DE60301460T2

DE60301460T2 - Anordnung für die elektrische Verbindung eines Bauteils auf der Oberfläche einer Leiterplatte

Info

Publication number: DE60301460T2
Application number: DE60301460T
Authority: DE
Inventors: Herve Bricaud; Yves Pizzard
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Deltatech Controls USA LLC
Priority date: 2002-08-13
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2023-06-24
Also published as: FR2843654B1; EP1394903A1; EP1394903B2; DE60301460D1; CN1480895A; DE60301460T3; ATE303663T1; US20040033723A1; FR2843654A1; US6857906B2; EP1394903B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für die elektrische Verbindung (zu den Leiterpads, die auf einer horizontalen Oberfläche einer gedruckten Leiterplattenschaltung [PCB] angeordnet sind) eines elektrischen oder elektronischen Bauteils des Typs, der ein Gehäuse aufweist, das auf der Unterseite aus einem isolierenden Material hergestellt ist, unter dem sich mindestens ein Paar sich gegenüberliegender leitender Verbindungsabzweigungen erstreckt:

– von denen jede – von der Unterseite aus gesehen – insgesamt geradlinig ist, sich von einem oberen Punkt der Anschlussstelle der Verbindungsabzweigung im Gehäuse nach unten von dem Gehäuse erstreckt und mit einem unteren freien Anschluss-Endstück abschließt, das so ausgelegt ist, um auf der Leiterplattenschaltung mit einem korrespondierenden Leiterpad zusammenwirken zu können;
– und von denen sich die zwei Abzweigungen eine zur anderen dergestalt erstrecken, dass sich deren freien Anschluss-Endstücke im benachbarten Zustand befinden. Eine derartige Anordnung wird in der Patentdokumentation US-A-5746607 offenbart.

Solch eine Anordnung betrifft insbesondere einen elektrischen Steckverbinder für den Anschluss einer elektronischen Speicherchipkarte, die an deren unterer Hauptfläche eine Vielzahl von kontaktierenden Leiterpads aufweist.
Ein derartiger Steckverbinder ist zum Beispiel in der Patentdokumentation WO-A-00/68867 beschrieben sowie dargestellt worden und umfasst ein Kontaktträgergehäuse, das aus einem isolierenden Material hergestellt ist, und das eine horizontale, obere Planfläche aufweist, die parallel zur Ebene der unteren Kartenfläche verläuft, wobei der Steckverbinder des Weiteren eine Vielzahl von elektrischen Leitern in Form von elastisch verformbaren Kontaktzungen besitzt, die als Kontaktzungenpaare angeordnet sind, welche sich gegenüberliegen und fluchtend ausgerichtet sind, wovon jede Kontaktzunge aufweist:

– ein konkav gewölbtes Kopfende für die Kontaktherstellung mit einem korrespondierenden Leiterpad auf der Karte, wobei das Kopfende vertikal nach oben über die Ebene der oberen Planfläche des isolierenden Gehäuses hinaus hervorsteht, und wobei das Kopfende ein Teil einer oberen Kontaktabzweigung der Kontaktzunge ist;
– einen mittleren Abschnitt für ein Fixieren der Kontaktzunge in dem Isolierträgerblock;
– sowie ein unteres freiliegendes Ende für ein Verbinden der Kontaktzunge mit einer Aufbereitungsschaltung der Lese-/Schreibvonichtung, welches ein Teil der unteren Verbindungsabzweigung der Kontaktzunge ist.

Eine weitere Anwendung der Erfindung besteht zum Beispiel in der elektrischen Anschlussverbindung einer Trackball-Einrichtung zum Steuern und Bewegen eines Cursors auf dem Bildschirm eines elektronischen Gerätes des Typs, wie dieser namentlich des Patentanmelders in der Patentanmeldung PCT/EP 02/02778 beschrieben und veranschaulicht ist.
Genauer erklärt, kommt die Erfindung für die elektrische Anschlussverbindung bei jenen elektrischen Komponententypen zur Anwendung, bei denen die Anschluss-Endstücke der Verbindungsabzweigungen durch Druckausübung auf die leitenden Pads oder auf die korrespondierenden Leiterbahnen auf der Oberfläche der gedruckten Leiterplattenschaltung in einen elektrischen Kontakt kommen, das heißt, ohne dass hierfür ein Betriebsvorgang des Kontaktverschweißens oder Kontaktverlötens anfallen muss.
