DE102020207432A1

DE102020207432A1 - Press-in contact and contact arrangement

Info

Publication number: DE102020207432A1
Application number: DE102020207432.1A
Authority: DE
Inventors: Richard Gueckel; Markus Kroeckel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-06-16
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2021-12-16
Also published as: WO2021254771A1; EP4165732A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Einpresskontakt. Der Einpresskontakt weist einen Kontaktabschnitt und einen an den Kontaktabschnitt angeformten Einpressstift auf. Der Einpressstift weist einen rinnenförmigen Längsabschnitt auf, wobei der rinnenförmige Längsabschnitt ausgebildet ist, eine Innenwand eines zylinderförmigen Durchbruchs elektrisch zu kontaktieren und in dem Durchbruch insbesondere kraftschlüssig festzuhalten. Erfindungsgemäß weist der Längsabschnitt, insbesondere eine Einpresszone des Einpresskontakts, zwei jeweils federnd ausgebildete Federschenkel auf, welche jeweils eine Rundung aufweisen. Die Federschenkel sind jeweils ausgebildet, beim Eingepresstwerden in den Durchbruch einen Krümmungsradius der Rundung zu verkleinern. Bevorzugt sind die Federschenkel jeweils ausgebildet, den Krümmungsradius der Rundung einem Krümmungsradius des zylinderförmigen Durchbruchs anzupassen.The invention relates to a press-fit contact. The press-fit contact has a contact section and a press-fit pin molded onto the contact section. The press-fit pin has a channel-shaped longitudinal section, the channel-shaped longitudinal section being designed to make electrical contact with an inner wall of a cylindrical opening and, in particular, to hold it firmly in the opening. According to the invention, the longitudinal section, in particular a press-in zone of the press-in contact, has two resiliently designed spring legs which each have a rounding. The spring legs are each designed to reduce a radius of curvature of the rounding when they are pressed into the opening. The spring legs are preferably each designed to adapt the radius of curvature of the rounding to a radius of curvature of the cylindrical opening.

Description

Die Erfindung betrifft einen Einpresskontakt, eine den Einpresskontakt umfassende Kontaktanordnung sowie eine die Kontaktanordnung aufweisende Elektronikvorrichtung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a press-in contact, a contact arrangement comprising the press-in contact and an electronic device having the contact arrangement according to the preamble of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

Die Einpresstechnik kommt für viele elektrische und/oder elektronische Vorrichtung als eine zuverlässige, insbesondere elektrische Verbindungstechnik zum Tragen.Press-fit technology is used for many electrical and / or electronic devices as a reliable, in particular electrical, connection technology.

Aus der Offenlegungsschrift DE102015200491 A1 ist ein Einpresskontakt bekannt, bei welchem zum Ende eines Einpressvorgangs innerhalb eines Durchbruches einer Leiterplatte ein bestimmter Kraftverlauf einer werkzeugseitig eingeleiteten Einpresskraft festgelegt werden kann. Indem beim Einpresskontakt ein ausgebildeter Rinnenboden definiert ausgeformt wird, kann für eine optimale Verbindungsausbildung noch eine hohe und/oder ansteigende Einpresskraft gerade am Ende des Einpressvorganges erwirkt werden. Zusätzlich kann mittels einer Messvorrichtung dann das Erreichen einer erwünschten Einpresstiefe auf Grundlage des Kraftverlaufes detektiert werden.From the published patent application DE102015200491 A1 a press-in contact is known in which, at the end of a press-in process within an opening in a circuit board, a specific force profile of a press-in force introduced by the tool can be established. Since a channel bottom is formed in a defined manner during the press-in contact, a high and / or increasing press-in force can still be achieved for an optimal connection formation, especially at the end of the press-in process. In addition, the achievement of a desired press-in depth can then be detected by means of a measuring device on the basis of the force profile.

Beim Einpressvorgang kommt es während und nach der Ausbildung der Einpressverbindung, beispielsweise mit einer Leiterplatte, zu Druckspannungen innerhalb der Leiterplatte. Ein dabei von einem Einpresskontakt kontaktierter Durchbruch der Leiterplatte weist oft eine aufgebrachte Metallisierung auf, beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Zusätzlich kann ein solcher Durchbruch noch in eine Kontaktierungsfläche (Pad) der Leiterplatte münden oder ist von dieser unmittelbar umgeben. Besonders große Druckspannungen lassen sich dabei in der Berandung derartiger Durchbrüche feststellen. Diese können in nachteiliger Weise Spannungswerte aufweisen, die dann in diesem Bereich zu einer Delamination der Leiterplatte führen. Ferner können weitere nachteilige Effekte an der Metallisierung auftreten in Form eines sogenannten Padlifting, bei welchem sich die Metallisierung vom Grundmaterial der Leiterplatte abhebt. Weiterhin kommt es in der Regel auch zu starken Spannungen zwischen Leiterbahnen, die auf den Oberseiten der Leiterplatte angeordnet sind. Dadurch besteht ein erhöhtes Risiko für eine nachteilige Kupfermigration, welche über Lebensdauer der Leiterplatte durch Delamination und Feuchte vermehrt auftreten kann. Insgesamt führen diese druckspannungsbehafteten Problemstellungen zu Schadensfällen oder Ausschuss der Leiterplatte. Da die Schäden sich aber auch erst über einen zeitlichen Lebenszyklus zeigen, wird dadurch die Lebensdauer einer beispielsweise mit Einpresstechnik realisierten Elektronikvorrichtung unter derartigen Problemumständen deutlich beschränkt.During the press-in process, compressive stresses occur within the circuit board during and after the press-fit connection is formed, for example with a circuit board. An opening in the circuit board contacted by a press-fit contact often has an applied metallization, for example made of copper or a copper alloy. In addition, such a breakthrough can open into a contacting surface (pad) of the circuit board or is directly surrounded by it. Particularly high compressive stresses can be found in the edges of such openings. These can disadvantageously have voltage values which then lead to delamination of the printed circuit board in this area. Furthermore, further disadvantageous effects can occur on the metallization in the form of what is known as pad lifting, in which the metallization stands out from the base material of the printed circuit board. Furthermore, there are usually also strong tensions between conductor tracks that are arranged on the upper sides of the circuit board. As a result, there is an increased risk of disadvantageous copper migration, which can occur more frequently over the life of the circuit board due to delamination and moisture. Overall, these compressive stress-related problems lead to damage or rejects of the printed circuit board. However, since the damage only shows up over a period of time, the service life of an electronic device implemented using press-fit technology, for example, is significantly limited under such problem circumstances.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das Risiko druckspannungsbehafteter Schadensfälle bei der Einpresstechnik zu reduzieren oder gar auszuschließen.The invention is based on the object of reducing or even eliminating the risk of damage caused by compressive stress in the press-fit technique.

Diese Aufgabe wird durch einen Einpresskontakt, eine den Einpresskontakt umfassende Kontaktanordnung sowie eine die Kontaktanordnung aufweisende Elektronikvorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.This object is achieved by a press-in contact, a contact arrangement comprising the press-in contact and an electronic device having the contact arrangement according to the independent claims.

Ausgegangen wird von einem Einpresskontakt mit einem Kontaktabschnitt und einem an den Kontaktabschnitt angeformten Einpressstift, wobei der Einpressstift einen rinnenförmigen Längsabschnitt aufweist, welcher ausgebildet ist, eine Innenwand eines zylinderförmigen Durchbruchs elektrisch zu kontaktieren und in dem Durchbruch festzuhalten, wobei der rinnenförmige Längsabschnitt entlang einer Längsachse des Einpressstifts einen Einlaufbereich, einen Kontaktbereich und einen Auslaufbereich aufweist. Dabei schließen der Einlaufbereich und der Auslaufbereich den Kontaktbereich zwischeneinander ein. Ferner weist dann eine radial um die Längsachse umlaufende Wandung des rinnenförmigen Längsabschnittes im Einlaufbereich und/oder im Auslaufbereich überwiegend eine geringere Wandstärke auf als eine maximale Wandstärke im Kontaktbereich.The starting point is a press-fit contact with a contact section and a press-fit pin molded onto the contact section, the press-fit pin having a channel-shaped longitudinal section which is designed to make electrical contact with an inner wall of a cylindrical opening and to hold it in the opening, the channel-shaped longitudinal section along a longitudinal axis of the Press-fit pin has an inlet area, a contact area and an outlet area. The inlet area and the outlet area enclose the contact area between one another. Furthermore, a wall of the channel-shaped longitudinal section extending radially around the longitudinal axis in the inlet area and / or in the outlet area predominantly has a smaller wall thickness than a maximum wall thickness in the contact area.

Durch die so vorgesehene jeweils verringerte Wandstärke wird eine Druckspannungseinleitung des Einpresskontaktes beispielsweise auf eine Leiterplatte minimiert. Insbesondere werden die ansonsten kritischen Berandungen eines Durchbruches beim Einleiten eines Einpressvorganges durch eine dann deutlich weichere Nachgiebigkeit des Einlaufbereiches im direkten Anlagenkontakt vorteilhaft weniger stark mechanisch beansprucht. Gerade im Zustand eines ersten Aneinandergleitens der Außenwandung des Einpresskontaktes im Einlaufbereich erfolgt dies mit weniger Krafteinwirkung. Die beim Einfädeln des Einpresskontaktes zu Beginn eines Einpressvorganges auftretenden Kantenpressungen können deutlich vermindert werden. Ein Kraftanstieg erfolgt erst zu einem Zeitpunkt, bei welchem mit fortschreitendem Einpressen bereits der Kontaktbereich des Einpresskontaktes flächig innerhalb des Durchbruches anliegt und dadurch bessere Bedingungen für eine größere Kraftbeanspruchung fürs Einpressen vorliegen. In ähnlicher Weise können sich zusätzlich oder alternativ Vorteile durch eine verringerte Wandstärke im Auslaufbereich des Einpresskontaktes ergeben. Insbesondere wird in einer vorgesehenen Endstellung des Einpresskontaktes innerhalb eines Durchbruches eine Krafteinwirkung und damit auch eine Kantenpressung auf die dem Auslaufbereich zugewandten Berandung des Durchbruches durch eine dann vorliegende erhöhte Nachgiebigkeit klein gehalten. Auf beiden Berandungsseiten eines Durchbruchs ergeben sich insgesamt während und nach Ausbildung einer insbesondere elektrischen Einpressverbindung geringere Druckspannungen. Damit kann auch über Lebensdauer die Gefahr einer Delamination, beispielsweise einer Metallisierung auf den Oberseiten einer Leiterplatte oder deren Grundmaterials, minimiert oder gar ausgeschlossen werden. Ebenso sind aufgrund des reduzierten Spannungszustandes allgemein bekannte unter Spannungen auftretende Kupfermigrationen deutlich weniger ermöglicht. Vorteilhaft erhöht sich damit die Zuverlässigkeit und Einsetzbarkeit der auf diese Weise verbesserten Einpresstechnik.The introduction of compressive stress by the press-fit contact onto a circuit board, for example, is minimized as a result of the reduced wall thickness provided in each case. In particular, the otherwise critical edges of a breakthrough when initiating a press-in process are advantageously less mechanically stressed due to the significantly softer flexibility of the inlet area in direct contact with the system. Particularly in the state of the outer wall of the press-fit contact sliding against one another for the first time in the inlet area, this takes place with less force. The edge pressures that occur when the press-in contact is threaded in at the beginning of a press-in process can be significantly reduced. An increase in force only occurs at a point in time at which, as the pressing in progresses, the contact area of the press-in contact is already flat within the opening and, as a result, there are better conditions for a greater force load for the pressing-in. In a similar way, additional or alternative advantages can result from a reduced wall thickness in the run-out area of the press-in contact. In particular, the press-in contact is in an intended end position within an opening, the effect of force and thus also edge pressure on the edge of the opening facing the outlet area is kept small by an increased flexibility that is then present. Overall, during and after the formation of a press-in connection, in particular an electrical press-in connection, lower compressive stresses result on both sides of the edge of an opening. In this way, the risk of delamination, for example metallization on the top of a circuit board or its base material, can be minimized or even excluded over the service life. Also, due to the reduced stress state, generally known copper migrations occurring under stresses are significantly less possible. This advantageously increases the reliability and usability of the press-fit technology which has been improved in this way.

Bevorzugt sind die unterschiedlichen Wandstärken zwischen dem Kontaktbereich und dem Einlaufbereich bzw. dem Auslaufbereich kontinuierlich ineinander überlaufend ausgebildet, beispielsweise durch eine Abrundung oder Anfasung. Damit können auf der einen Seite Kerbwirkungen an diesen Stellen des Einpresskontaktes günstiger ausfallen. Auf der anderen Seite kann ein Kraftanstieg - resultierend aus einem mit fortlaufenden Einpressvorgang zunehmenden mechanischen Eingreifens einer größeren Wandstärke im Kontaktbereich - geschmeidiger ausgeführt werden.The different wall thicknesses between the contact area and the inlet area or the outlet area are preferably designed to run continuously into one another, for example by rounding or chamfering. On the one hand, this means that notch effects can be more favorable at these points of the press-fit contact. On the other hand, an increase in force - resulting from a mechanical engagement of a greater wall thickness in the contact area, which increases as the press-in process continues - can be performed more smoothly.

Bevorzugt ist der Kontaktbereich mit einer im wesentlich teilzylindrischen Mantelfläche ausgebildet, an welche weiter bevorzugt sich der Einlaufbereich und/oder der Auslaufbereich mit zur Längsachse hin zulaufender konischer Teilmantelfläche anschließen, insbesondere über eine Abrundung oder Anfasung. Im Längsschnitt durch die Längsachse zeigt sich dabei ein durch die Mantelfläche und die Teilmantelflächen gebildeter bevorzugt wannenförmige Formverlauf. Die teilzylindrische Mantelfläche des Kontaktbereiches ergibt sich dann dadurch, dass der Formverlauf nur in einer Teilrotation um die Längsachse die Außenwandung des Einpresskontaktes ausprägt. Der Formverlauf kann sich dabei in bestimmten Ausführungen des Einpresskontaktes über einen Rotationswinkel hinweg lokal verändern, bevorzugt unter Beibehaltung einer jeweiligen Wannenform. Der Formverlauf erstreckt sich radial um die Längsachse insbesondere über einen Rotationswinkel von 180° bis 270°, bevorzugt von >180° bis < 240°. Eine der Längsachse zugewandte Innenwandung des Einpresskontaktes ergibt sich über einen zur Außenwandung entsprechend abgesetzten Innenformverlauf. Das Beabstandungsmaß orientiert sich dabei nach den bereichsweise festgelegten Wandstärken, insbesondere unter Ausbildung einer geringeren Wandstärke im Einlaufbereich und/oder dem Auslaufbereich. Die geringere Wandstärke soll hierbei überwiegen, d.h. auch bei Ausführungsformen, bei welchen diese Ausprägung aufgrund von lokal sehr beschränkten Ausnehmungen oder Aufsätze im Kontaktbereich, im Einlaufbereich und im Auslaufbereich lokal begrenzt abweicht. Die Innenwandung zeigt sich damit als eine Formausnehmung innerhalb eines rinnenförmigen Längsabschnitts, welcher zu den dem Kontaktbereich jeweils abgewandten Enden des Einlaufbereichs bzw. des Auslaufbereichs hin zulaufend geschlossen ausgebildet ist.The contact area is preferably designed with an essentially partially cylindrical jacket surface, which is further preferably followed by the inlet area and / or the outlet area with a conical partial jacket surface tapering towards the longitudinal axis, in particular via a rounding or bevel. In the longitudinal section through the longitudinal axis, a preferably trough-shaped shape profile formed by the jacket surface and the partial jacket surfaces is shown. The partially cylindrical outer surface of the contact area then results from the fact that the shape profile forms the outer wall of the press-in contact only in a partial rotation around the longitudinal axis. In certain embodiments of the press-fit contact, the shape profile can change locally over an angle of rotation, preferably while maintaining a respective trough shape. The shape extends radially around the longitudinal axis, in particular over an angle of rotation of 180 ° to 270 °, preferably from> 180 ° to <240 °. An inner wall of the press-fit contact facing the longitudinal axis results from an inner shape profile that is correspondingly offset from the outer wall. The distance dimension is based on the wall thicknesses determined in certain areas, in particular with the formation of a smaller wall thickness in the inlet area and / or the outlet area. The smaller wall thickness should predominate here, d .H. also in the case of embodiments in which this characteristic differs to a locally limited extent due to locally very limited recesses or attachments in the contact area, in the inlet area and in the outlet area. The inner wall is thus shown as a shaped recess within a channel-shaped longitudinal section which is designed to be closed and taper towards the ends of the inlet area or the outlet area facing away from the contact area.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Einpresskontaktes möglich.The measures listed in the dependent claims enable advantageous developments and improvements of the press-in contact specified in the independent claim.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Einpresskontaktes weist der rinnenförmige Längsabschnitt in jeweils senkrechen Schnitten zur Längsachse einen Rinnenboden und an diesen angeformte beidseitig abstehende Federschenkel auf. Die jeweiligen Querschnittsflächen sind hierbei insbesondere U- oder C-förmig ausgebildet, so dass Federschenkel jeweils einen U-Schenkel der U-Form bzw. einen C-Schenkel der C-Form bilden. Die Federschenkel erzeugen dabei entlang des durch sie gebildeten Umfangsabschnitts eine Federspannung, welche ausgebildet ist, die Federschenkel an die Innenwand eines Durchbruches, beispielsweise eines Schaltungsträgers, anzuschmiegen unter Ausbildung einer Einpressverbindung. Beim Anschmiegen sind die Rundungen der Federschenkel dann vorteilhaft an die Rundung der Innenwand des Durchbruchs angepasst. Zusätzlich ist durch die dann wirksame Federspannung ein Halten des Einpresskontaktes innerhalb des Durchbruches unter Beibehaltung der Einpressverbindung ermöglicht.In an advantageous embodiment of the press-in contact, the channel-shaped longitudinal section has, in each case perpendicular to the longitudinal axis, a channel base and spring legs which are molded onto this on both sides. The respective cross-sectional areas are in particular U-shaped or C-shaped, so that spring legs each form a U-leg of the U-shape or a C-leg of the C-shape. The spring legs generate a spring tension along the circumferential section formed by them, which is designed to nestle the spring legs against the inner wall of an opening, for example a circuit carrier, forming a press-fit connection. When nestling, the curves of the spring legs are then advantageously adapted to the curve of the inner wall of the opening. In addition, the spring tension then effective enables the press-in contact to be held within the opening while maintaining the press-in connection.

In einer besonders günstigen Ausführungsform des Einpresskontaktes umfasst die Wandung mit geringerer Wandstärke auch einen zum Einlaufbereich zugewandten Endabschnitt des Kontaktbereiches und/oder einen zum Auslaufbereich zugewandten Endabschnitt des Kontaktbereiches. In vorteilhafter Weise nimmt dabei eine bestehende Druckspannung bei einer ausgebildeten Einpressverbindung in Richtung der dem Einlaufbereich des Einpresskontaktes zugewandten und/oder der dem Auslaufbereich des Einpresskontaktes zugewandten Berandung des Durchbruches kontinuierlich ab. Damit ist gerade für die kritischen Stellen im Bereich der Berandung des Durchbruches eine nur geringe, unschädliche insbesondere laterale Ausdehnung sichergestellt. Zusätzlich ergibt sich dabei der Vorteil, dass der Einpresskontakt über einen Wegbereich entlang der Längsachse innerhalb des Durchbruches für eine Endstellung positionierbar ist, ohne dass es zu einer erhöhten Beanspruchung im Bereich der Berandung des Durchbruches kommt. Damit können Montage- und/oder Fertigungstoleranzen bei der Ausbildung der Einpressverbindung vorteilhaft kompensiert werden. Gute Ergebnisse zeigen sich bei Ausführungen des Einpresskontaktes, bei welchen zumindest einer der Endabschnitte oder beide Endabschnitt sich in Längsrichtung jeweils über 10 - 30 % des Kontaktbereiches erstrecken.In a particularly favorable embodiment of the press-in contact, the wall with a smaller wall thickness also comprises an end section of the contact area facing the inlet area and / or an end section of the contact area facing the outlet area. In an advantageous manner, when a press-in connection is formed, an existing compressive stress continuously decreases in the direction of the edge of the opening facing the inlet area of the press-in contact and / or the edge of the opening facing the outlet area of the press-in contact. This ensures only a small, harmless, in particular lateral expansion, especially for the critical points in the area of the edge of the opening. In addition, there is the advantage that the press-in contact can be positioned over a path area along the longitudinal axis within the opening for an end position without increasing stress in the area of the edge of the opening. This allows assembly and / or manufacturing tolerances in the Formation of the press-fit connection are advantageously compensated. Good results are shown in designs of the press-in contact in which at least one of the end sections or both end sections extend in the longitudinal direction over 10-30% of the contact area.

In Weiterbildung des Einpresskontaktes ist es vorteilhaft, dass der Kontaktbereich auf seiner der Längsachse zugewandten Innenwandungsseite, insbesondere ein zu den Endabschnitten angrenzender Mittenbereich des Kontaktbereiches, eine radial um die Längsachse umlaufende Wulst aufweist, welche vom Einlaufbereich und/oder vom Auslaufbereich innenseitig absteht. Damit kann der Kontaktbereich in einer Art Spannring eine Haltefunktion erfüllen und durch eine entsprechend hohe Einpresskraft im Zustand einer ausgebildeten Einpressverbindung eine sicherere, insbesondere elektrische Kontaktierung ermöglichen.In a further development of the press-in contact, it is advantageous that the contact area on its inner wall side facing the longitudinal axis, in particular a central area of the contact area adjoining the end sections, has a bead extending radially around the longitudinal axis, which protrudes on the inside from the inlet area and / or the outlet area. The contact area can thus fulfill a holding function in a type of clamping ring and, by means of a correspondingly high press-in force in the state of a press-in connection, enable more secure, in particular electrical, contacting.

In einer besonders günstigen Ausführungsform des Einpresskontaktes weist die Wulst entlang der Längsachse eine gleichbleibende Wandstärke auf. Damit kann über einen großen Längsabschnitt des Kontaktbereiches, insbesondere über den genannten Mittenbereich hinweg, eine maximale Einpresskraft erzeugt werden. Dies bietet sich insbesondere bei solchen Ausführungen an, bei welchen ein erneutes Lösen der Einpressverbindung nur bei sehr hohen Ausziehkräften ermöglicht sein soll.In a particularly favorable embodiment of the press-in contact, the bead has a constant wall thickness along the longitudinal axis. A maximum press-in force can thus be generated over a large longitudinal section of the contact area, in particular over the aforementioned central area. This is particularly useful in designs in which a renewed release of the press-fit connection should only be possible with very high extraction forces.

In einer alternativen Ausführungsform des Einpresskontaktes weist die Wulst entlang der Längsachse eine zunehmende und dann eine abfallende Wandstärke auf, wobei bevorzugt eine maximale Wandstärke in einem Mittenlängsabschnitt des Kontaktbereiches ausgebildet ist. Damit ergeben sich maximale Einpresskräfte und damit wirksame Druckspannungen lediglich in einem Mittenbereich des kontaktierten Durchbruches, beispielsweise eines Schaltungsträgers. Vorteilhaft können damit die Berandungen des Durchbruches noch weiter von derartigen Druckbeanspruchungen entlastet werden, wobei aber weiterhin hohe Einpress- und Kontaktierungskräfte erzeugt werden können. Die Wandstärke ändert sich hierbei bevorzugt über einen konvexen Formverlauf entlang der Längsachse, wodurch ein Anstieg auf eine wirksame Maximalkraft deutlich ausgeprägt werden kann. Etwas weniger ausgeprägt fällt der Kraftanstieg bei einer Ausführungsvariante, bei welcher die Wulst entlang der Längsachse von zwei Seiten aus rampenförmig zur Mitte hin maximal zuläuft.In an alternative embodiment of the press-in contact, the bead has an increasing and then a decreasing wall thickness along the longitudinal axis, a maximum wall thickness preferably being formed in a central longitudinal section of the contact area. This results in maximum press-in forces and thus effective compressive stresses only in a central area of the contact opening, for example a circuit carrier. In this way, the edges of the opening can advantageously be relieved of such pressure loads even further, but it is still possible to generate high press-in and contacting forces. The wall thickness here preferably changes via a convex shape profile along the longitudinal axis, as a result of which an increase to an effective maximum force can be clearly pronounced. The increase in force is somewhat less pronounced in an embodiment variant in which the bead tapers as a maximum ramp along the longitudinal axis from two sides towards the center.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen des Einpresskontaktes beträgt die Wandstärke im Einlaufbereich und/oder im Auslaufbereich und/oder in einem oder in beiden Endabschnitten des Kontaktbereiches 50 - 90 %, insbesondere 50 - 75 % einer maximalen Wandstärke im Kontaktbereich. Hierbei zeigt sich eine deutlich erreichbare Reduktion von druckspannungsbehafteten Schadensfällen beim Einsatz dieser verbesserten Einpresstechnik ohne dabei qualitative Einbußen in der auszubildenden Einpressverbindung fürchten zu müssen.In particularly advantageous embodiments of the press-in contact, the wall thickness in the inlet area and / or in the outlet area and / or in one or both end sections of the contact area is 50-90%, in particular 50-75% of a maximum wall thickness in the contact area. This shows a clearly achievable reduction in cases of damage subject to compressive stress when using this improved press-in technique without having to fear any loss of quality in the press-in connection to be formed.

Große Vorteile ergeben sich bei einer Ausführungsform des Einpresskontaktes, bei welcher der Einpresskontakt als ein Blechprägeteil ausgebildet ist mit in zumindest einem Teilbereich verbliebenen Blechgrundseiten, die innerhalb von zwei parallel zur Längsachse angeordneten Ebenen liegen. Dabei erstrecken sich radial um die Längsachse umlaufende Wandungsabschnitte des Einlaufbereiches, des Auslaufbereiches und des Kontaktbereiches nur maximal bis zu den Ebenen. Damit können sehr kompakte Einpresskontakte vorgesehen werden, welche bei einer zunehmenden Miniaturisierung in der Elektronik sehr gefragt sind. Ferner können derartige Einpresskontakte mit Formmassen umhüllt werden, beispielsweise mittels eines werkzeuggebundenen Kunststoffspritzgussverfahrens. Einer oder mehrere Einpresskontakte sind dabei beispielsweise Teil eines Steckerelementes, einer insbesondere mehrpoligen Messerleiste, eines Adapterelementes für ein elektrisches und/oder elektronisches Bauelement oder Teil eines anderen Einpresskontaktelementes. Bei werkzeuggebundenen Umhüllungsverfahren kann bei dieser Ausführungsform selbst bei sehr kompakter Ausführung eine hinterschnittfreie Entformung aus dem Formwerkzeug ermöglicht werden, weil keine Bereiche des Einpresskontaktes besonders abstehen. Um hierbei auch von Fertigungstoleranzen und möglichen Verformungen des Einpresskontaktes während der Ausführung des Umhüllungsverfahrens unabhängiger zu werden, ist eine weitergebildete Ausführungsform denkbar. Bei dieser ist dann in einem senkrechten Schnitt zu den Ebenen und durch die Längsachse hindurch ein Rinnenboden des Einpresskontaktes einer der Ebenen gegenüberliegend zugewandt, wobei ein der Ebene nächstkommender Außenwandungsabschnitt insbesondere im Kontaktbereich dann eine kalottenartige Verformung aufweist.Great advantages result in an embodiment of the press-in contact in which the press-in contact is designed as an embossed sheet metal part with sheet metal base sides remaining in at least one partial area, which lie within two planes arranged parallel to the longitudinal axis. Wall sections of the inlet area, the outlet area and the contact area extending radially around the longitudinal axis only extend at most up to the planes. This allows very compact press-fit contacts to be provided, which are in great demand with increasing miniaturization in electronics. Furthermore, such press-fit contacts can be encased with molding compounds, for example by means of a tool-related plastic injection molding process. One or more press-fit contacts are, for example, part of a plug element, an in particular multi-pole male connector, an adapter element for an electrical and / or electronic component or part of another press-fit contact element. In the case of tool-related wrapping methods, in this embodiment, even with a very compact design, undercut-free removal from the mold can be made possible because no areas of the press-in contact particularly protrude. In order to also become more independent of manufacturing tolerances and possible deformations of the press-fit contact during the execution of the wrapping process, a further developed embodiment is conceivable. In this case, in a perpendicular section to the planes and through the longitudinal axis, a channel bottom of the press-in contact faces one of the planes opposite, an outer wall section closest to the plane then having a dome-like deformation, particularly in the contact area.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Einpresskontakt einstückig ausgebildet. Der Einpresskontakt kann beispielsweise vorteilhaft mittels Stanzen und/oder Kaltumformen erzeugt sein. Der Einpresskontakt kann so beispielsweise durch Abschneiden eines Endabschnitts eines Drahtes, insbesondere eines Drahtes mit einem runden Querschnitt oder mit einem rechteckigen Querschnitt, erzeugt sein, wobei der Abschnitt des Drahtes beim oder nach dem Abschneiden formgestanzt und zusätzlich kaltumgeformt werden kann, sodass mittels des Umformprozesses der Einpresskontakt mit dem Kontaktabschnitt und dem rinnenförmigen Längsabschnitt ausgebildet werden kann.In a preferred embodiment, the press-in contact is designed in one piece. The press-in contact can, for example, advantageously be produced by means of stamping and / or cold forming. The press-in contact can thus be produced, for example, by cutting off an end section of a wire, in particular a wire with a round cross-section or with a rectangular cross-section, wherein the section of the wire can be stamped and additionally cold-formed during or after cutting, so that the forming process Press-fit contact can be formed with the contact section and the channel-shaped longitudinal section.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Einpressstift durch eine Kupferlegierung, beispielsweise CuSn6, umfassend Kupfer als Hauptbestandteil und sechs Gewichts-Prozent Zinn, gebildet. Die Kupferlegierung ist beispielsweise eine Legierung gemäß der Norm UNS 18080. Die Kupferlegierung weist vorteilhaft eine gute elektrische Leitfähigkeit und ein großes Elastizitätsmodul auf, so dass die Federschenkel einen großen Anpressdruck erzeugen können.In a preferred embodiment, the press-fit pin is formed by a copper alloy, for example CuSn6, comprising copper as the main component and six percent by weight of tin. The copper alloy is, for example, an alloy according to the UNS 18080 standard. The copper alloy advantageously has good electrical conductivity and a large modulus of elasticity, so that the spring legs can generate a large contact pressure.

Die Erfindung führt auch zu einer Kontaktanordnung umfassend einen Einpresskontakt nach zumindest einer der genannten Ausführungsformen und einen Kontaktpartner, wobei der Kontaktpartner zumindest einen zylinderförmigen Durchbruch aufweist und der Kontaktbereich des Einpresskontaktes mit einer Innenwand des zylinderförmigen Durchbruchs unter Ausbildung einer Einpressverbindung anliegend, insbesondere elektrisch kontaktiert ist. Bei der Kontaktanordnung ist die Gefahr von druckspannungsbedingten Schäden deutlich reduziert oder gänzlich auszuschließen.The invention also leads to a contact arrangement comprising a press-in contact according to at least one of the mentioned embodiments and a contact partner, the contact partner having at least one cylindrical opening and the contact area of the press-in contact being adjacent, in particular electrically, to an inner wall of the cylindrical opening, forming a press-in connection. With the contact arrangement, the risk of damage caused by compressive stress is significantly reduced or completely eliminated.

Die Erfindung führt auch abschließend zu einer Elektronikvorrichtung umfassend eine Kontaktanordnung nach zumindest der zuvor beschriebenen Ausführung, wobei die Kontaktanordnung eine Messerleiste und/oder ein Steckerelement mit zumindest einem oder mehreren Einpresskontakten aufweist, mittels welchem/welchen die Einpressverbindung mit einem Schaltungsträger ausgebildet ist. Der Durchbruch ist hierbei insbesondere als eine Bohrung innerhalb des Schaltungsträgers ausgebildet. Der Durchbruch weist eine zylinderförmige Innenwand auf, wobei der Durchmesser des Durchbruchs kleiner ausgebildet ist als ein Durchmesser, insbesondere Querdurchmesser, des Einpressstifts.The invention also finally leads to an electronic device comprising a contact arrangement according to at least the embodiment described above, the contact arrangement having a male connector and / or a plug element with at least one or more press-in contacts, by means of which the press-in connection with a circuit carrier is formed. The breakthrough is designed in particular as a bore within the circuit carrier. The opening has a cylindrical inner wall, the diameter of the opening being designed to be smaller than a diameter, in particular a transverse diameter, of the press-fit pin.

FigurenlisteFigure list

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:

1: einen Teilausschnitt eines beispielhaft ausgeführten Einpresskontaktes in einer perspektivischen Darstellung,
2: den Einpresskontakt aus 1 zur Ausbildung einer Kontaktanordnung, beispielsweise als Teil einer Elektronikvorrichtung, in einer teilperspektivischen Draufsicht,
3: den in 1 und 2 dargestellten Einpresskontakt in einem Querschnitt im Bereich eines rinnenförmigen Längsabschnitts des Einpresskontaktes,
4: den rinnenförmigen Längsabschnitt des Einpresskontaktes in einem Durchbruch, wobei die durch den Längsabschnitt gebildete Rinne sich radial nach innen federnd eingerollt hat,
5: den Einpresskontakt aus 1 und 2 in einem Längsschnitt entlang einer Längsachse des Einpresskontaktes,
6 zeigt in einem Diagramm den Dehnungszustand eines Schaltungsträgers im Bereich eines Durchbruches über einen Einpressweg des Einpresskontaktes.

Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and on the basis of the drawing. This shows in:

1 : a partial section of an exemplary press-fit contact in a perspective view,
2 : the press-fit contact off 1 to form a contact arrangement, for example as part of an electronic device, in a partial perspective top view,
3 : the in 1 and 2 Press-fit contact shown in a cross section in the area of a channel-shaped longitudinal section of the press-fit contact,
4th : the channel-shaped longitudinal section of the press-fit contact in an opening, wherein the channel formed by the longitudinal section has rolled up radially inwards, resiliently,
5 : the press-fit contact off 1 and 2 in a longitudinal section along a longitudinal axis of the press-fit contact,
6th shows in a diagram the state of expansion of a circuit carrier in the area of an opening over a press-in path of the press-in contact.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den Figuren sind funktional gleiche Bauelemente jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, functionally identical components are each identified with the same reference symbols.

In der 1 ist ein Teilausschnitt eines beispielhaft ausgeführten Einpresskontaktes 1 in einer perspektivischen Darstellung dargestellt. Der Einpresskontakt 1 ist ferner - schematisch - auch in der 2 in einer Draufsicht dargestellt zusammen mit einem teilperspektivisch gezeigten Durchbruch in einem Schaltungsträger 30. Der Einpresskontakt 1 weist einen rinnenförmigen Längsabschnitt 2 auf, auf dem zwei voneinander beabstandete Federschenkel 3 und 4 als Bestandteil einer Rinne 5 ausgebildet sind.In the 1 is a partial section of an exemplary press-fit contact 1 shown in a perspective view. The press-fit contact 1 is also - schematically - also in the 2 shown in a plan view together with a partially perspective-shown breakthrough in a circuit carrier 30th . The press-fit contact 1 has a channel-shaped longitudinal section 2 on, on the two spaced apart spring legs 3 and 4th as part of a gutter 5 are trained.

Der Längsabschnitt 2 bildet eine Einpresszone des Einpresskontakts 1.The longitudinal section 2 forms a press-fit zone of the press-fit contact 1 .

Der Einpresskontakt 1 weist auch eine Einpressschulter 10 und eine Einpressschulter 11 auf, welche sich jeweils quer zur Längsachse 32 erstrecken. Die Einpressschultern 10 und 11 sind jeweils auf einem Längsabschnitt 9 entlang der Längsachse 32 ausgebildet. Der Einpresskontakt 1 weist auch einen Kontaktabschnitt 12 auf, welcher entlang eines Längsabschnitts 13 entlang der Längsachse 32 ausgebildet ist und einen Endabschnitt des Kontaktelements 1 bildet. Der Kontaktabschnitt 12 ist bevorzugt ausgebildet, mit einem elektrischen Leiter verbunden zu werden. Der elektrische Leiter kann mit dem Kontaktabschnitt, beispielsweise mittels Widerstandsschweißen oder mittels Löten, verbunden werden. Der Kontaktabschnitt kann auch als Pinkontakt zum Steckverbinden mit einem Stecker ausgebildet sein.The press-fit contact 1 also has a press-fit shoulder 10 and a press-fit shoulder 11th on, which are each transverse to the longitudinal axis 32 extend. The press-in shoulders 10 and 11th are each on a longitudinal section 9 along the longitudinal axis 32 educated. The press-fit contact 1 also has a contact portion 12th on, which along a longitudinal section 13th along the longitudinal axis 32 is formed and an end portion of the contact element 1 forms. The contact section 12th is preferably designed to be connected to an electrical conductor. The electrical conductor can be connected to the contact section, for example by means of resistance welding or by means of soldering. The contact section can also be designed as a pin contact for plug-in connection with a plug.

Der Einpresskontakt 1 weist auch einen an den Längsabschnitt 9 anschließenden Längsabschnitt 8 auf, an dem ein insbesondere rund geprägter Hals 33 des Einpresskontakts 1 anschließt. Der Einpresskontakt 1 weist auf dem Längsabschnitt 2 im Bereich der Rinne 5 einen an den Längsabschnitt 2 anschließenden, sich zu dem Hals 33 hin verjüngenden Längsabschnitt 7 auf, wobei ein Durchmesser 34 des Einpresskontakts 1 im Bereich der Rinne 5, insbesondere auf dem Längsabschnitt 2, größer ausgebildet ist als ein Querdurchmesser quer zur Längsachse 32 des Halses 33.The press-fit contact 1 also has one on the longitudinal portion 9 subsequent longitudinal section 8th on, on which a particularly round embossed neck 33 of the press-fit contact 1 connects. The press-fit contact 1 points to the longitudinal section 2 in the area of the gutter 5 one to the longitudinal section 2 subsequent to the neck 33 tapering longitudinal section 7th on, being a diameter 34 of the press-fit contact 1 in the area of the gutter 5 , especially on the longitudinal section 2 , greater is designed as a transverse diameter transversely to the longitudinal axis 32 of the neck 33 .

Der Einpresskontakt 1 ist entlang der Längsachse 32 zu einem von dem Kontaktabschnitt 12 abweisenden Ende 36 hin verjüngt ausgebildet, sodass der Einpresskontakt 1 leicht in einen Durchbruch 28 eines Schaltungsträgers 30 eingeführt werden kann.The press-fit contact 1 is along the longitudinal axis 32 to one of the contact portion 12th repellent end 36 formed tapered so that the press-fit contact 1 easily into a breakthrough 28 a circuit carrier 30th can be introduced.

Der Schaltungsträger 30 ist beispielsweise durch eine Leiterplatte, insbesondere eine faserverstärkte Epoxidharzleiterplatte, oder ein formgeschnittenes Blech, auch Lead-Frame genannt, gebildet. Der Durchbruch 28 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine zylindrische Bohrung gebildet. Der Durchbruch 28 weist eine zylinderförmige Innenwand 29 auf, wobei ein Durchmesser 35 des Durchbruchs 28 kleiner ausgebildet ist als der Durchmesser 34 des Einpresskontakts im Bereich der Rinne 5 auf dem Längsabschnitt 2. Die Innenwand 29 kann im Falle der Leiterplatte durch eine Metallschicht, insbesondere galvanisch erzeugte Schicht oder eine Metallhülse gebildet sein.The circuit carrier 30th is formed, for example, by a circuit board, in particular a fiber-reinforced epoxy resin circuit board, or a form-cut sheet metal, also called a lead frame. The breakthrough 28 is formed in this embodiment by a cylindrical bore. The breakthrough 28 has a cylindrical inner wall 29 on, being a diameter 35 of the breakthrough 28 is made smaller than the diameter 34 of the press-in contact in the area of the channel 5 on the longitudinal section 2 . The inner wall 29 In the case of the printed circuit board, it can be formed by a metal layer, in particular an electroplated layer or a metal sleeve.

Die Rinne 5 ist auf einem Längsabschnitt 6 zu dem Ende 36 hin verjüngt ausgebildet, wobei an den sich verjüngenden Längsabschnitt 6 der Rinne 5 ein Endabschnitt 15 anschließt, an dem der Einpresskontakt 1 eine Spitze 14 aufweist. Der Einpresskontakt 1 kann mit der Spitze 14 in den Durchbruch 28 eingeführt werden. Der Einpresskontakt 1 ist ausgebildet, mit der Rinne 5, umfassend die Federschenkel 3 und 4, die Innenwand 29 des Durchbruchs 28 elektrisch zu kontaktieren. Dabei werden beim Einpressen des Einpresskontakts 1 die Federschenkel 3 und 4 aufeinander zubewegt, insoweit der Durchmesser 34 des Einpresskontakts im Bereich der Rinne 5 größer ausgebildet ist, als der Durchmesser 35 des Durchbruchs 28. Die Rinne 5 erstreckt sich in diesem Ausführungsbeispiel entlang des Längsabschnitts 2, entlang des Längsabschnitts 6 und entlang des Längsabschnitts 7 entlang der Längsachse 32 des Einpresskontaktes 1.The gutter 5 is on a longitudinal section 6th to the end 36 tapered towards the tapered longitudinal section 6th the gutter 5 an end section 15th connects to which the press-fit contact 1 a peak 14th having. The press-fit contact 1 can with the tip 14th in the breakthrough 28 to be introduced. The press-fit contact 1 is formed with the gutter 5 , comprising the spring legs 3 and 4th , the inner wall 29 of the breakthrough 28 to contact electrically. When pressing in the press-fit contact 1 the spring legs 3 and 4th moved towards each other, insofar as the diameter 34 of the press-in contact in the area of the channel 5 is made larger than the diameter 35 of the breakthrough 28 . The gutter 5 extends in this exemplary embodiment along the longitudinal section 2 , along the longitudinal section 6th and along the longitudinal section 7th along the longitudinal axis 32 of the press-fit contact 1 .

