-
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, wie eine Stiftleiste, in SMD-Bauweise, d.h. in sogenannter „surface-mounted-device“-Bauweise. Eine Stiftleiste ist ein Steckverbinder mit bevorzugt mehreren in Reihe angeordneten Stiftkontakten, der auf Leiterplatten in der Elektronik Verwendung findet. Sie hat den Zweck, eine Verbindung mit vielen Kontakten von einer Leiterplatte zu einer anderen oder zu peripheren Baugruppen herzustellen, meist mit Hilfe von einer Buchsenleiste, die ihrerseits Federkontakte für den Berührkontakt mit den Stiften der Stiftleiste aufweist, um so eine elektrische Verbindung herzustellen. Die Stifleiste wird oft als Männchen und die Buchsenleiste als Weibchen bezeichnet. Es ist bekannt derartige Steckverbinder in der sogenannten „through-hole-technology“ auf die Leiterplatte zu montieren, eine solche Montageweise ist arbeitsintensiv und ist insbesondere von Nachteil, wenn bei der Bestückung der Leiterplatte mit sonstigen elektronischen Bauteilen die sogenannte Oberflächenmontage Anwendung findet. Bei der Oberflächenmontage erfolgt die Kontaktherstellung auf der Oberfläche der Leiterplatte, an die angrenzend der Steckverbinder angeordnet ist. Es erfolgt somit keine Abstützung des Steckverbinders über eine sogenannte Durchkontaktierung sondern im Wesentlichen über die Lötverbindung auf der Oberseite der Leiterplatte. Diese für die Oberflächenmontage vorgesehene Auslegung des Steckverbinders, wie er beispielsweise aus der
EP 0 612 204 B1 bekannt ist, hat den Nachteil, dass beispielsweise bei der Herstellung der Steckverbindung ein von der eigentlichen Steckrichtung abweichende Krafteinwirkung ein Abscheren des Steckverbinders von der Leiterplatte bewirken kann. Eine solche Krafteinwirkung ist insbesondere dann nicht unwahrscheinlich, wenn ein vergleichsweiser sperriger und/oder wenig flexibler Kabelbaum über das Paar aus Steckverbindern mit einer Leiterplatte elektrisch verbunden werden soll und/oder Verriegelungsmittel an den Steckverbindern ausgebildet sind, die zum Entriegeln der Steckverbindung betätigt werden müssen. Es besteht daher Bedarf nach einer vergleichsweisen sicheren mechanischen Festlegung des oder der Steckverbinder an oder gegenüber der Leiterplatte.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Steckverbinder in sogenannter Oberflächenmontage geeigneter Bauweise (SMD-Bauweise) bereitzustellen, der für eine verbesserte mechanische Festlegung an oder gegenüber der Leiterplatte sorgt. Diese Aufgabe wird durch ein Steckverbinder gemäß Anspruch 1, die Anordnung, die Verwendung sowie das Verfahren der jeweils nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
-
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur Oberflächenmontage bzw. – Oberflächenbefestigung auf einer elektronischen Leiterplatte. Dieser umfasst einen Isolierkörper. Dieser ist beispielsweise aus einem elektrisch nicht leitenden Kunststoff, wie Polyethylen, hergestellt. Der Isolierkörper wird beispielsweise in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Erfindungsgemäß umfasst der Steckverbinder wenigstens ein, bevorzugt mehrere sich durch den Isolierkörper erstreckende, verlötbare Kontaktelemente. Bei einer Auslegung des erfindungsgemäßen Steckverbinders als Stiftleiste handelt es sich beispielsweise um mehrere stiftförmige Kontaktelemente. Die erfindungsgemäßen Steckverbinder werden typischerweise im Rastermaß von 1,00 bis 5,08 mm, sowie auch im Raster 0,3 bis 0,8 mm hergestellt. Eine bevorzugte Ausführungsform ist die zweireihige Pfostenleiste mit 2,54 mm (1/10"). Erfindungsgemäß sind alle Polzahlen von 2-polig bis über 64-polig denkbar, wobei die Polzahl die Anzahl der Kontaktelemente angibt. Zur Gewährleistung der Oberflächenmontierbarkeit sind das oder die Kontaktelemente in direkten Kontakt mit der Oberfläche der Leiterplatte bringbar. Der erfindungsgemäße Steckverbinder zeichnet sich durch wenigstens einen verlötbaren, von dem Isolierkörper vorstehenden, in direkten Kontakt mit der Oberfläche der Leiterplatte bringbaren Ausleger