DE19706153A1 - Spring contact esp for printed circuits - Google Patents

Spring contact esp for printed circuits

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Abstract

The spring contact consists of a metal component and a rubber elastic shaped part of electrically conducting plastic and forms a connection with a defined electrical and HF impedance. The metal component is integrated into the circuit board as edge metallisation of a through hole in the conducting track structure or is soldered on and forms a holder for the elastic shaped part, pref. by shape locking. The elastic shaped part (8) exerts a spring effect by selection of a suitable elastomer and by structural measures, pref. a suitable cross-sectional shape.

Description

Die Erfindung betrifft ein periphäres Kontaktelement für den elektrischen Anschluß insbesondere von gedruckten Schaltungen an weiterführende Netzwerke und an Leitungen, durch das Löt- und Steckverbindungen ersetzt bzw. vereinfacht werden sollen.The invention relates to a peripheral contact element for the electrical connection, in particular of printed circuits to further networks and lines, through the soldering and Plug connections are to be replaced or simplified.

Die Schnittstellen einer elektronischen Schaltung zu externen Komponenten werden in aller Regel dadurch gebildet, daß Leiter­ bahnen oder leitende Flächen auf der Platine in Teilen von Steck­ verbindungen enden oder mit Leiterdrähten verlötet sind oder mit Kontaktfedern gepaart werden.The interfaces of an electronic circuit to external ones Components are usually formed by the fact that conductors path or conductive surfaces on the board in parts of Steck connections end or are soldered to conductor wires or to Contact springs are paired.

Die Verwendung von federnden Kontakten ist ein für viele Anwendungsfälle günstiges Prinzip, da es z. B. den Zusammenbau mit anderen elektrischen oder mit mechanischen Komponenten vereinfachen kann und oft kostengünstiger als Steck- oder Lötverbindungen ist. Als Material für die federnde Kontaktierung sind Metalle und auch elektrisch leitfähige Kunststoffe bekannt. Dabei ist festzustellen, daß bei Ausbildung von federnden Kontaktelementen aus Kunststoff vielfach versucht wird, die bei metallischen Federelementen üblichen Konstruktionsprinzipe anzuwenden. Der Übertragung dieser Prinzipe sind jedoch technologische Grenzen gesetzt, und sei es nur das Problem der notwendigen andersartigen Verbindungstechniken.The use of spring contacts is one for many Use cases favorable principle, since it z. B. the assembly with simplify other electrical or mechanical components can and is often cheaper than plug or solder connections. Metals are also used as the material for the resilient contact electrically conductive plastics known. It should be noted that in the formation of resilient contact elements made of plastic is tried many times with metallic spring elements apply the usual design principles. The transfer of this In principle, however, there are technological limits, if only the problem of the necessary different connection techniques.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein universelles Verbindungsteil aus einem elektrisch leitenden, elastischen Kunststoff vorzugsweise unlösbar auf einem mit Leiterbahnen versehenen Trägermaterial zu Positionieren, so daß das Verbindungsteil als Schnittstelle zur leitenden Anbindung von externen Bauelementen und Netzwerken geeignet ist, mit deren Leiterbahnen oder Anschlüssen eine Verbindung vorzugsweise durch flächiges Anpressen hergestellt wird.The invention has for its object a universal Connecting part made of an electrically conductive, elastic Plastic preferably insoluble on one with conductor tracks provided support material to position, so that Connection part as an interface to the conductive connection of external components and networks is suitable, with their Conductor tracks or connections preferably through a connection flat pressing is produced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Hauptanspruch angegebenen Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche enthalten bevorzugte Ausführungsvarianten und -details. This object is achieved with the main claim specified features solved. The sub-claims included preferred versions and details.  

