DE69206293T2

DE69206293T2 - Steckeraufbau und Herstellungsverfahren.

Info

Publication number: DE69206293T2
Application number: DE69206293T
Authority: DE
Inventors: Hideo Nanjo
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1991-03-26
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 1996-07-18
Anticipated expiration: 2012-03-27
Also published as: EP0506042A2; DE69206293D1; US5246386A; EP0506042A3; KR100214151B1; JPH04296413A; EP0506042B1; JP3230092B2; ATE130967T1; KR920019021A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft einen Aufbau für einen Anschlußstecker einer elektronischen Vorrichtung und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Stand der Technik

Eine Schrägansicht des Aufbaus eines herkömmlichen Anschlußsteckers fur eine elektronische Vorrichtung (einen zeitgeber) ist in der Fig. 5 dargestellt. Der Anschlußstecker dieses zeitgebers umfaßt eine thermoplastische Harzgrundplatte 73; eine Führungsnase 71, die aus der Mitte der Vorderfläche der Grundplatte hervorragt; eine Anzahl von Durchgangslöchern 72, die in einem Kreis um den äußeren Umkreis der Führungsnase herum angeordnet sind, eine Anzahl von Metallstiften 74, die in die Durchgangslöcher 72 eingesetzt werden; und ein kupferplattiertes Laminat 75 (Schaltkreisstruktur 75a), das an bzw. auf die Rückseite der Grundplatte 73 geklebt ist. Das untere Teil eines jeden Metallstiftes 74 ist mit seiner entsprechenden Struktur 75a an das kupferplattierte Laminat 75 gelötet. Um eine Isolation sicherzustellen, weist die Grundplatte 73 jeweils einen Schlitz 76 zwischen zwei benachbarten Stiften 74 auf. Jeder Verbindungsanschluß 75b dieser Schaltkreisstrukturen 75a ist mit einer Schaltkreisstruktur-Anschlußeinheit 78 auf der Innenfläche der oberen und unteren Wand (77a und b) des Gehäuses 77, das mit der Grundplatte 73 zusammengebaut ist, verbunden.
Bei herkömmlichen Anschlußsteckern für elektronische Vorrichtungen (zeitgebern usw.) werden Metallstifte durch Gesenkeinsatz bzw. Formeinsatz in die Grundplatte hergestellt, und das untere Teil eines jeden Stiftes wird mit der Schaltkreisstruktur, die aus einem kupferpiattierten Laminat ausgebildet ist, das auf die Rückseite der Grundplatte geklebt ist, verlötet. Folglich werden eine große Anzahl von Bauelementen und Montagevorgängen benötigt. Dies bewirkte einen erheblichen Anstieg bei den Produktionskosten. Das Verwenden des Einsatzformens ist nicht nur aufgrund der hohen Kosten der Bauelemente nachteilhaft, sondern ebenso aufgrund der hohen Inbetriebnahmekosten, die mit der Bauteilherstellung verknüpft sind. Desweiteren ist es bei einem Anschlußbtecker, wie er bei einem Zeitgeber verwendet wird, der elf Pole (und elf Stifte) besitzt, schwierig jeweils eine Isolation zwischen zwei Stiften vorzusehen. Insbesondere ist es mit diesem Typ des Anschlußsteckers schwierig die strengen Normen für den Isolationsabstand, wie z. B. dem durch den VDE (Verein Deutscher Elektroingenieure) festgelegten, zu erfüllen.
Von US-A-4,969,842 ist ferner ein Steckverbinder bekannt, der ein geformtes dielektrisches Gehäuse einschließt, das eine Vielzahl von nachgebenden Federkontakten aufweist, die damit integral ausgebildet sind, wobei die Federkontakte Kontakteinrichtungen einschließen, die mindestens eine Plattierungsschicht aufweisen, die daran zum elektrischen in Eingriff bringen bzw. Verbinden mit einem Gegenstück angeordnet sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung überwindet die Nachteile des Standes der Technik durch das Vorsehen eines Aufbaus für einen Anschlußstecker einer elektronischen Vorrichtung, die die Teileanzahl und die Anzahl der Produktionsschritte verringert und somit den Aufbau wirtschaftlicher gestaltet, und die eine geeignete Isolation zwischen den Stiften sicherstellt.
Angesichts des oben erwähnten, umfaßt der Aufbau eines Anschlußsteckers der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen dargestellt ist: eine thermoplastische Harzgrundplatte, die eine Führungsnase und eine Vielzahl von hervorstehenden Dornen, die integral auf deren einer Vorderseite ausgebildet sind; Anschlußstifte, die mittels eines chemischen Plattierungsverfahrens auf der Vielzahl der hervorstehenden Dorne ausgebildet sind;
