阅读说明：本技术 电路板布置、连接元件以及用于组装至少一个连接元件的方法 (Circuit board arrangement, connecting element and method for assembling at least one connecting element ) 是由 T-L·霍尔 T·斯塔德勒 A·格鲁伯 于 2018-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种电路板布置(1),其包括至少一个第一电路板(2)和第二电路板(3),其中在电路板(2、3、4)之间布置至少一个刚性连接元件(8)。连接元件(8)具有包围连接元件(8)的内部导体部分(10)的外壳(9),其中以导电的方式,外壳(9)的第一端(9.1)连接到第一电路板(2)以及外壳(9)的第二端(9.2)连接到第二电路板(3)以形成第一电气路径,并且其中以导电的方式,内部导体部分(10)的第一端(10.1)连接到第一电路板(2)以及内部导体部分(10)的第二端(10.2)连接到第二电路板(3)以形成第二电气路径。根据本发明,第一电路板(2)具有第一通孔(11),其中第一通孔(11)和连接元件(8)设计成使得可以从第一电路板(2)的背离第二电路板(3)的外侧(2.1)将连接元件(8)插入到第一通孔(11)中。(The invention relates to a circuit board arrangement (1) comprising at least one first circuit board (2) and a second circuit board (3), wherein at least one rigid connecting element (8) is arranged between the circuit boards (2, 3, 4). The connection element (8) has a housing (9) which surrounds an inner conductor section (10) of the connection element (8), wherein a first end (9.1) of the housing (9) is connected to the first circuit board (2) and a second end (9.2) of the housing (9) is connected to the second circuit board (3) in an electrically conductive manner to form a first electrical path, and wherein a first end (10.1) of the inner conductor section (10) is connected to the first circuit board (2) and a second end (10.2) of the inner conductor section (10) is connected to the second circuit board (3) in an electrically conductive manner to form a second electrical path. According to the invention, the first printed circuit board (2) has a first through-opening (11), wherein the first through-opening (11) and the connecting element (8) are designed such that the connecting element (8) can be inserted into the first through-opening (11) from an outer side (2.1) of the first printed circuit board (2) facing away from the second printed circuit board (3).)

电路板布置、连接元件以及用于组装至少一个连接元件的 方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的电路板布置，其包括至少一个第一电路板和第二电路板。

本发明还涉及一种用于电路板布置的连接元件。

此外，本发明涉及一种根据权利要求18的前序部分的用于在预组装的电路板布置中组装至少一个连接元件的方法。

背景技术

在US5380211中描述了一种通用的电路板布置。

电气组件通常具有电子电路，这些电子电路通过多个电子部件的互连而在电路板(印刷电路板，PCB)上实现。在许多情况下，在组件中设置多个电路板，以便在壳体内或封闭体内例如空间地分配电路、或使组件中的各个模块互连。通常，根据该设计，为了交换信号和/或能量，需要不同电路板之间的电连接。例如，如果要将多个电子组件通信地互连，则也可能需要不同电路板之间的电连接。总体而言，电路板互连的原因很多。

对于电路板的电连接，已知各种选择，包括非屏蔽插头连接器、多股电线和带状电缆。这种连接器也用术语“板对板”连接器来描述。然而，一般而言，常规的连接特别对于高频工程是不够的。

为了在高频工程中传输信号，通常将同轴插头连接用于两个电路板的电互连，以确保足够高的信号质量。实际上，一个同轴插头连接器通过焊接工艺分别连接到电路板的带状导体。然后，同轴适配器连接两个同轴插头连接器，从而桥接两个电路板之间的间隙，以便进行信号交换。例如，这种类型的电路板布置也在美国专利5380211中有所描述，该文献涉及一种电插头连接器，特别涉及一种用于并联布置的两个电路板的电连接的同轴插头连接器。

然而，已知的用于连接电路板的插头连接器的一个缺点是，如果不采取其他措施，则不能通过对现有的或预组装的电路板布置进行改造而将它们集成在一起。如果待连接的电路板已经容纳在独立的载体结构中并且相对于彼此定位和/或容纳在一个或多个封闭体中，则这特别适用。因此，在已知的插头连接器中，通常必须将电路板组件构造为夹心结构，即，插头连接器必须首先连接到其中一个电路板，然后才安装第二个电路板。特别地，鉴于数据传输带宽的增加和电子组件的逐步小型化，该概念在技术上是不利的，并且对于安装目的也是不灵活的。

发明内容

因此，本发明的目的是简化电路板布置的布局。

本发明的目的还在于提供一种用于电路板布置的连接元件，该连接元件可以以特别简单的方式连接至电路板布置。

关于权利要求1的电路板布置和关于权利要求17的连接元件，该目的得以实现。

本发明的另一目的是提供一种用于将至少一个连接元件装配到预组装的电路板布置中的简单方法。

该目的通过权利要求18的特征得以实现。

从属权利要求涉及本发明的有利实施例和变型。

根据本发明的电路板布置包括至少一个第一电路板和第二电路板，其中，电路板以彼此平行的方向布置在不同平面中。

特别是可以在其中装有电子部件的电路板的表面彼此平行地定向。

电路板布置可以包括任意数量的电路板，但最少为两个。即使在下文中出于示意性目的基本上关于两个电路板的连接来描述本发明，但是电路板布置例如也可以包括三个电路板、四个电路板、五个电路板或甚至更多个电路板。

优选地，待互连的电路板在不同平面中彼此平行地布置。在当前情况下，术语“平行”特别应理解为包括与平行布置的公差相关的偏差，例如至多10°、优选地至多5°、特别优选地至多3°。

电路板可以布置成彼此直接接触、或者优选地彼此间隔开，并且特别可以在它们之间构成间隙。

电路板优选地一致地布置成一个在另一个的顶部上或一个在另一个的下面，其中这些电路板具有相同的尺寸。

根据本发明，电路板布置还包括布置在电路板之间的刚性连接元件，其中，连接元件包括外壳，外壳包围连接元件的内部导体部分。

外壳优选地以管状方式包围内部导体部分。

连接元件可以优选地同轴地构造，即，使得内部导体部分的纵向轴线和外壳的纵向轴线重合。然而，这对于本发明的目的不是绝对必要的。

外壳不必配置为以完全封闭的方式围绕内部导体部分，并且在本发明的意义上，如果外壳具有切口(特别是孔和/或狭槽)，则也可以包围内部导体部分。

也可以在外壳内设置多个内部导体部分，例如两个、三个、四个、五个或甚至更多个内部导体部分。然而，特别优选地，仅采用一个内部导体部分。为了更清楚地理解，尽管这不是限制性的，在下文中仅用单个内部导体部分来描述本发明。

