DE69314809T2

DE69314809T2 - Elektrische verbindungsanordnung mit hoher packungsdichte

Info

Publication number: DE69314809T2
Application number: DE69314809T
Authority: DE
Inventors: Jun Stanford W Crane
Original assignee: CRANE JUN
Current assignee: CRANE JUN
Priority date: 1992-12-01
Filing date: 1993-11-18
Publication date: 1998-02-12
Anticipated expiration: 2013-11-19
Also published as: US20020028589A1; EP0791981B1; TW238431B; US6203347B1; DE69332360D1; EP0672309B1; DE69314809D1; ATE159618T1; ATE225571T1; BR9307567A; JP2829547B2; EP0791981A3; EP0791981A2; US5575688A; US6554651B2; US20030194909A1; JPH08505980A; EP0672309A1; KR950704832A; AU5606894A

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Steckverbindungssystem. Obwohl sich das elektrische Verbindungssystem der vorliegenden Erfindung insbesondere zur Verwendung im Zusammenhang mit Systemen hoher Packungsdichte eignet, kann es ebenso auch für Hochleistungssysteme oder andere Systeme verwendet werden.

Stand der Technik

Elektrische Verbindungssysteme (einschließlich elektronischer Verbindungssysteme) werden zum Verbinden elektrischer und elektronischer Systeme und Bauteile eingesetzt. In der wohl relevantesten Literaturstelle, dem US-Patent Nr. 4,897,055, wird eine Anordnung aus Stecker und Buchse offenbart. Sie offenbart auch, daß eine Reihe der Stecker und Buchsen entlang Leiterplatten bzw. Karten angeordnet werden kann. US-Patent Nr. 5,137,456 offenbart einen elektrischen Verbinder zum Verbinden eines Paares von Schaltungsteilen (z.B. Leiterplatten). In keiner dieser Literaturstellen werden Gruppen von Kontakten in einer gestaffelten, überlappenden Anordnung aus Reihen und Spalten offenbart.
Elektrische Verbindungssysteme enthalten im allgemeinen sowohl eine vorsprungartige Verbindungskomponente, wie zum Beispiel einen leitfähigen Stift, und eine aufnahmeartige Verbindungskomponente, wie zum Beispiel eine leitfähige Buchse. Bei diesen Arten von elektrischen Verbindungssystemen wird die elektrische Verbindung bewerkstelligt, indem die vorsprungartige Verbindungskomponente in die aufnahmeartige Verbindungskomponente gesteckt wird. Durch dieses Stecken werden die leitfähigen Teile der vorsprungartigen und der aufnahmeartigen Verbindungskomponenten miteinander in Kontakt gebracht, so daß durch die Verbindungskomponenten elektrische Signale übertragen werden können. Bei einem typischen Verbindungssystem (z.B. der unten ausführlich beschriebenen Stiftgitteranordnung von Figur 29) werden einzelne leitfähige Stifte 101 in Form eines Gitters positioniert, und mehrere einzelne leitfähige Buchsen (in Figur 29 nicht gezeigt) werden so angeordnet, daß sie die einzelnen Stifte aufnehmen, wobei jedes Paar aus Stift und Buchse ein anderes elektrisches Signal überträgt.
Elektrische Verbindungssysteme mit hoher Packungsdichte sind dadurch gekennzeichnet, daß sie innerhalb eines kleinen Bereichs eine große Anzahl von Verbindungskomponentenkontakten enthalten. Definitionsgemäß nehmen die elektrischen Verbindungsysteme hoher Packungsdichte weniger Platz in Anspruch und enthalten kürzere Signalwege als Verbindungssysteme mit niedrigerer Packungsdichte. Aufgrund der mit Verbindungssystemen hoher Packungsdichte verbundenen kurzen Signalwege können derartige Systeme elektrische Signale mit höheren Geschwindigkeiten übertragen. Allgemein kann gesagt werden, je höher die Packungsdichte eines elektrischen Verbindungssystems, umso besser das System.
In der Vergangenheit sind verschiedene Versuche unternommen worden, ein elektrisches Verbindungssystem mit einer geeignet hohen Packungsdichte herzustellen. Ein elektrisches Verbindungssystem, das vorgeschlagen worden ist, wird in Figur 1(a) gezeigt.
Das elektrische Verbindungssystem von Figur 1(a) ist als ein Stift-und-Kasten-Verbindungssystem bekannt. Bei dem System von Figur 1(a) handelt es sich bei der vorsprungartigen Verbindungskomponente um einen leitfähigen Stift 101, und die aufnahmeartige Verbindungskomponente ist eine kastenförmige leitfähige Buchse 102. Figur 1(b) ist eine Draufsicht auf das Verbindungssystem von Figur 1(a) und zeigt den in der Buchse 102 aufgenommenen Stift 101. Wie in Figur 1(b) zu sehen, enthalten die Innenwände der Buchse 102 Abschnitte 103 und 104, die nach innen vorstehen, um einen festen Sitz des Stiftes 101 in der Buchse zu gestatten. Auf die Figuren 1(a) und 1(b) wird in diesem Text gemeinsam als "Figur 1" Bezug genommen.
Ein weiteres elektrisches Verbindungssystem, das vorgeschlagen worden ist, wird in Figur 2(a) dargestellt. Das elektrische Verbindungssystem von Figur 2(a) ist als Einzelträgerverbindungssystem bekannt. Bei dem System von Figur 2(a) handelt es sich bei der vorsprungartigen Verbindungskomponente um einen leitfähigen Stift 201, und die aufnahmeartige Verbindungskomponente ist ein leitfähiger, flexibler Träger 202. Figur 2(b) ist eine Draufsicht auf das Verbindungssystem von Figur 2(a) und zeigt den Stift 201, der so positioniert ist, daß er den flexiblen Träger 202 berührt. Der flexible Träger 202 ist gegen den Posten 201 vorgespannt, um den Kontakt zwischen dem flexiblen Träger und dem Stift aufrechtzuerhalten. Auf die Figuren 2(a) und 2(b) wird in diesem Text gemeinsam als "Figur 2" Bezug genommen.
Ein drittes elektrisches Verbindungssystem, das vorgeschlagen worden ist, wird in Figur 3(a) gezeigt. Das in Figur 3(a) gezeigte elektrische Verbindungssystem ist als Steckleistensystem bekannt. Zu der vorsprungartigen Verbindungskomponente des Steckleistensystems gehört eine isolierende Leiterplatte 300 und auf der Ober- und/oder Unterseite der Leiterplatte ausgebildete leitfähige Strukturen 301. Die aufnahmeartige Verbindungskomponente des Steckleistensystems enthält einen Satz oberer und unterer leitfähiger Finger 302, zwischen die die Leiterplatte 300 gesteckt werden kann.
Figur 3(b) ist eine Seitenansicht des in Figur 3(a) dargestellten Systems und zeigt die zwischen die oberen und unteren leitfähigen Finger 302 gesteckte Leiterplatte 300. Wenn die Leiterplatte 300 zwischen die leitfähigen Finger gesteckt wird, kontaktiert jede leitfähige Struktur 301 einen entsprechenden leitfähigen Finger 302, so daß zwischen den leitfähigen Strukturen und den leitfähigen Fingern Signale übertragen werden können. Auf die Figuren 3(a) und 3(b) wird in diesem Text gemeinsam als "Figur 3" Bezug genommen.
Ein viertes elektrisches Verbindungssystem, das vorgeschlagen worden ist, wird in Figur 4 gezeigt. Das in Figur 4 gezeigte elektrische Verbindungssystem ist als Stift-und-Buchse-Verbindungssystem bekannt. Bei dem System von Figur 4 handelt es sich bei der vorsprungartigen Verbindungskomponente um einen leitfähigen, ausgestanzten Stift 401, und die aufnahmeartige Verbindungskomponente ist eine leitfähige, geschlitzte Buchse 402. Die Buchse 402 ist in der Regel in einer in einer Leiterplatte ausgebildeten Durchgangsbohrung angebracht. Im Vergleich zu dem Raum innerhalb der Buchse 402 ist der Stift 401 überdimensioniert. Durch den Größenunterschied zwischen dem Stift 401 und dem Raum innerhalb der Buchse 402 soll der Stift fest in der Buchse sitzen.
Die Verbindungssysteme von Figuren 1 bis 4 weisen aus verschiedenen Gründen Mängel auf. Beispielsweise enthalten die Verbindungskomponenten in diesen Systemen im allgemeinen auf jeder äußeren und inneren Oberfläche eine Plattierung, um ausreichenden elektrischen Kontakt zwischen den vorsprungartigen und aufnahmeartigen Komponenten sicherzustellen. Da die Plattierung in der Regel unter Verwendung von Gold oder anderen teuren Metallen erfolgt, kann die Herstellung der Systeme von Figuren 1 bis 4 recht teuer sein.
Was die Leistung anbetrifft, treten bei dem Steckleistensystem von Figur 3 Kapazitätsprobleme und elektromagnetische Störungen auf. Weiterhin wird bei dem Stift-und-Buchse-System von Figur 4 eine hohe Steckkraft benötigt, um den Stift 401 in die geschlitzte Buchse 402 zu stecken, und beide passen nicht korrekt zusammen, wenn die Toleranzen nicht beinahe perfekt eingehalten werden.
Das Hauptproblem, das mit den Systemen von Figuren 1 und 2 (wenn sie beispielsweise wie in Figur 29 angeordnet sind), dem System von Figur 3 (beispielsweise bei Anordnung in einem Paar von Reihen) und dem System von Figur 4 (beispielsweise bei Anordnung wie in Figur 3(a)) verbunden ist, besteht darin, daß bei diesen Systemen die Packungsdichte nicht ausreicht, um den Anforderungen der gegenwärtigen und/oder zukünftigen Halbleiter- und Rechnertechnologie zu entsprechen. Die Packungsdichte von Verbindungssystemen kann schon heute mit der Halbleitertechnologie nicht mehr Schritt halten, und bei weiterem Ansteigen der Geschwindigkeiten von Rechnern und Mikroprozessoren, wobei die Raumausnutzung eine immer wichtigere Rolle spielt, werden elektrische Verbindungssysteme mit noch höheren Packungsdichten erforderlich sein. Die erörterten elektrischen Verbindungssysteme erfüllen nicht die Anforderungen gegenwärtiger und geplanter Verbindungssysteme hinsichtlich Packungsdichte.

