EP1536525B1 - Vorrichtung zum Kontaktieren einer Leiterplatte mittels eines Steckverbinders - Google Patents

Vorrichtung zum Kontaktieren einer Leiterplatte mittels eines Steckverbinders Download PDF

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EP1536525B1
EP1536525B1 EP04022417.2A EP04022417A EP1536525B1 EP 1536525 B1 EP1536525 B1 EP 1536525B1 EP 04022417 A EP04022417 A EP 04022417A EP 1536525 B1 EP1536525 B1 EP 1536525B1
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EP
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circuit board
connector
plug
attachment brackets
contacts
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EP1536525A2 (de
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Manfred Lange
Bernhard Delarue
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70Coupling devices
    • H01R12/7005Guiding, mounting, polarizing or locking means; Extractors
    • H01R12/7011Locking or fixing a connector to a PCB
    • H01R12/7017Snap means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70Coupling devices
    • H01R12/77Coupling devices for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
    • H01R12/79Coupling devices for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures connecting to rigid printed circuits or like structures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S439/00Electrical connectors
    • Y10S439/953Electrical connectors with latch rod to be retainingly received by opening of mating connector

Definitions

  • the invention relates to a device for contacting a circuit board by means of a connector.
  • US 5 199 896 A and US 4,871,315 A disclose devices each with a connector and a printed circuit board, in which the connector has latching means which engage in detent holes of the circuit board, so that the connector is fixed to the circuit board.
  • the connectors each have contacts that are designed as resilient contacts.
  • the connectors must be placed on the circuit board prior to soldering and then exposed to thermal stress during soldering. Or they are placed after soldering the circuit board to this, which requires an additional step.
  • US 5997329 A discloses a connector which is fastened with locking elements and a tongue and groove connection via a socket on a printed circuit board.
  • Object of the present invention is to provide an alternative device for contacting a printed circuit board by means of a connector that allows a solderless contacting of the circuit board by means of the connector, without the need for using a circuit board-side pin or socket strip.
  • the invention solves this object with respect to the device by the subject of claim 1.
  • a device for contacting a printed circuit board is provided by means of a connector, wherein the circuit board has contact pads and the connector corresponding contacts, which are designed as resilient contacts and wherein the connector is fixed to the circuit board by a Aufrastiolo that his resilient contacts with resilient bias contact the contact pads of the circuit board.
  • this device it is possible to dispense with a circuit board side counterpart such as a pin header or a solderable female connector and make a cost-effective contacting of the contact pads on the circuit board without soldering the contacts with the contact pads.
  • the individual spring contacts can be configured in any desired manner.
  • they can each have a contact part, which is supported by a spring on the housing of the connector. It is important that a vibration-proof contacting of the contact pads, in particular the Lötrich is realized on the circuit board.
  • the number of holes in the circuit board can be reduced because the circuit board only with contact pads - such as. Solder pads - must be provided on their surface. In contrast, solder pins inserted into the printed circuit board as contacts are no longer necessary. In principle, the number of holes can be reduced to the few necessary holes for receiving mounting brackets on the circuit board in such a way.
  • the locking elements are integrally connected to the connector or formed as separate parts.
  • the separate configuration makes it possible to use for the locking elements and the remaining connectors each of the optimal materials in terms of each existing for locking function or for the other connectors requirements.
  • At least one mounting bracket is fixed on the circuit board in addition to the row of contact pads on which then the connectors are locked.
  • a mounting bracket is provided at each end of the Kunststoffpad plin.
  • the mounting brackets have lateral locking pins for locking the connector.
  • mounting brackets as SMT mounting brackets.
  • the connectors may consist of a cheaper plastic, since they are set only after soldering and are not heated during soldering.
  • the wiring of the connector can be done independently of the attachment of the connector on the circuit board in an independent manufacturing step.
  • an antirotation is realized for the blocks by the solder pins (in particular by using two or more solder pins).
  • the blocks additionally have a sufficiently large suction surface for vacuum pipettes above their center of gravity. When plugged in, these prevent the blocks from sliding off the soldering clip.
  • the Lötky thus the blocks is particularly dimensioned so that the back of the circuit board can also be printed with solder paste.
  • the bucks can thus be delivered automatically in tape-on-reel, tray or tube packaging.
  • Fig. 1 shows a printed circuit board 1, which is provided with conductor tracks 2, which here with arranged in a row 3, spaced-apart contact pads, in particular solder pads 4a, 4b, ... are connected.
  • a detent hole 5 is arranged in each case by way of example here.
  • the circuit board 1 is a corresponding connector 6 with a strip-like housing 7, the example here on its side facing away from the circuit board side leads 8 are supplied, in a manner not shown with resilient contacts 9a, 9b are conductively connected, which are arranged in at least one row 10 on the side facing the circuit board 1 side of the housing 7 and are spaced apart such that they contact the solder pads 4a, ....
  • soldering pads 4a, ... and / or contacts 9a, 9b could also be provided.
  • locking lugs 11 are formed on the housing, which are designed for latching engagement in the detent holes 5 to set the connector 6 to the circuit board 1 and to secure a sufficient resilient bias of the resilient contacts 9a, 9b on the circuit board 1.
  • Fig. 1 is particularly suitable for larger connectors.
  • Fig. 2 is different from the example of Fig. 1 in that a different type of attachment of the connector to the circuit board is selected here for rather smaller connectors.
  • FIG. 2a The connectors 6 are provided with the corresponding corresponding fastening means, so here with lateral springs 17, which also serve as a counterpart to the latching on the latching pin 14.
  • lateral springs 17 which also serve as a counterpart to the latching on the latching pin 14.

