DE60104352T2 - Elektrischer Verbinder - Google Patents

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    • H01R12/716Coupling device provided on the PCB

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder zur Verwendung in einer elektrischen Anordnung mit einer relativ großen Anzahl von Steckern. Insbesondere betrifft die Erfindung solche elektrischen Verbinder, die eine Mittelöffnung und eine Mehrzahl im Wesentlichen identische Abschnitte aufweisen, die die Mittelöffnung umgeben, wobei jeder Abschnitt eine Mehrzahl von Kontakten aufweist, die dazu bestimmt sind, in elektrischen Kontakt mit Anschlüssen der elektrischen Anordnung gebracht zu werden.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Ein elektrischer Verbinder mit einer Mittelöffnung zur Führung von Komponenten mit einer Mehrzahl von sektorförmigen Aufnahmen, welche die Mittelöffnung umgeben, ist aus der EP 0 863 576 bekannt. Diese Druckschrift beschreibt einen Verbinder für Automobilanwendungen mit Abschnitten mit elektrischen Kontakten, die in das Aufnahmegehäuse eingesetzt sind, welches mit einer Mehrzahl sektorförmiger Aufnahmen bestückt ist.
  • Typischerweise ist ein Mikroprozessor, eine Steuerung oder andere mikroelektronische Vorrichtungen innerhalb einer elektrischen Anordnung montiert bzw. aufgenommen. Bei einem typischen Szenario weist eine solche elektrische Anordnung Stecker auf zum Verbinden einer solchen Anordnung mit einem ersten elektrischen Verbinder, wobei der erste elektrische Verbinder auf einen zweiten entsprechenden elektrischen Verbinder auf einem Substrat aufgesteckt ist. In den anderen typischen Szenarien ist entweder der erste oder der zweite elektrische Verbinder weggelassen und die Anordnung mit dem ersten Verbinder wird direkt auf dem Substrat montiert oder die Anordnung wird direkt auf dem zweiten Verbinder auf dem Substrat montiert. In jedem Fall ist mindestens ein elektrischer Verbinder vorgesehen und der elektrische Verbinder weist Kontakte auf, die den Steckern der elektrischen Anordnung entsprechen. Es kann häufig vorkommen, dass der Mikroprozessor, die Steuerung oder ein anderes mikroelektronisches Gerät innerhalb der Anordnung eine relativ hohe Anzahl von Verbindungen zur Außenwelt benötigen und daher ist eine relativ hohe Anzahl von Steckern auf der Anordnung platziert und eine entsprechende Anzahl von Kontakten ist auf dem mindestens einen elektrischen Verbinder angeordnet.
  • Üblicherweise hat ein elektrischer Verbinder mit einer relativ hohen Anzahl von Kontakten typischerweise solche Kontakte in einer Mehrzahl von Reihen in einer hochdichten Anordnung (1,27 mm Mittenabstand oder kleiner), wobei alle Reihen im Wesentlichen in derselben Richtung angeordnet sind. Wenn jedoch alle Reihen im Wesentlichen in die gleiche Richtung zeigen und wenn die ebene Erstreckung des elektrischen Verbinders ausreichend groß ist, können es die verwendeten Maschinen, die die Kontakte in den Verbinder während dessen Herstellung einsetzen, es schwer haben, jeden Ort zu erreichen, an dem ein Kontakt einzufügen ist, insbesondere in der Mitte des Verbinders. Dementsprechend besteht Bedarf an einem elektrischen Verbinder, dessen Design diese Herstellungsaspekte berücksichtigt.
  • Bei dem oben beschriebenen elektrischen Verbinder nach dem Stand der Technik füllen die Reihen typischerweise im Wesentlichen die ebene Erstreckung des elektrischen Verbinders aus. Wenn jedoch alle Reihen im Wesentlichen die ebene Erstreckung des elektrischen Verbinders ausfüllen und wenn eine hinreichend große thermische Aktivität während des Bestückens stattfindet, können solche thermischen Aktivitäten dem Verbinder ungelöste thermische Spannungen zufügen. Wie man sich vorstellen kann, können solche ungelösten thermischen Spannungen den Verbinder verbiegen oder sogar zer brechen und wiederholte Zyklen solcher ungelösten thermischen Spannungen können die Kontakte aus der elektrischen Verbindung mit entsprechenden Kontakten und/oder Steckern lösen. Dementsprechend besteht ein Bedarf an einem elektrischen Verbinder, dessen Design solche thermischen Spannungen besser verkraftet.
