DE102007018286A1

DE102007018286A1 - Elektrischer Kontakt für eine Leiterplatte

Info

Publication number: DE102007018286A1
Application number: DE102007018286A
Authority: DE
Inventors: Robert Töllner; Christian Floren
Original assignee: Fuba Automotive GmbH and Co KG
Current assignee: Delphi Delco Electronics Europe GmbH; Delphi Technologies Inc
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2007-04-18
Publication date: 2007-11-29

Abstract

Die elektrische Verbindung zwischen leitenden Strukturen auf einer Leiterplatte und einem die Leiterplatte umgebenden metallischen Gehäuse wird bis dato mittels eines Metallstifts hergestellt, der von Hand mit einer leitenden Struktur auf der Leiterplatte zu verlöten ist und bei der Montage in eine Bohrung im Gehäuse gepresst wird. Der Stift kann auch Teil des Gehäuses sein und mit der Leiterplatte nach Eindrücken derselben verlötet werden. Die Anordnung dient auch zur Halterung der Platine im Gehäuse. Eine Alternative ist das Aufschrauben der Leiterplatte. Diese Arbeitsgänge lassen sich nicht in mechanische oder automatisierte Prozesse - Maschinenbestückung, Lötwelle usw. - einordnen und sind daher mit entsprechenden Kosten verbunden. Es ist Aufgabe der Erfindung, die mechanische und elektrische Anbindung der Leiterplatte an ein Gehäuse in den mechanisierten Fertigungsprozess einzuordnen. Gemäß der Erfindung wird beim automatischen Bestückungsvorgang der Bauelemente zusätzlich ein kleines metallisches Formteil über eine Bohrung oder einen Schlitz am Rand der Leiterplatte gesetzt und anschließend maschinell verlötet. Beim Einfügen der damit bestückten Leiterplatte in das Gehäuse wird das Formteil über den üblichen Metallstift oder in eine Bohrung im Gehäuse gepresst, oder es wird ein metallisches Steckteil in ein entsprechendes Formteil der Leiterplatte gedrückt. Die Kontaktierung ist federnd ausgebildet. Die Erfindung kann an alle erdenklichen Gehäuseformen und ...

Description

Die Erfindung betrifft die elektrische Verbindung zwischen leitenden Strukturen auf einer Leiterplatte und einem die Leiterplatte umgebenden metallischen Gehäuse. Eine solche Verbindung dient dem Masseanschluß der elektronischen Schaltung auf der Leiterplatte und gleichzeitig der Halterung der Platine im Gehäuse.
Es ist üblich, die leitende Verbindung mittels eines Metallstifts herzustellen, der mit einer Leiterbahn oder einer leitenden Fläche auf der Leiterplatte zu verlöten ist und bei der Montage in eine Bohrung im Gehäuse gepresst wird. Eine bekannte Alternative ist das Aufschrauben der Leiterplatte.
Diese Arbeitsgänge lassen sich nicht in mechanische oder automatisierte Prozesse – Maschinenbestückung, Lötwelle usw. – einordnen. Handarbeit ist erforderlich, verbunden mit entsprechenden Kosten. Dabei ist zu berücksichtigen, dass im allgemeinen – schon aus Festigkeitsgründen – mehrere Stift- oder Schraubverbindungen je Leiterplatte und Gehäuse herzustellen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mechanische und elektrische Anbindung (Masseanschluß) einer Leiterplatte an ein Gehäuse in den mechanisierten und automatisierten Fertigungsprozeß der elektronischen Schaltung einzuordnen und dadurch manuelle Arbeitsgänge und Kosten einzusparen.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Unteransprüche enthalten bevorzugte Ausführungsbeispiele und -details.
Das Prinzip und die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass das erfindungsgemäße kleine metallische Formteil, mittels dessen die Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuse hergestellt wird, zusammen mit den anderen Bauelementen beim automatischen Bestückungsvorgang auf die Platine gesetzt und anschließend verlötet wird. Handarbeit entfällt.
Beim Einfügen der bestückten Leiterplatte in das Gehäuse wird das Formteil über den üblichen Metallstift oder in eine Bohrung im Gehäuse gepresst, oder es wird ein Kontaktstift in ein entsprechendes Formteil der Leiterplatte gedrückt. Der Metallstift kann in das Gehäuse eingepreßt oder eingegossen sein. Als Kontaktstift ist der Innenleiterkontakt eines Steckers denkbar, der am Gehäuse angeordnet ist.
Das Prinzip des aufgelöteten Formteils in Verbindung mit dem Form- und bzw. oder Kraftschluß in Richtung Gehäuse lässt sich außerordentlich vielfältig realisieren.
Darin liegt ein weiterer Vorteil begründet. Die Erfindung kann also an alle erdenklichen Gehäuseformen und Leiterplatten-Ausbildungen angepasst werden und lässt sich in jedem Fall mit einem einfachen, der SMD-Technik zugänglichen Blechteilchen realisieren.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In der zughörigen Zeichnung zeigen
1. Verbindung von Leiterplatte und Schaltungsgehäuse – Stand der Technik
2. Formteil gemäß der Erfindung mit Bohrung und federnder Zunge
3. Formteil für seitliche Anbindung an das Gehäuse, aufgesetzt
4. Formteil für seitliche Anbindung, in eine Aussparung der Leiterplatte ragend
5. Formteil als federnde Aufnahme für ein schneidenartiges Steckteil
6. Formteil als federnder Stift
7. Formteil mit Bohrung und federnder Zunge, Ausbildung der Platte bzw. Scheibe
Dabei sind:

