DE69603019T2

DE69603019T2 - Verbinder für flexible leiterplatte

Info

Publication number: DE69603019T2
Application number: DE69603019T
Authority: DE
Inventors: Dolf Campschroer; Randy Verbeet
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1995-04-06
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1999-12-23
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: DE69603019D1; KR19980703651A; WO1996031921A1; EP0819324B1; JPH11507468A; CN1071947C; CN1179857A; EP0819324A1; GB9507127D0

Description

Diese Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder und insbesondere einen elektrischen Verbinder für eine flexible gedruckte Schaltung.
Es gibt zahlreiche elektrische Verbinder, die für die Herstellung von Verbindungen mit Leiterbahnen auf einer flexiblen gedruckten Schaltung bestimmt sind. Ein Beispiel dafür wird im U. S. Patent 4734053 offenbart, wo ein elektrischer Verbinder ein Gehäuse umfaßt, worin gabelförmige Kontakte angeordnet sind. Die Kontakte sind für eine Durchgangslochmontage auf eine Leiterplatte ausgelegt. Die flexible gedruckte Schaltung ist zwischen den Gabeln des Kontaktes angeordnet, und ein Betätigungselement, das einen Keil und einen Führungsvorsprung aufweist, wird dazwischen für ein Arretieren und einen elektrischen Eingriff festgeklemmt. Die flexible gedruckte Schaltung erstreckt sich nach außen und weg vom Gehäuse unter einem bestimmten Winkel relativ zu der Leiterplatte, auf der das Gehäuse angeordnet würde. Während der Verbinder sehr gut funktioniert, gibt es zahlreiche Bereiche, bei denen eine Verbesserung für spezielle Anwendungen angewandt werden kann.
Leiterplatten werden typischerweise bei Benutzung einer Aufnahme- und Anordnungsmaschine montiert. Diese schließt einen Kopf ein, der ein elektrisches oder elektronisches Bauteil von einer Bandzuführverteilervorrichtung wegnimmt, und die Maschine bewegt entweder den Kopf oder die Leiterplatte, die zusammengebaut wird, zu einer speziellen X-Y-Koordinate einer Ebene, die durch die Leiterplatte verkörpert wird, wo das Bauteil angeordnet werden soll. Die Maschine führt dann eine relative Z-Achsen-Bewegung aus, um das Bauteil auf der Leiterplatte so anzuordnen, daß die Leitungen des Bauteils den Lötflächen auf der Leiterplatte entsprechen, so daß eine Oberflächenmontageverbindung bewirkt werden kann. Diese Maschinen bewegen sich sehr schnell und wiederholen ziemlich genau, wobei sie auf einen stark automatisierten und schnellen Montageprozeß zusteuern. Eine der Begrenzungen dieses Aufnahme- und Anordnungsvorganges ist jedoch, daß der Kopf des Montagewerkzeuges sich nur relativ zur Fläche der Leiterplatte nach oben und unten bewegen kann. Es wäre wünschenswert, daß man in der Lage wäre, ein Aufnahme- und Anordnungsmontagewerkzeug zu nutzen, um einen elektrischen Verbinder für eine flexible gedruckte Schaltung vollständig zu installieren und die flexible gedruckte Schaltung darin einzusetzen.
Um den Vorteil der Aufnahme- und Anordnungsmontageverfahren bei einer Oberflächenmontageleiterplatte zu erhalten, müssen alle Kontaktanschlußflächen der Kontakte innerhalb eines elektrischen Verbinders koplanar sein, wodurch gesichert wird, daß die Lötverbindungen mit den Lötflächen vollständig und fertiggestellt sind. Die Koplanheitsforderung beträgt manchmal nur 0,1 mm. Diese Koplanheitsforderung übersteigt die Fähigkeit der Heftmaschine, so daß es wünschenswert wäre, wenn gesichert wird, daß die Koplanheit der Kontaktanschlußflächen beibehalten wird.
Während die Oberflächenmontageverfahren eine angemessene elektrische Verbindung an den Lötflächen bewirken, ist es ebenfalls wünschenswert, daß ein elektrischer Verbinder sicher an der Leiterplatte verankert wird. Bei bestimmten Anwendungen ist die elektrische Anschlußfläche unzureichend, um den Verbinder am Gehäuse mechanisch zu verankern. Bei diesem Vorgang ist es nicht wünschenswert, daß eine Plattensperrenkonstruktion eingeschlossen wird, die einen zweiten Arbeitsgang erfordern kann, um die charakteristischen Merkmale zu sichern oder einzubauen, und der für die Robotermontageverfahren einer Aufnahme- und Anordnungsmaschine nicht nützlich sein kann.
Daher ist es wünschenswert zu sichern, daß der elektrische Verbinder durch Vorgänge sicher verankert werden kann, die mit den Aufnahme- und Anordnungsvorgängen des Lokalisierens des elektrischen Verbinders auf der Leiterplatte und des Lötens kompatibel sind, das mit den Oberflächenmontagelötverfahren in Verbindung steht.
