DE1765506A1 - Steckvorrichtung mit kurzen Signalweglaengen - Google Patents
Steckvorrichtung mit kurzen SignalweglaengenInfo
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Description
Steckvorrichtung mit^ kursien Si
Die Erfindung "bezieht sich auf eine Steckvorrichtung für den
Eincatz in elektronischen Systemen mit hoher Packungsdichte insbes.
bei Impulsverarbeitung im Sub-Nanosekundenbereicho
Der ständig zunehmende Einsatz von schnellen integrierten
Schaltkreisen in Form von Mikrobausteinen beim Aufbau von
großen elektronischen Systemen, insbesondere von Datenverarbeitungsanlagen, hat nicht nur eine Verringerung des Platzbedarf
σ zur Folge, sondern ermöglicht vor allem wegen der geringeren
erforderlichen Leitungslängen eine Erhöhung der Schaltgeechv;indigkeit.
Eine v/oitoro Verbesserung des Schaltverhaltens
109842/0474 BAn
BAD ORIGINAL
Neue Unteren (An. 7 s. aüs. 2 Nr., ^ 3 dcsAntlerunfl8fltJS ., 4 a<
ergibt sich durch die Ausbildung der Signnlleitung als
Streifenleitungeri mit dei'iriierten V.'ellciu/ideriitand, Hi erzii
werden die Hikrobausteine vorliegend auf einem plattenförmigen,
mehrschichtigen Träger aus Isolierniaterial aufgebaut,
v;obei auf jeder Schicht geätzte Leiterbahnen angeordnet sind. Kürzeste Signalleitungen mit einem definierten
und in Grenzen wählbaren Y/ellenv/iderstand und somit höchste
Sehaltgeschwindigkeit würde man erhalten, wenn man alle
Mikrobausteine eines Systemea in einer einzigen Großbaugruppe
unterbringen würde. Dem uiderspricht jedoch die !Forderung,
eine Anlage aus kleinen,leicht lösbaren Baugruppen aufzubauen,
um eine rasche Wartung au ermöglichen.
Es ist bekannt, jeweils eine Anaahl von Hikrobausteinen, die
selbst aus mehreren Gatter- und/oder Kippschaltungen in integrierter Schaltkreistechnik bestehen, in steckbaren Flachbaugruppen
zu vereinigen. Eine solche Baugruppe besteht aus einer
mehrlagigen Leiterplatte, auf der die integrierten Baust eine eingelötet sind. Sie wird über Steckkontakte mit einer
Verdrahtungsxjlatte verbunden, die vor allem zur Herstellung
definierter Tiellenwiderstände der oignalleitungenj aber
auch zur Erzielung einer hohen effektiven Leiterdichte ebenfalls mehrlagig ausgeführt ist.
Das Schema einer gebräuchlichen St3ckverbindung (Elektronik
1966, Heft 10, S. 311 - 315) zeigt die Fig. 1. Die Flachbaugruppen
!-/erden direkt gesteckt. Die für die Verbindung vorgesehenen
Leiterbahnen sind in der Nähe einer Seitenkante der Leiterplatte 1 verbreitert und galvanisch verstärkt.
Am Punkt A haben sie Kontakt mit den Kontaktfedern 2 des Steckers 3. Die Kontaktfedern sind am Punkt B mit den Leiterbahnen
der mehrlagigen Verdrahtungsplatte 4 verlötet.
Ba die Kontaktfedern am Punkt A einen ausreichend hohen
Kontaktdruck hervorrufen sollen, der sich auch bei häufigem
Stecken nicht wesentlich verringert, muß ihre freie Länge ge-
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nügend groß sein. Sie müssen außerdem in dem Isolierteil des Steckers fest gelagert sein, da die Verdrahtungsplatte
4 das durch die seitliche Aus-lenkung der Federn verursachte
Drehmoment nicht aufnehmen kann» Daiiit ergibt sich aber
zwischen den Punkten A und B eine Entfernung von etwa 15 "bis 20 ram, die auf; konstruktiven Gründen kaun unterschritten
v/erden kann.
