DE69822426T2

DE69822426T2 - Leiterplatten-Randverbinder hoher Kontaktdichte und dessen Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69822426T2
Application number: DE69822426T
Authority: DE
Inventors: Stanley W. East Berlin Olson
Original assignee: FCI SA
Current assignee: FCI SA
Priority date: 1997-12-23
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: DE69822426D1; US6431889B1; CN1221997A; CN1109377C; JPH11251014A; TW399788U; EP0926779A1; EP0926779B1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Verbinder. Sie betrifft insbesondere Kartenkantenverbinder hoher Dichte.
2. Kurze Beschreibung früherer Entwicklungen
Kartenkantenverbinder wurden über längere Zeit hinweg verwendet. Wie es auch bei vielen anderen Verbindertypen der Fall ist, waren sie stetigen Veränderungen ausgesetzt, in Bezug auf die Verringerung der Größe, den Anschlussabstand und die elektrische Leistungsfähigkeit. Wenn man die Größe des Verbinders verringern und in vielen Fällen die Signaldichte erhöhen möchte, ist es notwendig, den Anschlussabstand zu verringern.
Die Verringerung des Anschlussabstandes erfordert eine Verringerung der Menge an Isoliermaterial zwischen Anschlüssen, was sehr dünne Wände zwischen den Anschlüssen zur Folge hat. Das Einführen der Anschlüsse in die Anschlusshohlräume kann dazu führen, dass diese dünnen Wände zwischen den Anschlusshohlräumen zerrissen werden. Es kann ebenfalls eine verstärkte Belastung entlang der Längsabmessung des Verbinders auftreten. Auf jeden Fall führt die Verringerung der Wanddicke im Verbindergehäuse dazu, dass das Gehäuse der verstärkten Belastung schlechter widerstehen kann. Infolgedessen neigt der Verbinder dazu, sich zu krümmen. Dies beeinflusst nachteilig die Anpassung des Verbinders an die Leiterplatte, auf die er montiert ist und ruft Probleme bezüglich der Ausrichtung hervor, insbesondere in Oberflächenbefestigungsverbindern, mit Kontaktstellen auf der Leiterplatte.
Außerdem verwenden viele Ausführungen des Stands der Technik relativ lange Kontaktarme, um ausreichend Krümmung zu entwickeln, um Toleranzen bezüglich der Dicke der Tochterplatine zu berücksichtigen und um gute Kontaktnormalkräfte zwischen den Kontakten und den Anschlüssen des Verbinders zu erhalten. Dies erhöht die Impedanz des Verbinders und kann einen Versatz übermäßig erhöhen.
Ein Kartenkantenverbinder hoher Dichte ist aus dem Stand der Technik bekannt, der in EP-A-0 676 833 A2 offenbart ist. Dieser Verbinder enthält ein isolierendes Gehäuse mit einem oder mehreren Reihen von dicht beabstandeten leitenden Anschlüssen. Diese leitenden Anschlüsse weisen längliche Armteile auf, die sich vom isolierenden Gehäuse zu Oberflächenmontagekontaktteilen an dessen freien Enden erstrecken. Ferner weisen die leitenden Anschlüsse angepasste Montageteile auf, um die Anschlüsse direkt im Gehäuse zu montieren. Die mechanische Verbindung zwischen den leitenden Anschlüssen und dem isolierenden Gehäuse, die auf mehreren Verbindungs- und Trennungsphasen während der Verwendung des Verbinders beruht, kann aufgrund von Materialermüdung des verwendeten Materials versagen. Somit bietet der Verbinder des Stands der Technik keine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen dem Verbinder und dem eingeführten elektronischen Medium, da die Anschlüsse nicht sicher in dem isolierenden Gehäuse befestigt sind.
Deshalb ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Verbinder anzugeben, der eine zuverlässige mechanische Verbindung zwischen dem isolierenden Gehäuse und den verwendeten Kontakten ebenso gewährleistet, wie eine zuverlässige elektrische Verbindung mit dem eingeführten elektronischen Medium. Es ist ferner eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Verbinders anzugeben.