Bei bestimmten Anwendungen ist es infolge der Dichte der benachbarten Vorrichtung erforderlich, daß die flexible gedruckte Schaltung aus dem Verbinder in einer Ebene parallel zu der der Leiterplatte austritt. Diese Ebene verläuft typischerweise senkrecht zur Z-Achse, die durch die Leiterplatte festgelegt wird. In Verbindern dieser Ausführung ist es üblich, daß die flexible gedruckte Schaltung zuerst in der richtigen Z-Achsen-Höhe relativ zur Leiterplatte angeordnet und danach von der Seite her eingesetzt werden muß (d. h., mit einer X- oder Y-Achsen-Bewegung). Das ist bei der im allgemeinen benutzten Anlage nicht möglich. Daher wäre es wünschenswert, einen elektrischen Verbinder bereitzustellen, wo die flexible gedruckte Schaltung in den Verbinder eingesetzt und daran angeschlossen werden kann, als Reaktion auf Z-Achsen-Bewegungen des Montagewerkzeuges, wobei die flexible gedruckte Schaltung den Verbinder in einer Ebene verläßt, die annähernd parallel zur Leiterplatte verläuft.
Bei den automatischen Montagearbeitsgängen, die man sich vorstellt, muß die Betätigungseinrichtung, die die Leiterbahnen einer flexiblen gedruckten Schaltung in Eingriff mit dem Kontaktarm des elektrischen Verbinders innerhalb des Verbinders festklemmt, in einer symmetrischen Weise gebildet werden. Ein Problem bei dieser Konstruktion ist, daß, wenn ein gabelförmiger Kontakt genutzt und die flexible gedruckte Schaltung in den Gabelbereich eingesetzt wird, der symmetrische Keil unausgeglichenen Kräften unterworfen wird, die dazu neigen, die Betätigungseinrichtung zu kippen. Es wäre wünschenswert, einen elektrischen Verbinder bereitzustellen, der darin Kontakte mit einem gegabelten Kontaktabschnitt aufweist, wo eine flexible gedruckte Schaltung gegen einen Arm davon festgeklemmt werden soll, wo die Kräfte ausgeglichen sind, so daß während des Einsetzens der Betätigungseinrichtung die dagegen ausgeübten Kräfte ausgeglichen bleiben.
Daher ist es ein Ziel dieser Erfindung einen elektrischen Verbinder für eine flexible gedruckte Schaltung bereitzustellen, der vollständig auf einen Träger, wie beispielsweise eine Leiterplatte, mittels der automatischen Aufnahme- und Anordnungsverfahren montierbar ist, wobei die flexible gedruckte Schaltung darauf in einer vorgespannten Position befestigt werden kann, so daß das Einsetzen einer Betätigungseinrichtung eine zuverlässige Verbindung bewirkt. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß ein elektrischer Verbinder entsprechend Patentanspruch 1 bereitgestellt wird.
Es ist ein weiteres Ziel, in einem Verbinder entsprechend dieser Erfindung einen elektrischen Kontakt bereitzustellen, der koplanare Oberflächenmontagefüße aufweist, die elektrisch mit Lötflächen einer Leiterplatte in Eingriff kommen können. Dieses Ziel wird erreicht, indem Kontaktaufnahmeabschnitte im Verbindergehäuse und eine Vielzahl von Kontakten bereitgestellt werden, die einzeln innerhalb der Kontaktaufnahmeabschnitte aufgenommen werden können, wo jeder Kontakt darin in einer Preßpassung gehalten wird und ein Paar mit Abstand angeordnete Oberflächenmontagefüße umfaßt, die alle schaltbar mit einem Block sind, der eine flache Fläche darauf mit der gewünschten Planheit aufweist, die zur Anwendung kommt, um die teilweise positionierten und anfangs gehefteten Kontakte in ihre vollständig eingesetzte Position innerhalb des Gehäuses zu drücken.
Es ist ein noch weiteres Ziel, einen Verbinder entsprechend dieser Erfindung bereitzustellen, der vollständig montierbar ist, sowohl mechanisch als auch elektrisch, wobei Oberflächenmontageverfahren zur Anwendung kommen. Dieses Ziel wird erreicht, indem ein Gehäuse und darin angeordnete Kontakte bereitgestellt werden, wobei der Kontakt eine Vielzahl von Oberflächenmontagefüßen umfaßt und mindestens einer der Füße für die mechanische Verankerung des Verbinders vorhanden ist.
Es ist ein noch weiteres Ziel, einen Verbinder entsprechend dieser Erfindung bereitzustellen, der einen minimalen Abstand über der Verbinderseite der Platte erfordert, indem ein elektrisches Verbindergehäuse bereitgestellt wird, wo sich die flexible gedruckte Schaltung im allgemeinen parallel zur Leiterplatte erstreckt.
Es ist ein noch weiteres Ziel, einen Verbinder entsprechend dieser Erfindung bereitzustellen, um einen elektrischen Verbinder vorzulegen, der von oben eingeführt werden kann. Dieses Ziel wird erreicht, indem der elektrische Verbinder auf einer Leiterplatte befestigt und darauf mit einer flexiblen gedruckten Schaltung versehen werden kann, die in Eingriff mit elektrischen Kontakten, die darin aufgenommen werden, festgeklemmt wird, so daß die Betätigungseinrichtung darin eingesetzt werden kann, um die flexible gedruckte Schaltung gegen den Kontakt in einer Weise zu halten, die die Kräfte ausgleicht, die darauf während des Einsetzens ausgeübt werden.
Es ist ein noch weiteres Ziel, einen Verbinder entsprechend dieser Erfindung bereitzustellen, der einfach hergestellt werden kann, und der Montagearbeitsgänge mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht, wo die Lötflächen relativ zum Verbindergehäuse genau angeordnet werden.