Diese Art des Anschlusses mit unverlöteten Anschluss-Enden kann eingesetzt werden, um die Montagegruppe und Instandhaltung des Bauteils zu vereinfachen, wie zum Beispiel für einen Steckverbinder, und insbesondere für das Recyceln der Materialien am Ende der Betriebsdauer von einem elektronischen Gerät, das ein solches, elektrisches oder elektronisches Bauteil enthält. Dies ist im Falle von Funktelefonen oder mobilen Telefongeräten, wie beispielsweise GSM-Telefone, besonders wichtig, bei denen die Betriebsdauer ziemlich kurz ist, und bei denen eine Anforderung für wieder verwertbare Bauteile, insbesondere für eine günstige und leichte Zerlegung von elektrischen oder elektronischen Bauteilen, und daher lötfreien Lösungen besteht.
Um ein hohes Maß an Kompaktheit auf der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte zu erzielen, und um insbesondere einen verkleinerten Bereich der Leiterpads oder Leiterbahnen zu erhalten, von denen die freien Endstücke der Verbindungsabzweigungen Kontakte herstellen, sind die Verbindungsabzweigungen zueinander gegenüberliegend angeordnet, das heißt, von zwei fluchtend ausgerichteten Abzweigungen sind die freien Anschluss-Endstücke, die zu einem Kontaktzungenpaar gehören, so nah wie möglich zueinander benachbart angeordnet, und unter dem elektrischen Steckverbinder in etwa der Mitte von diesem insgesamt mittig ausgerichtet.
Dieses Design mit mehreren Kontaktzungenpaaren führt zu parallelen Zweierreihen mit benachbarten, freiliegenden Anschluss-Endstücken, und daher zu parallelen Zweierreihen mit Leiterpads, die auf der Oberfläche der gedruckten Leiterplattenschaltung ausgebildet sind.
Verschiedene Bauweisen bezüglich eines Steckverbinders für eine Smartcard, bei denen alle Kontaktzungen-Endabschlüsse auf der gleichen Seite eines Steckerbinders miteinander gruppiert sind, sind bereits vorgestellt worden, wie zum Beispiel in der Patentdokumentation US-A-5 269 707. Demgemäß können die freien Anschluss-Endstücke der Verbindungsabzweigungen oder Anschlusslaschen des Steckverbinders auf der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte an der gleichen Achse ausgerichtet werden, die zur Richtung der paarweisen Anordnung der Kontaktzungen insgesamt orthogonal verläuft.
Eine solche Konfiguration erhöht jedoch das Gesamtvolumen des Steckverbinders – dessen Breite in Bezug auf die Kartenbreite – erheblich, womit dessen Konstruktionsaufbau sehr komplex ausfällt. Darüber hinaus führt dies zu dem Ergebnis, dass in dem mechanischen Kontaktträger des Steckverbinders, bedingt durch einen Drehmoment im Gerät selbst, ein Ungleichgewicht besteht, das von den Verbindungsabzweigungen ausgeübt wird, von denen die freien Endstücke gegen die Oberfläche der gedruckten Leiterplatte kontaktierend auflagern, und die daher dazu neigen, den elektrischen Steckverbinder konstant in eine „Schieflage" zu bringen.
Um außerdem eine ausreichende Elastizität für die Verbindungsabzweigungen zu erzielen, müssen diese entsprechend lang genug sein, was wiederum das Gesamtvolumen des Steckverbinders und den Oberflächenbereich erhöht, der auf dem oberen Bereich der gedruckten Leiterplatte beansprucht wird.
Um diese Nachteile zu beseitigen, stellt die vorliegende Erfindung eine Anordnung des bereits vorstehend erwähnten Typs vor, die aber dadurch gekennzeichnet ist, dass – von der Unterseite aus gesehen –, das heißt im vertikalen, vorstehenden Teil einer horizontalen Ebene, die insgesamt parallel zur horizontalen Oberfläche verläuft, jede Verbindungsabzweigung in Bezug auf die gerade Linie einen spitzen Winkel ausbildet, welche durch die beiden sich gegenüberliegenden Punkte der Anschlussstellen der Verbindungsabzweigungen hindurchgehend verläuft, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass deren unteren, freien Anschluss-Endstücke ungefähr längs der Transversalachse ausgerichtet sind, die zu der erwähnten geraden Linie rechtwinkelig verläuft.
