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WO2012171565A1 - Elektrische kontakteinrichtung zur verbindung von leiterplatten - Google Patents

Elektrische kontakteinrichtung zur verbindung von leiterplatten Download PDF

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WO2012171565A1
WO2012171565A1 PCT/EP2011/060009 EP2011060009W WO2012171565A1 WO 2012171565 A1 WO2012171565 A1 WO 2012171565A1 EP 2011060009 W EP2011060009 W EP 2011060009W WO 2012171565 A1 WO2012171565 A1 WO 2012171565A1
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WO
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circuit board
contact
slot
region
contact device
Prior art date
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PCT/EP2011/060009
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French (fr)
Inventor
Andre Frank
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Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a contact device for producing an electrical connection between running on a first circuit board and a second circuit board Lei ⁇ terbahnen, the first circuit board with their Porterbah- NEN electrically connected contact surfaces, which provided for establishing the electrical contact with on the second circuit board and are electrically connectable to the conductor tracks of the second circuit board electrically connected contact portions.
  • Contact devices for electrically connecting two printed circuit boards are frequently used in electrical devices.
  • two printed circuit boards usually in orthogonal alignment with one another, are connected to one another via contact devices both electrically and mechanically.
  • the contact devices are usually approved ⁇ det as contact strips to simultaneously multiple electrical connections Zvi ⁇ be able to manufacture the two circuit boards rule. If the device and thus the circuit boards therein are exposed to high mechanical loads, it may damage the contact device and thus the electrical connections. Additional measures to increase the mechanical robustness of the contact device are required.
  • a contact device of the type mentioned is known for example from US 5,151,046, which describes a contact ⁇ bar for connecting two circuit boards.
  • US 5,151,046, which describes a contact ⁇ bar for connecting two circuit boards.
  • the contact elements specifically for For by forming so-called overload areas form ⁇ .
  • US 4,715,819 also goes from a two-part Druckleis ⁇ te forth, the parts are hingedly connected to each other. In this way, the angle between the circuit boards connected via this contact strip can be changed as desired, so that a mechanical load on the electrical connections is avoided.
  • the invention is therefore the object of a contact ⁇ device of the type mentioned in such a way that, despite simple and cost-effective production mechanical loads, in particular twisting at the junction of both circuit boards record.
  • a Greinrich- device of the type mentioned in which the contact ⁇ device is formed as part of the first circuit board and has a connection region in which the contact surfaces are arranged, and the connection region of at least one in the first circuit board is provided, which forms in each case in the region of its ends paragraphs, through which the connection region is tapered to webs.
  • the contact device according to the invention is determined by the Kursin- least one passage slot (that is an elongated, continuous through the board opening and a correspondingly shaped slot from ⁇ contour) is formed such that the electrical ⁇ cal and mechanical connection point of the two printed circuit boards te is mechanically decoupled along two spatial axes within certain limits of the remaining first circuit board, as formed by the formation of the webs at both ends of the connection region in the first circuit board as it were a mechanically movable part of the first circuit board, the linear movements and rotational movements of the PCB allows each other and thus allows a mechanical mobility of the two circuit boards in two spatial axes. Since the contact device is also part of the first circuit board, fall apart from the introduction of at least one passage slot no further costs, so that the contact device according to the invention can be produced inexpensively by their simple design structure.
  • An advantageous embodiment of the contact device according to the invention provides that when manufactured contact between the first and the second circuit board, the contact surfaces of the first circuit board are connected via a solder connection with the corresponding contact portions of the second circuit board.
  • the advantage of this embodiment is that a direct electrical and mechanical connection can be produced between the two printed circuit boards, as kei ⁇ nerlei further connecting element (for example, a power strip) is necessary. As a result, the cost of the contact device can be kept low. According to a further advantageous embodiment of the contact device according to the invention it is provided that electrical connection lines between the contact surfaces and the conductor tracks of the first circuit board are guided over the webs.
  • the webs can also be used as a carrier according to finely formed connecting lines or conductor tracks, which are usually in the form of printed conductors. be form, serve.
  • the electrical conductor tracks of the first printed circuit board are guided on and into the webs formed by the slot contour.
  • a further advantageous embodiment of the invention shown SEN contact means also provides for, that a slit-shaped slot is to the vertical connection of the two printed circuit boards in the connection area is provided which is adapted to receive the end face of the second circuit board, wherein the contact surfaces are so arranged at the slot, that their position corresponds to the position of the contact ⁇ sections of the second printed circuit board when scho ⁇ in the slot scho ⁇ surrounded second circuit board, are arranged on ⁇ the sides of the slot in the longitudinal direction of the slot extending through slots, and the connection area tapered paragraphs are arranged to each other in the region of the ends of the slot, so that the webs in the region of the ends of the slot and extending in the longitudinal direction are formed.
  • an orthogonal connection of the two circuit boards can be made.
  • the passage slots introduced on both sides of the slot provided for this purpose form webs in the end area of the slot, the flexibility of which facilitates the mechanical decoupling of the slot
  • the passage slots are mirror-symmetrical to one another, the axis of symmetry running along the slot.
  • the slot extends into the webs, so that at least in some areas of the webs two separated by the slot part webs are formed.
  • This advantageous embodiment also further increases the flexibility of the webs and thus of the connecting region, so that the mobility of the connection of the two printed circuit boards continues to increase.
  • connection region has holes arranged on both sides of the slot.
  • the conductor tracks and the contact portions connected to these are arranged on the front and the back of the second circuit board, and the Kon ⁇ contact areas are arranged in the connection region of the first circuit board on both sides of the slot.
  • connection region comprises a contact strip adapted to receive a, is set corresponding Ste ⁇ sugar strip which is connected to the second circuit board.
  • the contact device according to the invention is also suitable for the frontal electrical connection of two printed circuit boards.
  • the connection area is arranged on an end face of the first circuit board to the end-side connection of both circuit boards, and the contact surfaces along this end face are such that their position at frontally applied to the first circuit board contact portions of the second printed circuit board respectively corresponds to the position of the Maisab ⁇ sections of the second circuit board.
  • the contact portions of the two ⁇ th printed circuit board is formed by SMD components, which are electrically connected with one end to the conductor tracks of the second circuit board and be connectable with the other end with the contact surfaces of the connection area.
  • connection surfaces may correspond in size and shape to the contact surfaces or deviate from it. From a mechanical point of view, the required minimum surface area of the connection surfaces results from the concrete requirements for the paths and angles of rotation to be tolerated, the geometrical dimensions of the webs, the printed circuit board thickness and the printed circuit board material.
  • the invention also relates to a printed circuit board with a contact device according to one of claims 1 to 12.
  • Figure 1 is a schematic representation of orthogonally interconnected printed circuit boards
  • Figure 2 is a detailed view of exporting approximately ⁇ example of a contact device in a plan view
  • FIG. 3 shows the contact device according to FIG.