Die Erfindung wird jetzt mit Bezugnahme auf die folgenden Figur beschrieben, die zeigen:
Fig. 1 eine obere perspektivische Darstellung eines elektrischen Verbinders entsprechend der vorliegenden Erfindung, der an einer flexiblen gedruckten Schaltung befestigt ist;
Fig. 2 eine teilweise auseinandergezogene obere perspektivische Darstellung des elektrischen Verbinders aus Fig. 1;
Fig. 3 eine perspektivische Seitenansicht eines elektrischen Kontaktes, der in den Verbinder aus Fig. 1 eingebaut wird;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung des elektrischen Verbinders aus Fig. 2;
Fig. 5 eine obere Draufsicht eines Abschnittes der flexiblen gedruckten Schaltung aus Fig. 1;
Fig. 6 eine obere Draufsicht des Lötmusterplanes auf einer Leiterplatte, mit der der elektrische Verbinder in Eingriff gebracht wird;
Fig. 7 eine obere perspektivische Darstellung des elektrischen Verbinders, die die flexible gedruckte Schaltung daran befestigt zeigt;
Fig. 7a eine obere perspektivische detaillierte Darstellung des elektrischen Verbinders aus Fig. 7, die die flexible gedruckte Schaltung am Verbindergehäuse verankert zeigt;
Fig. 8 eine Seitenschnittdarstellung, die die flexible gedruckte Schaltung innerhalb des Verbinders aus Fig. 1 zeigt, wobei sich die Betätigungseinrichtung in ihrer vollständig eingesetzten Position befindet; und
Fig. 9 eine Seitenansicht des elektrischen Verbinders, wobei die flexible gedruckte Schaltung darin an einer Leiterplatte befestigt ist.
Zuerst mit Bezugnahme auf Fig. 1 wird eine elektrische Verbinderanordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung im allgemeinen mit 2 gezeigt. Die Anordnung 2 umfaßt: einen elektrischen Verbinder 4, der ein Gehäuse 6 aufweist, worin mehrere elektrische Kontakte 8 angeordnet sind: und eine Betätigungseinrichtung 10. Es wird gezeigt, daß eine flexible gedruckte Schaltung 12 eine Vielzahl von Leiterbahnen 14 darauf für eine Verbindung mit den Kontakten 8 des Verbinders und ein elektronisches Bauteil 16 auf der flexiblen gedruckten Schaltung 12 aufweist. Zusätzliche Leiterbahnen 18 treten aus dem elektronischen Bauteil 16 aus und werden mit einem Bauelement 20 verbunden. Der elektrische Verbinder 4 ermöglicht die Trennung und das Auswechseln des elektronischen Bauteils 16 und des Bauelementes 20.
Mit Bezugnahme auf Fig. 2 wird der elektrische Verbinder 4 gezeigt. Das elektrische Verbindergehäuse 6 hält eine Vielzahl von Kontakten 8. Das Gehäuse 6 umfaßt Seitenschienen 22, 24, die mittels einer Viel zahl von Stegen 26 verbunden sind, die als Trennwände wirken, um eine Vielzahl von Auflageflächen 28 für die Kontaktaufnahme zu bilden, worin die Kontakte 8 angeordnet werden. Das Gehäuse 6 umfaßt einen Aufnahmebereich 30 zwischen den Schienen 22, 24, der durch Stirnwände 32, 34 begrenzt wird. Längs einer äußeren Fläche der Stirnwände sind Einklinkelemente 36 angeordnet, die aufweisen: einen oberen Montagestift 38; eine Rampenfläche 40; und eine Arretierungsfläche 42. Längs der Schiene 22 in Richtung einer jeden der Stirnwände 32, 34 befinden sich Positioniereinrichtungen 44, 46 für ein Zusammenwirken mit der flexiblen gedruckten Schaltung 12, wie nachfolgend beschrieben wird. Eine jede der Positioniereinrichtungen 44, 46 erstreckt sich über eine Führungsfläche 48 der Schiene 22 und ist mit einer ersten und zweiten überhängenden Klinke 50, 52 versehen, um das Entfernen der flexiblen gedruckten Schaltung 12 daraus zu verhindern.
Die Betätigungseinrichtung 10 ist ein symmetrisches Bauteil um seine Länge und Breite herum, was die Notwendigkeit für ein kompliziertes Sortieren und Ausrichten während der Montage verringert. Die Betätigungseinrichtung 10 umfaßt eine obere Platte 54 und einen Keil 56, der sich daraus in einer T-förmigen Weise so erstreckt, daß Abschnitte 58, 60 der oberen Platte 54 über den Keil 56 hängen. Der Keil umfaßt abgeschrägte Flächen 62, die dort entlang verlaufen, um die Montage zu verbessern. Der Keil 56 ist innerhalb des Aufnahmebereiches 30 des Verbindergehäuses 6 aufnehmbar, wodurch die flexible gedruckte Schaltung 12 in elektrischem Eingriff mit den Kontakten 8 eingefangen wird, wie nachfolgend beschrieben wird. Wenn sie in den Aufnahmebereich 30 eingesetzt ist, wird die Betätigungseinrichtung 10 mittels der Arretierungen 64 an Ort und Stelle gehalten, die U-förmige Elemente sind, die von der oberen Platte 54 aus in einer Weise nach unten frei vorgebaut sind, wobei sich die Öffnung, die dadurch begrenzt wird, in die obere Platte 54 hinein erstreckt. Während die Betätigungseinrichtung 10 mit dem Gehäuse 6 zusammengebaut wird, werden die Arretierungen 64 durch die Rampenflächen 40 nach außen abgeschrägt, bis sie über die Arretierungsfläche 42 gelangen. In dieser Position schnappt die Arretierung 64 unter der Arretierungsfläche 42 ein, und der Stift 38 erstreckt sich nach oben durch den Abschnitt der Öffnung, der in der oberen Platte 54 für das Anordnen der Betätigungseinrichtung 10 damit eingeschlossen ist.
Mit Bezugnahme auf Fig. 3 wird der elektrische Kontakt 8 gezeigt. Der elektrische Kontakt 8 umfaßt einen gabelförmigen Kontaktabschnitt 66, der einen Kontaktarm 68 und einen Federarm 70 aufweist, die eine Öffnung 72 dazwischen begrenzen. Der Kontaktarm 68 und die Federarme 70 erstrecken sich von einem Körper 74 in U-förmiger Weise. Von beiden Seiten des Körpers aus erstrecken sich nach außen Stababschnitte 76, 78, die einen Vorspannstift 80 und bzw. einen Positionierungsstift 82 tragen. Nach außen vom Vorspannstift 80 und dem Positionierungsstift 82 befinden sich entgegengesetzt gerichtete Oberflächenmontagefüße 84, die sich unter einer unteren Fläche 86 des Kontaktes 8 so erstrecken, daß die untere Fläche 86 relativ zur Fläche der Füße 84 entlastet wird.
Der Kontaktarm 68 und der Federarm 70 sind von unterschiedlichem Aufbau und unterschiedlicher Höhe, wie am besten in Fig. 4 oder 8 zu sehen ist. Der Kontaktarm 68 ist etwas niedriger als der Federarm 70. Der Kontaktarm 68 umfaßt einen Kontaktkopf 88, der eine Haltefläche 90 und eine Eingriffsnase 92 von ausreichender Schärfe umfaßt, um durch irgendwelche Oxide oder eine Verunreinigung einzugreifen, die sich auf den Leiterbahnen 14 der flexiblen gedruckten Schaltung 12 gebildet haben können. Der Federarm 70 umfaßt einen Vorspannkopf 94, der einen Nasenabschnitt 96 aufweist, der so konstruiert ist, daß er mit dem Keil 56 der Betätigungseinrichtung 10 so in Wechselwirkung kommt, daß die Federwirkung, die genutzt wird, um einen Eingriff mit den Leiterbahnen 14 beizubehalten, aufrechterhalten wird, indem nicht gestattet wird, daß der Vorspannkopf 94 in das Material eingreift, das die Betätigungseinrichtung 10 bildet. Da die Betätigungseinrichtung 10 typischerweise ein geformtes Kunststoffbauteil mit einem scharfen Nasenabschnitt 96 ist, würde das dazu führen, daß sich die Federkräfte mit der Zeit verringern, während der Vorspannkopf 94 das Material verdrängt, das verwendet wird, um den Keil 56 zu bilden.
Der Vorspannstift 80 und der Positionierungsstift 82 erstrecken sich von den Stababschnitten 76, 78 in der gleichen Richtung wie der Kontaktarm 68 und der Federarm 70. Jeder der Stifte 80, 82 umfaßt entsprechend einen Widerhaken 98, 100 darauf, um mit dem Gehäuse 6 für das Arretieren der Kontakte 8 darin in Eingriff zu kommen. Die Widerhaken 98, 100 wirken, um den Querschnitt der entsprechenden Stifte 80, 82 zu vergrößern. Die Widerhaken 98, 100 liegen bei jedem der Stifte 80, 82 in der gleichen Richtung, so daß während des Einsetzens die Reaktion auf die Kräfte, die durch die Preßpassung hervorgerufen werden, den Kontakt 8 in der gleichen Richtung vorspannt. Jeder der Stifte 80, 82 umfaßt einen etwas abgerundeten Nasenabschnitt 102 für das Führen des Kontaktes 8 während des Einsetzens in das Gehäuse 6. Die Stifte 80, 82 sind von unterschiedlichem Aufbau, um die sachgemäße Montage und Funktion zu sichern. Der Vorspannstift 80 ist kürzer als der Positionierungsstift 82 und umfaßt einen elastischen Abschnitt 104, der eine gewisse Federung des Stiftes 80 relativ zum Stab 76 ermöglicht. Der Vorspannstift 80 liefert die Funktion des Stabilisierens des Kontaktes 8 innerhalb des Gehäuse 6 und des Ausübens einer Kraft, die dazu neigt, den Kontakt in der Richtung des Positionierungsstiftes 82 vorzuspannen. Der Positionierungsstift 82 ist höher und zeigt einen größeren Querschnitt als der Vorspannstift 80, so daß er nicht unbeabsichtigt in der falschen Ausrichtung eingesetzt werden kann. Außerdem umfaßt der Positionierungsstift 82 eine Montagefläche 106, die so konstruiert ist, daß sie im wesentlichen senkrecht zur Leiterplatte verläuft, auf der der Verbinder montiert wird, in einer derartigen Weise, daß eine Bezugsstelle mit Bezugnahme auf das Gehäuse 6 bereitgestellt wird, so daß zuverlässige Aufnahme- und Anordnungsmontageverfahren angewandt werden können. Da die Preßpassung zwischen den Stiften 80, 82 und dem Gehäuse 6 gemeinsam mit der Elastizität des Vorspannstiftes 80 im elastischen Abschnitt 104 sichern, daß der Kontakt 8 in der Richtung der Fläche 106 konstant vorgespannt wird, wird eine zuverlässige Anordnung festgelegt.