根据本发明，外壳以导电的方式在第一端与第一电路板连接并且在第二端与第二电路板连接，以构成第一电气路径。内部导体部分以导电的方式在第一端与第一电路板连接并且在第二端与第二电路板连接，以构成第二电气路径。

电气路径可以分别用于传输电信号(特别是高频信号)、用于电屏蔽和/或用于电能传输。为了构造电气路径，不必以完全导电的方式配置外壳和内部导体部分；而是也可以仅以部分导电的方式配置外壳和内部导体部分，或者外壳和内部导体部分可以包含导电材料，从而构成电气路径。

根据本发明，设置第一电路板包括第一通孔，其中，第一通孔和连接元件配置成使得连接元件可从第一电路板的背离第二电路板的外侧插入到第一通孔中，其中穿过第一通孔馈入的连接元件的前端在连接元件的终端位置中与第二电路板接触连接，并且该连接元件构成电气路径。

连接元件的前端可以特别地包括外壳和/或内部导体部分。

可以优选地同轴地配置连接元件。

在本发明的上下文中，通孔也可以理解为包括任何几何形状的切口，例如矩形切口。

可以将连接元件插入或塞入根据本发明的已经预组装的电路板布置中。为此，连接元件可以在其前端首先通过第一通孔馈入，然后穿过电路板之间的可选存在的空间，直到前端到达第二电路板。

特别可以设置，连接元件在其终端位置上与第二电路板的接触区域和/或接触面接合，以便构成电气路径，其中，外壳和内部导体部分与第二电路板或其接触区域或接触表面电接触连接，而后者在连接元件的后端区域中同时电连接至第一电路板，优选地通过与第一电路板的接触区域和/或接触表面的接触连接来再次进行电连接。结果，两个电路板的电路可以有利地互连，使得特别是所述电路可以相互交换信号和/或电能。

连接元件可以优选地配置成使得可以通过连接元件在电路板的电路之间交换高频电信号。外壳和/或内部导体部分的几何和/或电气特性可以相应地配置。

与现有技术中已知的连接元件或插头连接器相反，由于该连接元件也可以改装成电路板布置，因此首先简化了组件，其次，可以使电路板布置的设计更紧凑。例如在损坏或需要改变互连的情况下，也可以随后更换连接元件。现有的电气组件也可以随后包括其他功能，或者通过插入连接元件来扩展电气组件的功能范围。

如果电路板布置、一些电路板、特别是第一和第二电路板、或所有电路板已经容纳在封闭体或壳体结构中，其中后者可以包括导电或电绝缘的封闭体，则连接元件的插入特别是可能且有利的。据此配置可以设置，包围相应的电路板的相应的封闭体包括入口，该入口优选与容纳在封闭体中的电路板的通孔同轴地布置，以随后即使在组装状态下也允许插入连接元件。

封闭体例如可以配置为具有用于连接元件的馈通的孔的导电板和/或配置为用于连接元件的馈通的导电衬套，或者可以包括相应的板和/或衬套。

该封闭体可以用于附加的电磁屏蔽的目的。特别地，如果连接元件的外壳配置成用于内部导体部分的电磁屏蔽并且相应地接触连接，则可以消除对用于屏蔽电路板布置或电路板的导电封闭体的需要。封闭体然后例如可以由非导电材料构成并且可以在功能上限制为专门的机械功能。

根据本发明，可以以特别有利的方式设置已经完全预组装的连接元件，该连接元件特别已经包括外壳和内部导体部分，优选地在外壳和内部导体部分之间还具有绝缘体。结果，可以显着降低在电路板布置的组装过程中对故障的敏感性。最后，可以使用受过较少培训的人员将连接元件安装到电路板布置。当数据传输由于大带宽和显着的小型化而变得复杂并且只有很小的安装公差时，这是特别有利的。

连接元件可以可选地包括分立的电气部件、也可选地安装在电路板上的电子电路、或其他电气部件，以便以灵活的方式影响经由第一电气路径和/或第二电气路径的电信号传输，以例如改善信号、特别是调整信号电平、以过滤信号、或以任何其他方式影响信号传输。

在本发明的改进方案中可以设置，第二电路板包括第二通孔，其中，第二通孔和连接元件配置成当连接元件位于终端位置时，连接元件的前端由第二通孔容纳。

在本发明的意义内，当电路板的通孔彼此同轴地布置或彼此对准时，它们可以彼此平行地定向。

可以设置，在连接元件的终端位置中，第二通孔仅容纳外壳、仅容纳内部导体部分、或者组合地容纳外壳和内部导体部分。

第二电路板也可以不具有第二通孔，并且连接元件的前部在其端面处仅搁置在第二电路板或面对第一电路板的内侧上。

在一种改进方案中可以设置，第一通孔和/或第二通孔在内表面上分别包括至少一个电接触表面，用于第一电气路径和/或第二电气路径的接触连接。

因此，第一通孔和/或第二通孔可以特别地配置为直通连接(through-connections)(“通孔”)。

可以设置，连接元件特别是在连接元件的完全插入的终端位置中与第一电路板接触连接，其中，外壳和/或内部导体部分由第一通孔容纳并在第一通孔中接触连接。

此外可以设置，连接元件，特别是在终端位置中，与第二电路板接触连接，其中，外壳和/或内部导体部分由第二通孔容纳并在第二通孔中接触连接。

还可以设置，第一通孔和/或第二通孔可以用于居中和/或固定，并且为此目的，容纳外壳和/或内部导体部分，可选地没有电接触的构造。

还可以设置，例如通过传统的方式通过钎焊进行外壳和/或内部导体部分在第二电路板的区域中的端面接触连接。尽管如此，即使在端面接触连接的情况下，也可以设置第二通孔，至少用于组装或居中和/或固定，例如其中内部导体部分或销钉由第二通孔容纳。

