DE112013004922T5

DE112013004922T5 - Nadelöhr-Stiftkontakt

Info

Publication number: DE112013004922T5
Application number: DE112013004922.8T
Authority: DE
Inventors: David Allison Trout
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2015-07-02
Also published as: US8747124B2; US20140099839A1; CN104704681A; SG11201502705QA; CN104704681B; WO2014058577A1

Abstract

Ein Nadelöhr-Stiftkontakt (32) ist dazu ausgebildet, in einem elektrischen Durchgangsloch (34) aufgenommen zu werden, das leitfähiges Material (42) enthält. Der Nadelöhr-Stiftkontakt weist ein nachgiebige Segment (60) mit zwei einander gegenüberliegenden Federarmen (64, 66) sowie einer zwischen den Federarmen gebildeten Öffnung auf, wobei das nachgiebige Segment dazu ausgebildet ist, derart in dem elektrischen Durchgangsloch aufgenommen zu werden, dass die Federarme mit dem leitfähigen Material zusammenwirken. Ein Spitzensegment (62), das sich von dem nachgiebigen Segment weg erstreckt, ist dazu ausgebildet, in dem elektrischen Durchgangsloch aufgenommen zu werden, bevor das nachgiebige Segment in dem elektrischen Durchgangsloch aufgenommen wird. Das Spitzensegment beinhaltet Räumelemente (82a, 82b), die dazu ausgebildet sind, das leitfähige Material zu verdrängen, wenn das Spitzensegment in dem elektrischen Durchgangsloch aufgenommen wird, um dadurch jeweilige Wege (104a, 104b) durch das leitfähige Material zum Aufnehmen der Federarme zu pflügen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kontakt, der einen Nadelöhr-Stift zum Anbringen des elektrischen Kontakts an einer gedruckten Schaltung aufweist.
Viele gedruckte Schaltungen (die manchmal als ”Leiterplatten” oder ”gedruckte Schaltungsplatten” bezeichnet werden) beinhalten elektrische Durchgangslöcher bzw. Durchkontaktierungen, die Nadelöhr-Stifte aufnehmen, um die gedruckte Schaltung mit einer anderen elektrischen Einrichtung, beispielsweise einem elektrischen Verbinder, einer weiteren gedruckten Schaltung, einem elektrischen Kabel oder einer elektrischen Energiequelle, elektrisch zu verbinden. Die Nadelöhr-Stifte beinhalten nachgiebige Segmente mit Federarmen, die sich in federnd nachgiebiger Weise verformen, wenn der Nadelöhr-Stift in das elektrische Durchgangsloch eingesetzt wird. Das nachgiebige Segment wirkt mit einem elektrisch leitfähigen Material an der Innenwand des elektrischen Durchgangslochs zusammen, um eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Durchgangsloch und dem Nadelöhr-Stift herzustellen.
In dem Maß, in dem elektronische Systeme kleiner werden, werden die Signalwege derselben zunehmend dichter gruppiert. Ferner gibt es einen kontinuierlichen Trend zu elektronischen Systemen, um mit höheren Datenraten bzw. Datengeschwindigkeiten zu arbeiten. Auch gibt es einen Bedarf zur Verringerung der Größe der elektrischen Durchgangslöcher in gedruckten Schaltungen, um der erhöhten Dichte und/oder den höheren Datenraten Rechnung zu tragen. Beispielsweise können kleinere elektrische Durchgangslöcher auf der gedruckten Schaltung dichter gruppiert werden. Darüber hinaus können beispielsweise kleinere elektrische Durchgangslöcher eine bessere elektrische Leistung (z. B. weniger Interferenzen zu benachbarten elektrischen Durchgangslöchern) als größere elektrische Durchgangslöcher aufweisen, wodurch es den kleineren elektrischen Durchgangslöchern ermöglicht werden kann, eine höhere Datenrate zu befördern.
Da elektrische Durchgangslöcher innerhalb gedruckter Schaltungen kleiner ausgebildet werden (z. B. Durchmesser von weniger als ca. 0,75 mm aufweisen), müssen auch die Nadelöhr-Stifte kleiner ausgebildet werden, damit sie in solche kleinere elektrische Durchgangslöcher passen. Jedoch können die Federarme von solchen kleineren Nadelöhr-Stiften einen reduzierten Betriebsbereich aufweisen, der den Nadelöhr-Stift möglicherweise daran hindert, eine zuverlässige elektrische Verbindung mit dem elektrischen Durchgangsloch herzustellen. Beispielsweise kann an dem unteren Ende des Toleranzbereichs des Durchmessers des elektrischen Durchgangslochs das elektrische Durchgangsloch für das nachgiebige Segment des Nadelöhr-Stifts zu klein sein, so dass die Federarme übermäßig zusammengedrückt werden, wenn das nachgiebige Segment in das elektrische Durchgangsloch eingesetzt wird. Ein solches übermäßiges Zusammendrücken der Federarme kann zu einer Reduzierung des Federvermögens derselben führen und dadurch die Federarme daran hindern, mit dem leitfähigen Material an der Innenwand des elektrischen Durchgangslochs in angemessener Weise in Kontakt zu treten. Zum Verhindern einer solchen Reduzierung des Betriebsbereichs der Federarme können die zulässigen Toleranzen für den Durchmesser der elektrischen Durchgangslöcher reduziert werden. Jedoch kann eine Reduzierung der zulässigen Toleranzen des Durchmessers des elektrischen Durchgangslochs zu einer Steigerung der Herstellungskosten von gedruckten Schaltungen und/oder zu einer Reduzierung der Anzahl von gedruckten Schaltungen führen, die innerhalb einer bestimmten Zeit hergestellt werden können.
Es besteht ein Bedarf für einen Nadelöhr-Stiftkontakt, der eine zuverlässige elektrische Verbindung mit einem elektrischen Durchgangsloch herstellen kann, das einen Durchmesser aufweist, der über einen relativ großen Toleranzbereich variieren kann.
Gelöst wird dieses Problem durch einen Nadelöhr-Stiftkontakt gemäß Anspruch 1.
Gemäß der Erfindung ist ein Nadelöhr-Stiftkontakt dazu ausgebildet, in einem elektrischen Durchgangsloch aufgenommen zu werden, das leitfähiges Material aufweist. Der Nadelöhr-Stiftkontakt weist ein nachgiebiges Segment auf, das zwei einander gegenüberliegende Federarme und eine zwischen den Federarmen gebildete Öffnung beinhaltet, wobei das nachgiebige Segment dazu ausgebildet ist, in dem elektrischen Durchgangsloch derart aufgenommen zu werden, dass die Federarme mit dem leitfähigen Material zusammenwirken. Ein äußeres Segment bzw. Spitzensegment, das sich von dem nachgiebigen Segment weg erstreckt, ist dazu ausgebildet, in dem elektrischen Durchgangsloch aufgenommen zu werden, bevor das nachgiebige Segment in dem elektrischen Durchgangsloch aufgenommen wird. Das Spitzensegment beinhaltet Räumelemente, die dazu ausgebildet sind, das leitfähige Material zu verdrängen, wenn das Spitzensegment in dem elektrischen Durchgangsloch aufgenommen wird, um dadurch jeweilige Wege durch das leitfähige Material für die Aufnahme der Federarme zu pflügen.
Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben; wobei:
1 ist eine teilweise auseinandergezogene Perspektivansicht einer exemplarischen Ausführungsform einer Anordnung aus einem elektrischen Verbinder und einer gedruckten Schaltung.
2 ist eine Perspektivansicht einer exemplarischen Ausführungsform des in 1 gezeigten elektrischen Verbinders.
