DE2055377C2

DE2055377C2 - Elektrische Steckanschlußbuchse

Info

Publication number: DE2055377C2
Application number: DE2055377A
Authority: DE
Inventors: Kerry Marvin Downers Grove Ill. Krafthefer; John Hammond Krehbiel Sen.
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 1969-12-10
Filing date: 1970-11-11
Publication date: 1983-05-11
Also published as: NL7016395A; NL168677B; FR2073171A5; GB1337229A; NL168677C; GB1326101A; DE2055377A1; US3686625A; US3754324A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steckanschlußbuchse zum Einsetzen in eine Schaltungsplatlne mit einem hohlen, runden Anschiußieii, das wesentlich länger als die Dicke der Schaltungsplatlne ist und durch ^M eine Bohrung der Schaltungsplatlne hindurchgreift und mit an der Unterseite der Schaltungsplatine vorgesehenen gedruckten Leiterbahnen verlötet lsi, mit einer an das Anschlußteil anschließenden, radial vorspringenden Anlageschulter sowie mit einem sich daran anschließenden und sich axial erstreckenden, mit einer radialen Einschnürung versehenen Kontaktteil, das an seinem oberen Ende eine sich radial erweilernde Einslecköffnung zur Aufnahme des Steckerstiftes eines elektrischen Bauteils aufweist der bis In das Anschlußteil erstreckbar lsi, ^w wobei Anschluß- und Kontaktteil von einer durchgehenden Stoßfuge durchzogen sind.

Eine derartige elektrische Sieckanschlußbuchse lsi aus der US-PS 28 14024 bekannt. Sie weist ein rundes, höh-, les Anschlußteil mit einem Durchmesser auf. der nicht größer als das Loch In der Schaltungsplatlne, vorzugsweise einer gedruckten Schaltung, Ist, wobei sich das Anschlußteil über eine ringförmig radial nach außen vor- ; springende Arttogeschulter In ein sich axial erstreckendes Kontaktteil fortsetzt, das an einem kontaktgebenden Abschnitt durch radial einwärts gebogene Federn eine verringerte lichte Weite hat. Das Apschlußtei! ist in Form mehrerer paralleler separater Finger ausgeführt, die in einem der Starke der Schaltungsplatlne entsprechenden Abstand von der Anlageschulter radial auswärts gerichtete Vorsprünge aufweisen, wodurch die bekannte Steckanschlußbuchse federnd in. das Schaltplatinenloch einrasten kann- Ferner sind die kontaktgebenden Federn an dem in Anlageschultern abgewandten Enden des Kontaktteiles ausgebildet und durch Axialschlitze voneinander getrennt, so daß die Kontaktfedern unabhängig voneinander radial nach außen federn können. Wird diese bekannte Steckanschlußbuchse in dem Loch der Schaltungsplatine verlötet, so dringt Lötmetall In die relativ breiten Zwischenräume zwischen den einzelnen Fingern des Anschlußteiles ein, umgibt diese und füllt den Innenraum in Höhe der gedruckten Leiterpfade praktisch vollständig aus. Das eingedrungene Lötmetall behindert jedoch das vollständige Einstecken des Steekanschlußsiiftes eines in die Steckanschlußbuchse einzusteckenden Bauteiles, beispielsweise einer Elektrodenröhre, so daß das betreffende Bauteil nicht ausreichend genug in der Lage gesichert werden kann und beispielsweise bei Erschütterungen aus der Steckanschlußbuchse herausfällt. Diese Gefahr besteht um so mehr, als beim Anlöten der bekannten Steckanschlußbuchse eine hinreichend starke Lötverbindung mit der Schaltplatine vorgesehen werden m-j'3, damit die beim Herausziehen des Steckanschlußstlfles aus dem Kontaktteil auf Zug beanspruchte Anschlußbuchse sicher in dem Platinenloch der Schallungsplatine verankert bleibt. Diese Zugbeanspruchung der bekannten Steckanschlußbuchse ist deshalb besonders groß, weil am oberen Ende des Kontaktteiles eine radiale Einschnürung vorgesehen ist, deren Innendurchmesser zur Sicherstellung eines ausreichenden Kontaktdruckes kleiner sein muß als der Außendurchmesser des Bauteil-Sleckanschlußshftes.