Offenbarung der Erfindung

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht dementsprechend darin, ein elektrisches Verbindungssystem mit hoher Packungsdichte zu schaffen, das dem Bedarf bestehender und zukünftiger Rechner- und Halbleitertechnologie entsprechen kann.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein elektrisches Verbindungssystem zu schaffen, das preiswerter und effizienter ist als existierende elektrische Verbindungssysteme mit hoher Packungsdichte.
Diese und weitere Ziele können durch Einsatz eines elektrischen Verbindungssystems, wie es in Anspruch 1 definiert ist, erzielt werden.
Die beiliegenden Zeichnungen, die in die Patentschrift miteinbezogen und ein Bestandteil dieser sind, veranschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der allgemeinen Beschreibung der Erläuterung der Grundlagen der vorliegenden Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1(a) ist eine perspektivische Ansicht, die ein elektrisches Verbindungssystem nach dem Stand der Technik darstellt.
Figur 1(b) ist eine Draufsicht auf das in Figur 1(a) gezeigte elektrische Verbindungssystem.
Figur 2(a) ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres elektrisches Verbindungssystem nach dem Stand der Technik darstellt.
Figur 2(b) ist eine Draufsicht auf das in Figur 2(a) gezeigte elektrische Verbindungssystem.
Figur 3(a) ist eine perspektivische Ansicht, die noch ein weiteres elektrisches Verbindungssystem nach dem Stand der Technik darstellt.
Figur 3(b) ist eine Seitenansicht des in Figur 3(a) gezeigten elektrischen Verbindungssystems.
Figur 4 ist eine perspektivische Ansicht, die noch ein weiteres elektrisches Verbindungssystem nach dem Stand der Technik darstellt.
Figur 5(a) ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer vorsprungartigen Verbindungskomponente gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 5(b) ist eine Seitenansicht eines Strebepfeilerteils der in Figur 5 (a) gezeigten vorsprungartigen Verbindungskomponente.
Figur 5(c) ist eine Seitenansicht von zwei vorsprungartigen Verbindungskomponenten gemäß der in Figur 5(a) gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 6 ist eine perspektivische Ansicht von einer Art von leitfähigem Stift, die bei dem elektrischen Verbindungssystem der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
Figur 7 ist eine perspektivische Ansicht von einer anderen Art von leitfähigem Stift, die bei dem elektrischen Verbindungssystem der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
Figur 8 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen leitfähigen Stifts mit einem abgerundeten Basisteil.
Figur 9 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen leitfähigen Stifts mit einem Basisteil, der so ausgelegt ist, daß er an einen runden Draht oder ein rundes Kabel angeschlossen werden kann.
Figur 10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine vorsprungartige Verbindungskomponente zeigt, die sich auf einem hinsichtlich einer Anschlußvorrichtung im rechten Winkel angeordneten Substrat befindet.
Figur 11(a) ist eine perspektivische Ansicht, die mehrere vorsprungartige Verbindungskomponenten zeigt, die sich auf einem hinsichtlich einer Anschlußvorrichtung im rechten Winkel angeordneten Substrat befindet.
Figur 11(b) ist ein Diagramm, das Muster zeigt, die die Basisteile abwechselnder vorsprungartiger elektrischer Verbindungskomponenten betreffen.
Figur 12 ist eine perspektivische Ansicht einer vorsprungartigen elektrischen Verbindungskomponente gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 13(a) ist eine perspektivische Ansicht einer vorsprungartigen elektrischen Verbindungskomponente gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 13(b) ist eine perspektivische Ansicht einer vorsprungartigen elektrischen Verbindungskomponente gemäß der Ausführungsform von Figur 5(a) und eine vorsprungartige Verbindungskomponente gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 13(c) ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer der in Figur 13(b) gezeigten vorsprungartigen elektrischen Verbindungskomponenten, wobei die Spitze der Komponente entfernt ist.
Figur 14 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer aufnahmeartigen Verbindungskomponente gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 15 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines leitfähigen Trägers zeigt, der bei dem elektrischen Verbindungssystem der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
Figur 16(a) ist eine perspektivische Ansicht mehrerer flexibler Träger einer empfangsartigen Verbindungskomponente, die jeweils einen Basisteil zum Anschluß einer Ader oder eines Kabels aufweisen.
Figur 16(b) ist eine perspektivische Ansicht eines Verbindungssystems mit mehreren flexiblen Trägern, die so angeordnet sind, daß sie an eine Ader oder ein Kabel angeschlossen werden können.
Figur 17 ist eine perspektivische Ansicht, die die aufnahmeartige Verbindungskomponente von Figur 14 im zusammengesteckten Zustand zeigt.
Figur 18 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer aufnahmeartigen Verbindungskomponente gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 19 ist eine perspektivische Ansicht, die eine in einer aufnahmeartigen Verbindungskomponente aufgenommene vorsprungartige Verbindungskomponente zeigt.
Figur 20 ist eine Seitenansicht einer in einer aufnahmeartigen Verbindungskomponente aufgenommenen vorsprungartigen Verbindungskomponente.
Figur 21 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer vorsprungartigen Verbindungskomponente mit leitfähigen Stiften unterschiedlicher Höhe.
Figur 22 ist eine perspektivische Ansicht mehrerer vorsprungartiger Verbindungskomponenten mit unterschiedlichen Höhen.
Figur 23(a) ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Art von steckkraftloser Komponente in einem ersten Zustand.
Figur 23(b) ist eine perspektivische Ansicht der steckkraftlosen Komponente von Figur 23(a) in einem zweiten Zustand.
Figur 24(a) ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Art von steckkraftloser Komponente in einem ersten Zustand.
Figur 24(b) ist eine perspektivische Ansicht der steckkraftlosen Komponente von Figur 24(a) in einem zweiten Zustand.
Figur 25(a) ist eine perspektivische Ansicht einer dritten Art von steckkraftloser Komponente in einem ersten Zustand.
Figur 25(b) ist eine perspektivische Ansicht der steckkraftlosen Komponente von Figur 25(a) in einem zweiten Zustand.
Figur 26(a) ist eine perspektivische Ansicht eines Verbindungssystems mit der Verbindungskomponente von Figur 12 in einer Position vor dem Zusammenstecken, wobei die Träger in einem offenen Zustand gezeigt werden.
Figur 26(b) ist eine perspektivische Ansicht eines Verbindungssystems mit der Verbindungskomponente von Figur 12 im zusammengesteckten Zustand.
Figur 27(a) ist eine perspektivische Ansicht eines Verbindungssystems mit der Verbindungskomponente von Figur 13(a) in einer Position vor dem Zusammenstecken.
Figur 27(b) ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Verbindungssystems mit der Verbindungskomponente von Figur 13(a) in einer Position vor dem Zusammenstecken.
Figur 28(a) ist eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Verbindungssystems, das isolierende elektrische Tragstücke zeigt, die als die Substrate für das System wirken.
Figur 28(b) ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren elektrischen Verbindungssystems, das isolierende elektrische Tragstücke zeigt, die als die Substrate für das System wirken.
Figur 29 ist eine Draufsicht auf eine Stiftgitteranordnung nach dem Stand der Technik.
Figur 30 ist eine Draufsicht auf eine Verbindungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 31 ist eine Draufsicht auf einen Teil einer Verbindungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 32 ist eine Seitenansicht eines leitfähigen Trägers mit einem versetzten Kontaktteil.
Figur 33(a) ist eine Seitenansicht eines leitfähigen Stiftes mit ausgerichtetem Stabilisierungsteil und Basistteil.
Figur 33(b) ist eine Seitenansicht eines leitfähigen Stiftes mit einem versetzten Basisteil.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Das elektrische Verbindungssystem der vorliegenden Erfindung weist mehrere in Gruppen angeordnete leitfähige Stifte auf, wobei jede Gruppe mit anderen Gruppen von Stiften des elektrischen Verbindungssystems verzahnt bzw. verschachtelt ist und so eine verzahnte bzw. verschachtelte Anordnung der Gruppen von Kontakten gebildet wird. Jede Gruppe von leitfähigen Stiften stellt den leitfähigen Abschnitt einer vorsprungartigen Verbindungskomponente dar, die zur Aufnahme in einer aufnahmeartigen Verbindungskomponente, die mehrere leitfähige Träger enthält, ausgelegt ist. Die leitfähigen Träger passen mit den leitfähigen Stiften zusammen, wenn die vorsprungartige Verbindungskomponente in der aufnahmeartigen Verbindungskomponente aufgenommen wird.

Die vorsprungartige Verbindungskomponente

Die vorsprungartige Verbindungskomponente der vorliegenden Erfindung weist mehrere an einem elektrisch isolierenden Substrat angebrachte elektrisch leitfähige Stifte auf. Die vorsprungartige Verbindungskomponente kann auch einen elektrisch isolierenden Strebepfeiler aufweisen, um den herum die leitfähigen Stifte positioniert sind. Das Substrat und der Strebepfeiler isolieren die leitfähigen Stifte voneinander, so daß auf jedem Stift ein anderes elektrisches Signal übertragen werden kann
Figur 5(a) ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer vorsprungartigen Verbindungskomponente 500, wobei eine Anordnung aus diesen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet werden kann. Die vorsprungartige Verbindungskomponente weist mehrere leitfähige Stifte 501 auf. Die vorsprungartige Verbindungskomponente kann auch einen isolierenden Strebepfeiler 502 aufweisen, obwohl die Verwendung eines Strebepfeilers in der Ausführungsform von Figur 5(a) nicht erforderlich ist. Die leitfähigen Stifte und (gegebenenfalls) der Strebepfeiler sind an einem isolierenden Substrat 503 befestigt. Die leitfähigen Stifte sind durch das Substrat 503 und (gegebenenfalls) den Strebepfeiler 502 elektrisch voneinander isoliert.
Figur 5(b) ist eine Seitenansicht des Strebepfeilers 502 und des isolierenden Substrats 503. Der Strebepfeiler 502 und das Substrat 503 können aus einer einzelnen Einheit von Isoliermaterial einstückig geformt sein. Bei dem Material für den Strebepfeiler und das Substrat handelt es sich vorzugsweise um ein Isoliermaterial, das nicht schrumpft, wenn es geformt wird (beispielsweise ein Flüssigkristallpolymer wie Vectra, eine Handelsmarke von Hoechst Celanese). Die leitfähigen Stifte 501 werden in das Substrat 503 durch Löcher in dem Substrat gesteckt, die in Figur 5(b) durch gepunktete Linien dargestellt sind. Wie in Figur 5(b) zu sehen, kann jedes Loch beispielsweise eine vordere Breitenabmessung A von 0,45 mm und eine seitliche Breitenabmessung B von 0,35 mm aufweisen.
Wie in Figur 5(b) zu sehen, enthält der Strebepfeiler 502 einen länglichen Teil 504 mit rechteckigem (zum Beispiel quadratischem) Querschnitt und eine Länge C von beispielsweise 3,5 mm, und eine Spitze 505 an der Oberseite des länglichen Teils und mit einer Länge D von beispielsweise 0,5 mm. Der Strebepfeiler kann quadratisch sein mit einer Breite E von beispielsweise 0,9 mm. Die in Figur 5(b) gezeigten Abmessungen des Strebepfeilers sind beispielhaft und dementsprechend können für den Strebepfeiler 502 andere Abmessungen verwendet werden. So kann der Querschnitt des Strebepfeilers 502 beispielsweise 0,5 mm x 0,5 mm sein, anstatt der gezeigten Abmessungen von 0,9 mm x 0,9 mm.
Jeder leitfähige Stift 501 enthält drei Abschnitte: einen Kontaktteil, einen Stabilisierungsteil und einen Basisteil. In Figur 5(a) ist der Kontaktteil jedes leitfähigen Stiftes in einer Position neben dem Strebepfeiler 502 gezeigt. Der (in Figur 5(b) nicht gezeigte) Stabilisierungsteil ist derjenige Teil jedes Stiftes, der am Substrat 503 befestigt ist. Der (in Figur 5(b) nicht gezeigte) Basisteil erstreckt sich von der dem Kontaktteil entgegengesetzten Seite des Substrats. Die leitfähigen Stifte können einen rechteckigen (z.B. quadratischen) Querschnitt oder einen Querschnitt aufweisen, der eine dreieckige, halbrunde oder eine beliebige andere Form aufweist.
Die drei Teile jedes leitfähigen Stifts 501 sind in Figur 5(c) besser zu erkennen, bei der es sich um eine Seitenansicht von zwei an dem Substrat 503 angebrachten vorsprungartigen Verbindungskomponenten 500 handelt. In Figur 5(c) bezeichnet die Bezugszahl 507 den Kontaktteil jedes leitfähigen Stifts 501; Bezugszahl 508 bezeichnet den Stabilisierungsteil jedes leitfähigen Stifts; und Bezugszahl 509 bezeichnet den Basisteil jedes leitfähigen Stifts. Wenn die vorsprungartige Verbindungskomponente 500 in einer aufnahmeartigen Verbindungskomponente aufgenommen ist, können elektrische Signale vom Basisteil jedes leitfähigen Stifts 501 durch den Stabilisierungsteil und Kontaktteil dieses Stifts zur aufnahmeartigen Verbindungskomponente und umgekehrt übertragen werden.
Jeder leitfähige Stift 501 kann aus Berylliumkupfer, Phosphorbronze, Messing, einer Kupferlegierung, Zinn, Gold, Palladium oder irgend einem anderen geeigneten Metall bzw. leitfähigen Material ausgeformt sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jeder leitfähige Stift 501 aus Berylliumkupfer, Phosphorbronze, Messing oder einer Kupferlegierung ausgebildet und mit Zinn, Gold, Palladium oder einer Kombination aus mindestens zwei Bestandteilen aus der Gruppe Zinn, Gold und Palladium plattiert. Je nachdem, welcher Teil des leitfähigen Stifts 501 bei Aufnahme der vorsprungartigen Verbindungskomponente in der aufnahmeartigen Verbindungskomponente einen leitfähigen Träger berührt, können die gesamte Oberfläche jedes Stifts oder nur ein ausgewählter Teil 506 plattiert sein.
Eine Art von leitfähigem Stift 501, die bei dem elektrischen Verbindungssystem der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, wird in Figur 6 gezeigt. Der Stift 501 von Figur 6 ist ein nicht versetzter bzw. gerader Stift und wird so bezeichnet, da die jeweiligen Oberflächen A und B des Kontaktteils 507 und des Stabilisierungsteils 508, die in Richtung des Strebepfeilers zeigen, zueinander ausgerichtet sind (d.h. Oberflächen A und B sind coplanar).
Eine weitere Art von leitfähigem Stift, die bei dem elektrischen Verbindungssystem der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, wird in Figur 7 gezeigt. Der leitfähige Stift 501 von Figur 7 wird als versetzter Stift bezeichnet, da die Oberfläche A des Kontaktteils 507, die in Richtung des Strebepfeilers zeigt, im Vergleich zur Oberfläche B des Stabilisierungsteils 508, die in Richtung des Strebepfeilers zeigt, in Richtung des Strebepfeilers versetzt ist. Bei dem Stift 501 von Figur 7 sind die Oberflächen A und B nicht coplanar.
Der versetzte Stift von Figur 7 wird verwendet, wenn der Strebepfeiler der vorsprungartigen Verbindungskomponente 500 extrem klein ist oder wenn die vorsprungartige Verbindungskomponente keinen Strebepfeiler aufweist, um in diesen Situationen eine ultrahohe Packungsdichte zu erzielen. In anderen Situationen kann der gerade Stift von Figur 6 eingesetzt werden.
Die verschiedenen Teile jedes leitfähigen Stifts 501 haben jeweils eine andere Funktion. Der Kontaktteil 507 stellt den Kontakt mit einem leitfähigen Träger der aufnahmeartigen Verbindungskomponente her, wenn die vorsprungartige und aufnahmeartige Verbindungskomponente zusammengesteckt werden. Der Stabilisierungsteil 508 sichert den leitfähigen Stift am Substrat 503 während der Handhabung, beim Zusammenstecken und bei der Herstellung. Der Stabilisierungsteil 508 weist eine Abmessung auf, die den Stift in dem Substrat 503 verriegelt, während sie gleichzeitig das Vorliegen eines angemessenen Teils des isolierenden Substrats zwischen benachbarten leitfähigen Stiften gestattet. Der Basisteil 509 ist mit einer Anschlußvorrichtung (z.B. einem Halbleiterchip, einer Leiterplatte, einem Draht bzw. einem runden, flachen oder flexiblen Kabel) verbunden, die das elektrische Verbindungssystem als Anschluß verwendet. Der Kontaktteil und der Basisteil können hinsichtlich dem Stabilisierungsteil ausgerichtet oder versetzt sein, um Vorteile zu erzielen, die unten ausführlich beschrieben werden.
Die Auslegung des Basisteils 509 jedes leitfähigen Stifts 501 hängt von der Art von Vorrichtung ab, an die dieser Basisteil angeschlossen wird. Der Basisteil 509 wird beispielsweise eine abgerundete Auslegung (Figur 8) aufweisen, wenn er an eine Durchgangsbohrung einer Leiterplatte angeschlossen wird. Der Basisteil 509 wird wie in Figur 5(c) ausgelegt sein, wenn er über einen Auflötprozess an eine Leiterplatte angeschlossen wird. Beim Anschluß an ein rundes Kabel oder eine runde Ader wird der Basisteil 509 wie in Figur 9 ausgelegt sein. Je nach der Art von Vorrichtung, an die der Basisteil 509 angeschlossen wird, können andere Auslegungen verwendet werden.
Figur 10 zeigt einen Basisteil 509 eines leitfähigen Stifts, der zum Auflöten auf eine Leiterplatte 510 ausgelegt ist. Wie in Figur 10 gezeigt, kann das Substrat 503 bezüglich der Leiterplatte 510 im rechten Winkel positioniert sein. Dies steigert die Raumausnutzung und kann die Kühlung der Komponenten auf der Leiterplatte erleichtern und/oder verschiedene Signalwege verkürzen. Obwohl in Figur 10 nicht explizit gezeigt, kann das Substrat 503 bezüglich der Vorrichtung, an die das Basisteil angeschlossen ist (z.B. ein flexibles Kabel oder ein rundes Kabel), unabhängig von der Natur der Vorrichtung im rechten Winkel positioniert sein. Wie aus Figur 10 zu sehen, erfordert diese Positionierung das Biegen des Basisteils 509 im rechten Winkel an einem Punkt 511 des Basisteils.
Figur 11(a) stellt eine bevorzugte Anordnung der verschiedenen Basisteile 509 dar, wenn an einem bezüglich der Anschlußvorrichtung (z.B. Leiterplatte 510) im rechten Winkel positionierten Substrat 503 mehrere vorsprungartige elektrische Verbindungskomponenten 500 befestigt sind. Unter Bezugnahme auf Figur 11(a) erstreckt sich jeder Basisteil 509 aus einer vertikalen Oberfläche des Substrats 503 und krümmt sich dann in Richtung der Oberfläche der Anschlußvorrichtung an einem Punkt 511 dieses Basisteils. Die Basisteile 509 sind so gebogen, daß die Basisteile die Anschlußvorrichtung in drei verschiedenen Reihen kontaktieren (d.h. Reihen C, D und E von Figur 11(b)).
Figur 11(b) ist ein Schema, das zeigt, daß bei drei in zwei Reihen angeordneten Verbindungskomponenten 500 die Basisteile 509 dieser Komponenten unter Verwendung von Mustern, die sich abwechseln, in drei Reihen (C, D und E) angeordnet werden können. Wie in Figur 11(b) gezeigt, kontaktieren die Basisteile 509 abwechselnder vorsprungartiger Komponenten 500 Kontaktstellen 512 der Anschlußvorrichtung in "2-1-1"- und "1-2-1"-Mustern. Durch diese abwechselnden "2-1-1"- und "1-2-1"-Muster werden die Basisteile in drei Reihen (C, D und E) angeordnet, wodurch die Länge von Signalwegen verringert und somit die Geschwindigkeit gesteigert und Platz gespart wird.
Es versteht sich, daß an Stelle der in Figur 11(a) dargestellten nur zwei Reihen eine oder mehr als zwei Reihen (z.B. zwei zusätzliche Reihen) von Verbindungskomponenten am Substrat 503 befestigt werden können. Wenn beispielsweise zwei zusätzliche Reihen von Verbindungskomponenten über den in Figur 11(a) dargestellten zwei Reihen von Komponenten 500 positioniert werden, erstrecken sich die Basisteile der zusätzlichen Komponenten über die Basisteile der unteren beiden Reihen und sind dann in Richtung der Anschlußvorrichtung 510 gekrümmt, wie die Basisteile der unteren beiden Reihen. Die durch die zusätzlichen Basisteile gebildeten abwechselnden Muster sind dann identisch mit den in Figur 11(b) dargestellten abwechselnden Mustern, sind aber von dem Substrat 503 weiter weg angeordnet als die Muster der unteren beiden Reihen.
Figur 12 zeigt, daß bei einer alternativen Ausführungsform die vorsprungartige Komponente 500 einen von mehreren leitfähigen Stiften 501 umgebenen kreuzförmigen Strebepfeiler 502 aufweisen kann. In Figur 12 ist der Basisteil 509 jedes leitfähigen Stifts 501 zum Auflöten auf eine Leiterplatte ausgelegt, wobei das Substrat 503 parallel zur Oberfläche der Platte positioniert ist. Obwohl in Figur 12 zwölf leitfähige Stifte dargestellt sind, nämlich einer für jede vertikale Oberfläche des Strebepfeilers 502, können entweder mehr oder weniger als zwölf leitfähige Stifte um den Strebepfeiler herum positioniert werden. Mit Ausnahme der Anordnung und Anzahl der leitfähigen Stifte und der Form des Strebepfeilers ist die vorsprungartige elektrische Verbindungskomponente von Figur 12 mit der in Figur 5(a) gezeigten identisch. Wie bei der Ausführungsform von Figur 5(a) kann die vorsprungartige Verbindungskomponente von Figur 12 somit ohne Strebepfeiler 502 eingesetzt werden.
Figur 13(a) zeigt noch eine weitere alternative Ausführungsform der vorsprungartigen Komponente 500, bei der die Spitze des Strebepfeilers 502 anstatt vier geneigte Flächen zwei geneigte Flächen aufweist und die Breite jedes leitfähigen Stifts gleich einer Seite des Strebepfeilers 502 ist. Mit Ausnahme der Form der Spitze und der Anzahl und Breite der den Strebepfeiler 502 umgebenden leitfähigen Stifte 501 ist die vorsprungartige Verbindungskomponente mit der in Figur 5(a) gezeigten identisch. Obwohl in Figur 13(a) zwei leitfähige Stifte dargestellt sind, können infolgedessen entweder mehr oder weniger als zwei leitfähige Stifte um den Strebepfeiler 502 herum positioniert sein. Weiterhin kann, wie bei der Ausführungsform von Figur 5(a), die vorsprungartige Verbindungskomponente von Figur 13(a) ohne Strebepfeiler 502 eingesetzt werden. Außerdem kann die Breite jedes leitfähigen Stifts 502 größer oder kleiner sein als die Breite einer Seite des Strebepfeilers.
Figur 13(b) zeigt eine vorsprungartige Verbindungskomponente 500 gemäß der in Figur 5(a) dargestellten Ausführungsform. Auch Figur 13(b) zeigt eine vorsprungartige Verbindungskomponente 500. Diese Komponenten können gemäß der vorliegenden Erfindung in Gruppen angeordnet sein. Die erstgenannte Verbindungskomponente ist die in Figur 13(b) gezeigte linke Komponente, und die letztgenannte Verbindungskomponente ist die in Figur 13(b) gezeigte rechte Komponente.
Figur 13(c) zeigt einen Teil der rechten Verbindungskomponente, wobei die Spitze der Komponente entfernt ist. Die Verbindungskomponente von Figur 13(c) weist mehrere leitfähige Stifte 501 auf, die jeweils einen Kontaktteil mit einem dreieckigen Querschnitt aufweisen. Die Verbindungskomponente von Figur 13(c) kann auch einen Strebepfeiler 502 mit einem im wesentlichen kreuzförmigen oder X-förmigen Querschnitt aufweisen, obwohl, sofern erwünscht, der Strebepfeiler weggelassen werden kann. Die Ausführungsform von Figur 13(c) gestattet zwischen den Stiften 501 einen engen Abstand und kann mit einem Strebepfeiler 502 mit einer Dicke verwendet werden, die im Vergleich zu Strebepfeilern, die im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, reduziert ist.
Die in den Zeichnungen gezeigten vorsprungartigen Verbindungskomponenten sind für die Arten von Verbindungskomponenten, die in dem elektrischen Verbindungssystem der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, beispielhaft. Andere vorsprungartige Verbindungskomponenten werden in Betracht gezogen.

