DE60000243T2

DE60000243T2 - Schneidklemmverbinder

Info

Publication number: DE60000243T2
Application number: DE60000243T
Authority: DE
Inventors: Hajime Michiya
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 2000-01-13
Publication date: 2002-11-14
Anticipated expiration: 2020-01-14
Also published as: JP2000215928A; JP3328596B2; US6176708B1; TW469678B; CN1262538A; NO20000154D0; NO317582B1; KR100501983B1; CN1178340C; DE60000243D1; NO20000154L; EP1022813B1; ATE220251T1; KR20000071282A; EP1022813A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Schneidklemmverbinder zur elektrischen Verbindung von Leiterplatten in einem elektronischen Gerät kompakter Größe, einschließlich typischerweise von Mobiltelefonen oder insbesondere für die elektrische Verbindung von Elektrodenanschlüssen auf einer festen gedruckten Schaltung mit den Eiektrodenanschlüssen auf einer flexiblen gedruckten Schaltung vom Typ TAB (Bandautomatik-Bindungstyp) sowie ein Verfahren zur Herstellung des Verbinders.
Bekanntlich werden Schneidklemmverbinder in verschiedene Arten eingeteilt, einschließlich Gummiverbinder, Metallfädenverbinder, Metallfäden-Matrixverbinder und U-förmige Metallfädenverbinder. Dieser verschiedenen Arten von Verbindern müssen jeweils eine Anpassungsfähigkeit zum Ausgleich für Montagefehler und einen geringen Leitungswiderstand besitzen. Der zuvor genannte Gummiverbinder hat eine Struktur, die aus einer Abwechslung von elektroleitfähigen und isolierenden Schichten jeweils eines Gummimaterials wie eines Silikongummis gebildet ist. Ein derartiger Gummiverbinder wird hergestellt, indem man einen Gummiblock mit einer abwechselnd geschichteten Struktur von zwei Arten von Gummifolien in einer Ebene in Richtung der Schichtung durchschneidet und die Stücke in Verbinderstreifen aufschlitzt. Der Metallfadenverbinder wird hergestellt, indem man einen integralen Körper von zwei isolierenden Gummifolien, die eine Reihe von Metallfäden, welche in einer Anordnung in gleichmäßiger Neigung ausgefluchtet sind, einklemmen, in Streifen in einer Richtung senkrecht zur laufenden Richtung der Metallfäden aufschneidet.
Metallfäden-Verbinder sind zum Beispiel im U.S.-Patent Nr. 4.330.165 beschrieben. Der bekannte Metallfäden-Verbinder umfasst ein Paar eines ersten Elements und zweiten Elements, welche einen länglichen Körper bilden, und eine Reihe einer Vielzahl von elektroleitfähigen Fäden in paralleler Ausfluchtung, wobei jeder der Fäden sich erstreckt, um Elektrodenanschlüsse auf der ersten und zweiten Leiterplatte zu erreichen, indem sie in einer geneigten Richtung senkrecht zur Längsrichtung des ersten und zweiten Elements des länglichen Körpers verlaufen. Ein Folienelement ist zwischen dem ersten und zweiten Element angeordnet, und die Fäden sind auf einer Seite des Folienelements angeordnet.
Der Metallfaden-Matrixverbinder wird hergestellt, indem man einen abwechslungsweise laminierten Block aus isolierenden Gummischichten und Reihen von Metallfäden, welche in ein und derselben Richtung verlaufen, und jeweils zwischen zwei benachbarten Gummischichten in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Gummifolien eingeklemmt sind, in Stücke schneidet, welche jeweils in einer geeigneten Breite geschnitten werden. Der U-förmige Metallfadenverbinder wird hergestellt, indem man eine Vielzahl von Metallfäden jeweils parallel zueinander auf der Oberfläche einer isolierenden Gummifolie bei einer regelmäßigen Neigung unter Bildung einer Metallfaden-tragenden Folie anordnet, welche in die Höhlung einer Metallform mit einem U-förmigen Querschnitt einführt und hierin ausformt, gefolgt durch Füllen der Höhlung mit einem isolierenden Gummi, so dass der Verbinder eine Vielzahl von Metallfäden, die auf der Außenfläche des isolierenden Gummikörpers freiliegen, aufweist.
In jüngeren Jahren werden die Schneidklemmverbinder, neben ihrer Verwendung zur elektrischen Verbindung von einer LSI mit einer gedruckten Schaltung oder von zwei gedruckten Schaltungen, zur elektrischen Verbindung zwischen gedruckten Schaltungen in einem Wechselsprechgerät kompakter Größe, wiedergegeben durch Mobiltelefone, oder, um es spezieller auszudrücken, zwischen einem Satz von Elektrodenanschlüssen auf einer festen Leiterplatte und einem Satz von Elektrodenanschlüssen auf einer flexiblen Leiterplatte vom Typ TAB verwendet. Es ist sehr wichtig für einen Schneidklemmverbinder bei einer derartigen Anwendung, dass die elektrische Verbindung durch den Verbinder zwischen den Sätzen der Elektrodenanschlüsse auch mit einem sehr geringen Kontaktdruck vollständig ist, da sonst eine verwerfende oder verwindende Verformung im Gehäuse oder den Leiterplatten des Wechselsprechgeräts kompakter Größe auftreten kann, das so kompakt und leichtgewichtig ist, dass es einem großen Kontaktdruck nicht standhält.