Der erfindungsgemäße Federkontakt wird praktisch wie ein Schaltungs-Bauelement gehandhabt, unabhängig davon,
The spring contact according to the invention is practically handled like a circuit component, regardless of

  • - ob er nur aus einem elastischen Formteil besteht, das in eine durchmetallisierte Bohrung eines Leiterbahnträgers, z. B. einer Leiterplatte, gedrückt wird, oder- Whether it consists only of an elastic molded part that in one through-plated hole of a conductor track carrier, z. B. one PCB, is pressed, or
  • - ob eine aufzulötende oder auf zucrimpende Hülse aus Metall ein elastisches Formteil umschließt oder- Whether a metal sleeve to be soldered or crimped on encloses elastic molding or
  • - ob ein Draht- oder dünnes Bandmaterial ein elastisches Formteil umschließt oder durchdringt und die Endabschnitte des Draht- oder Bandmaterials z. B. durch Löten mit Leiterbahnen auf dem Träger­ material verbunden werden.- Whether a wire or thin strip material is an elastic molded part encloses or penetrates and the end portions of the wire or Tape material z. B. by soldering with conductor tracks on the carrier material.

Dieser Baustein kann gleichermaßen als SMD-Teil (für Oberflächen­ bestückung und Reflow-Lötung) wie auch für herkömmliche bedrahtete Technik ausgebildet werden.This module can also be used as an SMD part (for surfaces assembly and reflow soldering) as well as for conventional wired Technology to be trained.

Das Charakteristikum der Erfindung besteht darin, daß ein einfaches, in beliebiger Form kostengünstig herzustellendes federndes Teil aus einem elektrisch leitenden Kunststoff auf einer leitenden Fläche oder Leiterbahn positioniert und gehalten, d. h. einseitig befestigt wird und daß durch Andrücken eines Gegen­ kontakts beliebiger Form bzw. Fläche eine leitende Verbindung mit externen Komponenten herstellbar ist.The characteristic of the invention is that a simple, inexpensive to produce in any form resilient part made of an electrically conductive plastic on a conductive surface or trace positioned and held, d. H. is attached on one side and that by pressing a counter contact of any shape or surface with a conductive connection external components can be produced.

Das Prinzip bietet die Möglichkeit, einzelne separate und auch Reihenanordnungen von lösbaren, aber dauerbeständigen, nicht durch Korrosion oder nachlassende Federkräfte gefährdeten Verbindungen mit vergleichsweise geringem Aufwand herzustellen.The principle offers the possibility of being separate and individual Row arrangements of detachable but permanent, not through Corrosion or decreasing spring forces at risk of connections to produce with comparatively little effort.

Das Kunststoff-Teil ist auswechselbar. Man kann also nachträglich geänderte Kontaktierungsbedingungen berücksichtigen, Maßtoleranzen ausgleichen sowie beschädigte oder Formteile aus gealtertem Material durch neue ersetzen.The plastic part is interchangeable. So you can do it later Consider changed contacting conditions, dimensional tolerances compensate as well as damaged or molded parts from aged Replace material with new one.

Der erfindungsgemäße Federkontakt ist für alle bekannten planen Leiterplatten-Ausführungen, für Schaltungsträger in 3D-Technik (MID, moulded interconnected device) und darüber hinaus für elektrische Kontakte bei beliebigen Konstruktions- und Verbindungs- und Bauelementen unterschiedlichster Gestaltung anwendbar.The spring contact according to the invention is for all known plans PCB versions, for circuit boards in 3D technology (MID, molded interconnected device) and beyond for electrical contacts in any construction and connection and Components of various designs can be used.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention is described below using exemplary embodiments explained in more detail. Show in the accompanying drawing

Fig. 1 Metallhülse mit elastischem Formteil Fig. 1 metal sleeve with elastic molded part

Fig. 2 Leiterbahnträger mit Bohrung oder Sackloch und elastischem Formteil Fig. 2 conductor track carrier with hole or blind hole and elastic molded part

Fig. 3 Federkontakt mit Draht oder Band als metallische Halterung Fig. 3 spring contact with wire or tape as a metallic holder

Fig. 4 Maßnahmen zur Erhöhung der mechanischen Elastizität des Formteils im Kontaktierungsbereich. Fig. 4 measures to increase the mechanical elasticity of the molded part in the contact area.

