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Title:
ELECTRICAL CONTACTING ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/207258
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a contacting assembly for circuit boards comprising a compressible electrical conductor and a receiving plate, wherein the conductor has a first end region, a second end region and a bent region, which is designed such that it is adjacent to the respective first end region and second end region, and wherein the conductor can be arranged at least partially in a borehole of the receiving plate. The invention also relates to a method for the production thereof, and to a circuit board assembly having a first circuit board and a second circuit board and a contacting assembly according to the invention.

Inventors:
GRUBER ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/061657
Publication Date:
December 07, 2017
Filing Date:
May 16, 2017
Export Citation:
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Assignee:
ROSENBERGER HOCHFREQUENZTECHNIK GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
H01R12/73; G01R1/04; H01R12/70; H01R13/24; H01R13/33; H05K7/10; H01R12/71
Foreign References:
US20030132020A12003-07-17
FR3021814A12015-12-04
DE102007006515A12008-08-14
US20080003844A12008-01-03
US8672688B22014-03-18
US20140162472A12014-06-12
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Kontaktlerungsanordnung für Leiterplatten mit einem

komprimierbaren elektrischen Leiter und einer Aufnahme¬ scheibe, wobei der Leiter einen ersten Endbereich, einen zweiten Endbereich und einen gebogenen Bereich, welcher jeweils zu dem ersten Endbereich und dem zweiten Endbereich be¬ nachbart ausgebildet ist, aufweist und wobei der Leiter einen Draht aufweist, welcher dünner ist als 1 mm, insbesondere dünner als 0,5 mm.

2. Kontaktlerungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der ge¬ bogene Bereich eine 360° Wicklung aufweist.

3. Kontaktlerungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der ge¬ bogene Bereich Omegaförmig ausgebildet ist.

4. Kontaktlerungsanordnung nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, wobei der erste Endbereich den zweiten Endbe¬ reich nicht kontaktiert.

5. Kontaktlerungsanordnung nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, wobei der Leiter zumindest teilweise in einer Bohrung der Aufnahmescheibe anordenbar ist.

6. Kontaktlerungsanordnung nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, welche reversibel verformbar ist, insbesondere wobei aufgrund einer Druckkraft, welche parallel zu der Bohrung gerichtet ist, sich die Länge der Wicklung ver¬ ringert und sich die Wicklung bei einem Nachlassen der Druckkraft entsprechend zurückbildet. Kontaktlerungsanordnung nach einem der vorstehenden An Sprüche, wobei sich eine Druckkraft, welche parallel z der Bohrung gerichtet ist, gleichmäßig auf den Leiter verteilt .

Kontaktlerungsanordnung nach einem der vorstehenden An Sprüche, wobei der gebogene Bereich eingerichtet ist, ein erstes elektrisches Bauelement, insbesondere eine Leiterplatte, zu kontaktieren und/oder der erste Endbe reich und der zweite Endbereich eingerichtet sind, ein zweites elektrisches Bauelement, insbesondere eine Lei terplatte, zu kontaktieren.

Kontaktlerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste Endbereich eingerichtet ist ein ers tes elektrisches Bauelement, insbesondere eine Leiter¬ platte, zu kontaktieren und der zweite Endbereich ein¬ gerichtet ist, ein zweites elektrisches Bauelement, insbesondere eine Leiterplatte, zu kontaktieren.

Kontaktlerungsanordnung nach einem der vorstehen¬ den Ansprüche, wobei die geometrische Form des Leiters durch eine räumliche trigonometrische Kurve in Abhän¬ gigkeit eines Parameters vorgegeben ist.

Kontaktlerungsanordnung nach einem der vorstehen¬ den Ansprüche, wobei die Aufnahmescheibe mehrteilig ausgebildet ist.

Kontaktlerungsanordnung nach einem der vorstehen¬ den Ansprüche, wobei der gebogene Bereich und die Boh¬ rung derart ausgelegt sind, dass der gebogene Bereich die Aufnahmescheibe in einem ersten Punkt und einem zweiten Punkt berührt.

13. Kontaktierungsanordnung nach einem der vorstehen¬ den Ansprüche, wobei der Leiter durch ein Durchtrennen eines mit einer vorgegebenen Wicklungsgeometrie gewi¬ ckelten Drahtes herstellbar ist.

