DE9107385U1

DE9107385U1 - Mehrpoliger Steckverbinder für elektronische Signalleitungen

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Publication number: DE9107385U1
Application number: DE9107385U
Authority: DE
Original assignee: Filtec Filtertechnologie fur Die Elektronikindustrie 4780 Lippstadt De GmbH
Current assignee: Filtec Filtertechnologie fur Die Elektronikindustrie 4780 Lippstadt De GmbH
Priority date: 1991-06-14
Filing date: 1991-06-14
Publication date: 1992-07-16
Anticipated expiration: 2001-06-15
Also published as: EP0517952A2; EP0517952B1; DE59105732D1; ES2075305T3; US5242318A; EP0517952A3

Description

PATENTANWÄLTE D-^&Güteniloh, yencstraie 9

Telefon.: (0 52 41) 1 3C 54

Dipl.-Ing. Gustav Meldau Datum: 14.06.91

Dipl.Phys. Dr. Hans-Jochen Strauß Unser Zeichen: F 609

Firma

FILTEC Filtertechnologie für die Elektronikindustrie GmbH Ostenfeldmark 16

D-W 4780 Lippstadt

Mehrpoliger Steckverbinder für elektronische Signalleitungen

Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Steckverbinder mit einem mit mindestens einer leitfähigen Schale versehenen Gehäuse, durch das insbesondere digitalisierte Signale führende Leitungen verlaufen und in dem ein auf einer Basisplatte aufgebautes Planarfilter angeordnet ist, mit für zumindest einige der Signalleitungen vorgesehenen Kondensatoren, die gebildet sind von einer auf die Basisplatte aufgebrachte Basiselektrode, auf die eine dielektrische Schicht und auf die wiederum eine Gegenelektrode aufgebracht sind, wobei jeweils die eine der Elektroden, durchgehend als Masseelektrode ausgebildet, mit dem Gehäuse und die andere der Elektroden, in einzelne Signalelektroden unterteilt, mit den Signalleitungen leitend verbunden sind, und wobei Basisplatte sowie dielektrische Schicht und zumindest eine

der Elektroden Aussparungen zum Durchführen der Signal leitungen aufweisen.

Mehrpolige Steckverbinder dienen in der Elektronik, insbesondere in der Datenverarbeitung der Übermittlung von Signalen von einer elektronischen Einheit zu einer anderen, z.B. von einem ersten Rechner zu einem zweiten Rechner. Bei dieser Signalübermittlung werden über die an die Geräte angeschlossenen Kabel die Signale als Impulse mit (relativ) hoher Impulsfolge übertragen, wobei diese Übertragung von den wesentlich höher im MHz-Bereich liegenden Impulsfolgen des Rechners mit Impulsflanken, die noch höheren Frequenzen entsprechen, gestört wird, so daß die Reichweite der Übermittlung besonders über parallele Schnittstellen verkleinert ist. Zu den auftretenden Störungen tragen auch die Störfelder der Umgebung bei, deren elektromagnetische Störfelder, mehr oder weniger gedämpft durch Abschirmungsmaßnahmen, ebenfalls Störsignale verursachen, die zu Fehlern in der Signalübermittlung führen. Um diese Störungen, insbesondere die vom Gerät her kommenden inneren Störeinflüsse auszuschalten, sind bereits mehrpolige Steckverbinder vorgeschlagen worden, so z.B in den US-Patenten 2.841.508, 3.200.355, 3.447.104, 3.538.464 und der französischen Veröffentlichung 78.10242. Bei diesen Vorschlägen wird ein im wesentlichen aus Kondensatoren gebildetes Planarfilter in den mehrpoligen Steckverbinder eingebaut, wobei die Kondensatoren von der Signal leitung zu der Masse geschaltet sind und Tiefpässe darstellen. Bei den vorgeschlagenen Planarfiltern ist ein keramischer Träger mit einer ersten Elektrode versehen, die elektrisch leitend mit dem Gehäuse verbunden ist, auf die eine Schicht aufgetragen ist, die das Dielektrikum des Kondensators bildet und auf die ihrerseits wiederum eine mit der Signalleitung leitend verbundene Gegenelektrode aufgebracht ist. Bei Temperaturunterschieden treten hier Schwierigkeiten auf, die in mechanischen Spannungen zwischen dem Träger und vor allem der dielektrischen Schicht infolge unterschiedlicher Temperatur-Ausdehnungskoeffizienten zu suchen sind.

Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, derar-

tige Filtereinsätze so weiter zu bilden, daß sie, in den mehrpoligen Steckverbinder als Tiefpaß integriert, in der Lage sind, Temperaturunterschiede ohne Ausfälle zu überstehen; in einer Weiterführung der Aufgabe sollen die mehrpoligen Steckverbinder zum Pi-Filter weitergebildet werden, die hochfrequente Störungen sicher ausfiltern.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Filter für jeden der Stifte der Signal leitungen einen Kondensator aufweist, wobei die auf die aus aluminiumoxidischer oder ferromagnetischer Keramik aufgebaute Basisplatte aufgebrachte Basiselektrode außer den Aussparungen für Durchführung der Signal leitungen weitere Aussparungen um diese Signalleitungsaussparung herum aufweist, durch die die dielektrische Schicht über Brücken mit dem Material der Basisplatte in Verbindung stehend an diesem verankert ist. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß jede der Sinai leitungen mit einer zur Masse ableitenden Kapazität versehen ist, die allein schon als Tiefpaß zu wirken in der Lage ist. Die Verankerung des Materials der dielektrischen Schicht, im allgemeinen ein Titanat, beispielsweise Barium-Titanat, auf dem aluminiumoxidischen oder ferromagnetisehen Keramik-Träger wird durch die Aussparungen im Bereich jeder der Stift-Aussparung ermöglicht, durch die ein direkter Material-Kontakt zwischen diesen beiden Schichten hergestellt ist. Der neben der Verwendung aluminiumoxidischer Keramik mögliche Einsatz einer ferromagnetischer Keramik erhöht die Längs-Induktivität der durch den keramischen Träger verlaufenden Signalleitung, so daß die Tiefpaßwirkung verstärkt wird.

In einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß die weiteren Aussparungen der Basiselektrode gitterähnlich die Durchführungs-Aussparung umgeben; darüber hinaus wird vorgeschlagen daß zumindest einige der weiteren Aussparungen auf der Mittel line zweier benachbarter Durchführungsaussparungen liegen. Diese Anordnung der Verankerungsstellen, um die Signal leitungsdurchführung herum, erhöht deren Symmetrie, verbessert die Herstellbarkeit und somit auch die Beständigkeit gegen Temperaturwechsel. Die Herstellung derartiger Strukturen

erfolgt nach den in der Dickschichttechnik üblichen Herstellungsverfahren, z.B. über Beschichtung mit Photolack, Belichten mit einer die Struktur aufweisenden Vorlage und Lösen und/ oder Ätzen der unbelichtenen Bereiche, wobei die weiteren Aussparungen die Durchführungsaussparungen umgeben und auch zwischen diesen angeordnet sind. Vorteilhaft ist, daß die Metallisierung, die die gemeinsame Elektrode bildet, bis auf zumindest einen Rand der Basisplatte und die Metallisierung, die die mit den Signal leitungen verbundene Einzelelektroden bildet, bis in Durchführungs-Aussparungen geführt sind, zur Bildung entsprechender Kontaktstreifen. Durch diese Ausdehnung der Metallisierung auf dem isolierenden Träger wird eine einfache Möglichkeit geschaffen, die elektrisch leitende Verbindung zwischen der als Signalelektrode des Kondensators wirkenden Elektrode und der anzuschließenden Signalleitung, zum Beispiel mittels eines Tauch-Lötverfahrens, herzustellen.

In bevorzugter Ausführungsform ist die Metallisierung, die die gemeinsame Elektrode bildet, zur Bildung eines entsprechenden Kontaktstreifens bis auf zumindest einen vorzugsweise metallisierten Rand der Basisplatte geführt; in anderer, ebenfalls bevorzugter Ausführungsform ist die Metallisierung, die die mit den Signalleitungen verbundenen Einzelelektroden bildet, zur Bildung entsprechender Kontaktstreifen bis in die einzelnen Durchführungs-Aussparungen für die Signal leitungen geführt. Mit dieser Ausführungsform wird eine Anordnung geschaffen, die in einfacher Weise kontaktierbar ist, sei es durch Verlöten oder durch Klemmkontakte. Dabei ist es vorteilhaft, wenn ein mit Kontaktzungen versehener, metallischer Filterträger zur Aufnahme des Planarfliters vorgesehen ist, wobei die Kontaktzungen auf die vorzugsweise metallisierten Ränder der Basisplatte des Planarfilters drückend den elektrischen Kontakt zu der gemeinsamen Elektrode herstellen. Damit wird ein Filterträger geschaffen, der zum einen das Planarfilter so aufnimmt, daß der FiHerträger in elektrischen Kontakt mit der gemeinsamen Elektrode steht und so eine Durchkontaktierung in einfacher Weise ermöglicht.

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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Filterträger in zumindest eine Schale des zweischal igen Gehäuses des mehrpoligen Steckverbinders formschlüssig derart einsetzbar, daß der metallische Filterträger und die Schale des Gehäuses elektrisch leitend verbunden sind. Diese Ausbildung erlaubt ein einfaches Herstellen des fertigen Planarfilters, das danach (oder bei einem Ausfall anläßlich des Austauschs) in den Metallträger eingesetzt wird, der dann seinerseits in das metallische Gehäuse oder in eine seiner Halbschalen eingesetzt wird und über die Kontaktzungen und/ oder die Klemmung in der Schale mit diesem und somit mit der gemeinsamen Masse elektrisch leitend verbunden ist, ohne daß es dazu einer Lötung bedarf.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gegeben, daß die auf die Basisplatte aufgebrachte, mit den Durchführungs-Aussparungen und den weiteren Aussparungen versehene Basiselektrode bis an den vorzugsweise metallisierten Rand der Basisplatte durchgehend ausgebildet ist und auf dem Rand den Kontaktstreifen bildet, der als Masseelektrode mit dem Filterträger verbindbar ist, während die auf die dielektrische Schicht aufgebrachte Gegenelektrode für jede Signal leitung im Bereich ihrer Durchführungen etwa napfartig bis auf Höhe der Oberfläche der Basisplatte eingezogen und bis in die Durchführungen als Kontaktstreifen zum Verbinden mit den Signal leitungen geführt ist, wobei die in der Basiselektrode für die Verbindungsbrücken vorgesehene Aussparungen die durchgeführten Signal leitungen etwa gitterartig mit Abstand umgeben. Eine dazu alternative, ebenfalls vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gegeben, daß die auf die Basisplatte aufgebrachte, mit den Durchführungsaussparungen und den weiteren Aussparungen versehene Basiselektrode in Einzelelektroden unterteilt ist und in den Bereichen der Durchführungen bis in diese geführt, die Kontaktstreifen der Signalelektroden zum Verbinden mit den Signalleitungen bildet, während die Gegenelektrode als durchehende Masseelektrode ausgebildet in den Randbereichen etwa kuchenblechartig bis auf die Höhe der Basisplatte eingezogen und auf deren vorzugsweise metallisierten Rand geführt den Kontaktstreifen bildet

