DE69602370T2

DE69602370T2 - Herstellungsverfahren oberflachenmontierbarer verbinder

Info

Publication number: DE69602370T2
Application number: DE69602370T
Authority: DE
Inventors: Robert Frantz
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2016-08-23
Also published as: DE69602370D1; EP0846350A1; JP2000506664A; CN1194062A; WO1997008780A1; CN1104752C; US5535513A; EP0846350B1

Description

Diese Erfindung betrifft elektrische Verbinder und insbesondere ein Verfahren für die Herstellung von Verbindern, die auf einem Träger oberflächenmontiert werden.
Elektrische Verbinder mit oberflächenmontierbaren Kontakten sind gut bekannt. Sie werden typischerweise verwendet, um zu vermeiden, daß mehrere Löcher in Leiterplatten oder Trägerplatten hineingebracht werden müssen. Außerdem gestatten oberflächenmontierte Verbinder einen dichteren Abstand der Schaltkreisanschlußflächen auf einer Leiterplatte, was bei Verbindern hoher Packungsdichte besonders geeignet ist. Es ist bei der Herstellung von oberflächenmontierbaren Verbindern wünschenswert, daß die oberflächenmontierbaren Kontaktabschnitte aller Anschlußklemmen im Verbinder im wesentlichen in der gleichen Ebene sind, um zu sichern, daß alle Kontaktabschnitte mit den entsprechenden Schaltkreisanschlußflächen der Leiterplatten in Eingriff kommen. Verschiedene Verfahren wurden angewandt, um dieses gewünschte Ergebnis zu erhalten. Im U. S. Patent 4998887 werden beispielsweise Anschlußklemmen mit Federarmen bereitgestellt, die Veränderungen hinsichtlich Toleranzen beim Herstellungsverfahren aufnehmen können. Die Federarme liefern eine wirksame Normalkraft, um eine elektrische Kontinuität zu sichern.
Typischerweise weisen Verbindergehäuse zusätzliche Montagefüße oder andere Einrichtungen für das Sichern des Verbindergehäuses an der Leiterplatte auf, um zu sichern, daß alle oberflächenmontierbaren Kontakte auf der Leiterplatte in Eingriff bleiben, so daß sie elektrisch durch Lötmittel oder andere im Fachgebiet bekannte Einrichtungen verbunden werden können. Wenn die Kontaktflächen nicht im wesentlichen koplanar sind, kann eine unangemessene Beanspruchung der gelöteten Verbindungen erfolgen, wodurch das Abreißen der Verbindungen hervorgerufen wird.
Bei einem Verfahren für die Herstellung von oberflächenmontierbaren Verbindern, wie beispielsweise das im U. S. Patent Nr. 4998887 offenbarte, werden vorgeformte Anschlußklemmen in entsprechend gestaltete Klemmenaufnahmedurchgänge eingesetzt.
Das EP-A-471219 offenbart ein weiteres Verfahren für die Herstellung, das das Einsetzen aller Anschlußklemmen in ein Gehäuse und danach das gleichzeitige Biegen aller Anschlußklemmen einschließt, um die oberflächenmontierbaren Abschnitte zu bilden. Die untere Fläche des Gehäuses ist abgeschrägt, um das Biegen der Lötenden der Anschlußklemmen zu erleichtern. Dieses Verfahren erfordert jedoch eine beträchtliche Kraft und eine Gehäusekonstruktion, die das Biegen erleichtert.
Das EP-A-567007 offenbart ein gleiches Verfahren für einen rechtwinkeligen Verbinder, das eine separate Zinkenplatte als Dorn für das Biegen der Lötenden benutzt.
Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren für die Herstellung eines Verbinders mit koplanaren Kontaktflächen für die Oberflächenmontage auf eine Leiterplatte, das die Gehäusekonstruktion als einen Dorn für das Biegen eliminiert und die Kraft reduziert, die für das endgültige Biegen erforderlich ist, während gesichert wird, daß die Kontaktflächen im wesentlichen koplanar sind. Das Verfahren umfaßt:
