DE4408693C2 - Kontaktierungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungsvorrichtung für die elektrische Ver­ bindung eines Steckmoduls mit einem Leiterbahnen aufweisenden Träger über durch ein Steckergehäuse geführte Kontaktstifte, wobei auf der Seite des Steck­ moduls die Kontaktstifte innerhalb des Steckergehäuses ein Anschlußkontaktfeld bilden.

Eine Kontaktierungsvorrichtung mit obigen Merkmalen ist aus der US-PS 5,201,662 bekannt. Derartige Kontaktierungsvorrichtungen werden insbe­ sondere im Bereich der Computertechnik im weitesten Sinne, d. h. in der Auto­ mobiltechnik, der Automatisierungstechnik, der Datentechnik, der Kommunikationstechnik und dgl. eingesetzt. Üblicherweise werden Funktions­ einheiten in Modulen angeordnet, welche mittels geeigneter Schnittstellen mit elektrischen Schaltungen verbunden werden. Die Module können beispielsweise Speicherbausteine umfassen, Lauf- und Lesewerke für Speichermedien, aber auch Funktionseinheiten wie Kommunikationsmodems und dergleichen. In neuerer Zeit werden derartige Module unter dem Begriff "Memory Card" einge­ setzt. Zweckmäßigerweise werden schaltungsseitig, beispielsweise innerhalb eines großen Gehäuses, Schnittstellen bereitgestellt, über welche diese Module unter Verwendung weiterer elektrischer Verbindungen mit der Schaltung lösbar elektrisch verbunden werden können. Dafür haben sich Steckverbindungen durchgesetzt. Die Module bestehen aus in steifen Gehäusen angeordneten Funktionsgruppen. Die Gehäuse können beispielsweise das Format einer flachen, im wesentlichen rechteckigen Karte oder Platte aufweisen. An wenigstens einer Seite umfaßt das Modul ein Feld mit einer Vielzahl elektrischer Anschlüsse. Diese bestehen in üblicher Weise aus Buchsen zur Herstellung von Steckver­ bindungen. Schaltungsseitig, womit irgendeine mit einer elektrischen Schaltung über eine elektrische Verbindung verbundene Position gemeint ist, wird dem­ gegenüber ein Kontaktfeld angeordnet, welches in der entsprechenden Matrix Kontaktstifte aufweist. Das Anschlußfeld und das Kontaktfeld werden mitein­ ander in Verbindung gebracht, wodurch die elektrische Verbindung hergestellt ist.

In bekannter Weise werden derartige Kontaktfelder durch in einem Stecker­ gehäuse angeordnete Kontaktstifte gebildet, wobei die Module auf diese Stift­ matrix aufgesteckt werden. Diese Kontaktstifte werden durch das Stecker­ gehäuse hindurchgeführt und auf der Außenseite des Steckergehäuses mit einer Platine oder einer Leiterbahn verbunden.

Dafür werden im Stand der Technik zwei verschiedene Techniken angewandt. Gemäß der Durchlöttechnik (DLT) werden die Kontaktstiftenden durch die bei­ spielsweise auf einer Platine angeordnete Leiterbahn gesteckt und festgelötet. Alternativ können die Kontaktstiftenden auf die Oberfläche der Leiterbahnen aufgelötet werden, wobei man von der SMT-Technik spricht.

Beide Verbindungstechniken haben den Nachteil, daß jeweils ein zusätzlicher Arbeitsgang, nämlich der Lötvorgang, erforderlich ist. Wird auf die Kontakt­ stiftenden eine Folie aufgelötet, muß diese aus einem hitzebeständigen Material, beispielsweise Kapton hergestellt sein, was die Kontaktierungsvorrichtung kostenintensiv macht. Auch muß bei Auflöt- oder Durchlöttechnik der Stecker aus einem entsprechenden hitzebeständigen Material sein, da die Kontaktstifte wärmeleitend sind. Darüber hinaus stellen die vorbekannten Löttechnologien Be­ schränkungen hinsichtlich der Einbaulage des Anschlußsteckers und der Höhe der Anschlußeinheiten dar. Eine zu große Anzahl von Kontaktstiften ist darüber hinaus nach der vorbekannten Technik nur schwer zu entflechten, da dafür ein entsprechender Raum zur zweckmäßigen Kontaktierung von an unterschiedliche Stellen führenden Leitern erforderlich ist.

Aus der FR 2 642 607 ist ferner eine Kontaktierungsvorrichtung bekannt, bei der die Kontaktierung des einzuschiebenden MemoryCard-Moduls durch ein Anschlußkontaktfeld bereitgestellt wird, welches aus Kontaktfedern besteht, die in einem ersten Bereich parallel zueinander verlaufen und sodann gegeneinander gebogen sind.

Dabei ist es an sich aus der EP 0 427 615 A1 bekannt, an den Kontaktstiften zueinander gerichtete Sicken vorzusehen. Diese allein auf der Steckerseite vorbekannte Kontaktstiftanordnung ist jedoch nicht dazu vorgesehen, die Verbindungstechnik auf der anderen Seite der Kontaktierungsvorrichtung weiterzuentwickeln.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktierungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend zu ver­ bessern, daß sie unter Vermeidung eines Lötvorgangs wirtschaftlicher herstell­ bar und in der Verwendung vereinfacht ist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kontaktstifte außer­ halb des Steckergehäuses zur Klemmkontaktierung des Leiterbahnen aufweisenden Trägers paarweise angeordnet und wenigstens an einer Stelle zur Einstellung eines vorbestimmten Abstandes zueinander gebogen sind.

Durch diese vereinfachte Ausgestaltung ist es möglich, Leiterbahnen, insbe­ sondere Folien, zwischen den paarweise angeordneten Kontaktstiften einzu­ klemmen und elektrisch einen Klemmkontakt herzustellen.

Dabei können die Abstände so gewählt sein, daß keinerlei Kräfte zum Ein­ schieben der Folie aufgebracht werden müssen. Gemäß einem Vorschlag der Er­ findung wird der vorbestimmte Abstand so gewählt, daß er kleiner als die Dicke des zu kontaktierenden Trägers, insbesondere einer Folie mit aufgebrauchter Leiterbahn, ist. Damit wird erreicht, daß nur geringe Kräfte beim Einschieben der Folie zwischen die Kontaktstifte aufzubringen sind.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die außerhalb des Steckergehäuses angeordneten Enden der Kontaktstifte jeden Paares zuein­ ander gerichtete Sicken zur Einstellung des vorbestimmten Abstandes auf. Durch die Sickenbildung wird ohne Veränderung der Federeigenschaften der Kontaktstiftenden der Abstand in vorbestimmter Weise verringerbar.

In vorteilhafter Weise wird vorgeschlagen, daß die Kontaktstifte außerhalb des Steckergehäuses in einem Kontaktgehäuse angeordnet sind. Dabei wird mit Vorteil vorgeschlagen, daß die Gehäusewandungen des Kontaktgehäuses die Bewegung der Kontaktstifte voneinander weg begrenzen. Dabei werden die Klemmeigenschaften bei der Kontaktherstellung verbessert.

Zweckmäßigerweise ist zwischen die Kontaktstiftpaare ein Klemmkeil nach dem Einstecken des Trägers eingesetzt. Durch die Verwendung des Klemmkeils wird die Ausbildung der Kontaktierungsvorrichtung derart, daß keine Kraft zum Ein­ schieben der Folie erforderlich ist, unterstützt. Nach dem Einsetzen der Folie zwischen die Kontaktstifte wird der Klemmkeil eingesetzt und somit die Kontaktierung zwischen Folie und Kontaktstiften hergestellt. Dabei sind vorteilhafterweise die Kontaktstifte mit der eingeschobenen Leiterbahn aufgrund von Klemmkräften elektrisch verbunden.