  • Der oben beschriebene elektrische Verbinder nach dem Stand der Technik ist typischerweise aus einem nicht leitenden Material in einem Spritzgussverfahren hergestellt, wobei das Material an mindestens einer Stelle in die Spritzgussform eingeführt wird. Dieses Spritzgussmaterial muss sich innerhalb der Spritzgussform ausdehnen, wobei es viele Gussformreliefs (Kontaktaufnahmeöffnungs-Gussformteile in hoher Anzahl) passieren und die Spritzgussform vollständig ausfüllen muss, um den Verbinder innerhalb der Spritzgussform genau darzustellen. Es muss jedoch sehr viele Spritzgussformreliefs und eine relativ große Distanz durch das Gussmaterial passiert bzw. überbrückt werden, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass unerwünschte Blasen gebildet werden und/oder dass das Spritzgussmaterial aushärtet, bevor es die Spritzgussform vollständig gefüllt hat. In einer solchen Situation muss der Verbinder als Ausschuss ausgesondert werden. Dementsprechend besteht Bedarf an einem elektrischen Verbinder, dessen Design sich besser für das Spritzgussverfahren eignet.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung erfüllt die oben beschriebenen Bedürfnisse, indem ein elektrischer Verbinder nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbinders nach Anspruch 11 angegeben werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die vorstehende Zusammenfassung sowie die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird verständlicher, indem man sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen liest. Zur Illustration der Erfindung sind in den Figuren Ausführungsformen gezeigt, welche derzeit bevorzugt sind. Diese sind jedoch nicht einschränkend zu verstehen. In den Figuren zeigen:
  • 1 eine Draufsicht auf einen elektrischen Verbinder nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Seitenansicht der elektrischen Verbinders aus 1, gekoppelt mit einem Substrat nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs aus 1 sowie die Kontakte, die bei dem elektrischen Verbinder nach 1 verwendet werden;
  • 4 eine Draufsicht auf einen elektrischen Verbinder, der zu dem elektrischen Verbinder aus 1 passt nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine Seitenansicht des elektrischen Verbinders aus 4, gekoppelt mit einer Anordnung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6 eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs aus 4 sowie die Kontakte, die in dem elektrischen Verbinder aus 4 verwendet werden;
  • 7 ein Flussdiagramm, welches die Schritte aufschlüsselt zur Durchführung der Basis eines Verbinders nach den 16 in. Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 8 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung, die verwendet wird zur Bestückung von Kontakten in der Basis eines Verbinders nach den 16;
  • 9 ein Flussdiagramm zur Aufschlüsselung der Schritte, die durch die Vorrichtung nach 8 ausgeführt werden;
  • 10 eine Draufsicht auf einen elektrischen Verbinder nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
  • 11 eine Draufsicht auf einen elektrischen Verbinder, welcher mit dem elektrischen Verbinder nach 10 zusammensteckbar ist nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • In der vorliegenden Beschreibung ist die verwandte Terminologie lediglich zweckmäßigkeitshalber verwendet und nicht einschränkend zu verstehen. So bezeichnen die Wörter "links", "rechts", "oben", "unten" Richtungen in den Zeichnungen, auf die sie sich beziehen. Ebenso sind "nach innen" und "nach außen" Richtungen auf die geometrische Mitte bzw. von dieser weg bei den in Bezug genommenen Objekten. Die Terminologie umfasst die oben erläuterten Begriffe, Ableitungen davon sowie Worte ähnlicher Bedeutung.
