DE102022212814A1 - Contact arrangement and electronic module - Google Patents
Contact arrangement and electronic module Download PDFInfo
- Publication number
- DE102022212814A1 DE102022212814A1 DE102022212814.1A DE102022212814A DE102022212814A1 DE 102022212814 A1 DE102022212814 A1 DE 102022212814A1 DE 102022212814 A DE102022212814 A DE 102022212814A DE 102022212814 A1 DE102022212814 A1 DE 102022212814A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- circuit carrier
- recess
- shielding
- contact arrangement
- contact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 34
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 12
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 12
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 9
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 9
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 6
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007637 SnAg Inorganic materials 0.000 description 1
- QCEUXSAXTBNJGO-UHFFFAOYSA-N [Ag].[Sn] Chemical compound [Ag].[Sn] QCEUXSAXTBNJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
- H01R12/70—Coupling devices
- H01R12/7005—Guiding, mounting, polarizing or locking means; Extractors
- H01R12/7011—Locking or fixing a connector to a PCB
- H01R12/7052—Locking or fixing a connector to a PCB characterised by the locating members
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
- H05K1/0216—Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference
- H05K1/023—Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference using auxiliary mounted passive components or auxiliary substances
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
- H05K1/0216—Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference
- H05K1/0218—Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference by printed shielding conductors, ground planes or power plane
- H05K1/0224—Patterned shielding planes, ground planes or power planes
- H05K1/0225—Single or multiple openings in a shielding, ground or power plane
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/03—Conductive materials
- H05K2201/0332—Structure of the conductor
- H05K2201/0388—Other aspects of conductors
- H05K2201/0394—Conductor crossing over a hole in the substrate or a gap between two separate substrate parts
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/07—Electric details
- H05K2201/0707—Shielding
- H05K2201/0715—Shielding provided by an outer layer of PCB
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/09—Shape and layout
- H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
- H05K2201/095—Conductive through-holes or vias
- H05K2201/09545—Plated through-holes or blind vias without lands
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/09—Shape and layout
- H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
- H05K2201/09654—Shape and layout details of conductors covering at least two types of conductors provided for in H05K2201/09218 - H05K2201/095
- H05K2201/09754—Connector integrally incorporated in the PCB or in housing
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10007—Types of components
- H05K2201/10189—Non-printed connector
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
- H05K2201/10257—Hollow pieces of metal, e.g. used in connection between component and PCB
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
- H05K2201/10295—Metallic connector elements partly mounted in a hole of the PCB
- H05K2201/10303—Pin-in-hole mounted pins
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
- H05K2201/10325—Sockets, i.e. female type connectors comprising metallic connector elements integrated in, or bonded to a common dielectric support
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
- H05K2201/10333—Individual female type metallic connector elements
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
- H05K2201/10371—Shields or metal cases
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
- H05K2201/10621—Components characterised by their electrical contacts
- H05K2201/10704—Pin grid array [PGA]
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/16—Inspection; Monitoring; Aligning
- H05K2203/167—Using mechanical means for positioning, alignment or registration, e.g. using rod-in-hole alignment
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
Abstract
Es wird ausgegangen von einer Kontaktanordnung eines Schaltungsträgers mit einem Steckverbinder, wobei der Steckverbinder zumindest einen elektrisch isolierenden Steckerkörper umfasst, in welchem eine Vielzahl von in einer Musteranordnung beabstandeten Leitungsdrähten mit ihrem jeweils einem Ende ein Steckerkontaktschema für einen Gegenstecker und mit ihrem jeweils entgegengesetzten Ende ein Anschlusskontaktschema für korrespondierende Kontaktstellen des Schaltungsträgers bilden. Dabei sind die Leitungsdrähte zumindest auf der Seite des Anschlusskontaktschemas in ihrer Anordnung relativ zueinander durch eine elektrisch isolierende Positionier- und/oder Ausrichtplatte orientiert. Die Positionier- und/oder Ausrichtplatte umfasst dabei zumindest ein Positionierelement, welches eine Aussparung im Schaltungsträger zumindest bereichsweise durchdringt und dort das Positionierelement unter Ausbildung eines Form-, Kraft- und/oder Stoffschlusses eine relative Positionslage des Schaltungsträgers und des Steckverbinders zueinander festlegt. Ferner umfasst die Kontaktanordnung zumindest ein Schirmelement zur Schirmung elektromagnetischer Strahlung, wobei das Schirmelement mit dem Schaltungsträger verbunden ist und die vom Positionierelement zumindest bereichsweise durchdrungene Aussparung im Schaltungsträger von dem Schirmelement vollständig überdeckt ist.The starting point is a contact arrangement of a circuit carrier with a plug connector, the plug connector comprising at least one electrically insulating plug body in which a plurality of conductor wires spaced apart in a pattern arrangement form with one end a plug contact pattern for a mating connector and with their opposite end a connection contact pattern for corresponding contact points of the circuit carrier. The conductor wires are oriented in their arrangement relative to one another at least on the side of the connection contact pattern by an electrically insulating positioning and/or alignment plate. The positioning and/or alignment plate comprises at least one positioning element which penetrates a recess in the circuit carrier at least in some areas and where the positioning element defines a relative position of the circuit carrier and the plug connector to one another by forming a form, force and/or material connection. Furthermore, the contact arrangement comprises at least one shielding element for shielding electromagnetic radiation, wherein the shielding element is connected to the circuit carrier and the recess in the circuit carrier penetrated at least in regions by the positioning element is completely covered by the shielding element.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung und ein Elektronikmodul umfassend die Kontaktanordnung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a contact arrangement and an electronic module comprising the contact arrangement according to the preambles of the independent claims.
