DE102012204632A1

DE102012204632A1 - Anschlussvorrichtung zum elektrischen Kontaktieren einer Leiterplatte, elektrische Schaltung und Verfahren zum Zusammensetzen einer elektrischen Schaltung

Info

Publication number: DE102012204632A1
Application number: DE201210204632
Authority: DE
Inventors: Dirk Raschke
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-09-26

Abstract

Es wird eine Anschlussvorrichtung (100) zum elektrischen Kontaktieren einer Leiterplatte vorgeschlagen. Dabei weist die Leiterplatte zumindest einen Kontaktierungsabschnitt und zumindest eine Fixieröffnung auf. Die Anschlussvorrichtung (100) weist zumindest einen Fügeabschnitt (104) zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Fügeverbindung mit dem zumindest einen Kontaktierungsabschnitt der Leiterplatte und zumindest einen Fixiervorsprung (102) zur Aufnahme in der zumindest einen Fixieröffnung der Leiterplatte auf.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anschlussvorrichtung zum elektrischen Kontaktieren einer Leiterplatte, auf eine elektrische Schaltung und auf ein Verfahren zum Zusammensetzen einer elektrischen Schaltung, insbesondere für Fahrzeuganwendungen, beispielsweise für eine Getriebesteuerung, Sensorik oder dergleichen.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Pins bzw. Anschlussstecker mit einer Leiterplatte zu verbinden. Eine Möglichkeit die Verbindung zwischen Leiterplatte und Pins zu realisieren ist es, die entsprechende Leiterplatte in ein Gehäuse einzulegen und dort mit bereits vorhandenen, umspritzten Steckerpins zu verlöten. Außer der bekannten Löttechnik, elektrische und elektronische Bauteile durch Löten auf und mit einer Leiterplatte zu verbinden, wird häufig die sogenannte Einpresstechnik angewendet. Eine solche Einpressverbindung betrifft insbesondere eine Einpressung eines sogenannten Einpresspfostens, vergleichbar mit einem Anschlusspin in ein Leiterplattenloch. Ein besonderes Merkmal ist der Einpresspfosten, der in seinem Querschnitt eine größere Diagonale aufweist als das Leiterplattenloch. Durch das üblicherweise kraftaufwendige Eindrücken des Einpresspfostens in das Leiterplattenloch wird eine Überpressung erzeugt, die entweder durch eine Verformung des Leiterplattenloches oder aber auch durch Verformung des Einpresspfostens aufgenommen wird. Bei dem Einpressverfahren und dem Lötverfahren kann die jeweilige Leiterplatte in ein Gehäuse bestückt werden und können dort die elektrischen Verbindungen mit den Steckerpins geschaffen werden. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, dass die Leiterplatte mit den Steckern versehen wird und nachfolgend mit Kunststoff umspritzt wird. Dabei können die Steckerpins eingepresst oder angelötet werden.
Die DE 10 2004 020 422 A1 offenbart einen Pin zur lötfreien elektrischen Verbindung mit einer Leiterplatte, ein Einpresswerkzeug sowie Verfahren zur Herstellung einer lötfreien elektrischen Verbindung. Die DE 10 2009 019 699 A1 offenbart eine Anschlussklemme für Leiterplatten.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Anschlussvorrichtung zum elektrischen Kontaktieren einer Leiterplatte, eine verbesserte elektrische Schaltung und ein verbessertes Verfahren zum Zusammensetzen einer elektrischen Schaltung, gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann eine Ankontaktierung einer Leiterplatte mittels einer Anschlussvorrichtung insbesondere unter Verwendung einer Oberflächenmontagetechnik bewirkt werden. Dabei kann beispielsweise eine Kombination einer Steckverbindung und einer Lötverbindung zum Einsatz kommen. Die Anschlussvorrichtung kann hierbei insbesondere als ein SMD-Steckerpin, einem sogenannten oberflächenmontierbaren Steckerpin vorgesehen sein.
Vorteilhafterweise ist die Anschlussvorrichtung kostengünstig, einfach herstellbar und kann auf effiziente Weise im Rahmen eines ohnehin vorgesehenen SMD-Prozesses auf die Leiterplatte bestückt und gleichzeitig elektrisch kontaktiert werden. Hierbei weist die Anschlussvorrichtung eine hohe Formstabilität auf, sodass beim Verbinden der Anschlussvorrichtung mit der Leiterplatte auf spezielle Montagehilfen bzw. spezielle Einpresswerkzeuge verzichtet werden kann. Es kann auf individuelle Enpresswerkzeuge zum Einpressen der Anschlussvorrichtung verzichtet werden, sodass Beschaffungskosten reduziert werden können. Da kein Einpressvorgang vorgesehen ist, werden keine gesonderte Halterungen bzw. Unterstützungen der Leiterplatte beim Einpressen benötigt. Ferner ist insbesondere keine hochspezifische Steckergeometrie für das Zustandekommen einer Verbindung zwischen der Anschlussvorrichtung und der Leiterplatte erforderlich. Somit kann eine Flexibilität bzw. Anpassbarkeit für verschiedene Anwendungsszenarien verbessert werden. Aufgrund der Vermeidung einer Einpressverbindung wird keine für Einpressverfahren häufig erforderliche, spezielle Leiterplatte benötigt, sodass Kosten und Komplexität gesenkt werden und eine flexible Einsetzbarkeit für erweiterte Einsatzmöglichkeit weiter erhöht wird. Somit ergeben sich Kosteneinsparungen aufgrund einer vorteilhaften Vermeidung spezieller Steckergeometrien, Leiterplatten und Werkzeuge. Zudem kann ein eigener, getrennter Montageprozess oder Lötprozess zur Verbindung einer Leiterplatte mit der Anschlussvorrichtung vermeiden werden, da eine Integration in einen Oberflächenmontagevorgang erfolgen kann.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Anschlussvorrichtung zum elektrischen Kontaktieren einer Leiterplatte, wobei die Leiterplatte zumindest einen Kontaktierungsabschnitt und zumindest eine Fixieröffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung zumindest einen Fügeabschnitt zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Fügeverbindung mit dem zumindest einen Kontaktierungsabschnitt der Leiterplatte und zumindest einen Fixiervorsprung zur Aufnahme in der zumindest einen Fixieröffnung der Leiterplatte aufweist.