auf, der mittels Passung mit dem Isolierkörper verbunden ist. Passung im Sinne der Erfindung umfasst beispielsweise eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Ausleger und dem Isolierkörper, wie sie beispielsweise durch Umspritzen erreicht wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist beispielsweise eine Zapfenverbindung vorgesehen, wobei die Fixierung auf dem Zapfen durch Kalt- oder Heißverformen des äußeren, überstehenden Zapfenendes erreicht wird. Dieser zusätzliche, durch den wenigstens einen, beispielsweise metallischen, Ausleger bereitgestellte, verlötbare Berührkontakt zwischen Steckverbinder und Leiterplatte sorgt für eine zusätzliche Abstützung des Steckverbinders, ohne dass es abgesehen von dem Vorsehen einer verlötbaren Berührfläche auf der Leiterplatte bei deren konzeptionellen Auslegung keiner zusätzlichen Bearbeitung der Leiterplatte bedarf. So wird bei den üblicherweise bei dem händischen Herstellen und Aufheben der Steckverbindung vorliegenden Kraftverhältnissen weitgehend vermieden, dass eine von der eigentlichen Steckrichtung abweichende Krafteinwirkung ein Abscheren des Steckverbinders von der Leiterplatte bewirken kann, insbesondere wenn ein vergleichsweiser sperriger und/oder wenig flexibler Kabelbaum über das Paar aus Steckverbindern mit einer Leiterplatte elektrisch verbunden werden soll und/oder Verriegelungsmittel an den Steckverbindern ausgebildet sind, die zum Entriegeln der Steckverbindung betätigt werden müssen. Das Vorstehen des Auslegers ist so zu verstehen, dass er gegenüber dem zentralen von den Kontaktelementen eingenommenen Bereich des Isolierkörpers quer zur Längsrichtung dieses Bereichs weiter vorsteht.
-
Diese erfindungsgemäßen Berührkontakte einerseits für die Kontaktelemente andererseits für den wenigstens einen Ausleger erlauben es, dass beispielsweise die Anschluss- bzw. Berührflächen des oberflächenmontierbaren Steckverbinders auf der Leiterplatte vor dem Bestücken mittels Sieb- bzw. Schablonendruck mit Lotpaste bedruckt werden und nach dem Bestücken der Steckverbinder mit geeigneten Verfahren mit der Leiterplatte verlötet wird. Für die Oberseite einer Leiterplatte hat sich dafür das Reflow-Verfahren durchgesetzt. Oberflächenmontierbare Steckverbinder auf der Unterseite einer mischbestückten oder beidseitig mit SMDs bestückten Leiterplatte werden beispielsweise zuerst auf die Unterseite geklebt und danach zusammen mit den restlichen Bauteilen im Wellen- oder Schwallbad gelötet.
-
Zur Bereitstellung einer vergleichsweise großflächigen Berührfläche des erfindungsgemäßen Steckverbinders weist das Kontaktelement einen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Leiterplatte und an diese angrenzend verlaufenden Abschnitt auf. Beispielsweise ist das Kontaktelement angewinkelt ausgestaltet. Bevorzugt erstrecken sich diese Abschnitt senkrecht zur Längsrichtung. Noch bevorzugter weist der Ausleger eine größere Ausdehnung in dieser Richtung als diese Abschnitte der Kontaktelemente auf.
-
Um eine optische Kontrolle der Verlötung zu ermöglichen, liegt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steckverbinders bei dessen bestimmungsgemäßer Anbringung der parallel zur Oberfläche der Leiterplatte verlaufende Abschnitt gegenüber dem Isolierkörper frei, d.h. der Abschnitt des Kontaktelements steht aus dem Isolierkörper vor. Damit ist der erfindungsgemäße Steckverbinder ferner für die automatisierte optische Verlötungskontrolle geeignet.
-
Bevorzugt weist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Isolierkörper einen stabförmigen Steg und mehrere Ausleger auf. An den Stirnseiten des Steges, d.h. an dessen Schmalseiten, sind jeweils quer zur Längsrichtung des Steges die verlötbaren Ausleger angeordnet. Ausleger und Isolierkörper weisen beispielsweise in Aufsicht auf die Leiterplatte eine doppel-T-förmige Gestalt auf. Dies sorgt für eine sichere Abstützung des Steckverbinders auf der Leiterplatte. Beispielsweise steht der Ausleger in etwa um die Hälfte der Stegbreite in beide Querrichtung über den Steg vor.