Die Schneidklemmverbinder der zuvor beschriebenen Arten haben jeweils verschiedene Probleme, wenn sie für eine elektrische Verbindung zwischen Leiterplatten in einem sehr kompakten Gegensprechgerät benutzt werden. Bei den Gummiverbindern treten beispielsweise infolge Verzögerung oder Verlust der Übertragung von digitalen Signalen bisweilen Störungen auf, als Folge des verhältnismäßig großen elektrischen Widerstands der leitfähigen Gummischichten, so dass Gummiverbinder nicht für eine Verbindung zwischen Leiterplatten in einem Gegensprechgerät kompakter Größe im Hinblick auf ein mögliches Versagen der Leistung des Geräts verwendet werden können.
Jeder der Schneidklemmverbinder der anderen Typen, welche Metallfäden als leitfähigen Körper benutzen, ist nicht völlig für eine elektrische Verbindung zwischen Leiterplatten in einem Gegensprechgerät kompakter Größe unbrauchbar, weil der Kontaktdruck so verringert werden kann, wenn die Metallfäden jeweils eine schräge Anordnung oder eine gebogene oder gekrümmte Form einnehmen. Jedoch hängt der Kontaktdruck, der schließlich in den Verbindern dieser Arten erforderlich ist, von der Härte des Gummis als Matrixmaterial und der Größe des Verbinders per se oder nämlich der Kontaktfläche ab, so dass die zuvor genannte schräge Anordnung oder gebogene oder gekrümmte Form der Metallfäden allein nicht immer ausreicht, um einen geringen Kontaktdruck für eine elektrische Verbindung völlig zu gewährleisten.
Als Mittel zur Lösung der zuvor beschriebenen Probleme wäre es eine richtige Idee, einen Gummi verringerter Gummihärte zu benutzen, um eine verringerte Kontaktfläche zu haben, oder das Ausmaß des Drucks zu erhöhen. Ein Gummimaterial geringer Gummihärte hat jedoch andere Probleme einer Erhöhung der bleibenden Verformung und eine erhöhte Rate der thermischen Denaturierung oder elastischen Ermüdung. Die Kontaktfläche eines Schneidklemmverbinders kann nicht soweit vermindert werden, dass sie lang genug ist, und ein ernstlicher Nachteil einer schlechten Handhabungs-Anpassungsfähigkeit ergibt sich aus der Verwendung eines Schneidklemmverbinders mit einer übermäßig geringen Kontaktfläche.
Wenn das Ausmaß der Kompression im Schneidklemmverbinder herabgesetzt wird, kann der Montagefehlter nicht mehr aufgefangen werden, was zu einem Versagen der elektrischen Verbinder führt.
Eine von der obigen Erwägung abgeleitete Schlussfolgerung ist, dass das Auffangen von Montagefehlern unter der Bedingung einer verminderten Kontaktlast nur durch die Verwendung eines Hilfselements, wie z. Bsp. einer Gummiplatte oder eines Gummirohrs mit einem offenen Raum, der für eine Verminderung der Kontaktfläche zugänglich ist, erreicht werden. Ernsthafte Probleme, welche die Verwendung eines derartigen Hilfselements begleiten, sind, dass die Verbindungshöhe notwendigerweise sehr erhöht wird, und dass die Anzahl der das Gerät bildenden Teile notwendigerweise sehr ansteigt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ziel vorliegender Erfindung ist demgemäß die Bereitstellung, durch Überwindung der zuvor beschriebenen Nachteile von Schneidklemmverbindem, gemäß dem Stand der Technik, eines neuen und verbesserten Schneidklemmverbinderss, der zur elektrischen Verbindung zwischen Leiterplatten in einem Gegensprechgerät von kompakter Größe unter einer geringen Kontaktlast mit Verlässlichkeit geeignet ist, und ohne Beeinflussung der Handhabungs- Anpassungsfähigkeit und Aufnahmefähigkeit von Montagefehlern, verursacht bei den Montagearbeiten der Geräte und ohne Erhöhung der Anzahl der Teile, welche das Gerät bilden, sowie die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines derartigen Schneidklemmverbinders.
Somit stellt vorliegende Erfindung einen Schneidklemmverbinder zur elektrischen Verbindung zweier Sätze von Elektrodenanschlüssen auf zwei gegenüber liegenden Leiterplatten zur Verfügung, indem er unter Ausübung eines Kontaktdrucks dazwischen geschaltet wird, der ein integraler länglicher stabförmiger Körper ist, umfassend:
(a) ein Paar eines ersten Stützelements und eines zweiten Stützelements mit einem jeweils annähernd dreieckigen Querschnitt und hergestellt aus einem elektrisch isolierenden Gummi und jeweils an einer der Seitenflächen an die andere in einer verschobenen Anordnung klebgebunden, wobei das erste Stützelement mit einer ersten Leiterplatte in Berührung kommt, und das zweite Stützelement mit einer zweiten Leiterplatte in Berührung kommt, wenn der Verbinder zwischen die erste und zweite Leiterplatte geschaltet ist, wobei die Grenzflächenebene bezüglich der Oberflächen, bei denen die Stützelemente in Berührung mit den Leiterplatten sind, geneigt ist; und
