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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder, der zum elektrischen
Verbinden von elektronischen Bauteilen, die in Informationsgeräte, wie
beispielsweise tragbare Mobiltelefone, Personal Handy Phone Systems
(PHS), Persönliche
Digitale Assistenten (PDA) usw., eingebaut werden, und verschiedenen
elektrischen Geräten,
wie beispielsweise audio-visuellen Geräten, Arbeitsplatzrechnern usw. verwendet
wird.
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Beispiele
von elektronischen Bauteilen, die in elektronische Geräte, wie
beispielsweise tragbare Mobiltelefone oder dergleichen, einzubauen
sind, schließen
Mikrofone, Lautsprecher, Empfänger, Schwinger,
Motoren, Zellen, Speicherkarten usw. ein. Als ein Verfahren zum
elektrischen Verbinden von Elektroden der elektronischen Bauteile
mit Elektroden eines Substrats sind ein Verfahren zum Verbinden
dieser Elektroden durch Löten
unter Verwendung von Zuleitungsdrähten, ein Verfahren zum Verbinden
dieser Elektroden über
Metallblattfedern oder Federstifte usw. eingesetzt worden.
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Außerdem ist
ein Verfahren zum elektrischen Verbinden der Elektroden der elektronischen
Bauteile und der Elektroden des Substrats durch Einsetzen eines
elastischen Kompressionssteckverbinders, wie beispielsweise eines
Steckverbinders, bei dem elastische leitfähige Gummis und isolierende
Gummis aufeinandergeschichtet werden, eines Steckverbinders, bei
dem dünne
Metalldrähte
in einer Leitrichtung in einem elastischen isolierenden Gummi ausgerichtet
werden, usw., zwischen den Elektroden des elektronischen Bauteils
und den Elektroden des Substrats und sein Zusammendrücken zwischen
denselben zum Zeitpunkt des Zusammenbauens eines Gehäuses angewendet
worden.
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Da
das herkömmliche
Verbindungsverfahren für
Elektroden durch Löten über Zuleitungsdrähte erfordert,
daß feine
Zuleitungsdrähte
in Handarbeit gelötet
werden, sinkt die Produktivität,
und die Kosten steigen. Außerdem
ist auf Grund der Zuleitungsdrähte
ein größerer Raum
erforderlich, und dies entspricht nicht den Bedürfnissen nach Miniaturisierung
von Geräten.
Ebenso erfordert das herkömmliche
Verbindungsverfahren von Elektroden über Metallblattfedern oder
Federstifte einen großen
Raum und entspricht nicht den Bedürfnissen nach Miniaturisierung.
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Außerdem sind,
was das Verfahren zum Verbinden mit einem Substrat über den
elastischen Steckverbinder betrifft, wie beispielsweise einen Steckverbinder,
bei dem elastische leitfähige
Gummis und isolierende Gummis aufeinandergeschichtet werden, einen
Steckverbinder, bei dem dünne
Metalldrähte
in einer Leitrichtung in einem elastischen isolierenden Gummi ausgerichtet
werden, usw., zum Zeitpunkt des Zusammenbauens eines Gehäuses Feinarbeiten
notwendig, um leitfähige
Teile des elastischen Steckverbinders an den Elektroden der elektronischen
Bauteile und des Substrats zu fixieren, was zu niedriger Produktivität und Kostensteigerung führt.
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Die
Aufmerksamkeit wird auf EP-A-0938247 gelenkt, worin eine mit einem
anisotrop leitfähigen Gummi-Steckverbinder
ausgestatte Halterung und ein Verfahren zum Herstellen derselben
offenbart wird. Außerdem
wird in US-B1-6168442 eine anisotrop leitfähige Tafel mit Fixierabschnitt
offenbart.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Probleme
zu lösen
und einen Steckverbinder und ein Herstellungsverfahren für denselben
bereitzustellen, wobei ein anisotroper Steckverbinderteil und ein
an einem elektronischen Bauteil oder einem Substrat zu befestigender
Befestigungsteil zu einem Stück
integriert werden, wodurch es möglich
gemacht wird, ein Montageverfahren des Steckverbinders zu vereinfachen
und ebenfalls die Herstellungskosten und den Einbauraum zu verringern.
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Kurz
gesagt, stellt die vorliegende Erfindung einen Steckverbinder bereit,
bei dem ein anisotroper Steckverbinderteil zum Verbinden von Elektroden
eines elektronischen Bauteils und Elektroden eines Substrats mit
einem an dem elektronischen Bauteil oder dem Substrat zu befestigenden
Befestigungsteil integriert wird, wobei der Befestigungsteil mit
Eingriffsteilen zum Befestigen des Steckverbinders an dem elektronischen
Bauteil oder dem Substrat versehen wird, wobei die Eingriffsteile
Säulenform
haben und sich vom Befestigungsteil zu dem elektronischen Bauteil
oder dem Substrat hin erstrecken und vordere Enden der Eingriffsteile
in ein in dem elektronischen Bauteil oder dem Substrat bereitgestelltes
Loch eingesetzt werden.
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Ferner
stellt die Erfindung einen Steckverbinder bereit, bei dem der anisotrope
Steckverbinderteil aus einem gummielastischen Element hergestellt wird,
das einen leitfähigen
Teil hat, geformt durch Ausrichten eines leitfähigen Mediums mit Hilfe einer Magnetkraft.
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Ferner
stellt die Erfindung einen Steckverbinder bereit, bei dem das leitfähige Medium
ein magnetisch leitfähiges
Element ist.
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Ferner
stellt die Erfindung einen Steckverbinder bereit, bei dem der Befestigungsteil
aus einem Material hergestellt wird, ausgewählt aus der Gruppe, die aus
einem gummielastischen Element, einem harten Harz, Metall, Keramik
und einer Kombination derselben besteht.
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Ferner
stellt die Erfindung einen Steckverbinder bereit, bei dem der Befestigungsteil
mit Eingriffsteilen zum Befestigen des Steckverbinders an dem Substrat
oder den elektronischen Bauteilen versehen wird.
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Ferner
stellt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders
bereit, bei dem ein anisotroper Steckverbinderteil zum Verbinden
von Elektroden eines elektronischen Bauteils und Elektroden eines
Substrats mit einem an dem elektronischen Bauteil oder dem Substrat
zu befestigenden Befestigungsteil integriert wird, wobei der Befestigungsteil
mit Eingriffsteilen zum Befestigen des Steckverbinders an dem elektronischen
Bauteil oder dem Substrat versehen wird, wobei die Eingriffsteile Säulenform
haben und sich vom Befestigungsteil zu dem elektronischen Bauteil
oder dem Substrat hin erstrecken und vordere Enden der Eingriffsteile
in ein in dem elektronischen Bauteil oder dem Substrat bereitgestelltes
Loch eingesetzt werden, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Gießen eines
flüssigen Polymers,
vermischt mit einem leitfähigen
Medium, in eine Metallform, Ausüben
einer Magnetkraft auf eine gewünschte
Position in der Metallform, um das leitfähige Medium so auszurichten,
daß es
einen leitfähigen
Teil definiert, um so den anisotropen Steckverbinderteil zu bilden,
und Vernetzen des flüssigen
Polymers, um den Befestigungsteil mit dem anisotropen Steckverbinderteil
zu integrieren.
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Ferner
stellt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders
bereit, bei dem ein anisotroper Steckverbinderteil zum Verbinden
von Elektroden eines elektronischen Bauteils und Elektroden eines
Substrats mit einem an dem elektronischen Bauteil oder dem Substrat
zu befestigenden Befestigungsteil integriert wird, wobei der Befestigungsteil
mit Eingriffsteilen zum Befestigen des Steckverbinders an dem elektronischen
Bauteil oder dem Substrat versehen wird, wobei die Eingriffsteile Säulenform
haben und sich vom Befestigungsteil zu dem elektronischen Bauteil
oder dem Substrat hin erstrecken und vordere Enden der Eingriffsteile
in ein in dem elektronischen Bauteil oder dem Substrat bereitgestelltes
Loch eingesetzt werden, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Einsetzen
eines zuvor geformten Befestigungsteils in eine Metallform, Gießen eines
flüssigen
Polymers, vermischt mit einem leitfähigen Medium, in eine Metallform,
Ausüben
einer Magnetkraft auf eine gewünschte
Position in der Metallform, um das leitfähige Medium so auszurichten,
daß es
einen leitfähigen
Teil definiert, um so den anisotropen Steckverbinderteil zu bilden,
und Vernetzen des flüssigen
Polymers, um den Befestigungsteil mit dem anisotropen Steckverbinderteil
zu integrieren.