  • Figure 4 shows a second embodiment of a
  • Figure 5 shows an embodiment of a Maisin ⁇ direction, which is suitable for the frontal connection of two circuit boards.
  • a contact device is required, which has a mechanical flexibility so that it can absorb the mechanical loads without damaging the electrical connections occurs.
  • a cost-effective contact device is described based on embodiments, which allows a mechanically flexible connection of the two circuit boards.
  • FIG. 1 shows a first embodiment in which a first printed circuit board 10 is connected orthogonally to a second Lei ⁇ terplatte 11.
  • a first printed circuit board 10 is connected orthogonally to a second Lei ⁇ terplatte 11.
  • two identically constructed ⁇ contact devices 12 with which on the one hand, a mechanical connection of the two circuit boards 10,11 generated and on the other hand, an electrical connection between the two printed circuit boards 10, 11 extending conductor tracks is made.
  • the circuit boards 10, 11 and the contact means 12 are indicated only schematically; For example, no traces on the two circuit boards 10, 11 are shown for clarity.
  • FIG. 2 shows a partial section of the printed circuit board 10, which has the contact device 12.
  • the contact device 12 is thus formed as part of the printed circuit board 10.
  • the contact device 12 includes a connecting portion 20 which has a slit-shaped slot 21 and disposed on both sides of the slot 22 to contact surfaces ⁇ .
  • the connection region 20 is delimited by passage slots 23 which extend along the longitudinal direction of the slot 21 and form shoulders 24 in the region of the ends 20a of the connection region 20, through which the connection region 20 tapers to webs 25.
  • the paragraphs 24 are aligned with each other, so that the webs 25 in the region of the ends of the slot 21 and extending in the longitudinal direction are formed.
  • the throughputs Transitional slits formed mirror-symmetrical to each other, where ⁇ at the axis of symmetry 27 along the slot 21 ver ⁇ runs.
  • Both the slot 21 and the passage slots 23 can be introduced by conventional production methods (eg milling, laser cutting) in the printed circuit board material of the first circuit board 10, so that the contact device 12 is not an additional structural component and thus can be produced inexpensively.
  • the slot 21 serves to receive an end face 31 of the second printed circuit board 11, as can be seen in detail in FIG.
  • the projection has contact portions 32, the position of which in the plug-in ⁇ place 21 inserted second circuit board 11 respectively corresponds to the position of the contact surfaces 22 of the first circuit board 10.
  • the contact sections 32 are electrically connected to interconnects 37, which are shown only schematically in FIG. 3 and run on the second circuit board 11.
  • FIG. 3 shows highly schematically electrical connections 33, which are formed between the contact surfaces 22 and conductor tracks 34 which run on the first printed circuit board 10 and are indicated only by dashed lines in FIG. 3 and are guided over the webs 25. For the sake of clarity, only two contact surfaces with electrical are shown in FIG. 3
  • connections 33 In the real structure all contact surfaces 22 are provided with correspondingly narrow and possibly in several layers superimposed electrical connections 33.
  • the contact devices 12 allow a direct connection between the two printed circuit boards 10, 11.
  • the contact devices 12 allow a direct connection between the two printed circuit boards 10, 11.
  • a direct solder connection between the contact surfaces 22 and the contact portions 32 allows a secure electrical connection between the two circuit boards 10, 11.
  • Known disadvantages of connectors such as the change of the electrical transition parameters with each insertion cycle, the sensitivity to mechanical stress (vibration, vibration ), a low current carrying capacity, a junction for high-frequency signals by sudden change in the line impedance form, etc., are completely excluded.
  • a fastening hook can optionally also 13 (see FIG.
  • Such a hook 13 also serves to relieve the contact device 12 during the transport of the assembled circuit boards 10, 11, or during the removal of the assembled circuit boards 10, 11 from a device housing.
  • the contact device 12 allows pivoting of the inserted second circuit board 11, as indicated by arrows 35 in Figure 3. This is made possible by the fact that the by the course of the webs formed by ⁇ through slots 23 and the slot 21 25 - as indicated in Figure 2 by a double arrow 26 - constitute qua ⁇ si an axis of rotation for the connection area 20, as they, because of their smaller width a high mechanical
  • the contact device 12 also allows a rectilinear deflection of the inserted second printed circuit board 11 along the arrows 36 shown in FIG.
  • the number of electrical connections that is to say the number of poles of the contact device 12
  • the layout of the first printed circuit board 10 can group electrical connections at a plurality of favorable locations of the first printed circuit board 10.
  • the contact device 12 is also adapted to receive a contact ⁇ bar, which is soldered to the contact surfaces 22 and into which the end face of the second circuit board can be inserted. In this way, a releasable electrical connection can be created.
  • the flexibility afforded by the webs 25 also comes into connection via the contact strip, which can thus be of relatively simple design, since it does not take its own measures to increase the flexibility of the connection between the links Bring PCBs.
  • FIG. 4 shows a second embodiment of a contact device 40 is shown, which is provided on an only indicated portion of a first circuit board 41.
  • the slot 42 is extended into the webs 44 formed by the passage slots 43, so that four partial webs 44a and 44b are formed.
  • a spreading of the slot 42 is made possible, so that the slot in its width can adapt to the thickness tolerances of the second circuit board 45.
  • additional holes 47 may be provided, in which a suitable tool for ⁇ spread on the slot 42 can intervene during insertion of the end face 46.
  • connection region 52 is to be dimensioned such that during spreading and subsequent expansion no air gap is created by a permanent curvature of the connection region 52.
  • connection regions 52 For electrical reasons, it may be advantageous to place electronic components on the connection regions 52 (e.g., line drivers).
  • electronic components e.g., line drivers
  • connection areas 52 can assume any size.
  • Figure 4 shows in addition to corresponding to the contact portions 32 are arranged contact pads 48 formed wider connecting surfaces 49, which are connected when soldering with correspondingly arranged wider Horsabschnit ⁇ th and 50 generate a mechanical reinforcement.
  • electrical connections can also be made via the connecting surfaces 49 and connecting sections 50.
  • run-off surfaces 51 may be provided which serve to drain the solder during soldering and possibly provide for a balanced solder deposit at all connecting surfaces ⁇ 49th
  • the drainage surfaces 51 are not intended for electrical connections. They serve as drainage areas for the solder of the selective soldering process and ensure a consistent quality (balanced solder deposits) of each ⁇ wells last solder (controlled demolition of Minilötwelle).
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a contact device 60 which is used for the frontal connection of a first printed circuit board 61 to a second printed circuit board 62 serves.
  • the circuit boards 61, 62 thus lie in a plane and directly to each other.
  • only one through-slot 64 is introduced at the edge of the first printed circuit board 61 to delimit a connecting region 63, resulting in two webs 65.
  • contact surfaces 66 which are electrically connected to conductor tracks on the first printed circuit board 61 are applied to the connecting region 63.