Die Längsabschnitte 8, 7, 2, 6 und 15 bilden in diesem Ausführungsbeispiel einen Einpressstift 43.The longitudinal sections 8th , 7th , 2 , 6th and 15th form a press-fit pin in this exemplary embodiment 43 .

Der Längsabschnitt 2 bildet den zuvor erwähnten Kontaktbereich, der Längsanschnitt 6 bildet den zuvor erwähnten Einlaufbereich und der Längsabschnitt 7 bildet den zuvor erwähnten Auslaufbereich.The longitudinal section 2 forms the aforementioned contact area, the longitudinal cut 6th forms the aforementioned inlet area and the longitudinal section 7th forms the aforementioned run-out area.

2 zeigt auch eine Kontaktanordnung 44, insbesondere als Teil einer Elektronikvorrichtung 50. Zur Ausbildung einer elektronischen Schaltung sind auf dem Schaltungsträger elektrische und/oder elektronische Bauelemente miteinander verschaltet (nicht dargestellt). Die Kontaktanordnung 44 umfasst den Schaltungsträger 30 und den Einpresskontakt 1. Der Einpresskontakt 1 ist ausgebildet, in den Durchbruch 28 des Schaltungsträgers 30 eingepresst zu werden und dabei - insbesondere durch Abwinkelung der Federschenkel 3 und 4 radial nach innen und durch Einrollen federnd gegen die Innenwand 29 zu pressen. Der Einpresskontakt 1 kann dabei beispielsweise Bestandteil einer Messerleiste und/oder eines Steckerelements sein, welche/welches mit dem Schaltungsträger 30 über einen oder mehrere Einpresskontakte 1 verbunden ist. 2 also shows a contact arrangement 44 , especially as part of an electronic device 50 . To form an electronic circuit, electrical and / or electronic components are interconnected on the circuit carrier (not shown). The contact arrangement 44 includes the circuit carrier 30th and the press-fit contact 1 . The press-fit contact 1 is trained in the breakthrough 28 of the circuit carrier 30th to be pressed in and at the same time - in particular by angling the spring legs 3 and 4th radially inwards and resiliently by rolling against the inner wall 29 to press. The press-fit contact 1 can for example be part of a male connector and / or a plug element which / which is connected to the circuit carrier 30th via one or more press-fit contacts 1 connected is.

3 zeigt - schematisch - den in 1 und 2 dargestellten Einpresskontakt 1 in einer Schnittdarstellung entlang einer in 2 dargestellten Schnittlinie A - A in einem nicht eingepressten Zustand. Die Schnittlinie A - A verläuft quer zur Längsachse 32 innerhalb des Kontaktbereiches 2, beispielsweise in einem Mittenbereich. 3 shows - schematically - the in 1 and 2 press-fit contact shown 1 in a sectional view along an in 2 Section line A - A shown in a non-pressed-in state. The section line A - A runs transversely to the longitudinal axis 32 within the contact area 2 , for example in a central area.

Im Querschnitt zeigt sich ein Rinnenboden 16, wobei der Rinnenboden 16 entlang eines Umfangsabschnitts 17 ausgebildet ist. An den Rinnenboden 16 ist ein Federschenkel 4 angeformt, welcher sich entlang eines Umfangabschnitts 18 und eines Umfangabschnitts 19 erstreckt. Die Länge der Umfangsabschnitte 18 und 19 entspricht so der vorab beschriebenen Schenkellänge. An den Rinnenboden 16 ist auch ein Federschenkel 3 angeformt, welcher sich entlang eines Umfangsabschnitts 20 und entlang eines Umfangsabschnitts 21 erstreckt. Die Federschenkel 3 und 4 erstrecken sich in zueinander entgegengesetzte Umfangsrichtungen um die Längsachse 32 umlaufend. Bevorzugte Querschnittsflächen sind hierbei U- oder C-förmig.A channel bottom is shown in cross-section 16 , with the gutter bottom 16 along a circumferential section 17th is trained. To the bottom of the channel 16 is a spring leg 4th integrally formed, which extends along a circumferential section 18th and a peripheral portion 19th extends. The length of the perimeter sections 18th and 19th corresponds to the leg length described above. To the bottom of the channel 16 is also a spring leg 3 integrally formed, which extends along a circumferential section 20th and along a peripheral portion 21 extends. The spring legs 3 and 4th extend in mutually opposite circumferential directions around the longitudinal axis 32 circulating. Preferred cross-sectional areas here are U- or C-shaped.

Die Rinne 5 weist eine Außenwand 38 auf, welche durch die Umfangsabschnitte 21, 20, 17. 18, 19 gebildet ist. Die Außenwand 38 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine teilzylindrische Bogenform auf, wobei die Rinne 5 ausgebildet ist, beim Einfedern der Federschenkel 3 und 4 radial nach innen, die Bogenform der Außenwand 38, im Folgenden auch Mantelfläche genannt, beizubehalten. Die Mantelfläche 38 der Rinne 5 ist dabei ausgebildet, sich beim Einfedern der Federschenkel 3 und 4 radial nach innen an die Innenwand 29 des Durchbruchs 28 in 2 anzuschmiegen.The gutter 5 has an outer wall 38 on which by the circumferential sections 21 , 20th , 17th . 18th , 19th is formed. The outside wall 38 In this exemplary embodiment, it has a partially cylindrical arch shape, the channel 5 is formed during compression of the spring legs 3 and 4th radially inwards, the arch shape of the outer wall 38 , hereinafter also referred to as the outer surface, to be retained. The outer surface 38 the gutter 5 is designed to move when the spring legs compress 3 and 4th radially inwards to the inner wall 29 of the breakthrough 28 in 2 to snuggle up to.

Die Rinne 5 weist auch eine Innenwand 37 auf, welche zur Längsachse 32 hin beabstandet ist. In Abhängigkeit eines Beabstandungsmaßes ist hierbei eine Wandstärke d, da der Wandung festgelegt. Die Wandstärke d der Wandung ist jedoch entlang der Längsachse 32 unterschiedlich. So ist die Wandstärke d, db in einer senkrechten Schnittlinie B - B zur Längsachse 32 innerhalb des Einlaufbereichs 6 und/oder ist die Wandstärke d, dc in einer senkrechten Schnittlinie C - C zur Längsachse 32 innerhalb des Auslaufbereichs 7 geringer ausgeführt als eine maximale Wandstärke d, da in der Schnittlinie A - A im Kontaktbereich 2. Die geringeren Wandstärken db, dc sind zur Veranschaulichung gestrichelt innerhalb der in der Schnittlinie A - A erhaltenen Querschnittsfläche dargestellt. The gutter 5 also has an inner wall 37 on which to the longitudinal axis 32 is spaced out. A wall thickness is dependent on a distance dimension d , there the wall set. The wall thickness d however, the wall is along the longitudinal axis 32 different. So is the wall thickness d , db in a vertical section line B - B to the longitudinal axis 32 within the inlet area 6th and / or is the wall thickness d , dc in a vertical section line C - C to the longitudinal axis 32 within the run-out area 7th designed less than a maximum wall thickness d , there in the section line A - A im Contact area 2 . The smaller wall thicknesses db , dc are shown in dashed lines for illustration within the cross-sectional area obtained in the section line A - A.

Bevorzugt sind die Wandstärken db, dc im Einlaufbereich 6 bzw. Auslaufbereich 7 gleich ausgeführt, können sich aber auch unterscheiden.The wall thicknesses are preferred db , dc in the inlet area 6th or run-out area 7th executed the same, but can also differ.