Eine gleichartige. In Längsrichtung durchgehend geschlitzte Steckanschlußbuchse, deren unterer Teil durch eine Bohrung einer Schaltungspiatine hindurchgreift und mit an der Unterseite der Schaltungsplatine vorgesehenen gedruckten Leitiingsbahnen verlötet ist, ist aus der DE-AS 11 57 683 bekannt. Der der Aufnahme eines Steckerstiftes dienende Kontaktteil der bekannten Steckanschlußbuchse Ist ebenfalls mit einer radialen Einschnürung versehen, wobei das Kontaktteil einen größeren Durchmesser als das koaxial zum Kontaktteil vorgesehene Anschlußteil aufweist. Das Kontaktteil und das Anschlußteil sind lediglich über einen senkrecht zur Langsachse der Kontaktanschlußbuchse verlaufenden schmalen Steg miteinander verbunden. Auch bei dieser bekannten Steckanschlußbuchse besteht die Gefahr, daß insbesondere beim Tauchlöteii Lötmetall in das unten offene Ende des Anschlußleiles eindringt, nach oben steigt und das Einführen des Steckerstiftes behindert. Darüber hinaus Ist Infolge des geringeren Durchmersers des Anschlußteiles gegenüber dem Kontaktteil ein ausreichendes Einführen des Bauteil-Steckarstifles nur in Ausnahmefällen möglich, so daß bei gefordertem festem Sitz durch entsprechend tiefes Eindringen des Steckerstiftes diese Forderung nur schwer zu erfüllen ist.

Aus der US-PS 32 22 632 Ist eine Steckanschlußbuchse bekannt, die für ein zylindrisches Anschlußtell und ein Im Innern des zylindrischen Anschlußteiles verlaufendes und mit einer Einschnürung versehenes Kontaktteil vorgesehen ist. Das Anschlußteil weist am unteren Ende

einen durch Einführen eines Sieckerstlftes herausstoßbaren Stopfen auf und ist daröber hinaus außen mit einer !(«abweisenden Schicht versehen, um das Eindringen von Lot in das Innere des Kontaktteil« zu verhindern. Dadurch ist es möglich, den einzuführenden Steckerstifi eines Bauteiles durch das Kontaktteil hindurch und durch den Stopfen zu stoßen, so daß zwar eine sichere Lagebefestigung des entsprechenden Bauteiles möglich ist, diese Lagebefeitigung jedoch nur durch entsprechend weites Hindurchstecken des Steckerstiftes und damit entsprechend weites Herausragen aus der Steckanschlußbuchse erreicht wird. Der Platzbedarf an der Unterseite der Schaltungsplatine wird daher nicht von der Länge des aus der Platine herausragenden Anschlußteiles sondern durch die vorher nicht festgelegte Länge des eingesteckten Steckerstlfies bestimmt und kann unter Umständen zu erheblichen Problemen bei über- oder nebeneinander angeordneten Schaltungsplatinen durch ungewollte Kontaktgabe des Steckerstiftes führen.

Auch aus der US-PS 31 63 709 ist es grundsätzlich bekannt, die innenfläche einer elektrischen Anschlußbuchse mit einer lotabweisenden Beschichtung zu versehen. Diese bekannte Steckanschlußbuchse wird jedoch mit der Schaltungsplatine vernietet und weist die lotabweissnde Schicht im Innern der Anschlußbuchse nur zum erleichterten Entfernen des eingelöteten Steckerstiftes eines Bauteiles durch Ausbohren aus der Steckanschlußbuchse auf.

