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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Stecker, geeignet zur Befestigung
an einer Leiterplatte durch einen Reflow-Lötprozess,
umfassend eine Steckergrundfläche
mit einem freien Ende, an dem eine Steckerhülse anbringbar ist und mindestens
zwei Anschlüsse,
die von der Steckergrundfläche
wegragen und derart geformt sind, dass sie nach der Montage des
Steckers auf einer Oberfläche
der Leiterplatte aufliegen können.
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Bei
der so genannten SMD-Technik (SMD: Surface Mounted Device, oberflächenmontiertes Bauteil)
werden elektronische Bauelemente wie zum Beispiel Widerstände, Kondensatoren
oder dergleichen, die keine Drahtanschlüsse aufweisen, mit Hilfe lötfähiger Anschlüsse unmittelbar
auf entsprechende Anschlussfelder einer Leiterplatte gelötet. Derartige SMD-Bauelemente
können
insbesondere mit Hilfe eines aus dem Stand der Technik bekannten,
so genannten Reflow-Lötverfahrens
stoffschlüssig
an der Oberfläche
der Leiterplatte befestigt werden.
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Beim
Reflow-Löten
eines elektronischen Bauelements wird vor der Bestückung zunächst ein Lot
auf die Oberfläche
der Leiterplatte aufgetragen. Im nächsten Schritt wird dann das
elektronische Bauelement auf die Leiterplatte aufgesetzt. Anschließend wird
das Lot aufgeschmolzen, um eine stoffschlüssige Verbindung mit den Anschlüssen des
elektronischen Bauelements herzustellen.
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Die
deutsche Offenlegungsschrift
DE 103 04 906 A1 offenbart ein Bauelement,
insbesondere einen Flachstecker, zum Verbinden mit einer Leiterplatte.
Das Bauelement weist einen Lötfuß auf, der
mit einem so genannten SMT-Pad (SMT: Surface Mount Technology, Oberflächenbefestigungstechnik)
der Leiterplatte durch eine Lötverbindung
verbindbar ist. Dabei ist die Form des Lötfußes derart an die Form des
SMT-Pads angepasst, dass zwischen dem Lötfuß und dem SMT-Pad durch Verflüssigen eines
dazwischen liegenden Lots gegenseitige, zueinander ausrichtende
Anziehungskräfte
erzeugbar sind. Das aus dieser Druckschrift bekannte Bauelement
ermöglicht
eine automatische exakte Positionierung des Bauelements auf der
Leiterplatte. Ein Nachteil dieses Bauelements besteht allerdings
darin, dass dessen Aufbau, insbesondere die besondere Ausgestaltung
des Lötfußes, relativ
aufwändig
ist. Darüber hinaus
wird stets ein entsprechend ausgebildetes und geformtes SMT-Pad
benötigt,
das zur Aufnahme des Lötfußes geeignet
ist. Für
zahlreiche praktische Anwendungen ist daher der Einsatz des aus
der
DE 103 04 906
A1 bekannten Bauelements zu aufwändig und daher zu kostenintensiv.
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Hier
setzt die vorliegende Erfindung an.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen einfach
und kostengünstig
herstellbaren, universell einsetzbaren Stecker zur Verfügung zu
stellen, der einfach und sicher durch einen Reflow-Lötprozess
auf einer Leiterplatte anbringbar ist.
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VORTEILE DER
ERFINDUNG
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Diese
Aufgabe wird durch einen Stecker mit den Merkmalen der Ansprüche 1. Eine
weitere Lösung
der Aufgabe liefert ein Stecker mit den Merkmalen des Anspruchs
2. Die Unteransprüche
betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Gemäß Anspruch
1 wird vorgeschlagen, dass der Stecker eine Masseverteilung aufweist,
die so gestaltet ist, dass bei der Montage des Steckers auf der
Oberfläche
der Leiterplatte ein Verkippen des Steckers verhindert werden kann.
Auf diese Weise kann die Montage des Steckers, insbesondere in einer
Ausführung
als reiner SMD-Stecker, auf der Leiterplatte vereinfacht werden.
