DE19960857A1

DE19960857A1 - Steckverbinder

Info

Publication number: DE19960857A1
Application number: DE19960857A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Harting; Guenter Pape; Manfred Berghorn
Original assignee: Harting AG and Co KG
Current assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-06-28
Also published as: CN1300117A; EP1111725B1; CN1203585C; US20020137370A1; CA2328676A1; DE50006239D1; EP1111725A3; US6544048B2; CA2328676C; EP1111725A2

Abstract

Es wird ein Steckverbinder zur Montage auf einer Leiterplatte vorgeschlagen, mit einem Trägerkörper (10), mindestens einem Oberflächenmontage-Kontaktelement (20), das in dem Trägerkörper angeordnet ist, und mindestens einem Durchsteckmontage-Kontaktelement (38), das ebenfalls in dem Trägerkörper angeordnet ist. Auf diese Weise ergibt sich eine gute mechanische Verbindung des Trägerkörpers mit der Leiterplatte aufgrund des Durchsteckmontage-Kontaktelements, während das Oberflächenmontage-Kontaktelement die schnelle Signalübertragung zur Leiterbahn ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur Montage auf einer Leiterplatte, der mit Kontaktelementen versehen ist, die mittels einer Lötstelle mit einer Leiterbahn der Leiterplatte verbunden werden sollen.

Bekannt sind Steckverbinder, deren Kontaktelemente als Durchsteckmontage- Kontaktelementen ausgebildet sind, also in eine Bohrung durch die Leiterbahn der Leiterplatte eingesteckt werden. Dadurch ergibt sich eine hohe mechanische Festigkeit der Verbindung zwischen Leiterplatte und Kontaktelement des Steckverbinders.

Bekannt sind auch Steckverbinder, deren Kontaktelemente als Oberflächenmontage-Kontaktelemente ausgebildet sind, also auf die Leiterbahn aufgelötet werden. Die sich dabei ergebende Lötstelle bietet nur eine vergleichsweise geringe mechanische Festigkeit, insbesondere bei Scherbelastungen. Allerdings läßt sich eine höhere Signalübertragungs geschwindigkeit zwischen Kontaktelement und Leiterbahn erzielen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Steckverbinder zu schaffen, der bei hoher Signalübertragungsgeschwindigkeit eine Verbindung zwischen Leiterplatte und Steckverbinder mit hoher mechanischer Festigkeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Steckverbinder zur Montage auf einer Leiterplatte, mit einem Trägerkörper, mindestens einem Oberflächenmontage- Kontaktelement, das in dem Trägerkörper angeordnet ist, und mindestens einem Durchsteckmontage-Kontaktelement, das ebenfalls in dem Trägerkörper angeordnet ist. Bei diesem Steckverbinder gewährleistet das Durchsteckmontage- Kontaktelement die gute mechanische Verbindung des Trägerkörpers mit der Leiterplatte, während das Oberflächenmontage-Kontaktelement die schnelle Signalübertragung zur Leiterbahn ermöglicht.

Vorzugsweise ist das Durchsteckmontage-Kontaktelement ein Massekontakt. Diese Gestaltung ist vorteilhaft, da sich dann die niedrigere Signalübertragungs geschwindigkeit kaum auswirkt. Das Durchsteckmontage-Kontaktelement kann auch allgemein zur Signalübertragung bei Signalen verwendet werden, die eine niedrige Frequenz haben.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, daß vier Oberflächenmontage- Kontaktelemente und ein Durchsteckmontage-Kontaktelement vorgesehen sind, wobei die Oberflächenmontage-Kontaktelemente in zwei Gruppen angeordnet sind, die durch das Durchsteckmontage-Kontaktelement voneinander getrennt sind. Bei dieser Gestaltung dient das Durchsteckmontage-Kontaktelement als Abschirmung zwischen den beiden Gruppen von Oberflächenmontage- Kontaktelementen, die zur Signalübertragung verwendet werden, so daß sich eine hohe Übersprech-Dämpfung ergibt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Oberflächenmontage-Kontaktelement mit einem Anschlußbereich versehen ist, auf dem ein Anschlußelement angeordnet ist, das relativ zu dem Anschlußbereich verschiebbar ist. Diese Gestaltung ermöglicht es, die bei der Oberflächenmontagetechnik kritische Dicke des Lötpolsters zwischen dem Oberflächenmontage-Kontaktelement und der Leiterbahn in besonders einfacher Weise einzuhalten. Anders als bei herkömmlichen Oberflächenmontage- Kontaktelementen, die mit besonders engen Toleranzen gefertigt werden müssen, um nach dem Aufsetzen des Steckverbinders auf die Leiterplatte den erforderlichen Abstand von etwa 0,1 mm zwischen Kontaktelement und Leiterbahn zu erhalten, stellt sich bei dieser Ausführungsform der erforderliche Abstand durch entsprechend weite Verschiebung des Anschlußelementes auf dem Anschlußbereich von selbst ein.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von verschiedenen Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Steckverbinders gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Steckverbinders gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 in einer isometrischen Ansicht ein Anschlußelement, das bei dem in Fig. 2 gezeigten Steckverbinder verwendet wird; und

