DE102009054611A1

DE102009054611A1 - MID-Stecker

Info

Publication number: DE102009054611A1
Application number: DE200910054611
Authority: DE
Inventors: Andreas Birkhold
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2011-06-16

Abstract

Bei einem Stecker (1) zum elektrischen Kontaktieren mindestens eines Gegensteckers mit einem Kontaktträger (2) aus Kunststoff und mit mindestens einem elektrischen Kontakt (3) ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Kontaktträger (2) ein 2-Komponenten-Kunststoffteil ist, dessen eine Komponente (2a) ein nichtmetallisierbarer Kunststoff und dessen andere Komponente (2b) ein metallisierbarer Kunststoff ist, und dass der mindestens eine elektrische Kontakt (3) durch eine auf die metallisierbare Kunststoffkomponente (2b) aufgebrachte Metallisierungsschicht (4) gebildet ist.

Description

Die Erfindung geht aus einem Stecker zum elektrischen Kontaktieren mindestens eines Gegensteckers nach der Gattung des Anspruchs 1.
Stecker werden in der Regel mehrteilig aufgebaut und bestehen mindestens aus zwei Elementen, nämlich einem Gehäuse bzw. Kontaktträger aus Kunststoff sowie den für den Stromfluss benötigten elektrischen Kontakten (z. B. Blechstanzbiegeteile). Kabelseitig werden die elektrischen Kontakte an die einzelnen Kabelleitungen durch Crimpen, Schweißen, Klemmen, etc. unlösbar angebunden. Der Kontakt zum Gegenstecker, z. B. zu den Pins einer Pinleiste, ist dagegen löslich ausgeführt und wird meist über ein federndes Element oder eine formschlüssige geometrische Paarung hergestellt.
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß ist ein MID(Moulded Interconnect Device)-Stecker bereitgestellt, bei dem der Kontaktträger bzw. das Steckergehäuse mit den elektrischen Kontakten in einem Kunststoffbauteil vereint sind, an das nur noch die Leitungen des Steckers angebunden werden. Der Kontaktträger bzw. das Steckergehäuse besteht aus einem 2-Komponenten-Spitzgussteil, das für mindestens einen, vorzugsweise für jeden Kontakt eine Durchkontaktierung besitzt, die selektiv metallisiert wird. Dazu wird ein galvanisier- bzw. metallisierbarer Kunststoff (z. B. Liquid Crystalline Polymers (LCP)) und ein nichtmetallisierbarer Kunststoff (z. B. Polyphenylensulfid (PPS)) verwendet. Als Metallisierungsschichten eignen sich Kupfer oder Aluminium, auf denen weitere Metallschichten (z. B. Gold) aufgebracht werden können.
Neben einem oder mehreren solchen metallisierten Kontakten kann der erfindungsgemäße MID-Stecker auch separate Kontakte, die also nicht durch Metallisierung gebildet sind, aufweisen.
Vorzugsweise werden Leitungen auf der Steckerrückseite in die Durchkontaktierungen eingeführt und über einen Klebe- bzw. Lötprozess angebunden. Die Kontaktseite zum Gegenstecker besitzt bevorzugt Kontaktfederelemente aus metallisiertem Kunststoff, die an die Durchkontaktierungen elektrisch angebunden sind. Um Dichtheitsanforderungen zu erfüllen und die mechanische Anbindung zu verbessern, kann der Anschlussbereich, in dem die Leitungen an den Kontaktträger elektrisch angebunden sind, zusätzlich mit Gel vergossen werden. Dies trägt auch zu einer verbesserten mechanischen Anbindung der Leitungen an den Kunststoffträger bei. Es ist auch möglich, weitere Steckerelemente wie z. B. Radialdichtungen, Hebel, Rasthaken, Kabelabgangskappe, mit diesem Konzept zu kombinieren.
Separate metallische Kontakte, z. B. Stanzteile, sind erfindungsgemäß nicht mehr erforderlich. Die Erfindung stellt somit eine alternative Möglichkeit zum Aufbau von Steckern dar. Indem die elektrischen Kontakte fest in den Kontaktträger und in einen gemeinsamen Herstellungsprozess integriert sind, verkürzt sich die Prozesskette. Darüber hinaus ergeben sich Chancen zur Miniaturisierung von Steckern, da sich mittels des Spritzgießens sehr feine Strukturbreiten und somit geringe Kontaktbreiten realisieren lassen. Da außerdem die Leitungen nicht durch Crimpen angebunden werden, entfällt der für die Crimpverbindung bisher am Stecker benötigte Bauraum.
Die Erfindung bietet eine kostengünstige Möglichkeit, Stecker für unterschiedliche Anwendungen (Consumerbereich, Automotive, Industrie) aufzubauen. Denkbar sind beispielsweise Kabelbaumstecker im Auto oder Steckverbindungen in PCs, Haushaltsgeräten etc.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnungen
Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung stark schematisiert wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1a, 1b ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen MID-Steckers für eine Pinleistenkontaktierung in einem Längsschnitt ( 1a) und in einer Frontansicht (1b); und
2a, 2b ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen MID-Steckers für eine Leiterplattendirektkontaktierung in einem Längsschnitt (2a) und in einer Frontansicht (2b).
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Der in 1a und 1b gezeigte Stecker 1 ist ein „Female MID-Stecker” zum elektrischen Kontaktieren einer Pinleiste (nicht gezeigt). Der Stecker 1 weist einen als Steckergehäuse ausgebildeten Kontaktträger 2 aus Kunststoff und elektrische Kontakte 3 zum Kontaktieren der Pins der Pinleiste auf.
Der Kontaktträger 2 ist ein 2-Komponenten-Kunststoffteil, dessen eine Komponente 2a ein nichtmetallisierbarer Kunststoff (z. B. Polyphenylensulfid (PPS)) und dessen andere Komponente 2b ein galvanisier- bzw. metallisierbarer Kunststoff (z. B. Liquid Crystalline Polymers (LCP)) ist. Jeder elektrische Kontakt 3 ist jeweils durch eine auf die metallisierbare Kunststoffkomponente 2a selektiv aufgebrachte Metallisierungsschicht 4 gebildet. Als Galvanisierungs- bzw. Metallisierungsschicht 4 eignen sich beispielsweise Kupfer oder Aluminium, auf die eine oder mehrere weitere Metallschichten 5 (z. B. Gold) aufgebracht werden können.
Der Kontaktträger 2 weist für jeden Pin der Pinleiste einen eigenen Steckkanal 6 auf, der in der metallisierbaren Kunststoffkomponente 2a von der Steckervorderseite 7 bis zur Steckerrückseite 8 verläuft. Die auf die metallisierbare Kanaloberfläche aufgebrachte Metallisierungsschicht 4 bildet den elektrischen Kontakt 3 aus und stellt somit eine Durchkontaktierung von der Steckervorderseite 7 bis zur Steckerrückseite 8 dar. In jeden Steckkanal 6 ragt ein aus der metallisierbaren Kunststoffkomponente 2b bestehendes Kontaktfederelement (Kontaktzunge) 9, dessen in den Steckkanal 6 ragende Oberfläche ebenfalls mit der Metallisierungsschicht 4 metallisiert ist und an die Durchkontaktierung elektrisch angebunden ist. Das Kontaktfederelement 9 wird durch den Pin der Pinleiste ausgelenkt und elektrisch kontaktiert.
An seinem rückseitigen Kabelanschlussbereich 10 weist der Kontaktträger 2 für jeden elektrischen Kontakt 3 eine Kabelstecköffnung 11, die ebenfalls mit der Metallisierungsschicht 4 metallisiert ist und an die Durchkontaktierung elektrisch angebunden ist. Ein Anschlusskabel 12 des elektrischen Kontakts 3 wird – ggf. mittels einer angelöteten Einsteck- bzw. Versteifungskappe 13 – in die Kabelstecköffnung 11 eingesteckt und mit der dort vorgesehenen Metallisierungsschicht 4 verlötet oder elektrisch leitend verklebt. Um Dichtheitsanforderungen zu erfüllen und die mechanische Anbindung zu verbessern, kann das Anschlusskabel 12 mit dem Kontaktträger 2 zusätzlich mit einem Gel vergossen werden.
In 2a und 2b ist ein anderer MID-Stecker 1' zum direkten elektrischen Kontaktieren einer Leiterplatte gezeigt. Vom Stecker 1 unterscheidet sich der Stecker 1' lediglich dadurch, dass hier der Kontaktträger 2 bzw. das Steckergehäuse an der Steckervorderseite eine Steckaufnahme 20 mit zwei seitlichen Kantenführungen 21 zum Einstecken einer Leiterplatte (nicht gezeigt) aufweist. Zum Kontaktieren von beidseitig vorgesehenen Kontaktflächen der Leiterplatte weist der Kontaktträger 2 eine Reihe von oberen und unteren Kontaktfederelementen 9 auf, zwischen denen die Leiterplatte eingesteckt wird. Wie bei den Kontaktfederelementen 9 des Steckers 1 ist auch die in die Steckaufnahme 20 ragende Oberfläche der Kontaktfederelemente 9 bis zur Steckerrückseite 8 mit der Metallisierungsschicht 4 metallisiert und somit durchkontaktiert. Durch Einstecken der Leiterplatte werden die Kontaktfederelemente 9 ausgelenkt und kontaktieren die Kontaktflächen der Leiterplatte.
Es ist möglich, zusätzliche Steckerelemente wie Radialdichtungen, Hebel, Rasthaken, Kabelabgangskappe, in den Kontaktträger 2 zu integrieren.

