DE19737627A1 - Steckverbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur elek­ trischen und/oder mechanischen Verbindung gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1, eine elektrische Verbinderan­ ordnung mit einem derartigen Steckverbinder und ein Verfah­ ren zum elektrischen Verbinden eines elektrischen Bauteils mit einem Steckverbinder.

Derartige Steckverbinder - bspw. Direktsteckverbinder - wer­ den bereits seit geraumer Zeit zur einfachen und kosten­ günstigen elektrischen und/oder mechanischen Verbindung zwischen Leiterplatten, beispielsweise einer Tochterleiter­ platte und einer Leiterplattenrückwand verwendet. In den Fig. 1 bis 4, auf die bereits jetzt Bezug genommen sei, ist eine derartige Tochterleiterplatte - im folgenden Lei­ terplatte 1 genannt - dargestellt. Eine derartige Leiter­ platte hat üblicherweise ein Kunststoff-Substrat 2, auf dem eine Vielzahl von Leiterbahnen 4 und nicht dargestellte sonstige elektrische/elektronische Bauteile angeordnet sind. Die beispielsweise aus Kupfer bestehenden Leiterbah­ nen 4 sind bis zum Rand des Substrats 2 geführt und dort zu einer Kontaktfläche 6 erweitert. Diese Kontaktflächen 6 an den Endabschnitten der Leiterbahnen 4 münden am Rand der Leiterplatte 1 - oder genauer gesagt - des Substrats 2.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1. Daraus geht hervor, daß die Leiterbahnen 4 mit den dazugehörigen Kontaktflächen 6 bspw. paarweise einander ge­ genüberliegend an beiden Großflächen 8, 10 der Leiterplatte 1 ausgebildet sind. Fig. 3 zeigt das Detail X in der Dar­ stellung aus Fig. 2, so daß die paarweise Anordnung der Kontaktflächen 6 auf den Großflächen 8, 10 der Leiterplat­ ten besser ersichtlich ist. Selbstverständlich können die Kontaktflächen 6 auch nur an einer Großfläche der Leiter­ platte 1 oder in beliebiger Anordnung ausgebildet werden.

Die Kontaktflächen 6 der Leiterbahnen 4 sind häufig mit einem korrosionsbeständigen Material, wie beispielsweise Gold oder einem Material - bspw. Zinn - mit leicht entfern­ barer Korrosionsschicht überzogen.

Die Verbindung einer derartigen Tochterleiterplatte mit einer weiteren Leiterplatte erfolgt über einen Steckverbin­ der, bei dem eine Vielzahl von ein- oder zweischenklig aus­ geführten federnden Kontaktelementen in einem Isolierkörper ausgebildet sind. Diese Kontaktelemente sind aus einem fe­ dernden Werkstoff, wie beispielsweise Bronze gestanzt, wo­ bei der Stanzvorgang derart geführt ist, daß der Kontaktbe­ reich des Kontaktelementes, d. h. derjenige Bereich, der in Anlage an die zugeordnete Kontaktfläche 6 einer Leiterbahn 4 gelangt, möglichst glatt und gratfrei ausgeführt ist, um einen vorzeitigen Verschleiß der Kontaktflächen 6 beim mehrmaligen Stecken zu verhindern. Vorzugsweise ist die Oberfläche der Kontaktelemente im Kontaktbereich aus dem gleichen Material gefertigt wie die entsprechende Kontakt­ fläche 6 der Tochterleiterplatte. Die am häufigsten verwen­ deten Materialien sind Gold- oder Zinnschichten, die auf den Grundwerkstoff aufgebracht werden. An den von den Kon­ taktbereichen entfernten Endabschnitten der Kontaktelemente ist jeweils ein Anschlußbereich ausgebildet, über den die elektrische/mechanische Verbindung mit der weiteren Leiter­ platte oder mit einem Mehrleiterkabel erfolgt. Diese elek­ trische/mechanische Verbindung mit der weiteren Leiterplat­ te erfolgt beispielsweise durch Verlöten der Anschlußberei­ che oder durch eine sogenannte Einpreßverbindung mit der weiteren Leiterplatte oder durch Verlöten oder Verkrimpen mit den Adern des Mehrleiterkabels.

