DE1262382B

DE1262382B - Verbindungseinrichtung fuer gedruckte Leiterplatten

Info

Publication number: DE1262382B
Application number: DES89953A
Authority: DE
Inventors: Howard Samuel Silver
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1963-03-14
Filing date: 1964-03-11
Publication date: 1968-03-07
Also published as: GB1053027A; SE313866B; US3239798A; BE644986A; NL6402691A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H05k

Deutsche Kl.: 21 a4 - 75

Nummer: 1262 382

Aktenzeichen: S 89953IX d/21 a4

Anmeldetag: 11. März 1964

Auslegetag: 7. März 1968

Für die Verbindungen der Schaltungen gedruckter Leiterplatten nach außen sind Klemmkontaktfederleisten bekannt, welche U-förmige Kontaktfedern enthalten, deren Arme die gedruckte Leiterplatte von beiden Seiten umgreifen. Diese U-förmigen Kontaktfedern werden entweder durch Stanzen eines Federbleches gebildet (deutsche Auslegeschrift 1 046 137) oder aus streifenförmigem Kontaktmaterial gebogen (deutsche Auslegeschrift 1089 838); die kontaktgebenden Enden des U-förmigen Profils sind nach innen, d. h. in das U-Profil hinein, umgebogen.

Größere elektronische Geräte enthalten umfangreiche Schaltungen, welche über den Bereich einer Leiterplatte hinausreichen können. Es sind bereits mehrschichtige Leiterplatten bekannt, deren einzelne Schichten Schaltungen tragen; die Verbindungen zwischen den einzelnen Schichten einer mehrschichtigen Leiterplatte bereiten jedoch Schwierigkeiten.

Bei dem Aufbau größerer magnetischer Speicher für elektronische Digitalrechner, welche Ringkerne oder magnetisierbare Dünnfilme reihen- und spaltenweise in mehreren parallelen Ebenen aufweisen, lassen sich die mit den Speicherelementen einer Ebene induktiv gekuppelten Leiter als Leiterplatten ausführen, jedoch ist es nicht möglich, die Leiter mehrerer Ebenen in einer mehrschichtigen Leiterplatte zu vereinigen. Bei derartigen Speichereinrichtungen sind Verbindungen zwischen den Leiterplatten der einzelnen Ebenen erforderlich. Mit den bekannten Klemmkontaktfederleisten lassen sich elektrische Anschlüsse immer nur zu einer Leiterplatte herstellen. Es müssen Zwischenverdrahtungen zwischen den Klemmkontaktfederleisten der verschiedenen Leiterplatten vorgesehen werden.

Für die Verbindung einzelner Stromkreise verschiedener Leiterplatten sind besondere Steckbügel bekannt (deutsche Auslegeschrift 1091 631), welche jedoch verhältnismäßig viel Platz erfordern. Die Erfindung bezweckt, eine elektrische Verbindung zwischen mehreren Leiterplatten in einer Weise herzustellen, welche die Anordnung mehrerer Leiterplatten dicht nebeneinander und die elektrische Verbindung ihrer Stromkreise untereinander ohne besondere Drahtkabel gestattet. Dies erreicht die Erfindung durch eine Verbindungseinrichtung mit mindestens einem federnden, streifenförmigen Kontaktglied aus elektrisch leitendem Material, welches U-förmig ausgebildet ist und an den Enden der beiden Schenkel abgewinkelte Fortsetzungen trägt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Fortsetzung eines Schenkels des Kontaktgliedes in die U-Form hinein und die Fortsetzung des anderen Schenkels aus der

Verbindungseinrichtung für gedruckte
Leiterplatten

Anmelder:

Sperry Rand Corporation, New York, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Weintraud, Patentanwalt,

6000 Frankfurt, Mainzer Landstr. 134-146

Als Erfinder benannt:

Howard Samuel Silver, St. Paul, Minn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 14. März 1963 (265 182)

