DE3544125A1 - Steckverbinder fuer oberflaechenmontage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Steckverbinder für die Oberflächenmontage.

Es ist bereits bekannt, auf Leiterplatten einseitig oder beidseitig passive und aktive Bauelemente in SMD-Bauwese anzuordnen. SMD ist die Abkürzung für "Surface Mounted Device". Dieser häufig auch in Deutschland verwendete Ausdruck wird gelegentlich auch durch den deutschen Begriff OBM (Oberflächenmontierte Bauelemente) ersetzt. Da der Begriff SMD häufiger Anwendung findet, sei er auch hier benutzt.

Die sogenannte SMD-Technik hat eine Reihe von Vorteilen, so daß der Einsatz dieser Technik weiterhin zunimmt. Insbesondere ergibt die Anwendung der SMD-Technik durch automatisches Bestücken eine beachtliche Kostensenkung und auch höhere Bestückungssicherheit.

Für die SMD-Technik wurden bereits Steckverbinder entwickelt, und zwar sowohl sogenannte Messerleisten als auch Federleisten.

Bei einem bekannten Steckverbinder für die SMD-Technik ragen aus einem speziell vorgesehenen Isolierkörper speziell ausgebildete Kontaktbeine heraus. Diese Kontaktbeine sind mit Anschlußpunkten auf der Oberfläche der Leiterplatte verbindbar. Bei den bekannten Messer- und Federleisten sind z. B. drei Kontaktelementreihen übereinander angeordnet. Jeder der Kontaktelementreihen enthält eine Vielzahl von einzelnen Kontaktelementen, die durch die erwähnten Anschlußbeine aus dem Isolierkörper herausgeführt sind. Die jeweils in einer vertikalen Zeile liegenden Kontaktbeine haben unterschiedliche Länge und enden in Kontaktfüßen, die in Richtung vom Isolierkörper weg hintereinander liegen, um mit den ebenfalls hintereinander liegend auf der Leitplatte angeordneten Anschlußpunkten verlötet zu werden. Dies benötigt verhältnismäßig viel Platz auf der Oberfläche der Leiterplatte. Darüber hinaus werden, wie bereits erwähnt, neu gestaltete, z. B. Anschlußbeine aufweisende Kontaktelemente und auch neu gestaltete Isolierkörper erforderlich.

Bei einem weiteren bekannten SMD-Steckverbinder sind unregelmäßige Abstände der Kontaktelemente im Steckbereich vorhanden. Das hat auch ein unregelmäßiges Raster an der Leiterplatte zur Folge. Dies macht entweder eine Leiterplatte mit unregelmäßig angeordneten Anschlußpunkten oder unterschiedlich geformte Anschlußbeine notwendig, was kostenaufwendiger ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere bezweckt die vorliegende Erfindung, einen Steckverbinder für die Oberflächenmontage (im folgenden SMD-Steckverbinder) anzugeben, der unter Verwendung bereits vorhandener Bauteile aufgebaut werden kann. Die Erfindung bezweckt insbesondere, einen SMD- Steckverbinder vorzusehen, der kostengünstig in der Hersellung ist.

Ferner soll der erfindungsgemäße SMD-Steckverbinder einen geringen Platzbedarf auf der Leiterplatte haben. Insbesondere soll der erfindungsgemäße SMD-Steckverbinder auch bei mehrreihiger Ausbildung mit nur einer einzigen Reihe von Anschlußpunkten auf der Leiterplatte auskommen.

Zur Lösung der genannten Aufgabe sieht die Erfindung einen Steckverbinder für die SMD-Technik vor, der insbesondere einen leistenförmigen Steckverbinder (Messer- oder Federleiste) üblicher Bauart in Schneid/Klemm-Technik benutzt, wobei ein Leiterstück, wie z. B. ein Flachkabelstück, an die Steckverbinderkontaktelemente mit seinem einen Ende (Steckverbinderende) angeschlossen ist und mit seinem anderen, freien Ende (Leiterplattenende) beim Aufsetzen des erfindungsgemäßen SMD-Steckverbinders auf eine Leiterplatte benachbart zu den Anschlußpunkten auf der Leiterplatte endet. Auf diese Weise bildet praktisch das Flachkabel die Anschlußbeine des auf diese Weise entstandenen Steckverbinders in SMD-Bauweise. Vorzugsweise wird ein kurzes Leiterstück verwendet.

Allgemein liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, zwischen den normalen Kontaktelementen eines Steckverbinders und den Anschlußpunkten der Leiterplattenoberfläche handelsübliche Anschlußmittel vorzusehen, welche zum einen mit den Kontaktelementen des Steckverbinders verbindbar sind und zum Anschluß an die Anschlußpunkte auf der Leiterplatte dienen.

