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Die Erfindung betrifft eine ESD-Klammer zum Schutz einer elektronischen
Anordnung gegen elektrostatische Entladung, welche Klammer zwei einander gegenüber
liegende Druckkörper hat, die über eine Feder miteinander verbunden sind, um
Anschlussdrähte der elektronischen Anordnung kurzzuschließen. Die Erfindung betrifft auch eine
elektronische Anordnung mit einer ESD-Klammer und ein Verfahren zum Schützen einer
elektronischen Anordnung gegen elektrostatische Entladung.
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Eine derartige Klammer wird zum Schutz einer elektronischen Anordnung
gegen ESD ("Elektrostatische Entladung") verwendet. Eine solche Entladung kann
eintreten, wenn Anschlussdrähte einer elektronischen Anordnung angefasst werden und statische
Elektrizität von der die Anordnung anfassenden Person über die Anschlussdrähte zu der
Anordnung übertragen wird. Eine solche Entladung kann eine elektronische Anordnung
beschädigen. Die Anschlussdrähte der Anordnung werden in der Praxis zum Schutz gegen
eine solche elektrostatische Entladung beim Umgang mit der Anordnung kurzgeschlossen.
Unter dem Begriff "Anschlussdrähte" sollen hier Leiterbahnen verstanden werden, die zum
Anschließen der elektronischen Anordnung an die Umgebung dienen. Dies können
beispielsweise Drähte, Anschlussbeine von Leiterrahmen sowie auf beispielsweise einer
Kunststofffolie vorgesehene Leiterbahnen sein.
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Die deutsche Patentanmeldung 2348630 offenbart eine Anordnung der
eingangs erwähnten Art. Die bekannte ESD-Klammer ist eine Struktur aus einem einzelnen
Metallstück, das die beiden durch die Feder miteinander verbundenen Druckkörper
umfasst. Die Druckkörper umfassen ebenso viele Kontaktfedern, wie es Anschlussdrähte gibt.
Die bekannte ESD-Klammer ist zum Kurzschließen von Anschlussdrähten eines
sogenannten Dual-in-line-Gehäuses geeignet. Ein Dual-in-line-Gehäuse hat zwei parallele
Reihen Anschlussdrähte. Die bekannte Klammer wird an einer Oberseite des Gehäuses
angebracht, wodurch jeder der Druckkörper gegen eine Reihe der Anschlussdrähte gedrückt
wird.
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Wegen der zunehmenden Miniaturisierung weisen die Anschlussdrähte
elektronischer Anordnungen eine verhältnismäßig schwache Konstruktion auf. Bei
Verwendung der bekannten Klammer werden solchen schwachen Anschlussdrähte verformt,
sodass die elektronische Anordnung beschädigt wird und nicht mehr auf beispielsweise eine
Printplatte passt. Zudem ist die bekannte Klammer nur für Dual-in-line-Gehäuse geeignet.
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Der Erfindung liegt unter anderem als Aufgabe zugrunde, den oben
genannten Nachteilen entgegenzuwirken.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß die ESD-Klammer dadurch
gekennzeichnet, dass die Druckkörper durch die Feder gegeneinander gedrückt werden und
mit einem elektrisch leitenden stützenden Material überzogen sind.
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Bei der bekannten ESD-Klammer liegen die Druckkörper verhältnismäßig
weit auseinander, weil diese Druckkörper jeweils gegen eine andere Reihe Anschlussdrähte
gedrückt werden. Die erfindungsgemäße ESD-Klammer ist entworfen, um auf eine einzige
Reihe von Anschlussdrähten angewendet zu werden. Die Kontaktflächen in der
erfindungsgemäßen ESD-Klammer werden gegeneinander gedrückt, d. h. die Druckkörper berühren
einander, wenn die ESD-Klammer nicht auf Anschlussdrähte geklemmt ist. Die Reihe
Anschlussdrähte wird zwischen die Druckkörper geklemmt, wobei eine von der Feder erzeugte
Klemmkraft von dem einen Druckkörper über die Anschlussdrähte auf den zweiten
Druckkörper übertragen wird. Auf diese Weise werden nur minimale mechanische Momente auf
die Anschlussdrähte ausgeübt, sodass diese nicht oder nahezu nicht verformt werden. Die
Druckkörper der ESD-Klammer sind mit einem leitfähigen stützenden oder polsternden
Material überzogen. Ein solches Material sorgt für eine gute Kontaktierung der
verhältnismäßig schwachen Anschlussdrähte, weil das polsternde Material die Klemmkraft genügend
verteilt und kleine Unebenheiten und Verformungen der Anschlussdrähte ausgleichen kann.