Schließlich ist aus der US-PS 31 87 298 eine elektrische Steckanschlußbuchse zum Einsetzen in eine Schaltungsplatine bekannt, die ebenfalls ein hohles, rundes Anschlußteil aufweist, das wesentlich länger als die Dicke der Schalungsplatte ist und durch eine Bohrung der Schallungsplatine hindurchgreift sowie mit an der Unterseite der Schaltungsplatine vorgesehenen gedruckten Leiterbahnen verlötet werden kann. An der Oberseite des Anschlußteiles ist eine radial vorsprngende Anlageschulter vorgesehen, die gleichzeitig der Aufnahme des Steckerstiftes eines elektrischen Bauteiles dient. Diese bekannte Steckanschlußbuchse wird durch Umbiegen eines gestanzten Blechteiles hergestellt und weist somit eine in Längsrichtung der Anschlußbuchse durchgehende Stoßfuge auf. Dabei wird das Anschlußteil so zusammengebogen, daß die äußeren Blechkanten des gestanzten Teiles einander überlappen. Jedoch kann auch bei dichter Überlappung nicht sichergestellt werden, daß kein Lötmetall in das Innere der Anschlußbuchse eindringt. Da bei dieser Anschlußbuchse das Anschlußteil gleichzeitig Kontaktteil Ist, behindert eindringendes Lötmetall das Einstecken eines Bauteil-Steckerstiftes in besonderem Maße. Diese Gefahr besteht insbesondere beim Tauchlöten, da auch diese bekannte Steckanschlußbuchse unten geöffnet Ist und daß Lötmetall entsprechend der Eintauchtiefe im Löimetallbad aufsteigen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung Ist es, eine elektrische Steckanschlußbuchse zum Einsetzen in die Schaltungsplatine einer gedruckten Schaltung und zur Aufnahme des Steckerstiftes eines leicht wieder entfernbaren elektrischen Bauteiles zu schaffen, die einen elektrisch genauen, durch die Platinenstärke nicht beeinflußten Kontakt zwischen dem Steckerstifi und der gedruckten Schaltung ermöglicht, bei der kein Lötmetall in den Hohlraum zjr Aufnahme des Steckerstiftes gelangt oder eventuell eindringende") Lötmetall ein Einstecken des Steckerstiftes nicht behindert und die ein einfaches Herstellungsverfahren gestattet, damit sie Insbesondere für eine Großserienfertigung geeignet Ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemßß durch die Kombination der Merkmale gelöst, daß das Ansshlußteil am unteren Ends geschlossen ist und bei eingestecktem Bauteil ein Hohlraum zwischen dem Ende des Bauteil-Steckerstirtes und der Spitze des Anschlußteiles verbleibt, und daß die Innenfläche des Anschlußteiles bis zur Anlageschulter mit einem das Lötmetall abweisenden Überzug versehen ist, der auf den zur Herstellung der Steckanschlußbuchse dienenden Blechstreifen vor dem Stanzen und Aufbiegen des Bleichstreifens zu einer Hülse aufgebracht Ist.

Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet, daß in die nahezu geschlossene Form des Anschlußteiles kaum noch Lot in das Innere des Anschlußteiles eindringen kann und dennoch möglicherweise eingedrungenes Lot an der lotabweisenden Beschichtung der Innenfläche des Anschlußteiles nach unten abläuft und dort in das geschlossene Ende bzw. die konische Spitze gelangt, wo es d'e Aufnahme des Steckerstiftes eines elektrischen Bauelementes nicht stört. Die geschienene Spitze des Anschlußtefles der Steckanschlußbuchse erweist sich vor allem bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen mittels einer Tauchlötung für die elektrischen Bauelemente und damit auch für das Einlöten der Steckanschlußbuchse als besonders vorteilhaft. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, eventuell eingedrungenes Lot in den Innenraum des Anschlußteiles durch Umdrehen der gedruckten Schaltungsplatine nach dem Tauchlöten und vor dem Einsetzen des elektrischen Bauteil"» in die Steckanschlußbuchse zu entfernen. In jedem Falle wird der eingesihobene Steckerstift durch eventuell eingedrungenes Lot aufgrund der Länge des Anschlußteiles nicht behindert, kann dort auch keine zusätzlichen Kontaktbrücken aufweisen, so daß insgesamt der hergestellte Kontakt an Zuverlässigkeit gewinnt. Die einstückige Form der elektrischen Steckanschlußbuchse und die Art des Aufbringens des das Lötmetall abweisenden Überzuges gestatten eine wirtschaftliche maschinelle Großserienfertigung und damit die Herstellung eines billigen Bauelementes.