U-Form heraus abgebogen sind, und daß beide Fortsetzungen mit Vorsprüngen versehen sind, mittels

ao denen Verbindungen zwischen verschiedenen parallel angeordneten Leiterplatten hergestellt werden. Mittels der Verbindungseinrichtung nach der Erfindung ist es möglich, mehrere gedruckte Leiterplatten zu Blocks zusammenzubauen, trotzdem aber noch die Leiteras platten einzeln aus jedem Block entfernen zu können. Die zu Blöcken zusammengesetzten Leiterplatten lassen sich verhältnismäßig einfach auseinandernehmen und wieder zusammenbauen.
Eine Verbindungseinrichtung nach der Erfindung enthält in der Regel mehrere U-förmige Kontaktglieder, die in Abstand voneinander längs einer Schiene od. dgl. mittels eines geeigneten Klebers befestigt sind, wobei sich ihre U-Profile decken und einen Kanal bilden. An den beiden durch die Schenkel der U-Profile gebildeten Seitenwänden des Kanals ragen einige der Federkontakte in den Kanal hinein und andere aus dem Kanal heraus. Der Kanal vermag die Kante einer Leiterplatte aufzunehmen. Die Kontaktgabe mit dieser Leiterplatte erfolgt durch die nach innen ragenden Federkontakte der Verbindungseinrichtung, die sich in bekannter Weise federnd gegen die auf der entsprechenden Seite der Leiterplatte angebrachten Leiter anlegen; die anderen Enden der U-förmigen Kontaktglieder, die aus dem Kanal herausragen, legen sich federnd gegen die Leitflächen benachbarter Leiterplatten an. Dadurch wird ein Block mehrerer, paralleler Leiterplatten geschaffen, deren Stromkreise untereinander verbunden sind und an deren Kontaktfederleiste lediglich Drahtkabel anzuschließen sind, die elektrische Verbindungen zu räumlich entfernten Teilen der Schaltung herzustellen haben.

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Die umgebogenen Federkontakte können in ein- dargelegt wird, können die Kontaktklammern 10 und

fächer Weise so ausgebildet sein, daß die Kontakt- 12 auf getrennten Platten angeordnet sein und durch

gäbe an mehreren Stellen erfolgt, wodurch die Kon- eine Klebschicht miteinander verklebt werden. Diese

taktsicherheit erhöht wird. Klebschicht ist so dünn, daß für alle praktischen

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in 5 Zwecke die U-Stege sowie die U-Arme jeweils in der-

der Zeichnung dargestellt. Es zeigt selben Ebene liegen.

Fig. 1 zwei Kontaktglieder in perspektivischer Fig. 2 zeigt eine Anzahl von Kontaktklammern

Darstellung, gemäß Fig. 1, die so angeordnet sind, daß sich eine

F i g. 2 eine Aufsicht auf eine Kontaktfederleiste, Vielfachkontaktvorrichtung ergibt. F i g. 2 stellt eine

F i g. 3 einen Schenkel eines Kontaktgliedes in der io Draufsicht auf diese Kontaktvorrichtung dar, also

kontaktgebenden Lage mit einer Leiterplatte, eine Ansicht auf den von den U-Profilen der Kontakt-

F i g. 4 zwei Kontaktglieder eines weiteren Aus- klammern gebildeten U-Schlitz. F i g. 2 soll haupt-

führungsbeispiels in perspektivischer Darstellung, sächlich die Anordnung der Kontaktklammern gemäß

F i g. 5 eine Aufsicht auf eine Kontaktfederleiste einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin-

mit Kontaktgliedern gemäß F i g. 1 und F i g. 4, 15 dung zeigen. Entlang den Seitenwänden des Schlitzes

F i g. 6 eine Teilansicht ernes aus mehreren Leiter- sind zwei Platten 18, 19 aus Isoliermaterial darplatten gebildeten Blockes. gestellt. Diese Isolierplatten haben die Aufgabe, die

