можно значительно увеличить токонесущую способность соединителя. The adapter block as an independent structural unit can be manufactured using a technology different from the technology for manufacturing printed circuit boards, for example, injection molding, which makes it possible to use copper rolled foil of various thicknesses as conductive material of the contact pads and terminals, the specific resistance of which is approximately three times less, than galvanically deposited copper. This can significantly increase the current carrying capacity of the connector.

В связи с тем, что контактные площадки и выводы колодки заглублены относительно поверхности, в местах расположения колодок на плате отсутствует опасность замыкания проводников, благодаря чему увеличивается площадь платы, используемая для трассировки. Due to the fact that the contact pads and pads are deepened relative to the surface, there is no danger of shorting the conductors at the locations of the pads on the board, which increases the area of the board used for tracing.

Источники информации
1. Патент США 3795884, H 05 К 1/12, 05.03.74.Sources of information
1. US patent 3795884, H 05 K 1/12, 03/05/74.

2. Патент РФ 1100763, H 05 K 7/02, 17.06.82. 2. RF patent 1100763, H 05 K 7/02, 06/17/82.

Claims

1. An electronic block containing a package of printed circuit boards with mounting pads, between which spring contacts are placed, placed in a dielectric housing, characterized in that an adapter block of dielectric material with contact pads, the number of which is equal to the number of contacts, is attached to each board, for example, in a dielectric case, the contact pads inside the pads are connected to the terminals that are soldered to the mounting pads of the board, and the spring contacts are pressed to the corresponding contacts to the pad of the adapter pads of two adjacent boards, while the contact pads and the terminals of the adapter pad are buried relative to its surface.

2. The electronic unit according to claim 1, characterized in that the adapter pads can have different heights depending on the required distance between the boards.

3. The electronic unit according to claim 1, characterized in that the contact pads and the terminals of the adapter block are made of rolled copper foil.