例如可以设置，在第一电路板的区域中，外壳和内部导体部分在第一通孔内接触连接电路板，而在第二电路板的区域中，设置了端面接触连接。

在通孔的区域中可以设置屏蔽元件，以便电磁屏蔽通孔中的接触表面。屏蔽元件可以配置为以“被填塞的通孔”的形式体现的通孔，即，完全被导电材料填充的直通触点。

在本发明的改进方案中，特别可以设置，第一电路板在背离第二电路板的外侧上包括外部接触区域，或者在面对第二电路板的内侧上包括用于连接元件的第二电气路径的接触连接的内部接触区域，和/或第二电路板在背离第一电路板的外侧上包括外部接触区域，或者在面对第一电路板的内侧包括用于连接元件的第二电气路径的接触连接的内部接触区域。类似地适用于第一电气路径。

因此可以设置，第二电气路径在连接元件的终端位置中由两个电路板之间的内部导体部分构成，该第二电路径构成在相应的电路板的表面(外侧或内侧)上的接触区域之间–与通孔内接触表面的接触连接相反。但是，一个或两个通孔内的接触连接也是可能的，以便构成第二电气路径。复合的接触连接也是可能的，例如，内部导体部分的第一端与第一通孔内的接触表面的接触连接，以及内部导体部分的第二端与第二电路板的表面上的接触区域的接触连接，反之亦然。类似地也适用于第一电气路径。

可以设置，将外壳和/或内部导体部分钎焊在第一电路板和/或第二电路板的表面上的内部接触区域和/或外部接触区域上。

在一种改进方案中，特别可以设置，电路板借助于电路板布置的支撑结构彼此相对定位。

支撑结构可以是例如至少一个壳体或封闭体和/或至少一个框架。还可以设置用于电路板的连接和/或螺钉连接和铆接的其他电插头连接器。

在本发明的改进方案中可以设置，连接元件的外壳至少在电路板之间的区域中以导电的方式配置并且包围内部导体部分，使得内部导体部分是电磁屏蔽的。

因此，外壳可以特别是以外部导体的方式电磁屏蔽内部导体部分，特别是为了允许借助内部导体部分或经由第二电气路径无干扰地传输高频电信号。

外壳特别可以电连接至相应电路板的电接地连接或任何其他参考电位。

但是原则上外壳或第一电气路径也可以用于在电路板之间传输附加的电信号或电能。

在一种改进方案中，此外可以设置，连接元件的外壳在其两个端部的至少一个端部的区域中具有切口，以便为内部导体部分的接触提供电连接和/或为了将内部导体部分从外壳中取出来进行电接触连接。

特别地，外壳可以例如通过在其一端或两端敞开的管的方式包括到其内部区域的端面入口。因此，内部导体部分可以沿着外壳的纵向轴线从外壳的一端或两端伸出。

替代地或附加地，也可以沿着外壳的外部壳体设置切口，以便可以将内部导体部分从外壳侧向地取出。因此，可以在特定的角度范围内提供外壳的暴露，以便允许内部导体部分的馈入以用于例如在通孔内的接触连接。

在这一点上，为预防起见，应注意，即使没有明确指出，在本文中，外壳的、内部导体部分的或连接元件的“端部”原则上应理解为端部区域。因此，在本发明的意义上，术语“端部”或“端部区域”，除几何实际端部外，也应理解为源自几何端部的区域，该区域延伸最多超过连接元件的、内部导体部分的和/或外壳的在纵向上的长度的30％，例如为至多1％、2％、5％、10％、15％或20％。

在本发明的改进方案中，可以在连接元件的外壳内设置绝缘体，以便使外壳和内部导体部分彼此电绝缘和/或径向和/或轴向地将内部导体部分固定在外壳中。

然而，绝缘体或电介质不是绝对必要的。原则上，内部导体部件和外壳也可以配置成使得它们特别是在连接元件的终端位置中在电路板之间足够牢固地固定，以防止相互接触。

然而，优选地，采用绝缘体。也可以设置多个绝缘体或多件式绝缘体。在外壳的内表面和内部导体部分之间的外壳可以完全由绝缘体占据，或者仅部分地具有绝缘体。

在本发明的改进方案中可以设置，第一通孔的直径大于第二通孔，和/或外壳的第一端的直径大于外壳的第二端。

由于第二通孔的直径小于第一通孔，所以连接元件的前端也可以具有较小的直径。因此，连接元件可以在其前端处以更简单的方式穿过或插入第一通孔中，以便使连接元件到达其终端位置。

在一种改进方案中，为了将连接元件的外壳和/或内部导体部分容纳在第一通孔和/或第二通孔中，可以设置过盈配合。

因此，有利地，可以设置用于电路板连接器、特别是同轴电路板连接器的压配解决方案。

可以在连接元件的、外壳的和/或内部导体部分的纵向方向上设置狭槽，以便为了过盈配合的目的而允许材料移位。替代地或附加地，也可以设置凹口或其他切口。

除了过盈配合之外，还可以采用任何其他连接技术特别是在连接元件的终端位置将连接元件、外壳、内部导体部分和/或绝缘体固定到其中一个电路板，也可以固定到任何其他结构，例如也可以固定到支撑结构。例如，也可以设置传统的焊接连接或采用闩锁装置(例如卡钩)的闩锁连接。连接元件也可以通过粘合剂固定在其终端位置。优选地，连接元件可以以形状配合、干涉配合和/或材料结合的方式固定在其终端位置。

在一种改进方案中，此外可以设置，连接元件在其前端的区域中和/或在其背离前端的后端的区域中包括限位挡块，以便限制通过形状配合的布置使连接元件超过终端位置的运动，其中限位挡块与第一电路板的外侧和/或第二电路板的内侧接合。

可以进一步设置机械编码，使得连接元件只能插入在电路板布置内的预定位置和/或使得连接元件只能以特定的方向插入。机械编码可以例如通过不对称的通孔和外壳的相应匹配的几何形状来设置。