Bereitstellen eines Gehäuses mit einer Vielzahl von Kontaktaufnahmeschlitzen, die sich zu einer Montagefläche des Gehäuses erstrecken: Auswählen einer Vielzahl von Kontakten, die erste und zweite Kontaktabschnitte aufweisen, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet wird: Versehen eines jeden Schlitzes mit mindestens einer Anschlagfläche mit einem ausgewählten ersten Abstand (d&sub1;, d&sub3;) von der Montagefläche, wobei die Anschlagflächen aller Schlitze genau koplanar sind, um einen Bezugspunkt im Gehäuse für Kontakte zu begrenzen: Versehen eines jeden ersten Kontaktabschnittes mit einer zusammenwirkenden Anschlagfläche; Biegen eines jeden zweiten Kontaktabschnittes vom ersten Abschnitt vor dem Einsetzen von Kontakten in die Schlitze, wobei die Biegung mit einem ausgewählten zweiten Abstand (d&sub2;, d&sub4;) von der zusammenwirkenden Anschlagfläche und unter einem Winkel von etwas weniger als 90º erfolgt, wobei der zweite ausgewählte Abstand (d&sub2;, d&sub4;) größer ist als der erste ausgewählte Abstand (d&sub1;, d&sub3;), und wobei der gebogene Abschnitt eine oberflächenmontierbare Kontaktfläche begrenzt, die von der zusammenwirkenden Anschlagfläche weg liegt; Einsetzen des ersten Abschnittes eines jeden Kontaktes in einen entsprechenden Kontaktaufnahmeschlitz; Bereitstellen eines Werkzeuges mit einer genau planaren Fläche: Anordnen der planaren Fläche des Werkzeuges genau parallel zum Bezugspunkt und Anwenden einer Kraft auf die oberflächenmontierbaren Kontaktflächen mindestens angrenzend an die Biegung, bis zusammenwirkende Anschlagflächen der Kontakte mit entsprechenden Anschlagflächen der Kontaktaufnahmeschlitze in Eingriff kommen, wodurch 15, das Einsetzen der Kontakte abgeschlossen wird und jeder zweite Kontaktabschnitt unter rechtem Winkel zum ersten Kontaktabschnitt verläuft; wodurch die oberflächenmontierbaren Kontaktflächen koplanar sind.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Verfügung, bei dem Probleme in Verbindung mit der Toleranzbildung beim Formen von Gehäusen im wesentlichen eliminiert und Toleranzabweichungen bei den Kontakten minimiert werden.
Eine repräsentative Ausführung der vorliegenden Erfindung wird jetzt als Beispiel mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer repräsentativen Verbinderanordnung mit einem Stecker und einer Steckbuchse, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde:
Fig. 2 eine untere Draufsicht des Steckers aus Fig. 1;
Fig. 3 eine seitliche Draufsicht des Steckers aus Fig. 1;
Fig. 4 eine Stirnseitenansicht des Steckers aus Fig. 1:
Fig. 5 eine untere Ansicht des Gehäuses für den Steckverbinder aus Fig. 1;
Fig. 6 eine Schnittdarstellung des Gehäuses längs der Linien 6-6 in Fig. 5:
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung des in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellten Steckkontaktes:
Fig. 8 eine Seitenansicht des Kontaktes aus Fig. 7;
Fig. 9 eine Stirnseitenansicht des Steckverbinders und des Werkzeuges das bei der Endmontage des Verbinders verwendet wird;
Fig. 10 eine untere Draufsicht des Buchsenverbinders aus Fig. 1;
Fig. 11 eine Draufsicht der Steckbuchse aus Fig. 1;
Fig. 12 eine Stirnseitenansicht des Buchsenverbinders aus Fig. 1 wobei der Kontakt in Phantomlinien gezeigt wird;
Fig. 13 eine vergrößerte Teilansicht des Buchsengehäuses und dessen Kontaktaufnahmeschlitzes, wobei ein Buchsenkontakt auseinandergezogen dargestellt wird;
Fig. 14 eine Stirnseitenansicht der in Eingriff befindlichen Verbinderanordnung, wobei der Stecker und die Steckbuchse auf die entsprechenden Leiterplatten montiert sind, und wobei die Stecker- und Buchsenkontakte in Phantomlinien gezeigt werden.
