DE60207123T2

DE60207123T2 - Verfahren und Anordnung zur Verbesserung der elektrischen Kontakte eines Federsteckverbinders

Info

Publication number: DE60207123T2
Application number: DE60207123T
Authority: DE
Inventors: Marko Kakela; Jussi Hakunti; Heikki Halkosaari
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2022-01-26
Also published as: EP1231682B1; EP1231682A3; EP1231682A2; US6347945B1; DE60207123D1; JP2002246084A; ATE309632T1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Federkontakte in einer elektronischen Vorrichtung und insbesondere auf Federkontakte zwischen einer Leiterplatte und einem elektrischen Stecker.
Hintergrund der Erfindung
Es ist nicht unüblich, einen elektrischen Stecker bzw. ein Anschlussteil oder eine andere elektrische Komponente auf einer Leiterplatte (printed circuit board, PCB) zu befestigen, wobei der elektrische Kontakt zwischen der elektrischen Komponente und der PCB durch Federkontakte an der elektrischen Komponente bereitgestellt wird. Ein allgemeines Problem bei der Verwendung von Federkontakten zum Bereitstellen von elektrischem Kontakt mit einer oder mehreren elektrisch leitenden Kontaktierungsflächen bzw. Pads auf der PCB ist, dass Oxidation oder Schmutz den elektrischen Kontakt an den Kontaktpunkten beeinträchtigen können. Oxidation oder Schmutz könnten eine dünne isolierende Schicht zwischen der Kontaktoberfläche der Pads und der Kontaktoberfläche der Federkontakte einbringen. Oxidation kann durch verschieden Faktoren wie Feuchtigkeit, Kondenswasser, Chloride, Stickoxide und andere umgebungsbedingte Ursachen ausgelöst werden. Wenn ein Federkontakt in einer festen Position relativ zu dem Pad gehalten wird, ist es wahrscheinlich, dass das Problem mit der Zeit schwerwiegender wird und schließlich kann ein vollständiger Kontaktverlust zwischen dem Federkontakt und der PCB auftreten.
Daher ist es vorteilhaft und wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung des elektrischen Kontakts zwischen einem Federkontakt und einer PCB bereitzustellen.
EP 0955762 A1 beschreibt eine Technik, um einen Vibrationsmechanismus zum Vibrieren einer mobilen drahtlosen Vorrichtung, wenn ein Signal empfangen wird, zu befestigen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, die von Federkontakten bereitgestellte Verbindung zwischen zwei elektrischen Komponenten im allgemeinen, und zwischen einem elektrischen Stecker und einer Leiterplatte (PCB) im besonderen zu verbessern. Die Aufgabe kann erfüllt werden, indem die Federkontakte dazu gebracht werden, sich relativ zu der PCB nach vorne und zurück zu bewegen und so gegen die elektrisch leitenden Pads in einer schnellen Bewegung zu reiben, um die unerwünschten isolierenden Materialien an den Kontaktpunkten zu entfernen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Steckeranordnung nach Anspruch 1 bereitgestellt, und ein Verfahren zum verbessern des elektrischen Kontakts in einer solchen Anordnung nach Anspruch 6.
Die vorliegende Erfindung wird nach Lesen der Beschreibung in Verbindung mit 1 bis 5 deutlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine isometrische Ansicht, die eine Steckeranordnung mit einem elektrischen Stecker auf einer Leiterplatte (PCB) angebracht darstellt, gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Explosionszeichnung der Steckeranordnung wie in 1 gezeigt.
3 ist eine Explosionszeichnung der Steckeranordnung, wie sie von einer Seide der Steckeranordnung zu sehen ist.
4 ist eine Ansicht von oben, welche die Steckeranordnung ohne die PCB darstellt.
5 ist eine Rückansicht der PCB, welche die elektrisch leitenden Pads auf der PCB veranschaulicht.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Eine beispielhafte Ausführungsform der Steckeranordnung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 1 bis 5 gezeigt. In der Steckeranordnung 10 wie in 1–3 gezeigt, ist ein Stecker 20 auf einer Leiterplatte (PCB) 10 mittels einer Bodenplatte 80 befestigt, die zwei Führungsstifte 60, 62 und zwei Schrauben 70, 72 aufweist. Der Stecker 20 weist zwei Rahmenschlitze 30 und 32 auf, um die entsprechenden Führungsstifte 60, 62 aufzunehmen. Die Höhe der Stifte 60 und 62 ist etwas größer als die Höhe des Steckers 20, wodurch eine Lücke zwischen der PCB 10 und dem Stecker 20 gelassen wird. Der äußere Durchmesser der Führungsstifte 60, 62 und die inneren Durchmesser der Rahmenschlitze 30, 32 sind so ausgelegt, dass sie eine kleine Lücke zwischen sich aufweisen, um dem Stecker 20 zu gestatten, sich in X-Y-Richtungen relativ zu der PCB 10 zu bewegen. Ein Vibrationsmotor, eingekapselt oder umgeben von einem Gummigehäuse 50 (siehe 4) steht mechanisch mit dem Stecker 20 in Eingriff, so dass er, wenn der Vibrationsmotor 40 eingeschaltet wird, dazu führt, dass der Stecker 20 sich auf eine oszillierende Weise relativ zu der PCB 10 bewegt.