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Die
vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
detailliert beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt, ist ein Steckverbinder nach der vorliegenden
Erfindung ein integriertes Stück
aus einem anisotropen Steckverbinderteil 2, hergestellt
aus einem gummielastischen Element, in dem durch Ausrichten eines
leitfähigen
Mediums mit Hilfe einer Magnetkraft ein leitfähiger Teil 1 geformt wird,
und einem Befestigungsteil 4, der einen Eingriffsteil 3 zum
Befestigen des Steckverbinders an einem elektronischen Bauteil oder
einem Substrat hat. Da der Befestigungsteil mit dem Eingriffsteil
zum Einpassen in das elektronische Bauteil oder das Substrat mit
einem elastischen anisotropen Steckverbinderteil integriert wird,
kann das Befestigen an dem elektronischen Bauteil oder dem Substrat
leicht durchgeführt
werden.
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Der
anisotrope Steckverbinderteil nach der vorliegenden Erfindung ist
ein Steckverbinder der anisotrop leitfähigen und Kompressionsart,
der aus dem gummielastischen Element, in dem der leitfähige Teil
geformt wird, besteht. Durch Verbinden des anisotropen Steckverbinderteils
mit den Elektroden der elektronischen Bauteile oder den Elektroden
des Substrats, während
der leitfähige
Teil zusammengedrückt
wird, wird die elektrische Verbindung zwischen denselben stabilisiert.
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Der
leitfähige
Teil nach der vorliegenden Erfindung kann durch Dispergieren eines
leitfähigen Mediums
in einem Polymer oder durch Aggregieren eines leitfähigen Mediums
in einem Polymer geformt werden. Ein leitfähiger Teil, der durch Aggregieren
eines in einem flüssigen
Polymer dispergierten leitfähigen
Mediums mit Hilfe einer Magnetkraft geformt wird, ist leicht herzustellen
und vorzuziehen. In diesem Fall ist es wünschenswert, daß das leitfähige Medium
ein magnetischer Leiter, wie beispielsweise Nickel, Eisen, Kobalt
oder dergleichen, ist, weil er durch Magnetkraft aggregiert und
leicht in einem Zustand der gegenseitigen Vernetzung ausgerichtet werden
kann. Außerdem
kann das leitfähige
Medium ein Metall, wie beispielsweise eine Legierung, Gold, Silber,
Kupfer, Aluminium usw., überzogen
mit einem magnetischen Leiter, der hauptsächlich aus Nickel, Eisen, Kobalt
usw. besteht, oder im Gegensatz dazu ein magnetischer Leiter, überzogen
mit einem leitfähigen
Metall, wie beispielsweise Gold, Silber, Kupfer, usw., sein.
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Den
Teilchendurchmesser eines leitfähigen Mediums,
das einen leitfähigen
Teil bildet, betreffend wird ein um so niedrigerer und stabilerer
Widerstandswert erreicht, je größer der
Teilchendurchmesser ist. Im Gegenteil wird ein um so schönerer anisotrop
leitfähiger
Teil erreicht, je kleiner der Teilchendurchmesser ist. Demzufolge
ist es vorzuziehen, ein leitfähiges
Medium von 20 μm
bis 50 μm
Teilchendurchmesser zu verwenden, wenn es erforderlich ist, einen
niedrigen und stabilen Widerstandswert zu erreichen und einen schönen leitfähigen Teil
zu formen.
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Der
Befestigungsteil nach der vorliegenden Erfindung ist nicht spezifisch
auf ein Material beschränkt,
falls er dazu in der Lage ist, einen anisotropen Steckverbinderteil
zu halten. Es ist wünschenswert,
daß der
Befestigungsteil aus einem der folgenden besteht: gummielastische
Elemente, harte Harze, Metalle, Keramiken oder Verbundstoff derselben, weil
ein solcher Befestigungsteil leicht mit dem anisotropen Steckverbinderteil
zu integrieren und leicht an den elektronischen Bauteilen oder dem
Substrat zu befestigen ist.
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Die
Eingriffsteile nach der vorliegenden Erfindung sind nicht spezifisch
beschränkt,
falls sie Formen haben, die leicht an den elektronischen Bauteilen
oder dem Substrat zu befestigen sind. Als Beispiele von Formen der
Eingriffsteile werden viele Formen usw, erwogen, wie in 7 gezeigt.
Durch Einpassen solcher Eingriffsteile in Befestigungspositionen
der elektronischen Bauteile oder des Substrats wird der Steckverbinder
befestigt. Alternativ dazu kann der Steckverbinder, nachdem er in
die elektronischen Bauteile oder das Substrat eingepaßt ist, falls
notwendig, durch Kleben, Schweißen
oder dergleichen an die elektronischen Bauteile oder das Substrat
gebunden werden.
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Bei
der Erfindung können
der anisotrope Steckverbinderteil und der Befestigungsteil beide
integral in einer Metallform geformt oder zu einem Stück integriert
werden, nachdem sie gesondert geformt wurden. Beispiele von Konfigurationen,
in denen beide Teile integral in der Metallform geformt werden,
schließen
eine einfarbige Konfiguration unter Verwendung eines identischen
Materials, eine Konfiguration durch ein integrales Einlegeformen
unter Verwendung unterschiedlicher Materialien, eine Konfiguration
durch ein integrales Zweifarbformen unter Verwendung unterschiedlicher
Materialien usw. ein. Beispiele von Konfigurationen, in denen beide Teile
zu einem Teil integriert werden, nachdem sie gesondert geformt wurden,
schließen
eine Konfiguration, in welcher der anisotrope Steckverbinderteil
von dem Befestigungsteil durchdrungen wird, eine Konfiguration,
in der beide Teile mit Hilfe ihrer Vorsprünge und Aussparungen zusammengepaßt werden,
eine Konfiguration, in der beide Teile miteinander verbunden werden,
usw. ein.
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Bei
einem Herstellungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung, wie
es in 2 gezeigt wird, wird ein Steckverbinder hergestellt
durch Gießen
eines flüssigen
Polymers, vermischt mit einem leitfähigen Medium, in eine Metallform 5,
Ausüben
einer Magnetkraft auf eine gewünschte
Position in der Metallform, um das leitfähige Medium so auszurichten,
daß es
einen leitfähigen
Teil 1 definiert, um so den anisotropen Steckverbinderteil 2 zu
bilden, und Vernetzen des flüssigen
Polymers, um einen Befestigungsteil 4 mit dem anisotropen
Steckverbinderteil 2 zu integrieren.
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Die
Viskosität
des mit dem leitfähigen
Medium nach der vorliegenden Erfindung vermischten flüssigen Polymers übt einen
Einfluß auf
die Ausrichtungszeit des leitfähigen
Teils aus. Je niedriger die Viskosität ist, desto kürzer ist
die Ausrichtungszeit, und dies ist vorteilhaft für einen Formzyklus. Jedoch beträgt eine
wünschenswerte
Viskosität
des mit dem leitfähigen
Medium vermischten flüssigen
Polymers 10 P (Poise) bis 2500 P, noch bevorzugterweise beträgt sie 100
P bis 1000 P, weil es eine Tendenz gibt, daß die physikalischen Eigenschaften
nach dem Aushärten
schlechter werden, je niedriger die Viskosität des Polymers ist.
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Das
integrale Formen des anisotropen Steckverbinderteils und des Befestigungsteils
nach der vorliegenden Erfindung betreffend, können sie unter Verwendung sowohl
eines identischen Materials als auch unterschiedlicher Materialien
integral geformt werden. Im Fall eines integralen Formens mit einem
identischen Material können
der anisotrope Steckverbinderteil und der Befestigungsteil in einem Vorgang
integral geformt werden, und die Produktivität wird gesteigert. Im Fall
eines integralen Formens mit unterschiedlichen Materialien kann
der Befestigungsteil mit verschiedenen gewünschten Materialien gefertigt
werden, und Formen oder Materialien des Befestigungsteils können Verfahren
zum Befestigen oder Verbinden von Steckverbindern entsprechend richtig
ausgewählt
werden.
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1 zeigt
eine Längsschnittansicht
und eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Steckverbinders
nach der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt
eine Längsschnittansicht,
die ein Beispiel einer Metallform für den Steckverbinder nach der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 zeigt
eine Längsschnittansicht,
die ein Beispiel des Steckverbinders nach der vorliegenden Erfindung,
befestigt an einem Substrat, zeigt.
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4a zeigt eine Draufsicht, die ein Beispiel des
Befestigungsteils nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4b zeigt eine Seitenansicht, die ein Beispiel
des Befestigungsteils nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
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5a zeigt eine Draufsicht, die eine Ausführungsform
des Steckverbinders nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
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5b zeigt eine Seitenansicht, die eine Ausführungsform
des Steckverbinders nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 zeigt
eine Längsschnittansicht,
die ein Beispiel des Steckverbinders nach der vorliegenden Erfindung,
befestigt an dem Substrat, zeigt.
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7a zeigt eine Ansicht, die einen klauenförmigen Eingriffsteil
zeigt.
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7b zeigt eine Ansicht, die einen sphärisch geformten
Eingriffsteil zeigt.
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7c zeigt eine Ansicht, die einen kurvenförmigen Eingriffsteil
zeigt.
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7d zeigt eine Ansicht, die einen L-förmigen Eingriffsteil
zeigt.
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Die
Erfindung wird konkreter unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele
beschrieben.
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AUSFÜHRUNGSFORM 1: INTEGRALES EINLEGEFORMEN
MIT UNTERSCHIEDLICHEN MATERIALIEN
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Ein
Befestigungsteil mit Eingriffsteilen wird durch Spritzgießen unter
Verwendung von Nylonharz geformt.
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Ein
aus Nylonharz hergestellter zuvor geformter Befestigungsteil wird
in eine Metallform eingesetzt, mit Nickelpulver als leitfähigem Medium
vermischter flüssiger
Silikonkautschuk wird in die Metallform gegossen, und danach wird
eine Magnetkraft auf eine gewünschte
Position in der Metallform ausgeübt,
um so das Nickelpulver auszurichten, um einen leitfähigen Teil
zu definieren. Danach wird der flüssige Silikonkautschuk vernetzt,
und ein anisotroper Steckverbinderteil und der Befestigungsteil
sind zu einem Stück
integriert, wodurch der Steckverbinder von Ausführungsform 1 erzielt wird.
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3 ist
eine Montageansicht eines Steckverbinders mit einfacher Befestigung
im Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 gezeigt, wird
ein Steckverbinder, bei dem ein aus Nylonharz hergestellter Befestigungsteil 4 mit
den Eingriffsteilen 3 und der aus Silikonkautschuk hergestellte
elastische anisotrope Steckverbinderteil 2 mit dem durch Ausrichtung
von Nickelpulver mit Hilfe von Magnetkraft geformten leitfähigen Teil 1 zu
einem Stück
integriert sind, an einem Substrat 7 befestigt, wobei der leitfähige Teil 1 mit
Elektroden 8 des Substrats 7 in Kontakt gebracht
wird.
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Der
anisotrope Steckverbinderteil 2 des Steckverbinders von
Ausführungsform
1 wird in den Befestigungsteil 4 eingepaßt, der
hohl ist. Der anisotrope Steckverbinderteil 2 wird durch
ein elektronisches Bauteil (nicht gezeigt) und das Substrat zusammengedrückt und
zeigt dadurch einen stabilen Widerstandswert. Da die gesamte Seitenfläche des anisotropen
Steckverbinderteils 2 nicht von dem Befestigungsteil 4 bedeckt
wird, wird der anisotrope Steckverbinderteil 2 gebogen,
wenn er zusammengedrückt
wird, und daher kann die Druckbelastung niedrig gehalten werden.
Bei dieser Ausführungsform haben
die Eingriffsteile 3 auswärts gerichtete Klauenformen,
sie können
aber nach innen gerichtete Klauenformen haben. Darüber hinaus
ist es durch Bereitstellen von Eingriffsteilen auf der oberen Fläche des Befestigungsteils 4 ebenfalls
möglich,
die Befestigung an den elektronischen Bauteilen zu erleichtern.
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BEISPIEL 2: INTEGRATION
EINES ANISOTROPEN STECKVERBINDERTEILS UND EINES BEFESTIGUNGSTEILS
DURCH EINPASSEN IHRER VORSPRÜNGE
IN AUSSPARUNGEN
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Unter
Verwendung von Polyacetalharz wird der Befestigungsteil 4 mit
Eingriffsteilen, wie in 4 gezeigt, durch Spritzgießen geformt.
Konvexe Rippen 9 werden an der Innenumfangsseite eines
hohlen Abschnitts des Befestigungsteils bereitgestellt.
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Ein
aus Polyacetalharz hergestellter zuvor geformter Befestigungsteil 4 wird
in eine Metallform eingesetzt, mit goldüberzogenem Nickelpulver als leitfähigem Medium
vermischter flüssiger
Silikonkautschuk wird in die Metallform gegossen, und danach wird
eine Magnetkraft auf eine gewünschte
Position in der Metallform ausgeübt,
um so das goldüberzogene
Nickelpulver auszurichten, um einen Teil des leitfähigen Teils 1 zu
spezifizieren, um so einen anisotropen Steckverbinderteil 2 zu
formen. Danach wird der flüssige
Silikonkautschuk vernetzt, um den anisotropen Steckverbinderteil
mit dem Befestigungsteil 4 zu integrieren, wodurch der
Steckverbinder von Ausführungsform 2 erzielt
wird.
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Wie
in 6 gezeigt, schließt das Verfahren zum Herstellen
des Steckverbinders nach der vorliegenden Erfindung keinen Lötvorgang
zum Verbinden von Zuleitungsdrähten
usw. ein und umfaßt
nur einen Montagevorgang von Teilen, und so kann der Zusammenbau
vereinfacht werden. Der Steckverbinder, bei dem der aus Polyacetalharz
hergestellte Befestigungsteil 4 mit dem Eingriffsteil 3 und
ein aus Silikonkautschuk hergestellter elastischer anisotroper Steckverbinderteil 2 mit
dem durch Ausrichtung einer gewünschten
Position von goldüberzogenem
Nickelpulver mit Hilfe von Magnetkraft geformten leitfähigen Teil 1 zu
einem Stück
integriert sind, wird am Substrat 7 befestigt, wobei der
leitfähige
Teil 1 mit der Elektrode 8 des Substrats 7 in
Kontakt gebracht wird. Folglich kann eine stabile Leitung zwischen
dem Steckverbinder, einem elektronischen Bauteil 10 und einer
Elektrode 11 erzielt werden.
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Nach
der vorliegenden Erfindung kann der Lötvorgang zum Verbinden von
Zuleitungsdrähten usw.
weggelassen werden, weil der Steckverbinder, wie oben beschrieben,
dazu verwendet wird, Elektroden der elektronischen Bauteile und
Elektroden des Substrats zu verbinden. Darüber hinaus ermöglicht die
Vereinfachung des Montagevorgangs eine Verringerung der Herstellungskosten.
Ferner kann eine stabile elektrische Verbindung erreicht werden, selbst
wenn die Druckbelastung niedrig ist, und der Druck, der auf die
Innenseite des Gehäuses
ausgeübt
wird, kann verringert werden, weil der Steckverbinder einen leitfähigen Teil
hat, geformt durch Ausrichten eines leitfähigen Mediums mit Hilfe einer
Magnetkraft.
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Ferner
ist es nach dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung
möglich,
den Steckverbinder leicht herzustellen, bei dem der Befestigungsteil
mit Eingriffsteilen von komplexer Form, wie sie verwendet werden,
um in ein Substrat oder elektronische Bauteile eingepaßt zu werden,
und der anisotrope Steckverbinderteil zu einem Stück integriert werden.