DE102009026445A1

DE102009026445A1 - Kontaktierungsverbindung

Info

Publication number: DE102009026445A1
Application number: DE200910026445
Authority: DE
Inventors: Jens Nowotnick; Matthias Lausmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2010-12-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungsverbindung (10; 30; 50; 60) mit einem insbesondere plattenförmigen Schaltungsträger (11; 33; 55; 63), auf dessen Oberseite (21) bzw. Unterseite (22) mit einer elektrischen oder elektronischen Schaltung verbundene Kontakte (13; 59) angeordnet sind. Die Kontakte (13; 59) sind mit ersten Gegenkontakten (27, 28; 37, 38) eines Gegensteckers (25; 40; 61; 65) elektrisch kontaktierbar. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Schaltungsträger (11; 33; 55; 63) zusätzliche Kontaktflächen (17; 32; 52) an wenigstens einer Stirnseite (15; 36; 51) aufweist, die mit zweiten Gegenkontakten (26; 41) oder mit den ersten Gegenkontakten (27, 28; 37, 38) im Gegenstecker (25; 40; 61; 65) zusammenwirken.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungsverbindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Kontaktierungsverbindung ist aus der DE 10 2005 063 239 A1 bekannt. Dort sind an der Oberseite und der Unterseite einer Leiterplatte in deren einem Randbereich so genannte Lands angeordnet, die der elektrischen Kontaktierung von Bauelementen auf der Leiterplatte dienen. Die Lands sind mit bügelartigen Kontaktsteckern elektrisch kontaktierbar. Als nachteilig wird bei diesem Stand der Technik angesehen, dass die Anzahl der möglichen Kontaktierungsmöglichkeiten über die Kontaktstecker begrenzt ist. Dies kann zu Nachteilen bzgl. der Baugröße eines Steuergeräts oder dessen der Kontaktierung dienenden Gegensteckers am Kabelbaum führen.
Ferner ist es aus der DE 10 2006 025 977 B4 bekannt, an mehreren Stirnseiten einer Leiterplatte eines Steuergeräts Kontaktflächen anzuordnen, die mit elektronischen Bauteilen elektrisch verbunden sind. In dem Gehäuse des Steuergeräts sind ferner Steckerkontaktteile formschlüssig angeordnet, welche über bügelartige Kontaktelemente mit den stirnseitigen Kontaktflächen der Leiterplatte in Anlagekontakt sind. Die Kontaktierung der Kontaktelemente erfolgt wiederum über einen zusätzlichen Gegenstecker, der mit dem Gehäuse verbindbar ist. Durch die zusätzlichen Kontaktelemente ist das bekannte Steuergerät bzw. dessen Kontaktierungsverbindung somit relativ aufwändig ausgebildet.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, eine Kontaktierungsverbindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass eine höhere Anzahl von Kontaktierungsmöglichkeiten mit der Leiterplatte möglich ist, wobei gleichzeitig der Aufwand relativ gering sein soll. Dadurch lässt sich die Baugröße der Leiterplatte oder des Gegensteckers optimieren bzw. minimieren. Diese Aufgabe wird mit einer Kontaktierungsverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Grundidee der Erfindung besteht darin, eine Direktkontaktierung der Kontakte auf der Leiterplatte mittels eines Gegensteckers auszubilden, bei der sowohl Kontaktflächen an der Ober- bzw. der Unterseite der Leiterplatte, als auch an deren wenigstens einer Stirnseite angeordnet sind. Dadurch wird eine hohe Kontaktierungsdichte sowie (durch die Direktkontaktierung) ein relativ geringer baulicher Aufwand ermöglicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kontaktierungsverbindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist es vorgesehen, dass die zusätzlichen Kontaktflächen über wenigstens eine im inneren des Schaltungsträgers angeordnete Innenlage elektrisch mit der elektrischen oder elektronischen Schaltung verbunden sind. Dadurch werden keine zusätzlichen elektrischen Verbindungen an der Oberseite oder der Unterseite der Leiterplatte benötigt, die die Baugröße der Leiterplatte ansonsten vergrößern würde.
Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, dass die zusätzlichen Kontaktflächen mit einer auf dem Schaltungsträger angeordneten Außenlage elektrisch kontaktiert sind. Diese Variante ist besonders sinnvoll, wenn die zusätzlichen Kontaktflächen als Berührungsschutz gegen Fremdpotentiale dienen sollen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, insbesondere beim Einsatz als Berührungsschutz oder zur Verwendung als elektrischer Anschluss für zusätzliche Bauelemente, wenn die zusätzlichen Kontaktflächen im Querschnitt U-förmig ausgebildet sind und auf die Oberseite bzw. die Unterseite des Schaltungsträgers reichende Bereiche aufweisen.
Um die Breite der Leiterplatte im Bereich der Kontaktierung mit dem Gegenstecker zu minimieren ist es in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass die zusätzlichen Kontaktflächen mit den Kontakten ausgerichtet sind.
Die Herstellung der zusätzlichen Kontaktflächen kann wirtschaftlich vorteilhaft dadurch erfolgen, dass die zusätzlichen Kontaktflächen aus zunächst kreisförmigen Durchkontaktierungen bestehen, die durch eine mechanische Bearbeitung des Schaltungsträgers an der Stirnseite elektrisch kontaktierbar sind.
In einer alternativen Ausführungsform ist es zur Minimierung der Größe des Schaltungsträgers vorgesehen, dass die zusätzlichen Kontaktflächen unmittelbar mit zusätzlichen Bauelementen elektrisch kontaktiert sind.
Um eine sichere elektrische Kontaktierung der zusätzlichen Kontaktflächen zu ermöglichen ist es besonders vorteilhaft, wenn der Gegenstecker an seiner dem Schaltungsträger zugewandten Stirnseite Kontakte aufweist, deren Form der Form der zusätzlichen Kontaktflächen angepasst sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Diese zeigen in:
1: eine erste Kontaktierungsverbindung in einer Draufsicht,
2: eine Vorderansicht auf die erste Kontaktierungsverbindung im Bereich einer Leiterplatte,
3: einen Schnitt durch die erste Kontaktierungsverbindung in der Ebene III-III der 1,
4: eine zweite Kontaktierungsverbindung in einer Draufsicht,
5: einen Schnitt durch eine Leiterplatte der zweiten Kontaktierungsverbindung in der Ebene V-V der 4,
6: einen Schnitt durch die zweite Kontaktierungsverbindung in der Ebene VI-VI der 4,
7: eine dritte Kontaktierungsverbindung in einer Draufsicht,
8: die dritte Kontaktierungsverbindung gemäß 7 in einem Schnitt in der Ebene VIII-VIII der 7,
9: eine vierte Kontaktierungsverbindung in einem Längsschnitt und
10: die vierte Kontaktierungsverbindung gemäß 9 in einer Draufsicht.
In den 1 bis 3 ist eine erste Kontaktierungsverbindung 10 dargestellt, die einen als Leiterplatte 11 ausgebildeten plattenförmigen Schaltungsträger aufweist. Auf der Ober- bzw. der Unterseite der Leiterplatte 11 sind nicht dargestellte elektronische Bauelemente angeordnet, die über Leiterbahnen 12 mit so genannten Lands 13 verbunden sind bzw. in diese übergehen. Die in etwa rechteckförmigen Lands 13 enden kurz vor der einen Stirnseite 15 der Leiterplatte 11.
Direkt in der Stirnseite 15 sind zusätzliche Kontaktflächen 17 vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel in Draufsicht gesehen mit den Lands 13 ausgerichtet sind bzw. mit diesen fluchten. Wie am besten aus der 3 erkennbar ist, weisen die zusätzlichen Kontaktflächen 17 eine im Querschnitt in etwa U-förmige Form auf. Hierbei ragt jeweils ein Schenkel 18, 19 der zusätzlichen Kontaktfläche 17 auf die Oberseite 21 bzw. die Unterseite 22 der Leiterplatte 11. Die, wie insbesondere auch die Leiterbahnen 12 bzw. die Lands 13, aus Kupfer bestehenden zusätzlichen Kontaktflächen 17 sind über eine in der 3 erkennbare Leiterbahninnenlage 24 ebenfalls mit elektronischen Bauelementen auf der Leiterplatte 11 elektrisch kontaktiert.