Gemäß weiteren kennzeichnenden Merkmalen der Erfindung:

– verlaufen – von der Unterseite aus gesehen – die zwei sich gegenüberliegenden Verbindungsabzweigungen parallel;
– befindet sich die Transversalachse der Endstück-Ausrichtungen ungefähr in der Mitte zwischen den zwei sich gegenüberliegenden Enden der Anschlussstellen der Verbindungsabzweigungen;
– sind die zwei sich gegenüberliegenden Punkte der Anschlussstelle horizontal ausgerichtet;
– ist jede Verbindungsabzweigung elastisch verformbar, damit deren freies Anschluss-Endstück gegen das korrespondierende Leiterpad auf der gedruckten Leiterplattenschaltung elastisch auflagern kann;
– besitzt jede Verbindungsabzweigung einen in etwa horizontalen Hauptabschnitt, der sich von der Anschlussstelle aus erstreckt, und der elastisch verformbar ist, um so um eine horizontale Achse drehgelenkig auflagern zu können, die in etwa durch den Anschlussstellenpunkt der Abzweigung hindurch verläuft;
– wird der Hauptabschnitt durch einen ungefähr vertikalen Abschnitt nach unten hin verlängert;
– ist das freie Anschluss-Endstück von jeder Abzweigung ein freiliegender Endabschnitt, der in Form eines Halbkreisbogens mit einer Konvexität ausgebildet ist, die nach unten hin einfassend verläuft;
– erstreckt sich der Hauptabschnitt von einem Anschlussabschnitt aus, der plastisch so verformt wird, um die Ausrichtungsbestimmung der Verbindungsabzweigung zu erhalten, die den spitzen Neigungswinkel der Abzweigung ausbildet.
– sind die Abzweigungspaare transversal verschoben angeordnet – ein Paar in Bezug auf das andere -, und von allen Abzweigungen sind die freien Anschluss-Endstücke ungefähr an der gleichen Transversalachse ausgerichtet;
– sind die sich gegenüberliegenden Abzweigungspaare mit einem gleichbleibenden Abstand transversal verschoben angeordnet;
– ist das elektrische oder elektronische Bauteil ein elektrischer Steckverbinder für ein Steckverbinden einer Karte mit integrierter Schaltung [IC-Karte], und ist jede Verbindungsabzweigung zu einer Kontaktzunge des Steckverbinders zugehörig, wovon eine zusätzliche, obere Kontaktabzweigung mit einem Kontaktleiterplättchen auf einer Karte zusammenwirkt.

Weitere kennzeichnende Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen durch ein Lesen der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung hervor, die unter Zuhilfenahme der zugehörigen Zeichnungen leicht verstanden werden kann, welche zeigen:
1 ist eine Draufsicht auf einen elektrischen Steckverbinder für eine Steckverbindung mit einer Smartcard, wobei der Steckverbinder gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung implementiert ist.
2 ist eine Seitenansicht des Steckverbinders der 1.
3 ist eine Unteransicht des Steckverbinders der 1.
4 ist eine Seitenansicht von der linken Seite der 2.
5 ist eine perspektivische Unteransicht des Steckverbinders im großen Maßstab, der in den 1 bis 4 veranschaulicht ist.
6 ist eine perspektivische Ansicht von einer der Kontaktzungen des Steckverbinders, der gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung implementiert ist.
7 ist ein vergrößerter Querschnitt, welcher der Linie 7-7 in 1 dem Steckverbinder entnommen ist, der zusammen mit einer gedruckten Leiterplattenschaltung dargestellt wird, bevor ein Druck auf die unteren Anschluss-Endstücke der Steckverbinder-Kontaktzungen ausgeübt wird.
8 ist eine ähnliche Ansicht wie 7, wobei der Steckverbinder nach einer Druckausübung auf die freiliegenden Anschluss-Endstücke auf die Oberfläche von der gedruckten Leiterplattenschaltung gezeigt wird.
9 ist eine schematische Darstellung eines Abschnitts der gedruckten Leiterplattenschaltung – von der Oberseite aus gesehen -, welche das Layout der kontaktierenden Leiterpads bezüglich eines Steckverbinders gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
10 ist eine ähnliche Ansicht wie 8, welche eine Ausführungsform mit der reduzierten Höhe eines Steckverbinders gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
11 ist eine ähnliche Ansicht wie 6, welche eine der Kontaktzungen des Steckverbinders der 10 zeigt.
12 ist eine perspektivische Ansicht von einer Trackball-Einrichtung, die für eine elektrische Verbindung gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung ausgerichtet ist.
Die 13 bis 15 sind Seitendarstellungen und Draufsichten der Trackball-Einrichtung von 12.
In der nachstehenden Beschreibung werden identische, ähnliche oder analoge Elemente mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
Um das Verständnis für die Beschreibung und die Patentansprüche zu vereinfachen, werden hierzu die Begriffe horizontal, vertikal, unten, oben, länglich, quergerichtet, etc. in einer nicht einzuschränkenden Art und Weise unter Bezug auf die in den Figuren gezeigten Dreiflächner L, T, V und in den Links- und Rechtsausrichtungen unter Bezug auf die 1 bis 3 sowie 7 und 8 verwendet.