-
Zur Vermeidung von zusätzlichen Bearbeitungsschritten und zur Herstellung einer haltbaren und nur mittels Kraftaufwand aufhebbaren Verbindung sind der Isolierkörper und der verlötbare Ausleger bevorzugt mittels Presspassung verbunden. Beispielsweise ist wenigstens ein Zapfen am Isolierkörper vorgesehen. Dieser Zapfen wird in einen komplementären Durchbruch des Auslegers eingeführt. Wenigstens eine im Durchbruch angeordnete am Ausleger ausgebildete Klemmzunge sorgt für ein klemmendes Halten des Zapfens im Durchbruch.
-
Zur mechanischen Abstützung des Steckverbinders mit seinem komplementären Gegenstück ist ferner mindestens ein sich durch den Isolierkörper erstreckendes, verlötbares, im Wesentlichen stiftförmiges Halteelement mit einem im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Leiterplatte und an diese angrenzend verlaufenden, verlötbaren Abschnitt vorgesehen. Das komplementäre Gegenstück weist beispielsweise eine korrespondierende Buchsenaufnahme auf.
-
Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung aus einer Leiterplatte und einem mit der Leiterplatte verlöteten ersten Steckverbinder in einer der zuvor beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen, beispielsweise eine Stiftleiste als erster Steckverbinder. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ferner ein Gehäuse, beispielsweise aus Kunststoff, vorgesehen, in dem die Leiterplatte mit dem ersten Steckverbinder aufgenommen ist oder an dem die Leiterplatte mit dem ersten Steckverbinder befestigt ist. Bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung ist ferner an dem Gehäuse eine Aufnahme zur lösbaren mechanischen Fixierung für einen zweiten, zum ersten Steckverbinder komplementären Steckverbinder, beispielsweise eine Buchsenleiste, vorgesehen, so dass erster und zweiter Steckverbinder in der durch die Aufnahme fixierten Stellung einen elektrischen Kontakt ausbilden. Während die Steckverbindung in erster Linie die elektrische Kontaktierung übernehmen, wird die mechanische Fixierung durch die am Gehäuse ausgebildete Aufnahme erreicht. Dadurch wird die mechanische Belastung des mit der Leiterplatte in Berühr- bzw. Lötkontakt stehenden ersten Steckverbinders, beispielsweise der Stiftleiste minimiert. Die Aufnahme ist beispielsweise wannenförmig ausgestaltet und weist dem Querschnitt der Kontaktelemente bzw. Halteelemente entsprechende Durchbrüche auf.
-
Der erfindungsgemäße Steckverbinder findet in einer seiner Ausgestaltungen bei gleichzeitiger Bereitstellung der zuvor beschriebenen Vorzüge Verwendung in einem Kraftfahrzeug.
-
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Bestückung einer Leiterplatte, bevorzugt durch einen Bestückungsautomaten mit den folgenden Schritten: Bereitstellen einer Leiterplatte; Aufbringen wenigstens eines für die Oberflächenmontage geeigneten, elektronischen Bauteils (SMD-Bauweise); Aufbringen wenigstens eines Steckverbinders in einer der zuvor beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen auf die Leiterplatte; sowie Verlöten des wenigstens eines Bauteils und des wenigstens einen Steckverbinders mit der Leiterplatte.
-
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figur eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigt, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigt schematisch:
-
1: eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Steckverbinders hier einer Stiftleiste 1;
-
2: eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Anordnung aus Stiftleiste, Leiterplatte und Gehäuse mit Aufnahme;
-
3: eine zugehörige Schnittansicht.