Stand der TechnikState of the art
Die stetig steigenden Anforderungen im Elektronikbereich durch insbesondere steigende Rechenleistungen und zu übertragenden Datenbandbreiten führen bei vielen Elektronikvorrichtungen zu immer strengeren Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit - nachfolgend als EMV abgekürzt -, beispielsweise Steuergeräte im Automotivbereich. Typischerweise wird bei bisher bekannten Ausführungen die gesamte Leiterplatte bzw. Teile der Elektronikvorrichtung durch eine EMV-dichte Hülle umgeben. Diese EMV-Dichtungsfunktion wird im Wesentlichen durch ein metallisches Gehäuse realisiert. Als externer Anschluss der Elektronikvorrichtung wird in vielen Fällen ein Steckverbinder im Gehäuse vorgesehen. Hierfür muss aber das Gehäuse in diesem Bereich geöffnet werden, so dass der Steckverbinder eingebracht werden kann, um dann eine Verbindung zu der im Gehäuse abgeschirmten Elektronik zu ermöglichen. Bekannte Steckverbinder, u.a. auch mehrpolige Messerleisten, weisen zur positionskorrekten Lageanordnung relativ zum elektrisch zu kontaktierenden Schaltungsträger ein Positionierelement auf, welches in eine entsprechend korrespondierende Aussparung im Schaltungsträger positionierend eingreift. Viele Steckverbinder sind für Isolationszwecke als ein Kunststoffspritzgussteil konzipiert, bei welchem dann an einem aus elektrisch isolierenden Kunststoff gespritztem Steckerkörper das Positionierelement gleich mit angeformt ist. Je nach Ausführung der Elektronikvorrichtung stellt der Eingriffsbereich des Positionierelementes in die Aussparung des Schaltungsträgers eine EMV Schwachstelle dar. Aussparungen im Schaltungsträger größer 1mm, beispielsweise bei einer Lochtiefe von 1,6 mm, lassen es dann zu, dass einstrahlende und abstrahlende elektromagnetische Wellen die Aussparung passieren können. Damit können bei derartigen Ausführung EMV-Probleme in der Elektronikvorrichtung selbst oder bei anderen Elektronikgeräten verursacht werden.The constantly increasing demands in the electronics sector, particularly due to increasing computing power and data bandwidths to be transmitted, are leading to increasingly strict requirements for electromagnetic compatibility - abbreviated to EMC below - for many electronic devices, for example control units in the automotive sector. Typically, in previously known designs, the entire circuit board or parts of the electronic device are surrounded by an EMC-tight casing. This EMC sealing function is essentially implemented by a metal housing. In many cases, a connector in the housing is provided as an external connection for the electronic device. For this, however, the housing must be opened in this area so that the connector can be inserted in order to then enable a connection to the electronics shielded in the housing. Known connectors, including multi-pin male connectors, have a positioning element for the correct position relative to the circuit carrier to be electrically contacted, which engages in a corresponding recess in the circuit carrier. Many connectors are designed as a plastic injection molded part for insulation purposes, in which the positioning element is molded onto a plug body made of electrically insulating plastic. Depending on the design of the electronic device, the area where the positioning element engages in the recess in the circuit carrier represents an EMC weak point. Recesses in the circuit carrier larger than 1 mm, for example with a hole depth of 1.6 mm, then allow incoming and outgoing electromagnetic waves to pass through the recess. This can cause EMC problems in the electronic device itself or in other electronic devices with this type of design.
In der
Zur Erwirkung eines EMV Schutzes ist das Gehäuse 210 im Restbereich 16b von beiden Trägerseiten 15, 16 her mittels einer ansonsten bekannten EMV-Dichtung 220 mit dem Schaltungsträger 10 elektrisch leitend verbunden. Im Verbindungsbereich A, B mit der EMV-Dichtung 220 weist der Schaltungsträger 10 eine Masseleitung 14 auf. Diese ist im Restbereich 16b des Schaltungsträgers 10, beispielsweise durch eine Innenlage, weitergeführt und verbindet damit über eine eigentlich geschlossene Metallschicht die jeweiligen Verbindungsbereiche A, B mit der EMV-Dichtung 220 elektrisch leitend miteinander. Die geschlossene Metallschicht 14 überbrückt damit die fehlende Überdeckung durch das Gehäuse 210 im Restbereich 16b des Schaltungsträgers. Allerdings ist die Metallschicht im Bereich der Aussparung 11 zum Einführen des Positionierelementes 111' des Steckverbinders 100' geöffnet. Damit besteht bei hohen EMV-Anforderungen im Bereich der Aussparung 11 und dem Positionierelement 111' eine nachteilige EMV-Schwachstelle. Insbesondere bei Steckverbindern 100' mit Datenleitungen im Gbit/s-Bereich können Signalstörungen und/oder -fehler auftreten. Manche zukünftigen Anwendung lassen sich dann aus Sicherheitsgründen mit einer solchen EMV-gefährdeten Ausführung nicht mehr umsetzen, beispielsweise Steuergeräte im Automotivbereich, insbesondere für einen teil- oder vollautonomen Fahrbetrieb.To achieve EMC protection, the
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
VorteileAdvantages
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die EMV für Elektronikmodule im Bereich von Steckverbindern zu erhöhen.The invention is based on the object of increasing the EMC for electronic modules in the area of connectors.
Diese Aufgabe wird durch eine Kontaktanordnung und ein Elektronikmodul umfassend die Kontaktanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.This object is achieved by a contact arrangement and an electronic module comprising the contact arrangement with the characterizing features of the independent claims.
Es wird ausgegangen von einer Kontaktanordnung eines Schaltungsträgers mit einem Steckverbinder, wobei der Steckverbinder zumindest einen elektrisch isolierenden Steckerkörper umfasst, in welchem eine Vielzahl von in einer Musteranordnung beabstandeten Leitungsdrähten mit ihrem jeweils einem Ende ein Steckerkontaktschema für einen Gegenstecker und mit ihrem jeweils entgegengesetzten Ende ein Anschlusskontaktschema für korrespondierende Kontaktstellen des Schaltungsträgers bilden. Dabei sind die Leitungsdrähte zumindest auf der Seite des Anschlusskontaktschemas in ihrer Anordnung relativ zueinander durch eine elektrisch isolierende Positionier- und/oder Ausrichtplatte orientiert. Die Positionier- und/oder Ausrichtplatte umfasst dabei zumindest ein Positionierelement, welches eine Aussparung im Schaltungsträger zumindest bereichsweise durchdringt und dort das Positionierelement unter Ausbildung eines Form-, Kraft- und/oder Stoffschlusses eine relative Positionslage des Schaltungsträgers und des Steckverbinders zueinander festlegt. Ferner umfasst die Kontaktanordnung zumindest ein Schirmelement zur Schirmung elektromagnetischer Strahlung, wobei das Schirmelement mit dem Schaltungsträger verbunden ist und die vom Positionierelement zumindest bereichsweise durchdrungene Aussparung im Schaltungsträger von dem Schirmelement vollständig überdeckt ist. Eine vollständige Überdeckung liegt insbesondere vor, wenn in jedem radialen Schnitt durch eine Zentrierachse des Positionierelementes Schnittkanten im Bereich der Aussparung zu beiden Seiten der Zentrierachse zueinander durch das Schirmelement durchgehend überbrückt sind. Ferner reicht bei einer senkrechte auf eine der Trägerseiten des Schaltungsträgers erhaltene Projektionsfläche des Schirmelementes mindestens bis an die Berandung der Aussparung heran. Das Schirmelement ist aus einem schirmfähigen Material ausgebildet, insbesondere aus Metall oder aus in einer Grundmatrix eingebetteten Metallpartikel. Ein schirmfähiges Material bedeutet daher ein Werkstoffmaterial, welches die Transmission von elektromagnetischen Strahlen dämpft, insbesondere mit eine Dämpfung >50%, bevorzugt >75%, beispielsweise >90%.The starting point is a contact arrangement of a circuit carrier with a plug connector, the plug connector comprising at least one electrically insulating plug body in which a plurality of conductor wires spaced apart in a pattern arrangement form with one end a plug contact pattern for a mating connector and with their opposite end a connection contact pattern for corresponding contact points of the circuit carrier. The conductor wires are oriented in their arrangement relative to one another at least on the side of the connection contact pattern by an electrically insulating positioning and/or alignment plate. The positioning and/or alignment plate comprises at least one positioning element which penetrates a recess in the circuit carrier at least in some areas and where the positioning element defines a relative position of the circuit carrier and the plug connector to one another by forming a form, force and/or material connection. The contact arrangement further comprises at least one shielding element for shielding electromagnetic radiation, wherein the shielding element is connected to the circuit carrier and the recess in the circuit carrier, which is penetrated at least in part by the positioning element, is completely covered by the shielding element. Complete coverage is present in particular when, in each radial section through a centering axis of the positioning element, cutting edges in the region of the recess on both sides of the centering axis are continuously bridged by the shielding element. Furthermore, in the case of a projection surface of the shielding element obtained perpendicularly on one of the carrier sides of the circuit carrier, it extends at least as far as the edge of the recess. The shielding element is made of a shieldable material, in particular of metal or of metal particles embedded in a base matrix. A shieldable material therefore means a material which attenuates the transmission of electromagnetic radiation, in particular with an attenuation of >50%, preferably >75%, for example >90%.