Die geringeren Wandstärken db, dc können sich aber auch bis in einen dem Einlaufbereich 6 und/oder dem Auslaufbereich 7 zugewandten Endabschnitten 2.6, 2.7 des Kontaktbereiches 2 einlaufen und diese mit umfassen. Diese Endabschnitte 2.6, 2.7 können sich hierbei jeweils in Längsrichtung über 10 - 30 % des Kontaktbereiches 2 erstreckenThe smaller wall thicknesses db , dc but can also extend into one of the inlet areas 6th and / or the run-out area 7th facing end sections 2.6 , 2.7 of the contact area 2 come in and embrace them. These end sections 2.6 , 2.7 can each extend in the longitudinal direction over 10 - 30% of the contact area 2 extend

Somit weist der Kontaktbereich 2 auf Seiten der Innenwand 37 eine radial um die Längsachse 32 umlaufende Wulst 22 auf, welche von der Innenwand 37 im Einlaufbereich 6 bzw. im Auslaufbereich 7 innenseitig absteht. Die Wulst 22 begrenzt sich auch nur auf einen Mittenbereich des Kontaktbereiches 2, falls Endabschnitte 2.6, 2.7 des Kontaktbereiches 2 - wie oben beschrieben - mit geringerer Wandstärke d ausgeführt sind. Zur Bestimmung der Wandstärke d wird ein zur Außenwand 38 senkrecht gerichtetes Abstandsmaß bis zur Innenwand 37 vermessen. Die Wulst 22 kann hierbei entlang der Längsachse 32 eine gleichbleibende Wandstärke d, da aufweisen. Bei alternativen Ausführungen des Einpresskontaktes 1 weist die Wulst 22 dagegen entlang der Längsachse 32 eine zunehmende und dann eine abfallende Wandstärke d, da auf. Bevorzugt ist eine maximale Wandstärke d, da in einem Mittenlängsabschnitt des Kontaktbereiches 2 ausgebildet.Thus, the contact area 2 on the side of the inner wall 37 one radially around the longitudinal axis 32 circumferential bead 22nd on which from the inner wall 37 in the inlet area 6th or in the run-out area 7th protrudes on the inside. The bead 22nd is also limited to only a central area of the contact area 2 if end sections 2.6 , 2.7 of the contact area 2 - as described above - with a smaller wall thickness d are executed. To determine the wall thickness d becomes an outer wall 38 vertical distance to the inner wall 37 measured. The bead 22nd can here along the longitudinal axis 32 a constant wall thickness d , there exhibit. With alternative versions of the press-fit contact 1 shows the bead 22nd however, along the longitudinal axis 32 an increasing and then a decreasing wall thickness d , there on. A maximum wall thickness is preferred d , there in a central longitudinal section of the contact area 2 educated.

In der 5 ist eine besondere Ausführungsmöglichkeit der Wulst 22 in einem Längsschnitt des Einpresskontaktes 1 entlang der Längsachse 32 gezeigt. Die Wulst ist hierbei mit einem konvexen Formverlauf ausgeführt, wodurch die Wandstärke d, da zuerst zunimmt und dann wieder abfällt. Alternativ kann der Formverlauf beidseitig rampenförmig zulaufend ausgeführt sein (gestrichel dargestellt). Die Längsabschnitte 2, 6 und 7 bilden zusammen die Rinne 5. Dabei weist die Mantelfläche 38 einen wannenförmigen Formverlauf auf. Zu ersehen ist eine zu beiden Seiten der Wulst 22 abgesetzte Innenwand 37 im Einlaufbereich 6 bzw. im Auslaufbereich 7. Diese ist entlang der Federschenkel 3 und 4 entsprechend radial fortgeführt. Bevorzugt ist der Einpresskontakt 1 als ein Blechprägeteil ausgebildet, insbesondere hinterschneidungsfrei ausgebildet, so dass die Federschenkel 3 und 4 - insbesondere an der Innenwand 37 der Rinne 5 - im nicht eingepressten Zustand der Rinne 5 sich zueinander parallel, oder V-förmig erstrecken. So kann der Einpresskontakt 1 vorteilhaft mittels nur eines Stanz- und/oder Prägevorganges aus einem Metallrohling erzeugt werden. Hierbei sind auch Ausführungen denkbar, bei welche in Teilbereichen des Einpresskontaktes 1, beispielsweis über die Längsabschnitte 8 und 9, Blechgrundseiten 25, 26 des Rohblechs verbleiben. Die Blechgrundseiten 25, 26 liegen dabei innerhalb von zwei parallel zur Längsachse 32 angeordneten Ebenen E1, E2. Dabei erstrecken sich radial um die Längsachse umlaufende Wandungsabschnitte 21, 20, 17, 18, 19 des Einlaufbereiches 6, des Auslaufbereiches 7 und des Kontaktbereiches 2 nur maximal bis zu diesen Ebenen 25, 26. Bevorzugt ist dabei der Rinnenboden 16 der einen Ebene 25, 26 gegenüberliegend zugewandt. Ein der Ebene 25, 26 dann nächstkommender Außenwandungsabschnitt 17, insbesondere im Kontaktbereich 2, weist dabei eine kalottenartige Verformung 27 auf.In the 5 is a special design option for the bead 22nd in a longitudinal section of the press-fit contact 1 along the longitudinal axis 32 shown. The bead is designed with a convex shape, which increases the wall thickness d , there first increases and then decreases again. Alternatively, the shape can be designed to taper ramp-shaped on both sides (shown in dashed lines). The longitudinal sections 2 , 6th and 7th together form the gutter 5 . The lateral surface 38 a trough-shaped shape. You can see one on either side of the bead 22nd offset inner wall 37 in the inlet area 6th or in the run-out area 7th . This is along the spring leg 3 and 4th continued radially accordingly. The press-fit contact is preferred 1 designed as a stamped sheet metal part, in particular designed without undercuts, so that the spring legs 3 and 4th - especially on the inner wall 37 the gutter 5 - when the channel is not pressed in 5 extend parallel to each other or in a V-shape. So can the press-fit contact 1 are advantageously produced from a metal blank by means of only one punching and / or stamping process. Here, designs are also conceivable in which in partial areas of the press-fit contact 1 , for example over the longitudinal sections 8th and 9 , Sheet metal bases 25th , 26th of the raw sheet remain. The sheet metal base 25th , 26th lie within two parallel to the longitudinal axis 32 arranged levels E1 , E2 . Wall sections extending radially around the longitudinal axis 21 , 20th , 17th , 18th , 19th of the inlet area 6th , the run-out area 7th and the contact area 2 only up to these levels 25th , 26th . The bottom of the channel is preferred 16 the one level 25th , 26th facing opposite. One of the plane 25th , 26th then the closest outer wall section 17th , especially in the contact area 2 , shows a dome-like deformation 27 on.

4 zeigt den Einpresskontakt 1 in einem eingepressten Zustand, beispielsweise in einem Durchbruch 29 unter Ausbildung einer Kontaktanordnung 44 gemäß der 2. Der Durchbruch 28 weist eine Innenwand 29 auf, welche zum Kontaktiertwerden durch die Rinne 5 des Einpresskontakts 1 ausgebildet ist. Die Federschenkel 3 und 4 sind hierbei nach innen eingefedert. Dabei kann die Mantelfläche 38 sich entlang des Umfangs 39 an die Innenwand 29 glatt anschmiegen. 4th shows the press-fit contact 1 in a pressed-in state, for example in a breakthrough 29 with the formation of a contact arrangement 44 according to the 2 . The breakthrough 28 has an inner wall 29 which are to be contacted through the channel 5 of the press-fit contact 1 is trained. The spring legs 3 and 4th are spring-loaded inwards. The jacket surface can 38 along the perimeter 39 on the inner wall 29 nestle smoothly.

Die Rinne 5 ist so ausgebildet, von der in 3 dargestellten U-Form im expandierten, also nicht eingepressten Zustand beim Einpressen zu einer in der 4 dargestellten C-Form radial nach innen einzurollen. Die Rinne 5 hat dabei ihren Durchmesser im expandierten Zustand auf den Durchmesser 35 im eingepressten Zustand verkleinert. Die Mantelfläche 38 ist ausgebildet, im eingefederten Zustand der Federschenkel 3 und 4 einen kreisbogenförmigen Querschnitt der Mantelfläche 38 beizubehalten.The gutter 5 is designed in such a way that the in 3 U-shape shown in the expanded, so not pressed-in state when pressed into one in the 4th Roll up the C-shape shown radially inwards. The gutter 5 has its diameter in the expanded state to the diameter 35 reduced in size when pressed. The outer surface 38 is designed, in the compressed state of the spring leg 3 and 4th an arcuate cross section of the lateral surface 38 to maintain.