Die aufnahmeartige Verbindungskomponente

Die aufnahmeartige elektrische Verbindungskomponente, die gemäß der vorliegenden Erfindung in Gruppen angeordnet werden kann, enthält mehrere an einen isolierenden Substrat befestigte elektrisch leitfähige Träger. Die aufnahmeartige elektrische Verbindungskomponente ist so ausgelegt, daß sie in einem Raum zwischen den leitfähigen Trägern eine vorsprungartige elektrische Verbindungskomponente aufnehmen kann. Durch das Substrat werden die leitfähigen Träger voneinander isoliert, so daß auf jedem Träger ein anderes elektrisches Signal übertragen werden kann.
Figur 14 stellt einen Teil einer aufnahmeartigen Verbindungskomponente 900 dar. Die aufnahmeartige Komponente 900 umfaßt mehrere elektrisch leitfähige, flexible Träger 901, die an einem (in Figur 14 nicht gezeigten) elektrisch isolierenden Substrat befestigt sind. Bei dem Material des Substrats handelt es sich vorzugsweise um ein Isoliermaterial, das beim Formen nicht schrumpft (beispielsweise ein Flüssigkristall polymer wie Vectra, eine Handelsmarke von Hoechst Celanese). Teile der leitfähigen Träger 901 krümmen sich voneinander weg, um im Raum zwischen den leitfähigen Trägern die vorsprungartige Verbindungskomponente aufzunehmen.
Jeder leitfähige Träger 901 kann aus dem gleichen zur Herstellung der leitfähigen Stifte 501 der vorsprungartigen elektrischen Verbindungskomponente verwendeten Materialien ausgebildet sein. Beispielsweise kann jeder leitfähige Träger 901 aus Berylliumkupfer, Phosphorbronze, Messing oder einer Kupferlegierung ausgebildet und an einem ausgewählten Teil des leitfähigen Trägers, der bei Aufnahme der vorsprungartigen Verbindungskomponente in der aufnahmeartigen Verbindungskomponente 900 einen leitfähigen Stift der vorsprungartigen Verbindungskomponente kontaktiert, mit Zinn, Gold oder Palladium plattiert sein.
Ein Beispiel für einen leitfähigen Träger 901, der bei dem elektrischen Verbindungssystem der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, wird in Figur 15 gezeigt. Unter Bezugnahme auf Figur 15 weist jeder leitfähige Träger 901 der vorliegenden Erfindung drei Abschnitte auf: einen Kontaktteil 902; einen Stabilisierungsteil 903; und einen Basisteil 904.
Der Kontaktteil 902 jedes leitfähigen Trägers 901 kontaktiert einen leitfähigen Stift der vorsprungartigen Verbindungskomponente, wenn die vorsprungartige Verbindungskomponente in der aufnahmeartigen Verbindungskomponente aufgenommen wird. Der Kontaktteil 902 jedes leitfähigen Trägers weist einen Anschlußteil 905 und einen Einführungsteil 906 auf. Der Anschlußteil 905 ist derjenige Teil des leitfähigen Teils 902, der bei Zusammenstecken der vorsprungartigen und der aufnahmeartigen Verbindungskomponente einen leitfähigen Stift kontaktiert. Der Einführungsteil 906 umfaßt eine geneigte Fläche, die beim Zusammenstecken während der Kontaktierung der Spitze des Strebepfeilers der vorsprungartigen Verbindungskomponente (oder, wenn kein Strebepfeiler verwendet wird, bei Kontaktierung einer oder mehrerer Stifte der vorsprungartigen Verbindungskomponente) die Trennung der leitfähigen Träger einleitet.
Der Stabilisierungsteil 903 ist an dem den leitfähigen Träger 901 stützenden Substrat befestigt. Durch den Stabilisierungsteil 903 jedes leitfähigen Trägers wird dieser Träger daran gehindert, während der Handhabung, beim Zusammenstecken und bei der Herstellung verdreht oder verdrängt zu werden. Der Stabilisierungsteil 903 weist eine Abmessung auf, die den Träger im Substrat verriegelt, während sie gleichzeitig das Vorliegen eines angemessenen Teils des isolierenden Substrats zwischen benachbarten leitfähigen Trägern gestattet.
Der Basisteil 904 ist dem Basisteil 509 des oben im Zusammenhang mit der vorsprungartigen Verbindungskomponente 500 beschriebenen leitfähigen Stifts 501 sehr ähnlich. Der Basisteil 904 ist, wie der Basisteil 509, mit einer Anschlußvorrichtung (z.B. einem Halbleiterchip, einer Leiterplatte, einem Draht oder einem runden, flachen oder flexiblen Kabel), die das elektrische Verbindungssystem als Anschluß verwendet, verbunden.
So wie bei dem Basisteil 509 hängt die Auslegung des Basisteils 904 von der Art von Vorrichtung ab, an die er angeschlossen ist. Mögliche Auslegungen des Basisteils 904 sind die gleichen wie die oben im Zusammenhang mit dem Basisteil 509 erörterten Auslegungen. Figuren 16(a) und 16(b) zeigen beispielsweise die Auslegung des Basisteils 904, die bei Anschluß an ein rundes Kabel oder einen runden Draht 905a verwendet wird. Insbesondere Figur 16(b) zeigt die aufnahmeartige Komponente 900 vor dem Zusammenstecken mit der vorsprungartigen Komponente 500, wobei leitfähige Träger 901 an einem isolierenden Substrat 906 befestigt sind, und den Basisteil 904 jedes Trägers, der so positioniert ist, daß er an einen runden Draht oder ein rundes Kabel 905a angeschlossen werden kann.
Wenn das Substrat der aufnahmeartigen Verbindungskomponente bezüglich der Anschlußvorrichtung, an die der Basisteil 904 angeschlossen wird, im rechten Winkel angeordnet ist, wird der Basisteil 904, wie der Basisteil 509, im rechten Winkel gebogen. Der Kontaktteil und Basisteil jedes leitfähigen Trägers können bezüglich des Stabilisierungsteils ausgerichtet oder versetzt sein, um Vorteile zu schaffen, die unten ausführlich erläutert werden.
Figur 17 zeigt die aufnahmeartige Verbindungskomponente 900 im zusammengesetzten Zustand. Beim Zusammenstecken der vorsprungartigen und der aufnahmeartigen Verbindungskomponente biegen bzw. spreizen sich die Kontaktteile 902 der leitfähigen Träger auseinander, um die vorsprungartige Verbindungskomponente im Raum zwischen den Kontaktteilen der leitfähigen Träger aufzunehmen.
Figur 18 stellt eine alternative Ausführungsform der aufnahmeartigen Verbindungskomponente 900 dar. Wie bei der Ausführungsform von Figur 17 weist die aufnahmeartige Verbindungskomponente 900 mehrere elektrisch leitfähige, flexible Träger auf. Bei der Ausführungsform von Figur 18 allerdings ist der Kontaktteil 902 für zwei der Träger länger als der Kontaktteil für die anderen zwei Träger.
Es versteht sich, daß die Auslegung der aufnahmeartigen Komponente von der Auslegung der vorsprungartigen Verbindungskomponente abhängt und umgekehrt. Wenn beispielsweise die vorsprungartige Verbindungskomponente einen von leitfähigen Stiften umgebenen kreuzförmigen Strebepfeiler umfaßt, muß die aufnahmeartige Komponente so ausgelegt sein, daß sie diese Art von vorsprungartiger Verbindungskomponente aufnehmen kann.