Zusammenfassung der Erfindung
Obige Probleme werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1, 13 und 21 gelöst.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die verstärkte Belastung im Verbindergehäuse zu minimieren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, relativ leichte Haltekräfte zu verwenden, wenn die Anschlüsse in das Gehäuse eingeführt werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein nach der Einführung der Anschlüsse am Gehäuse befestigtes Element zu verwenden, um die Anschlüsse im Gehäuse an Ort und Stelle zu halten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Anschlüsse anzugeben, die Merkmale aufweisen, die dazubeitragen, den Anschluss während der Handhabung innerhalb des isolierenden Gehäuses zu halten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Anschlüsse anzugeben, die in Bezug auf das Gehäuse beweglich sind, um Abweichungen bezüglich des thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) des Verbinderkörpers und der Leiterplatte, auf die der Verbinder montiert wird, auszugleichen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, verformbare Elemente, wie Lötkugeln zu verwenden, um die Anschlüsse am Gehäuse zu befestigen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verbinder anzugeben, der mit einem anderen Verbinder eng in einer Ende-am-Ende-Konfiguration angeordnet werden kann.
Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung durch einen elektrischen Verbinder gelöst, der folgendes aufweist: ein isolierendes Gehäuse mit mindestens einem Hohlraum; ein Halteelement, das entfernbar am isolierenden Gehäuse befestigt ist und mindestens einen Bereich des Hohlraums abschließt, wobei das Halteelement mindestens eine Öffnung in Verbindung mit dem Hohlraum aufweist; einen leitenden Anschluss mit einem ersten Bereich, der im Hohlraum angeordnet ist, und mit einem zweiten Bereich, der in dieser Öffnung angeordnet ist; und ein Oberflächenbefestigungselement, das am zweiten Bereich des Anschlusses befestigt ist. Das Element hält den Anschluss innerhalb des isolierenden Gehäuses.
Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden in einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung durch einen Kartenkantenverbinder gelöst, der folgendes aufweist: ein isolierendes Gehäuse, einen leitenden Anschluss, ein Halteelement und ein Oberflächenbefestigungselement. Das isolierende Gehäuse weist auf: einen Schlitz zum Aufnehmen einer Kante einer Karte; einen Hohlraum, der in Verbindung mit dem Schlitz und einem Paar von Stützen steht, wobei jede Stütze Kanäle aufweist, die mit dem Schlitz zum Aufnehmen der Karte in Verbindung stehen. Der leitende Anschluss hat einen passenden Bereich, der innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, um mit der Kartenkante in Eingriff zu gelangen und einen Be festigungsbereich, der sich vom Hohlraum erstreckt. Das Halteelement ist am isolierenden Gehäuse befestigt und weist eine Öffnung auf, die mit dem Hohlraum in Verbindung steht, der den Befestigungsbereich des Anschlusses aufnimmt. Das Halteelement verhindert, dass der Anschluss den Hohlraum verlässt. Das Oberflächenbefestigungselement ist am Befestigungsbereich des Anschlusses befestigt.
Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden in einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Verbinders gelöst, das folgende Schritte aufweist: Bereitstellen eines isolierenden Gehäuses mit einem Hohlraum; Bereitstellen eines leitenden Anschlusses mit einem Befestigungsbereich; Bereitstellen eines Halteelements mit einer Öffnung; Bereitstellen eines Oberflächenbefestigungselements, Einsetzen des Anschlusses in den Hohlraum; Befestigen des Halteelements am isolierenden Gehäuse, wobei der Befestigungsbereich des Anschlusses innerhalb der Öffnung angeordnet ist, und Befestigen des Oberflächenbefestigungselements am Befestigungsbereich des Anschlusses. Das Halteelement hält den Anschluss innerhalb des Hohlraums.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Verwendungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute, unter Bezugnahme auf die Beschreibung und die Zeichnungen deutlicher, in welchen:
1 eine Seitenansicht eines die Erfindung verkörpernden Verbinders darstellt;
1a eine detaillierte Ansicht eines Bereichs aus 1 ist;
2 eine Endansicht des Verbinders aus 1 ist;
3 eine Draufsicht des Verbinders aus 1 ist;
3a eine Querschnittsansicht entlang der Linie IIA-IIA in 3 ist, wobei die Anschlüsse in einen Hauptbereich des Verbindergehäuses eingeführt gezeigt sind;
3b eine Querschnittsansicht entlang der Linie IIB-IIB in 3 ist, wobei die Anschlüsse im Verbindergehäuse mit einem Anschlusshalteelement befestigt gezeigt sind;
4a eine Detailansicht eines Bereichs aus 3a ist, wobei ein in dem Verbinder gehaltener Anschluss gezeigt wird;
4b eine Detailansicht eines Bereichs aus 3a ist, wobei ein teilweise vom Verbindergehäuse aufgenommener Anschluss gezeigt wird;
5 eine Detailansicht eines Bereichs aus 3b ist, wobei ein Merkmal des Anschlusshalteelements gezeigt ist;
6 eine Detailansicht eines Bereichs aus 3b ist, wobei ein weiteres Merkmal des Anschlusshalteelements gezeigt ist;
7 den Verbinder aus 1 mit einer entsprechenden Leiterplatte darstellt;
8 eine Detailansicht eines Bereichs aus 7 ist; und
9 eine Seitenansicht von zwei erfindungsgemäß Ende-am-Ende angeordneten Verbindern ist.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 bis 3 zeigen verschiedene Ansichten eines Verbinders 10 der vorliegenden Erfindung. Der Verbinder 10 besteht aus drei Hauptkomponenten: einem Hauptkörper 11, Anschlüssen 13 und einem Anschlusshalteelement 15. Im Allgemeinen erfolgt der Zusammenbau des Verbinders 10 durch Einführen von Anschlüssen 13 in den Hauptkörper 11, dann durch Befestigen des Anschlusshalteelements 15 am Hauptkörper 11, das Anschlüsse 13 innerhalb des Hauptkörpers 11 hält. Jede Komponente wird nun ausführlich beschrieben.