In sämtlichen Figuren sind die Teile in vergrößer- Verbindungsvorrichtung zu schützen und zu isolieren tem Maßstab dargestellt. Die Erfindung läßt sich am sowie ihr eine elastische Festigkeit zu verleihen. Wie vorteilhaftesten in Verbindung mit Schaltungen in 20 aus dem in F i g. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel er-Miniaturbauweise verwenden. Um eine richtige Vor- sichtlich ist, ragt an der einen oben links beginnenden Stellung bei der Betrachtung der einzelnen Figuren Seitenwand des Schlitzes der erste Federkontakt 20 zu erhalten, ist zu erwähnen, daß bei der gemäß der in den Schlitz und der nächste Federkontakt 22 nach vorliegenden Erfindung vermittelten Lehre her- außen. Ähnlich ragen die übrigen aufeinanderfolgengestellten Verbindungsvorrichtung beispielsweise die 25 den Federkontakte abwechselnd nach innen und Kontaktklammern aus einer etwa 0,1... 0,2 mm außen. An der gegenüberliegenden Seitenwand des (0,004 .. . 0,008 Zoll) dicken Beryllium-Kupfer-Le- Schlitzes haben die einzelnen Kontaktklammern gierung, die Isolierplatten aus etwa 0,025 mm gleichfalls jeweils einen Federkontakt am einen Ende, (0,001 Zoll) dickem Polyäthylenterephthalat bestehen der gegenüber dem am anderen Ende, d. h. an der und die Dicke der Klebschicht beträchtlich weniger 30 oberen Schlitzwand, der jeweiligen Kontaktklammer als die Hälfte der Dicke der Isolierplatten beträgt. In befindlichen Kontakt entgegengesetzt angeordnet ist. einem typischen Beispiel wurden etwa 38 mm Anders ausgedrückt: Die Kontaktklammer mit dem (IV2 Zoll) lange Verbindungsvorrichtungen hergestellt, an der oberen Seitenwand nach innen zeigenden welche 48 Kontaktklammern mit 96 Kontakten ent- Federkontakt 20 hat am anderen Ende einen Federhielten und deren Gesamthöhe und -breite etwa 35 kontakt 24, der an der unteren Seitenwand des 4,76 mm (Vie Zoll) betrug. Schlitzes nach außen zeigt. Ähnlich hat die Kontakt-

F i g. 1 zeigt zwei über eine bestimmte Länge etwa klammer mit dem an der oberen Seitenwand nach U-förmige Kontaktklammern 10 und 12, deren Enden außen zeigenden Kontakt 22 am anderen Ende einen so umgebogen sind, daß sich Federkontakte 14, 16 Kontakt 26, der an der unteren Seitenwand des ergeben. Beide Kontaktklammern 10, 12 haben die 40 Schlitzes nach innen zeigt. Wie aus der Zeichnung gleiche Form, außer daß sie gegeneinander um 180° ersichtlich ist, ragen also die Kontakte der einzelnen gedreht sind, so daß der umgebogene Federkontakt Kontaktklammern an denSeitenwanden des U-Schlitzes 16 am einen U-Arm der Kontaktklammer 10 nach abwechselnd nach außen und innen. Schiebt man in innen in den U-Raum zeigt und der umgebogene diesen Schlitz eine gedruckte Leiterplatte mit ihrer Federkontakt 14 des anderen U-Arms derselben 45 einen Kante ein, so liegen die nach innen zeigenden Kontaktklammer nach außen ragt, während bei der Kontakte abwechselnd gegen die beiden Seiten-Kontaktklammer 12 die Kontakte in umgekehrter flächen der gedruckten Leiterplatte federnd an.
Anordnung vorgesehen sind. Im Gegensatz zu der F i g. 3 zeigt die vorteilhafte Wirkung, die durch Darstellung in Fig. 1 wird der die beiden U-Arme die sickenartige Ausbildung der kontaktgebenden miteinander verbindende Steg nachstehend mit 50 Fläche des Federkontaktes erzielt wird. Die ge- »U-Steg« bezeichnet. Die Arme der Kontaktklammer strichelte Linie bezeichnet die relative Lage der werden mit »U-Arme« bezeichnet. Die beiden Kon- Kontaktfläche der gedruckten Leiterplatte, in welcher taktklammern sind so im Abstand voneinander an- der Federkontakt zusammengedrückt wird. Wie aus geordnet, daß sich ihre U-Profile decken und einen der Zeichnung zu ersehen ist, erfolgt eine Kontakt-Schlitz bilden, der sich senkrecht zur Längsachse der 55 gäbe durch Druck zwischen dem Federkontakt und Kontaktklammern erstreckt. Die Kontaktklammern der gedruckten Leiterplatte an mindestens zwei können auf einer (nicht gezeigten) Isolierplatte be- Stellen, nämlich 28 und 30, wodurch eine einwandfestigt sein, welche die Außenfläche der Klammern freie elektrische Verbindung gewährleistet ist.
im Bereich des U-Profils abdeckt und die sich außer- F i g. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines dem so weit erstreckt, daß auch die Innenfläche, d. h. 60 erfindungsgemäßen Kontaktklammernpaares. F i g. 5 die nichtkontaktgebende Fläche, der Federkontakte zeigt eine Verbindungsvorrichtung, die aus einer abgedeckt wird. Außerdem kann gemäß der vor- Kombination von Kontaktklammern gemäß Fig. 1 liegenden Erfindung eine weitere (nicht gezeigte) Iso- und 4 besteht. Die beiden Kontaktklammern 32 und lierplatte vorgesehen werden, welche die Innenfläche 34 sind hier über Kreuz angeordnet, wobei jede des U-Schlitzes sowie die nichtkontaktgebende 65 Klammer so abgewinkelt ist, daß ihre Arme seitlich Fläche der Federkontakte abdeckt. Wie nachstehend gegeneinander versetzt sind. Wie F i g. 4 zeigt, hat noch im einzelnen bei der Beschreibung des Ver- jede Klammer außerdem zwei Federkontakte wie die fahrens zur Herstellung der Verbindungsvorrichtung Klammer gemäß Fig. 1, von denen der eine nach

