DE20208425U1

DE20208425U1 - Koaxialsteckverbindung für Leiterplatten

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Publication number: DE20208425U1
Application number: DE20208425U
Authority: DE
Original assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2012-06-01

Description

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ROSENBERGER Hochfrequenztechnik GmbH & Co.

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Koaxialsteckverbindung für Leiterplatten

Die Erfindung betrifft eine Koaxialsteckverbindung, insbesondere zur Verbindung zweier Leiterplatten (Board-to-Board-Verbindung).

Bei bekannten Koaxialsteckverbindungen dieser Art sind üblicherweise an jeder Leiterplatte wenigstens eine Aussenleiterbuchse mit einem zugeordneten Innenleiter festgelegt. Hierbei weist der Innenleiter einen normalerweise zylinderförmigen Kontaktstift auf, der federnd klemmend in eine entsprechend ausgebildete stirnseitige Ausnehmung des Innenleiterteils einer hülsenförmigen Steckkupplung einsteckbar ist. Hierbei ist die Ausbildung derart getroffen, dass ein definierter Luftspalt zwischen Aussenleiterbuchse und Stirnfläche der Steckkupplung belassen wird.

Obwohl derartige Koaxialsteckverbindungen die an sie gestellten Anforderungen normalerweise ausreichend erfüllen, hat sich dennoch gezeigt, dass insbesondere bei den heute zu erwartenden hohen Übertragungsfrequenzen, die bis zu 60 GHz und mehr erreichen können, einige gravierende Nachteile auftreten.

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Diese Nachteile ergeben sich dadurch, dass schon geringfügige Relativbewegungen zwischen den miteinander verbundenen Leiterplatten sowohl in Axialrichtung der Kontaktstifte als auch quer hierzu eine unerwünschte Veränderung der Kontaktzone zwischen dem Kontaktstift des Innenleiters und dem Innenleiterteil der Steckkupplung verursachen. Dies wiederum hat eine unerwünschte Veränderung des durch den definierten Luftspalt vorgegebenen Feldwiderstandes zur Folge, was die Qualität der elektrischen Übertragung entscheidend beeinträchtigt.

&iacgr;&ogr; Aufgrund dieser nicht zu vermeidenden - wenn auch geringfügigen - Relativbewegungen zwischen den Leiterplatten ist auch bei den bekannten Koaxialsteckverbindungen nicht mehr gewährleistet, dass die sog. Steckwiederholbarkeit gleich bleibt, was gleichfalls als Nachteil angesehen wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Koaxialsteckverbindung der gattungsgemäßen Art zur Beseitigung der geschilderten Nachteile derart auszugestalten, dass deren Steckwiederholbarkeit, insbesondere bei hohen Übertragungsfrequenzen bis zu 60 GHz und mehr, entscheidend verbessert und gleichzeitig unter Vermeidung unerwünschter Durchmessersprünge des Kontaktstiftes eine gleichbleibend gute Kontaktzone ohne nennenswerte Erhöhung der Herstellkosten gewährleistet ist.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen aufgeführt.

Bei der Koaxialsteckverbindung gemäß der Erfindung ist die Ausgestaltung derart getroffen, dass der Kontaktstift des Innenleiters an seinem mit der Ausnehmung des Innenleiterteils der Steckkupplung in Eingriff bringbaren Einsteckteil als rotationssymmetrischer Körper mit über seine Längsachse nichtlinear sich verringerndem Durchmesser bzw. Querschnitt ausgebildet ist; hierbei weist die den Kontaktstift aufnehmende Ausnehmung des Innenleiterteils der Steckkupplung eine komplementäre Ausbildung unter Einhaltung einer entsprechenden Toleranz auf.

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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass der Kontaktstift an seinem Einsteckteil ellipsoid ausgebildet ist.

Diese erfindungsgemäße Ausbildung des Kontaktstiftes bzw. dessen Einsteckteils lässt sich ohne nennenswerte Erhöhung der Herstellkosten verwirklichen und bietet gleichzeitig den entscheidenden Vorteil, dass beim Auftreten der erwähnten möglichen Relativbewegungen zwischen den Leiterplatten in Richtung der Längsachse des Kontaktstiftes und/oder quer hierzu stets eine gleichbleibende gute Kontaktzone gewährleistet ist. Dies beruht darauf, dass aufgrund der erwähnten &iacgr;&ogr; erfindungsgemäßen Ausbildung des Einsteckteils selbst bei einem Verkippen und/oder bei einer Längsverschiebung des Kontaktstiftes stets die erwünschte Kontaktzone beibehalten wird.