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezugnahme auf eine Verbinderanordnung veranschaulicht, die umfaßt: einen Stecker 20 mit einem Gehäuse 22 und einer Vielzahl von Steckkontakten 40; und eine Steckbuchse 60, mit einem Gehäuse 62 und einer Vielzahl von Buchsenkontakten 80, wie in Fig. 1 gezeigt wird. Mit Bezugnahme auf Fig. 1 bis 9 umfaßt der Stecker 20 ein Gehäuse 22 mit gegenüberliegenden Eingriffs- und Montageflächen 24, 26, gegenüberliegenden Seitenwänden 28 und gegenüberliegenden Stirnwänden 34. Die Seitenwände 28 umfassen eine Vielzahl von Kontaktaufnahmeschlitzen 30, die sich von der Montagefläche 26 aus in das Gehäuse 22 hinein erstrecken und an einer Anschlagfläche 32 enden. Die Anschlagfläche befindet sich in einem ausgewählten ersten Abstand d&sub1; von der Montagefl äche 26, wie in Fig. 6 gezeigt wird. Die Anschlagflächen 32 sind so ausgeführt, daß sie mit einer zusammenwirkenden Anschlagfläche 44 auf den Kontakten 40 in Eingriff kommen, wie nachfolgend vollständiger erklärt wird.
Die Steckkontakte 40 weisen erste und bzw. zweite Verbindungsabschnitte 42, 50 und einen Zwischenkörperabschnitt 46 auf, wie am besten in Fig. 7 zu sehen ist. Der erste Verbindungsabschnitt 42 umfaßt die zusammenwirkende Anschlagfläche 44 an dessen vorderen Erde, so ausgeführt, daß sie mit der Gehäuseanschlagfläche 32 beim vollständigen Einsetzen des Steckkontaktes 40 in den entsprechenden Gehäuseschlitz 30 in Eingriff kommt. Der Zwischenkörperabschnitt 46 des Kontaktes 40 umfaßt Arretierwiderhaken 48, die in der Gehäusewand beim vollständigen Einsetzen der Kontakte 40 in die haltenden Kontaktaufnahmeschlitze 30 gesichert werden, wodurch der Kontakt 40 innerhalb des Schlitzes 30 gesichert wird. Der zweite Verbindungsabschnitt 50 des Steckkontaktes 40 wird vom ersten Verbindungsabschnitt 42 mit einem ausgewählten zweiten Abstand d&sub2; von der zusammenwirkenden Anschlagfläche 44 unter einem Winkel α, der etwas kleiner ist als 90º. zu einer ersten Position 54 gebogen, wie in Fig. 8 gezeigt wird. Der ausgewählte zweite Abstand d&sub2; ist größer als der ausgewählte erste Abstand d&sub1;. Der gebogene Abschnitt begrenzt eine oberflächenmontierbare Kontaktfläche 51, die von der zusammenwirkenden Anschlagfläche 44 weg liegt.
Beim Montieren des Steckers 20 werden die Kontakte 40 in die entsprechenden Kontaktaufnahmeschlitze 30 eingesetzt, bis jede zusammenwirkende Kontaktanschlagfläche 44 einer entsprechenden Gehäuseanschlagfläche 32 gegenüberliegt und der dazugehörende zweite Verbindungsabschnitt 50 nach außen von der Montagefläche 26 liegt, wie in Fig. 9 gezeigt wird. Auf die oberflächenmontierbaren Kontaktflächen 51 trifft dann ein Werkzeug 58 mit einer genau planaren Fläche 59 auf, und auf die Kontaktflächen 51 wird eine Kraft angewandt, bis die zusammenwirkenden Anschlagflächen 44 der Kontakte 40 mit den entsprechenden Anschlagflächen 32 in den Kontaktaufnahmeschlitzen 30 in Eingriff kommen, und jeder zweite Verbindungsabschnitt 50 wird in eine zweite Position 56 bewegt, die unter einem rechten Winkel zum ersten Verbindungsabschnitt 43 verläuft, wie in Fig. 3, 4 und 8 gezeigt wird. Daher werden jegliche Toleranzunterschiede zwischen den Kontakten 40 durch Vervollständigen der Biegung der Kontakte aufgenommen, bis die Kontakte 40 endgültig in den Gehäuseschlitzen 30 angeordnet sind. Beim vollständigen Einsetzen der Kontakte 40 und Biegen der zweiten Verbindungsabschnitte 50 in die Position 56 sind die oberflächenmontierbaren Kontaktflächen 51 koplanar.
Fig. 10 bis 14 veranschaulichen eine repräsentative Steckbuchse 60, die in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt wurde. Die Steckbuchse 60 umfaßt ein Gehäuse 62 mit einer Vielzahl von oberflächenmontierten Buchsenkontakten 80, die darin angeordnet sind. Das Gehäuse 62 weist gegenüberliegende Eingriffs- und Montageflächen 64, 66, gegenüberliegende Seitenwände 68 und gegenüberliegende Stirnwände 74 auf, die zusammen einen Steckeraufnahmehohlraum 76 begrenzen. Die Seitenwände 68 umfassen außerdem Kontaktaufnahmeschlitze 70, wobei jeder Schlitz 70 mindestens eine Anschlagfläche 72 darin mit einem ausgewählten dritten Abstand d&sub3; von der Montagefläche 66 für ein Eingreifen mit einer zusammenwirkenden Anschlagfläche 84 an den Buchsenkontakten 80 umfaßt. Die Buchsenkontakte 80 umfassen