Die Schneid/Klemm-Technik (eine spezielle abisolierfreie Anschlußtechnik) wird zur Befestigung des Steckverbinderendes der Anschlußmittel am Steckverbinder bevorzugt. Die abisolierfreie Anschlußtechnik kann dafür ganz allgemein eingesetzt werden. Ferner ist es möglich, irgendeine der bekannten Anschlußtechniken für das Steckverbinderanschlußende der Anschlußmittel (vorzugsweise eines Flachkabelstückes) am Steckverbinder vorzusehen.

Obwohl ein Flachkabel als Anschlußmittel bevorzugt wird, ist es insbesondere auch möglich, eine sog. flexible Schaltung dafür vorzusehen. Ein flexible gedruckte Schaltung ist beispielsweise in der folgenden Literaturstelle beschrieben: "Druckschrift Schoeller Elektronik", Gedruckte Schaltungen, Seite 15. Die Verwendung einer flexiblen gedruckten Schaltung ermöglicht zusätzlich zu dem durch den IDC-Steckverbinder gegebenen Rasterabstand einen zu wählenden Rasterabstand an der Leiterplattenoberfläche. Beispielsweise kann eine Auffächerung an der Leiterplattenoberfläche stattfinden.

Auch das flexible Schaltungsstück wird (ebenso wie das Flachkabelstück) mit einer solchen Länge am Steckverbinder angebracht, daß das freie oder leiterplattenseitige Ende in der Weise endet, daß die Leiter der flexiblen Schaltung benachbart zu den Lötanschlüssen der Leiterplatte enden. Das steckverbinderseitige Ende des Schaltungsstückes wird mit dem Steckverbinder wiederum vorzugsweise durch die Schneid/Klemm-Technik verbunden.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen bekannten SMD-Steckverbinder, und zwar eine Messerleiste, angeordnet auf einer Leiterplatte;

Fig. 2 einen Schnitt ähnlich Fig. 1, wobei aber hier eine SMD-Federleiste gemäß dem Stand der Technik dargestellt ist;

Fig. 3 eine perspektivische, teilweise geschnittene Rückansicht eines erfindungsgemäßen SMD-Steckverbinders, und zwar der Trapez-Bauart, unter Verwendung eines Steckverbinders gemäß DIN 41652;

Fig. 4 eine perspektivische Teilrückansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen SMD-Steckverbinders, basierend auf einem Steckverbinder gemäß DIN 41612;

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen SMD-Steckverbinders, beispielsweise der Bauart gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine in Fig. 5 mit 50 bezeichnete Einzelheit;

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich der Fig. 6, wobei aber hier eine Abwandlung der Ausbildung gemäß Fig. 6 dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt einen Steckverbinder 1 für die Oberflächenmontage (im folgenden kurz "SMD-Steckverbinder"). Der Steckverbinder 1 hat die Form einer Messerleiste und weist drei übereinanderliegende Reihen von Kontaktelementen 8 auf, die in der Form sogenannter Kontaktstifte oder Kontaktmesser ausgebildet sind. Zahlreiche solche Reihen aus Kontaktelementen 8 muß man sich in die Papierebene hinein und aus dieser herausragend hintereinander liegend angeordnet vorstellen.

Die Kontaktelemente 8 sind in einem Isolierkörper 7 untergebracht, wobei der Isolierkörper 7 in geeigneter Weise auf einer Oberfläche 11 einer Leiterplatte 10 sitzt und daran befestigt ist.

Auf der Oberfläche 11 der Leiterplatte 10 sind Anschlußpunkte 6 vorgesehen, die zur Verbindung mit SMD-Bauelementen wie auch dem Steckverbinder 1 dienen. Eines dieser SMD-Bauelemente ist bei 14 angedeutet.

Zur Verbindung der Kontaktelemente 8, die jeweils ein Kontaktende 12 und ein Anschlußende 13 aufweisen, sind Anschlußmittel (SMD-Anschlüsse) 3 in der Form von Anschlußbeinen 4 vorgesehen. Man erkennt, daß jeweils ein Anschlußbein 4 jeweils einem Anschlußende 13 eines jeden Kontaktelementes 8 zugeordnet ist und dieses Anschlußende mit einem zugehörigen Anschlußpunkt 6 verbindet. Zur Kontaktierung mit dem jeweiligen Anschlußpunkt hat jedes der Anschlußbeine 4 einen Anschlußfuß 5. Üblicherweise erfolgt die Verlötung der Anschlußfüße 5 des Steckverbinders 1 wie auch der Anschlußfüße des SMD-Bauelements 14 durch eines der bekannten Lötverfahren, beispielsweise durch das Dampfphasen-Löten oder das sogenannte Reflow-Löten.