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontaktierung einer Leiterplatte mittels eines Steckverbinders.
  • Aufgrund des ständig zunehmenden Kostendruckes in der Elektroindustrie und des damit einhergehenden Zwanges zur Vereinfachung und Verbilligung quasi aller Bauelemente besteht der Bedarf nach einer Möglichkeit zur einfachen lötfreien Kontaktierung einer Leiterplatte mittels eines Steckverbinders, insbesondere ohne eine Notwendigkeit zum Einsatz einer leiterplattenseitigen Stift- oder Buchsenleiste.
  • Die Druckschriften US 2003/096518 A1 , US 5 199 896 A und US 4 871 315 A offenbaren jeweils Vorrichtungen mit einem Steckverbinder und einer Leiterplatte, bei denen der Steckverbinder Rastmittel aufweist, die in Rastlöcher der Leiterplatte eingreifen, so dass der Steckverbinder an der Leiterplatte festgelegt ist. Die Steckverbinder weisen jeweils Kontakte auf, die als federnde Kontakte ausgelegt sind.
  • Bei einer solchen Anordnung müssen die Steckverbinder vor dem Löten an der Leiterplatte angeordnet werden, und sind dann der thermischen Belastung beim Löten ausgesetzt. Oder sie werden nach dem Löten der Leiterplatte an dieser angeordnet, was einen zusätzlichen Arbeitsschritt erfordert.
  • Die Druckschriften US 3436715 A , US 5 395 265 A und US 5 704 807 A offenbaren Steckverbinder, die mit separaten Rastklammern an den Leiterplatten befestigt werden. Diese sehen aber kein federndes Befestigen des Steckverbinders vor, und sind deshalb nicht für eine federnde Kontaktierung des Steckverbinders an der Leiterplatte ausgelegt. US 5997329 A offenbart einen Steckverbinder, der mit Rastelementen und einer Nut-Federverbindung über eine Buchse an einer Leiterplatte befestigt ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Vorrichtung zur Kontaktierung einer Leiterplatte mittels eines Steckverbinders zu schaffen, die eine lötfreie Kontaktierung der Leiterplatte mittels des Steckverbinders ermöglicht, ohne die Notwendigkeit zum Einsatz einer leiterplattenseitigen Stift- oder Buchsenleiste.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe in Hinsicht auf die Vorrichtung durch den Gegenstand des Anspruches 1.
  • Nach der Erfindung wie beansprucht wird eine Vorrichtung zum Kontaktieren einer Leiterplatte mittels eines Steckverbinders geschaffen, wobei die Leiterplatte Kontaktpads aufweist und der Steckverbinder korrespondierende Kontakte, die als federnde Kontakte ausgelegt sind und wobei der Steckverbinder derart an der Leiterplatte durch eine Aufrastbewegung festlegbar ist, daß seine federnde Kontakte mit federnder Vorspannung die Kontaktpads der Leiterplatte kontaktieren.
  • Durch den Einsatz dieser Vorrichtung ist es möglich, auf ein leiterplattenseitiges Gegenstück wie eine Stiftleiste oder eine lötbare Buchsenleiste zu verzichten und eine kostengünstige Kontaktierung der Kontaktpads an der Leiterplatte ohne ein Verlöten der Kontakte mit den Kontaktpads vorzunehmen.
  • Die einzelnen Federkontakte können in beliebiger Weise ausgestaltet sein. So können sie beispielsweise jeweils ein Kontaktteil aufweisen, welches über eine Feder am Gehäuse des Steckverbinders abgestützt ist. Wichtig ist, daß eine vibrationssichere Kontaktierung der Kontaktpads, insbesondere der Lötplätze auf der Leiterplatte realisiert wird.
  • Derart kann die Anzahl an Bohrungen in der Leiterplatte reduziert werden, da die Leiterplatte lediglich noch mit Kontaktpads - wie z.B. Lötpads - an ihrer Oberfläche versehen werden muß. In die Leiterplatte eingeführte Lötstifte als Kontakte sind dagegen nicht mehr notwendig. Im Prinzip kann derart die Anzahl der Bohrungen auf die wenigen notwendigen Bohrungen zur Aufnahme von Befestigungsböcken an der Leiterplatte verringert werden.
  • Es ist denkbar, dass die Rastelemente einstückig mit dem Steckverbinder verbunden oder als hierzu separate Teile ausgebildet sind. Die separate Ausgestaltung läßt es zu, für die Rastelemente und den übrigen Steckverbinder jeweils die optimalen Materialien hinsichtlich der jeweils für Rastfunktion bzw. für die übrigen Steckverbinder bestehenden Anforderungen einzusetzen.
  • Insbesondere für kleinere Steckverbinder ist neben der Reihe aus den Kontaktpads wenigstens ein Befestigungsbock auf der Leiterplatte festgelegt , an dem dann die Steckverbinder verrastet werden. Vorzugsweise ist an jedem Ende der Kontaktpadreihe je ein Befestigungsbock vorgesehen.
  • Die Befestigungsböcke weisen seitliche Rastzapfen zum Verrasten der Steckverbinder aufweisen.
  • Es ist auch denkbar, die Befestigungsböcke als SMT-Befestigungsböcke auszulegen.
