DE3126825C2

DE3126825C2 -

Info

Publication number: DE3126825C2
Application number: DE3126825A
Authority: DE
Inventors: Charles Los Altos Hills Calif. Us Donaher; Gordon San Jose Calif. Us Christensen
Original assignee: Thomas and Betts Corp
Current assignee: ABB Installation Products Inc
Priority date: 1980-07-18
Filing date: 1981-07-08
Publication date: 1988-02-18
Also published as: SE442799B; US4356532A; DE8119867U1; JPS59205177A; JPS5753077A; JPH0250591B2; SE8104434L; GB8417777D0; GB2146494A; AU7258681A; IT8148913A0; DE3126825A1; GB2146494B; FR2493664B1; IT1171394B; FR2493664A1; CA1173174A

Description

Die Erfindung betrifft eine IC-Fassung zur stapelförmi gen Aufnahme von Leiterplatten und anderer elektrischer Bauteile, mit auf den Innenseiten der Fassung in Reihen angeordneten Kontakten und mit mit diesen elektrisch ver bundenen Bauteilen, mit einer aus einem Isolierwerkstoff bestehenden Leiterplatte mit mehreren auf dieser unter gegenseitigen Abständen angeordneten Leiterbahnen und mit mindestens einem auf ihr gehaltenen und mit ausge wählten Leiterbahnen elektrisch verbundenen Bauteil.

Vorgeschlagen wurde bereits ein elektrischer Steckverbin der (DE-PS 30 38 903) zum Anschluß von mindestens zwei vertikal übereinander angeordneten elektrischen Bauele menten. Dieser Steckverbinder weist ein Gehäuse mit ei ner Ausnehmung zur Aufnahme der Bauelemente und an den sich gegenüberliegenden Seitenwänden der Ausnehmung in Kammern angeordnete Kontaktelemente mit Kontaktfahnen auf. Die Bauelemente weisen ihrerseits Anschlußkontakt stücke auf. Beim Einsetzen der Bauelemente in die Ausneh mung gelangen sie mit den Kontaktfahnen in mechanische und elektrische Berührung. Der Steckverbinder ist so aus gebildet, daß mindestens zwei Gruppen von vertikal über einanderliegenden elektrischen Bauelementen mit einer sehr geringen Kraft in die Ausnehmung eingeschoben wer den können und im Betrieb trotzdem sicher in ihr gehal ten werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine IC-Fas sung und insbesondere eine in dieser anzuordnende Lei terplatte so auszubilden, daß elektrische Bauteile mit gleichzeitiger kapazitiver Entkopplung an die Kontakte der IC-Fassung angeschlossen werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer IC-Fassung der eingangs genannten Gattung vor, daß die Leiterplatte mehrere Anschlußfahnen aufweist, jede Anschlußfahne ein Teil einer Leiterbahn ist, die Anschlußfahnen unter ge genseitigen Abständen an einer Längsseite der Leiterplat te unter Bildung eines offenen Gebietes, innerhalb des sen mit den Bauteilen nicht verbundene Kontakte der Fas sung angeordnet sind, nach außen vorstehen und die An schlußfahnen mit in der Reihe nicht unmittelbar benach barten Kontakten elektrisch verbunden sind.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfinderischen Grundge dankens bilden den Gegenstand von Unteransprüchen.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungs formen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstel lung einer IC-Fassung, einer anzuschließenden Leiterplatte und der erfindungsgemäß ausgebilde ten Leiterplatte,

Fig. 2(a) bis 2(f) Seiten- und Vorderansichten von ver schiedenen Kontaktelementen,

Fig. 3(a) bis 3(c) Seiten- und Vorderansichten von Be tätigern,

Fig. 4 eine Vorderansicht des Gehäuses der IC-Fassung,

Fig. 5 eine Aufsicht auf das Gehäuse,

Fig. 6 eine Seitenansicht des Gehäuses,

Fig. 7 ein Schnitt entlang der Schnittlinie VII-VII in Fig. 5,

Fig. 8 ein Schnitt entlang der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 5,