Fig. 4a und 4b jeweils in einer geschnittenen schematischen Ansicht einen Steckverbinder gemäß einer weiteren Ausführungsform in einem Zustand vor der Montage sowie nach der Montage an einer Leiterplatte.

In Fig. 1 ist ein Steckverbinder gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Es handelt sich hier um eine abgewinkelte Federleiste, da die einzelnen Kontakte um jeweils 90° abgewinkelt sind und auf der Anschlußseite des Steckverbinders als Kontaktfedern ausgebildet sind. Der komplementäre Steckverbinder, der in den gezeigten Steckverbinder eingesteckt wird, ist dementsprechend eine Messerleiste. Die gezeigte Ausführungsform kann natürlich auch als Messerleiste ausgebildet sein. In jedem Fall weist der Steckverbinder eine Vielzahl von Kontakten auf, die in mehreren nebeneinanderliegenden Spalten angeordnet sind. In der Schnittdarstellung von Fig. 1 ist nur eine einzige dieser Spalten zu sehen.

Der gezeigte Steckverbinder weist einen isolierenden Trägerkörper 10 auf, in welchem zweimal zwei Oberflächenmontage-Kontaktelemente 20 angeordnet sind sowie ein Durchsteckmontage-Kontaktelement 38, das die beiden Gruppen von Oberflächenmontage-Kontaktelementen 20 voneinander trennt. Das Durchsteckmontage-Kontaktelement 38 kann mit einem Masseleiter verbunden werden und dient als Abschirmung zwischen den beiden Gruppen von Oberflächenmontage-Kontaktelementen 20, die zur Signalübertragung dienen.

Der Steckverbinder wird bei der Montage mit seinem Durchsteckmontage- Kontaktelement in eine Öffnung 50 einer Leiterplatte 52 eingesetzt, auf die vorher an den entsprechenden Stellen eine Lötpaste aufgebracht wurde. In diesem Zustand ist der Steckverbinder vorfixiert. Anschließend erfolgt die Verlötung der Kontaktelemente, so daß die gewünschte elektrische Verbindung mit den Leiterbahnen erzielt ist.

In Fig. 2 ist ein Steckverbinder gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform werden drei Kontaktelemente verwendet, nämlich ein innenliegendes Durchsteckmontage-Kontaktelement 38, das in eine Öffnung 50 einer Leiterplatte 52 eingreift, ein mittig liegendes Oberflächenmontage-Kontaktelement 20, das mit einem Anschlußbereich 22 versehen ist, auf dem ein Anschlußelement 24 angeordnet ist, und ein außenliegendes Oberflächenmontage-Kontaktelement 53, das an seinem der Leiterplatte zugewandten Ende mit einer Umbiegung versehen ist, die auf der Leiterplatte aufliegt und dort in einer Oberflächenmontagetechnik mit einer entsprechenden Leiterbahn verbunden werden kann.

In Fig. 3 ist das Anschlußelement 24 gezeigt, das bei den Oberflächenmontage- Kontaktelementen 20 des in Fig. 2 gezeigten Steckverbinders verwendet wird. Das Anschlußelement 24 ist als federnde Klammer mit zwei Schenkeln 26 ausgebildet, die mittels eines Bodens 28 miteinander verbunden sind. Am Boden ist auf der vom Anschlußbereich 22 abgewandten Seite ein Abstandshalter 30 vorgesehen, der als Prägung so ausgebildet ist, daß ein vergleichsweise spitzer Scheitel entsteht.

Das Anschlußelement 24 ist auf den Anschlußbereich 22 des Oberflächen montage-Kontaktelementes 20 aufgeschoben und an diesem durch die aus der wirkenden Klemmkraft resultierende Reibungskraft fixiert. Um zu verhindern, daß das Anschlußelement von dem Anschlußbereich 22, der einen rechteckigen Querschnitt hat, abrutscht, sind an einem der Schenkel 26 des Anschlußelementes 24 abgebogene Nasen 54 vorgesehen, deren einander gegenüberliegende Flächen als Führungsflächen 56 wirken. Diese können an den schmalen Außenflächen der Anschlußbereiche 22 angreifen und verhindern, daß das Anschlußelement 24 übermäßig stark abkippt oder gar abrutscht.