(b) eine Reihe einer Vielzahl von elektroleitfähigen Fäden in paralleler Ausfluchtung, die zwischen dem ersten und zweiten Stützelement an der Grenzfläche dazwischen eingeklemmt sind, wobei jeder der Fäden sich erstreckt, um die Elektrodenanschlüsse auf der ersten und der zweiten Leiterplatte durch Verlaufen in einer geneigten Richtung auf den und entlang der Oberflächen der Stützelemente zu erreichen,
wobei das erste und zweite Stützelement bezüglich der Mittellinie auf der Grenzfläche zwischen dem ersten und zweiten Stützelement angeordnet sind, und wobei ein erster länglicher Hohlraum durch das erste Stützelement, die Reihe der Fäden und die erste Leiterplatte umgrenzt ist, während ein zweiter länglicher Hohlraum durch das zweite Stützelement, die Reihe der Fäden und die zweite Leiterplatte umgrenzt ist.
Ebenfalls offenbart ist ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidklemmverbinders und ein Verfahren zum elektrischen Verbinden eines Satzes von Elektrodenanschlüssen auf einer sich gegenüberliegenden ersten und zweiten Leiterplatte unter Verwendung eines derartigen Schneidklemmverbinders.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 und 2 sind jeweils eine Querschnittsansicht des efindungsgemäßen Schneidklemmverbinders in einem nicht-zusammengedrückten Zustand bzw. zusammengedrückten Zustand, geschaltet zwischen zwei Leiterplatten.
Fig. 3 und 4 sind Vorder- bzw. Querschnittsansichten des erfindungsgemäßen Schneidklemmverbinders.
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine leitende Folie, die bei der Herstellung des eflndungsgemäßen Schneidklemmverbinders benutzt wird.
Fig. 6 ist eine Veranschaulichung, welche einen Querschnitt der zur Formung des ersten und zweiten Stützelements aus Gummi im eflndungsgemäßen Schneidklemmverbinder benutzten Metallform zeigt.
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht des ersten und zweiten Stützelements auf dem Herstellungsweg des erfindungsgemäßen Schneidklemmverbinders.
Fig. 8 ist eine Veranschaulichung des von Aufspannvorrichtungen gehaltenen Zwischenkörpers bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Schneidklemmverbinders.
Fig. 9 ist eine Veranschaulichung des aus den Aufspannvorrichtungen entnommenen Zwischenkörpers.
Fig. 10 ist eine Veranschaulichung des Abgratens des in Fig. 9 gezeigten Zwischenkörpers.
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht des durch Abgraten gemäß Fig. 10 erhaltenen erfindungsgemäßen Verbinders.
Fig. 12 und 13 sind eine Vorder- bzw. Querschnittsansicht des eflndungsgemäßen Schneidklemmverbinders mit einem mondförmigen Querschnitt der Stützelemente.
Fig. 14 und 15 sind eine Vorder- bzw. Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Schneidklemmverbinders mit einem L-förmigen Querschnitt der Stützelemente.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im folgenden werden verschiedene bevorzugte Ausführungsformen gemäß vorliegender Erfindung in Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, obgleich diese Ausführungsformen niemals den Schutzumfang der Erfindung auf irgend eine Weise begrenzen.
Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneidklemmverbinders ist in Fig. 1-4 veranschaulicht, von denen Fig. 1 und 2 den zwischen gegenüber liegenden Leiterplatten 12, 13 entweder ohne Zusammendrücken (Fig. 1) oder unter Zusammendrücken (Fig. 2) geschaltet Schneidklemmverbinder 11 veranschaulichen. Es wird angenommen, dass die Leiterplatte 12 eine flexible Leiterplatte ist, während die Leiterplatte 13 als eine feste Leiterplatte angenommen wird.
Der Schneidklemmverbinder 11 ist aus einer Reihe einer Vielzahl von Metallfäden 4 und einem Paar von Stützelementen 6, 7 aus einem isolierenden Gummi, jeweils in Form eines länglichen Stabkörpers mit einem annähernd dreieckigen Querschnitt gebildet. Die Stützelemente 6, 7 sind an den Seitenflächen 6A, 7A in einer versetzten oder verschobenen Anordnung mit Symmetrie um die Mittellinie P verklebt, wobei die Reihe der Metallfäden 4, die jeweils in einer bezüglich der Richtung von oben nach unten geneigten Richtung verlaufen, wenn der Verbinder auf eine Leiterplatte 13 gebracht ist, so dass er an einem Ende mit dem Elektroanschluss 12A auf der ersten Leiterplatte 12 und an dem anderen Ende mit dem Elektroanschluss 13A auf der zweiten Leiterplatte 13 in Kontakt ist, wenn der Verbinder 11 zwischen die beiden Leiterplatten 12, 13 geschaltet ist.