Claims

Stecker (1; 1') zum elektrischen Kontaktieren mindestens eines Gegensteckers, mit einem Kontaktträger (2), insbesondere Steckergehäuse, aus Kunststoff und mit mindestens einem elektrischen Kontakt (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (2) ein 2-Komponenten-Kunststoffteil ist, dessen eine Komponente (2a) ein nichtmetallisierbarer Kunststoff und dessen andere Komponente (2b) ein metallisierbarer Kunststoff ist, und dass der mindestens eine elektrische Kontakt (3) durch eine auf die metallisierbare Kunststoffkomponente (2b) aufgebrachte Metallisierungsschicht (4) gebildet ist.
Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere elektrische Kontakte (3) vorgesehen sind, von denen zumindest einige, insbesondere alle, jeweils durch eine auf die metallisierbare Kunststoffkomponente (2b) aufgebrachte Metallisierungsschicht (4) gebildet sind.
Stecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die metallisierbare Kunststoffkomponente (2b) aufgebrachte Metallisierungsschicht (4) aus Kupfer oder Aluminium ist.
Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Metallisierungsschicht (4), die auf die metallisierbare Kunststoffkomponente (2b) aufgebracht ist, eine oder mehrere Metallschichten (5) aufgebracht sind.
Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (2) mindestens ein durch den Gegenstecker auslenkbares Kontaktfederelement (9) aus der metallisierbaren Kunststoffkomponente (2b) aufweist, auf das die Metallisierungsschicht (4) aufgebracht ist.
Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die aufgebrachte Metallisierungsschicht (4) bis zu einem Kabelanschlussbereich (10) des Kontaktträgers (2) erstreckt.
Stecker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (2) an seinem Kabelanschlussbereich (10) für den mindestens einen elektrischen Kontakt (3) eine Kabelstecköffnung (11) aufweist und sich die aufgebrachte Metallisierungsschicht (4) bis in die Kabelstecköffnung (11) erstreckt.
Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlusskabel (12) des elektrischen Kontakts (3) im Kabelanschlussbereich (10) des Kontaktträgers (2) mit der dort vorgesehenen Metallisierungsschicht (4) elektrisch leitend verbunden, insbesondere verlötet oder verklebt ist.
Stecker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelanschlussbereich (10) samt dem damit verbundenen Anschlusskabel (12), insbesondere mit Gel, vergossen ist.