Die Leiterplatte kann Teil einer elektrischen Schaltung sein, beispielsweise für ein Steuergerät oder dergleichen, insbesondere für Fahrzeuganwendungen. Bei der Leiterplatte kann es sich um eine Schaltungsplatine mit elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen, Leiterbahnen und Anschlussflächen bzw. Lötstellen handeln. Die Leiterplatte kann mehrlagig ausgeführt sein. Auf der Leiterplatte können die Bauelemente zum Ausbilden einer elektrischen Schaltung in einem Bauelementebereich der Leiterplatte angeordnet sein. Bei den Bauelementen kann es sich um Schaltelemente, Logikelemente und weitere geeignete elektrische bzw. elektronische Bauteile handeln. Die Bauelemente können mittels der Leiterbahnen mit den Anschlussflächen bzw. Lötstellen elektrisch verbunden sein. Der Kontaktierungsabschnitt kann ein elektrisch leitfähiges Material aufweisen. Der zumindest eine Kontaktierungsabschnitt kann eine lötfähige Anschlussfläche bzw. Lötstelle aufweisen. Ferner kann der Kontaktierungsabschnitt beispielsweise mit Lötmittel bzw. Lot in Gestalt eines aufschmelzbaren Lotkügelchens beschichtet sein. Die Leiterplatte kann eine Mehrzahl von Kontaktierungsabschnitten aufweisen, wobei ein einzelner Kontaktierungsabschnitt eine einzelne Anschlussfläche bzw. Lötstelle aufweist. Die zumindest eine Fixieröffnung kann eine Durchgangsöffnung durch die Leiterplatte aufweisen. Die Fixieröffnung kann ausgebildet sein, um einen Fixiervorsprung der Anschlussvorrichtung aufzunehmen. Die Anschlussvorrichtung kann aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise aus einem Metall gebildet sein. Die Anschlussvorrichtung kann als ein kombinierter Löt-und-Steckerpin vorgesehen sein. Die Anschlussvorrichtung ist ausgebildet, um elektrisch und mechanisch mit de Leiterplatte verbunden zu werden. An die Anschlussvorrichtung kann eine elektrische Leitung anschleißbar sein. Der zumindest eine Fügeabschnitt der Anschlussvorrichtung kann im an der Leiterplatte montierten Zustand der Anschlussvorrichtung eine der Leiterplatte zugewandte Fügeoberfläche aufweisen. Die Fügeoberfläche kann im an der Leiterplatte montierten Zustand der Anschlussvorrichtung in Kontakt mit einem Kontaktierungsabschnitt der Leiterplatte stehen. Bei der elektrisch leitfähigen Fügeverbindung kann es sich um eine geeignete Lötverbindung oder dergleichen handeln. Der zumindest eine Fügeabschnitt kann eine elektrische und mechanische Verbindung der Anschlussvorrichtung mit der Leiterplatte ermöglichen. Der zumindest eine Fixiervorsprung der Anschlussvorrichtung kann einen Stift, Stab oder dergleichen aufweisen. Der Fixiervorsprung kann von einem Hauptkörper der Anschlussvorrichtung um eine Strecke vorstehen, die höchstens oder zumindest einer Dicke der Leiterplatte entspricht. Der Fixiervorsprung kann ausgebildet sein, um in der Fixieröffnung der Leiterplatte aufgenommen zu werden. Der Fixiervorsprung kann ausgebildet sein, um sich in die Fixieröffnung der Leiterplatte hinein oder sich durch die Fixieröffnung der Leiterplatte hindurch zu erstrecken. Der Fixiervorsprung kann ausgebildet sein, um in der Fixieröffnung kraftschlüssig und/oder formschlüssig gehalten zu werden. Der zumindest eine Fixiervorsprung kann eine mechanische Verbindung der Anschlussvorrichtung mit der Leiterplatte ermöglichen.
Hierbei kann die Anschlussvorrichtung als ein einstückiges Bauteil ausgeformt sein. Die Anschlussvorrichtung kann aus einem Stück gefertigt sein. Die Anschlussvorrichtung kann beispielsweise als ein Stanzbiegetel oder dergleichen ausgeformt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Anschlussvorrichtung auf einfache Weise fertigbar und stabil ist sowie einheitliche Materialeigenschaften aufweist.
