DE3738545C2

DE3738545C2 -

Info

Publication number: DE3738545C2
Application number: DE19873738545
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dipl.-Kaufm. 4992 Espelkamp De Harting; Hans Dipl.-Ing. 4952 Porta Westfalica De Nagel; Horst Dipl.-Ing. Nowacki; Martin Dipl.-Ing. 4990 Luebbecke De Schmidt; Wolfgang Dipl.-Ing. 4905 Spenge De Brauer; Harald Dipl.-Ing. 4990 Luebbecke De Moeller
Original assignee: Harting Elektronik 4992 Espelkamp De GmbH
Current assignee: Harting Elektronik 4992 Espelkamp De GmbH
Priority date: 1987-11-13
Filing date: 1987-11-13
Publication date: 1989-10-12
Also published as: DE3738545A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Befestigung von Steck verbindern an Leiterplatten, wobei die Kontaktelemente des Steckver binders mit Lötanschlüssen versehen sind, die mit Leiterbahnen der Leiterplatte mittels Lötung verbindbar sind, wobei die Steckverbinder- Isolierkörper mit angeformten Auflage- und Befestigungsflanschen ver sehen sind, wobei in den Flanschen sowie der Leiterplatte miteinander fluchtende Bohrungen vorgesehen sind, in die Befestigungsmittel ein fügbar sind, und wobei die Steckverbinder mit einem metallischen Gehäuse versehen sind, das mittels einer Masseverbindung mit der Leiterplatte elektrisch verbindbar ist.

Beim Erstellen von Leiterplatten mit Steckverbindern werden in sepa raten Arbeitsgängen die Leiterplatten mit den Steckverbindern ver sehen und in einem Lötbad mit ggfls. anderweitigen auf der Leiter platte vorgesehenen Bauelementen eingelötet. Dabei ist es erforderlich, daß die Steckverbinder bereits beim Einsetzvorgang (erster Arbeitsgang) so fest mit der Leiterplatte verbunden werden, daß sie ihre Position auch bei nachfolgenden Arbeits- und Transportvorgängen beibehalten. Darüber hinaus ist es erforderlich, daß die Isolierkörper der Steck verbinder so fest mit der Leiterplatte verbunden werden, daß bei gebrauchsmäßigen Steck- und Ziehvorgängen des Gegensteckers die auf tretenden Kräfte nicht über die Kontaktanschlüsse, sondern über seitliche Auflage- und Befestigungsflansche auf die Leiterplatte über tragen werden.

Des weiteren ist es bei Steckverbindern, die mit einem metallischen Gehäuse bzw. Abschirmkragen versehen sind erforderlich, dieses mit der Leiterplatte/Leiterplattenmetallisierung elektrisch leitend zu ver binden.

Hierbei ist es für Steckverbinder, die für die sog. Oberflächen- Montagetechnik ausgebildet sind, aus der DE 86 09 599 U1 bekannt, das metallische Gehäuse mit einer sich in den Auflagebereich des Steckverbinders erstreckenden Metallplatte zu versehen bzw. zu ver binden. Diese Metallplatte gelangt dabei beim Aufsetzen des Steck verbinders auf die Leiterplatte mit einer entsprechend metallisierten Fläche der Oberfläche der Leiterplatte in Berührung und wird zur Befestigung des Steckverbinders und elektrischen Kontaktierung zwi schen Gehäuse und Leiterplattenmetallisierung mit dieser verlötet. Daneben ist es aus der DE 84 36 267 U1 bekannt, bei einem auf eine Leiterplatte aufsetzbaren Steckverbinder mit einem Gehäuse aus Iso liermaterial, in das Gehäuse metallische Zapfen einzulassen. Dabei ragen diese Zapfen beim Aufsetzen des Steckverbinders in entsprechende Bohrungen der Leiterplatte und zur Befestigung des Steckverbinders werden die Zapfen anschließend mit einer hierfür vorgesehenen Me tallisierung der Bohrungen verlötet.

Für Steckerverbinder, die mit einem metallischen Gehäuse versehen sind, ist es aus der US-PS 46 39 066 weiterhin bekannt, an das Gehäuse me tallische Befestigungswinkel anzuschrauben, die derart gebogen sind, das die durch Befestigungsöffnungen der Steckverbinderflansche in Bohrungen der Leiterplatte ragen und mit deren Leiterbahnen bzw. Metallisierung verlötbar sind. Dabei sind die Befestigungswinkel an ihrem unteren Ende mit rasthakenähnlichen Einrichtungen versehen, die auch bereits vor dem Löten der Anschlüsse eine vorläufige Befestigung der Steckverbinder an der Leiterplatte bewirken.

Daneben ist es aus dem "Product Bulletin, E2R Surface Mounting" der Fa. ITT CANNON bekannt, zur Befestigung von Steckverbindern an Lei terplatten Raststifte zu verwenden, die in Flanschbohrungen der Steckverbinder und Bohrungen der Leiterplatte eingeführt werden und auf der Unterseite der Leiterplatte verrasten.

Aus der US-PS 29 80 880 ist es des weiteren an sich bekannt, zur Befestigung von elektrischen Bauelementen Raststifte zu verwenden, deren Einführ- bzw. Rastende mit einem die Elastizität erhöhenden Schlitz versehen ist.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der eingangs genannten Art bzw. dessen Befestigung dahingehend aus zubilden, daß bei Verwendung möglichst einfacher Befestigungsmittel zum einen eine einwandfreie Kontaktierung zwischen metallischem Gehäuse und einem Leiterplattenanschluß (Leiterbahn, Metallisierung) erzielt wird und wobei zum anderen auch eine Montage des Steckver binders mitsamt dem/den Befestigungsmitteln in automatischen Ferti gungsanlagen problemlos möglich ist. Dabei soll auch eine rüttel- und transportsichere Vormontage des Steckverbinders an der Leiterplatte möglich sein und nach der endgültigen Montage/Befestigung die gleiche Befestigungssicherheit wie bei der herkömmlichen Schraub- oder Niet befestigung erzielt werden.

Diese Aufgabe wird in technisch fortschrittlicher Weise dadurch ge löst, daß das metallische Gehäuse des Steckverbinders mit mindestens einer Masse-Kontaktfahne verbunden ist, daß diese Masse-Kontaktfahne auf die Flansch-Oberseite geführt und im Bereich der Flanschbohrungen mit einer Öse versehen ist, daß das Befestigungsmittel als lötbarer Raststift ausgebildet ist, der durch die Ösenbohrung geführt, nach dem Verrasten auf der Leiterplatten-Unterseite mit einem Kopfbereich fest gegen die Öse gepreßt ist, und daß die Leiterplatte auf ihrer Unterseite mit einer Metallisierung ver sehen ist, mit der der Raststift verlötbar ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den An sprüchen 2 bis 12 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß nach dem Aufsetzen des Steckverbinders auf die Leiterplatte und das Eindrücken des Raststiftes bereits eine einwandfreie, transport sichere Vormontage des Steckverbinders gewährleistet ist, wobei ein guter Halt des Steckverbinders in allen Belastungsrichtungen sowie hohe Haltekräfte bei dennoch geringen Montagekräften erzielt werden. Nach dem Löten des Raststiftendes in einem Arbeitsgang, bei dem auch die übrigen Bauelemente mit der Leiterplatte verlötet werden, wird eine absolut feste Halterung des Steckverbinders an der Leiterplatte erzielt, wobei dann auch eine einwandfreie elektrische Verbindung zwischen dem metallischen Gehäuse des Steckverbinders und der Leiter plattenmetallisierung (Masseanschluß/Abschirmung) vorhanden ist. Die Raststifte sind vorzugsweise als einfache, preisgünstig herzu stellende Bauteile ausgebildet und können ggfs. auch an bereits handelsüblichen, mit Befestigungsbohrungen in den Flanschen versehenen Steckverbindern Anwendung finden. Dabei kann eine "Vormontage" des Steckverbinders mit dem Raststift erfolgen, wobei der Raststift in die Flanschbohrung gedrückt und unverlierbar im oberen Schaftbereich in der Flanschbohrung klemmend gehalten wird. Beim Aufsetzen des Steckver binders wird der Raststift dann in die entsprechende Leiterplatten bohrung gedrückt und der Steckverbinder durch formschlüssige Rastung an der Leiterplatte befestigt. Dabei können diese Arbeitsgänge pro blemlos in automatischen Montagevorrichtungen vorgenommen werden. Auch kann diese Befestigungseinrichtung vorteilhaft bei Steckverbin dern vorgesehen sein, die für sog. SMD-Technik vorgesehen sind, wobei die eigentlichen Anschlüsse der Steckverbinder auf der Ober fläche der Leiterplatte verlötet werden, für diese Lötung jedoch eine genaue Positionierung der Anschlüsse zueinander nötig ist.

Dabei wird dann diese genaue Ausrichtung und Zentrierung durch die Raststifte in Verbindung mit den Leiterplatten-Bohrungen auf einfache und sichere Art und Weise erzielt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Ansicht eines auf eine Leiterplatte aufgesetzten Steckverbinders,

Fig. 2 eine geschnittene Ansicht des Steckverbinders gem. Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 die Ansicht eines Raststiftes in vergrößerter Darstellung, und

Fig. 3A eine geschnittene Ansicht des Raststiftes gem. Fig. 3.

In der Fig. 1 ist ein Steckverbinder 1, der auf eine Leiterplatte 2 aufgesetzt ist, dargestellt, wobei wegen der besseren Erkennbarkeit von Einzelheiten ein Teil der Leiterplatte weggebrochen ist. Der Steckverbinder besteht im wesentlichen aus einem Isolierkörper 3, in dem die Kontaktelemente 4 gehalten sind. Die Kontaktelemente sind mit Lötanschlüssen 5 versehen, die in Bohrungen der Leiterplatte einge setzt und hier mit den weiterführenden Leiterbahnen 6 verlötet sind.

Weiterhin ist der Steckverbinder mit einem metallischen Gehäuse 7 versehen, in dem der Isolierkörper 3 befestigt ist. An dem Isolier körper sind seitliche Auflage- und Befestigungsflansche 8 vorgesehen, deren Unterseite 9 plan auf der Leiterplatte aufliegt. Die Flansche sind mit Bohrungen 10 versehen, die nach dem Aufsetzen des Steckver binders mit in der Leiterplatte vorgesehenen Bohrungen 11 fluchten. In diese Bohrungen sind als Raststifte 12 ausgebildete Befestigungs mittel eingefügt.

Der in den Fig. 3, 3A als Einzelteil dargestellte Raststift 12 ist vorzugsweise als Drehteil aus leitfähigem Metall hergestellt und an seinem oberen Ende mit einer kopfartigen Vergrößerung 13 versehen, an die sich ein erster Schaftbereich 14 anschließt. Der Durchmesser dieses Bereiches ist dabei so gewählt, d. h. auf die Flanschbohrung 10 abgestimmt, daß der Stift klemmend in der Bohrung nach dem Eindrücken gehalten ist. An den Schaft 14 schließt sich ein weiteres Schaftteil 15 mit verringertem Durchmesser an, wobei zum Ende des Stiftes hin der Schaftdurchmesser wieder vergrößert ist, so daß hier die Rastschul tern 16 ausgebildet sind.

Schließlich ist der Stift, ausgehend von den Rastschultern zu seinem Einführende 17 hin konisch verjüngt geformt, um das Einführen in die Leiterplattenbohrung zu erleichtern. Weiterhin ist der Stift mit zwei Querschlitzen 18 versehen, die bis an den ersten Schaftbereich 14 reichen. Die Stifte sind vorzugsweise aus Material mit federelastischen Eigenschaften hergestellt, so daß durch die Querschlitze das Ein führende des Stiftes federnd zusammendrückbar ist.

In der Darstellung in Fig. 2 ist der Steckverbinder 1 mit einem metallischen Gehäuse 7 versehen, an dem Masse-Kontaktfahnen 21 ange nietet sind. Die Masse-Kontaktfahnen sind endseitig mit einer Öse 22 versehen und das mit der Öse versehene Ende liegt auf der Oberseite 23 des Flansches 8, wobei die Raststifte dann durch die Öffnung der Ösen geführt sind.

Nach der Befestigung des Steckverbinders (dem Eindrücken der Rast stifte) sind die Ösen der Kontaktfahnen fest zwischen der kopfar tigen Vergrößerung 13 der Raststifte und der Flanschoberseite einge klemmt, wobei sie elektrisch leitend mit den Raststiften verbunden sind. Dabei kann zum Ausgleich von evtl. vorhandenen Toleranzen vorgesehen sein, daß die Ösen eine federelastisch wirkende Wölbung aufweisen.

Zur Verbesserung der Kontaktgabe zwischen der Kontaktfahne und dem Raststift kann vorgesehen sein, daß die Öffnung der Öse 22 enger als der Schaftdurchmesser des Stiftes bemessen ist, so daß hier eine klemmende, elektrisch gut leitende Verbindung erzielt wird. Darüber hinaus kann der Schaft des Raststiftes im Bereich der Öse ggfs. auch mit einer die Kontaktgabe verbessernden Rändelung 24 versehen sein, die sich beim Eindrücken des Stiftes in die Ösenöffnung in das Ma terial der Öse eingräbt.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist der Raststift 12 in die Flanschbohrung 10 und weiter in die Leiterplattenanordnung 11 eingedrückt, wobei der Abstand zwischen der kopfartigen Vergrößerung 13 des Stiftes und den Rastschultern 16 so bemessen ist, daß die Rastschultern hinter der Leiterplattenunterseite 19 verrasten, wenn der Stift vollständig bis zum Anschlag eingedrückt ist.

Von der Montagefolge her kann vorgesehen sein, daß der Steckverbinder auf der Leiterplatte positioniert und daß anschließend die Raststifte in die Bohrungen 10, 11 eingedrückt werden, bis die Rastschultern hinter der Leiterplattenunterseite verrasten. Ein anschließender Löt vorgang an den Stiftenden, wobei die Leiterplatte auf ihrer Unter seite 19 vorzugsweise mit einer die Bohrung 11 umgebenden Metalli sierung 20 versehen ist, bewirkt, daß der Stift zum einen nicht mehr einwärts federn kann, wodurch die Befestigung sich ggfs. lösen könnte und zum anderen fest mit der Leiterplatte verbunden ist.

Es kann jedoch auch vorgesehen und für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhaft sein, daß die Raststifte zunächst vollständig bis zum Anschlag in die Flanschbohrungen 10 eines Steckverbinders 1 einge drückt werden, wobei die Raststifte durch entsprechende Abmessungen des Schaftes 14 in Verbindung mit dem Durchmesser der Bohrungen 10 klemmend gehalten werden. Diese solchermaßen vormontierte Baugruppe, aus deren Flanschen dann die Enden der Raststifte herausragen, wird anschließend auf eine Leiterplatte aufgesetzt und dabei werden die Enden der Raststifte in die Leiterplattenbohrungen 11 gedrückt, bis die Rastschultern 16 der Stifte hinter der Leiterplattenunterseite verrasten. Durch anschließende Lötung der Stiftenden wird auch hier bei dann die endgültige, sichere Befestigung erzielt, wobei in allen Fällen nach dem Verlöten des Raststiftes mit der Metalli sierung auf der Leiterplatten-Unterseite eine durchlaufende Masse verbindung von dem metallischen Gehäuse zu einem Leiterplattenan schluß vorhanden ist.

Claims

1. Einrichtung zur Befestigung von Steckverbindern an Leiterplatten, wobei die Kontaktelemente des Steckverbinders mit Lötanschlüssen versehen sind, die mit Leiterbahnen der Leiterplatte mittels Lötung verbindbar sind, wobei die Steckverbinder-Isolierkörper mit angeformten Auflage- und Befestigungsflanschen versehen sind, wobei in den Flanschen sowie der Leiterplatte miteinander fluch tende Bohrungen vorgesehen sind, in die Befestigungsmittel ein fügbar sind, und wobei die Steckverbinder mit einem metalli schen Gehäuse versehen sind, das mittels einer Masseverbindung mit der Leiterplatte elektrisch verbindbar ist, dadurch ge kennzeichnet,
daß das metallische Gehäuse (7) des Steckverbinders (1) mit mindestens einer Masse-Kontaktfahne (21) verbunden ist,
daß die Masse-Kontaktfahne (21) auf die Flansch-Oberseite (23) geführt und im Bereich der Flanschbohrungen (10) mit der Öse (22) versehen ist,
daß das Befestigungsmittel als lötbarer Raststift (12) ausgebildet ist, der durch die Ösenbohrung geführt, nach dem Verrasten auf der Leiterplatten-Unterseite (19) mit einem Kopfbereich (13) fest gegen die Öse gepreßt ist, und
daß die Leiterplatte (2) auf ihrer Unterseite (19) mit einer Metallisierung (20) versehen ist, mit der der Raststift (12) verlötbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Raststift (12) aus massivem Material hergestellt ist, wobei sich an die kopfartige Vergrößerung (13) an ihrem oberen Ende ein der Flanschbohrung (10) entsprechender Schaftbereich (14) anschließt,
daß die Raststifte (12) an ihrem anderen Ende, dem Einführende (17), mit mindestens einem Querschlitz (18) versehen sind und dieses Ende federelastisch zusammendrückbar ist, und
daß am unteren Ende der Raststifte (widerhakenartige) Rast schultern (16) ausgebildet sind, die nach dem Einfügen der Raststifte in die Flanschbohrung (10)/Leiterplattenbohrung (11) hinter der Unterseite (19) der Leiterplatte (2) verrasten.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Schaftbereich (15) der Raststifte (12) zwischen dem oberen Schaftbereich (14) und den Rastschultern (16) einen verringerten Durchmesser aufweist.

4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführende (17) der Raststifte (12) konisch ausgebildet ist.

5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öse (22) der Masse-Kontaktfahne (21) eine federelastische Wölbung aufweist.

6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öse (22) der Masse-Kontaktfahne (21) eine zahnscheiben ähnliche Ausbildung aufweist.

7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung der Öse (22) der Masse-Kontaktfahne (21) gering fügig kleiner als der Durchmesser des Schaftes (14) des Rast stiftes (12) angeordnet ist, so daß der Raststift nach dem Ein treiben kraftschlüssig, elektrisch gut leitend mit der Masse- Kontaktfahne verbunden ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (14) des Raststiftes (12) im Bereich des Durch tritts durch die Öse (22) der Masse-Kontaktfahne (21) mit einer Rändelung (24) versehen ist.

9. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öse (22) der Masse-Kontaktfahne (21) mit einem in die Flanschbohrung (10) weisenden Blechdurchzug versehen ist.

10. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Masse-Kontaktfahne (21) mit einem schmalen, abgewinkelten Ansatz versehen ist, der in die Leiterplattenbohrung (11) eintaucht, und
daß der Raststift (12) mit einer entsprechenden Abflachung versehen ist.

11. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse-Kontaktfahne (21) mit einem schmalen, abgewinkelten Ansatz versehen ist, der in die Leiterplattenbohrung (11) eintaucht, wobei der Ansatz nach dem Einfügen des Raststiftes in dem Schlitz (18) angeordnet ist.

12. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raststift (12) in seinem mittleren Bereich mit einem Bund versehen ist, an den sich zum einen Ende hin ein glatt verlaufender Zapfen (14) anschließt, und zum anderen Ende hin ein mit mindestens einem Querschlitz (18) versehener Schaft ausgebildet ist, in dessen Endbereich Rastschultern (16) vorgesehen sind, und daß der Zapfen in die Bohrung (10) des Steckverbinderflansches (8) eingefügt und darin festgenietet ist.