Die Gefahr des Verkippens des Steckers während der Montage besteht durch
die hier vorgeschlagene Ausgestaltung des Steckers nicht mehr. Der
Stecker kann als reines SMD-Bauteil insbesondere bei Leiterplatten
eingesetzt werden, die keinerlei Montagelöcher für eine Durchkontaktierung und
Montage des Steckers aufweisen. Beispielsweise kann es sich bei
diesen Leiterplatten um so genannte Heatsink-Leiterplatten mit einem
Aluminium- oder Kupferträger
handeln.
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Gemäß Anspruch
2 wird vorgeschlagen, dass der Stecker mindestens einen Fixierabschnitt aufweist,
der im Wesentlichen orthogonal zur Steckergrundfläche orientiert
ist und der bei der Montage in eine korrespondierende Montageöffnung der
Leiterplatte eingreifen kann. Diese Variante stellt quasi eine Kombination
eines SMD-Steckers mit einem Stecker, der eine Durchkontaktierung
ermöglicht,
zur Verfügung.
Der mindestens eine Fixierabschnitt des Steckers ermöglicht bei
der Montage die Durchkontaktierung, während die Anschlüsse des
Steckers wiederum auf der Oberfläche
der Leiterplatte aufliegen und durch den Reflow-Lötprozess
stoffschlüssig an
der Leiterplatte befestigt werden kann.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
kann der Masseschwerpunkt des Steckers in einem mittleren Bereich
der Steckergrundfläche liegen.
Dadurch kann ein Verkippen des Steckers während der Montage in effektiver
Weise verhindert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Anschlüsse
einen ersten Abschnitt, der im Wesentlichen orthogonal zu der Steckergrundfläche orientiert
ist, und mindestens einen zweiten Abschnitt aufweisen, der im Wesentlichen parallel
zu der Steckergrundfläche
orientiert ist. Dadurch kann erreicht werden, dass die Steckergrundfläche nach
der Montage des Steckers von der Oberfläche der Leiterplatte beabstandet
ist. Beispielsweise können
die in so geformten Anschlüsse
von der Grundfläche
des Steckers abgekröpft
sein, so dass eine Herstellung der Anschlüsse auf relativ einfache Art
und Weise möglich
ist.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
besteht die Möglichkeit,
dass mindestens einer der Anschlüsse
und/oder mindestens einer der Fixierabschnitte an einer Stirnseite
der Steckergrundfläche angeordnet
ist, die dem freien Ende der Steckergrundfläche gegenüberliegt. Dadurch wird im Bereich der
Stirnseite eine weitere Kontaktierungsmöglichkeit und/oder Fixierungsmöglichkeit
für den
Stecker zur Verfügung
gestellt.
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Es
besteht in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform die Möglichkeit,
dass der mindestens eine Fixierabschnitt mindestens einen im Wesentlichen
stiftartig ausgebildeten Eingriffsbereich aufweist, geeignet, bei
der Montage in eine Montagebohrung der Leiterplatte einzugreifen.
Dadurch kann eine einfache und sichere Montage des Steckers auf der
Leiterplatte erreicht werden.
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Vorzugsweise
weist der mindestens eine Eingriffsbereich einen im Wesentlichen
rechteckigen Querschnitt aufweist. Es hat sich gezeigt, dass die Herstellung
des Eingriffsbereichs mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt
einfacher ist als zum Beispiel die Herstellung eines Eingriffsbereichs mit
einem im Wesentlichen runden Querschnitt. Die Länge der Diagonale des im Wesentlichen
rechteckigen Querschnitts des Eingriffsbereichs entspricht vorzugsweise
dem Durchmesser der üblicherweise kreisrund
ausgebildeten Montageöffnung
der Leiterplatte.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst der mindestens
eine Fixierabschnitt mindestens einen Auflagebereich, geeignet, den
Stecker nach dem Auflegen auf die Leiterplatte gegen ein Verkippen
zu sichern. Der mindestens eine Auflagebereich, der nach der Anbringung
des Steckers auf der Oberfläche
der Leiterplatte aufliegt, kann somit den Stecker effektiv abstützen und
gegen ein unerwünschtes
Verkippen sichern, bevor die Lötverbindung
hergestellt wurde.
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Es
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der mindestens eine Auflagebereich
an den mindestens einen Eingriffsbereich angrenzt.
