DE3926802A1 - Elektrischer steckverbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder für eine bedruckte Leiterplatte mit einem isolierenden Gehäuse, in dem eine Vielzahl von elektrischen Kontakten aufgenommen ist.

Ein derartiger Steckverbinder ist bekannt. Die zur Oberflächenmontage auf einer bedruckten Leiterplatte bestimmten elektrischen Kontakte werden dabei durch eine Kondensationslötung (Vapor-Phase-Lötung) auf der bedruckten Leiterplatte befestigt. Eine alternative Befestigungsmöglichkeit besteht darin, daß die elektrischen Kontakte - wie in der US-PS 28 53 382 der Burndy Corporation beschrieben - die Beschichtung der bedruckten Leiterplatte durchdringen.

Es ist auch ein elektrischer Steckverbinder bekannt, der mehrere Reihen von Kontaktstiften - z.B. drei Reihen mit je 32 Kontaktstifte - aufweist. Zur Befestigung des elektrischen Steckverbinders auf der bedruckten Leiterplatte werden die Kontaktstifte in eine ähnliche Konfiguration von Loch-Reihen eingesetzt, wobei anschließend die Kontaktstifte mit Leiterbahnen der gedruckten Schaltung - z.B. durch Löten - elektrisch verbunden werden.

Eine andere bekannte Anordnung zum Befestigen eines vielreihigen, eine Vielzahl von Kontaktstifte aufweisenden Steckverbinders auf einer mehrschichtigen bedruckten Leiterplatte besteht darin, elastisch federnde Kontaktstifte zu verwenden, die in entsprechende Löcher eingepaßt werden und dabei sowohl den elektrischen Steckverbinder auf der Leiterplatte festhalten als auch die elektrische Verbindung mit ihr herstellen.

Mit der Entwicklung komplexerer Verschaltungstechniken wird das Layout von gedruckten Schaltungen immer schwieriger, wenn auf der Leiterplatte eine Vielzahl von Löcher zur Aufnahme der Kontakte der elektrischen Steckverbinder vorzusehen sind, die dann von den Leiterbahnen der gedruckten Schaltung umgangen werden müssen.

Demgemäß stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen elektrischen Steckverbinder der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß er auch bei einer Leiterplatte mit einer komplexen gedruckten Schaltung einsetzbar ist. Mit anderen Worten: Der erfindungsgemäße Steckverbinder soll auf der Leiterplatte montierbar sein, ohne daß die plattenseitigen Kontakteinrichtungen (z.B. Löcher) das Layout der gedruckten Schaltung übermäßig erschweren.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest ein Kontakt als Preßsitz-Kontakt in einem durchkontaktierten Loch der Leiterplatte und zumindest ein weiterer Kontakt als unter hohem Druck an der Oberfläche der Leiterplatte anliegender Hochdruck-Anlege-Kontakt ausgebildet ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Hochdruck-Anlege-Kontakt eine scharfe Kante aufweist, die zur Herstellung einer niederohmigen elektrischen Verbindung mit einem Kontaktbereich der bedruckten Leiterplatte geeignet ist. Der Kontaktbereich besteht aus einem verformbaren metallischen Material, in das die scharfe Kante eindringt. Der dadurch erreichte gute elektrische Kontakt bewirkt, daß ein Reflow-Löten des elektrischen Steckverbinders auf die bedruckte Leiterplatte nicht erforderlich ist. Falls ein Lötvorgang für die anderen Komponenten auf der Leiterplatte nötig ist, so kann der Steckverbinder nach dem Reflow-Löten installiert werden.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß wenigstens eine Reihe von Hochdruck-Anlege-Kontakten und zusätzlich wenigstens eine Reihe von Preßsitz-Kontakten vorgesehen sind. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß drei Reihen von elektrischen Kontakten vorgesehen sind, wobei zwei Reihen aus den Hochdruck-Anlege-Kontakten bestehen und eine Reihe die Preßsitz-Kontakte aufweist. Dabei ist es besonders praktisch, die Reihe der Preßsitz-Kontakte zwischen den beiden Reihen der Hochdruck-Anlege-Kontakte anzuordnen.

Die Preßsitz-Kontakte dienen dazu, den elektrischen Steckverbinder auf der Leiterplatte festzuhalten und den nötigen Kontaktdruck für die Hochdruck-Anlege-Kontakte aufrechtzuerhalten. Zusätzlich kann durch die Verwendung einer Vielzahl von Preßsitz-Kontakten die Neigung der Leiterplatte, sich aufgrund der durch die Hochdruck-Anlege-Kontakte hervorgerufenen Kraft aufzubiegen, begegnet werden.

