WO2015010776A1 - System aus leiterplatte und rohrförmigem mantel - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a system comprising a printed circuit board and a tubular jacket connected to the printed circuit board, in particular conductors.
  • the invention relates to such a system in which the jacket, in particular as outer conductor, surrounds one or more inner conductors of a sheathed and in particular shielded single or multiple line (for example coaxial line).
  • Such systems are part of a variety of devices in which radio frequency signals are transmitted and processed (eg, multimedia devices).
  • the one or more provided for the high-frequency signal transmission inner conductor of the shielded single or multiple lines are electrically conductive with defined " traces of the circuit board, while the outer conductor (sheath) serves as a shield for the inner conductor and to regularly electrically connected to a grounded contact region of the circuit board.
  • the connections between the inner and outer conductors and the corresponding contact regions of the printed circuit board can be made in a positive, cohesive or materially bonded manner , For certain applications, it may be necessary to seal the connection between the printed circuit board and the coaxial line, in particular a penetration of moisture to the inner conductors and their contact points with the conductor tracks of the circuit board or moisture through the contact points in a surrounding the outer conductor Avoid housing.
  • a separate sealing element for example, a conventional O-ring is used regularly, which is arranged in the contact region between the circuit board and the outer conductor.
  • This type of sealing is associated with relatively high costs, which are not only due to the component costs for the sealing element, but also result from the relatively complex assembly of the system.
  • the present invention seeks to provide a way to inexpensively seal the connection of a circuit board with a sheathed and especially shielded cable.
  • the invention is based on the idea to form the connection between the printed circuit board and a rohi-shaped shell, in particular an outer conductor of a shielded single or multiple line, by soldering and form the solder joint such that it can simultaneously serve to seal the connection area.
  • soldered connection region it is necessary for the soldered connection region to be provided completely with respect to the cross section of the jacket and, moreover, to be of such a large surface area that a sufficient sealing effect can be achieved by means of the solder introduced into the contact gap between the printed circuit board and the jacket.
  • a system comprising a printed circuit board and a tubular (and preferably electrically conductive) sheath, in particular a conductor, which is preferably electrically conductively connected to the printed circuit board is inventively characterized in that the sheath has the face side with a flat, closed annular (eg annular, square , rectangular, etc.) contacted contact surface and the circuit board with the jacket is fully (preferably full surface) soldered along the contact surface.
  • a flat, closed annular eg annular, square , rectangular, etc.
  • the thickness of the contact surface may be greater than the wall thickness of the jacket in a section spaced from the contact surface.
  • the thickness of the contact surface is greater than the normal wall thickness, i. that wall thickness that the shell has along most of its length is.
  • the jacket is formed at its contact-side end with a thickening, which can be formed, for example, as a circumferential paragraph t.
  • the heel does not have to be formed integrally with the (residual) jacket.
  • the jacket at its contact-side end e.g.
  • the thickness of the annular contact surface is at least 0.3 mm.
  • a sufficiently good sealing effect can be realized by increasing the contact surface and an increase in the strength of the achieved by soldering mechanical connection between the circuit board and the jacket.
  • the inventive type for sealing the connection between a printed circuit board and a tubular jacket can be used advantageously in particular when the jacket (at least) surrounds an inner conductor.
  • the jacket may in particular be electrically conductive and furthermore preferably designed as a conductor.
  • the jacket can thus serve as a shield and in particular as an outer conductor for the inner conductor.
  • the jacket may preferably be formed entirely from a suitable metal. As a result, it can easily have the preferably provided electrical conductivity and, moreover, can also be soldered without difficulty.
  • the coat can also consist of other materials.
  • the jacket may be at least partially made of plastic. The solderability and optionally the conductivity can then be achieved, for example, by means of a metallic (partial) coating.
  • Fig. 1 an inventive system in a first perspective
  • FIG. 3 shows the system in a perspective longitudinal section.
  • the system according to the invention shown in FIGS. 1 to 3 comprises a printed circuit board 1 and a shielded multiple line connected to the printed circuit board 1.
  • the multiple line comprises an (electrically conductive) tubular outer conductor 2 with an annular cross-sectional area.
  • a plurality of, specifically four (electrically conductive) inner conductor 3 are positioned in a square arrangement.
  • the inner conductors 3 are each held in a receiving opening of an insulating element 4.
  • the inner conductors 3 are fixed in position both within the outer conductor 2 and also electrically isolated from the outer conductor 2 and the respective other inner conductors 3.
  • the inner conductors 3 protrude with their contact-side end portions through through holes of the printed circuit board 1 and contact on the multi-line spaced side with respectively associated contact areas of printed conductors of the printed circuit board 1. It can also be provided to solder the inner conductor 3 to the contact areas.
  • the outer conductor 2 contacts a contact region of the printed circuit board 1 provided for this purpose with a flat, closed annular contact surface.
  • the mechanical connection between the outer conductor 2 and the associated contact region of the printed circuit board 1 is achieved by soldering, for which, in a known manner, molten solder is introduced into the contact gap formed between the contact surface of the outer conductor 2 and the contact region of the printed circuit board 1.
  • the solder joint serves as a seal to prevent ingress of moisture into the space formed by the outer conductor 2 cavity.
  • the wall thickness in the area of the contact surface is chosen to be greater than the normal wall thickness of the outer conductor 2.
  • the contact-side end portion of the outer conductor 2 is provided on the outside with a peripheral shoulder 5, by which an increase in diameter is achieved with concomitant enlargement of the cross-sectional area.