Verbindungsstrukturen, die auf der Vorderseite der thermoplastischen Harzgrundplatte ausgebildet und mit den Anschlußstiften verbunden sind; Schaltkreisstrukturen, die auf einer Rückseite der thermoplastischen Harzgrundplatte angeordnet sind; und eine Vielzahl von Durchgangslöchern, die in der thermoplastischen Harzgrundplatte ausgebildet sind, und die die Verbindungsstrukturen und Schaltkreisstrukturen elektrisch verbinden.
Um einen Anschlußstecker für eine elektronische Vorrichtung, die diesen Aufbautyp atifweist, herzustellen, wird ein technischer Kunststoff mit guter Wärmebeständigkeit (z. B., Polyethylsulfon) für die Grundplatte verwendet. Zum Herstellen der Führungsnase, der Dorne und der Grundplatte aus einem einzigen Materialstück kann ein Spritzgußverfahren verwendet werden. Die Oberflächen der Dorne, die von der Grundplatte hervorstehen, werden chemisch plattiert (mit Kupferplattierung), um diese Dorne in Metallstifte (die Anschlußstifte) zu verwandeln. Ein Durchgangsloch ist in der thermoplastischen Harzgrundplatte für jeden hervorstehenden Dorn (Anschlußstift) vorgesehen. Eine Struktur wird mittels des chemischen Plattierens (mit Kupferplattierung) der Teile der äußeren Oberfläche der thermoplastischen Harzgrundplatte erzeugt, die all die Anschlußstifte und Durchgangslöcher einschließt. Eine Schaltkreisstruktur entsprechend dieser strukturierten Bereiche ist auf der Rückfläche der geformten Grundplatte mittels des chemischen Plattierens (mit Kupferplattierung) ausgebildet. Auf diese Weise ist jeder Anschlußstift durch die strukturierten Bereiche und Durchgangslöcher elektrisch mit der Schaltkreisstruktur verbunden. Mit anderen Worten weist dieser Anschlußstecker eine Leiterplatte auf, die chemisch auf eine durch Spritzgußverfahren hergestellte Grundplatte plattiert ist. Dieser Aufbau bewirkt einen wirtschaftlichen Anschlußstecker, der nur wenige Bauelemente erfordert und der die Anzahl der Produktionsschritte erheblich verringert.
Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, umfaßt der Aufbau: Stift-Isolationseinrichtungen zum Isolieren der Teile der Schaltkreisstrukturen.
Um einen elektronischen Vorrichtungsanschluß entsprechend diesem Ausführungsbeispiel herzustellen, werden Isolationsrippen auf der Vorder- und Rückseite der thermoplastischen Harzgrundplatte durch Spritzguß hergestellt, so daß die Grundplatte und die Rippen aus einem einzigen Materialstück ausgebildet sind. D. h., daß die hervorstehenden Isolationsrippen auf der Oberfläche der Grundplatte in einem Speichenmuster oder in Form von Strahlen, die radial von der Führungsnase ausgehen, ausgebildet sind. Jeder strukturierte Bereich ist somit durch seine Isolationsrippen abgeteilt, und jede Struktur ist vollständig abgesondert. Jede Schaltkreisstruktur, einschließliche des Endes des Durchgangsloches, das auf der anderen Seite der Grundplatte hervortritt, ist ebenso mittels der hervorstehenden Rippen (der Isolationsrippen) abgeteilt und abgesondert. Ein Stecker mit elf Polen (und elf Stiften) für eine Vorrichtung, wie z. B. einem Zeitgeber, weist somit in dem Zwischenraum zwischen jeweils zwei Stiften (und Schaltkreisstrukturen) eine Wand auf. Da die Isolationsrippen von der Oberfläche der Grundplatte hervorstehen, können die benachbarten Stifte (und die benachbarten strukturierten Bereiche) voneinander abgeteilt und abgesondert werden. Eine vollständige Isolation kann aufrechterhalten werden, und der Aufbau kann sogar diese Normen erfüllen, die strenge Isolationsabstände festlegen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Unteransicht eines Anschlußsteckers für eine elektronische Vorrichtung entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Draufsicht eines Anschlußsteckers für eine elektronische Vorrichtung entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 ist eine Teilquerschnittsansicht einer ersten Seite des Anschlußsteckers entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 ist eine Teilquerschnittsansicht einer zweiten Seite des Anschlußsteckers entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 ist eine Schrägansicht, die einen herkömmlichen Anschlußstecker für eine elektronische Vorrichtung darstellt; und