  • In Bezug auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen, sind in den 16 Stecker und entsprechende Gegenstecker 10a, 10b gezeigt, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, weist jeder der zusammensteckbaren Verbinder 10a, 10b eine im Allgemeinen ebene Basis 12 auf mit einer Vielzahl kontaktaufnehmender Öffnungen 14. Jede kontaktaufnehmende Öffnung 14 nimmt einen entsprechenden Kontakt 16a, 16b auf. Die Öffnungen 14 und die Kontakte 16a, 16b in den Verbindern 10a, 10b sind komplementär angeordnet, derart, dass jeder Kontakt 16a in dem Verbinder 10a elektrisch mit einem entsprechenden Kontakt 16b in dem Verbinder 10b koppelt, wenn die Verbinder 10a, 10b zusammengesteckt werden.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Steckverbinder 10a, 10b elektrisch mit Steckern einer elektrischen Anordnung 18 (5 zeigt den so gekoppelten Verbinder 10b), während der andere Verbinder 10a, 10b elektrisch verbunden an einem Substrat 20 gesichert ist (2 zeigt den Verbinder 10a auf diese Weise gekoppelt), wie beispielsweise einer gedruckten Schaltungsplatine, derart, dass die Anordnung 18 auf dem Substrat 20 über die beiden Verbinder 10a, 10b montiert ist. Jeder der Verbinder 10a, 10b kann verschiedene Justiermerkmale aufweisen, um eine Ausrichtung der Kontakte 16a, 16b während der Montage zu gewährleisten. Zusätzlich können die Verbinder 10a, 10b Schraublöcher 22 aufweisen, um nicht gezeigte Schrauben aufzunehmen zur zusätzlichen Justage. Solche Schrauben dienen ebenfalls dazu, wenn sie angezogen sind, eine Kraft bereitzustellen zur sicheren Kopplung eines jeden korrespondierenden Kontaktpaars 16a, 16b in den Verbindern 10a, 10b.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Kontakte 16a, 16b eines Verbinders 10a, 10b integral mit den Steckern der Anordnung 18 gekoppelt und werden dazu verwendet, diese Anordnung 18 direkt auf dem anderen Verbinder 10a, 10b auf dem Substrat 20 zu verbinden. Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform sind die Kontakte 16a, 16b eines Verbinders 10a, 10b vollständig mit dem Substrat 20 gekoppelt und werden dazu verwendet, den anderen Verbinder 10a, 10b, der elektrisch verbunden auf der Anordnung 18 befestigt ist, aufzunehmen. Ein geeignetes Verfahren, um die Kontakte 16a, 16b des Verbinders 10a, 10b elektrisch verbunden auf der Anordnung 18 oder auf dem Substrat 20 zu befestigen, kann angewandt werden. Zum Beispiel können die Kontakte 16a, 16b mit schmelzbaren Elementen, wie zum Beispiel Lötzinnkugeln 24 oder ähnlichem, versehen sein, und mit den entsprechenden Anschlüssen auf der Anordnung 18 oder dem Substrat 20 verlötet sein.
  • Jeder Kontakt 16a, 16b ist als ein im Allgemeinen einstückiger Körper aus leitendem Material, wie KOVAR (ein Material mit niedrigem thermischen Ausdehnungskoeffizienten) gefertigt. Jeder Kontakt 20 könnte jedoch auch aus einem beliebigen leitenden Material, einschließlich Kupfer, Bronze, Edelstahl, Gold, einer Metalllegierung, oder ähnlichem hergestellt sein. Jeder Kontakt 16a, 16b kann jedoch aus jedem anderen leitenden Material gefertigt sein. Darüber hinaus können die Kontakte 16a, 16b jede geeignete Form annehmen. Zum Beispiel kann, wie in den 2 und 5 gezeigt, der Verbinder 2a zweiarmige Kontakte 16a aufweisen und der Verbinder 10b kann komplementäre Kontaktmesserkontakte 16b aufweisen, wobei jeder Arm jedes Kontakts 16a in physischem Kontakt mit jeder Seite der Klinge des entsprechenden Kontakts 16b steht, wenn die Kontakte 16a und 16b entsprechend zusammengefügt sind. Ein Beispiel solcher Kontakte 16a, 16b ist in der Internationalen Anmeldung, Veröffentlichungsnummer WO 98/15989 gezeigt, die auf der Internationalen Anmeldung Nr. PCT/US97/18066) basiert, die hiermit inkorporiert wird. Bei den hier gezeigten zweiarmigen Kontakten 16a und den Messerkontakten 16b kann der Kontaktabstand (Mitte zu Mitte) etwa 0,05 Inches oder weniger betragen mit einer daraus resultierenden relativ großen Kontaktdichte auf den Verbindern 10a, 10b.
  • Die Kontaktaufnahmeöffnungen 14 sind so bemessen, dass sie sicher die Kontakte 16a, 16b aufnehmen können. Solche Öffnungen 14 erstrecken sich zwischen den beiden ebenen Seiten der Basis 12 des Verbinders 10a, 10b, da die Kontakte 16a, 16b, die darin aufgenommen sind, von beiden Seiten der Basis 12 zugänglich sein müssen. Die Öffnungen 14 sind in Reihen angeordnet, derart, dass die Kontaktbestückungsvorrichtung (8) Kontakte 16a, 16b solche Kontakte (16a, 16b) Reihe für Reihe einsetzt. Jede geeignete Öffnung 14 kann verwendet werden, so lange wie die Öffnung 14 so konstruiert ist, dass sie die aufgenommenen Kontakte 16a, 16b darin sicher hält.
  • Außerdem kann jede geeignete Kontaktbestückungsvorrichtung und jedes geeignete Verfahren verwendet werden.