Der Hauptkörper 11 ist aus geeignetem dielektrischem Material gebildet. Der Körper 11 kann eine im Allgemeinen ebene Basis mit zwei parallelen, längsgerichteten Schlitzen 17 (siehe 3) aufweisen, die Tochterplatinen B (siehe 7) in einer hochkantigen Konfiguration aufnehmen.
Der Körper 11 enthält an einem Ende aufrechte gespaltene Führungsstützen 19. Die Führungsstützen 19 enthalten ein Verriegelungselement 21, das mittels eines Schwenkstiftes 23 schwenkbar in jeder Führungsstütze 1 angebracht ist. Das Verriegelungselement 21 kann sich zwischen einer im Wesentlichen senkrechten Stellung (mit durchgezogener Linie in 1 dargestellt) und einer Auswerfstellung (in gestrichelten Linien in 1 angedeutet) drehen. Das Verriegelungselement 21 enthält am Bodenende einen Auswerffuß 25 und ein Paar gegenüberliegender Schulterlaschen 27, um die Bereiche der Führungsstützen 19 gemeinsam gegen die Flächen der aufgesteckten Tochterplatine B zu pressen. Die internationale Veröffentlichungsnummer WO 97/08782, auf die hiermit Bezug genommen wird, beschreibt genauer die oben erwähnte Struktur zum Halten der Tochterplatine B im Verbinder 10.
Führungsstützen 29 liegen Führungsstützen 19 auf dem Hauptkörper 11 gegenüber. Führungsstützen 29 enthalten einen Schlitz 31, der mit einem Schlitz 17 im Körper 11 ausgerichtet ist, um Seitenkanten der eingeführten Tochterplatine B aufzunehmen. So wie in 8 dargestellt, weisen die Führungsstützen 29 eine Oberfläche 33 auf, die im Allgemeinen senkrecht zur Bodenfläche 35 des Hauptkörpers 11 und einer winkeligen Oberfläche 37 verläuft. Die winkelige Oberfläche 37 agiert als Einführung, um die Tochterplatine B einzuführen. Wie weiter unten noch genauer beschrieben wird, trägt die Oberfläche 33 dazu bei, dass die Tochterplatine B im Verbinder 10 gehalten wird.
Vorzugsweise ist das obere Ende jeder Führungsstütze 29 ausgespart, um eine schräge Oberfläche 39 zu bilden. Dies ermöglicht eine Ende-zu-Ende-Anordnung von mehreren Verbindern 10, wie aus 9 ersichtlich und weiter unten genauer beschrieben wird.
In Bezug auf die 1 und 3 grenzen mehrere Anschlusshohlräume 41 an jeden Schlitz 17 im Körper 11. Die Hohlräume 41 nehmen einen entsprechenden Anschluss 13 auf, der Kontaktstellen (nicht abgebildet) in Eingriff bringt, die entlang der in Schlitze 17 eingeführten Kante der Tochterplatine B angeordnet sind.
Hohlräume 41 weisen Seitenflächen 43, 45 und obere Flächen 47, 49 auf, die an entsprechende Bereiche der Anschlüsse 13 grenzen, wenn die Anschlüsse 13 innerhalb des Hauptkörpers 11 angeordnet sind. Die Oberflächen 43, 47, 49 der Hohlräume 41 bilden Bezugsflächen für die Anordnung der Anschlüsse 13 innerhalb des Hauptkörpers 11. Dieses Merkmal wird weiter unten genauer beschrieben werden.