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und mit dem Filterträger verbindbar ist, wobei die in der Gegenelektrode vorgesehenen Aussparungen die Signal leitungen mit Abstand umgeben.

Während bei der ersten Ausführungsform die plan auf den Träger aufgebrachte Elektrode als Masseelektrode ausgebildet ist, die bis an die Ränder der Basisplatte geführt ist, bilden die Signalelektroden einzelne "Inseln", die die Stifte der Signalleitungen umgeben. Bei der zweiten Ausführungsform ist dies genau umgekehrt: die Masseelektrode ist auf das Dielektrikum aufgebracht, während die Signalelektroden, die auch hier um die Stifte der Signalleitungen liegend "Inseln" bilden, auf der Basisplatte aufliegen und die etwa gitterartige Struktur aufweisen. Die einzelnen Abstände sorgen dafür, daß elektrische Schlüsse vermieden werden. Vorteilhaft ist, daß die auf die dielektrische Schicht aufgebrachte Gegenelektrode mit einem isolierenden Überzug abgedeckt ist, wobei vorzugsweise die als Lötstellen ausgeführten Verbindungen mit den Signal leitungen ausgespart sind. Mit dieser Abdeckung wird der Einfluß von Feuchtigkeitsniederschlägen verringert, wobei als Überzug vorteilhaft ein Silikon-Harz Verwendung findet.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gegeben, daß zumindest für einen Teil der Signalleitungen spannungsspitzenunterdrückende Schaltelemente vorgesehen sind. Vorteilhaft werden nach einer Weiterbildung diese als Zehner- oder Avalanche-Dioden oder als Varistoren ausgebildet sind, die vorzugsweise auf die den Kondensatoren abgewandte Seite der Basisplatte zwischen dem Kontaktstreifen an deren Rand und dem Kontaktstreifen der Durchführung der Signal leitung eingelötet sind. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß das eingesetzte Planarfilter Spannungsspitzen abfängt und so die nachgeschaltete Elektronik schützt. Mittels derartiger Bauelemente lassen sich Spannungsspitzen so begrenzen, daß ein über eine bloße Störung hinausgehender Schaden etwa im Eingang eines korrespondierenden Rechners oder im Drucker-Eingang vermieden wird.

Eine andere Weiterbildung ist dadurch gegeben, daß zumindest ein Teil der Signal leitungen mit einem die Längsinduktivität erhöhenden Dämpfungsglied, vorzugsweise in Form einer Ferritperle o.dgl. versehen sind. Diese (ggf. zusätzlich zu einem ferromagnetischer Keramik-Träger) über die Stifte zumindest einiger der Signalleitungen gesetzten Perlen oder Hohlkerne aus einer ferromagnetisehen Keramik erhöhen die Längsindutivität der betreffenden Signalleitung, so daß die Filterwirkung der Querkapazität erhöht und die Grenzfrequenz zu niedrigeren Werten hin verlagert wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse von einer ersten und einer zweiten Schale des Gehäuses gebildet ist, wobei in eine der Schalen die Steckverbindungen für die Signalleitungen als Steckstifte, in der anderen als Steckbuchsen oder als Steckerstifte derart ausgebildet sind, daß der Steckverbinder als Zwischenstecker nutzbar ist. Vorteilhaft ist dabei, wenn die Verbindungen der Signalleitungen des in die erste Schale des Gehäuses eingesetzten Steckverbinderteils mit den Signalleitungen des zweiten Steckverbinderteils mit veränderbaren Anschlußbild verbindbar sind, so daß eine Veränderung der Belegung der einzelnen Signalleitungen erfolgt und der Steckverbinder als Adapter nutzbar ist. Mit der Anwendung eines Doppel-Schalen-Gehäuses lassen sich Zwischenstecker, Kupplungen oder Adapter herstellen, die mit einem Filter versehen, im Zuge des Kabels Störungen zu unterdrücken in der Lage sind und die ein Eindringen von hochfrequenten Störungen z.B. aus einem angeschlossenen Rechner verhindern. Dabei ist es vorteilhaft wenn die Verbindungen der Stifte der Signalleitungen des in die ersten Gehäuseschale eingesetzten Steckverbinderteils mit den Stiften der Signalleitungen des zweiten Steckverbinderteils so verbunden sind, daß eine Veränderung der Belegung der einzelnen Signalleitungen so erfolgt, daß der Steckverbinder als Adapter nutzbar wird. Die Ausbildung als Adapter läßt nach einer Weiterbildung auch zu, daß nach der zumindest in einigen Verbindungen zwischen den Signalleitungen der ersten Schale des Gehäuses mit den Signalleitungen der zweiten Schale des Gehäuses elektronische Bauelemente als Anpassungsglieder vorgesehen

