DE10105042C1 - Kontaktmodul für einen Steckverbinder, insbesondere für einen Kartenrand-Steckverbinder - Google Patents
Kontaktmodul für einen Steckverbinder, insbesondere für einen Kartenrand-SteckverbinderInfo
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Abstract
Ein Kontaktträger (5) für einen Steckverbinder, insbesondere für einen Kartenrand-Steckverbinder, mit einem Trägerkörper (20), der aus Kunststoff besteht, und mehreren Kontakten (12), die in dem Trägerkörper aufgenommen sind und jeweils zwei Steckabschnitte (14, 16) und einen Übergangsabschnitt (18) aufweisen, der zwischen den beiden Steckabschnitten liegt, wobei die Übergangsabschnitte zumindest teilweise freiliegen, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper mit Wärmeleitstegen (26) versehen ist, die zwischen den Übergangsabschnitten (18) liegen und an diese angrenzen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kontaktmodul für einen Steckverbinder, insbe
sondere für einen Kartenrand-Steckverbinder, mit einem Trägerkörper, der
aus Kunststoff besteht, und mehreren Kontakten, die in dem Trägerkörper
aufgenommen sind und jeweils zwei Steckabschnitte und einen Über
gangsabschnitt aufweisen, der zwischen den beiden Steckabschnitten
liegt, wobei die Übergangsabschnitte zumindest teilweise freiliegen.
Ein solches Kontaktmodul ist aus dem Europäischen Patent 0 422 785
bekannt. Die Kontakte sind in den Trägerkörper eingespritzt. Im Inneren
des Trägerkörpers ist eine Aussparung vorgesehen, durch die sich die
Übergangsabschnitte der Kontakt frei hindurcherstrecken. Durch eine
geeignete Wahl der freiliegenden Länge der Übergangsabschnitte soll
eine Impedanzanpassung erzielt werden.
Es kann in einigen Anwendungsfällen wünschenswert sein, einen mit den
eingangs genannten Kontaktmodulen bestückten Steckverbinder mittels
eines Reflow-Lötverfahrens auf einer Leiterplatte anzubringen. Bei diesem
Verfahren wird ein Lötmittel auf die Leiterplatte aufgebracht. Anschließend
wird die mit dem Steckverbinder bestückte Leiterplatte in einem Ofen
erwärmt, so daß das Lot aufschmilzt und die Steckabschnitte, die als
Kontaktstifte ausgebildet und in die Leiterplatte eingesteckt sind, mit der
Leiterplatte verlötet.
Problematisch bei diesem Verfahren ist, daß alle Kontaktstifte möglichst
gleichmäßig erwärmt werden müssen, um eine gleichmäßig hohe Qualität
der Lotverbindung bei allen Kontaktstiften zu erhalten. Es hat sich nämlich
herausgestellt, daß bei den bekannten Kontaktmodulen eine gleichmäßig
gute Erwärmung der Kontakte nicht gewährleistet ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kontaktmodul der eingangs
genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine möglichst
gleichmäßige und schnelle Erwärmung aller Kontakte gewährleistet ist.
Zu diesem Zweck ist bei einem Kontaktmodul der eingangs genannten Art
vorgesehen, daß der Trägerkörper mit Wärmeleitstegen versehen ist, die
zwischen den Übergangsabschnitten liegen und an diese angrenzen. Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die im Stand der Technik vorhan
dene Luft zwischen den Übergangsabschnitten als Isolator wirkt und eine
gleichmäßige Erwärmung der Kontaktstifte verhindert. Die Wärmeleitstege
dienen primär zur gleichmäßigen Verteilung der Wärme zwischen den
verschiedenen Kontakten. Da die längeren Kontakte eines Kontaktmoduls
über ihren Übergangsabschnitt grundsätzlich mehr Wärme aufnehmen als
die kürzeren Kontakte, entsteht ein Temperaturgefälle zwischen den
Kontakten. Dieses Temperaturgefälle wird durch die Wärmeleitstege aus
geglichen. Zusätzlich bieten die Wärmeleitstege der warmen Luft im Ofen
eine große Wärmetauscherfläche, die etwa so groß ist wie die freiliegende
Fläche der Übergangsabschnitte. Dies ermöglicht eine schnellere
Erwärmung der Kontakte, was kurze Prozeßzeiten ermöglicht. Ein posi
tiver Nebeneffekt der Wärmeleitstege ist schließlich, daß sie den Träger
körper stabilisieren. Dieser ist nämlich, um beim Reflow-Löten eine freie
Zirkulation der Luft zwischen den Kontaktmodulen zu ermöglichen, so
dünn wie möglich ausgeführt; daher ist eine zusätzliche Stabilisierung
willkommen.