Die durch, die Kontaktfedern gebildeten, relativ langen Leitungsabschnitte
begünstigen nicht nur das Übersprechen zwi~ schen benachbarten Leitungen, sondern sie besitzen auch einen
wesentlich, höheren Wellenwiderstand als die Streifenleitungen
auf den mehrlagigen Aufbau- und Verdrahtungsplatten, Die Stoßstellen verursachen eine Verformung der Impulse, die
über diese Leitungsabschnitte laufen. Da bis zur eigentlichen Ausv/ertung to;, Weiterverarbeitung der Impulse das Abklingen
der Einschv.'ingvorgänge erst abgewartet werden muß, entsteht
daraus eine Verminderung der Sehaltgeschwindigkeit, Zwar
kann durch Anbringen von Brdungsplatten 3a (Fig= 1) an der
Außenseite des Steckers das L/C Verhältnis des Leitungsabschnitts innerhalb des Steckers verringert und damit das Leitungsverhalten
verbessert v/erden, doch gelingt die Anpassung an den verhältnismäßig niedrigen Wellenwiderstand der Streifenleitungen
nicht. Wenngleich grundsätzlich auch die erforderlichen Maßnahmen für die Herstellung stoßfreier Steckverbindungen
bekannt sind, so verbietet sich ihre Anwendung in den vorliegenden Fällen regelmäßig aus Gründen des Platzbedarfs
und des Aufwands. Insbesondere beim Aufbau eines Systems mit integrierten Bausteinen muß praktisch joder der
zur Verfugung stehenden Rasterpunkte im Abstand von 2,54 mm
mit einem Signalsteckkontakt bestückt v/erden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung zu schaffen, die auch für Schaltungsanordnungen, die
mit Impulslängen im Sub-liano Sekundenbereich arbeiten, noch
brauchbar sindo Die Erfindung geht dabei von der Überlegung
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aus, daß die Längen der über die Steckvorrichtung führenden
Signal'w'OßO wesentlich vorkürzt werden müssen, um so
die Reflexion an den vorhandenen Stoßstcllen auf ein nicht
mehr störendes Haß zu verringern.
Gemäß der Erfindung gelingt dies mit einer Steckvorrichtung zur lösbaren elektrischen Verbindung von Leitungen einer einseitig
Mikrobausteine tragenden, mehrlagigen Leiterplatte (Baugruppe) mit Leitungen einer mehrlagigen Verdrahtungsplatte an vorgegebenen Rasterpunkten,· dadurch, daß senkrecht
zur Ebene der Leiterplatte an der nicht mit Mikrobausteinen
.besetzten Seite Kontaktstifte mit einseitig keilförmig abgeschrägten
Enden angesetzt sind, die jeweils in durchgehende
Koni;aktieruii£s3.öclicr der Verdrahtungsplatten eintauchen und
daß in die PContaktierungslöchor von der Rückseite der Verdreh
ttm-^plotte her Gegenfedern mit abgeschrägten Enden eingeführt
sind und eine senkrecht zur Ebene der Verdrahtungsplat-ce
gerichtete Kraft ausüben, so daß ihre abgeschrägten Enden an den korrespondierend abgeschrägten Enden der Kontaktstifte
entlanggleiten und sich zwischen diesen und den Innenwänden der Kontaktierungslöcher verkeilen.
Zur Erläuterung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben.
Die I'ig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Baugruppe mit dem
Stiftteil der Steckvorrichtung in vereinfachter Darstellung. Eine mehrlagige Leiterplatte 5 mit Leiterlagen für die Signalleitungen
und LeitcrAsgen für die Spannungsversorgung ist
einseitig mit Hikrobausteinen £ "bestückt.
Beispielsweise rund die Bausteine 6 in zwölf Reihen zu je
zwölf Stück angeortu-^t, mit Audnahnie der Schnittpunkte der
sechsten und siebenten Reihe mit der sechsten und siebenten Spalte, die nicht besetzt sind. Zur mechanischen Verstärkung
und zur Halterung der Kontaktstifte 7 ist auf der nicht mit
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Bausteinen 6 "belegten Seite der Leiterplatte 5 eine Stiftplatte
8 angebracht« An der allseitig über der Leiterplatte 5 vorstehenden Stiftplatte 8 ist eine Schutzkappe 9 für die
Baugruppe befestigt. Eine (unverlierbare) Schraube 10 im Zentrum der Baugruppe dient zur Befestigung der Baugruppe.
Die Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus der Bau-•
gruppe zusammen mit dem Gegenstück der Steckvorrichtung,, Aus der Pig. 3 oind v/eitere Einzelheiten der Steckvorrichtung
erkennbar.
Die Löcher für die Aufnahme der Kontaktstifte 7 in der Stiftplatte 8 sind nach Art der Burchkontaktierungslöcher in '
mehrlagigen Leiterplatten hergestellt, dohc die Innenwände
der Löcher sind mit einer metallischen Leitschicht 8a ausgelegt, die sich in ringförmige Zonen auf den Außenflächen
in der Umgebung der Löcher fortsetzt. An den solchen Durchkontaktierungslöchern
der Stiftplatte 8 gegenübei\Liegenden Stellen weist auch die Leiterplatte 5 Metallisierungen 5a auf,
die beispielsweise ebenfalls Durchkontaktierungslöchern zugeordnet
sein können. Die Metallisierungen 5a und 8a werden durch ein Löt- oder Schweißverfahren elektrisch leitend miteinander
verbunden. Die im wesentlichen zylindrischen Xontaktstifte 7 werden in die Kontaktierungslöcher der Stiftplatte
8 eingelötete An ihrem freien, aus der Stiftplatte herausragenden Ende sind die Kontaktstifte einseitig keilförmig
abr-gecchrägt. Vorzugsweise ist die schräge Schnittfläche
leicht nach außen gewölbt. Die Schrägungen der Kontaktstifte sind so zueinander gerichtet, daß sich die Horizontalkräfte
innerhalb der Baugruppe mindestens annähernd aufheben ο
Die mehrlagige Verdrahtungsplattc 11, die zur Verbindung
der Baugruppen und zur Zuführung der Versorgungsspannungen dient, muß mindestens an allen den Kontaktstiften 7 der
Baugruppen gegenüberliegenden Stellen durchgehende Kontak-
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tieiungslöcher 11a aufweisen* Zur Herstellung des elektrischen
Kontaktes werden die Baugruppen so auf die Vcrdrahtungsplatte
11 aufgesetzt, daß ihre abgeschrägten Kontaktstifte in die Kontakticiungslöchcr i1a der Verdrahtungsplatte 11 eindringen
„ Des weiteren v/erden von der Rückseite der Verdrahtungaplatte
her in die Kontaktierungslöcher Gegenfedern 12 mit abgeschrägten Enden eingeführt. Die Gegenfedern 12 sind am
anderen Ende in eine Haltevorrichtung 13 aus Isoliermaterial eingesetzt und leicht gebogen, so daß sie einem auf ihr freies
Ende in Längsrichtung wirkenden Druck nachgeben können.