innen und der andere nach außen abgebogen ist. Die Kontakte der Klammer gemäß F i g. 4 können aber auch so angeordnet sein, daß beide Kontakte entweder außen oder innen liegen. Auch hier sind die Innen- und die Außenplatte aus Isoliermaterial, die — wie bereits in Verbindung mit F i g. 1 und 2 zuvor beschrieben wurde — oft zusammen mit den Klammern benutzt werden, weggelassen. Da die in F i g. 4 gezeigten Kontaktklammern über Kreuz angeordnet sind, lassen sie sich somit auch nicht aus einer Leitschicht gemeinsam herausätzen. Zudem müssen sie durch (nicht gezeigte) Mittel gegeneinander isoliert werden. Als Isolierung kann ein dünner Klebfilm verwendet werden, der Isoliereigenschaften aufweist und gleichzeitig dazu dient, die Klammern genau aufeinander ausgerichtet zu befestigen. Zum Isolieren der Kontaktklammern gegeneinander kann außerdem eine Isolierplatte ähnlich der zuvor beschriebenen vorgesehen werden, wodurch die Verbindungsvorrichtung außerdem eine elastische Stabilität erhält.

F i g. 5 ist — ähnlich wie F i g. 2 — eine Draufsicht auf den U-Schlitz der Verbindungsvorrichtung und zeigt zwei Kontaktklammernpaare 36, 38 des in Fig. 4 dargestellten Typs sowie ein weiteres Kontaktklammernpaar des in Fig. 1 gezeigten Typs. Ähnlich wie in F i g. 4 ist auch in F i g. 5 die Isolierplatte zwischen den sich überkreuzenden Kontaktklammern nicht dargestellt, obwohl sie an sich dazugehört. Zum Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 gehören ferner die Innenisolierplatte 37 sowie die Außenisolierplatte 39. Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, bieten sich zahlreiche Möglichkeiten, die Kontaktklammern innerhalb einer Verbindungsvorrichtung anzuordnen, je nachdem, in welcher Weise die Zusammenschaltung erfolgen soll.

