DE19829467C2 - Kontaktträger insbesondere für einen dünnen Smart Card Connector - Google Patents
Kontaktträger insbesondere für einen dünnen Smart Card ConnectorInfo
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Landscapes
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktiervorrichtung
mit einem Kontaktträger, in dem vorzugsweise mehrere Kon
taktelemente angeordnet, vorzugsweise eingespritzt sind.
Eine bekannte Kontaktiervorrichtung, auf die sich die
folgende Erfindung bezieht, ist in Fig. 4 gezeigt. Diese
Kontaktiervorrichtung weist einen Kontaktträger auf, der
zur Aufnahme der beim Kontaktieren auftretenden Kontakt
kräfte den Befestigungsteil der Kontaktelemente um
schließt. Dabei ergibt sich die minimale Bauhöhe des Kon
taktträgers aus der Summe der Materialdicke unter dem
Kontaktelement, der Materialdicke des Kontaktelements und
der Materialdicke über dem Kontaktelement. Die Material
dicken der Umspritzung können dabei nicht beliebig redu
ziert werden, da sonst die Stabilität der Kontaktiervor
richtung zu gering ist, oder die Lagerstelle aufgrund zu
geringer Wandstärke nicht vollständig umspritzt wird
(Mindestwandstärke für Formfüllung). Ein solcher Kontakt
träger ist beispielsweise in der WO 95/35550 A1 gezeigt.
Ferner sei noch die US 4,461,524 A erwähnt, in der ein
elektrischer Verbinder vom Rahmentyp zur Verbindung von
drahtlosen integrierten Schaltkreispackungen beschrieben
ist. Der Verbinder weist ein Rahmenglied mit allgemein
rechteckigen Seiten auf. In einem Ausführungsbeispiel
sind eine Vielzahl von flachen, leitenden Elementen dia
gonal in die Seiten des Rahmens gegossen. Obere Enden der
leitenden Elemente werden über eine Oberseite der Seiten
des Rahmens gebogen und untere Enden werden zur Bildung
von versetzten Pinanschlüssen allgemein rechtwinklig zu
den oberen Enden gebogen.
Ein weiteres Problem bei der bekannten Kontaktiervorrich
tung gemäß Fig. 4 besteht darin, daß der gegenüber dem
Kontaktteil entgegengesetzt liegende Anschlußteil des
Kontaktelements vor oder nach dem Einspritz- bzw. Ein
setzvorgang des bzw. der Kontaktelemente in den Kontakt
träger verformt werden muß, um die insbesondere für SMD-
Lötanschlüsse erforderliche Koplanarität zu erreichen.
Aufgrund der Federeigenschaften des Kontakts erfordert
dies eine sehr genaue Einstellung und Prüfung während des
Fertigungsprozesses.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontak
tiervorrichtung der beschriebenen Art derart auszubilden,
daß eine gute Fixierung des bzw. der Kontaktelemente in
einem Kontaktträger bei minimaler Bauhöhe erreicht wird.
Ferner soll durch den Wegfall einer nachträglichen Ver
formung eine gute Koplanarität erreicht werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Kon
taktiervorrichtung der im Anspruch 1 genannten Art vor.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen Ansprüchen.
Weiter Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung er
geben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbei
spiels anhand der Zeichnungen; in den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht einer auf einer Leiterplatte
angeordneten Kontaktiervorrichtung für einen
Chipkartenleser gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Schnittansicht einer Kontaktiervorrichtung
entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2; und
Fig. 4 eine Schnittansicht einer Kontaktiervorrichtung
für einen Chipkartenleser gemäß dem Stand der
Technik.
Zunächst soll unter Bezugnahme auf Fig. 4 eine Kontak
tiervorrichtung 1 für einen Chipkartenleser gemäß dem
Stand Technik erläutert werden. Die Kontaktiervorrichtung
1 setzt sich aus einer Vielzahl von Kontaktelementen 2
(nur eines ist gezeigt) und einem Kontaktträger 7 zusam
men. Dei Kontaktträger 7 ist im allgemeinen auf einer
Leiterplatte 11 montiert und die Kontaktelemente 2 werden
elektrisch leitend mit der Leiterplatte verbunden (z. B.
an Lötstellen).
Die Kontaktelemente 2 werden durch mehrere Zonen oder
Teile gebildet. In der Fig. 4 ist ein Kontaktkuppenteil 3
des Kontaktelements 2 dargestellt, an dem sich ein erster
ebener bzw. horizontaler Teil 4, ein abgewinkelter bzw.
schräger Teil 6 und ein zweiter ebener bzw. horizontaler
Teil 5 anschließt. Im Bereich des zweiten ebenen Teils 5
wird das Kontaktelement mit der Leiterplatt 11 verbunden.
Der erste ebene Teil 4 des Kontaktelements 2 wird vom
Kontaktträger 7 in einer festen Position gehalten. Der
Kontaktträger 7 weist einen oberen Teil 8 und einen unte
ren Teil 9 auf. Das Kontaktelement 2 liegt mit einem Teil
seiner Unterseite 19 auf der Haltefläche 9a des unteren
Teils 9 des Kontaktträgers 7 auf. Ein Teil der Oberseite
18 des Kontaktelements 2 wird von der Unterseite 8a des
oberen Teils 8 des Kontaktträgers 7 gehalten.
Wird eine Kontaktierkraft 14 (FK) auf den Kontaktkuppen
teil 3 des Kontaktelements 2 ausgeübt, so wirken ihr die
Gegenkräfte 16 (Fst.V) und 15 (Fst.H) am Kontaktträger
entgegen. Im vorderen Bereich (in der Zeichnung links)
des Kontaktträgers 7 wirkt die Stützkraft 16 (Fst.V) des
unteren Teils 9 des Kontaktträgers der Kontaktierkraft 14
entgegen. Im hinteren Bereich (in der Zeichnung rechts)
des Kontaktträgers 7 wirkt die Stützkraft 15 (Fst.H) des
oberen Teils 8 des Kontaktträgers einem Ausweichen des
Kontaktelements 2 nach oben entgegen.
Die Bauhöhe 13 der Kontaktiervorrichtung 1 ergibt sich
aus der Summe der Dicken bzw. Höhen des Kontaktelements 2
und des oberen und des unteren Teils 8, 9 des Kontaktträ
gers 7. Die Dicke des Materials des Kontaktträgers 7
(oberer und unterer Teil 8, 9) kann nicht beliebig gewählt
werden, weil sonst die erforderte Stabilität nicht er
reicht wird, was somit eine untere Grenze für die Bauhöhe
festlegt.
Für eine Verbindung mit der Leiterplatte 11 ist das Kon
taktelement 2 in Richtung der Leiterplatte 11 gebogen
(vergleiche dazu den schrägen Teil 6). Die Teile 6 der
Kontaktelemente werdem nachträglich geformt und sollen
eine möglichst genaue Koplanarität für die Lötanschlüsse
(im allgemeinen im Bereich des zweiten ebenen Teils 5 des
Kontaktelements) an die Leiterplatte 11 gewährleisten.
Aufgrund der Federeigenschaft des Kontaktelements erfor
dert dies eine sehr genaue Einstellung und Prüfung wäh
rend des Fertigungsprozesses.
Die Erfindung sei nunmehr unter Bezugnahme auf ein in
Fig. 1-3 gezeigtes Ausführungsbeispiel beschrieben.
Fig. 1 veranschaulicht eine Kontaktiervorrichtung 10 für
einen Chipkartenleser gemäß der vorliegenden Erfindung in
einer Draufsicht. Sie weist Kontaktelemente 20 und einen
Kontaktträger 30 auf. Zwischen den Kontaktelementen 20
bilden sich Zwischenteile 29 des Kontakttägers 30 aus.
Anlageflächen 39 der Zwischenteile 29 berühren Seitenflä
chen 27 der Kontakelemente. Im Bereich der Kontaktelemen
te 20 wird über ihre Breite 26 der Kontaktträger 30 in
vordere und hintere Teile 31 bzw. 32 unterteilt (siehe
dazu auch Fig. 2).
Die Kontaktiervorrichtung 10 ist in Fig. 2 in einem
Schnitt im Bereich eines Kontaktelements 20 entlang der
Linie 2-2 veranschaulicht. In Fig. 2 ist zu sehen, daß
sich das Kontaktelement 20 in vier wesentliche Teile
gliedert, und zwar in einen Kontaktkuppenteil 21, einen
ersten ebenen bzw. horizontalen Teil 22, einen schrägen
bzw. abgewinkelten Teil 23 und einen zweiten ebenen bzw.
horizontalen Teil 24. Der abgewinkelte Teil 23 bildet mit
den ebenen Teilen einen Winkel, der beispielhaft durch
den Winkel 25 in Fig. 3 dargestellt ist.
Der Kontaktträger ist im dargestellten Ausführungsbei
spiel um Befestigungsteile 28 der Kontaktelemente 20
spritzgegossen (die Kontaktelemente können aber auch ein
gesetzt sein) und unterteilt sich im Bereich der Befesti
gungsteile 28 über ihre Breite 26 in die zuvor genannten
ersten vorderen oder unteren Teile 31 und zweiten hinte
ren oder oberen Teile 32.
Fig. 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 2 und
veranschaulicht die Kontaktiervorrichtung 10 im Bereich
des Kontaktträgers 30. Ein Teil einer Oberseite 41 und
einer Unterseite 40 des Kontaktelements 20 berühren die
entsprechenden Auflage- bzw. Halteflächen 33 bzw. 34 des
Kontaktträgers 30. Im Bereich des vorderen Teils 31 des
Kontaktträgers 30 liegt eine Auflagefläche 42 des Kontak
telements 20 auf einer Auflage- bzw. Haltefläche 36 des
Kontaktträgers 30 auf und wird von dieser gehalten. Im
Bereich des hinteren Teils 32 des Kontaktträgers 30 hält
eine Haltefläche 35 des Kontaktträgers einen Teil 43 der
Oberseite 41 des Kontaktelements 20. Im Bereich des abge
winkelten Teils 23 des Kontaktelements 20 lagert ein
schräger Halteflächenteil 38 des vorderen Kontaktträger
teils 31 einen schrägen Teil 44 der Unterseite 40 des
Kontaktelements. Ein schräger Halteflächenteil 37 des
hinteren Kontaktträgerteils 32 hält in diesem Bereich ei
nen schrägen Teil 45 der Oberseite 40 des Kontaktelements
20.
Im Bereich des zweiten ebenen Teils 24 des Kontaktele
ments 20 liegt die Unterseite 40 des Kontaktelements mit
einer Auflageflächenteil 46 auf der Leiterplatte 11 auf
und steht im allgemeinenen mit einer Oberseite 12 der
Leiterplatte 11 in Berührung. Der Auflageflächenteil 46
der Kontaktelemente, die Oberseite 12 der Leiterplatte
und eine Unterseite 61 des vorderen Teils 31 des Kontakt
trägers 30' sind bevorzugterweise koplanar.
Ebenso ist ein Teil 47 der Oberseite 41 der Kontaktele
mente 20 koplanar mit einer Oberseite 62 des hinteren
Teils 32 des Kontaktträgers 30. Oberhalb des Teils 47 der
Oberseite 41 und unterhalb des Auflagenflächenteils 46
der Unterseite 40 der Kontaktelemente 20 befindet sich
kein Kontaktträgermaterial.
Wird eine Kontaktierkraft 14 auf den Kontaktkuppenteil 21
des Kontaktelements 20 ausgeübt, so wird ein Drehmoment
um eine imaginäre Lagerstelle im Kontaktträger 30 herum
in Richtung der Kontaktierkraft 14 drehend erzeugt. Die
sem Drehmoment wirken Gegenkräfte 16 und 15 am Kontakt
träger 30 entgegen. Im vorderen Bereich (in der Zeichnung
links) des Kontaktträgers 30 wirkt die Stützkraft 16
(Fst.V) des vorderen Teils 31 des Kontaktträgers der
Kontaktierkraft 14 entgegen. Diese Kraft 16 verteilt sich
über die Halteflächenteile 36 und 38 des vorderen Kon
taktträgerteils 31. Die Stützkraft 15 (Fst.H), die vom
hinteren Kontaktträgerteil 32 von oben auf das Kontakte
lement 20 ausgeübt wird, verteilt sich über die Halteflä
chenteile 35 und 37 des hinteren Kontaktträgerteils 32.
Setzt man nun das Kontaktelement 20 im Bereich der Lager
stelle im Kontakttäger 30 stufenförmig ab, so kann die
Bauhöhe (durch 50 in der Fig. 2 angezeigt) dadurch redu
ziert werden, daß das Kontaktelement 20 durch den Kon
taktträger 30 nur noch entsprechend der Belastung abge
stützt wird.
Dadurch, daß das Kontaktelement 20 nur an den erforderli
chen Stellen entsprechend unterstützt werden muß, kann im
vorderen Bereich des Kontaktträgers 30, wo aufgrund der
Kontaktierkraft 14 eine der Kraft 16 entsprechende Kraft
nach unten ausgeübt wird, Material des Kontaktträgers
(verglichen mit dem Stand der Technik aus Fig. 4) wegge
nommen werden. Das Aufliegen der Auflageflächen 42 und 44
auf den Halteflächen 36 und 38 verhindert eine Bewegung
des Kontaktelements 20 in diesem Bereich nach unten
(Stützkraft 16). Im hinteren Bereich des Kontaktträgers
30, wo aufgrund der Kontaktierkraft 14 eine der Kraft 15
entsprechende Kraft nach unten ausgeübt wird, verhindern
die Halteflächen 35 und 37 des hinteren Kontaktträger
teils 32, an den die Auflageflächen 43 und 47 der Ober
seite 41 des Kontaktelements 20 anliegen, eine Bewegung
des Kontaktelements 20 nach oben (Stützkraft 15). Im vor
deren Bereich des Kontaktelements ist bei der dargestell
ten Beanspruchung kein Kontaktträgermaterial oberhalb des
Kontaktelements nötig und kann daher im Vergleich zum be
schriebenen Stand der Technik über dem Teil 47 der Ober
seite 41 der Kontaktelemente 20 ebenfalls weggenommen
werden.
Der erste und zweite ebene Teil 22 und 24 und der abge
winkelte Teil 23 des Kontaktelements bilden innerhalb des
Kontaktträgers 30 eine Stufe aus. Dadurch kann eine Bau
höhe 50 erzielt werden, die geringer ist als im in Bezug
auf Fig. 4 beschriebenen Stand der Technik, da die Kon
taktelemente nur in den Bereichen unterstützt werden, in
denen es erforderlich ist.
Die Stufe ist auch derart ausgebildet, daß ein Teil 46
der Unterseite 40 des Kontaktelements nach der Montage
der Kontaktiervorrichtung 10 auf der Leiterplatte 11 in
Berührung mit der Leiterplatt 11 kommt und parallel bzw.
koplanar zu deren Oberfläche 12 und der Unterseite 61 des
vorderen Kontaktträgerteils 31 verläuft. Die Stufe wird
durch den Kontaktträger fixiert. Ein elastisches Auswei
chen des Kontaktelements 20 im Bereich des zweiten ebenen
Teils 24 aufgrund von Federkräften, die von der Verfor
mung herrühren, ist daher nicht mehr möglich. Dies hat
den Vorteil, daß alle Kontaktelemente in ihren Teilen 24
koplanar ausgebildet werden können und in dieser Position
durch den Kontaktträger fixiert sind.
Des weiteren bedeutet das Fixieren der Stufe bzw. des
schrägen Teils 23 im Kontaktträger 30, daß die Kontakte
lemente 20 auch bezüglich Querverschiebungen, die parallel
zu den ebenen Teilen 22 und 24 sein können, verankert
sind und in ihrer Position gehalten werden.
Claims (7)
1. Kontaktiervorrichtung (10) die folgendes aufweist:
einen Kontaktträger (30); und
mindestens ein Kontaktelement (20), welches folgen des aufweist:
einen Kontaktkuppenteil (21), insbesondere zur Kontaktierung eines Chipkartenkontaktes;
einen vom Kontaktträger (30) umschlossenen Be festigungsteil (28); und
einen Kontaktteil (24), insbesondere zur Kon taktierung einer Leiterplatte (11);
wobei
der Befestigungsteil (28) eine Stufe bildet, die innerhalb des Kontaktträgers (30) gelegen ist
und wobei desweiteren
der Kontaktträger (30) derart ausgebildet ist, daß er das Kontaktelement (20) nur entsprechend dem Auftreten der Belastung (14) umschließt,
wobei der Kontakttäger (30) über die Breite (26) des we nigstens einen Kontaktelementes (20) hinweg in einen er sten vorderen und zweiten hinteren Teil (31 bzw. 32) durch die Stufe des Kontaktelementes (20) unterteilt ist, und
wobei der Kontaktträger (30) mit dem vorderen Teil (31) das Kontaktelement (20) einschließlich eines abge winkelten Teils (23) von unten unterstützt und
der hintere Teil (32) des Kontaktträgers (30) das Kontak telement (20) einschließlich des abgewinkelten Teils (23) von oben unterstützt, wobei im Bereich eines ersten hori zontalen Teils (22) des Kontaktelements (20) kein Kon taktträgermaterial oberhalb und im Bereich eines zweiten horizontalen Teils (24) des Kontaktelements (20) kein Kontaktträgermaterial unterhalb des Kontaktelements vor handen ist.
einen Kontaktträger (30); und
mindestens ein Kontaktelement (20), welches folgen des aufweist:
einen Kontaktkuppenteil (21), insbesondere zur Kontaktierung eines Chipkartenkontaktes;
einen vom Kontaktträger (30) umschlossenen Be festigungsteil (28); und
einen Kontaktteil (24), insbesondere zur Kon taktierung einer Leiterplatte (11);
wobei
der Befestigungsteil (28) eine Stufe bildet, die innerhalb des Kontaktträgers (30) gelegen ist
und wobei desweiteren
der Kontaktträger (30) derart ausgebildet ist, daß er das Kontaktelement (20) nur entsprechend dem Auftreten der Belastung (14) umschließt,
wobei der Kontakttäger (30) über die Breite (26) des we nigstens einen Kontaktelementes (20) hinweg in einen er sten vorderen und zweiten hinteren Teil (31 bzw. 32) durch die Stufe des Kontaktelementes (20) unterteilt ist, und
wobei der Kontaktträger (30) mit dem vorderen Teil (31) das Kontaktelement (20) einschließlich eines abge winkelten Teils (23) von unten unterstützt und
der hintere Teil (32) des Kontaktträgers (30) das Kontak telement (20) einschließlich des abgewinkelten Teils (23) von oben unterstützt, wobei im Bereich eines ersten hori zontalen Teils (22) des Kontaktelements (20) kein Kon taktträgermaterial oberhalb und im Bereich eines zweiten horizontalen Teils (24) des Kontaktelements (20) kein Kontaktträgermaterial unterhalb des Kontaktelements vor handen ist.
2. Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das
wenigstens eine Kontaktelement (20) im Kontaktträger (30)
durch Spritzguß umschlossen ist.
3. Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei
eine Vielzahl der Kontaktelemente (20) im Kontaktträger
(30) angeordnet sind.
4. Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die er
sten vorderen Teile (31) und die zweiten hinteren Teile
(32) des Kontaktträgers (30) mit Zwischenteilen (29), die
zwischen den Kontaktelementen ausgebildet sind, einstüc
kig sind.
5. Kontaktiervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, worin die Stufe des Kontaktelements (20) so
ausgebildet ist, daß der Kontaktteil (24) zur Kontaktie
rung der Leiterplatte (11) koplanar mit der Oberfläche
(12) der Leiterplatte (11) und einer Unterseite (61) des
Kontaktträgers (30) ist.
6. Kontaktiervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei ein Winkel (25) des abgewinkelten Teils
(23) der Stufe des Kontaktelements (20) sich zwischen 30
und 90 Grad erstrecken kann.
7. Kontaktiervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei der erste horizontale Teil (22) und der
zweite horizontale Teil (24) eben sind.
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