Auch kann die Anschlussvorrichtung zumindest zwei Fixiervorsprünge zur Aufnahme in zumindest zwei durch zumindest einen Kontaktierungsabschnitt voneinander getrennte, dem jeweiligen Fixiervorsprung zugeordnete Fixieröffnungen der Leiterplatte aufweisen, wobei jeweils wenigstens ein Fixiervorsprung auf gegenüberliegenden Seiten des zumindest einen Fügeabschnitts angeordnet ist. Mit anderen Worten wird der zumindest eine Fügeabschnitt von den zumindest zwei Fixiervorsprüngen eingefasst bzw. der zumindest eine Fügeabschnitt ist in einer Anordnungsrichtung zwischen den zumindest zwei Fixiervorsprüngen angeordnet. Wie vorbeschrieben, kann die Leiterplatte zumindest zwei Fixieröffnungen aufweisen. Eine Anzahl von Fixiervorsprüngen der Anschlussvorrichtung kann einer Anzahl von für die Anschlussvorrichtung vorgesehenen Fixieröffnungen der Leiterplatte entsprechen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Anschlussvorrichtung sicherer und zuverlässiger an der Leiterplatte befestigbar ist und eine genauere Ausrichtung der Anschlussvorrichtung bezüglich der Leiterplatte ermöglicht wird, wenn die zumindest zwei Fixiervorsprünge in den zumindest zwei Fixieröffnungen aufgenommen sind.
Ferner kann die Anschlussvorrichtung zumindest zwei wenigstens einen Fixiervorsprung einfassende Fügeabschnitte zum Herstellen zumindest zweier Fügeverbindungen mit zumindest zwei wenigstens eine dem wenigstens einen Fixiervorsprung zugeordnete Fixieröffnung einfassenden Kontaktierungsabschnitten der Leiterplatte aufweisen. Unter einfassend ist eine Anordnungsfolge zu verstehen, bei welcher ein eingefasstes Element zwischen zwei anderen Elementen angeordnet ist. Übertragen bedeutet dies, dass der zumindest eine Fixiervorsprung zwischen den zumindest zwei Fügeabschnitten bzw. die zumindest eine Fixieröffnung zwischen den zumindest zwei Kontaktierungsabschnitten angeordnet ist. Wie vorbeschrieben kann die Leiterplatte zumindest zwei Kontaktierungsabschnitte aufweisen. Eine Anzahl von Fügeabschnitten der Anschlussvorrichtung kann einer Anzahl von für die Anschlussvorrichtung vorgesehenen Kontaktierungsabschnitten der Leiterplatte entsprechen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Erhöhung der Kontaktsicherheit erreicht wird, wenn statt eines Fügeabschnitts zwei oder mehr Fügeabschnitte vorgesehen sind.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Anschlussvorrichtung zwei Fügeabschnitte und drei Fixiervorsprünge aufweisen. Dabei können entlang einer Längserstreckungsrichtung der Anschlussvorrichtung von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende der Anschlussvorrichtung ein erster Fixiervorsprung, ein erster Fügeabschnitt, ein Paar aus einem zweiten Fixiervorsprung und einer dritten Fixiervorsprung und ein zweiter Fügeabschnitt angeordnet sein. Hierbei können der erste Fixiervorsprung, der erste Fügeabschnitt, das Paar aus dem zweiten Fixiervorsprung und dem dritten Fixiervorsprung und der zweite Fügeabschnitt in dieser Reihenfolge entlang der Längserstreckungsrichtung der Anschlussvorrichtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende der Anschlussvorrichtung angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass sowohl eine stabile mechanische als auch eine sichere elektrische Verbindung der Anschlussvorrichtung mit der Leiterplatte ermöglicht wird.
Insbesondere kann die Anschlussvorrichtung eine Haupterstreckungsebene aufweisen. Dabei kann der zumindest eine Fixiervorsprung in eine Erstreckungsrichtung bezüglich der Haupterstreckungsebene vorstehen. Ferner kann der zumindest eine Fügeabschnitt in einer bezüglich der Haupterstreckungsebene in die Erstreckungsrichtung versetzten Fügeebene angeordnet sein. So kann die Anschlussvorrichtung entlang einer Längserstreckungsrichtung zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende der Anschlussvorrichtung ein Schnittprofil mit einem stufenförmigen bzw. insbesondere abgerundet stufenförmigen Verlauf aufweisen. Hierbei kann die Anschlussvorrichtung stufenförmige oder rampenförmige Übergangsabschnitte zwischen dem zumindest einen Fügeabschnitt und in der Haupterstreckungsebene angeordneten Abschnitten der Anschlussvorrichtung aufweisen. Der zumindest eine Fixiervorsprung kann sich von einem in der Haupterstreckungsebene angeordneten Abschnitt der Anschlussvorrichtung aus erstrecken. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass aufgrund der versetzten Fügeebene ein Verlaufen eines Lotes des Kontaktierungsabschnitts auf definierte Weise gesteuert werden kann. Insbesondere verläuft ein Lötmittel lediglich im Bereich des Fügeabschnitts. So können ein unerwünschtes Verlaufen von Lot in andere Bereiche der Anschlussvorrichtung und somit eine Verunreinigung sowie Minderung der Kontaktgüte verhindert werden.