14. Leiterplattenanordnung mit einer ersten Leiter¬ platte und einer zweiten Leiterplatte und einer Kontak- tierungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprü¬ che .

15. Herstellungsverfahren für eine Kontaktierungsan¬ ordnung für Leiterplatten, welches die folgenden

Schritte aufweist:

- Bereitstellen eines Drahtes mit mehreren Wicklungen, welche gemäß einer vorgegebenen Wicklungsgeometrie geformt sind;

- Durchtrennen des Drahtes zwischen zwei Wicklungen;

- Bereitstellen einer isolierenden Stützscheibe mit ei¬ ner Ausnehmung;

- Einsetzen des zwischen zwei Wicklungen durchtrennten Drahtes in der Ausnehmung.

Description:
ELEKTRISCHE KONTAKTIERUNGSANORDNUNG

GEBIET DER ERFINDUNG Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktierungs- anordnung für Leiterplatten, eine Leiterplattenanordnung mit einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsanordnung so ¬ wie ein Herstellungsverfahren für eine Kontaktierungsan ¬ ordnung .

TECHNISCHER HINTERGRUND

Kontaktierungsanordnungen, insbesondere Interposer schaffen eine Verbindungsmöglichkeit zwischen Leiterplatten (printed wiring board, PWB, printed circuit board, PCB) , Chip- Modulen, wie etwa Multi-Chip-Modulen (MCM) oder dergleichen.

Es sind verschiedene Arten von Interposer-Strukturen be ¬ kannt. Häufig weisen sie starre, halbstarre oder flexible Substratstrukturen mit Arrays aus elektrischen Kontakten, die etwa durch Federstrukturen, Metall-Elastomer- Verbundwerkstoffe usw. ausgebildet sind.

Dementsprechend zeigt die US 8,672,688 B2 eine C-förmige Kontaktierungsanordnung sowie eine brezenförmige Kontaktie- rungsanordnung . Beide Kontaktierungsanordnungen werden zwi ¬ schen einem Substrat und einer Leiterplatte von einem Profil gehalten . Die US 2014/0162472 AI zeigt eine weitere Kontaktierungsan ¬ ordnung, welche in eine Bohrung eingepresst wird. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kontaktierungsanordnung für Leiterplatten anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kontaktie- rungsanordnung für Leiterplatten mit den Merkmalen des Pa ¬ tentanspruchs 1 und/oder durch ein Verfahren mit den Merkma ¬ len des Patentanspruches 15 gelöst.

Demgemäß ist vorgesehen:

- Kontaktierungsanordnung für Leiterplatten mit einem

komprimierbaren elektrischen Leiter und einer Aufnahme ¬ scheibe, wobei der Leiter einen ersten Endbereich, ei ¬ nen zweiten Endbereich und einen gebogenen Bereich, welcher jeweils zu dem ersten Endbereich und dem zwei ¬ ten Endbereich benachbart ausgebildet ist, und wobei der Leiter einen Draht aufweist, welcher dünner ist als 1 mm, insbesondere dünner als 0,5 mm; und ein Herstellungsverfahren für eine Kontaktierungsanord ¬ nung für Leiterplatten, welches die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines Drahtes mit mehreren Wicklungen, welche gemäß einer vorgegebenen Wicklungs ¬ geometrie geformt sind; Durchtrennen des Drahtes zwi ¬ schen zwei Wicklungen; Bereitstellen einer isolierenden Stützscheibe mit einer Ausnehmung; Einsetzen des zwi ¬ schen zwei Wicklungen durchtrennten Drahtes in der Aus ¬ nehmung .

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee be ¬ steht darin, durch ein gebogenes Drahtstück eine verformbare Kontaktierungsanordnung zur Kontaktierung zwischen zwei Lei ¬ terplatten oder dergleichen bereitzustellen.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Verwendung von Draht als Leiter besonders kostengünstig ist. Zudem ist der erfindungsgemäße Leiter besonders einfach her ¬ zustellen, indem der Draht lediglich abgetrennt und geformt werden muss . Folglich ist die erfindungsgemäße Kontaktanordnung besonders einfach zu fertigen und zu montieren.