Wie in Fig. 1 veranschaulicht, sind die Bindungsseitenflächen 6A, 7A der Stützelemente 6, 7 nicht völlig miteinander verbunden, sondern sie sind jeweils voneinander verschoben, so dass die Reihe der Metallfäden 4 zwischen die Stützelemente 6, 7 lediglich in ihrem Mittelteil geklemmt sind, und die Metallfäden 4 sind lediglich an dem ersten Stützelement 6 im unteren Teil der Fläche 6A und lediglich an dem zweiten Stützelement 7 im oberen Teil der Fläche 7A angeklebt.
Wenn der Schneidklemmverbinder 11 zwischen die Leiterplatten, 12, 13 geschaltet ist, wobei jeder Metallfaden 4 im Kontakt mit den Elektrodenanschlüssen 12A und 13A am oberen bzw. unteren Ende ist, wird ein erster länglicher Hohlraum 14 mit einem dreieckigen Querschnitt gebildet, umschrieben von der ersten Leiterplatte 12, dem ersten Stützelement 6 und dem oberen Teil der Reihe der Metallfäden 4, wo die Metallfäden 4 an das zweite Stützelement 7 lediglich an der Fläche 7A angeklebt sind, während ein zweiter länglicher Hohlraum 15, ebenfalls mit einem dreieckigen Querschnitt, gebildet wird, umschrieben von der zweiten Leiterplatte 13, den zweiten Stützelement 7 und dem unteren Teil der Reihe der Metallfäden 4, wo die Metallfäden 4 an das erste Stützelement 6 lediglich an der Oberfläche 6A angeklebt sind.
Die Metallfäden 4 sind parallel zueinander ausgefluchtet und verlaufen in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Stangenelemente 6 oder 7 mit einem regelmäßigen Zwischenraum von mindestens 0,02 mm, unter Bildung einer Reihe, welche, wie zuvor beschrieben, durch das erste und zweite Stützelement aus Gummi 6, 7 zwischen die Flächen 6A, 7A derart geklemmt ist, dass jeder Metallfaden 4 am oberen und unteren Ende mit einem der Elektrodenanschlüsse 12A auf der ersten Leiterplatte 12 und mit einem der Elektrodenanschlüsse 13A auf der zweiten Leiterplatte 13 in Kontakt steht, um so eine elektrische Verbindung der Elektrodenanschlüsse 12A und 13A, wenn der Verbinder 11 zwischen die Leiterplatten 12, 13 geschalten ist, einzurichten.
Wenn die erste Leiterplatte 12 durch Anwendung einer Kraft F, wie in Fig. 2 durch die Pfeile F, F gezeigt, zur zweiten Leiterplatte 13 hin nach unten gedrückt wird, wird jedes der ersten und zweiten Stützelemente aus Kautschuk auf solch eine Weise elastisch verformt, dass der Abstand zwischen den Leiterplatten 12, 13 zusammen mit einer Verringerung des Winkels a zwischen der Leiterplatte 12 oder 13 und den Metallfäden 4, welche mit einer Neigung bezüglich der Flächen der Leiterplatten 12, 13 verlaufen, verringert wird. Es wird bevorzugt, dass der Winkel α im Zustand des Druckkontakts im Bereich von 30º bis 60º, oder bevorzugter etwa 45º, hinsichtlich der Verhütung eines Verziehens in den Stützelementen aus Gummi 6, 7 und der Aufnahme einer seitlichen Verschiebung des Verbinders 11 durch Zusammendrücken liegt.
Wenn der Schneidklemmverbinder 11 mit Kompression zwischen den Leiterplatten 12 oder 13 geschaltet ist, kann in der elektrischen Verbindung der Elektrodenanschlüsse 12A, 13A und den Endpunkten der Metallfäden 4 dank des erhöhten Kontaktdrucks dazwischen, der durch die Elastizität der Stützelemende 6, 7 aus Gummi unter Druckverformung gegeben ist, eine bessere Verlässlichkeit erhalten werden.
Die Metallfäden sind aus einem korrosionsbeständigen Metall, wie z. Bsp. rostfreiem Stahl oder aus Phosphorbronze, Berylliumbronze und dergl. hergestellt und vorzugsweise auf der Oberfläche mit einem korrosionsbeständigen Metall, wie z. Bsp. Gold plattiert, um die Korrosionsbeständigkeit weiter zu verbessern. Jeder der Metallfäden 4 hat eine Querschnittsabmessung im Bereich von 0,01 bis 0,5 mm oder vorzugsweise von 0,02 bis 0,5 mm. Wenn der Durchmesser oder die Dicke der Metallfäden 4, welche einen rechteckigen Querschnitt haben können, zu gering ist, sind die leitfähigen Fäden 4 so zerbrechlich, dass die bedienungsfähige Betriebsdauer des Verbinders 11 notwendigerweise verringert wird. Wenn die Dicke des leitfähigen Fadens zu groß ist, kann infolge einer übermäßigen Steifheit der Fäden 4 die Drucklast F nicht vermindert werden, um eine verlässliche elektrische Verbindung zu begründen.