  • the Kunststoffflä ⁇ chen 66 correspondingly arranged contact portions brought up ⁇ .
  • 62 SMD components 67 eg O-ohm resistors
  • Her left in the figure 5 end face 68 forms the direct ⁇ te connection of the two printed circuit boards 61, 62 from the contact portions.
  • the first and second circuit board 61, 62 are arranged so that the contact surfaces 66 are corresponding to the Maisab ⁇ sections by the SMD components 67 with their projecting beyond the edge of the board edge 68 on the contact surfaces 66 of the first circuit board 61 rest.
  • the end faces 68 of the SMD components 67 are connected in a subsequent soldering process (eg, selective miniature wave) with the contact surfaces 66 of the first circuit board 61.
  • Rotational movements of the two circuit boards 61, 62 around their conjunction line around, are made by the turning ability of the Ver ⁇ binding region 63 in the first circuit board 61 ⁇ light, so that the soldered connections between the circuit boards 61, 62 are not damaged. If the two printed circuit boards in a device assembly own constructive requirements / fasteners, so slight differences in height between them can be compensated by the mechanical mobility of the webs 65.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontakteinrichtung (12, 40, 60) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen auf einer ersten Leiterplatte (10, 41, 61) und einer zweiten Leiterplatte (11, 45, 62) verlaufenden Leiterbahnen (34, 37), wobei die erste Leiterplatte (10, 41, 61) mit ihren Leiterbahnen (34) elektrisch verbundene Kontaktflächen (22, 48, 66) aufweist, die zur Herstellung des elektrischen Kontaktes mit an der zweiten Leiterplatte (11, 45, 62) vorgesehenen und mit den Leiterbahnen (37) der zweiten Leiterplatte (11, 45, 62) elektrisch verbundenen Kontaktabschnitten (32) elektrisch verbindbar sind. Um eine solche Kontakteinrichtung derart auszubilden, dass sie trotz einfacher und kostengünstiger Fertigung mechanische Belastungen, insbesondere Verdrehungen an der Verbindungsstelle beider Leiterplatten, aufnehmen kann, wird vorgeschlagen, dass die Kontakteinrichtung (12, 40, 60) als Teil der ersten Leiterplatte (10, 41, 61) ausgebildet ist und einen Verbindungsbereich (20, 52, 63) aufweist, in dem die Kontaktflächen (22, 48, 66) angeordnet sind, und der Verbindungsbereich (20, 52, 63) von zumindest einem in der ersten Leiterplatte (10, 41, 61) vorgesehenen Durchgangsschlitz (23, 43, 64) begrenzt ist, der im Bereich seiner Enden jeweils Absätze (24) ausbildet, durch die der Verbindungsbereich (20, 52, 63) zu Stegen (25, 44, 62) verjüngt ist. Die Erfindung betrifft auch eine Leiterplatte mit einer solchen Kontakteinrichtung.

Description

Beschreibung
Elektrische Kontakteinrichtung zur Verbindung von Leiterplatten
Die Erfindung betrifft eine Kontakteinrichtung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen auf einer ersten Leiterplatte und einer zweiten Leiterplatte verlaufenden Lei¬ terbahnen, wobei die erste Leiterplatte mit ihren Leiterbah- nen elektrisch verbundene Kontaktflächen aufweist, die zur Herstellung des elektrischen Kontaktes mit an der zweiten Leiterplatte vorgesehenen und mit den Leiterbahnen der zweiten Leiterplatte elektrisch verbundenen Kontaktabschnitten elektrisch verbindbar sind.
Kontakteinrichtungen zum elektrischen Verbinden zweier Leiterplatten werden in elektrischen Geräten häufig eingesetzt. Dabei werden zwei Leiterplatten zumeist in orthogonaler Ausrichtung zueinander über Kontakteinrichtungen sowohl elekt- risch als auch mechanisch miteinander verbunden. Die Kontakteinrichtungen sind üblicherweise als Kontaktleisten ausgebil¬ det, um gleichzeitig mehrere elektrische Verbindungen zwi¬ schen den beiden Leiterplatten herstellen zu können. Wenn das Gerät und damit die darin befindlichen Leiterplatten hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt werden, kann es zur Beschädigung der Kontakteinrichtung und damit der elektrischen Verbindungen kommen. Zusätzliche Maßnahmen zur Erhöhung der mechanischen Robustheit der Kontakteinrichtung werden erforderlich.
Eine Kontakteinrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der US 5,151,046 bekannt, die eine Kontakt¬ leiste zur Verbindung zweier Leiterplatten beschreibt. Um eine plastische Verformung der einzelnen Kontaktelemente der Kontakteinrichtung durch zu starke mechanische Belastung zu vermeiden, schlägt die US 5,151,046 vor, die Kontaktelemente durch Ausbildung sogenannter Überlastbereiche speziell auszu¬ formen . Aus der US 4,715,819 geht zudem eine zweiteilige Kontaktleis¬ te hervor, deren Teile scharnierartig drehbar miteinander verbunden sind. Hierdurch kann der Winkel zwischen den über diese Kontaktleiste verbundenen Leiterplatten beliebig verändert werden, so dass eine mechanische Belastung der elektrischen Verbindungen vermieden wird.
Beide Lösungen erfordern einen hohen konstruktiven Aufwand und sind daher teuer. In der Gerätetechnik, bei der eine Trägerleiterplatte häufig mit mehreren Tochterleiterplatten verbunden ist, beispielsweise im Bereich von Schutz- und Leitge¬ räten für die Automatisierung elektrischer Energieversorgungsnetze, stellen die bekannten Kontakteinrichtungen damit einen erheblichen Faktor in der Kalkulation der Gerätekosten dar .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kontakt¬ einrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass sie trotz einfacher und kostengünstiger Fertigung mechanische Belastungen, insbesondere Verdrehungen an der Verbindungsstelle beider Leiterplatten, aufnehmen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kontakteinrich- tung der eingangs genannten Art gelöst, bei der die Kontakt¬ einrichtung als Teil der ersten Leiterplatte ausgebildet ist und einen Verbindungsbereich aufweist, in dem die Kontaktflächen angeordnet sind, und der Verbindungsbereich von zumindest einem in der ersten Leiterplatte vorgesehenen Durch- gangsschlitz begrenzt ist, der im Bereich seiner Enden jeweils Absätze ausbildet, durch die der Verbindungsbereich zu Stegen verjüngt ist.