Fig. 9 und 10 Schnitte zur Darstellung der Betätiger- Kontaktelementbeziehungen für die unteren Kontakt elemente,

Fig. 11 und 12 Schnitte zur Darstellung der Betätiger- Kontaktelementbeziehungen für die oberen Kontakt elemente und

Fig. 13 eine auseinandergezogene Darstellung von Gehäuse und erfindungsgemäßer Leiterplatte.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 umfaßt die IC-Fassung 10 ein Gehäuse 12 mit einer langgestreckten Ausnehmung 14. Diese verläuft zwischen offenen Enden des Gehäuses und wird von Seitenwänden 16 und 18 umschlossen. Oben ist die Ausnehmung ebenfalls offen. Dies erleichtert das ver tikale Einschieben von in dem Gehäuse 12 anzuordnenden Bauelementen. Im Boden 20 des Gehäuses 12 sind Öffnungen ausgebildet. Durch sie werden Kontaktfahnen 22 und 24, ausgerichtet auf untere Kammern 26 und obere Kammern 28, eingeschoben. Aus im nachstehenden noch im einzelnen er örterten Gründen weist jede obere Kammer 28 eine verbrei terte Ausnehmung 30 auf. Diese dient zur Aufnahme eines Einsatzes 32. Eine untere Bauelement-Abstützung wird durch Anschläge 34 und 36 gebildet. Schrägführungen 38 laufen von den Anschlägen 34 und 36 in die unteren Kam mern 26 und führen die Leitungen des unteren Bauelemen tes zu den unteren Kontaktfahnen 22.

In der Gehäuseoberseite vorgesehene Öffnungen 40 und 42 liegen in der Verlängerung der unteren Kammern 26 bzw. der oberen Kammern 28. Betätiger 44 (unterer Kontakt) und 46 (oberer Kontakt) sind beide an einem Joch 48 be festigt. Über dieses werden sie in die Öffnungen 40 und 42 eingeführt und dann vertikal in die Kammern 26 und 28 geschoben.

In Längsrichtung der Ausnehmung 14 weisen die oberen Kam mern 28 einheitlich einen Mittenabstand d ₁ auf. Gleiche Mittenabstände d ₂ weisen auch die unteren Kammern 26 auf. Ein in Längsrichtung hierzu versetzter Abstand d ₂ besteht zwischen den Mittelpunkten jeder unteren Kammer 26 und je der angrenzenden oberen Kammer 28. Der Abstand d ₂ ist da bei die Hälfte des Abstandes d ₁. Dieser Abstand d ₁ gilt dabei auch für auf der Leiterplatte 52 benachbarte Öffnun gen 50. Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung bietet damit ei ne vertikale Nichtausrichtung der oberen und unteren Kon taktelemente und ermöglicht gleichzeitig einen Zugang zu diesen zwischen den aufeinanderfolgenden Öffnungen 50 ei ner Leiterplatte 52. Zu diesem Zweck stützt das Kontakt element 54 die untere Kontaktfahne 22 ebenso wie die obe re Kontaktfahne 24 ab, wobei der Mittenabstand d ₂ und der Stift 56 für einen Anschluß der beiden Kontaktfahnen an die Leiterplatte 52 sorgen. Das Kontaktelement 58 stützt nur untere Kontaktfahnen 22 ab, und der Stift 60 bewirkt dessen Anschluß an die Leiterplatte 52. Das Kontaktele ment 62 weicht etwas ab und stützt nur eine obere Kon taktfahne 24 ab, und sein Stift 64 ist zu der anderen Seite versetzt. In den Fig. 2(a) bis 2(f) werden Kontaktelemente 54, 58 und 62 gezeigt.

