DE3700418A1 - Schaltungsplatinen-traegerplatten-anordnung - Google Patents

Schaltungsplatinen-traegerplatten-anordnung

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsplatinen-Trägerplatten- Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Elektrotechnische Geräte enthalten häufig mehrere Schaltungsplatinen ("Tochterplatten"), die lösbar an einer Seite einer Träger- oder Rückplatte angebracht und elektrisch miteinander über Kontaktstifte verbunden sind, welche in der Trägerplatte angeordnet und elektrisch mit anderen Kontaktstiften über Leitungswege in der Trägerplatte oder durch Drähte oder Leiterschienen, die zwischen zum Aufwickeln eines Leitungsdrahtes dienenden Teilen der Kontaktstifte, die sich unter die Trägerplatte erstrecken, verbunden sind.
Mit abnehmender Anstiegszeit der zu den verschiedenen Komponenten übertragenen elektrischen Signale und abnehmender Signalverarbeitungszeit wird die Strecke, die ein Signal von einer Schaltungsplatine zu einer anderen zurücklegen muß, immer kritischer. Es ist daher bereits von dritter Seite vorgeschlagen worden, eine Trägerplatte auf ihren beiden entgegengesetzten Seiten mit Schaltungsplatinen zu bestücken, um die Übertragungswege zwischen den auf den verschiedenen Schaltungsplatinen befindlichen Schaltungskomponenten zu verkürzen.
Es wurde gefunden, daß man bei einem Anschlußsystem für Schaltungsplatinen, die an den beiden Seiten einer Trägerplatte angebracht sind, mit Vorteil Paare getrennter Kontaktstücke verwenden kann, die in gemeinsamen, durch die Trägerplatte gehenden Löcher montiert sind, so daß die von den entgegengesetzten Seiten der Trägerplatte vorstehenden Teile der Kontaktstücke bezüglich der Oberflächen, von denen sie vorstehen, genau und unabhängig positioniert werden können, unabhängig von der Dicke der Trägerplatte; eine einwandfreie elektrische Signalübertragung mit hoher Geschwindigkeit bleibt gewährleistet.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind die von der Trägerplatte vorstehenden Kontaktstücke Kontaktstifte, welche verdickte oder verbreiterte Teile haben, welche im Preßsitz in durchplattierte Löcher in der Trägerplatte passen. Die Kontaktstifte haben vorzugsweise Schultern zwischen den verbreiterten und verdickten Teilen und den von der Trägerplatte vorstehenden Enden. Vorzugsweise ist ein Trägerplatten-Verbinderelement aus Kunststoff vorgesehen, welches mehrere Kontaktstiftreihen trägt und hochstehende Seitenwände zum Eingriff eines komplementären Tochterplatten oder Schaltungsplatinen-Verbinderelementes mit einer entsprechenden Anzahl von Gegenkontakten aufweist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, welche einen etwas vereinfachten Vertikalschnitt eines Teiles einer Ausführungsform einer Schaltungsplatinen-Trägerplatten- Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt, wobei ein Schaltungsplatinen-Verbinderelement angesteckt und ein anderes von der Trägerplatte gelöst dargestellt ist.
Die in der Zeichnung dargestellte Schaltungsplatinen-Trägerplatten- Anordnung (10) enthält eine Rück- oder Trägerplatte (12) und Tochter- oder Schaltungsplatinen (14), welche miteinander durch Trägerplatten-Verbinderelemente (16) sowie Schaltungsplatinen- Verbinderelemente (18) verbunden sind. Die Trägerplatten-Verbinder- Elemente (16) enthalten jeweils ein Kunststoffgehäuse (20) und vier Reihen von Kontaktstiften (22), die im Boden des Gehäuses (20) montiert sind und sich von der Trägerplatte weg erstrecken. Das Trägerplatten-Verbinderelement (16) enthält ferner eine fünfte Reihe von Kontakten (24), die an einer Seitenwand (26) angebracht sind und als Masse- oder Betriebsspannungsanschlüsse dienen können. Die Kontaktstifte (22) haben jeweils ein unteres Ende mit einem verdickten oder verbreiterten, z. B. flachgedrückten Teil (28), der im Preßsitz in ein durch plattiertes Loch (30) der Trägerplatte (12) paßt. Die Länge der verbreiterten Teile (28) ist jeweils kleiner als die Hälfte der Dicke der Rückplatte (12), so daß in ein Loch (30) jeweils zwei Kontaktstifte (22) eingesetzt werden können. Die Kontaktstifte (22) haben Schultern (32), die eine genaue Positionierung der Kontaktstifte (22) bezüglich des zugehörigen Gehäuses (20) und der oberen Seite (34) bzw. der unteren Seite (36) der Trägerplatte (12) gewährleisten.
Die Schaltungsplatinen-Verbinderelemente (18) enthalten jeweils Kontaktstücke (42) mit gegabelten Enden (42), die in Fächern (44) eines Kunststoffgehäuses (46) untergebracht sind. Die anderen Enden (48) der Kontakte (40) sind horizontal bzw. rechtwinklig gebogen und erstrecken sich durch eine Führungsplatte (50) aus Kunststoff und durch Löcher in der Schaltungsplatine (14) in die sie eingelötet sind. Das Gehäuse (46) ist mit der Führungsplatte (50) und gegebenenfalls auch mit der Schaltungsplatine (14) durch ein Versteifungselement (52) aus Aluminium verbunden, das dem Schaltungsplatinen-Verbinderelement (18) die erforderliche strukturelle Stabilität verleiht. An der Außenseite der einen Seitenwand (54) ist eine fünfte Reihe von Kontakten (56) angeordnet, welche zum Masse- oder Betriebsspannungsanschluß dienen und mit den Kontakten (24) der fünften Kontaktreihe des Trägerplatten- Verbinderelements (16) zusammenwirken.
Bei der Herstellung werden die Kontaktstifte (22) zuerst in das Kunststoffgehäuse (20) eingesetzt, bis ihre Schultern (32) an der Unterseite des Gehäuses (20) anliegen. Über die spitzen Enden der Kontaktstifte (22) wird dann ein Preßkopf gebracht und die verbreiterten Teile (28) werden dann in die Löcher (30) gedrückt, wobei der Preßkopf gegen die Spitzen der Kontaktstifte (22) und über das Gehäuse (20) gegen die Schultern (32) drückt, bis die Unterseite des Gehäuses (20) an der Oberseite (34) oder der Unterseite (36) der Trägerplatte (12) anliegt. Die verbreiterten Teile der Kontaktstücke (24), die wegen ihrer Orientierung in der Zeichnung nicht zu sehen sind, werden in entsprechender Weise im Preßsitz in die zugehörigen durchplattierten Löcher gedrückt. Bei der Herstellung einer Verbindung durch die Rückplatte wäre es an sich naheliegend, in jedem Loch einen einzigen, durchgehenden Stift zu verwenden, um die Anzahl der Verbindungen so klein wie möglich zu halten und die Übertragung elektrischer Signale zu verbessern, insbesondere da man ja danach strebt, die Signalverzerrungen möglichst gering zu halten, die bei schnellen Schaltungen durch die Verbindungspunkte verursacht werden können. Dabei wäre jedoch eine genaue Positionierung der beiden Enden der durchgehenden Stifte schwierig, außerdem müßte die Dicke der Trägerplatte eng toleriert werden. Dadurch, daß man in ein und demselben Loch zwei getrennte Kontaktstifte (22) verwendet, können diese bezüglich der Oberseite (34) und der Unterseite (36) unabhängig voneinander genau positioniert werden, unabhängig davon, wie dick die Trägerplatte ist, deren Toleranz bei einer 4,5 mm (0.180″) dicken Trägerplatte bis zu etwa 0,75 mm (0.030″) betragen kann und trotzdem ist eine Übertragung elektrischer Signale mit hoher Geschwindigkeit gewährleistet.
Die erfindungsgemäße Schaltungsplatinen-Trägerplattenanordnung (10) wird wie üblich verwendet, wobei die Schaltungsplatinen-Verbinderelemente (18) zum elektrischen Anschluß und zur mechanischen Halterung der Schaltungsplatinen (14) in die entsprechenden Trägerplatten-Verbinderelemente (16) eingesetzt werden.
Das beschriebene, bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung läßt sich selbstverständlich in mancherlei Hinsicht abwandeln, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.