Zudem kann ein Anschlussabschnitt zum Anschluss einer elektrischen Leitung an der Anschlussvorrichtung vorgesehen sein. Der Anschlussabschnitt kann ausgebildet sein, um einen Anschluss einer elektrischen Leitung zu ermöglichen. Somit kann eine elektrische Leitung an dem Anschlussabschnitt an der Anschlussvorrichtung anschließbar sein. Der Anschlussabschnitt kann in der Haupterstreckungsebene der Anschlussvorrichtung angeordnet sein. Der Anschlussabschnitt kann einen Anschluss einer elektrischen Leitung mittels einer stoffschlüssigen, kraftschlüssigen oder formschlüssigen Verbindung ermöglichen. Beispielsweise kann ein Endabschnitt einer elektrischen Leitung auf den Anschlussabschnitt angelötet, aufgesteckt oder anderweitig lösbar oder unlösbar befestigt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Anschlussvorrichtung mittels des Anschlussabschnitts eine vielseitig realisierbare, elektrische Ankontaktierung der Leiterplatte bietet. Sind mehrere Anschlussabschnitte mehrerer Anschlussvorrichtungen parallel nebeneinander angeordnet, so können diese über einen Stecker kontaktiert werden, der Buchsen oder ähnliche Aufnahmeöffnungen aufweist, in die die Anschlussabschnitte eingeführt werden können.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine elektrische Schaltung mit folgenden Merkmalen:
einer Leiterplatte, die zumindest einen Kontaktierungsabschnitt und zumindest eine Fixieröffnung aufweist; und
zumindest einer vorstehend genannten Anschlussvorrichtung, wobei der zumindest eine Fügeabschnitt mittels einer Fügeverbindung mit dem zumindest einen Kontaktierungsabschnitt der Leiterplatte verbunden ist und der zumindest eine Fixiervorsprung in der zumindest einen Fixieröffnung der Leiterplatte aufgenommen ist.
In Verbindung mit der elektrischen Schaltung kann die oben beschriebene Anschlussvorrichtung vorteilhaft eingesetzt bzw. verwendet werden. Insbesondere kann die oben beschriebene Anschlussvorrichtung in Verbindung mit der elektrischen Schaltung vorteilhaft eingesetzt bzw. verwendet werden, um die Leiterplatte sicher und zuverlässig elektrisch zu kontaktieren. Die Leiterplatte kann dabei ausgebildet sein, um mit einer Anschlussvorrichtung oder mehreren Anschlussvorrichtungen bestückt zu werden. Somit kann die Leiterplatte für jede mit der Leiterplatte zu verbindende Anschlussvorrichtung zumindest einen Kontaktierungsabschnitt und zumindest eine Fixieröffnung aufweisen.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Zusammensetzen einer elektrischen Schaltung, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen einer Leiterplatte, die zumindest einen Kontaktierungsabschnitt und zumindest eine Fixieröffnung aufweist, und zumindest einer Anschlussvorrichtung, die zumindest einen Fügeabschnitt und zumindest einen Fixiervorsprung aufweist;
Anordnen des zumindest einen Fixiervorsprungs der Anschlussvorrichtung in der zumindest einen Fixieröffnung der Leiterplatte; und
Verbinden des zumindest einen Fügeabschnitts der Anschlussvorrichtung mittels einer Fügeverbindung mit dem zumindest einen Kontaktierungsabschnitt der Leiterplatte.
Durch die Ausführung des Verfahrens kann eine oben beschriebene elektrische Schaltung vorteilhaft hergestellt bzw. zusammengesetzt werden. Dabei kann die elektrische Schaltung zumindest eine vorstehend genannte Anschlussvorrichtung aufweisen. Die Leiterplatte kann dabei ausgebildet sein, um mit einer Anschlussvorrichtung oder mehreren Anschlussvorrichtungen bestückt zu werden. Somit kann die Leiterplatte für jede mit der Leiterplatte zu verbindende Anschlussvorrichtung zumindest einen Kontaktierungsabschnitt und zumindest eine Fixieröffnung aufweisen. Das Verfahren kann in Verbindung mit einem Oberflächenmontageverfahren ausgeführt werden, bei dem die Leiterplatte mittels einer Oberflächenmontagetechnk mit Bauteilen bestückt wird. Das Verfahren kann einen Schritt des Eingießens der Leiterplatte und zumindest eines Teilabschnitts der an der Leiterplatte angebrachten Anschlussvorrichtung oder Anschlussvorrichtungen mittels einer Vergussmasse aufweisen. Der Anschlussabschnitt oder die Anschlussabschnitte der zumindest einen Anschlussvorrichtung kann bzw. können außerhalb der Vergussmasse verbleiben. Der Schritt des Eingießens kann nach dem Schritt des Verbindens ausgeführt werden.
Insbesondere kann im Schritt des Verbindens ein Lötmittel des Kontaktierungsabschnitts erwärmt werden. So kann im Schritt des Verbindens die Fügeverbindung des Fügeabschntts mit dem Kontaktierungsabschnitt mittels des erwärmten Lötmittels erzeugt werden. Hierbei kann der Kontaktierungsabschnitt der Leiterplatte ein Lötmittel aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine sichere, zuverlässige und einfach zu realisierende Verbindung durch Löten ermöglicht wird.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Anschlussvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
5 eine schematische Ansicht einer elektrischen Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Anschlussvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Anschlussvorrichtung 100 weist beispielhaft drei Fixiervorsprünge 102, beispielhaft zwei Fügeabschnitte 104, einen Anschlussabschnitt 106 und beispielhaft zwei Basisabschnitte 108 auf. Die Anschlussvorrichtung 100 dient zum elektrischen Kontaktieren einer Leiterplatte.