Vorteilhaft ist nun auf diese Weise ermöglicht, im Verbindungsbereich von Steckverbinder und Schaltungsträger eine geschlossene EMV-dichte Schirmfläche anzuordnen, durch welche ohne eine ansonsten vorliegende EMV-Lücke nun eine durchgehende Abschirmwirkung auch im zuvor genannten Verbindungsbereich realisierbar ist. Es ergibt sich damit eine deutlich verbesserte EMV, wodurch nun Ausführungen ermöglicht sind, die Kriterien einer erhöhten EMV erfüllen müssen. Die Positionier- und/oder Ausrichtplatte ist dabei mit dem Steckerkörper mechanisch verbunden, beispielsweise durch eine Rastverbindung, eine Klemmverbindung, eine Steckverbindung oder durch andere Arten von lösbaren oder unlösbaren Verbindungen.This advantageously makes it possible to arrange a closed EMC-tight shielding surface in the connection area between the connector and the circuit carrier, through which a continuous shielding effect can now be achieved in the aforementioned connection area without an EMC gap that would otherwise exist. This results in significantly improved EMC, which now enables designs that must meet the criteria of increased EMC. The positioning and/or alignment plate is mechanically connected to the connector body, for example by a snap-in connection, a clamp connection, a plug connection or by other types of detachable or non-detachable connections.
Es zeigt sich auch eine gleichwertige alternative Ausführung einer Kontaktanordnung. Im Unterschied zur zuvor beschriebenen Ausführung umfasst nun der Steckerkörper zumindest ein Positionierelement, welches ausgebildet ist, durch ein zumindest bereichsweises Durchdringen einer Aussparung im Schaltungsträger eine relative Positionslage des Schaltungsträgers und des Steckverbinders zueinander festzulegen. Das Positionierelement bildet hierfür im Bereich der Aussparung einen Form-, Kraft- und/oder Stoffschlusses aus. Ferner umfasst die Kontaktanordnung gleichsam zumindest ein Schirmelement zur Schirmung elektromagnetischer Strahlung, wobei das Schirmelement mit dem Schaltungsträger verbunden ist und die vom Positionierelement zumindest bereichsweise durchdrungene Aussparung im Schaltungsträger von dem Schirmelement vollständig überdeckt ist. Es zeigen sich demnach die gleichen bereits in der voraus erläuterten Ausführung beschriebenen Vorteile. Eine Positionier- und/oder Ausrichtplatte kann, muss aber nicht Bestandteil dieser Ausführung der Kontaktanordnung sein.An equivalent alternative embodiment of a contact arrangement is also shown. In contrast to the previously described embodiment, the plug body now comprises at least one positioning element, which is designed to determine a relative position of the circuit carrier and the plug connector to one another by at least partially penetrating a recess in the circuit carrier. For this purpose, the positioning element forms a positive, force and/or material connection in the region of the recess. Furthermore, the contact arrangement also comprises at least one shielding element for shielding electromagnetic radiation, wherein the shielding element is connected to the circuit carrier and the recess in the circuit carrier penetrated at least partially by the positioning element is completely covered by the shielding element. The same advantages already described in the previously explained embodiment are therefore shown. A positioning and/or alignment plate can, but does not have to, be part of this embodiment of the contact arrangement.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Steckverbinders möglich. Nachfolgende weitergehende Ausführungsformen beziehen sich jeweils auf beide zuvor beschriebenen Ausführungen.The measures listed in the dependent claims enable advantageous further developments and improvements of the connector according to the invention. The following further embodiments each relate to both previously described embodiments.
In einer vorteilhaften Ausführung der Kontaktanordnung ist die Formgeometrie der Aussparung im Schaltungsträger an die Außengeometrie des Positionierelements angepasst. Die zueinander angepasste Geometrieform kann in einem senkrecht zu einer Fügeachse des Positionierelements gemachten Schnitt bevorzugt eine kreisrunde Querschnittsform aufweisen. Damit lassen sich die Aussparung und das Positionierelement sehr einfach mit einer zylindrischen oder kegeligen Mantelfläche ausführen. Alternativ sind aber auch andere Geometrieformen im Schnitt denkbar, wie beispielsweise eine ovale, eine rechteckige, eine dreieckige, eine sternförmige oder andere Formen. Dabei ist das entsprechend geformte Positionierelement in Fügerichtung zumindest abschnittsweise oder vollständig in der entsprechend formangepassten Aussparung aufgenommen, in der Art, das zumindest in einer Ebene parallel zu einer der Trägerseiten des Schaltungsträges keine oder nur eine mit einer festgelegten kleinen Toleranz ermöglichte Positionsänderung erfolgen kann. Dies ist insbesondere gegeben durch die Ausbildung einer Passung zwischen dem Positionierelement und der Aussparung. Bei einer Spielpassung ergibt sich ein Formschluss, welcher durch ein Spielmaß noch sehr kleine, noch zulässige Positionsbewegungen erlaubt. Bei einer Übergangspassung sind derartige Positionsbewegungen nochmals kleiner und können bei einer entsprechenden Maßpaarung sogar einen Form- und Kraftschluss ausbilden. Bei einer Presspassung ist keine Bewegungsfreiheit mehr gegeben. In allen genannten Fällen lässt sich vorteilhaft eine sehr genaue Positioniergenauigkeit und damit insgesamt eine sehr genaue Lagepositionierung des Steckverbinders zum Schaltungsträger sicherstellen. Die Fügerichtung des Positionierelementes in die Aussparung erfolgt bevorzugt senkrecht zu einer der Trägerseiten des Schaltungsträgers. Das Ineinanderfügen erfolgt weiter bevorzugt ohne jegliche Hinterschneidungen, insbesondere um die Fügekräfte klein zu halten. Vorteilhaft wird durch das Schirmelement die Aussparung auf einer dem Steckverbinder abgewandten Seite des Schaltungsträgers deckelartig verschlossen und damit eine ansonsten vorliegende EMV-Lücke vollständig ausgeschlossen. Zwischen dem Endabschnitt des Positionierelements und dem Schirmelement besteht bevorzugt ein Spaltabstand, damit ein lagerichtiges Fügen der Leitungsdrähte zu den korrespondierenden Kontaktstellen des Schaltungsträgers in Fügerichtung nicht durch einen Anschlag des Positionierelementes mit dem Schirmelement auf ein Tiefenmaß begrenzt wird.In an advantageous embodiment of the contact arrangement, the shape geometry of the recess in the circuit carrier is adapted to the external geometry of the positioning element. The geometric shapes adapted to each other can preferably have a circular cross-sectional shape in a section made perpendicular to a joining axis of the positioning element. This means that the recess and the positioning element can be designed very easily with a cylindrical or conical outer surface. Alternatively, other geometric shapes in section are also conceivable, such as an oval, a rectangular, a triangular, a star-shaped or other shapes. The correspondingly shaped positioning element is accommodated in the joining direction at least partially or completely in the correspondingly shaped recess, in such a way that at least in a plane parallel to one of the carrier sides of the circuit carrier, no position change or only a position change with a specified small tolerance can take place. This is particularly achieved by the formation of a fit between the positioning element and the recess. With a clearance fit, a positive connection is created, which, due to a clearance dimension, still allows very small, still permissible positions. tion movements are permitted. With a transition fit, such position movements are even smaller and can even form a positive and non-positive connection with an appropriate dimensional pairing. With a press fit, there is no longer any freedom of movement. In all of the cases mentioned, it is advantageous to ensure very precise positioning accuracy and therefore overall very precise positioning of the connector to the circuit carrier. The joining direction of the positioning element in the recess is preferably perpendicular to one of the carrier sides of the circuit carrier. The joining is also preferably carried out without any undercuts, in particular in order to keep the joining forces low. The shield element advantageously closes the recess like a lid on a side of the circuit carrier facing away from the connector, thus completely eliminating an EMC gap that would otherwise exist. There is preferably a gap between the end section of the positioning element and the shielding element so that a correct joining of the conductor wires to the corresponding contact points of the circuit carrier in the joining direction is not limited to a depth dimension by a stop of the positioning element with the shielding element.