3 ist eine Draufsicht auf eine exemplarische Ausführungsform eines elektrischen Kontakts des in 1 und 2 gezeigten elektrischen Verbinders.
4 ist eine Perspektivansicht eines Bereichs des in 3 gezeigten elektrischen Kontakts unter Darstellung einer exemplarischen Ausführungsform eines Nadelöhr-Stifts des elektrischen Kontakts.
5 ist eine Draufsicht auf den in 4 dargestellten Bereich des elektrischen Kontakts.
6 ist eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des in 4 und 5 gezeigten Nadelöhr-Stifts in einem Zustand, in dem er in einem exemplarischen elektrischen Durchgangsloch teilweise aufgenommen ist.
7 ist eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des in den 4 bis 6 gezeigten Nadelöhr-Stifts in einem Zustand, in dem er vollständig in dem in 6 gezeigten elektrischen Durchgangsloch aufgenommen ist.
8A–8D stellen Beispiele von verschiedenen alternativen Ausführungsformen von Nadelöhr-Stiften dar.
1 zeigt eine teilweise auseinandergezogene Perspektivansicht einer exemplarischen Ausführungsform einer Anordnung 10 aus einem elektrischen Verbinder und einer gedruckten Schaltung. Die Anordnung 10 beinhaltet eine gedruckte Schaltung 12. Bei der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet die Anordnung 10 auch einen elektrischen Verbinder 14, der für eine derartige Anbringung an der gedruckten Schaltung 12 ausgebildet ist, dass der elektrische Verbinder 14 mit der gedruckten Schaltung 12 elektrisch verbunden ist. Der elektrische Verbinder 14 wird dazu verwendet, die gedruckte Schaltung 12 mit einer beliebigen anderen elektrischen Einrichtung (nicht gezeigt) elektrisch zu verbinden, bei der es sich z. B. um einen elektrischen Verbinder, eine weitere gedruckte Schaltung, ein elektrisches Kabel, eine elektrische Stromquelle und/oder dergleichen handeln kann, wobei die Aufzählung jedoch nicht abschließend zu verstehen ist. Bei manchen alternativen Ausführungsformen beinhaltet die Anordnung 10 keinen elektrischen Verbinder 14, und die gedruckte Schaltung 12 wird direkt mit der anderen elektrischen Einrichtung oder mit einem an der anderen elektrischen Einrichtung angebrachten elektrischen Verbinder verbunden. Bei der exemplarischen Ausführungsform tritt der elektrische Verbinder 14 mit einem komplementären Gegen-Verbinder (nicht gezeigt) in Verbindung, der an der anderen elektrischen Einrichtung angebracht ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der gedruckten Schaltung 12 und der anderen elektrischen Einrichtung herzustellen. Alternativ hierzu tritt der elektrische Verbinder 14 direkt mit der anderen elektrischen Einrichtung in Verbindung, um die gedruckte Schaltung 12 ohne Verwendung eines zwischengeordneten Gegen-Verbinders mit der anderen elektrischen Einrichtung elektrisch zu verbinden.
Der elektrische Verbinder 14 beinhaltet ein Gehäuse 16, in dem eine Mehrzahl elektrischer Kontakte 18 gehalten ist. Das Gehäuse 16 beinhaltet einen Verbindungsabschnitt 20 und einen Befestigungsabschnitt 22. Der Verbindungsabschnitt 20 tritt mit dem komplementären Verbinder in Verbindung und beinhaltet eine Verbindungsseite 24, während der Befestigungsabschnitt 22 eine Befestigungsseite 26 aufweist. Eine Mehrzahl von Öffnungen 28 erstreckt sich durch die Verbindungsseite 24 hindurch, um Verbindungssegmente 30 der elektrischen Kontakte 18 freizulegen. Bei der exemplarischen Ausführungsform treten die Verbindungssegmente 30 der elektrischen Kontakte 18 mit komplementären Kontakten (nicht gezeigt) des komplementären Verbinders in Verbindung, um den elektrischen Verbinder 14 mit dem komplementären Verbinder elektrisch zu verbinden. Der Verbindungsabschnitt 20 des Gehäuses bildet optional einen Stecker, der dazu ausgebildet ist, in einer Aufnahme bzw. Buchse (nicht gezeigt) des komplementären Verbinders aufgenommen zu werden. Bei der exemplarischen Ausführungsform erstrecken sich die Verbindungsseite 24 und die Befestigungsseite 26 jeweils einander gegenüber und sind somit in etwa parallel zueinander. Alternativ hierzu erstrecken sich die Verbindungsseite 24 und die Befestigungsseite 26 jeweils in einem beliebigen anderen Winkel relativ zueinander, wie z. B. einem ungefähr rechten Winkel oder einem schrägen Winkel. Der elektrische Verbinder 14 kann eine beliebige Anzahl der elektrischen Kontakte 18 beinhalten.
2 zeigt eine Perspektivansicht einer exemplarischen Ausführungsform des elektrischen Verbinders 14. 2 veranschaulicht den Befestigungsabschnitt und die Befestigungsseite 26 des Gehäuses 16. Der Befestigungsabschnitt 22 ist dazu ausgebildet, an der gedruckten Schaltung 12 (1, 6 und 7) angebracht zu werden. Optional wirkt die Befestigungsseite 26 mit der gedruckten Schaltung 12 zusammen, wenn der elektrische Verbinder 14 vollständig an der gedruckten Schaltung 12 angebracht ist. Die elektrischen Kontakte 18 beinhalten Nadelöhr-Stifte 32, die sich entlang der Befestigungsseite 26 des Gehäuses 16 in Richtung nach außen erstrecken. Wenn der elektrische Verbinder 14 an der gedruckten Schaltung 12 angebracht wird, werden die Nadelöhr-Stifte 32 in entsprechenden elektrischen Durchgangslöchern 34 (1, 6 und 7) der gedruckten Schaltung 12 aufgenommen, um die elektrischen Kontakte 18 mit der gedruckten Schaltung 12 elektrisch zu verbinden.
Die vorstehend dargestellten und/oder beschriebenen elektrischen Kontakte (z. B. der elektrische Kontakt 18) sind Komponenten des elektrischen Verbinders 14. Bei den vorstehend dargestellten und/oder beschriebenen elektrischen Kontakten kann es sich jedoch alternativ um Komponenten der anderen elektrischen Einrichtung handeln, die eine elektrische Verbindung mit der gedruckten Schaltung 12 herstellt. Ferner ist die Verwendung der vorstehend dargestellten und/oder beschriebenen Nadelöhr-Stifte (z. B. die Nadelöhr-Stifte 32, 132, 232, 332 und 432) nicht auf die Verwendung mit dem speziellen, vorstehend dargestellten und beschriebenen elektrischen Verbinder 14 beschränkt. Der vorliegend dargestellte und beschriebene elektrische Verbinder 14 ist lediglich als exemplarisches Beispiel zu verstehen. Die dargestellten und/oder beschriebenen Nadelöhr-Stifte können bei einem beliebigen anderen Typ eines elektrischen Verbinders verwendet werden und können auch bei elektrischen Verbindern mit anderen Geometrien, Konfigurationen und/oder dergleichen als der elektrische Verbinder 14 verwendet werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1, beinhaltet die gedruckte Schaltung 12 ein Substrat 36, das ein Paar einander gegenüberliegende Seiten 38 und 40 aufweist. Der elektrische Verbinder 14 wird an der Seite 38 des Substrats 36 angebracht. Die gedruckte Schaltung 12 beinhaltet die elektrischen Durchgangslöcher 34, die sich in die Seite 38 des Substrats 36 hinein erstrecken. Die elektrischen Durchgangslöcher bzw. Durchkontaktierungen 34 sind durch Öffnungen 98 (6 und 7) in dem Substrat 36 gebildet, die Innenwände 100 (6 und 7) aufweisen, an denen ein elektrisch leitfähiges Material 42 vorhanden ist, so dass die elektrischen Durchgangslöcher 34 elektrisch leitfähig sind. Die elektrischen Durchgangslöcher 34 sind optional mit elektrischen Schaltungen (nicht gezeigt) der gedruckten Schaltung 12, elektrischen Komponenten (nicht gezeigt) der gedruckten Schaltung 12 und/oder dergleichen elektrisch verbunden. Jedes elektrische Durchgangsloch 34 nimmt den Nadelöhr-Stift 32 (2–7) eines entsprechenden elektrischen Kontakts 18 in seinem Inneren auf. Die gedruckte Schaltung 12 kann eine beliebige Anzahl der elektrischen Durchgangslöcher 34 zum Aufnehmen einer beliebigen Anzahl von Nadelöhr-Stiften 32 des elektrischen Verbinders 14 aufweisen. Jedes elektrische Durchgangsloch 34 kann sich vollständig durch das Substrat 36 hindurch erstrecken oder kann sich in die Seite 38 hinein nur partiell durch das Substrat 36 erstrecken.