Das Kontaktelement 54 dient zum gemeinsamen Anschluß der Kontaktfahnen 22 und 24 und damit eines unteren und ei nes oberen Bauelementes an die Leiterplatte. Das Kontakt element 58 dient zum Anschluß einer Kontaktfahne 22 und damit eines unteren Bauelementes an die Leiterplatte. Das Kontaktelement 62 dient zum Anschluß der Kontaktfahne 24 und damit eines oberen Bauelementes an die Leiterplatte. Den Kontaktelementen 54, 58 und 62 sind Stifte 56, 60 und 64 zugeordnet. Diese werden in die Öffnungen 50 und 66 der Leiterplatte 52 eingesteckt. Die Leiterplatte 52 ist komplementär zu der IC-Fassung 10 und umgekehrt ausgebil det, wobei zur Aufnahme eines einzigen DIP (dual-inline- package) eine von der üblichen Geometrie etwas abweichen de Form vorgesehen ist. Die in der Leiterplatte 52 vorge sehenen Öffnungen 50 können daher mit gleichem Abstand in zwei zueinander parallelen Reihen angeordnet sein. Zum Zugang zu oberen Bauelementen ist in der Leiterplatte 52 noch eine zusätzliche Öffnung 66 vorgesehen. Von benach barten Öffnungen 50 weist sie einen Längsabstand d ₂ auf. In Fällen, in denen dynamische Bauelemente übereinander gesetzt werden, wenn zum Beispiel für jedes Bauelement Lese/Schreib-Zugänge erforderlich sind, wird eine weite re Öffnung 68 außerhalb der Öffnungen 50 angeordnet und in Längsrichtung zu dieser versetzt. Dies ist wie bei der Öffnung 66. Nach dem Zusammensetzen von Leiterplatte 52 und IC-Fassung 10 liegen sämtliche Öffnungen 50, 66 und 68 innerhalb des Umrisses des Gehäuses 12.

Eine Anordnung 100 zur kapazitiven Entkopplung liegt in tegral im Gehäuse 12. Sie besteht aus einer Leiterplatte 102 mit Anschlußfahnen 104, 106, 108 und 110, Leiterbah nen 112, 114, 116 und 118 und Bauteilen 120, 122 und 124, die Kondensatoren sind. Diese Bauteile weisen erste An schlüsse 126, 128 und 130 und zweite Anschlüsse 132, 134 und 136 auf. Die Leiterbahn 112 steht mit den ersten An schlüssen 126, 128 und 130 in Berührung. Die Leiterbah nen 114, 116 und 118 liegen getrennt mit den zweiten An schlüssen 132, 134 und 136 in Berührung. Bei dieser bei spielsweisen Darstellung von Bauteilen wird angenommen, daß an die in dem Gehäuse aufgenommenen Baugruppen drei verschiedene Gleichspannungen angelegt werden und diese einzeln durch die drei Kondensatoren zu entkoppeln sind. Wie unten in Fig. 13 dargestellt ist, liegt die Platte 102 in einer Ebene mit dem Boden 20 des Gehäuses 12. Da bei werden die Kondensatoren in Öffnungen im Boden 20 und in Aussparungen im Gehäuse 12 aufgenommen.

Die konstruktiven Einzelheiten des Inneren des Gehäuses 12 sind in den Fig. 4 bis 8 dargestellt. Das Gehäuse seht auf Füßen 70 und weist querverlaufende Bodenrippen 72 bis 78 auf. Diese erstrecken sich zwischen den Seiten wänden 16 und 18. Öffnungen 80 bis 84 sind zwischen den Rippen vorgesehen und dienen zur Belüftung der Ausnehmung 14 und der in dieser angeordneten Bauelemente. Fig. 7 zeigt das Gehäuse 12 in einem Schnitt durch die oberen Kammern 18. Weiter werden Öffnungen 86 zum Einschieben der Kontaktelemente gezeigt. Fig. 8 zeigt das Gehäuse 12 in einem Schnitt durch die unteren Kammern 26. Die Öff nungen 86 von Fig. 7 sind auch in Fig. 8 sichtbar. Sie überbrücken die Kammern 26 und 28. Dann kann ein Kontakt element 54 der in Fig. 2(a) gezeigten Form eingeschoben werden, und dessen Kontaktfahnen 22 und 24 sitzen dann in den Kammern 26 und 28. Die Öffnungen 86 gestatten glei chermaßen ein Einschieben der Kontaktelemente 58 der in Fig. 2(c) gezeigten Form in die Kammern 26 und der in Fig. 2(e) gezeigten Form in die Kammern 28. Kontakthal ter 88 (Fig. 8) halten die Kontaktelemente lösbar im Ge häuse 12. Diese weisen noch nicht dargestellte Verriege lungslappen auf. Diese stehen im Reibungsschluß mit den Kontakthaltern und dem Gehäuseinneren.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 3(a) bis 3(c) weist der Betätiger 44 für das untere Kontaktelement einen ho rizontalen Flansch 44 a zur Befestigung am Joch 48 von Fig. 1 auf, einen Vertikalabschnitt 44 b, ein Knie 44 c, einen geneigten Abschnitt 44 d und einen weiteren vertika len Abschnitt 44 e, der parallel und in einem Abstand zum Abschnitt 44 b verläuft. Der Betätiger 46 für das obere Kontaktelement weist einen horizotalen Flansch 46 a, ei nen ersten Vertikalabschnitt 46 b, ein oberes Knie 46 c, einen oberen geneigten Abschnitt 46 d, einen zweiten Ver tikalabschnitt 46 e, einen unteren geneigten Abschnitt 46 f, ein unteres Knie 46 g und einen dritten Vertikalab schnitt 46 h auf. Die Arbeitsweise dieser Betätiger 44, 46 gegenüber den unteren bzw. oberen Kontaktelementen wird nun in Verbindung mit den Fig. 9 bis 12 erläu tert werden.