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Der
Stecker kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein Flachstecker
sein.
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ZEICHNUNGEN
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich
anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Steckers gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Steckers gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Steckers gemäß 2 nach der
Montage auf einer Leiterplatte;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Steckers gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5a eine
Draufsicht auf den Stecker gemäß 4 nach
der Montage auf einer Leiterplatte,
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5b eine
Seitenansicht des Steckers nach der Montage auf der Leiterplatte
aus einer Betrachtungsrichtung Vb in 5a.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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In 1 ist
ein Stecker 1 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung perspektivisch dargestellt. Der Stecker 1 ist
in diesem und auch in den übrigen
Ausführungsbeispielen
ein einteilig ausgeführter
Flachstecker. Die Erfindung ist allerdings nicht auf Flachstecker
beschränkt,
sondern schließt
alle gängigen
Steckertypen ein. Beispielsweise kann der Stecker 1 aus
Kupfer oder aus einem anderen leitfähigen Material hergestellt
sein.
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Man
erkennt, dass der Stecker 1 eine im Wesentlichen rechteckig
geformte und relativ flach ausgebildete Steckergrundfläche 10 aufweist.
In diesem Ausführungsbeispiel
weist der Stecker 1 zwei Anschlüsse 11a, 11b auf,
die von der Steckergrundfläche 10 wegragen.
Jeder der Anschlüsse 11a, 11b weist
einen ersten Abschnitt 110, der im Wesentlichen orthogonal
zur Steckergrundfläche
orientiert ist, und einen zweiten Abschnitt 111, der im
Wesentlichen parallel zur Steckergrundfläche 10 orientiert
ist, auf. Die Anschlüsse 11a, 11b sind
dabei vorzugsweise von der Steckergrundfläche 10 abgekröpft. Die zweiten
Abschnitte 111 der Anschlüsse 11a, 11b liegen
nach der Montage des Steckers 1 auf der Oberfläche einer
hier nicht explizit gezeigten Leiterplatte auf. Durch einen aus
dem Stand der Technik bekannten Reflow-Lötprozess können dann die zweiten Abschnitte 111 der
Anschlüsse 11a, 11b in
an sich bekannter Weise stoffschlüssig mit der Leiterplatte 2 verbunden
werden. Die ersten Abschnitte 110 der Anschlüsse 11a, 11b stellen
eine Beabstandung der Steckergrundfläche 10 von der Oberfläche der
Leiterplatte 2 zur Verfügung.
Vorzugsweise ist die Masseverteilung des Steckers 1 so
gestaltet, dass der Masseschwerpunkt des Steckers in einem mittleren
Bereich der Grundfläche 10 liegt.
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Man
erkennt in 1 ferner zwei Fixierabschnitte 12a, 12b,
die im Wesentlichen orthogonal zu der Steckergrundfläche 10 erstrecken.
Diese Fixierabschnitte 12a, 12b können bei
der Montage des Steckers 1 in dazu korrespondierende Öffnungen
der Leiterplatte 2 eingesetzt werden. Dadurch wird eine Durchkontaktierung
des Steckers 1 ermöglicht.
Auf das freie Ende des Steckers 10 kann eine entsprechend
geformte Kabelhülse 3 aufgesetzt
werden.
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In 2 ist
eine perspektivische Ansicht eines Steckers 1 gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Man erkennt wiederum die
Steckergrundfläche 10 sowie
die beiden Anschlüsse 11a, 11b mit
einem ersten Abschnitt 110 und einem zweiten Abschnitt 111,
wobei letzterer im Wesentlichen parallel zur Steckergrundfläche 10 orientiert
sind und nach der Montage auf der Leiterplatte 2 aufliegt.
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Der
Stecker weist wiederum zwei Fixierabschnitte 12a, 12b auf,
die sich im Wesentlichen senkrecht zur Steckergrundfläche 10 erstrecken.
Die Fixierabschnitte 12a, 12b sind bei der Montage
des Steckers 1 auf einer Leiterplatte wiederum für eine Durchkontaktierung
geeignet.