Die Anschlussvorrichtung 100 ist gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als ein längliches Stanzbiegeteil ausgeformt. Die Anschlussvorrichtung 100 weist eine Längserstreckungsrichtung bzw. Längserstreckungsachse auf. Die Längserstreckungsachse erstreckt sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende der Anschlussvorrichtung 100. Das erste Ende der Anschlussvorrichtung 100 ist in 1 rechts gezeigt. Das zweite Ende der Anschlussvorrichtung 100 ist in 1 links gezeigt. Die Anschlussvorrichtung 100 weist eine Haupterstreckungsebene auf. Die Anschlussvorrichtung 100 weist einen Hauptkörper auf. Der Hauptkörper umfasst die Fügeabschnitte 104, den Anschlussabschnitt 106 und die Basisabschnitte 108, von denen aus sich die Fixiervorsprünge 102 in eine gemeinsame Erstreckungsrichtung erstrecken. Der Anschlussabschnitt 106 und die Basisabschnitte sind dabei in der Haupterstreckungsebene der Anschlussvorrichtung 100 angeordnet. Die Fügeabschnitte 104 sind in einer Fügeebene angeordnet, die bezüglich der Haupterstreckungsebene in der Erstreckungsrichtung versetzt ist.
Die Fixiervorsprünge 102 erstrecken sich von dem Hauptkörper bzw. den Basisabschnitten 108 der Anschlussvorrichtung 100 in die gemeinsame Erstreckungsrichtung aus der Haupterstreckungsebene der Anschlussvorrichtung 100 heraus. Die Fixiervorsprünge 102 sind ausgebildet, um in einer Fixieröffnung der Leiterplatte aufgenommen zu werden. Die Fixiervorsprünge 102 sind gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als stiftförmige Vorsprünge mit rechteckigem Querschnittsprofil und Einführschrägen an deren Enden ausgeformt. Die Fixiervorsprünge 102 sind von den Basisabschnitten 108 in die gemeinsame Erstreckungsrichtung umgebogen. Ein erster der Fixiervorsprünge 102 erstreckt sich von einem ersten der Basisabschnitte 108 aus. Ein zweiter und ein dritter der Fixiervorsprünge 102 erstrecken sich von einem zweiten der Basisabschnitte 108 aus. Der erste der Fixiervorsprünge 102 ist an dem ersten Ende der Anschlussvorrichtung 100 angeordnet. Der zweite und der dritte der Fixiervorsprünge 102 sind zwischen einem ersten und einem zweiten der Fügeabschnitte 104 angeordnet. Der zweite und der dritte der Fixiervorsprünge 102 sind in einem gleichen Abstand von dem ersten Ende der Anschlussvorrichtung 100 angeordnet.
Somit sind an dem ersten Ende der Anschlussvorrichtung 100 der erste der Basisabschnitte 108 sowie der erste der Fixiervorsprünge 102 angeordnet. Der erste der Fügeabschnitte 104 ist zwischen dem ersten der Basisabschnitte 108 und dem zweiten der Basisabschnitte 108 angeordnet, von dem sich der zweite und der dritte der Fixiervorsprünge 102 erstrecken. Zwischen dem ersten der Basisabschnitte 108 und dem ersten der Fügeabschnitte 104 ist ein rampenförmiger Zwischenabschnitt angeordnet, wobei hier ein Übergang zwischen der Haupterstreckungsebene und der Fügeebene erfolgt. Zwischen dem ersten der Fügeabschnitte 104 und dem zweiten der Basisabschnitte 108 ist ebenfalls ein rampenförmiger Zwischenabschnitt angeordnet, wobei hier ein erneuter Übergang zwischen der Haupterstreckungsebene und der Fügeebene erfolgt. Der zweite der Basisabschnitte 108 ist zwischen dem ersten und dem zweiten der Fügeabschnitte 104 angeordnet. Der zweite der Fügeabschnitte 104 ist zwischen dem zweiten der Basisabschnitte 108 und dem Anschlussabschnitt 106 angeordnet. Zwischen dem zweiten der Basisabschnitte 108 und dem zweiten der Fügeabschnitte 104 ist ein rampenförmiger Zwischenabschnitt angeordnet, wobei hier ein Übergang zwischen der Haupterstreckungsebene und der Fügeebene erfolgt. Zwischen dem zweiten der Fügeabschnitte 104 und dem Anschlussabschnitt 106 ist ebenfalls ein rampenförmiger Zwischenabschnitt angeordnet, wobei hier ein erneuter Übergang zwischen der Haupterstreckungsebene und der Fügeebene erfolgt. Der Anschlussabschnitt 106 ist an dem zweiten Ende der Anschlussvorrichtung 100 angeordnet.
Der Anschlussabschnitt 106 ist gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorlegenden Erfindung als ein stabförmiger bzw. strangförmiger, länglicher Abschnitt ausgeformt. Der Anschlussabschnitt 106 ist ausgebildet, um einen Anschluss einer elektrischen Leitung an der Anschlussvorrichtung 100 zu ermöglichen. Ein Endabschnitt des Anschlussabschnitts 106 ist im Bereich des zweiten Ende der Anschlussvorrichtung 100 angeordnet. Der Endabschnitt des Anschlussabschnitts 106 verjüngt sich. Gemäß anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann der Anschlussabschnitt 106 auch zusätzlich oder alternativ eine Crimphülse, eine Einpressstelle oder dergleichen zum Anschluss einer elektrischen Leitung aufweisen.