Der Hauptkörper 11 enthält auch mehrere Flansche 51, die auf gegenüberliegenden Außenflächen entlang der Bodenfläche 35 ausgebildet sind. Die Flansche 51 tragen zusammen mit Öffnungen 53 in einem Mittelbereich des Hauptkörpers 11 dazu bei, dass das Anschlusshalteelement 15 am Hauptkörper 11 befestigt wird. Das Anschlusshalteelement 15 ist zum Beispiel durch Positionierung entlang der Bodenfläche 35 und Befestigung der Verriegelungselemente mit den Flanschen 51 und den Öffnungen 53 befestigt.
Die 3a, 3b, 4a und 4b zeigen Anschlüsse 13, die innerhalb des Hauptkörpers 11 angeordnet sind. Jeder Anschluss 13 enthält einen konisch zulaufenden freitragenden Arm 55, der sich von einem Basisbereich 57 erstreckt. Der Federarm 55 weist an einem entfern ten, dem Basisbereich 57 gegenüberliegenden Ende eine Kontaktfläche 59 auf.
Der Basisbereich 57 weist Seitenflächen 61, 63, obere Flächen 65, 67 und eine untere Fläche 69 auf, die mit den Flächen 43, 45, 47, 49 der Hohlräume 41 und einer passenden Fläche des Anschlusshalteelements 15 zusammenwirken. Das Zusammenwirken der verschiedenen Flächen trägt dazu bei, dass die Anschlüsse 13 innerhalb des Hauptkörpers 11 ausgerichtet und gehalten werden.
Die Seitenfläche 61 hat einen Haltehaken 71, der sich davon erstreckt. Der Haltehaken 71 durchbohrt die Seitenfläche 43 des Hohlraums 41, um den Anschluss 13 innerhalb des Hauptkörpers 11 zu halten, bis das Anschlusshalteelement 15 am Hauptkörper 11 halten kann.
Der Haltehaken 71 ist zu einem unteren Ende der Seitenfläche 61 hin angeordnet, um zu verhindern, dass sich der Anschluss 13 aus dem Hauptkörper 11 dreht. Durch das Anordnen des Haltehakens 71 an einem unteren Ende der Seitenfläche 61 kann ein oberer Bereich 97 der Seitenfläche 63 nicht aus dem Hauptkörper 11 treten. Wie in 4b sichtbar ist, wirkt der obere Bereich 97 mit der Seitenfläche 65 des Hohlraums 41 zusammen, wenn sich der Anschluss 13 dreht. Dieses Merkmal hält zusätzlich den Anschluss 13 innerhalb des Hauptkörpers 11, bis das Anschlusshalteelement 15 am Hauptkörper 11 halten kann.
Der Basisbereich 57 weist auch einen Anschlusszapfen 73, für die Aufnahme beispielsweise eines schmelzbaren Elements 75 wie eine Lötkugel, für die Befestigung eines Oberflächenverbinders 10 an einem Substrat (nicht abgebildet) auf. Schmelzbare Elemente 75 sind typischerweise in Querrichtung etwas größer, als die Öffnungen 79 im Anschlusshalteelement 15. Somit haben die schmelzbaren Elemente 75 auch eine Haltefunktion für die Befestigung der Anschlüsse 13 in geeigneter Stellung und für das Halten des Anschlusshalteelements 15 auf dem Hauptkörper 11. Die schmelzbaren Elemente 75 bilden durch herkömmliche Fließtechniken eine Verbindung zwischen den Anschlüssen 13 und den Kontaktstellen auf dem Schaltungssubstrat.
Die schmelzbaren Elemente 75 werden an den Zapfen 73 befestigt, indem man in die Öffnungen 79 eine Lötpaste (nicht abgebildet) aufträgt und dann einzelne schmelzbare Elemente 75 über die Öffnungen 79 anordnet. Nachdem schmelzbare Elemente 75 in den Öffnungen 79 angebracht wurden, durchläuft der Verbinder 10 einen ersten Fließvorgang um die Lötpaste zu schmelzen und um das schmelzbare Element 75 mit der Lasche 73 des Anschlusses 13 zu verschmelzen.
Die 1 und 3b zeigen ein Anschlusshalteelement 15. Vorzugsweise besteht dieses Halteelement 15 aus geformtem dielektrischem Material. Das Anschlusshalteelement 15 weist eine passende Oberfläche 77 auf, die an die Bodenfläche 35 des Hauptkörpers 11 und an die Flächen 69, 71 des Anschlusses 13 grenzt. Das Anschlusshalteelement 15 weist mehrere Öffnungen 79 auf, die so angeordnet sind, dass sie die Anschlusslasche 73 des Anschlusses 13 und mindestens einen Bereich des schmelzbaren Elements 75 aufnehmen. Die Öffnungen 79 sind vorzugsweise länger als die Zapfen 73, um die Längsbewegung des Zapfens 73 zu ermöglichen, ohne Kontakt zwischen den Wänden, die die Öffnungen 79 bilden.