Die soweit beschriebene Leiterplatte 11 ist vorzugsweise in einem in der 1 lediglich angedeutet dargestellten Gehäuse 1 eines Steuergeräts ortsfest angeordnet, wie es beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zur elektronischen Steue rung von Motorkomponenten dient. Zur elektrischen Kontaktierung des Gehäuses 1 bzw. der Leiterplatte 11, insbesondere mit einem Kabelbaum eines Kraftfahrzeugs, dient ein in den 1 und 3 dargestellter Gegenstecker 25. Der Gegenstecker 25 weist Kontakte 26 auf, die stirnseitig aus dem Gegenstecker 25 herausragen und die der Form der zusätzlichen Kontaktflächen 17 angepasst sind. Ober- bzw. unterhalb der Kontakte 26 sind weitere Kontakte 27, 28 angeordnet, die jeweils der Kontaktierung eines Lands 13 dienen. Die weiteren Kontakte 27, 28 sind jeweils als bügelartige, gebogene Anschlussfahnen ausgebildet.
Beim Kontaktieren des Gegensteckers 25 mit der Leiterplatte 11 in Richtung des Pfeils 29 der 3 geraten die weiteren Kontakte 27, 28 zunächst mit den Schenkeln 18, 19 der Kontaktflächen 17 in Anlagekontakt, bevor diese bei einem weiteren Aufschieben des Gegensteckers 25 in Anlagekontakt mit den Lands 13 geraten. Beim vollständigen Aufschieben des Gegensteckers 25 auf die Leiterplatte 11, was insbesondere durch eine nicht dargestellte Rastverbindung zwischen dem Gegenstecker 25 und dem Gehäuse des Steuergeräts in der Endposition sichergestellt wird, geraten die Kontakte 26 zuletzt in formschlüssigen Anlagekontakt mit den zusätzlichen Kontaktflächen 17. Somit ist die vollständige elektrische Kontaktierung der Kontakte 26, 27, 28 mit den Lands 13 und den zusätzlichen Kontaktflächen 17 der Leiterplatte 11 hergestellt.
Bei dem in den 4 bis 6 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die zweite Kontaktierungsverbindung 30 ebenfalls zusätzliche Kontaktflächen 32 auf. Die zusätzlichen Kontaktflächen 32 in der Leiterplatte 33 sind mittels Durchkontaktierungen 34 gebildet, die nach dem Herstellprozess der Leiterplatte 33, jedoch vorzugsweise vor dem Bestücken der Leiterplatte 33 mit den elektronischen Bauelementen, an der einen Stirnseite 36 mechanisch derart bearbeitet wurden, dass halbkreisförmige zusätzliche Kontaktflächen 32 gebildet werden. Auch hier sind die zusätzlichen Kontaktflächen 32 bzw. die Durchkontaktierungen 34 mit den Lands 13 ausgerichtet bzw. fluchten in Draufsicht mit diesen. Die mechanische Bearbeitung kann dabei beispielsweise in einem Fräsvorgang der Stirnseite 36 oder alternativ in einer Bearbeitung mittels eines Laserstrahls bestehen. Da der Durchmesser der mit einer Leiterbahninnenlage 35 elektrisch verbundenen Durchkontaktierungen 34 üblicherweise kleiner ist als die Breite der Lands 13 auf der Leiterplatte 33, kann ggf. durch eine entsprechende Formgebung bzw. Ausgestaltung der weiteren Kontakte 37, 38 mittels eines Schlitzes im Bereich der Durchkontaktierungen 34 vermieden werden, dass beim Aufschieben des Gegensteckers 40 dieser in Kontakt mit den zusätzlichen Kontaktflächen 32 gerät.
Weiterhin ist die Formgebung der zur Kontaktierung der zusätzlichen Kontaktflächen 32 dienenden Kontakte 41 vorzugsweise der Form der halbkreisförmig offenen Durchkontaktierungen 34 angepasst, indem die Kontakte 41 beispielsweise in Draufsicht halbrund ausgebildet sind.
Die in 7 und 8 dargestellte dritte Kontaktierungsverbindung 50 weist eine vorzugsweise zumindest über die gesamte Stirnseite 51 verlaufende zusätzliche Kontaktfläche 52 auf. Die zusätzliche Kontaktfläche 52 kann sich aber auch zusätzlich über zumindest Teilbereiche der seitlichen Längsseiten 53, 54 der Leiterplatte 55 erstrecken. Die mit einer Leiterbahninnenlage 56 elektrisch verbundene zusätzliche Kontaktfläche 52 ist hierbei elektrisch vorzugsweise mit einem Massepotential verbunden. Alternativ zur Leiterbahninnenlage 56 kann die zusätzliche Kontaktfläche 52 jedoch auch über eine Außenlage mit Massepotential verbunden sein. Die zusätzliche Kontaktfläche 52 ist im Querschnitt (8) ebenfalls U-förmig, mit jeweils einem auf der Ober- bzw. der Unterseite der Leiterplatte 55 angeordneten Schenkel 57, 58 ausgebildet.