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sind. Mit einer derartigen Ausbildung wird erreicht, daß eine Anpassung an unterschiedliche Leitungskonfigurationen hergestellt und darüber hinaus sogar eine Anpassung ggf. auch einzelner Leitungen erfolgen kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist in beiden der Schalen des Gehäuses je ein Planarfilter angeordnet, und es sind zumindest einige der Signal leitungen zwischen diesen Planarfiltern mit zusätzlichen ferromagnetisehen Dämpfungsgliedern versehen, die in Form von Hohlkernen oder Perlen auf die Signalleitungen geschoben sind, die deren Längsinduktivität erhöhen und zwischen den Querkondensatoren angeordnet, ein für die so beschaltete Signal leitung wirksames Pi-Filter bilden. Mit einem derartigen Pi-Filter läßt sich eine wirksame Ausfilterung hoher Frequenzen bei hinreichend abgegrenzter Frequenzgrenze erreichen, ein Vorteil, der die Tiefpaßeigenschaften des mit einem Filter versehenen mehrpoligen Steckverbinders verbessert.

Das Wesen der Erfindung wird an Hand der im Folgenden beschriebenen Figuren 1 bis 10 beispielhaft näher erläutert; dabei zeigen

Fig. 1: Eine (schematische) Explosions-Darstellung eines mehrpoligen Steckverbinders mit Planarfilter;

Fig. 2: Eine (schematische) Darstellung eines mit Steckbuchsen versehenen Steckverbinders zum Auflöten auf eine Steckkarte,
a: Explosionsdarstellung, b: Ansicht, c: Querschnitt;

Fig. 3: Eine (schematische) Darstellung eines mit Steckstiften versehenen Steckverbinders zum Auflöten auf eine Steckkarte,
a: Explosionsdarstellung, b: Ansicht, c: Querschnitt;

Fig. 4: Beispiele der Ausführung des Steckverbinders als Zwischenstecker,

a: Ansicht, b: Schnitt Zwischenstecker Steckbuchse/ Steckstifte mit Filter, c: Schnitt Zwischenstecker Steckstifte/ Steckstifte mit Filter;

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Fig. 5: Eine (schematische) Darstellung eines als Adapter ausgebildeten Steckverbinders mit Doppel-Filter, a: Explosions-Darstellung, b: Ansicht, c: Schnitt;

Fig. 6: Aufbau des als Planar-Filter ausgebildeten Filters (schematische Explosions-Darstellung);

Fig. 7: Schnitt durch ein Planarfilter mit zwei Stift-Reihen, a: Masseelektrode auf keramischen Träger, b: Signalelektrode auf keramischen Träger;

Fig. 8: Eine (schematische) Darstellung eines mehrpoligen Steckverbinders mit Spannungsspitzen-Begrenzer a: Schnitt (mittig geteilt: Rechte Hälfte: Auf Platine auflötbare Steckverbinder mit Steckstiften; Linke Hälfte: Zwischenstecker mit Buchsen und Steckstiften; b: Einzelheit Filter mit Dämpfung und Spannungspitzen-Begrenzung (schematischer Schnitt).

Die Figur 1 zeigt in Art einer Explosions-Darstellung den Aufbau eines mehrpoligen Steckverbinders 1 mit Steckbuchsen 6 und eines mehrpoligen Steckverbinders 2 mit Steckstiften 7. Beide Steckverbinder 1 und 2 sind mit einem metallischen Gehäuse 4 versehen, das zweischalig ausgebildet von beiden Seiten her das Innere des Steckverbinders aufnimmt, und über das die Masseverbindung hergestellt werden kann. Dazu weist das Gehäuse 4 einen überstehenden Kragen 4.1 auf, der die Buchsenleiste 6 mit den Steckbuchsen 6.1 bzw. die Steckstifte 7.1 aufnimmt und deren Abschirmung bildet, die ihre Masseverbindung über den anzuschließende Steckverbinder erhält. Die Rückseiten der Steckbuchsen 6.1 sind mit den Anschlußstiften 6.2 und die der Steckstifte 7.1 mit den Anschlußstiften 7.2 versehen, die aus dem Gehäuse 4 des zusammengesetzten Steckverbinders herausragen und z.B. als Lötstifte auf eine Steckkarte oder eine Platine aufgelötet werden können. Zwischen beiden Gehäuseschalen 4 ist ein Filterträger 9 eingesetzt, der das Filter Io aufnimmt, wobei der Filterträger 9 mit Kontaktzungen 9.1 versehen ist, die an der auf mindestens eine der äußeren, metallisierten Kanten 11.1 der Basisplatte 11 des plattenförmigen Planarfilters 10 geführte Metallisierung 14.1 bzw. 16.1

der gemeinsamen Elektrode 14 bzw. 16 (Fig. 7) anliegen, so daß diese eine elektrisch Verbindung mit dem Filterträger 9 herstellen. Der Filterträger 9 seinerseits ist, in das metallische Gehäuse 4 eingesetzt, mit diesem leitend verbunden, wobei der Gehäuserand eine entsprechende Ausformung oder entsprechende Kontaktzungen aufweist, die eine sichere Kontaktgabe durch Klemmung erreichen.