Wehere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung sind den Merkmalen der Patentansprüche 2 und 3 zu entnehmen.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Bauelementes mit mehreren Steckkontakten, das über In eine gedruckte Leiterplatte eingelötete Steckanschlußbuchsen eingesteckt ist,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine mit einer Lotabdeckung versehenen Steckanschlußbuchse,

Fig." einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 der In Fig. 2 dargestellten Steckanschlußbuchse,

Fig. 4 das Aufbringen eines Klebebandes als Lotabdeckung auf dem metallischen Untergrund für die Herstellung einer S'eckanschlußbuchse,

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Ebene 5-5 gemäß Fig. 4 und

Fig. 6 eine Übersicht über die einzelnen Stanzschritte zur Herstellung einer fertigen Steckanschlußbuchse aus einer Platine.

In Fig. 1 Ist eine gedruckte Leiterplatte 20 dargestellt, die aus einer Isolierplatte 22 mit auf einer Seite aufgedruckter Verdrahtung besteht und eine Vielzahl elektrischer Steckanschlußbuchsen 26 aufweist, die durch Bohrungen in die gedruckte Leiterplatte 20 eingesteckt und mit dem betreffenden Leilungszug auf der Leiterplatte 20

verlötet sind. Die Anzahl der Steckanschlußbuchsen 26 hängt von der Anzahl der Steckerstifte 32 des elektrischen Bauelementes 34 ab, die Ihrerseits von den elektrischen Eigenschaften und der Funktion des betreffenden elektrischen Bauelementes 34 abhängig ist.

Jede der Steckanschlußbuchsen 26 wird aus einem ebenen Metallblech zu einem Im wesentlichen rohrförmigen Gebilde geformt, welches gemäß Flg. 2 oben eine Öffnung 36 aufweist, die sich zur erleichterten Aufnahme des Steckerstiftes 32 des elektrischen Bauelementes zu einem Trichter 38 erweitert. In der Nühe der Öffnung .16 setzt eine umlaufende Verstell'ungsslcke 40 und aus Herslellungsgründen zieht sich eine Naht 42 von der Öffnung 36 bis zu einer unteren Spitze 44, welche konisch oder pyramidenartig geformt ist. Ein Schaft 46 erstreckt sich von der Spitze 44 aufwärts und bildet zusammen mit der Spitze 44 das Anschlußtell der Steckanschlußbuchse. An das Anschlußteil schließt sich ein dickeres Mittelstück 48 und eine Schulter 50 an. mit welcher die gesamte Steckanschlußbuchse 26 auf dem Rand der Bohrung In der gedruckten Leiterplatte 20 aufliegt.

Zwischen der oberen Öffnung 36 und dem dickeren Mittelstück 48 besitzt die Steckanschlußbuchse 26 drei eingezogene Wölbungen 52. welche zwischen der Fuge 42 und zwei zusätzlichen Schlitzen drei elastische Streifen bilden. Diese elastischen Streifen der Wölbungen 52 umgreifen den eingesteckten Steckerstift 32 und bilden zusammen mit der Öffnung 36 und der Verstelfungssicke 40 das Kontaktteil der Steckanschlußbuchse 26.

Diese soweit beschriebene Steckanschlußbuchse 26 ist zwar grundsätzlich einsatzfähig, es hat sich jedoch gezeigt, daß die Fuge 42 im Bereich des Schaftes 46 und der Spitze 44 bzw. Im Bereich des Anschlußteiles beim Herstellungsprozeß nicht immer vollständig fließt. Überschreitet diese Fuge 42 ein bestimmtes Maß. so dringt gelegentlich Lötmetall In das Innere des Mittelstückes 48 und/oder der Spitze 44 bzw. dem Anschlußteil ein und bildet so ein Hindernis, das das Eindringen des Steckerstiftes 32 des elektrischen Bauelementes verhindert und dadurch das nachträgliche Entfernen und Ersetzen der gesamten Steckanschlußbuchse 26 erforderlich macht.