Das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip kann mit anderen Worten wie
folgt umschrieben werden: Der Trägerkörper des Kontaktmoduls ist sehr
dünn ausgeführt, und zwar mit einer Dicke, die der Dicke der
Übergangsabschnitte der Kontakte entspricht. Dies hat zur Folge, daß die
Kontakte auf den Außenseiten des Trägerkörpers freiliegen. Die Dicke des
Trägerkörpers ist dabei größer als der Abstand von benachbarten
Kontaktspalten. Dies hat zur Folge, daß zwischen den einzelnen
Trägerkörpern ein vergleichsweise großer Abstand vorliegt, so daß die
warme Luft im Ofen gut zwischen den Trägerkörpern zirkulieren kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Wärmeleitstege auf einer Außenseite des Trägerkörpers bündig
mit den Übergangsabschnitten abschließen. Dies ermöglicht eine
störungsfreie Zirkulation der erwärmten Luft zwischen benachbarten
Kontaktmodulen.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin
vorgesehen, daß die Wärmeleitstege auf einer Außenseite des
Trägerkörpers durch mindestens einen Verstärkungssteg miteinander
verbunden sind, der sich quer zu den Übergangsabschnitten erstreckt. Der
Verstärkungssteg stabilisiert die Wärmeleitstege, damit diese bei einer auf
das Kontaktmodul einwirkenden Schubbelastung, wie sei beispielsweise
bei der Montage der Kontaktmodule einwirken kann, nicht ausbeulen oder
gar ausknicken können.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Trägerkörper einen Verstärkungs
rand aufweist, der dicker ist als die Wärmeleitstege, und daß der Träger
körper einen Haltesteg aufweist, der ebenfalls dicker ist als die Wärmeleitstege,
wobei der Verstärkungsrand durch einen Zirkulationskanal von dem
Haltesteg getrennt ist. Sowohl der Verstärkungsrand als auch der
Haltesteg erhöhen die mechanische Festigkeit des Trägerkörpers, wobei
sie genau in den Bereichen angeordnet sind, an denen Kräfte, die auf die
Steckabschnitte der Kontakte einwirken, in den Trägerkörper eingeleitet
werden müssen. Der Zirkulationskanal dient zur gezielten Erwärmung des
Kontakts, der den kürzesten Übergangsabschnitt aufweist und sich daher
grundsätzlich am langsamsten erwärmt, nämlich des Kontakts am
Übergang zwischen Haltesteg und Verstärkungsrand.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann vorgese
hen sein, daß die Kontakte im Bereich des Austritts aus dem Trägerkörper
um etwa 270° umspritzt sind. Es hat sich herausgestellt, daß es zum
festen Verankern der Kontakte im Trägerkörper nicht erforderlich ist, die
Kontakt vollständig zu umspritzen; somit kann Material eingespart werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten
Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt ist. In diesen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische, schematische Ansicht eines
Kartenrand-Steckverbinders, der mit erfindungsgemäßen Kontakt
modulen bestückt ist;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Kontaktmoduls;
Fig. 3 eine andere perspektivische Ansicht des Kontaktmoduls von
Fig. 2; und
Fig. 4 eine Schnitt entlang der Ebene IV-IV von Fig. 3.
In Fig. 1 ist ein Kartenrand-Steckverbinder 3 zu sehen, der ein Gehäuse
4 sowie mehrere Kontaktmodule 5 aufweist, die in das Gehäuse so
eingesetzt sind, daß sie in geringem Abstand parallel zueinander und
nebeneinander angeordnet sind. Das Gehäuse weist für jedes
Kontaktmodul eine Spalte 6 von Kontaktöffnungen auf, in die die Kontakte
eines komplementären Steckverbinders eingesteckt werden können.
Bei der in den Figuren gezeigten Ausführungsform weist jedes
Kontaktmodul (siehe die Fig. 2 bis 4) fünf Kontakte 12 auf, die jeweils
zwei Steckabschnitte 14, 16 sowie einen Übergangsabschnitt 18
aufweisen. Die Steckabschnitte 14 sind als Kontaktfedern ausgebildet, die
im Gehäuse 4 hinter den Kontaktöffnungen angeordnet sind. Die
Steckabschnitte 16 sind als Kontaktstifte ausgebildet, die in eine (in den
Figuren nicht dargestellte) Leiterplatte eingesteckt werden können. Da
sich die Kontaktfedern und die Kontaktstifte in einem Winkel von 90°
zueinander erstrecken, wird diese Art von Steckverbinder auch als
abgewinkelter Steckverbinder bezeichnet.
Die Kontakte eines Kontaktmoduls sind in einem Trägerkörper 20 aufge
nommen, der aus Kunststoff besteht und grob verallgemeinert die Form
eines flachen Quaders hat. Im Bereich des Übergangs von den Kontakt
federn 14 zu den Übergangsabschnitten 18 ist der Trägerkörper mit einem
verdickten Haltesteg 22 ausgeführt. Dieser sorgt für eine ausreichende
mechanische Festigkeit auf der einem komplementären Steckverbinder
zugewandten Seite des Kontaktmoduls. An den Haltesteg 22 schließt sich
ein im wesentlichen ebener Mittelabschnitt 24 des Trägerkörpers an.