Beim Aufstecken der Tochterleiterplatte gleiten die Kontaktbereiche der Kontaktelemente der Steckverbindung auf den entsprechenden Kontaktflächen 6 der Leiterbahnen 4 ab, bis die Steckposition erreicht ist. Im Ruhezustand, d. h. nach Erreichen dieser Steckposition liegt das federnde Kon­ taktelement mit einer vorbestimmten Kontaktkraft an der Kontaktfläche 6 der Leiterbahn 4 an. Durch diese vorbe­ stimmte Kontaktkraft und die korrosionsfreie Ausgestaltung der Kontaktflächen 6 ist eine dauerhaft sichere elektrische Kontaktierung sichergestellt.

In der letzten Zeit findet in der Leiterplattentechno­ logie ein neues, preisgünstiges Verfahren Verwendung, bei dem die aus Kupfer hergestellten Leiterbahnen 4 einer Lei­ terplatte zum Zweck der dauerhaften Lötbarkeit anstelle wie herkömmlich mit Zinn oder Gold mit einem äußerst dünnen Kunststoffilm überzogen sind.

Eine derartige Leiterplatte 1 ist in der Detaildarstel­ lung gemäß Fig. 4 gezeigt, die das Detail Y in Fig. 2 in vergrößerter Darstellung zeigt. Demgemäß ist dieser Kunst­ stoffilm 12, der auch als organische Passivierung oder Or­ ganresist bezeichnet wird, auf den zugänglichen Umfangsflä­ chen der Kontaktfläche 6 ausgebildet. Durch diesen Kunst­ stoffilm 12 oder besser gesagt durch diese organische Pas­ sivierung wird eine Korrosion der Kontaktfläche 6 verhin­ dert.

Die derartig hergestellten Leiterplatten 1 haben den Vorteil, daß auf die zusätzliche Verzinnung oder Vergoldung der Kontaktflächenbereiche 6 verzichtet werden kann, so daß die Leiterplatten 1 billiger herstellbar sind.

Die Verbindung der Leiterplatte 1 mit den elektroni­ schen Bauteilen, bspw. SMD's, erfolgt in einem Lötbad, in dem der Kunststoffilm aufgelöst und die Bauteile mit den Leiterbahnen elektrisch und mechanisch verbunden werden. Um ein nachträgliches Korrodieren der Kontaktflächen 6 zu ver­ meiden, werden diese Bereiche während des Lötprozesses ab­ gedeckt, so daß der Kunststoffilm auf den Kontaktflächen 6 erhalten bleibt. Beim Test dieses neuartigen Leiterplatten­ konzeptes zeigte es sich, daß die Ausfallrate bei der Ver­ wendung der Leiterplatten mit herkömmlichen Steckverbindern sehr hoch war, so daß man wieder auf die in herkömmlicher­ weise aufgebrachten Gold-/Zinnschichten zurückgriff.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder, eine mit einem derartigen Steckver­ binder aus geführte Verbinderanordnung und ein Verfahren zum elektrischen Verbinden einer elektrischen Baugruppe mit ei­ nem derartigen Steckverbinder zu schaffen, bei denen mit minimalem vorrichtungs- und fertigungstechnischen Aufwand eine zuverlässige elektrische Verbindung herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Steckverbinders durch die Merkmale des Patentanspruches 1, hinsichtlich der elektrischen Verbinderanordnung durch die Merkmale des Pa­ tentanspruches 10 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruches 11 gelöst.

Durch die Maßnahme, das federnde Kontaktelement mit ei­ nem Durchdringungsabschnitt zu versehen, durch den beim Aufstecken der elektrischen Baugruppe auf dem Steckverbin­ der der Überzug auf der Kontaktfläche durchdringbar ist, kann auf einfache, mechanische Weise auch bei niedrigen an­ gelegten Spannungen ein elektrischer Kontakt hergestellt werden. Der Durchdringungsabschnitt wird in der Regel scharfkantig ausgeführt, so daß er im Zusammenwirken mit der vom federnden Kontaktelement aufgebrachten Kontaktkraft dazu geeignet ist, den Überzug zu durchdringen, so daß die­ ser durchstoßen wird und der Kontaktbereich des federnden Kontaktelementes direkt auf der Kontaktfläche der elektri­ schen Baugruppe aufliegt. Somit können durch eine einfache Variation der Kontaktelementegeometrie die Vorteile der eingangs beschriebenen Steckverbindungen kombiniert werden, so daß einerseits das Entstehen einer Korrosionsschicht auf der Kontaktfläche verhindert ist und andererseits keine hochwertigen Überzüge auf der Kontaktfläche selbst aufge­ bracht werden müssen.