2 ist eine Explosionszeichnung der Steckeranordnung aus 1. Wie in 2 gezeigt hat der Vibrationsmotor 40 zwei Elektroden 42, um elektrische Leistung an den Vibrationsmotor 40 zum Aktivieren des Motors bereitzustellen wenn gewünscht. Ebenfalls in 2 gezeigt sind eine Vielzahl von Federkontakten 22, 24, und 26, die sich von dem Stecker 20 erstrecken, um einen Kontakt mit der PCB 10 herzustellen. Die Federkontakte 22, 24 und 26 sind deutlich in 3 gezeigt, welches eine Explosionsansicht der Steckeranordnung ist, wie sie von einer Seite davon gesehen wird. Manche oder alle dieser Federkontakte 22, 24 und 26 können verwendet werden, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Stecker 20 und der PCB 10 bereitzustellen, die anderen können als mechanische Mittel verwendet werden, um eine drängende Kraft gegen die PCB 10 bereitzustellen, um den Stecker 20 weg von der PCB 10 zu halten.
Figur ist eine weitere isometrische Ansicht, welche die oberen und hinteren Abschnitte der Steckeranordnung ohne die PCB darstellt. Wie gezeigt, ist der Vibrationsmotor 40 von dem Stecker 20 durch das Gummigehäuse 50 getrennt, um so mechanische Schäden an dem Stecker 20 aufgrund der Vibration zu verhindern. Es sind vier Federkontakte 22 in der vorderen Reihe, zwei Federkontakte 26 in der hinteren Reihe und ein Federkontakt 24 in der Mitte. Einer oder einige dieser Federkontakte können verwendet werden, um elektrischen Kontakt mit einem oder mehreren elektrisch leitenden Pads auf der Unterseite der PCB 10 herzustellen, wie in 5 gezeigt.
5 ist eine Ansicht von unten der PCB, welche die elektrisch leitenden Pads auf der PCB 10 darstellt. Zu Anschauungszwecken werden zwei Pads 18 verwendet, um elektrische Verbindung mit den Elektroden 42 des Vibrationsmotors 40 herzustellen (siehe 4); zwei Pads 16 werden verwendet, um elektrische Verbindung mit den Federkontakten 26 der Stecker bereitzustellen; Pad 14 wird verwendet, um elektrische Verbindung mit dem Federkontakt 24 herzustellen; und ein einzelnes Pad 12 wird verwendet, um elektrische Verbindung mit den vier Federkontakten 22 herzustellen.
Die Steckeranordnung wie in 1–5 dargestellt umfasst einen elektrischen Stecker und eine Leiterplatte, wobei die elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Stecker und der Leiterplatte durch einen oder mehrere Federkontakte und ein oder mehrere elektrisch leitende Pads bereitgestellt wird. Federkontakte und elektrisch leitende Pads können jedoch auch verwendet werden, um elektrische Verbindung zwischen einer Leiterplatte und einer anderen elektrischen Komponente bereitzustellen, wie einem Schalter, einem Festkörperanzeigepanel und einem Tastenfeld. Federkontakte und elektrisch leitende Pads können auch zwischen zwei elektrischen Komponenten verwendet werden.
Des weiteren wird der Vibrationsmotor zum Bewegen des Steckers nur aktiviert wenn gewünscht. Alternativ kann ein Zeitgeber oder ein Softwareprogramm verwendet werden, um den Vibrationsmotor periodisch einzuschalten. Es ist auch möglich, ein Überwachungsmittel zu verwenden, um die elektrische Verbindung zwischen den Federkontakten und den elektrisch leitenden Pads zu überprüfen, und der Vibrationsmotor wird nur eingeschaltet wenn nötig.
Es ist selbstverständlich, dass die Federkontakte von dem Vibrationsmechanismus nur dazu veranlasst werden, sich innerhalb vorgesehener Toleranzen zu bewegen, so dass die Kontaktpunkte zwischen den Federkontakten und dem Pad durch die mechanische Belastung oder die reibende Einwirkung gesäubert werden können.
Daher wird, obwohl die Erfindung in Bezug auf eine ihrer bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, für den Fachmann selbstverständlich sein, dass die vorhergehenden und verschiedene andere Änderungen, Auslassungen und Abweichungen in ihrer Form und Detail gemacht werden können, ohne den Schutzbereich dieser Erfindung zu verlassen.

Claims

Eine Verbinderanordnung in einer elektronischen Vorrichtung, welche einen ersten elektrischen Bestandteil (10) umfasst, welcher zumindest einen elektrisch leitenden Abschnitt aufweist, und einen zweiten elektrischen Bestandteil (20), welcher einen elektrischen Verbinder umfasst und zumindest einen Federkontakt (22, 24, 26) aufweist, um elektrischen Kontakt mit dem elektrisch leitenden Abschnitt des ersten elektrischen Bestandteils zu schaffen, wobei die Verbinderanordnung weiterhin umfasst: einen Vibrationsmechanismus (40), angeordnet benachbart zu dem zweiten elektrischen Bestandteil, der dazu geeignet ist, den zweiten elektrischen Bestandteil zu veranlassen, sich relativ zu dem ersten elektrischen Bestandteil zu bewegen, wobei hierdurch der Federkontakt veranlasst wird, gegen den elektrisch leitenden Abschnitt des ersten elektrischen Bestandteils zu reiben, und Mittel (42), die elektrisch mit dem Vibrationsmechanismus verbunden sind, um dem Vibrationsmechanismus elektrische Leistung zur Verfügung zu stellen, um den Vibrationsmechanismus zu veranlassen, den zweiten elektrischen Bestandteil, wenn gewünscht, zu bewegen.
Die Anordnung gemäß Anspruch 1, wobei der erste elektrische Bestandteil eine Schaltplatte umfasst.
Die Anordnung gemäß Anspruch 1, wobei der erste elektrische Bestandteil eine gedruckte Schaltplatte umfasst.
Die Anordnung gemäß Anspruch 1, wobei der Vibrationsmechanismus einen Motor umfasst.
Die Anordnung gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Puffermittel (50), welches den Vibrationsmechanismus von dem zweiten elektrischen Bestandteil trennt, um mechanischen Schaden an dem zweiten elektrischen Bestandteil zu verhindern, wenn der Vibrationsmechanismus den zweiten elektrischen Bestandteil bewegt.
Ein Verfahren zur Verbesserung des elektrischen Kontakts zwischen dem ersten elektrischen Bestandteil und dem zweiten elektrischen Bestandteil der Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren den Schritt umfasst: Bereitstellen elektrischer Leistung an dem Vibrationsmechanismus, um den zweiten elektrischen Bestandteil zu veranlassen, sich relativ zu dem ersten elektrischen Bestandteil zu bewegen, wobei hierdurch der Federkontakt veranlasst wird, sich an dem elektrisch leitenden Abschnitt des ersten elektrischen Bestandteils zu reiben.
Das Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die elektrische Leistung an dem Vibrationsmechanismus bereitgestellt wird, wenn gewünscht.
Das Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die elektrische Leistung an dem Vibrationsmechanismus bereitgestellt wird, wenn benötigt.