在一种有利的改进方案中可以设置，第一通孔和/或第二通孔包括两个彼此电绝缘的接触表面，以便通孔内将外壳和内部导体部分电连接到电路板。

因此可以中断通孔内的接触表面或接触连接，以便允许内部导体部分和外壳的电绝缘接触连接。

第一通孔和/或第二通孔可以例如在其内表面上进行金属镀覆，特别是以直通触点的方式进行，其中，在通孔的轴向上在至少两个径向位置处中断金属镀覆，为了设置两个在第一通孔和/或第二通孔的内表面上没有电互连的接触表面。

例如可以设置，内部导体部分的接触连接设置在较小的孔中，该孔相对于较大的通孔偏心地布置，用于外部壳体的接触连接。

这种通孔特别可以有利地用于组合地容纳外壳和连接元件的内部导体部分，并且用于构造要接触连接的电气路径。内部导体部分的接触连接特别可以通过在外壳的相应端部的区域中存在用于内部导体部分的馈通的侧向切口来实现。

在本发明的一种有利的改进方案中，可以进一步设置，当连接元件位于其终端位置时，内部导体部分在其第一端的区域中伸出外壳，以便与第一电路板的外部接触区域接触。

连接元件在其前端可以通过第一通孔馈入，使得连接元件的前端与第二电路板接触连接，其中，在终端位置中，内部导体部分还与第一电路板的外侧接合，从而在第一电路板的表面上接触连接外部接触区域。内部导体部分因此可以用作终端限位挡块。

在本发明的一种有利的改进方案中，内部导体部分在其第二端的区域中还可以侧向地从外壳中突出，以便在连接元件位于其终端位置时接触连接第二电路板的内部接触表面，其中第一通孔包括馈通，以便在连接元件穿过第一通孔的布线过程中允许侧向突出的内部导体部分通过。

因此可以设置，在连接元件的终端位置中，在前端区域内从连接元件的外壳侧向突出的内部导体部分与第二电路板的内侧接合，以接触连接第二电路板的表面上的内部接触表面，使得构成第二电气路径。内部导体部分因此也可以用作终端限位挡块。

第一通孔的馈通可以优选地配置为径向狭槽和/或小孔，其相对于通孔偏心地布置。其他配置也是可能的。唯一的要求是，尽管侧向突出的内部导体部分，连接元件在其前端仍可以穿过第一通孔。

特别是也可能是的，当连接元件位于其终端位置时，内部导体部分在其第一端的区域中从外壳突出，以与第一电路板的外部接触区域接触连接，以及内部导体部分在其第二端的区域中从外壳侧向地突出，以与第二电路板的内部接触表面接触连接。在这种情况下，有利的是，确保内部导体部分的此径向延伸(通过该径向延伸，内部导体部分在其第二端的区域中从外壳侧向地突出)小于彼径向延伸(通过该径向延伸，内部导体部分在其第一端的区域中从外壳侧向地突出)，并且第一通孔的馈通的尺寸为允许从连接元件的第二端突出的而不是从第一端突出的内部导体部分的通过，因此内部导体部分的两端可以与电路板的表面上的相应的接触区域接合，并且可以接触连接后者。

在一个改进方案中，此外可以设置，内部导体部分在初始状态下完全布置在连接元件的外壳内，其中设置至少一个夹紧楔形件，该夹紧楔形件可以插入连接元件的外壳中，并且配置使得内部导体部分在其两个端部的至少一个端部的区域中、优选地在两个端部的区域中，弯曲穿过外壳中的切口，以接触连接至少一个电路板的内部接触区域。

在该变型中，特别有利的是，在内部导体部分的两个端部弯曲之后，连接元件以形状配合的方式自动地固定在电路板之间。

优选地，设置单个夹紧楔形件，其可以从外壳的两个端部中的一个端部插入到连接元件中。

但是，也可以设置两个夹紧楔形件，其中可以将从外壳的第一端开始的第一夹紧楔形件和从外壳的第二端开始的第二夹紧楔形件插入连接元件中。然后可以设置第一夹紧楔形件，用于在其第一端的区域中弯曲内部导体部分，而可以设置第二夹紧楔形件，用于在其第二端的区域中弯曲内部导体部分。

夹紧楔形件可以用作电绝缘体。

在将夹紧楔形件用于内部导体部分的弯曲之后，该夹紧楔形件可以保留在连接元件中或者可以从连接元件中拔出。然而优选地，至少一个夹紧楔形件保留在连接元件中。

从第一电路板和/或第二电路板开始的夹紧楔形件可以插入到连接元件中。

在一种改进方案中，内部导体部分在其两个端部的至少一个端部的区域中可以弹性地或有恢复力地构造，以允许与电路板的机械稳定的电接触连接。

例如，内部导体部分在其至少一个端部的区域中可以包括弹簧片，该弹簧片特别针对高频工程进行了优化。

因此，内部导体部分，特别是在接触区域中，可以弹性变形，使得在通孔内的接触表面上和/或在电路的内侧或外侧的接触区域上施加足够的接触压力。

如果在一个实施例中，在电路板布置中设置多于两个的电路板，则例如第三电路板可以布置在第一电路板和第二电路板之间并且包括与第一电路板的第一通孔同轴地布置的第三通孔，因此，从第一电路板开始的连接元件在其前端可通过第一通孔馈入，此后可选地通过第一电路板和第三电路板之间的空间，然后通过第三通孔，然后又通过第三电路板和第二电路板之间的可选地存在的空间，直到连接元件通过第二电路板的接触连接达到终端位置。以这种方式，可以在电路板布置中设置任意数量的另外的电路板，通过它们可以馈入连接元件。因此，连接元件可以配置为进一步构成与另外的电路板的电接触连接，例如与第三电路板的电接触连接，特别是借助于外壳来构成。最后，外壳还可以在另外的电路板的通孔的区域中包括另外的切口，以便也允许内部导体部分与另外的电路板例如在通孔内或在另外的电路板的表面的外部/内部接触区域上的接触连接。

在根据本发明的电路板布置内也可以设置多个连接元件。电路板布置内的连接元件的数量不受限制，使得例如可以设置两个、三个、四个、五个或甚至更多个连接元件。连接元件可以分别相同地配置或者可以分别不同地设计。如果在电路板布置中设置了两个以上的电路板，则还可以设置连接元件以连接不同的电路板。