Das Anschlusshalteelement 15 weist eine Verriegelung 81, die an seinen gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, um die Flansche 43 des Hauptkörpers 11 in Eingriff zu bringen, und zentral angeordnete Verriegelungen 83 auf, um die Öffnungen 53 des Hauptkörpers 11 in Eingriff zu bringen. Die Verriegelungen 81, 83 sind vorzugsweise freitragende, mit dem Anschlusshalteelement 15 einstückig geformte Elemente.
Die Verriegelungen 81 weisen einen flexiblen Arm 85 auf und eine Nase 87, die die Flansche 43 in Eingriff bringt. Die Verriegelungen 81 weisen zwei gegenüberliegende Teile 89a, 89b auf. Jeder gegenüberliegende Bereich 89a, 89b hat einen flexiblen Arm 91a, 91b und eine Nase 93a, 93b. Die Nasen 93a, 93b, die sich ein wenig von der Nase 87 der Verriegelung unterscheiden, weisen jeweils Flächen 95a, 95b auf, die in Bezug auf herkömmliche Verriegelungen entgegengesetzt abgewinkelt angeordnet sind. Schräge Flächen 95a, 95b bringen gegenüberliegende Kanten der Öffnung 53 mit dem Halteelement 15 im Hauptkörper 11 in Eingriff.
Die Schräge der Flächen 95a, 95b trägt dazu bei, die Toleranzabweichungen zwischen dem Hauptkörper 11 und dem Anschlusshalteelement 15 auszugleichen. Der Wert des möglichen Toleranzausgleiches ist durch die Größe T dargestellt, eine Größe, die durch den Höhenunterschied zwischen der Innenkante der Fläche 95a und der Außenkante der Fläche 95b definiert ist. Die Flächen 95a, 95b dienen im Wesentlichen als Nockenflächen, unter der von den Verriegelungen 93 erzeugten Federkraft, um das Anschlusshalteelement 15 gegen die Bodenfläche 35 des Hauptkörpers 11 zu ziehen. Mit anderen Worten kann das Befestigungssystem für das Anschlusshalteelement 15 senkrechte Toleranzen zwischen dem Hauptkörper 11 und dem Anschlusshalteelement 15 ausgleichen, sowie die senkrechte Abmessung der Basis 57 des Anschlusses 13 ausgleichen. Vorzugsweise erstrecken sich die Flächen 95a, 95b ungefähr 27° von der Seitenachse der Verriegelung 83.
Nun wird der Zusammenbau des Verbinders 10 beschrieben. Zunächst sind der Hauptkörper 11, die Anschlüsse 13 und das Anschlusshalteelement 15 getrennte Elemente. Der erste Schritt des Zusammenbaus besteht in der Einführung der Anschlüsse 13 in die Hohlräume 41 des Hauptkörpers 11. 4a zeigt einen Anschluss 13, der ordnungsgemäß in den Hohlraum 14 eingeführt wurde. Wenn er im Hohlraum 41 angeordnet ist, grenzt die Seitenwand des Anschlusses 13 an die Seitenfläche 43 des Hohlraums 41, und die oberen Flächen 65, 67 des Anschlusses 13 grenzen an die oberen Flächen 47, 49 des Hohlraums 41.
Die Kontaktpunkte zwischen dem Hohlraum 41 und dem Anschluss 13 bilden Bezugspunkte, die durch die Pfeile Z₁, Z₂ und L₃ dargestellt werden. Die Bezugspunkte tragen dazu bei, die Anschlüsse 13 innerhalb des Körpers 11 anzuordnen. Insbesondere die Bezugspunkte Z₁ und Z₂ tragen dazu bei, die Anschlüsse 13 längs innerhalb des Körpers 11 anzuordnen (d. h. von unten nach oben in 3b). Die Bezugspunkte Z₁ und Z₂ tragen ebenfalls dazu bei, die Anschlüsse 13 seitlich innerhalb des Körpers 11 anzuordnen (d. h. von der linken zur rechten Seite der 3a).