Die Kontaktkraft, d. h. die durch das federnde Kontakte­ lement normal zu den Kontaktflächen aufgebrachte Kraft wird vorteilhafterweise derart bemessen, daß sowohl der Überzug auf den Kupferleiterbahnen als auch Korrosionsprodukte oder sonstige Rückstände auf den Kontaktbereichen der federnden Kontaktelemente beim Einstecken zuverlässig entfernt oder verschoben werden. Dieses Entfernen von Ablagerungen er­ folgt bei der erfindungsgemäßen Konstruktion jedesmal dann, wenn die elektrische Baugruppe in die Steckverindung einge­ steckt wird, so daß auch nach längeren Steckpausen ein zu­ verlässiger Kontakt herstellbar ist. Die kupferne Kontakt­ fläche der Leiterbahn und der Kontaktbereich der Kontaktfe­ der der Steckverbindung bilden im gesteckten Zustand auf­ grund der erfindungsgemäßen Geometrie der Kontaktelemente und der gewählten Kontaktkraft in Mikrobereichen eine Kalt­ verschweißung, so daß eine sichere Kontaktierung gewährlei­ stet ist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Kon­ taktbereich nicht - wie herkömmlicherweise - möglichst ho­ mogen, glatt und gratfrei gefertigt, sondern durch eine Stanzkante gebildet. Die in der Stanzkante aufgrund des Stanzprozesses vorliegende größere Oberflächenrauhigkeit und der Stanzgrat werden gezielt benutzt, um beim Stecken zum einen den isolierenden Überzug und zum anderen eine eventuell vorhandene Korrosionsschicht zu durchstoßen und zu entfernen. Die Rauhigkeit der Stanzkante ist durch eine geeignet gewählte Materialhärte des Kontaktträgerwerkstof­ fes beeinflußbar.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Kon­ taktbereich des federnden Kontaktelementes derart ausgebil­ det, daß im Zusammenwirken mit der vorbestimmten Kontakt­ kraft eine etwa kreis- oder elipsenförmige Kontaktstelle mit einem Durchmesser von etwa 50 µm gebildet wird. Durch diese Maßnahme ist die Kontaktgabe unempfindlich gegenüber isolierenden Partikeln, die während des Fügeschrittes in den Kontaktbereich eindringen.

Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel werden im Kontaktbereich des Kontaktelementes zumindest ei­ ne, vorzugsweise zwei kufenförmige Erhebungen durch Stanzen ausgebildet. Durch die kufenförmigen Erhebungen werden de­ finierte Kontaktpunkte mit einem definierten Flächendruck ausgebildet.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist im Kontakt­ bereich eine kegelförmige Erhebung vorzugsweise durch Prä­ gen oder Walzen ausgebildet, so daß die eigentliche Stanz­ kante keine erfindungswesentliche Funktion inne hat.

Die Härte des Federmaterials ist so gewählt, daß sie deutlich über der Härte des Überzuges und derjenigen der Leiterbahn und ihrer Korrosionsprodukte liegt. Die weichere Leiterbahnschicht unterliegt dann einem gewollten Ver­ schleiß durch das Wiederholte Stecken mit härten Kontaktbe­ reich des federnden Kontaktelementes. Damit werden der Kunststoffilm bzw. die Korrosionsprodukte auf der Leiter­ bahn - oder genauer gesagt - auf der Kontaktfläche zuver­ lässig beseitigt (mechanical fracturing).

Der Kern der Erfindung wird somit darin gesehen, daß Überzüge oder Korrosionsprodukte auf der Kontaktfläche durch geeignete Ausgestaltung der federnden Kontaktelemente beim Zusammenfügen der Bauelemente entfernt werden. Prinzip­ piell läßt sich die Erfindung bei beliebigen Steckern ein­ setzen, bei denen eine Verbindung zwischen einer Kontakte fläche und einem Kontaktelement durch Aufstecken erfolgt.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 4 Ansichten einer in eine erfindungsgemä­ ße Steckverbindung einsteckbare Leiterplatte;

Fig. 5, 6 und 7 Ansichten eines erfindungsgemäßen Steckverbinders;

Fig. 8, 9 Ansichten eines ersten Ausführungsbei­ spiels eines Kontaktelementes des Steckverbinders aus Fig. 7;