Fig. 3 und 4 zeigen eine Vorder- bzw. Querschnittsansicht des Schneidklemmverbinders 11. Jedes der Stützelemente aus Gummi aus 6, 7, das aus einem isolierenden Gummi wie einen Silikongummi mit hervorragender Wetterechtheit Wärmebeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Beständigkeit gegenüber Chemikalien, Altersverzögerung und elektrischer Isolierung hergestellt ist, ist ein längliches stabförmiges Element mit einem annähernd dreieckigen Querschnitt. Das Gummimaterial, das die Stützelemente 6, 7 bildet, hat eine Gummihärte im Bereich von 10ºH bis 70ºH oder vorzugsweise von 30ºH bis 60ºH gemäß der JlS-Skala. Wenn die Gummihärte des Gummimaterials wie von Silikongummis zu gering ist, haben die Gummielemente 6, 7 beim Berühren eine Klebrigkeit auf der Oberfläche, auch nach einer völligen Aushärtung, was ein Problem des Gleitverhaltens beim Presskontakt des Verbinders 11 und der Handhabung des Verbinders 11 verursacht. Wenn die Gummihärte zu hoch ist, ist es andererseits ein möglicher Nachteil, obgleich dies von der Querschnittsausbildung der Gummielemente 6, 7 abhängt, dass eine verlässliche elektrische Verbindung zwischen den Elektrodenanschlüssen 12A, 13A und den Endpunkten der Metallfäden 4 nur durch eine übermäßige Erhöhung des Kontaktdrucks F erhalten werden kann.
Im folgenden ist ein typisches Verfahren zur Herstellung des zuvor beschriebenen Schneidklemmverbinders unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis 9 in Einzelheiten beschrieben.
An erster Stelle wird eine elektroleitfähige Metallfolie durch Ätzen bearbeitet, unter Bildung einer Vielzahl von Schlitzen 3 innerhalb des von der rechteckigen, rahmenförmigen Fläche 2 umgebenen Bereichs mit einem regelmäßigen Abstand, so dass eine Vielzahl von elektroleitfähigen Metallfäden 4 in einer parallelen Rasterausfluchtung zwischen den Schlitzen 3 im regelmäßigen Abstand ungeätzt bleiben, welche fähig sind, eine Isolierung zwischen den Fäden 4 (Fig. 5) aufrechtzuerhalten. Die elektroleitfähige Folie 1 ist aus einem korrosionsbeständigen Metall wie rostfreiem Stahl hergestellt oder sollte mit einer korrosionsbeständigen Plattierung von Gold auf der Oberfläche nach der Ätzbehandlung versehen werden.
Getrennt hiervon wird die Formhöhlung 5A einer Metallform 5 (Fig. 6) mit einer ungehärteten Silikonkautschuk-Verbindung gefüllt, die erwärmt und unter Kompression in der Metallform 5 in ein prismatisches Stabelement aus gehärtetem Silikongummi mit einem annähernd dreieckigen Querschnitt ausgehärtet wird, dass als das erste und das zweite Stützelement 6" 7 dient, welche in Fig. 7 durch eine Querschnittsansicht des Stabelements gezeigt wird. Der Querschnitt des Stützelements 6, 7 kann, wie in Fig. 13 veranschaulicht, mondförmig oder L-förmig sein, wie in Fig. 15 als Modifikation des annähernd dreieckigen Querschnittprofils der in Fig. 4 veranschaulichten Stützelemente 6, 7 veranschaulicht.
An nächster Stelle wird jedes der ersten und zweiten Stützelemente 6, 7 auf der flachen rückseitigen Fläche 6A, 7A mit einem Klebstoff auf Silikonbasis beschichtet, und die Stützelemente 6, 7 werden in Spannvorrichtungen 9 oder 10 gehalten und an den mit Klebstoff beschichteten Oberflächen 6A, 7A in einer versetzten oder verschobenen Lage miteinander verklebt, wobei die Reihe der leitfähigen Fäden 4 am Zentralteil der Reihe 4 unter Verwendung der Spannvorrichtungen 9, 10 (Fig. 8) dazwischengeklemmt wird, um einen Zwischenkörper 8 des erfindungsgemäßen Schneidklemmverbinders 11 zu ergeben, der noch den rahmenförmigen Teil 2 der leitfähigen Folie 1 (Fig. 9) trägt.
Die nächste und endgültige Stufe ist das Entgraten des Zwischenkörpers 8, erhalten wie zuvor beschrieben und entfernt aus den Spannvorrichtungen 9, 10, durch Schneiden der Metallfäden 4 entlang des jeweiligen Umfangs der Stützelemente 6, 7 mit einer geeigneten Schneidvorrichtung, wie z. Bsp. einem Laserstrahlschneider L (Fig. 10) unter Erhalt eines endgefertigten Schneidklemmverbinders 11 (Fig. 11) unter Entfernung des rahmenförmigen Randteils 2 der leitfähigen Folie 1. Erforderlichenfalls kann der so erhaltene Verbinder 11 in Form eines länglichen Stabkörpers weiter in eine Vielzahl von Stücken mit einer kleineren Einheitslänge unterteilt werden, indem man entlang der Längsrichtung des Stabelements 11 senkrecht zur Längsrichtung schneidet.
Der auf die zuvor beschriebene Art und Weise hergestellte Schneidklemmverbinder 11 wird auf die in Fig. 1 und 2 veranschaulichte Weise verwendet, indem er zwischen zwei gegenüber liegende Leiterplatten 12, 13 geschaltet wird, um eine elektrische Verbindung zwischen den entsprechenden Elektrodenanschlüssen 12A, 13A auf den jeweiligen Leiterplatten 12, 13 durch In-Berührung-Bringen der Elektrodenanschlüsse 12A, 13A mit den Endpunkten der leitfähigen Metallfäden 4 unter einem geeigneten Kontaktdruck herzustellen.