Die Figur 2 zeigt einen mit Steckbuchsen 6.1 versehenen Steckverbinder 1 im einzelnen. In der Explosions-Darstellung (Fig. 2a) ist der Aufbau mit den beiden Schalen des Gehäuses 4 zu erkennen, wobei deren Kragen 4.1 nach außen weisen. Zwischen diesen beiden Schalen sind zum einen die die Steckbuchsen 6.1 aufnehmende, in ihrer Form der Form der zugeordneten Schale des Gehäuses 4 angepaßten Buchsenleiste 6 und die die Anschlußstifte 6.2 aufnehmende Stift-Aufnahme 8 vorgesehen, zwischen denen die Filteraufnahme 9 mit dem (nicht näher dargestellten) Filter so angeordnet ist, daß jede der Verbindungsleitungen von einer der Steckbuchse 6.1 zu dem ihr zugeordneten Anschlußstift 6.2 durch das Filter geführt ist, wofür das Planarfilter 10 für jede dieser Leitungen 12.1 einen Durchbruch 12 (s. Figur 7) aufweist. Der Schnitt nach Fig. 2c läßt die das zwischen die Schalen des Gehäuses 4 eingestzte Filteraufnahme 9 erkennen. Die Ansicht nach Figur 2b zeigt die Kompaktheit des so mit einem Filter versehenen mehrpoligen Steckverbinders. Die Figur 3 zeigt die gleichen Verhältnisse für einen mehrpoligen Steckverbinder 2, bei dem anstelle der Steckbuchsen 6.1 (Fig. 2) Steckstifte 7.1 als Steckelemente vorgesehen sind. Zur Entlastung des Filters ist eine Steckerstift-Leiste 7 vorgesehen, die anstelle der Buchsenleiste 6 tritt. Die Schnitt-Darstellung nach Figur 3c zeigt die Anschlußstifte um 90° abgewinkelt, zum Auflöten auf eine Platine. Auch hier läßt die Ansicht nach Figur 3b die Kompaktheit des mehrpoligen Steckverbinders erkennen.

Die Figur 4 zeigt eine Ausführungsform des mehrpoligen Steckverbinders als Zwischenstecker 3.1, in dessen zweischaligen Gehäuse 4 der mindestens mit einer Schale des Gehäuses 4 verbundene Filterträger 9

mit dem Planarfilter IO angeordnet ist. Die Ausführung kann -entsprechend der Schnitt-Darstellung nach Figur 4b - als "Steckbuchsen/ Steckstift-Zwischenstecker" oder - nach Figur 4c - als "Steckstift/ Steckstift-Zwischenstecker" ausgebildet sein, wobei es sich von selbst versteht, daß auch eine Ausführungsform "Steckbuchse/ Steckbuchsen-Zwischenstecker" möglich ist. Der Aufbau entspricht dabei im wesentlichen dem Aufbau der mehrpoligen Steckverbinder nach den Figuren 1 bis 3.

Die Figur 5 zeigt einen als Adapter 3 ausgebildeten mehrpoligen Steckverbinder, bei dem - im Gegensatz zu den Zwischensteckern 3.1 nach Figur 4 - auch unterschiedliche Steckverbinder-Konfigurationen auf beiden Seiten des Steckverbinders und/oder unterschiedliche Leitungsverbindungen innerhalb des Adapters 3 möglich sind. Den Aufbau zeigt die Explosions-Darstellung nach der Figur 5a. Das Adapter-Zwischenstück 5 verbindet hier die beiden Schalen des Gehäuses 4 und stellt ggf. auch die Durchkontaktierung über die metallischen Gehäuseschalen geführten Masseverbindungen her. Die internen Verbindungen liegen dabei in diesem Adapter-Zwischenstück 5 und können hier entsprechend den Anforderungen geführt werden; so ist beispielsweise ein Übergang von 2-reihigen Steckverbnidern auf 3-reihige ebenso möglich, wie das Verändern des Anschluß-Schemas, etwa für Kabel zum Verbinden inkompatibler Schnittstellen. Das Adapter-Zwischengehäuse 5 gestattet darüber hinaus den Einsatz zweier Filterträger 9 mit ihren ggf. unterschiedlichen Planarfiltern 10, wie die Explosions-Darstellung nach Figur 5a und die Schnitt-Darstellung nach Figur 5c erkennen läßt. Die Ansicht nach Figur 5b zeigt auch hier wieder, daß sich mit den Filtern eine äußerst kompakte Bauweise des mehrpoligen Steckverbinders erreichen läßt.

Die Figur 6 zeigt eine stark schematisierte Explosions-Darstellung des Aufbaues des PlanarfiHers. Auf einer Basisplatte 11 aus einer insbesondere auf Aluminiumoxid aufgebauten Keramik ist eine metallische Elektrodenschicht als Basiselektrode 14 aufgebracht, die die Basisplatte 11 mit winkligen Streifen 14.1 umgreift und mit den vor-