  • Dies hat den Vorteil, daß nur Bauteile mit relativ geringer Masse eingesetzt werden, die sich beispielsweise mit Revolverköpfen in Hochgeschwindigkeit auf die Leiterplatte setzen lassen. Die Böcke sind an beiden Enden der Kontaktpadreihe beidseitig verwendbar, so daß nur eine Variante von Böcken gefertigt werden muß. Diese nehmen zudem weniger Platz ein als breitere Stiftleisten, so daß der Anwender den Platz für andere Bauteile nutzen kann.
  • Ein weiterer Vorteil beim Einsatz der Böcke liegt darin, daß nur die Böcke aus hochwertigen Hochtemperaturkunststoffen zu fertigen sind. Die Steckverbinder können dagegen aus einem günstigeren Kunststoff bestehen, da sie erst nach dem Löten gesetzt werden und nicht beim Löten mit erhitzt werden. Die Verdrahtung der Steckverbinder kann unabhängig von der Befestigung der Steckverbinder auf der Leiterplatte auch in einem unabhängigen Fertigungsschritt erfolgen.
  • Vorzugsweise wird für die Böcke durch die Lötstifte eine Verdrehsicherung realisiert (insbesondere durch einen Einsatz von zwei oder mehr Lötstiften).
  • Nach einer weiteren Variante weisen die Böcke ergänzend eine genügend große Ansaugfläche für Vakuumpipetten über ihrem Schwerpunkt auf. Im gesteckten Zustand verhindern diese, daß sich die Böcke von der Lötklammer schieben. Die Lötstiftlänge der Böckchen ist insbesondere so dimensioniert, daß die Rückseite der Leiterplatte ebenfalls mit Lötpaste bedruckt werden kann.
  • Die Böcke lassen sich derart automatengerecht in Tape-on-Reel-, Tray- oder Tube-Verpackungen anliefern.
  • Es ist besonders vorteilhaft, wenn mehrere der Befestigungsböcke durch unterschiedliche Anordnung und/oder Geometrie eine Kodierfunktion und/oder Polarisierungsfunktion realisieren.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Beispiels (Figur 1) und eines Ausführungsbeispiels (Figur 2) näher beschrieben. Es zeigt:
  • Fig.1a, b
    schematische Darstellungen eines ersten Steckverbinders mit Leiterplatte; und
    Fig.2a, b,c
    schematische Darstellungen der Montage eines zweiten Steckverbinders auf einer Leiterplatte.
  • Fig. 1 zeigt eine Leiterplatte 1, die mit Leiterbahnen 2 versehen ist, welche hier mit in einer Reihe 3 angeordneten, voneinander beabstandeten Kontaktpads, insbesondere Lötpads 4a, 4b, ... verbunden sind.
  • Seitlich neben den Enden der Reihe 3 aus den Lötpads 4a, ... ist hier jeweils beispielhaft ein Rastloch 5 angeordnet.
  • Zur Kontaktierung der Lötpads 4a, ... der Leiterplatte 1 dient ein korrespondierender Steckverbinder 6 mit einem hier leistenartigen Gehäuse 7, dem hier beispielhaft an seiner von der Leiterplatte abgewandten Seite Anschlussdrähte 8 zugeführt sind, die in nicht dargestellter Weise mit federnden Kontakten 9a, 9b leitend verbunden sind, welche in wenigstens einer Reihe 10 an der der Leiterplatte 1 zugewandten Seite des Gehäuses 7 angeordnet sind und derart voneinander beabstandet sind, dass sie die Lötpads 4a, ... kontaktieren.
  • Es könnten auch mehrere Reihen von Lötpads 4a, ... und/oder Kontakten 9a, 9b vorgesehen sein.
  • Seitlich neben den Enden der Reihe 10 aus den federnden Kontakten 9a, 9b sind am Gehäuse jeweils Rastzapfen 11 ausgebildet, welche zum verrastenden Eingriff in die Rastlöcher 5 ausgelegt sind, um den Steckverbinder 6 an der Leiterplatte 1 festzulegen und eine genügende federnde Vorspannung der federnden Kontakte 9a, 9b an der Leiterplatte 1 zu sichern.
  • Das Beispiel der Fig. 1 eignet sich insbesondere für größere Steckverbinder.
  • Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 unterscheidet sich von dem Beispiel der Fig. 1 dadurch, dass hier für eher kleinere Steckverbinder eine andere Art der Befestigung der Steckverbinder an der Leiterplatte gewählt wird.
  • Vor dem Aufrasten des Steckverbinders werden seitlich neben den Enden der Reihe 3 aus den Lötpads 4a, .. Befestigungsböcke 12 auf der Leiterplatte befestigt (z.B. mittels einer Lötklammer 13 oder auf andere Weise (Fig. 2a)), die seitliche Rastzapfen 14 aufweisen sowie hier die Nut 15 einer Nut-Federanordnung 16. Die Steckverbinder 6 sind mit den entsprechenden korrespondierenden Befestigungsmitteln versehen, so hier mit seitlichen Federn 17, die auch als Gegenstück zum Verrasten an den Rastzapfen 14 dienen. Hier kann an beiden Seiten jedes Bockes 12 jeweils einer der Steckverbinder 6 festgerastet werden. Diesen Montagezustand zeigt Figur 2c.
  • Bezugszeichen
  • Leiterplatte
    1
    Leiterbahnen
    2
    Reihe
    3
    Lötpads
    4a, 4b, ...
    Rastloch
    5
    Steckverbinder
    6
    Gehäuse
    7
    Anschlussdrähte
    8
    Kontakte
    9a, 9b
    Reihe
    10
    Rastzapfen
    11
    Befestigungsböcke
    12
    Lötklammer
    13
    Rastzapfen
    14
    Nut
    15
    Nut-Federanordnung
    16
    Federn
    17