In einer alternativen Ausführungsform der Kontaktanordnung weist das Schirmelement eine Aufnahmeöffnung auf mit einer Formgeometrie, welche an die Au-ßengeometrie des Positionierelements angepasst ist und das Positionierelement in der Aufnahmeöffnung in Fügerichtung zumindest abschnittsweise oder vollständig aufgenommen ist, insbesondere unter Ausbildung einer Passung. In Bezug auf die mögliche Passungsausbildung, die denkbaren Geometrieformen, die Beabstandung eines dem Schirmelement zugewandten Endabschnitts des Positionierelementes sowie die sich ergebenden Vorteile lassen sich die gleichen Aussagen zugrunde legen, wie sie bereits bei der vorausgegangenen Ausführung genannt wurden.In an alternative embodiment of the contact arrangement, the shield element has a receiving opening with a shape geometry that is adapted to the external geometry of the positioning element and the positioning element is received in the receiving opening in the joining direction at least partially or completely, in particular with the formation of a fit. With regard to the possible fit formation, the conceivable geometric shapes, the spacing of an end section of the positioning element facing the shield element and the resulting advantages, the same statements can be used as were already mentioned in the previous embodiment.
Grundsätzlich sind günstige Ausführungen der Kontaktanordnung ermöglicht, bei welchen das Positionierelement in Fügerichtung zuerst die Aussparung und dann die Aufnahmeöffnung durchdringt. In diesen Fällen ist das Schirmungselement vollständig auf einer dem Steckverbinder abgewandten Trägerseite des Schaltungsträgers angeordnet. Eine Verbindung des Schirmelementes mit dieser abgewandten Trägerseite kann beispielsweise sehr einfach durch einen Lot-, Sinter- oder Klebekontakt erfolgen. Mit der Verbindung kann das Schirmelement relativ zum Schaltungsträger noch sehr genau lagepositioniert ausgerichtet werden. Dies kann beispielsweise durch ein mechanisches und/oder optisches Messsystem erfolgen, welches die Lageposition des Schirmelementes in Bezug zum später zu fügenden Steckverbinder überprüft und entsprechende Positionskorrekturen innerhalb einer zulässigen Toleranz veranlasst.In principle, favorable designs of the contact arrangement are possible in which the positioning element first penetrates the recess and then the receiving opening in the joining direction. In these cases, the shielding element is arranged completely on a carrier side of the circuit carrier facing away from the connector. The shielding element can be connected to this carrier side facing away from the connector very easily, for example, using a solder, sinter or adhesive contact. With the connection, the shielding element can be positioned very precisely relative to the circuit carrier. This can be done, for example, using a mechanical and/or optical measuring system, which checks the position of the shielding element in relation to the connector to be joined later and initiates corresponding position corrections within a permissible tolerance.
Andere günstige Ausführungsformen der Kontaktanordnung sehen dagegen vor, dass das Positionierelement in Fügerichtung zuerst die Aufnahmeöffnung und dann die Aussparung durchdringt. Demnach ist zumindest ein Teil des Schirmelementes auch auf der dem Steckverbinder zugewandten Trägerseite des Schaltungsträgers angeordnet, während ein weiterer Teil zumindest in die Aussparung des Schaltungsträgers zumindest bereichsweise hineinragt. Ähnlich wie zuvor beschrieben lässt sich in diesem Fall die Lageposition des Schirmelementes zum Schaltungsträger sehr genau innerhalb einer zulässigen Toleranz festhalten, indem zwischen der dem Steckverbinder zugewandten Trägerseite und dem dort angeordneten Teil des Schirmelementes bevorzugt ein Lot-, Sinter- oder Klebekontakt ausgebildet ist. Die Aussparung im Schaltungsträger ist hierbei ausreichend groß bemessen, so dass es während der Lagekorrektur innerhalb der zulässigen Toleranz zu keinem Anlagenkontakt kommt.Other favorable embodiments of the contact arrangement, however, provide that the positioning element first penetrates the receiving opening and then the recess in the joining direction. Accordingly, at least part of the shielding element is also arranged on the carrier side of the circuit carrier facing the connector, while another part protrudes at least partially into the recess of the circuit carrier. In this case, similar to what was previously described, the position of the shielding element in relation to the circuit carrier can be held very precisely within a permissible tolerance by preferably forming a solder, sintered or adhesive contact between the carrier side facing the connector and the part of the shielding element arranged there. The recess in the circuit carrier is dimensioned sufficiently large so that no contact with the system occurs during the position correction within the permissible tolerance.