Zusammenstecken der Verbindungskomponenten

Figur 19 zeigt eine innerhalb der leitfähigen Träger einer aufnahmeartigen Verbindungskomponente 900 aufgenommene vorsprungartige Verbindungskomponente 500. Wenn die vorsprungartige Verbindungskomponente innerhalb der aufnahmeartigen Verbindungskomponente auf diese Weise aufgenommen ist, so werden diese Verbindungskomponenten als zusammengesteckt bezeichnet.
Die in Figur 19 gezeigte zusammengesteckte Position wird erreicht, indem die vorsprungartige Verbindungskomponente 500 und die aufnahmeartige Verbindungskomponente 900 in Richtung des in Figur 19 gezeigten Pfeils I aufeinanderzu bewegt werden. In der zusammengesteckten Position übt der Kontaktteil jedes leitfähigen Trägers in einer Richtung in der Ebene N eine Normalkraft gegen einen Kontaktteil eines entsprechenden der leitfähigen Stifte aus. In Figur 19 ist Pfeil I senkrecht zur Ebene N.
Nun wird unter Bezugnahme auf Figuren 5(a), 14, 15, 19 und 20 der Vorgang des Zusammensteckens der vorsprungartigen Verbindungskomponente 500 mit der aufnahmeartigen Verbindungskomponente 900 erörtert. Figuren 5(a) und 14 zeigen den Zustand der vorsprungartigen Verbindungskomponente 500 und der aufnahmeartigen Verbindungskomponente 900 vor dem Zusammenstecken. Wie aus Figur 14 ersichtlich, sind die Kontaktteile 902 der Träger der aufnahmeartigen Verbindungskomponente vor dem Zusammenstecken mit der vorsprungartigen Verbindungskomponente zusammengedrängt.
Als nächstes werden die vorsprungartige und die aufnahmeartige Verbindungskomponente in Richtung des in Figur 19 gezeigten Pfeils I auf einanderzu bewegt. Die Einführungsteile 906 (Figur 15) jedes leitfähigen Tägers 901 kontaktieren schließlich die Spitze des Strebepfeilers 502 (bei Verwendung). Bei weiterer Relativbewegung der Verbindungskomponenten aufeinanderzu bewirkt die geneigte Auslegung der Spitze, daß die Kontaktteile 902 der leitfähigen Träger sich auseinanderzuspreizen beginnen. Weiteres Spreizen der Kontaktteile 902 tritt bei weiterer Relativbewegung zwischen den Verbindungskomponenten aufgrund der geneigten oberen Flächen der leitfähigen Stifte 501 der aufnahmeartigen Komponente auf. Diese Spreizen führt dazu, daß die leitfähigen Träger 901 eine Normalkraft gegen die leitfähigen Stifte 501 in der voll zusammengesteckten Position ausüben (Figuren 19 und 20), wodurch zwischen den Trägern und Stiften ein zuverlässiger elektrischer Kontakt sichergestellt wird. In Figur 20 wird mit Hilfe durchgezogener Linien der Zustand der leitfähigen Träger in der zusammengesteckten Position gezeigt, während die gestrichelte Linie einen der leitfähigen Träger in seinem Zustand vor dem Zusammenstecken zeigt. Es versteht sich, daß, wenn kein Strebepfeiler verwendet wird, das anfängliche Spreizen der Kontaktteile 902 von einem oder mehreren Stiften 501 der vorsprungartigen Verbindungskomponente und nicht von der Spitze eines Strebepfeilers bewirkt wird. Die Abmessungen F, G, H, I, J, K, L und M von Figur 20 können beispielsweise bei mindestens 0,4 mm, 0,5 mm, 0,5 mm, 0,5 mm, 1,5 mm, 0,35 mm, 2,0 mm bzw. 1,0 mm liegen.
Die zum Stecken der vorsprungartigen Verbindungskomponente 500 in die aufnahmeartige Verbindungskomponente 900 erforderliche Steckkraft ist an dem Punkt am höchsten, der dem anfänglichen Spreizen der leitfähigen Träger 901 entspricht. Die zum Zusammenstecken der vorsprungartigen und der aufnahmeartigen Verbindungskomponente erforderliche Steckkraft kann reduziert werden (und ein programmiertes Zusammenstecken, wobei eine oder mehrere Verbindungen vor einer oder mehreren anderen Verbindungen fertiggestellt werden, kann vorgesehen werden), und zwar unter Einsatz einer vorsprungartigen Verbindungskomponente mit leitfähigen Stiften unterschiedlicher Höhe. Ein Beispiel für eine derartige vorsprungartige Verbindungskomponente wird in Figur 21 gezeigt.
Wie in Figur 21 zu sehen, können leitfähige Stifte 501 so angeordnet werden, daß ein Paar entgegengesetzter Stifte eine erste Höhe und das andere Paar entgegengesetzter Stifte eine zweite Höhe aufweist. Die Auslegung von Figur 21 unterteilt im Grunde den Spitzenwert der anfänglichen Steckkraft in getrennte Anteile, die zu verschiedenen Zeiten auftreten, so daß die erforderliche Steckkraft beim Durchführen des Zusammensteckvorgangs über die Zeit ansteigend verteilt ist.
Figur 22 stellt eine weitere Möglichkeit dar, wie die erforderliche Steckkraft beim Zusammenstecken über die Zeit verteilt werden kann (und wobei programmiertes Zusammenstecken vorgesehen werden kann). Unter Bezugnahme auf Figur 22 können unterschiedliche Reihen von vorsprungartigen Verbindungskomponenten 500 unterschiedliche Höhen aufweisen, so daß das Zusammenstecken für verschiedene Reihen der Verbindungskomponenten zu unterschiedlichen Zeitpunkten eingeleitet wird. Die Reihen können beispielsweise abwechselnd hoch und tief sein, oder die Höhe der Reihen kann mit jeder Reihe ansteigen. Außerdem können die Komponenten innerhalb einer gegebenen Reihe unterschiedliche Höhen aufweisen. Die Ausführungsformen von Figuren 21 und 22 können außerdem kombiniert werden, um eine Ausführungsform zu erhalten, bei der verschiedene Reihen von Verbindungskomponenten unterschiedliche Höhe aufweisen und auch die leitfähigen Stifte jeder Verbindungskomponente innerhalb der verschiedenen Reihen unterschiedliche Höhen aufweisen. Außerdem können die leitfähigen Träger 901 oder die Kontaktteile 902 jeder aufnahmeartigen Verbindungskomponente wie in Figur 17 unterschiedliche Längen aufweisen, um auf ähnliche Weise die Steckkraft zu reduzieren oder programmiertes Zusammenstecken vorzusehen.
Die Steckkraft kann bei Einsatz einer steckkraftlosen aufnahmeartigen Verbindungskomponente im wesentlichen vollständig ausgeschaltet werden. Figuren 23(a) und 23(b) (die hier zusammen als Figur 23 bezeichnet werden) zeigen eine erste Art von steckkraftloser Komponente 700, während Figuren 24(a) und 24(b) (die hier gemeinsam als Figur 24 bezeichnet werden) eine zweite Art von steckkraftloser Komponente 800 zeigen.
Unter Bezugnahme auf Figur 23 weist eine steckkraftlose Verbindungskomponente 700 mehrere (z.B. vier) leitfähige Träger 701 auf, die von einem isolierenden Substrat 702 getragen werden. Die Verbindungskomponente 700 weist außerdem ein bewegliches Substrat 703 und ein an dem beweglichen Substrat befestigtes knolliges Glied 704 auf. Das bewegliche Substrat kann von Hand oder maschinell betätigt werden. Das knollige Glied kann aber auch durch ein gerades Glied ohne Knollen ersetzt werden.
Figur 23(a) zeigt den Anfangszustand der Verbindungskomponente 700. Vor dem Zusammenstecken der Verbindungskomponente 700 mit einer vorsprungartigen Verbindungskomponente wird das bewegliche Substrat 703, wie in Figur 23(b) gezeigt, nach oben bewegt, wodurch das knollige Glied 704 die leitfähigen Träger 701 auseinanderspreizt. Durch das Spreizen der leitfähigen Träger 701 vor dem Zusammenstecken wird die üblicherweise mit dem Einstecken der vorsprungartigen Verbindungskomponente verbundene Steckkraft im wesentlichen ausgeschaltet. Als Reaktion auf das Einstecken der vorsprungartigen Verbindungskomponente oder durch eine getrennte mechanische Vorrichtung, wie zum Beispiel einen Nocken, gesteuert bewegt sich das knollige Glied 704 in seine Ausgangsposition zurück, wodurch die Träger der aufnahmeartigen Verbindungskomponente freigegeben werden.
Unter Bezugnahme auf Figur 24 umfaßt eine steckkraftlose Verbindungskomponente 800 mehrere (z.B. vier) leitfähige Träger 801, die von einem isolierenden Substrat 802 getragen werden. Die Verbindungskomponente 800 weist weiterhin ein bewegliches Substrat 803 und ein an dem beweglichen Substrat befestigtes knolliges Glied 804 auf. Das bewegliche Substrat kann von Hand oder maschinell betätigt werden. Das knollige Glied kann aber auch durch ein gerades Glied ohne Knollen ersetzt werden.
Die steckkraftlose Verbindungskomponente von Figur 24 ist im wesentlichen die gleiche wie die in Figur 23 gezeigte Komponente, mit der Ausnahme, daß sich das bewegliche Substrat unterhalb des festen Substrats befindet und das feste Substrat eine Öffnung enthält, die eine Bewegung des knolligen Glieds innerhalb dieses Substrats gestattet.
Figur 24(a) zeigt den Anfangszustand der Verbindungskomponente 800. Vor dem Zusammenstecken der Verbindungskomponente 800 mit einer vorsprungartigen Verbindungskomponente wird der bewegliche Block 803, wie in Figur 24(b) gezeigt, nach oben bewegt, wodurch das Glied 804 die leitfähigen Träger 801 auseinanderspreizt. Durch das Spreizen der leitfähigen Träger 801 vor dem Zusammenstecken wird die üblicherweise mit dem Einstecken der vorsprungartigen Verbindungskomponente verbundene Steckkraft im wesentlichen ausgeschaltet. Als Reaktion auf das Einstecken der vorsprungartigen Verbindungskomponente oder durch eine getrennte mechanische Vorrichtung, wie zum Beispiel einen Nocken, gesteuert bewegt sich das knollige Glied 804 in seine Ausgangsposition zurück, wodurch die Träger der aufnahmeartigen Verbindungskomponente freigegeben werden.
Figuren 25(a) und 25(b) (die hier zusammen als "Figur 25" bezeichnet werden) zeigen eine dritte Art von steckkraftlosem Verbindungssystem 1000 gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dem System von Figur 25 weist die vorsprungartige Verbindungskomponente 500 mehrere (z.B. drei) an einem isolierenden Substrat 503 befestigte leitfähige Stifte 501 auf, und die aufnahmeartige Komponente 900 weist mehrere (z.B. drei) an einem anderen isolierenden Substrat 906 befestigte leitfähige Stifte 901 auf. Der linke Stift 501 in Figuren 25(a) und 25(b) ist von einer vorsprungartigen Verbindungskomponente, bei der es sich nicht um die vorsprungartige Verbindungskomponente handelt, die zu den in Figuren 25(a) und 25(b) gezeigten übrigen Stiften gehört. Analog dazu ist der linke Träger 901 in Figuren 25(a) und 25(b) von einer aufnahmeartigen Verbindungskomponente, bei der es sich nicht um die aufnahmeartige Verbindungskomponente handelt, die zu den in Figuren 25(a) und 25(b) gezeigten übrigen Trägern gehört.
Figur 25(b) zeigt das Verbindungssystem während des Zusammensteckvorgangs, und Figur 25(a) zeigt das Verbindungssystem im zusammengesteckten Zustand. Das Zusammenstecken unter Einsatz des Systems von Figur 25 wird wie folgt durchgeführt. Zuerst werden Substrate 503 und 906 aufeinanderzu bewegt, bis der in Figur 25(b) gezeigte Zustand erreicht ist. Als nächstes werden die Substrate 503 und 906 (beispielsweise mit Hilfe eines Nockens oder einer anderen mechanischen Vorrichtung) solange parallel zueinander bewegt, bis die Kontaktteile der Stifte 501 und die Kontaktteile der Träger 901 sich kontaktieren oder zusammenstecken, wie in Figur 25(a) gezeigt. Den in Figur 25(b) gezeigten Zustand zu erzielen erfordert im wesentlichen keine Steckkraft, da die Stifte 501 und die Träger 901 einander erst dann kontaktieren, nachdem der in Figur 25(b) gezeigte Zustand erreicht ist.
Figuren 26(a) und 26(b) stellen das Einstecken der kreuzförmigen vorsprungartigen Verbindungskomponente von Figur 12 in eine entsprechende aufnahmeartige Verbindungskomponente 900 dar. Die aufnahmeartige Verbindungskomponente 900 von Figuren 26(a) und 26(b) weist beispielsweise zwölf leitfähige Träger 901 zum Zusammenstecken mit den leitfähigen Stiften der vorsprungartigen Verbindungskomponente auf. Figur 26(a) zeigt das Verbindungssystem vor dem Zusammenstecken (aber mit den Trägern 901 im offenen Zustand), und Figur 26(b) zeigt das Verbindungssystem im zusammengesteckten Zustand.
Figuren 27(a) und 27(b) stellen das Einstecken mindestens einer vorsprungartigen Verbindungskomponente 500 von Figur 13(a) in eine entsprechende aufnahmeartige Verbindungskomponente 900 dar. Jede aufnahmeartige Verbindungskomponente 900 von Figuren 27(a) und 27(b) weist zwei leitfähige Träger 901 zum Zusammenstecken mit den beiden leitfähigen Stiften der vorsprungartigen Verbindungskomponente auf. Figur 27(b) zeigt das Verbindungssystem, wobei die vorsprungartigen Verbindungskomponenten Seite an Seite angeordnet sind, und Figur 27(a) zeigt das Verbindungsystem, wobei die vorsprungartigen Verbindungskomponenten in einer diamantförmigen oder versetzten Auslegung angeordnet sind.