  • Bei einer Ausführung der vorliegenden Erfindung und immer noch mit Bezug auf die 16 definiert die Basis 12 des Verbinders 10a, 10b eine im Wesentlichen mittig angeordnete Öffnung 26, die durchgängig ist. Die Mittenöffnung 26 ist viel größer als jede der Kontaktaufnahmeöffnungen 14 und es wird nicht erwartet, dass diese Öffnung irgendein Element aufnimmt, obwohl ein Element dort aufgenommen sein kann, ohne aus dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung herauszutreten. Vorzugsweise hat die Basis 12 wenigstens drei im Wesentlichen identische Abschnitte 28, wobei jeder Abschnitt 28 umfangsmäßig um die Mittenöffnung 26 herum angeordnet ist. In den 16 ist die Basis 12 des Verbinders 10a, 10b im Wesentlichen quadratisch und hat vier im Wesentlichen identische Abschnitte 28, wobei jeder Abschnitt 28 im Wesentlichen einer Seite des Quadrats entspricht. Die Basis 12 kann jedoch drei, fünf, sechs, sieben, acht, usw. Abschnitte 28 aufweisen. Jedenfalls umgeben die Abschnitte 28 im Allgemeinen die Mittenöffnung 26 und definieren diese zumindest teilweise, so dass sie sich im Allgemeinen tangential bezüglich einer solchen Mittenöffnung 26 erstrecken, wie in den Figuren gezeigt.
  • Jeder Abschnitt 28 definiert eine Vielzahl von Kontaktaufnahmeöffnungen 14, wie gezeigt. Wie zu erwarten ist, erstreckt sich jede der Kontaktaufnahmeöffnungen 14 in jedem Bereich 28 durch die Basis 12 hindurch in einer ersten Richtung, die im Allgemeinen senkrecht zu dieser Basis 12 verläuft. Daher, wie oben erläutert, kann jede Kontaktaufnahmeöffnung 14 einen Kontakt 16a, 16b aufnehmen, so dass der aufgenommene Kontakt 16a, 16b von beiden ebenen Seiten der Basis 12 zugänglich ist.
  • Wesentlich ist, dass die Kontaktaufnahmeöffnungen 14 in jedem Bereich 28 in einer Mehrzahl von Reihen 30 organisiert sind und jede Reihe 30 in jedem Bereich 28 sich entlang der Basis 12 in einer zweiten Richtung bezüglich der Mittenöffnung 26 erstreckt. Das heißt, obwohl Reihen 30 in verschiedenen Abschnitten 28 nicht in der gleichen Richtung verlaufen können, sind innerhalb eines Abschnitts alle Reihen in die gleiche (zweite) Richtung ausgerichtet. Nichtsdestotrotz ist eine solche zweite Richtung immer die gleiche bezüglich der Mittelöffnung 26, selbst bei verschiedenen Abschnitten 28. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die insbesondere in den 1 und 4 gezeigt ist, ist die zweite Richtung im Allgemeinen tangential mit Bezug auf die Mittelöffnung 26, wobei die Reihen 30 im Allgemeinen linear und parallel zueinander verlaufen. Das heißt, die Reihen 30 sind im Allgemeinen parallel zu den benachbarten Ecken der Basis 12. Natürlich kann die zweite Richtung eine unterschiedliche Orientierung bezüglich der Mittelöffnung 26 aufweisen. Zum Beispiel kann die zweite Richtung im Allgemeinen radial bezüglich der Mittelöffnung 26 verlaufen, wobei die Reihen 30 im Allgemeinen parallel zueinander verlaufen und senkrecht zu den benachbarten Ecken der Basis 12.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Kontakte 16a, 16b im Allgemeinen eben in dem Bereich, wo solche Kontakte 16a, 16b innerhalb entsprechender Kontaktaufnahmeöffnungen 14 fixiert sind. Entsprechend ist eine solche Kontaktaufnahmeöffnung 14 im Allgemeinen eng in mindestens einer Ausdehnungsrichtung und erstreckt sich von einer ebenen Oberfläche des aufgenommenen Kontakts 16a, 16b zu dessen anderen Seite. Entsprechend haben die Kontakte 16a, 16b eine bemerkenswerte seitliche Ausdehnung in dem Bereich, in dem solche Kontakte 16a, 16b in entsprechenden Kontaktaufnahmeöffnungen 14 fixiert sind. Entsprechend erstreckt sich jede Kontaktaufnahmeöffnung 14 über eine Distanz in dem Raum, der sich von einer Seitenwand zur anderen Seitenwand des aufgenommenen Kontakts 16a, 16b erstreckt, das heißt, in einer dritten Richtung in der Basis 12 bezüglich der Mittelöffnung 26. Die dritte Richtung ist im Allgemeinen parallel zur Basis 12. In dem in den 16 gezeigten Ausführungsbeispiel können die dritte Richtung und die zweite Richtung im Wesentlichen identisch sein. Dabei erstreckt sich jede Kontaktaufnahmeöffnung 14 in jedem Bereich 28 entlang der Basis 12 im Allgemeinen tangential mit Bezug auf die Mittelöffnung 26. Die dritte Richtung kann jedoch bezüglich der zweiten Richtung unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann die dritte Richtung bezüglich der zweiten Richtung senkrecht verlaufen.