Fig. 10, 11 Ansichten eines zweiten Ausführungsbei­ spiels des Steckverbinders aus Fig. 7;

Fig. 12, 13 Ansichten eines dritten Ausführungsbei­ spiels eines Kontaktelementes des Steckverbinders aus Fig. 7, und

Fig. 14, 15 Ansichten eines vierten Ausführungsbei­ spiels eines Kontaktelementes des Steckverbinders aus Fig. 7.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen drei Ansichten eines erfin­ dungsgemäßen Steckverbinders, im folgenden Direktstecker 14 genannt, wobei über diesen in der Ansicht nach Fig. 7 eine Tochterbaugruppe, beispielsweise die Tochterleiterplatte 1 aus Fig. 1 mit einer Leiterplattenrückwand 16 verbunden ist. Der Direktstecker 14 hat ein vorzugsweise im Spritz­ gießverfahren aus Kunststoff hergestelltes Isolierkörper­ teil 18, in dem ausweislich der Fig. 6 und 7 in einer Stirnfläche eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Aus­ nehmungen 20 ausgebildet sind. Die jeweils zwei nebeneinan­ der angeordnete Ausnehmungen 20 unterteilenden Trennwandun­ gen 22 sind in Querrichtung (Längsachse des Isolierkörper­ teils in der Darstellung nach Fig. 6) durchbrochen, so daß durch die Vielzahl der nebeneinander angeordneten Trennwan­ dungsabschnitte ein Längsschlitz 24 ausgebildet wird, in den der Randabschnitt der Tochterleiterplatte 1 mit den Kontaktflächen 6 eintaucht.

Dieser breitenmäßig durch die Trennwandungen 22 be­ grenzte Längsschlitz 24 ist seitlich durch Aufnahmennuten 26 in der in Fig. 6 dargestellten Stirnfläche des Isolier­ körperteils 18 begrenzt.

Gemäß der Darstellung in Fig. 7 erstreckt sich jede Ausnehmung 20 von der in Fig. 6 dargestellten Stirnfläche bis etwa in die Mitte des Isolierkörperteils 18 hinein, so daß durch die Ausnehmungen 20 und den Längsschlitz 24 in den Trennwandungen 22 ein Boden 28 zur Abstützung der Toch­ terleiterplatte 1 geschaffen wird.

Das Isolierkörperteil 18 ist bei dem gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel von zwei federnd ausgeführten, metallischen Kontaktelementen durchsetzt, wobei ein Endabschnitt der Kontaktelemente 29 aus der von den Ausnehmungen 20 entfern­ ten Stirnseite heraus steht und einen Anschlußbereich 30 bildet. Die in der Darstellung nach den Fig. 5, 7 nach unten auskragenden Anschlußbereiche 30 lassen sich in ent­ sprechende Aufnahmen der Leiterplattenrückwand 16 einstec­ ken, um eine elektrische/mechanische Verbindung herzustel­ len. Dieser Montagezustand ist in der Darstellung nach Fig. 7 gezeigt.

Der andere Endabschnitt der Kontaktelemente 29 ist als Federzunge 32 ausgebildet, die sich in die Ausnehmung 20 hinein erstreckt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeder Ausnehmung 20 zwei Kontaktelemente 29 zugeord­ net, deren Federzungen 32 gemeinsam eine Klemmung für die Tochterleiterplatte 1 bilden. Dazu ist jede Federzunge 32 vom Boden 28 der Ausnehmung 20 weg hin zur benachbarten Großfläche der Tochterleiterplatte 1 gekrümmt und bildet dort mit Bezug zur Leiterplatte einen konvex gekrümmten Kontaktbereich 34 aus. Der Endabschnitt der Federzunge 32 erstreckt sich vom Kontaktbereich 34 weg zur von der Toch­ terleiterplatte 1 entfernten Seitenwandung der Ausnehmung 20. Selbstverständlich sind die beiden Federzungen 32 jeder Ausnehmung 20 gegenläufig gekrümmt, so daß durch die V-för­ mig auseinander laufenden Endabschnitte der Federzunge 32 ein Einführbereich für die Leiterplatte 1 gebildet wird.