Die isolierenden Substrate

Die leitfähigen Stifte der vorsprungartigen Verbindungskomponente sind, wie oben erklärt, an einem isolierenden Substrat 503 befestigt. Auf gleiche Weise sind die leitfähigen Träger der aufnahmeartigen Komponente an einem isolierenden Substrat 906 befestigt.
Figuren 28(a) und 28(b) (die hier zusammen als "Figur 28" bezeichnet sind) zeigen ein isolierendes elektrisches Tragstück, das als Substrat 503 für die vorsprungartige Verbindungskomponente 500 funktioniert, und ein isolierendes elektrisches Tragstück, das als Substrat 906 für die aufnahmeartige Verbindungskomponente 900 funktioniert. Das Tragstück 503 in Figur 28(b) ist so angeordnet, daß unter Verwendung der Basisteile der vorsprungartigen Verbindungskomponente 500 eine rechtwinklige Verbindung hergestellt werden kann. Das Tragstück 906 in Figur 28(b) sowie die Tragstücke in Figur 28(a) sind zum Zweck gerader statt rechtwinkliger Verbindungen angeordnet.
Bei Einsatz zum Auflöten beispielsweise auf eine Leiterplatte sollte sich der Basisteil jedes Stifts und/oder Trägers, der aufgelötet wird, um etwa 0,3 mm über den sich am weitesten erstreckenden Teil des Substrats erstrecken. Dies gleicht Ungleichmäßigkeiten auf der Leiterplatte aus und macht das elektrische Verbindungssystem flexibler und anpassungsfähiger.
Die Verbinder von Figur 28 sind verpolsicher, so daß die Möglichkeit des umgekehrten Einsteckens ausgeschlossen ist. Verzahnung ist eine weitere Option, die zwischen zwei Verbindern mit der gleichen Anzahl von Kontakten differenzieren kann.

Die Verbindungsanordnung

Die vorliegenden Erfindung weist gegenüber elektrischen Verbindungssystemen nach dem Stand der Technik einen ausgesprochenen Vorteil auf, und zwar aufgrund der Tatsache, daß die Verbindungskomponenten der vorliegenden Erfindung in einer viel dichter gepackten verschachtelten Auslegung angeordnet sind als typische Stiftgitteranordnungen (PGAs = pin grid array) oder Steckleisten. Eine derartige Auslegung wird von elektrischen Verbindungssystemen nach dem Stand der Technik nicht in Betracht gezogen.
In Figur 29 wird eine Stiftgitteranordnung nach dem Stand der Technik gezeigt. Bei einer typischen Stiftgitteranordnung nach dem Stand der Technik sind auf einer Stützfläche mehrere Reihen von stiftartigen Verbindungskomponenten 101 positioniert. Alle Stifte 101 der Stiftgitteranordnung innerhalb einer gegebenen Reihe oder Spalte sind voneinander durch einen Abstand X getrennt. Bei der Stiftgitteranordnung von Figur 29 liegt der kleinstmögliche Abstand X bei etwa 2,5 mm. Wenn aber nur zwei Reihen von Stiften eingesetzt werden, kann der Abstand X bis auf 1,25 mm verringert werden.
Die vorliegende Erfindung kann viel höhere Packungsdichten bereitstellen. Anstatt zum Verbinden der jeweiligen einzelnen Buchsen ein Gitter oder Reihen von einzelnen Stiften zu verwenden, werden bei dem elektrischen Verbindungssystem der vorliegenden Erfindung mehrere Kontakte (z.B. leitfähige Stifte) zu Gruppen angeordnet und dann die Gruppen untereinander verschachtelt, damit jede Gruppe in einer entsprechenden aufnahmeartigen Verbindungskomponente aufgenommen werden kann. Während Verbindungssysteme nach dem Stand der Technik so funktionieren, daß sie einzelne Stifte mit einzelnen Buchsen verbinden, werden bei der vorliegenden Erfindung die Packungsdichte und Flexibilität gesteigert, indem ganze Gruppen von Stiften auf die effizienteste Weise mit einzelnen aufnahmeartigen Verbindungskomponenten verbunden werden.
Bei der vorliegenden Erfindung werden in einem isolierten Substrat 503 mehrere Gruppen von Löchern 513 ausgebildet (Figur 30). Beispielhafte Abmessungen für die Anordnung von Figur 30 sind eine Abmessung N von 3,0 mm und eine Abmessung O von 2,5 mm. Jede Gruppe 514 ist so ausgelegt, daß bei Anbringen leitfähiger Stifte in den Löchern alle Stifte dieser Gruppe in einer einzelnen aufnahmeartigen Verbindungskomponente (z.B. in Figur 14 gezeigten aufnahmeartigen Verbindungskomponenten) aufgenommen werden können. Die Stifte 501 jeder Gruppe sind weiterhin in einer derartigen Konfiguration angeordnet, daß jede Gruppe mit anderen Gruppen verzahnt oder verschachtelt sein kann. Die Stifte 501 jeder Gruppe 514 sind mit anderen Worten so angeordnet, daß Teile jeder Gruppe in Spalten und Reihen benachbarter Gruppen von Stiften überlappen, um die höchstmögliche Packungsdichte zu erzielen, wobei gleichzeitig ein angemessener Spielraum für die passenden Träger 901 der aufnahmeartigen Verbindungskomponenten gebildet wird. Es wird darauf hingewiesen, daß zwar jede Gruppe 514 von Figur 30 einen an einem zentralen Teil dieser Gruppe angeordneten Strebepfeiler 502 aufweisen kann, der entweder die Stifte 501 kontaktiert oder nicht kontaktiert, daß aber eine oder mehrere (z.B. alle) der Gruppen ohne Strebepfeiler sein können.
Wie in Figur 30 gezeigt, kann jede Gruppe 514 in Form eines Kreuzes ausgebildet sein. Es werden aber auch andere Formen in Betracht gezogen (wie sie sich aus den in Figuren 12, 13(a), 13(c) oder 25 dargestellten Komponenten ergeben würden, oder andere Formen, die sich leicht verschachteln lassen). Die Gruppierung der Stifte 501 in Form eines Kreuzes (wie in Figur 30) hilft, die Belastungen der Träger auszugleichen, damit die leitfähigen Träger 901 jeder aufnahmeartigen Verbindungskomponente nicht überbeansprucht werden. Die Verwendung von kreuzförmigen Gruppen führt weiterhin zu Vorteilen hinsichtlich Ausrichtung, die in Systemen nach dem Stand der Technik, wie zum Beispiel der Stiftgitteranordnung von Figur 29, nicht anzutreffen sind. Die kreuzförmigen Gruppen von Figur 30 beispielsweise sind jeweils zu Trägern 901 einer aufnahmeartigen Verbindungskomponente 900 ausgerichtet, wodurch die ganze Anordnung von Figur 30 auf ähnliche Weise ausgerichtet wird.
Das Verschachteln von Gruppen (z.B. kreuzförmigen Gruppen) von Löchern oder Stiften gestattet ausreichend Spielraum zwischen den Stiften zur Aufnahme in den aufnahmeartigen Verbindungskomponenten, verringert aber gleichzeitig den Raum zwischen den Stiften auf ein Minimum. Bei keinem dem Erfinder bekannten System nach dem Stand der Technik wird Platz auf diese Weise ausgenutzt. Wie oben erwähnt, steht die Einbeziehung eines Strebepfeilers zwischen den Stiften 501 jeder Gruppe 514 frei. Bei Abwesenheit eines Strebepfeilers kann jede Gruppe von Stiften 501 aufgrund der geneigten oberen Flächen der Stifte entsprechende leitfähige Träger der aufnahmeartigen Verbindungskomponente beim Zusammenstecken auseinanderspreizen.
Es wird darauf hingewiesen, daß durch die verschachtelte Auslegung (ein Beispiel dafür ist in Figur 30 gezeigt) die Notwendigkeit entfällt, isolierende Wände zwischen den Stiften 501 vorzusehen, obwohl derartige isolierende Wände, falls erwünscht, zum Einsatz kommen können. Weiterhin können durch Anordnen der Stifte 501 zu Gruppen (z.B. die kreuzförmigen Gruppen 514 von Figur 30) die Basisteile der vorsprungartigen und der aufnahmeartigen Verbindungskomponente für jede Gruppe so angeordnet werden, daß das Layout und die Führung der Leiterbahnen der zu verbindenden Anschlußvorrichtungen (z.B. Leiterplatten) verbessert werden können.
Die Packungsdichte der Verbindunganordnung von Figur 30 hängt von der Auslegung der Stifte und Träger, dem Abstand zwischen Strebepfeilern und der Größe der verwendeten Strebepfeiler ab. Wie zuvor erläutert, kann der Querschnitt jedes Strebepfeilers 0,9 mm mal 0,9 mm, 0,5 mm mal 0,5 mm oder ein anderes Maß betragen. Eine Anordnung, bei der jeder Strebepfeiler 0,5 mm mal 0,5 mm groß ist, wird in Figur 31 gezeigt. Beispielhafte Abmessungen für P, Q, R, S und T für die Anordnung in Figur 31 können beispielsweise bei 0,5 mm (0,020 Zoll), 0,4 mm (0,016 Zoll), 0,45 mm, 0,65 mm und 0,45 mm liegen. Wenn kein Strebepfeiler eingesetzt wird, können sogar noch höhere Packungsdichten erzielt werden.
Die zuvor erörterten leitfähigen Stifte 501 passen in die Löcher 513 der in Figur 30 gezeigten Verbindungsanordnung und verbinden sich mit zuvor erörterten entsprechenden Trägern 901 einer aufnahmeartigen Verbindungskomponente. Die getrennten Kontakt-, Stabilisierungs- und Basisteile der leitfähigen Stifte und Träger maximieren insgesamt die Wirksamkeit der Verbindungsanordnung.
Wie beispielsweise in Figur 7 gezeigt, kann der Kontaktteil 507 jedes leitfähigen Stifts 501 in Richtung des Strebepfeilers versetzt sein. Wenn der Kontaktteil auf diese Weise versetzt wird, kann entweder ein kleinerer Strebepfeiler verwendet werden, oder der Strebepfeiler entfällt völlig. Die Packungsdichte der in Figur 30 gezeigten elektrischen Verbindungsanordnung wird bei Einsatz eines versetzten Stifts, wie er in Figur 7 gezeigt ist, entsprechend gesteigert.
Bei Verwendung eines Stiftes der versetzten Art (z.B. wie in Figur 7) kann auch der Kontaktteil des entsprechenden leitfähigen Trägers versetzt sein. Wie in Figur 32 gezeigt, ist der Kontaktteil 902 des leitfähigen Trägers 901 jedoch im allgemeinen von dem Strebepfeiler weg versetzt, um den Umfang der auf den leitfähigen Träger ausgeübten Belastung zu verringern und den verwendeten Platz auf ein Minimum zu reduzieren. Durch Einsatz des versetzten Stifts 501 von Figur 7 im Zusammenhang mit dem versetzten Träger 901 von Figur 32 können höhere Packungsdichten für die elektrische Verbindung erzielt werden.
Der Basisteil eines leitfähigen Stifts 501 oder leitfähigen Trägers 901 kann, wie der Kontaktteil, zu seinem entsprechenden Stabilisierungsteil ausgerichtet oder davon versetzt sein. Figur 33(a) zeigt einen leitfähigen Stift 501, dessen Basisteil 509 um die mittlere Achse des Stabilisierungsteils ausgerichtet ist, während Figur 33(b) einen leitfähigen Stift 501 zeigt, dessen Basisteil 509 von seinem Stabilisierungsteil versetzt ist. Die Ausrichtung und der Versatz, die in Figuren 33(a) bzw. 33(b) gezeigt sind, lassen sich gleichermaßen für jeden leitfähigen Träger 901 anwenden. Beispielhafte Abmessungen U, V, W, X und Y für die Stifte in Figuren 33(a) und 33(b) liegen jeweils bei beispielsweise 3,5 mm, 0,4 mm, 1,7 mm, 0,2 mm und 0,2 mm.
Die Auslegung von Figur 33(a) beispielsweise kommt zum Einsatz, wenn das Substrat 503 senkrecht bezüglich der Vorrichtung angeordnet ist, an die der Basisteil 509 angeschlossen ist. Die Auslegung von Figur 33(b) andererseits kann zum Einsatz kommen, wenn zwischen einem Basisteil und der Anschlußvorrichtung eine gerade Verbindung hergestellt wird und auf der Anschlußvorrichtung wenig Raum vorliegt, um eine Verbindung mit der Basis herzustellen. Es wird darauf hingewiesen, daß der Basisteil eines Stifts bezüglich seines entsprechenden Stabilisierungsteils ausgerichtet oder versetzt sein kann, um in ein üblicherweise einem Träger zugeordnetes Basisanschlußmuster zu passen, oder der Basisteil eines Trägers kann bezüglich seines entsprechenden Stabilisierungsteils ausgerichtet oder versetzt sein, um in ein üblicherweise einem Stift zugeordnetes Basisanschlußmuster zu passen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Verwendung eines Stifts 501 und/oder Trägers 901 mit getrenntem Kontakt-, Stabilisierungs- und Basisteil, und derartige Teile anders als oben erörtert auszulegen wird in Erwägung gezogen. So kann beispielsweise zur Erleichterung der Herstellung der Kontaktteil eines Stifts oder Trägers die gleiche Größe aufweisen wie der Stabilisierungsteil dieses Stifts oder Trägers, wie in Figur 8, oder zur Steigerung der Packungsdichte des Verbindungssystems kann der Kontaktteil kleiner (d.h. schmaler) sein als der Stabilisierungsteil, wie in Figur 6.
Wenn der Kontaktteil schmaler ausgelegt ist als sein entsprechender Stabilisierungsteil, kann das Loch (z.B. Loch 513 von Figur 30), in dem der Stift oder Träger befestigt wird, so ausgelegt sein, daß die Breite oder der Durchmesser in unterschiedlichen Höhen unterschiedlich sind. So können beispielsweise die Breite oder der Durchmesser in der Nähe des Teils des Lochs, durch das der Kontaktteil vorragt, enger sein als die Breite oder der Durchmesser auf der anderen Seite des Substrats, durch das der Basisteil ragt. Bei dieser Art von Auslegung wird der Stift oder der Träger mit dem Kontaktteil voran in das Loch eingesetzt und dann weiter in das Loch geschoben, bis die Schulter des Stabilisierungsteils an dem Abschnitt des Lochs mit der geringeren Breite oder dem geringeren Durchmesser anstößt. Durch Auslegung des Lochs auf diese Art kann ein zu weites Einstecken verhindert werden (d.h. Einstecken des Stifts oder des Trägers in dem Ausmaß, daß sich der Stabilisierungsteil durch das Loch erstreckt).
Der Basisteil jedes Stifts oder Trägers kann, wie der Kontaktteil, die gleiche Große wie der Stabilisierungsteil dieses Stifts oder Trägers aufweisen, oder der Basisteil kann kleiner (d.h. schmaler) als der Stabilisierungsteil sein, damit er an Anschlußvorrichtungen mit hoher Packungsdichte angeschlossen werden kann und/oder Flexibilität hinsichtlich Schaltungsentwurf und Leitungsführung liefert. Wenn der Basisteil schmaler ausgelegt ist als sein entsprechender Stabilisierungsteil, kann das Loch (z.B. Loch 513 von Figur 30), in dem der Stift oder Träger befestigt wird, so ausgelegt sein, daß die Breite oder der Durchmesser in unterschiedlichen Höhen unterschiedlich sind. So können beispielsweise die Breite oder der Durchmesser in der Nähe des Teils des Lochs, durch das der Basisteil vorragt, enger sein als die Breite oder der Durchmesser auf der anderen Seite des Substrats, durch das der Kontaktteil ragt. Bei dieser Art von Auslegung wird der Stift oder der Träger mit dem Basisteil voran in das Loch eingesetzt und dann weiter in das Loch geschoben, bis die Schulter des Stabilisierungsteils an dem Abschnitt des Lochs mit der geringeren Breite oder dem geringeren Durchmesser anstößt. Durch Auslegung des Lochs auf diese Art kann ein zu weites Einstecken verhindert werden (d.h. Einstecken des Stifts oder des Trägers in dem Ausmaß, daß sich der Stabilisierungsteil durch das Loch erstreckt).
Es wird darauf hingewiesen, daß, wenn der Kontaktteil eines Stifts oder Trägers vom Stabilisierungsteil versetzt ist (z.B. wie in Figur 7 gezeigt), der Stift oder Träger mit dem Basisteil voran in das entsprechende Loch gesteckt werden muß. Analog dazu, wenn der Basisteil eines Stifts oder Trägers vom Stabilisierungsteil versetzt ist, muß der Stift oder Träger mit dem Kontaktteil voran in das entsprechende Loch gesteckt werden.
Der Basisteil jedes Stifts oder Trägers kann gemäß vielen unterschiedlichen Auslegungen angeordnet sein. Beispielsweise kann der Basisteil mit seiner mittleren Achse zur mittleren Achse des Stabilisierungsteils ausgerichtet sein, wie in Figur 33(a). Alternativ dazu kann der Basisteil vom Stabilisierungsteil derart versetzt sein, daß eine Seite des Basisteils mit einer Seite des Stabilisierungsteils coplanar ist, wie in Figur 33(b) gezeigt.
Der Basisteil jedes Stifts oder Trägers kann aber auch an verschiedenen Teilen des Stabilisierungsteils angebracht sein; der Basisteil kann beispielsweise an der Mitte, einer Ecke oder Seite eines Stabilisierungsteils angebracht sein, um Flexibilität hinsichtlich der Führung der Leiterbahnen und des Schaltungsentwurfs und eine gesteigerte Packungsdichte der Anschlußvorrichtung gestatten.
Weitere Abwandlungen des Basisteils jedes Stifts oder Trägers werden in Betracht gezogen. Innerhalb einer gegebenen vorsprungartigen oder aufnahmeartigen Verbindungskomponente können die Basisteile dieser Komponente so ausgelegt sein, daß sie aufeinander zu oder voneinander weg gerichtet sind, oder gewisse Basisteile können aufeinander zu gerichtet sein, während andere der Basisteile voneinander weg gerichtet sind. Ebenfalls können die Basisteile einer gegebenen Verbindungskomponente so angeordnet sein, daß jeder Basisteil zu dem Basisteil unmittelbar links davon gerichtet ist, oder so, daß jeder Basisteil zum Basisteil unmittelbar rechts davon gerichtet ist.
Es könnte auch ein nachgeordneter Formpreßvorgang verwendet werden, um die Basisteile einer oder mehrerer Verbindungskomponenten zusammenzufügen. Bei dieser Art von Auslegung könnte unmittelbar oberhalb des Punktes, an dem die Basisteile mit der Anschlußvorrichtung verbunden sind, ein isolierendes Joch oder Substrat um die Basisteile herum ausgebildet sein, um die Basisteile an Ort und Stelle zu halten, die Ausrichtung zu unterstützen und während des Versandes die Basisteile zu schützen.
Zusätzlich können Teile der Basisteile der Stifte und/oder Träger gezielt mit einem Isoliermaterial bedeckt werden, um Kurzschlüsse zu verhindern und engere Platzierung der Basisteile zueinander (z.B. die Platzierung der Basisteile aneinander) zu gestatten. Diese Art von gezielter Isolierung läßt sich insbesondere auf rechtwinklige Verbindungen, wie sie in Figur 11(a) gezeigt sind, anwenden. Unter Bezugnahme auf Figur 11(b) gestattet eine derartige gezielte Isolierung der Basisteile, alle Basisteile innerhalb jeder Komponente enger aneinander zu platzieren. Alternativ dazu können mit Hilfe einer derartigen selektiven Isolierung auch lediglich die Basisteile innerhalb jeder Komponente, die in der gleichen Reihe liegen (z.B. Reihen C, D und E von Figur 11(b)) enger zueinander platziert werden. Obwohl diese gezielte Isolierung der Basisteile dabei hilft, Kurzschlüsse zu verhindern, wenn auf diese Weise näher aneinander platziert wird, können derartige nähere Platzierungen auch bei Abwesenheit der gezielten Isolierung durchgeführt werden.
Wie aus der vorausgegangenen Beschreibung ersichtlich, werden durch den Einsatz von Stiften und Trägern mit getrennten Kontakt-, Stabilisierungs- und Basisteilen die Tauglichkeit und die Leistungsfähigkeit der Verbindungsanordnung der vorliegenden Erfindung maximiert. Weiterhin gestattet der gezielte Aufbau der leitfähigen Stifte und Träger beim Schaltungsentwurf und bei der Signalführung eine Flexibilität, die bei Einsatz bestehender Verbindungssysteme nicht möglich ist.