Die erfindungsgemäße Kontakteinrichtung wird durch den zumin- dest einen Durchgangsschlitz (also eine längliche, durch die Leiterplatte durchgehende Öffnung bzw. eine entsprechend aus¬ geformte Schlitzkontur) derart ausgebildet, dass die elektri¬ sche und mechanische Verbindungsstelle der beiden Leiterplat- te entlang zweier Raumachsen mechanisch in gewissen Grenzen von der restlichen ersten Leiterplatte entkoppelt wird, da durch die Ausbildung der Stege an beiden Enden des Verbindungsbereiches in der ersten Leiterplatte gleichsam ein me- chanisch beweglicher Bestandteil der ersten Leiterplatte geschaffen wird, der lineare Bewegungen und Drehbewegungen der Leiterplatten zueinander erlaubt und somit eine mechanische Beweglichkeit der beiden Leiterplatten in zwei Raumachsen ermöglicht. Da die Kontakteinrichtung zudem Bestandteil der ersten Leiterplatte ist, fallen außer der Einbringung des zumindest einen Durchgangsschlitzes keine weiteren Kosten an, so dass die erfindungsgemäße Kontakteinrichtung durch ihren konstruktiv einfachen Aufbau kostengünstig erzeugt werden kann .
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontakteinrichtung sieht vor, dass bei hergestelltem Kontakt zwischen der ersten und der zweiten Leiterplatte die Kontaktflächen der ersten Leiterplatte über eine Lötverbindung mit den korrespondierenden Kontaktabschnitten der zweiten Leiterplatte verbunden sind.
Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass zwischen den beiden Leiterplatten eine unmittelbare elektrische und mechanische Verbindung hergestellt werden kann, da kei¬ nerlei weiteres Verbindungselement (z.B. eine Steckerleiste) notwendig ist. Hierdurch können die Kosten der Kontakteinrichtung gering gehalten werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontakteinrichtung ist vorgesehen, dass elektrische Verbindungsleitungen zwischen den Kontaktflächen und den Leiterbahnen der ersten Leiterplatte über die Stege geführt sind .
Auf diese Weise können die Stege gleichzeitig auch als Träger entsprechend fein ausgebildeter Verbindungsleitungen bzw. Leiterzüge, die üblicherweise in Form von Leiterbahnen ausge- bildet sein werden, dienen. Die elektrischen Leiterzüge der ersten Leiterplatte werden dabei auf und in den durch die Schlitzkontur entstandenen Stegen geführt. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemä¬ ßen Kontakteinrichtung sieht zudem vor, dass zur lotrechten Verbindung der beiden Leiterplatten in dem Verbindungsbereich ein schlitzförmiger Steckplatz vorgesehen ist, der zur Aufnahme der Stirnseite der zweiten Leiterplatte ausgebildet ist, wobei die Kontaktflächen derart an dem Steckplatz angeordnet sind, dass ihre Lage bei in den Steckplatz eingescho¬ bener zweiter Leiterplatte jeweils mit der Lage der Kontakt¬ abschnitte der zweiten Leiterplatte korrespondiert, auf bei¬ den Seiten des Steckplatzes sich in Längsrichtung des Steck- platzes erstreckende Durchgangsschlitze angeordnet sind, und die den Verbindungsbereich verjüngenden Absätze im Bereich der Enden des Steckplatzes zueinander gerichtet angeordnet sind, so dass die Stege im Bereich der Enden des Steckplatzes und in dessen Längsrichtung verlaufend ausbildet sind.
Bei dieser Ausführungsform kann eine orthogonale Verbindung der beiden Leiterplatten hergestellt werden. Die auf beiden Seiten des hierfür vorgesehenen Steckplatzes eingebrachten Durchgangsschlitze bilden im Endbereich des Steckplatzes Ste- ge aus, deren Flexibilität die mechanische Entkopplung des
Verbindungsbereichs von der restlichen Leiterplatte bewirkt.
In diesem Zusammenhang kann vorteilhaft konkret vorgesehen sein, dass die Durchgangsschlitze spiegelsymmetrisch zueinan- der ausgebildet sind, wobei die Symmetrieachse entlang des Steckplatzes verläuft.
Hierdurch kann eine höchstmögliche Flexibilität der Verbin¬ dung erreicht werden.
Um bei der Montage der zweiten Leiterplatte eine Aufspreizung des Steckplatzes zu ermöglichen, wird zudem vorgeschlagen, dass der Steckplatz sich bis in die Stege hinein erstreckt, so dass zumindest in Teilbereichen der Stege zwei durch den Steckplatz voneinander getrennte Teilstege gebildet werden.
Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung wird zudem die Flexi- bilität der Stege und damit des Verbindungsbereiches noch weiter erhöht, so dass die Beweglichkeit der Verbindung der beiden Leiterplatten weiter zunimmt.
Außerdem kann eine Aufspreizung des Steckplatzes zur einfachen Montage der zweiten Leiterplatte dadurch vereinfacht werden, dass der Verbindungsbereich zu beiden Seiten des Steckplatzes angeordnete Bohrungen aufweist.
Um bei der Kontakteinrichtung eine größtmögliche Kontaktdichte zu erreichen, wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Aus- führungsform der erfindungsgemäßen Kontakteinrichtung außerdem vorgeschlagen, dass die Leiterbahnen und die mit diesen verbundenen Kontaktabschnitte auf der Vorder- und der Rückseite der zweiten Leiterplatte angeordnet sind, und die Kon¬ taktflächen im Verbindungsbereich der ersten Leiterplatte zu beiden Seiten des Steckplatzes angeordnet sind.
Neben einer direkten Kontaktierung beider Leiterplatten kann die erfindungsgemäße Kontakteinrichtung auch vorteilhaft dort eingesetzt werden, wo der Verbindungsbereich eine Kontakt- leiste aufweist, die zur Aufnahme einer entsprechenden Ste¬ ckerleiste, die mit der zweiten Leiterplatte verbunden ist, eingerichtet ist.
Außer für die orthogonale Verbindung der beiden Leiterplatten eignet sich die erfindungsgemäße Kontakteinrichtung auch zur stirnseitigen elektrische Verbindung zweier Leiterplatten. Hierzu kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontakteinrichtung vorgesehen sein, dass zur stirnseitigen Verbindung beider Leiterplatten der Verbindungsbereich an einer Stirnseite der ersten Leiterplatte angeordnet ist, und die Kontaktflächen entlang dieser Stirnseite derart verlaufen, dass ihre Lage bei stirnseitig an die erste Leiterplatte angelegten Kontaktabschnitten der zweiten Leiterplatte jeweils mit der Lage der Kontaktab¬ schnitte der zweiten Leiterplatte korrespondiert.
Um hierbei eine vergleichsweise einfache Möglichkeit der me- chanischen Verbindung anzugeben, kann in diesem Zusammenhang konkret vorgesehen sein, dass die Kontaktabschnitte der zwei¬ ten Leiterplatte durch SMD-Bauelemente gebildet ist, die mit einem Ende elektrisch mit den Leiterbahnen der zweiten Leiterplatte verbunden sind und mit ihrem anderen Ende mit den Kontaktflächen des Verbindungsbereichs verbindbar sind.