Die Kontaktelemente 29 werden vorzugsweise aus CuSn6 gefertigt; dieses Material hat neben einer guten Leitfähig­ keit auch eine hinreichende Federwirkung, so daß eine zu­ verlässige elektrische und mechanische Verbindung gewähr­ leistet ist. Das Material kann wahlweise noch mit einer Be­ schichtung, beispielsweise aus Hartsilber versehen werden.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kontaktbe­ reiches 34 jeder Federzunge 32 kann der Überzug aus Kunst­ stoff oder aus Organresist oder aus Korrosionsprodukten beim Aufstecken der Tochterleiterplatte 1 auf die Kontakte­ lemente 29 abgekratzt oder abgeschabt werden, so daß die elektrische Verbindung durch den Überzug nicht beeinträch­ tigt wird. Bei dem in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kontaktelemente 29 als Stanz­ biegeteile ausgeführt. Selbstverständlich können auch Kon­ taktelemente 29 verwendet werden, die durch Stanzen herge­ stellt sind und bei denen der V-förmige Einführungsab­ schnitt durch eine Anschrägung des Stanzteiles hergestellt ist. Derartige Ausführungsbeispiele der Kontaktelemente 29 sind in den folgenden Figuren dargestellt.

Fig. 8 zeigt den als Federzunge 32 wirkenden Teil des Kontaktelementes 29, das durch einen Stanzvorgang herge­ stellt ist. Fig. 9 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 8. Die durch Stanzen ausgebildete Federzunge 32 des Kontaktelementes 29 hat eine dachförmige Verdickung 36, deren Scheitel den Kontaktbereich 34 des Kontaktelemen­ tes 29 bildet. Vom scheitelförmigen Kontaktbereich 34 weg verjüngt sich die Federzunge 32 wieder, so daß durch die Schrägfläche 38 eine Einführfläche für die Tochterleiter­ platte 1 ausgebildet ist. Diese Schrägfläche 38 wird beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 durch Biegen der Feder­ zunge 32 gebildet, während sie beim vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel durch Stanzen aus Vollmaterial hergestellt ist.

Die Bewegungsrichtung des Stempels des Stanzwerkzeuges ist in den Fig. 8 und 9 mit X angedeutet. Demgemäß liegt der Kontaktbereich 34 an einer der beiden Stanzkanten 40, die aufgrund des Stanzvorganges mit Bereichen 42 großer Oberflächenrauhigkeit ausgebildet werden. An den Stanzkan­ ten entsteht des weiteren jeweils ein Stanzgrat 44, so daß durch diesen und die Bereiche 42 im Kontaktbereich 34 eine Mikroverzahnung mit einer Vielzahl von schneidenförmigen Mikrovorsprüngen ausgebildet wird. Diese Mikrovorsprünge tragen beim Aufstecken der Tochterleiterplatte 1 den Über­ zug über den Kontaktflächen 6 ab, so daß der elektrische Kontakt hergestellt werden kann. Diese gewünschte Rauhig­ keit der Stanzkante 40 läßt sich durch geeignete Material­ wahl und Ausgestaltung des Stanzwerkzeuges einstellen, so daß die Stanzkante 40 als Durchdringungsabschnitt im Sinne des Patentanspruches 1 wirken kann. Im Gegensatz dazu wurde beim Stand der Technik stets versucht, die Kontaktflächen möglichst glattflächig auszubilden, um eine Beschädigung der Leiterbahn zu verhindern. Durch die Mikroverzahnung wird beim Einstecken auch die Kontaktfläche 6 der Leiter­ bahn 4 teilweise abgetragen, so daß die Anzahl der Steckzy­ klen begrenzt ist. Es ist vorgesehen, den Direktstecker für etwa 100 Steckzyklen auszulegen, so daß eine Schichtdicke der Kontaktfläche 4 von 50 bis 100 µm ausreicht, um sicher­ zustellen, daß auch beim letzten Steckzyklus noch leitendes Material (Cu) vorhanden ist.

Der Scheitel der Verdickung 36 ist leicht gekrümmt aus­ geführt, so daß ein flächiger Kontaktbereich 34 ausgebildet ist.