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 stellt ein Ausführungsbeispiel des Anschlußsteckers einer elektronischen Vorrichtung der Erfindung dar. Die in dem Ausführungsbeispiel dargestellte elektronische Vorrichtung ist z. B. ein Zeitgeber.
Der erste Anschlußstecker umfaßt: eine thermoplastische Harzgrundplatte 1, eine Führungsnase 11 in seiner Mitte, um deren äußeren Rand herum eine Anzahl von hervorstehenden Dornen 12, die ebenso aus dem gleichen Stück des thermoplastischen Harzes ausgebildet und in einem Kreis angeordnet sind; Anschlußstifte 2, die mittels des Anwendens eines chemischen Plattierungsverfahrens auf der Oberfläche der hervorstehenden Dorne 12 erzeugt werden; Verbindungsstrukturen 3 für die Anschlußstifte 2, die durch das Anwenden eines chemischen Plattierungsverfahrens auf den Bereich, der die Grundplatte eines jeden Stiftes 2 umgibt, erzeugt werden; eine Anzahl von Schaltkreisstrukturen 4, die durch das Anwenden eines chemischen Plattierungsverfahrens auf der Rückseite der thermoplastischen Harzgrundplatte 1 in den gleichen Bereichen wie die Verbindungsstrukturen 3 erzeugt werden; und elektronische Durchgangslöcher 5, um die Anschlußstifte 2 mit den Schaltkreisstrukturen 4 elektrisch zu verbinden.
Grundplatte 1 wird unter Verwendung eines technischen Kunststoffes mit guter Wärmebeständigkeit (z. B., Polyethylsulfon) durch Spritzgießen hergestellt. Die Grundplatte 1 ist flach und weist Befestigungsflansche entlang ihres Umfangs auf. Eine zylindrische Führungsnase 11 steht von der Mitte der Grundplatte hervor, und elf hervorstehende Dorne 12 sind in einem Kreis um die Führungsnase 11 herum angeordnet. Alle Teile der Grundplatte 1 sind aus einem einzigen Materialstück ausgebildet. Im allgemeinen ist in der Grundplatte für jeden hervorstehenden Dorn 12 ein Durchgangsloch 5 vorgesehen. Bei dem Ausführungsbeispiel ist ebenso ein Beispiel dargestellt, bei dem zwei Durchgangslöcher 5 für einen hervorstehenden Dorn 12 vorgesehen sind. Zwei Durchgangslöcher können z. B. verwendet werden, wenn der Anschluß mit einer Last zu versehen ist. Da die Grundplatte mittels Spritzgießen ausgebildet ist, können die Führungsnase 11, die hervorstehenden Dorne 12 und die Durchgangslöcher 5 alle aus einem einzigen Materialstück ausgebildet werden.
Alle Oberflächen der hervorstehenden Dorne 12 auf der Grundplatte 1 werden mit einer chemischen Plattierung behandelt, um die Dorne 12 in Metallstifte (oder Anschlußstifte) 2 umzuwandeln. Nachdem die chemische Plattierung (die z. B. eine Kupferplattierung sein kann) fertiggestellt ist, wird die Oberfläche mit einer schützenden Nickelplattierung behandelt. Der Bereich, der den unteren Teil der Anschlußstifte 2 umgibt, einschließlich der Stifte und Durchgangslöcher, wird chemisch plattiert (mit Kupferplattierung), um Verbindungsstrukturen 3 auszubilden, und diese Strukturen 3 werden mit den Anschlußstiften 2 verbunden.
Vorzugsweise werden die Anschlußstifte, die Schaltkreisstrukturen und die Plattierung in den Durchgangslöchern durch einen einzigen Plattierungsvorgang ausgebildet.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, werden Schaltkreisstrukturen 4, die zu den Verbindungsstrukturen 3 passen, auf der Rückseite der Grundplatte durch chemisches Plattieren (mit Kupferplattierung) erzeugt. Die Durchgangslöcher 5 münden an einem Ende (41) einer jeden Schaltkreisstruktur 4, und das andere Ende (42) stellt den Verbindungsanschluß dar. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, werden elektronische Durchgangslöcher 5, die die Anschlußstifte 2 mit den Schaltkreisstrukturen 4 verbinden, mittels der Anordnung von Durchgangslöchern 5 in der Grundplatte hergestellt. Auf diese Weise wird jeder Anschlußstift 2 mit seiner Schaltkreisstruktur 4 elektrisch verbunden.