Durch die zusätzliche Kontaktfläche 52 geraten im Gegenstecker 61 angeordnete, ggf. an Fremdpotential anliegende Kontakte beim Kontaktieren der Leiterplatte 55 zunächst in elektrischem Kontakt mit der auf Massepotential liegenden zusätzlichen Kontaktfläche 52. Die zusätzliche Kontaktfläche 52 dient somit als Berührungsschutz, um die offen liegenden Lands 59 auf der Leiterplatte 55 vor dem Kontakt mit Fremdpotentialen zu schützen.
Die in den 9 und 10 dargestellte vierte Kontaktierungsverbindung 60 unterscheidet sich von der dritten Kontaktierungsverbindung 50 dadurch, dass die zusätzliche Kontaktfläche 52 zur Anbindung zusätzlicher Bauelemente 62 auf der Leiterplatte 63 dient. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn der Gegenstecker 65 eine zusätzliche, in der 9 lediglich schematisch dargestellte Aufnahme 66 mit elektrischen Kontakten und Freiräumen für die zusätzlichen Bauelemente 62 aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102005063239 A1 [0002]
- DE 102006025977 B4 [0003]

Claims

Kontaktierungsverbindung (10; 30; 50; 60), mit einem insbesondere plattenförmigen Schaltungsträger (11; 33; 55; 63), auf dessen Oberseite (21) bzw. Unterseite (22) mit einer elektrischen oder elektronischen Schaltung verbundene Kontakte (13; 59) angeordnet sind, die mit ersten Gegenkontakten (27, 28; 37, 38) eines Gegensteckers (25; 40; 61; 65) elektrisch kontaktierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (11; 33; 55; 63) zusätzliche Kontaktflächen (17; 32; 52) an wenigstens einer Stirnseite (15; 36; 51) aufweist, die mit zweiten Gegenkontakten (26; 41) oder mit den ersten Gegenkontakten (27, 28; 37, 38) im Gegenstecker (25; 40; 61; 65) zusammenwirken.
Kontaktierungsverbindung (10; 30; 50; 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Kontaktflächen (17; 32; 52) über wenigstens eine im Inneren des Schaltungsträgers (11; 33; 55; 63) angeordnete Innenlage (24; 35; 56) elektrisch mit der elektrischen oder elektronischen Schaltung verbunden sind.
Kontaktierungsverbindung (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Kontaktflächen (52) mit einer auf dem Schaltungsträger (55) angeordneten Außenlage elektrisch kontaktiert sind.
Kontaktierungsverbindung (10; 30; 50; 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Kontaktflächen (17; 32; 52) im Querschnitt U-förmig ausgebildet sind und auf die Oberseite (21) bzw. die Unterseite (22) des Schaltungsträgers (11; 33; 55; 63) reichende Bereiche (18; 19; 57; 58) aufweisen.
Kontaktierungsverbindung (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Kontaktflächen (17; 32) mit den Kontakten (13; 59) ausgerichtet sind.
Kontaktierungsverbindung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Kontaktflächen (32) aus zunächst kreisförmigen Durchkontaktierungen (34) bestehen, die durch eine mechanische Bearbeitung des Schaltungsträgers (33) an der Stirnseite (36) mittels der zweiten Gegenkontakte (41) elektrisch kontaktierbar sind.
Kontaktierungsverbindung (50) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Kontaktflächen (52) mit einem Massepotential elektrisch verbunden sind.
Kontaktierungsverbindung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Kontaktflächen (52) unmittelbar mit zusätzlichen Bauelementen (62) elektrisch kontaktiert sind.
Kontaktierungsverbindung (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstecker (25; 40) an seiner dem Schaltungsträger (11; 33) zugewandten Stirnseite Kontakte (26; 41) aufweist, deren Form der Form der zusätzlichen Kontaktflächen (17; 32) angepasst sind.
Kontaktierungsverbindung (10; 30; 50; 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (11; 33; 55; 63) Bestandteil eines Steuergeräts ist, und dass das Steuergerät ein Gehäuse (1) aufweist, das mit dem Gegenstecker (25; 40; 61; 65) verbindbar ist.