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teil haft ebenfalls metallisierten Außenseiten 11.1 der Basisplatte 11 elektrisch ggf. durch Verlöten in Kontakt stehen. Die nächste Schicht 15 wird von dem Dielektrikum gebildet, das insbesondere auf Titanat-Basis aufgebaut ist. Auf die Oberseite der dielektrischen Schicht 15 sind die für die Bildung der Kondensatoren notwendigen Gegenelektroden 16 vorgesehen, die in die gewählte Darstellung als Einzelelektroden eingezeichnet sind. Dieser im wesentlichen plane Aufbau wird von einem isolierenden Schutzüberzug 17, einem Kunststoff oder einem Lack, abgedeckt, so daß das Planarfilter vor äußeren Einwirkungen, wie z.B. von Luftfeuchte oder korrosiven Gasen, geschützt ist. Alle Schichten weisen fluchtende, lochförmige Ausnehmungen 12 auf für die Durchführung der Signalleitungen 12.1 (Fig. 7); diese (in Fig. 6 nicht näher bezeichneten) Durchführungen sind in 4 Fällen gestrichelt, mit dem Hinweis-Bezugszeichen 12 verdeutlicht, wobei alle Durchführungen durch die metallische Basiselektrode 14, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die gemeinsame (Masse-)Elektrode bildet, mit einem Kreuz bezeichnet sind. Diese Durchführungen in der Basiselektrode 14 sind umgeben von weiteren Öffnungen 14.2 (die nicht notwendig kreisförmigen Querschnitt aufweisen müssen), durch die die dielektrische Schicht 15 als Brücke 15.1 (Fig. 7) greift, um die dielektrische Schicht 15 auf der Basisplatte 11 fest zu verankern. Dabei ist um jede der Signalleitungs-Durchführungen 12 eine Anzahl derartiger Öffnungen 14.2 vorgesehen, die vorteilhaft jeweils auf den Mttellinien zwischen den Durchführungsöffnungen 12 angeordnet sind, wodurch sich eine gute Symmetrie ergibt. Die Figur 6a zeigt eine der Darstellung in Figur 6 entsprechende, andere Ausführungsform der Basiselektrode 14, bei der die Querschnittsformen der weiteren Öffnungen 14.2 eine andere ist. Auch hier wird die Keramik der dielektrischen Schicht 15 durch die vorgesehenen Aussparungen der Löcher 14.2 hindurch mit der Keramik der Basisplatte 11 fest verbunden, quasi verankert. Diese Verankerung ist für die Belastbarkeit der Verbindung von entscheidender Bedeutung.

Wie die Figur 7 am Beispiel eines Schnittes durch ein Filter für einen zwei-reihigen Steckverbinder erkennen läßt, sind die einzelnen

Durchführungen 12 für die Signal leitungen 12.1 so, daß die Basisplatte 11 (relativ) eng an der Signalleitung 12.1 anliegt. Die Metallisierung der Basiselektroden 14 ist in die Durchführung 12 eingezogen, so daß die elektrische Verbindung zur Basis-Elektrode 14 durch einfaches Verlöten hergestellt werden kann. Dies ist unabhängig davon, ob die Basis-Elektrode 14 als gemeinsame (Masse-) Elektrode ausgebildet ist (wie in Figur 7 a dargestellt), oder ob die Basis-Elektrode 14 in Einzelelektroden zerfällt, von denen jede mit der zugeordneten Signalleitung 12.1 verbunden ist (wie in Figur 7b dargestellt). Über der Basiselektrode 14 ist die für den Kondensator wichtige dielektrische Schicht 15 vorgesehen, die mit Brücken 15.1 durch die um die Durchbrüche 12 für die Signal leitungsdurchführung angeordneten weiteren Durchbrüche oder Ausnehmungen 14.2 durchgreift und direkt mit dem Material der Basisplatte 11 in Verbindung steht und so eine feste Verbindung zwischen der Keramik der Basisplatte 11 und dem Material der dielektrischen Schicht 15 herstellt. Die dielektrische Schicht 15 ist dabei im Bereich der Durchführungen 12 napfartig ausgenommen, so daß sich um die Durchführungen 12 Vertiefungen ergeben, in deren Grund jeweils die Lötstelle 12.2 liegt, die die Verbindung von der entsprechenden Signalleitung 12.1 zu der Einzel-Elektrode schafft. Die freie Oberseite der dielektrischen Schicht 15 trägt die Gegenelektrode 16, die ihrerseits wiederum von dem Schutzüberzug 17 abgedeckt ist. Das so aufgebaute Planarfilter 10 bzw. 10' ist in einen metallischen Filterhalter 10.1 eingesetzt, der mit den Kontaktstreifen 14.1 bzw. 16.1 an den vorzugsweise metallisierten Rändern 11.1 der Basisplatte 11 elektrisch leitend in Verbindung steht und der seinerseits in den Filterträger 9 (Fig. 1 bis 5) eingesetzt wird.

In der Figur 7a ist die Basiselektrode 14 als durchgehende, gemeinsame Elektrode dargestellt, die an beiden Längsseiten bis in beide äußeren, vorzugsweise mit einer Metallauflage versehenen Ränder 11.1 der Basisplatte 11 hineingeführt die Kontaktstreifen 14.1 ergeben, mit denen die Masseverbindung über den Filterträger 9 und das Gehäuse 4 der Steckverbinder 1, 2 oder 3 hergestellt wird. Die Gegenelek-