Wenn die Schneidklemmverbindung 11 mit der zuvor beschriebenen länglichen Struktur zwischen die erste Leiterplatte 12 und die zweite Leiterplatte 13, wie in Fig. 1 veranschaulicht, geschaltet wird, werden längliche Hohlräume 14, 15, von denen jeder einen annähernd dreieckigen Querschnitt aufweist, gebildet, einer, der durch die erste Leiterplatte 12, eine Seitenfläche des ersten Stützelements 6 und die Reihe der leitfähigen Metallfäden 4 definiert ist, und ein anderer, der durch die zweite Leiterplatte 13, eine Seitenfläche des zweiten Stützelements 7 und die Reihe der leitfähigen Metallfäden 4 definiert ist.
Wenn die erste Leiterplatte 12 gegen die zweite Leiterplatte 13 durch Anlegen einer Kraft F, wie in Fig. 2 veranschaulicht, herabgedrückt wird, werden die Stützelemente 6, 7 jeweils elastisch verformt, und die Hohlräume 14, 15 mit einem annähernd dreieckigen Querschnitt werden auch abgeflacht, so dass die leitfähigen Fäden 4 an die Endpunkte, die der Oberfläche der Elektrodenanschlüsse 12A, 13A entlang gleiten, gebracht werden, unter Aufrechterhaltung des Kontakts mit den Elektrodenanschlüssen 12A, 13A auf den jeweiligen Druckschaltungen 12, 13 mit erhöhter Verlässlichkeit, um eine elektrische Verbindung unter der Elastizität zu begründen, welche von den Stützelementen 6, 7 unter elastischer Verformung gezeigt wird. Mit einer derartigen einmaligen Konstruktion des erfindungsgemäßen Schneidklemmverbinders braucht die Gummihärte der Stützelemente 6, 7 nicht besonders klein zu sein, wie es bei herkömmlichen Schneidklemmverbindem unter Ausnutzung der Elastizität von aus Gummi hergestellten Teilen der Fall ist, so dass das die Stützelemente 6, 7 bildende Gummimaterial eine vorteilhafterweise geringe bleibende Verformung und geringe Empfindlichkeit für den Verlust von Gummielastizität bei einer erhöhten Temperatur sowie eine Leichtigkeit der Handhabung besitzt.
Ferner wird die Verlässlichkeit der elektrischen Verbindung, welche mit dem erfindungsgemäßen Schneidklemmverbinder 11 erhalten wird, nicht durch das Ausmaß des Herabdrückens der ersten gedruckten Schaltung 12 gegen die zweite gedruckte Schaltung 13 beeinflusst, was zu dem Vorteil führt, dass jegliche Montagefehler des Verbinders 11 leicht aufgenommen werden können, und Störungen infolge Versagens der elektrischen Verbindung verringert werden können. Ferner sind bei der Montage des erfindungsgemäßen Schneidklemmverbinders 11 keine Hilfsteile erforderlich, so dass die Verbindungshöhe verringert werden kann. Jeder der leitfähigen Fäden 4, der über die gesamte Länge von den Stützelementen 6, 7 getragen wird, ist von jeglicher zwangsläufigen Verformung frei, so dass er von der Störung eines Verziehens befreit ist und zur Verbesserung der Verlässlichkeit der elektrischen Verbindung auch unter Wiederholung der Druckkraft F beiträgt. Das die Stützelemente 6, 7 bildende Gummimaterial ist vorzugsweise ein Silikongummi mit einer Gummihärte von 10ºH bis 70ºH, wie in JIS definiert. Silikongummis sind im Vergleich zu herkömmlichen organischen Gummis im Hinblick auf eine hohe chemische Stabilität dank der Abwesenheit jeglicher ungesättigter Bindungen in der Molekülstruktur einer geringeren Temperaturabhängigkeit mechanischer Eigenschaften, einer geringen bleibenden Verformung, hohen Wärmebeständigkeit und guten elektrischen Isolation von Vorteil.
Während die vorherige Beschreibung des erfindungsgemäßen Schneidklemmverbinders allein für die Stützelemente 6, 7, jedes in Form eines länglichen Stabkörpers mit einem annähernd dreieckigen Querschnitt gegeben ist, sind bezüglich der Querschnittsausbildung der Stützelemente 6, 7 verschiedene Modifikationen möglich. Beispielsweise kann, wie in Fig. 12 und 13 veranschaulicht, jedes der Stützelemente 6, 7 aus einem isolierenden Gummi einen mondförmigen Querschnitt aufweisen, und die leitenden Fäden 4 können in einer S- Form (Fig. 13) gekrümmt sein. Fig. 14 und 15 veranschaulichen eine andere Modifikation des Querschnittprofils der Stützelemente 6, 7, von denen jedes einen L- förmigen Querschnitt hat, und die zusammen einen X-förmigen Querschnitt der miteinander verklebten Stützelemente 6, 7 zeigen (Fig. 15).
Bei jeder dieser Variationen wird bevorzugt, dass die laufende Richtung der leitfähigen Fäden mit der Oberfläche der Druckschaltungen 12, 13 einen Winkel im Bereich von 30º bis 60º oder vorzugsweise etwa 45º in einem nach unten gedrückten Zustand, wie in Fig. 2 gezeigt, bildet. Diese Winkelbegrenzung der leitenden Fäden 4 ist auch auf die in Fig. 13 dargestellte Variante anwendbar, bei der der leitfähige Faden 4 eine S-Kurvenanordnung einnimmt, indem man die Richtung des Fadens per se so liest, dass sie die Richtung der Geraden bedeutet, welche den oberen und unteren Endpunkt des Fadens 4 verbindet.
Im folgenden wird anhand von Beispielen der Schneidklemmverbinder gemäß vorliegender Erfindung in größeren Einzelheiten beschrieben.