Alternativ kann in einer vorteilhaften Ausführungsform der Kontaktanordnung die im Schaltungsträger ausgebildete Aussparung für die Lagerichtige Positionierung des Schirmelementes selbst genutzt werden. Dabei ist die Formgeometrie der Aussparung im Schaltungsträger dann an die Außengeometrie des Schirmelementes angepasst und das Schirmelement in der Aussparung aufgenommen, insbesondere unter Ausbildung einer Passung. Da derartige Aussparungen im Schaltungsträger mit einer sehr genauen Lageposition ausbildbar sind, lässt sich die Aussparung als mechanische Anlagenreferenz für eine Lagerichtige Positionierung des Schirmelementes nutzen. Die Positionsgenauigkeit ist auf diese Weise von einer Spielpassung, über eine Übergangspassung bis zu einer Presspassung nach Bedarf entsprechend genau festlegbar. Hinsichtlich der angepassten Formgeometrien lassen sich die gleichen Aussagen machen wie zuvor bei den Ausführungen mit angepassten Formgeometrien zwischen der Aussparung im Schaltungsträger und dem Positionierelement. Sollte das Schirmelement mit einem Teil auf einer dem Steckverbinder abgewandten Trägerseite des Schaltungsträgers und innerhalb der Aussparung des Schaltungsträgers angeordnet sein und dabei bündig mit der dem Steckverbinder zugewandten Trägerseite bündig abschließen, so durchdringt das Positionierelement beim Fügen zeitlich parallel die Aufnahmeöffnung im Schirmelement und die geometrisch radial weiter außen ausgebildete Aussparung im Schaltungsträger. Damit erreicht man, dass eine Passungslänge zwischen dem Positionierelement und dem Schirmelement in Fügerichtung maximiert vorgesehen werden kann, wobei auf der dem Steckverbinder zugewandten Trägerseite keine störenden Konturen des Schirmelementes eine Designfreiheit des Steckverbinders einschränkt.Alternatively, in an advantageous embodiment of the contact arrangement, the recess formed in the circuit carrier can be used for the correct positioning of the shielding element itself. The shape geometry of the recess in the circuit carrier is then adapted to the external geometry of the shielding element and the shielding element is accommodated in the recess, in particular by forming a fit. Since such recesses can be formed in the circuit carrier with a very precise position, the recess can be used as a mechanical system reference for the correct positioning of the shielding element. In this way, the position accuracy can be set as precisely as required, from a clearance fit to a transition fit to a press fit. With regard to the adapted shape geometries, the same statements can be made as previously for the versions with adapted shape geometries between the recess in the circuit carrier and the positioning element. If the shielding element is arranged with a part on a carrier side of the circuit carrier facing away from the connector and within the recess of the circuit carrier and is flush with the carrier side facing the connector, the positioning element penetrates the receiving opening in the shielding element and the geometrically radially further outward recess in the circuit carrier at the same time during joining. This ensures that a fitting length between the positioning element and the shielding element in the joining direction is maximized. den, whereby on the carrier side facing the connector there are no disturbing contours of the shielding element restricting the design freedom of the connector.
Allgemein ist es vorteilhaft, wenn bei den Ausführungsformen der Kontaktanordnung eine Fügeachse der Aufnahmeöffnung im Schirmelement und eine Fügeachse der Aussparung im Schaltungsträger in Überdeckung zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann in einfachster Weise eine mechanische Referenzierung zur Positionierung des Schirmelementes zum Schaltungsträgers erfolgen. Dabei kann die Aussparung im Schaltungsträger von der dem Steckverbinder zugewandten Trägerseite beginnend eine Zentrierphase aufweisen zur erleichterten Einführung des Positionierelementes in die Aufnahmeöffnung des Schirmelementes, welches auf der dem Steckverbinder abgewandten Trägerseite des Schaltungsträgers angeordnet ist. Ebenso ist es denkbar, dass die Aussparung und die Aufnahmeöffnung in Fügerichtung des Positionierelementes deckungsgleich ausgebildet sind, so dass dieses abschnittsweise sowohl von der Aussparung als auch vom Schirmelement aufgenommen ist.In general, it is advantageous if, in the embodiments of the contact arrangement, a joining axis of the receiving opening in the shield element and a joining axis of the recess in the circuit carrier are arranged so as to overlap one another. In this way, mechanical referencing for positioning the shield element in relation to the circuit carrier can be carried out in the simplest way. The recess in the circuit carrier can have a centering phase starting from the carrier side facing the connector to facilitate the insertion of the positioning element into the receiving opening of the shield element, which is arranged on the carrier side of the circuit carrier facing away from the connector. It is also conceivable that the recess and the receiving opening are designed to be congruent in the joining direction of the positioning element, so that it is received in sections by both the recess and the shield element.
Vorteile zeigen sich auch bei Ausführungsformen der Kontaktanordnung, bei welchen das Schirmelement eine Hülsenform mit einem einseitigen Öffnungsverschluss aufweist unter Ausbildung eines Hülsenbodens, wobei der Hülsenboden einem freien Ende des in der Aussparung und/oder in der Aufnahmeöffnung des Schirmelementes aufgenommenen Positionierelement gegenüberliegend angeordnet ist. Das Schirmelement gleicht hierbei insbesondere einem Fingerhut und lässt sich in dieser Form sehr einfach und kostengünstig herstellen, beispielsweise mittels eines Fließpressverfahrens, eines Napfziehverfahrens, eines Tießziehverfahrens oder anderen Verfahren, ggf. beispielsweise mittels eines spanabnehmenden Verfahrens.Advantages are also evident in embodiments of the contact arrangement in which the shielding element has a sleeve shape with a one-sided opening closure to form a sleeve base, wherein the sleeve base is arranged opposite a free end of the positioning element received in the recess and/or in the receiving opening of the shielding element. The shielding element here resembles a thimble in particular and can be manufactured in this form very easily and inexpensively, for example by means of an extrusion process, a cup-drawing process, a deep-drawing process or other processes, if necessary for example by means of a machining process.
Weitere Vorteile ergeben sich bei Ausführungsformen der Kontaktanordnung, bei welcher das Schirmelement einen umlaufenden Bund aufweist, beispielsweise mit der Grundform eines Fingerhutes. Der umlaufende Bund bietet dabei eine umseitig verschließbare Verbindungsfläche an, welche im Bereich der Aussparung mit einer der Trägerseiten des Schaltungsträgers verbunden ist, insbesondere durch eine Lot-, Sinter- oder Kleberschicht. Ferner lässt sich an dem umlaufenden Bund sehr einfach eine weitere geschlossene Schirmfläche - den Bund elektrisch kontaktierend - fortführen und damit eine größere über die Aussparung hinausgehende Abschirmfläche sicherstellen. Eine solche weitergehende geschlossene Schirmfläche ist beispielsweise dadurch gegeben, dass der Schaltungsträger auf zumindest einer der Trägerseiten und/oder in der Innenlage eine geschlossenflächige Metallisierung aufweist, welche mit dem Schirmelement zumindest mittelbar elektrisch leitend kontaktiert ist. Die Metallisierung entspricht in ihrer Art der Ausbildung und dem Material bevorzugt der ausgebildeten Leiterstruktur des Schaltungsträgers.Further advantages arise in embodiments of the contact arrangement in which the shielding element has a circumferential collar, for example with the basic shape of a thimble. The circumferential collar offers a connection surface that can be closed on all sides and is connected to one of the carrier sides of the circuit carrier in the area of the recess, in particular by a solder, sinter or adhesive layer. Furthermore, a further closed shielding surface can be continued very easily on the circumferential collar - electrically contacting the collar - and thus ensuring a larger shielding surface that extends beyond the recess. Such a further closed shielding surface is provided, for example, by the circuit carrier having a closed-surface metallization on at least one of the carrier sides and/or in the inner layer, which is at least indirectly electrically conductively contacted with the shielding element. The metallization preferably corresponds in terms of its type of design and material to the conductor structure of the circuit carrier.