3 zeigt eine Draufsicht auf eine exemplarische Ausführungsform von einem der elektrischen Kontakte 18. Der elektrische Kontakt 18 beinhaltet eine Basis 44, das Verbindungssegment 30 sowie den Nadelöhr-Stift 32. Die Basis 44 erstreckt sich über eine Länge von einem Ende 46 bis zu einem gegenüberliegenden Ende 48. Der Nadelöhr-Stift 32 erstreckt sich von dem Ende 46 der Basis 44 nach außen. Das Verbindungssegment 30 erstreckt sich von dem Ende 48 der Basis 44 nach außen.
Das Verbindungssegment 30 erstreckt sich von der Basis 44 zu einem Ende 50 nach außen. Wenn die Basis 44 in dem Gehäuse 16 gehalten ist, erstreckt sich das Verbindungssegment 30 innerhalb der entsprechenden Öffnung 28 (1) des Gehäuses 16, um mit dem entsprechenden komplementären Kontakt des komplementären Verbinders zusammenzuwirken. Bei der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Verbindungssegment 30 ein Paar federnd biegsamer Finger 52, die voneinander beabstandet sind, um zwischen sich einen Verbindungsschlitz 54 zu bilden. Der komplementäre Kontakt wird in den Verbindungsschlitz 54 des Verbindungssegments 30 eingesetzt, um den elektrischen Kontakt 18 und den komplementären Kontakt miteinander zu verbinden. Zusätzlich oder alternativ zu den Fingern 52 kann das Verbindungssegment 30 eine beliebige andere Geometrie, Konfiguration und/oder dergleichen zur Verbindung mit dem komplementären Kontakt aufweisen. Bei einigen alternativen Ausführungsformen beinhaltet das Verbindungssegment 30 z. B. einen Stift (nicht gezeigt), der in einer Buchse (nicht gezeigt) des komplementären Kontakts aufgenommen wird.
Die die hierin dargestellten und/oder beschriebenen Nadelöhr-Stifte (z. B. die Nadelöhr-Stifte 32, 132, 232, 332 und 432) sind nicht darauf beschränkt, als Komponente der elektrischen Kontakte 18 verwendet zu werden. Die hierin dargestellten und beschriebenen übrigen Nadelöhr-Stifte (neben dem Nadelöhr-Stift 32) des elektrischen Kontakts 18 sind lediglich exemplarisch zu verstehen. Die hierin dargestellten und/oder beschriebenen Nadelöhr-Stifte können als Komponente eines beliebigen anderen Typs eines elektrischen Kontakts (ob es sich nun bei einem solchen anderen Typ eines elektrischen Kontakts um eine Komponente einer elektrischen Einrichtung oder eines zwischengeordneten elektrischen Verbinders handelt) verwendet werden und können als Komponente von anderen elektrischen Kontakten mit anderen Basis- und Verbindungsegment-Geometrien, Konfigurationen und/oder dergleichen als die elektrischen Kontakte 18 verwendet werden.
4 zeigt eine Perspektivansicht eines Bereichs von einem der elektrischen Kontakte 18 zur Veranschaulichung einer exemplarischen Ausführungsform des Nadelöhr-Stifts 32 des elektrischen Kontakts 18. Der Nadelöhr-Stift 32 beinhaltet einen Körper 33, der sich über eine Länge entlang einer zentralen Längsachse 43 von der Basis 44 bis zu einer Spitze 56 erstreckt. Der Nadelöhr-Stift 32 beinhaltet ein Halssegment 58, ein nachgiebiges Segment 60 und ein Spitzensegment 62. Das Halssegment 58 erstreckt sich von der Basis 44 weg. Das nachgiebige Segment 60 erstreckt sich von dem Halssegment 58 weg, und das Spitzensegment 62 erstreckt sich von dem nachgiebigen Segment 60 weg. Mit anderen Worten, das nachgiebige Segment 60 erstreckt sich von dem Halssegment 58 zu dem Spitzensegment 62. Das Spitzensegment 62 beinhaltet die Spitze 56. Wie zumindest aus 2 und 4 ersichtlich sein sollte, ist das Spitzensegment 62 des Nadelöhr-Stifts 32 dazu ausgebildet, in dem elektrischen Durchgangsloch 34 (1, 6 und 7) aufgenommen zu werden, bevor das nachgiebige Segment 60 in dem elektrischen Durchgangsloch 34 aufgenommen wird.
Das nachgiebige Segment 60 beinhaltet zwei einander gegenüberliegende Arme 64 und 66. Die Arme 64 und 66 sind voneinander beabstandet, um zwischen sich eine Öffnung 68 zu bilden. Das nachgiebige Segment 60 ist dazu ausgebildet, zusammengedrückt zu werden, wenn das nachgiebige Segment 60 derart in dem elektrischen Durchgangsloch 34 aufgenommen wird, dass die Arme 64 und 66 in Richtung aufeinander zu bewegt werden. Im Spezielleren handelt es sich bei den Armen 64 und 66 um Federn, die sich in federnd nachgiebiger Weise in Richtung aufeinander zu verlagern bzw. biegen lassen. Wenn der Nadelöhr-Stift 32 in dem elektrischen Durchgangsloch 34 aufgenommen ist, wirken die Arme 64 und 66 mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 (1, 6 und 7) an der Innenwand des elektrischen Durchgangslochs 34 zusammen, wobei die Arme 64 und 66 in Richtung aufeinander zu nach innen gebogen sind. Die Biegung der Arme 64 und 66 veranlasst die Arme 64 und 66, Federkräfte in den Richtungen A bzw. B auf das elektrisch leitfähige Material 42 auszuüben. Das Zusammenwirken zwischen den Armen 64 und 66 des nachgiebigen Segments 60 und dem elektrisch leitfähigen Material 42 des elektrischen Durchgangslochs 34 führt zur Herstellung einer elektrischen Verbindung des Nadelöhr-Stifts 32 mit dem elektrischen Durchgangsloch 34. Die von den Armen 64 und 66 ausgeübten Federkräfte erleichtern die Schaffung eines ausreichenden Kontakts zwischen den Armen 64 und 66 und dem elektrisch leitfähigen Material 42, so dass eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen dem Nadelöhr-Stift 32 und dem elektrischen Durchgangsloch 34 hergestellt wird. Die Arme 64 und 66 können in der vorliegenden Beschreibung auch als ”Federarme” bezeichnet werden. Dabei können die Arme 64 und 66 auch als ”erster” Arm und/oder ”zweiter” Arm bezeichnet werden.
5 zeigt eine Draufsicht auf den in 4 gezeigten Bereich des elektrischen Kontakts 18. Unter Bezugnahme nunmehr auf 4 und 5 beinhaltet der Nadelöhr-Stift 32 eine vordere Wand 70 und eine hintere Wand 72, die sich gegenüber der vorderen Wand 70 erstreckt. Ferner beinhaltet der Nadelöhr-Stift 32 einander gegenüberliegende Seitenwände 74 und 76. Die Seitenwände 74 und 76 erstrecken sich zwischen der vorderen Wand 70 und der hinteren Wand 72. Jedes der Segmente 58, 60 und 62 des Nadelöhr-Stifts 32 beinhaltet, und ist teilweise definiert durch, die vordere Wand 70, die hintere Wand 72 und die Seitenwände 74 und 76. Die jeweiligen Seitenwände 74 und 76 können hier auch als ”erste” und/oder ”zweite” Seitenwand bezeichnet werden.
4 und 5 veranschaulichen die Arme 64 und 66 des Nadelöhr-Stifts 32 im ungebogenen Zustand. Mit anderen Worten, die 4 und 5 veranschaulichen das nachgiebige Segment 60 des Nadelöhr-Stifts 32, bevor der Nadelöhr-Stift 32 in das elektrische Durchgangsloch 34 eingesetzt worden ist.
Die Arme 64 und 66 beinhalten jeweilige Scheitel 78 und 80, an denen die Arme 64 und 66 mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 des elektrischen Durchgangslochs 34 zusammenwirken. Im Spezielleren beinhaltet die Seitenwand 74 den Scheitel 78, und die Seitenwand 76 beinhaltet den Scheitel 80, so dass die Arme 64 und 66 dazu ausgebildet sind, an den Seitenwänden 74 und 76 mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 zusammenzuwirken. Eine Breite W des nachgiebigen Segments 60, wenn das nachgiebige Segment 60 nicht zusammengedrückt ist (d. h. bevor es in das elektrische Durchgangsloch 34 eingesetzt ist), ist zwischen den Scheiteln 78 und 80 definiert, wie dies in 5 gezeigt ist.
Bei der exemplarischen Ausführungsform erstrecken sich die vordere Wand 70 und die hintere Wand 72 in etwa parallel zueinander, doch alternativ hierzu können sich die Wände 70 und 72 auch in einem schrägen Winkel relativ zueinander erstrecken. Die Seitenwände 74 und 76 erstrecken sich bei der exemplarischen Ausführungsform ebenfalls in etwa parallel zueinander. Alternativ hierzu erstrecken sich die Seitenwände 74 und 76 in einem schrägen Winkel relativ zueinander. Obwohl sich die Seitenwände 70 und 72 bei der exemplarischen Ausführungsform in etwa rechtwinklig zu den Seitenwänden 74 und 76 erstrecken, kann sich alternativ auch die Wand 70 und/oder die Wand 72 in einem schrägen Winkel relativ zu der Seitenwand 74 und/oder der Seitenwand 76 erstrecken.
Das Spitzensegment 62 des Nadelöhr-Stifts 32 beinhaltet ein oder mehrere Räumelemente 82. Wie im Folgenden noch ausführlicher beschrieben wird, ist jedes Räumelement 82 dazu ausgebildet, das elektrisch leitfähige Material 42 zu verdrängen, wenn das Spitzensegment 62 in dem elektrischen Durchgangsloch 34 aufgenommen wird, um dabei einen Weg durch das elektrisch leitfähige Material 42 zu pflügen und einen entsprechenden der Arme 64 oder 66 in diesem aufzunehmen. Beispielsweise kann jedes Räumelement 82 eine Größe (z. B. die in 5 gezeigte Distanz D₁ des Räumelements 82) aufweisen, die den Weg durch das elektrisch leitfähige Material 62 des elektrischen Durchgangslochs 34 pflügt, wenn der Durchmesser D₄ (in 6 und 7 gezeigt) des elektrischen Durchgangslochs 34 an einem unteren Ende des Toleranzbereichs des Durchmessers D₄ liegt. Ferner kann jedes Räumelement 82 z. B. derart dimensioniert sein, dass das Räumelement 82 keinen Weg durch das elektrisch leitfähige Material 42 des elektrischen Durchgangslochs 34 pflügt, wenn die Toleranz des Durchmessers D₄ höher ist als an dem unteren Ende des Toleranzbereichs.
Bei der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Spitzensegment 62 zwei Räumelemente 82a und 82b. Im Spezielleren erstreckt sich das Räumelement 82a an der Seitenwand 74 nach außen, während sich das Räumelement 82b an der Seitenwand 76 nach außen erstreckt. Mit anderen Worten, die Seitenwand 74 beinhaltet das Räumelement 82a, und die Seitenwand 76 beinhaltet das Räumelement 82b. Das Räumelement 82a ist dazu ausgebildet, einen Weg durch das elektrisch leitfähige Material 42 zur Aufnahme des Arms 64 zu pflügen. Das Räumelement 82b ist dazu ausgebildet, einen Weg durch das elektrisch leitfähige Material 42 zur Aufnahme des Arms 66 zu pflügen. Obwohl zwei Räumelemente dargestellt sind, kann das Spitzensegment 62 eine beliebige Anzahl von Räumelementen 82 zum Pflügen einer beliebigen Anzahl von Wegen durch das elektrisch leitfähige Material 42 aufweisen. Ferner kann jede Seitenwand 74 und 76 eine beliebige Anzahl von Räumelementen 82 zum Pflügen einer beliebigen Anzahl von Wegen durch das elektrisch leitfähige Material 42 beinhalten. Bei manchen alternativen Ausführungsformen beinhaltet nur eine der Seitenwände 74 oder 76 ein Räumelement 82.
Unter Bezugnahme ausschließlich auf 5 ist jedes Räumelement 82 durch eine Erhebung 84 gebildet, die sich an der entsprechenden Seitenwand 74 oder 76 nach außen erstreckt. Im Spezielleren ist das Räumelement 82a durch eine Erhebung 84a gebildet, die sich an der Seitenwand 74 nach außen erstreckt, während das Räumelement 82b durch eine Erhebung 84b gebildet ist, die sich an der Seitenwand 76 nach außen erstreckt. Die Erhebung 84a erstreckt sich an der Seitenwand 74 in einer nicht parallelen Richtung in Relation zu der zentralen Längsachse 43 des Nadelöhr-Stifts 32 nach außen. Die jeweiligen Erhebungen 84a und 84b können im Folgenden auch als ”erste” Erhebung und/oder ”zweite” Erhebung bezeichnet werden.
Die Erhebung 84a erstreckt sich an der Seitenwand 74 zu einer Räumspitze 88 nach außen, die einen Scheitel 90 aufweist. Der Scheitel 90 der Erhebung 84a ist dazu ausgebildet, mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 zusammenzuwirken, um den Weg durch dieses zu pflügen. Wie im Folgenden noch ausführlicher beschrieben wird, ist der Scheitel 90 optional dazu ausgebildet, mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 in einem Presssitz zusammenzuwirken, um das elektrisch leitfähige Material 42 zu verdrängen und dadurch den Weg zu pflügen. Bei der exemplarischen Ausführungsform und wie in 5 gezeigt, ist die Spitze 88 der Erhebung 84a abgerundet. Die Spitze 88 kann eine durch einen beliebigen Radius gebildete Krümmung aufweisen, die zum Erleichtern des Pflügens des Wegs durch das elektrisch leitfähige Material 42 ausgewählt werden kann. Ferner kann die Spitze 88 der Erhebung 84a zusätzlich oder alternativ zu einer abgerundeten oder gekrümmten Ausbildung auch andere Geometrien aufweisen, wie z. B. eine Abschrägung, eine Hohlkehlung, einen Abschluss an einem Punkt, so dass die Spitze 88 spitz ausgebildet ist, und/oder dergleichen, wobei die Aufzählung nicht abschließend zu verstehen ist.
Wie in 5 zu sehen ist, ist bei nicht zusammengedrücktem nachgiebigen Segment 60 der Scheitel 90 der Erhebung 84a näher bei der zentralen Längsachse 43 angeordnet als der Scheitel 78 des Arms 64. Im Spezielleren ist eine Distanz D von dem Scheitel 78 des Arms 64 bis zu der zentralen Längsachse 43 größer als eine Distanz D₁ von dem Scheitel 90 des Räumelements 82a bis zu der zentralen Längsachse 43. Der Scheitel 90 kann, muss aber nicht, näher bei der der zentralen Längsachse 43 als der Scheitel 78 angeordnet sein, wenn das nachgiebige Segment 60 im Inneren des elektrischen Durchgangslochs 34 zusammengedrückt ist.
Unter Bezugnahme nunmehr auf das Räumelement 82b erstreckt sich die Erhebung 84b an der Seitenwand 76 in einer nicht parallelen Richtung in Relation zu der zentralen Längsachse 43 des Nadelöhr-Stifts 32 nach außen. Die Erhebung 84b erstreckt sich zu einer Räumspitze 94 nach außen. Die Räumspitze 94 beinhaltet einen Scheitel 96, der dazu ausgebildet ist, mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 zusammenzuwirken, um den Weg durch dieses zu pflügen. Optional ist der Scheitel 96 dazu ausgebildet, mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 in einem Presssitz zusammenzuwirken, um das elektrisch leitfähige Material 42 zu verdrängen und dadurch den Weg zu pflügen. Bei der exemplarischen Ausführungsform ist die Spitze 94 der Erhebung 84b abgerundet. Die Spitze 94 kann eine durch einen beliebigen Radius gebildete Krümmung aufweisen, die zum Erleichtern des Pflügens des Wegs durch das elektrisch leitfähige Material 42 ausgewählt werden kann. Ferner kann die Spitze 94 der Erhebung 84b zusätzlich oder alternativ zu einer abgerundeten oder gekrümmten Ausbildung auch andere Geometrien aufweisen, wie z. B. eine Abschrägung, eine Hohlkehlung, einen Abschluss an einem Punkt, so dass die Spitze 88 spitz ausgebildet ist, und/oder dergleichen, wobei die Aufzählung nicht abschließend zu verstehen ist.
Wenn das nachgiebige Segment 60 nicht zusammengedrückt ist, ist der Scheitel 96 der Erhebung 84b näher bei der zentralen Längsachse 43 angeordnet als der Scheitel 80 des Arms 66. Insbesondere ist eine Distanz D₂ von dem Scheitel 96 des Räumelements 82b bis zu der zentralen Längsachse 43 geringer als eine Distanz D₃ von dem Scheitel 80 des Arms 66 bis zu der zentralen Längsachse 43. Der Scheitel 96 kann, muss aber nicht, näher bei der zentralen Längsachse 43 als der Scheitel 80 angeordnet sein, wenn das nachgiebige Segment 60 innerhalb des elektrischen Durchgangslochs 34 zusammengedrückt ist. Eine Breite W₁ des Spitzensegments 62 ist zwischen den Scheiteln 90 und 96 definiert. Wie in 5 zu sehen ist, ist die Breite W₁ des Spitzensegments 62 geringer als die Breite W des nachgiebigen Segments 60.
Obwohl die Räumelemente 82a und 82b mit im Wesentlichen ähnlichen Geometrien dargestellt sind, können sie alternativ auch voneinander verschiedene Geometrien aufweisen. Beispielsweise sind die Erhebungen 84a und 84b nicht darauf beschränkt, im Wesentlichen dieselbe Größe und/oder Formgebung aufzuweisen, wie es hier gezeigt ist. Stattdessen können die Erhebungen 84a und 84b auch eine voneinander verschiedene Größe und/oder Formgebung aufweisen.
6 zeigt eine Schnittdarstellung zur Erläuterung des Einsetzvorgangs des Nadelöhr-Stifts 32 in das elektrische Durchgangsloch 34. Das elektrische Durchgangsloch 34 erstreckt sich entlang einer zentralen Tiefenachse 102 über eine Tiefe in das Substrat 36 hinein. Das elektrische Durchgangsloch 34 weist einen Durchmesser D₄ auf. Das elektrische Durchgangsloch 34 weist die Öffnung 98 auf, die sich in die Seite 38 der gedruckten Schaltung 12 hinein erstreckt. Wie vorstehend beschrieben, kann sich die Öffnung 98 auch in die Seite 40 (1) der gedruckten Schaltung 12 hinein erstrecken, so dass sich die Öffnung 98 vollständig durch das Substrat 36 der gedruckten Schaltung 12 hindurch erstreckt, oder die Öffnung 98 kann sich nur partiell durch das Substrat 36 hindurch erstrecken. Die Öffnung 98 ist durch die Innenwand 100 des Substrats 36 definiert. Das elektrisch leitfähige Material 42 des elektrischen Durchgangslochs 34 ist auf der Innenwand 100 angeordnet. Bei dem elektrisch leitfähigen Material 42 kann es sich um einen beliebigen Typ eines elektrisch leitfähigen Materials handeln, und dieses kann durch einen beliebigen Prozess, eine beliebige Einrichtung und/oder dergleichen auf die Innenwand 100 aufgebracht werden. Bei manchen Ausführungsformen beinhaltet das elektrisch leitfähige Material 42 beispielsweise Kupfer, und es liegt als plattiertes Material vor, das unter Verwendung eines Plattierungsvorgangs auf die Innenwand 100 aufgebracht wird.
6 veranschaulicht den Nadelöhr-Stift 32 in seinem teilweise in dem elektrischen Durchgangsloch 34 aufgenommenen Zustand. Das Spitzensegment 62 wird vor dem nachgiebigen Segment 60 in dem elektrischen Durchgangsloch 34 aufgenommen. Wie in 6 gezeigt, ist das nachgiebige Segment 60 noch nicht in dem elektrischen Durchgangsloch 34 aufgenommen worden. Beim Einführen des Spitzensegments 62 in das elektrische Durchgangsloch 34 verdrängen die Räumelemente 82a und 82b das elektrisch leitfähige Material 42 und pflügen dadurch jeweilige Wege 104a und 104b durch das elektrisch leitfähige Material 42 zum Aufnehmen der Arme 64 bzw. 66. Jeder der Wege 104a und 104b kann in der vorliegenden Beschreibung auch als ”erster” Weg und/oder ”zweiter” Weg bezeichnet werden. Darüber hinaus kann jeder der Wege 104a und 104b hierin auch als ”weiterer” Weg bezeichnet werden.
Das Pflügen des Wegs 104a durch das Räumelement 82a wird nun ausführlicher beschrieben. Wenn das Spitzensegment 62 des Nadelöhr-Stifts 32 in dem elektrischen Durchgangsloch 34 aufgenommen wird, wirkt die Erhebung 84a des Räumelements 82a mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 zusammen und verdrängt dadurch das Material 42. Bei der exemplarischen Ausführungsform verdrängt die Erhebung 84a das elektrisch leitfähige Material 42 durch Erzeugen eines Presssitzes zwischen dem Scheitel 90 der Erhebung 84a und dem elektrisch leitfähigen Material 42. Zusätzlich oder alternativ können jedoch auch andere Arten des Zusammenwirkens zwischen der Erhebung 84a und dem elektrisch leitfähigen Material 42 verwendet werden, um das elektrisch leitfähige Material 42 zu verdrängen.