Anders ausgedrückt ist in 1 die Anschlussvorrichtung 100 als ein Stanzteil oder Stanzbiegeteil bzw. eine Lötpin/Steckerpin-Kombination gezeigt. Die Anschlussvorrichtung 100 ist mit mindestens zwei, hier drei, Fixierpins bzw. Fixiervorsprüngen 102 ausgestattet, welche eine Lage bzw. Ausrichtung der Anschlussvorrichtung 100 auf der Leiterplatte stabil halten können. Dabei sind die Fixiervorsprünge 102 so ausgestaltet, dass sie mit den Bohrungen bzw. Fixieröffnungen der Leiterplatte abgestimmt sind, das heißt, dass sie nach einem Einsetzen in die Leiterplatte nicht mehr beweglich sind bzw. durch Einwirken der Schwerkraft bzw. leichter äußerer Kräfte nicht mehr aus dem den Fixieröffnungen fallen.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt sind beispielhaft zwei Anschlussvorrichtungen 100, von denen darstellungsbedingt bzw. der Übersichtlichkeit halber jeweils lediglich beispielhaft drei Fixiervorsprünge 102, beispielhaft zwei Fügeabschnitte 104 und beispielhaft ein Anschlussabschnitt 106 gezeigt sind, wobei die Anschlussvorrichtungen 100 Teil einer elektrischen Schaltung 200 sind, und eine Leiterplatte 210 mit beispielhaft sechs Fixieröffnungen 212 gezeigt. Die Anschlussvorrichtungen 100 und die Leiterplatte 210 bilden die elektrische Schaltung 200. Bei den Anschlussvorrichtungen 100 handelt es sich hier beispielhaft um Anschlussvorrichtungen, die der Anschlussvorrichtung aus 1 entsprechen. Die beiden Anschlussvorrichtungen 100 sind von der Leiterplatte 210 beabstandet angeordnet. Ferner sind in 2 auch zwei Pfeile gezeigt, wobei ein erster Pfeil von einer ersten der Anschlussvorrichtungen 100 zu der Leiterplatte 210 zeigt und ein zweiter Pfeil von einer zweiten der Anschlussvorrichtungen 100 zu der Leiterplatte 210 zeigt.
Die Fixieröffnungen 212 der Leiterplatte 210 sind in zwei Gruppen angeordnet. Jede Gruppe von Fixieröffnungen 212 weist gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung drei Fixieröffnungen 212 auf. Die Fixieröffnungen 212 der Leiterplatte 210 sind ausgebildet, um die Fixiervorsprünge 102 der Anschlussvorrichtungen 100 aufzunehmen. Dabei sind die drei Fixieröffnungen 212 einer ersten Gruppe von Fixieröffnungen 212 ausgebildet, um die drei Fixiervorsprünge 102 der ersten der Anschlussvorrichtungen 100 aufzunehmen, und sind die drei Fixieröffnungen 212 einer zweiten Gruppe von Fixieröffnungen 212 ausgebildet, um die drei Fixiervorsprünge 102 der zweiten der Anschlussvorrichtungen 100 aufzunehmen. Die Anschlussvorrichtungen 100 sind ausgebildet, um mittels Einbringens der Fixiervorsprünge 102 in die Fixieröffnungen 212 an der Leiterplatte 210 angebracht zu werden.
Anders ausgedrückt zeigt 2 somit eine Leiterplatte 210, die durch die entsprechenden Fixieröffnungen 212 bzw. Bohrungen zur Aufnahme der Fixiervorsprünge 102 bzw. Fixierpins der Anschlussvorrichtungen 100 bereit ist. Die Anschlüssvorrichtungen 100 bzw. Steckerpins können beispielsweise im Rahmen eines SMD-Bestückungsprozesses auf die Leiterplatte 210 gesetzt werden. Dabei können die Fixiervorsprünge 102 mit den Fixieröffnungen 212 ausgerichtet werden und in dieselben eingebracht werden.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht ein einer elektrischen Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt sind beispielhaft zwei Anschlussvorrichtungen 100, von denen darstellungsbedingt bzw. der Übersichtlichkeit halber jeweils lediglich beispielhaft zwei Fügeabschnitte 104 und beispielhaft ein Anschlussabschnitt 106 gezeigt sind, wobei die Anschlussvorrichtungen 100 Teil einer elektrischen Schaltung 200 sind, und eine Leiterplatte 210 gezeigt. Die Anschlussvorrichtungen 100 und die Leiterplatte 210 bilden die elektrische Schaltung 200. Bei den Anschlussvorrichtungen 100 handelt es sich beispielhaft um Anschlussvorrichtungen, die der Anschlussvorrichtung aus 1 entsprechen. Die Darstellung in 3 entspricht der Darstellung aus 2 mit der Ausnahme, dass die Anschlussvorrichtungen 100 an der Leiterplatte 210 angebracht gezeigt sind. Hierbei sind die Fixiervorsprünge 102 der Anschlussvorrichtungen 100 in die Fixieröffnungen 212 der Leiterplatte 210 eingebracht. Somit sind die Anschlussvorrichtungen 100 mechanisch mit der Leiterplatte 210 verbunden. Die Fügeabschnitte 104 der Anschlussvorrichtungen 100 sind mit einer Fügeoberfläche an einer Hauptoberfläche der Leiterplatte 210 anliegend angeordnet. Die Anschlussabschnitte 106 der Anschlussvorrichtungen 100 stehen über eine Umfangskante der Leiterplatte 210 vor.