Wie in 4a sichtbar, gibt es zwischen der Seitenwand 61 (mit Ausnahme des Hakens 71) des Anschlusses 13 und der Seitenfläche 43 des Hohlraums 41 eine Aussparung, wenn die Seitenwand 63 des Anschlusses 13 an der Seitenfläche 45 des Hohlraums 41 angrenzt. Die Länge des Hakens 71 ist jedoch größer als die Aussparung zwischen der Seitenwand 61 des Anschlusses 13 und der Seitenfläche 43 des Hohlraums 41. Als Folge davon durchbohrt ein Bereich des Hakens 71 die Seitenfläche 43 des Hohlraums 41. Der Haken 71 ermöglicht die geringe Bewegung der Anschlüsse 13 in Längsrichtung innerhalb des Hauptkörpers 11, während diese weiterhin die Seitenfläche 43 des Hohlraums 41 in Eingriff bringen. Dies trägt zu einer Verringerung jeglicher Belastung bei, die aus einem Ungleichgewicht der thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) zwischen dem Material des Hauptkörpers 11 und dem Substrat, wie eine Leiterplatte (nicht abgebildet) auf der der Verbinder 10 montiert ist, resultieren könnte.
Der Haken 71 erzeugt eine leichte Haltekraft, die ausreicht, um die Anschlüsse 13 im Gehäuse 11 für die nachfolgende Handhabung vor Befestigung des Anschlusshalteelements 15 zu halten, aber nicht um einen vollen Halt unter Verwendungsbedingungen zu gewährleisten. Die leichte Haltekraft belastet den Hauptkörper 11 an den Stellen S₁, Sa, relativ wenig, anders, als dies bei herkömmlichen Verbindern der Fall ist. Die leichte Haltekraft drückt den Hauptkörper nicht so stark, dass er sich biegt bzw. Netze nicht zwischen anliegenden Hohlräumen zum Reißen bringt, wie dies manchmal bei herkömmlichen Verbindern der Fall war. Der Kontakt der Fläche 63 entlang der Fläche 43 und der Kontaktpunkt des Hakens 71 mit der Fläche 45 ermöglicht die vom Gehäuse 11 unabhängige Bewegung des Anschlusses 13.
Nachdem die Anschlüsse 13 ins Innere des Hauptkörpers 11 eingeführt werden, wird der Anschlusshaltebereich 15 am Hauptkörper 11 befestigt. Es ist insbesondere der Anschlusshaltebereich 15 positioniert, um an die untere Fläche 35 des Hauptkörpers 11 anzugrenzen. Die Verriegelungen 81, 83 auf dem Anschlusshaltebereich 15 bringen entsprechende Flansche 51 und Öffnungen 53 auf dem Hauptkörper 11 in Eingriff.
Wenn sie ordnungsgemäß am Hauptkörper 11 befestigt wurde, grenzt die passende Oberfläche 77 des Anschlusshalteelements 15 an die untere Fläche 69 des Anschlusses 13. Der Kontaktpunkt zwischen dem Hohlraum 41 und dem Anschluss 13 bildet einen weiteren Be zugspunkt, dargestellt durch Pfeil Z₃, um dazu beizutragen, dass die Anschlüsse 13 längs innerhalb des Hauptkörpers 11 angeordnet werden.
Der Zusammenbau der Verbinders 10 ist nun abgeschlossen. Nach dem Zusammenbau wird der Verbinder 10 an einem Substrat (nicht abgebildet) unter Verwendung bekannter Technik der oberflächenmontierten Bauelemente (SMT-Technik) befestigt. Sobald der Verbinder 10 am Substrat befestigt ist, kann er die Tochterplatine B aufnehmen, wie es in 7 gezeigt ist.
Die im Allgemeinen senkrechte Fläche 33 trägt dazu bei, die Tochterplatine B in den Schlitz 17 zu führen. In ähnlicher Weise, wie es bei der Anordnung des Hohlraums 41 der Fall ist, verhindert die senkrechte Fläche 33, dass sich die Tochterplatine B aus dem Schlitz 17 drehen kann. Auf Drehung der Tochterplatine B, würde die Ecke der Tochterplatine B mit der senkrechten Fläche 33 interferieren, wie es in 8 mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Die Tochterplatine B kommt nur auf Betätigung des Hebels 21 an der senkrechten Fläche 33 vorbei.
Wie in 9 dargestellt, können die Verbinder 10 der vorliegenden Erfindung eng in einer Ende-zu-Ende-Konfiguration angeordnet werden. Die winkligen Oberflächen 39 ermöglichen diese enge Ende-zu-Ende-Konfiguration, da sie genügend Raum für das nach außen Schwingen der Verriegelung 21 ermöglichen, um die Entfernung der Tochterplatine B zu bewirken.
