DE102009016160B4

DE102009016160B4 - Verfahren zur Herstellung einer Kontaktvorrichtung und Kontaktvorrichtung

Info

Publication number: DE102009016160B4
Application number: DE102009016160A
Authority: DE
Inventors: Julio Kuntz; Joachim Stolz
Original assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Current assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2011-12-01
Anticipated expiration: 2029-04-04
Also published as: DE102009016160A1; EP2237378A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer federnden Kontaktvorrichtung umfassend die folgenden Schritte: a) Einbringen einer Schraubenfeder (2) aus einem Draht (11) in einen Isolierkörper (3) derart, dass entlang der Schraubenfederachse die Schraubenfeder (2) zumindest mit einem Kreissegmentabschnitt (9) in dem Isolierkörper (3) befestigt wird und b) die Schraubenfeder (2) parallel zur Schraubenfederachse an einer Stelle eines jeden Drahtwendelsegmentes der Schraubenfeder (2) durchgetrennt werden unter Bildung einer Vielzahl gleichartiger und beabstandeter Federsegmente (4) ausgebildet aus den Drahtwendelsegmenten.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet von Kontaktvorrichtungen mit einer Vielzahl von Kontakten zum Kontaktieren einer Leiterplatte.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Kontaktvorrichtung gemäß Anspruch 2 hergestellt mit einem Verfahren zum Herstellen einer solchen Kontaktvorrichtung gemäß Anspruch 1.
Solche Kontakte werden beispielsweise zur Verbindung zweier Leiterplatten (board-to-board-Verbindung) verwendet.
Aus der DE 44 15 022 A1 ist eine Vorrichtung mit einer Kontaktfeder zum elektrischen Kontaktieren von Kontaktflächen einer separaten Karte, z. B. Chip-Karte oder Memory-Karte, mit einem Kontaktträger, z. B. Leiterplatte, dessen Kontakte mit Schaltkreisen verbunden sind bekannt, bei dem federnde Kontaktelemente in Form eines Ringes oder Wickels aus einem Metallband oder einem Metalldraht eingesetzt sind und die einerseits die Kontakte des Kontaktträgers kontaktieren und andererseits in den Freiraum ragen.
Aus der DE 2 234 961 B ist ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Steckers zur Zwischenverbindung stromleitender Elemente auf einer ersten gedruckten Schaltungsplatte mit stromleitenden Elementen auf einer zweiten gedruckten Schaltungsplatte bekannt, wobei der Stecker einen einteiligen Körper aus Isoliermaterial mit einer ersten Kontaktfläche, die gegen eine erste gedruckte Schaltungsplatte festlegbar ist und einer zweiten Kontaktplatte, die gegen eine zweite gedruckte Schaltungsplatte festlegbar ist, mit einer Vielzahl von Querkanälen in der ersten und zweiten Oberfläche und einer Vielzahl von elektrisch leitenden, federnden Kontaktbauteilen aufweist, deren jeder ein erstes Ende, das in einem entsprechenden der Kanäle in der ersten Kontaktfläche angeordnet ist und ein zweites Ende, das in dem entsprechenden der Kanäle in der zweiten Kontaktfläche angeordnet ist.
Aus der Druckschrift US 2008/0003844 A1 ist ein Steckverbinder bekannt, der als Verbindungselement Federringe aus Federdraht einsetzt, dessen Enden zur Kontaktierung mit einer ersten und zweiten Leiterplatte vorgesehen sind.
Die US 4,100,856 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanordnung mit einer Leiterplatte unter Verwendung einer Spiralfeder, wobei die Spiralfeder mit ihren Spiralen auf der Leiterplatte aufgelötet wird.
Nach dem Auflöten wird die Spiralfeder mechanisch durchgetrennt, so dass eine Vielzahl von Spiralfederelementen erzeugt werden.
In der Praxis treten in Folge der Miniaturisierung die Probleme auf, dass es mittels herkömmlicher board-to-board-Steckverbinder nicht möglich ist, minimalste Leiterplattenabstände korrekt zu kontaktieren. Auch der Abstand der einzelnen Kontaktreihen bei einer board-to-board-Verbindung bedingt häufig das Problem, dass eine der Steckseiten als Steckerstiftseite und die gegenüberliegende Seite als Buchsenseite ausgebildet sein muss. Die genauen Abmessungen müssen dann aufeinander abgestimmt sein, um eine fehlerfreie Kontaktierung solcher board-to-board-Steckverbinder zu gewährleisten. Sollen allerdings Leiterplatten in Bauelementen federnd kontaktiert werden oder alternativ die Leiterplatte mit der anderen Leiterplatte federnd kontaktiert werden, gibt es im Rahmen der zunehmenden Miniaturisierung deutlicher Herstellungsprobleme. Einerseits sind Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Segmenten zu vermeiden und andererseits sollte versucht werden, auch in komplexen Werkzeugen mit vielen Kontakten diese korrekt paarweise zueinander in einem definierten Pitch (Abstand) zu beabstanden. Die vorliegende Erfindung widmet sich der Lösung dieser Aufgabe.