3 zeigt die Anschlussvorrichtungen 100 bzw. SMD-Steckerpins auf einer Leiterplatte 210. Die Anschlussvorrichtungen 100 können beispielsweise in einem SMD-Lötprozess mit der Leiterplatte 210 verlötet und damit elektrisch und gegebenenfalls mechanisch verbunden werden. Hierbei sind die zu lötenden Stellen zwischen den Fügeabschnitten 104 bzw. Lötpads und einer Hauptoberfläche der Leiterplatte 210 angeordnet. Hierbei sind zur Erhöhung der Kontaktsicherheit zwei Lötverbindungen vorgesehen, wobei eine erste Lötverbindung zwischen der Hauptoberfläche der Leiterplatte 210 und einem ersten der Fügeabschnitte 104 erzeugbar ist und eine zweite Lötverbindung zwischen der Hauptoberfläche der Leiterplatte 210 und einem zweiten der Fügeabschnitte 104 erzeugbar ist.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Zusammensetzen einer elektrischen Schaltung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 400 weist einen Schritt des Bereitstellens 410 einer Leiterplatte und zumindest einer Anschlussvorrichtung auf. Dabei weist die Leiterplatte zumindest einen Kontaktierungsabschnitt und zumindest eine Fixieröffnung auf. Die Anschlussvorrichtung weist zumindest einen Fügeabschnitt und zumindest einen Fixiervorsprung auf. Das Verfahren 400 weist ferner einen Schritt des Anordnens 420 des zumindest einen Fixiervorsprungs der Anschlussvorrichtung in der zumindest einen Fixieröffnung der Leiterplatte auf. Das Verfahren 400 weist auch einen Schritt des Verbindens 430 des zumindest einen Fügeabschnitts der Anschlussvorrichtung mittels einer Fügeverbindung mit dem zumindest einen Kontaktierungsabschnitt der Leiterplatte auf. Dabei kann im Schritt des Verbindens ein Lötmittel des Kontaktierungsabschnitts erwärmt werden und die Fügeverbindung des Fügeabschnitts mit dem Kontaktierungsabschnitt mittels des erwärmten Lötmittels erzeugt werden.
Somit kann die elektrische Schaltung mittels des Verfahrens 400 vorteilhaft zusammengesetzt werden. Das Verfahren 400 kann in Verbindung mit einem Oberflächenmontageverfahren ausgeführt werden. Auch wenn es in 4 nicht gezeigt ist, kann das Verfahren kann einen Schritt des Eingießens der Leiterplatte und zumindest eines Teilabschnitts der an der Leiterplatte angebrachten Anschlussvorrichtung oder Anschlussvorrichtungen mittels einer Vergussmasse aufweisen. Durch Ausführung des Verfahrens 400 kann eine elektrische Schaltung vorteilhaft hergestellt bzw. zusammengesetzt werden. Im Schritt des Bereitstellens 410 können eine Leiterplatte und eine Anschlussvorrichtung wie die Leiterplatte und die Anschlussvorrichtung aus 2 bereitgestellt werden. Durch Ausführung der Schritte des Bereitstellens 410 und des Anordnens 420 kann eine elektrische Schaltung wie die elektrische Schaltung aus 2 teilmontiert werden.
5 zeigt eine schematische Ansicht einer elektrischen Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt sind beispielhaft zwei Anschlussvorrichtungen 100, von denen darstellungsbedingt bzw. der Übersichtlichkeit halber jeweils lediglich beispielhaft ein Anschlussabschnitt 106 gezeigt ist. Die Anschlussvorrichtungen 100 sind Teil einer elektrischen Schaltung 200. Ferner ist eine Leiterplatte 210 gezeigt, die beispielhaft vier Kontaktierungsabschnitte 514, beispielhaft ein elektrisches bzw. elektronisches Bauelement 516 und beispielhaft zwei Leiterbahnen 518 aufweist. Die Anschlussvorrichtungen 100 und die Leiterplatte 210 bilden die elektrische Schaltung 200.
An jeder der gezeigten Anschlussvorrichtungen 100 ist eine elektrische Leitung 526 an dem jeweiligen Anschlussabschnitt 106 angeschlossen. Bei den Anschlussvorrichtungen 100 handelt es sich beispielhaft um Anschlussvorrichtungen, die der Anschlussvorrichtung aus 1 entsprechen. Bei der in 5 dargestellten elektrischen Schaltung 200 kann es sich um die in 3 gezeigte elektrische Schaltung handeln. 5 kann die elektrische Schaltung 200 in einer schematischen Draufsicht auf eine Hauptoberfläche der Leiterplatte 210 zeigen, an der die Anschlussvorrichtungen 100 angebracht sind.