einen ersten Verbindungsabschnitt 82, einen zweiten Verbindungsabschnitt 90 und einen Zwischenkörperabschnitt 86. Der erste Verbindungsabschnitt 82 umfaßt eine Anschlagfläche 84, die so ausgeführt ist, daß sie mit der Gehäuseanschlagfläche 72 zusammenwirkt. Der Zwischenkörperabschnitt 86 umfaßt Arretierwiderhaken 88, die in der Gehäusewand beim vollständigen Einsetzen der Kontakte 80 in die Kontaktaufnahmeschlitze 70 gesichert werden, wodurch die Kontakte 80 innerhalb ihrer entsprechenden Schlitze 70 gesichert werden. Der zweite Verbindungsabschnitt 90 des Buchsenkontaktes 80 wird vom ersten Verbindungsabschnitt 82 mit einem ausgewählten vierten Abstand d&sub4; von der zusammenwirkenden Anschlagfläche 84 unter einem Winkel, der etwas kleiner ist als 90º, in der gleichen Weise gebogen, wie es vorangehend beschrieben wird. Der ausgewählte vierte Abstand d&sub4; ist größer als der ausgewählte dritte Abstand d&sub3;. Der gebogene Abschnitt begrenzt eine oberflächenmontierbare Kontaktfläche 91, die von der zusammenwirkenden Anschlagfläche 84 weg liegt. Beim Einsetzen der Kontakte 80 in die entsprechenden Schlitze 70 kommen die entsprechenden Anschlagflächen 84, 72 mit den ersten Verbindungsabschnitten 82 in Eingriff, die sich durch die Seitenwand 68 und über deren innere Fläche 69 hinaus innerhalb des Hohlraumes 76 erstrecken, wie in Fig. 11, 12 und 13 gezeigt wird.
Beim Montieren der Steckbuchse 60 werden die Kontakte 80 in den entsprechenden Kontaktaufnahmeschlitz 70 eingesetzt, bis die zusammenwirkenden Anschlagflächen 84, 72 gegenüberliegen. Auf die oberflächenmontierbaren Kontaktflächen 91 trifft das Werkzeug 58 irr der gleichen Weise auf, wie es vorangehend für den Stecker 20 beschrieben wurde. Fig. 14 veranschaulicht die in Eingriff befindliche Verbinderanordnung, wobei der Stecker 20 und die Steckbuchse 60 auf die Leiterplatten 98 und bzw. 102 montiert sind.
Bei der bevorzugten Ausführung wird das Gehäuse in einer Form hergestellt, die eine Trennlinie aufweist, die den Bezugspunkt des Gehäuses festlegt. Alle einzelnen Lochstiftabschnitte enden in genau koplanaren freien Enden, wodurch die Koplanheit aller Anschlagflächen für alle Kontaktaufnahmeschlitze gesichert wird, die den Bezugspunkt in den Gehäuseseitenwänden festlegen. Die Tiefen der Schlitze befinden sich alle in einem ersten ausgewählten Abstand d&sub1;. Um zu sichern, daß die Kontakte richtig innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, werden die Anschlußklemmen mit einem zweiten ausgewählten Abstand unter einem Winkel α gebogen, der kleiner ist als 90º. Der zweite ausgewählte Abstand ist größer als der erste ausgewählte Abstand, wobei der gebogene Abschnitt eine oberflächenmontierbare Kontaktfläche begrenzt, die von der zusammenwirkenden Anschlagfläche weg liegt. Die Kontakte werden teilweise in die entsprechenden Kontaktaufnahmeschlitze eingesetzt. Ein Werkzeug mit einer planaren Fläche wird verwendet, um die Kontakte vollständig in die entsprechenden Schlitze einzusetzen. Die planare Fläche des Werkzeuges ist genau parallel zum Bezugspunkt des Gehäuses, und eine Kraft wird gleichzeitig bei allen Kontakten angewandt, um sie vollständig in die Schlitze einzusetzen, bis die entsprechenden Anschlagflächen in Eingriff kommen, und um die zweiten Verbindungsabschnitte der Kontakte weiter zu biegen, bis die gebogenen Abschnitte unter rechten Winkeln zu den entsprechenden ersten Verbindungsabschnitten sind.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren für die Herstellung eines oberflächenmontierbaren Verbinders mit koplanaren oberflächenmontierbaren Kontaktflächen bereit. Die vorliegende Erfindung eliminiert außerdem Probleme in Verbindung mit der Toleranzbildung beim Formen von Gehäusen und minimiert die Toleranzabweichungen bei den Kontakten, die in den Baugruppen verwendet werden.