Es ist nicht notwendig, daß die Zahl der Kontakte der Preßsitz-Kontakt-Reihe gleich der Anzahl der Hochdruck-Anlege-Kontakte einer Reihe ist. Es ist bspw. durchaus möglich, daß eine kleinere Anzahl der Preßsitz-Kontakte ausreichend ist, um den Kontaktdruck zwischen den Hochdruck-Anlege-Kontakten und der Leiterplatte aufrechtzuerhalten und eine Biegung der Leiterplatte zu verhindern.

Für mehrschichtige Leiterplatten kann eine größere Anzahl von Kontaktreihen notwendig sein. Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckverbinders weist fünf Reihen von elektrischen Kontakten auf, und zwar vier Reihen von Hochdruck-Anlege-Kontakte und eine Zentralreihe mit Preßsitz-Kontakte.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht in einem elektrischen Steckverbinder, der eine einzige Reihe von elektrischen Kontakten aufweist, wobei die Preßsitz-Kontakte zwischen den Hochdruck-Anlege-Kontakten eingefügt sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand beispielhafter Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 ein Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel mit drei Reihen von Kontaktstiften,

Fig. 2 eine alternative Ausbildung eines Kontaktstiftes des Ausführungsbeispiels von Fig. 1,

Fig. 3 ein Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, welches vier Kontakt-Reihen aufweist.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines elektrischen Steckverbinders weist ein isolierendes Gehäuse 10 aus Plastik auf, dessen oberes Ende offen ist, um einen passenden Kupplungssteckverbinder aufzunehmen. Im Gehäuse 10 sind drei Reihen mit Kontaktstiften 11, 12, 13 angeordnet, die in den Sockel des Gehäuses 10 eingeformt sind und sich durch diesen hindurch erstrecken. Die Kontaktstifte 12 (Preßsitz-Kontaktstifte) erstrecken sich gerade durch das Gehäuse 10 und weisen je eine Verdickung 14 auf, die eine sichere Preßsitzverbindung mit einer Reihe von durchkontaktierten Löchern 15 einer bedruckten Leiterplatte 30 gewährleisten. Die Kontaktstifte 11 und 13 (Hochdruck-Anlege-Kontaktstifte) besitzen elastisch federnde Enden 16 und 17, die gebogen sind und sich über die Seitenwände des Gehäuses 10 hinaus erstrecken. Die äußeren Endbereiche 16′ und 17′ der Enden 16 und 17 sind gerundet, um konvexe Kontaktflächen 18 und 19 zu bilden. Ein Hochdruck-Kontakt der Kontaktflächen 18 und 19 der Hochdruck-Anlege-Kontaktstifte 11 und 13 mit auf der Oberfläche der bedruckten Leiterplatte 30 verlaufenden Leiterbahnen 20, 21 wird erreicht, indem der elektrische Steckverbinder durch ein Eindrücken der Preßsitz-Kontaktstifte 12 in die durchkontaktierten Löcher 15 auf der bedruckten Leiterplatte 30 befestigt wird. Unter normalen Umständen ist der durch die Hochdruck-Anlege-Kontaktstifte 11 und 13 bewirkte elektrische Kontakt hervorragend und die Verbindung des elektrischen Steckverbinders mit der Leiterplatte 30 kann nach der Montage der anderen Komponenten ohne Löten durchgeführt werden. Es kann aber auch Lötpaste auf den Leiterbahnen 20, 21 aufgetragen sein und das Anlöten des elektrischen Steckverbinders wird - falls erforderlich - während eines Reflow-Lötverfahrens durchgeführt.

Die Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführung des Endes 17 des Hochdruck-Anlege-Kontaktstiftes 13 aus Fig. 1. Hierbei wird anstelle des gerundeten Endbereiches 17′ eine scharfe Kante 24 verwendet. Nach dem Einsetzen der Preßsitz-Kontaktstifte 12 in die durchkontaktierten Löcher 15 dringt die scharfe Kante 24 in die Leiterbahn 21 ein und deformiert eine verformbare Metallbeschichtung einer Kontaktfläche 21′ der Leiterbahn 21. Auf diese Weise ist eine gute elektrisch leitende Verbindung gewährleistet.

Die Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines elektrischen Steckverbinders, das vier Kontaktstiftreihen aufweist. Die äußeren Reihen bestehen aus Hochdruck-Anlege-Kontaktstiften 31, die ähnlich den Kontaktstiften 11 und 13 der Fig. 1 sind, aber jedoch die scharfe Kante 24 der Fig. 2 aufweisen. Die inneren Reihen bestehen aus Preßsitz-Kontaktstiften 32, die Verdickungen 34 tragen, welche den Verdickungen 14 der Preßsitz-Kontaktstifte 12 der Fig. 1 ähnlich sind.