Fig. 2 zeigt im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Fig. 1, wobei aber hier der SMD-Steckverbinder 9 die Form einer SMD-Federleiste hat, d. h. in einem Isolierkörper 18 sind anstelle der in Fig. 1 gezeigten Kontaktmesser sogenannte Kontaktfedern 17 angeordnet. Anschlußmittel 3 verbinden die Kontaktelemente 17 in der Form der Kontaktfedern mit den Anschlußpunkten an der Oberfläche 11 der Leiterplatte 10.

Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines SMD- Steckverbinders 30 gemäß der Erfindung. Der SMD-Steckverbinder 30 besteht im wesentlichen aus einem herkömmlichen Steckverbinder 31, beispielweise einem Steckverbinder gemäß DIN 41652, und aus Anschlußmitteln 3, die den herkömmlichen Steckverbinder 31 als SMD-Steckverbinder 30 einsetzbar machen.

Erfindungsgemäß sind die Anschlußmittel 3 ein Leiterstück. Dies ist vorzugsweise in der Form eines Flachkabelstücks 35 vorgesehen. Das Flachkabelstück 35 hat vorzugsweise eine kurze Länge und bildet ein Leiterplattenende 46 und ein Steckverbinderende 49.

Das kurze Flachkabelstück 35 ist mit seinem Steckverbinderende 49 mit den Kontaktelementen 33, und zwar den Anschlußenden dieser Kontaktelemente verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt diese Verbindung durch die bevorzugte Schneid/Klemm-Technik. Aus diesem Grunde ist der Steckverbinder 31 für die Schneid/Klemm- Technik ausgelegt. Der Steckverbinder 31 weist neben dem die Kontaktelemente 33 halternden Isolierkörper 32 noch einen Halteteil 37 auf, der eine Auflagefläche 39 für das Flachkabel 35 bildet. Ein Haltebügel 38 mit einer oberen Längskante 40 und einer unteren Längskante 41 vervollständigt den Steckverbinder 31 in Schneid/Klemm- Technik.

In Fig. 3 ist dargestellt, daß der herkömmliche Steckverbinder 31 durch Befestigungswinkel 43 an der Oberfläche 11 einer Leiterplatte 10 befestigt ist. An der Oberfläche 11 sind in bekannter Weise Anschlußpunkte 6 vorgesehen, die mit den Kontaktelementen 33 des Steckverbinders 31 zu verbinden sind. Dies geschieht durch das erwähnte Flachkabelstück 35. Dieses ist in etwa rechtwinklig um die untere Längskante 41 herumgeführt.

Der Isoliermantel 42 des freien oder Leiterplattenendes 46 des Flachkabelstückes 35 ist im Bereich der Anschlußpunkte entfernt, so daß die im Flachkabel vorhandenen Leiter oder Drähte 36 zur Kontaktierung mit den Anschlußpunkten 6 zugänglich sind. Vorzugsweise verläuft das Flachkabelstück mit seinem Leiterplattenende 46 in seinem isolierten Zustand über die untere Längskante 41 hinaus, und erst im Bereich außerhalb des Steckverbinders 31 ist der Isoliermantel 42 des Flachkabelstücks 35 entfernt.

Man erkennt, daß durch die Verwendung des kurzen Flachkabelstücks der herkömmliche, nicht als SMD-Steckverbinder einsetzbare Steckverbinder 31 zu einem vollgebrauchsfähigen SMD-Steckverbinder 30 wird.

SMD-Steckverbinder werden üblicherweise insbesondere beim Löten verhältnismäßig hohen Temperaturen ausgesetzt, so daß natürlich nur solche Steckverbinder 31 wie auch Flachkabelstücke 35 verwendet werden können, die diesen Temperaturen gewachsen sind. Dies ist aber für viele der herkömmlichen Materialien der Fall, ohne daß Änderungen erforderlich sind.

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines SMD- Steckverbinders 70, der im wesentlichen aus einem üblichen Steckverbinder 72, beispielsweise gemäß DIN 41612, sowie Anschlußmitteln 3 in der Form eines kurzen Flachkabelstücks 35 besteht. Der Steckverbinder 72 ist mittels Befestigungswinkel 43 an der Oberseite 11 der Leiterplatte 10 befestigt. Ein Haltebügel 73 hält das Flachkabelstück 35 gemäß der Schneid/Klemm-Technik in Verbindung mit den nicht gezeigten Kontaktelementen des Steckverbinders 72. Das Leiterplattenende 46 des Flachkabelstücks 35 endet parallel zur Oberfläche 11, so daß die Leiter 36 mit den Anschlußpunkten gelötet werden können.