Insbesondere kann die Dicke des Drahtes zwischen 0,05 mm und 1 mm variieren.

Zudem ist die erfindungsgemäße Kontaktanordnung besonders flexibel, wodurch Verklemmungen des Leiters in der Aufnahme ¬ scheibe verhindert werden. Verklemmungen führen häufig zu Übertragungsfehlern .

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Be ¬ schreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung. Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der gebogene Bereich der Kontaktierungsanordnung eine 360° Wicklung auf. Der erfindungsgemäße Leiter ist insbesondere törnförmig aus ¬ gebildet . Unter einem Törn wird eine 360° Wicklung z.B. aus Draht mit einem gebogenen Bereich und zwei Endbereichen verstanden. Der gebogene Bereich bildet dabei ein (offenes) Auge. Die 360°-Biegung erstreckt sich zwischen einem Kreuzungsbereich und einem Umkehrpunkt des Drahts bzw. Törns . Berühren sich der erste und der zweite Endbereich des Drahtes nicht, han ¬ delt es sich um einen offenen Törn.

Auf diese Weise ist eine besonders große Flexibilität des Leiters sichergestellt. Beispielsweise wird sich das Auge des Törns aufgrund einer Druckeinwirkung verkleinern und die Endbereiche des Leiters werden sich verlängern. Aufgrund dieser Verformung ist eine hohe Variabilität des Abstands zwischen den Leiterplatten möglich.

Die Offenbarung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf of ¬ fene oder geschlossene törnförmige Leiter beschränkt.

Alternativ kann der Leiter auch Omega/Q-förmig ausgebildet sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin ¬ dung ist der Leiter zumindest teilweise in einer Bohrung der Aufnahmescheibe anordenbar.

Unter einer Bohrung in einer Aufnahmescheibe wird in

dieser Patentanmeldung eine Durchführung oder Vertiefung mit einer ebenen Wandfläche verstanden. Die Durchführung oder Vertiefung kann einen beliebigen Querschnitt, etwa rund, elliptisch oder rechteckig aufweisen. Des Weiteren kann die Durchführung horizontal oder vertikal sein.

Die Anordnung des Leiters in einer derartigen Bohrung vereinfacht die Montage, da ein Profil in einer Ausneh- mung, in der der Leiter anzubringen ist, zum abstützen des Leiters nicht erforderlich ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin ¬ dung ist die Kontaktierungsanordnung reversibel verformbar. Insbesondere verringert sich aufgrund einer Druckkraft, wel ¬ che parallel zu der Bohrung gerichtet ist, die Länge der Wicklung und die Wicklung bildet sich bei einem Nachlassen der Druckkraft entsprechend zurück. Die Reversibilität ver ¬ hindert ein Verklemmen des Leiters in der Bohrung und ge ¬ währleistet eine zuverlässige Kontaktierung zweier zu kon ¬ taktierenden Bauelemente, zum Beispiel zweier Leiterplatten, bei einer variablen Beabstandung der Bauelemente.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin ¬ dung ist der gebogene Bereich eingerichtet, ein erstes Bau ¬ element zu kontaktieren und/oder der erste Endbereich und der zweite Endbereich sind eingerichtet, ein zweites Bauele ¬ ment zu kontaktieren.

Alternativ können die beiden Endbereiche des Leiters einge ¬ richtet sein, jeweils ein Bauelement zu kontaktieren. Dies ist besonders bei Ω-förmigen Leitern vorteilhaft.

Obgleich es auch denkbar ist, den Leiter gegenüber den zu kontaktierenden Bauelementen um 90° zu drehen, derart dass gegenüberliegende Schenkel des gebogenen Bereichs jeweils ein Bauelement kontaktieren, hat sich eine Kontaktierung von Bauelementen an dem gebogenen Bereich des Leiters und den Endbereichen des Leiters als besonders zuverlässig herausge ¬ stellt .