-
1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Stiftleiste als erfindungsgemäßer Steckverbinder 1. Der Steckverbinder umfasst einen aus Kunststoff hergestellten einstückigen Isolierkörper 4. Der Isolierkörper 4 weist einen stegförmigen zentralen Bereich und an seinen Stirnseiten jeweils eine quer zu seiner Längsrichtung sich erstreckende Platten 5 auf. In den stegförmigen Bereich des Isolierkörpers 4 sind stiftförmige, verlötbare Kontaktelemente 2, beispielsweise aus Kupfer, mit rechteckigem Querschnitt durch Umformen eingelassen. Diese Kontaktelemente dienen der elektrischen Kontaktherstellung mit einem komplementären, nicht dargestellten zweiten Steckverbinder, hier einer Buchsenleiste. Die Kontaktelemente 2 sind in einem regelmäßigen, zwei Reihen aufweisenden Raster angeordnet. Sie weisen einen angewinkelten, parallel zu einer Oberfläche einer in 1 nicht dargestellten Leiterplatte verlaufenden Abschnitt 3 auf, der so ausgestaltet ist, dass er eine Berührfläche mit der Oberfläche der Leiterplatte ausbildet. Der Abschnitt 3 steht von dem stegförmigen Abschnitt des Isolierkörpers 4 deutlich vor und der zentrale stegförmige Abschnitt des Isolierkörpers 4 ist beabstandet zur Oberfläche der nicht dargestellten Leiterplatte angeordnet. Dieser Abstand 10 und das Freiliegen des Kontaktelementabschnitts 3 in einer durch den stegförmigen Abschnitt definierten Längsrichtung des Isolierkörpers 4 gestatten eine besonders gute Zugänglichkeit, dadurch wird die Oberflächenmontage, wie das Verlöten der Berührfläche zwischen der Leiterplatte und dem Kontaktelement 2 und die optische Kontrolle der Verlötung erleichtert. Zur Abstützung des Isolierkörpers 4 und zur Verringerung der Zugbelastung auf die Verlötungen zwischen Kontaktelement 2 und Leiterplatte sind verlötbare, metallische Ausleger 6 mittels Passung auf am Isolierkörper 4 ausgebildete Zapfen 8 auf beiden stirnseitig vorgesehene Platten 4 des Isolierkörpers 4 aufgeflanscht. Die Passung wird durch die Zapfen 8 aufnehmende und komplementär ausgebildete Durchbrüche in den Auslegern 6 bereit gestellt, wobei zur Fixierung eine Klemmzunge 9 am Ausleger 6 vorgesehen ist. Der Ausleger 6 bildet mit der Leiterplatte ebenfalls eine Berührfläche, insbesondere Berührkante aus, die mit der Leiterplatte verlötbar ist.
-
2 und 3 zeigen die erfindungsgemäße Anordnung aus Leiterplatte 13, Stiftverbinder 1 und Gehäuse 14. Neben anderen oberflächenmontierbaren elektronischen Bauelementen 18 ist auch die Stiftleiste 1 oberflächenmontierbar. Die hier gezeigte Stiftleiste entspricht im Wesentlichen der in 1 gezeigten Ausführungsform, weist nur zusätzlich stiftförmige Halteelemente 11 auf, die der Lagefixierung des nicht dargestellten komplementären Buchsenelements dienen. Diese ebenfalls verlötbaren Haltelemente 11 weisen wie die Kontaktelemente 2 sich parallel zur Oberfläche der Leiterplatte 13 erstreckende Abschnitte 3 auf, die mit der Leiterplatte 13 an dafür vorgesehenen Berühr- bzw. Lötstellen 15 verlötend sind. Die Halteelemente 11 dienen lediglich der mechanischen Fixierung der Steckverbindung und nicht der elektrischen Kontaktierung. Wie aus 2 zu ersehen, überragt der verlötbare Ausleger 7 die Abschnitte 3 der Kontaktelemente 2, um eine effektive Abstützung zu erreichen.
-
Oberhalb des Isolierkörpers 4 ist eine durch ein Gehäuse 14 ausgebildete Wanne 12 vorgesehen. Das Gehäuse 14 dient der Aufnahme der Leiterplatte 13, während die Wanne 12 der Aufnahme einer nicht dargestellten Buchsenleiste dient, die das Komplementärstück zur Stiftleiste 1 ist und mit dieser nach dem Einbringen in die Wanne 12 eine elektrische Steckverbindung ausbildet. Zur Verriegelung der Buchsenleiste ist eine senkrecht zur Steckrichtung aus der Verriegelungsstellung entgegen einer elastischen Rückstellkraft verschwenkbare Verriegelungsnase 16 vorgesehen. Zur elektrischen Kontaktierung der Buchsenleiste sind die Kontaktelemente 2 durch Durchbrüche im Wannenboden geführt und ragen in das durch die Wanne 12 definierte Volumen und damit in die Buchsenleiste, sofern diese zur Kontaktherstellung in die Wanne 12 eingeführt ist.
-
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
-