Anhand von Fig. 4 wird nun die Montage einer weiteren Ausführungsform eines Steckverbinders an einer Leiterplatte beschrieben. Es handelt sich bei dieser Ausführungsform um eine gerade Federleiste, wobei in einer einzigen Reihe hintereinanderliegend Oberflächenmontage-Kontaktelemente und Durchsteck montage-Kontaktelemente vorgesehen sind.

Zunächst wird die Leiterplatte an den Stellen, die zur Verbindung mit den Kontaktelementen vorgesehen sind, mit einer Lötpaste beschichtet. Anschließend wird der Steckverbinder auf die Leiterplatte aufgesetzt, wobei das Durchsteckmontage-Kontaktelement in die entsprechende Öffnung der Leiterplatte eindringt. Dabei ist die in Fig. 4a gezeigte Montagestellung der Kontaktelemente 24 so gewählt, daß der Abstandshalter 30 an der Leiterplatte anliegt, bevor das Durchsteckmontage-Kontaktelement 38 vollständig in die Leiterplatte eingeschoben ist. Im Verlauf des Aufsetzens des Steckverbinders auf die Leiterplatte taucht das Anschlußelement 24 in die dort vorher aufgebrachte Lötpaste ein, wobei der Abstandshalter 30 mit seinem Scheitel die Lötpaste zuverlässig verdrängt und durchdringt, so daß er auf der Leiterplatte aufliegt. Dies gewährleistet, daß der Boden 28 in allen übrigen Bereichen einen vorbestimmten, von der Höhe des Abstandshalters vorgegebenen Abstand von der Leiterplatte aufweist, der vorzugsweise 0,1 mm beträgt und vollständig mit der Lötpaste gefüllt ist. Im Verlauf des Aufsetzens ergibt sich auch eine Relativverschiebung zwischen dem Anschlußelement 24 und dem Anschlußbereich 22, wodurch die Schenkel 26 des als Klammer ausgebildeten Anschlußelementes weiter auf den Anschlußbereich 22 aufgeschoben werden. Dieser Zustand, in welchem die elektrische Verbindung zwischen dem Anschlußelement 24 und dem Anschlußbereich 22 sowie der optimale Abstand zwischen dem Boden des Anschlußelementes und der Leiterbahn unabhängig von den jeweils vorliegenden Toleranzen gewährleistet ist, ist in Fig. 4b gezeigt.

Sobald der Steckverbinder korrekt auf die Leiterplatte aufgesetzt ist, kann die Verlötung der Oberflächenmontage-Kontaktelemente erfolgen, wobei aufgrund des präzise eingehaltenen Abstandes zwischen dem Boden des Anschlußelementes 24 und der Leiterplatte eine zuverlässige Verlötung gewährleistet ist. Dieser Abstand zwischen dem Boden 28 des Anschlußelementes 24 und der Leiterplatte wird nicht beeinflußt von Toleranzen des Steckverbinders oder von Oberflächenunebenheiten der Leiterplatte, da eventuelle Toleranzen durch ein unterschiedlich weites Aufschieben des Anschlußelementes auf den Anschlußbereich 22 des Oberflächenmontage- Kontaktelementes ausgeglichen werden.

Bezugszeichenliste

10

Trägerkörper

20

Oberflächenmontage-Kontaktelement

22

Anschlußbereich

24

Anschlußelement

26

Schenkel

28

Boden

30

Abstandshalter

38

Durchsteckmontage-Kontaktelement

50

Öffnung

52

Leiterplatte

53

Kontaktelement

54

Nase

56

Führungsfläche

Claims

1. Steckverbinder zur Montage auf einer Leiterplatte, mit einem Trägerkörper (10), mindestens einem Oberflächenmontage-Kontaktelement (20), das in dem Trägerkörper angeordnet ist, und mindestens einem Durchsteckmontage- Kontaktelement (38), das ebenfalls in dem Trägerkörper angeordnet ist.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchsteckmontage-Kontaktelement ein Massekontakt ist.

3. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier Oberflächenmontage-Kontaktelemente (20) und ein Durchsteckmontage-Kontakt element (38) vorgesehen sind, wobei die Oberflächenmontage-Kontaktelemente in Gruppen angeordnet sind, die durch das Durchsteckmontage-Kontaktelement voneinander getrennt sind.

4. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenmontage-Kontaktelement (20) mit einem Anschlußbereich (22) versehen ist, auf dem ein Anschlußelement (24) angeordnet ist, das relativ zu dem Anschlußbereich verschiebbar ist.