1: Leiterplatte
1.1: aufgelötete Bauelemente
1.2: Bohrung
2: Gehäuse
2.1: Steckteil (Metallstift)
2.2: Bohrung
3: Durchführung
4: Formteil
4.1: Bohrung
4.2: federnde Zunge
4.3: Auflagefläche
4.4: Ansaugfläche
5: Formteil als federnde Klammer
5.1: federnde Zunge (klammerähnliche Aufnahme)
6: Stecker
6.1: Steckteil (Metallstift)
7: seitliche Aussparung
8: Formteil
8.1: federnde Zunge (klammerähnliche Aufnahme)
9: Formteil
9.1: federnde Zunge für schneidenartiges Steckteil
10: schneidenartiges Steckteil
11: Formteil
11.1: seitlich federnder Stift
11.2: Schlitz für Federwirkung

Die Zeichnungen sprechen u.E. für sich.
Der in 1 gezeigte Metallstift 2.1 (Steckteil) muß durch Löten mit der Leiterplatte 1 verbunden werden. Für eine maschinelle Bestückung ist er nicht geeignet – auch, wenn man ihn vor dem Einbau der Leiterplatte in das Gehäuse an der Leiterplatte anbringen wollte.
Die erfindungsgemäßen, für eine SMD-Bestückung konzipierten Formteile 4, 5, 8, 9, 11 in den Ausführungsbeispielen in 2 bis 6 werden im selben Arbeitsgang wie die Bauelemente 1.1 aufgesetzt und aufgelötet. Sie umfassen den zugehörigen Kontakt – das Steckteil 2.1, 6.1 und 10 – federnd. Im Falle des seitlich federnden Stifts 11.1 ist die Halterung durch Kraftschluß in der Bohrung 2.2 gegeben.
Das erfindungsgemäße Formteil besteht bei der Lösung nach 2 aus einer Ronde 4.1 mit Bohrung 4.2 und einer oder mehreren federnden Zungen 4.1.
Bei den Ausführungsbeispielen in 3 und 4 besteht das Formteil 5 bzw. 8 aus einer kleinen rechteckigen Platte bzw. Scheibe mit der federnden Zunge 5.1 bzw. 8.1. In den Zwischenraum wird das mit dem Gehäuse verbundene Steckteil 2.1 oder der Metallstift 6.1 eines Steckers 6 geschoben und dort durch Federkraft gehalten.
Wenn die Zunge 8.1 in die Aussparung 7 im Randbereich der Leiterplatte 1 ragt, dann wird in aller Regel die Zunge weiter hinunter reichen als bis zur unteren Platinen-Oberfläche. Das ändert jedoch an dem Prinzip dieser Anordnung nichts.
Mit den Ausführungen nach 5 und 6 wird andeutungsweise auf die Vielfalt der weiteren Möglichkeiten der Realisierung der Erfindung hingewiesen. Allen Varianten ist gemeinsam, dass das Formteil, das platinenseitig die Verbindung zum Gehäuse herstellt, ein kleines und leichtes Teil bildet, das in der Bestückung leicht zu greifen und auf die Platine zu setzen ist. Die Auflage- und Lötfläche kann immer so gestaltet werden, dass eine sichere mechanische Halterung und ein guter elektrischer Kontakt gegeben ist.,
7 zeigt Einzelheiten des erfindungsgemäßen Formteils 4 in Gestalt einer Platte bzw. Scheibe mit zwei oder mehreren aufgestellten Federelementen 4.2. Das Formteil ist im Querschnitt mit einem die Bohrung 1.2 umführenden Absatz versehen, der zwei Bereiche 4.3 und 4.4 ergibt. Der unmittelbar die Bohrung umgebende Bereich liegt direkt auf der Platine 1 auf – die Auflagefläche 4.3. Die Ansaugfläche 4.4 gewährleistet das Setzen mit einem Standardgreifer. Die beiden Flächen sind gleichzeitig Andruckflächen für das definierte Andrücken der bestückten Leiterplatte auf das zugehörige Gehäuse mittels einer Andrückvorrichtung.