Landscapes

  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System aus einer Leiterplatte und einem mit der Leiterplatte verbundenen rohrförmigen Mantel, in dem der Mantel die Leiterplatte stirnseitig mit einer flächigen, geschlossen ringförmigen Kontaktfläche kontaktiert und die Leiterplatte mit dem Mantel vollumfänglich entlang der Kontaktfläche verlötet ist.

Description

System aus Leiterplatte und rohrförmigem Mantel
Die Erfindung betrifft ein System aus einer Leiterplatte und einem mit der Leiterplatte verbundenen, rohrförmigen Mantel, insbesondere Leiter. Insbesondere betrifft die Erfindung ein solches System, bei dem der Mantel, insbesondere als Außenleiter, einen oder mehrere Innenleiter einer gemantelten und insbesondere geschirmten Einfach- oder Mehrfachleitung (z.B. Koaxialleitung) umgibt.
Derartige Systeme sind Teil einer Vielzahl von Vorrichtungen, in denen Hochfrequenzsignale übertragen und verarbeitet werden (z.B. Multimediageräte). Der oder die für die Hochfrequenzsignalübertragung vorgesehenen Innenleiter der geschirmten Einfach- oder Mehrfachleitungen sind mit definierten " Leiterbahnen der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden, während der Außenleiter (Mantel) als Schirmung für die Innenleiter dient und dazu regelmäßig mit einem an Masse angeschlossenen Kontaktbereich der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden ist. Die Verbindungen zwischen den Innen- und Außenleitern und den entsprechenden Kontaktbereichen der Leiterplatte kann dabei form-, kraft- oder stoffschlüssig erfolgen. Für eine stoffschlüssige Verbindung wird vielfach gelötet, wobei bei dem Verlöten großflächiger Kontaktflächen aus Kostengründen punktuelle oder abschnittsweise Lötstellen realisiert werden. Für bestimmte Anwendungen kann es erforderlich sein, die Verbindung zwischen der Leiterplatte und der Koaxialleitung abzudichten, um insbesondere ein Vordringen von Feuchtigkeit bis zu den Innenleitern und deren Kontaktstellen mit den Leiterbahnen der Leiterplatte oder auch ein Eindringen von Feuchtigkeit über die Kontaktstellen in ein den Außenleiter umgebendes Gehäuse zu vermeiden. Hierzu wird regelmäßig ein separates Dichtelement, beispielsweise ein herkömmlicher O-Ring eingesetzt, der im Kontaktbereich zwischen der Leiterplatte und dem Außenleiter angeordnet wird. Diese Art der Abdichtung ist mit relativ hohen Kosten verbunden, die nicht nur in den Bauteilkosten für das Dichtelement begründet sind, sondern auch aus der relativ aufwändigen Montage des Systems resultieren.
Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur kostengünstigen Abdichtung der Verbindung einer Leiterplatte mit einer ummantelten und insbesondere geschirmten Leitung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein System gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Verbindung zwischen der Leiterplatte und einem rohi-förmigen Mantel, insbesondere einem Außenleiter einer geschirmten Einfach- oder Mehrfachleitung, durch Löten auszubilden und die Lötverbindung derart auszubilden, dass diese gleichzeitig zur Abdichtung des Verbindungsbereichs dienen kann. Dazu ist erforderlich, dass der verlötete Verbindungsbereich vollumfänglich bezüglich des Querschnitts des Mantels vorgesehen und zudem so großflächig ausgebildet ist, dass mittels des in den Kontaktzwischenraum zwischen der Leiterplatte