Gemäß der Darstellung in Fig. 9 ist das untere Bauelement 90 in die Ausnehmung 14 des Gehäuses 12 eingeschoben, und das Anschlußkontaktstück 92, das wie für ein DIP in Form eines Schenkels herunterhängt, sitzt in der Schrägführung 38. In der Vertikalen wird das Bauelement durch die Längsrippe 34 ausgerichtet und abgestützt. Beim Einset zen des Bauelementes wird der Betätiger 44 aus seiner in Fig. 9 gezeigten Lage vertikal nach oben bewegt. Das heißt, er gerät über die Kontaktfahne 22 und außer Ein griff mit dieser. Dadurch wird die Kontaktfahne durch ei gene Spannung aus ihrer in Fig. 9 gezeigten Lage nach links verschoben, und das Anschlußkontaktstück 92 läßt sich ohne Kraft einschieben. Mit der in Fig. 9 gezeigten Stellung des Betätigers 44 wird die Kontaktfahne 22 nach dem Einschieben des Bauelementes durch Anlage an dem ge neigten Abchnitt 44 d des Betätigers mit dem Anschluß kontaktstück 92 in Anlage gedrückt. Bei der in Fig. 10 gezeigten Lage befindet sich der Betätiger 44 in seinem voll eingeschobenen Zustand. Dieser Fall liegt, wie es weiter unten beschrieben wird, dann vor, wenn ein oberes Bauelement im Gehäuse elektrisch angeschlossen ist und sämtliche Betätiger vollständig in dieses eingeschoben sind. Bei dieser in Fig. 10 gezeigten Lage des Betäti gers befindet sich die Kontaktfahne 22 in Anlage an des sen vertikalem Abschnitt 44 b. Infolge der Gehäuseveren gung auf dem in einem Abstand liegenden vertikalen Ab schnitt 44 e wird der Abschnitt 44 b in der Kammer 26 nach rechts gedrückt. Der eingeschobene Teil des Anschlußkon taktstückes 92 wird durch den durch die Kontaktfahne 22 auf ihn ausgeübten Druck daran gehindert, unter die Längs rippe 34 und die Schrägführung 38 zu rutschen.