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Man
erkennt, dass die beiden Fixierabschnitte 12a, 12b in
diesem Ausführungsbeispiel
eine andere Gestaltung haben als die im ersten Ausführungsbeispiel
gezeigten. Jeder der beiden Fixierabschnitte 12a, 12b weist
einen Eingriffsbereich 13, der im Wesentlichen stiftartig
ausgeführt
ist und einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist.
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Unter
Bezugnahme auf 3 kann man erkennen, dass die
Eingriffsbereiche 13 in dazu korrespondierende, im Wesentlichen
kreisrund ausgeführte
Montageöffnungen 20 einer
Leiterplatte 2 eingreifen können. Der hier gezeigte Stecker 1 gestattet also
ebenfalls eine Durchkontaktierung. Die Montageöffnungen 20 der Leiterplatte 2 weisen
jeweils einen Durchmesser auf, welcher in etwa der Länge der Diagonalen
des im Wesentlichen rechteckigen Querschnitts des Eingriffsbereichs 13 entspricht.
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Man
erkennt, dass die beiden Fixierabschnitte 12a, 12b in
diesem Ausführungsbeispiel
jeweils einen Auflagebereich 14 aufweisen, der unmittelbar
an den Eingriffabschnitt 13 angrenzt. Die Auflagebereiche 14 liegen
nach dem Anordnen des Steckers auf der Oberfläche der Leiterplatte 2 auf
und können
dadurch ein Verkippen des Steckers 1 vor der Herstellung
der Lötverbindung
verhindern. Die Fixierung des Steckers 1 auf der Leiterplatte
erfolgt wiederum mit Hilfe des bereits oben erwähnten Reflow-Lötverfahrens.
Auf das freie Ende des Steckers 10 kann wiederum eine entsprechend
geformte Kabelhülse 3 aufgesetzt
werden.
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Eine
weitere Variante des Steckers 1, die in 4, 5a und 5b dargestellt
ist, ist als reiner SMD-Stecker ausgeführt. Dieser Stecker 1 ist insbesondere
für Leiterplatten 2 geeignet,
die keine Montageöffnungen
oder dergleichen aufweisen, durch die bei der Montage die in 1 und 2 gezeigten
Fixierabschnitte 12a, 12b hindurchgesteckt werden
können.
Derartige Leiterplatten 2 können zum Beispiel so genannte
Heatsink-Leiterplatten
mit einem Träger
aus Aluminium oder Kupfer sein.
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Man
erkennt in 4, dass der Stecker 1 wiederum
eine Steckergrundfläche 10,
von der sich drei Anschlüsse 11a, 11b, 11c weg
erstrecken, umfasst. Einer der Anschlüsse 11a, 11b, 11c ist
in diesem Ausführungsbeispiel
an einer Stirnseite der Steckergrundfläche 10 angeordnet,
die dem freien Ende der Steckergrundfläche 10 gegenüberliegt.
Die Anschlüsse 11a, 11b, 11c sind
wiederum von der Steckergrundfläche 10 abgekröpft und
weisen einen ersten Abschnitt 110, der im Wesentlichen orthogonal zur
Steckergrundfläche 10 orientiert
ist, sowie einen zweiten Abschnitt 111, der im Wesentlichen
parallel zur Steckergrundfläche 10 orientiert
ist, auf. Der Stecker 1 besitzt eine Masseverteilung, die
so gestaltet ist, dass bei der Montage des Steckers 1 auf
der Oberfläche
der Leiterplatte 2 ein Verkippen des Steckers (1)
verhindert werden kann. Vorzugsweise liegt der Masseschwerpunkt
des Steckers 1 etwa in einem mittleren Bereich der Steckergrundfläche 10.
Dadurch kann ein Verkippen des Steckers 1 bei der Montage
effektiv verhindert werden, wenn die Anschlüsse 11a, 11b, 11c auf
der Leiterplatte 2 aufliegen, ohne dass die Anschlüsse 11a, 11b, 11c bereits auf
die Leiterplatte 2 gelötet
worden sind.
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Abschließend soll
erwähnt
werden, dass alle hier gezeigten Varianten des Steckers 1 mittels
einer herkömmlichen
SMD-Bestückungsvorrichtung
auf die Leiterplatten 2 gesetzt werden können.