Der Begriff "überzogen " bedeutet hier, dass zumindest derjenige Abschnitt der
Druckkörper, der mit Anschlussdrähten einer elektronischen Anordnung Kontakt machen soll,
bedeckt ist. Die erfindungsgemäße ESD-Klammer kann für verschiedene Gehäusetypen
verwendet werden, indem für jede Reihe Anschlussdrähte eine ESD-Klammer verwendet wird.
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Es sei bemerkt, dass auch alternative Mittel zum Schutz einer elektronischen
Anordnung gegen elektrostatische Entladung, beispielsweise das Einbringen der
Anschlussdrähte in einen leitfähigen Schaum, bei der fortwährenden Miniaturisierung nicht
mehr genügen, weil die Anschlussdrähte beim Einbringen in den Schaum verformt werden,
sodass die elektronische Anordnung beispielsweise nicht mehr auf eine Printplatte passt.
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Das elektrisch leitende, stützende Material kann einen leitfähigen festen
Kunststoff umfassen. Vorzugsweise ist eine erfindungsgemäße Anordnung dadurch
gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende stützende Material einen Schaum oder
Schaumstoff umfasst. Ein solcher Schaum oder Schaumstoff sorgt für eine sehr gute Verteilung der
Druckkräfte über die Anschlussdrähte, sodass insbesondere bei schwachen
Anschlussdrähten diese Drähte nicht oder nahezu nicht verformt werden. Elektrisch leitende Schäume
oder Schaumstoffe sind an sich als Verpackungsmaterial für elektronische Anordnungen
bekannt.
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Bei der bekannten ESD-Klammer sind die Druckkörper und die Feder aus
einem einzigen Stück aus einem elastisch federnden Material hergestellt. Die bekannte
ESD-Klammer ist jedoch verhältnismäßig groß. Ein zusätzlicher Vorteil wird erhalten,
wenn die Druckkörper und die Feder aus einem einzigen Stück aus einem elastisch
federnden Material hergestellt sind, wobei die Druckkörper als einander gegenüber liegende
gerade Streifen und die Feder als gekrümmter Streifen ausgeführt sind und dabei die Enden der
geraden Streifen der Kontaktflächen kreuzweise mit den gekrümmten Streifen der Feder
verbunden sind. Diese kreuzweise Verbindung ermöglicht es, die ESD-Klammer durch
Ausübung von Druck auf den gekrümmten Streifen zu öffnen, sodass die Klammer auf die
Anschlussdrähte gesetzt werden kann. Die Konstruktion der erfindungsgemäßen ESD-
Klammer ist dadurch sehr kompakt.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine mit leitfähigen Anschlussdrähten
versehene elektronische Anordnung und eine ESD-Klammer zum Schutz der elektronischen
Anordnung gegen statische Elektrizität, wobei die ESD-Klammer Anschlussdrähte der
elektronischen Anordnung elektrisch miteinander verbindet.
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Gemäß der Erfindung ist die elektronische Anordnung dadurch gekennzeichnet, dass die
ESD-Klammer zwei einander gegenüber liegende Druckkörper umfasst, die mit einem
elektrisch leitenden stützenden Material überzogen sind und die mit Hilfe einer Feder
gegeneinander gedrückt werden, wobei eine von der genannten Feder erzeugte Klemmkraft
von dem einen Druckkörper über die Anschlussdrähte auf den zweiten Druckkörper
übertragen wird. Da die Druckkörper einander gegenüber liegen, werden nur minimale
mechanische Momente auf die Anschlussdrähte ausgeübt, sodass diese nicht oder nahezu nicht
verformt werden.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Schutz einer mit
leitfähigen Anschlussdrähten versehenen elektronischen Anordnung gegen statische
Elektrizität, mit welchem Verfahren die Anschlussdrähte der elektronischen Anordnung
elektrisch miteinander verbunden werden.