Der Mittelabschnitt 24 ist mit Wärmeleitstegen 26 versehen, die zwischen
sich Freiräume aufweisen, in denen die Übergangsabschnitte der
Kontakte angeordnet sind. Die Wärmeleitstege sind so dick wie die
Übergangsabschnitte und grenzen an diese an. Wie in Fig. 3 zu sehen
ist, schließen die Wärmeleitstege bündig mit den Übergangsabschnitten
ab, so daß diese Seite des Mittelabschnitts 24 eben ist mit Ausnahme
eines Verstärkungsrandes 28, der angrenzend an die Kontaktstifte 16
ausgebildet ist. Der Verstärkungsrand 28 endet im Abstand vom Haltesteg
22, so daß ein Zirkulationskanal 30 gebildet ist, der eine verbesserte
Luftzirkulation entlang der ansonsten ebenen Seite des Mittelabschnitts 24
ermöglicht. Der Zirkulationskanal ist genau im Bereich des Kontakts mit
dem kürzesten Übergangsabschnitt angeordnet, so daß dieser gezielt
erwärmt wird.
Auf der in Fig. 2 sichtbaren Seite des Mittelabschnitts 24 ist der Verstär
kungsrand 28 umlaufend ausgebildet. Zwischen dem in dieser Figur
obenliegenden und dem untenliegenden Rand sind zwei Verstärkungs
stege 32 ausgebildet, die einstückig mit den Wärmeleitstegen 26
verbunden sind. Die Verstärkungsstege 28 dienen als Anlagefläche für die
Übergangsabschnitte 18 der Kontakte.
In Fig. 2 ist gestrichelt eine alternative Ausführungsform angedeutet, bei
der im Verstärkungsrand 28 und im Haltesteg 22 im Bereich des Austritts
der Kontakte aus dem Trägerkörper Nuten 34 freigelassen sind; die
Kontakte sind in diesem Bereich also nur um etwa 270° umspritzt. Diese
Gestaltung führt zur einer Materialeinsparung und einer weiter
verbesserten Luftzirkulation.
Abgesehen von der guten Luftzirkulation entlang der Außenseiten des
Kontaktmoduls hat die beschriebene Gestaltung einen weiteren Vorteil: da
der Mittelabschnitt sehr dünn ausgeführt ist, nämlich mit der selben Dicke
wie die Übergangsabschnitte der Kontakte, ist das Volumen an Kunststoff,
das beim Löten zusammen mit den Kontakten erwärmt werden muß,
minimiert. Dies gewährleistet eine möglichst gleichmäßige Erwärmung in
möglichst kurzer Zeit.
3
Steckverbinder
4
Gehäuse
5
Kontaktmodule
6
Kontaktöffnungsspalte
12
Kontakt
14
Kontaktfeder-Steckabschnitt
16
Kontaktstift-Steckabschnitt
18
Übergangsabschnitt
20
Trägerkörper
22
Haltesteg
24
Mittelabschnitt
26
Wärmeleitstege
28
Verstärkungsrand
30
Zirkulationskanal
32
Verstärkungssteg
34
Nut
Claims (6)
1. Kontaktträger (5) für einen Steckverbinder, insbesondere für einen
Kartenrand-Steckverbinder, mit einem Trägerkörper (20), der aus
Kunststoff besteht, und mehreren Kontakten (12), die in dem
Trägerkörper aufgenommen sind und jeweils zwei Steckabschnitte (14,
16) und einen Übergangsabschnitt (18) aufweisen, der zwischen den
beiden Steckabschnitten liegt, wobei die Übergangsabschnitte
zumindest teilweise freiliegen, dadurch gekennzeichnet, daß der
Trägerkörper mit Wärmeleitstegen (26) versehen ist, die zwischen den
Übergangsabschnitten (18) liegen und an diese angrenzen.
2. Kontaktträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wärmeleitstege (26) auf einer Außenseite des Trägerkörpers bündig
mit den Übergangsabschnitten (18) abschließen.
3. Kontaktträger nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wärmeleitstege (26) auf einer Außenseite des
Trägerkörpers durch mindestens einen Verstärkungssteg (32)
miteinander verbunden sind, der sich quer zu den
Übergangsabschnitten (18) erstreckt.
4. Kontaktträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Trägerkörper einen Verstärkungsrand (28)
aufweist, der dicker ist als die Wärmeleitstege.
5. Kontaktträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Trägerkörper einen Haltesteg (22) aufweist, der dicker ist als die
Wärmeleitstege, wobei der Verstärkungsrand durch einen
Zirkulationskanal (30) von dem Haltesteg getrennt ist.
6. Kontaktträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kontakte (12) im Bereich des Austritts aus dem Trägerkörper um etwa
270° umspritzt sind.
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