本发明还涉及根据上述陈述的用于电路板布置的连接元件。

连接元件优选不是电缆。

可以设置，连接元件配置为至少在有限的公差范围内补偿电路板之间的距离和/或平行度的偏移(或“角度偏移”)。

本发明还涉及一种用于在预组装的电路板布置中组装至少一个连接元件的方法，该预组装的电路板布置包括至少一个第一电路板和第二电路板，第一电路板和第二电路板以彼此平行的方向上布置在不同的平面中。连接元件包括外壳，外壳包围连接元件的内部导体部分，其中，以导电的方式，将外壳的第一端连接到第一电路板和将外壳的第二端连接到第二电路板，以构成第一电气路径，并且其中，以导电的方式，将内部导体部分的第一端连接到第一电路板和将内部导体部分的第二端连接到第二电路板，以构成第二电气路径。在根据本发明的方法中设置，为了将连接元件组装在电路板之间，将连接元件从第一电路板的背离第二电路板的外侧插入到第一通孔中，直到连接元件在电路板布置中达到终端位置为止，其中，穿过第一通孔馈入的连接元件的前端与第二电路板接触连接，并且连接元件构成电气路径。

连接元件优选地配置为刚性连接元件。为此目的，例如，连接元件的外壳可以配置成具有不挠性或刚性的设计。

在该方法的改进方案中可以设置，在第二组装步骤中，内部导体部分在其两个端部中的至少一个端部的区域中弯曲穿过外壳中的切口，使得内部导体部分接触连接两个电路板中的至少一个电路板的外侧或内侧上的接触区域。

原则上，内部导体部分的弯曲、向外弯曲或去除可以任何方式进行，包括由装配工手动进行。

但是，在优选的改进方案中可以设置，使用至少一个夹紧楔形件，该夹紧楔形件从连接元件的外壳的第一端和/或第二端开始且插入连接元件中，以弯曲内部导体部分。

通过使用至少一个夹紧楔形件，例如在第一电路板的区域中，内部导体部分可以围绕弯曲点或旋转中心弯曲，使得内部导体部分的第一端以足够的力以“摇杆(rocker)”的方式压靠在第一电路板的内部接触区域。

在第二电路板的区域中，内部导体部分优选地可以通过至少一个夹紧楔形件弯曲，使得其压靠在第二电路板的内侧或第二电路板的内部接触区域上。

优选地，仅采用一个夹紧楔形件，将该夹紧楔形件在插入方向上插入至连接元件，沿着该插入方向也进行电路板之间的连接元件的组装。但是，可以顺着插入方向插入或也可以逆着插入方向插入夹紧楔形件。

自然地，已经参考根据本发明的电路板布置描述的特征也可以有利地应用于根据本发明的方法或连接元件，反之亦然。此外，已经参考根据本发明的电路板布置所指定的优点也理解为涉及根据本发明的方法或连接元件，反之亦然。

原则上，本发明或电路板布置、连接元件以及用于组装至少一个连接元件的方法适用于整个电工领域。但是，本发明可能特别适用于高频工程。

在下文中更详细地描述的解决方案构成了为独立于权利要求1的解决方案的发明。特别应注意，在根据现有技术的夹层结构的情况下，根据上述描述的连接元件，特别是非优选的配置，也可以适用于电路板布置的电路板的电互连。

独立的发明涉及一种电路板布置，其包括至少一个第一电路板和第二电路板，其中在电路板之间布置至少一个刚性连接元件，其中该连接元件包括外壳，该外壳包围连接元件的内部导体部分，以及其中，以导电的方式，外壳的第一端与第一电路板连接，外壳的第二端与第二电路板连接，以构成第一电气路径，以及其中，以导电的方式，内部导体部分的第一端连接到第一电路板，内部导体部分的第二端连接到第二电路，以构成第二电气路径。在独立的发明的范围中设置，第一电路板包括第一通孔，其中第一通孔和连接元件配置成使得连接元件在后端可插入到第一通孔中，并且其中，第二电路板包括第二通孔，其中第二通孔和连接元件配置成使得连接元件在前端可插入到第二通孔，其中连接元件位于由通孔容纳其端部的终端位置与电路板接触连接，以构成电气路径。

连接元件的前端和/或后端可以配置为使得连接元件可以插入到第一通孔和/或第二通孔中，但是不能完全穿过该第一通孔和/或第二通孔馈入。

特别地，根据独立的发明，可以设置，第一通孔和/或第二通孔配置为直通触点，并且在其内表面上包括至少一个接触表面以在通孔内将外壳和/或内部导体部分电连接到电路板。

特别可以设置，第二电路板的第一通孔和/或第二通孔包括两个相互电绝缘的接触表面，以通孔内将外壳和内部导体部分电连接到电路板。这优选地适用于第二通孔。

在独立发明的一种变型中，可以设置，第一电路板在其面对第二电路板的内侧上包括内部接触表面，以将内部导体部分的第一端与第一电路板电连接，该内部导体部分的第一端在连接元件的后端的区域中从外壳侧向地突出。

在独立发明的变型中，此外可以设置，第二电路板在其面对第一电路板的内侧上包括内部接触表面，以将内部导体部分的第二端与第二电路板电连接，该内部导体部分的第二端在连接元件的前端的区域中从外壳侧向地突出。

特别地也可以设置，以夹心式布置的方式，将内部导体部分的两个端部连接到两个电路板的内部接触表面，以接触连接内部导体部分，该内部导体部分在其两个端部处在连接元件的端部的区域中从外壳侧向地突出。