Ein Anschlußstecker für eine elektronische Vorrichtung mit dieser Konfiguration wird unter Verwendung eines wärmebeständigen technischen Kunststoffes durch Spritzgießen aus einem einzigen Stück hergestellt. Er weist eine flache Grundplatte 1, eine Führungsnase 11 und hervorstehende Dorne 12 auf. Die gesamte Oberfläche eines jeden Dorns 12 auf der Grundplatte 1 wird mit chemischer Plattierung (Kupferplattierung) behandelt, um Metallstifte 2 (die Anschlußstifte) zu erzeugen. Verbindungsstrukturen 3 (aus Kupferplattierung) werden auf der Oberfläche der thermoplastischen Harzgrundplatte 1 erzeugt, um alle Anschlußstifte 2 und Durchgangslöcher 5 einzuschließen. Eine Schaltkreisstruktur 4 (Kupferplattierung) wird auf der Rückseite der thermoplastischen Harzgrundplatte 1 ausgebildet, um mit je einer der Verbindungsstrukturen 3 in Verbindung zu stehen. Auf diese Weise wird jeder Anschlußstift 2 mit einer Verbindungsstruktur 3 verbunden, und durch ein elektronisches Durchgangsloch 5 elektrisch mit einer Schaltkreisstruktur 4 verbunden. Mit anderen Worten besitzt dieser Anschlußstecker eine Leiterplatte, die auf einer durch Spritzguß hergestellten Grundplatte chemisch plattiert ist. Dieser Aufbau führt zu einem wirtschaftlichen Anschluß, der sehr wenige Bauteile erfordert, und der die Anzahl der Produktionsschritte erheblich verringert.
Entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Anschlußstecker mit hervorstehenden Isolationsrippen auf sowohl der Vorder- als auch auf der Rückseite der thermoplastischen Harzgrundplatte 1 vorgesehen, um eine jede der Verbindungsstrukturen 3 und Schaltkreisstrukturen 4 voneinander abzuteilen. Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, werden die Isolationsrippen 6 auf der Vorder- und Rückfläche der thermoplastischen Harzgrundplatte 1 durch Spritzgußverfahren hergestellt, um mit der Grundplatte aus einem einzigen Stück zu bestehen. Diese hervorstehenden Isolationsrippen 6 werden auf der Oberfläche der Grundplatte 1 in einem Speichenmuster oder in Form von Strahlen, die von der Führungsnase 11 ausgehen, ausgebildet. Jede der Verbindungsstrukturen 3 wird somit mittels seiner Isolationsrippen 6 abgeteilt, und jede Struktur ist vollständig abgesondert. Wie in den Fig. 2 und 4 dargestellt ist, wird jede Schaltkreisstruktur 4, die das Ende des elektronischen Durchgangsloches 5 einschließt, das auf der anderen Seite der Grundplatte 1 mündet, ebenso mittels der hervorstehenden Rippen 6 (die Isolationsrippen) abgeteilt und abgesondert.
Es ist besonders nützlich diese Art der Isolationsrippen in Vorrichtungen wie z. B. Zeitgebern zu verwenden, die viele Stifte auf engem Bereich aufweisen. Und zwar weil die Isolationsrippen 6 von der Oberfläche der Grundplatte hervorstehen und jeder Stift 2 und jede Schaltkreisstruktur vollständig durch eine Wand abgetrennt und abgesondert werden kann. Dies ermöglicht dem Aufbau sogar diese Normen zu erfüllen, die strenge Isolationsabstände festlegen.
Bei den obigen Ausführungsbeispielen wurde ein Beispiel verwendet, bei dem die Grundplatte 1 eine flache Platte war. Jedoch wäre es für die Grundplatte 1 ebenso denkbar, daß sie mit dem Grundsockel auf der einen Seite und einem Paar von fortlaufenden Leiterplatten, die sich gegenüberliegend auf der anderen Seite wegerstrecken, ausgebildet ist. In diesem Fall wären die Grundplatte und die Leiterplatten aus einem im wesentlichen U-förmigen Stück (Fig. 6) ausgebildet. Zusätzlich würden die Schaltkreisstrukturen in einem Plattierungsschritt ausgebildet werden, um sich von den Durchgangslöchern bis zu den Leiterplatten zu erstrecken.
Wie oben erwähnt sieht das erste Ausführungsbeispiel einen kostengünstigen Anschluß vor, der sehr wenige Bauteile erfordert und der die Anzahl der Produktionsschritte erheblich verringert. Das zweite Ausführungsbeispiel stellt zusätzlich die Isolation der Schaltkreisstrukturen sicher.
Obwohl hier die vorliegenden Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und beschrieben werden, sollte es dennoch deutlich sein, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche auf andere Weise verschiedenartig ausgeführt und ausgeübt werden kann.

Claims

1. Ein Aufbau eines Anschlußsteckers mit:

einer thermoplastischen Harzgrundplatte (1), die eine Führungsnase (11) und ein Vielzahl von hervorstehenden Dornen (12), die integral auf deren Vorderseite ausgebildet sind, aufweist;

Anschlußstifte (2), die auf der Vielzahl der hervorstehenden Dorne (12) mittels eines chemischen Plattierungsvorgangs ausgebildet sind;

Verbindungsstrukturen (3), die auf der Vorderseite der thermoplastischen Harzgrundplatte (1) angeordnet und mit den Anschlußstiften (2) verbunden sind;

Schaltkreisstrukturen (4), die auf einer Rückseite der thermoplastischen Harzgrundplatte (1) angeordnet sind; und

eine Vielzahl von Durchgangslöchern (5), die in der thermoplastischen Harzgrundplatte (1) ausgebildet sind und die Verbindungsstrukturen (3) und die Schaltkreisstrukturen (4) elektrisch verbinden.

2. Ein Aufbau gemäß Anspruch 1,

bei dem die Führungsnase (11) mittig bezüglich der Vielzahl der hervorstehenden Dorne (12) angeordnet ist.

3. Ein Aufbau gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die thermoplastische Harzgrundplatte (1), die Führungsnase (11) und die Vielzahl der hervorstehenden Dorne (12) mittels Spritzgießen integral ausgebildet sind.

4. Ein Aufbau gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche,

der zudem eine Stift-Isolationseinrichtung (6) zum Isolieren der Vielzahl der Anschlußstifte (2) aufweist.

5. Ein Aufbau gemäß Anspruch 4,

bei dem die Stift-Isolationseinrichtung eine Vielzahl von hervorstehenden Isolationsrippen (6) aufweist, die radial auf der Vorderseite der thermoplastischen Harzgrundplatte (1) ausgebildet sind.

6. Ein Aufbau gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche,

der zudem eine Schaltkreisstruktur-Isolationseinrichtung (6) zum Isolieren der Teile der Schaltkreisstrukturen (4) aufweist.

7. Ein Aufbau gemäß Anspruch 6,

bei dem die Schaltkreisstruktur-Isolationseinrichtung eine Vielzahl von hervorstehenden Isolationsrippen (6) aufweist, die auf der Rückseite der thermoplastischen Harzgrundplatte (1) ausgebildet sind.

8. Ein Verfahren zum Herstellen eines Anschlußsteckers, das die folgenden Schritte aufweist:

Ausbilden einer thermoplastischen Harzgrundplatte (1), die eine Vielzahl von Durchgangslöchern (5), die durch diese hindurch führen, und eine Führungsnase (11) und eine Vielzahl von Dornen (12), die von deren Vorderseite wegragen, aufweist;

Ausbilden von Anschlußstiften (2) auf der Vielzahl der hervorstehenden Dorne (12) mittels eines

Plattierungsvorgangs;

Ausbilden von Verbindungsstrukturen (3) mittels eines Plattierungsvorgangs auf der Vorderseite der thermoplastischen Harzgrundplatte (1), die mit den Anschlußstiften (2) verbunden sind und mit den Durchgangslöchern (5) zusammenwirken;

Ausbilden von Schaltkreisstrukturen (4) auf einer Rückseite der thermoplastischen Harzgrundplatte (1), die mit den Durchgangslöchern (5) zusammenwirken; und Plattieren der Durchgangslöcher (5) zum elektrischen Verbinden der Verbindungsstrukturen (3) und der Schaltkreisstrukturen (4).

9. Ein Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem die Anschlußstifte (2), die Verbindungsstrukturen (3) und die Plattierung auf den Durchgangslöchern (5) mittels eines einzigen Plattierungsvorgangs ausgebildet werden.

10. Ein Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, bei dem die thermoplastische Harzgrundplatte (1), die die Durchgangslöcher (5), die Führungsnase (11) und die Vielzahl von Dornen (12) aufweist, mittels Spritzgießen einstückig ausgebildet ist.