  • Die Mittelöffnung 26 des Verbinders 10a, 10b nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht einem solchen Verbinder 10a, 10b effektiv, mechanische und thermische Spannungen aufzunehmen. Das heißt, die Mittelöffnung führt in großem Maße zur Flexibilität und trägt in großem Maße zur Flexibilität des Verbinders 10a, 10b bei. Entsprechend werden die mechanischen und thermischen Aktivitäten, mit denen der Verbinder 10a, 10b beaufschlagt wird, weniger aufgenommen, so dass es unwahrscheinlicher ist, dass der Verbinder 10a, 10b sich verbiegt oder bricht und es ist noch unwahrscheinlicher, dass wiederholte Zyklen mechanischer oder thermischer Spannung dazu führen, dass die Kontakte 16a, 16b sich aus der elektrischen Verbindung mit den korrespondierenden Kontakten 16a, 16b und/oder Anschlüssen bewegen.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Basis 12 eines solchen Verbinders 10a, 10b in der Bemühung, um noch effektiver mechanische und thermische Spannungen von dem Verbinder 10a, 10b, neben anderen Dingen, abzuhalten, ferner mit flexiblen Ecken 32 ausgerüstet. Genauer gesagt, weist die Basis 12 eine Mehrzahl solcher Ecken 32 auf, derart, dass jeder Abschnitt 28 einen unmittelbar benachbarten Abschnitt 26 an einer dieser Ecken 32 trifft. Die Basis 12 hat ebenfalls ein Paar sich gegenüberliegender im Allgemeinen ebener Seiten, und jede Ecke 32 hat eine erste allgemeine Seite-zu-Seite-Dicke TC und jeder Abschnitt 28 hat eine zweite allgemeine Seite-zu-Seite-Dicke TS, die größer ist als die erste Dicke TC. Die erste Dicke TC kann so dünn gewählt werden, wie es der Herstellungsprozess erlaubt, obwohl auch andere Dicken möglich sind. Es ist klar, dass die Ecken 32 der Basis 12 eine zusätzliche Flexibilität geben, die größer ist als die, die durch die Mittelöffnung 26 bewirkt wird, um physische und thermische Spannungen von der Basis 12 des Verbinders 10a, 10b abzuhalten. Wie gezeigt, können die Ecken 32 Schraublöcher aufweisen, obwohl solche Schraublöcher 22 auch anderswo angebracht sein können.
  • Die Basis 12 des Verbinders 10a, 10b kann auf jede geeignete Art aus jedem geeigneten nicht leitenden Material hergestellt werden. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Basis 12 im Spritzgussverfahren aus nicht leitendem Material, wie Keramikmaterial, einem Polymermaterial, wie beispielsweise Flüssigkristallpolymer, einem wärmehärtenden Harz (z. B. FR4) oder einem elastomeren Material hergestellt sein. Insbesondere, und wie am besten in den 1 und 7 zu sehen ist, ist eine Spritzgussform vorgesehen, die die Basis 12 definiert, wobei die Spritzgussform eine Zugangsstruktur 34 bei der Mittelöffnung 26 der zu gießenden Basis 12 (Schritt 701) aufweist. Natürlich ist die Spritzgussform geeignet geformt, um alle notwendigen Merkmale der Basis 12 auszubilden, einschließlich der Bereiche 28, der Mittelöffnung 26, der Schrauböffnungen 22, der Ecken 32 und der Kontaktaufnahmeöffnungen 14, etc.
  • Das nicht leitende Material, aus welchem die Basis 12 geformt ist, wird in die Spritzgussform durch die Zuleitungsstruktur 34 an der Mittelöffnung 26 der zu gießenden Basis 12 derart eingespritzt, dass das eingespritzte Material überall gleichmäßig in jeden Bereich 28 der Basis 12 (Schritt 703) verteilt wird. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt, wie gezeigt, die Zugangsstruktur 34 einen Kanal 36 ein, der jedem Bereich 28 der Basis 12 benachbart ist, so dass das eingespritzte Material überall gleichmäßig, verteilt von jedem Kanal 36 ausgehend, in den benachbarten Bereich 28 der Basis 12 verteilt wird. Natürlich können eine Mehrzahl von Kanälen 36 für jeden Bereich 28 verwendet werden, wie man auch die Konstruktion der Kanäle 36 und der Zugänge 34 anders aufbauen kann.