F i g. 6 stellt ein weiteres typisches Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung dar. Hier sind drei gedruckte Leiterplatten 40, 42 und 44 vorgesehen, die übereinander angeordnet sind und als magnetisierbare Dünnfilmelemente 46 enthaltende Ebenen angesehen werden können. Der besseren Übersicht wegen sind die einzelnen Filmebenen jeweils nur mit einer Reihe von Dünnfilmen dargestellt. Ferner ist auf jeder Leiterplatte ein gedruckter Leiter 48 dargestellt, der über alle Dünnfilmelemente der jeweiligen Leiterplatte führt. Normalerweise bestehen solche paketierten Schaltungsanordnungen aus einer größeren Anzahl von gedruckten Leiterplatten, die jeweils auf beiden Seiten mehrere Leitungszüge in den verschiedensten Anordnungen aufweisen. Die vereinfachte Anordnung gemäß F i g. 6 wird jedoch als ausreichend angesehen, um die sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung bietenden Möglichkeiten aufzuzeigen. Aus Gründen der besseren Übersicht sind nur zwei Kontaktklammernpaare 50, 52 gezeigt, die jeweils aus zwei Kontaktklammern des in F i g. 1 gezeigten Typs bestehen. Die Kontaktklammernpaare verbinden benachbarte Leiterplatten jeweils an entgegengesetzten Enden, wobei beispielsweise die Leiterplatte 42 mit einer Kante im Schlitz des Klammernpaares 50 und die benachbarte Leiterplatte 44 mit ihrer gegenüberliegenden Kante im Schlitz des Klammernpaares 52 liegt. Der Stromweg führt nacheinander von dem auf der Oberseite der untersten Leiterplatte 40 angebrachten Leiter 48 zur Kontaktklammer 54 der Verbindungsvorrichtung 50, von hier zum entsprechenden Leiter auf der Oberseite der benachbarten Leiterplatte 42 und über die Kontaktklammern 56 der Verbindungsvorrichtung 52 zum entsprechenden Leiter auf der Oberseite der Leiterplatte 44. In ähnlicher Weise wird über die andere Kontaktklammer der jeweiligen Verbindungsvorrichtung die elektrische Verbindung zwischen den auf den Unterseiten von benachbarten Leiterplatten angeordneten Leitern hergestellt. Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, können gemäß der vorliegenden Erfindung die Kontaktklammern einer Verbindungsvorrichtung auch in anderer Form angeordnet werden, beispielsweise in der Form gemäß F i g. 4 und 5, und an Stelle der in F i g. 6 dargestellten Anordnung verwendet werden. Auf diese Weise lassen sich die gedruckten Leiterplatten in verschiedenartigster Form zusammenschalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Verbindungseinrichtung für gedruckte Leiterplatten mit mindestens einem federnden, streifenförmigen Kontaktglied aus elektrisch leitendem Material, welches U-förmig ausgebildet ist und an den Enden der beiden Schenkel abgewinkelte Fortsetzungen trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsetzung (16) eines Schenkels in die U-Form hinein und die Fortsetzung (14) des anderen Schenkels aus der U-Form heraus abgebogen sind, und daß beide Fortsetzungen mit Vorsprüngen (28) derart versehen sind, daß Verbindungen zwischen verschiedenen parallel angeordneten Leiterplatten (40, 42, 44) hergestellt werden.

2. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu Kontakten umgebogenen Enden (14, 16) kürzer sind als die Arme des U-Profils.

3. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kontaktglieder (10,12) in Abstand nebeneinander angeordnet und ihre Schenkel so ausgerichtet sind, daß sie einen sich seitlich erstreckenden Kanal bilden.

4. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit in verschiedenen Ebenen versetzten Armen ausgestattete U-förmige Kontaktglieder (32, 34) mit ihren Mittelstegen unter Zwischenfügung von Isoliermaterial in der gleichen Ebene angeordnet sind.

5. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal die Kante einer mittleren von drei Leiterplatten (40, 42, 44) aufnimmt und die Schenkel der Kontaktglieder so angeordnet sind, daß sie die auf der einen Seite der mittleren Leiterplatte angebrachten Leiter mit denen auf der entsprechenden Seite einer zweiten Leiterplatte und die auf der anderen Seite der mittleren Leiterplatte angebrachten Leiter mit denen auf der entsprechenden Seite einer dritten Leiterplatte verbinden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1085 584,
631, 1046 137, 1 089 838.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen