DE102018200682A1

DE102018200682A1 - Elektrische Kontaktvorrichtung sowie Schaltungsträgeranordnung

Info

Publication number: DE102018200682A1
Application number: DE102018200682.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Meier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-01-17
Filing date: 2018-01-17
Publication date: 2019-07-18

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktvorrichtung zur elektrischen Kontaktierung eines ersten Schaltungsträgers (11) mit einem zweiten Schaltungsträger (12), umfassend eine Vielzahl von einteiligen elektrischen Kontakten (2), und einen Isolationskörper (3), welcher die Vielzahl von elektrischen Kontakten (2) in isolierender Weise hält, wobei jeder elektrische Kontakt (2) einen ersten Kontaktbereich (21) und einen zweiten Kontaktbereich (22) aufweist, wobei der erste Kontaktbereich (21) für eine elektrische Kontaktierung mittels kraftschlüssiger Verbindung (4) eingerichtet ist, und wobei der zweite Kontaktbereich (22) für eine elektrische Kontaktierung mittels stoffschlüssiger Verbindung (5) eingerichtet ist.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktvorrichtung zur elektrischen Kontaktierung von Schaltungsträgern sowie eine Schaltungsträgeranordnung.
Elektrische Kontaktvorrichtungen zur Kontaktierung von Schaltungsträgern wie beispielsweise Leiterplatten oder dgl., sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Üblich ist beispielsweise eine zweiteilige Kontaktvorrichtung, umfassend einen steckerartigen Kontakt und eine Aufnahme. Um zwei Schaltungsträger miteinander zu verbinden, wird hierbei der jeweilige Teil des steckerartigen Kontaktes auf die einzelnen Schaltungsträger gelötet und anschließend werden die beiden steckerartigen Kontakte zusammengesteckt, um die elektrische Verbindung herzustellen. Hierdurch kann sich jedoch ein kritischer Übergangswiderstand in der Steckverbindung ergeben. Ferner können sich bei ungenauer Positionierung der Aufnahme bzw. der Stecker an den Schaltungsträgern Kontaktprobleme beim Zusammenstecken ergeben. Ferner ist die bekannte zweiteilige Lösung relativ kostenintensiv und aufwendig in der Herstellung.
Offenbarung der Erfindung
Die Kontaktvorrichtung zur elektrischen Kontaktierung eines ersten Schaltungsträgers mit einem zweiten Schaltungsträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine Reduzierung der Anzahl der Komponenten der Kontaktvorrichtung möglich ist. Weiterhin kann dadurch ein kritischer Übergangswiderstand in der Kontaktvorrichtung selbst eliminiert werden. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung besonders kostengünstig herstellbar, so dass die Gesamtkosten einer Schaltungsträgeranordnung signifikant reduziert werden können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Kontaktvorrichtung eine Vielzahl von einteiligen, elektrischen Kontakten und einen Isolationskörper umfasst, welcher die Vielzahl von elektrischen Kontakten in voneinander isolierender Weise aufnimmt. Jeder der elektrischen Kontakte weist dabei einen ersten und zweiten Kontaktbereich auf. Der erste Kontaktbereich ist dabei für eine Kontaktierung mittels kraftschlüssiger Verbindung eingerichtet und der zweite Kontaktbereich ist für eine Kontaktierung mittels stoffschlüssiger Verbindung eingerichtet. Somit ist die erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung mit zwei unterschiedlichen Verbindungsarten, nämlich einer kraftschlüssigen Verbindung und einer stoffschlüssigen Verbindung an den jeweiligen Kontaktbereichen ausgebildet. Durch die Ausbildung der elektrischen Kontakte als einteilige Bauteile kann auch der Übergangswiderstand bei den im Stand der Technik verwendeten Steckverbindungen nicht auftreten.
Die kraftschlüssige Verbindung ist vorzugsweise eine Pressverbindung, bei der der Kontaktbereich in eine Öffnung oder Ausnehmung oder dgl. in einem Schaltungsträger kraftschlüssig eingeführt wird. Besonders bevorzugt ist die stoffschlüssige Verbindung eine SMT-Verbindung (surface mount technology), welche mittels eines Lötprozesses erfolgt.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Besonders bevorzugt ist der erste Kontaktbereich, welcher die kraftschlüssige Verbindung bereitstellt, in Form eines Pins, insbesondere mit viereckigem, bevorzugt rechteckigem Querschnitt, auf. Hierdurch kann auf einfache und schnelle Weise eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt werden.
Weiter bevorzugt sind die elektrischen Kontakte in zwei zueinander parallelen Reihen angeordnet. Hierdurch ist eine sehr kompakte und übersichtliche Anordnung der Vielzahl von einteiligen elektrischen Kontakten möglich.
Gemäße einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung liegen der erste und zweite Kontaktbereich nicht in einer gemeinsamen Geraden, d.h. die Kontaktbereiche sind in Axialrichtung des elektrischen Kontaktes zueinander parallel versetzt. Durch diese versetzte Anordnung des ersten und zweiten Kontaktbereichs zueinander kann eine stabile Verbindung zwischen zwei Schaltungsträgern, wie beispielsweise Leiterplatten oder dgl., ermöglicht werden.
Weiter bevorzugt ist es auch möglich, dass ein elektrischer Kontakt einen ersten Kontaktbereich für eine kraftschlüssige Verbindung und zwei zweite Kontaktbereiche für eine stoffschlüssige Verbindung umfasst. Alternativ ist es auch möglich, dass der elektrische Kontakt zwei erste Kontaktbereiche und nur einen zweiten Kontaktbereich aufweist. Somit kann je nach Anforderung für die elektrischen Verbindungen zwischen einem ersten und zweiten Schaltungsträger eine hohe Flexibilität bei der Auslegung der Kontaktvorrichtung auf einfache Weise erreicht werden.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Schaltungsträgeranordnung mit einem ersten Schaltungsträger und einem vom ersten Schaltungsträger beabstandeten zweiten Schaltungsträger. Die Schaltungsträger sind vorzugsweise parallel zueinander angeordnet. Ferner ist eine erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung vorgesehen, um den ersten Schaltungsträger mit dem zweiten Schaltungsträger elektrisch zu verbinden.
Besonders bevorzugt ist der erste Schaltungsträger eine PCB-Leiterplatte (printed circuit board), welche hervorragend für die kraftschlüssige Verbindung geeignet ist. Weiter bevorzugt ist der zweite Schaltungsträger eine PCB-Leiterplatte oder eine IMS-Leiterplatte (insulated metal substrate) oder eine DBC-Leiterplatte (direct bonded copper). Die letzten drei Leiterplatten sind insbesondere für eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere mittels Lötverfahren geeignet.
Figurenliste
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

1 eine schematische Schnittansicht einer Schaltungsträgeranordnung mit einer Kontaktvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine schematische Seitenansicht der Kontaktvorrichtung von 1, und
3 eine schematische Draufsicht der Kontaktvorrichtung von 2.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 eine Kontaktvorrichtung 1 sowie eine Schaltungsträgeranordnung 10 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Schaltungsträgeranordnung 10 einen ersten Schaltungsträger 11 und einen zweiten Schaltungsträger 12. Die beiden Schaltungsträger sind hierbei Leiterplatten, wobei der erste Schaltungsträger 11 eine PCB-Leiterplatte ist und der zweite Schaltungsträger 12 eine PCB-Leiterplatte oder eine IMS-Leiterplatte oder eine DBC-Leiterplatte ist. Die beiden Schaltungsträger 11, 12 sind dabei parallel zueinander angeordnet.
Eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Schaltungsträger 11 und dem zweiten Schaltungsträger 12 erfolgt hierbei mittels der Kontaktvorrichtung 1. Die Kontaktvorrichtung 1 ist im Detail aus den 2 und 3 ersichtlich.
Die Kontaktvorrichtung 1 umfasst eine Vielzahl von elektrischen Kontakten 2, welche jeweils einteilig ausgebildet sind. D.h. eine elektrische Kontaktierung zwischen dem ersten und zweiten Schaltungsträger 11, 12 erfolgt über ein einteiliges Bauteil in Form eines elektrischen Kontaktes 2. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, sind die Vielzahl der elektrischen Kontakte 2 hierbei mittels eines Isolationskörpers 3, vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, in isolierender Weise gehalten.
Wie in 3 gezeigt, sind hierbei zwei Reihen von elektrischen Kontakten 2 vorgesehen, welche parallel zueinander angeordnet sind und die elektrischen Kontakte sind hierbei in gleichen Abständen voneinander angeordnet.
Die elektrischen Kontakte 2 weisen jeweils einen ersten Kontaktbereich 21 und einen zweiten Kontaktbereich 22 auf. Der erste Kontaktbereich 21 ist eingerichtet, um eine kraftschlüssige Verbindung 4 zwischen dem elektrischen Kontakt und dem ersten Schaltungsträger 11 herzustellen. Der zweite Kontaktbereich 22 ist eingerichtet, um eine stoffschlüssige Verbindung 5 zwischen dem zweiten Kontaktbereich 22 und dem zweiten Schaltungsträger 12 herzustellen. Die stoffschlüssige Verbindung ist vorzugsweise eine Lötverbindung.
Wie schematisch in 2 dargestellt, sind alle elektrischen Kontakte dabei derart angeordnet, dass jeweils der erste Kontaktbereich 21 die kraftschlüssige Verbindung 4 zum ersten Schaltungsträger herstellt und alle zweiten Kontaktbereiche 22 eine stoffschlüssige Verbindung 5 zum zweiten Schaltungsträger 12 herstellen. Der erste und zweite Kontaktbereich sind in Axialrichtung X-X parallel versetzt zueinander angeordnet.
Somit können erfindungsgemäß die Anzahl der Komponenten der Kontaktvorrichtung 1 reduziert werden, da nicht mehr ein Stecker und eine Aufnahme notwendig ist, sondern ein einteiliger elektrischer Kontakt 2 die elektrische Verbindung zwischen erstem und zweitem Schaltungsträger 11, 12 herstellt. Durch die Einteiligkeit kann ferner auch ein bisher im Stand der Technik vorhandener kritischer Übergangswiderstand im Steckverbinder aufgrund der beiden Teile des Steckverbinders vermieden werden. Dabei ist die erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung 1 besonders kostengünstig herstellbar.
Somit kann eine Schaltungsträgeranordnung 10 mit zwei Schaltungsträgern 11, 12 und einem oder mehreren Kontaktvorrichtungen 1 mit jeweils einer Vielzahl von elektrischen Kontakten bereitgestellt werden.