Um die mechanische Stabilität der Kontakteinrichtung - sowohl für orthogonale als auch für stirnseitige Verbindung der Lei¬ terplatten - weiter zu erhöhen, kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontakteinrichtung vorgesehen sein, dass im Verbindungsbereich im Bereich der Kontaktflächen Verbindungsflächen angeordnet sind, deren Lage jeweils mit der Lage von auf der zweiten Leiterplatte im Bereich der Kontaktabschnitte angeordneten Verbindungsabschnitten korrespondiert.
Hierbei können die Verbindungsflächen in ihrer Größe und Form den Kontaktflächen entsprechen oder auch davon abweichen. Die Verbindungsflächen können außerdem auch zur elektrischen Kon- taktierung „mitbenutzt" werden. Aus mechanischer Sicht ergibt sich die benötigte Mindestfläche der Verbindungsflächen aus den konkreten Anforderungen an die zu tolerierenden Wege und Drehwinkel, den geometrischen Abmaßen der Stege, der Leiterplattendicke und dem Leiterplattenmaterial.
Die Erfindung betrifft außerdem auch eine Leiterplatte mit einer Kontakteinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbei- spielen näher erläutert. Hierzu zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung orthogonal miteinander verbundener Leiterplatten; Figur 2 eine detaillierte Ansicht eines Ausfüh¬ rungsbeispiels einer Kontakteinrichtung in der Draufsicht;
Figur 3 die Kontakteinrichtung nach Figur
räumlicher Darstellung;
Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer
Kontakteinrichtung in der Draufsicht;
Figur 5 ein Ausführungsbeispiel einer Kontaktein¬ richtung, die zur stirnseitigen Verbindung zweier Leiterplatten geeignet ist.
In elektrischen Geräten müssen oftmals Leiterplatten elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden. Ein Beispiel eines solchen Gerätes stellt ein elektrisches Schutzge rät dar, bei dem auf einer ersten Leiterplatte eine oder mehrere zweite Leiterplatten (befestigt werden müssen. Oft¬ mals wird bei einer solchen Verbindung die zweite Leiterplat te orthogonal auf der ersten Leiterplatte befestigt, wobei - wie bereit eingangs erläutert - hierzu zumeist teure Steck¬ verbinder, z.B. Kontaktleisten zum Einsatz kommen.
Wenn größere Leiterplatten mit schweren installierten Bauteilen (z.B. Relais, Transformatoren, Wandler, Kühlkörper) miteinander verbunden werden sollen, treten an der Verbindungsstelle, z.B. bei der Fertigung oder Montage oder bei erhöhten mechanischen Umweltanforderungen (Rütteln, Schütteln, Falltests) , starke mechanische Belastungen auf, die dazu führen können, dass elektrische Verbindungen beschädigt oder ge¬ trennt werden können. Daher wird eine Kontakteinrichtung benötigt, die über eine mechanische Flexibilität verfügt, so dass sie die mechanischen Belastungen aufnehmen kann, ohne dass eine Beschädigung der elektrischen Verbindungen eintritt . Im Folgenden wird anhand von Ausführungsbeispielen eine kostengünstige Kontakteinrichtung beschrieben, die eine mechanisch flexible Verbindung der beiden Leiterplatten ermöglicht .
Hierzu zeigt Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem eine erste Leiterplatte 10 orthogonal mit einer zweiten Lei¬ terplatte 11 verbunden ist. Hierzu dienen zwei identisch auf¬ gebaute Kontakteinrichtungen 12, mit denen einerseits eine mechanische Verbindung der beiden Leiterplatten 10,11 erzeugt und andererseits eine elektrische Verbindung zwischen auf den beiden Leiterplatten 10, 11 verlaufenden Leiterbahnen hergestellt wird. In Figur 1 sind die Leiterplatten 10, 11 und die Kontakteinrichtungen 12 lediglich schematisch angedeutet; z.B. sind zur besseren Übersicht keine Leiterbahnen auf den beiden Leiterplatten 10, 11 dargestellt.
In den Figuren 2 und 3 ist eine der beiden Kontakteinrichtungen 12 - einmal in der Draufsicht und einmal in räumlicher Darstellung - näher dargestellt. Figur 2 zeigt hierbei einen Teilabschnitt der Leiterplatte 10, der die Kontakteinrichtung 12 aufweist. Die Kontakteinrichtung 12 ist somit als Teil der Leiterplatte 10 ausgebildet. Die Kontakteinrichtung 12 umfasst einen Verbindungsbereich 20, der einen schlitzförmigen Steckplatz 21 und auf beiden Seiten des Steckplatzes angeordnete Kontaktflächen 22 auf¬ weist. Zu beiden Seiten ist der Verbindungsbereich 20 von Durchgangsschlitzen 23 begrenzt, die sich entlang der Längsrichtung des Steckplatzes 21 erstrecken und im Bereich der Enden 20a des Verbindungsbereiches 20 Absätze 24 ausbilden, durch die der Verbindungsbereich 20 zu Stegen 25 verjüngt ist.
Hierzu sind die Absätze 24 aufeinander zu ausgerichtet, so dass die Stege 25 im Bereich der Enden des Steckplatzes 21 und in dessen Längsrichtung verlaufend ausbildet sind. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 3 sind die Durch- gangsschlitze spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet, wo¬ bei die Symmetrieachse 27 entlang des Steckplatzes 21 ver¬ läuft . Sowohl der Steckplatz 21 als auch die Durchgangsschlitze 23 können durch übliche Fertigungsmethoden (z.B. Fräsen, Laserschneiden) in das Leiterplattenmaterial der ersten Leiterplatte 10 eingebracht werden, so dass die Kontakteinrichtung 12 kein zusätzliches konstruktives Bauteil darstellt und so- mit kostengünstig hergestellt werden kann.
Der Steckplatz 21 dient zur Aufnahme einer Stirnseite 31 der zweiten Leiterplatte 11, wie dies im Detail Figur 3 entnommen werden kann. Wenn die Stirnseite der zweiten Leiterplatte 11, wie in Figur 3, gezeigt in ihren Abmaßen größer als die Länge des Steckplatzes 21 ist, ist ein Vorsprung ausgebildet, der in den Steckplatz 21 eingeschoben werden kann. Der Vorsprung weist Kontaktabschnitte 32 auf, deren Lage bei in den Steck¬ platz 21 eingeschobener zweiter Leiterplatte 11 jeweils mit der Lage der Kontaktflächen 22 der ersten Leiterplatte 10 korrespondiert. Die Kontaktabschnitte 32 sind mit in Figur 3 lediglich schematisch gezeigten, auf der zweiten Leiterplatte 11 verlaufenden Leiterbahnen 37 elektrisch verbunden. Figur 3 zeigt zusätzlich höchstschematisch elektrische Verbindungen 33, die zwischen den Kontaktflächen 22 und auf der ersten Leiterplatte 10 verlaufenden, in Figur 3 lediglich gestrichelt angedeuteten, Leiterbahnen 34 ausgebildet und über die Stege 25 geführt sind. Der Übersichtlichkeit halber sind hierbei in Figur 3 nur zwei Kontaktflächen mit elektrischen
Verbindungen 33 versehen; im realen Aufbau sind alle Kontaktflächen 22 mit entsprechend schmal ausgebildeten und ggf. in mehreren Lagen übereinander liegenden elektrischen Verbindungen 33 versehen.