Herstellung

Die leitfähigen Stifte der vorsprungartigen Verbindungskomponente und die leitfähigen Träger der aufnahmeartigen Verbindungskomponente können aus Streifen oder aus gezogenem Draht ausgestanzt sein und sind so ausgelegt, daß sichergestellt ist, daß die Kontakt- und Anschlußteile gemäß obiger Beschreibung der Stifte und Träger in die richtige Richtung weisen. Beide Verfahren gestatten gezieltes Plattieren und automatisches Einstecken. Die Basisteile bei den rechtwinkligen Ausführungsformen stehen vom Mittelpunkt des Stabilisierungsabschnitts vor, wodurch eine einzige Stift-Stanzform mit unterschiedlichen Schwanzstücklängen Kontakte für alle Seiten und Höhen des elektrischen Verbindungssystems der vorliegenden Erfindung liefern kann. Um eine maximale Packungsdichte zu erreichen, können die Basisteile aber auch von der Mitte des Stabilisierungsteils weg bewegt werden, um eine maximale Packungsdichte zu gestatten und gleichzeitig Interferenz zwischen benachbarten Basisteilen zu vermeiden.
Die gestanzten Kontakte können entweder lose oder auf einem Streifen vorliegen, da sich die asymmetrische Form für eine gleichmäßige Ausrichtung in einem automatisierten Bestückungsgerät eignet. Die Streifen können entweder zwischen stabilisierenden Bereichen vorliegen oder Teil einer Bandoliere bilden, die einzelne Kontakte hält. Die Schwanzstücke mit unterschiedlichen Längen an den rechtwinkligen Versionen helfen bei der Ausrichtung und bei der Schwingschalenzufuhr während der automatisierten Bestückung. Die vorliegenden Erfindung ist sowohl mit Stitchbestückungsgeräten als auch Bestückungsgeräten mit simultaner Einführung kompatibel. Die isolierenden Verbinderkörper und der isolierende Einbau sind entworfen worden, um das automatische und robotermäßige Einstecken auf Leiterplatten oder den Anschluß einer Ader an einen Verbinder zu erleichtern.

Schlußfolgerung

Die vorliegende Erfindung liefert ein elektrisches Verbindungssystem, das eine höhere Packungsdichte aufweist und schneller, preiswerter und effizienter ist als bestehende elektrische Verbindungssysteme mit hoher Packungsdichte. Die vorliegenden Erfindung kann dementsprechend mit dem gegenwärtig in der Halbleiter- und Rechnertechnologie stattfindenden Fortschritt schritthalten.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, daß an dem offenbarten elektrischen Verbindungssystem verschiedene Modifikationen und Abänderungen vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Bei Betrachtung der Patentschrift und der hier offenbarten Ausübung der Erfindung werden dem Fachmann andere Ausführungsformen der Erfindung offensichtlich. Die Patentschrift und die Beispiele sollen lediglich beispielhafter Natur sein, wobei die Erfindung durch die folgenden Ansprüche ausgewiesen wird.

Claims

1. Elektrisches Verbindungssystem, das folgendes umfaßt: ein erstes isolierendes Stützelement (503), ein zweites isolierendes Stützelement (906), eine erste Mehrzahl von Kontakten (501) und eine zweite Mehrzahl von Kontakten (901),

wobei die erste Mehrzahl von Kontakten eine erste Anordnung aus Gruppen mehrfacher elektrisch leitfähiger Kontakte (501), in Reihen angeordnet und an dem ersten Stützelement (503) angebracht, umfaßt,

wobei die zweite Mehrzahl von Kontakten eine zweite Anordnung aus Gruppen mehrfacher elektrisch leitfähiger Kontakte (901), in Reihen angeordnet und an dem zweiten Stützelement (906) angebracht, umfaßt, wobei jede Gruppe von Kontakten (501) aus der ersten Anordnung in einer entsprechenden einzelnen der Gruppen von Kontakten (901) aus der zweiten Anordnung aufgenommen wird, wenn die erste und die zweite Anordnung zusammengesteckt werden, wobei eine Kontaktfläche jedes Kontakts (501) der ersten Anordnung mit einer Kontaktfläche eines entsprechenden Kontakts (901) der zweiten Anordnung in Kontakt steht, wenn die erste und die zweite Anordnung zusammengesteckt werden,

wobei das elektrische Verbindungssystem durch folgendes gekennzeichnet ist:

daß die erste Anordnung aus Gruppen von mehrfachen elektrisch leitfähigen Kontakten (501) in Reihen an dem ersten Stützelement (503) angeordnet ist, die Gruppen von benachbarten Reihen der ersten Anordnung gestaffelt sind und jede Gruppe der ersten Anordnung in mindestens eine benachbarte Reihe aus den Gruppen der ersten Anordnung überlappt, und

daß die zweite Anordnung aus Gruppen mehrfacher elektrisch leitfähiger Kontakte (901) in Reihen angeordnet ist und an dem zweiten Stützelement (906) angebracht ist, die Gruppen von benachbarten Reihen der zweiten Anordnung gestaffelt sind und jede Gruppe der zweiten Anordnung in mindestens eine benachbarte Reihe aus den Gruppen der zweiten Anordnung überlappt.

2. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Gruppen der ersten Anordnung so ausgelegt sind, daß jede Gruppe der ersten Anordnung in mindestens eine einer benachbarten Spalte der Gruppen der ersten Anordnung überlappt, und

die Gruppen der zweiten Anordnung so ausgelegt sind, daß jede Gruppe der zweiten Anordnung in mindestens eine einer benachbarten Spalte der Gruppen der zweiten Anordnung überlappt.

3. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 2, bei dem die Kontakte (501, 901) jeder Gruppe die Form eines Kreuzes bilden.

4. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 2, bei dem die Kontakte (501) von verschiedenen der Gruppen aus der ersten Anordnung unterschiedliche Höhen aufweisen.

5. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 2, bei dem die Kontakte (901) von verschiedenen der Gruppen aus der zweiten Anordnung unterschiedliche Höhen aufweisen.

6. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 2, bei dem jede der Gruppen von Kontakten (501) aus der ersten Anordnung einen zwischen den Kontakten (501) dieser Gruppe positionierten isolierenden Strebepfeiler (502) enthält.

7. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 2, das weiterhin Ausrichtmittel (501, 502) zum Ausrichten jeder Gruppe von Kontakten (501) aus der ersten Anordnung zu einer entsprechenden der Gruppen von Kontakten (901) aus der zweiten Anordnung bei Kontakt zwischen mindestens einer der Gruppen von Kontakten (501) aus der ersten Anordnung und ihrer entsprechenden Gruppe von Kontakten (901) aus der zweiten Anordnung umfaßt.

8. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 1, bei dem Kontaktabschnitte (902) der ersten und der zweiten Anordnung jeweils auf einer Seite des Kontaktabschnitts eine Kontaktfläche und auf einer entgegengesetzten Seite des Kontaktabschnitts eine gegenüber der Kontaktfläche angeordnete entgegengesetzte Fläche aufweisen, wobei jede Gruppe von Kontaktabschnitten (902) der zweiten Anordnung so ausgelegt ist, daß sie eine entsprechende einzelne der Gruppen von Kontaktabschnitten (507) aus der ersten Anordnung aufnimmt, wenn die erste und die zweite Anordnung zusammengesteckt werden, so daß, wenn die erste und die zweite Anordnung zusammengesteckt werden, die Kontaktfläche jedes Kontaktabschnitts (507) der ersten Anordnung eine entsprechende der Kontaktflächen der Kontaktabschnitte (902) der zweiten Anordnung kontaktiert, und wobei jeder Kontaktabschnitt (902) mindestens der zweiten Anordnung auf der entgegengesetzten Seite des Kontaktabschnitts (902) sowohl vor als auch nach dem Zusammenstecken der ersten und der zweiten Anordnung seitlich nicht gestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der zweiten Mehrzahl von Kontakten (901) an dem zweiten Stützelement (906) befestigt ist und jeder der Kontakte (901) der zweiten Mehrzahl von Kontakten einen Kontaktabschnitt (902) aufweist, der sich von einer Fläche des zweiten Stützelements (906) aus erstreckt.

9. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 8, bei dem jede Gruppe von Kontaktabschnitten (507) der ersten Anordnung mindestens einen Teil einer Verbindungskomponente (500) bildet, die zum Zusammenstecken mit einer Verbindungskomponente (900) ausgelegt ist, die mindestens teilweise aus einer entsprechenden der Gruppen von Kontaktabschnitten (902) der zweiten Anordnung gebildet ist.

10. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 2, bei dem jede Gruppe der ersten Anordnung eine vorsprungartige Verbindungskomponente (500) ist, jede Gruppe der zweiten Anordnung eine aufnahmeartige Verbindungskomponente (900) ist und jede vorsprungartige Verbindungskomponente (500) folgendes umfaßt:

einen an dem ersten Substrat (503) angebrachten Strebepfeiler (502), der aus einem elektrisch isolierenden Material besteht; und

eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Kontakten (501), die elektrisch voneinander isoliert um den Strebepfeiler (502) herum positioniert sind.

11. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 10, bei dem bei jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) sich alle leitfähigen Kontakte (501) in unmittelbarer Nähe des Strebepfeilers (502) befinden.

12. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 10, bei dem die Kontakte (501) bei jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) der ersten Anordnung durch das isolierende Material des ersten Substrats (503) und den Strebepfeiler (502) für diese Komponente voneinander elektrisch isoliert sind.

13. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 10, bei dem der Strebepfeiler (502) für jede Gruppe der ersten Anordnung und das erste Substrat (503) benachbarte Komponenten einer einstückig gebildeten Einheit aus dem elektrisch isolierenden Material sind.

14. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 10, bei dem das elektrisch isolierende Material (502, 503) ein Flüssigkristallpolymer ist.

15. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 10, bei dem der Strebepfeiler (502) für jede Gruppe der ersten Anordnung bezüglich des ersten Substrats (503) im wesentlichen senkrecht ist.

16. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 10, bei dem jede aufnahmeartige Verbindungskomponente (900) eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Kontakten (901) mit positionsmäßig einstellbaren flexiblen Trägerteilen enthält und bei dem der Strebepfeiler (502) für jede vorsprungartige Verbindungskomponente (500) folgendes umfaßt:

einen länglichen Teil (504), der von den Kontakten (501) der vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) umgeben ist, wobei der längliche Teil (504) mit einem ersten Ende am ersten Substrat (503) befestigt ist; und

ein Positionseinstellmittel (505), das an einem zweiten Ende des länglichen Teils (504) entgegengesetzt vom ersten Ende angeordnet ist, zum Einstellen der Position des flexiblen Trägerteils, um die Aufnahme der vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) zwischen den Kontakten (901) eines entsprechenden der aufnahmeartigen Verbindungskomponenten (900) zu ermöglichen.

17. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 16, bei dem der längliche Teil (504) des Strebepfeilers (502) für jede vorsprungartige Verbindungskomponente (500) mindestens so lang ist wie die Kontakte (501) der vorsprungartigen Verbindungskomponente.

18. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 16, bei dem das Positionseinstellmittel (505) des Strebepfeilers (502) für jede vorsprungartige Verbindungskomponente (500) ein erstes Trennmittel umfaßt, das auf Relativbewegung zwischen der vorsprungartigen Verbindungskomponente und einer entsprechenden der aufnahmeartigen Verbindungskomponenten reagiert, um die flexiblen Trägerteile der Kontakte (901) der entsprechenden aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) zu trennen, damit die flexiblen Trägerteile voneinander um einen ersten Abstand getrennt werden.

19. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 18, bei dem die Mehrzahl von Kontakten (501) für jede vorsprungartige Verbindungskomponente (500) ein zweites Trennmittel umfaßt, das auf weitere Relativbewegung zwischen der vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) und einer entsprechenden der aufnahmeartigen Verbindungskomponenten (900) reagiert, um die flexiblen Trägerteile der Kontakte (901) der aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) zu trennen, damit die flexiblen Trägerteile voneinander um einen zweiten Abstand getrennt werden.

20. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 19, bei dem das jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) zugeordnete zweite Trenumittel geneigte Flächen von auf entgegengesetzten Seiten des Strebepfeilers (502) angeordneten Kontakten (501) für diese Verbindungskomponente (500) umfaßt.

21. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 19, bei dem das jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) zugeordnete erste Trennmittel mindestens eine geneigte Fläche des Strebepfeilers (502) für diese Verbindungskomponente (500) umfaßt und das jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) zugeordnete zweite Trennmittel mindestens eine geneigte Fläche der Mehrzahl von Kontakten (501) dieser vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) umfaßt.

22. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 19, bei dem das jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) zugeordnete erste Trennmittel mindestens eine geneigte Fläche des Strebepfeilers (502) für diese Verbindungskomponente (500) umfaßt, das jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) zugeordnete zweite Trennmittel mindestens eine erste und eine zweite geneigte Fläche der Mehrzahl von Kontakten (501) dieser vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) umfaßt und für jede vorsprungartige Verbindungskomponente (500) die erste geneigte Fläche näher an dem ersten Trennmittel positioniert ist als die zweite geneigte Fläche.

23. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 22, bei dem für jede vorsprungartige Verbindungskomponente (500) die erste und die zweite geneigte Fläche geneigte Flächen von verschiedenen der Mehrzahl von Kontakten (501) dieser vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) sind.

24. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 16, bei dem der längliche Teil (504) jedes Strebepfeilers (502) einen im wesentlichen rechteckigen, vierseitigen Querschnitt aufweist und mindestens einer der Mehrzahl von Kontakten (501) der vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) für diesen Strebepfeiler (502) an einer der vier Seiten des Strebepfeilers (502) angeordnet ist.

25. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 16, bei dem der längliche Teil (504) jedes Strebepfeilers (502) einen im wesentlichen kreuzförmigen Querschnitt aufweist und mindestens einer der Mehrzahl von Kontakten (501) der vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) für diesen Strebepfeiler (502) an einer der Seiten des Strebepfeilers (502) angeordnet ist.

26. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 16, bei dem der längliche Teil (504) jedes Strebepfeilers (502) einen im wesentlichen rechteckigen, vierseitigen Querschnitt aufweist und mindestens einer der Mehrzahl von Kontakten (501) der vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) für diesen Strebepfeiler (502) an jeder von zwei entgegengesetzten Seiten des Strebepfeilers (502) angeordnet ist.

27. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 16, bei dem der längliche Teil (504) jedes Strebepfeilers (502) einen im wesentlichen kreuzförmigen Querschnitt aufweist und mindestens einer der Mehrzahl von Kontakten (501) der vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) für diesen Strebepfeiler (502) an jeder von zwei entgegengesetzten Seiten des Strebepfeilers (502) angeordnet ist.

28. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 10, bei dem jeder der Mehrzahl von Kontakten (501) jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) folgendes umfaßt:

einen im ersten Substrat (503) verankerten Stabilisierungsteil (508) zum Verhindern einer Verlagerung des Kontaktteils (507); und

einen unterhalb des ersten Substrats (503) angeordneten und am Stabilisierungsteil (508) angebrachten Basisteil (509) zum Ausführen einer Schaltungsanschlußfunktion.

29. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 28, bei dem der Kontaktteil (507), der Stabilisierungsteil (508) und der Basisteil (509) jedes Kontakts (501) jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) um eine einzige Achse dieses Kontakts (501) herum zentriert sind.

30. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 28, bei dem mindestens der Stabilisierungsteil (508) jedes Kontakts (501) jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) um eine einzelne Achse dieses Kontakts (501) herum zentriert ist und der Kontaktteil (507) dieses Kontakts (501) von der Achse in Richtung eines zentralen Teils der Verbindungskomponente (500) einschließlich dieses Kontakts (501) versetzt ist.

31. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 28, bei dem jeder Basisteil (509) ein abgeflachtes Ende zum Anschließen entweder eines Drahts, eines flexiblen Flachkabels, eines runden Kabels oder einer Auflöt- Anschlußfläche aufweist.

32. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 28, bei dem jeder Basisteil (509) ein abgerundetes Ende zum Anschließen an ein durchkontaktiertes Loch in einer Leiterplatte aufweist.

33. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 10, bei dem jeder der Mehrzahl von Kontakten (501) jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) folgendes umfaßt:

einen leitfähigen Stift; und

eine lediglich auf einem Teil einer Fläche des Stifts ausgebildete leitfähige Plattierung (506) zum Kontaktieren eines Kontakts (901) einer entsprechenden aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900), wenn diese vorsprungartige Verbindungskomponente (500) in der entsprechenden aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) aufgenommen wird.

34. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 33, bei dem jeder leitfähige Stift mindestens aus Berylliumkupfer und/oder Phosphorbronze und/oder Messing und/oder einer Kupferlegierung besteht.

35. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 33, bei dem die leitfähige Plattierung (506) mindestens aus Palladium und/oder Zinn und/oder Gold und/oder einem anderen leitfähigen Metall besteht.

36. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 33, bei dem die leitfähige Plattierung (506) nur auf demjenigen Teil der Fläche des Stifts ausgebildet ist, der zum Kontaktieren eines Kontakts (901) der entsprechenden aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) verwendet wird.

37. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 1, bei dem jede Gruppe der ersten Anordnung eine vorsprungartige Verbindungskomponente (500) ist, jede Gruppe der zweiten Anordnung eine aufnahmeartige Verbindungskomponente (900) ist und jeder der Kontakte (901) jeder aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) folgendes umfaßt:

einen flexiblen Trägerteil mit einer Kontaktfläche, die einer Position zwischen einer Mehrzahl von Kontakten (901) dieser aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) zugewandt ist und einen elektrisch leitfähigen Kontakt (501) einer entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) kontaktiert, wenn die entsprechende vorsprungartige Verbindungskomponente (500) in der aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) aufgenommen wird.

38. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 37, bei dem die Kontakte (901) jeder aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) vor Aufnahme einer entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) in dieser aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) aufeinander zu abgelenkt werden.

39. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 37, bei dem die Kontakte (901) jeder aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) nach Aufnahme einer entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) in dieser aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) voneinander weg abgelenkt werden.

40. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 37, bei dem die Kontakte (901) jeder aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) jeweils ein Kraft ausübendes Mittel zum Ausüben einer Normalkraft gegen einen der Kontakte (501) einer entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500), wenn die entsprechende vorsprungartige Verbindungskomponente (500) in dieser aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) aufgenommen wird, aufweisen.

41. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 37, bei dem die flexiblen Trägerteile jeder aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) anfänglich nahe beieinander sind und sich als Reaktion auf das Einführen einer entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) in diese aufnahmeartige Verbindungskomponente (900) trennen und die Kraft ausübenden Mittel als Reaktion auf die Trennung der flexiblen Trägerteile jeweils eine Normalkraft gegen einen jeweiligen der Kontakte (501) der entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) ausüben.

42. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 37, bei dem jede aufnahmeartige Verbindungskomponente (900) weiterhin steckkraftlose Einführmittel (703, 704; 803, 804) zum Trennen der flexiblen Trägerteile vor dem Einführen einer entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) in diese aufnahmeartige Verbindungskomponente (900) und zum Lösen der flexiblen Trägerteile nach dem Einführen der entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) in diese aufnahmeartige Verbindungskomponente (900) umfassen.

43. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 42, bei dem das steckkraftlose Einführmittel (703, 704; 803, 804) jeder aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) ein zwischen den flexiblen Trägerteilen dieser Komponente (900) angeordnetes Glied (704 oder 804) zum Trennen der flexiblen Trägerteile als Reaktion auf Relativbewegung zwischen dem Glied (704 oder 804) und den flexiblen Trägerteilen umfaßt.

44. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 43, bei dem das Glied (704 oder 804) ein knolliges Glied ist.

45. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 36, bei dem jeder der Mehrzahl von Kontakten (901) jeder aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) folgendes umfaßt:

einen Kontaktteil (902) zum Kontaktieren eines Kontakts (501) einer entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500), wenn die entsprechende vorsprungartige Verbindungskomponente (500) in der aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) aufgenommen wird;

einen im zweiten Substrat (906) verankerten Stabilisierungsteil (903) zum Verhindern einer Verlagerung des Kontaktteils (902); und

einen unterhalb des zweiten Substrats (906) angeordneten und am Stabilisierungsteil (903) angebrachten Basisteil (904) zum Ausführen einer Schaltungsanschlußfunktion.

46. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 45, bei dem der Kontaktteil (902), der Stabilisierungsteil (903) und der Basisteil (904) jedes Kontakts (901) jeder aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) um eine einzige Achse dieses Kontakts (5901) herum zentriert sind.

47. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 45, bei dem mindestens der Stabilisierungsteil (903) jedes Kontakts (901) jeder aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) um eine einzige Achse dieses Kontakts (901) herum zentriert ist und der Kontaktteil (902) dieses Kontakts (901) von der Achse von einem zentralen Teil der Verbindungskomponente (900) einschließlich dieses Kontakts (901) weg versetzt ist.

48. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 45, bei dem jeder Basisteil (904) ein abgeflachtes Ende zum Anschließen entweder eines Drahts, eines flexiblen Flachkabels, eines runden Kabels oder einer Auflöt- Anschlußfläche aufweist.

49. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 45, bei dem jeder Basisteil (904) ein abgerundetes Ende zum Anschließen an ein durchkontaktiertes Loch in einer Leiterplatte aufweist.

50. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 10, bei dem jeder der Mehrzahl von Kontakten (901) jeder aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) folgendes umfaßt:

einen leitfähigen Stift; und

eine lediglich auf einem Teil einer Fläche des Stifts ausgebildete leitfähige Plattierung zum Kontaktieren eines Kontakts (501) einer entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500), wenn die entsprechende vorsprungartige Verbindungskomponente (500) in dieser aufnahmeartigen Komponente (900) aufgenommen wird.

51. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 50, bei dem jeder leitfähige Stift mindestens aus Berylliumkupfer und/oder Phosphorbronze und/oder Messing und/oder einer Kupferlegierung besteht.

52. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 50, bei dem die leitfähige Plattierung mindestens aus Palladium und/oder Zinn und/oder Gold und/oder einem anderen leitfähigen Metall besteht.

53. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 50, bei dem die leitfähige Plattierung nur auf demjenigen Teil der Fläche des Stifts ausgebildet ist, der zum Kontaktieren eines Kontakts (501) der entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) verwendet wird.

54. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 1, bei dem jede Gruppe von mehrfachen elektrisch leitfähigen Kontakten (501) der ersten Anordnung eine vorsprungartige Verbindungskomponente (500) ist und jeder Kontakt (501) jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) einen Abschnitt aufweist, der sich aus dem ersten Substrat (503) heraus erstreckt, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kontakte (901) der aufnahmeartigen Verbindungskomponenten (900) Teile aufweisen, die vor dem Aufnehmen einer entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) auf eine horizontale Richtung hin gebogen sind und nach dem Aufnehmen der entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) geradegebogen werden, damit sie sich in vertikaler Richtung erstrecken.

55. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 54, bei dem jede der Gruppen von leitfähigen Kontakten (501) aus der ersten Anordnung einen zwischen den Kontakten (501) dieser Gruppen positionierten isolierenden Strebepfeiler (502) enthält und für jede Gruppe der ersten Anordnung alle Kontakte (501) um den Strebepfeiler (502) herum in unmittelbarer Nähe des Strebepfeilers (502) positioniert sind.

56. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 55, bei dem jede Gruppe der zweiten Anordnung eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Kontakten (901) umfaßt, die jeweils einen flexiblen Trägerteil zum Kontaktieren eines jeweiligen der Kontakte (501) einer entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) aufweisen.

57. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 55, bei dem jeder Strebepfeiler (502) bezüglich des ersten Substrats (503) im wesentlichen senkrecht ist.

58. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 56, bei dem der Strebepfeiler (502) für jede vorsprungartige Verbindungskomponente (500) folgendes umfaßt:

59. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 58, bei dem der längliche Teil (504) des Strebepfeilers (502) für jede vorsprungartige Verbindungskomponente (500) mindestens so lang ist wie die Kontakte (501) der vorsprungartigen Verbindungskomponente (500).

60. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 58, bei dem das Positionseinsteilmittel (505) des Strebepfeilers (502) für jede vorsprungartige Verbindungskomponente (500) ein erstes Trennmittel umfaßt, das auf Relativbewegung zwischen der vorsprungartigen Verbindungskomponente und einer entsprechenden der aufnahmeartigen Verbindungskomponenten reagiert, um die flexiblen Trägerteile der Kontakte (901) der entsprechenden aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) zu trennen, damit sich die flexiblen Trägerteile voneinander um einen ersten Abstand trennen.

61. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 60, bei dem die Mehrzahl von Kontakten (501) für jede vorsprungartige Verbindungskomponente (500) ein zweites Trennmittel umfaßt, das auf weitere Relativbewegung zwischen der vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) und einer entsprechenden der aufnahmeartigen Verbindungskomponenten (900) reagiert, um die flexiblen Trägerteile der Kontakte (901) der entsprechenden aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) zu trennen, damit sich die flexiblen Trägerteile voneinander um einen zweiten Abstand trennen.

62. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 61, bei dem das jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) zugeordnete zweite Trennmittel geneigte Flächen von auf entgegengesetzten Seiten des Strebepfeilers (502) angeordneten Kontakten (501) für diese Verbindungskomponente (500) umfaßt.

63. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 61, bei dem das jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) zugeordnete erste Trennmittel mindestens eine geneigte Fläche des Strebepfeilers (502) für diese Verbindungskomponente (500) umfaßt und das jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) zugeordnete zweite Trennmittel mindestens eine geneigte Fläche der Mehrzahl von Kontakten (501) dieser vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) umfaßt.

64. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 61, bei dem das jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) zugeordnete erste Trennmittel mindestens eine geneigte Fläche des Strebepfeilers (502) für diese Verbindungskomponente (500) umfaßt, das jeder vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) zugeordnete zweite Trennmittel mindestens eine erste und eine zweite geneigte Fläche der Mehrzahl von Kontakten (501) dieser vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) umfaßt und für jede vorsprungartige Verbindungskomponente (500) die erste geneigte Fläche näher an dem ersten Trennmittel positioniert ist als die zweite geneigte Fläche.

65. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 64, bei dem für jede vorsprungartige Verbindungskomponente (500) die erste und die zweite geneigte Fläche geneigte Flächen von verschiedenen der Mehrzahl von Kontakten (501) dieser vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) sind.

66. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 54, bei dem die Kontakte (901) jeder aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) jeweils ein Kraft ausübendes Mittel zum Ausüben einer Normalkraft gegen einen der Kontakte (501) einer entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500), wenn die entsprechende vorsprungartige Verbindungskomponente (500) in dieser aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) aufgenommen wird, aufweisen.

67. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 66, bei dem die flexiblen Trägerteile jeder aufnahmeartigen Verbindungskomponente (900) anfänglich nahe beieinander sind und sich als Reaktion auf das Einführen einer entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) in diese aufnahmeartige Verbindungskomponente (900) trennen und die Kraft ausübenden Mittel als Reaktion auf die Trennung der flexiblen Trägerteile jeweils eine Normalkraft gegen einen jeweiligen der Kontakte (501) der entsprechenden vorsprungartigen Verbindungskomponente (500) ausüben.

68. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 56, bei dem in jeder Gruppe der zweiten Anordnung mindestens zwei der flexiblen Trägerteile verschiedene Längen aufweisen.

69. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß: jede der Gruppen der ersten Anordnung eine Steckbreitenabmessung aufweist, die eine Breite dieser Gruppe darstellt, wenn die erste und die zweite Gruppe zusammengesteckt sind, und, wenn die erste und die zweite Anordnung zusammengesteckt sind, benachbarte Kontakte (501) von benachbarten Gruppen in jeder der Reihen der ersten Anordnung um einen Abstand voneinander getrennt sind, der geringer ist als die Steckbreitenabmessung jeder Gruppe der ersten Anordnung.

70. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 69, bei dem, wenn die erste und die zweite Anordnung zusammengesteckt sind, jede in einer entsprechenden einzelnen Gruppe der zweiten Anordnung aufgenommene Gruppe aus der ersten Anordnung eine zusammengesteckte Kontaktgruppe darstellt und, wenn die erste und die zweite Anordnung zusammengesteckt sind, nur Luft oder leerer Raum benachbarte der zusammengesteckten Kontaktgruppen trennt.

71. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 1, bei dem die erste Anordnung auf dem ersten isolierenden Substrat ausgebildet ist und die zweite Anordnung auf dem zweiten isolierenden Substrat ausgebildet ist.

72. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 1, bei dem jede Gruppe der ersten Anordnung mindestens einen Teil einer vorsprungartigen elektrischen Verbindungskomponente (500) bildet und jeder Kontakt (501) jeder Gruppe der ersten Anordnung einen Kontaktabschnitt (507) umfaßt, der sich von dem ersten Stützelement (503) weg erstreckt; und

jede Gruppe der zweiten Anordnung mindestens einen Teil einer aufnahmeartigen elektrischen Verbindungskomponente (900) bildet, wobei jede aufnahmeartige elektrische Verbindungskomponente zum Aufnehmen einer entsprechenden einzelnen der vorsprungartigen elektrischen Verbindungskomponenten (500) ausgelegt ist, wobei jeder Kontakt (901) jeder aufnahmeartigen elektrischen Verbindungskomponente (900) einen Kontaktabschnitt (902) umfaßt, wobei die Kontaktabschnitte (507) der Kontakte (501) der vorsprungartigen elektrischen Verbindungskomponenten (500) sich vor und nach der Aufnahme in einer entsprechenden aufnahmeartigen elektrischen Verbindungskomponente (900) mit jeweils mindestens einem Teil in vertikaler Richtung erstrecken,

die Kontaktabschnitte der Kontakte (901) der aufnahmeartigen elektrischen Verbindungskomponente (900) sich von dem zweiten Stützelement (906) weg erstrecken und die Kontaktabschnitte (902) der Kontakte (901) der aufnahmeartigen elektrischen Verbindungskomponenten (900) vor dem Aufnehmen einer entsprechenden vorsprungartigen elektrischen Verbindungskomponente (500) mit jeweils mindestens einem Teil auf eine horizontale Richtung zu abgewinkelt sind und nach dem Aufnehmen der entsprechenden vorsprungartigen elektrischen Verbindungskomponente (500) so geradegebogen sind, daß sie sich in vertikaler Richtung erstrecken.

73. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 72, bei dem die Gruppen der ersten Anordnung in Reihen und Spalten auf dem ersten Stützelement (503) angeordnet sind und die Gruppen aus benachbarten Spalten der ersten Anordnung gestaffelt sind, die Gruppen der zweiten Anordnung in Reihen und Spalten auf dem zweiten Stützelement (906) angeordnet sind und die Gruppen aus benachbarten Spalten der zweiten Anordnung gestaffelt sind.

74. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 73, bei dem ein Teil jeder Gruppe der ersten Anordnung in mindestens eine einer benachbarten Reihe der Gruppen der ersten Anordnung und eine benachbarte Spalte der Gruppen der ersten Anordnung überlappt und ein Teil jeder Gruppe der zweiten Anordnung in mindestens eine einer benachbarten Reihe der Gruppen der zweiten Anordnung und eine benachbarte Spalte der Gruppen der zweiten Anordnung überlappt.

75. Elektrisches Verbindungssystem nach Anspruch 72, bei dem die Kontaktabschnitte (507) der elektrisch leitfähigen Kontakte (501) für jede Gruppe der ersten Anordnung elektrisch voneinander isoliert um einen elektrisch isolierenden Strebepfeiler (502) herum positioniert sind.