Es gibt zahlreiche Vorteile der offenbarten Erfindung. Ein Verbinder mit geringem Kontaktabstand hoher Dichte kann erhalten werden, der einen zuverlässigen und wiederholbaren Anschluss zur Isolator-Grenzfläche aufrechterhält. Eine Ausdehnung der Verzögerung durch den Verbinder wird durch die Verwendung kurzer elektrischer Bahnen minimiert, die einen geringen Widerstand aufweisen. Der Verbinder mit geringem Kontaktabstand der vorliegenden Erfindung verwendet Leiterplatten mit minimalem Abstand. Der Verbinder hat somit eine höhere Zuverlässigkeit in Umgebungen, die starken Stößen und Vibrationen ausgesetzt sind.
Die offenbarte Struktur ermöglicht dem Anschluss auch, sich unter thermischen Ausdehnungsbedingungen längs mit der Leiterplatte zu bewegen, ohne durch Unterschiede der thermische Ausdehnungskoeffizienten beeinträchtigt zu werden. Der Anschluss wird nur an den Enden seiner Basis gehalten und es ist möglich, dass das Anschlussbein der Ausdehnung und dem Zusammenziehen der Leiterplatte in Bezug auf das Gehäuse ohne Widerstand folgt. Dies verhindert die Verstärkung der Belastung für Anschluss-Gehäuse und folgender Kräfte auf Lötball-Anschluss und/oder Lötball-Leiterplattenschnittstelle. Herstellungskosten werden gespart, indem zwischen den zusammengebauten Teilen des Gehäuses Toleranzausgleichende Befestigungsstrukturen angegeben werden.
Auch wenn die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen der verschiedenen Figuren beschrieben wurde, ist es klar, dass andere ähnliche Ausführungsformen verwendet werden können, oder dass Änderungen und Zusätze zur beschriebenen Ausführungsform hinzugefügt werden können, um die gleiche Funktion beizubehalten, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Aufgrund dessen sollte die vorliegende Erfindung nicht auf eine einzelne Ausführungsform beschränkt werden, sondern vielmehr im Umfang und Bereich gemäß beigefügter Ansprüche ausgelegt werden.

Claims

Ein elektrischer Verbinder (10) aufweisend: a. ein isolierendes Gehäuse (11) mit zumindest einem Hohlraum (41); b. einen leitenden Anschluss (13) mit einem ersten Bereich (55), der in dem Hohlraum (41) angeordnet ist, und mit einem zweiten Bereich (73); c. ein Oberflächenbefestigungselement (75), das an dem zweiten Bereich (73) des Anschlusses (13) befestigt ist, gekennzeichnet durch d. ein Halteelement (15), das entfernbar an dem isolierenden Gehäuse (11) befestigt ist und zumindest einen Bereich des Hohlraums (41) abschließt, wobei das Halteelement (15) zumindest eine Öffnung (79) in Verbindung mit dem Hohlraum (41) aufweist, wobei der zweite Bereich (73) des leitenden Anschlusses (13) in dieser Öffnung (79) angeordnet ist und wodurch das Halteelement (15) den leitenden Anschluss (13) innerhalb des isolierenden Gehäuses (11) hält.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenbefestigungselement (75) durch Wärme deformierbar ist.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Wärme deformierbare Element (75) eine Lötmittelmasse ist.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (15) weiterhin eine Verriegelung (81, 83) zum Befestigen an dem isolierenden Gehäuse (11) aufweist.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung (81) aufweist: zumindest einen Arm (85, 91a, 91b) mit einem entfernten Ende; und eine Nase (87) an dem entfernten Ende, die angepasst ist, um Montagetoleranzen zwischen dem isolierenden Gehäuse (11) und dem Halteelement (15) aufzunehmen.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nase (87) eine passende Oberfläche aufweist, die winklig relativ zu dem Arm (85, 91a, 91b) angeordnet ist.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Gehäuse (11) sich in einer Längsrichtung erstreckt und dass der Anschluss (13) quer zu der Längsrichtung angeordnet ist.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Anschlusses (13) in zumindest einer Richtung mittels der Oberflächen auf dem isolierenden Gehäuse (11) und dem Halteelement (15) festgelegt ist.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Richtung anders ist als eine Längsrichtung des isolierenden Gehäuses (11).
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Richtung jede Richtung jedoch nicht eine Längsrichtung des isolierenden Gehäuses (11) ist.