Nach dem Einschieben des unteren Bauelementes 90 in das Gehäuse 12 werden die Einsätze 32 (Fig. 11) gegenüber den Ausnehmungen 30 der oberen Kammern 28 nach außen gecho ben und bieten damit eine vertikale Ausrichtung und Ab stützung für das obere Bauelement 94. Vor dessen Einschie ben kann dies durch Abwärtsbewegung des Betätigers 46 aus seiner in Fig. 11 gezeigten Lage geschehen. Bei dieser Be wegung wird dessen geneigter Abschnitt 46 d in die Kammer 28 gedrückt. Dabei wird die Kontaktfahne 24 nach links ge gen die Wand 32 a des Einsatzes 32 gedrückt und dieser nach außen verschoben. Dessen Wand 32 b liegt dabei an dem ver tikalen Abschnitt 46 e des Betätigers an und mißt genau die Verschiebung des Einsatzes in diese Lage, so daß dieser unter das Bauelement 94 zu liegen kommt und bei dessen Ein schieben links vom Anschlußkontaktstück 96 sitzt. Der Be tätiger 46 wird nun etwas über seine in Fig. 11 gezeigte Lage angehoben. Unter Eigenspannung kehrt die Kontaktfah ne 24 dann in diejenige Stellung zurück, in der sie das ohne Kraft erfolgende Einschieben des Anschlußkontaktstüc kes 96 nicht stört. Bei Einschieben des Bauelementes 94 wird der Betätiger 46 durch seine in Fig. 11 gezeigte Stellung hindurch nach unten verschoben. Dadurch gerät die Kontaktfahne 24 mit dem Anschlußkontaktstück 96 in An lage und in ihre in Fig. 12 gezeigte Stellung. In dieser voll eingeschobenen Stellung liegt der vertikale Abschnitt 46 h des Betätigers an der Basis der Kontaktfahne 24 und sein Vertikalabschnitt 46 e an der rechten Kammerwand an. Dadurch wird das Knie 46 c des Betätigers an die Kontakt fahne 24 angelegt und damit gegen das Anschlußkontaktstück 96 gedrückt.

Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 sei darauf hingewie sen, daß die Einsätze 32 beim Zusammensetzen des Steck verbinders 10 zuerst in die verbreiterten Ausnehmungen 30 der oberen Kammern 28 eingesetzt werden. Als nächstes wer den die Anschlußkontaktstücke durch den Boden des Gehäu ses 12 und die Einsätze 32 durchgeführt. Nach Maßgabe der Art der aufzunehmenden Bauelemente und der gewünschten Anschlüsse an der Leiterplatte 52 werden Kontakte in den drei verschiedenen Ausführungen gewählt. Durch Einsetzen der Betätiger wird der Steckverbinder 10 auf das Einschie ben der Bauelemente vorbereitet.

Aufgrund des Unterschiedes in der Form der Betätiger 44 und 46 können die oberen Bauelemente jederzeit entfernt oder ausgewechselt werden, ohne daß dadurch die elektri sche Verbindung zwischen den unteren Bauelementen und der Leiterplatte 52 gestört wird. Das Gehäuse 12 wird weiter in hohem Maße belüftet, da seine Enden und seine Obersei te vollständig und sein Boden zum großen Teil offen sind. Nach der Darstellung in den Fig. 11 und 12 ist ein Ver tikalabstand zwischen den eingeschobenen Bauelementen 90 und 94 vorgeschrieben, und die Ausnehmung 14 verbleibt in dem Raum zwischen diesen völlig offen. Anschlüsse an die Leiterplatte 52 lassen sich ohne weiteres ohne eingescho bene Bauelemente durchführen, so daß diese von Löthitze und dergleichen isoliert werden. Es wurde bereits ausge führt, daß sich das Einschieben durch eine ausgewählte La ge des Betätigers ohne Kraft durchführen läßt.

Das Gehäuse 12 kann aus Kunststoff bestehen. Auch die Betätiger 44, 46 und die Einsätze 32 für die oberen Bauelemente 94 können aus einem festen Kunststoff oder aus Metall bestehen. Die Kon takte sind mit Edelmetall beschichtet.