Gegenüberliegend der vorangehend beschriebenen Konstruktion ist ein Paar Oberflächenmontagefüße 84 an den äußersten Enden der Kontaktkonstruktion 8 vorhanden. Die Oberflächenmontagefüße 84 wirken als Punkte, durch die eine Linie hindurch festgelegt wird. Außerdem würden die Oberflächenmontagefüße 84 eine elektrische Verbindung mit mehreren Lötflächen 108 auf einer Leiterplatte 110 ermöglichen (Fig. 6). Obwohl jede Lötfläche 108 elektrisch verbunden werden könnte, ist es nicht notwendig und muß nicht wünschenswert sein. Es ist möglich, daß mindestens eine der Lötflächen 108 einfach für das Bereitstellen einer mechanischen Verankerung mit dem Kontakt 8 vorhanden ist, während der Verbinder 4 die Oberflächenmontagelötverfahren für das Verankern nutzen soll. Außerdem bewirken die Oberflächenmontagefüße 84 dort eine Stabilität für den Kontakt und den Verbinder auf der Leiterplatte. Außerdem werden die Oberflächenmontagefüße in der nachfolgend beschriebenen Weise genutzt, um eine Koplanheit aller elektrischen Kontaktoberflächenmontagefüße 84 zu sichern, um eine zuverlässige und wirksame Oberflächenmontage auf der Leiterplatte 110 zu sichern.
Mit Bezugnahme auf Fig. 4 wird eine Schnittdarstellung des Verbinders 4 gezeigt, wobei der Kontakt 8 innerhalb des Gehäuses 6 angeordnet und die Betätigungseinrichtung 10 darüber positioniert ist. Der Kontakt 8 ist innerhalb des Verbindergehäuses 6 in einer vorgespannten Position kurz vor der vollständig eingesetzten Position geheftet, wie in den Figur gezeigt wird. In dieser Position werden der Vorspannstift 80 und der Positionierungsstift 82 innerhalb entsprechender Hohlräume 112, 114 aufgenommen, die innerhalb der Schienen 24, 22 enthalten sind. Diese Hohlräume sind mit den Auflageflächenabschnitten 28 ausgerichtet, die zwischen Stegen 26 begrenzt werden. Um eine sachgemäße Koplanheit aller Oberflächenmontagefüße 84 in dieser teilweise gehefteten Position zu sichern, wird ein Einsetzblock (nicht gezeigt), der eine Fläche mit der gewünschten Flachheit aufweist, in Position gegen alle Kontakte 8 gebracht und drückt die Kontakte in ihre vollständig eingesetzte Position zurück, wie in Fig. 4 gezeigt wird. Die Kontakte 8 sind noch innerhalb des Gehäuses 6 ungeerdet, während die Füße 84 innerhalb einer Ebene sind, die die richtige Toleranz aufweist. Während des Einsetzvorganges bewirken die Widerhaken 98, 100 und der Vorspannstift 80, daß der Kontakt in der Richtung der Montagefläche 106 gepreßt wird, die eine entsprechende Fläche 116 innerhalb des Hohlraumes 114 aufweist. Das bewirkt eine zwangsläufige Anordnung der Oberflächenmontagefüße 84 relativ zum Verbindergehäuse 6. Da ein Paar Oberflächenmontagefüße an den äußersten Enden des Kontaktes 8 vorhanden sind, ist außerdem die Koplanheit mit dem Einsetzblock (nicht gezeigt) leichter festzulegen, wie weiter in Fig. 4 gesehen werden kann, ist die Führungsfläche 48 auf der Schiene 22 tiefer als die entsprechende Fläche 118 auf der Schiene 24 versetzt.
Ein Teil der flexiblen gedruckten Schaltung 12, der innerhalb des Verbinders 4 aufgenommen werden soll, wird gezeigt. Die flexible gedruckte Schaltung 12 umfaßt einen vorderen Rand 120 und Seitenränder 122, die eine Eingriffsfläche 124 der Leiterbahnen 14 begrenzen. Der vordere Rand 120 und die Seitenränder 122 begrenzen eine Zunge 126, die innerhalb des Aufnahmebereiches 30 des Verbinders 4 aufgenommen werden kann. Längs der Seitenränder 122 der Zunge 126 befinden sich Verankerungskerben 128, die mit den Positionierungsstiften 46 des Verbindergehäuses 6 (Fig. 2) so zusammenwirken, daß die flexible gedruckte Schaltung 12 gehalten wird, wenn sie anfangs mittels einer Aufnahme- und Anordnungsmaschine relativ zum Verbindergehäuse angeordnet wird, und während des Einsetzens der Betätigungseinrichtung 10 mittels einer Aufnahme- und Anordnungsmaschine. Die Wechselwirkung zwischen den Positionierungsstiften 44, 46 und den Kerben 128 sieht man am besten in Fig. 7 und Fig. 7a, und sie wird mit Bezugnahme darauf beschrieben.
Mit Bezugnahme auf Fig. 6 wird eine Leiterplatte im allgemeinen mit 110 gezeigt, und sie weist eine Vielzahl von Lötflächen 108 entsprechend den Oberflächenmontagefüßen 84 der Kontakte 8 des Verbinders 4 auf. Die Leiterplatte 110 umfaßt eine Fläche 130, auf der die Lötflächen 108 angeordnet werden. Die Koplanheit aller Oberflächenmontagefüße 84 soll der Planheit der oberen Fläche 130 entsprechen. Wenn die Oberflächenmontagelötverfahren angewandt werden, wie beispielsweise das Aufschmelzlöten, werden die Oberflächenmontagefüße 84 an den Lötflächen 108 so verankert, daß der Verbinder zuverlässig daran gehalten wird.
Mit Bezugnahme auf Fig. 7 kann, sobald der elektrische Verbinder 6 auf der Leiterplatte 110 montiert ist, wie vorangehend beschrieben wird, die flexible gedruckte Schaltung 12 möglicherweise mit dem daran befestigten elektrischen Bauelement 20 mittels einer Aufnahme- und Anordnungsmaschine von oben eingeführt werden. Wie in Fig. 7a gezeigt wird, ist die Zunge 126 der flexiblen gedruckten Schaltung von oberhalb des Verbinders 6 nach unten gerichtet, so daß die Kerbe 128, die längs der Seitenwände 122 gebildet wird, mit dem Stift 46 übereinstimmt. Da der Stift mindestens zwei überhängende Klinken 50, 52 umfaßt, wenn die Zunge 126 darüber gepreßt wird, wird die flexible gedruckte Schaltung 12 zwangsläufig darauf eingefangen. Außerdem, da sich die überhängenden Klinken 50, 52 vom Körper (nicht gezeigt) des Stiftes 46 aus erstrecken, ist es nicht möglich, die flexible gedruckte Schaltung 12 in der Richtung ihrer Ebene der Positionierung zu verschieben. In der aufgenommenen Position hängt das vordere Ende 120 der Zunge 126 über dem Hohlraum 30 und den Kontaktarmen 68. Die flexible gedruckte Schaltung 12 liegt ebenfalls über der Führungsfläche 48 der Schiene 22.
Mit Bezugnahme auf Fig. 8 wird die elektrische Verbinderanordnung 2- in einer Schnittdarstellung vollständig montiert gezeigt. Bei der Anordnung, wie sie in Fig. 7 gezeigt wird, wird die Betätigungseinrichtung 10 nach unten auf den Verbinder und die flexible gedruckte Schaltung 12 gebracht. Während das erfolgt, wird die flexible gedruckte Schaltung innerhalb des Hohlraumes 30 mittels des Keils 56 längs der abgeschrägten Fläche 62 gepreßt. Während des Einsetzens der Betätigungseinrichtung 10 wird die flexible gedruckte Schaltung 12 über die Haltefläche 90 des Kontaktarmes 68 geformt. Es ist wichtig zu bemerken, daß, da der Kontaktarm 68 niedriger ist als der elastische Federarm 70 und die Haltefläche 90 einen anderen Aufbau aufweist als der Nasenabschnitt 96 des elastischen Federarmes 70, ein Gleichgewicht der Reaktionskräfte erreichbar ist. Das ist der Fall, weil die flexible gedruckte Schaltung 12 bewirkt, daß sich die Höhe des Kontaktarmes 68 aufrichten kann. Es ist wichtig, die Kräfte im Gleichgewicht zu halten, so daß die Betätigungseinrichtung vollständig und richtig eingesetzt werden kann. Außerdem ist es ebenfalls wichtig zu bemerken, daß während des Einsetzens der Betätigungseinrichtung 10 alle Kräfte zum Kontakt 8 gerichtet sind. Alle nach unten gerichteten Kräfte (in der Richtung des Einsetzens) gelangen in den gabelförmigen Kontaktabschnitt 66, und jegliche Kräfte senkrecht zur Richtung des Einsetzens werden innerhalb der Federwirkung der Arme 68, 70 absorbiert. Das verhindert, daß irgendwelche unangemessenen Beanspruchungen der Lötverbindungen erfolgen, die an den Lötfüßen 84 gebildet werden. Beim weiteren Einsetzen der Betätigungseinrichtung 10 wird die flexible gedruckte Schaltung 12 ausreichend herumgebogen, damit die Leiterbahnen 14 darauf mit der schärferen Nase 92 des Kontaktarmes 68 in Kontakt kommen, der in die Leiterbahn 14 eingreift. Während das geschieht, gelangen der sanftere Vorspannkopf 94 und der gleichmäßiger abgerundete Nasenabschnitt 96 darauf über den Keil 56 infolge der glatteren Form des Vorspannkopfes 94, der Kopf 94 greift nicht in den Keil 56 ein, selbst mit der Zeit, und daher wird die zuverlässige elektrische Verbindung beibehalten. Ein weiteres charakteristisches Merkmal der Kontaktkonstruktion, das in Fig. 8 beobachtet werden kann, ist, daß die Quereingriffspunkte der Eingriffsnase 92 und des Nasenabschnittes 96 im Grunde genommen in Übereinstimmung sind, wodurch die Kräfte ausgeglichen werden, so daß die Betätigungseinrichtung 10 zuverlässig dazwischen gehalten werden kann, wodurch die Notwendigkeit von Arretierelementen 36 und der Arretierungen 64 eliminiert wird. Außerdem liefert die Abschrägung 62 eine Verjüngung, um die die flexible gedruckte Schaltung 12 gebogen wird, so daß das freie Ende 120 nicht durch einen Weg verformt wird, der zu Kräften führen würde, die auf die Betätigungseinrichtung 10 ausgeübt werden, die dazu neigen würden, daß die Betätigungseinrichtung 10 aus dem Verbindergehäuse 6 herausgestoßen wird. Schließlich, während die Betätigungseinrichtung 10 installiert wird, kommt ein überhängender Abschnitt 58 der oberen Platte 54 in unmittelbare Nähe zur oberen Fläche 118 der Schiene 24. Da die entsprechende Fläche 48 auf der Schiene 22 tiefer ist als die Fläche 118 auf der Schiene 24 in der vollständig eingesetzten Position, begrenzen der überhängende Abschnitt 60 der oberen Platte 54 und die Führungsfläche 48 einen Durchgang 132, der im allgemeinen senkrecht zur Richtung des Einsetzens und der Montage der Bauteile, die die Anordnung 2 bilden, austritt.
Mit Bezugnahme auf Fig. 9 wird der elektrische Verbinder 4 auf eine Leiterplatte 110 montiert gezeigt, wobei sich die flexible gedruckte Schaltung im allgemeinen parallel zur Leiterplatte 110 erstreckt. Der Kontakt 8 ist auf Lötflächen 108 auf der Leiterplatte 110 montiert, und die Einklinkkonstruktion, die die Arretierelemente 36 aufweist, und die Arretierung 64 werden zwangsläufig in Eingriff gebracht, wodurch eine zusätzliche Sicherheit erhalten wird, daß die Betätigungseinrichtung 10 nicht aus dem Verbindergehäuse 6 verdrängt wird.

