DE102018104262A1 - Verfahren zur herstellung eines hochfrequenz-steckverbinders sowie zugehörige vorrichtung - Google Patents

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Frank Tatzel
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hochfrequenz-Steckverbinders Das Verfahren beinhaltet ein Herstellen eines Grundkörperteils aus einem dielektrischen Material mittels eines additiven Fertigungsverfahrens. Das Grundkörperteil weist eine Durchführung zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende einer Längserstreckung des Grundkörperteils und eine Stirnfläche am ersten Ende zur Kontaktierung mit einem Gegensteckverbinder auf. Außerdem beinhaltet das Verfahren ein Beschichten des dielektrischen Grundkörperteils mit einer elektrisch leitfähigen Schicht und ein Entfernen der elektrisch leitfähigen Schicht in einem die Durchführung jeweils umschließenden Bereich an der Stirnfläche am ersten Ende und an dem zweiten Ende des Grundkörperteils. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Hochfrequenz-Steckverbinder.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hochfrequenz-Steckverbinders sowie eine zugehörige Vorrichtung.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Eine elektrische Verbindung zwischen einem Kabel und einem weiteren Kabel wird mittels eines zueinander steckbaren Paares aus einem Steckverbinder und einem zugehörigen Gegensteckverbinder hergestellt und wieder gelöst.
  • Eine derartige Steckverbindung lässt sich auch zwischen einem Kabel und einer Leiterplatte bzw. zwischen einem Kabel und einem Gehäuse einer Elektronikbaugruppe realisieren. Auch zwischen zwei Leiterplatten bzw. zwischen einer Leiterplatte und einem Gehäuse einer Leiterplatte bzw. zwischen den Gehäusen von zwei Elektronikbaugruppen lässt sich jeweils eine Steckverbindung verwirklichen.
  • Derartige Steckverbinder realisieren nicht nur eine elektrische Verbindung für ein oder mehrere Gleichspannungssignale oder Niederfrequenzsignale, sondern auch für ein oder mehrere Hochfrequenzsignale. Unter einem Hochfrequenzsignal wird hierbei und im Folgenden ein Signal mit einer Frequenz ab 3 MHz bis 30 THz, also fast der gesamte Bereich des elektromagnetischen Spektrums, verstanden.
  • Gemäß beispielsweise der DE 10 2011 103 524 A1 setzt sich jeder Steckverbinder für ein Hochfrequenzsignal wenigstens aus einem Innenleiterelement, einem dazu koaxial angeordneten Außenleiterelement und einem dazwischen angeordneten Isolatorelement, das das Innenleiterelement vom Außenleiterelement beabstandet, zusammen.
  • Das Innenleiterelement, das Isolatorelement und das Außenleiterelement werden als separate Bauteile konventionell mittels Zerspanungstechnologie, beispielsweise Drehen, oder mittels Umformtechnologie, beispielsweise Stanzen und Biegen, gefertigt. Anschließend werden die Einzelbauteile vergleichsweise aufwendig zu einem Steckverbinder montiert.
  • Zur Übertragung eines Hochfrequenzsignals auf der Übertragungsstrecke - Kabel bzw. Leiterplatte, Steckverbinder, Gegensteckverbinder, Kabel bzw. Leiterplatte - ist die Impedanz des Steckverbinders und des Gegensteckverbinders an die Impedanz des Kabels und der Hochfrequenzsignalleitung auf der Leiterplatte anzupassen. Ist die Impedanz nicht angepasst, so kommt es zu unerwünschten Reflexionen des zu übertragenden Hochfrequenzsignals an den einzelnen Schnittstellen.
  • Die Anforderung einer Impedanzanpassung für Steckverbinder bis in den Höchstfrequenzbereich stellt in Kombination mit erhöhten mechanischen und thermischen Anforderungen, beispielsweise Vibrationsfestigkeit, Verschleißfestigkeit, Temperaturbeständigkeit usw., und speziellen geometrischen Anforderungen nicht selten eine Machbarkeitsgrenze für konventionelle Fertigungstechnologien dar.
  • Eine weitere technische Anforderung an zukünftige Steckverbinder-Generationen liegt in der zunehmenden Miniaturisierung des Steckverbinders. Hochfrequenz-Steckverbinder, die eine Vielzahl von Hochfrequenzsignalen auf engstem Raum in unterschiedlichen Anwendungsgebieten übertragen, erfordern Dimensionen im Mikrometerbereich und u.U. im Nanometerbereich. Insbesondere bei derartigen Anforderungen wird die konventionelle Fertigungstechnologie an ihre Grenzen kommen.
  • Dies ist ein Zustand, den es zu verbessern gilt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur kostengünstigen Herstellung eines Steckverbinders für mindestens ein Hochfrequenzsignal anzugeben, der hinsichtlich seiner elektrischen und mechanischen Eigenschaften optimiert ist und auch in einer sehr geringen Ausdehnung mit Qualität herstellbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Hochfrequenz-Steckverbinders mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Demgemäß ist vorgesehen:
    • Ein Verfahren zur Herstellung eines Hochfrequenz-Steckverbinders mit folgenden Verfahrensschritten:
      • - Herstellen eines Grundkörperteils des Hochfrequenz-Steckverbinders aus einem dielektrischen Material mittels eines additiven Fertigungsverfahrens,
      • - wobei das Grundkörperteil eine Durchführung zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende einer Längserstreckung des Grundkörperteils und
      • - eine Stirnfläche am ersten Ende zur Kontaktierung mit einem Gegensteckverbinder aufweist,
      • - Beschichten des dielektrischen Grundkörperteils mit einer elektrisch leitfähigen Schicht und
      • - Entfernen der elektrisch leitfähigen Schicht in einem die Durchführung umschließenden Bereich an der Stirnfläche am ersten Ende und an dem zweiten Ende des Grundkörperteils.
  • Erfindungsgemäß wird ein Grundkörperteil des Hochfrequenz-Steckverbinders aus einem dielektrischen Material mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt, das eine Durchführung zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende seiner Längserstreckung aufweist. Ein Grundkörperteil mit einer derartigen Ausformung und aus einem derartigen Material wird für ein Isolatorelement des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinders verwendet.
  • Der Hochfrequenz-Steckverbinder ist bevorzugt aus einem einstückigen Grundkörperteil zusammengesetzt. Im Sonderfall eines mehrstückigen Grundkörperteils werden die dielektrischen Einzelteile des Grundkörperteils vor dem Beschichten geeignet, beispielsweise mittels Klebung, miteinander verbunden.
  • Erfindungsgemäß wird außerdem das dielektrische Grundkörperteil mit einer elektrisch leitfähigen Schicht beschichtet. Schließlich wird erfindungsgemäß die elektrisch leitfähige Schicht in einem die Durchführung jeweils umschließenden Bereich an der Stirnfläche am ersten Ende und am zweiten Ende des Grundkörperteils entfernt. Auf diese Weise wird vorteilhaft ein Hochfrequenz-Steckverbinder mit einer Innenleiterbeschichtung und einer Außenleiterbeschichtung erzeugt, die jeweils durch das dielektrische Material des Grundkörperteils voneinander elektrisch isoliert sind.
  • Der wesentliche Vorteil dieses erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens liegt darin, dass die Einzelbauteile des Hochfrequenz-Steckverbinders, d.h. das Innenleiterelement, das Isolatorelement und das Außenleiterelement, nicht mehr einzeln gefertigt und anschließend vergleichsweise aufwendig zum fertigen Hochfrequenz-Steckverbinder montiert werden müssen. Stattdessen wird der Hochfrequenz-Steckverbinder über drei sequenziell ablaufende Fertigungsschritte hergestellt, die automatisiert werden können.
  • Außerdem ermöglicht die Herstellung des Grundkörperteils aus einem dielektrischen Material mittels eines additiven Fertigungsverfahrens im Vergleich zur Einzelteilfertigung in einer konventionellen Fertigungstechnologie vorteilhaft die Realisierung von sehr komplexen und extrem kleinen Geometrien. Diese komplexen und kleinen Geometrien lassen sich zusätzlich vorteilhaft mit komplexen Werkstoffkombinationen verbinden. Damit lassen sich Hochfrequenz-Steckverbinder mit komplexen elektrischen und mechanischen Anforderungen herstellen. Insbesondere lässt sich ein Hochfrequenz-Steckverbinder mit einer Impedanz herstellen, die entlang seiner gesamten Längserstreckung einstellbar ist.
  • Unter einer einstellbaren Impedanz eines Hochfrequenz-Steckverbinders wird hierbei und im Folgenden eine Impedanz verstanden, die zwischen den beiden Schnittstellen am ersten und zweiten Ende des Grundkörpers an die Impedanz des jeweiligen Steckpartners, d.h. des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders, des Hochfrequenzkabels oder Hochfrequenzsignalleitung auf einer Leiterplatte, angepasst ist. Eine bevorzugt konstante Impedanz über die gesamte Längserstreckung wird durch eine geeignete Formgebung und Materialwahl des Grundkörperteils realisiert. Im Sonderfall einer unterschiedlichen Impedanz der beiden Steckpartner wird eine angepasste Impedanz erreicht, indem mittels Formgebung und Materialwahl im Grundkörperteil ein stetiger oder zumindest mehrfach gestufter Übergang zwischen den beiden unterschiedlichen Werten am ersten und zweiten Ende des Grundkörperteils verwirklicht wird.
  • Unter einem „additiven Fertigungsverfahren“, das auch als „generatives Fertigungsverfahren“ bezeichnet wird, wird hierbei und im Folgenden ein Fertigungsverfahren verstanden, das auf der Basis von rechnerinternen Datenmodellen aus formlosem (Flüssigkeiten, Gelen/Pasten, Pulver u. ä.) oder formneutralem (band-, drahtförmig, blattförmig) Material mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse Erzeugnisse hoch präzise und kostengünstig herstellt. Obwohl es sich um formende Verfahren handelt, sind für ein konkretes Erzeugnis keine speziellen Werkzeuge erforderlich, die die jeweilige Geometrie des Werkstücks gespeichert haben (zum Beispiel Gussformen).
  • Zur Realisierung sehr kleiner Geometriestrukturen des Hochfrequenz-Steckverbinders eignet sich bevorzugt die 3D-Laser-Lithographie, insbesondere bevorzugt die 2-Photonen-Laser-Lithographie. Mit der hierbei verwendeten Multi-Photonen-Polymerisation wird ein fotosensitives Material, bevorzugt ein flüssiges fotosensitives Material, insbesondere bevorzugt ein pastöses fotosensitives Material, mittels eines Lasers bevorzugt in einzelnen Laserlichtblitzen beschossen und härtet dabei an speziellen Stellen aus. Auf diese Weise wird das Grundkörperteil des Hochfrequenz-Steckverbinders schrittweise aus dem fotosensitiven dielektrischen Material aufgebaut.
  • Nach der Herstellung des dielektrischen Grundkörperteils des Hochfrequenz-Steckverbinders mittels eines additiven Fertigungsverfahrens wird das Grundkörperteil mit einer elektrisch leitfähigen Schicht beschichtet. Als Beschichtungsverfahren eignet sich bevorzugt ein elektrochemisches Beschichtungsverfahren, beispielsweise ein Galvanik-Prozess. In einem Galvanikbad mit einem Elektrolyten wird hierbei ein elektrischer Stromkreis zwischen einer Kathode, die mit dem zu galvanisierenden Körper verbunden ist, und einer Anode aus dem Beschichtungsmaterial aufgebaut. Als Beschichtungsmaterial eignet sich bevorzugt Kupfer. Daneben kann auch Palladium, Silber, Gold, Nickel, Zinn oder Bleizinn zum Einsatz kommen.
  • Neben einem elektrochemischen Prozess kann für das Beschichten auch ein chemisches Verfahren verwendet werden. Bei einem chemischen Verfahren reagiert ein Ausgangsstoff, der an ein Trägergas gebunden ist oder in einer Flüssigkeit gelöst ist, unter bestimmten Reaktionsbedingungen, beispielsweise Temperatur und Druck, mit dem Grundkörperteil aus dielektrischen Material und erzeugt als Reaktionsergebnis eine elektrisch leitfähige Schicht, bevorzugt eine metallische Schicht.