Claims

Kontaktvorrichtung zur elektrischen Kontaktierung eines ersten Schaltungsträgers (11) mit einem zweiten Schaltungsträger (12), umfassend: - eine Vielzahl von einteiligen elektrischen Kontakten (2), und - einen Isolationskörper (3), welcher die Vielzahl von elektrischen Kontakten (2) in isolierender Weise hält, - wobei jeder elektrische Kontakt (2) einen ersten Kontaktbereich (21) und einen zweiten Kontaktbereich (22) aufweist, - wobei der erste Kontaktbereich (21) für eine elektrische Kontaktierung mittels kraftschlüssiger Verbindung (4) eingerichtet ist, und - wobei der zweite Kontaktbereich (22) für eine elektrische Kontaktierung mittels stoffschlüssiger Verbindung (5) eingerichtet ist.
Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Kontaktbereich eine Pin-Form aufweist.
Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die einteiligen elektrischen Kontakte (2) in zwei zueinander parallelen Reihen im Isolationskörper (3) angeordnet sind.
Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kontaktbereich (21) und der zweite Kontaktbereich (22) in Axialrichtung (X-X) des elektrischen Kontaktes (12) versetzt zueinander angeordnet sind.
Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein einziger erster Kontaktbereich (21) mit zwei zweiten Kontaktbereichen (22) oder wobei zwei erste Kontaktbereiche (21) mit einem einzigen zweiten Kontaktbereich (22) verbunden sind.
Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die stoffschlüssige Verbindung eines SMT-Verbindung ist.
Schaltungsträgeranordnung, umfassend einen ersten Schaltungsträger (11) und einen zweiten Schaltungsträger (21) sowie eine Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem ersten Kontaktbereich (21) und dem ersten Schaltungsträger eine kraftschlüssige Verbindung (4) ausgebildet und wobei zwischen dem zweiten Kontaktbereich (22) und dem zweiten Schaltungsträger (12) eine stoffschlüssige Verbindung (5) ausgebildet ist.
Schaltungsträgeranordnung nach Anspruch 7, wobei der erste Schaltungsträger (11) eine PCB-Leiterplatte ist und wobei der zweite Schaltungsträger (12) eine PCB-Leiterplatte oder eine IMS-Leiterplatte oder eine DBC-Leiterplatte ist.