BEISPIEL 1

Es wird ein Verfahren zur Herstellung des Schneidklemmverbinders 11 unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 11 beschrieben. An erster Stelle wurde eine Folie aus rostfreiem Stahl der Abmessung 30 mm · 10 mm einer Dicke von 20 um einer Ätzbehandlung unter Bildung einer Vielzahl von Schlitzen 3 in einem regelmäßigen Abstand von 0,07 mm innerhalb der 10 mm · 80 mm breiten, von einer Rahmenfläche 2 einer Breite von 10 mm umgebenen Fläche derart einer Ätzbehandlung unterzogen, dass eine Vielzahl von leitfähigen Fäden 4, von denen jeder eine Länge von 10 mm, jeweils in paralleler Ausfluchtung zwischen den Schlitzen 3 angeordnet, zurückblieben, unter Bildung einer ein Raster bildenden Reihe von Fäden 4. Getrennt hiervon wurde die Formhöhlung 5A einer Metallform 5 mit einer Silikonkautschukverbindung (KE 151 U, ein Produkt der Shin-Etsu Chemical Co.), kompoundiert mit einem Härtungsmittel, gefüllt, und die Metallform 5 wurde verschlossen, um die Silikonkautschukverbindung bei 120ºC 5 Minuten unter Druck zu härten, wobei das erste und zweite Stützelement 6, 7 aus gehärtetem Silikonkautschuk einer Gummihärte von 50ºH, jeweils in Form eines länglichen, stabförmigen Körpers mit einem annähernd dreieckigen Querschnitt mit flachen Oberflächen 6A, 7A (Fig. 7) erhalten wurden.
Sodann wurden die jeweiligen flachen Oberflächen 6A, 7A der wie zuvor erhaltenen Stützelemente 6, 7, welche jeweils einen annähernd dreieckigen Querschnitt hatten, mit einem Klebstoff auf Silikonbasis (KE 1800TA/TB, ein Produkt der Shin-Etsu Chemical Co.) in einer Dicke von 20 um beschichtet, und unter Eingriff der Reihe der leitfähigen Fäden 4 und Verwendung der Spannvorrichtungen 9, 10 (Fig. 8) zur Klebeverbindung mit Dazwischenschaltung der Reihe der leitfähigen, in der elektroleitfähigen Folie 1 gebildeten Fäden 4 in einer verschobenen Anordnung miteinander verbunden, um einen Zwischenkörper 8 (Fig. 8 und 9) des erfindungsgemäßen Schneidklemmverbinders zu erhalten.
Der von den Spannvorrichtungen 9, 10 entfernte Zwischenkörper 8 für die Klebeverbindung wurde einem Entgraten unterzogen, um Teile der aus dem jeweiligen Umfang der Stützelemente 6, 7 und dem Rahmenteil 2 der leitfähigen Folie 1 herausragenden leitfähigen Fäde durch Schneiden mit einer Excimerlaser- Schneidmaschine L (Fig. 10) zu entfernen, um einen Schneidklemmverbinder 11 in Form eines in Fig. 3 und 4 veranschaulichten länglichen Stabkörpers zu ergeben, der durch Schneiden in Verbinder einer Einheitslänge unterteilt wurde.

BEISPIEL 2

Auf im wesentlichen die gleiche Weise wie im Beispiel 1 wurde ein erfindungsgemäßer Schneidklemmverbinder, dessen jedes Stützelement 6, 7 einen mondförmigen Querschnitt hatte, wie in Fig. 12 und 13 veranschaulicht, mit der Ausnahme hergestellt, dass die elektroleitfähige Folie 1 aus Phosphorbronze anstelle von rostfreiem Stahl eine Dicke von 50 um aufwies, die Schlitze 3 in regelmäßigen Abständen von 1,0 mm ausgebildet waren, und die Stützelemente 6, 7 einen mondförmigen Querschnitt hatten und aus einer Silikonkautschukverbindung KE 151 U (ein Produkt der Shin-Etsu Chemical Co.) gebildet waren, um ein gehärteten Silikonkautschuk mit einer Gummihärte von 50ºH auf der JIS-Skala zu ergeben.

BEISPIEL 3

Auf im wesentlichen die gleiche Weise wie im Beispiel 2 wurde ein Schneidklemmverbinder 11, dessen Stützelemente 6, 7 einen L-förmigen Querschnitt hatten, wie in Fig. 14 und 15 veranschaulicht, mit der Ausnahme hergestellt, dass eine Silikonkautschukverbindung KE 961 U (ein Produkt der Shin- Etsu Chemical Co.) verwendet wurde, um die Stützelemente 6, 7 aus einesm gehärteten Silikonkautschuk mit einer Gummihärte von 60ºH anstelle von KE 151U zu ergeben, und dass eine elektroleitfähige Folie 1 aus Berylliumbronze anstelle von Phosphorbronze verwendet wurde.

Claims

1. Schneidklemmverbinder (11) zur elektrischen Verbindung von Elektrodenanschlüssen (12A, 13A) auf einander gegenüberliegenden ersten und zweiten Druckschaltungen (12, 13) durch Dazwischenschalten unter einem, zwischen die Leiterplatten (12, 13) angelegten Kontaktdruck der ein länglicher, integraler stabförmiger Körper ist, umfassend:

(a) ein Paar eines ersten Stützelements (6) und eines zweiten Stützelements (7), das jeweils aus einem elektrisch isolierenden Gummi in Form eines länglichen Stabkörpers hergestellt ist, und