Besonders günstige Umstände liegen für Ausführungsformen der Kontaktanordnung vor, bei welchen das Positionierelement ein Einpresspin oder ein Lötpin ist. Damit ist eine sehr einfache, aber zuverlässige Aufbau- und Verbindungstechnik genutzt, welche insbesondere für Großserienfertigungen zum Tragen kommen kann. Als Lötpin wird das Positionierelement nach dem Einführen mittels einem Lotmittel mechanisch verbunden. Das Lotmittel stellt dabei sicher, dass mögliche Spaltabstände zwischen dem Positionierelement und der Aussparung im Schaltungsträgers bzw. der Aufnahmeöffnung des Schirmelementes vollständig geschlossen werden. Sowohl mit Einpresspin als auch mit Lötpin lassen sich somit gasdichte Fügungen erreichen, womit auch eine geschlossene Schirmung im Bereich der Aussparung im Schaltungsträger sichergestellt werden kann. Weiter bevorzugt ist es ermöglicht, dass die Leitungsdrähte in der gleichen Art ausgeführt sind, so dass ein Fügen sowohl des zumindest einen Positionierelementes als auch der Leitungsdrähte in einem gemeinsamen Fügeprozess erfolgen kann. Allgemein vorteilhaft ist es, dass eine Fügeachse des zumindest einen Positionierelementes achsparallel zu den Leitungsdrähten auf Seiten des Anschlusskontaktschemas orientiert ist. Sowohl die Aussparung bzw. die Aufnahmeöffnung sowie der Einpresspin bzw. der Lötpin weisen eine Materialpaarung auf, welche das Einpressen bzw. das Verlöten begünstigt. Ein Material kann hierbei auch lediglich als eine Beschichtung auf einem Grundmaterial aufgebracht sein.Particularly favorable circumstances exist for embodiments of the contact arrangement in which the positioning element is a press-in pin or a soldering pin. This makes it possible to use a very simple but reliable assembly and connection technology, which can be particularly useful for large-scale production. As a soldering pin, the positioning element is mechanically connected using a solder after insertion. The soldering agent ensures that any gaps between the positioning element and the recess in the circuit carrier or the receiving opening of the shielding element are completely closed. Gas-tight joints can thus be achieved with both a press-in pin and a soldering pin, which also ensures closed shielding in the area of the recess in the circuit carrier. It is also preferred that the conductor wires are designed in the same way, so that both the at least one positioning element and the conductor wires can be joined in a common joining process. It is generally advantageous that a joining axis of the at least one positioning element is oriented parallel to the line wires on the side of the connection contact scheme. Both the recess or the receiving opening and the press-in pin or the soldering pin have a material pairing that facilitates the pressing in or soldering. A material can also be applied simply as a coating on a base material.
Es zeigen sich auch Vorteile in einer Ausführungsform der Kontaktanordnung, bei welcher das Positionierelement an seinem freien Ende einen verjüngten Einführbereich zum Einführen in die Aussparung des Schaltungsträgers und/oder in die Aufnahmeöffnung des Schirmelementes aufweist. Dabei steht der Einführbereich in Richtung der Fügeachse des Positionierelements weiter vom Steckverbinder ab als die Enden der Leitungsdrähte auf Seiten des Anschlusskontaktschemas. Beim Einführen des Steckverbinders in den Schaltungsträger eilt das Positionierelement damit den Leitungsdrähten voraus und greift zuerst in die Aussparung des Schaltungsträgers und/oder in die Aufnahmeöffnung des Schirmelementes ein. Damit werden die Leitungsdrähte noch außerhalb deren Eingriffs in den Schaltungsträger in ihrer Lage zu diesem gleich richtig ausgerichtet. Bei der fortgeführten Fügung greifen dann auch die Leitungsdrähte achszentriert treffsicher in ihre entsprechenden Aussparungen im Schaltungsträger ein. Der verjüngte Einführbereich kann beispielsweise konisch ausgeführt sein, insbesondere als Kegel oder Kegelstumpf. Damit wird das Einfädeln zu Beginn eines Fügeprozesses deutlich vereinfacht.There are also advantages in an embodiment of the contact arrangement in which the positioning element has a tapered insertion area at its free end for insertion into the recess of the circuit carrier and/or into the receiving opening of the shielding element. The insertion area is further away from the connector in the direction of the joining axis of the positioning element than the ends of the conductor wires on the side of the connection contact scheme. When the connector is inserted into the circuit carrier, the positioning element runs ahead of the conductor wires and first engages in the recess of the circuit carrier and/or in the receiving opening of the shielding element. This means that the conductor wires are immediately correctly aligned in their position in relation to the circuit carrier even outside of their engagement with the circuit carrier. As the joining process continues, the conductor wires then also engage accurately in their corresponding recesses in the circuit carrier. The tapered insertion area can be conical, for example, in particular as a cone or truncated cone. This makes threading at the beginning of a joining process much easier.
Bei allen Ausführungsformen der Kontaktanordnung ist das Schirmelement bevorzugt als ein Tiefziehblechteil, ein Prägeteil, ein Dreh- und/oder Frästeil oder ein Spritzgussteil ausgebildet. Denkbar ist auch die Ausbildung mittels eines additiven Herstellungsverfahrens.In all embodiments of the contact arrangement, the shielding element is preferably designed as a deep-drawn sheet metal part, a stamped part, a turned and/or milled part or an injection-molded part. Formation by means of an additive manufacturing process is also conceivable.
Allgemein vorteilhaft ist es, wenn der Steckverbinder zumindest zwei Positionierelemente aufweist, wobei die Leitungsdrähte in einer Draufsicht in Richtung der Zentrierachsen der Positionierelemente zwischen den zwei Positionierelementen angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Positionierung des Steckverbinders in einer Ebenenlage senkrecht zur Zentrierachse sehr genau erfolgen, so dass ein Fügevorgang insbesondere auch für die Leitungsdrähte prozesssicher ausführbar ist. Die Leitungsdrähte auf Seiten des Kontaktanschlussschemas sind innerhalb der Kontaktanordnung mit dem Schaltungsträger elektrisch verbunden.It is generally advantageous if the connector has at least two positioning elements, with the conductor wires being arranged between the two positioning elements in a plan view in the direction of the centering axes of the positioning elements. In this way, the connector can be positioned very precisely in a plane position perpendicular to the centering axis, so that a joining process can be carried out reliably, especially for the conductor wires. The conductor wires on the side of the contact connection diagram are electrically connected to the circuit carrier within the contact arrangement.
