专利名称：浮雕-插塞连接器和多层电路板的制作方法
浮雕-插塞连接器和多层电路板
背景技术：
本发明涉及一种用于与多层电路板接触的多极浮雕-插塞连接器(Relief-Steckverbinder), 一种用于安装多极浮雕_插塞连接器的多层电路板和一种由多极浮雕-插塞连接器和规定用于安装多极浮雕-插塞连接器的多层电路板形成的组合件。此外，本发明还涉及一种多层电路板的制造方法。由专利文献US 5 543 586A中已知了一种作为多层电路板实现的背板，所述背板可以与接触元件的插脚焊接。接触元件可以合并成4组。4组中的单个接触元件既可以焊在多层电路板的唯一的一个层上也可以焊在多层电路板的靠下的其它层。在专利文献US 7 278 855B2对一种作为多层电路板实现的背板进行了说明。电 路板可以具有用于接触元件的多个接触区-面，例如，位于背板中间的第一接触区-面和位于背板边缘的第二接触区-面。专利文献US 7 192 320B2以及公开文献US 2 009/0093173A1记载了一种同样可具有多个接触区-面的多层电路板，其中在多层电路板的各个层上设置有接触区-面，以至于接触区-面形成一种阶梯状结构。在这里，例如，布置在电路板中心区域的接触区在两侧都设置有阶梯状构型，并且布置在边缘的接触区在一侧设置有阶梯状构型。接触区可以以只下降的或上升的阶梯来实现，但是也可以以既有上升的也有下降的阶梯来实现。不同的接触区可以通过电缆连接，电缆具有相应阶梯状布置的接触区，用于接触设置在背板中的阶台状接触区。此外，还记载了一种浮雕-插塞连接器，其被设置用于接触布置在接触区-面上的接触面。浮雕-插塞连接器的接触元件的接触区段被压到布置在接触区-面的接触面上，用于产生接触。接触元件的接触区段代替地也可以与布置在各阶梯上的接触面焊接。在专利文献DE699 15 882T2中记载了一种适合高频数据传输的插塞连接器。每个传导信号的接触元件都配置有一个传导屏蔽电位和外壳电位的接触元件。接触元件的定位应保证能够实现阻抗匹配。在专利文献US 6 976 886B2中记载了一种插塞连接器，在这种插塞连接器中，通过传导信号和传导屏蔽电位或外壳电位的接触元件相对彼此的特殊布置和定位，应总体上实现传导信号的线路之间以及插塞连接器的高的屏蔽效果。已知的插塞连接器专门适合于高频信号，其中，布置传导信号和传导外壳电位的接触元件除此之外还专门被设置用于实现某一波阻抗。在公开文献DE 198 07 713A1中记载了一种含有大量接触元件的插塞连接器。已知的插塞连接器被设置用于在背板和插卡之间制造插塞连接，其中，在具体的实施示例中，在背板和所谓的紧凑型PCI系统的插卡之间制造插塞连接。在由Meinke和Gundlach编写，由Springer出版社于1956年出版的专业书“Taschenbuch fuer Frequenztechnik (频率技术手册)"中，在 6-15 页，48-49 页和158-169页，对电技术基础概念如电容、电感和波阻抗进行了解释。
本发明所基于的任务是，对一种用于与多层电路板接触的多极浮雕-插塞连接器、一种用于安装多极浮雕-插塞连接器的多层电路板和一种由多极浮雕-插塞连接器和设置用于安装多极浮雕-插塞连接器的多层电路板形成的组合件以及一种多层电路板的制造方法分别进行说明，它们可以用低的生产费用实现可靠的接触。这些任务将通过在独立权利要求中所陈述的特征来解决。发明公开用于与多层电路板接触的多极浮雕-插塞连接器从多个接触元件出发，这些接触元件布置在高度偏移(hoehenversetzte)的接触区-面中。按照本发明的浮雕-插塞连接器其特征在于，接触元件的接触区段被构造为压入式触头，用于压入多层电路板的压入-接触-容纳部。按照本发明的浮雕-插塞连接器可以通过按照本发明规定的措施特别简单地和尤其是低成本地与多层电路板接触。完全取消了对于浮雕-插塞连接器以及多层电路板迄·今所规定的焊接和随之而来的热负载。可以通过冲压特别简单地制造压入式触头，其中，在接触区段生成弹性元件，该弹性元件被构造为压入式触头。由从属权利要求得到按照本发明的浮雕-插塞连接器的优选的构型和扩展。一个优选的构型规定，接触元件的接触区段被构造得一样长。统一的构型可以实现特别合理地制造压入式触头。另一个优选的构型规定，压入式触头并排布置在想象的连接线内和优选分别形成相邻布置的信号-压入式触头对。通过产生的对称性结构，信号-压入式触头对特别适合传导差分信号。这种构型的一个扩展规定，压入式触头对分配有至少一个相邻布置的屏蔽-压入式触头。优选，该至少一个屏蔽-压入式触头相对于相应配置的信号-压入式触头对向边侧偏移地被布置，使得其不会处在信号-压入式触头对-连接线上。通过预给定的几何关系连同规定的电介质通过预给定的波阻抗至少可以接近实现该由此产生的结构。如果实现高的信号完整性，按照本发明的浮雕-插塞连接器借此尤其适合传导宽至GHz-范围中的高频信号。按照本发明的用于安装多极浮雕-插塞连接器的多层电路板的基础是，多层电路板具有多个高度偏移的接触区-面。按照本发明的多层电路板的特征在于，在接触区-面中分别布置有触头容纳部，这些触头容纳部构造成压入式触头容纳部。按照本发明的多层电路板被构造得特别适合于安装按照本发明的插塞连接器。在这里，优选的构型和扩展也由从属权利要求得到。一个构型规定，为了与浮雕-插塞连接器的压入式触头产生电接触，在压入式触头容纳部内装入导电的套管。套管是机械上特别稳定的并且可以实现安全的机械接触和电接触。一个构型规定，至少几个套管在多层电路板的整个高度伸展。较大的导电的面产生好的屏蔽效果，因此规定这些套管尤其用于与浮雕-插塞连接器的屏蔽-压入式触头接触。一个构型规定，套管的长度确定在预给定的值上。在这种情况下，规定套管尤其用于与信号-压入式触头对接触，其中重要的是，布线要对称。短的套管把不期望的、在压入式触头容纳部之间出现的电容最小化。按照本发明的由至少一个多极浮雕-插塞连接器和多层电路板形成的组合件的基础是，浮雕-插塞连接器有多个接触元件，接触元件的接触区段布置在高度偏移的接触区-面，和多层电路板同样有多个高度偏移的接触区-面。组合件的特征在于，为了压入多层电路板的压入式触头容纳部，浮雕-插塞连接器的接触元件在接触区段被构造为压入式-接触元件，并且被构造为压入式触头容纳部的触头容纳部被布置在多层电路板的接触区-面中。按照本发明的组合件把已经描述的组合件中各个部件的优势综合在一起。此外，所规定的按照本发明的一种用于安装至少一个浮雕-插塞连接器的多层电路板(其中所述多层电路板具有多个高度偏移的接触区-面)的制造方法规定，借助穿孔制造的压入式触头容纳部布置在这些接触区-面中，导电的套筒装入穿孔中，从多层电路板的装配侧给套筒钻孔，一直到分别规定的接触区-面的高度，并且随后制造多层电路板的位于不同高度的接触区-面。·按照本发明的制造方法可以合理地制造按照本发明的多层电路板。按照本发明的制造方法的一个构型规定，附加地从多层电路板的背面，与多层电路板的安装方向相反，至少给几个套管钻孔，从而使套管有一个预给定的长度，而所述长度小于多层电路板的各接触区-面的高度。这种工作方法尤其应用在被设置用于与信号-压入式触头对接触的套管。按照本发明的浮雕-插塞连接器、按照本发明的多层电路板、由浮雕-插塞连接器和多层电路板形成的组合件以及多层电路板的按照本发明的制造方法的其它优选的扩展和构型由下述说明得到。
附图
简介图I 一个按照本发明的浮雕-插塞连接器在与按照本发明的多层电路板接触之前的正视图，图2 —个按照本发明的与按照本发明的作为内孔连接器(Federleiste)构造的浮雕-插塞连接器接触的多层电路板的纵剖面图，图3 —个按照本发明的与按照本发明的作为排针连接器(Messerleiste)构造的浮雕-插塞连接器接触的多层电路板的纵剖面图，图4 一个安装有按照本发明的浮雕-插塞连接器的、多重剖面的多层电路板接触区的详图，图5 —个按照本发明的多层电路板的按照本发明的制造方法的第一步，图6 —个按照本发明的多层电路板的按照本发明的制造方法的第二步，图7 —个按照本发明的多层电路板的接触区-面的一个第一构型，图8 一个按照本发明的多层电路板的接触区-面的一个第二构型。实施例描述图I示出的是一个按照本发明的浮雕-插塞连接器10a，IOb在与按照本发明的多层电路板12a，12b接触之前的正视图。在这里，一个按照本发明的浮雕-插塞连接器IOa是作为内孔连接器实现，以及对应的浮雕-插塞连接器IOb作为排针连接器实现，它们两个处在插接状态。多层电路板12a例如作为子卡实现，以及多层电路板12b作为背板实现。按照本发明的浮雕-插塞连接器10a，IOb分别具有多个接触元件14a，14b，接触元件的接触区段16a，16b布置在各高度偏移布置的接触区-面18a，18b中。