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin ¬ dung ist die geometrische Form des Leiters durch eine räum ¬ liche trigonometrische Kurve in Abhängigkeit eines Parame- ters vorgegeben. Räumliche trigonometrische Funktionen in Abhängigkeit eines einzigen Parameters sind besonders einfa ¬ che mathematische Abbildungsvorschriften. Ein Draht gemäß einer solchen einfachen Abbildungsvorschrift lässt sich be ¬ sonders einfach fertigen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin ¬ dung ist die Aufnahmescheibe mehrteilig ausgebildet. Die Aufnahmescheibe kann insbesondere eine obere Scheibe und ei ¬ ne untere Scheibe umfassen. Weiter insbesondere kann die Aufnahmescheibe eine linke und eine rechte Scheibe umfassen. Die beschriebene Unterteilung der Aufnahmescheibe ist auch miteinander kombinierbar. In diesem Fall weist eine Aufnah ¬ mescheibe vier Scheiben auf, nämlich rechts oben, links oben, links unten sowie rechts unten.

Auf diese Weise kann die Montage des Leiters in der Aufnah ¬ mescheibe vereinfacht werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin ¬ dung sind der gebogene Bereich und die Bohrung derart ausge ¬ legt, dass der gebogene Bereich die Aufnahmescheibe in einem ersten Punkt und in einem zweiten Punkt berührt. Auf diese Weise ist die ausreichende Stabilität des Leiters in der Bohrung sichergestellt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin ¬ dung ist der Leiter durch ein Durchtrennen eines mit einer vorgegebenen Wicklungsgeometrie gewickelten Drahtes her ¬ stellbar. Auf diese Weise kann der Montageaufwand gegenüber herkömmlichen Leitern, welche als Einzelteil gefertigt wer ¬ den, verringert werden.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementie ¬ rungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Aus ¬ führungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Ins- besondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als

Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.

INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungs ¬ beispiele näher erläutert. Es zeigen dabei Figur 1 zeigt eine schematische Frontansicht einer Ausfüh ¬ rungsform eines erfindungsgemäßen Leiters;

Figur 2 zeigt eine schematische Draufsicht einer Ausfüh ¬ rungsform eines erfindungsgemäßen Leiters;

Figur 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktie- rungsanordnung; Figur 4 zeigt eine schematische Schnittsicht einer Ausfüh ¬ rungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenano ¬ rdnung;

Figur 5 zeigt eine schematische Ansicht eines Drahtes, wel- eher zu einer Ausführungsform eines erfindungsgemä ¬ ßen Leiters weiter verarbeitet werden kann.

Figur 6 zeigt eine schematische Frontansicht einer Ausfüh ¬ rungsform eines erfindungsgemäßen Leiters; Figur 7 zeigt eine schematische Frontansicht einer Ausfüh ¬ rungsform eines erfindungsgemäßen Leiters;

Figur 8 zeigt eine schematische Schnittsicht einer Ausfüh ¬ rungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenano ¬ rdnung;

Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusam ¬ menhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - so ¬ fern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

Im Folgenden werden die Figuren zusammenhängend und über ¬ greifend beschrieben.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausfüh ¬ rungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.

Figur 1 zeigt eine schematische Frontansicht eines erfin ¬ dungsgemäßen Leiters 10. Der Leiter 10 ist törnförmig ausge ¬ bildet und umfasst einen gebogenen Bereich 22 sowie Endbe ¬ reich 16a und 16b. Der gebogene Bereich 22 erstreckt sich von einem Kreuzungsbereich 12 bis zu einem Umkehrpunkt 14. Die Endbereiche 16a und 16b die bzw. die gegenüberliegenden Schenkel des gebogenen Bereichs 22 berühren sich in dem Kreuzungsbereich nicht. Der gebogene Bereich des Törns bil- det ein Auge 18.