Die elektrische Verbindung (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (13) einen Vorsprung (71) aufweist, der angepasst ist, um mit einer Oberfläche des Hohlraumes (41) zum Halten des Anschlusses (13) innerhalb des Hohlraumes (41) in Eingriff zu gelangen.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (71) an einem Basisbereich (57) des Anschlusses (13) angeordnet ist, um zu verhindern, dass der Anschluss (13) den Hohlraum (41) verlässt.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 1, insbesondere ein Kartenkantenverbinder, dadurch gekennzeichnet, dass a. das isolierende Gehäuse (11) einen Schlitz (17) zum Aufnehmen eines Randes einer Karte aufweist, wobei der Hohlraum (41) in Verbindung mit dem Schlitz (17), und einem Paar von Stützen (19, 28) steht, wobei jede Stütze Kanäle (31) in Verbindung mit dem Schlitz (17) zum Aufnehmen einer Karte umfasst; b. der erste Bereich des leitenden Anschlusses (13) einen passenden Bereich (59), der sich innerhalb des Hohlraums (41) zum in Eingriff gelangen mit dem Rand einer Karte befindet, und einen zweiten Bereich (73) aufweist, der einen Befestigungsbereich (73) umfasst, der sich von dem Hohlraum (41) erstreckt; wobei c. das Oberflächenbefestigungselement (75) an dem Befestigungsbereich (73) des Anschlusses (13) befestigt ist; und wobei d. das Halteelement (15) den Befestigungsbereich (73) des Anschlusses (13) in der zumindest einen Öffnung (79) aufnimmt und den Anschluss (13) innerhalb des Hohlraums (41) hält.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (31) von einer der Stützen (29) eine Kartenhalteoberfläche (33) an dem ungefähren Ende davon aufweist, die sich im Allgemeinen rechtwinklig zu dem Schlitz (17) von dem isolierenden Gehäuse (11) erstreckt, und der eine Einführungsoberfläche (37) an einem entfernten Ende aufweist, die in Bezug auf die Kartenhalteoberfläche (33) winklig angeordnet ist.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenbefestigungselement (75) durch Wärme deformierbar ist.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Wärme deformierbare Element (75) eine Lötmittelmasse ist.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltelement (15) weiterhin eine Verriegelung (81, 83) zum Halten an dem isolierenden Gehäuse (11) aufweist, wobei die Verriegelung (81, 83) umfasst zumindest einen Arm (85; 91a, 91b) mit einem entfernten Ende; und eine Nase (87) an dem entfernten Ende, die angepasst ist, um Montagetoleranzen zwischen dem isolierenden Gehäuse (11) und dem Halteelement (15) aufzunehmen.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Nase (87) eine passende Oberfläche aufweist, die in Bezug auf den Arm (85) winklig angeordnet ist.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich das isolierende Gehäuse (11) in einer Längsrichtung erstreckt und dass der Anschluss (13) quer zu der Längsrichtung angeordnet ist.
Der elektrische Verbinder (10) gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine des Paares der Stützen (19) einen Hebel (21) zum Auswerfen der Karte (B) aus dem Verbinder (10) aufweist und dass die andere Stütze des Paares der Stützen (29) eine winklige Oberfläche (39) aufweist, die angepasst ist, um sich an einen Hebel von einem zweiten Verbinder, der in einer Ende-zu-Ende-Beziehung angeordnet ist, anzufügen.
Ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Verbinders (10), die folgenden Schritte aufweisend: a. Bereitstellen eines isolierenden Gehäuses (11) mit einem Hohlraum (41); b. Bereitstellen eines leitenden Anschlusses (13) mit einem Befestigungsbereich (73); c. Bereitstellen eines Oberflächenbefestigungselements (75) und Befestigen des Oberflächenbefestigungselements (75) an dem Befestigungsbereich (73) des Anschlusses (13); d. Einsetzen des Anschlusses (13) in den Hohlraum (41), gekennzeichnet durch weiterhin aufweisend e. Bereitstellen eines Halteelements (15) mit einer Öffnung (79); f. Befestigen des Halteelements (15) an dem isolierenden Gehäuse (11), wobei der Befestigungsbereich (73) der Anschlüsse (13) innerhalb der Öffnung (79) angeordnet ist, wodurch das Halteelement (15) den Anschluss (13) innerhalb des Hohlraums (41) hält.
Das Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Verbinders (10) gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Bereitstellen des Anschlusses den Schritt zum Bereitstellen eines Anschlusses (13) mit einem Vorsprung (71) umfasst und dass der Schritt zum Einsetzen des Anschlusses den Schritt des in Eingriffbringens des Vorsprunges (71) mit einer Wand des Hohlraumes (41) umfasst.
Das Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Verbinders (10) gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des in Eingriffbringens eine Kraft erzeugt, die ausreichend ist, um den Anschluss (13) in dem Hohlraum (41) bis zu dem Befestigungsschritt des Halteelements zu halten.
Das Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Verbinders (10) gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Bereitstellen des Anschlusses den Schritt des Bereitstellens eines Anschlusses (13) mit einem Vorsprung (71) in einem Basisbereich (52) davon umfasst.