Die Erfindung führt auch zu einem Elektronikmodul umfassend eine Kontaktanordnung nach zumindest einer der zuvor genannten Ausführungsformen. Dabei ist der Schaltungsträger der Kontaktanordnung im Wesentlichen in einem EMV-dichten Gehäuse aufgenommen, insbesondere aus Metall, beispielsweise einem Blech- oder einem Spritzgussgehäuse. Ferner ist der Steckverbinder der Kontaktanordnung unter Ausbildung eines externen Kontaktanschlusses des Elektronikmoduls außerhalb des Gehäuses angeordnet. Dadurch bedingt ist dann jener Teil des Schaltungsträgers im Bereich des Steckverbinders außerhalb der Schirmwirkung des Gehäuses angeordnet. Vorteilhaft ist dabei der genannte Flächenbereich des Schaltungsträger aber durch die geschlossene EMV-dichte Schirmfläche des Schirmelementes zumindest teilweise oder vollständig EMV-dicht abgeschirmt. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein weiterer Teil der EMV-dichten Schirmfläche auch als Teil des Schaltungsträgers ausgeführt sein, insbesondere als geschlossene oder im Wesentlichen geschlossene Fläche in Form einer Metallisierung auf zumindest einer der Trägerseiten oder als zumindest eine Innenlage des Schaltungsträgers. Eine solche Metallisierung lässt sich sehr einfach ausbilden, bevorzugt im Rahmen der Ausbildung einer metallischen Leiterstruktur auf der Trägerseite bzw. der Innenlage. Dabei ist es besonders günstig vorzusehen, dass dieser Teil der EMV-dichten Schirmfläche zumindest jeweils einen geschlossenen Flächenbereich aus einem zur Schirmung von elektromagnetischen Strahlen befähigten Material auf beiden Trägerseiten des Schaltungsträgers umfasst, insbesondere als die zuvor genannte Metallisierung, welche zumindest mittelbar mit dem Schirmelement elektrisch leitend kontaktiert sind. Die Metallisierungsflächen stellen dann einfache Kontaktflächen dar zur Fortführung der EMV-dichten Schirmfläche mittels weiteren in Anlagenkontakt mit den Kontaktflächen stehenden Elementen, beispielsweise einem Metallgehäuse.The invention also leads to an electronic module comprising a contact arrangement according to at least one of the aforementioned embodiments. The circuit carrier of the contact arrangement is essentially accommodated in an EMC-tight housing, in particular made of metal, for example a sheet metal or injection-molded housing. Furthermore, the plug connector of the contact arrangement is arranged outside the housing to form an external contact connection of the electronic module. As a result, that part of the circuit carrier in the area of the plug connector is then arranged outside the shielding effect of the housing. Advantageously, however, the said surface area of the circuit carrier is at least partially or completely EMC-tightly shielded by the closed EMC-tight shielding surface of the shielding element. Alternatively or additionally, at least another part of the EMC-tight shielding surface can also be designed as part of the circuit carrier, in particular as a closed or essentially closed surface in the form of a metallization on at least one of the carrier sides or as at least one inner layer of the circuit carrier. Such a metallization can be formed very easily, preferably as part of the formation of a metallic conductor structure on the carrier side or the inner layer. It is particularly advantageous to provide that this part of the EMC-tight shielding surface comprises at least one closed surface area made of a material capable of shielding electromagnetic radiation on both sides of the circuit carrier, in particular as the aforementioned metallization, which is at least indirectly electrically conductively contacted with the shielding element. The metallization surfaces then represent simple contact surfaces for the continuation of the EMC-tight shielding surface by means of further elements in system contact with the contact surfaces, for example a metal housing.
In der Schnittstelle des Gehäuses und des Schaltungsträgers können vorteilhaft EMV-Lücken dadurch verhindert werden, dass das Gehäuse und die zuvor beschriebene geschlossene EMV-dichte Schirmfläche zumindest mittelbar elektrisch leitend miteinander kontaktiert sind. Bevorzugt erfolgt das in der Weise, dass zwischen dem Gehäuse und der geschlossenen EMV-dichten Schirmfläche eine EMV-dichte Dichtung angeordnet ist, welche zumindest mittelbar das Gehäuse und/oder die EMV-dichte Schirmfläche elektrisch leitend kontaktiert. Weiter bevorzugt ist die EMV-dichte Dichtung unmittelbar klemmend zwischen dem Gehäuse und dem auf den Trägerseiten des Schaltungsträgers als die Metallisierung ausgebildeter Teil der EMV-dichten Schirmfläche oder dem Schirmelement selbst aufgenommen. Damit ergibt sich in sehr einfacher Weise ein ganzheitliche Abschirmwirkung mit der teilweisen Aufnahme des Schaltungsträgers in dem Gehäuse.In the interface between the housing and the circuit carrier, EMC gaps can advantageously be prevented by the housing and the previously described closed EMC-tight shielding surface being at least indirectly electrically conductively contacted with one another. This is preferably done in such a way that an EMC-tight seal is arranged between the housing and the closed EMC-tight shielding surface, which at least indirectly electrically conductively contacts the housing and/or the EMC-tight shielding surface. The EMC-tight seal is also preferably held in a clamping manner directly between the housing and the part of the EMC-tight shielding surface formed as the metallization on the carrier sides of the circuit carrier or the shielding element itself. This results in a holistic shielding effect in a very simple manner with the partial reception of the circuit carrier in the housing.
Besondere Anwendungen lassen sich bei Elektronikmodulen Bereich der hochfrequenten Datenkommunikation erschließen. Hierbei weist der Steckverbinder innerhalb der Kontaktanordnung zumindest einen Leitungsdraht als Datenleitung für eine Datenübertragung im Gbit/s-Bereich auf. Auf diese Weisen ist ein deutlich verbessertes Datensignal sichergestellt aufgrund der verminderten Störfanfälligkeit infolge der besonders guten EMV-Eigenschaften. Derartige Elektronikmodule sind somit für einen Einsatz beispielsweise beim teilautonomen oder vollautonomen Fahren geeignet, beispielsweise ein Steuergerät, ein Vehicle Computer oder Vergleichbares.Special applications can be opened up for electronic modules in the area of high-frequency data communication. The connector has at least one conductor wire within the contact arrangement as a data line for data transmission in the Gbit/s range. In this way, a significantly improved data signal is ensured due to the reduced susceptibility to interference as a result of the particularly good EMC properties. Such electronic modules are therefore suitable for use in semi-autonomous or fully autonomous driving, for example as a control unit, a vehicle computer or similar.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:
-
1 : eine schematische Darstellung eines beispielhaft bereits bekannten Elektronikmodules nach Stand der Technik mit einem Schaltungsträger und mit einer EMV-Lücke im Bereich einer von einem Positionierelement eines Steckverbinders eingegriffenen Aussparung des Schaltungsträgers, -
2a : eine Seitenansicht auf die Seite des Kontaktanschlussschemas eines bekannten Steckverbinders als Teil einer Kontaktanordnung mit zumindest einem Schaltungsträger, -
2b : eine Seitenansicht auf die Seite des Kontaktanschlussschemas eines beispielhaft ausgeführten Steckverbinders als Teil einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung mit zumindest einem Schaltungsträger, -
2c : eine Seitenansicht auf die Seite des Kontaktanschlussschemas eines weiteren beispielhaft ausgeführten Steckverbinders in einer weiteren erfindungsgemäß ausgeführten Kontaktanordnung mit zumindest einem Schaltungsträger, -
3a : eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnittes der Kontaktanordnung aus2b oder2c durch ein Positionierelement des Steckverbinders, -
3b : eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnittes der Kontaktanordnung aus2b oder2c eines weiteren beispielhaft ausgeführten Schirmelements, -
3c : eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnittes der Kontaktanordnung aus2b oder2c eines weiteren beispielhaft ausgeführten Schirmelements, -
3d : eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnittes der Kontaktanordnung aus2b oder2c eines weiteren beispielhaft ausgeführten Schirmelements, -
4 : eine schematische Darstellung von Schirmflächen in der Draufsicht auf die Kontaktanordnung im Bereich des Steckverbinders.
-
1 : a schematic representation of an exemplary electronic module according to the state of the art with a circuit carrier and with an EMC gap in the area of a recess in the circuit carrier engaged by a positioning element of a connector, -
2a : a side view of the contact connection diagram of a well-known Connector as part of a contact arrangement with at least one circuit carrier, -
2 B : a side view of the contact connection diagram of an exemplary connector as part of a contact arrangement according to the invention with at least one circuit carrier, -
2c : a side view of the contact connection diagram of another exemplary connector in another contact arrangement according to the invention with at least one circuit carrier, -
3a : a schematic sectional view of a section of the contact arrangement from2 B or2c by a positioning element of the connector, -
3b : a schematic sectional view of a section of the contact arrangement from2 B or2c of another exemplary shield element, -
3c : a schematic sectional view of a section of the contact arrangement from2 B or2c of another exemplary screen element, -
3d : a schematic sectional view of a section of the contact arrangement from2 B or2c of another exemplary screen element, -
4 : a schematic representation of shielding surfaces in the top view of the contact arrangement in the area of the connector.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, functionally identical components are each identified by the same reference numerals.