按照本发明的多层电路板12a，12b分别具有与浮雕插塞连接器10a，IOb的接触区-面18a，18b相应的接触区-面20a, 20b。各高度偏移布置的接触区-面18a，18b，20a，20b形成阶梯状布置，其造成一种浮雕视觉印象，因此插塞连接器10a, IOb被叫做浮雕-插塞连接器10a, 10b。图2示出的是按照本发明的与按照本发明的作为内孔连接器构造的浮雕-插塞连接器IOa接触的多层电路板12a，12b的纵剖面图，以及图3示出按照本发明的与按照本发明的作为排针连接器构造的浮雕-插塞连接器IOb接触的多层电路板12b的纵剖面图。多 层电路板12a，12b的两个剖面图示出浮雕-插塞连接器10a，IOb的接触区段16a，16b按照本发明是作为压入式触头22a，22b实现的。那些在图2和图3中示出的、与在图I中示出元件一致的部件，分别使用相同的参考符号。这项协议也适用于后面的附图。在接触状态时，压入式触头22a，22b被压入多层电路板12a，12b内的相应压入式触头容纳部24a，24b。图4示出的是强烈放大的压入式触头22的示图，其中，图4示范性地再现了按照本发明的浮雕-插塞连接器10与按照本发明的多层电路板12的组合。参考符号一补充字符“a"和“b"之间的区分取消。但是，说明贯穿地适合作为内孔连接器构造的、其元件应当用参考符号一补充字符“a"标记的浮雕-插塞连接器IOa和作为排针连接器构造的、其元件应当用参考符号一补充字符“b"标记的插塞连接器10b。就其含义而言，这项协议也适用于后面的附图或其它说明。压入式触头22可以例如通过冲压制成，其中生成可以被压入到多层电路板12的压入式触头容纳部24的弹性元件。图4示出了压入式触头22的接触区段16具有相同长度的构型。通过这种构型可以低成本地在批量制造范畴中制造具有压入式触头22的接触元件14。图4示出另一个构型，按照该构型设置有信号-压入式触头对26，它们可以以优选预给定的间距彼此相邻地被布置。此外，还设置有屏蔽-压入式触头28，它们被设置用于例如接触导电的、存在于插塞连接器10中的屏蔽板30。当然，作为补充或替换信号-压入式触头对26也可以设置单个的信号-压入式触头。在压入式触头容纳部24内的电接触例如可以借助导电套管32，34制造。所示的是一个优选的构型，在该构型中，可以给传导信号的接触元件14例如信号-压入式触头对26配置较短的套管34和给屏蔽-压入式触头28配置较长的套管32。套管32，34因此具有预给定的长度36。信号-压入式触头对26不仅能够在插塞连接器10内部而且尤其是也在压入式触头22，26，28的接触区段16或在压入式触头容纳部24内实现对称布线。因此，在信号之间实现极其微弱的传输时间差。当信号-压入式触头对26传导差分信号、例如在直至40Gbit/S范围中的数字信号时，微弱的传输时间差特别重要，其中所述信号还应当无误地通过开得尽可能大的眼图传输。在这里，为信号-压入式触头对26给定某一微分波阻抗、例如IOOOhm起着重要的作用，其中，其定义可以由开始时所述的由Meincke和Gundlach编写的专业书而得知的波阻抗，显著受接触元件14的几何构型即其形状和相互间距以及受存在于信号-压入式触头对26之间的电介质的影响。屏蔽-压入式触头28也很重要，它与屏蔽板30 —起保证高的
信号完整性。涉及信号-压入式触头对26和屏蔽-压入式触头28的几何关系，在后面的图5中进行说明，此外借助该图对多层电路板12a，12b的按照本发明的制造方法的第一步进行解释。图5借助所属的压入式触头容纳部38的布置对没有示出的信号-压入式触头对26的布置进行了说明。一个或优选多个信号-压入式触头对26被并排相邻地布置在想象·的连接线40上。优选在信号-压入式触头对26的各信号-压入式触头之间分别设置预给定的间距42。没有示出的屏蔽-压入式触头28或相应的屏蔽-压入式触头容纳部44优选以偏移46位于连接线40的旁边。优选，设置有多个屏蔽-压入式触头容纳部44，它们则同样优选布置在想象的连接线上。该制造方法从具有某一高度48的多层电路板12出发。压入式触头容纳部24、38、44借助于钻头50以安装方向52钻过多层电路板12的整个高度48。随后，优选通过电镀沉积法在压入式触头容纳部24、38、44中制造套管32、34。