Im das Eindringen von Lötmetall zu verhindern, ist die Steckanschlußbuchse 26 im Bereich des Anschlußteils auf den inneren Oberflächen des Schaftes 46 und der Spitze 44 mit einer Lotabdeckung 58 überzogen. Wenn jetzt Lötmetall durch die Fuge 42 eindringt, was nur im Bereich des Schaftes 46 und der Spitze 44 möglich ist. da nur unterhalb der Schaltungsplatine 22 Lot verwendet wird, so wird nicht nur kein Lötmetall an der Lotabdekkung 58 haften bleiben, sondern es wird überhaupt nicht durch die Fuge 42 eindringen. Die Lotabdeckung 58 wirkt also als Schutzwall gegen das Eindringen von Lötmetall. Zur Vereinfachung der Herstellung wird die Lotabdeckung 58 bereits aufgebracht, bevor die Steckanschlußbuchse 26 zum Hohlkörper gerollt wird. Die Lotabdeckung 58 selbst kann metallischer oder organischer Natur sein oder sie kann aus einer zweckentsprechend bemessenen Oxydschicht auf der Metalloberfläche bestehen.

Das Aufbringen der Lotabdeckung 58 kann auf mannigfaltige Weise erfolgen. Auch die Materialwahl ist dabei unier Beachtung der elektrischen Eigenschaften der eigentlichen Steckanschlußbuchse und der lotabweisenden Eigenschaften der Lotabdeckung beliebig. So kann beispielsweise ein Messingstreifen, der an sich ausgezeichnete Löteigenschaften hai. die noch durch Verzinnen verbessert werden können, mit einer Lotabdekkung in Form eines Alumlnlunistrelfens versehen werden.

Der Aluminlumstreifen kann dabei sehr dünn sein, da er nicht zur Festigkeit beiträgt, sondern einfach das Haftenbleiben von Lot metall verhindern soll. Dieser Aluminlumstreifen wird auf den Messingstreifen gelegt und anschließend werden beide unter hohem Druck aufeinandergewalzt. wonach der Aluminiumstreifen fest am Messlng.slrcifcn haften bleibt. Die freie Oberfläche des Aluminiums oxydler: schnell, solern sie nicht bereits oxydiert ist. wobei sich bekanntermaßen oxulicrtcs Aluminium unmöglich verzinnen läßt. Wenn der Messlngstrcifen mit einer l.otahdeckung in Form eines aufgewalzten Alumlniumstrelfeiis /u einer Slcckanschlußbuchsc verarbeitet Ist, wird dementsprechend kein Lötmetall im Bereich der Lotabdeckung 58 hangen bleiben. Natürlich kann das Aluminium auch mn iiiife anderer bekannter Verfahren aufgebracht werden, beispielsweise galvanisch, durch Sprühen, Trunken oder durch selektives Metallisieren

Neben der Verwendung von Aluminium läßt sich auch Chrom ausgezeichnet als l.olabdeckung verwenden. Zum Zwecke der mechanischen Verbindung läßt sich Chrom besser als durch Walzen in Form einer dünnen Schicht auf das Aluminium aufdampfen, "nd zwar entweder über eine verständige Oberfläche oder nur auf einen Teil einer Oberfläche, wobei beim Aufdampfen ein Teil dieser Oberfläche abgedeckt lsi und der Rest mit Chrom bedampft wird.