Bei dem in den Fig. 10 und 11 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel ist die den Kontaktbereich 34 ausbildende Stanzkante 40 mit einer mittigen Anprägung 46 und zwei äu­ ßeren Anprägungen 48 versehen, so daß der Kontaktbereichs­ abschnitte 34 in zwei Kufen 50, 52 unterteilt ist, die de­ finierte Kontaktpunkte bilden, so daß bei geeignetem Kon­ taktdruck ein definierter Flächendruck aufbringbar ist. Entlang der Auflageflächen der beiden Kufen 50, 52 ist der Kontaktbereich 34 wiederum mit der während des Stanzvorgan­ ges ausgebildeten Oberflächenrauhigkeit versehen, so daß sichergestellt ist, daß die Kufen 50, 52 beim Steckvorgang nicht abgleiten, sondern den Überzug aufreißen und durch­ dringen, so daß die Kufen 50, 52 direkt auf der Kontaktflä­ che 6 der Leiterbahn 4 aufliegen. Durch diese Oberflächen­ rauhigkeit wird die Leiterbahn beim nochmaligen Lösen und Herstellen der Steckverbindung abgeschabt, so daß zwischen­ zeitlich entstehende Korrosionsprodukte oder sonstige Abla­ gerungen zuverlässig entfernt werden.

Bei dem in den Fig. 12 und 13 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel ist anstelle der beiden Kufen 50, 52 durch zwei seitliche Anprägungen eine etwa pyramidenförmige Erhe­ bung im Bereich der Verdickung 36 ausgebildet, wobei der Scheitel 58 dieser Erhebung den Kontaktbereich 34 dar­ stellt. Dieser Scheitel 58 ist durch den Stanzvorgang wie­ der mit der vorbeschriebenen Oberflächenrauhigkeit verse­ hen, so daß eine Mikroverzahnung zum Entfernen des Überzugs der Kontaktfläche 6 ausgebildet ist. Bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel liegt die Federzunge 32 somit mit einem defi­ nierten Bereich auf der Kontaktfläche 6 auf, während sie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel entlang zwei Ku­ fen 50, 52 aufliegt.

Bei dem in den Fig. 14 und 15 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel ist das Kontaktelement 29 mit der Federzunge 32 als Stanz-/Biegeteil ähnlich derjenigen in Fig. 7 aus­ geführt. Die beiden Stanzkanten 60, 62 dienen dabei nicht zur Ausbildung der im Patentanspruch 1 definierten Druch­ dringungsabschnitte. Diese werden bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise durch Walzen herge­ stellt. Die Federzunge 32 des in Fig. 14 dargestellten Kontaktelementes 29 ist in einem unteren Abschnitt 64 zu­ nächst nach außen, d. h. weg von der Leiterplatte 1 (Ansicht nach Fig. 7) gebogen. Der Kontaktbereich 34 ist in einem sich daran anschließenden, zur Leiterplatte hin gebogenen Bereich der Federzunge 32 ausgebildet, wobei durch Walzen oder durch einen sonstigen Prägevorgang im Scheitel des Kontaktbereiches 34 eine zur Leiterplatte hin vorstehende Erhebung 64 ausgebildet wird, die in der Ansicht nach Fig. 15 etwa kegelförmig ausgebildet ist. Im Anschluß an den Scheitel ist der Endabschnitt 66 der Federzunge 32 wieder weg von der Leiterplatte gebogen, so daß der V-förmige Ein­ führungsabschnitt für die Leiterplatte 1 gebildet ist. Die Erhebung 64 ist derart ausgebildet, daß sie scharfkantig genug ist, um den Überzug der Kontaktfläche 6 zu durchdrin­ gen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kontaktbereich 34 somit nicht durch eine der Stanzkanten 60, 62 gebildet, sondern von einer gewalzten Fläche der Federzunge 32, die aus Bandmaterial herausgestanzt ist. D.h., in diesem Aus­ führungsbeispiel hat die Stanzkante nicht die Funktion ei­ ner Kontaktfläche.

Wesentlich bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispie­ len ist, daß im Kontaktbereich 34 der Federzunge 32 jeweils eine Art Schneide ausgebildet wird, durch die der Überzug 12 beim Aufstecken der Leiterplatte durchdringbar oder ver­ schiebbar ist. Durch Zusammenwirken der durch die Federzun­ ge 32 aufgebrachten Kontaktkraft und die Geometrie dieser Schneide ist sichergestellt, daß auch bei mehrmaligem Her­ stellen und Lösen der Steckverbindung jeweils entstehende Korrosionsprodukte oder sonstige Rückstände entfernt wer­ den, so daß die mechanische und elektrische Verbindung stets gewährleistet ist. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Federzunge ermöglicht es, den Steckverbinder auch bei Leiterplatten einzusetzen, bei denen die Kontaktflächen mit korrosionshemmenden Schichten oder Kunststoffilmen überzo­ gen sind, so daß diese nicht mit teuren Zinn- oder Gold­ schichten versehen sein müssen.