In der
Die
In der
Allgemein gilt, dass im mittelbaren Verbindungsbereich des Steckverbinders 100 mit dem Schaltungsträger 10 - gemeint ist hierbei insbesondere der in
Die
In der Ausführung gemäß der
Zusätzlich oder alternativ kann im Bereich des Schirmungselementes 145 bzw. der Aussparung 13 auch eine auf einer der Trägerseiten 15, 16 des Schaltungsträgers 10 und/oder eine in einer Innenlage angeordnete Metallisierung 14 - insbesondere in Form einer Masseleitung - die EMV-dichte Schirmfläche 160 geschlossen fortführen. Die Metallisierung 14 ist dabei bevorzugt gleichartig ausgebildet wie eine Leiterstruktur des Schaltungsträgers 10. In diesem Falle kontaktiert bevorzugt die Metallisierung 14 elektrisch leitend zumindest mittelbar das Schirmelement 145, beispielsweise im Bereich des umlaufenden Bundes 145.a. Die Metallisierung 14 kann hierbei auch auf beiden Trägerseiten 15, 16 des Schaltungsträgers 10 angeordnet sein.Additionally or alternatively, in the area of the
Die Ausführung gemäß der
Die
Die in der
Die
Die Begrenzungen E14 und/oder E145 umranden auch zumindest jenen Bereich des Schaltungsträgers 10, welcher im Bereich des Steckverbinders 100 außerhalb des Gehäuses 210 eines Elektronikmodules 200 angeordnet ist und dort von der EMV-dichten Schirmfläche 160 der Kontaktanordnung 150 EMV-dicht abgeschirmt ist. Dabei ist das Gehäuse 210 und die geschlossene EMV-dichte Schirmfläche 160 der Kontaktanordnung 150 zumindest mittelbar elektrisch leitend miteinander kontaktiert. Vergleichbar wie in der
Besondere Anwendungen lassen sich bei Elektronikmodulen 200 im Bereich der hochfrequenten Datenkommunikation erschließen. Hierbei weist der Steckverbinder 100 zumindest einen Leitungsdraht 120 als Datenleitung für eine Datenübertragung im Gbit/s-Bereich auf. Auf diese Weisen ist ein deutlich verbessertes Datensignal sichergestellt aufgrund der verminderten Störfanfälligkeit infolge der besonders guten EMV-Eigenschaften. Derartige Elektronikvorrichtung 200 sind somit für einen Einsatz beispielsweise beim teilautonomen oder vollautonomen Fahren geeignet, beispielsweise ein Steuergerät, ein Vehicle Computer oder Vergleichbares.Special applications can be found for
Claims (15)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022212814.1A DE102022212814A1 (en) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | Contact arrangement and electronic module |
PCT/EP2023/083347 WO2024115478A1 (en) | 2022-11-29 | 2023-11-28 | Contact arrangement and electronics module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022212814.1A DE102022212814A1 (en) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | Contact arrangement and electronic module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022212814A1 true DE102022212814A1 (en) | 2024-05-29 |
Family
ID=89029839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022212814.1A Pending DE102022212814A1 (en) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | Contact arrangement and electronic module |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102022212814A1 (en) |
WO (1) | WO2024115478A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19939582A1 (en) | 1999-08-20 | 2001-03-29 | Tyco Electronics Logistics Ag | Component designed for mounting on a printed circuit board |
US6511348B1 (en) | 2001-10-19 | 2003-01-28 | Tyco Electronics Corporation | Modular jack assembly with signal conditioning |
CN203415750U (en) | 2013-08-05 | 2014-01-29 | 东莞建冠塑胶电子有限公司 | Stacked network connector with improved structure |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6866552B2 (en) * | 2003-02-21 | 2005-03-15 | Molex Incorporated | Electrical connector with a terminal pin alignment plate |
GB201716583D0 (en) * | 2017-10-10 | 2017-11-22 | Den Automation Ltd | Socket |
DE102018000940A1 (en) * | 2018-02-05 | 2019-08-08 | Robert Bosch Gmbh | Connector and contact arrangement |
DE102019207675A1 (en) * | 2019-05-24 | 2020-11-26 | Robert Bosch Gmbh | Connector system |
EP3930104A1 (en) * | 2020-06-24 | 2021-12-29 | Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH & Co. KG | Coaxial cable module, electrical connector and electrical connection assembly |
-
2022
- 2022-11-29 DE DE102022212814.1A patent/DE102022212814A1/en active Pending
-
2023
- 2023-11-28 WO PCT/EP2023/083347 patent/WO2024115478A1/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19939582A1 (en) | 1999-08-20 | 2001-03-29 | Tyco Electronics Logistics Ag | Component designed for mounting on a printed circuit board |
US6511348B1 (en) | 2001-10-19 | 2003-01-28 | Tyco Electronics Corporation | Modular jack assembly with signal conditioning |
CN203415750U (en) | 2013-08-05 | 2014-01-29 | 东莞建冠塑胶电子有限公司 | Stacked network connector with improved structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2024115478A1 (en) | 2024-06-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69116711T2 (en) | Multi-pin electrical connector with pins | |
EP0247662A1 (en) | Leading-in connection for HF-signals | |
DE102006016775A1 (en) | Electronic device and method for making the same | |
EP2595249B1 (en) | Connection terminal | |
EP2732509B1 (en) | Connector and method for the production thereof | |
DE202008014542U1 (en) | Connectors for circuit boards | |
EP3605746A1 (en) | Plug connector and connection with such a connector | |
DE102022212814A1 (en) | Contact arrangement and electronic module | |
EP3830907A1 (en) | Edge connector and printed circuit board assembly | |
EP2991165B1 (en) | Electrical connector, connector element and use | |
DE102020104100B3 (en) | PCB corner connector and card connector arrangement | |
DE102022212812A1 (en) | Connectors and contact arrangement | |
DE9205698U1 (en) | Contacting a loudspeaker arranged within a telephone station with a circuit board provided within the telephone station | |
DE102012005812A1 (en) | Electrical connector with integrated impedance matching element | |
DE102022212813A1 (en) | Contact arrangement and electronic module | |
EP3067670A1 (en) | Plug assembly for a sensor and a method of assembling a plug assembly for a sensor | |
DE102011120056B4 (en) | Plug connection for a circuit board | |
DE102017214151B4 (en) | Flat conductor with several conductor tracks running side by side in an insulating material as well as socket housing | |
EP1939987B1 (en) | Contact device | |
DE102019106817A1 (en) | DUST PREVENTION COVER AND PLUG | |
EP2696439A2 (en) | Electrical contact with cutting edge | |
EP3949024B1 (en) | Plug connector | |
EP3618194A1 (en) | Electrical connector | |
EP1645018A1 (en) | high-frequency coupler for connecting a coaxial plug to a high-frequency transmission line on a printed circuit board | |
EP4066268B1 (en) | Contact module for contacting printed circuit boards |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |