DE69502491T2 - Federkontakt - Google Patents

Description

TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktfeder für eine Oberflächenbefestigung auf einer Schaltkarte, die dafür vorgesehen ist, im wesentlichen einen Kontakt zwischen der Karte und einer Metallhaube oder Abdeckung herzustellen. Die Kontaktfeder schließt einen länglichen Teil ein, der einen in wesentlichen U-förmigen Schnitt aufweist. Die erfindungsgemäße Kontaktfeder kann beispielsweise für ein Anbringen eines Kühlschirmsf an einer Schaltkarte verwendet werden.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
• Beim Abschirmen und/oder Kühlen von IC-Komponenten wurde bisher oft ein Metallrahmen verwendet, der auf einer Schaltkarte lochbefestigt ist, sowie eine Metallabdeckung oder Deckel. Heute werden jedoch gänzlich andere Anforderungen an Anordnungen dieser Art angelegt, aufgrund der viel höheren Frequenzen, die vermindert oder gedämpft werden sollen, bis zu 5 GHz, was bedeutet, daß ein Lochabstand größer als 2 mm zwischen Abschirmung und Schaltkarte unannehmbar ist. Falls solch ein herkömmliches Konzept anzuwenden wäre, würden die Schaltkarten mit Löchern perforiert werden, was aufgrund der verminderten Packungsdichte von Leitern unannehmbar ist.
• Zum Zwecke eines Einpassens eines Kühlschirmes oder anderer flanschartigen Komponenten auf einer Schaltkarte wurde eine Art von Kontaktfeder vorgeschlagen, die auf der Oberfläche der Karte befestigt ist. Diese Feder weist die Form eines allgemeinen U-förmigen Schnitts auf, in den das Bauteil eingeführt ist. Der Nachteil dieses Federtyps ist, daß er keinen ausreichenden Kontaktdruck bereitstellt, was einen schlechten elektrischen Kontakt und ein beeinträchtigtes Abschirmen zur Folge hat. Darüber hinaus stellt diese Federart nicht die Möglichkeit bereit, eine weitere Komponente zu befestigen, beispielsweise eine Befestigungsvorrichtung zum fest an einem Platz Halten eines Kühlers oder ähnlichem über einem Kühlschirm, der in der Kontaktfeder befestigt ist.
• Aus der GB-A-2226187 ist darüber hinaus ein elektromagnetischer Miniaturschirm mit gegenüberliegenden Ausleger-Federfingern bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile bekannter Kontaktfedern zu vermeiden, indem eine Kontaktfeder mit einem zufriedenstellenden Kontaktdruck und damit einer sicheren und guten Funktion bereitgestellt wird, die ein effektives Abschirmen bewirkt und zudem billig hergestellt werden kann. Die Kontaktfeder weist auch eine integrierte Einrichtung auf, die ein befestigen von Kühlem oder anderen Elementen ermöglicht, die an einem Schirm oder ähnlichem befestigt werden sollen, der in das Kontaktfederprofil gedrückt ist. Diese Aufgabe wird durch eine Kontaktfeder mit den in den folgenden Ansprüchen ausgeführten charakteristischen Merkmalen erzielt.
• Die Erfindung wird nun detailliert mit Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel und mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kontaktfeder;
• Fig. 2a und 2b zeigen jeweilige Querschnittsansichten der Kontaktfeder in Fig. 1 entlang der Linie 2a-2a bzw. der Linie 2b-2b;
• Fig. 3 zeigt eine Längsschnittansicht der Kontaktfeder in Fig. 1 entlang der Linie 3-3;
• Fig. 4 veranschaulicht schematisch die Verwendung einer Anzahl von Kontaktfedern zum Befestigen eines Kühlschirmes; und
• Fig. 5a und 5b veranschaulichen jeweils den in der Kontaktfeder befestigten Kühlschirm, in Bereichen, die den Fig. 2a und b entsprechen.
BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
• Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Kontaktfeder 1. Die Kontaktfeder schließt einen Teil 2 mit allgemein U-förmigem Querschnitt ein, dessen eines Bein 3 sich durchgehend entlang der vollen Länge des profilierten Teils erstreckt. Das obere Ende des Beines 3 ist nach außen abgewinkelt, um eine Führung 4 für ein Schild, Schirm oder ähnliches bereitzustellen, das oder der in den profilierten Teil gedrückt werden soll. Das andere Bein 5 ist mit Zungen 6 und 7 versehen, deren obere Enden nach innen in einer allgemein halbkreisförmigen Form gebogen sind, in Richtung auf das erste Bein 3 zu und abwärts in Richtung auf den Boden des Profilteils 2 zu.
• Jede alternierende Zunge 6 ist in Richtung auf das erste Bein 3 hin gewinkelt, um so einen gabelförmigen Kontakt zusammen mit dem ersten Fuß zu bilden, wie es in Fig. 2a veranschaulicht ist. Die Zunge 6 ist so ausgebildet, daß sie einen großen Kontaktdruck zwischen der Kontaktfeder 1 und einem Objekt erzielt, das in die Feder hineingedrückt ist. Um darüber hinaus sicherzustellen, daß ein guter elektrischer Kontakt mit punktförmigen Anstoßpunkten erzielt wird, kann das erste Bein 3 mit warzenartigen Vorsprüngen 8 versehen werden. Vorzugsweise schließen die Vorsprünge 8 eine gezackte oder "Orangen-Segment"-geformte Oberfläche ein. Der äußerste Teil 9 der Zunge 6 ist weiter an dem Anstoßpunkt abgewinkelt, wie es auch in Fig. 2a gezeigt ist, um so ein Herausziehen des Objektes aus dem profilierten Teil zu erleichtern. Die zweite Ansicht in Fig. 5a veranschaulicht ein Objekt, das in die Kontaktfeder hineingedrückt ist und in Kontakt damit steht, wobei das Objekt beispielsweise eine Abschirmhaube 10 ist.
• Die anderen Zungen 7 haben eine halbkreisförmige Form und erstrecken sich ungefähr den halben Weg über das Profilteil 2, wie in Fig. 2b veranschaulicht. Diese Zungen 7 dienen als Befestigungsvorrichtung zum befestigen eines Kühlers oder anderer Elemente auf der Abschirmkappe 10 oder ähnlichem, die in den Profilteil der Kontaktfeder gedrückt ist, wie schematisch in Fig. 5 gezeigt, wo ein Haken 11 oder ähnliches oder ein Befestigungsarm 12 eingefügt und fest durch eine jeweilige Zunge 7 eingehakt gezeigt ist.
• Die Kontaktfeder 1 ist in passenden Längen hergestellt mit einer Standardunterteilung von vorzugsweise 15 und 20 mm. Mehrere solcher Längen können kombiniert werden, um zu verschiedenen Abschirmergrößen zu passen. Die Verwendung von mehreren kurzen Kontaktfedern anstatt nur einer langen Kontaktfeder ermöglicht es den Kontaktfedern, sich Biegebewegungen der Schaltkarte anzupassen und ebenso Bewegungen, die durch Temperaturveränderungen bewirkt werden. Dieses Verfahren stellt einen viel höheren Grad an Flexibilität bereit und dabei geringe Werkzeuginvestitionskosten. Das beim Herstellen der Feder verwendete Material kann ein zinnbeschichteter rostfreier Stahl sein, um einen effektiven elektrischen Kontakt zu erhalten. Natürlich kann Nickelmessing oder anderes passendes Material verwendet werden. Obwohl der Kontakt ein linearer Kontakt ist, kann er natürlich auch ein punktförmiger Kontakt sein.
• Ein elektrischer Kontaktrahmen wird aufgebaut, indem Kontaktfedern 1 von passender Länge an eine Schaltkarte 13 um ein abzuschirmendes und/oder zu kühlendes Bauteil 14 angepaßt werden, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Natürlich kann der Rahmen entweder eine quadratische oder eine rechtwinklige Form aufweisen. Die Kontaktfeder 1 ist an die Schaltkarte angelötet, vorzugsweise mittels eines IR-Lötprozesses. Um zu verhindern, daß die Kontaktfeder übermäßige Löthitze von den Lötpunkten aufnimmt, haben die Lötoberflächen auf der Karte die Form von Lotkissen und entsprechende Lotkissen sind am Boden des Profilteils 2 bereitgestellt. Diese Kissen werden jeweilig durch Löcher 15 und 16 begrenzt, die in den Seiten und am Boden des Profilteils 2 vorgesehen sind. Die Löcher 15 sind den Zungen 7 im Boden des Profilteils 2 gegenüberliegend angeordnet und erstrecken sich zwischen den Beinen 3 und 5. Dieses vermindert den Oberflächenbereich, der an die Schaltkarte 13 angelötet wird. Die Löcher 15 und 16 ermöglichen auch, daß die Kontaktfedern bei der Herstellung in einer sehr rationellen Weise gebogen werden. Der vorhergehend beschriebene Federaufbau ermöglicht es, daß eine effektive Lötmittelverbindung auf den Lötmittelkissen auf der Schaltkarte erzielt wird und ermöglicht auch, daß die Lötverbindungen nach einem Löten überprüft werden können und der relativ große Radius zwischen den Beinen und dem Boden des Profilteils stellt eine große Lötmittelbenetzungsoberfläche bereit, so daß das Lötmittel relativ weit unter die Beine kriechen wird, wie dies bei 17 in Fig. 5 veranschaulicht ist.
• Das veranschaulichte Ausführungsbeispiel einer Kontaktfeder 1 stellt sehr effektive Abdeck- oder Abschirmeigenschaften bereit, als Folge einer Erzeugung einer "Röhrenstruktur" und einer "abyrinthstruktur" im Aufbau, wodurch eine Dämpfung in der Ordnung von 30 dB erhöht wird. Das Bilden der Löcher 15 und 16 bewirkt eine Röhrenstruktur zwischen der Schaltkarte 13 und der Kontaktfeder 1, entlang des Bodens des Profilteils 2, wie in den Fig. 2a und 2b gezeigt. Darüber hinaus, wie dies durch die gebrochene Linie in Fig. Sa gezeigt ist, wird eine Labyrinthstruktur zwischen der Haube 10 und der Kontaktfeder 1 gebildet. Dies ist ein sehr wichtiges kennzeichnendes Merkmal der Erfindung.
• Das Integrieren einer Befestigungsvorrichtung in die Kontaktfeder 1 für den Befestigungsarm 12 durch die Bildung von Zungen 7, ermöglicht es, die Anzahl von zu konzipierenden Elementen zu minimieren, was zu einer Verminderung von Herstellungskosten beiträgt.
• Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das vorhergehend beschriebene und veranschaulichte Ausführungsbeispiel begrenzt ist und daß Abwandlungen und Veränderungen innerhalb des Bereichs der folgenden Ansprüche möglich sind.

Claims (5)

1. Eine Kontaktfeder zum sichern eines Bauteils mit einer flanschartigen Kante an einem Substrat, beispielsweise für ein Sichern eines Kühlschildes auf einer Schaltkarte, wobei die Kontaktfeder ein verlängertes Profilteil mit einem allgemein U-förmigen Querschnitt einschließt und für ein Befestigen auf der Oberfläche des Substrates vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß ein Bein (3) des U-förmigen Profilteils (2) im wesentlichen gerade ist und sich durchgehend entlang der Kontaktfeder (1) erstreckt; das andere Bein (5) des U-förmigen Profilteils (2) mit Zungen (6, 7) versehen ist, deren obere Enden inwärts in Richtung des ersten Beins (3) gebogen sind und abwärts in Richtung des Bodens des Profilteils (2); und jede zweite Zunge (6) der Zungen auf dem zweiten Bein (5) abgewinkelt sind, so daß sie einen gabelförmigen Kontakt mit dem ersten Bein (3) bilden, wobei jede zweite abwechselnde Zunge (7) eine halbkreisförmige Form hat und sich ungefähr die Hälfte entlang des Bodens des Profilteils erstreckt.

2. Eine Kontaktfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bein (3) mit warzenförmigen Vorsprüngen (8) für ein punktförmiges Anstoßen mit dem Bauteil versehen ist.

3. Eine Kontaktfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des U-förmigen Profilteils (2) mit Lötmittelkissen für ein Löten auf das Substrat versehen ist, wobei diese Lötmittelkissen durch Löcher (15, 16) begrenzt sind, die gegenüber den Zungen (6, 7) angeordnet sind.

4. Eine Kontaktfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kante (4) des ersten Beines (3) nach außen gewinkelt ist.

5. Eine Kontaktfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Zungen (6) gebildete gabelförmige Kontakt mit dem ersten Bein (3) in etwa zur der halben Länge des Beines angeordnet ist.