Offenbart sind ein Steckverbinder, einen derartigen Steckverbinder enthaltende elektrische Verbinderanordnung und ein Verfahren zum elektrischen Verbinden einer elektri­ schen Baugruppe mit einem Steckverbinder, bei denen in ei­ nem Kontaktbereich des Steckverbinders eine Mikroverzahnung oder Schneide ausgebildet ist, mittels der Überzüge oder Korrosionsschichten auf Kontaktflächen der elektrischen Baugruppe entfernbar sind. Unter Baugruppe versteht man da­ bei praktisch jedwedes durch Stecken ankoppelbares Bauele­ ment, bspw. Leiterplatten, Kabel etc.

Claims (11)

1. Steckverbinder zur elektrischen und/oder mechanischen Verbindung mit einer elektrischen Baugruppe, vorzugs­ weise zum Verbinden einer Tochterleiterplatte (1), de­ ren Kontaktbereiche (34) mit einem Überzug (12) aus korrosionshemmenden Material versehen ist, mit einer Leiterplatte (16), wobei der Steckverbinder zumindest ein federndes Kontaktelement (29) trägt, das einen Auf­ nahmebereich für die Baugruppe (1) bildet und das an einem Kontaktbereich (34) der Baugruppe (1) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß an dem federnden Kontaktelement (29) zumindest ein Durchdringungsabschnitt (42, 50, 52, 58, 64) ausgebil­ det ist, der beim Aufstecken der Baugruppe (1) auf das Kontaktelement (29) den Überzug (12) des Kontaktberei­ ches (34) durchdringt.

2. Steckverbinder nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die normal zu den Kontaktflächen (6) der Baugruppe (1) wirkende Kontaktkraft des Kontaktelemen­ tes (29) derart bemessen ist, daß auf dem Kontaktele­ ment (29) vorhandene Korrosionsprodukte oder sonstige Rückstände beim Aufstecken der Baugruppe (1) entfernbar sind.

3. Steckverbinder nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Kontaktelemente (29) durch Stanzen hergestellt sind und daß der Kontaktbe­ reich (34) an einer Stanzkante (40) ausgebildet ist, so daß ein Teilabschnitt der Stanzkante als Durchdrin­ gungsabschnitt (42, 50, 52, 58) wirkt.

4. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Patentan­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich (34) des Kontaktelementes (29) derart ausgebildet ist, daß eine Kontaktfläche jedes Kontaktelementes (29) bei Aufbringen einer geeigneten Kontaktkraft eine Fläche mit einem Durchmesser von etwa 50 µm ist.

5. Steckverbinder nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Kontaktbereich (34) des Kontaktelementes (29) zumindest eine kufenförmige Erhe­ bung (50, 52, 58) ausgebildet ist.

6. Steckverbinder nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Kontaktbereich (34) des Kontaktelementes (29) zumindest eine kegelförmige Erhe­ bung (64) ausgebildet ist.

7. Steckverbinder nach Patentanspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Erhebung (64) durch Walzen ausgebil­ det ist.

8. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Patentan­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte des Grundmaterials des Kontaktelementes (29) größer als die Härte des Überzugs (12) ist.

9. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Patentan­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Kon­ taktelement (29) aus CuSn6 (Bronze) oder aus CuSn6 mit einer Beschichtung, vorzugsweise einer Hartsilberbe­ schichtung gefertigt ist.

10. Elektrische Verbinderanordnung mit einem Steckverbinder zur elektrischen und/oder mechanischen Verbindung zwei­ er Baugruppen, gekennzeichnet durch einen Steckverbin­ der (14) gemäß einem der vorhergehenden Patent­ ansprüche.

11. Verfahren zum elektrischen Verbinden eines elektrischen Bauteils (1), insbesondere einer Leiterplatte (1) mit einem Steckverbinder (14), mit den Schritten:
Ausbilden eines Überzuges (12) auf zumindest einer Kon­ taktfläche (6) des Bauteils (1) und
Zusammenfügen des Steckverbinders mit dem Bauteil (1) derart, daß ein federndes Kontaktelement (29) den Schutzüberzug (12) durchdringt, so daß eine elektrische Verbindung der Baugruppe (1) mit dem Steckverbinder (14) hergestellt wird.