Claims

1. Verfahren für die Herstellung eines Verbinders mit koplanaren Kontaktflächen für die Oberflächenmontage auf eine Leiterplatte, das die folgenden Schritte aufweist:

Bereitstellen eines Gehäuses (22, 62) mit einer Vielzahl von

Kontaktaufnahmeschlitzen (30, 70), die sich zu einer Montagefläche (26, 66) des Gehäuses erstrecken: Auswählen einer Vielzahl von Kontakten (40. 80), die erste (42. 82) und zweite (50, 90) Kontaktabschnitte aufweisen; wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet wird:

Versehen eines jeden Schlitzes mit mindestens einer Anschlagfläche (32, 72) mit einem ausgewählten ersten Abstand (d&sub1;, d&sub3;) von der Montagefläche (26, 66), wobei die Anschlagflächen (32, 72) aller Schlitze (30. 70) genau koplanar sind, um einen Bezugspunkt im Gehäuse (22, 62) für die Kontakte (40. 80) zu begrenzen;

Versehen eines jeden ersten Kontaktabschnittes (42. 82) mit einer zusammenwirkenden Arischlagfläche (44, 84):

Biegen eines jeden zweiten Kontaktabschnittes (50, 90) vom ersten Abschnitt (42, 82) vor dem Einsetzen von den Kontakten (40, 80) in die Schlitze (30, 70) wobei die Biegung (52, 92) mit einem ausgewählten zweiten Abstand (d&sub2;, d&sub4;) von der zusammenwirkenden Anschlagfläche (44. 84) und unter einem Winkel von etwas weniger als 90º erfolgt, wobei der zweite ausgewählte Abstand (d&sub2;, d&sub4;) größer ist als der erste ausgewählte Abstand (d&sub1;, d&sub3;), und wobei der gebogene Abschnitt eine oberflächenmontierbare Kontaktfläche (510 91) begrenzt, die von der zusammenwirkenden Anschlagfläche (44, 84) weg liegt:

Einsetzen des ersten Abschnittes eines jeden Kontaktes in einen entsprechenden Kontaktaufnahmeschlitz (30, 70):

Bereitstellen eines Werkzeuges (58) mit einer genau planaren Fläche (59);

Anordnen der planaren Fläche (59) des Werkzeuges (58) genau parallel zum Bezugspunkt und Anwenden einer Kraft auf die oberflächenmontierbaren Kontaktflächen (51, 91) mindestens angrenzend an die Biegung (52, 92) bis die zusammenwirkende Anschl agfl ächen (44, 84) der Kontakte (40, 80) mit entsprechenden Anschl agfl ächen (32, 72) der Kontaktaufnahmeschlitze (30, 70) in Eingriff kommen, wodurch das Einsetzen der Kontakte (40, 80) abgeschlossen wird und jeder zweite Kontaktabschnitt (50, 70) unter rechtem Winkel zum ersten Kontaktabschnitt (42, 82) verläuft:

wodurch die oberflächenmontierbaren Kontaktflächen (51, 91) koplanar sind.

2. . Verfahren für die Herstellung eines Verbinders nach Anspruch 1, bei dem die zusammenwirkende Anschlagfläche (44) des Kontaktes (40) an einer Vorderkante des ersten Kontaktabschnittes (42) bereitgestellt wird.

3. Verfahren für die Herstellung eines Verbinders nach Anspruch 1, bei dem die zusammenwirkende Anschlagfläche (84) des Kontaktes (80) an einer Stelle bereitgestellt wird, die von einer Vorderkante des ersten Kontaktabschnittes (82) einen Abstand aufweist.