Die Kontakteinrichtungen 12 ermöglichen eine unmittelbare Verbindung zwischen den beiden Leiterplatten 10, 11. Hierzu können bei in den Steckplatz 21 eingeschobener zweiter Lei- terplatte 11 zwischen den Kontaktabschnitten 32 und den jeweils korrespondierenden Kontaktflächen 22 Lötverbindungen, z.B. durch ein selektives Miniwellen-Lötverfahren, erzeugt werden. Eine direkte Lötverbindung zwischen den Kontaktflä- chen 22 und den Kontaktabschnitten 32 ermöglicht eine sichere elektrische Verbindung zwischen den beiden Leiterplatten 10, 11. Bekannte Nachteile von Steckverbindungen, wie die Veränderung der elektrischen Übergangsparameter mit jedem Steckzyklus, die Empfindlichkeit gegen mechanische Beanspruchung (Vibration, Erschütterung) , eine geringe Stromtragfähigkeit, eine Stoßstelle für hochfrequente Signale durch sprunghafte Veränderung der Leitungsimpedanz auszubilden etc., sind vollständig ausgeschlossen. Zur Unterstützung der mechanischen Befestigung kann optional noch ein Befestigungshaken 13 (vgl. Figur 1) an der Stirnseite der zweiten Leiterplatte 11 ausgebildet sein, der in eine entsprechende Öffnung auf der ersten Leiterplatte 10 ein¬ gehakt werden kann. In diesem Fall müssen der schlitzförmige Steckplatz und die Öffnung für den Haken so dimensioniert sein, dass sie die Vertikalbewegung, die für die Hinterhakung erforderlich ist (z.B. 1mm) ermöglichen. Ein solcher Haken 13 dient auch zur Entlastung der Kontakteinrichtung 12 während des Transports der zusammengebauten Leiterplatten 10, 11, bzw. während der Entnahme der zusammengebauten Leiterplatten 10, 11 aus einem Gerätegehäuse.
Durch ihren konstruktiven Aufbau erlaubt die Kontakteinrichtung 12 ein Schwenken der eingesteckten zweiten Leiterplatte 11, wie durch Pfeile 35 in Figur 3 angedeutet ist. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die durch den Verlauf der Durch¬ gangsschlitze 23 und des Steckplatzes 21 gebildeten Stege 25 - wie in Figur 2 durch einen Doppelpfeil 26 angedeutet - qua¬ si eine Drehachse für den Verbindungsbereich 20 bilden, da sie aufgrund ihrer geringeren Breite eine hohe mechanische
Flexibilität aufweisen und eine Verdrehung zulassen. Bei geeigneter Ausbildung der Stege ist ein Verdrehen in einem Winkelbereich von +/- 20° möglich. Außerdem ermöglicht die Kontakteinrichtung 12 auch eine geradlinige Auslenkung der eingesteckten zweiten Leiterplatte 11 entlang der in Figur 3 gezeigten Pfeile 36.
Außerdem kann die Anzahl elektrischer Verbindungen, also sozusagen die Polanzahl der Kontakteinrichtung 12, gemäß den jeweiligen elektrischen Anforderungen frei festgelegt werden, so dass eine hohe Skalierbarkeit gegeben ist. Durch die freie Skalierbarkeit kann zudem beim Layout der ersten Leiterplatte 10 vorteilhaft eine Gruppierung von elektrischen Verbindungen an mehreren günstigen Stellen der ersten Leiterplatte 10 erfolgen . Neben der bisher beschriebenen direkten elektrischen Verbindung der Kontaktflächen 22 und der Kontaktabschnitte 32 ist die Kontakteinrichtung 12 auch dazu geeignet, eine Kontakt¬ leiste aufzunehmen, die mit den Kontaktflächen 22 verlötet wird und in die die Stirnseite der zweiten Leiterplatte ein- geschoben werden kann. Hierdurch kann eine lösbare elektrische Verbindung geschaffen werden. In diesem - in den Figuren nicht dargestellten - Fall kommt die durch die Stege 25 be¬ wirkte Flexibilität auch Verbindung über die Kontaktleiste zu Gute, die somit konstruktiv relativ einfach ausgestaltet sein kann, da sie keine eigenen Maßnahmen zur Erhöhung der Flexibilität der Verbindung zwischen den Leiterplatten mitbringen muss .
In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kontakt- einrichtung 40 gezeigt, die auf einem nur angedeuteten Abschnitt einer ersten Leiterplatte 41 vorgesehen ist. Bei der Kontakteinrichtung 40 ist der Steckplatz 42 in die von den Durchgangsschlitzen 43 gebildeten Stege 44 verlängert, so dass vier Teilstege 44a und 44b gebildet werden. Hierdurch wird ein Aufspreizen des Steckplatzes 42 ermöglicht, so dass sich der Steckplatz in seiner Breite den Dickentoleranzen der zweiten Leiterplatte 45 anpassen kann. Damit die Stirnseite 46 der zweiten Leiterplatte 45 ohne Widerstand in den Steck- platz eingeschoben werden kann, können zusätzlich Bohrungen 47 vorgesehen sein, in die ein geeignetes Werkzeug zum Auf¬ spreizen des Steckplatzes 42 während des Einschiebens der Stirnseite 46 eingreifen kann. Der Verbindungsbereich 52 ist dabei so zu dimensionieren, dass beim Aufspreizen und anschließendem Entspannen kein Luftspalt durch eine bleibende Krümmung des Verbindungsbereichs 52 entsteht. Insgesamt sol¬ len unter Berücksichtigung aller fertigungstechnischen Toleranzen die Verbindungsbereiche im entspannten Zustand ohne Luftspalt an der Stirnseite der eingeschobenen zweiten Leiterplatte anliegen.
Aus elektrischen Gründen kann es vorteilhaft sein, auf den Verbindungsbereichen 52 elektronische Bauelemente zu platzie- ren, (z.B. Leitungstreiber). Dafür können die Verbindungsbereiche 52 beliebige Größen annehmen.