  • Schließlich ist als Beschichtungsverfahren auch ein physikalisches Verfahren möglich, wie beispielsweise das SputterVerfahren oder andere Verdampfungsverfahren, einsetzbar.
  • Alternativ ist als alternative Beschichtung auch eine Kombination eines elektrochemischen Verfahrens mit einem chemischen Verfahren oder eine Kombination eines elektrochemischen Verfahrens mit einem physikalischen Verfahren denkbar.
  • Für das Entfernen der elektrisch leitfähigen Schicht an einem ersten und an einem zweiten Ende des Grundkörperteils in einem die Durchführung des Grundkörperteils umschließenden Bereich kann ein mechanisches Verfahren wie beispielsweise das Abschleifen der mindestens einen elektrisch leitfähigen Schicht mit einem hierfür geeignet ausgelegten Schleifwerkzeug zum Einsatz kommen.
  • Daneben kann das Entfernen der elektrisch leitfähigen Schicht auch über ein physikalisches bzw. optisches Verfahren, beispielsweise mittels Laserablation oder Laserverdampfung, durchgeführt werden. Hierbei wird die elektrisch leitfähige Schicht von einer Oberfläche des Grundkörperteils durch Beschuss mit einer Laserstrahlung entfernt. Die hierbei verwendete Laserstrahlung weist eine hohe Leistungsdichte auf, die zu einer rapiden Erhitzung und Ausbildung eines Plasmas an der Oberfläche führt. Hierbei werden die chemischen Bindungen der elektrisch leitfähigen Schicht, bevorzugt der metallischen Schicht, aufgebrochen und/oder aus der Oberfläche des Grundkörperteils geschleudert.
  • Schließlich kann die elektrisch leitfähige Schicht auch über ein chemisches Verfahren, beispielsweise über den sogenannten Lift-Off-Prozess, entfernt werden. Hierzu wird zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht und dem Grundkörperteil aus dielektrischem Material eine Opferschicht bevorzugt aus Fotolack aufgebracht. Über einen nasschemischen Prozess mit einem Lösungsmittel, beispielsweise Aceton, wird die Opferschicht entfernt. Mit der Opferschicht wird auch die elektrisch leitfähige Schicht mit abgehoben (englisch: lift off) und weggewaschen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung wird die Schichtdicke der Beschichtung, d.h. der elektrisch leitfähigen Schicht, innerhalb der Durchführung vergleichsweise größer als die Schichtdicke der elektrisch leitfähigen Beschichtung an der Außenmantelfläche des Grundkörperteils ausgebildet. Auf diese Weise lassen sich auch Hochfrequenzsignale mit einem höheren Leistungspegel über den Hochfrequenz-Steckverbinder übertragen. Im Extremfall füllt die Beschichtung die Durchführung vollständig aus.
  • Insbesondere bei Anwendung eines elektrochemischen Beschichtungsverfahrens, d.h. bei Anwendung eines Galvanik-Prozesses, ist vor dem Aufbringen der eigentlichen elektrisch leitfähigen Schicht funktionsbedingt eine elektrisch leitfähige Startschicht, bevorzugt eine metallische Startschicht, auf dem elektrisch isolierenden Material des Grundkörperteils mittels beispielsweise eines chemischen Verfahrens aufzubringen.
  • Somit beinhaltet das Beschichten des dielektrischen Grundkörperteils mit einer elektrisch leitfähigen Schicht bevorzugt ein Beschichten des dielektrischen Grundkörperteils mit mehreren elektrisch leitfähigen Schichten, bevorzugt mit mehreren metallischen Schichten. Die einzelnen metallischen Schichten, d.h. die Startschicht und die darauf aufgesetzte mindestens eine weitere metallische Schicht, sind bevorzugt aus einem unterschiedlichen metallischen Material. Durch geeignete Wahl der Schichtfolgen lassen sich auf diese Weise insbesondere in den Kontaktierungsbereichen besonders ausgeprägte elektrische und mechanische Eigenschaften, beispielsweise ein minimierter Kontaktwiderstand oder eine optimierte Abriebfestigkeit, realisieren.
  • Anstelle von einer Durchführung zwischen dem ersten und dem zweiten Ende der Längserstreckung des dielektrischen Grundkörperteils können auch zwei Durchführungen zwischen dem ersten und zweiten Ende des Grundkörperteils ausgebildet werden. In diesem Fall lässt sich ein Hochfrequenz-Steckverbinder für ein differenzielles Hochfrequenzsignal realisieren. Schließlich sind auch mehrere Paare von Durchführungen für einen Hochfrequenz-Steckverbinder für mehrere differenzielle Hochfrequenz-Signale möglich. Die Paare von Durchführungen zur Übertragung von mehreren differenziellen Hochfrequenz-Signalen können im dielektrischen Grundkörperteil jeweils sternförmig zueinander oder jeweils parallel zueinander angeordnet werden.
  • Das additive Fertigungsverfahren bietet vorteilhaft im Gegensatz zur konventionellen Fertigungstechnologie die Möglichkeit, sehr komplexe geometrische Formen im Steckbereich eines Hochfrequenz-Steckverbinders zu realisieren. Auf diese Weise lassen sich vollkommen neue Konturen zur elektrischen Kontaktierung im gesteckten Zustand und zur mechanischen Führung im Steckprozess zwischen einem Hochfrequenz-Steckverbinder und einem zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders realisieren. Gleichzeitig lässt sich eine eingestellte Impedanz entlang der Längserstreckung des Hochfrequenz-Steckverbinders verwirklichen.
  • Hierzu werden am ersten Ende des Grundkörperteils des Hochfrequenz-Steckverbinders außenleiter- und innenleiterseitige Kontaktierungsbereiche zur elektrischen Kontaktierung mit zum zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinder gehörigen außenleiter- und innenleiterseitigen Kontaktierungsbereichen ausgebildet. Jeweils einer der beiden Kontaktierungsbereiche kann zusätzlich als Führungsbereich im Steckprozess dienen. Im Fall einer außenleiterseitigen und innenleiterseitigen Stirnkontaktierung wird keiner der beiden Kontaktierungsbereiche als Führungsbereich verwendet.
  • Am zweiten Ende des Grundkörperteils des Hochfrequenz-Steckverbinders werden die außenleiter- und innenleiterseitigen Kontaktierungsbereiche zuzüglich der Führungsbereiche mit einem weiteren Hochfrequenz-Gegensteckverbinder, einem Hochfrequenzkabel oder einer Leiterplatte mit einer Hochfrequenzleitungsstruktur ausgebildet.
  • In einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird das Grundkörperteil an seinem ersten Ende außenleiterseitig in der Längsachsrichtung des Hochfrequenz-Steckverbinders verlängert. Die Verlängerung des Grundkörperteils wird hierbei buchsenförmig mithilfe des additiven Fertigungsverfahrens aufgebaut. Diese buchsenförmige Verlängerung des Grundkörperteils dient zur außenleiterseitigen Kontaktierung und zur Führung des Hochfrequenz-Steckverbinders und des zugehörigem Hochfrequenz-Gegensteckverbinders.
  • Dieser Hochfrequenz-Gegensteckverbinder kann bevorzugt ebenfalls mit einem additiven Fertigungsverfahren hergestellt werden. Alternativ kann der Hochfrequenz-Gegensteckverbinder auch mittels eines konventionellen Fertigungsverfahrens hergestellt werden.
  • Unter einer außenleiterseitigen buchsenförmigen Verlängerung wird hierbei bevorzugt eine hülsenförmige Verlängerung zur Aufnahme eines stiftförmig ausgeformten Außenleiters eines Hochfrequenz-Gegensteckverbinders verstanden.
  • Der Innendurchmesser der buchsenförmigen Verlängerung wird dabei so ausgebildet, dass bei einem korrespondierenden Außendurchmesser des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders eine form- oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Außenleiter eines Hochfrequenz-Gegensteckverbinders und damit ein guter elektrischer Übergangswiderstand herstellbar sind. Zur außenleiterseitigen Kontaktierung des Hochfrequenz-Steckverbinders wird die außenleiterseitige Beschichtung an der Außenmantelfläche des Grundkörperteils über die Innenmantelfläche der buchsenförmigen Verlängerung geführt. Damit wird die Innenmantelfläche der buchsenförmigen Verlängerung zum außenleiterseitigen Kontaktierungsbereich.
  • Die Länge der buchsenförmigen Verlängerung des dielektrischen Grundkörperteils wird so ausgebildet, dass einerseits eine ausreichende elektrische Kontaktierungsfläche zum Außenleiter des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders und andererseits eine ausreichende Führungsfläche für den Hochfrequenz-Gegensteckverbinder im Hochfrequenz-Steckverbinder gesichert sind. Außerdem ist hiermit sichergestellt, dass ein axialer Versatz und ein Winkelversatz zwischen dem Hochfrequenz-Steckverbinder und dem zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinder jeweils innerhalb technisch festgelegter Toleranzen liegen oder anderweitig abgefangen werden.
  • In einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird das Grundkörperteil innenleiterseitig an seinem ersten Ende in der Längsachsrichtung des Hochfrequenz-Steckverbinders verlängert. Die Verlängerung des Grundkörperteils wird hierbei stiftförmig mithilfe des additiven Fertigungsverfahrens aufgebaut. Die innenleiterseitige stiftförmige Verlängerung des Grundkörperteils dient einerseits zur innenleiterseitigen elektrischen Kontaktierung des Hochfrequenz-Steckverbinders mit einem zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinder. Außerdem dient die innenleiterseitige stiftförmige Verlängerung des Grundkörperteils zur Führung des Hochfrequenz-Steckverbinders in einem bevorzugt buchsenförmig ausgeformten Innenleiter des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders.
  • Hinsichtlich der Auslegung des Außendurchmessers und der Länge der stiftförmigen innenleiterseitigen Verlängerung des Grundkörperteils in der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens gilt korrespondierend das obig zur Auslegung des Innendurchmessers und der Länge der buchsenförmigen außenleiterseitigen Verlängerung des Grundkörperteils Gesagte.
  • In der stiftförmigen Verlängerung des Grundkörperteils wird bevorzugt in der Längsachsrichtung des Hochfrequenz-Steckverbinders eine Durchführung, bevorzugt mindestens eine Durchführung, mithilfe des additiven Fertigungsverfahrens ausgeformt. Auf diese Weise ist gesichert, dass die metallische Schicht auf der Außenoberfläche der innenleiterseitigen stiftförmigen Verlängerung zusammenhängend ohne Unterbrechung mit der innenleiterseitigen metallischen Schicht in der Durchführung des Grundkörperteils verbunden ist.
  • In einer bevorzugten Ausprägung der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird eine innenleiterseitige stiftförmige Verlängerung des Grundkörperteils mit einer sternförmigen Struktur aufgebaut.
  • Unter einer Ausbildung einer sternförmigen Struktur der stiftförmigen Verlängerung des Grundkörperteils wird hierbei der Aufbau von mehreren im Wesentlichen gleich geformten Bereichen verstanden, die ausgehend vom innenleiterseitigen Bereich des Grundkörperteils jeweils in einem bestimmten Winkel zueinander benachbart bis zur Längsachse des Hochfrequenz-Steckverbinders verlaufen.
  • Die stiftförmige Verlängerung des Grundkörperteils mit sternförmiger Struktur bietet vorteilhaft eine Mehrfachkontaktierung zwischen der innenleiterseitigen stiftförmigen Verlängerung des zum Hochfrequenz-Steckverbinder gehörigen Grundkörperteils und dem zugehörigen buchsenförmigen Innenleiter des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders.
  • In einer ersten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird die innenleiterseitige stiftförmige Verlängerung des Grundkörperteils aus einer Anzahl n von lamellenförmigen Bereichen aus dielektrischem Material aufgebaut. Hierbei schließen jeweils zwei benachbarte lamellenförmige Bereiche einen Winkel von 360°/n ein. Diese lamellenförmigen Bereiche werden so aufgebaut, dass sie einerseits im Bereich der Längsachse des Hochfrequenz-Steckverbinders miteinander verbunden sind und andererseits jeweils im innenleiterseitigen Bereich des Grundkörperteils mit dem restlichen Grundkörperteil verbunden sind. Zwischen zwei benachbarten lamellenförmigen Bereichen wird somit jeweils eine axiale Durchführung in der stiftförmigen Verlängerung des Grundkörperteils ausgeformt.
  • Zur Verbesserung einer radialen Kontaktierung mit dem Hochfrequenz-Gegensteckverbinder, insbesondere zur Realisierung einer bevorzugt halbkugelförmigen radialen Kontaktierung, wird mithilfe des additiven Fertigungsverfahrens an einer Stirnfläche jedes lamellenförmigen Bereiches jeweils eine Kontakterhöhung aufgebaut. Diese Kontakterhöhung weist eine Ausformung mit einem sich in Richtung des Kontaktierungspunktes bzw. der Kontaktierungsfläche sich verkleinernden Querschnitt auf. Sie kann beispielsweise die Form einer Halbkugel, einer Hälfte eines Ellipsoids, einer Kegelspitze oder einer Pyramidenspitze annehmen.
  • Um einen ausreichenden Kontaktdruck von der innenleiterseitigen stiftförmigen Verlängerung des zum Hochfrequenz-Steckverbinder gehörigen Grundkörperteils auf den buchsenförmigen Innenleiter des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders auszuüben, wird jeder lamellenförmige Bereich der schlitzförmigen Verlängerung elastisch ausgebildet. Hierzu wird in jedem lamellenförmigen Bereich jeweils eine Durchgangsbohrung ausgeformt. Der Querschnitt der Durchgangsbohrung kann jede technisch sinnvolle Ausformung annehmen, beispielsweise kreisförmig, quadratisch, rechteckig, polygonal, elliptisch, oval, „bananenförmig“ usw..
  • Alternativ können die einzelnen lamellenförmigen Bereiche der innenleiterseitigen stiftförmigen Verlängerung im Hinblick auf eine Elastizität auch aus einem elastischen dielektrischen Material aufgebaut werden.
  • Die Seitenflächen jedes einzelnen lamellenförmigen Bereiches der stiftförmigen Verlängerung des Grundkörperteils können so ausgeformt werden, dass sie eine radiale Querschnittskontur eines Stiftes aufweisen. Bevorzugt kann neben einer konischen Ausformung auch eine konkav gewölbte Ausformung Verwendung finden.
  • Alternativ zum Aufbau einer Kontakterhöhung an der Stirnfläche zur Realisierung einer radialen Kontaktierung wird in einer zweiten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ein Hochfrequenz-Steckverbinder hergestellt, in dem auf den beiden Seitenflächen jedes lamellenförmigen Bereiches der stiftförmigen Verlängerung des Grundkörperteils jeweils eine Kontakterhöhung zur Realisierung einer lateralen Kontaktierung aufgebaut wird. Die Ausformung der Kontakterhöhung zur lateralen Kontaktierung entspricht der Kontakterhöhung zur radialen Kontaktierung.
  • Hierbei kontaktieren die Kontakterhöhungen an den beiden Seitenflächen jedes lamellenförmigen Bereiches der stiftförmigen Verlängerung mit den Seitenflächen von jeweils benachbarten und elastisch ausgebildeten Vorsprüngen, die in den Hohlraum eines buchsenförmigen Innenleiters des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders hineinragen. Das Herstellungsverfahren eines Hochfrequenz-Steckverbinders mit derartigen innenleiterseitigen Vorsprüngen wird weiter unten im Detail noch erläutert.
  • In einer dritten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird ebenfalls eine stiftförmige Verlängerung des Grundkörperteils mit sternförmiger Struktur hergestellt. Die innenleiterseitige stiftförmige Verlängerung des Grundkörperteils wird hierbei aus einer Anzahl n von rippenförmigen Bereichen aufgebaut. Hierbei schließen jeweils zwei benachbarte rippenförmige Bereiche einen Winkel von 360°/n ein. Diese rippenförmigen Bereiche werden so aufgebaut, dass sie einerseits im Bereich der Längsachse des Hochfrequenz-Steckverbinders miteinander verbunden sind und andererseits jeweils im innenleiterseitigen Bereich des Grundkörperteils mit dem restlichen Grundkörperteil verbunden sind. Zwischen zwei benachbarten rippenförmigen Bereichen wird somit ebenfalls jeweils eine axiale Durchführung in der stiftförmigen Verlängerung des Grundkörperteils ausgeformt.
  • An den Stirnflächen der einzelnen rippenförmigen Bereiche der stiftförmigen Verlängerung des Grundkörperteils wird im Hinblick auf eine verbesserte radiale Kontaktierung, bevorzugt einer halbkugelförmigen radialen Kontaktierung, jeweils eine Kontakterhöhung aufgebaut.
  • Zur Erhöhung des Kontaktdruckes der einzelnen rippenförmigen Bereiche der innenleiterseitigen stiftförmigen Verlängerung auf den buchsenförmigen Innenleiter des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders wird durch Ausformung einer Durchgangsbohrung, insbesondere durch Ausformung von mindestens einer Durchgangsbohrung, in jedem rippenförmigen Bereich jeweils eine Elastizität erzeugt. Gegenüber den lamellenförmigen Bereichen weisen die rippenförmigen Bereiche bei ansonsten gleicher Dimensionierung eine höhere Elastizität auf.
  • In einer vierten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird die innenleiterseitige stiftförmige Verlängerung des Grundkörperteils aus einer Anzahl n von federarmförmigen Bereichen aus einem dielektrischen Material aufgebaut. Hierbei schließen zwei zueinander benachbarte federarmförmige Bereiche jeweils einen Winkel von 360°/n ein. Die einzelnen Federarme werden jeweils so aufgebaut, dass sie jeweils beabstandet durch einen Winkel von 360°/n zueinander mit dem innenleiterseitigen Bereich des Grundkörperteils verbunden sind.
  • Zur Verbesserung einer radialen Kontaktierung mit dem Hochfrequenz-Gegensteckverbinder wird mithilfe des additiven Fertigungsverfahrens an einer radial nach außen gerichteten Außenoberfläche jedes federarmförmigen Bereiches jeweils eine Kontakterhöhung aufgebaut.
  • Aufgrund ihrer federarmförmigen Ausformung weist jeder federarmförmige Bereich der stiftförmigen Verlängerung des Grundkörperteils jeweils eine Elastizität auf, die einen ausreichenden Kontaktdruck auf den zu kontaktierenden buchsenförmigen Innenleiter des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders ausübt.
  • Die Anzahl der federarmförmiges Bereiche und die Länge der federarmförmigen Bereiche in Längsachsrichtung des Hochfrequenz-Steckverbinders sind derart auszugestalten, dass einerseits eine ausreichende elektrische Kontaktierung mit dem Hochfrequenz-Gegensteckverbinder und eine sichere Führung des Hochfrequenz-Steckverbinders im buchsenförmigen Innenleiter des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders gesichert ist.
  • In einer dritten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird am ersten Ende des Grundkörperteils innenleiterseitig eine hülsenförmige Verlängerung aufgebaut. Diese hülsenförmige Verlängerung wird an ihrem distalen Ende mehrfach geschlitzt ausgeformt, um mehrere durch einen Schlitz jeweils voneinander beabstandete Federlaschen auszubilden. An den distalen Enden der einzelnen Federlaschen werden mittels des additiven Fertigungsverfahrens jeweils radial nach außen verlaufende Kontakterhöhungen aufgebaut.
  • Die aus einzelnen Federlaschen ausgeformte hülsenförmige Verlängerung kontaktiert mit den zugehörigen radial nach außen verlaufenden Kontakterhöhungen mit dem buchsenförmigen Innenleiter des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders. Die einzelnen Federlaschen werden hierbei mittels des additiven Fertigungsverfahrens so ausgeformt, dass die hülsenförmige Verlängerung eine ausreichende Elastizität aufweist, mit der sie im gesteckten Zustand einen ausreichenden Kontaktdruck auf den Innenleiter des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders ausübt. Über eine ausreichende Längserstreckung der hülsenförmigen Verlängerung des Grundkörperteils wird der Hochfrequenz-Steckverbinder in dem buchsenförmig ausgeführten Innenleiter des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders gesichert geführt.
  • Die metallische Beschichtung wird hierbei bevorzugt von der Innenmantelfläche des Grundkörperteils über die gesamte innenleiterseitige hülsenförmige Verlängerung des Grundkörperteils geführt.
  • Bevorzugt erfolgt die Kontaktierung der hülsenförmigen Verlängerung des zum Hochfrequenz-Steckverbinder gehörigen Grundkörperteils mit einer innenleiterseitig am Kontaktierungsende des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders ausgeformten Stufe.
  • In einer vierten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird am ersten Ende des Grundkörperteils keine Verlängerung des Grundkörperteils aufgebaut. Das erste Ende des Grundkörperteils bildet folglich eine durchgehende Stirnfläche. Diese Stirnfläche am ersten Ende des Grundkörperteils wird innenleiter- und/oder außenleiterseitig, bevorzug innenleiter- und außenleiterseitig, jeweils derart mit einer metallischen Schicht beschichtet, dass ein innenleiterseitiger und ein außenleiterseitiger Kontaktbereich zur innenleiter- bzw. außenleiterseitigen Stirnkontaktierung mit einem zugehörigen innenleiter- bzw. außenleiterseitigen Kontaktbereich eines Hochfrequenz-Gegensteckverbinders ausgebildet wird.
  • Um einen Winkelversatz zwischen dem Hochfrequenz-Steckverbinder und dem Hochfrequenz-Gegensteckverbinder zu verhindern, wird am ersten Ende des Grundkörperteils innenleiterseitig und/oder außenleiterseitig jeweils eine Verlängerung aufgebaut. Innerhalb dieser Verlängerung des Grundkörperteils wird ein Hohlraum ausgeformt. Auf diese Weise wird innenleiterseitig bzw. außenleiterseitig jeweils eine in Längsachsrichtung wirkende Elastizität realisiert, die einen Winkelversatz zwischen den Stirnflächen des Hochfrequenz-Steckverbinders und des zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders im gesteckten Zustand ausgleicht.
  • Die Verlängerung des Grundkörperteils und der zugehörige Hohlraum in der Verlängerung des Grundkörperteils können jeweils beispielsweise ring- oder hülsenförmig ausgeformt werden. Alternativ ist auch eine Realisierung aus mehreren beispielsweise halbkugelförmigen Verlängerungen des Grundkörperteils denkbar, die jeweils auf einem innenleiterseitigen bzw. außenleiterseitigen Kreis, Ellipse oder Rechteck um die Längsachse des Hochfrequenz-Steckverbinders aufgebaut werden. Innerhalb dieser beispielsweise halbkugelförmigen Verlängerungen des Grundkörperteils werden jeweils zugehörige lokal begrenzte Hohlräume ausgeformt.
  • Um einen axialen Versatz zwischen dem Hochfrequenz-Steckverbinder und dem Hochfrequenz-Gegensteckverbinder im gesteckten Zustand zu verhindern, kann einerseits eine elektrisch isolierende Hülse auf den Hochfrequenz-Steckverbinder aufgepresst werden, die über das erste Ende des Grundkörpers hinausragt. Der Innendurchmesser dieser Hülse wird hierbei so ausgelegt, dass der Hochfrequenz-Gegensteckverbinder bei gegebenem Außendurchmesser seines Außenleiters innerhalb der Hülse bevorzugt ohne axiales Spiel geführt wird. Eine andere Variante zur Verhinderung eines axialen Versatzes kann auch eine buchsenförmige Verlängerung des Grundkörpers im Sinne der ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sein.
  • In einer bevorzugten Erweiterung der vierten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird außenleiterseitig und benachbart zum ersten Ende des Grundkörperteils am Grundkörperteil eine radial nach außen verlaufende Kontakterhöhung, bevorzugt eine ringförmige Kontakterhöhung, aufgebaut.
  • Mit einem derart hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinder lässt sich vorteilhaft die außenleiterseitige Kontaktierung mit einem Hochfrequenz-Gegensteckverbinder im Hinblick auf eine lokal begrenzte und radial gerichtete Kontaktierung optimieren. Der zugehörige Hochfrequenz-Gegensteckverbinder ist ein Hochfrequenz-Steckverbinder, der eine nach der ersten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellte außenleiterseitige buchsenförmige Verlängerung des Grundkörperteils aufweist.
  • Bevorzugt wird mithilfe des additiven Fertigungsverfahrens ein Bereich des Grundkörperteils, der zur radial nach außen verlaufenden Kontakterhöhung benachbart ist, elastisch ausgebildet. Durch diese zusätzliche Elastizität wird vorteilhaft von der radial nach außen verlaufenden Kontakterhöhung ein ausreichender Kontaktdruck auf den Außenleiter des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders ausgeübt, um einen niedrigen elektrischen Kontaktwiderstand zu realisieren.
  • Dieser elastisch auszubildende Bereich des Grundkörperteils kann hierbei mittels des additiven Fertigungsverfahrens aus einem elastischen dielektrischen Material aufgebaut werden. Alternativ kann mittels des additiven Fertigungsverfahrens auch mindestens ein Hohlraum im elastisch auszubildenden Bereich des Grundkörperteils ausgeformt werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Erweiterung der ersten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens werden mittels eines additiven Fertigungsverfahrens benachbart zum ersten Ende des Grundkörperteils innenleiterseitig am Grundkörperteil mehrere in die Durchführung des Grundkörperteils hineinragende Vorsprünge aufgebaut. Diese Vorsprünge werden jeweils an der Innenmantelfläche des Grundkörperteils als lokal begrenzte Verbreiterungen des Grundkörperteils ausgebildet. Jeweils zwei benachbarte Vorsprünge werden an der Innenmantelfläche des Grundkörperteils in einem derartigen Winkelabstand zueinander aufgebaut, dass dazwischen eine innenleiterseitige Führung und gleichzeitig eine laterale innenleiterseitige Kontaktierung eines membranförmigen Bereiches einer stiftförmigen Verlängerung des Grundkörperteils des Hochfrequenz-Gegensteckverbinder möglich sind. Der zugehörige Hochfrequenz-Gegensteckverbinder ist ein Hochfrequenz-Steckverbinder, der nach der zweiten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellt wird.
  • Um einen ausreichenden Kontaktdruck zwischen den einzelnen Vorsprüngen und den einzelnen lamellenförmigen Bereichen zu verwirklichen, werden die einzelnen Vorsprünge jeweils elastisch ausgebildet. Hierzu werden sie entweder jeweils aus einem elastischen dielektrischen Material und/oder durch eine entsprechende elastische Formgebung aufgebaut.
  • Von der Erfindung ist auch ein erfindungsgemäßer Hochfrequenz-Steckverbinder mit abgedeckt, der nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren hergestellt wird, wie es obig in seinen einzelnen technischen Ausprägungen und technischen Facetten dargestellt wurde.
  • Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren und nebeneinander anordnen. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
    • 1A,1B,1C eine Querschnittsdarstellung einer Grundstruktur des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinders in den einzelnen Fertigungsschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    • 2A,2B eine vertikale und horizontale Querschnittsdarstellung einer Grundstruktur des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinders für ein differentielles Hochfrequenzsignal,
    • 3 eine Querschnittsdarstellung einer Grundstruktur des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinders mit vollständiger Füllung der Durchführung mit Beschichtungsmaterial,
    • 4A, 4B eine isometrische Darstellung eines nach der ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders und eines zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders,
    • 4C, 4D zwei Querschnittsdarstellungen eines nach der ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders,
    • 4E, 4F zwei Querschnittsdarstellungen des zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders,
    • 4G eine Querschnittsdarstellung eines nach der ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders im gesteckten Zustand mit dem zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinder,
    • 5A, 5B eine isometrische Darstellung eines nach der ersten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders und eines zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders,
    • 5C, 5D zwei Querschnittsdarstellungen eines nach der ersten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders,
    • 5E, 5F zwei Querschnittsdarstellungen des zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders,
    • 5G eine Querschnittsdarstellung eines nach der ersten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders im gesteckten Zustand mit dem zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinder,
    • 6A, 6B eine isometrische Darstellung eines nach der zweiten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders und eines zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders,
    • 6C, 6D zwei Querschnittsdarstellungen eines nach der zweiten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders,
    • 6E, 6F zwei Querschnittsdarstellungen des zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders,
    • 6G eine Querschnittsdarstellung eines nach der zweiten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders im gesteckten Zustand mit dem zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinder,
    • 7A, 7B eine isometrische Darstellung eines nach der dritten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders und eines zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders,
    • 7C, 7D zwei Querschnittsdarstellungen eines nach der dritten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders,
    • 7E, 7F zwei Querschnittsdarstellungen des zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders,
    • 7G eine Querschnittsdarstellung eines nach der dritten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders im gesteckten Zustand mit dem zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinder,
    • 8A, 9B eine isometrische Darstellung eines nach der vierten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders und eines zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders,
    • 8C, 8D zwei Querschnittsdarstellungen eines nach der vierten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders,
    • 8E, 8F zwei Querschnittsdarstellungen des zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders,
    • 8G eine Querschnittsdarstellung eines nach der vierten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders im gesteckten Zustand mit dem zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinder,
    • 9A, 9B eine isometrische Darstellung eines nach der dritten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders und eines zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders,
    • 9C, 9D zwei Querschnittsdarstellungen eines nach der dritten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders,
    • 9E, 9F zwei Querschnittsdarstellungen des zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders,
    • 9G eine Querschnittsdarstellung eines nach der dritten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders im gesteckten Zustand mit dem zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinder,
    • 10A, 10B eine isometrische Darstellung eines nach der vierten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders und eines zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders,
    • 10C, 10D zwei Querschnittsdarstellungen eines nach der vierten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders,
    • 10E, 10F zwei Querschnittsdarstellungen des zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders und
    • 10G eine Querschnittsdarstellung eines nach der vierten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders im gesteckten Zustand mit dem zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinder,
  • Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
  • In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Im Folgenden werden die Figuren zusammenhängend und übergreifend beschrieben.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Im Folgenden wird das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Hochfrequenz-Steckverbinders anhand der 1A bis 1C erläutert:
    • In einem ersten Fertigungsschritt gemäß 1A wird ein Grundkörperteil 1 des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinders 2 aus einem dielektrischen Material hergestellt. Das Grundkörperteil 1 weist eine einzige Durchführung 4 auf, die entlang der Längsachse 3 verläuft. Die Geometrie des dielektrischen Grundkörperteils 1 muss nicht zwingend hohlzylindrisch sein, wie in den 1A bis 1C aus Gründen der Vereinfachung dargestellt ist. Andere von einer hohlzylindrischen Geometrie abweichende Geometrien für das Grundkörperteil 1, beispielsweise für einen Hochfrequenz-Winkelsteckverbinder, sind auch denkbar.
  • Bevorzugt ist die Geometrie des Grundkörperteils 1 rotationssymmetrisch zur Längsachse 3 ausgeformt, um mit dem als Isolatorelement dienenden Grundkörperteil 1 eine Koaxialität zwischen der Innenleiter- und der Außenleiterbeschichtung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinders 2 zu realisieren. Diese Koaxialität ist eine wesentliche Voraussetzung für eine hochfrequenztechnisch optimierte Übertragung eines unsymmetrischen Hochfrequenzsignals innerhalb des Hochfrequenz-Steckverbinders. Ausgehend von dieser rotationssymmetrischen Grundgeometrie des Grundkörperteils 1 können insbesondere im Hinblick auf weitere mechanische und elektrische Funktionen bzw. Optimierungen zusätzliche technisch sinnvolle geometrische Modifikationen durchgeführt werden. Mittels Anwendung von additiven Fertigungstechnologien bei der Herstellung des Grundkörperteils 1 sind hierbei vergleichsweise komplexe technische Geometrien und miniaturisierte Ausformungen bis in den Mikro- und Nanometerbereich realisierbar.
  • In einem weiteren Fertigungsschritt gemäß 1B wird das dielektrische Grundkörperteil 1 mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung 5 beschichtet. Die Beschichtung 5 umschließt das dielektrische Grundkörperteil 1 vollständig. Selbst bei vergleichsweise komplexen geometrische Ausformungen des Grundkörperteils 1 ist die gesamte Außenoberfläche des Grundkörperteils 1 mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung 5 lückenlos versehen. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 5 enthält typischerweise eine elektrisch leitfähige Schicht, d.h. eine metallische Schicht.
  • Bei Anwendung eines elektrochemischen Beschichtungsverfahrens ist das dielektrische Grundkörperteil 1 mittels eines nicht elektrochemischen Beschichtungsverfahrens mit einer elektrisch leitfähigen, bevorzugt einer metallischen, Startschicht zu beschichten. Auf diese Startschicht wird daraufhin die eigentliche metallische Schicht aufgebaut.
  • Daneben kann das dielektrische Grundkörperteil 1 über die gesamte Oberfläche oder bevorzugt selektiv in bestimmten Bereichen jeweils mehrere metallische Schichten aufweisen, um mit dieser Mehrfachbeschichtung besondere mechanische und elektrische Eigenschaften zu erzielen. Insbesondere im außenleiterseitigen und innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 711 und 712 des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinders 2 mit einem zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinder am ersten Ende 61 des Grundkörperteils 1 stellen sich erhöhte mechanische und elektrische Anforderungen. Beispielsweise eine zusätzliche Goldschicht in den beiden Kontaktierungsbereichen 711 und 712 bewirkt vorteilhaft eine höhere Abriebfestigkeit und gleichzeitig einen geringeren Kontaktwiderstand. Aber auch in den außenleiterseitigen und innenleiterseitigen Kontaktierungsbereichen 721 und 722 am zweiten Ende 62 des Grundkörperteils 1, die beispielsweise mit einem weiteren Hochfrequenz-Gegensteckverbinder kontaktieren, können sich erhöhte mechanische und elektrische Anforderungen stellen, die eine mehrschichtige Beschichtung erforderlich machen.
  • Im abschließenden dritten Fertigungsschritt wird gemäß 1C die elektrisch leitfähige Beschichtung 5, die aus mindestens einer metallischen Schicht zusammengesetzt ist, in einem die Durchführung 5 jeweils umschließenden Bereich 341 und 342 am ersten Ende 61 bzw. am zweiten Ende 62 des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinders 2 entfernt. Auf diese Weise bilden sich auf der Außenoberfläche des Grundkörperteils 1 in sich geschlossenen Bereiche der Beschichtung 5, die jeweils voneinander elektrisch getrennt sind. Der eine Bereich ist der Bereich auf der Außenmantelfläche des Grundkörperteils 1, der bis in Stirnflächen an den beiden Enden des Grundkörperteils 1 hineinreicht und den Außenleiter des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinders 2 bildet. Der andere Bereich ist der Bereich in der Durchführung 5, der bis in Stirnflächen an den beiden Enden des Grundkörperteils 1 hineinreicht und den Innenleiter des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinders 2 bildet. Die ursprüngliche Beschichtung teilt sich durch diesen Fertigungsschritt in eine außenleiterseitige Beschichtung 51 und eine innenleiterseitige Beschichtung 52 auf. Am ersten Ende 61 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 bildet sich ein außenleiterseitiger Kontaktierungsbereich 711 und ein innenleiterseitiger Kontaktierungsbereich 712 . Am zweiten Ende 62 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 bildet sich ein außenleiterseitiger Kontaktierungsbereich 721 und ein innenleiterseitiger Kontaktierungsbereich 722 .
  • Auf diese Weise ist ein erfindungsgemäßer Hochfrequenz-Steckverbinder 2 für ein Hochfrequenzsignal mittels drei aufeinanderfolgender und typischerweise automatisierbarer Fertigungsschritte herstellbar. Eine Einzelteilfertigung für das Innenleiterelement, das Isolatorelement und das Außenleiterelement und eine anschließende vergleichsweise aufwendige Montage ist nicht erforderlich.
