DE10045233A1

DE10045233A1 - Anschlußstift, Hülse und elektrisch leitende Verbindung

Info

Publication number: DE10045233A1
Application number: DE2000145233
Authority: DE
Inventors: Gert Jakob; Ulrich Goebel; Michael Krapp; Stefan Rysy; Hongquan Jiang; Gerd Bohmwetsch; Bernd Eckert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2002-03-28
Also published as: WO2002023677A1

Abstract

Es wird ein Abschlußstift, eine Hülse und eine elektrisch leitende Verbindung vorgeschlagen, wobei der Anschlußstift an seiner beim Einpressen mit der Hülse in Berührung kommenden Oberfläche aus Nickel besteht.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von bekannten, in der Einpreßtechnik verwendeten Anschlußstiften. Hierbei wird eine lötfreie elektrische Verbindung zwischen dem Anschlußstift einer Steckerleiste oder eines anderen Bauelementes einerseits und einer Hülse, die in der Regel ein metallisiertes Leiterplattenloch bildet, andererseits, hergestellt. Der Anschlußstift besitzt eine massive oder elatstische Einpreßzone, deren Geometrie im Allgemeinen herstellerspezifisch gestaltet ist. Diese Einpreßzone verformt sich beim Einpressen in die Leiterplattenhülse plastisch und elastisch und passt sich an den Hülsendurchmesser an. Auf diese Weise kontaktiert der Stift direkt mit der Hülse.

Die Leiterplattenhülse besteht aus Kupfer mit einer darüberliegenden weiteren Beschichtung als Oberfläche. Mögliche Oberflächen sind:

- mittels "Hot Air Levelling" (Heißluftverzinnung) aufgetragenes Zinn mit Blei
- galvanisch abgeschiedene Metallisierungen (z. B. Zinn mit Blei)
- chemisch abgeschiedene Metallisierungen (z. B. Nickel und Gold, Zinn, Silber)
- eine organische Passivierungsschicht (z. B. Entek)

Die Einpreßzone des Anschlußstiftes ist üblicherweise galvanisch vernickelt und darüber galvanisch verzinnt, wozu normalerweise eine Zinn-Blei-Legierung verwendet wird.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Anschlußstift, die Hülse und die elektrisch leitende Verbindung mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass keine Zinn-Blei-Legierung verwendet wird. Bei den üblicherweise verzinnten Einpreßzonen der Anschlußstifte besteht nämlich die Gefahr, dass beim Einpreßvorgang Zinnspäne vom Stift abgeschabt werden und an der Kante der Leiterplattenhülse hängenbleiben. Da diese Zinnspäne - oft größer als 100 µm - sich lösen können, besteht zwischen eng beieinanderliegenden offenen Kontakten auf der Leiterplatte Kurzschlußgefahr, falls man nicht Zusatzmaßnahmen ergreift, z. B. Lackieren oder Vergießen. Die erfindungsgemäße Oberflächenkombination von Anschlußstift und Hülse vermeidet diese Nachteile; es treten keine Metallspäne mehr auf, da Nickel oder ein anderes schabfestes Metall zu hart ist, um vom Stift abgeschabt zu werden. Als andere schabfeste Metalle bzw. Metallegierungen sind weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen: Gold, Silber bzw. deren Legierungen und Nickellegierungen mit hohem Nickelanteil. Auf die obengenannten Zusatzmaßnahmen gegen die Kurzschlußgefahr kann verzichtet werden. Es ergibt sich also erfindungsgemäß insbesondere der Vorteil, dass durch die Spanfreiheit beim Einpressen der Anschlußstifte der Einsatz von engen Leiterplattengeometrien ohne Zusatzmaßnahmen möglich ist, dass Oberflächen und die gesamte Verbindungstechnik bleifrei sind und dass ein Metallisierungsprozeß bei der Herstellung des Anschlußstiftes wegfallen kann; nämlich die Auftragung der Zinn-Blei-Legierung auf den Anschlußstift.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den nebengeordneten Ansprüchen angegebenen Anschlußstifts, der Hülse und der elektrisch leitenden Verbindung möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Anschlußstift und eine Hülse vor dem Einpreßvorgang,

Fig. 2 einen Anschlußstift und eine Hülse bei dem Einpreßvorgang und

Fig. 3 einen Anschlußstift und eine Hülse nach dem Einpreßvorgang.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist ein Anschlußstift 10 dargestellt, der eine Einpreßzone 12 umfasst, die sich beim Einpreßvorgang des Anschlußstiftes plastisch und elastisch verformt. Weiterhin ist in Fig. 1 eine Leiterplattenhülse 20 dargestellt, die in einer Öffnung 26 einer Leiterplatte 25 angebracht ist. Der Anschlußstift 10 wird durch einen Einpreßvorgang elektrisch leitend mit der Hülse 20 verbunden, indem der Anschlußstift in Richtung eines Pfeils 14 in die Hülse 20 eingeführt wird.