Claims

1. Elektrische Verbinderanordnung (2) für das elektrische Verbinden von Leiterbahnen (14) auf einer flexiblen Schaltung (12) mit entsprechenden Kontaktanschlußflächen (108) auf einem Trägermaterial (110); wobei die elektrische Verbinderanordnung (2) aufweist:

ein Verbindergehäuse (6) mit einer oberen Fläche (48, 118) und einer unteren Flächen (86) mit einem Aufnahmebereich (30), der auf der oberen Fläche offen ist, und einer Vielzahl von Auflageflächenabschnitten (28) in Verbindung mit dem Aufnahmebereich (30);

eine Vielzahl von Kontakten (8), wobei jeder Kontakt (8) aufweist: einen Kontaktabschnitt (66) für eine Verbindung mit der entsprechenden Leiterbahn (14), und einen Montagefuß für eine Verbindung mit der entsprechenden Kontaktanschlußfläche (108), wobei die Kontakte (8) in einem entsprechenden Auflageflächenabschnitt (28) angeordnet sind, und wobei der Kontaktabschnitt (66) im Aufnahmebereich (30) freigelegt ist und der Montagefuß über die untere Fläche (86) hinaus zugänglich ist; und

eine Betätigungseinrichtung (10), die mit dem Verbindergehäuse (6) in Eingriff kommen kann, um die flexible Schaltung (12) im Aufnahmebereich (30) zu halten, so daß die elektrische Verbindung zwischen entsprechenden Kontaktabschnitten (66) und Leiterbahnen (14) aufrechterhalten wird;

wobei die Verbinderanordnung dadurch gekennzeichnet wird, daß das Verbindergehäuse ein Paar Positionierungsstifte (44, 46) umfaßt, die Klinken (50, 52) aufweisen, die damit verbunden sind, und die relativ zur oberen Fläche (48, 118) so angeordnet sind, daß, wenn die flexible Schaltung (12) in das Verbindergehäuse (6) in einer Richtung eingeführt wird, die im allgemeinen senkrecht zur oberen Fläche verläuft und sich im allgemeinen parallel zur oberen Fläche erstreckt, die Positionierungsstifte (44, 46) und die dazugehörenden Klinken (50, 52) die flexible Schaltung (12) vor dem Eingreifen der Betätigungseinrichtung (10) mit dem Verbindergehäuse (6) verankern werden.

2. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktabschnitt (66) eine gabelartige Konstruktion mit einem Kontaktarm (68) und einem Federarm (70), der dem gegenüberliegt, ist, wobei beide Arme (68, 70) im Aufnahmebereich (30) angeordnet sind, wo beim Eingreifen der Betätigungseinrichtung - und des Verbindergehäuses die Betätigungseinrichtung zwischen den Armen (68, 70) angeordnet wird, wobei die flexible Schaltung (12) zwischen der Betätigungseinrichtung (10) und dem Kontaktarm (68) mittels des Federarmes (70) festgeklemmt wird.

3. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (10) und der Kontaktabschnitt (66) so ausgeführt sind, daß, wenn die flexible Schaltung (12) zwischen der Betätigungseinrichtung (10) und dem Kontaktarm (68) angeordnet ist, die Einsetzkräfte für die Betätigungseinrichtung (10) zu im wesentlichen ausgeglichenen Reaktionskräften führen.

4. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Federarm (70) eine stumpfe Nase (96) für das Anstoßen der Betätigungseinrichtung (10) umfaßt, und bei dem der Kontaktarm (68) eine Eingriffsnase (92) von ausreichender Schärfe umfaßt, um in die entsprechende Leiterbahn (14) einzugreifen.

5. Elektrischer Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (8) einen zweiten Fuß (84) umfassen, wobei die zwei Füße auf entgegengesetzten Seiten des Aufnahmebereiches (30) angeordnet sind.

6. Elektrischer Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (8) einen Vorspannstift (80) und einen Positionierungsstift (82) umfaßt; das Verbindergehäuse (6) entsprechende Hohlräume (112, 114) auf gegenüberliegenden Seiten des Aufnahmebereiches (30) umfaßt, und daß sie sich in das Gehäuse (6) hinein erstrecken; wobei die Stifte (80, 82) in einer Preßpassung in entsprechenden Hohlräumen aufgenommen werden, so daß die Stifte (80, 82) den Kontakt (8) vom Verbindergehäuse (6) frei tragen, wodurch die erforderliche Koplanheit ermöglicht wird.

7. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stift (80, 82) einen Widerhaken (98, 100) umfaßt, der an entsprechenden Seiten des betreffenden Stiftes (80, 82) angeordnet ist, und daß der Hohlraum (114) eine entsprechende Fläche (116) aufweist, so daß, wenn die Stifte (80, 82) in ihre entsprechenden Hohlräume (112, 114) eingesetzt werden, die Widerhaken (98, 100) damit in Eingriff kommen, wodurch der Positionierungsstift (82) gegen die entsprechende Fläche (116) vorgespannt wird.

8. Elektrischer Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Fläche (48, 118) des Verbindergehäuses (6) eine Führungsfläche (48), auf der die flexible Schaltung (12) liegt, und eine entsprechende Fläche (118) auf der gegenüberliegenden Seite des Aufnahmebereiches (30) umfaßt, wobei die Führungsfläche (48) von der entsprechenden Fläche (118) um ein Maß versetzt ist, das annähernd der Dicke der flexiblen Schaltung (12) entspricht.

9. Elektrischer Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (10) ein Paar herabhängende Einklinkarme (64) an beiden Enden davon für einen Eingriff in Ansätze (42) am Gehäuse (6) umfaßt, um die Betätigungseinrichtung (10) im Gehäuse zu halten.

10. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmebereich (30) durch ein Paar Schienen (22, 24) begrenzt wird, die jeweils einen Kontaktmontagehohlraum (112, 114) umfassen, und daß der Kontakt (8) einen stabartigen Körper (74, 76, 78) aufweist, wobei sich der Kontaktabschnitt (66) von einer Seite davon aus erstreckt, wobei der Kontaktabschnitt (66) eine Gabelform mit einem Kontaktarm (68) und einem Federarm (70) aufweist, um dazwischen eine Öffnung (72) zu begrenzen, wobei sich von der gleichen Seite des Körpers auf entgegengesetzten Seiten des Kontaktabschnittes (66) ein Vorspannstift (80) und ein Positionierungsstift (82) erstrecken, wobei diese Stifte (80, 82) in den Hohlräumen (112, 114) aufgenommen werden, um den Kontakt (8) im Gehäuse (4) anzuordnen, wobei der Kontaktarm (68) und der Federarm (70) längs der gegenüberliegenden Schienen (22, 24) angeordnet sind; und daß der Kontakt (8) außerdem umfaßt: ein Paar Montagefüße (84) auf der entgegengesetzten Seite des Körpers (74, 76, 78) als den Kontaktabschnitt (66), und die Stifte (80, 82) nach außen vom Kontaktabschnitt (66).