Zum Pflügen des Wegs 104a kann das Räumelement 82a das elektrisch leitfähige Material 42 in Bezug auf die Tiefenachse 102 radial nach außen verdrängen (wie z. B. durch den Pfeil A gezeigt), beispielsweise durch Komprimieren des elektrisch leitfähigen Materials 42 und/oder durch Verdrängen von anderen Segmenten (d. h. Segmenten, die nicht den Weg 104a definieren) radial nach innen und/oder entlang der Tiefenachse 102. Zusätzlich oder alternativ zum Verdrängen des elektrisch leitfähigen Materials 42 radial nach außen kann das Räumelement 82a den Weg 104a durch Verdrängen des elektrisch leitfähigen Materials 42 in einer Richtung C entlang der Tiefenachse 102 und/oder durch Schneiden des Wegs 104a durch das elektrisch leitfähige Material 42 pflügen bzw. bilden.
In Bezug auf den durch das Räumelement 82b gepflügten Weg 104b wirkt die Erhebung 84b mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 zusammen und verdrängt dadurch das Material 42, wenn das Spitzensegment 62 des Nadelöhr-Stifts 32 in dem elektrischen Durchgangsloch 34 aufgenommen wird. Bei der exemplarischen Ausführungsform verdrängt die Erhebung 84b das elektrisch leitfähige Material 42 durch Erzeugen eines Presssitzes zwischen dem Scheitel 96 der Erhebung 84b und dem elektrisch leitfähigen Material 42. Zusätzlich oder alternativ zu dem Presssitz können auch andere Arten des Zusammenwirkens zwischen der Erhebung 84b und dem elektrisch leitfähigen Material 42 zum Verdrängen des elektrisch leitfähigen Materials 42 verwendet werden. Zum Pflügen des Wegs 104b kann das Räumelement 82b das elektrisch leitfähige Material 42 in Bezug auf die Tiefenachse 102 radial nach außen (wie z. B. durch den Pfeil B dargestellt) verdrängen, kann das Räumelement 82b das elektrisch leitfähige Material 42 in der Richtung C entlang der Tiefenachse 102 verdrängen und/oder kann das Räumelement 82b das elektrisch leitfähige Material 42 durch Schneiden des Wegs 104a durch das elektrisch leitfähige Material 42 verdrängen.
7 zeigt eine Schnittdarstellung unter Darstellung des Nadelöhr-Stifts 32 im vollständig in dem elektrischen Durchgangsloch 34 aufgenommenen Zustand. Das Spitzensegment 62 ist in dem elektrischen Durchgangsloch 34 vollständig aufgenommen, so dass die Räumelemente 82a und 82b die jeweiligen Wege 104a und 104b vollständig gepflügt haben. Die Wege 104a und 104b erstrecken sich über jeweilige radiale Tiefen D₅ und D₆ zu jeweiligen Böden 106 und 108. Wie in 7 zu sehen ist, erstrecken sich die Tiefen D₅ und D₆ der Wege 104a bzw. 104b nicht durch die gesamte Dicke T des elektrisch leitfähigen Materials 42 hindurch, so dass die Böden 106 und 108 der jeweiligen Wege 104a und 104b durch elektrisch leitfähiges Material 42 und nicht durch das elektrisch nicht leitfähige Material des Substrats 36 gebildet sind. Die Größe der Erhebungen 84a und/oder 84b relativ zu dem Durchmesser D₄ des elektrischen Durchgangslochs 34 und/oder einem Durchmesser D₇ der Öffnung 98 kann so gewählt werden, dass sichergestellt ist, dass die radialen Tiefen D₅ und D₆ der Wege 104a bzw. 104b sich nicht vollständig durch die Dicke T des elektrisch leitfähigen Materials 42 hindurch erstrecken. Bei der exemplarischen Ausführungsform erstreckt sich jeder der Wege 104a und 104b in etwa parallel zu der zentralen Tiefenachse 102 des elektrischen Durchgangslochs 34.
Wenn der Nadelöhr-Stift 32 aus der in 6 gezeigten Position in die in 7 gezeigte Position bewegt wird, wird der Arm 64 des nachgiebigen Segments 60 in dem Weg 104a aufgenommen und bewegt sich diesen entlang. Beim Aufnehmen des Arms 64 in dem Weg 104a wirkt der Scheitel 78 des Arms 64 mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 am Boden 106 des Wegs 104a zusammen. Während sich der Arm 164 den Weg bzw. die Bahn 104a entlang bewegt, veranlasst das Zusammenwirken zwischen dem Arm 64 und dem Boden 106 des Wegs 104a eine Verlagerung des Arms 64 in der Richtung D, so dass das nachgiebige Segment 60 vollständig in dem elektrischen Durchgangsloch 34 aufgenommen werden kann. In der in 7 gezeigten vollständig aufgenommenen Position erstreckt sich der Arm 64 innerhalb des Wegs 104a, und der Scheitel 78 des Arms 64 wirkt mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 am Boden 106 des Wegs 104a zusammen. Das Federvermögen des Arms 64 veranlasst den Arm 64, eine Federkraft in der Richtung A gegen das elektrisch leitfähige Material 42 am Boden 106 des Wegs 104a auszuüben. Der Arm 64 des Nadelöhr-Stifts 32 ist dadurch mit dem elektrischen Durchgangsloch 34 elektrisch verbunden.
Was den Arm 66 anbelangt, so wird der Arm 66 des nachgiebigen Segment 60 in dem Weg 104b aufgenommen, und er bewegt sich diesen entlang, während der Nadelöhr-Stift 32 von der in 6 gezeigten Position in die in 7 gezeigte Position bewegt wird. Der Scheitel 80 des Arms 66 wirkt mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 am Boden 108 des Wegs 104b zusammen, während der Arm 66 in dem Weg 104b aufgenommen wird. Während sich der Arm 66 den Weg bzw. die Bahn 104b entlang bewegt, verursacht das Zusammenwirken zwischen dem Arm 66 und dem Boden 108 des Wegs 104b eine Verlagerung des Arms 66 in der Richtung E, so dass das nachgiebige Segment 60 vollständig in dem elektrischen Durchgangsloch 34 aufgenommen werden kann. In der in 7 dargestellten, vollständig aufgenommenen Position erstreckt sich der Arm 66 innerhalb des Wegs 104b, und der Scheitel 80 des Arms 66 wirkt mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 am Boden 108 des Wegs 104b zusammen. Der Arm 66 übt eine Federkraft in der Richtung B gegen das elektrisch leitfähige Material 42 am Boden 108 des Wegs 104b aus. Der Arm 66 des Nadelöhr-Stifts 32 ist auf diese Weise mit dem elektrischen Durchgangsloch 34 elektrisch verbunden.
Die durch das Spitzensegment 62 gepflügten Wege 104a und 104b schaffen in effektiver Weise einen größeren Durchmesser (größer als der Durchmesser D₄) des elektrischen Durchgangslochs 34 an denjenigen Stellen um den inneren Umfang des elektrischen Durchgangslochs 34, an denen die Arme 64 und 66 mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 zusammenwirken. Mit anderen Worten, die Wege 104a und 104b vergrößern die Breite des elektrischen Durchgangslochs 34 zwischen den Stellen, an denen die Arme 64 und 66 mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 zusammenwirken. Die größere Breite an solchen Stellen kann ein übermäßiges Zusammendrücken des nachgiebigen Segments 60 des Nadelöhr-Stifts 32 verhindern. Beispielsweise kann eine solche größere Breite des elektrischen Durchgangslochs 34 die nicht zusammengedrückte Breite W (5) des nachgiebigen Segments 60 aufnehmen, ohne dass die Arme 64 und 66 über den Arbeitsbereich der Arme 64 und 66 hinaus zusammengedrückt werden.
Die durch das Spitzensegment 62 gepflügten Wege 104a und 104b können somit die Schaffung einer zuverlässigen elektrischen Verbindung zwischen dem Nadelöhr-Stift 32 und dem elektrischen Durchgangsloch 34 erleichtern. Da die Arme 64 innerhalb ihres Arbeitsbereichs bleiben, können die Arme 64 und 66 beispielsweise eine ausreichende Federkraft auf das elektrisch leitfähige Material 42 ausüben, so dass eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen den Armen 64 und 66 und dem Material 42 hergestellt wird. Somit können die durch die jeweiligen Räumelemente 82a und 82b gepflügten Wege 104a und 104b ermöglichen, dass relativ kleine elektrische Durchgangslöcher 34 (z. B. mit Durchmessern von weniger als ca. 0,75 mm) Nadelöhr-Stifte 32 Aufnehmen, ohne dass die zulässigen Toleranzen der Durchmesser der elektrischen Durchgangslöcher 34 vermindert werden, wobei dies z. B. die Kosten für die Herstellung von gedruckten Schaltungen reduzieren kann und/oder die Anzahl der gedruckten Schaltungen reduzieren kann, die innerhalb einer bestimmten Zeitdauer hergestellt werden können.
Obwohl bei der exemplarischen Ausführungsform zwei Wege 104a und 104b durch das elektrisch leitfähige Material 42 gepflügt werden, versteht es sich, dass bei manchen alternativen Ausführungsformen nur ein Weg 104a oder 104b durch das elektrisch leitfähige Material gepflügt wird. Beispielsweise wird in manchen Situationen die Tiefe eines einzelnen Wegs derart ausgewählt, dass sie ausreichend ist, um dem elektrischen Durchgangsloch 34 eine Breite zwischen den Stellen, an denen die Arme 64 und 66 mit dem elektrisch leitfähigen Material 42 zusammenwirken, zu verschaffen, die in der Lage ist, die Breite W des nachgiebigen Segments 60 aufzunehmen, ohne die Arme 64 und 66 über den Arbeitsbereich derselben hinaus zusammenzudrücken. Somit beinhaltet bei einigen alternativen Ausführungsformen das Spitzensegment 62 des Nadelöhr-Stifts 32 nur das Räumelement 82a oder das Räumelement 82b, so dass das Spitzensegment 62 nur einen einzigen Weg durch das elektrisch leitfähige Material 42 pflügt.
Verschiedene Parameter des Nadelöhr-Stifts 32, des nachgiebigen Segments 60, des Spitzensegments 62, des Räumelements 82a und/oder des Räumelements 82b können zum Pflügen von Wegen ausgewählt werden, die dem elektrischen Durchgangsloch 34 die Breite verschaffen, die in der Lage ist, die Breite W des nachgiebigen Segments 60 aufzunehmen, ohne dass die Arme 64 und 66 über ihren Arbeitsbereich hinaus zusammengedrückt werden. Beispielsweise können die Größe der Erhebungen 84a und/oder 84b, die Formgebung der Erhebungen 84a und/oder 84b, der die Krümmung der Räumspitze 88 und/oder 94 definierende Radius, die Größe und/oder die Formgebung der Räumspitze 88 und/oder 94 (5), die Distanz D₁ (5), die Distanz D₂ (5), die Beziehung zwischen der Distanz D (5) und der Distanz D₂, die Beziehung zwischen der Distanz D und der Distanz D₁, die Breite W₁ (5), die Beziehung zwischen der Breite W und der Breite W₁ und/oder dergleichen derart gewählt werden, dass dem elektrischen Durchgangsloch 34 die Breite verschafft wird, die in der Lage ist, die Breite W des nachgiebigen Segments 60 aufzunehmen, ohne die Arme 64 und 66 über ihren Arbeitsbereich hinaus zusammenzudrücken.
Wie vorstehend beschrieben wurde, besitzt wahlweise jedes Räumelement 82a und 82b eine Größe (z. B. die jeweiligen Distanzen D₁ und D₂), die nur den jeweiligen Weg 104a und 104b durch das elektrisch leitfähige Material 42 des elektrischen Durchgangslochs 34 pflügt, wenn sich der Durchmesser D₄ des elektrischen Durchgangslochs 34 an einem unteren Ende des Toleranzbereichs des Durchmessers D₄ befindet. Bei derartigen Ausführungsformen ist die Größe jedes Räumelements 82a und 82b derart vorgesehen, dass das jeweilige Räumelement 82a und 82b nicht den jeweiligen Weg 104a und 104b durch das elektrisch leitfähige Material 42 des elektrischen Durchgangslochs 34 pflügt, wenn die Toleranz des Durchmessers D₄ des elektrischen Durchgangslochs 34 höher ist als das untere Ende des Toleranzbereichs. Beispielsweise kann für ein elektrisches Durchgangsloch 34 mit einem Durchmesser D₄ von etwa 0,35 mm der Toleranzbereich +/–2 mil (0,0508 mm) betragen. Das untere Ende eines solchen Toleranzbereichs kann z. B. zwischen etwa 0 mil und etwa –2 mil (–0,0508 mm) gewählt werden. Bei einem solchen Beispiel sind die Räumelemente 82a und 82b derart dimensioniert, dass die Räumelemente 82a und 82b die jeweiligen Wege 104a und 104b durch das elektrisch leitfähige Material 42 pflügen, wenn die Toleranz des Durchmessers D₄ des elektrischen Durchgangslochs 34 ist geringer ist als etwa 0 mil. Ferner sind bei einem derartigen Beispiel die Räumelemente 82a und 82b derart dimensioniert, dass die Räumelemente 82a und 82b die jeweiligen Wege 104a und 104b durch das elektrisch leitfähige Material 42 nicht pflügen, wenn die Toleranz des Durchmessers D₄ gleich oder größer als etwa 0 mil ist. Wie aus der vorstehenden Beschreibung verständlich sein sollte, werden die Tiefen D₅ und D₆ der Wege 104a bzw. 104b in dem Maß geringer, in dem sich die Toleranz der oberen Grenze (z. B. etwa 0 mil bei dem vorstehenden Beispiel) an dem unteren Ende des Toleranzbereichs nähert.
Der Durchmesser D₄, der Toleranzbereich sowie die obere Grenze an dem unteren Ende des Toleranzbereichs sind nicht auf die vorstehend beschriebenen exemplarischen Werte beschränkt. Vielmehr können der Durchmesser D₄, der Toleranzbereich und die obere Grenze an dem unteren Ende des Toleranzbereichs jeweils mit beliebigen anderen Werten oder Bereichen vorgegeben werden. Für ein elektrisches Durchgangsloch 34 mit einem bestimmten Durchmesser D₄ kann die Größe der Räumelemente und die obere Grenze an dem unteren Ende des Toleranzbereichs derart ausgewählt werden, dass die Räumelemente 82a und 82b die Wege 104a und 104b nur dann pflügen, wenn die Toleranz des Durchmessers D₄ einen Wert hat, der ein Zusammendrücken der Arme 64 und 66 über ihren Arbeitsbereich hinaus verursachen würde. Es versteht sich, dass die (vorstehend beschriebenen) Ausführungsformen, bei denen die jeweiligen Räumelemente 82a und 82b nur zum Pflügen des jeweiligen Wegs 104a und 104b ausgebildet sind, wenn sich der Durchmesser D₄ des elektrischen Durchgangslochs 34 an dem unteren Ende des Toleranzbereichs befindet, für Ausführungsformen gelten, die nur ein einziges Räumelement 82 aufweisen. Im Spezielleren ist das einzelne Räumelement eines Nadelöhr-Stifts 32, der nur ein Räumelement 82 aufweist, optional zum Pflügen des Wegs durch das elektrisch leitfähige Material 42 des elektrischen Durchgangslochs 34 dimensioniert, wenn sich der Durchmesser D₄ des elektrischen Durchgangslochs 34 an dem unteren Ende des Toleranzbereichs befindet.
Die Räumelemente 82a und 82b sind nicht auf die vorstehend beschriebenen und veranschaulichten Geometrien beschränkt. Vielmehr kann jedes Räumelement 82 eine derartige Geometrie aufweisen, dass das Räumelement 82 einen Weg mit einer beliebigen Größe und/oder Formgebung durch das elektrisch leitfähige Material zum Aufnehmen eines Arms eines Nadelöhr-Stifts pflügen kann. Beispielsweise veranschaulichen die 8A–8D verschiedene alternative Ausführungsformen von Räumelementgeometrien. Im Spezielleren veranschaulicht 8A einen Nadelöhr-Stift 132, der Räumelemente 182a und 182b mit spitz ausgebildeten Spitzen 188 bzw. 194 aufweist. 8B veranschaulicht einen Nadelöhr-Stift 232 mit einem Räumelement 282a, das eine andere Geometrie als ein weiteres Räumelement 282b des Nadelöhr-Stifts 232 aufweist. 8C zeigt einen Nadelöhr-Stift 332, der nur ein einziges Räumelement 382 zum Pflügen eines einzigen Wegs aufweist. 8D veranschaulicht einen Nadelöhr-Stift 432 mit zwei Sequenzen von Räumelementen 482a und 482b, die mit der Erstreckung eines Spitzensegments 462 des Nadelöhr-Stifts 432 in Richtung auf ein nachgiebiges Segment 460 des Nadelöhr-Stifts 432 zunehmend größer werden. Die Sequenz der Räumelemente 482 verursacht eine zunehmende Vergrößerung der Tiefe des von diesem gepflügten Wegs, wenn das Spitzensegment 462 in dem elektrischen Durchgangsloch 34 aufgenommen wird (1, 6 und 7).
Der Begriff ”gedruckte Schaltung”, wie er hierin verwendet wird, soll jegliche elektrische Schaltung beinhalten, bei der die leitenden Verbindungen in vorbestimmten Mustern auf ein elektrisch isolierendes Substrat aufgedruckt oder anderweitig aufgebracht worden sind. Bei dem Substrat 36 der gedruckten Schaltung 12 kann es sich um ein flexibles Substrat oder ein starres Substrat handeln. Das Substrat 36 kann aus einem oder mehreren beliebigen Materialien hergestellt sein und/oder solche Materialien beinhalten, wie z. B. Keramik, Epoxy-Glas, Polyimid (wie z. B. in nicht einschränkender Weise Kapton und/oder dergleichen), organisches Material, Kunststoff, Polymer und/oder dergleichen, wobei die Aufzählung nicht abschließend zu verstehen ist. Bei einigen Ausführungsformen handelt es sich bei dem Substrat 36 um ein starres Substrat, das aus Epoxy-Glas hergestellt ist, so dass es sich bei der gedruckten Schaltung 12 um ein Gebilde handelt, das gelegentlich als ”Leiterplatte” oder ”gedruckte Schaltungsplatte” bezeichnet wird.

Claims

Nadelöhr-Stiftkontakt (32) zur Aufnahme in einem elektrischen Durchgangsloch (34), das leitfähiges Material (42) enthält, wobei der Nadelöhr-Stiftkontakt ein nachgiebiges Segment (60) mit zwei einander gegenüberliegenden Federarmen (64, 66) sowie einer zwischen den Federarmen gebildeten Öffnung (68) aufweist, wobei das nachgiebige Segment dazu ausgebildet ist, in dem elektrischen Durchgangsloch derart aufgenommen zu werden, dass die Federarme mit dem leitfähigen Material zusammenwirken, und wobei sich ein Spitzensegment (62) von dem nachgiebigen Segment weg erstreckt und das Spitzensegment dazu ausgebildet ist, in dem elektrischen Durchgangsloch aufgenommen zu werden, bevor das nachgiebige Segment in dem elektrischen Durchgangsloch aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Spitzensegment Räumelemente (82a, 82b) aufweist, die dazu ausgebildet sind, das leitfähige Material zu verdrängen, wenn das Spitzensegment in dem elektrischen Durchgangsloch aufgenommen wird, um dadurch jeweilige Wege (104a, 104b) durch das leitfähige Material zum Aufnehmen der Federarme zu pflügen.
Nadelöhr-Stiftkontakt nach Anspruch 1, wobei das Spitzensegment (62) eine vordere und eine gegenüberliegende hintere Wand (70, 72) sowie einander gegenüberliegende Seitenwände (74, 76) aufweist, die sich zwischen der vorderen und der hinteren Wand erstrecken, wobei die Räumelemente (82a, 82b) jeweilige Erhebungen (84a, 84b) aufweisen, die sich an den jeweiligen Seitenwänden nach außen erstrecken.
Nadelöhr-Stiftkontakt nach Anspruch 1, wobei sich das elektrische Durchgangsloch (34) entlang einer Tiefenachse (102) über eine Tiefe erstreckt, wobei die Räumelemente (82a, 82b) dazu ausgebildet sind, die jeweiligen Wege (104a, 104b) zu pflügen, indem sie das leitfähige Material (42) entlang der Tiefenachse und/oder relativ zu der Tiefenachse radial nach außen verdrängen.
Nadelöhr-Stiftkontakt nach Anspruch 1, wobei das nachgiebige Segment (60) dazu ausgebildet ist, zusammengedrückt zu werden, während das nachgiebige Segment in dem elektrischen Durchgangsloch (34) aufgenommen wird, so dass die Federarme (64, 66) in Richtung aufeinander zu bewegt werden, wobei die jeweiligen, durch die Räumelemente (82a, 82b) gepflügten Wege (104a, 104b) dazu ausgebildet sind, ein übermäßiges Zusammendrücken des nachgiebigen Segments zu verhindern.
Nadelöhr-Stiftkontakt nach Anspruch 1, wobei die Räumelemente (82a, 82b) dazu ausgebildet sind, mit dem leitfähigen Material (42) des elektrischen Durchgangslochs (34) in einem Presssitz zusammenzuwirken, um das leitfähige Material zu verdrängen.
Nadelöhr-Stiftkontakt nach Anspruch 1, wobei sich der Nadelöhr-Stiftkontakt über eine Länge entlang einer zentralen Längsachse (43) erstreckt, wobei jeder der Federarme (64, 66) einen jeweiligen Scheitel (78, 80) aufweist, an dem der entsprechende Federarm mit dem leitfähigen Material (42) des elektrischen Durchgangslochs (34) zusammenwirkt, wobei die Räumelemente (82a, 82b) jeweilige Scheitel (90, 96) aufweisen, an denen die Räumelemente mit dem leitfähigen Material zusammenwirken, wobei sich der Scheitel von jedem Räumelement näher bei der zentralen Längsachse befindet als der Scheitel des entsprechenden Federarms.
Nadelöhr-Stiftkontakt nach Anspruch 1, der weiterhin eine vordere und eine gegenüberliegende hintere Wand (70, 72) sowie einander gegenüberliegende Seitenwände (74, 76) aufweist, die sich zwischen der vorderen und der hinteren Wand erstrecken, wobei die Seitenwände Scheitel (78, 80) an Stellen aufweisen, an denen die Federarme (64, 66) mit dem leitfähigen Material (42) des elektrischen Durchgangslochs (34) zusammenwirken, und wobei die Seitenwände die Räumelemente (82a, 82b) aufweisen.