Figur 4 zeigt zusätzlich zu den korrespondierend zu den Kontaktabschnitten 32 angeordneten Kontaktflächen 48 breiter ausgebildete Verbindungsflächen 49, die beim Verlöten mit korrespondierend angeordneten breiteren Verbindungsabschnit¬ ten 50 verbunden werden und eine mechanische Verstärkung erzeugen. Über die Verbindungsflächen 49 und Verbindungsabschnitte 50 können prinzipiell auch elektrische Verbindungen geführt werden. Außerdem können auch Ablaufflächen 51 vorgesehen sein, die zum Abfluss des Lotes beim Löten dienen und ggf. für ein ausgeglichenes Lotdepot auf allen Verbindungs¬ flächen 49 sorgen. Die Ablaufflächen 51 sind nicht für elektrische Verbindungen vorgesehen. Sie dienen als Abflussflächen für das Lot des selektiven Lötvorganges und sorgen für eine gleichbleibende Qualität (ausgeglichene Lotdepots) der je¬ weils letzten Lötverbindung (kontrollierter Abriss der Minilötwelle) . Figur 5 zeigt schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kontakteinrichtung 60, die zur stirnseitigen Verbindung einer ersten Leiterplatte 61 mit einer zweiten Leiterplatte 62 dient. Bei hergestellter Verbindung liegen die Leiterplatten 61, 62 somit in einer Ebene und direkt aneinander.
Am Rand der ersten Leiterplatte 61 wird bei dieser Ausfüh- rungsform zur Abgrenzung eines Verbindungsbereiches 63 nur noch ein Durchgangsschlitz 64 eingebracht, wodurch sich zwei Stege 65 ergeben. Auf dem Verbindungsbereich 63 sind wie auch bei den anderen Ausführungsbeispielen Kontaktflächen 66 aufgebracht, die mit Leiterbahnen auf der ersten Leiterplatte 61 elektrisch verbunden sind.
Am Rand der zweiten Leiterplatte 62 sind zu den Kontaktflä¬ chen 66 korrespondierend angeordnete Kontaktabschnitte aufge¬ bracht. Hierzu sind auf der zweiten Leiterplatte 62 SMD- Bauelemente 67 (z.B. O-Ohm-Widerstände) derart platziert und verlötet, dass sie über den Leiterplattenrand hinaus ragen. Ihre in der Figur 5 linke Stirnseite 68 bildet für die direk¬ te Verbindung der beiden Leiterplatten 61, 62 die Kontaktabschnitte aus. Für den löttechnischen Verbindungsprozess sind die erste und zweite Leiterplatte 61, 62 so anzuordnen, dass die Kontaktflächen 66 korrespondierend zu den Kontaktab¬ schnitten liegen, indem die SMD-Bauelemente 67 mit ihrer über den Leiterplattenrand hinaus ragenden Stirnseite 68 auf den Kontaktflächen 66 der ersten Leiterplatte 61 aufliegen. Dort werden die Stirnseiten 68 der SMD-Bauelemente 67 in einem anschließenden Lötprozess (z.B. Selektive Miniwelle) mit den Kontaktflächen 66 der ersten Leiterplatte 61 verbunden.
Drehbewegungen der beiden Leiterplatten 61, 62 um ihre Ver- bindungslinie herum, werden durch die Drehfähigkeit des Ver¬ bindungsbereiches 63 in der ersten Leiterplatte 61 ermög¬ licht, so dass die Lötverbindungen zwischen den Leiterplatten 61, 62 nicht beschädigt werden. Sollten die beiden Leiterplatten in einer Gerätemontage eigene konstruktive Auflagen / Befestigungen erhalten, so können geringfügige Höhenunterschiede zwischen ihnen durch die mechanische Beweglichkeit der Stege 65 ausgeglichen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Kontakteinrichtung (12, 40, 60) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen auf einer ersten Leiterplat- te (10, 41, 61) und einer zweiten Leiterplatte (11, 45, 62) verlaufenden Leiterbahnen (34, 37), wobei die erste Leiterplatte (10, 41, 61) mit ihren Leiterbahnen (34) elektrisch verbundene Kontaktflächen (22, 48, 66) aufweist, die zur Her¬ stellung des elektrischen Kontaktes mit an der zweiten Lei- terplatte (11, 45, 62) vorgesehenen und mit den Leiterbahnen (37) der zweiten Leiterplatte (11, 45, 62) elektrisch verbundenen Kontaktabschnitten (32) elektrisch verbindbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die Kontakteinrichtung (12, 40, 60) als Teil der ersten Leiterplatte (10, 41, 61) ausgebildet ist und einen Verbin¬ dungsbereich (20, 52, 63) aufweist, in dem die Kontaktflächen (22, 48, 66) angeordnet sind, und
- der Verbindungsbereich (20, 52, 63) von zumindest einem in der ersten Leiterplatte (10, 41, 61) vorgesehenen Durchgangs- schlitz (23, 43, 64) begrenzt ist, der im Bereich seiner Enden jeweils Absätze (24) ausbildet, durch die der Verbin¬ dungsbereich (20, 52, 63) zu Stegen (25, 44, 62) verjüngt ist .
2. Kontakteinrichtung (12, 40, 60) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- bei hergestelltem Kontakt zwischen der ersten Leiterplatte (10, 41, 61) und der zweiten Leiterplatte (11, 45, 62) die Kontaktflächen (22, 48, 66) der ersten Leiterplatte (10, 41, 61) über eine Lotverbindung mit korrespondierenden Kontaktabschnitten (32) der zweiten Leiterplatte (11, 45, 62) verbunden sind.
3. Kontakteinrichtung (12, 40, 60) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- elektrische Verbindungsleitungen (33) zwischen den Kontaktflächen (22, 48, 66) und den Leiterbahnen (34) der ersten Leiterplatte (10, 41, 61) über die Stege (25, 44, 62) geführt sind .
4. Kontakteinrichtung (12, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- zur lotrechten Verbindung der beiden Leiterplatten (10, 41, 11, 45) in dem Verbindungsbereich (20, 52) ein schlitzförmiger Steckplatz (21, 42) vorgesehen ist, der zur Aufnahme der Stirnseite (31, 45) der zweiten Leiterplatte (11, 45) ausge¬ bildet ist, wobei die Kontaktflächen (22, 48) derart an dem Steckplatz (21, 42) angeordnet sind, dass ihre Lage bei in den Steckplatz (21, 42) eingeschobener zweiter Leiterplatte (11, 45) jeweils mit der Lage der Kontaktabschnitte (32) der zweiten Leiterplatte (11, 45) korrespondiert,
- auf beiden Seiten des Steckplatzes (21, 42) sich in Längsrichtung des Steckplatzes (21, 42) erstreckende Durchgangs¬ schlitze (23, 43) angeordnet sind, und
- die den Verbindungsbereich (20, 52) verjüngenden Absätze (24) im Bereich der Enden des Steckplatzes (21, 42) zueinander gerichtet angeordnet sind, so dass die Stege (25, 44) im Bereich der Enden des Steckplatzes (21, 42) und in dessen Längsrichtung verlaufend ausbildet sind.
5. Kontakteinrichtung (12, 40) nach Anspruch 4,
- die Durchgangsschlitze (23, 43) spiegelsymmetrisch zueinan¬ der ausgebildet sind, wobei die Symmetrieachse entlang des Steckplatzes (21, 42) verläuft.