Die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung kann nach einem einfachen Verfahren und in wirtschaftlicher Weise hergestellt werden. Darüber hinaus ist die Verwendung vereinfacht, da keine weiteren Arbeitsgänge zur Kontaktierung erforderlich sind. Es brauchen nur die Leiterbahnfolien zwischen die Stifte ge­ steckt und gegebenenfalls durch einen Klemmkeil fixiert werden. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung entfällt ein An­ löten der Leiterbahnfolien an die Kontakte. Es können daher kostengünstige Folien verwendet werden, die in entsprechender Weise nach wirtschaftlichen Verfahren wie Drucken, Ätzen, Walzen und dergleichen herstellbar sind. Darüber hinaus braucht der Stecker nicht durch das Lötbad, so daß auch hier ein kostengünstigeres Material für das Gehäuse verwendet werden kann. Die Montage des Steckers wird vereinfacht, da das Zentrieren der Pins entfällt. Dies ist insbesondere bei erhöhten Versionen eine Verbesserung. Das System ist be­ liebig hoch stapelbar und der Entflechtungsraum kann durch Verwendung von Leiter-Folie an andere Stellen verlegt werden. So können beispielsweise anstelle von 68 Pins-Anschlüssen zweimal 34 Pins-Anschlüsse durch zwei Leiterfolien an verschiedene Stellen geführt und dort entflechtet werden. Es können einseitige oder doppelseitige kontaktierbare Folien benutzt werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Kontaktierungsvorrichtung;

Fig. 2 eine Ansicht auf die Kontaktmatrix der Kontaktierungsvorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer Kontaktierungsvorrichtung in einer ersten Verfahrensstufe;

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht gemäß Fig. 4 in einer weiteren Verfahrensstufe;

Fig. 6 eine Seitenansicht gemäß Fig. 4 und 5 in einer weiteren Verfahrensstufe;

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht einer Kontaktierungsvorrichtung in einem ersten Funktionszustand;

Fig. 8 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform einer Kontaktierungsvorrichtung und

Fig. 9 eine schematische Seitenansicht einer Kontaktierungsvorrichtung in einem Montagezustand.

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ein Ausführungsbeispiel für eine Kontaktierungsvorrichtung gemäß Fig. 1 bis 3 umfaßt einen Stecker 1, der aus einem Gehäuse 2 und Anschlüssen 3 gebildet ist. Das Gehäuse 2 weist seitliche Führungen 4 für ein einzuschiebendes Modul auf. Die Anschlüsse 3 sind durch Kontaktstifte gebildet, die in einer Anschlußmatrix in Durchführungen im Gehäuse 2 angeordnet sind. Außerhalb des Steckergehäuses stehen die Enden der Kontaktstifte frei. Dabei werden die Kontaktstifte zueinander im wesentlichen parallel verlaufend außerhalb des Steckergehäuses paarweise geführt, so daß ein oberer Stift 5 und ein unterer Stift 6 sich gegenüberliegen. In einer Biegezone 7 sind die oberen und unteren Stifte 5 und 6 zueinander gebogen, so daß der Abstand zwischen ihnen verringert ist. Am Ende sind die Stifte 5 und 6 voneinanderweg gebogen, so daß sich eine Ausweitung 8 ergibt. Durch die Aufweitung 8 ist das Einschieben einer Leiterbahn erheblich vereinfacht.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen schematisch eine Ausführungsform einer Kontaktierungsvorrichtung in unterschiedlichen Herstellungsstufen. Gemäß Fig. 4 sind in das Gehäuse 2 Anschlüsse 3 eingesetzt. Die geraden Anschlüsse sind paarweise als oberer Stift 5 und unterer Stift 6 in Durchführungen des Gehäuses 2 eingesetzt, so daß sich die Anschlußmatrix für das einzusteckende Modul ergibt. Die freien, aus dem Steckergehäuse 2 herausstehenden Enden der Stifte verlaufen zueinander parallel. Gemäß Fig. 5 sind an zueinander entsprechenden Stellen der Stifte 5 und 6 Sicken 9 angeordnet, die den Abstand zwischen den Stiften verringernd zueinanderweisen. Durch das Anordnen der Sicke 9 wird der Abstand in definierter und einfacher Weise verringert, wobei dahinter eine Einschubzone für eine Leiterbahn verbleibt, die der oben beschriebenen Aufweitung 8 entspricht.

Gemäß Fig. 6 ist auf die mit der Sicke 9 versehenen Stifte 5 und 6 ein Kontaktgehäuse 10 aufgesteckt. Das Kontaktgehäuse 10 hat nicht gezeigte und nicht weiter beschriebene Seitenwände, die die Bewegung der Stifte 5 und 6 voneinanderweg begrenzen. Dadurch wird das Klemmverhalten der Stifte verbessert.