原则上，可以将独立发明的连接元件组装在电路板布置内，使得，首先将连接元件电连接至第二电路板，然后在安装第一电路板时也将其连接至第一电路板，以构成导电路径。

特别地，独立发明可以有利地用于补偿电路板之间的较大的平行度偏移。此外，电路板之间的距离可以通过连接元件或其长度容易地调节，或者可以校正距离偏差。

独立发明的有利的实施方式和改进方案从关于权利要求1的电路板布置、权利要求17的连接元件和权利要求18的方法的陈述、改进方案和所公开的各个特征出发。

本电路板布置、连接元件和方法适用于整个电子技术领域中的任何应用，但是由于电子产品可能会受到特别严格的要求，特别是由于逐步小型化和数据处理速度的提高而导致的特别严格的要求，因此可以以特别有利的方式用于高频工程和数据处理领域。本发明特别适用于具有印刷电路板夹层结构的电子设备。因此，本发明可以特别有利地用于移动无线电网络的基站、用于高频工程的测量设备和测量系统以及具有堆叠电路板的大型计算机中。

另外，应当注意，诸如“包括”、“包含”或“具有”之类的术语不排除任何其他特征或步骤。此外，诸如“一种”或“该”之类的术语暗示步骤或特征的单一性，并不排除多个特征或步骤，反之亦然。

在下文中参考附图更详细地描述本发明的示例性实施例。

在每种情况下，附图示出了优选的示例性实施例，其中，本发明的各个特征彼此结合地表示。一个示例性实施例的特征也可以与同一示例性实施例的其他特征分开实现，并且相应地，本领域技术人员可以容易地将其与其他示例性实施例的特征组合以构成其他适当的组合和子组合。

附图说明

在附图中，功能上等同的元件由相同的附图标记标识。

示意性地，在附图中：

图1示出了根据本发明的具有第一电路板和第二电路板的电路板布置以及根据第一实施例的根据本发明的连接元件；

图2以等距示图示出了在第二实施例中在两个电路板之间处于连接元件的终端位置的连接元件；

图3以截面示图示出了根据图2的连接元件；

图4以截面示图示出了在第三实施例中在两个电路板之间处于连接元件的终端位置的连接元件；

图5示出了具有偏心的第二孔的电路板通孔的可能配置的俯视图，其中该偏心的第二孔构成两个相互电绝缘的接触表面；

图6示出了具有两个相互电绝缘的接触表面的电路板的通孔的另一可能配置的俯视图；

图7以截面示图示出了根据第四实施例的在两个电路板之间处于其终端位置的连接元件；

图8以等距示图示出了在第五实施例中在两个电路板之间处于其终端位置的连接元件；

图9以截面图示示出了根据图8的连接元件；

图10示出了具有接触区域的电路板和具有接触表面的通孔的俯视图；

图11以等距示图示出了根据第六实施例的在两个电路板之间处于其终端位置的连接元件；

图12以截面图示示出了根据图11的连接元件；

图13示出了根据图12的第一通孔和第一电路板的外部接触区域的俯视图；

图14示出了在第一组装步骤期间根据第七实施例的在电路板布置中组装连接元件的方法；

图15示出了在第二组装步骤期间使用夹紧楔形件的根据图14的方法；

图16示出了在组装连接元件之后根据图14和15的电路板布置；

图17示出了图15的XVII部分的放大图；

图18示出了图15的XVIII部分的放大图；

图19示出了根据图14的连接元件的外壳的详细示图；

图20以等距示图示出了根据独立发明的第一变型的在两个电路板之间处于其终端位置的连接元件；

图21以截面图示示出了根据图20的连接元件；

图22以等距示图示出了根据独立发明的第二变型的在两个电路板之间的处于其终端位置的连接元件；和

图23以截面图示示出了根据图22的连接元件。

具体实施方式

图1示出了电路板布置1，其包括第一电路板2和第二电路板3，它们相对于彼此平行地错开布置。原则上，本发明可以应用于任何数量的电路板，包括例如三个、四个或五个电路板。在当前情况下，未说明电路板的数量。为了简化起见，以下参考第一电路板2和第二电路板3描述本发明，但是本发明不限于此。仅出于示例性目的，第三电路板4在图1中由虚线表示。

电路板2、3、4可以分别包括电路5，电路5例如由多个互连的电气部件6构成，如图1中的第一电路板2的左侧子区域和第二电路板3的左侧子区域所示。

电路板布置1可以优选地包括例如以封闭体形式的支撑结构7，该支撑结构固定电路板2、3、4并且使它们相对于彼此定位。但是，也可以省略支撑结构7。

可以在电路板2、3、4之间布置至少一个刚性连接元件8，其中，连接元件8包括外壳9，该外壳优选地以管状方式包围连接元件8的内部导体部分10。外壳9因此可以优选地配置成基本上封闭的布置，尽管这不是绝对必要的。

在图1中，为了更清楚地表示，在电路板2、3、4的外部，以未组装的状态示出了连接元件8。原则上，可以以导电的方式将连接元件8的外壳9的第一端9.1连接到第一电路板2和将连接元件8的第二端9.2连接到第二电路板3，以构成第一电气路径，其中，以导电的方式将内部导体部分10的第一端10.1连接到第一电路板2以及可以将内部导体部分10的第二端10.2连接到第二电路板3，以构成第二电气路径。

设置第一电路板2包含第一通孔11，其中第一通孔11和连接元件8配置成使得连接元件8可从第一电路板2的背离第二电路板的外侧2.1插入至第一通孔11中，其中通过第一通孔11馈入的连接元件8的前端8.1在连接元件8的终端位置中与第二电路板3接触连接，以及连接元件8构成电气路径。

优选地，第二电路板3包含第二通孔12，其中第二通孔12和连接元件8配置成使得当连接元件8位于终端位置时，连接元件的前端8.1由第二通孔12容纳。

在根据图1的示例性实施例中，第一通孔11具有大于第二通孔12的直径A的直径B。连接元件8的前端10.1还具有直径D，以便可以通过干涉配合(interference fitting)将其容纳在第二通孔12中，其中，连接元件8的后端10.2具有直径C，该直径C基本上对应于第一通孔11的直径B，以便可以通过干涉配合将其容纳在第一通孔11中。因此，第一通孔11可以具有比第二通孔12更大的直径B。但是，这不是绝对必要的。连接元件8的外壳9和/或内部导体部分10在第一通孔11和/或在第二通孔12中的容纳特别可以通过压配来设置。