然后从安装侧给套管32、34钻孔至少直至高度54，该高度以后可以至少近似等于有关的接触区-面20的高度54。在图6中所示的下一个加工步骤，从多层电路板12的背面56，与安装方向52相反，至少给几个套管34钻孔直到预给定的长度36。以后，优选把传导信号的压入式触头22，26压入这些套管34内。通过缩短套管34可以减低在压入式触头容纳部38之间出现的不期望的电容。几个套管32没有从背面钻孔。以后优选把屏蔽-压入式触头28压入其高度58以后至少近似等于接触区-面20的高度的套管32中。没有缩短的套管32的较大金属面支持屏蔽效果。在最后一个加工步骤中，在多层电路板12的不同高度58内的接触区-面20优选通过铣削制造。图7和图8示出的是在这个加工步骤中用于实现接触区-面20的不同可能性。根据图7，设置有持续上升的或下降的阶梯。标有其它不同的高度60，62。在剖视图中还示出有短的套管32以及长的套管34。图8示出的既有上升的也有下降的阶梯。
权利要求
1.一种用于与多层电路板(12a，12b)接触的多极浮雕-插塞连接器，其具有多个接触元件(14a，14b)，接触元件的接触区段(16a，16b)布置在高度偏移的接触区-面(18a，18b)中，其特征在于，接触元件(14a，14b)在接触区段(16a，16b)中被构造为压入式触头(22a，22b，26a，26b，28a，28b)用于压入多层电路板(12a，12b)的压入-接触-容纳部(24a，24b，38a,38b,44a,44b)。
2.根据权利要求I所述的用干与多层电路板(12a，12b)接触的多极浮雕_插塞连接器，其特征在于，压入式触头(22a，22b，26a，26b，28a，28b)具有至少近似相同的长度。
3.根据权利要求I所述的用干与多层电路板(12a，12b)接触的多极浮雕_插塞连接器，其特征在于，压入式触头(22a，22b，26a，26b，28a，28b)并排布置在连接线(40a，40b)上并且形成信号-压入式触头对(26a，26b)。
4.根据权利要求3所述的用干与多层电路板(12a，12b)接触的多极浮雕_插塞连接器，其特征在于，压入式触头对(26a，26b)分配有至少ー个相邻布置的屏蔽-压入式触头(28a,28b)。
5.根据权利要求4所述的用干与多层电路板(12a，12b)接触的多极浮雕_插塞连接器，其特征在于，屏蔽-压入式触头(28a，28b)相对于相应配置的信号-压入式触头对(26a，26b)以偏移(46)向边侧偏移地被布置，使得它们不布置在该连接线(40a，40b)上。
6.用于安装多极浮雕-插塞连接器(10a，10b)的多层电路板，具有多个高度偏移的接触区-面(20a，20b)，其特征在于，在接触区-面(20a，20b)中布置有触头容纳部，这些触头容纳部被构造为压入式触头容纳部(24a，24b，38a，38b，44a，44b)。
7.根据权利要求6所述的用于安装多极浮雕-插塞连接器(10a，IOb)的多层电路板，其特征在于，为了与浮雕-插塞连接器(10a，IOb)的压入式触头(22a，22b，26a，26b，28a，28b)电接触，在压入式触头容纳部(24a，24b，38a，38b，44a，44b)内装入导电的套管(32a，32b,34a,34b)。
8.根据权利要求7所述的用于安装多极浮雕-插塞连接器(10a，IOb)的多层电路板，其特征在于，至少几个压入式触头容纳部(24a，24b)和套管(32a，32b)在多层电路板(12a，12b)的各接触区-面(20a, 20b)的整个高度(58a，58b，60a，60b，62a，62b)上伸展。
9.根据权利要求8所述的用于安装多极浮雕-插塞连接器(12a，12b)的多层电路板，其特征在于，具有在多层电路板(12a，12b)的各接触区-面(20a，20b)的整个高度(58a，58b, 60a, 60b, 62a, 62b)上伸展的套管(32a，32b)的压入式触头容纳部(24a，24b)被设置用干与多极浮雕-插塞连接器(10a，IOb)的屏蔽-压入式触头(28a，28b)接触。
10.根据权利要求7所述的用于安装多极浮雕-插塞连接器(12a，12b)的多层电路板，其特征在于，至少几个套管(34a，34b)的长度(36a，36b)确定在预给定的值上，所述长度小于多层电路板(12a，12b)的各接触区-面(20a, 20b)的高度(58a，58b，60a，60b，62a，62b)。