Fig. 7 zeigt einen Stecker 1 der beschriebenen Art in einer Funktionsstellung. Zwischen die im Kontaktgehäuse 10 angeordneten oberen und unteren Stifte 5 bzw. 6 ist eine Leiterbahn 11, beispielsweise eine Folie, eingeschoben und durch die Klemmkräfte mit den Stiften 5 und 6 kontaktiert. Am anderen Ende der Leiterbahn 11 ist ein entsprechender Anschluß 1 2 angeordnet, der zur Verbindung mit einer elektrischen Schaltung und dergleichen dient.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform, die im wesentlichen der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform entspricht, ist zusätzlich ein Keil 13 zwischen den oberen und unteren Stiften 5 bzw. 6 angeordnet. Durch das Einschieben dieses Keils nach dem Einstecken einer Leiterbahn werden die Klemmkräfte erhöht und damit die Kontaktierung zwischen Leiterbahn und dem jeweiligen Stift verbessert.

Durch die Verwendung des Keils 13 ist es, wie in Fig. 9 gezeigt, auch möglich, zwei verschiedene Leiterbahnen gleichzeitig mit den oberen und unteren Stiften 5 bzw. 6 zu kontaktieren. Die zwei Leiterbahnen 11, an deren anderen Ende jeweils Anschlüsse 12 angeordnet sind, sind zwischen die beiden oberen und unteren Stifte 5 bzw. 6 eingesetzt. Anschließend wird der Keil 13 zwischen die beiden Leiterbahnen getrieben. Damit werden die Leiterbahnen 11 jeweils mit den Stiften 5 bzw. 6 kontaktiert.

Die zueinander parallelen Reihen von oberen und unteren Stiften 5 bzw. 6 werden durch einfache Klemmkräfte mit dazwischen angeordneten Leiterbahnen kontaktiert. Dabei können geringe Kräfte zum Einschieben der Leiterbahnen erforderlich sein, wobei man von der sogenannten LIF-Technik spricht (Low Insertion Force). Alternativ können keinerlei Einsteckkräfte erforderlich sein. Man spricht dann von einem Nullkraftstecker oder einer ZIF-Technik (Zero Insertion Force). In diesem Falle ist die Verwendung eines Keils 13 erforderlich.

Bezugszeichenliste

1 Stecker
2 Gehäuse
3 Anschlüsse
4 Führung
5 oberer Stift
6 unterer Stift
7 Biegezone
8 Aufweitung
9 Sicke
10 Kontaktgehäuse
11 Leiterbahn
12 Anschluß
13 Keil

Claims (7)

1. Kontaktierungsvorrichtung für die elektrische Verbindung eines Steck­ moduls mit einem Leiterbahnen aufweisenden Träger über durch ein Steckergehäuse geführte Kontaktstifte, wobei auf der Seite des Steck­ moduls die Kontaktstifte innerhalb des Steckergehäuses ein Anschluß­ kontaktfeld bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (5, 6) außerhalb des Steckergehäuses (2) zur Klemmkontaktierung des Leiterbahnen (11) aufweisenden Trägers paar­ weise angeordnet und wenigstens an einer Stelle (7) zur Einstellung eines vorbestimmten Abstandes zueinander gebogen sind.

2. Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Abstand kleiner ist als die Dicke des zu kontaktierenden Trägers, insbesondere einer Folie mit aufgebrachter Leiterbahn (11).

3. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb des Steckergehäuses (2) an­ geordneten Enden der Kontaktstifte (5, 6) jedes Paares zueinander gerichtete Sicken (9) zur Einstellung des vorbestimmten Abstandes auf­ weisen.

4. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (5, 6) außerhalb des Steckergehäuses (2) in einem Kontaktgehäuse (10) angeordnet sind.

5. Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewandungen des Kontaktgehäuses (10) die Bewegung der Kontaktstifte (5, 6) voneinander weg begrenzen.

6. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Kontaktstiftpaare (5, 6) ein Klemmkeil (13) nach dem Einstecken des Trägers eingesetzt ist.

7. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (5, 6) mit einer einge­ schobenen Leiterbahn (11) aufgrund von Klemmkräften elektrisch ver­ bunden sind.