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trode 16 ist hier als Einzelelektrode ausgebildet, die jede Durchführungen 12 für die Signalleitungen 12.1 inselartig umgibt, so daß für jede der Signal leitungen 12.1 eine Elektrode verfügbar ist, die über den Rand der die Durchführung 12 umgebenden, napfartigen Vertiefung in der dielektrischen Schicht 15 verläuft und so bei jeder der Durchführungen 12 bis in deren Grund gelangt und mittels der Lötstelle 12.2 mit der Signalleitung verbunden werden kann. Es versteht sich dabei von selbst, daß die die Durchführung 12 umgebenden Aussparungen in der Basiselektrode einen entsprechend großen Durchmesser aufweisen müssen, so daß ein hinreichender Abstand zu den im Durchführungs-Bereich bis auf die Oberfläche der Basisplatte 11 geführten Gegenelektroden, die als Kontaktstreifen 16.1 in die Löcher der Durchführungen hineingeführt sind, gewahrt bleibt. Die Figur 7b zeigt die Umkehrung: Hier bildet die Gegenelektrode die durchgehende, gemeinsame Elektrode, die an den beiden Längsseiten bis auf die Ränder 11.1 der Basisplatte 11 geführt, die den Massekontakt herstellenden Kontaktstreifen 16.1 bildet. Die Basiselektrode 14 ist in Einzelelektroden aufgelöst, und in jede der Ausnehmungen der Basisplatte als Kontaktstreifen 14.1 zum Verlöten mit der zugeordneten Signalleitung 12.1 hineingeführt, wobei hier die Einzelelektroden der Basiselektrode 14 die Signalleitungs-Durchführungen inselartig umgeben.

Die Figur 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der einige oder alle der durchgeführten Signal leitungen 12.1 - seien es die Verbindungen von Steckbuchsen 6.1 und Steckstifte 7.1 (oder Steckbuchsen-Steckbuchsen oder Steckstifte-Steckstifte) in einem Zwischenstecker, seien es die Verbindungen von Steckstiften 7.1 und Anschlußstiften 7.2 (oder Steckbuchsen-Anschlußstiften) in einem auflötbaren Steckverbinder mittels einer insbesondere in SMD-Technik aufgelöteten Spannungsspitzen-Unterdrücker 19, z.B. in Form von Zehner- oder Avalanche-Dioden, gegen Spannungsspitzen besonders geschützt sind. Auch diese Bauelemente lassen sich in dem Gehäuse 4 des mehrpoligen Steckverbinders mit unterbringen. Desweiteren läßt sich die Dämpfung einiger oder aller Signal leitungen 12.1 durch eine aufgesetzte Dämpfungsper-

le 18 z.B. aus einer ferromagnetisehen Keramik, so beeinflussen, daß besonders im Zusammenwirken mit dem Kondenstor des Filters die Grenzfrequenz in gewünschter Weise verschoben werden kann. Dabei wird die Dämpfungsperle vorteilhaft derart gestaltet, daß sie von der napfartigen Vertiefung in der dielektrischen Schicht 15 aufgenommen und in der Schutzlackierung 17 eingebettet wird.

Claims

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&Idigr; --- : T^fOnJ(U 52 41) 130 54

Dipl.-Ing. Gustav Meldau Datum: 14.06.91

Dipl.Phys. Dr. Hans-Jochen Strauß Unser Zeichen: F 609

Schutzansprüche

1. Mehrpoliger Steckverbinder mit einem mit mindestens einer leitfähigen Schale versehenen Gehäuse, durch das insbesondere digitalisierte Signale führende Leitungen verlaufen, und in dem ein auf einer Basisplatte aufgebautes Planarfilter angeordnet ist, mit für zumindest einige der Signalleitungen vorgesehenen Kondensatoren, die gebildet sind von einer auf die Basisplatte aufgebrachte Basiselektrode, auf die eine dielektrische Schicht und auf die wiederum eine Gegenelektrode aufgebracht sind, wobei jeweils die eine der Elektroden, durchgehend als Masseelektrode ausgebildet, mit dem Gehäuse und die andere der Elektroden, in einzelne Signalelektroden unterteilt, mit den Signalleitungen leitend verbunden sind, und wobei Basisplatte sowie dielektrische Schicht und zumindest eine der Elektroden Aussparungen zum Durchführen der Signalleitungen aufweisen, dadurch gekenn zeichnet, daß das Filter (10) für jeden der Stifte der Signalleitungen (12.1) einen Kondensator aufweist, wobei die auf die aus aluminiumoxidischer oder ferromagnetischer Keramik aufgebaute Basisplatte (11) aufgebrachte Basiselektrode (14) außer den Aussparungen (12) für Durchführung der Signal leitungen (12.1) weitere Aussparungen (14.2) um diese Signalleitungsaussparung herum aufweisen, durch die die dielektrische Schicht (15) über Brücken (15.1) mit dem Material der Basisplatte (11) in Verbindung stehend an diesem verankert ist.

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02. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die weiteren Aussparungen (14.2) der Basiselektrode (14) gitterähnlich die Durchführungs-Aussparung (12) umgeben.

03. Mehrpolige Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der weiteren Aussparungen (14.2) auf der Mittel line zweier benachbarter Durchführungsaussparungen (12) liegen.

04. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 1, 2 oder 3, da durch gekennzeichnet, daß die Metallisierung, die die gemeinsame Elektrode (14; 16) bildet, zur Bildung eines entsprechenden Kontaktstreifens (14.1; 16.1) bis auf zumindest einen vorzugsweise metallisierten Rand (11.1) der Basisplatte (11) geführt ist.

05. Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallisierung, die die mit den Signalleitungen (12.1) verbundenen Einzelelektroden (16; 14) bildet, zur Bildung entsprechender Kontaktstreifen bis in die einzelnen Durchführungs-Aussparungen (12) für die Signalleitungen (12.1) geführt ist.

06. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Kontaktzungen (9.1) versehener, metallischer Filterträger (9) zur Aufnahme des Planarfilters (10) vorgesehen ist, wobei die Kontaktzungen (9.1) auf die vorzugsweise metallisierten Ränder (11.1) der Basisplatte (11) des Planarfilters (10) drückend den elektrischen Kontakt zu der gemeinsamen Elektrode (14; 16) herstellen.

07. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Filterträger (9) in zumindest eine Scha-

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le des zwei schal igen Gehäuses (4) des mehrpoligen Steckverbinders formschlüssig derart einsetzbar ist, daß der metallische Filterträger (9) und die Schale des Gehäuses (4) elektrisch leitend verbunden sind.

08. Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Basisplatte (11) aufgebrachte, mit den Durchführungs-Aussparungen (12) und den weiteren Aussparungen (14.2) versehene Basiselektrode (14) bis an den vorzugsweise metallisierten Rand (11.1) der Basisplatte (11) durchgehend ausgebildet ist und auf dem Rand den Kontaktstreifen (14.1) bildet, der als Masseelektrode mit dem Filterträger (9) verbindbar ist, während die auf die dielektrische Schicht (15) aufgebrachte Gegenelektrode (16) für jede Signal lei tung (12.1) im Bereich ihrer Durchführungen (12) etwa napfartig bis auf Höhe der Oberfläche der Basisplatte (11) eingezogen und bis in die Durchführungen (12) als Kontaktstreifen (16.1) zum Verbinden mit den Signalleitungen geführt ist, wobei die in der Basiselektrode (14) für die Verbindungsbrücken (15.1) vorgesehene Aussparungen (14.2) die durchgeführten Signalleitungen (12.1) etwa gitterartig mit Abstand umgeben.

09. Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Basisplatte (11) aufgebrachte, mit den Durchführungsaussparungen (12) und den weiteren Aussparungen (14.2) versehene Basiselektrode (14) in Einzelelektroden unterteilt ist und in den Bereichen der Durchführungen (12) bis in diese geführt, die Kontaktstreifen (14.1) der Signalelektroden zum Verbinden mit den Signalleitungen (12.1) bilden, während die Gegenelektrode (16) als durchgehende Masseelektrode ausgebildet in den Randbereichen etwa kuchenblechartig bis auf die Höhe der Basisplatte eingezogen und auf deren

vorzugsweise metallisierten Rand (11.1) geführt den Kontaktstreifen (16.1) bildet und mit dem Filterträger (9) verbindbar ist, wobei die in der Gegenelektrode (16) vorgesehenen Aussparungen die Signal leitungen (12.1) mit Abstand umgeben.

10. Mehrpoliger Steckverbinder nach einen der Ansprüchen 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die dielektrische Schicht (15) aufgebrachte Gegenelektrode (16) mit einem isolierenden Überzug (17) abgedeckt ist, wobei vorzugsweise die als Lötstellen (12.2) ausgeführten Verbindungen mit den Signal leitungen (12.1) ausgespart sind.

11. Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest für einen Teil der Signal leitungen (12.1) spannungsspitzenunterdrückende Schaltelemente (19) vorgesehen sind.

12. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die spannungsspitzenunterdrückenden Schaltelemente (19) als Zehner- oder Avalanche-Dioden oder als Varistoren ausgebildet sind, die vorzugsweise auf die den Kondensatoren abgewandte Seite der Basisplatte

(11) zwischen dem Kontaktstreifen (14.1; 16.1) an deren Rand und dem Kontaktstreifen (16.1; 14.1) der Durchführung

(12) der Signalleitung (12.1) eingelötet sind.

13. Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Signalleitungen (12.1) mit einem die Längsinduktivität erhöhenden Dämpfungsglied (18), vorzugsweise in Form einer Ferritperle o.dgl. versehen sind.

14. Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) von einer

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ersten und einer zweiten Schale des Gehäuses gebildet ist, wobei in eine der Schalen die Steckverbindungen für die Signalleitungen (12.1) als Steckstifte (7.1), in der anderen als Steckbuchsen (6.1) oder als Steckerstifte (7.1) derart ausgebildet sind, daß der Steckverbinder als Zwischenstecker (3.1) nutzbar ist.

15. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 14 dadurch ge kennzeichnet, daß die Verbindungen der Signal leitungen (12.1) des in die erste Schale des Gehäuses (4) eingesetzten Steckverbinderteils mit den Signalleitungen des zweiten Steckverbinderteils mit veränderbarem Anschlußbild verbindbar sind, so daß eine Veränderung der Belegung der einzelnen Signalleitungen erfolgt und der Steckverbinder als Adapter (3) nutzbar ist.

16. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 14 oder 15, da durch gekennzeichnet, daß zumindest in einigen Verbindungen zwischen den Signal leitungen (12.1) der ersten Schale des Gehäuses (4) mit den Signal leitungen (12.1) der zweiten Schale des Gehäuses (4) elektronische Bauelemente als Anpassungsglieder vorgesehen sind.

17. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden der Schalen des Gehäuses (4) je ein Planarfilter (10) angeordnet ist, und daß zumindest einige der Signalleitungen (12.1) zwischen diesen Planarfiltern (10) mit zusätzlichen ferromagnetischen Dämpfungsgliedern (18) versehen sind, die in Form von Hohlkernen oder Perlen auf die Signalleitungen (12.1) geschoben, deren Längsinduktivität erhöhen und zwischen den Querkondensatoren angeordnet, ein für die so beschaltete Signal leitung (12.1) wirksames Pi-Filter bilden.