11.根据权利要求10所述的用于安装多极浮雕-插塞连接器(12a，12b)的多层电路板，其特征在于，具有不在多层电路板(12a，12b)的各接触区-面(20a，20b)的整个高度(58a，58b，60a，60b，62a，62b)上伸展的套管(34a，34b)的压入式触头容纳部(24a，24b)被设置用干与多极浮雕-插塞连接器(10a，IOb)的信号-压入式触头(28a，28b)接触。
12.由至少ー个多极浮雕-插塞连接器和多层电路板形成的组合件，其中，浮雕-插塞连接器(10a，IOb)具有多个接触元件(14a，14b)，接触元件的接触区段(16a，16b)布置在高度偏移的接触区-面(18a，18b)中，并且多层电路板(12a，12b)具有多个高度偏移的接触区-面(20a，20b)，其特征在干，为了压入多层电路板(12a，12b)的压入式触头容纳部(24a，24b，38a，38b，44a，44b)，浮雕-插塞连接器(10a, 10b)的接触元件(14a，14b)在接触区段(16a，16b)中被构造为压入式触头(22a，22b，26a，26b，28a，28b)，并且被构造为压入式触头容纳部(24a，24b，38a，38b，44a，44b)的接触元件容纳部被布置在多层电路板(12a，12b)的接触区-面(20a, 20b)中。
13.一种用于安装至少ー个浮離-插塞连接器的多层电路板的制造方法，其中，多层电路板(12a，12b)具有多个高度偏移的接触区-面(20a，20b)，其特征在于，借助穿孔制造的压入式接触元件容纳部(24a，24b，38a，38b，44a，44b)布置在接触区-面(20a，20b)中，导电的套筒(32a，32b，34a，34b)安装在穿孔内，从多层电路板(12a，12b)的装配侧(52a，52b)给这些套筒钻孔至分别设置的接触区-面(20a，20b)的高度(58a，58b，60a，60b，62a，62b)并且随后制造多层电路板(12a，12b)的位于不同高度(58a，58b，60a，60b，62a，62b)的接触区-面(20a, 20b) o
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，从多层电路板(12a，12b)的背面(56a，52b)，与多层电路板(12a，12b)的安装方向(52a，52b)相反地，附加地给至少几个套管(32a，32b)钻孔，从而使套管(32a，32b)具有预给定的长度，所述长度小于多层电路板(12a, 12b)的各接触区-面(20a, 20b)的高度(58a, 58b, 60a, 60b, 62a, 62b)
全文摘要
本发明涉及包括一种多极浮雕-插塞连接器(10a，10b)和一种多层电路板(12a，12b)，其中插塞连接器(10a，10b)包含多个接触元件(14a，14b)，接触元件的接触区段(16a，16b)布置在高度偏移的接触区-面(18a，18b)，和多层电路板(12a，12b)相应地具有多个高度偏移的接触区-面(20a，20b)，以及一个由用于与多层电路板(12a，12b)接触的多极浮雕-插塞连接器(10a，10b)和安装多极浮雕-插塞连接器(10a，10b)的多层电路板(12a，12b)形成的组合件。按照本发明的浮雕-插塞连接器(10a，10b)，其特征在于，接触元件(14a，14b)在接触区段(16a，16b)构造为压入式触头(22a，22b，26a，26b，28a，28b)用于压入多层电路板(12a，12b)的压入-接触-容纳部(24a，24b，38a，38b，44a，44b)。多层电路板(12a，12b)，其特征在于，在多层电路板(12a，12b)的接触区-面(20a，20b)布置有接触元件容纳部，这些容纳部被构造为压入式触头容纳部(24a，24b，38a，38b，44a，44b)。此外，本发明还涉及一种多层电路板(12a，12b)的制造方法。
文档编号H01R12/71GK102834979SQ201080056206
公开日2012年12月19日 申请日期2010年12月3日 优先权日2009年12月8日
发明者R·默丁格 申请人:埃尔尼电子有限责任公司