  • Nach abgeschlossenem Spritzgussverfahren wird die gegossene Basis aus der Spritzgussform entfernt (Schritt 705). Natürlich können verschiedene Finishing-Schritte vollzogen werden, wie zum Beispiel das Trimmen überschüssigen Spritzgussmaterials und das Glätten dieser Stellen. Im Allgemeinen sind die Spritzgussformen und die Spritzgussverfahren, die Finishing-Schritte nach dem Spritzgießen dem Fachmann allgemein bekannt. Dementsprechend werden diesbezüglich weitere Details weggelassen.
  • Durch das Spritzgießen der Basis 12 des Verbinders 10a, 10b von der Mittelöffnung 26 der zu gießenden Basis 12 aus verteilt sich das eingespritzte Material gleichmäßig in die Spritzgussform, passiert dabei viele Gießkonturen und füllt die Spritzgussform naturgetreu vollständig aus, um die Basis 12 innerhalb der Spritzgussform zu erzeugen. Darüber hinaus werden durch eine solche gleichmäßige Ausdehnung von mehreren Kanälen 26 an einer zentralen Stelle aus unerwünschte Blasen in der Basis 12 minimiert, wenn nicht eliminiert und das Einspritzmaterial härtet unter korrekten Bedingungen nicht aus, bevor die Spritzgussform vollständig gefüllt ist.
  • Nachdem die Basis 12 geformt wurde, muss diese mit den Kontakten 16a, 16b bestückt werden. Mit Bezug auf die 8 und 9 erkennt man, dass solche Kontakte 16a, 16b mit einer Bestückungsmaschine 38 bestückt werden, die eine Platte 40 aufweist, die um eine Achse rotiert und eine Kontakteinfügevorrichtung 42, die sich daran anschließt. Die fertiggestellte Basis 12 ohne Kontakte 16a, 16b wird geeignet auf der Platte 40 montiert, so dass die Basis 12 im Wesentlichen senkrecht zu der Achse angeordnet ist und die Achse mit der Mittelöffnung 26 (Schritt 901) zusammenfällt. Es ist wichtig, dass die benachbarte Kontakteinfügevorrichtung 42 über der Basis 12 auf der Platte angeordnet ist, so dass die Vorrichtung 42 ein Gesichtsfeld aufweist, welches den Randbereich der Platte 40 umfasst. Das heißt, die Kontakteinfügevorrichtung 42 ist fähig, nachdem diese entsprechend bewegt wurde, jeden Bereich innerhalb eines solchen Umfangsbereichs zu erreichen. Die drehbare Platte 40 und die Basis 12, welche darauf montiert ist, werden in eine erste Stellung gedreht, in der das Gesichtsfeld der Kontakteinfügevorrichtung 42 mit dem ersten der Abschnitte 28 auf der Basis 12 zusammenfällt (Schritt 903). In einer solchen ersten Stellung fügt die Kontakteinfügevorrichtung 42 einen Kontakt 16a, 16b in jede der Kontaktaufnahmeöffnungen 14 des ersten Bereichs 28 ein (Schritt 905). Die drehbare Platte 40 und die Basis 12, welche darauf montiert ist, werden dann in eine zweite Position gedreht, in der das Gesichtsfeld der Kontakteinfügevorrichtung 42 mit dem zweiten Abschnitt 28 der Basis 12 zusammenfällt (Schritt 907). In dieser zweiten Stelle fügt die Kontakteinfügevorrichtung 42 die Kontakte 16a, 16b in die Kontaktaufnahmeöffnungen 14 des zweiten Abschnitts 28 ein. Das Drehen und die Einfügeschritte werden wiederholt, bis jeder Abschnitt 28 der Basis 12 mit Kontakten 16a, 16b gefüllt ist.
  • Für die Basis 12 mit vier Abschnitten, die in den 16 gezeigt ist, werden die Dreh- und Einfügeschritte viermal durchgeführt. Vorzugsweise beträgt die Drehung von einer Stellung in die andere etwa 90 Grad, obwohl andere Winkel ebenso angewandt werden können, ohne aus dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu treten. Allgemein kann man sagen, dass die Bestückungsvorrichtung 38 zur Bestückung der Kontakte 16a, 16b in der Basis 12 eines Verbinders 10a, 10b und die Verfahren zur Verwendung solcher Bestückungs vorrichtungen 38 dem Fachmann allgemein bekannt sind. Somit werden weitere Details diesbezüglich nicht beschrieben.
  • Durch Verwendung einer Basis 12 mit einer Mittelöffnung 26 und Abschnitten 28, die diese Mittelöffnung 26 umfangsmäßig umgeben und durch Auffüllen der Basis 12 abschnittsweise werden Reihen 30 von Kontakten 16a, 16b in jedem Abschnitt 28 auf gleiche Weise der Kontakteinfügevorrichtung 40 präsentiert, so dass alle Kontaktaufnahmeöffnungen leicht von einer solchen Kontakteinfügevorrichtung 40 erreicht werden können und die Einfügung erfolgt auf einfache Weise.