Die in Fig. 1 bis 4 in schematischer Darstellung gezeigten Varianten sprechen für sich; es wird verdeutlicht, daß bei dem erfindungsgemäßen Federkontakt in jedem Fall eine metallische Komponente den mechanischen und elektrischen Mittler zwischen dem Leiterbahnträger und dem Formteil aus Kunststoff darstellt. Die metallische Komponente ist vorzugsweise unlösbar durch Stoff- oder Formschluß mit dem Leiterbahnträger verbunden, oder sie ist in den mechanischen und Leitungsaufbau des Trägermaterials integriert. Sie bildet die Aufnahme für das Kunststoff-Formteil, und die Arretierung des elastischen Formteils in dem Metallelement erfolgt vorzugsweise durch Formschluß.The variants shown in a schematic representation in FIGS. 1 to 4 speak for themselves; it is clarified that with the spring contact according to the invention a metallic component in any case represents the mechanical and electrical mediator between the conductor track carrier and the molded part made of plastic. The metallic component is preferably non-detachably connected to the interconnect carrier by a material or positive connection, or it is integrated in the mechanical and line structure of the carrier material. It forms the receptacle for the plastic molded part, and the elastic molded part is preferably locked in the metal element by positive locking.

Die metallische Komponente kann z. B. als Hülse 3, Bügel 4 oder als schellenartiges Teil 5 ausgebildet sein, oder man wählt eine durchmetallisierte Bohrung 6 in einer Leiterplatte 1 oder ein Sackloch 7 in einer in MID-Technik mit Leiterbahnen versehenen Innenwandung eines Schaltungsgehäuses 2, wobei auch hier eine Randmetallisierung die Verbindung zu einer Leiterbahn herstellt. Eine Alternative speziell zur Variante mit durchmetallisierter Bohrung stellt ein seitlicher Schlitz in Platinenrand dar; der Schlitz sollte sich - zur besseren Halterung eines vom Rand aus eingeschobenen Formteils - zum Rand hin in seiner Breite etwas verjüngen.The metallic component can e.g. B. be designed as a sleeve 3 , bracket 4 or as a clamp-like part 5 , or one chooses a through-metallized hole 6 in a circuit board 1 or a blind hole 7 in an inner wall of a circuit housing 2 provided with MID technology, with an edge metallization also here creates the connection to a conductor track. An alternative, especially to the variant with a through-plated hole, is a side slot in the edge of the board; the slot should - in order to better hold a molded part inserted from the edge - taper slightly in width towards the edge.

Das Formteil aus dem elastischen leitfähigen Kunststoff ist bei den hier gezeigten Bespielen u. a. als einfacher Zylinder-Ab­ schnitt 8, als zylindrisches Teil 9 mit einer Einschnürung 9.1, als tonnenartiger Körper 10 mit Flansch 10.1 und als Schlauchabschnitt 11 dargestellt.The molded part made of the elastic conductive plastic is shown in the examples shown here, inter alia, as a simple cylinder section 8 , as a cylindrical part 9 with a constriction 9.1 , as a barrel-like body 10 with a flange 10.1 and as a hose section 11 .

Bei Anwendung der Tönnchenvariante sollte der Durchmesser des Formteils 10 in seinem bauchigen Bereich etwas größer als der Durchmesser des Sacklochs 7 sein. When using the barrel variant, the diameter of the shaped part 10 in its bulbous region should be somewhat larger than the diameter of the blind hole 7 .

Bei der Variante mit dem schlauchartigen Formteil kann man, wie aus Fig. 4a zu erkennen, durch geeignete Wahl der Schlauch­ durchmesser die Federungswirkung und den Federungsweg beeinflussen. Dem gleichen Zweck dient die Profilierung 12 der Oberfläche des Formteils in Fig. 4b.In the variant with the hose-like molded part, as can be seen from FIG. 4a, the suspension effect and the suspension travel can be influenced by suitable selection of the tube diameter. The profiling 12 of the surface of the molded part in FIG. 4b serves the same purpose.

Ein für die zuletzt als Aufnahme erwähnte Variante mit dem seitlichen Schlitz in der Platine geeignetes Formteil sollte mit einer Nut ähnlich der Einschnürung 9.1 im Zylinder 9 versehen sein.A molded part suitable for the variant mentioned last as a receptacle with the side slot in the board should be provided with a groove similar to the constriction 9.1 in the cylinder 9 .