Zur Lösung der zuvor genannten Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung eine Kontaktvorrichtung vor, welche hergestellt wurde durch das Einbetten einer Schraubenfeder, welche hergestellt ist aus einem Federdraht, ausgebildet als herkömmliche Schraubenfeder.
Durch das Einbetten einer solcher Schraubenfeder in einen Isolierkörper lässt sich durch die Einbettungstiefe definiert festlegen, mit welchem Abschnitt der Schraubenfeder diese im Isolierkörper gehalten wird und sich dadurch Bereiche unterhalb des Isolierkörpers bilden, welche geeignet sind zur Kontaktierung mit einer Leiterplatte und weiterhin Bereiche ausgebildet werden, die oberhalb des Isolierkörpers ausgebildet sind, welche geeignet sind zum Kontaktieren mit einem entsprechenden Bauelement oder der damit zu kontaktierenden Leiterplatte.
Erfindungsgemäß erhält man hierdurch in einem ersten Verfahrensschritt einen definierten Pitch-Abstand einer Vielzahl benachbarter Federsegmente gebildet durch die Drahtwendeln der Schraubenfeder.
Diese werden nun an einer definierten Stelle vorzugsweise knapp oberhalb des Isolierkörpers der Länge nach in Richtung der Schraubenfederachse durchgetrennt. Hierdurch werden aus der zuvor verbundenen Schraubenfeder, welche durch Schraubenfederwendeln ausgebildet war, eine Vielzahl von paarweise beabstandeten Federsegmente ausgebildet.
In einer nicht beanspruchten alternativen Ausführungsform könnte auch solche vorgestanzten oder alternativ vorgebogenen einzelnen Federsegmente dazu verwendet werden, diese definiert durch ein Werkzeug paarweise zueinander beabstandet in ähnlicher Weise in einen Isolierkörper, wie zuvor beschrieben, einzubetten.
Die erfindungsgemäße Lösung führt somit zu einem definierten Kontaktfederabstand gleichartiger Kontaktfederelemente, welche sämtliche auch gleichartige Federeigenschaften aufweisen. Zugleich wurde hierdurch eine Lötbauanordnung geschaffen, da ein Lötkontaktabschnitt, welcher bestimmungsgemäß aus dem Isolierkörper herausragen soll, eine definierte Lötkontaktebene bildet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Zusammenhang mit den angefügten Zeichnungen, wobei die Zeichnungen zeigen:
1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung;
2 eine schematische Draufsicht der Kontaktvorrichtung gemäß 1;
3 ein Federsegment als Teilelement der Kontaktvorrichtung gemäß 1 und 2;
4 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung gemäß 1 und 2.
In 1 und 2 ist schematisch eine Kontaktvorrichtung 1 gezeigt, umfassend eine Vielzahl von paarweise beabstandeten Federsegmenten 4, welche mit dem Isolierkörper 3 form- und kraftschlüssig verbunden sind. Der Isolierkörper 3 ist ein im wesentlichen lang- gestreckter, quaderförmiger Isolierkörper, in den die zuvor beschriebenen Federsegmente 4 mit ihrem Halteabschnitt 8 eingebettet sind.
Mit Vorteil sind die Federsegmente 4 aus einer Schraubenfeder 2 ausgebildet worden, welche entlang der Schraubenfederachse mit einer Federsegmentunterbrechung 10 durchtrennt wurden. Zusammen mit dem Isolierkörper wird hierdurch die erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung erhalten.
In 3 ist in einer Seitenansicht ein Federsegment 4 dargestellt, welches an seinem oberen Kreissegmentabschnitt über einen Kontaktabschnitt 5 verfügt und an der gegenüberliegenden Seite mit dem Halteabschnitt 8 im Isolierkörper 3 befestigt ist.
Deutlich ersichtlich und wesentlich ist dabei, dass das Federsegment 4 so mit seinem Halteabschnitt 8 im Isolierkörper 3 befestigt ist, dass der Lötkontaktabschnitt 6 etwas aus den Isolierkörper 3 herausragt, wodurch ein definierter Lötpunkt gebildet ist.
Weiterhin ist in der 1 und 3 deutlich ersichtlich, dass die Drahtenden 13a, 13b eines jeden Federsegments 4 jeweils gegenüber einem direkt dazu benachbarten Drahtende 13a, 13b positioniert sind.
Deutlich zu sehen ist dabei, dass eine jede der Drahtwendel ungefähr mit einer dreiviertel Drahtwendelumdrehung jeweils ein Federsegment 4 bildet. Hieraus wird die erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung mit den paarweise beabstandeten Federsegmenten 4 gebildet.
In einfachster Weise wird in den folgenden Schritten das erfindungsgemäße Verfahren offenbart zum Herstellen der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung.
Das Verfahren umfasst die Schritte:
Einbringen einer Schraubenfeder 2 in einen Isolierkörper 3 derart, dass entlang ihrer Schraubenfederachse die Schraubenfeder 2 zumindest mit einem Kreissegmentabschnitt 9 in dem Isolierkörper 3 befestigt ist und den Schritt, die Schraubenfeder 2 parallel zur Schraubenfederachse an einer Stelle eines jeden Drahtwendelsegments mittels einer Unterbrechung zu durchtrennen, unter Bildung einer Vielzahl gleichartig beabstandeter Federsegmente 4 im Isolierkörper 3.
Bezugszeichenliste