und dem Mantel eingebrachten Lots ein ausreichende Dichtwirkung erzielt werden kann. Dementsprechend ist ein System aus einer Leiterplatte und einem vorzugsweise mit der Leiterplatte elektrisch leitend verbundenen, rohrförmigen (und vorzugsweise elektrisch leitfähigem) Mantel, insbesondere Leiter, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel die Leiterplatte stirnseitig mit einer flächigen, geschlossen ringförmigen (z.B. kreisringförmigen, quadratischen, rechteckigen, etc.) Kontaktfläche kontaktiert und die Leiterplatte mit dem Mantel vollumfänglich (bevorzugt vollflächig) entlang der Kontaktfläche verlötet ist.
Um eine für eine gute Dichtwirkung ausreichend große Kontaktfläche zu erhalten kann es vorteilhaft sein, dass die Stärke der Kontaktfläche größer als die Wandstärke des Mantels in einem von der Kontaktfläche beabstandeten Abschnitt ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Stärke der Kontaktfläche größer als die Normalwandstärke, d.h. diejenige Wandstärke, die der Mantel entlang des größten Teils seiner Länge aufweist, ist. Um dies zu erreichen kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Mantel an seinem kontaktseitigen Ende mit einer Verdickung ausgebildet ist, die beispielsweise als umlaufender Absatz ausgebilde t sein kann. Dabei muss der Absatz nicht einteilig mit dem (Rest-)Mantel ausgebildet sein. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Mantel an seinem kontaktseitigen Ende z.B. die Normalwandstärke aufweist und zur Vergrößerung der Kontaktfläche ein Endabschnitt radial nach außen weisend (insbesondere um 90°) umgebogen wird. Für eine ausreichende gute Dichtwirkung kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Stärke der ringförmigen Kontaktfläche mindestens 0,3 mm beträgt. Neben einer ausreichend guten Dichtwirkung kann durch eine Vergrößerung der Kontaktfläche auch eine Erhöhung der Festigkeit der durch das Verlöten erzielten mechanischen Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Mantel realisiert werden.
Die erfindungsgemäße Art zur Abdichtung der Verbindung zwischen einer Leiterplatte und einem rohrförmigen Mantel kann insbesondere dann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn der Mantel (mindestens) einen Innenleiter umgibt. Dies kann insbesondere gelten, wenn der oder die Innenleiter zur Übertragung von Hochfrequenzsignalen vorgesehen sind und daher besondere Anforderungen, insbesondere hinsichtlich des Korrosionsschutzes, an die Kontaktstellen zwischen den Innenleiter und den dazugehörigen Kontaktbereichen der Leiterplatte gestellt werden. Dabei kann der Mantel insbesondere elektrisch leitfähig und weiterhin bevorzugt als Leiter ausgebildet sein. Der Mantel kann somit als Schirmung und insbesondere als Außenleiter für die Innenleiter dienen.
Der Mantel kann vorzugsweise vollständig aus einem geeigneten Metall ausgebildet sein. Dadurch kann dieser ohne weiteres die vorzugsweise vorgesehene elektrisch Leitfähigkeit aufweisen und zudem auch problemlos verlötbar sein. Der Mantel kann aber auch aus anderen Materialien bestehen. Beispielsweise kann der Mantel zumindest teilweise aus Kunststoff ausgebildet sein. Die Lötfähigkeit und gegebenenfalls die Leitfähigkeit kann dann beispielsweise mittels einer metallischen (Teil- )Beschichtung erzielt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 : ein erfindungsgemäßes System in einer ersten perspektivischen