在示例性实施例中设置，连接元件8的外壳9内的绝缘体13使外壳9和内部导体部分10彼此电绝缘和/或使径向地和/或轴向地将内部导体部分10固定在外壳9中。但是，也可以省略绝缘体13。绝缘体13可配置为如图1所示的一件式部件，或者配置为例如在下文中的图3所示的多件式部件。

电路板布置1也可以包括一个以上的连接元件8。

为了组装至少一个连接元件8，可以设置连接元件8从第一电路板2的与第二电路板3背离的外侧2.1插入第一通孔11，直到连接元件8在电路板布置1中达到其终端位置为止，其中通过第一通孔11馈入的连接元件8的前端8.1与第二电路板3接触连接，以及连接元件8构成电气路径。沿插入方向进行组装，该方向在图1中用箭头指示。

为了在终端位置中进行电接触连接，各种有利的实施例是可能的，以及在下面的图2至19中详细示出和在下文中进行描述。原则上，各种实施例可以任意方式相互组合，只要这在技术上没有被排除。

图2和图3示出了连接元件8的实施例，该连接元件8布置在第一电路板2和第二电路板3之间的连接元件的终端位置中。图2示出了等距示图，而图3示出了穿过连接元件8的截面。

原则上可以设置，第一通孔11和/或第二通孔12在其相应的内表面上具有至少一个电接触表面14，用于第一电气路径和/或第二电气路径的接触连接。因此，通孔11、12特别可以以直通触点(through-contacts)(“通孔”)的方式配置。在根据图2和3的实施例中，第一通孔11和第二通孔12分别包括两个彼此电绝缘的接触表面14，以便将外壳9和内部导体部分10电连接至电路板2、3的通孔11、12内。

在图5中示出了可在根据图2和图3的实施例中采用的通孔11、12的俯视图。内部导体部分10在径向偏移或偏心布置的较小的孔15中接触连接。外壳9可以在通孔11、12的区域中直接接触连接。为此，通孔11、12和偏心孔15在它们的内表面上可以至少部分地镀金属，并且可以构成电接触表面14。

通孔11、12以图5的方式的构造也可以用作机械编码的形式，使得连接元件8只能以预期的方向插入电路板2、3、4中。

连接元件8的外壳9特别可以优选地用于电磁屏蔽，特别是当内部导体部分10用于传输高频电信号时。在这种情况下可以设置，至少在电路板2、3、4之间的区域中以导电的方式配置连接元件8的外壳9并且连接元件8的外壳9以管状布置包围内部导体部分10，使得内部导体部分10被电磁屏蔽。然后可以将用于外壳9的接触连接的通孔11、12的内接触表面14例如连接到相应的电路板2、3、4的印刷的接地导体16上。用于内部导体部分10的接触连接的接触表面14可以进一步连接到电路板2、3、4的印刷信号导体17，以便与电路板2、3、4的电路5构成电连接。

代替用于内部导体部分10的接触连接的偏心孔15，还可以设置如图6所示的通孔11、12。同样，在该实施例中，设置两个接触表面14。在当前情况下，由在通孔11、12内的两个径向位置处沿通孔11、12的轴向中断的金属镀层构成接触表面14。因此，偏心孔15不是绝对必要的。

为了改善屏蔽，可以设置，特别是在通孔11、12的区域周围布置“塞孔”18。这些通常是完全用金属填充的直通触点，并连接到印刷的接地导体。

为了内部导体部分10在通孔11、12内的接触连接，连接元件8的外壳9在其两个端部8.1、8.2中的至少一个的区域中，并且，在示例性实施例中为在两个端部8.1、8.2的区域中，可以包括切口19(参见图1)，以便为内部导体部分10的电接触连接设置通路。因此，外壳9在特定的角度区域上是敞开的，内部导体部分10从该特定的角度区域突出，以便在通孔11、12内接触接触表面14。

内部导体部件10至少在其两个端部10.1、10.2中的一个的区域中可以弹性地或有恢复力地配置，以便允许与电路板2、3、4的机械稳定的电接触连接。为此，内部导体部分10在其端部10.1、10.2的区域中可以包括弹簧片20。

如上所述，连接元件8可以通过压配固定在第一电路板2和/或第二电路板3中。为此，在图2和3中，在连接元件8的外壳9的两个端部9.1、9.2的区域中示例性地示出了狭槽21，以便允许相应的材料移位。

在图3中，以示例的方式示出了多件式绝缘体13，其将内部导体部分10和外壳9彼此电绝缘，并且此外将内部导体部分10径向和轴向地固定在外壳9内，为此目的，设置有凹部22，内部导体部分10接合在凹部22中。

原则上有利的是，将连接元件8、外壳9和/或内部导体部分10配置成用于传输高频电信号。为此，特别是用于电路板2、3、4的电接触连接的弹簧片20的配置可能是重要的。例如，图4示出了连接元件的实施例，除了弹簧片20的配置，该实施例对应于根据图3的实施例。

连接元件8的第四实施例在图7中示出。为了简化，将仅说明与前述实施例的不同之处。以下各图也是。

原则上，在第二电路板3的区域中，当连接元件8位于其终端位置时，也可以设置连接元件8的端面接触连接。在此例如可以设置传统的焊接连接。在根据图7的示例性实施例中，还设置第二通孔12，但是该第二通孔仅容纳内部导体部分10。对于内部导体部分10的接触连接，这不是绝对必要的。在根据图7的实施例中，第二通孔12也仅可以用于机械引导和定心(或者可以省略)，特别是当内部导体部件10例如在其端面焊接到第二电路板3时。

为了接触连接和/或引导，作为第二通孔12的补充或替代，可以设置定位器或插接连接件23，连接元件8的前端8.1可以以插入方向插入到该定位器或插接连接件23中。这在图7中用虚线表示。

图8和图9示出了连接元件8在其位于第一电路板2和第二电路板3之间的终端位置的第五实施例。第一电路板2在其背向第二电路板3的外侧2.1处，包括用于接触连接连接元件8的第二电气路径的外部接触区域24a，其中，内部导体部分10的第一端10.1或或弹簧片20与外部接触区域24a接触连接。为此，将内部导体部分10的第一端10.1从外壳9的第一端9.1引出。因此，管状外壳9在其第一端9.1的区域中或在连接元件8的后端8.2的区域中敞开。