Claims

Elektrischer Kontakt für eine Leiterplatte (1) mit elektronischen Bauelementen (1.1), gekennzeichnet durch ein angelötetes Formteil (4, 5, 8, 9, 11) aus Blech mit einer federnden Aufnahme für ein Steckteil (2.1, 6.1) zur Anbindung von leitenden Strukturen auf der Leiterplatte (19 an Masse oder an weiterführende Netzwerke.
Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Formteil (4) mit einer Bohrung (4.1) zur Aufnahme eines senkrecht zur Leiterplatten-Fläche geführten Steckteils (2.1), wobei das Formteil (4) über einer Durchführung (3) der Leiterplatte (1) aufgelötet ist und mit mindestens einer aufgebogenen, federnden Zunge (4.2) am Rand der Bohrung (4.1) versehen ist.
Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ein Formteil (4) mit einem die Bohrung 1.2 umgebenden Absatz, durch den eine Auflagefläche (4.3) und eine Ansaugfläche (4.4) gebildet ist.
Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein aufgelötetes Formteil (5) mit einer aufgebogenen federnden Zunge (5.1) zur Aufnahme eines parallel zur Leiterplatten-Fläche geführten Steckteils (2.1, 6.1).
Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Formteil (8) zum Anschluß eines parallel zur Leiterplatten-Fläche geführten Steckteils (2.1, 6.1), wobei das Formteil (8) mit einer federnden Aufnahme (8.1) in einen Schlitz (7) am Rand der Leiterplatte (1) ragt.
Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein stiftartiges Steckteil (2.1, 6.1).
Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein schneidenartiges Steckteil (10), das in einer Führung aus zwei federnden Zungen (9.1) eines Formteils (9) aufgenommen wird.
Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch die elektrische Anbindung von Massestrukturen einer Leiterplatte (1) an ein metallisches Schaltungsgehäuse (2), in dem die Leiterplatte (1) mechanisch befestigt ist.
Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckteil (6.1) eine Komponente eines Steckers zu weiterführenden Netzwerken darstellt.
Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (11) als Plättchen mit einem Stift (11.1) ausgebildet ist und das Gehäuse (2) mit einer Bohrung (2.2) versehen ist, in die der mit einem Längsschlitz (11.2) versehene Stift (11.1), nach dem Durchführen des Stifts (11.1) durch die Bohrung (1.2) in der Leiterplatte und dem Anlöten des Formteils (11) an der Leiterplatte, zur Herstellung einer Masseanbindung federnd eingepresst wird.
Elektrischer Kontakt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (11) an der dem Gehäuse zugewandten Fläche einer Leiterplatte (1), die ohne Bohrung (1.2) ausgebildet ist, angelötet ist.