(b) eine Reihe einer Vielzahl von elektroleitfähigen Fäden (4) in einer parallelen Ausfluchtung, wobei sich jeder der Fäden (4) erstreckt, um Elektrodenanschlüsse auf der ersten und der zweiten Leiterplatte (12, 13) zu erreichen, durch Verlaufen in einer geneigten Richtung senkrecht zur Längsrichtung des ersten und zweiten Stützelements (6, 7),

dadurch gekennzeichnet, dass jedes Stützelement (6, 7) einen annähernd dreieckigen Querschnitt aufweist und an einer Seitenfläche (6A, 7A) eines jeden des ersten und zweiten Stützelements (6, 7) in einer verschobenen Anordnung zusammengeklebt ist, wobei das erste Stützelement (6) mit der ersten Leiterplatte (12) in Berührung kommt, und das zweite Stützelement (7) mit der zweiten Leiterplatte (13) in Berührung kommt, wenn der Verbinder (11) zwischen die erste und zweite Leiterplatte (12, 13) geschaltet ist, wobei die Grenzflächenebene bezüglich der Oberflächen, bei denen die Stützelemente (6, 7) mit den Leiterplatten 12, 13 in Berührung stehen, geneigt sind, und die Fäden (4) zwischen dem ersten und zweiten Stützelement (6, 7) an der verklebten Grenzfläche eingeklemmt sind, das erste und zweite Stützelement (6, 7) bezüglich der Mittellinie (P) auf der Grenzfläche zwischen dem ersten und zweiten Stützelement symmetrisch angeordnet ist, ein erster länglicher Hohlraum (14), umschrieben von dem ersten Stützelement (6), der Reihe der Fäden (4) und der ersten Leiterplatte (12), gebildet wird, und ein zweiter länglicher Leerraum (15) gebildet wird, und ein zweiter länglicher Hohlraum (15) umschrieben von dem zweiten Stützelement (7), der Reihe der Fäden (4) und der zweiten Leiterplatte (13) gebildet wird.

2. Schneidklemmverbinder gemäß Anspruch 1, bei dem die elektroleitfähigen Fäden (4) jeweils einen Durchmesser oder eine Dicke in Richtung senkrecht zur Ebene der Fadenreihe im Bereich von 0,01 bis 0,5 mm besitzen.

3. Schneidklemmverbinder gemäß Anspruch 1, bei dem die elektroleitfähigen Fäden (4) aus einem Metall oder einer Legierung hergestellt sind.

4. Schneidklemmverbinder gemäß Anspruch 3, bei dem die elektroleitfähigen Fäden (4) aus einem Metall oder einer Legierung mit einer korrosionsbeständigen Platierungsschicht hergestellt sind.

5. Schneidklemmverbinder gemäß Anspruch 1, bei dem der Gummi, welcher das erste und zweite Stützelement (6, 7) bildet, eine Gummihärte im Bereich von 30ºH gemäß der JIS-Skala aufweist.

6. Schneidklemmverbinder gemäß Anspruch 1, bei dem der Gummi, welcher das erste und zweite Stützelement (6, 7) bildet, ein Silikongummi ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Schneidklemmverbinders zur elektrischen Verbindung zweier Leiterplatten, wie in Anspruch 1 definiert, welches folgende Stufen umfasst:

(A) Verformung einer Gummiverbindung unter Druck, um längliche Stabkörper zu erhalten, die jeweils einen annähernd dreieckigen Querschnitt aufweisen, um als erstes und zweites Stützelement (6, 7) des Schneidklemmverbinders zu dienen;

(B) Bildung einer Reihe einer Mehrzahl von Metallfäden (4) in paralleler Ausfluchtung in regelmäßigem Abstand innerhalb einer rechteckigen Fläche eines rahmenförmigen Randbereichs (2) eines Metallblechs (1), und von diesem getragen, durch eine Atzbehandlung des Metallblechs (1);

(C) Beschichten von einer der Seitenflächen (6A; 7A) eines jeden der in der Stufe (A) hergestellten Stützelemente (6, 7) mit einem Klebstoff;

(D) Verbinden der Stützelemente (6, 7) an ihren mit Klebstoff beschichteten Oberflächen in einer verschobenen Anordnung, mit der Reihe einer Vielzahl von Metallfäden (4), hergestellt in Stufe (B), die zwischen die Stützelemente (6, 7) an der verklebten Grenzfläche eingeklemmt werden, wobei die Metallfäden (4) noch von der rahmenförmigen Fläche (2) des Metallblechs (1) getragen werden; und

(E) Entfernung des rahmenförmigen Metallblechs (1) durch Schneiden der Metallfäden (4) entlang des jeweiligen Umfangs der Stützelemente (6, 7).

8. Verfahren zum elektrischen Verbinden von Elektrodenanschluss-Sätzen auf einer einander gegenüberliegenden ersten und zweiten Leiterplatte unter Verwendung des Schneidklemmverbinders gemäß Anspruch 1, wobei der Schneidklemmverbinder ein erstes und zweites Stützelement mit dreieckigem Querschnitt umfasst, die in einer verschobenen Anordnung miteinander verklebt sind, wobei eine Vielzahl von elektroleitfähigen Fäden (4) in paralleler Ausfluchtung zwischen dem ersten und zweiten Stützelement eingeklemmt ist, welches Verfahren folgende Stufen umfasst:

(1) Schalten des Schneidklemmverbinders zwischen die Leiterplatten (12, 13) auf eine solche Weise, dass die Endpunkte der elektroleiffähigen Fäden (4) mit den Elektrodenanschlüssen (12A, 13A) der ersten und zweiten Leiterplatte (12, 13) in Berührung stehen; und

(2) Anlegen einer Druckkraft zwischen die erste und zweite Leiterplatte (12, 13) um ein solches Ausmaß des Zusammendrückens zu zeigen, dass die Reihe der elektroleitlähigen Fäden (4) einen Winkel (a) im Bereich von 30º bis 60º mit den Oberflächen der Leiterplatten (12, 13) bildet.