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Gemäß der Erfindung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass eine ESD-Klammer
mit zwei einander gegenüber liegenden Druckkörpern, die mit Hilfe einer Feder
gegeneinander gedrückt werden und mit einem elektrisch leitenden Material, oder polsternden
Material, überzogen sind, auf die Anschlussdrähte gesetzt wird, sodass eine von der Feder
erzeugte Klemmkraft von dem einen Druckkörper über die Anschlussdrähte auf den zweiten
Druckkörper übertragen wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und
werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen ESD-Klammer,
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Fig. 2 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen ESD-Klammer,
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Fig. 3 eine Draufsicht eines Zwischenprodukts bei der Herstellung einer
erfindungsgemäßen ESD-Klammer und
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Fig. 4 eine Draufsicht einer mit einer erfindungsgemäßen ESD-Klammer
versehenen elektronischen Anordnung.
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Die Zeichnung ist schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Teile
haben im Allgemeinen gleiche Bezugszeichen.
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Fig. 1, 2 und 4 zeigen eine ESD-Klammer 10 zum Schutz einer
elektronischen Anordnung 8 gegen elektrostatische Entladung, welche Klammer zwei einander
gegenüber liegende Druckkörper 1, 2 umfasst, die über eine Feder 3 miteinander verbunden
sind, um Anschlussdrähte 4 der elektronischen Anordnung kurzzuschließen.
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Fig. 1 und 2 zeigen, wie gemäß der Erfindung die Druckkörper 1, 2 durch
die Feder 3 gegeneinander gedrückt werden, wobei die Druckkörper 1, 2 mit einem
elektrisch leitenden stützenden Material 5 überzogen sind.
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Fig. 3 ist eine Abwicklung der ESD-Klammer 10, d. h. eine Draufsicht einer
Komponente, die nach Umbiegen und Anbringen des stützenden Materials die ESD-
Klammer 10 bildet. Diese Figur zeigt, wie die Druckkörper 1, 2 und die Feder 3 der ESD-
Klammer 10 aus einem einzigen Stück aus einem elastisch federnden Material hergestellt
sind, in diesem Fall einer 0,3 mm dicken Platte aus CrNi-Stahl. Die Komponente hat zwei
gerade Streifen, die den Druckkörper 1 bilden und einen geraden Streifen, der den
Druckkörper 2 bildet. Die Abmessungen der Druckkörper 1 und 2 und der Feder 3 sind an die
Abmessungen der zu schützenden elektronischen Anordnung angepasst. So beträgt z. B. die
Gesamtlänge der als Abwicklung in Fig. 3 gezeigten Komponente 70 mm, während die
Breite der beiden den Druckkörper 1 bildenden Streifen 1,5 mm ist. Die Breite der Streifen
für den Druckkörper 2 ist 2,5 mm. Der zentrale Abschnitt der als Abwicklung gezeigten
Komponente, der nach dem Umbiegen einen gekrümmten Streifen bildet und so als Feder 3
wirkt, hat eine Länge von 18 mm. Die in Fig. 3 gezeigte Komponente wird umgebogen,
sodass eine Struktur wie in Fig. 1 und 2 erzeugt wird. Die Enden der geraden, einander
gegenüber liegenden Streifen 1, 2 der Druckkörper sind dann kreuzweise mit den gekrümmten
Streifen der Feder 3 verbunden (siehe insbesondere Fig. 1). Diese kreuzweise Verbindung
ermöglicht es, die ESD-Klammer 10 durch Ausübung von Druck auf die Ober- und
Unterseite des gekrümmten Streifens der Feder 3 zu öffnen, sodass die Klammer auf die
Anschlussdrähte gesetzt werden kann. Die Konstruktion der erfindungsgemäßen
ESD-Klammer 10 ist dadurch sehr kompakt. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass die Druckkörper 1, 2 bei
dieser Konstruktion die Anschlussdrähte 4 allmählich, d. h. ausgehend von einem Ende
kontaktieren. Die Druckkörper 1, 2 der ESD-Klammer 10 werden mit einem leitenden
stützenden Material 5, einem sogenannten polsternden Material überzogen. Ein solches
Material sorgt für eine gute Kontaktierung der verhältnismäßig schwachen Anschlussdrähte 4,
weil das stützende Material die Klemmkraft genügend verteilt und kleine Unebenheiten und
Verformungen der Anschlussdrähte 4 ausgleichen kann.