Ein Ausführungsbeispiel für die Herstellung einer Lotabdeckung ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt unil zeigt einen Messing-Grundstrelfen 112, der ggf. rundherum mit Zinn überzogen sein kann. Eine Hauptfläche dieses Messing-Grundstreifens 112 ist längs einer Längskante mit einem Band 114 abgedeckt, welches mit Hilfe eines Klebers 116 aufgeklebt ist. Dieser Kleber 116 kann beispielsweise bei der Herstellung dieses Bandes 114 in Form eines druckempfindlichen Klebers aufgebracht worden sein. Dieses Band 114 besteht vorzugsweise aus einem hitzebeständigen Material, beispielsweise aus PoIytetrafluoräthylen. Da die aus einer derartigen Platine gefertigten Steckanschlußbuchsen 26 normalerweise nur einmal gelötet werden, bleiben gewisse Beschädigungen dieses Bandes 114 bei dieser einmaligen Lötoperation ohne weitere Folgen.

Das in den Fig. 4 und 5 dargestellte Band 114 kann auch ein aufgeklebter Aluminiumstreifen sein, der in zuvor beschriebener Weise als Lotabdeckung dien¹.

Fig. 6 stellt einzelne Folgeschritte des Entstehungsganges einer Steckanschlußbuchse 26 dar. Die hier dargestellte Platine besteht beispielsweise aus einem Messingstreifen 62 mit einer Lotabdeckung 58 darauf, dem für den Transport von rechts nach links innerhalb einer hier nicht dargestellten Vorrichtung Löcher 118 in gleichmäßigen Abständen eingestanzt worden sind. Diese Stanzvorgänge sind an sich bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert werden. Es sei nur erwähnt, daß die fertig ausgestanzten Blechstucke entsprechend den beiden letzten Positionen links außen innerhalb der Fig. 6 aus dem ebenen Zustand schließlich zu einem Hohlkörper geformt werden, der die Steckanschlußbuchse 26 bildet und der auf der Innenseite des Schaftes 46 und der Spitze 44 bzw. des Anschlußteiles eine Lotabdeckung 58 aufweist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

I, Elektrische Steckanschlußbuchse zum Einsetzen (n eine Schaltungsplatlne mit einem hohlen, runden Anschlußteil, das wesentlich langer als die Dicke der Schaltungsplatlne ist und. durch eine Bohrung der Schaltungsplatine nlndufchgreift und mit an der Unterseite der Schaltungsplatine vorgesehenen gedruckten Leiterbahnen verlötet ist, mit einer an das Anschlußteil anschließenden, radial vorspringenden Anlageschulter sowie mit einem sich daran anschließenden und sich axial erstreckenden, mit einer radialen Einschnürung versehenen Kontaktteil, das an seinem oberen Ende eine sich radial erweiternde Ein- is ■stecköffnung zur Aufnahme des Steckerstiftes eines elektrischen Bauteiles aufweist; der bis in das Anschlußteil erstreckbar ist, wobei Anschluß- und Kontaktteil von einer durchgehenden Stoßfuge durchzogen sind, gekennzeichnet durch die Kombina- tion folgender Merkmale, daß das Anschiußieii (46) am unteren Ende geschlossen ist und bei eingestecktem Bauteil (34) ein Hohlraum zwischen dem Ende des Bauteil-Steckerstiftes (32) und der Spitze (44) des Anschlußteiles (46) verbleibt, und daß die Innenfläche des Anschlußteiles (46) bis zur Anlageschulter (50) mit einem das Lötmetall abweisenden Überzug (58) versehen ist, der auf den zur Herstellung der Steckanschlußbuchse (26) dienenden Blechstreifen (112) vor dem Stanzen und Aufbiegen des Blechstreifens (112) zu eine' Hülse aufgebracht ist.
2. Elektrische Sleckanschi"ßbuchse nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Ende des Anschlußteäies (4«) zu einer konischen Spitze (44) geformt Ist.
3. Elektrische Steckanschlußbuchse nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das Lötmetall abweisende Überzug (58) aus einem organischen Material, insbesondere Polytetrafluoräthylen, aus einem Oxyd oder aus einem dünnen metallischen Überzug aus Aluminium. Chrom o. dgl. besteht und auf der Innenfläche des Anschlußteiles aufgeklebi, aufgewalzt, aufgesprüht oder aufgedampft Ist.