  • Aus den 2A und 2B geht eine Grundstruktur eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 2 für ein differenzielles Hochfrequenzsignal hervor. Es werden hierbei mittels des additiven Fertigungsverfahrens zwei Durchführungen 41 und 42 ausgebildet, die jeweils vom ersten Ende 61 zum zweiten Ende 62 in Längserstreckung des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 verlaufen. Die Beschichtungen 52 1 bzw. 52 2 in den beiden Durchführungen 41 und 42 dienen jeweils als Innenleiter, während die Beschichtung 51 an der Außenmantelfläche den Außenleiter bildet. Anstelle von zwei Durchführungen 41 und 42 kann eine beliebige und technisch sinnvolle Anzahl von Durchführungspaaren ausgebildet werden, deren Innenbeschichtung jeweils die Innenleiterpaare zur Übertragung von jeweils einem differenziellen Hochfrequenzsignal verwirklicht. Die einzelnen Paare von Durchführungen können innerhalb des Grundkörperteils 1 entweder zueinander überkreuzt oder zueinander parallel ausgebildet werden.
  • Eine weitere Ausprägung einer Grundstruktur für einen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinder 2 geht aus 3 hervor. Hierbei wird die Durchführung 4 des Grundkörperteils 1 mittels selektiver Beschichtung vollständig mit Beschichtungsmaterial gefüllt. Alternativ lässt sich auch eine Beschichtung innerhalb der Durchführung 4 realisieren, die im Vergleich zur außerleiterseitigen Beschichtung 51 eine größere Schichtdicke aufweist und gleichzeitig die Durchführung 4 nicht vollständig ausfüllt. Eine derartige selektive Beschichtung, die eine vergrößerte Schichtdicke im Innenleiterberreich aufweist, ist vor allem für die Übertragung eines Hochfrequenzsignals in einem höheren Leistungsbereich vorteilhaft.
  • Eine mittels selektiver Beschichtung durchgeführte erhöhte Schichtdicke in einem Kontaktierungsbereich 711 , 712 , 721 und 722 des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinders 2 ermöglicht eine Verlängerung der durch Abrieb im Kontaktierungsbereich sich stetig verkürzenden Standzeit eines Hochfrequenz-Steckverbinders.
  • Die 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, 4F und 4G beziehen sich auf einen Hochfrequenz-Steckverbinder 2, der nach einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellt wird. Mittels des additiven Fertigungsverfahrens wird hierbei im Bereich des ersten Endes 61 des dielektrischen Grundkörperteils 1 ausgehend vom im Wesentlichen hohlzylindrischen ausgeformten Grundkörperteil 1 außenleiterseitig eine buchsenförmige Verlängerung 9 des Grundkörperteils 1 aufgebaut. Die buchsenförmige Verlängerung 9 des Grundkörperteils 1 ragt hierbei in Längsachsrichtung des Hochfrequenz-steckverbinders über die Stirnfläche 10 am ersten Ende 61 des Grundkörperteils hinaus.
  • Der innenleiterseitige Kontaktierungsbereich 712 eines derart hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders 2 wird durch eine innenleiterseitig auf der Stirnfläche 10 aufgebrachte innenleiterseitige Beschichtung 52 realisiert. Dieser innenleiterseitige Kontaktierungsbereich 712 bildet mit einem innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 712 ', der sich auf einer gegenüberliegenden Stirnfläche 10' eines zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2' befindet, eine Stirnkontaktierung.
  • Der außenleiterseitige Kontaktierungsbereich 711 eines derart hergestellten Hochfrequenz-Steckverbinders 2 wird durch die außenleiterseitige Beschichtung 51 auf der Innenmantelfläche der buchsenförmigen Verlängerung 9 des Grundkörperteils 1 verwirklicht. Hierzu wird bevorzugt die außenleiterseitige Beschichtung 51 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 von der Außenmantelfläche des Grundkörperteils 1 über mehrere Schlitze 11, die mittels des additiven Fertigungsverfahrens im Übergangsbereich 12 zwischen der buchsenförmigen Verlängerung 9 und dem Grundkörperteil 1 ausgebildet werden, auf die Innenmantelfläche der buchsenförmigen Verlängerung 9 geführt. Auf diese Weise wird die außenleiterseitige Beschichtung 51 über die gesamte Längserstreckung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinders 2 im gleichen radialen Abstand zur Längsachse 3 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 und damit koaxial zur innenleiterseitigen Beschichtung 52 geführt. Dieser außenleiterseitige Kontaktierungsbereich 711 bildet mit einem außenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 711', der sich auf der Außenmantelfläche eines zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2' befindet, eine radial gerichtete Kontaktierung.
  • Eine elektrische Trennung zwischen dem außenleiterseitigen Kontaktbereich 711 und dem innenleiterseitigen Kontaktbereich 712 wird dadurch verwirklicht, dass ein zwischen dem außenleiterseitigen Kontaktbereich 711 und der buchsenförmigen Verlängerung 9 befindlicher Bereich der Stirnfläche 10 des Grundkörperteils 1 nicht beschichtet wird.
  • Der zugehörige Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2' kann mit einem konventioneller Fertigungsverfahren hergestellt werden. Alternativ kann der Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2', wie aus den 4F und 4G hervorgeht, auch erfindungsgemäß in einem additiven Fertigungsverfahren hergestellt werden.
  • Der erfindungsgemäß in einem additiven Fertigungsverfahren hergestellte Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2' ist in diesem Fall ein nach der vierten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellter Hochfrequenz-Steckverbinder 2 mit Stirnkontaktierung, der weiter unten noch erläutert wird. Die Stirnkontaktierung beschränkt sich hierbei auf die innenleiterseitige Kontaktierung über einen innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 712', da die außenleiterseitige Kontaktierung über eine radiale Kontaktierung verwirklicht wird.
  • Zur Verbesserung der außenleiterseitigen Kontaktierung zwischen dem Hochfrequenz-Steckverbinder 2 und dem zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2' wird in einer bevorzugten Erweiterung der vierten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens eines Hochfrequenz-Steckverbinders gemäß der 4F und 4G an der Außenmantelfläche des Grundkörperteils 1 im Bereich des ersten Endes des Grundkörperteils 1 mittels des additiven Fertigungsverfahrens eine radial nach außen verlaufende Kontakterhöhung 13, bevorzugt eine ringförmige Kontakterhöhung 13, aufgebaut. Diese radial nach außen verlaufende Kontakterhöhung 13 ermöglicht näherungsweise einen linienförmigen Kontakt zwischen der Innenmantelfläche der zum Hochfrequenz-Steckverbinder 2 gehörigen buchsenförmigen Verlängerung 9 und der Außenmantelfläche des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2'. Um einen ausreichenden Kontaktdruck von der radial nach außen verlaufenden Kontakterhöhung 13 auf die Innenmantelfläche der buchsenförmigen Verlängerung 9 auszuüben, wird der zur radial nach außen verlaufenden Kontakterhöhung 13 benachbarte Bereich des Grundkörperteils 1' elastisch ausgebildet. Dies kann, wie in den 4F und 4G dargestellt ist, ein Hohlraum 14 sein, der mittels des additiven Fertigungsverfahren in einem zur radial nach außen verlaufenden Kontakterhöhung 13 benachbarten Bereich des Grundkörperteils 1' ausgeformt wird. Alternativ kann der zur radial nach außen verlaufenden Kontakterhöhung 13 benachbarte Bereich des Grundkörperteils 1' auch mittels des additiven Fertigungsverfahrens mit einem elastischen dielektrischen Material aufgebaut werden.
  • Im Hinblick auf eine gute außenleiterseitige Kontaktierung und eine gute mechanische Führung wird der Innendurchmesser der buchsenförmigen Verlängerung 9 zuzüglich der außenleiterseitigen Beschichtung 51 an den Außendurchmesser des zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2' angepasst. Die Länge der buchsenförmigen Verlängerung 9 ist ausreichend zu bemessen, um ebenfalls eine gute Führung des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2' im Hochfrequenz-Steckverbinder 2 zu sichern. Die Innenmantelfläche der buchsenförmigen Verlängerung 9 des Grundkörperteils 1 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 dient nicht nur als außenleiterseitiger Kontaktierungsbereich 711 , sondern auch in Kombination mit der Außenmantelfläche des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders als Führungsbereich.
  • In einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird ein Hochfrequenz-Steckverbinder 2 mit einer innenleiterseitigen stiftförmigen Verlängerung 15 hergestellt. Die stiftförmige Verlängerung 15 des Grundkörperteils 1 ragt hierbei in Längsachsrichtung des Hochfrequenz-steckverbinders über die Stirnfläche 10 am ersten Ende 61 des Grundkörperteils hinaus.
  • In einer bevorzugten Ausformung weist die innenleiterseitige stiftförmige Verlängerung eine sternförmige Struktur auf. Diese sternförmige Struktur ermöglicht vorteilhaft eine Mehrfachkontaktierung zwischen der innenleiterseitigen stiftförmigen Verlängerung 15 und einem zugehörigen primär buchsenförmigen Innenleiter eines zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2'.
  • Die 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F und 5G beziehen sich auf einen Hochfrequenz-Steckverbinder 2, der nach einer ersten Untervariante dieser zweiten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellt wird. In der ersten Untervariante wie auch in der darauffolgend erläuterten zweiten Untervariante einer stiftförmig ausgebildeten innenleiterseitigen Verlängerung 15 des Grundkörperteils 1 werden als stiftförmige Verlängerung 15 jeweils mehrere lamellenförmige Bereiche auf den Grundkörperteil 1 mittels additiver Fertigungstechnologie aufgebaut.
  • Die lamellenförmige Bereiche 161 , 162 , 163 und 164 der stiftförmigen Verlängerung 15 mit sternförmiger Struktur werden mittels des additiven Fertigungsverfahrens am ersten Ende 61 des Grundkörperteils 1 derart auf das Grundkörperteils 1 aufgebaut, dass jeweils zwei benachbarte lamellenförmige Bereiche 161 , 162 , 163 und 164 jeweils einen Winkel, bevorzugt einem gleichen Winkel, einschließen. Der Winkel ergibt sich aus der Anzahl n von lamellenförmigen Bereichen und entspricht 360°/n. Somit werden die einzelnen lamellenförmigen Bereiche innerhalb der stiftförmigen Verlängerung 15 radial und damit sternförmig zur Längsachse 3 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 ausgerichtet. Die einzelnen lamellenförmigen Bereiche 161 , 162 , 163 und 164 werden so aufgebaut, dass sie im Bereich der Längsachse 3 miteinander verbunden sind. Durch den additiven Aufbau sind jeweils zwei benachbarte lamellenförmige Bereiche 161 , 162 , 163 und 164 jeweils in einem Winkel von 360°/n voneinander beabstandet mit dem Grundkörperteil 1, bevorzugt mit der Innenmantelfläche des hohlzylindrischen Grundkörperteils 1, verbunden.
  • Durch den radial bzw. sternförmig ausgerichteten Aufbau der einzelnen lamellenförmige Bereiche 161 , 162 , 163 und 164 werden in der stiftförmigen Verlängerung 15 eine der Anzahl von lamellenförmige Bereichen entsprechende Anzahl von axialen Durchführungen 171 , 172 , 173 und 174 ausgebildet. Über diese axialen Durchführungen 171 , 172 , 173 und 174 wird die gesamte stiftförmige Verlängerung 15 mit allen ihren lamellenförmigen Bereichen 161 , 162 , 163 und 164 zusammenhängend mit der innenleiterseitigen Beschichtung 52 des Grundkörperteils 1 beschichtet.
  • Im Hinblick auf eine bessere Kontaktierung, d.h. eine bevorzugt halbkugelförmige Kontaktierung, zwischen der innenleiterseitigen stiftförmigen Verlängerung 15 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 mit einem buchsenförmigen Innenleiter des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2' ist an der Stirnfläche jedes lamellenförmigen Bereiches 161 , 162 , 163 und 164 jeweils eine Kontakterhöhung 18 aufgebaut. Bei Vorliegen von Fertigungstoleranzen und eines axialen Versatzes bzw. eines Winkelversatzes zwischen dem Hochfrequenz-Steckverbinder 2 und dem Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2' ermöglicht die Kontakterhöhung 18 gegenüber einem Flächenkontakt in einem Stirnflächensegment des einzelnen lamellenförmigen Bereiches eine sichere Kontaktierung.
  • Das radiale Querschnittsprofil jedes einzelnen lamellenförmigen Bereiches, d.h. die Ausformung der Seitenflächen jedes einzelnen lamellenförmigen Bereiches, ist mithilfe des additiven Fertigungsverfahrens derart aufzubauen, dass einerseits ein einfaches Einführen der innenleiterseitigen stiftförmigen Verlängerung 15 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 in die innenleiterseitige buchsenförmigen Ausformung des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2' möglich ist. Außerdem soll eine sichere innenleiterseitige Kontaktierung realisiert sein. Somit bietet sich eine konkav gewölbte Ausformung gemäß der 5A, 5C und 5G an. Alternativ ist auch eine konisch geformte Ausformung denkbar. Die bevorzugt halbkugelförmigen Kontakteerhöhungen 18 werden jeweils in Abhängigkeit der gewählten Ausformung der einzelnen lamellenförmigen Bereiche in einem Abschnitt der Stirnfläche des lamellenförmigen Bereiches aufgebaut, in dem eine sichere Kontaktierung möglich ist.
  • Um einen ausreichenden Kontaktdruck von der Kontakterhöhung 18 an der Stirnfläche der einzelnen lamellenförmige Bereiche auf den buchsenförmigen Innenleiter des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2' auszuüben, werden die einzelnen lamellenförmigen Bereiche 161 , 162 , 163 und 164 jeweils elastisch ausgebildet. Bevorzugt werden hierbei mittels des additiven Fertigungsverfahrens Durchgangsbohrungen 19 in den einzelnen lamellenförmigen Bereichen ausgeformt. Alternativ können die einzelnen lamellenförmigen Bereiche auch mit einem elastischen dielektrischen Material aufgebaut werden.
  • Bei einem Hochfrequenz-Steckverbinder 2, der nach der ersten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens gefertigt wird, erfolgt somit zusammenfassend innenleiterseitig eine radiale Kontaktierung zwischen den einzelnen lamellenförmige Bereichen 161 , 162 , 163 und 164 der stiftförmigen Verlängerung 15 des Grundkörperteils 1, die den innenleiterseitigen Kontaktbereich 712 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 bilden, mit einem innenleiterseitigen Kontaktbereich 712' des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2'. Dieser innenleiterseitigen Kontaktbereich 712' befindet sich in der Durchführung 4' auf der mit einer innenleiterseitigen Beschichtung 52 versehenen Innenmantelfläche des zum Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2' gehörigen Grundkörperteils 1'.
  • Zur Realisierung des außenleiterseitigen Kontaktbereiches 711 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 wird die außenleiterseitige Beschichtung 51 über einen bestimmten Bereich der Stirnfläche 10 am ersten Ende 61 des Grundkörperteils 1 geführt. Dieser außenleiterseitige Kontaktierungsbereich 711 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 befindet sich in einem Stirnkontakt mit einem gegenüberliegenden außenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 711', der außenleiterseitig an der Stirnfläche 10' am ersten Ende 61 des zum Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2' gehörigen Grundkörperteils 1' aufgebaut wird. Der Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2' kann in konventioneller wie auch in additiver Fertigungstechnologie hergestellt werden.
  • Eine elektrische Trennung zwischen dem außenleiterseitigen Kontaktbereich 711 und dem innenleiterseitigen Kontaktbereich 712 wird dadurch verwirklicht, dass ein zwischen dem außenleiterseitigen Kontaktbereich 711 und der stiftförmigen Verlängerung 15 befindlicher Bereich der Stirnfläche 10 des Grundkörperteils 1 nicht beschichtet wird.
  • Der innenleiterseitige Kontaktbereich 712 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 bildet zusätzlich in Kombination mit der Innenmantelfläche des buchsenförmigen Innenleiters des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2' den Führungsbereich der Hochfrequenzsteckverbindung.
  • Die 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F und 6G beziehen sich auf einen Hochfrequenz-Steckverbinder 2, der nach einer zur zweiten Variante gehörigen zweiten Untervariante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellt wird.
  • Auch bei der zur zweiten Variante gehörigen zweiten Untervariante wird eine stiftförmige Verlängerung 15' des Grundkörperteils 1 mit einer sternförmigen Struktur aus mehreren sternförmig zueinander aufgebauten lamellenförmige Bereichen 161', 162', 163' und 164' mithilfe eines additiven Fertigungsverfahrens aufgebaut. Im Unterschied zur ersten Untervariante erfolgt die Kontaktierung zwischen den einzelnen lamellenförmige Bereichen 161', 162', 163' und 164' und dem Innenleiter des Hochfrequenz-Steckverbinders 2' lateral. Hierzu wird auf den beiden Seitenflächen jedes lamellenförmige Bereiches 161', 162', 163' und 164' jeweils eine Kontakterhöhung 18' aufgebaut.
  • Jede dieser bevorzugt halbkugelförmigen Kontakteerhöhungen 18' auf einem lamellenförmigen Bereich 161', 162', 163' und 164' der stiftförmigen Verlängerung 15' des zum Hochfrequenz-Steckverbinder 2 gehörigen Grundkörperteils 1 kontaktiert in lateraler Richtung einen zugehörigen Vorsprung 20. Jeder einzelne Vorsprung 20 wird ausgehend vom hohlzylindrischen Grundkörperteil 1' des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2' in einem zum ersten Ende 61' benachbarten Bereich des Grundkörperteils 1' in die Durchführung 4' hineinragend mittels des additiven Fertigungsverfahrens aufgebaut. Die einzelnen Vorsprünge 20 werden gemäß einem Hochfrequenz-Steckverbinder 2 aufgebaut, der nach einer bevorzugten Erweiterung der vierten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens entsprechend der 6E, 6F und 6G hergestellt wird. Die einzelnen Vorsprünge werden hierbei innerhalb des hohlzylindrischen Grundkörperteils 1' so aufgebaut, dass zwischen jeweils zwei benachbarten Vorsprüngen 20 ein zugehöriger lamellenförmiger Bereich des Hochfrequenz-Steckverbinders sicher geführt wird.
  • Gleichzeitig werden die einzelnen Vorsprünge hierbei innerhalb des hohlzylindrischen Grundkörperteils 1' so aufgebaut und ausgeformt, dass eine sichere Kontaktierung zu den Kontakterhöhungen 18 der jeweils benachbart eingeführten lamellenförmige Bereiche des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 realisiert wird.
  • Als Ausformungen der einzelnen Vorsprünge 20 bieten sich radiale Querschnitte an, die entweder wie in 6E angedeutet konisch ausgeführt oder konkav gewölbt sind. Zur Verwirklichung eines ausreichenden Kontaktdruckes zwischen den Kontakterhöhungen 18 der einzelnen lamellenförmigen Bereiche der zum Hochfrequenz-Steckverbinder 2 gehörigen stiftförmigen Verlängerung 15' des Grundkörperteils 1 und den zugehörigen Vorsprüngen 20 des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2' bietet sich eine elastische Ausbildung der einzelnen Vorsprünge 20 an. Hierzu können die einzelnen Vorsprünge 20 in additiver Fertigungstechnologie jeweils mit einem elastischen dielektrischen Material aufgebaut werden. Alternativ ist auch eine elastische Ausformung der einzelnen Vorsprünge 20 beispielsweise mittels Ausformung von Hohlräumen innerhalb der Vorsprünge 20 möglich.
  • Die außenleiterseitige Kontaktierung erfolgt über einen Stirnkontakt zwischen einem außenleiterseitigen Kontaktbereich 711 auf der Stirnfläche 10 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 und einem gegenüberliegenden außenleiterseitigen Kontaktbereich 711' auf der Stirnfläche 10' des Hochfrequenz-Gegenteckverbinders 2'.
  • Die 7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F und 7G beziehen sich auf einen Hochfrequenz-Steckverbinder 2, der nach einer zur zweiten Variante gehörigen dritten Untervariante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellt wird.
  • Bei der zur zweiten Variante gehörigen dritten Untervariante wird eine stiftförmige Verlängerung 15" des Grundkörperteils 1 mit einer sternförmigen Struktur aus mehreren sternförmig zueinander aufgebauten rippenförmigen Bereichen 211 , 212 , 213 und 214 mithilfe eines additiven Fertigungsverfahrens aufgebaut.
  • Die rippenförmigen Bereiche 211 , 212 , 213 und 214 der stiftförmigen Verlängerung 15" mit sternförmiger Struktur werden mittels des additiven Fertigungsverfahrens am ersten Ende 61 des Grundkörperteils 1 derart auf das Grundkörperteil 1 aufgebaut, dass jeweils zwei benachbarte rippenförmige Bereiche 211 , 212 , 213 und 214 jeweils einen Winkel, bevorzugt einem gleichen Winkel, einschließen. Der Winkel ergibt sich aus der Anzahl n von rippenförmigen Bereichen und entspricht 360°/n. Somit sind die einzelnen rippenförmigen Bereiche innerhalb der stiftförmigen Verlängerung 15" radial und damit sternförmig zur Längsachse 3 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 ausgerichtet. Die einzelnen rippenförmigen Bereiche 211 , 212 , 213 und 214 werden so aufgebaut, dass sie im Bereich der Längsachse 3 miteinander verbunden werden. Durch den additiven Aufbau werden zwei benachbarte rippenförmige Bereiche 211 , 212 , 213 und 214 jeweils in einem Winkel von 360°/n zueinander beabstandet mit dem Grundkörperteil 1, bevorzugt an der Innenmantelfläche des hohlzylindrisch Grundkörperteils 1, verbunden.
  • Die sternförmige Struktur der stiftförmigen Verlängerung 15" aus den einzelnen rippenförmigen Bereichen 211 , 212 , 213 und 214 bildet eine der Anzahl von rippenförmigen Bereichen entsprechende Anzahl von axialen Durchführungen 221 , 222 , 223 und 224 aus. Über diese axialen Durchführungen 221 , 222 , 223 und 224 wird die gesamte stiftförmige Verlängerung 15" mit allen ihren rippenförmigen Bereichen 211 , 212 , 213 und 214 zusammenhängend mit der innenleiterseitigen Beschichtung 52 des Grundkörperteils 1 beschichtet.
  • Der einzelne rippenförmige Bereich der stiftförmigen Verlängerung 15" des Grundkörperteils 1 weist radial nach innen und radial nach außen jeweils eine konkav gewölbte Stirnfläche auf. Auf der radial nach außen gerichteten Stirnfläche jedes rippenförmigen Bereiches 211 , 212 , 213 und 214 wird mittels des additiven Fertigungsverfahrens jeweils eine Kontakterhöhung 23 aufgebaut. Über die Kontakterhöhungen 23 aller rippenförmigen Bereiche 211 , 212 , 213 und 214 wird eine radiale Mehrfachkontaktierung mit dem innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 721' auf der Innenmantelfläche des im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeformten Grundkörperteils 1' des Hochfrequenz-Gegensteck-verbinders 2' realisiert. Der Hochfrequenz-Gegensteck-verbinder 2' kann hierbei in konventioneller Fertigungstechnologie oder, wie in den 7E, 7F und 7G dargestellt ist, auch erfindungsgemäß in additiver Fertigungstechnologie hergestellt werden.
  • Um einen ausreichenden Kontaktdruck von der Kontakterhöhung 23 an der Stirnfläche der einzelnen rippenförmigen Bereiche auf den innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 721' im buchsenförmigen Innenleiter des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2' auszuüben, werden die einzelnen rippenförmigen Bereiche 211 , 212 , 213 und 214 jeweils elastisch ausgebildet. Bevorzugt werden hierbei mittels des additiven Fertigungsverfahrens Durchgangsbohrungen 24 in den einzelnen rippenförmigen Bereichen ausgeformt. Alternativ können die einzelnen rippenförmigen Bereiche auch mit einem elastischen dielektrischen Material aufgebaut werden.
  • Beim erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinder 2, der nach der zur zweiten Variante gehörigen dritten Untervariante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellt wird, wird innenleiterseitig eine radiale Kontaktierung realisiert. Außenleiterseitig wird in Äquivalenz zur ersten und zweiten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens eine Stirnkontaktierung mit dem Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2 verwirklicht.
  • Die 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F und 8G beziehen sich auf einen Hochfrequenz-Steckverbinder 2, der nach einer zur zweiten Variante gehörigen vierten Untervariante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellt wird.
  • Bei der zur zweiten Variante gehörigen vierten Untervariante wird eine stiftförmige Verlängerung 15'" des Grundkörperteils 1 aus mehreren federarmförmigen Bereichen 251 , 252 , 253 und 254 auf den Grundkörperteil 1 mithilfe eines additiven Fertigungsverfahrens aufgebaut.
  • Jeder einzelne federarmförmige Bereich 251 , 252 , 253 und 254 der stiftförmigen Verlängerung 15'" des Grundkörperteils 1 wird mit seiner wesentlichen Ausdehnung in Richtung der Längsachse 3 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 ausgeformt. Die einzelnen federarmförmigen Bereiche 251 , 252 , 253 und 254 werden winkelversetzt bevorzugt an der Innenmantelfläche des hohlzylindrischen Grundkörperteils 1 am Grundkörperteil 1 aufgebaut. Hierbei schließen jeweils zwei benachbarte federarmförmige Bereiche 251 , 252 , 253 und 254 jeweils in einem Winkel von 360°/n, wenn die stiftförmige Verlängerung 15'" des Grundkörperteils 1 eine Anzahl n von federarmförmigen Bereichen enthält.
  • Da die einzelnen federarmförmigen Bereiche 251 , 252 , 253 und 254 der stiftförmigen Verlängerung 15'" des Grundkörperteils 1 im Bereich der Längsachse 3 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 nicht miteinander verbunden werden, weist die stiftförmige Verlängerung 15'" eine einzige Durchführung 26 auf. Die Durchführung 26 ermöglicht eine vollständige und zusammenhängende elektrisch leitfähige Beschichtung jedes einzelnen federarmförmigen Bereiches 251 , 252 , 253 und 254 mit der innenleiterseitigen Beschichtung 52 des im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeformten Grundkörperteils 1.
  • Auf der radial nach außen gerichteten und konkav gewölbten Stirnfläche jedes federarmförmigen Bereiches 251 , 252 , 253 und 254 wird mittels des additiven Fertigungsverfahrens jeweils eine Kontakterhöhung 27 aufgebaut. Über die Kontakterhöhungen 27 aller federarmförmigen Bereiche 251 , 252 , 253 und 254 wird eine radiale Mehrfachkontaktierung mit dem innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 721' auf der Innenmantelfläche des im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeformten Grundkörperteils 1' des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2' realisiert. Der Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2' kann hierbei in konventioneller Fertigungstechnologie oder, wie in den 7E, 7F und 7G dargestellt ist, auch erfindungsgemäß in additiver Fertigungstechnologie hergestellt werden.
  • Aufgrund ihrer formgebenden Elastizität müssen die einzelnen federarmförmigen Kontaktbereichen 251 , 252 , 253 und 254 nicht zusätzlich mittels des additiven Fertigungsverfahrens elastisch ausgebildet werden.
  • Neben der radial ausgerichteten innenleiterseitigen Kontaktierung wird im Hochfrequenz-Steckverbinder 2 außenleiterseitig eine Stirnkontaktierung mit dem Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2' realisiert. Diese außenleiterseitige Stirnkontaktierung wird äquivalent zur ersten, zweiten und dritten Untervariante der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens realisiert.
  • Die 9A, 9B, 9C, 9D, 9E, 9F und 9G beziehen sich auf einen Hochfrequenz-Steckverbinder 2, der nach einer dritten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellt wird.
  • Bei einem nach der dritten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellte Hochfrequenz-Steckverbinder 2 wird an das Grundkörperteil 1 innenleiterseitig eine hülsenförmige Verlängerung 28 des Grundkörperteils 1 mithilfe des additiven Fertigungsverfahrens aufgebaut. Diese hülsenförmige Verlängerung 28 ragt in Längsachsrichtung über die Stirnfläche 10 am ersten Ende 61 des Grundkörperteils 1 hinaus.
  • Diese hülsenförmige Verlängerung 28 ist an ihrem distalen Ende jeweils mehrfach in Richtung der Längsachse 3 des Hochfrequenz-Steckverbinders geschlitzt ausgeformt. Auf diese Weise wird zwischen jeweils zwei benachbarten Schlitzen 29 eine Federlasche ausgebildet. Der hülsenförmigen Verlängerung 28 bildet somit eine in radialer Richtung jeweils federnd oder elastisch ausgebildete Hülse. Zur besseren radialen Kontaktierung wird mithilfe des additiven Fertigungsverfahrens am distalen Ende jeder einzelnen Federlasche jeweils eine radial nach außen gerichteten Kontakterhöhung 30 aufgebaut.
  • Die hülsenförmigen Verlängerung 28 des Grundkörperteils 1 wird mit all ihren Federlaschen vollständig und zusammenhängend mit der innenleiterseitigen Beschichtung 52 an der Innenmantelfläche des im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Grundkörperteils 1 beschichtet. Somit bildet die hülsenförmigen Verlängerung 28 den innenleiterseitigen Kontaktbereich 721 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2.
  • Ein außenleiterseitiger Kontaktbereich 711 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 wird als Stirnkontaktbereich ausgebildet und wird in Äquivalenz zu allen Untervarianten der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellt.
  • Die innenleiterseitige Kontaktierung erfolgt zwischen dem innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 712 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2, der aus den einzelnen radial nach aßen verlaufenden Kontakterhöhungen 30 an den Federlaschen der hülsenförmigen Verlängerung 28 gebildet wird, und dem innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 712' an der Innenmantelfläche des Grundkörperteils 1 des Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2'. Der innenleiterseitige Kontaktierungsbereich 712' des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2' wird bevorzugt durch eine Stufe 31 an der Innenmantelfläche am ersten Ende 61' des Grundkörperteils 1' gebildet. Die radiale Erstreckung der Stufe 31 entspricht im Wesentlichen der Wandstärke der hülsenförmigen Verlängerung 28 an deren distalen Ende, um auf diese Weise einen innenleiterseitigen Durchmessersprung im Übergangsbereich zwischen Hochfrequenz-Steckverbinder 2 und Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2' zu vermeiden. Andernfalls würde eine Störstelle entstehen, die das Übertragungsverhalten der Hochfrequenz-Steckverbindung nicht unerheblich verschlechtert.
  • Die 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F und 10G beziehen sich auf einen Hochfrequenz-Steckverbinder 2, der nach einer vierten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellt wird.
  • Ein nach der vierten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellter Hochfrequenz-Steckverbinder 2 kontaktiert bevorzugt innenleiterseitig und außenleiterseitig über jeweils eine Stirnkontaktierung mit einem zugehörigen Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2'. Alternativ ist auch nur eine innenleiterseitige Stirnkontaktierung oder nur eine außenleiterseitige Stirnkontaktierung möglich. Hierzu wird an der Stirnfläche 10 am ersten Ende 61 des Grundkörperteils 1 ein innenleiterseitiger Kontaktierungsbereich 712 hergestellt, indem die innenleiterseitige Beschichtung 52 an der Innenmantelfläche des im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeformten Grundkörperteils 1 bis in einen innenleiterseitigen Bereich auf der Stirnfläche 10 verlängert wird. Die innenleiterseitige Beschichtung 52 wird hierbei so weit in die Stirnfläche 10 geführt, dass ein ausreichend großer innenleiterseitiger Kontaktierungsbereich 712 besteht. Im Hinblick auf eine höhere Lebensdauer des innenleiterseitigen Kontaktierungsbereiches 712 im Stirnbereich, der aufgrund hoher Steckzyklen einem gewissen Abrieb unterworfen ist, wird die innenleiterseitige Beschichtung 52 im Stirnflächenbereich bevorzugt mehrschichtig oder mit einer höheren Schichtdicke ausgeführt. Äquivalent wird der außenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 711 erzeugt, indem die außenleiterseitige Beschichtung 51 von der Außenmantelfläche des Grundkörpers 1 in einen ausreichend großen außenleiterseitigen Bereich auf der Stirnfläche 10 weitergeführt wird.
  • Um einen Winkelversatz zwischen Hochfrequenz-Steckverbinder 2 und Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2' bei einer Stirnkontaktierung zu verhindern, wird innenleiterseitig und/oder außenleiterseitig jeweils eine hülsen- oder ringförmige Verlängerung 32 des Grundkörperteils 1 am ersten Ende 61 des Grundkörperteils 1 mittels eines additiven Fertigungsverfahrens aufgebaut. In unmittelbarer Nachbarschaft zu dieser hülsen- oder ringförmig Verlängerung 32 wird mittels eines additiven Fertigungsverfahrens im Grundkörperteil 1 ein Hohlraum 33 ausgebildet. Der Hohlraum 33 bildet mit der ring- oder hülsenförmigen Verlängerung 32 an der Stirnfläche 10 innenleiterseitig bzw. außenleiterseitig jeweils einen elastisch ausgebildeten Abschluss des Grundkörperteils 1. Dieser elastisch ausgebildete Abschluss des Grundkörperteils 1 kann einen Winkelversatz zwischen den beiden ineinandergesteckten Hochfrequenz-Steckverbindern ausgleichen. Alternativ zu einer ring- oder hülsenförmigen Verlängerung 32 des Grundkörperteils 1 sind auch mehrfache bevorzugt halbkugelförmige Verlängerungen des Grundkörperteils 1 möglich. Die mehrfachen bevorzugt halbkugelförmigen Verlängerungen 32 des Grundkörperteils 1 sind jeweils auf einem Kreis, einer Ellipse oder einem Rechteck im Außenleiter- und Innenleiterbereich angeordnet. Auch in unmittelbarer Nachbarschaft zu den einzelnen bevorzugt halbkugelförmigen Verlängerungen 32 werden mittels eines additiven Fertigungsverfahrens im Grundkörperteil 1 jeweils Hohlräume 33 ausgebildet.
  • Zum Ausgleich eines axialen Versatzes zwischen Hochfrequenz-Steckverbinder 2 und Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2' wird an einem der beiden Hochfrequenz-Steckverbinder eine buchsenförmige Verlängerung 34 befestigt. Diese buchsenförmigen Verlängerung 34 kann beispielsweise eine aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellte Hülse sein, die wie in 10G angedeutet ist, im Bereich des ersten Endes 61 des Grundkörperteils 1 auf den fertigen Hochfrequenz-Steckverbinder gepresst wird. Alternativ ist auch eine buchsenförmige Verlängerung gemäß der 4C, 4D und 4G möglich, die mittels eines additiven Fertigungsverfahrens im Bereich des ersten Endes 61 des Grundkörperteils 1 auf das Grundkörperteil 1 aufgebaut wird. Aufgrund der außenleiterseitigen Stirnkontaktierung ist die außenleiterseitige Beschichtung 51 auf der gesamten Außenoberfläche dieser buchsenförmigen Verlängerung mit Ausnahme der Beschichtung in den Schlitzen 11 mittels eines thermischen oder mechanischen Verfahrens zu entfernen.
  • Neben eines Hochfrequenz-Steckverbinders 2 mit einem außenleiter- und innenleiterseitigen Kontaktbereich 711 und 712 zur gleichzeitigen außenleiter- und innenleiterseitigen Stirnkontaktierung kann mittels der vierten Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens auch ein Hochfrequenz-Steckverbinder 2 hergestellt werden, der nur außenleiterseitig oder nur innenleiterseitig jeweils einen Kontaktierungsbereich zur Stirnkontaktierung aufweist. Diese wurden bereits obig bei den Hochfrequenz-Gegensteckverbindern 2' erläutert, die zu den nach allen bisher vorgestellten Varianten bzw. Untervarianten des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellten Hochfrequenz-Steckverbindern 2 steckbar sind (siehe hierzu: 4B, 4E, 4F, 4G; 5B, 5E, 5F, 5G; 6B, 6E, 6F, 6G; 7B, 7E, 7F, 7G; 8B, 8E, 8F, 8G; 9B, 9E, 9F, 9G).
  • Neben diesen bisher vorgestellten und auf der Anwendung des additiven Fertigungsverfahrens basierenden Ausprägungen einer elektrischen Kontaktierung und Führung von zwei zueinander steckbaren Hochfrequenz-Steckverbindern bieten die additiven Fertigungsverfahren den weiteren erheblichen Vorteil, einen Hochfrequenz-Steckverbinder mit einer kontrollierten Impedanz entlang seiner gesamten Längserstreckung zu verwirklichen. Insbesondere die komplexeren geometrischen Ausformungen im Bereich der Verlängerungen des Grundkörperteil 1 können zu einer Abweichung von einer angepassten Impedanz führen. Zur Kompensation dieser Abweichung der Impedanz können mittels des additiven Fertigungsverfahrens in diesen kritischen Bereichen des Grundkörperteils 1 andere dielektrische Materialen verwendet werden. Die relative Permittivität dieser dielektrischen Materialen ist gegenüber der relativen Permittivität des in den restlichen impedanzangepasten Bereichen des Grundkörperteils 1 verwendeten dielektrischen Materials geeignet geändert. Auch mittels geeigneter Anordnung und geeigneter Ausformung von Hohlräumen im dielektrischen Grundkörpers 1 kann eine geänderte effektive Permittivität in diesen kritischen Bereichen und damit eine Impedanzanpassung über die gesamte Längserstreckung des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 erzielt werden.
  • Eine weitere technische Funktion neben der elektrischen Kontaktierung und Führung, die in Hochfrequenz-Steckverbinder ganz wesentlich ist, stellt die Verschlusstechnik dar.
  • Für eine mittels Verschraubung realisierte Verschlusstechnik zwischen zwei steckbaren Hochfrequenz-Steckverbindern wird an der Außenmantelfläche des Grundkörperteils 1 mittels eines additiven Fertigungsverfahrens ein Außengewindeprofil ausgeformt. Das beschichtete Außengewindeprofil des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinders 2 wird mit einem passenden Innengewindeprofil einer Überwurfmutter verschraubt, die auf einen Hochfrequenz-Gegensteckverbinder 2' drehbar gelagert wird. Die Überwurfmutter mit ihrem Innengewindeprofil kann in konventioneller Fertigungstechnologie oder auch in additiver Fertigungstechnologie mit anschließender metallischer Beschichtung hergestellt werden.
  • Für eine mittels Schnappverbindung realisierte Verschlusstechnik werden an der Außenmantelfläche des Grundkörperteils 1 des Hochfrequenz-Steckverbinders 2 eine oder mehrere nutförmige Vertiefungen ausgeformt, die mit zugehörigen Rastnasen bzw. Rasthacken des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders 2' eine Rastverbindung realisieren.
  • Neben diesen Ausführungen einer Verschlusstechnik sind auch andere Verschlusstechniken wie beispielsweise eine Bajonettverbindung mittels additiver Fertigungstechnologie realisierbar. Schließlich ist auch eine magnetische Verbindung zwischen den zu kontaktierenden Hochfrequenz-Steckverbindern möglich, in dem im Grundkörperteil 1 im Bereich des ersten Endes 61 mindestens ein Magnet mit einer entsprechenden Polarität eingefügt wird.
  • Über die elektrische Kontaktierung und Führung eines weiteren Hochfrequenz-Gegensteckverbinders, eines Hochfrequenzkabels oder einer Hochfrequenzsignalleitungsstruktur auf einer Leiterplatte, die mit dem erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Steckverbinder 2 am zweiten Ende 62 des Grundkörperteils 1 verbunden ist, sind die obig vorgestellten erfindungsgemäßen, auf dem additiven Fertigungsverfahren basierenden Konstruktionsprinzipien zur elektrischen Kontaktierung und Führung eines Hochfrequenz-Steckverbinders 2 äquivalent anwendbar.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 1,1'
    Grundkörperteil
    2,2'
    Hochfrequenz-Steckverbinder, Hochfrequenz-Gegensteckverbinder
    3
    Längsachse
    4, 4', 41, 42
    Durchführung
    5, 51, 52, 52 1, 52 2
    Beschichtung, außenleiter- und innenleiterseitige Beschichtung
    61, 61',62
    erstes Ende und zweites Ende
    711, 721
    außenleiterseitiger Kontaktierungsbereich des Hochfrequenz-Steckverbinders
    712, 722
    innenleiterseitiger Kontaktierungsbereich des Hochfrequenz-Steckverbinders
    711', 712'
    außenleiter- und innenleiterseitiger Kontaktierungsbereich des Hochfrequenz-Gegensteckverbinders
    8
    Verbindungsbereich
    9
    buchsenförmige Verlängerung des Grundkörperteils
    10, 10'
    Stirnfläche
    11
    Schlitz
    12
    Übergangsbereich
    13
    radial nach außen verlaufende Kontakterhöhung
    14
    Hohlraum
    15, 15', 15",15""
    stiftförmige Verlängerung des Grundkörperteils
    161, 162, 163, 164
    lamellenförmiger Bereich
    161', 162', 163' , 164'
    lamellenförmiger Bereich
    171, 172, 173, 174
    axiale Durchführung
    18, 18'
    Kontakterhöhung
    19
    Durchgangsbohrung
    20
    Vorsprung
    211, 212, 213, 214
    rippenförmiger Bereich
    221, 222, 223, 224
    axiale Durchführung
    23
    Kontakterhöhung
    24
    Durchgangsbohrung
    251, 252, 253, 254
    federarmförmiger Bereich
    26
    axiale Durchführung
    27
    Kontakterhöhung
    28
    hülsenförmige Verlängerung des Grundkörperteils
    29
    Schlitz
    30
    nach außen verlaufende Kontakterhöhung
    31
    Stufe
    32
    hülsen-, ring- oder halbkugelförmige Verlängerung des Grundkörperteils
    33
    Hohlraum
    341, 342
    von einer Beschichtung befreiter Bereich am ersten und zweiten Ende
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011103524 A1 [0005]

Claims (19)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Hochfrequenz-Steckverbinders (2) mit folgenden Verfahrensschritten: • Herstellen eines Grundkörperteils (1) des Hochfrequenz-Steckverbinders (2) aus einem dielektrischen Material mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, wobei das Grundkörperteil (1) eine Durchführung (4; 41, 42) zwischen einem ersten Ende (61) und einem zweiten einem zweiten Ende (62) einer Längserstreckung des Grundkörperteils (1) und eine Stirnfläche (10) am ersten Ende (61) zur Kontaktierung mit einem Gegensteckverbinder (2') aufweist, • Beschichten des dielektrischen Grundkörperteils (1) mit einer elektrisch leitfähigen Schicht (5; 51, 52; 52 1, 52 2) und • Entfernen der elektrisch leitfähigen Schicht (5; 51, 52; 52 1, 52 2) in einem die Durchführung (4; 41, 42) jeweils umschließenden Bereich (341, 342) an der Stirnfläche (10) am ersten Ende (61) und an dem zweiten Ende (62) des Grundkörperteils (1).
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten derart ausgeführt wird, dass die Durchführung (4; 41, 42) jeweils vollständig mit der elektrisch leitfähigen Schicht (5; 51, 52; 52 1, 52 2) ausgefüllt wird.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten des dielektrischen Grundkörpers (1) ein Beschichten mit mehreren metallischen Schichten (5; 51, 52; 52 1, 52 2) ist, wobei die metallischen Schichten (5; 51, 52; 52 1, 52 2) jeweils aus einem unterschiedlichen metallischen Material sind.
  4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Ende (61) des Grundkörperteils (1) außenleiterseitig eine buchsenförmige Verlängerung (9) zur außenleiterseitigen Kontaktierung eines Hochfrequenz-Gegensteckverbinders (2") ausgebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Ende (61) des Grundkörperteils (1) innenleiterseitig eine stiftförmige Verlängerung (15; 15'; 15''; 15''') zur innenleiterseitigen Kontaktierung eines Hochfrequenz-Gegensteckverbinder (2") ausgebildet wird.
  6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die stiftförmige Verlängerung (15; 15'; 15''; 15''') als eine stiftförmige Verlängerung mit einer sternförmigen Struktur aufgebaut wird.
  7. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die stiftförmige Verlängerung (15; 15'; 15''; 15''') mit der sternförmigen Struktur aus einer Anzahl n von lamellenförmigen Bereichen (161, 162, 163, 164; 161', 162' ,163' , 164') aufgebaut wird, wobei die lamellenförmigen Bereiche (161, 162, 163, 164; 161', 162', 163',164') so aufgebaut werden, dass zwei zueinander benachbarte lamellenförmige Bereiche (161, 162, 163, 164; 161', 162', 163', 164') jeweils einen Winkel von 360°/n einschließen.
  8. Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stirnfläche jedes lamellenförmigen Bereiches (161, 162, 163, 164; 161', 162' ,163' , 164') jeweils eine Kontakterhöhung (18) zur radialen innenleiterseitigen Kontaktierung mit einem Hochfrequenz-Gegensteckverbinder (2") ausgebildet wird.
  9. Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder lamellenförmige Bereich (161, 162, 163, 164; 161', 162', 163', 164') jeweils elastisch durch Ausformung einer Durchgangsbohrung (19) ausgebildet wird.
  10. Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Seitenflächen jedes lamellenförmigen Bereiches ( 161, 162, 163, 164; 161' ,162',163' , 164') jeweils eine Kontakterhöhung (18') zur lateralen innenleiterseitigen Kontaktierung mit einem Hochfrequenz-Gegensteck-verbinder (2') ausgebildet wird.
  11. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die stiftförmige Verlängerung (15; 15'; 15''; 15''') mit der sternförmigen Struktur aus einer Anzahl n von rippenförmigen Bereichen (211, 212, 213, 214) aufgebaut wird, wobei die rippenförmigen Bereichen (211, 212, 213, 214) so aufgebaut werden, dass zwei zueinander benachbarte rippenförmige Bereiche (211, 212, 213, 214) jeweils einen Winkel von 360°/n einschließen.
  12. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die stiftförmige Verlängerung (15; 15'; 15''; 15''') mit einer Anzahl n von federarmförmigen Bereichen (251, 252, 253, 254) aufgebaut wird, wobei die federarmförmigen Bereiche (251, 252, 253, 254) so aufgebaut werden, dass zwei zueinander benachbarte federarmförmige Bereiche (251, 252, 253, 254) jeweils einen Winkel von 360°/n einschließen.
  13. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Ende (61) des Grundkörperteils (1) innenleiterseitig eine hülsenförmige Verlängerung (28) zur innenleiterseitigen Kontaktierung mit einem Hochfrequenz-Gegensteckverbinder (2") aufgebaut wird, die an ihrem distalen Ende zur Ausbildung von mehreren Federlaschen mehrfach geschlitzt ausgeformt wird.
  14. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Ende (61) des Grundkörperteils (1) innenleiterseitig und/oder außenleiterseitig jeweils eine Verlängerung (32) aufgebaut wird, wobei innerhalb der Verlängerung (32) des Grundkörperteils (1) ein Hohlraum (33) ausgebildet wird.
  15. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundkörperteil (1) außenleiterseitig und benachbart zum ersten Ende (61) eine radial nach außen verlaufende Kontakterhöhung (13) zur radialen außenleiterseitigen Kontaktierung mit einer außenleiterseitigen buchsenförmigen Verlängerung eines Hochfrequenz-Gegensteckverbinders (2') aufgebaut wird.
  16. Verfahren nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein zur radial nach außen verlaufenden Kontakterhöhung (13) benachbarter Bereich des Grundkörperteils (1) elastisch ausgebildet wird, wobei der elastische Bereich durch ein elastisches dielektrisches Material und/oder durch Ausformung von mindestens einen Hohlraum (14) im dielektrischen Grundkörperteil (1) aufgebaut wird.
  17. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundkörperteil (1) benachbart zum ersten Ende (61) mehrere in die Durchführung (4; 41, 42) hineinragende Vorsprünge (20), insbesondere elastisch ausgebildete Vorsprünge (20), zur lateralen Kontaktierung mit jeweils zwei benachbarten lamellenförmigen Bereichen einer stiftförmigen Verlängerung eines Hochfrequenz-Gegensteckverbinders (2') aufgebaut werden.
  18. Datei mit Geometrie- und Materialdaten zum Herstellen eines Grundkörperteils (1) eines Hochfrequenz-Steckverbinders (2) aus einem dielektrischen Material mittels eines additiven Fertigungsverfahrens nach einem der vorstehenden Patentansprüche.
  19. Hochfrequenz-Steckverbinder (2), hergestellt nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 17.
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