  • In 10 und 11 ist ein Paar von Verbindern 100a, 100b gezeigt, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen. Solche Verbinder 100a, 100b ähneln den Verbindern 10a, 10b, die in den 16 gezeigt sind, und müssen daher nicht im Detail beschrieben werden. In ihrem wesentlichen Teil definiert die Basis 12 des Verbinders 100a, 100b eine im Wesentlichen mittige Mittelöffnung 26 und die Basis 12 hat vier im Allgemeinen identische Abschnitte 28, die umfangsmäßig um die Mittelöffnung 26 herum angeordnet sind. Jeder Abschnitt 28 im Verbinder 100a, 100b ist in eine Mehrzahl von Reihen 30 aufgeteilt, wobei sich jede Reihe 30 in jedem Abschnitt 28 im Allgemeinen tangential bezüglich der Mittelöffnung 26 erstreckt. Jeder Bereich 28 und die darauf angeordneten Reihen 30 erstrecken sich in ein Gebiet, welches bei den Verbindern 10a, 10b für die Ecken 32 reserviert ist. Außerdem weist die Basis 12 des Verbinders 100a, 100b keine Schraublöcher 22 für Schrauben oder dergleichen auf.
  • Die Basis 12 des Verbinders 100a, 100b kann im Wesentlichen auf dieselbe Art hergestellt werden wie die Basis 12 der Verbinder 10a, 10b, das heißt, durch eine mittig angeordnete Spritzkanalstruktur 34, wie in 1 gezeigt ist. Darüber hinaus können die Kontakte 16a, 16b in die Basis 12 des Verbinders 100a, 100b im Wesentlichen auf dieselbe Art bestückt werden wie bei dem Verbinder 10a, 10b, das heißt, mit Hilfe einer Bestückungsvorrichtung 38, wie sie in 8 gezeigt ist.
  • Die oben stehende Beschreibung zeigt, dass die vorliegende Erfindung einen neuen und nützlichen elektrischen Verbinder 10a, 10b, 100a, 100b zur Verwendung in Verbindung mit einer elektrischen Anordnung 18 und/oder einem Substrat 20 angibt. Es können Variationen an den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgenommen werden, ohne das erfinderische Konzept der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bestimmten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst Modifikationen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims (13)

  1. Elektrischer Verbinder (10a, 10b) mit einer nichtleitenden im Wesentlichen ebenen Grundplatte (12) mit einer Mehrzahl von Kontaktaufnahmeöffnungen (14), die sich durch die Grundplatte (12) in einer ersten Richtung erstrecken, die im Wesentlichen senkrecht zu der Grundplatte (12) ist, um einen Kontakt (16a, 16b) aufzunehmen, der auf einem Substrat (18, 20) befestigt werden soll und im Wesentlichen eine in der Mitte angeordnete Mittelöffnung (26) aufweist, die sich dadurch erstreckt, wobei die Grundplatte (12) mindestens drei im Wesentlichen identische Bereiche (28) aufweist, die eine Mehrzahl dieser Kontaktaufnahmeöffnungen (14) definieren, wobei die Bereiche um die Mittelöffnung (26) herum angeordnet sind und die Kontaktaufnahmeöffnungen (14) in jedem Bereich (28) in mehreren Reihen (30) angeordnet sind, wobei jeder Reihe in jedem Bereich sich entlang der Grundplatte in einer zweiten Richtung bezüglich der Mittelöffnung (26) erstreckt.
  2. Verbinder (10a, 10b) nach Anspruch 1, bei dem jede Kontaktaufnahmeöffnung (14) in jedem Bereich (28) sich ebenfalls entlang der Grundplatte in einer dritten Richtung bezüglich der Mittelöffnung (26) erstreckt, wobei die dritte Richtung im Wesentlichen parallel zu der Grundplatte (12) verläuft.
  3. Verbinder (10a, 10b) nach Anspruch 2, bei dem die zweite Richtung und die dritte Richtung im Wesentlichen gleich sind.
  4. Verbinder (10a, 10b) nach Anspruch 2, bei dem jede Kontaktaufnahmeöffnung (14) in jedem Bereich sich entlang der Grundplatte (12) im Wesentlichen tangential zu der Mittelöffnung (26) erstreckt.
  5. Verbinder (10a, 10b) nach Anspruch 1, bei dem jede Reihe (30) in jedem Bereich (28) sich entlang der Grundplatte im Wesentlichen tangential bezüglich der Mittelöffnung (26) erstreckt.
