DE10334861A1

DE10334861A1 - Elektrischer Verbinder

Info

Publication number: DE10334861A1
Application number: DE10334861A
Authority: DE
Inventors: John J. Ashmann; Jennifer Hammond; Monroe Waymer
Original assignee: AVX Corp
Current assignee: Kyocera Avx Components Corp
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2004-02-26
Also published as: CN1482707A; GB0317074D0; JP2004063477A; GB2393590A; GB2393590B; US20040023525A1

Abstract

Ein elektrischer Zwitterverbinder bzw. ein elektrischer gattungsunspezifischer Verbinder ist derart vorgesehen, dass er mindestens zwei Abschnitte aufweist, welche bei einem Bilden des Verbinders zusammenzudrücken bzw. in Eingriff sind. Eine erste Verbindungseinheit und eine im Wesentlichen identische zweite Verbindungseinheit werden verbunden. Längliche leitfähige Kontakte eines Cantilever- bzw. Auskragungstyps können vorgesehen sein für eine Verbindung mit einem zweiten Gegenstücksatz von länglichen leitfähigen Kontakten eines Cantilever- bzw. Auskragungstyps innerhalb von Öffnungen bzw. Schlitzen in jeweiligen isolierenden Gehäusen. Lötmittelabschnitte bzw. Lötmittelkugeln können vorgesehen sein für eine Verbindung der länglichen Kontakte mit äußeren Leiterplattenbahnen oder Ähnlichem. Lötmittelkugeln können fernen dienen zum Halten des ersten Endes von Cantilever-Kontakten bzw. auskragenden Kontakten in Stellung innerhalb gegenüberliegender isolierender Basen, welche geeignet sind für einen Eingriff miteinander. Der Verbinder kann vorgesehen sein in einer zweistückigen koplanaren Anordnung. Gegenüberliegende Kontakte drücken gegeneinander in einer elastischen elektrischen Kommunikation in einer Weise, welche den Gesamtbetrag einer Verschiebung minimiert, welche innerhalb des isolierenden Gehäuses nötig ist.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung wurde gleichzeitig mit drei verwandten Anmeldungen eingereicht: (1) "Apparatur and Method for Making Electrical Connectors" (bzw. „Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von elektrischen Verbindern"), von Ashman et al., eingereicht am 30. Juli 2002; (2) "Apparatus and Method for Retaining and Placing Electrical Contacts" (bzw. "Vorrichtung und Verfahren zum Halten und Anordnen von elektrischen Kontakten") von Ashman et al., eingereicht am 30. Juli 2002; (3) "Electrical Connectors and Electrical Components" (bzw. „Elektrische Verbinder und elektrische Komponenten") von Ashman et al., eingereicht am 30. Juli 2002.
Hintergrund der Erfindung
Elektrische Verbinder sind vorgesehen in vielen verschiedenen Varianten für zahlreiche Anwendungen. In der Computer- und Mikroelektronik-Industrie können elektrische Verbinder vorgesehen sein in zwei getrennten Abschnitten, welche derart gestaltet sind, dass sie ineinander greifen. Die Industrie ist bestrebt, kleinere Verbinder zu schaffen. Verbinder können verwendet werden zum elektrischen Verbinden von Leiterbahnen von einer Leiterplatte mit einer anderen. Ein derartiger Verbinder kann ein Raster bzw. eine Anordnung von Verbindungspunkten auf gegenüberliegenden Flächen vorsehen. Ein zweistöckiger Verbinder kann elektrisch in Eingriff gebracht werden auf einer Gegenfläche und dann in Eingriff gebracht werden mit Leiterbahnen der Leiterplatte auf gegenüberliegenden Montageflächen.
BGA-Verbinder (BGA: Ball Grid Array) verwenden typischerweise Lötmittelabschnitte, bekannt als "Lötkugeln", auf den Enden von Kontaktelementen. Lötkugeln können positioniert werden und anschließend aufgeschmolzen werden auf einen Kontakt, wodurch der Verbinder versehen wird mit einem elektrischen Pfad zu einer Leiterbahn bzw. einer Leiterplatte. Wenn eine Lötkugel bzw. eine Anordnung von Kugeln gegen eine Leiterplatte gesetzt wird, kann die Lötkugel erwärmt und aufgeschmolzen werden, um die Kugeln auf die Leiterbahn zu schmelzen, was zu einer sicheren elektrischen Lötverbindung führt. Viele verschiedene Typen von BGA-Verbindern (BGA: Ball Grid Array) sind bekannt.
Viele Verbindungsvorrichtungen des Standes der Technik verwenden einen gattungsspezifischen ersten Abschnitt, welcher einen männlichen Kontaktabschnitt verwendet, der gestaltet ist zum Eingriff mit einem weiblichen Aufnehmer, welcher eine verschiedene Gestaltung aufweist. So dringt der erste "männliche" Abschnitt ein in einen Hohlraum bzw. "weiblichen" Abschnitt, was zu einer sicheren elektrischen Verbindung führt.
Nachteiligerweise ist die Verwendung von gattungsspezifischen Verbinderabschnitten teuer. Händler und Hersteller, welche derartige Verbinder verwenden, müssen einen Bestand sowohl für männliche als auch für weibliche Abschnitte lagern und halten. Nachteiligerweise erhöht dies die Menge des Lagerbestands, welcher aufrechterhalten werden muss.
Ferner führt das Halten von männlichen und weiblichen Abschnitten manchmal zu einer Unübersichtlichkeit im Hinblick darauf, welcher Abschnitt benötigt wird, wenn Bestellungen gemacht werden. Dieses Problem kann sich verschärfen, wenn verschieden gemessene Anordnungen verwendet werden. Beispielsweise muss, wenn spezifische Verbinderanordnungen von 100, 200, 400 und 800 Kontakten in der Industrie benötigt werden, ein Hersteller gewöhnlich über Montagebänder, Zeichnungen, Werkzeugbestückungen, Teilzahlen, Verpackung und Ähnliches verfügen, um jeder einzelnen unterschiedlich bemessenen Anordnung zu entsprechen, welche für die verschiedenen Endverbraucher hergestellt werden müssen. Wenn gattungsspezifische männliche und weibliche Komponenten verwendet werden, erhöht sich die Anzahl von getrennten Bauteilen, welche verwendet werden, um den Faktor zwei. Die große Anzahl von getrennten Bauteilen, welche benötigt werden, um jede Anordnungskombination herzustellen, stellt eine bedeutende Begrenzung dar.
Ein weiteres Problem bei männlichen/weiblichen Kombinationskontakten ist, dass in vielen derartigen Vorrichtungen lediglich ein gattungsspezifischer Abschnitt eine Verschiebung erfährt. Das heißt, es ist üblich, dass lediglich ein Abschnitt eines derartigen ineinandergreifenden Paares tatsächlich verschoben wird, wenn ein Eingriff erfolgt. Beim Erreichen einer kleineren Größe der Verbinder ist der Abstand bzw. Raum innerhalb des Gehäuses, welcher für die Verschiebung von Kontakten zur Verfügung steht, manchmal ein kritischer Faktor. Eine Anordnung, welche fähig ist zu einer Minimierung der linearen Gesamtverschiebung, welche erforderlich ist für einen elastischen Eingriff von Kontaktelementen innerhalb eines Verbindergehäuses, während noch immer eine zufriedenstellende elektrische Leitfähigkeit erreicht wird, würde sehr erwünscht sein.
Manche Verfahren und Vorrichtungen des Standes der Technik verwenden Vertiefungen bzw. vertiefte Abschnitte in dem isolierenden Basismaterial. Während einer Herstellung werden Lötmittelabschnitte in derartige Vertiefungen für eine Aufschmelzung auf Kontakte gesetzt. Jedoch erfordert die Verwendung von Vertiefungen in einer isolierenden Basis eine verhältnismäßig genaue Bearbeitung der isolierenden Basis. Dies erhöht manchmal die Kosten von derartigen Komponenten. Ferner können Störungen bzw. Hohlräume in einer derartigen Basiseinheit die Einheit unerwünschterweise schwä chen. Dies kann dazu führen, dass die Basiseinheit mit derartigen Hohlräumen mit einer noch größeren Dicke gefertigt werden muss, um eine vergleichbare Festigkeit zu erreichen.
Es wäre erwünscht, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Verbinderanordnungen zu schaffen, welche isolierende Basen mit verhältnismäßig planen Flächen verwenden. Ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung, welche eine Einrichtung vorsehen, um Lötmittelabschnitte auf einer Planfläche zu schaffen, welche auf Kontakte aufgeschmolzen werden, würde erwünscht sein. Eine Verbinderanordnung, welche zahlreiche Verbindungsstellen in einer verhältnismäßig genauen geometrischen Anordnung zur Verfügung stellt, die lediglich kleine Materialmengen verwendet, wäre erwünscht. Ferner wäre eine Verbindungsvorrichtung bzw. ein Verbindungssystem, welche die Notwendigkeit einer Herstellung und Lagerung übermäßiger Bauteile vermeidet durch Vermeiden der Verwendung von männlichen und weiblichen Abschnitten in einem mehrteiligen Verbinder, sehr hilfreich. Eine Anordnung, welche modular ist, und welche geeignet ist für große Gruppen von größeren Anordnungen bzw. kleinere Gruppen von kleineren Anordnungen, wäre ebenfalls sehr hilfreich.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine elektrische Verbinderanordnung ist vorgesehen mit einer ersten Verbindungseinheit und einer zweiten Verbindungseinheit, wobei die Einheiten im wesentlichen gleich sind. Die Anordnung kann gestaltet sein für eine Eingriffsverbindung unter Verwendung einer ersten Verbindungseinheit. Die erste Verbindungseinheit umfasst eine erste isolierende Basis mit einer ersten Seite, einer zweiten Seite und einer Vielzahl von Öffnungen, welche sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite erstrecken. Ein erster Satz von länglichen leitfähigen Kontakten kann positioniert sein innerhalb von Öffnungen, wobei der erste Satz von länglichen Kontakten sich generell von der ersten Seite zur zweiten Seite der isolierenden Basis erstreckt. Ferner ist mindestens ein länglicher Kontakt verbunden mit einem ersten Lötmittelabschnitt neben der ersten Seite der isolierenden Basis. Der Lötmittelabschnitt kann einen Abschnitt einer Lötpaste, einer Lötkugel oder Ähnliches umfassen.
Eine zweite Verbindungseinheit ist vorgesehen zum Eingriff mit der ersten Verbindungseinheit zum Bilden einer Anordnung. Die zweite Verbindungseinheit kann in einer Weise gestaltet sein, dass sie im wesentlichen dieselbe ist wie die erste Verbindungseinheit. Die zweite Verbindungseinheit umfasst einen zweiten Satz von länglichen Kontakten, ausgerichtet zum Eingriff mit dem ersten Satz von länglichen Kontakten der ersten isolierenden Basis. Der zweite Satz von länglichen Kontakten kann verlängert werden für einen elastischen Kontakt mit dem ersten Satz von länglichen Kontakten der ersten Verbindungseinheit, um eine Anordnung mit vielen Kontakten zu bilden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine vollständige und befähigende Offenbarung der vorliegenden Erfindung einschließlich der besten Ausführungsform, welche dem Fachmann auf diesem Gebiet gezeigt wird, ist in der folgenden Beschreibung dargelegt. Die folgenden Figuren erläutern die Erfindung:
1 ist eine perspektivische Ansicht einer in Eingriff befindlichen elektrischen Verbinderanordnung der Erfindung;
1A zeigt eine Teilschnittseitenansicht der elektrischen Verbinderanordnung längs Linien 1A-1A von 1;
1B zeigt eine Draufsicht der elektrischen Verbinderanordnung von 1;
2 zeigt eine Explosionsansicht der elektrischen Verbinderanordnung, welche in einer Montageposition zwischen zwei Leiterplatten liegt, mit der ersten Verbindungseinheit, dargestellt in der Nähe des oberen Abschnitts von 2, und der zweiten Verbindungseinheit im unteren Abschnitt von 2;
2A zeigt eine Draufsicht eines isolierenden Körperabschnitts der ersten Verbindungseinheit ohne Kontakte bzw. Lötmittelabschnitte;
2B zeigt eine Unteransicht des isolierenden Körpers, dargestellt in 2A;
2C zeigt eine Seitenansicht des isolierenden Körpers von 2A–2B; ;
3A zeigt einen Abschnitt eines gestanzten Trägerstreifens, welcher Kontakte in gestanzten Gruppen vorsieht;
3B zeigt übergeformte Kontaktsatzgruppen, welche für eine Abnahme und Einsetzung in isolierende Basen bereit sind;
3C zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kontaktsatzgruppe von 3B, welche aus dem Trägerstreifen entfernt wurde;
4A zeigt eine perspektivische Ansicht einer Einsetzung einer Vielzahl von übergeformten Kontaktsatzgruppen in eine erste isolierende Basis;
4B ist eine Draufsicht einer isolierenden Basis mit Kontakten, welche in jeweilige Öffnungen eingesetzt sind;
4C ist eine Querschnittsansicht der ersten isolierenden Basis mit eingesetzten Kontakten längs Linien 4C-4C, dargestellt in 4B;
5 zeigt eine Querschnittsansicht der Struktur in 4B, dargestellt längs Linien 5-5 der- isolierenden Basis mit eingesetzten Kontakten;
6 ist eine kombinierte modulare Einheit, welche zwei Verbindungseinheiten zeigt, die sich in einer Seite-an-Seite-Beziehung in Eingriff befinden, mit Kontakten und Lötmittelabschnitten in jeder isolierenden Basis;
7 ist eine Querschnittsansicht längs Linien 7-7 von 6, welche zwei isolierende Körper zeigt, die an ihren jeweiligen Seiten ineinander greifen, wobei eine modulare Einheit gebildet wird, wie ferner dargestellt in 6 und wie hier beschrieben;
8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer in Eingriff befindlichen Neun-Einheiten-Anordnung;
9 zeigt eine Explosionsansicht einer Lötmittelpositioniervorrichtung, vorbereitet für eine Anordnung auf einer ersten isolierenden Basis zum Positionieren für eine Schmelzung einer Lötkugelanordnung innerhalb Hohlräumen der Lötmittelpositioniervorrichtung;
10 zeigt die Unterseite der Lötmittelpositioniervorrichtung von 9;
11 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Lötmittelpositioniervorrichtung, wobei Lötmittelabschnitte eingesetzt sind in Hohlräume, welche auf die obere planare Fläche der ersten isolierenden Basis gesetzt sind;
12 zeigt eine vergrößerte Draufsicht der Lötmittelpositioniervorrichtung, wobei Strichlinien die Position einer isolierenden Basis unterhalb der Lötmittelpositioniervorrichtung zeigen;
13A ist eine Teilquerschnittsansicht der Anordnung von 12, wobei eine Lötmittelpositioniervorrichtung über einer isolierenden Basis liegt, längs Linien 13A-13A von 12, vor einer Verschmelzung von Lötmittelabschnitten mit jeweiligen Kontaktelementen;
13B zeigt eine Teilquerschnittsansicht der Anordnung von 12 längs Linien 13B-13B, dargestellt in 12, nach einer Wärmeverschmelzung von Lötmittelabschnitten mit Kontakten;
14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem ein durchgehendes Lötmittelpositionierband bzw. eine Schleife mit mehreren Hohlraumanordnungen verwendet wird;
15 zeigt einen automatischen Prozess zur Verwendung des Lötmittelpositionierbands von 14 zur Herstellung von elektrischen Verbindereinheiten;
16A zeigt ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Verbindungseinheiten der Erfindung, wobei ein Träger verwendet wird zum Positionieren von Lötmittel gegen Kontakte für eine Wärmeverschmelzung, wobei Lötmittelabschnitte in Einkerbungen des Trägers geladen und auf Enden von Kontakten angewandt werden;
16B zeigt eine Verschiebung bzw. Entfernung eines Trägers von einer isolierenden Basis nach einer Verschmelzung von Lötmittelabschnitten mit Kontakten;
17 zeigt einen kontinuierlichen Prozess, welcher verwendet werden kann zum Anwenden von Lötmittelabschnitten auf isolierende Basen, wodurch geladene Einkerbungen gebildet werden;
18 zeigt ein Beispiel eines ersten Kontaktpaars eines Cantileverbzw. Auskragungstyps von einer ersten Verbindungseinheit, welche hin zu einer Eingriffsgestaltung mit einem zweiten Kontakt eines Cantilever- bzw. Auskragungstyps, welcher innerhalb einer zweiten Verbindungseinheit gehalten wird, bewegt wird;
19 zeigt die Kontakte von 18, wobei die Kontakte eine elektrische Verbindung bzw. Einheit miteinander erreicht haben, sich jedoch nicht vollständig in Eingriff befinden;
20 zeigt die gegenüberliegenden gepaarten Kontakte von 18-19, wobei die Kontakte vollständig in Eingriff miteinander sind;
21A zeigt eine perspektivische Ansicht einer Gestaltung eines Kontakts, zuvor dargestellt in 3C, welcher einem Cropping bzw. Scheren unterzogen wurde, jedoch ohne Überformung;
21B zeigt einen weiteren Kontakt;
21C zeigt wieder einen weiteren Kontakt;
22A ist eine Draufsicht einer Haltevorrichtung, welche verwendet werden kann zum genauen Anordnen einer Gruppe von elektrischen Verbindern auf eine Leiterplatte;
22B zeigt die Rückseite der Haltevorrichtung, dargestellt in 22A;
22C ist eine Teilschnitt- und Seitenansicht der Haltevorrichtung von 22A-B;
22D ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der Haltevorrichtung, wie dargestellt in 22B, welche eine Rippe aufweist, die verwendet wird zum Halten des elektrischen Verbinders innerhalb des Rahmens der Haltevorrichtung;
22E ist eine perspektivische Ansicht der Haltevorrichtung bzw. des Rahmens von 22B;
23 ist eine Explosionsansicht von vier elektrischen Verbindern, eingesetzt in die Haltevorrichtung von 22B;
24 zeigt einen Roboterarm, welche die Anordnung von Anspruch 23 genau auf einer Leiterplatte anordnet;
25 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Haltevorrichtung; und
26 zeigt die Haltevorrichtung, dargestellt in 25, wobei mehrere elektrische Verbinder eingesetzt sind für ein Halten und ein elektrischer Verbinder dargestellt ist in einer Explosionsansicht über der Haltevorrichtung.
Genaue Beschreibung der Erfindung Nachfolgend wird Bezug genommen auf die Ausführungsbeispiele der Erfindung, von welcher ein oder mehr Beispiele unten dargelegt sind. Jedes Beispiel dient lediglich zur Erläuterung der Erfindung und soll die Erfindung nicht einschränken. Tatsächlich wird Fachleuten auf diesem Gebiet klar sein, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen an dieser Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang bzw. Wesen der Erfindung abzuweichen.
Erneut Bezug nehmend auf 1 ist eine Verbinderanordnung 20 mit einer ersten isolierenden Basis 21, positioniert in Eingriffsgestaltung mit einer zweiten isolierenden Basis 25, dargestellt. Die erste isolierende Basis 21 umfasst zahlreiche Lötmittelabschnitte, wie etwa Lötmittelabschnitte 22a–b (auch bekannt als "Lötkugeln" oder "Lötnasen"), auf der ersten Seite 28 davon, wie dargestellt in 1. Ebenso enthält die zweite isolierende Basis 25 eine Vielzahl von Lötmittelabschnitten, welche in 1 nicht dargestellt sind und sich unterhalb der zweiten isolierenden Basis 25 auf der zweiten Seite 29 befinden (siehe 1A). Ferner enthalten sowohl die erste als auch die zweite isolierende Basis 21, 25 eine Vielzahl von Kontakten, wie etwa längliche Kontakte 30a (siehe 1A, Schnittansicht), die jeweils verbunden werden können mit jeweiligen Lötmittelabschnitten 22a–b, wie in 1.
In 1A sind längliche Kontakte 30a, 30b und 41b beispielsweise bezüglich Lötmittelabschnitten vereinigt; das heißt, ein Lötmittelabschnitt 22a ist mit einem Kontakt 41b verschmolzen; ein Lötmittelabschnitt 22b ist mit einem Kontakt 30a verschmolzen; und ein Kontakt 30b ist mit einem Lötmittelabschnitt 22c verschmolzen. Die Vielzahl von Lötmittelabschnitten 22a, 22b auf der ersten Seite 28 der ersten isolierenden Basis 21 sind elektrisch verbunden mit einer Vielzahl von länglichen Kontakten auf der zweiten Seite 29 der ersten isolierenden Basis 21. Wände 41a und 35 sind dargestellt in 1A. Diese Wände 41a und 35 trennen Öffnungen 66a–j bei manchen Anwendun gen und an anderen Stellen dienen sie zum Isolieren des in Eingriff befindlichen Abschnitts von Kontakten 30a (siehe auch 4A).
Verriegelungsnasen 46a–e sind vorgesehen längs einer Kante 38, welche hier weiter erörtert wird im Hinblick auf die modularen Verriegelungsmerkmale der Erfindung. Eine Verriegelungsnase 46g ist in 1 und in 1A, 1B ebenso zu sehen. Das Betätigungsverfahren dieser Strukturen wird hier weiter erörtert. 1B zeigt die Draufsicht von Merkmalen, welche hier beschrieben sind. Eine Verriegelungsnase 46f ist zu sehen längs der rechten Seite von 1 B.
Ein Kontakt 30a, wie dargestellt in 1A, umfasst ein erstes Ende 31, welches mit einem Lötmittelabschnitt 22b verschmolzen ist, und ein zweites Ende 32 zum Eingriff. Ein Kontakt 30b umfasst auf dem ersten Ende 33 davon eine Lötmittelabschnitt 22c, und das zweite Ende davon 34 ist in Eingriff mit dem zweiten Ende 32 des Kontakts 30a.
In 2 ist eine Explosionsansicht einer Verbinderanordnung 20 dargestellt als eine zweistöckige Anordnung, welche eine erste Verbindungseinheit 26 und eine zweite Verbindungseinheit 27 umfasst. Die erste und die zweite Verbindungseinheit 26–27 befinden sich in Eingriff und sind positioniert zwischen einer ersten Leiterplatte 23 und einer zweiten Leiterplatte 24 und elektrisch verschmolzen mit der ersten Leiterplatte 23 bzw. der zweiten Leiterplatte 24. Im Falle eines Eingriffs und einer Anwendung auf Leiterplatten 23, 24 erfolgt eine elektrische Verbindung zwischen den Leiterplatten durch eine Verbinderanordnung 20. Andere Bezugszeichen und Strukturen in 2 wurden beschrieben in Verbindung mit 1 und 1A. Verriegelungsnasen 40a und 40b stehen vor aus der zweiten isolierenden Basis 25 in dem unteren rechten Abschnitt von 2.
Bei der Realisierung der Erfindung ist die erste isolierende Basis 21 dargestellt in Draufsicht in 2A, ohne irgendwelche Kontakte bzw. Lötmittelab schnitte. Zahlreiche parallele Öffnungen sind vorgesehen in der ersten isolierenden Basis 21, einschließlich Öffnungen 66a–j, welche sich jeweils erstrecken von einem Punkt nahe einer Kante 38 zu einer gegenüberliegenden Seite einer ersten isolierenden Basis 21 nahe einer Verriegelungsnase 46f. Eine Gesamtheit von zehn Öffnungen ist zu sehen in 2A. In anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung können Öffnungen von verschiedener Anzahl bzw. Formen, wie etwa kreisförmig, länglich, oval, dreieckig oder rechteckig, vorgesehen sein. Es gibt keine Begrenzung im Hinblick auf die Anzahl von Kontakten, welche vorgesehen sein können für einen Einsatz in eine gegebene Öffnung 66a. Die Erfindung kann Öffnungen von jeder beliebigen Form bzw. Geometrie verwenden, und die Erfindung ist nicht beschränkt auf diejenigen Öffnungen, welche hier dargestellt und beschrieben sind. Öffnungen können gestaltet und bemessen sein zum Halten einer beliebigen Anzahl von Kontakten, welche einzeln oder in Kontaktgruppen eingesetzt werden können.
Ein Spreiz- bzw. Stützelement 44a und ein Spreiz- bzw. Stützelement 44b sind dargestellt in 2A und erstrecken sich in Vertikalrichtung, so dass sie eine erste isolierende Basis 21 stabilisieren. Ausrichtungsvertiefungen 45aj vollführen eine Ausrichtung einer Gruppe von Kontakten für einen Einsatz in Öffnungen 66a–j. Die Vertiefungen 45a–j sind nicht erforderlich für die Erfindung, und manche Öffnungen könnten Vertiefungen enthalten, während andere diese nicht enthalten müssen, in Abhängigkeit von der gewünschten Kontaktgestaltung. Kontakte können ausgerichtet werden in ihrer richtigen Stellung mittels eines Nocken, welcher in eine Ausrichtnase 49 (siehe 3C) gegen eine Ausrichtnase 45a eingreift, wenn eine Kontaktgruppe 55a (siehe 3C und 4A) eingesetzt wird in eine Öffnung 66a.
Verriegelungsnasen 66a–g sind dargestellt auf dem Umfang einer ersten isolierenden Basis 21. Verriegelungsnasen 46a–e sind dargestellt auf der linken Seite einer ersten isolierenden Basis 41, während Verriegelungsnasen 46f dargestellt sind auf der rechten Seite der ersten isolierenden Basis 21. Meh rere von derartigen Verriegelungsnasen 46a–g sind ferner zu sehen in Seitenansicht in 2C. Die Funktion der Verriegelungsnasen 46a-g besteht in einem Verbinden in einer "Schwalbenschwanz"-Weise von mehr als einer isolierenden Basis, um größere Anordnungen zu bilden, in einem modularen System, wie unten in Verbindung mit 7 weiter beschrieben.
2B zeigt die gegenüberliegende Seite einer ersten isolierenden Basis 21. In 2C ist eine Endansicht einer ersten isolierenden Basis 21 dargestellt.
3A zeigt einen Trägerstreifen 50, welcher ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung bzw. Stanzung von Kontakten bei der Anwendung der Erfindung darstellt. Beispielsweise wurde eine Kontaktgruppe 51 aus dem Trägerstreifen 50 gestanzt, wobei eine Vielzahl von Kontakten 52a-h gebildet werden, welche sich ausgehend von einer Kontaktgruppe 51 erstrecken. Der Trägerstreifen kann sehr lang sein, und er kann für eine effiziente Lagerung aufgewickelt sein, bis er in Herstellprozessen benötigt wird.
3B zeigt wieder einen anderen Trägerstreifen 59 mit einer Überform 54, welche sich längs eines Trägerstreifens 59 erstreckt, wobei eine übergeformte Kontaktgruppe 55a längs einer Formlinie 54 gebildet wird. So ist es möglich, in der Erfindung Kontakte von vielen verschiedenen Varianten zu verwenden, einschließlich jener, welche übergeformt sind, und jener, welche nicht übergeformt sind.
Eine Überform kann generell ein beliebiges Material umfassen, welches fähig ist, eine dauerhafte und elastische Passung in eine erste isolierende Basis 21 zu ermöglichen. Ein Überformen kann eine enge Passung und eine Schlichtpassung einer übergeformten Kontaktgruppe 55a in eine isolierende Basiseinheit 21 ermöglichen, wobei ein Halt der Kontaktgruppe 55a in einer isolierenden Basis 21 erhöht wird. Ein Überformen unterstützt ein Vorsehen von Kontakten in Ausrichtung und genauer und richtiger relativer Anordnung, was vorteilhaft sein kann. Bei manchen Anwendungen dient ein Überformen zum Verhindern einer unerwünschten Dochtwirkung (Laufen) von Lötmittel unter Kontakte während eines Erwärmens und Rufschmelzens von Lötmittelabschnitten auf Kontakte, wie hier weiter beschrieben. Ferner kann ein Überformen dienen zum Unterstützen einer elektrischen Isolierung von Kontakten gegeneinander.
Überform-Materialien können bestehen aus Flüssigkristallpolymer ("LCP"), Thermoplasten, Duroplasten oder anderen Polymermaterialien. Mehrere Produkte können verwendet werden einschließlich beispielsweise Zenite®, hergestellt von DuPont Corporation, und Vectra®, vertrieben von Ticona Corporation, jedoch sind die Produkte nicht darauf beschränkt.
Ein Beispiel einer übergeformten Kontaktgruppe 55a, welche verwendet werden kann bei der Erfindung, ist dargestellt in 3C. Eine Polymerform 56 erstreckt sich derart, dass sie mehrere Kontakte 48a–j verbindet, wie dargestellt in 3C. Eine Anordnungsnase bzw. Überdeckungsgenauigkeitsnase 49 erstreckt sich von einer Polymerform 56, wobei die Anordnungsnase 49 geeignet ist für eine relativ genaue Anordnung der übergeformten Kontaktgruppe 55a innerhalb einer ersten isolierenden Basis 21, wie dargestellt in 4A. Ein erstes Ende 57 eines Kontakts 48j ist dargestellt in 3C, wobei das erste Ende 57 die Stelle ist, an welcher ein Lötmittelabschnitt vorgesehen ist in dem Herstellprozess, wie hier weiter beschrieben.
4A zeigt eine erste isolierende Basis 21, welche übergeformte Kontaktgruppen 55a–j in jeweiligen Öffnungen 66a–j der Basis aufnimmt. 4B zeigt eine Draufsicht der ersten isolierenden Basis 21 mit eingesetzten übergeformten Kontaktgruppen 55a–j. Ferner sind Kontakte 62 und 65 jeweils zu sehen in 4B-5. Verriegelungsnasen 46a–g stehen vor aus dem Umfang einer ersten isolierenden Basis 21 in 4B.
Nach einem Einsetzen von Kontaktgruppen 55a–j, mit oder ohne Überform, in eine erste isolierende Basis 21 (siehe 4A) werden die Kontakte einer Scherung unterzogen. Das heißt, ein mechanischer Stempel oder eine ähnliche Vorrichtung (nicht dargestellt) kann beliebige Metallabschnitte, welche zwischen einzelnen Kontakten von Kontaktgruppen 55a–j verbleiben, scheren. Dieser Scherprozess vollführt eine elektrische Isolierung von Kontakten gegeneinander. Eine Scherung kann in manchen Fällen auch vor einem Einsetzen der Kontakte in die isolierende Basis erfolgen, in Abhängigkeit von der speziellen verwendeten Fertigungsabfolge.
In 4C ist ein erstes Ende 63 eines Kontakts 62 bereit zum Eingriff mit einem Lötmittelabschnitt bzw. einer Lötkugel (nicht dargestellt in 4B–5). Ein zweites Ende 64 des Kontakts 62 ist geeignet für eine Bildung eines elektrisch leitfähigen Pfads, wenn der Verbinder gegen eine identische bzw. spiegelbildartige Gegenstückeinheit in Eingriff gebracht wird. Der Querschnitt in 4C ist längs Linien 4C–4C durch die Mitte der Kontaktgruppe 55g genommen. 5 zeigt eine Querschnittsansicht längs eines Kontakts 65. Ferner sind Verriegelungsnasen 46h, 46i und 46g zu sehen auf den jeweiligen Seiten einer ersten isolierenden Basis 21.
6 zeigt eine 200-Positionsverbindungseinheit 90, welche gebildet ist durch eine Verbindung einer ersten isolierenden Basis 21 mit einem spiegelbildartigen bzw. austauschbaren isolierenden Basis 87. Die Verbindungseinheit 90 ist gebildet durch Verriegelungsnasen 88a–d, dargestellt nahe der Mitte von 6. 7 zeigt einen Querschnitt längs einer Linie 7-7 von 6, wobei Verriegelungsnasen 88a und 88d auf einer Verriegelungsnase 46g schließen, um eine schwalbenschwanzartige Verbindung 92 zu bilden. So ist eine isolierende Basis 87 verbunden an der Seite davon mit einer ersten isolierenden Basis 21, um eine größere modulare Anordnung zu bilden. Eine Verriegelung kann durchgeführt werden durch Gleiten einer Verriegelungsnase 46g längs und zwischen Verriegelungsnasen 88a–d, so dass eine Ecke zuerst zu einer schwalbenschwanzartigen Verbindung 92 ausgeführt wird, dann gleitet die Verriegelungsnase 46g zwischen Verriegelungsnasen 86a–d, so dass ein ganze Seite ausgebildet wird zu einer schwalbenschwanzartigen Verbindung 92. Alternativ ist eine andere Einrichtung zur Verriegelung vorgesehen durch Anordnen einer Verriegelungsnase 46g gegen Verriegelungsnasen 88a–d im wesentlichen längs der gesamten Länge von isolierenden Basen 21 und 87. Dann kann eine erste isolierende Basis 21 gegen eine isolierende Basis 87 gedrängt werden, so dass eine Verriegelungsnase 46g längs der Länge davon zwischen Verriegelungsnasen 88a–d gedrückt bzw. "eingerastet" wird. Diese Presspassung bzw. Schnappanordnung kann besonders wirksam sein, wenn Materialien bei der Ausbildung einer ersten isolierenden Basis 21, einer isolierenden Basis 87 oder beider verwendet werden, welche ein flexibles Polymermaterial umfassen, das fähig ist zu einer Biegung bzw. Verformung unter Kraft und anschließend seine Ursprungsform wieder einnimmt, sobald die Kraft weggenommen ist, um eine schwalbenschwanzartige Verbindung 92 zu bilden.
8 zeigt eine 900-Kontaktanordnung 101, bei welcher neun isolierende Basiseinheiten miteinander verbunden, an jeweiligen Seiten verriegelt und mit gegenüberliegenden Einheiten in Eingriff gebracht wurden. Es gibt keine Beschränkung im Hinblick auf die Anzahl von Kontakten, welche in einer gegebenen Anordnung oder einer erweiterten Anordnung vorgesehen werden können. Jede Verbindungseinheit könnte hergestellt werden in einem Kontaktraster, welches verschieden ist von dem 10 × 10 Kontaktraster 102, welches jeweils dargestellt ist. Beispielsweise könnten Raster mit den folgenden Kontaktanordnungen aufgebaut werden: 4 × 4, 6 × 6, 8 × 8, 12 × 12 oder andere. Ferner wäre es möglich, Raster zu bauen, welche rechteckig sind, wie etwa in 4 × 6, 6 × 12 und Ähnliches, ohne Begrenzung. Zahlreiche Kombinationen sind verfügbar und könnten angewandt werden.
9–17 zeigen verschiedene Herstelltechniken, welche verwendet werden können zum Aufbau von Verbinderanordnungen 20 der Erfindung. Zuerst ist in 9 eine Explosionsansicht einer Lötmittelpositioniervorrichtung 112 (manchmal bezeichnet als "Schablone") dargestellt. Jedoch ist die Erfin dung nicht beschränkt auf diese Struktur, dargestellt in 9–10, und eine andere Einrichtung, welche ein Lötmittel in die Nähe von Kontakten bringt, kann verwendet werden innerhalb des Umfangs und des Wesens der vorliegenden Erfindung. Eine Lötmittelpositioniervorrichtung 112 kann positioniert werden auf einer oberen Ebene 110 der ersten Seite 28 einer ersten isolierenden Basis 21. Wie dargestellt, sind Öffnungen auf der oberen Ebene 110 der ersten isolierenden Basis 21 gefüllt mit übergeformten Kontaktgruppen, wie etwa 55j. Eine untere Ebene 111 ist dargestellt in 9. Eine übergeformte Kontaktgruppe 55j ist in der Nähe der Mitte von 10 positioniert.
Eine Anordnung von Hohlräumen 113 ist vorgesehen auf der Fläche einer Lötmittelpositioniervorrichtung 112, welche sich durch die Unterseite 117 erstreckt. Ausrichtschlitze 115a–b unterstützen eine Ausrichtung und Positionierung der Lötmittelpositioniervorrichtung 112 bezüglich einer ersten isolierenden Basis 21. Eine Lötmittelabschnittsanordnung 116 (dargestellt in Explosionsansicht) ist aufgebracht auf die obere Fläche 108 der Lötmittelpositioniervorrichtung 112. Die Lötmittelabschnittsanordnung 116 umfasst zahlreiche Abschnitte, Kugeln, Pulver oder Pasten von Lötmittel, welche in jeweilige Hohlräume 113 passen.
10 zeigt eine Unterseite 117 einer Lötmittelpositioniervorrichtung 112. Die Unterseite 117 liefert Ausrichtkanten 118a–b. Ausrichtkanten 118a–b können in einer beliebigen Anzahl bzw. beliebigen Anordnung vorliegen, jedoch gibt es bei dem in 10 dargestellten spezifischen Ausführungsbeispiel zwei Kanten, welche in Abstand und generell parallel zueinander auf jeder Seite der Hohlräume 113 angeordnet sind. Eine oder mehr Ausrichtkanten 118a–b können angeordnet sein in einem spezifischen und vorbestimmten Abstand zu den Hohlräumen 113, so dass Ausrichtkanten 118a–b verwendet werden können zum exakten Ausrichten von Hohlräumen 113 auf einer Oberseite von und in Kommunikation mit den jeweiligen Öffnungen 66a–j (2A) in Kommunikation mit Kontakten des ersten isolierenden Körpers 21.
11 zeigt eine perspektivische vergrößerte Lötmittelpositioniervorrichtung 112, positioniert über dem ersten isolierenden Körper 21, um eine erste Verbindungseinheit 26 zu bilden. Lötmittelabschnitte von der Lötmittelabschnittsanordnung 116 treten ein in Hohlräume 113, um geladene Hohlräume 121 zu bilden, wie auch in 12 erkennbar. 12 zeigt eine Draufsicht einer ersten Verbindungseinheit 26, wobei eine Lötmittelabschnittsanordnung 116 eingesetzt ist in Hohlräume 113, spezifisch einschließlich eines Lötmittelabschnitts 123 und eines Lötmittelabschnitts 124, in dem unteren rechten Abschnitt von 12. Ferner sind in 12 ein Lötmittelabschnitt 135 und ein Lötmittelabschnitt 136 zu erkennen.
13A ist eine Teilschnittseitenansicht längs Schnittlinien 13A-13A (siehe 12) einer ersten Verbindungseinheit 26 von 10, so wie sie vor einer Erwärmung und Verschmelzung der Lötmittelabschnittsanordnung 116 aussieht. Lötmittelabschnitte 123–124 sind dargestellt in Teilschnittansicht als erläuternde Beispiele. In 13A umfasst vor einer Erwärmung ein Kontakt 125 ein erstes Ende 126 neben einem Lötmittelabschnitt 123 und ein zweites Ende 127. Wie dargestellt, hat der Kontakt 128 ein erstes Ende 129 neben einem Lötmittelabschnitt 124 und ein zweites Ende 130. Eine Lötmittelpositioniervorrichtung 112 hält Lötmittelabschnitte 123 und 124 in Stellung für ein Aufschmelzen auf ein erstes Ende 126 bzw. ein erstes Ende 129. Wärme wird angewandt, wie hier weiter beschrieben, bis zu Temperaturen, welche von etwa 180°C bis etwa 260°C oder mehr reichen, in Abhängigkeit von den Charakteristiken des verwendeten spezifischen Lötmittels.
In 13B ist eine erste Verbindungseinheit 26 dargestellt nach einer Erwärmung und Aufschmelzung eines verschmolzenen Lötmittelabschnitts 135 und eines verschmolzenen Lötmittelabschnitts 136 auf einem Kontakt 137 bzw. einem Kontakt 140. Ein Kontakt 137 umfasst ein erstes Ende 138, verschmolzen mit einem Lötmittelabschnitt 135. Ein zweites Ende 139 wird aufrecht gehalten für einen Eingriff. Ein Kontakt 140 enthält ein erstes Ende 141, verschmolzen mit einem Lötmittelabschnitt 136. Ein zweites Ende 142 eines Kontakts 140 wird bereit gehalten für einen Eingriff.
14 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Vorrichtung, welche verwendet werden kann für Fertigungsprozesse mit hoher Geschwindigkeit. In derartigen Prozessen mit hoher Geschwindigkeit bzw. kontinuierlichen Prozessen kann ein Lötmittelpositionierband 144 verwendet werden statt einer Lötmittelpositioniervorrichtung 112 zum Halten jeweiliger Lötmittelabschnitte gegen ihre jeweiligen Kontakte. Ein Lötmittelpositionierband 144 ist versehen mit Hohlraumanordnungen 145, 146 und 147. Es gibt keine Beschränkung im Hinblick auf die Anzahl von Hohlraumanordnungen 145–147, welche auf einem Lötmittelpositionierband 144 vorgesehen sein können. Bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel sind drei Hohlraumanordnungen 145–147 zu Beschreibungszwecken dargestellt. Räder 148a–b sind vorgesehen zum Drehen und/oder Rotieren eines Lötmittelpositionierbands 144 in einem kontinuierlichen Prozess. Beispielsweise kann ein Lötmittelpositionierband 144, wie in 15 dargestellt, angewandt werden.
Andere Anwendungen könnten ein diskontinuierliches Band, ein Karussell oder einen beliebigen Typen von "Bett" verwenden, welches fähig ist zum Halten und Anordnen von Lötmittelabschnitten.
In 15 ist ein automatisierter Prozess 159 dargestellt. In 15 sind elektrische Verbindungseinheiten 154a–f dargestellt, welche sich von der linken zur rechten Seite der Figur in kontinuierlicher Weise bewegen. Antriebsräder 152a–b drehen eine Transportvorrichtung 153 im Uhrzeigersinn. Diese Bewegung bewegt elektrische Verbindungseinheiten 154a–f längs der Fertigungslinie, in welcher Lötmittel positioniert und dann für ein Aufschmelzen auf Kontakte erwärmt wird. Es ist eine elektrische Verbindungseinheit 154a dargestellt, welche von einem Lötmittelspender 151 eine Anordnung 151a von Lötmittelabschnitten aufnimmt. Sobald die Anordnung 151a geladen ist, gelangen die elektrischen Verbindungseinheiten durch einen Erwärmungs ofen 150, wie beispielsweise dargestellt durch eine elektrische Verbindungseinheit 154c. Während der Zeit im Ofen 150 des automatisierten Prozesses 159 werden die Lötmittelanordnungen 151a–f jeweils mit Kontakten verschmolzen (die Kontakte sind in 13 nicht sichtbar). Es ist eine abgeschlossene elektrische Verbindungseinheit 154f dargestellt, welche sich über die Transportvorrichtung 153 hinaus fortbewegt. Ein Lötmittelpositionierband 144 dreht im Uhrzeigersinn, wie dargestellt in 15, und in Synchronzeit mit einer Transportvorrichtung 153. Frische Hohlraumanordnungen (wie etwa eine Hohlraumanordnung 145 von 14) sind dargestellt in Übereinstimmung mit zusammengefügten elektrischen Verbindungseinheiten (wie etwa einer elektrischen Verbindungseinheit 154a) an einem Lötmittelspender 151. Bei anderen Anwendungen kann eine Lötmittelpaste auf ein Lötmittelpositionierband 144 angewandt bzw. gewischt werden, statt Partikel eines Lötmittels zu verwenden, wie dargestellt in 15. So kann eine Lötmittelpaste über Hohlraumanordnungen 145–147 gewischt werden, wodurch die jeweiligen Hohlräume mit einer Lötmittelpaste "geladen" werden. Ferner können Lötmittelabschnitte von einer Lötmittelanordnung 151a, welche in Übermaß bezüglich der benötigten Lötmittelabschnitte zum Füllen einer gegebenen Anordnung auf einer elektrischen Verbindungseinheit 154a vorhanden sind, in eine Lötmittelsammelvorrichtung 149 tropfen, um später wiederverwendet zu werden.
16A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem ein Lötmittelträger 172 verwendet werden kann zum Bilden einer ersten Verbindungseinheit 164 (siehe 16B für eine abgeschlossene erste Verbindungseinheit 164). 16A-B zeigen mehrere Ansichten eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Verwendung eines Trägers 172 zum Verbinden von Kontakten mit jeweiligen Abschnitten eines Lötmittels. In 16A ist eine erste isolierende Basis 165 dargestellt in einer Teilquerschnittsansicht mit einer oberen Seite 166 und einer unteren Seite 167. Eine Vielzahl von Öffnungen erstreckt sich von der oberen Seite 166 zur unteren Seite 167 (Öffnungen 163a–b sind als Beispiele dargestellt in 16A-B). Wände 198–199 vollführen eine elektrische Isolierung von Kontakten 178-179 und liefern eine Strukturauflage für eine erste Verbindungseinheit 164.
Unter einer ersten isolierenden Basis 165 befindet sich ein Lötmittelträger 172. Ein Lötmittelträger 172 kann zahlreiche offene Einkerbungen auf der oberen Fläche davon umfassen, wie beispielsweise eine Einkerbung 173, welche einen Lötmittelabschnitt 181 enthält, und eine Einkerbung 174, welche einen Lötmittelabschnitt 180 enthält (wenn sie gefüllt sind mit einem Lötmittelabschnitt, werden sie hier bezeichnet als "geladene Einkerbung"). Möglich ist eine Gesamtanordnung von Einkerbungen 173–174 in einem Raster, wie etwa: 4 × 4, 6 × 6, 8 × 8, 10 × 10, 12 × 12, 6 × 10, 8 × 12 und Ähnliches.
16A zeigt eine Erwärmungsposition 177, in welcher beispielsweise ein erster Kontakt 179 und einer zweiter Kontakt 178 sich in Eingriffskontakt mit einem Lötmittelabschnitt 180 bzw. einem Lötmittelabschnitt 181 befinden. Sobald Wärme angewandt wird und Lötmittel geschmolzen wird, kann ein Träger 172 von der ersten Verbindungseinheit 164 entfernt werden.
16B zeigt eine Entfernungsposition. In der in 16B dargestellten Phase wurde die isolierende Basis 165 erwärmt, und die Lötmittelabschnitte 180– 181 wurden auf jeweilige Kontakte 174–173 geschmolzen. Jetzt kann der Träger 172 von der ersten Verbindungseinheit 164 entfernt werden. Eine untere Fläche 167 einer ersten isolierenden Basis 165 wird weggezogen von einem Träger 172, wenn eine Schmelzung der verschiedenen Lötmittelabschnitte 180–181 (und anderer) abgeschlossen wurde.
17 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Herstellung. Ein automatisierter Prozess 190 wird verwendet zum Aufbauen von elektrischen Verbindungseinheiten 191a–g unter Verwendung von Trägermasken bzw. Trägerladeprofilen 193a–g, wie dargestellt. In dem kontinuierlichen Fertigungsprozess, dargestellt in 17, kann ein Löt mittelpositionierträgerband 192 um Räder 194a–b drehen (das heißt: im Uhrzeigersinn in 17). Ferner liefert ein Lötmittelanwendungsbereich 195 Lötmittel auf einer ersten Verbindungseinheit 191. Das angewandte Lötmittel kann in der Form von kugelförmigen Kugeln, Partikeln, Körnchen oder sogar in Form einer verteilbaren Lötmittelpaste vorliegen, welche angewandt wird auf die obere Fläche von Trägermasken bzw. Trägerladeprofilen 193a–g, wenn sich die jeweiligen Trägermasken bzw. Trägerladeprofile 193a–g um einen Lötmittelanwendungsbereich 195 bewegen. Der Prozess kann eine Vielzahl von "geladenen" Einkerbungen bilden, welche dann in einem Ofen 197 erwärmt werden. Verschiedene Typen von Lötmittel können verwendet werden in verschiedenen Konsistenzen bzw. geometrischen Anordnungen, flüssig oder fest, um eine effiziente und wirksame Einrichtung zum Einbringen eines Lötmittels in Trägermasken bzw. Trägerladeprofilen 193a–g zum Bilden derartiger geladener Einkerbungen zu liefern. Selbstverständlich könnten kontinuierliche Prozesse angewandt werden unter Verwendung einer Einrichtung bzw. Vorrichtung, welche sich unterscheiden von den in 17 dargestellten, und derartige Prozesse liegen ebenfalls innerhalb des Umfangs und Wesens der Erfindung.
18 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem Kontakte 30a und 30b von 1A getrennt sind von einer Verbinderanordnung 20, um ihre Gestaltung zu zeigen. Kontakte 30a-b bewegen sich, wenn sie sich im Eingriff befinden, zusammen in einem vorgespannten Paar, um eine elektrisch leitfähige Einheit zu bilden.
Ein Kontakt 30a liefert eine erste Cantilever- bzw. Auskragungsverlängerung 251 gegenüberliegend zu einer zweiten Cantilever- bzw. Auskragungsverlängerung 252 eines Kontakts 30b. Ein erster Lötmittelabschnitt 22b ist verbunden mit dem ersten Ende 31 der ersten Cantilever- bzw. Auskragungsverlängerung 251. Ebenso ist ein zweiter Lötmittelabschnitt 22c verbunden mit dem ersten Ende 33 der zweiten Cantilever- bzw. Auskragungsverlängerung 252. Eine optionale Überform 255 und eine Überform 256 können ebenfalls verwendet werden. Die Erfindung kann realisiert werden ohne Überform, da diese ein optionales Merkmal ist. Eine erste Cantilever- bzw. Auskragungsverlängerung 251 enthält einen ersten Bogen 257 und einen ersten gekrümmten Abschnitt 263, welcher generell zwischen dem ersten Bogen 257 und dem zweiten Bogen 265 liegt. Jenseits eines zweiten Bogens 265 befindet sich ein Eingriffsabschnitt 267. Der Eingriffsabschnitt 267 erstreckt sich zum zweiten Ende 32 der ersten Cantilever- bzw. Auskragungsverlängerung 251. Ebenso umfasst eine zweite Cantilever- bzw. Auskragungsverlängerung 252 einen ersten Bogen 258, jenseits welchem eine zweite Cantilever- bzw. Auskragungsverlängerung 252 liegt. Ein zweiter gekrümmter Abschnitt 264 liegt zwischen dem ersten Bogen 258 und einem zweiten Bogen 256. Jenseits des zweiten Bogens 256 liegt ein Eingriffsabschnitt 268. Ein zweites Ende 34 der zweiten Cantilever- bzw. Auskragungsverlängerung 252 ist bekannt. Die jeweiligen Eingriffsabschnitte 117, 118 können generell geradlinig sein, wie dargestellt in 18–20, oder in anderen Anwendungen gekrümmt sein, in Abhängigkeit von der erforderlichen Kraftablenkung und der Kontaktgestaltung des jeweiligen Verbindungssystems.
19 zeigt Kontakte 30a-b, wobei die erste Cantilever- bzw. Auskragungsverlängerung 251 und die zweite Cantilever- bzw. Auskragungsverlängerung 252 zusammen bewegt wurden und sich in elastischem Kontakt miteinander befinden, wie dies auftreten würde, wenn die erste isolierende Basis 21 und die zweite isolierende Basis 25 (siehe 1A) in einer Eingriffsgestaltung zusammengebracht werden würden, um eine Verbinderanordnung 20 zu bilden. 19 zeigt einen Eingriffsabschnitt 267 und die jeweiligen Eingriffsabschnitte 267, 268, welche zusammengebracht sind, wodurch eine Ablenkung sowohl der ersten Cantilever-Verlängerung 251 als auch der zweiten Cantilever-Verlängerung 252 bewirkt wird. Wie dargestellt in 19 wird die erste Cantilever-Verlängerung 251 abgelenkt nach links, wie dargestellt in 19. Die zweite Cantilever-Verlängerung 252 wird abgelenkt nach rechts, wie dargestellt in 19. Strichlinien zeigen nicht-abgelenkte Positionen.
In 20 sind Kontakte 30a-b dargestellt in einer Ablaufansicht, in welcher die erste Cantilever-Verlängerung 251 und die zweite Cantilever-Verlängerung 252 in einer vollständigen Eingriffsgestaltung zusammengebracht wurden, mit einer Überlappung 270, welche eine elektrische Leitfähigkeit zwischen einem Kontakt 30a und einem Kontakt 30b liefert. In manchen Fällen ist es vorzuziehen, eine Überlappung von mindestens etwa 20% der Gesamtlänge des ersten Kontakts 30a zu haben, jedoch können kleinere oder größere Beträge einer Überlappung verwendet werden, in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung.
21A ist eine perspektivische Ansicht einer Gestaltung eines Kontakts 48a, zuvor dargestellt als Abschnitt einer übergeformten Kontaktgruppe 55a in 3C. In 21A ist der Kontakt 48a ohne optionale Überform dargestellt und weist die geometrische Form des metallischen Abschnitts auf, welcher eine Öffnung 301, ein erstes Ende 302 und ein zweites Ende 303 umfasst. Ein erster Bogen 304 und ein zweiter Bogen 305 sind ebenso dargestellt.
21B zeigt einen Kontakt 48b (ohne Überform), welcher ein Abschnitt der Kontaktgruppe 55a ist, die zuvor in 3C dargestellt wurde. Eine Öffnung 306 hält eine Überform an einem Kontakt 48a (Überform ist nicht dargestellt). Ein erstes Ende 307 und ein zweites Ende 308 bilden die Anschlussabschnitte des Kontakts 48b, während ein erster Bogen 309 und ein zweiter Bogen 310 dargestellt sind. In anderen Anwendungen der Erfindung können mehr oder weniger als zwei Gesamtbogen pro Kontakt verwendet werden, in Abhängigkeit von den Verschiebungsanforderungen und der erforderlichen Kraft zum Aufrechterhalten einer elastischen und zufriedenstellenden Verbindung.
21C zeigt einen Kontakt 48j (zuvor dargestellt in 3C). Ein erstes Ende 57 ist geeignet zur Schmelzung mit einer Lötmittelkugel oder einem Löt mittelabschnitt (nicht dargestellt). Eine Öffnung 315 erscheint gerade jenseits des ersten Endes 57. Ein zweites Ende 317 ist ebenfalls zu sehen. Ein erster Bogen 316 und ein zweiter Bogen 318 sind ebenfalls dargestellt.
21A–C umfassen keine Überform auf den Kontakten, um die Darstellung zu vereinfachen. Eine Überform von Kontakten ist ein optionales Merkmal und wird nicht immer bei Kontakten der Erfindung verwendet.
Da es wichtiger geworden ist, kleinere elektrische Komponenten herzustellen, wird die Toleranz einer Ablenkung von Kontakten innerhalb elektrischer Komponenten zu einem immer wichtigeren Thema. Das heißt, Fertigungstoleranzen erfordern manchmal eine Ablenkung eines Kontakts zwischen etwa 0,020 Zoll und 0,030 Zoll, plus oder minus 0,002 Zoll Toleranz. Dies kann vorgesehen sein für Komponenten mit nur etwa 10% Verschiebungsweg von vollständig abgelenkt bis nicht abgelenkt. Wenn technische Anforderungen kleinere Komponenten erforderlich machen, kann die Wegstrecke bzw. Ablenkung eines Kontakts nur etwa 0,002 Zoll betragen, was eine zehnmal kleinere Ablenkung als 0,020 Zoll ist. Ferner kann, wenn eine Stanztolerenz von ±0,002 Zoll den gesamten Betrag eines Kontaktwegs darstellt, welcher zugelassen werden kann, die Verwendung der Erfindung besonders vorteilhaft sein. Ein Grund für diesen Vorteil im Vergleich zu einer anderen Vorrichtung ist, dass durch Verwenden der Erfindung mit gegenüberliegenden Eingriffskontakten, von welchen beide abgelenkt werden, eine Verringerung der Gesamtbreite möglich ist, welche innerhalb des Gehäuses zur Ablenkung erforderlich ist. Dies resultiert in der Möglichkeit einer Herstellung kleinerer Verbinderanordnungen 20.
Es existiert keine Einschränkung im Hinblick auf die Anzahl von Kontakten, welche in einer gegebenen Anordnung oder in einer erweiterten modularen Anordnung vorgesehen werden können. Jede Verbindungseinheit könnte hergestellt sein in einem Raster, welches verschieden ist von dem dargestellten 10 × 10 Raster. Beispielsweise könnten die folgenden Raster aufge baut werden: 4 × 4, 6 × 6, 8 × 8, 12 × 12 oder andere. Ferner ist es möglich, Raster aufzubauen, welche rechteckig sind, wie etwa 4 × 6, 6 × 12 und Ähnliches, ohne Beschränkung. Zahlreiche Kombinationen sind verfügbar und könnten verwendet werden.
Vorzugsweise sollten Verbinderanordnungen 20 im wesentlichen koplanar sein. Es existieren verhältnismäßig strenge Toleranzen für eine Koplanarität. Ein Faktor, welcher eine Koplanarität einer Substratmontagefläche beeinflusst, ist die Gleichmäßigkeit der Größe von Lötmittelabschnitten (oder Lötmittelkugeln) und die Position von Lötmittel bezüglich der Leiterplattenmontagefläche.
Während der Herstellung kann die "Dochtwirkung" bzw. das Laufen von geschmolzenem Lötmittel längs der Länge von Kontakten unerwünschte Folgen zum Teil deshalb haben, weil dadurch die Menge des schmelzbaren Lötmittelkugelkörpers verringert werden kann, welche zur Verfügung steht für eine Anhaftung auf einer Leiterplatte, und dadurch kann eine Koplanarität einer Anordnung ungünstig beeinflusst werden. Eine unerwünschte und unerwartete Verringerung der Lötmittelkugelmasse kann Koplanaritätsprobleme hervorrufen.
Bei manchen Anwendungen kann die Dochtwirkung von aufgeschmolzenem Lötmittel minimiert werden durch die Verwendung einer Überform auf den Kontakten. Übergeformte Abschnitte auf Kontaktgruppen 55a–j können gestaltet sein für eine dichte Passung in eine erste isolierende Basis 21, welche die Tendenz des Lötmittels zu einem Wandern unter die Länge eines Kontakts beim Aufschmelzen und Zerfließen des Lötmittels verringern kann. In manchen Anwendungen ist es erwünscht, Kontakte vorzusehen für einen Einsatz in die erste isolierende Basis in gruppierten gestanzten Einheiten, welche nicht übergeformt sind, sondern in Stellung gehalten werden durch eine andere Halteeinrichtung, welche in der Technik bekannt ist.
Bei der Realisierung der Erfindung können verschiedene Lötmittelabschnitte verwendet werden mit einer Vielheit von verschiedenen geometrischen Formen. Jedoch ist ein Ausführungsbeispiel, welches sich als wirksam erwiesen hat, die Verwendung von kugelartigen Lötmittelkugeln, wie etwa jene, welche hergestellt und vertrieben werden durch die Indium Corporation of America, 1676 Lincoln Avenue, Utica, New York 13502. Beispielsweise sind kugelartige Lötmittelkugeln erhältlich in verschiedenen Legierungen, einschließlich beispielsweise Teil-Nr. 42141 von Indium Corporation, was eine Legierung mit etwa 63% Sn (Zinn) und etwa 37% Blei (Pb) hat.
In anderen Anwendungen kann die Menge von Sn im Lötmittel etwa 90% oder sogar mehr betragen. In manchen Legierungen kann der Rest der Legierung Blei sein. In anderen Anwendungen der Erfindung könnte ein bleifreies Lötmittel verwendet werden, welches vollständig aus Sn besteht. Ferner existieren andere Typen von Lötmittel, welche verwendet werden können bei der Realisierung der Erfindung. Generell sollte Lötmittel eine Aufschmelztemperatur besitzen, welche ausreichend niedrig ist, um eine gute Anhaftung zu bewirken, jedoch ausreichend hoch ist, um eine Beeinträchtigung von polymeren isolierenden Körpermaterialien zu vermeiden.
Lötmittellegierungen, welche in der Erfindung verwendet werden, reichen von etwa 80% Pb und 20% Sn bis zu einem Verhältnis von etwa 10% oder weniger Pb und 90% Sn. Eine nützliche Legierungszusammensetzung ist etwa 63% Pb und etwa 37% Sn, mit einem Schmelzpunkt von etwa 183°C. Manchmal wird eine leichte Verformung einer harten Lötmittelkugel beobachtet, wenn sie unter Bedingungen einer Oberflächenmontagetechnik (SMT) weich wird. Häufig kann eine weiche eutektische Kugel verwendet werden zur Befestigung von Verbindern auf Leiterplatten und wird gewöhnlich aufschmelzen und sich selbst verformen unter SMT-Bedingungen.
Andere Lötmitteltypen, welche verwendet werden können bei der Realisierung der Erfindung, umfassen, ohne Beschränkung, elektrisch zulässige Zinnantimon-, Zinnsilber-, Bleisilber-Legierungen und Indium. In manchen Fällen kann eine Lötmittelpaste bzw. -creme integriert bzw. angepasst sein für eine Verwendung bei der Erfindung. In manchen Anwendungen kann eine Lötmittellegierung verwendet werden in der Form eines feinen Pulvers, welches in einem geeigneten Flussmittel schwebt.
Eine Erwärmung wird vorzugsweise durchgeführt in einem Lötmittelaufschmelztransportvorrichtungsofen, wie dargestellt in 15 und 17, oder ähnlichen Vorrichtungen. Typischerweise wird der Lötmittelabschnitt erwärmt auf eine Temperatur von etwa 181°C bis etwa 200°C, jedoch können in Abhängigkeit von der Eigenschaft des in dem Gehäuse verwendeten Materials Lötmittel mit einer Schmelztemperatur, welche niedriger oder höher ist als hier angegeben, verwendet werden. Manche anderen Lötmittellegierungen können erwärmt werden auf 230°C bis 260°C, in Abhängigkeit von der spezifischen verwendeten Legierung. Manche Lötmittel erfordern Temperaturen oberhalb 260°C.
Bei manchen automatischen Prozessen kann ein Transportvorrichtungsofen betrieben werden, so dass die verstrichene Gesamtzeit der Legierung innerhalb eines Ofens zwischen etwa 5 und etwa 10 Minuten liegt, obwohl manche Anwendungen weniger oder mehr Zeit für ein Aufschmelzen verwenden. Manchmal werden vor einem Einführen in den Transportvorrichtungsofen Kontakte und Lötmittelelemente bei einer erhöhten Temperatur vorerwärmt, um dann eine Schmelzung vorzubereiten.
Mehrere Verfahren und Vorrichtungen sind hier offenbart zum Halten von Verbindern in Position für ein Löten auf einer Leiterplatte oder einer ähnlichen elektrischen Struktur. In 22A ist eine Haltevorrichtung 400 in Draufsicht dargestellt. Die Haltevorrichtung 400 umfasst einen Rahmen 401, welcher eine Anordnung von elektrischen Verbindern auf einer Leiterplatte erleichtert, wie unten weiter beschrieben. Der Rahmen 401 umfasst eine erste Innenwand 402, eine zweite Innenwand 403, eine dritte Innenwand 404 und eine vierte Innenwand 405. Die jeweiligen Innenwände 402–405 werden in senkrechter Weise angeordnet, wie dargestellt in 22A. Die erste Innenwand 402 und die dritte Innenwand 404 sind durch Phantom- bzw. Strichlinien dargestellt, da sie unterhalb der Saugauflage bzw. Saugfläche 406, dargestellt in der Mitte von 22A, liegen. Der Zweck und die Funktion der Saugauflage bzw. Saugfläche 406 wird unten weiter beschrieben.
Eine erste Außenwand 407, eine zweite Außenwand 408, eine dritte Außenwand 409 und eine vierte Außenwand 410 bilden zusammen eine vierseitige Struktur, welche jeweilige Innenwände 402–405 begrenzt, wodurch ein Rahmen 401 gebildet wird. Die jeweiligen Außenwände 407–410 bilden einen Außenumfang außerhalb des Rahmens 401, während die Innenwände 402– 405 in Verbindung mit ihren jeweiligen Außenwänden 407–410 vier Fenster bilden: 417a, 417b, 417c und 417d. Jedes der jeweiligen Fenster 417a–d ist begrenzt durch den Innenumfang des Rahmens 401. Ein Mittelpunkt 418 bildet den Schnittpunkt zwischen den Innenwänden 402–405.
22B zeigt die Rückseite einer Haltevorrichtung 400, welche vorher zu sehen war in 22A. In 22B kann die Rückseite der Saugauflage bzw. Saugfläche 406 gesehen werden, wo sie mit einem Mittelpunkt 418 in der Nähe der Mitte von 22B verbunden ist.
22C zeigt eine Teilschnittseitenansicht der in 22B dargestellten Vorrichtung. In 22C ist die vierte Innenwand 405 dargestellt in Schnittansicht an der Oberseite der Figur, und es sind der untere Abschnitt von 22C bzw. das Fenster 417a dargestellt.
22D ist eine erweiterte Ansicht des durch einen Kreis in 22B dargestellten Abschnitts. 22D zeigt eine vergrößerte Rippe der vielen Rippen 420a, welche längs des Innenumfangs des Rahmens 401 vorhanden sind. Der Klarheit halber sind die Rippen in 22A–C nicht nummeriert, jedoch sind sie in 22E, welche unten beschrieben wird, genau dargestellt.
22E zeigt eine perspektivische Ansicht des Rahmens 401 von 22B. Eine Nase 421 erstreckt sich unter den Mittelpunkt 418. Die Nase 421 kann dienen als eine Haltevorrichtung zum Unterstützen eines Haltens eines elektrischen Verbinders innerhalb des Rahmens 401, wie hier weiter beschrieben. Ähnliche Nasen wie die als Nase 421 dargestellte können ebenso vorgesehen werden in anderen Fenstern 417b, 417c und 417a. Eine Nase 421 dient zum Halten eines elektrischen Verbinders innerhalb eines Fensters 417d, wie dargestellt in 22E. Jedoch sei darauf hingewiesen, dass eine Nase 421 ein optionales Merkmal der Haltevorrichtung des Rahmens 401 ist, und sie kann arbeiten in Verbindung mit einer Vielzahl von anderen Typen von Vorrichtungen und Verfahren zum Halten eines elektrischen Verbinders in Stellung, einschließlich der Verwendung von Rippen, wie unten weiter beschrieben, jedoch nicht darauf beschränkt.
Eine Vielzahl von Rippen 420a–m sind vorgesehen längs des Innenumfangs der Fenster 417a–d des Rahmens 401. Die Rippen 420a–m liefern einen elastischen Eingriff gegen einen Isolator oder Seitenabschnitte von elektrischen Verbindern, wenn derartige elektrische Verbinder in die Fenster 417a–d des Rahmens 401 eingesetzt werden. Die Rippen 420a–m dienen zum Halten der elektrischen Verbinder in Stellung, so dass, wenn der Rahmen 401 zur Montage auf einer Leiterplatte umgedreht wird, wie unten in Verbindung mit 24 beschrieben, die elektrischen Verbinder fest in Stellung innerhalb des Rahmens 401 bleiben, um erwärmt und auf eine Leiterplatte gelötet zu werden, wie unten weiter beschrieben. Das heißt, Rippen 420a–m können leicht verformt werden, um diese Haltefunktion zu erleichtern.
In der besonderen Anwendung, welche dargestellt ist in 22E, sind Kanten 422a-d vorgesehen zum weiteren quadratischen Stabilisieren eines elektrischen Verbinders innerhalb der Fenster 417a–d; wenn die elektrischen Verbinder innerhalb dieser Fenster 417a–d angeordnet werden. Die isolierende Basis von elektrischen Verbindern kann fest gegen die Fläche von Kanten 422a–d gedrückt werden, so dass die Kanten 422a–d in Verbindung mit Nasen (wie etwa eine Nase 421) und den Rippen 420a–m zusammenarbeiten, um eine Haltevorrichtung zu bilden, welche fähig ist zu einem sicheren Halten von elektrischen Verbindern innerhalb des Rahmens 401, bis zu einem Zeitpunkt, zu welchem die elektrischen Verbinder fest auf eine Leiterplatte oder eine andere elektrische Anordnung gelötet wurden. Ferner dienen die Kanten 422a-d auch zum Halten von elektrischen Verbindern in Position, so dass die Anordnung von Lötmittelkugeln, welche für eine Leiterplattenanordnung bestimmt sind, planar ist; wodurch eine gleichmäßige und konsistente Anwendung von Lötmittelkugeln zum Löten vorgesehen ist.
23 zeigt eine erweiterte Ansicht mit einem ersten elektrischen Verbinder 426, welcher in einem Fenster 417a angeordnet werden kann. Ein zweiter elektrischer Verbinder 427 ist gestaltet für eine Einsetzung in ein Fenster 417b. Ein dritter elektrischer Verbinder 428 ist ebenso gestaltet für eine Einsetzung in Fenster 417d, während ein vierter elektrischer Verbinder 429 gestaltet ist für eine Einsetzung in ein Fenster 417c des Rahmens 401.
Jedes der jeweiligen Fenster 417a–d umfasst mindestens eine Rippe, welche längs des Innenumfangs der miteinander verbundenen Wände vorsteht. Die Rippen 420a–m, welche in 23 gesehen werden können, sind geeignet für einen elastischen Eingriff gegen die jeweiligen elektrischen Verbinder 426– 429.
Der in 23 dargestellte Rahmen 401 ist geeignet für ein Halten von vier elektrischen Verbindern 426–429. Jedoch existiert keine Einschränkung im Hinblick auf die Anzahl von elektrischen Verbindern, welche untergebracht werden könnten innerhalb eines Rahmens 401, und andere Ausführungsbeispiele, welche innerhalb des Wesens und Umfangs der Erfindung liegen, könnten einen Rahmen 401 umfassen, welcher zwei, drei, fünf, sechs oder mehr elektrische Verbinder innerhalb eines einzigen Rahmens 401 hält.
In 23 liefert das hier dargestellte Ausführungsbeispiel mehrere Rippen längs des Innenumfangs der jeweiligen Fenster 417a–d. Beispielsweise umfasst ein Fenster 417d zwei Rippen auf den Innenwänden (das heißt, der ersten Innenwand 402 und der zweiten Innenwand 403). Jedoch umfassen die Außenwände 407–410, dargestellt beim ersten Ausführungsbeispiel von 23, jeweils lediglich eine Rippe 420. Jedoch könnten andere Anordnungen versehen sein mit mehr Rippen auf Außenwänden oder weniger Rippen auf Innenwänden, jedoch hat sich die Anordnung, dargestellt in 23, als zufriedenstellend erwiesen. Die Nase 421 ist generell senkrecht zu den Innenwänden 402, 403 ausgerichtet und ist positioniert zum Erleichtern des Haltens eines elektrischen Verbinders 428 innerhalb des Umfangs von Wänden 402, 403, 408 und 407. Es kann erkannt werden, dass jede Außenwand 407–410 eine Grenze von zwei Fenstern liefert, wie dargestellt in 23. Beispielsweise bildet die erste Außenwand 407 eine Grenze für ein Fenster 417c und ein Fenster 417d.
24 zeigt eine Einrichtung zum Verwenden der Haltevorrichtung 400 zum genauen Bewegen, Anordnen und anschließendem Erleichtern einer Befestigung von elektrischen Verbindern auf einer Leiterplatte 434. In 24 wurde die Haltevorrichtung 400 umgekehrt, und ein Roboterarm 435 greift die Haltevorrichtung 400 mittels einer Saugspitze 437, welche eine Vakuumluftkraft verwendet, um in einer umkehrbaren Weise an einer Saugauflage bzw. Saugfläche 406 anzuhaften, welche in der Nähe der Mitte der Haltevorrichtung 400 positioniert ist. Ein elektrischer Verbinder 426, 427, 428 und 429 wird innerhalb einer Haltevorrichtung 400 in einer umgekehrten Position gehalten, wodurch Lötmittelkugeln für einen Kontakt mit einer Leiterplatte 434 verfügbar gemacht werden. Sobald die Haltevorrichtung 400 mit den angebrachten elektrischen Verbindern 426–428 gegen eine Leiterplatte 434 angebracht ist, wird die Anordnung erwärmt, um ein Schmelzen von Lötmittelkugeln auf eine Bahn auf der Leiterplatte 434 zu ermöglichen, wodurch eine Integration von elektrischen Verbindern 426–429 mit der Leiterplatte 434 gebildet und die Schaltung vervollständigt wird. Sobald eine Kühlung auftritt, ist es möglich, die Haltevorrichtung 400 einfach zu entfernen bzw. zu abzutrennen, wobei die elektrischen Verbinder 426–429 sicher an der Leiterplatte 434 befestigt bleiben.
In anderen Anwendungen ist es möglich, manuell eine Haltevorrichtung 400 in Position anzuordnen oder eine andere mechanische Einrichtung zu verwenden zum Anordnen der Haltevorrichtung 400 auf einer Leiterplatte 434 unter Verwendung einer Einrichtung, welche verschieden ist von der in 24 dargestellten. Ferner könnte ein Roboterarm 435 mit einer Saugspitze 437, wie dargestellt in 24, ebenfalls verwendet werden für die Anordnung der in 25-26 dargestellten Haltevorrichtung.
In 25 ist wieder ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei eine Haltevorrichtung 500 mit einer planaren Basis 501 mit einer ersten Seite 507 (obere Seite) und einer zweiten Seite 502 (gegenüberliegende bzw. untere Seite) zu sehen ist. Die planare Basis 501 umfasst ein erstes Ende 511 und ein zweites Ende 512. Am ersten Ende 511 ist eine erste Wand 503 senkrecht zu einer planaren Basis 501. Eine zweite Wand 504 ist ebenso senkrecht zu einer planaren Basis 501. Das in 25 dargestellte Ausführungsbeispiel enthält lediglich zwei Wände und eine Planare Basis 501, jedoch würden ebenso eine Wand, drei Wände, vier Wände oder mehr (im Falle einer mehrseitigen Struktur) möglich sein, welche auf einer planaren Basis 501 bei der Realisierung der Erfindung vorgesehen wären. Eine Haltevorrichtung mit elastischen Elementen 505a–h ist dargestellt in 25. Ein oder mehr der elastischen Elemente 505a–h kann einen länglichen Körper umfassen, wobei der längliche Körper ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende an einer planaren Basis 501 befestigt ist und das zweite Ende einen Hakenabschnitt aufweist. Der Hakenabschnitt kann ausgerichtet sein für ein Drücken gegen die planare Basis 501 und ein Beschränken von elektrischen Verbindern gegen die planare Basis 501, wie unter Bezugnahme auf 26 weiter beschrieben.