6 zeigt ein Diagramm 51 mit einer Abszisse 52 und einer Ordinate 53. Die Abszisse 52 repräsentiert einen Einpressweg X des in den 2 und 3 dargestellten Einpresskontaktes 2 entlang der Längsachse 32, insbesondere in linearer Darstellung. Der Kontaktbereich 2, gebildet durch den Längsabschnitt 2 ist nach dem Einpressen unter Ausbildung einer Einpressverbindung in dem Durchbruch 28 in 2 in einer Endstellung angeordnet, wobei die Federschenkel 3 und 4 radial nach außen gegen die Innenwand 29 des Durchbruchs 28 in 2 pressen. Die Ordinate 53 repräsentiert eine Dehnung Y, insbesondere eine Querdehnung des Schaltungsträgers 30 im Bereich des Durchbruchs 28 beim Einpressen des Einpresskontaktes in den Durchbruch 28 in Abhängigkeit des Einpressweges X, insbesondere in linearer Darstellung. Dargestellt ist auch eine Kurve 54, welche einen Dehnungsverlauf des Schaltungsträgers 30 beim Einpressen eines Einpresskontaktes 1 nach bekannten Stand der Technik in den Durchbruch 28 in Abhängigkeit des Einpressweges entlang der Längsachse 32 repräsentiert. Die dargestellte Kurve 55 wiederrum zeigt einen Dehnungsverlauf des Schaltungsträgers 30 beim Einpressen eines Einpresskontaktes 1 gemäß den 1 - 5. Nach einem ersten Wegabschnitt 61, in welchem der Einpresskontakt in den Durchbruch 28 einfädelt, verläuft die Kurve 55 weitaus flacher als die ansonsten bekannte 55. Durch die größere Nachgiebigkeit des Einpresskontaktes 1 im Einlauf- und Kurve /oder Auslaufbereich 6, 7 infolge der geringeren Wandstärke db, dc fallen die sich ergebenen Spannungsdehnungen Y im Schaltungsträger 30 über den Einpressweg X hinweg deutlich geringer aus. Eine anfängliche Dehnungskennlinie 55.1 als Näherung an die Kurve 55 zeigt demnach eine geringere Steigung auf als eine Dehnungskennlinie 54.1 als Näherung an die Kurve 54. In einer Endstellung 60 des Einpresskontaktes 1 über einen Wegabschnitt 62 zeigt sich ein reduzierter Dehnungsbetrag 60.1 im Bereich des Durchbruches 28 des Schaltungsträgers 30. Durch den nun erreichbaren reduzierten Dehnungsbetrag 60.1 können Spannungszustände im Schaltungsträger 30 im einem Wertebereich gehalten werden, in welchem das Risiko von ansonsten spannungsbegründeten Delaminationen gesenkt werden kann. 6th shows a diagram 51 with an abscissa 52 and an ordinate 53 . The abscissa 52 represents a press-in path X of the 2 and 3 shown press-fit contact 2 along the longitudinal axis 32 , especially in linear representation. The contact area 2 , formed by the longitudinal section 2 is in the breakthrough after pressing in, forming a press-fit connection 28 in 2 arranged in one end position, the spring legs 3 and 4th radially outwards against the inner wall 29 of the breakthrough 28 in 2 press. The ordinate 53 represents an expansion Y, in particular a transverse expansion of the circuit carrier 30th in the area of the breakthrough 28 when pressing the press-fit contact into the breakthrough 28 as a function of the press-in path X, in particular in a linear representation. A curve is also shown 54 , which shows an expansion curve of the circuit carrier 30th when pressing in a press-fit contact 1 according to the known state of the art in the breakthrough 28 depending on the press-in path along the longitudinal axis 32 represents. The curve shown 55 again shows an expansion curve of the circuit carrier 30th when pressing in a press-fit contact 1 according to the 1 - 5 . After a first section of the trail 61 , in which the press-fit contact in the breakthrough 28 threads the curve 55 much flatter than the otherwise known 55 . Due to the greater flexibility of the press-fit contact 1 in the inlet and curve / or outlet area 6th , 7th due to the thinner wall thickness db , dc the resulting stress strains Y fall in the circuit carrier 30th over the press-in path X is significantly lower. An initial strain curve 55.1 as an approximation to the curve 55 accordingly shows a smaller slope than a strain curve 54.1 as an approximation to the curve 54 . In one end position 60 of the press-fit contact 1 over a section of the path 62 shows a reduced amount of elongation 60.1 in the area of breakthrough 28 of the circuit carrier 30th . Due to the reduced amount of stretch that can now be achieved 60.1 can stress states in the circuit carrier 30th be kept in a value range in which the risk of otherwise stress-related delamination can be reduced.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102015200491 A1 [0003]

Claims

Press-in contact (1) with a contact section (12) and a press-in pin (43) molded onto the contact section (12), the press-in pin (43) having a channel-shaped longitudinal section (2, 5) which is formed, an inner wall (29) of a to make electrical contact with the cylindrical opening (28) and to hold it in the opening (28), the channel-shaped longitudinal section (5) having an inlet area (6), a contact area (2) and an outlet area ( 7), wherein the inlet area (6) and the outlet area (7) enclose the contact area (2) between one another, characterized in that a wall (37, 38) of the channel-shaped longitudinal section (2, 5) running radially around the longitudinal axis (32) ) in the inlet area (6) and / or in the outlet area (7) predominantly has a smaller wall thickness (db, dc) than a maximum wall thickness (da) in the contact area (2).

Press-fit contact (1) Claim 1 , characterized in that the channel-shaped longitudinal section (2, 5) has, in each case perpendicular to the longitudinal axis (32), a channel base (16) and spring legs (3, 4) formed on this and projecting on both sides, in particular with the formation of a U- or C- shaped cross-sectional area.

Press-fit contact (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the wall (37, 38) with a smaller wall thickness (db, dc) has an end section (2.6) of the contact area (2) facing the inlet area (6) and / or an end section (2.7) facing the outlet area (7) of the contact area (2) includes.

Press-fit contact (1) Claim 3 , characterized in that at least one of the end sections (2.6, 2.7) or both end sections (2.6, 2.7) each extend in the longitudinal direction over 10-30% of the contact area (2).

Press-fit contact (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact area (2) on its inner side (37) facing the longitudinal axis (32), in particular a central area of the contact area (2) adjoining the end sections (2.6, 2.7), has a bead (22) running radially around the longitudinal axis (32), which protrudes on the inside from the inlet area (6) and / or from the outlet area (7).

Press-fit contact (1) Claim 5 , characterized in that the bead (22) has a constant wall thickness (d, da) along the longitudinal axis (32).

Press-fit contact (1) Claim 5 , characterized in that the bead (22) along the longitudinal axis (32) has an increasing and then a decreasing wall thickness (d, da), a maximum wall thickness (da) preferably being formed in a central longitudinal section of the contact area (2).

Press-fit contact (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the wall thickness (db, dc) in the inlet area (6) and / or in the outlet area (7) and / or in one or both end sections (2.6, 2.7) of the contact area (2) 50-90%, in particular 50-75% of a maximum wall thickness (da) in the contact area (2).

Press-in contact (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the press-in contact (1) is designed as a stamped sheet metal part with sheet metal base sides (25, 26) remaining in at least one partial area, which are within two planes (E1, E2) arranged parallel to the longitudinal axis ), with wall sections (21, 20, 17, 18, 19) of the inlet area (6), the outlet area (7) and the contact area (2) extending radially around the longitudinal axis (32) up to the planes (E1, E2) extend.

Press-fit contact (1) Claim 9 , characterized in that in a perpendicular section to the planes (E1, E2) and through the longitudinal axis (32) a channel bottom (16) of the press-in contact (1) faces one of the planes (E1, E2), one of the planes (E1, E2) the closest outer wall section has a dome-like deformation (27) in particular in the contact area (2).

Contact arrangement (44) comprising a press-in contact (1) according to one of the preceding claims and a contact partner (30), the contact partner (30) having at least one cylindrical opening (28) and the contact area (2) of the press-in contact (1) with an inner wall (29) of the cylindrical opening (28) with the formation of a press-fit connection, in particular electrically contacted.

Electronic device (50) comprising a contact arrangement (44) according to Claim 11 , wherein the contact arrangement (44) has a male connector and / or a plug element with at least one or more press-in contacts (1), by means of which the press-in connection with a circuit carrier (30) is formed.