Obwohl die Preßsitz-Kontaktstifte 12, 32 mit kugelförmigen Verdickungen 14, 34 dargestellt sind, kann jede Ausbildung der Verdickungen 14, 34 verwendet werden, die einen sicheren Preßsitz- oder Einsteckkontakt mit den Löchern 15 garantiert. Die Preßsitz-Kontaktstifte 12, 32 können z.B. konisch zulaufen, mit einem Wulst versehen oder geriffelt sein. Die Enden der Preßsitz-Kontaktstifte 12, 32 können transversal verlaufende Öffnungen - ähnlich einem Nadelöhr - aufweisen, die das elastische Federn der Preßsitz-Kontaktstifte 12, 32 verstärken und dadurch das Einsetzen in die durchkontaktierten Löcher 15 erleichtern.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen werden Kontaktstift-Reihen verwendet, die jeweils nur eine Art von Kontaktstiften, d.h. entweder gerade Preßsitz- oder gekrümmte Hochdruck-Anlege-Kontaktstifte, aufweisen. Es ist jedoch denkbar, daß diese beiden Arten in einer oder in mehreren Reihen gemischt auftreten. Bspw. ist es möglich, daß im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 jeder fünfte Kontaktstift ein gerader Preßsitz-Kontaktstift 12 und der Rest der elektrischen Kontakte aus gekrümmten Hochdruck-Anlege-Kontaktstiften 11, 13 besteht. Eine derartige Ausführung bewirkt eine weitere Verminderung der Anzahl der Löcher in der Leiterplatte 30 und erleichtert dadurch das Layout der Leiterbahnen der gedruckten Schaltung in der Entwicklungsphase, da weniger Löcher vorzusehen sind, die von den Leiterbahnen umgangen werden müssen.

Es ist auch möglich, eine einzige Reihe oder beliebig viele Reihen von Kontaktstiften vorzusehen. Im einfachsten Fall besteht der elektrische Steckverbinder aus einem Preßsitz-Kontaktstift 12 bzw. 32 und einem Hochdruck-Anlege-Kontaktstift 11 bzw. 31.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen werden Preßsitz-Kontaktstifte 12, 32 als Preßsitz-Kontakte und Hochdruck-Anlege-Kontaktstifte 11, 13, 31 als Hochdruck-Anlege-Kontakte verwendet. Es ist aber auch möglich, anstelle der Kontaktstifte auch Kontaktbuchsen in einer ähnlichen Konfiguration zu verwenden. Es kann auch eine Mischung von Kontaktstiften und -buchsen vorgesehen sein. Derartige Ausführungen fallen unter die Offenbarung dieser Erfindung.

Claims (8)

1. Elektrischer Steckverbinder für eine bedruckte Leiterplatte mit einem isolierenden Gehäuse, in dem eine Vielzahl von elektrischen Kontakten aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Kontakt (12; 32) als Preßsitz-Kontakt in einem durchkontaktierten Loch (15) der Leiterplatte (30) und zumindest ein weiterer Kontakt (11, 13; 31) als unter hohem Druck an der Oberfläche der Leiterplatte (30) anliegender Hochdruck-Anlege-Kontakt ausgebildet ist.

2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Hochdruck-Anlege-Kontakte (11, 13) ein gerundetes Ende (16′, 17′) aufweist, das eine konvexe Kontaktfläche (18, 19) bildet, die den elektrischen Kontakt mit einem Kontaktbereich (20′, 21′) der mit Leiterbahnen (20, 21) bedruckten Leiterplatte (30) bildet.

3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Hochdruck-Anlege-Kontakt (13) eine zur Herstellung einer niederohmigen Verbindung geeignete scharfe Kante (24) aufweist, und daß der Kontaktbereich (21′) der Leiterbahn (21) aus verformbarem, elektrisch leitendem metallischen Material besteht.

4. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Reihe Hochdruck-Anlege-Kontakte (11, 13; 31) vorgesehen ist.

5. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Reihe Preßsitz-Kontakte (12; 32) vorgesehen ist.

6. Elektrischer Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Reihen Hochdruck-Anlege-Kontakte (11, 13) und eine Reihe Preßsitz-Kontakte (12) vorgesehen sind.

7. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Reihe Preßsitz-Kontakte (12) zwischen den beiden Reihen der Hochdruck-Anlege-Kontakte (11, 13) angeordnet ist.

8. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Reihe mit Preßsitz-Kontakten (12, 32) und Hochdruck-Anlege-Kontakten (11, 13; 31) vorgesehen ist.