Wird nun eine Baugruppe mit Hilfe der Befestigungsschraube
10 (Pig» 2) durch die Verdrahtungsplatte 11 hindurch mit der Haltevorrichtung 13 verschraubt, so üben die Gegenfedern
12 primär eine Kraft auf die Kontaktstifte 7 in ihrer
Längsrichtung aus. Als Folge davon gleiten die Schrägflächen von Kontaktstiften und Gegenfedern aneinander entlang, so
daß sich die Enden der Gegenfedern sowohl an die Kontaktstifte als auch an die Innenwände der Kontaktierungslöcher
11a der Verdrahtungsplatte 11 andrücken und damit einen zuverlässigen ' elektrischen Kontakt herstellen.
Zwischen den einzelnen Gegenfedern 12 sind an der Haltevorrichtung
13 Wände hochgesogen, die einerseits als Anschlag beim Anschrauben der Baugruppe dienen und andererseits.Kurzschlüsse
zwischen den Gegenfedern durch leitende Fremdkörper verhindern. Die Haltevorrichtung 13 kann so groß wie
die Verdrahtungsplatte 11 sein, doch ist eine Aufteilung in mehrere Einheiten vorteilhaft, um die Einführung der
Enden der Gegenfedern 22 in die Kontuktierungslöcher der
Verdrahtungsplatte 11 beim Aufbau der Anordnung zu erleichtern.
Durch die erfindungsgemäße Steckvorrichtung wird eine Ver-
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kürzung der über sie führenden Signalvjege auf eine Länge
von 2 "bis 3 !;im erreicht.
3 Figuren
4 Patentansprüche
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BAD
Claims (4)
1. Steckvorrichtung zur lösbaren elektrischen Verbindung von Leitungen einer .'einseitig I-Iikrobausteine tragendcns
mehrlagigen Leiterplntte (Baugruppe) mit Leitungen einer
mehrlagigen Vcrdrahtungsplatte an vorgegebenen. Rasterpunkten, dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht zur Ebene der Leiter-'
platte (5) an der nicht mit Ilikrobausteinen (6) besetzten
Seite Kontaktstiftd (7) mit einseitig keilförmig abgeschrägten Enden angesetzt sind, die jeweils in durchgehende Kontaktierungslöcher
(11a) der Verdrahtungsplatte (11) eintauchen und daß in die Kontaktierungslöcher von der Rückseite
der Verdrahtungcplatto her Gegenfedern (12) mit abgeschrägten
Enden eingeführt sind und eine senkrecht zur Ebene der Vcrdrahtungsplatte gerichtete Kraft ausüben, so daß ihre
abgeschrägten Enden an den korrespondierend abgeschrägten Enden der Kontaktstifte (7) entlanggleiten und sich zwischen
diesen und den Innenwänden der Kontaktierungolöcher (11a) verkeilen.
2. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen Schnittflächen an den freien Enden der Kontaktstifte
(7) oder der Gegenfedern (12) leicht nach außen gewölbt sind.
3. Steckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontaktstifte (7) in einer an dor Leiterplatte (5) anliegenden und deren Durchbiegung verhindernden
Stiftplatte (8) befestigt sind.
4. Stoßvorrichtung nach einem' der Ansprüche 1 - 3»dadurch
gekennzeichnet, daß die Gegenfedern (12) in ihrer Längsrichivng
eine leichte Durchbiegung besitzen und einseitig in einer Haltevorrichtung (13) befestigt sind, die gegen die steckbaren
Baugruppen verschraubt wird.
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NöUö Unteriagsn (Art. / SI At;..«: .<r. ι -aU 3 dta Änderjngseas. ' *· 9-1967)
ORIGINAL
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LU58726A1 (de) | 1969-09-12 |
BE733843A (de) | 1969-12-01 |
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