Die Fig. 5 und 6 zeigen im einzelnen die Verlötung der Leiter 36 mit den Anschlußpunkten 6 an der Oberseite 11 der Leiterplatte 10. Man erkennt, daß der abisolierte Leiter 36 vorzugsweise bogenförmig ausgebildet ist, so daß er mit seinem konvexen Scheitelpunkt den entsprechenden Anschlußpunkt berührt. Die beidseitig dazu entstehenden keilförmigen Räume dienen zur Aufnahme des Lots 48. Mit 44 ist der Gegensteckverbinder bezeichnet.

Gemäß einer bevorzugten, in Fig. 7 gezeigten Abwandlung läßt man das die Leiter 36 freilegende Isoliermaterialteil 47 am äußersten Ende der ansonsten abisolierten Leiter 36 sitzen. Durch diese sogenannte abgesetzte Isolation wird die Positionierung der zum Verlöten dienenden Enden der Leiter 36 im Teilungsschritt erleichtert. Nicht nur die Positionsgenauigkeit wird durch die abgesetzte Isolation erhöht, auch werden die Lötenden des Leiters 36 gegenüber Verbiegen geschützt.

Es ist auch möglich, anstelle des Flachkabelstücks 35 eine sogenannte flexible Schaltung zu verwenden. Diese flexible Schaltung, die im wesentlichen aus Leitern besteht, wird sinngemäß wie das Flachkabelstück 35 eingesetzt.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen werden herkömmliche Steckverbinder der Schneid/Klemm-Technik verwendet, um die erfindungsgemäßen Anschlußmittel mit dem herkömmlichen Steckverbinder zu verbinden. Es ist jedoch auch möglich, herkömmliche Steckverbinder einzusetzen, die eine andere abisolierfreie Anschlußtechnik benutzen. Ganz allgemein kann ein Steckverbinder mit irgendeiner Anschlußtechnik eingesetzt werden.

Es sei noch nachgetragen, daß - vgl. dazu z. B. Fig. 5-7 - das Flachkabelstück derart aus dem Steckverbinder herausgeführt ist, daß die Leiter 36 federnd auf den Anschlußpunkten aufliegen, so daß eine sichere Kontaktgabe erreicht wird.

Claims (8)

1. Steckverbinder für die SMD-Technik mit in einem Isolierkörper angeordneten Kontaktelementen, die durch Anschlußmittel mit auf einer Leiterplatte (10) vorhandenen Anschlußpunkten (6) verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußmittel durch ein kurzes Leiterstück gebildet sind, welches mit seinem einen Ende (Steckverbinderende) mit den Kontaktelementen verbunden ist, und welches mit seinem anderen Ende (Leiterplattenende) benachbart zu den Anschlußpunkten (6) zur Verbindung mit diesen endet, und daß der Isolierkörper und die darin aufgenommenen Kontaktelemente wie auch der dadurch gebildete Steckverbinder von handelsüblicher Bauart sind.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterstück ein Flachkabelstück (35) ist.

3. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterstück eine flexible Schaltung ist.

4. Steckverbinder nach einem oder mehrern der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Leiterstück zusammenarbeitende Steckverbinder ein Steckverbinder der Schneid/Klemm-Technik ist.

5. Steckverbinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckverbinderende (46) des Leiterstücks im Bereich der Anschlußpunkte (6) abisoliert ist.

6. Steckverbinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den Leiter (36) freilegende Isoliermaterialteil (47) am äußersten Ende der ansonsten abisolierten Leiter (36) sitzen bleibt.

7. Steckverbinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Standard- Steckverbinder mit Schneid/Klemm-Anschluß für Flachkabel zusammen mit einem Flachkabelstück verwendet wird, wobei der Steckverbinder den Belastungen durch das jeweilige Lötverfahren standhält, und wobei das Flachkabelstück, welches die elektrische Verbindung zwischen Steckverbinder und Leiterplatte herstellt, wärmebeständig ist und an der Leiterplattenseite abisoliert ist, wodurch sich einreihig zur Leiterplatte geführte Lötanschlüsse oder Anschlußpunkte ergeben.

8. Steckverbinder für die SMD-Technik, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit in einem Isolierkörper angeordneten Kontaktelementen, die durch Anschlußmittel mit auf einer Leiterplatte (10) vorhandenen Anschlußpunkten (6) verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußmittel durch ein Leiterstück gebildet sind, welches mit seinem einen Ende (Steckverbinderende) mit den Kontaktelementen verbunden ist, und welches mit seinem anderen Ende (Leiterplattenende) benachbart zu den Anschlußpunkten (6) zur Verbindung mit diesen endet, und daß der Isolierkörper und die darin aufgenommenen Kontaktelemente wie auch der dadurch gebildete Steckverbinder von handelsüblicher Bauart sind.