Ansicht; Fig. 2: das System in einer zweiten perspektivischen Ansicht; und
Fig. 3: das System in einem perspektivischen Längsschnitt.
Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte erfindungsgemäße System umfasst eine Leiterplatte 1 und eine mit der Leiterplatte 1 verbundene, geschirmte Mehrfachleitung. Die Mehrfachleitung umfasst einen (elektrisch leitfähigen) rohrförmigen Außenleiter 2 mit kreisringförmiger Querschnittsfläche. Innerhalb des Außenleiters 2 sind mehrere, konkret vier (elektrisch leitfähige) Innenleiter 3 in quadratischer Anordnung positioniert. Die Innenleiter 3 sind dabei jeweils in einer Aufnahmeöffnung eines Isolationselements 4 gehalten. Dadurch werden die Innenleiter 3 sowohl innerhalb des Außenleiters 2 lagefixiert als auch elektrisch von dem Außenleiter 2 und den jeweils anderen Innenleitern 3 isoliert.
Die Innenleiter 3 ragen mit ihren kontaktseitigen Endabschnitten durch Durchgangsöffnungen der Leiterplatte 1 und kontaktieren auf der der Mehrfachleitung beabstandeten Seite mit jeweils zugeordneten Kontaktbereichen von Leiterbahnen der Leiterplatte 1. Dabei kann auch vorgesehen sein, die Innenleiter 3 mit den Kontaktbereichen zu verlöten.
Der Außenleiter 2 kontaktiert einen hierfür vorgesehenen Kontaktbereich der Leiterplatte 1 stirnseitig mit einer flächigen, geschlossen kreisringförmigen Kontaktfläche. Die mechanische Verbindung zwischen dem Außenleiter 2 und dem dazugehörigen Kontaktbereich der Leiterplatte 1 wird durch Verlöten erreicht, wozu in bekannter Weise aufgeschmolzenes Lot in den zwischen der Kontaktfläche des Außenleiters 2 und dem Kontaktbereich der Leiterplatte 1 ausgebildeten Kontaktspalt eingebracht wird.
Die Lötverbindung dient gleichzeitig als Abdichtung, um ein Eindringen von Feuchtigkeit in den von dem Außenleiter 2 ausgebildeten Hohlraum zu vermeiden. Um eine ausreichende Dichtwirkung zu erreichen ist vorgesehen, das Verlöten vollumfänglich entlang der geschlossen kreisringförmigen Kontaktfläche vorzunehmen. Zudem ist die Wandstärke im Bereich der Kontaktfläche größer gewählt, als die Normalwandstärke des Außenleiters 2. Hierzu ist der kontaktseitige Endabschnitt des Außenleiters 2 außenseitig mit einem umlaufenden Absatz 5 versehen, durch den eine Durchmesservergrößerung mit damit einhergehender Vergrößerung der Querschnittsfläche erzielt wird.

Claims

Patentansprüche:
System aus einer Leiterplatte (1) und einem mit der Leiterplatte verbundenen rohrförmigen Mantel, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel die Leiterplatte (1) stirnseitig mit einer flächigen, geschlossen ringförmigen Kontaktfläche kontaktiert und die Leiterplatte (1) mit dem Mantel vollumfänglich entlang der Kontaktfläche verlötet ist.
System gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel als Leiter ausgebildet ist, der mit der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden ist.
System gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Mantels im Bereich der Kontaktfläche größer als in einem von der Kontaktfläche beabstandeten Abschnitt ist.
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel mindestens einen Innenleiter (3) umgibt.
PCT/EP2014/001934 2013-07-24 2014-07-15 System aus leiterplatte und rohrförmigem mantel WO2015010776A1 (de)

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