Claims (6)

1. Federkontakt für den elektrischen Anschluß gedruckter Schaltungen an Leitungen und weiterführende Netzwerke mit den folgenden Merkmalen:
  • - der Federkontakt besteht aus einer metallischen Komponente (3, 4, 5, 6.1, 7.1) und einem gummielastischen Formteil (8, 9, 10, 11) aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff und stellt eine durchgängige leitende Verbindung mit vorbestimm­ barem elektrischem und HF-Widerstand dar,
  • - die metallische Komponente ist als Randmetallisierung (6.1, 7.1) eines Durchgangs (6, 7) im Leiterbahnträger (1, 2) in die Leiterstruktur der gedruckten Schaltung integriert oder wird aufgelötet (3, 4, 5) und bildet die Aufnahme und Halterung des elastischen Formteils (8, 9, 10, 11), vorzugsweise durch Formschluß,
  • - das elastische leitende Formteil erhält eine Federungs­ wirkung durch Wahl eines geeigneten Elastomers und durch konstruktive Maßnahmen, vorzugsweise eine geeignete Querschnittsausbildung (11.1, 12).
1. Spring contact for the electrical connection of printed circuits to lines and further networks with the following features:
  • - The spring contact consists of a metallic component ( 3 , 4 , 5 , 6.1 , 7.1 ) and a rubber-elastic molded part ( 8 , 9 , 10 , 11 ) made of an electrically conductive plastic and provides a continuous conductive connection with predeterminable electrical and HF Resistance,
  • - The metallic component is integrated as edge metallization ( 6.1 , 7.1 ) of a passage ( 6 , 7 ) in the conductor track carrier ( 1 , 2 ) in the conductor structure of the printed circuit or is soldered ( 3 , 4 , 5 ) and forms the receptacle and holder for the elastic molded part ( 8 , 9 , 10 , 11 ), preferably by positive locking,
  • - The elastic conductive molded part receives a suspension effect by choosing a suitable elastomer and by design measures, preferably a suitable cross-sectional design ( 11.1 , 12 ).
2. Federkontakt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung der metallischen Komponente in Gestalt einer Hülse (3) mit rundem, eckigem oder schlitzartigem Querschnitt, eines Bügels (4) oder einer Schelle (5).2. Spring contact according to claim 1, characterized by the formation of the metallic component in the form of a sleeve ( 3 ) with a round, angular or slot-like cross section, a bracket ( 4 ) or a clamp ( 5 ). 3. Federkontakt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung der metallischen Komponente als durchmetallisierte Bohrung (6, 6.1) in der Leiterplatte (1) oder als Sackloch (7) mit Randmetallisierung (7.1) in einem Schaltungsgehäuse (2), dessen Innenfläche mit einer Leiterstruktur versehen ist.3. Spring contact according to claim 1, characterized by the formation of the metallic component as a through-metallized hole ( 6 , 6.1 ) in the circuit board ( 1 ) or as a blind hole ( 7 ) with edge metallization ( 7.1 ) in a circuit housing ( 2 ), the inner surface of which Ladder structure is provided. 4. Federkontakt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung der metallischen Komponente und des elastischen Formteils als ein Komplettteil, das vor dem Auflöten zusammen­ gefügt wird, wobei vorzugsweise eine unlösbare Verbindung zwischen der elastischen Komponente und dem Leiterbahnträger hergestellt wird.4. Spring contact according to claim 1, characterized by the Formation of the metallic component and the elastic Molding as a complete part that is assembled before soldering is added, preferably an insoluble connection  between the elastic component and the conductor track carrier will be produced. 5. Federkontakt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung des elastischen Formteils als nachträglich in die metallische Komponente, vorzugsweise lösbar, einzufügendes Teil.5. Spring contact according to claim 1, characterized by the Formation of the elastic molded part as subsequent in the metallic component, preferably detachable, part to be inserted. 6. Federkontakt nach Anspruch 1, 3 und 4, gekennzeichnet durch Ausführung des elastischen Formteils derart, daß die Mittel am Formteil zur Halterung in oder an der metallischen Komponente einheitlich ausgebildet sind, der Kontaktierungsbereich jedoch unterschiedlich ausgebildet werden kann und dementsprechend für die Paarung mit verschiedenartigen flächigen Ausbildungen und Gegenkontakten wählbar ist.6. Spring contact according to claim 1, 3 and 4, characterized by Execution of the elastic molded part such that the means on the molded part for mounting in or on the metallic component are uniform, but the contacting area can be trained differently and accordingly for mating with different types of flat training and Counter contacts can be selected.
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