  6. Verbinder (10a, 10b) nach Anspruch 1, bei dem jeder Bereich (28) sich im Wesentlichen tangential bezüglich der Mittelöffnung (26) erstreckt.
  7. Verbinder (10a, 10b) nach Anspruch 1, bei dem die Grundplatte (12) ein im Wesentlichen einstückiger Körper ist, der durch Spritzgießen eines nichtleitenden Gussmaterials hergestellt ist, wobei das Gussmaterial durch die Mittelöffnung (26) während eines solchen Spritzgießens eingeführt wird.
  8. Verbinder (10a, 10b) nach Anspruch 1, mit einer Mehrzahl von Kontakten (16a, 16b).
  9. Verbinder (10a, 10b) nach Anspruch 1, bei dem die Grundplatte (12) vier im Wesentlichen identische Bereiche aufweist.
  10. Verbinder (10a, 10b) nach Anspruch 1, bei dem die Grundplatte eine Mehrzahl von Ecken (32) und ein Paar sich gegenüberlie gender im Wesentlichen ebener Seiten aufweist, wobei jeder Bereich an einer der Ecken (32) auf den unmittelbar benachbarten Bereich trifft, und jede Ecke eine erste Seite-an-Seite-Dicke (TC) aufweist, jeder Bereich eine zweite Seite-an-Seite-Dicke (TS) aufweist, die größer als die erste Dicke (TC) ist, wobei die Ecken (32) der Grundplatte eine bestimmte Flexibilität vermitteln, um darauf einwirkende physische und thermische Spannungen aufzufangen.
  11. Verfahren zur Herstellung einer im Wesentlichen ebenen Grundplatte (12) eines elektrischen Verbinders (10a, 10b), wobei die Grundplatte eine im Wesentlichen mittig angeordnete Mittelöffnung (26) aufweist, die sich durch diese hindurch erstreckt, und wobei die Grundplatte (12) mindestens drei im Wesentlichen identische Bereiche (28) aufweist, wobei die Bereiche um die Mittelöffnung (26) herum angeordnet sind und jeder Bereich eine Mehrzahl von Kontaktaufnahmeöffnungen (14) aufweist, die sich durch die Grundplatte (12) erstrecken, um einen Kontakt (16a, 16b) aufzunehmen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bereitstellen eines Spritzgusses, der die Grundplatte (12) darstellt, wobei der Spritzguss eine Einschnittstruktur (34) an der Mittelöffnung (26) der zu gießenden Grundplatte aufweist; Einspritzen eines nichtleitenden Spritzgussmaterials in die Spritzgussform durch die Einlaufkanalstruktur (34) an der Mittelöffnung (26) der zu gießenden Grundplatte, wobei das eingespritzte Material im Wesentlichen gleichförmig in jeden Bereich (28) der Grundplatte (12) verteilt ist; und Entnehmen der Grundplatte aus der Spritzgussform.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem jeder Bereiche (28) sich im Wesentlichen tangential bezüglich der Mittelöffnung (26) erstreckt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bereitstellen eines Spritzgusses, der die Grundplatte (12) definiert, wobei der Spritzguss eine Einschnittkanalstruktur (34) an der Mittelöffnung (26) des zu gießenden Grundkörpers aufweist, wobei die Einschnittkanalstruktur (34) einen Abzug (36) in der Nähe eines jeden Bereiches (28) des Grundkörpers aufweist; Einspritzen eines nichtleitenden Gussmaterials in die Spritzgussform durch jeden Einlass (36) der Einschnittkanalstruktur (34) an der Mittelöffnung (26) des zu gießenden Grundkörpers, wobei das eingespritzte Material im Wesentlichen gleichförmig von jedem Einlass in den benachbarten Bereich des Grundkörpers verteilt ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Grundkörper im Wesentlichen vier identische Bereiche aufweist, mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines Spritzgusses, welcher den Grundkörper definiert (12), wobei die Spritzgussform eine Einschnittkanalstruktur (34) an der Mittelöffnung (26) des zu spritzenden Grundkörpers aufweist, und die Einschnittkanalstruktur (34) vier Einlässe aufweist, wobei ein Einlass jeweils in der Nähe eines jeden der vier Bereiche des Grundkörpers angeordnet ist; einspritzen eines nichtleitenden Spritzgussmaterials in die Spritzgussform durch jeden der vier Einlässe (36) der Einschnittkanalstruktur (34) an der Mittelöffnung (26) des zu spritzenden Grundkörpers, wobei das Einspritzmaterial im Wesentlichen gleichmäßig verteilt, ausgehend von jedem der vier Einlässe (36) in jeden der vier benachbarten Bereiche des Grundkörpers verteilt ist.
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