Schließlich ist hierdurch auch die Steckwiederholbarkeit der gesamten Koaxialverbindung nicht nur verbessert, sondern auch in stets gleichbleibender Qualität gewährleistet.

Besondere Vorteile werden mit der Erfindung weiterhin dann erzielt, wenn sich die als Kreisumfangslinie verlaufende Stelle der ersten Berührung zwischen Kontaktstift des Innenleiters und Innenleiterteil der Steckkupplung am Übergang zum Einsteckteil des Kontaktstiftes befindet und auf der Höhe der Stirnfläche der Steckkupplung liegt. Dies bedeutet, dass die elektrische Übertragung zwischen Kontaktstift des Innenleiters und Innenleiterteil der Steckkupplung ohne Umweg verläuft, d.h. nicht erst - wie bei den bekannten Steckverbindungen - in das Innere der Ausnehmung des Innenleiterteils hinein und dann wieder nach aussen heraus.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung entspricht der Durchmesser des Kontaktstiftes am Übergang zu seinem Einsteckteil weitgehend demjenigen des Innenleiterteils der Steckkupplung. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Weg der elektrischen Übertragung gleichsam ohne Knick vom Kontaktstift zum Innenleiterteil der Steckkupplung verläuft.

Es liegt schließlich im Rahmen der Erfindung, dass der Kontaktstift, ausgehend von der Übergangsstelle zu seinem Einsteckteil, in Richtung Leiterplatte einen

weitgehend gleichbleibenden Durchmesser aufweist, der ebenfalls demjenigen des Innenleiterteils der Steckkupplung entspricht.

Mit der Erfindung ist somit insgesamt erreicht, dass die Steckwiederholbarkeit der Koaxialsteckverbindung, insbesondere bei hohen Übertragungsfrequenzen bis zu 60 GHz und mehr, entscheidend verbessert ist. Gleichzeitig ist unter Vermeidung unerwünschter Durchmessersprünge des Kontaktstiftes eine gleichbleibend gute Kontaktzone gewährleistet, ohne dass die Herstellungskosten nennenswert erhöht wären.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt im Querschnitt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Koaxialsteckverbindung.

Die in der Zeichnung dargestellte Koaxialsteckverbindung dient zur Verbindung zweier Leiterplatten 1, 2, die als Board-to-Board-Verbindung bekannt ist.

Hierbei sind an jeder Leiterplatte 1 bzw. 2 eine Aussenleiterbuchse 3 sowie ein Innenleiter 4 festgelegt. Der Innenleiter 4, der mittels eines Isolierteils 5 gegenüber der Aussenleiterbuchse 3 isoliert ist, weist einen mittigen Kontaktstift 6 auf. Dieser ist federnd klemmend mit einer Ausnehmung 7 in Eingriff bringbar, die jeweils stirnseitig an beiden Enden eines stiftartigen Innenleiterteils 8 einer hülsenförmigen Steckkupplung 9 vorgesehen ist. Die Steckkupplung 9 weist an ihrer Aussenseite - unter Zwischenschaltung einer Isolierung 10 - ein hülsenförmiges Aussenleiterteil 11 auf, das in der dargestellten Weise an seinen stirnseitigen Enden mittels eines umlaufenden Ringwulstes 12 mit der jeweiligen Aussenleiterbuchse 3 der Leiterplatten 1 bzw. 2 in Eingriff bringbar ist. Hierbei ist die Anordnung derart getroffen, dass zwischen der jeweiligen Stirnfläche der Steckkupplung 9 und der Aussenleiterbuchse der Leiterplatte 1 bzw. 2 ein definierter Luftspalt 13 belassen wird.

Die spezielle Ausbildung des jeweiligen Kontaktstiftes 6 des Innenleiters 4 ist derart getroffen, dass er an seinem mit der Ausnehmung 7 des Innenleiterteils 8 der Steckkupplung 9 in Eingriff bringbaren Einsteckteil 14 als rotationssymmetrischer

Körper mit über seine Längsachse nichtlinear sich verringerndem Durchmesser bzw. Querschnitt ausgebildet ist. Gleichzeitig ist die das Einsteckteil 14 des Kontaktstiftes 6 aufnehmende Ausnehmung 7 des Innenleiterteils 8 unter Einhaltung einer entsprechenden Toleranz, wie aus der Zeichnung ersichtlich, komplementär ausgebildet.

Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Kontaktstift 6 an seinem Einsteckteil 14 die Form eines Rotationsellipsoides auf. Hierdurch ist gewährleistet, dass bei jeder möglichen Relativbewegung zwischen den Leiterplatten 1, 2, die in

&iacgr;&ogr; Form der rechts in der Zeichnung dargestellten Pfeile a, b, c, d in Axialrichtung des Kontaktstiftes 6 sowie quer hierzu auftreten kann, stets eine gleichbleibend gute Kontaktzone gewährleistet ist. Diese Kontaktzone befindet sich zumindest an der als Kreisumfangslinie 15 verlaufenden Stelle der ersten Berührung zwischen dem Kontaktstift 6 des Innenleiters 4 und dem Innenleiterteil 8 der Steckkupplung 9, d.h. also am Übergang zum Einsteckteil 14 des Kontaktstiftes 6, und sie liegt in der dargestellten Weise auf der Höhe der Stirnfläche der Steckkupplung 9. Hierdurch ist erreicht, dass ein Durchmessersprung im axialen Verlauf des Kontaktstiftes 6 - und damit eine Beeinträchtigung des durch den Luftspalt 13 definierten Feldwiderstandes - vermieden ist.

Der Durchmesser des Kontaktstiftes 6 am Übergang zu seinem Einsteckteil 14 entspricht weitgehend demjenigen des Innenleiterteils 8 der Steckkupplung 9. Diesen Durchmesser behält der Kontaktstift 6, beginnend von der Übergangsstelle 15 zu seinem Einsteckteil 14 in Richtung zur Leiterplatte 1 bzw. 2 weitgehend bei, wobei dieser Durchmesser, wie ersichtlich, weitgehend demjenigen des Innenleiterteils 8 der Steckkupplung 9 entspricht, so dass auch hierdurch jeglicher unerwünschte Durchmessersprung vermieden ist.

Hinsichtlich vorstehend nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im übrigen ausdrücklich auf die Zeichnung sowie die Ansprüche verwiesen.

Claims

1. Koaxialsteckverbindung, insbesondere zur Verbindung zweier Leiterplatten (Board-to-Board-Verbindung), mit einer an jeder Leiterplatte (1 bzw. 2) festgelegten Aussenleiterbuchse (3) sowie einem Innenleiter (4) mit einem Kontaktstift (6), der federnd klemmend mit einer stirnseitigen Ausnehmung (7) des Innenleiterteils (8) einer hülsenförmigen Steckkupplung (9) - unter Belassung eines definierten Luftspaltes (13) zwischen Aussenleiterbuchse (3) und Stirnfläche der Steckkupplung (9) - in Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kontaktstift (6) des Innenleiters (4) an seinem mit der Ausnehmung (7) des Innenleiterteils (8) der Steckkupplung (9) in Eingriff bringbaren Einsteckteil (14) als rotationssymmetrischer Körper mit über seine Längsachse nichtlinear sich verringerndem Durchmesser bzw. Querschnitt ausgebildet ist und
dass die den Kontaktstift (6) aufnehmende Ausnehmung (7) eine komplementäre Ausbildung unter Einhaltung einer entsprechenden Toleranz aufweist.

2. Koaxialsteckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (6) an seinem Einsteckteil (14) ellipsoid ausgebildet ist.

3. Koaxialsteckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die als Kreisumfangslinie (15) verlaufende Stelle der ersten Berührung zwischen Kontaktstift (6) des Innenleiters (4) und Innenleiterteil (8) der Steckkupplung (9) am Übergang zum Einsteckteil (14) des Kontaktstiftes (6) befindet und auf der Höhe der Stirnfläche der Steckkupplung (9) liegt.

4. Koaxialsteckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Kontaktstiftes (6) am Übergang (15) zu seinem Einsteckteil (14) weitgehend demjenigen des Innenleiterteils (8) der Steckkupplung (9) entspricht.

5. Koaxialsteckverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (6) von der Übergangsstelle (15) zu seinem Einsteckteil (14) in Richtung Leiterplatte (1 bzw. 2) einen weitgehend gleichbleibenden Durchmesser aufweist, der demjenigen des Innenleiterteils (8) der Steckkupplung (9) entspricht.