Claims (7)

1. Schaltungsplatinen-Trägerplatten-Anordnung mit einer Trägerplat- (12) und mehreren, an entgegengesetzten Seiten (34, 36) der Trägerplatte (12) anbringbaren Schaltungsplatinen (14), dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (12) Löcher (30) aufweist, die von der einen Seite (34) zu deren anderen Seite (36) durchgehen; daß in den Löchern jeweils ein Paar getrennter erster Kontaktstücke (22) mit ihren ersten Enden montiert sind, während die zweiten Enden dieser Kontaktstücke von den entgegengesetzten Enden der Löcher vorstehen und bezüglich der Oberfläche (34, 36) der Trägerplatte, von denen sie vorstehen, positionierbar sind, und daß die auf entgegengesetzten Seiten der Trägerplatte (12) montierbaren Schaltungsplatinen (14) Gegenkontaktstücke (42) aufweisen, die zu den von der Trägerplatte vorstehenden ersten Kontaktstücken (22) passen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (30) der Trägerplatte mit einer durchgehenden Plattierung oder Metallisierung versehen sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Enden der ersten Kontaktstücke (22) verdickte oder verbreiterte, hohle oder durchlochte Teile sind, die im Preßsitz in die Löcher passen.
4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Kontaktstücke (22) zwischen ihrem ersten und ihrem zweiten Ende eine Schulter (32) aufweisen.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch ein Trägerplatten-Verbinderelement (16) aus einem isolierenden Werkstoff, das mehrere erste Kontaktstücke (22) aufnimmt und Seitenwände (20, 26) hat, die im wesentlichen parallel zu den ersten Kontaktstücken verlaufen, und daß die Schaltungsplatinen (14) jeweils ein Schaltungsplatinen-Verbinderelement (18) aufweisen, welches eine zu den Seitenwänden (20, 26) der Trägerplatten-Verbinderelemente (16) passende Konfiguration hat.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Enden der ersten Kontaktstücke (22) die Form von Stiften haben und daß die zweiten Kontaktstücke (40) gegabelte Enden (42) aufweisen, in die die stiftförmigen Enden der ersten Kontaktstücke (22) passen.
7. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Trägerplattenverbinderelement (16) aus einem isolierenden Werkstoff, welches mehrere erste Kontaktstücke (22) aufnimmt und Seitenwände (20, 26) hat, die im wesentlichen parallel zu den ersten Kontaktstücken (22) verlaufen; daß die Schultern (32) der ersten Kontaktstücke (22) eine untere Seite des Trägerplatten-Verbinderelements (16) berühren und daß die Schaltungsplatinen (14) jeweils mit einem Schaltungsplatinen- Verbinderelement (18) versehen sind, daß zwischen die Seitenwände (16, 26) des Trägerplatten-Verbinderelements (16) paßt.
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