Die zweite Seite 502 (das heißt, die untere Seite bei Betrachtung in 25) der planaren Basis 501 kann eine Saugkraft aufnehmen, welche eine Bewegung und Anordnung der Haltevorrichtung 500 ermöglicht, ähnlich der in 24 dargestellten. Die Haltevorrichtung 500 kann eine Mittellinie 506 längs der Mitte davon umfassen mit gegenüberliegenden elastischen Elementen 505a– h in einer gepaarten Gestaltung. Beispielsweise ist ein elastisches Element 505e gegenüberliegend zu einem elastischen Element 505g und mit diesem gepaart, um einen elektrischen Verbinder 510d von zwei Seiten zu sichern, wie ferner dargestellt in 26. Ähnliche Paarungen von elastischen Elementen 505a–h umfassen die folgenden Paare: (1) 505a/505f, (2) 505b/505c, (3) 505d/505h. Bei anderen Anwendungen der Erfindung würde es möglich sein, mehr oder weniger elastische Elemente 505a–h vorzusehen, um jeden jeweiligen elektrischen Verbinder 510a–d zu halten. Jedoch verwendet das in 5 dargestellte besondere Ausführungsbeispiel zwei gepaarte elastische Elemente für jeden elektrischen Verbinder 510a–d.
In 26 sind elektrische Verbinder 510a–d dargestellt in einer Position, in welcher sie gegen eine planare Fläche 501 gehalten bzw. fixiert werden, gemäß der Realisierung des Ausführungsbeispiels der Erfindung, dargestellt in 25. Ferner wäre es möglich, dass lediglich ein, zwei, drei, fünf, sechs oder mehr elektrische Verbinder 510a–d gehalten werden durch eine Haltevorrichtung 500 bei der Realisierung der Erfindung. Ferner könnten andere Anordnungen von elastischen Elementen 505a–h verwendet werden zum Ausführen der selben oder einer ähnlichen Haltefunktion, wie dargestellt in 26. Generell können die elastischen Elemente 505a–h entgegengesetzte Paarungen bilden, in welchen sie zusammenwirken, um Haltekräfte auf elektrische Verbinder 510a–d anzuwenden. Die entgegengesetzten elastischen Elemente 505a–h können erste Elemente, angeordnet neben dem ersten Ende 511 der planaren Basis 501, und zweite Elemente, angeordnet neben dem zweiten Ende 512 der planaren Basis 501, umfassen. Ferner können dritte Elemente längs der Mittellinie 506 angeordnet sein, wobei die Haltevor richtung 500 gestaltet ist zum Halten eines oder mehr elektrischer Verbinder 510a–d.
Für den Fachmann auf diesem Gebiet ist klar, dass die vorliegende Beschreibung lediglich eine Beschreibung von beispielhaften Ausführungsbeispielen ist und nicht dazu dient, die breiteren Aspekte der vorliegenden Erfindung zu beschränken, wobei die breiteren Aspekte ausgeführt sind in den beispielhaften Anordnungen.

Claims

Elektrische Verbinderanordnung, umfassend: (a) eine erste Verbindungseinheit, wobei die erste Verbindungseinheit eine erste isolierende Basis mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite und eine erste Vielzahl von Öffnungen, welche sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite erstrecken, umfasst; (b) einen ersten Satz von länglichen. Kontakten innerhalb der ersten Vielzahl von Öffnungen, wobei der erste Satz von länglichen Kontakten sich generell ausgehend von der ersten Seite zur zweiten Seite der ersten isolierenden Basis erstreckt; (c) erste Lötmittelabschnitte, angebracht an dem ersten Satz von länglichen Kontakten neben der ersten Seite der ersten isolierenden Basis; und (d) eine zweite Verbindungseinheit, wobei die zweite Verbindungseinheit eine zweite isolierende Basis mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite und eine Vielzahl von Öffnungen, welche sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite erstrecken, umfasst; (e) einen zweiten Satz von länglichen Kontakten innerhalb einer zweiten Vielzahl von Öffnungen, wobei sich der zweite Satz von länglichen Kontakten generell von der ersten Seite zur zweiten Seite der zweiten isolierenden Basis erstreckt; und (f) zweite Lötmittelabschnitte, angebracht am zweiten Satz von länglichen Kontakten neben der ersten Seite der zweiten isolierenden Basis.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Verbindungseinheit ein Spiegelbild der zweiten Verbindungseinheit ist.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Verbindungseinheit austauschbar gegen die zweite Verbindungseinheit ist.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei die Lötmittelabschnitte Lötmittelkugeln umfassen.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Satz von länglichen Kontakten und der zweite Satz von länglichen Kontakten jeweils mehrere einadrige bzw. einsträngige Kontaktelemente umfassen, so dass in einer Eingriffsgestaltung Kontakte des ersten Satzes von länglichen Kontakten in elastischem Eingriff gegen jeweilige Kontakte des zweiten Satzes von länglichen Kontakten sind.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Satz von länglichen Kontakten vorgesehen ist in Kontaktgruppen, wobei die Kontaktgruppen geeignet sind für eine Einsetzung als Gruppen in die Vielzahl von Öffnungen der ersten isolierenden Basis.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 6, wobei mindestens eine der Kontaktgruppen versehen ist mit einer Überform.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 7, wobei die Überform aus einem Polymermaterial besteht.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste isolierende Basis zusätzlich mindestens eine Kante mit vorstehenden Verriegelungsnasen zum Erleichtern einer Anbringung der ersten isolierenden Basis an einer dritten isolierenden Basis umfasst.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 9, wobei die erste Seite der ersten isolierenden Basis im wesentlichen flach auf der ersten Fläche davon ist, wobei die Lötmittelabschnitte über die erste Fläche vorstehen.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei die ersten Lötmittelabschnitte auf den ersten Satz von länglichen Kontakten geschmolzen werden und die zweiten Abschnitte auf dem zweiten Satz von länglichen Kontakten geschmolzen werden.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 9, wobei Verriegelungsnasen der Kante eine lösbare Befestigung von Verbindungseinheiten in einer Seite-an-Seite-Beziehung zum Bilden modularer Anordnungen ermöglichen.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 12, wobei mindestens Verbindungseinheiten in der modularen Anordnung vorgesehen sind.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 12, wobei mindestens vier Verbindungseinheiten in der modularen Anordnung vorgesehen sind.
Elektrische Verbinderanordnung, umfassend: (a) eine erste Verbindungseinheit, wobei die erste Verbindungseinheit eine erste isolierende Basis mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite und eine erste Vielzahl von Öffnungen, wel che sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite erstrecken, umfasst; (b) einen ersten Satz von länglichen Kontakten innerhalb der ersten Vielzahl von Öffnungen, wobei der erste Satz von länglichen Kontakten sich generell von der ersten Seite zur zweiten Seite der ersten isolierenden Basis erstreckt; (c) eine zweite Verbindungseinheit, wobei die zweite Verbindungseinheit eine zweite isolierende Basis mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite und eine Vielzahl von Öffnungen, welche sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite erstrecken,umfasst; (d) einen zweiten Satz von länglichen Kontakten innerhalb von Öffnungen der zweiten isolierenden Basis, wobei der zweite Satz von länglichen Kontakten sich generell von der ersten Seite zur zweiten Seite der zweiten isolierenden Basis erstreckt; und (e) wobei die zweite Verbindungseinheit ein Spiegelbild der ersten Verbindungseinheit umfasst und gegen diese austauschbar ist.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 15, wobei Lötmittelabschnitte geschmolzen werden auf den ersten Satz von länglichen Kontakten neben der ersten Seite der ersten isolierenden Basis.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 16, wobei Lötmittelabschnitte geschmolzen werden auf den zweiten Satz von länglichen Kontakten neben der ersten Seite der zweiten isolierenden Basis.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 16, wobei der erste Satz von länglichen Kontakten jeweils ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende des ersten Satzes von länglichen Kontakten geschmolzen wird auf Lötmittelabschnitte und das zweite Ende des ersten Satzes von länglichen Kontakten gestaltet ist für einen elastischen Eingriffskontakt mit jeweiligen Kontakten des zweiten Satzes von länglichen Kontakten der zweiten Verbindungseinheit.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 18, wobei das zweite Ende des ersten Satzes von länglichen Kontakten gewinkelt ist.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 18, wobei Kontakte des ersten Satzes von länglichen Kontakten generell parallel ausgerichtet sind.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 18, wobei Kontakte des ersten Satzes von länglichen Kontakten und Kontakte des zweiten Satzes von länglichen Kontakten eine Gesamtkontaktlänge umfassen, welche von dem ersten Ende zum zweiten Ende der jeweiligen Kontakte reicht, wobei ferner der erste Satz von länglichen Kontakten und der zweite Satz von länglichen Kontakten in einer Eingriffsgestaltung längs mindestens etwa 20% einer Gesamtkontaktlänge überlappen, wenn der erste Satz und der zweite Satz in einer elastischen Eingriffsgestaltung ausgerichtet sind.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 16, wobei die Lötmittelabschnitte befestigt sind am ersten Satz von länglichen Kontakten durch ein Aufschmelzen der Lötmittelabschnitte bei einer erhöhten Temperatur.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 22, wobei die Lötmittelabschnitte Lötmittelkugeln umfassen, wobei ferner die Lötmittelkugeln mindestens etwa 50% Sn (Zinn) umfassen.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 15, wobei mindestens ein Kontakt übergeformt ist.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 15, wobei der erste Satz von länglichen Kontakten gestaltet ist zur Anwendung auf eine erste isolierende Basis in gruppierten Einheiten.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 15, wobei die erste isolierende Basis eine Kante mit Verriegelungsnasen umfasst, wobei die elektrische Verbinderanordnung ferner umfasst: (f) eine dritte isolierende Basis, wobei die dritte isolierende Basis eine Kante mit vorstehenden Verriegelungsnasen aufweist, wobei ferner die Verriegelungsnasen der ersten isolierenden Basis gestaltet sind für eine Vereinigung mit Verriegelungsnasen der dritten isolierenden Basis bei einem Bilden einer modularen Anordnung.
Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 26, wobei die Vereinigung der Verriegelungsnasen für die erste und die dritte isolierende Basis eine Verbindung eines Schwalbenschwanztyps umfasst.