Zum Vervollständigen der Erörterung der hier als Beispiel beschriebenen Anordnung sei nun auf Fig. 13 Bezug genom men. Die Anordnung 100 zur kapazitiven Entkopplung wird in auseinandergezogener Form dargestellt. Das Gehäuse 12 ist darunter angeordnet. Damit läßt sich die beabsichtigte Justierung der Anschlußfahne 104 der Leiterplatte 102 mit dem Kontaktelement 54 zeigen. Wenn, wie man sieht, die Leiterplatte 102 in eine Ebene mit dem Boden 20 des Ge häuses 12 angehoben wird, liegen der Stift 56 und die Leiterbahn 112 in Berührung und können durch Löten oder dergleichen elektrisch miteinander verbunden werden. Bei dieser Anordnung ist, wie sich bei erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 ergibt, der Stift 56 über die Leiterbahn 112 ge meinsam mit den ersten Masseanschlüssen 126, 128 und 130 der Bauteile 120, 122 und 124 (Kondensatoren) verbunden. Die Anschlußfahnen 106, 108 und 110 von Fig. 1 liegen ähn lich in Deckung mit anderen Kontakten, und die Leiterbah nen 114, 116 und 118 sind elektrisch an sie angeschlossen, so daß die Bauteile 120, 122 und 124 einzeln zwischen Mas se und diesen anderen Kontakten des Gehäuses liegen. Da durch ergibt sich eine kapazitive Entkopplung der von der Leiterplatte an diese anderen Kontakte angelegten Gleich spannungen.

Die beschriebene Ausführungsform enthält mehrere elektro nische Baugruppen. Selbstverständlich kann auch eine ein zige aufgenommene Baugruppe mit einer Einschiebekraft Null in ein nur eine einzige Ebene aufweisendes Gehäuse eingesetzt werden, das ebenfalls integral mit ihm verbun dene Zusatzteile aufweist. In diesem Fall stützt das oben beschriebene Gehäuse 10 einen ersten Abschnitt der Stifte 56, das heißt Stege 56 a, fest ab. Damit ergibt sich ein wahlweiser Anschluß an die Zusatz-Bauteile. Der übrige Teil der Stifte 56 läßt sich als vom ersten Abschnitt in einem Vertikalabstand liegender zweiter Abschnitt ansehen und wird zum elektrischen Eingriff mit den anderen Kon takten der Baugruppe vom Gehäuse abgestützt. Wie man wei ter sieht, wird die Anordnung in hohem Maße belüftet, da die Stirnseiten und die Oberseite des Gehäuses offen sind und zwischen den Baugruppen und den Zusatz-Bauteilen eine Luftströmung durch die zwischen ihnen befindlichen Zwi schenräume durchtreten kann.

Claims

1. IC-Fassung zur stapelförmigen Aufnahme von Leiter platten und anderer elektrischer Bauteile, mit auf den Innenseiten der Fassung in Reihen angeordneten Kontakten und mit mit diesen elektrisch verbundenen Bauteilen, mit einer aus einem Isolierwerkstoff be stehenden Leiterplatte mit mehreren auf dieser unter gegenseitigen Abständen angeordneten Leiterbahnen und mit mindestens einem auf ihr gehaltenen und mit aus gewählten Leiterbahnen elektrisch verbundenen Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (102) mehrere Anschlußfahnen (104, 106) aufweist, jede An schlußfahne (104, 106) ein Teil einer Leiterbahn (112, 114) ist, die Anschlußfahnen (104, 106) unter gegen seitigen Abständen an einer Längsseite der Leiter platte (102) unter Bildung eines offenen Gebietes, innerhalb dessen mit den Bauteilen (120, 122, 124) nicht verbundene Kontakte der Fassung angeordnet sind, nach außen vorstehen und die Anschlußfahnen (104, 106) mit in der Reihe nicht unmittelbar benachbarten Kon takten elektrisch verbunden sind.

2. IC-Fassung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (102) an der einen Längsseite entsprechend der Anordnung der Anschlußfahnen (104, 106) unter gegenseitigen Abständen nach außen ragen de Abschnitte aufweist und diese die Anschlußfahnen (104, 106) abstützen.

3. IC-Fassung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Anschlußfahnen (108, 110) von der anderen Längseite der Leiterplatte (102) vorstehen, diese Anschlußfahnen (108, 110) ein Teil einer anderen Lei terbahn (116, 118) sind und diese Anschlußfahnen (108, 110) mit anderen Kontakten elektrisch verbunden sind, die in einer anderen Reihe im Abstand von und paral lel zu der genannten Reihe angeordnet sind.