6. Kontakteinrichtung (40) nach Anspruch 4 oder 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- der Steckplatz (42) sich bis in die Stege (44) hinein erstreckt, so dass zumindest in Teilbereichen der Stege (44) zwei durch den Steckplatz (42) voneinander getrennte Teilste- ge (44a, 44b) gebildet sind.
7. Kontakteinrichtung (40) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - der Verbindungsbereich (52) zu beiden Seiten des Steckplatzes angeordnete Bohrungen (47) aufweist.
8. Kontakteinrichtung (12, 40) nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die Leiterbahnen (34, 37) und die mit diesen verbundenen Kontaktabschnitte (32) auf der Vorder- und der Rückseite der zweiten Leiterplatte (11, 45) angeordnet sind; und
- die Kontaktflächen (22, 48) im Verbindungsbereich (20, 52) zu beiden Seiten des Steckplatzes (21, 42) angeordnet sind.
9. Kontakteinrichtung (12, 40) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- der Verbindungsbereich eine Kontaktleiste aufweist, die zur Aufnahme einer entsprechenden Steckerleiste, die mit der zweiten Leiterplatte (11, 45) verbunden ist, eingerichtet ist .
10. Kontakteinrichtung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- zur stirnseitigen Verbindung beider Leiterplatten (61, 62) der Verbindungsbereich (63) an einer Stirnseite der ersten Leiterplatte (64) angeordnet ist; und
- die Kontaktflächen (66) entlang dieser Stirnseite derart verlaufen, dass ihre Lage bei stirnseitig an die erste Lei¬ terplatte (61) angelegten Kontaktabschnitten der zweiten Leiterplatte (62) jeweils mit der Lage der Kontaktabschnitte der zweiten Leiterplatte (62) korrespondiert.
11. Kontakteinrichtung (60) nach Anspruch 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die Kontaktabschnitte der zweiten Leiterplatte durch SMD- Bauelemente (67) gebildet ist, die mit einem Ende elektrisch mit den Leiterbahnen der zweiten Leiterplatte (62) verbunden sind und mit ihrem anderen Ende mit den Kontaktflächen (66) des Verbindungsbereichs (63) verbindbar sind.
12. Kontakteinrichtung (40, 60) nach einem der Ansprüche 4 bis 8 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- im Verbindungsbereich (52, 63) im Bereich der Kontaktflä- chen (48, 66) Verbindungsflächen (49) angeordnet sind, deren Lage jeweils mit der Lage von auf der zweiten Leiterplatte (45, 62) im Bereich der Kontaktabschnitte angeordneten Verbindungsabschnitten (50) korrespondiert.
13. Leiterplatte (10, 41, 61) mit einer Kontakteinrichtung (12, 40, 60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202016104297U1 (de) * 2016-08-04 2017-11-08 Weidmüller Interface GmbH & Co. KG Leiterplattenanordnung mit einer Kontaktvorrichtung zur leitenden Verbindung der Leiterplatten der Leiterplattenanordnung nach Art eines Bussystems
EP3829272A4 (de) * 2018-07-26 2021-09-29 Mitsubishi Electric Corporation Leiterplatte
CN114205999A (zh) * 2020-09-18 2022-03-18 和硕联合科技股份有限公司 电路板搭接结构
US11664615B2 (en) * 2018-08-07 2023-05-30 Tyco Electronics Japan G.K. Circuit board having terminal, and circuit board assembly

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1054515B (de) * 1956-04-26 1959-04-09 Fuba Fabrikation Funktechnisch Gedruckte Verdrahtung oder gedruckte Schaltung mit Leitungskreuzungen
US2894241A (en) * 1956-03-28 1959-07-07 United Carr Fastener Corp Right-angle printed wire connector
US4715819A (en) 1984-04-12 1987-12-29 Hosiden Electronics Co., Ltd. Connector for printed board connection
US5151046A (en) 1991-09-27 1992-09-29 Amp Incorporated Electrical terminal which has overstress protection
US6496384B1 (en) * 2001-09-21 2002-12-17 Visteon Global Technologies, Inc. Circuit board assembly and method of fabricating same
EP1496728A1 (de) * 2003-07-10 2005-01-12 Delphi Technologies, Inc. Schaltungsaufbau mit Nachgiebiger Plattenstukturierung zur Montierung von Bauelementen
DE202006020076U1 (de) * 2006-04-06 2007-10-04 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Leiterkartenanordnung
WO2008046188A1 (en) * 2006-10-10 2008-04-24 Tir Technology Lp Circuit board with regional flexibility
WO2009062539A1 (de) * 2007-11-12 2009-05-22 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Platine sowie herstellung derselben
DE202011002439U1 (de) * 2011-02-07 2011-05-12 Tq-Systems Gmbh Mechatronische formschlüssige 3D-Leiterplattenerweiterung

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2894241A (en) * 1956-03-28 1959-07-07 United Carr Fastener Corp Right-angle printed wire connector
DE1054515B (de) * 1956-04-26 1959-04-09 Fuba Fabrikation Funktechnisch Gedruckte Verdrahtung oder gedruckte Schaltung mit Leitungskreuzungen
US4715819A (en) 1984-04-12 1987-12-29 Hosiden Electronics Co., Ltd. Connector for printed board connection
US5151046A (en) 1991-09-27 1992-09-29 Amp Incorporated Electrical terminal which has overstress protection
US6496384B1 (en) * 2001-09-21 2002-12-17 Visteon Global Technologies, Inc. Circuit board assembly and method of fabricating same
EP1496728A1 (de) * 2003-07-10 2005-01-12 Delphi Technologies, Inc. Schaltungsaufbau mit Nachgiebiger Plattenstukturierung zur Montierung von Bauelementen
DE202006020076U1 (de) * 2006-04-06 2007-10-04 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Leiterkartenanordnung
WO2008046188A1 (en) * 2006-10-10 2008-04-24 Tir Technology Lp Circuit board with regional flexibility
WO2009062539A1 (de) * 2007-11-12 2009-05-22 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Platine sowie herstellung derselben
DE202011002439U1 (de) * 2011-02-07 2011-05-12 Tq-Systems Gmbh Mechatronische formschlüssige 3D-Leiterplattenerweiterung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202016104297U1 (de) * 2016-08-04 2017-11-08 Weidmüller Interface GmbH & Co. KG Leiterplattenanordnung mit einer Kontaktvorrichtung zur leitenden Verbindung der Leiterplatten der Leiterplattenanordnung nach Art eines Bussystems
EP3829272A4 (de) * 2018-07-26 2021-09-29 Mitsubishi Electric Corporation Leiterplatte
US11664615B2 (en) * 2018-08-07 2023-05-30 Tyco Electronics Japan G.K. Circuit board having terminal, and circuit board assembly
CN114205999A (zh) * 2020-09-18 2022-03-18 和硕联合科技股份有限公司 电路板搭接结构

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