Figur 2 zeigt eine schematische Draufsicht eines erfindungs ¬ gemäßen Leiters 10 in einer Bohrung 20 gemäß Figur 1. Der Leiter 10 berührt die Bohrung 20 an zwei Berührungspunkten 24a und 24b in dem gebogenen Bereich 22. Zudem ist ersicht ¬ lich, dass der Leiter 10 einen offenen Törn bildet und sie die Endbereiche 16a, b in dem Kreuzungsbereich 12 nicht be ¬ rühren . Figur 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer er ¬ findungsgemäßen Kontaktierungsanordnung 30. Anhand von Figur 3 wird deutlich, dass sich die Form des Leiters 12 um den Berührungspunkt 24a bzw. 24b verändert, sofern eine Druck ¬ kraft auf den Leiter 10, welche parallel zu der Bohrung 20 gerichtet ist, nachlässt. Dementsprechend wird sich der Be ¬ rührungsbereich verkleinern, sofern eine Druckkraft auf den Leiter 10 wächst. Bei einer hohen Druckkraft kann der Be ¬ rührpunkt 24a bzw. 24b auch gänzlich verschwinden. In diesem Fall verleiht die Druckkraft dem Leiter 10 die nötige Span- nung für eine sichere Position in der Bohrung 20.

Figur 4 zeigt eine schematische Schnittsicht einer erfin ¬ dungsgemäßen Leiterplattenanordnung 40. Die Leiterplattenan ¬ ordnung 40 umfasst eine erste Leiterplatte 40a und eine zweite Leiterplatte 40b. Zwischen den Leiterplatten 40a und 40b befindet sich eine erfindungsgemäße Kontaktierungsanord ¬ nung 30.

In Figur 4 ist die Kontaktierungsanordnung 30 über einen So- ekel 42 an der zweiten Leiterplatte 40b befestigt. Alterna- tiv ist es denkbar, dass die Aufnahmescheibe 32 direkt an der Leiterplatte 40b befestigt ist.

Des Weiteren denkbar ist, dass die Leiterplatte 40a auf der Aufnahmescheibe 32 aufliegt, sofern die Endbereiche 16a und 16b des Leiters 10 entsprechend kurz ausgebildet sind.

Figur 5 zeigt eine schematische Ansicht eines Drahtes 50, welcher zu einem erfindungsgemäßen Leiter 10 verarbeitet werden kann. Derartige Drähte 50 mit einer vorgegebenen

Wicklungsgeometrie können im Spezialhandel anhand der Be ¬ reitstellung der Geometrie des Drahtes besorgt werden.

Figur 6 zeigt eine schematische Frontansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Leiters 60. Der Leiter 60 ist Ω-förmig ausgebildet und weist einen gebogenen Bereich 22 mit einem Umkehrpunkt 14 auf. Des Weiteren umfasst der Leiter 60 einen ersten Endbereich 16a und einen zweiten Endbereich 16b auf. Die beiden Endbereiche 16a und 16b sind eingerichtet, je- weils ein elektrisches Bauelement, wie dies in Figur 8 sche ¬ matisch dargestellt ist, zu kontaktieren.

Figur 7 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leiters 70. Der Leiter 70 ist törnförmig ausgebildet und umfasst einen gebogenen Bereich 22 sowie ei ¬ nen ersten Endbereich 16a und einen zweiten Endbereich 16b.

Die beiden Leiter 60, 70 der Figuren 6 und 7 lassen sich in einer Aufnahmescheibe mit einer horizontalen Bohrung anord- nen.

Figur 8 zeigt beispielhaft die Anordnung eines Ω-förmigen Leiters 60 in einer mehrteiligen Aufnahmescheibe 32. Die Aufnahmescheibe 32 umfasst vier Scheiben 32a-d. Die Scheiben 32b, c bilden zusammen eine Ausnehmung, welche den gebogenen Bereich 22 des Leiters 60 aufnimmt. Alternativ sind auch Aufnahmescheiben mit lediglich zwei Scheiben denkbar. Insbesondere denkbar ist eine Unterteilung lediglich in eine rechte bzw. linke Scheibe oder in eine obere bzw. untere Scheibe.

Die beiden Endbereiche 16a, b kontaktieren jeweils eine Lei ¬ terplatte 40a und 40b.

Bezugszeichenliste

10 Leiter

12 Kreuzungsbereich

14 Umkehrpunkt

16a erster Endbereich

16b zweiter Endbereich

18 Auge

20 Bohrung

22 gebogener Bereich

24a erster Berührpunkt

24b zweiter Berührpunkt

30 Kontaktierungsanordnung

32 Aufnähmescheibe

40 Leiterplattenanordnung

40a erste Leiterplatte

40b zweite Leiterplatte

42 Sockel

52 Schnittbereich

60 Leiter

70 Leiter