如前所述，外壳9在第一通孔11内接触连接。然而，在这种情况下，第一通孔11可以完全或连续地导电地配置，即，可以包括用于外壳9的接触连接的完全连续的接触表面14，如图10中所示的通孔11、12的俯视图。

在根据图8和9的实施例中，连接元件8如上所述与第二电路板12接触连接，如已经在根据图2和3的实施例中描述的那样，即在第二通孔12内，通过使用两个相互绝缘的接触表面14来进行连接。

在图11和图12中，示出了另一示例性实施例，其中，内部导体部分10在其弹簧片20处布置在其第一端10.1的区域中，同样与第一电路板2的外部接触区域24a接触连接。然而，连接元件8与第二电路板3的接触连接与前述实施例不同。第二电路板3在面对第一电路板2的内侧3.2处包括用于第二端10.2的接触连接的内部接触区域24b或连接元件8的内部导体部分10的弹簧片20。为此，在外壳9的第二端9.2的区域中从外壳9侧向引出内部导体部分10。

内部导体部分10在其第二端10.2的区域中因此从外壳9侧向突出，以便当连接元件8定位在其终端位置时接触第二电路板3的内部接触表面24b。但是，为了允许连接元件8在其前端8.1处穿过第一通孔11的通道，如前所述，第一通孔11包括相应尺寸的馈通(feedthrough)25。因此，确保了内部导体部件10的第一端10.1比内部导体部件10的第二端10.2侧向地从外壳9向外突出更多。结果，内部导体部分10在其第一端10.1处允许第一电路板2的外部接触区域24a的接触连接，这是因为内部导体部分10突出超过第一通孔11和馈通25。为了表示几何关系，在图12中绘制了一条折断的辅助线。

为了进一步阐明，图13示出了在根据图11和12的示例性实施例中采用的第一通孔11的俯视图。

最后，图14至图18示出了本发明的另一示例性实施例，其中，内部导体部分10在初始状态下完全布置在连接元件8的外壳9内。第一电路板2在面对第二电路板3的内侧2.2处包括内部接触区域24b，用于第二电气路径或连接元件8的内部导体部分10的第一端10.1的接触连接。第二电路板3在面对第一电路板2的内侧3.2处同样包括内部接触区域24b，用于第二电气路径或连接元件8的内部导体部分10的第二端10.2的接触连接。如前所述，外壳9在第一通孔11内以及在第二通孔12内接触连接。

图14以局部截面图示出了等距图示，其中示出了在第一步骤期间连接元件8的组装，从而连接元件8在其前端8.1处首先穿过第一通孔11馈入，并且之后，通过第一电路板2和第二电路板3之间的间隙。

在图15中，连接元件8已经位于其终端位置，其中，外壳9与两个电路板2、3电接触连接，以构成第一电气路径。关于前述实施例，由于内部导体部分10以及因此第二电气路径已经连接至电路板2、3，因此组装将在此时完成。然而，在当前情况下，内部导体部分10仍位于外壳9内的其初始位置。

在该实施例中，仅设置了一个夹紧楔形件26，该夹紧楔形件可以插入连接元件8的外壳9中并且配置成在其两个端部10.1、10.2中的至少一个的区域中(优选在两个端部10.1、10.2的区域中)使内部导体部分10弯曲出来，穿过外壳9中的切口19，以使电路板2、3的内部接触区域24b接触连接。在图15中，以示例性的方式示出了该第二组装步骤，其中，从连接元件8的外壳9的第一端9.1开始，将夹紧楔形件26推动穿过连接元件8，以便弯曲内部导体部分10。然而，原则上，也可以任何其他方式弯曲内部导体部分10。特别地，绝对不是必须使用夹紧楔形件26。

最后，图16示出了处于其终端位置的连接元件8，其具有内部导体部分10的弯曲端部10.1、10.2。在图16中，不再示出夹紧楔形件26。在弯曲之后，夹紧楔形件26保留在外壳9中。

图17示出了图15的部分XVII的放大图，其中内部导体部分10的第一端10.1在通过夹紧楔形件26从外壳9横向弯曲出来之前仍位于其初始位置。

图18示出了图15的部分XVIII的放大图，其中，内部导体部分10或内部导体部分10的第二端10.2通过夹紧楔形件26在从外壳9中横向弯曲出来之前仍位于外壳9内的初始位置。

图19以等距局部截面示出了外壳9的详细视图。外壳9包括绝缘体13，该绝缘体具有用于内部导体部分10的接触表面27，以及在连接元件8的后端8.2的区域中的限位挡块28。

原则上，连接元件8在其前端8.1的区域中和/或在其背离前端8.1的后端8.2的区域中，可以包括限位挡块28，以便通过形状配合的布置阻止连接元件8在插入方向上超出终端位置的轴向运动，其中，限位挡块28与第一电路板2的外侧2.1和/或第二电路板3的内侧3.2接合。特别地，在根据图1的示例性实施例中，还可以清楚地看到限位挡块28。

图20至图23示出了独立发明的两个示例性实施例，其中连接元件8修改为使得其也可以用于电路板布置1的常规夹层结构中。

在根据图20和21的第一实施例中设置，第一电路板2在其面对第二电路板3的内侧2.2处具有用于内部导体部分10的第一端10.1的接触连接的内部接触区域24b。如上所述，连接元件8在第二电路板3的区域中的接触连接完全在第二通孔12内进行。第一通孔12还用于外壳9的第一端9.1的接触连接。

为了组装连接元件8，设置，首先，将连接元件8在其前端8.1处插入第二电路板3的第二通孔12中，直到达到其终端位置为止，此后，将第一电路板2装配到连接元件8的后端8.2上，直到内部接触区域24b接触连接内部导体部分10的第一端10.1，并且两个电气路径均闭合。

独立发明的另一个实施例在图22和23中示出。该实施例基本上对应于根据图20和21的实施例；仅在第二电路板3的区域中修改了接触连接。

相应地，在第二电路板3的区域中，内部导体部分10的第二端10.2通过第二电路板3的内部接触表面24接触连接。因此，第一通孔11和第二通孔12仅用于外部壳体9的接触连接和居中。