1: Federnde Kontaktvorrichtung
2: Schraubenfeder
3: Isolierkörper
4: Federsegment
5: Kontaktabschnitt
6: Lötkontaktabschnitt
7: Isolierkörperunterseite
8: Halteabschnitt
9: Kreissegmentabschnitt
10: Federsegmentunterbrechung
11: Draht
13a, 13b: Drahtenden

Claims

Verfahren zum Herstellen einer federnden Kontaktvorrichtung umfassend die folgenden Schritte: a) Einbringen einer Schraubenfeder (2) aus einem Draht (11) in einen Isolierkörper (3) derart, dass entlang der Schraubenfederachse die Schraubenfeder (2) zumindest mit einem Kreissegmentabschnitt (9) in dem Isolierkörper (3) befestigt wird und b) die Schraubenfeder (2) parallel zur Schraubenfederachse an einer Stelle eines jeden Drahtwendelsegmentes der Schraubenfeder (2) durchgetrennt werden unter Bildung einer Vielzahl gleichartiger und beabstandeter Federsegmente (4) ausgebildet aus den Drahtwendelsegmenten.
Kontaktvorrichtung (1) hergestellt mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1.
Kontaktvorrichtung (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federsegmente (4) im wesentlichen ringförmig aus einem Draht (11) ausgebildet sind.
Kontaktvorrichtung (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federsegmente (4) so im Isolierkörper angeordnet sind, dass jeweils ein Drahtende (13a, 13b) eines Federsegmentes unmittelbar gegenüber einem direkt dazu beabstandeten Drahtende (13a, 13b) des benachbarten Federsegmentes (4) positioniert ist.
Kontaktvorrichtung (1) gemäß Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federsegmente (4) über einen Halteabschnitt (8) verfügen, welcher als Kreissegmentabschnitt (9) im Isolierkörper (3) befestigt ist.
Kontaktvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Federsegment (4) über einen kreissegmentförmigen Kontaktabschnitt (5) verfügt.
Kontaktvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Federsegment (4) über einen Lötkontaktabschnitt (6) verfügt, welcher aus der Isolierkörperunterseite (7) des Isolierkörpers (3) zumindest teilweise herausragt.
Kontaktvorrichtung (1) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lötkontaktabschnitt (6) aus einem Teilsegment des kreissegmentförmigen Halteabschnittes (8) gebildet ist.