Claims (7)

  1. Vorrichtung mit einer Leiterplatte (1) und einem Steckverbinder (6) zum Kontaktieren der Leiterplatte (1) mittels des Steckverbinders, wobei die Leiterplatte (1) Kontaktpads (4a, 4b) aufweist und der Steckverbinder (6) korrespondierende Kontakte (9a, 9b), die als federnde Kontakte (9a, 9b) ausgelegt sind, wobei die Kontaktpads (4a, 4b) und die Kontakte (9a, 9b) in einer oder mehreren Reihen (3, 10) angeordnet sind, wobei der Steckverbinder (6) derart an der Leiterplatte (1) durch eine reine Aufrastbewegung festlegbar ist, dass seine federnden Kontakte (9a, 9b) mit federnder Vorspannung die Kontaktpads (4a, 4b) der Leiterplatte (1) kontaktieren, wobei die Vorrichtung Befestigungsböcke umfasst, an denen der Steckverbinder (6) verrastbar ist, die seitlich neben den Enden einer Reihe (3) der Kontaktpads (4a, 4b) auf der Leiterplatte (1) befestigt sind, wobei die Befestigungsböcke (12) seitliche Rastzapfen (14) aufweisen sowie eine Nut (15) einer Nut-Federverbindung (16), und der Steckverbinder (6) korrespondierende Befestigungsmittel (17) aufweist, die mit der Nut (15) zur Ausbildung der Nut-Federverbindung (16) zwischen den Befestigungsböcken (12) und dem Steckverbinder (6) und auch als Gegenstück zum Verrasten an den Rastzapfen (14) dienen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die korrespondierenden Befestigungsmittel (17) seitliche Federn sind.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsböcke (12) als SMT-Befestigungsböcke ausgelegt sind.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsböcke (12) mittels Lötklammern (13) an der Leiterplatte (1) festgelegt sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsböcke (12) wenigstens eine Ansaugfläche für eine Automatenbestückung aufweisen.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsböcke (12) durch unterschiedliche Anordnung und/oder Geometrie eine Kodierfunktion und/oder Polarisierungsfuktion realisieren.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Seiten jedes Befestigungsbockes (12) jeweils ein Steckverbinder (6) festrastbar ist.
EP04022417.2A 2003-11-27 2004-09-21 Vorrichtung zum Kontaktieren einer Leiterplatte mittels eines Steckverbinders Active EP1536525B1 (de)

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EP1536525A2 EP1536525A2 (de) 2005-06-01
EP1536525A3 EP1536525A3 (de) 2006-03-01
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