Die Figuren zeigen einen elektrischen Steckverbinder für ein Steckverbinden einer Karte mit integrierter Schaltung [IC-Karte], auch Smartcard genannt, des Typs, der in der Patentdokumentation WO-A-00/68867 beschrieben und veranschaulicht ist, in welcher bezüglich der Ausführungseinzelheiten eines solchen Steckverbinders nachgelesen werden kann.
Der Steckverbinder 10 ist in erster Linie aus einem Gehäusekörper oder Gehäuseblock geformt, der aus einen isolierenden Kunststoffmaterial 12 durch ein Formgussverfahren hergestellt wird, und der ein unterstützendes Element in Form eines Kontaktträgers für eine Reihe von Kontaktzungen 14 bildet, die aus einem leitfähigen Material hergestellt sind.
Im Allgemeinen weist der Steckverbinder 10 ein Doppelsymmetriedesign um zwei in der Mitte befindliche Vertikalebenen auf – eine Längsebene PL und eine Transversalebene TL, deren Schnittpunkt – von oben aus gesehen und wie in 1 veranschaulicht ist – durch das Zentrum C des Steckverbinders verläuft, wovon die Verbindungsabzweigungen der Kontaktzungen 14 ausgenommen sind, wobei sich der Schnittpunkt folglich gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung verhält.
Bei der in den 1 bis 7 veranschaulichten Ausführungsform weist der Steckverbinder 10 hierin drei Paare mit Kontaktzungen 14 auf, die der Länge nach paarweise ausgerichtet sind, wobei jedes Kontaktzungenpaar somit eine linke Kontaktzunge 14 und eine rechte Kontaktzunge 14 umfasst.
Nach einer allgemein bekannten Art umfasst folglich der Steckverbinder 10 sechs Kontaktzungen, von denen jede mit einem korrespondierenden Leiterpad auf einer IC-Karte, die nicht in den Figuren dargestellt ist, zusammenwirken könnte.
Der isolierende Gehäusekörper oder Gehäuseblock 12 weist eine allgemein abgeflachte Würfelform auf, welche von einer oberen Planfläche 16, einer horizontalen, unteren Planfläche 18, von zwei sich gegenüberliegenden, vertikal gerichteten Längsseitenflächen 20 und von zwei sich gegenüberliegenden, vertikal gerichteten Querseitenflächen 22 definiert wird.
Der Isolierblock 12 umfasst zwei Reihen mit drei Gehäuseeinschnitten 24, die paarweise ausgerichtet sind, wobei sich jeder Gehäuseeinschnitt in der vertikal abwärts weisenden, unteren Planfläche 18 und in der vertikal aufwärts weisenden, oberen Planfläche 16 öffnet.
Jeder Gehäuseeinschnitt 24 ist der Länge nach zur zentralen Mitte des Steckverbinders hin durch eine vertikale Quertrennwand 28 begrenzt, welche gemeinsam für die zwei Gehäuseeinschnitte 24 vorgesehen ist, von denen jeder eine Kontaktzunge 14 aufnimmt, die zu dem gleichen Paar der ausgerichteten und sich gegenüberliegenden Zungen gehört.
Jede Kontaktzunge 14 ist aus einem elastisch verformbaren Material hergestellt und bildet ein leitfähiges Element, das ausgeschnitten und faltbar ist. Jede Kontaktzunge 14 erstreckt sich – insgesamt – in die Längsrichtung L und in eine vertikale Ebene, die zur Längsebenensymmetrie PL parallel verläuft.
Jede Kontaktzunge 14 weist ein erstes konvex gewölbtes Kopfende 30 auf, der für ein Zusammenwirken mit einem korrespondierenden Leiterpad auf einer Smartcard (nicht veranschaulicht) ausgelegt ist.
Das gewölbte Kontaktkopfende 30 ist Teil einer oberen Kontaktabzweigung 32 der Kontaktzunge 14, die insgesamt eine Haarnadelkurvenform aufweist, von der das in etwa horizontale, untere Band 34 die obere Kontaktabzweigung 32 zum Fixieren der Kontaktzunge – nach einer allgemein bekannten Designausgestaltung – mit einem mittleren Abschnitt 36 verbindet, der sich in einer ungefähr horizontalen Ebene erstreckt, die zu den oberen 16 und unteren 18 Planflächen des Isolierblocks 12 parallel verläuft.
Zwei Kontaktzungen 14, die zum gleichen Paar der ausgerichteten und sich gegenüberliegenden Kontaktzungen gehören, sind im Hinblick auf die Mittefaltungen 33 der oberen Kontaktabzweigungen 32"gegenläufig parallel" angebracht, welche zur mittleren Quertrennwand 28 angrenzend angeordnet sind.
Der mittlere Abschnitt 36 ermöglicht, dass die Kontaktzunge 14 in dem Isolierblock 12 angebracht und befestigt werden kann. Dies geschieht in Übereinstimmung mit der Bestückung in den Isolierblock, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Befestigungsart bezüglich der Kontaktzunge 14 in den Isolierblock beschränkt, da eine solche Befestigung zum Beispiel auch mittels eines Überformgussverfahrens um einen mittleren Fixierungsbereich herum bzw. um einen Befestigungsabschnitt des Isolierblocks implementiert werden kann.
Der untere Teil von jeder Kontaktzunge 14 ist aus einer unteren Abzweigung 38 für die elektrische Verbindung der Kontaktzunge 14 mit einem korrespondierenden Leiterpad (oder einer korrespondierenden Leiterbahn) aufgebaut, welches nicht veranschaulicht ist, welches auf der Oberfläche 40 einer gedruckten Leiterplattenschaltung PCB ausgebildet ist (dargestellt in den 7 bis 9).
Nach einer allgemein bekannten Art weist jede Verbindungsabzweigung 38 ein Hauptband oder einen Hauptabschnitt 42 auf, der sich in etwa horizontal unterhalb der horizontalen unteren Planfläche 18 des Isolierblocks 12 verlängert.
Das Hauptband 42 ist mit dem mittleren Fixierabschnitt 36 der Kontaktzunge 14 über einen Anschlussabschnitt 44 verbunden, der um 180° in einer Krümmungskurve gebogen ist, wovon es sich zur zentralen Mitte des Steckverbinders der Länge nach erstreckt.
Während eines freien Betriebszustands, das heißt, vor einer Druckausübung auf die Oberfläche 40 der PCB-Leiterplatte, und wie dies insbesondere in den 2 und 7 ersichtlich ist, erstreckt sich das Hauptband 42 der Länge nach in die Richtung zur zentralen Mitte des Steckverbinders mit einer leichten Neigung in Bezug auf dessen untere Planfläche 18, wobei eine Abwärtstrennung von der unteren Planfläche 18 hergestellt wird. Der Anschlussabschnitt 44 bildet somit die End- oder Punktanschlussstelle der Verbindungsabzweigung 38 zum Isolierblock 12.
Bei der in den 1 bis 8 veranschaulichten Ausführungsform wird jedes Hauptband 42 einer elektrischen Verbindungsabzweigung 38 von einem Verlängerungsband oder Verlängerungsabschnitt 46 erweitert, das/der sich von dem inneren Ende 45, das zum Anschlussabschnitt 44 entgegengesetzt angeordnet ist, des Hauptbands 42 erstreckt, und das Verlängerungsband 46 schließt an dessen unterem Ende mit einem freiliegenden Anschluss-Ende 48 ab, welches hier in Form eines Halbkreisbogens mit dessen unterer konvexen Fläche 50 implementiert ist, die nach unten weist, um bei Bedarf gegen die Oberfläche 40 der PCB-Leiterplatte aufzulagern.
Aufgrund von dieser Formgebung des unteren freiliegenden und verbindenden Konvexabschlusses 48 kann jede Verbindungsabzweigung 38 gegen die Oberfläche der PCB-Leiterplatte 48 auflagern und entsprechend einer mathematischen Erzeugende korrespondiert dessen Länge mit der Breite des Bandes aus leitendem Material, das die Verbindungsabzweigung 38 ausbildet.
Wie bei der Bauart nach dem bisherigen Stand der Technik sind alle Kontaktzungen 14 identisch ausgebildet.
Nach dem Stand der Technik erstreckt sich jede untere Verbindungsabzweigung 38 in eine vertikale Längsebene, welche die gleiche Ebene ist, in der sich die obere Kontaktabzweigung 32 erstreckt, bzw. in eine Ebene, die parallel zur letztgenannten verläuft.
In Übereinstimmung mit den Grundsätzen der Erfindung wird nun nachstehend eine spezielle Formgebung für jede Verbindungsabzweigung 38 zur Erzielung einer Ausrichtung entlang einer Achse, die für alle elektrischen konvexen Anschlussköpfe 48 gemeinsam vorhanden ist, beschrieben.
Jede Verbindungsabzweigung 38 erstreckt sich hierin gemäß den erfindungsgemäßen Grundsätzen in eine vertikale Ebene, die in Bezug auf die vertikale Ebene winkelförmig verschoben wird, in die sich die obere Zungenabzweigung 14 verlängert.
Wenn diese auf einer horizontalen Fläche herausragt, und wenn zum Beispiel der Steckverbinder – mit Bezug auf 3 von der Unterseite betrachtet wird – die mittlere oder mediane Vertikalebene aufzeigt, in die sich jede untere Abzweigung 38 verlängert, wird dieser durch dessen PB-Leitbahn gekennzeichnet.