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Das elektrisch leitende stützende Material kann einen leitfähigen festen
Kunststoff umfassen. Ein solcher Kunststoff kann beispielsweise mit Klebstoff an den
Stellen mit den Druckkörpern 1, 2 befestigt werden, die mit den Anschlussdrähten 4
Kontakt machen. Vorzugsweise umfasst das elektrisch leitende stützende Material jedoch einen
Schaum oder einen Schaumstoff. Ein solcher Schaum oder Schaumstoff sorgt für eine sehr
gute Verteilung der Klemmkräfte über die Anschlussdrähte, sodass insbesondere bei
schwachen Anschlussdrähten diese Drähte nicht oder nahezu nicht verformt werden.
Elektrisch leitende Schäume oder Schaumstoffe sind an sich als Verpackungsmaterial für
elektronische Anordnungen bekannt. Fig. 3 zeigt, wie ein solcher Schaum oder Schaumstoff 5
mittels mechanischer Verankerung mit den Druckkörpern 1, 2 verbunden ist. Die
Druckkörper 1, 2 sind hierzu an ihren freien Enden mit scharfen Spitzen 6 verbunden, wobei
zusätzlich
in Längsrichtung entlang einem Rand jedes Streifens Fortsätze 7 angebracht sind,
die den Schaum oder Schaumstoff 5 festhalten. Der Schaum oder Schaumstoff 5 wird
anschließend auf den Streifen 1, 2 gesteckt. Dies ermöglicht in einfacher Weise, das stützende
Material 5 mit den Streifen 1, 2 zu verbinden, ohne Klebstoff zu verwenden.
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Fig. 4 zeigt, wie die erfindungsgemäße ESD-Klammer 2 auf die
Anschlussdrähte 4 einer elektronischen Anordnung 8 gesetzt wird, wobei eine von der Feder 3
erzeugte Klemmkraft von dem einem Druckkörper 1 über die Anschlussdrähte 4 auf den
zweiten Druckkörper 2 übertragen wird. Hierdurch wird eine mit einer ESD-Klammer als
Schutz gegen elektrostatische Entladung über die Anschlussdrähte 4 versehene
elektronische Anordnung erzeugt.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben beschriebene
Ausführungsform. So wird in dem Beispiel ein bestimmter Typ Feder angegeben, der die beiden
Druckkörper miteinander verbindet.. Es wird deutlich sein, dass andere Federn verwendet werden
können, beispielsweise solche wie in der bekannten ESD-Klammer. Das leitende stützende
Material wird in dem Ausführungsbeispiel um die Streifen herum angebracht, die die
Druckkörper 1 und 2 bilden. Das leitende stützende Material kann auch nur auf derjenigen
Oberfläche des Streifens angebracht werden, die gegen den anderen Druckkörper gedrückt
wird. Es ist auch möglich, das leitende stützende Material als Ganzes oder mit einem
gewissen Intervall entlang der Längsrichtung der Druckkörper zu befestigen. Die ESD-
Klammer ist in dem Beispiel aus einem CrNi-Stahl hergestellt. Andere Materialien können
für die ESD-Klammer auch verwendet werden. Da das stützende Material elektrisch leitend
ist und für das Kurzschließen der Anschlussdrähte sorgt, braucht das Basismaterial der
ESD-Klammer, das für die Druckkörper und die Feder verwendet wird, nicht
notwendigerweise elektrisch leitend zu sein.