Die Anschlussvorrichtungen 100 sind an der Leiterplatte 210 angebracht, wo bei Fixiervorsprünge der Anschlussvorrichtungen 100 in Fixieröffnungen der Leiterplatte 210 eingebracht sind. Somit sind die Anschlussvorrichtungen 100 mechanisch mit der Leiterplatte 210 verbunden. In 5 darstellungsbedingt bzw. der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigte Fügeabschnitte der Anschlussvorrichtungen 100 sind an den Kontaktierungsabschnitten 514 der Leiterplatte 210 anliegend angeordnet. Dabei liegt jeweils ein Fügeabschnitt an einem Kontaktierungsabschnitt 514 an. Einander zugeordnete Fügeabschnitte und Kontaktierungsabschnitte 514 sind jeweils über eine Lötverbindung elektrisch und mechanisch miteinander verbunden. Das elektrische bzw. elektronische Bauelement 516 ist mittels der Leiterbahnen 518 elektrisch leitfähig mit den Kontaktierungsabschnitten 514 verbunden. Somit ist das elektrische bzw. elektronische Bauelement 516 mittels der Leiterbahnen 518, der Kontaktierungsabschnitte 514, der Anschlussvorrichtungen 100 und der elektrischen Leitungen 526 von außerhalb der elektrischen Schaltung 200 elektrisch leitfähig ankontaktiert.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
Bezugszeichenliste

100: Anschlussvorrichtung
102: Fixiervorsprung
104: Fügeabschnitt
106: Anschlussabschnitt
108: Basisabschnitt
200: elektrische Schaltung
210: Leiterplatte
212: Fixieröffnung
400: Verfahren zum Zusammensetzen
410: Schritt des Bereitstellens
420: Schritt des Anordnens
430: Schritt des Verbindens
514: Kontaktierungsabschnitt
516: Bauelement
518: Leiterbahn
526: elektrische Leitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004020422 A1 [0003]
DE 102009019699 A1 [0003]

Claims

Anschlussvorrichtung (100) zum elektrischen Kontaktieren einer Leiterplatte (210), wobei die Leiterplatte (210) zumindest einen Kontaktierungsabschnitt (514) und zumindest eine Fixieröffnung (212) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung (100) zumindest einen Fügeabschnitt (104) zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Fügeverbindung mit dem zumindest einen Kontaktierungsabschnitt (514) der Leiterplatte (210) und zumindest einen Fixiervorsprung (102) zur Aufnahme in der zumindest einen Fixieröffnung (212) der Leiterplatte (210) aufweist.
Anschlussvorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung (100) als ein einstückiges Bauteil ausgeformt ist.
Anschlussvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung (100) zumindest zwei Fixiervorsprünge (102) zur Aufnahme in zumindest zwei durch zumindest einen Kontaktierungsabschnitt (514) voneinander getrennte, dem jeweiligen Fixiervorsprung (102) zugeordnete Fixieröffnungen (212) der Leiterplatte (210) aufweist, wobei jeweils wenigstens ein Fixiervorsprung (102) auf gegenüberliegenden Seiten des zumindest einen Fügeabschnitts (104) angeordnet ist.
Anschlussvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung (100) zumindest zwei wenigstens einen Fixiervorsprung (102) einfassende Fügeabschnitte (104) zum Herstellen zumindest zweier Fügeverbindungen mit zumindest zwei wenigstens eine dem wenigstens einen Fixiervorsprung (102) zugeordnete Fixieröffnung (212) einfassenden Kontaktierungsabschnitten (514) der Leiterplatte (210) aufweist.
Anschlussvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung (100) zwei Fügeabschnitte (104) und drei Fixiervorsprünge (102) aufweist, wobei entlang einer Längserstreckungsrichtung der Anschlussvorrichtung (100) von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende der Anschlussvorrichtung (100) ein erster Fixiervorsprung (102), ein erster Fügeabschnitt (104), ein Paar aus einem zweiten Fixiervorsprung (102) und einem dritten Fixiervorsprung (102) und ein zweiter Fügeabschnitt (104) angeordnet sind.
Anschlussvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung (100) eine Haupterstreckungsebene aufweist, wobei der zumindest eine Fixiervorsprung (102) in eine Erstreckungsrichtung bezüglich der Haupterstreckungsebene vorsteht, wobei der zumindest eine Fügeabschnitt (104) in einer bezüglich der Haupterstreckungsebene in die Erstreckungsrichtung versetzten Fügeebene angeordnet ist.
Anschlussvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Anschlussabschnitt (106) zum Anschluss einer elektrischen Leitung (526) an der Anschlussvorrichtung (100).
Elektrische Schaltung (200) mit folgenden Merkmalen: einer Leiterplatte (210), die zumindest einen Kontaktierungsabschnitt (514) und zumindest eine Fixieröffnung (212) aufweist; und zumindest einer Anschlussvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der zumindest eine Fügeabschnitt (104) mittels einer Fügeverbindung mit dem zumindest einen Kontaktierungsabschnitt (514) der Leiterplatte (210) verbunden ist und der zumindest eine Fixiervorsprung (102) in der zumindest einen Fixieröffnung (212) der Leiterplatte (210) aufgenommen ist.
Verfahren (400) zum Zusammensetzen einer elektrischen Schaltung (200), wobei das Verfahren (400) folgende Schritte aufweist: Bereitstellen (410) einer Leiterplatte (210), die zumindest einen Kontaktierungsabschnitt (514) und zumindest eine Fixieröffnung (212) aufweist, und zumindest einer Anschlussvorrichtung (100), die zumindest einen Fügeabschnitt (104) und zumindest einen Fixiervorsprung (102) aufweist; Anordnen (420) des zumindest einen Fixiervorsprungs (102) der Anschlussvorrichtung (100) in der zumindest einen Fixieröffnung (212) der Leiterplatte (210); und Verbinden (430) des zumindest einen Fügeabschnitts (104) der Anschlussvorrichtung (100) mittels einer Fügeverbindung mit dem zumindest einen Kontaktierungsabschnitt (514) der Leiterplatte (210).
Verfahren (400) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Verbindens (430) ein Lötmittel des Kontaktierungsabschnitts (514) erwärmt wird und die Fügeverbindung des Fügeabschnitts (104) mit dem Kontaktierungsabschnitt (514) mittels des erwärmten Lötmittels erzeugt wird.