Wenn man die gerade Linie (D) betrachtet, die durch die beiden sich gegenüberliegenden Punkte (44) der Anschlussstellen von den zwei elektrischen Verbindungsabzweigungen (38) hindurchgehend verläuft, die zu den fluchtend ausgerichteten Kontaktzungen 14 gehören, ist zu erkennen, dass die Ebene PB von jeder Verbindungsabzweigung 38 mit der geraden Linie (D) einen spitzen Winkel α ausbildet, der außerdem die Leitbahn der horizontalen Fläche von der vertikalen Ebene ist, in die sich die zwei fluchtend ausgerichteten, oberen Kontaktabzweigungen 32 verlängern.
Es entsteht folglich an den freiliegenden Konvexabschlüssen 48 der zwei Verbindungsabzweigungen 38 eine seitliche Verschiebung in die Querrichtung, das heißt, die Verbindungsabzweigungen 38 sind nicht mehr fluchtend ausgerichtet, sondern sie sind mit deren freiliegenden, elektrischen Konvexanschlussköpfen 48 parallel angeordnet, die „ineinander verzahnt" werden können, wobei sie insgesamt an der Achse A entlang ausgerichtet sind, die zur vertikalen Ebene orthogonal verläuft, in welche sich die oberen Kontaktabzweigungen 32 erstrecken, und die, wenn die Abzweigungen hervorstehen, wie dies 3 zeigt, folglich zur geraden Linie D senkrecht angeordnet ist.
Noch etwas präziser erklärt, und wie insbesondere in den 2, 3, 4 und 7 ersichtlich ist, nehmen die Verbindungsabzweigungen während eines freien Betriebszustand so eine Form an, dass die Erzeugenden von den unteren, freiliegenden Konvexabschlüssen 48, 50 der Verbindungsabzweigungen 38 der Länge nach etwas beabstandet sind – eine von der anderen – wobei zwei Abzweigungen zu dem gleichen Abzweigungspaar gehören.
Jedoch in einer aufgebauten Kontaktposition kommen bei Druckausübung auf die Oberfläche 40 der PCB-Leiterplatte die freien Konvexabschlüsse 48, 50 mit den Erzeugenden, die über den Druckkontakt ausgebildet wurden, einander näher, und sie sind praktisch an der gleichen Achse A entlang angeordnet.
Dieser Effekt des näher Zusammenbringens von den freien Konvexabschlüssen 50 in die Richtung zum Zentrum „C" bei Druckausübung wird durch die Formgebung erzielt, welche von jeder Verbindungsabzweigung 38 eingenommen wird, die zunächst im Hinblick auf die untere Planfläche 18 des Isolierblocks 12 nach unten geneigt ist, und die sich in der kontaktierenden Druckposition durch ein Gelenkdrehen um deren seitlichen Anschlussabschnitt 44 umbiegen kann, um bei Bedarf eine Position einzunehmen, in der sich das Band 42 unterhalb der unteren Planfläche 18 horizontal erstreckt.
Die gesamte Verbindungsabzweigung 38 mit ihren Bändern 42 und 46 dreht sich somit gelenkig an deren seitlichen Anschlussabschnitt 44 um eine ungefähr horizontale Achse, um die in 8 dargestellte Position einzunehmen.
Die Druckanwendung wird beispielsweise durch zwei untere Flanschen 26 im Isolierblock erzielt, die aus den Querflächen 22 der Länge nach hervorstehen, und die in einem komplementären Gehäuseausschnitt 52 aufgenommen werden, der zu diesem Zweck in einer Platte 54 des elektronischen Gerätes ausgebildet ist, das den Steckverbinder aufnimmt, und das außerdem die PCB-Leiterplatine enthält.
Daher ist in der Druckkontaktposition die Höhe "h2", welche die untere Fläche der Platte 54 von der oberen Fläche 40 der PCB-Leiterplatte beabstandet, kleiner als die Höhe „h1", die mit dem freien Betriebszustand der elektrischen Verbindungsabzweigungen 38 einhergeht, welches in 7 dargestellt ist. Der Abstand "h1 – h2" bewegt sich in der Größenordnung von 0,5 bis 0,6 mm.
Im Falle des Steckverbinders 10, wie er in den Figuren veranschaulicht ist, der oberhalb und mit einem Abstand von der PCB-Leiterplatte angeordnet ist, steht deren gesamter Zwischenraum, abgesehen von dem Bereich um die Achse A für die Verbindung der Konvexanschlussköpfe 48 mit den leitenden Pads "P", für die Anordnung von weiteren Leiterbahnen und/oder anderen elektrischen oder elektronischen Bauteilen des Steckverbinders 10 zur Verfügung.
Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf die in den 1 bis 8 veranschaulichte Ausführungsform begrenzt.
Sie findet außerdem Anwendung für einen Steckverbinder, der unmittelbar auf der Oberfläche 40 der PCB-Leiterplatte aufliegen kann, wobei die letztgenannte dennoch so freiliegend angeordnet ist, dass auf dieser Leiterbahnen ausgerichtet werden können – unterhalb der unteren Fläche des Isolierblocks. Davon ausgenommen ist jedoch der mittlere Zentralbereich, der die Leiterpads für ein Verbinden der freiliegenden Anschluss-Enden umfasst, welche hier direkt an den inneren Enden 45 der Hauptbänder 42 ausgebildet sind, wobei dann die letztgenannten keine Verlängerungsbänder 46 enthalten, wie dies in den 10 und 11 veranschaulicht ist.
Bei den beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen geht wegen des gesamten Symmetriedesigns die Ebene, die durch die Achse A in der Ausrichtung der unteren freiliegenden Enden hindurchgeht, außerdem durch das Zentrum C des Steckverbinders hindurch, und korrespondiert mit der quer gerichteten, vertikalen Symmetrieebene des letztgenannten.
Die winkelförmige Verschiebung α von einer jeden unteren, elektrischen Verbindungsabzweigung 38 in Bezug auf die obere Kontaktabzweigung 32 wird durch das Umbiegen des Streckenabschnitts erzielt, der auch als Anschlussabschnitt 44 bezeichnet wird, welcher die Verbindungsabzweigung 38 zum Befestigen der Kontaktzunge 14 mit dem Fixierabschnitt 36 verbindet, und wenn dies in Übereinstimmung mit der Richtung der auszuführenden Umbiegung erfolgt, die bezüglich der allgemeinen Längsrichtung nicht senkrecht verläuft, sondern einen Winkel von über 90° ausbildet, wird infolgedessen die Winkelverschiebung α bestimmt. Dieses Umbiegen kann vor oder nach der Bestückung der Kontaktzungen in den isolierenden Träger oder durch ein Übergussformverfahren in dem Isolierblock um die Kontaktzungen herum ausgeführt werden.
Wie in 9 zu ersehen ist, wird damit die Fläche oder der Bereich eines jeden leitenden Pads P, die auf der Oberfläche 40 der gedruckten Leiterplatte PCB ausgebildet sind, enorm reduziert und entspricht in diesem Fall 2 mm2. Der gleichbleibende Abstand zwischen den Mittelpunkten der Pads P entspricht 1,27 mm, das ist die Hälfte des gleichbleibenden Abstands von 2,54 mm, der zwischen den Kopfenden 30 der Kontaktzungen vorhanden ist.
Der Gesamtbereich, der auf der oberen Fläche von den Pads P eingenommen wird, wobei dies zur Bestimmung beiträgt, wie andere Komponenten oder Leiterbahnen unter dem Steckverbinder angeordnet werden können, ist infolgedessen sehr klein, und stellt insbesondere viel weniger Platzansprüche als nach dem bisherigen Stand der Technik, auf den in der Einleitung Bezug genommen wurde, wobei dieser erfindungsgemäße Bereich innerhalb des Gesamtumfangs des Steckverbinders 10 verbleiben kann, dessen Querschnittsprofil in 9 dargestellt ist.
Was die in den 12 und 15 veranschaulichte Trackball-Einrichtung betrifft, muss hier eine große Anzahl von Ausgängen verbunden werden können, zum Beispiel wenn, zusätzlich zu den Signalausgaben für den Betrieb der Einrichtung, diese außerdem mit Energie zu versorgende Leuchtdioden/LEDs enthält.
Es gibt hier aber weniger die Möglichkeit des Anordnens von allen Ausgängen auf der gleichen Seite des Bauteils, und dies ist umso mehr der Fall, da diese Ausgänge nur über Ausschnitte in einem Führungsrahmen hergestellt werden können, und da die Abstände zwischen den Verbindungsabzweigungen oder Ausgängen zwangsläufig viel größer als jene sind, die bezüglich der Leiterbahnen auf der Oberfläche einer gedruckten Leiterplatte erzielt werden können.
Die vorliegende Erfindung ist aber folglich anwendbar, um einen Trackball mit Ausgängen zu implementieren, die auf den beiden Seiten von den zwei quergerichteten Seitenflächen verteilt werden können, wobei die unteren freiliegenden Konvexabschlüsse 48 zusammen mit der Achse A unterhalb der unteren Planfläche 18 ausgerichtet sind.

Claims

Anordnung für die elektrische Verbindung – wobei Leiterpads zur horizontalen Oberfläche einer gedruckten Leiterplatte (PCB) gehören – eines elektrischen oder elektronischen Bauteils (10) des Typs, der ein Gehäuse (12) aufweist, das aus einem isolierenden Material hergestellt ist, unter dem sich mindestens ein Paar sich gegenüberliegender unterer leitender Verbindungsabzweigungen (38) erstreckt: – von denen jede (38) – von der Unterseite aus gesehen – in ihrer Leitbahn insgesamt geradlinig verläuft (PB) und sich von einem oberen Punkt (44) der Anschlussstelle der Verbindungsabzweigung im Gehäuse nach unten von dem Gehäuse (12, 18) erstreckt und mit einem unteren freien Anschluss-Endstück (48, 50) abschließt, das so ausgelegt ist, um auf der Leiterplatte (PCB 40) mit einer korrespondierenden Leitkontaktstelle zusammenzuwirken; und von denen sich die zwei Abzweigungen (38) eine zur anderen dergestalt erstrecken, dass sich deren freien Anschluss-Endstücke (48, 50) im benachbarten Zustand befinden; – wobei die Anordnung dadurch gekennzeichnet ist, dass – von der Unterseite aus gesehen – jede Verbindungsabzweigung (38, PB) einen spitzen Winkel (α) in Bezug auf die gerade Linie (D) ausbildet, die durch die beiden sich gegenüberliegenden Punkte (44) der Anschlussstellen der Verbindungsabzweigungen (38) hindurchgehend verläuft, und dadurch gekennzeichnet, dass deren untere freien Anschluss-Endstücke (48, 50) entlang einer Transversalachse (A) in etwa fluchtend angeordnet sind, die zu der erwähnten geraden Linie (D) rechtwinkelig verläuft.
Anordnung gemäß dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass – von der Unterseite aus gesehen – die beiden sich gegenüberliegenden Abzweigungen (38) parallel verlaufen.
Anordnung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Transversalachse (A) in etwa in der Mitte zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Punkten der Anschlussstellen befindet.
Anordnung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden sich gegenüberliegenden Punkte (44) der Anschlussstellen horizontal ausgerichtet sind.
Anordnung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Abzweigung (38) elastisch deformierbar ist, damit deren freies Anschluss-Endstück (48, 50) auf der korrespondierenden Kontaktstelle auf der Leiterplatte federnd auflagern kann.
Anordnung gemäß dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jede Verbindungsabzweigung (38) einen in etwa horizontalen Hauptabschnitt (32) besitzt, der sich von der Anschlussstelle (44) aus erstreckt, und der elastisch deformierbar ist, um so um eine horizontale Achse drehbar lagern zu können, die in etwa durch den Anschlussstellenpunkt (44) hindurch verläuft.
Anordnung gemäß dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptabschnitt (32) durch einen ungefähr vertikalen Abschnitt (46) nach unten hin verlängert wird.
Anordnung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Anschluss-Endstück (48, 50) von jeder Abzweigung ein freiliegender Endabschnitt ist, der in Form eines Teilkreisbogens (50) mit einer Konvexität ausgebildet ist, die nach unten hin einfassend verläuft.
Anordnung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hauptabschnitt (32) von einem Anschlussabschnitt (44) aus erstreckt, der plastisch so deformiert wird, um die Ausrichtungsbestimmung der Verbindungsabzweigung (38) zu erhalten, und um den bereits erwähnten spitzen Winkel (α) auszubilden.
Anordnung des Typs, der eine Serie von sich gegenüberliegenden und leitfähigen Abzweigungspaaren (38) aufweist, von denen jedes Paar jedem der voranstehenden Ansprüche entspricht, wobei die Anordnung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Abzweigungspaare transversal verschoben angeordnet sind – ein Paar in Bezug auf das andere -, und dadurch gekennzeichnet, dass von allen Abzweigungen (38) die freien Anschluss-Endstücke (48, 50) entlang derselben Transversalachse (A) in etwa fluchtend ausgerichtet sind.
Anordnung gemäß dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die sich gegenüberliegenden Abzweigungspaare mit einem gleich bleibenden Abstand transversal verschoben angeordnet sind.
Anordnung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bauteil ein elektrischer Steckverbinder (10) für ein Steckverbinden von einer Karte mit integrierter Schaltung [IC-Karte] ist, und dadurch gekennzeichnet, dass jede Verbindungsabzweigung (38) zu einer Kontaktzunge (14) des Steckverbinders (10) zugehörig ist, wobei eine zusätzliche, obere Kontaktabzweigung (14) mit einem Kontaktleiterplättchen von einer Karte zusammenwirkt.