Fig. 2 zeigt den Anschlußstift 10 und die Hülse 20 bei dem Einpreßvorgang, wobei der Anschlußstift 10 in Fig. 2 mit einem Teilbereich seiner in Fig. 2 nicht mehr näher bezeichneten Einpreßzone 12 in die Öffnung der Hülse 20 eingeführt dargestellt ist. Bei der Oberflächenbeschaffenheit des Anschlußstiftes nach dem Stand der Technik, d. h. üblicherweise bei Verwendung einer Zinn- Blei-Legierung, entstehen beim Einpreßvorgang Metallspäne 15, die sich im Bereich der Stellen eines durch den Einpreßvorgang hergestellten mechanischen Kontakts zwischen der in Fig. 2 nicht mehr näher bezeichneten Einpreßzone 12 des Anschlußstiftes 10 und der Leiterplattenhülse 20 ansammeln. Die Metallspäne 15, d. h. bei Verwendung einer Zinnlegierung insbesondere Zinnspäne, werden von der Oberfläche des Anschlußstiftes 10 abgeschabt und bleiben an derjenigen ringförmigen Kante der Öffnung der Leiterplattenhülse 20 hängen, die der Seite der Hülse 20 entspricht, von der aus der Anschlußstift 10 in die Hülse 20 hineingepresst wird.

In Fig. 3 ist der Anschlußstift 10 und die Hülse 20 nach dem Einpreßvorgang dargestellt. Wie in Fig. 1 ist auch in Fig. 2 und 3 die Leiterplatte 25 dargestellt. In Fig. 3 ist deutlich zu erkennen, dass die Metallspäne 15 an einer Kante der Leiterplattenhülse hängenbleiben, von wo aus sie auf die Leiterplatte 25 gelangen können und möglicherweise Kurzschlüsse verursachen.

Alle Figuren sind Schnittbilder entlang der Längsachse der Hülse 20 bzw. des Anschlußstiftes 10.

Erfindungsgemäß wird das Grundmaterial des Anschlußstiftes 10, das eine beliebig geformte elastisch und plastisch verformbare Einpreßzone 12 aufweist, vernickelt. Danach erfolgt keine weitere Beschichtung mehr. Im Allgemeinen ist der Anschlußstift 10 Teil einer Steckerleiste oder eines anderen Bauelements. Die Oberfläche der Leiterplattenhülse 20, in die der Anschlußstift 10 eingepresst werden soll, besteht entweder aus einer chemisch abgeschiedenen Metallegierung, beispielsweise aus Zinn, aus Silber, aus einer Kombination aus Nickel und Gold, oder aber aus einer organischen Passivierungsschicht (z. B. Entek).

Claims

1. Anschlußstift (10) zum Einpressen des Anschlußstiftes (10) in eine Hülse (20), wobei durch das Einpressen eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Anschlußstift (10) und der Hülse (20) erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlußstift (10) an seiner beim Einpressen mit der Hülse (20) in Berührung kommenden Oberfläche aus Nickel oder einem anderen schabfesten Metall oder einer schabfesten Metallegierung besteht.

2. Anschlußstift (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlußstift (10) eine Einpresszone (12) aufweist und dass sich die Einpresszone (12) beim Einpressen des Anschlußstiftes (10) in die Hülse (20) plastisch und elastisch verformt.

3. Hülse (20) zur Aufnahme eines Anschlußstiftes (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (20) aus Kupfer besteht und dass die Hülse (20)als Oberfläche eine bleifreie Beschichtung aufweist.

4. Hülse (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse in einer Öffnung (26) einer Leiterplatte (25) angebracht ist.

5. Elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Anschlußstift (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 und einer Hülse (20) nach einem der Ansprüche 3 oder 4.