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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein das Gebiet elektrischer Verbinder und insbesondere einen
oberflächenmontierten
elektrischen Verbinder, der Anschlusskontakte für solche Anwendungen wie in
IC-Kartenlesersystemen aufweist.
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Hintergrund der Erfindung
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Chip-(IC-)Karten gibt es in verschiedenartigen
Formen und Größen, sie
umfassen typischerweise aber eine Karte von etwa der gleichen Größe wie eine
standardmäßige Kreditkarte.
Die IC-Karte selbst enthält
Intelligenz in Form einer Speicherschaltung oder eines anderen elektronischen
Programms. Ein Kartenleser liest die auf der Karte gespeicherten
Informationen oder Speicherdaten.
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IC-Karten werden in der heutigen
elektronisierten Gesellschaft in zahllosen Anwendungen genutzt,
darunter in Bankautomaten, Dekodierern für Kabelfernsehen, Mobiltelefonen,
PC-Karten-Adaptern und anderen elektronischen Anwendungen. Eine spezielle
solcher Chipkarten wird als "MultiMedia Card" oder "MMC" bezeichnet, wobei
es sich um eine IC-Karte zur Verwendung in PCs für solche Medienanwendungen
wie Adapter, Musikabspielgeräte, Spielzeug,
Computerspiele, Mobiltelefone und digitale Kameras handelt. Der
MMC-Kartenleser ermöglicht
ein einfaches Einfügen
und Entfernen der Karte, um einen schnellen Zugriff auf die Informationen
und Programme auf diesen Karten bereitzustellen.
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Aus EP-A-0 274 534, welches als das
am nächsten
verwandte Dokument des Standes der Technik betrachtet wird, ist
ein Verbinder zur elektrischen Verbindung einer ROM-Karte oder einer IC-Karte
mit einer gedruckten Hauptverdrahtungsplatine bekannt. Der Verbinder
weist einen Schieber auf, welcher einen Kontakt bewirkt, wenn die
Karte eingefügt
wird. Dies ist jedoch ein ziemlich komplizierter Mechanismus und
erhöht
die Größe des Verbinders.
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Für
die Kartenleseverbinder, die in den vorstehend beschriebenen Anwendungen
genutzt werden, sind jedoch elektrische Verbinder mit flachem Profil
besonders wichtig. Es ist zunehmend wesentlich geworden, das Gewicht
und den Platzbedarf in elektronischen Geräten wie etwa PCs, in denen
diese Verbinder zu finden sind, zu begrenzen oder sogar zu reduzieren.
Typischerweise verbinden die elektrischen Verbinder mit flachem
Profil die IC-Karte mit Schaltungsspuren auf einer ebenen Oberfläche einer gedruckten
Schaltungsplatte. Tatsächlich
sind die äußeren Abmessungen
des kontaktierenden Verbinders in solchen Systemen oft nicht wesentlich
größer als
die IC-Karte selbst. Einige Verbinderhersteller verringern einfach
maßstabsgerecht
die Abmessungen des Entwurfs eines herkömmlichen Verbinders, um kleinere
und dichtere Verbinder zu erhalten. Eine einfache Miniaturisierung
der Verbinder verschlechtert jedoch die Leistungsfähigkeit
und Zuverlässigkeit des
Verbinders, da kleinere Abmessungen nicht immer die gleiche Leistungsfähigkeit
und Zuverlässigkeit
der größeren Komponenten
erbringen.
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Ein zuverlässigerer Ansatz besteht darin,
einen echten oberflächenmontierten
elektrischen Verbinder zu entwerfen, der speziell für solche
Verwendungen wie IC-Karten-Anwendungen
anwendbar ist. Entwurfsparameter sind die Minimierung der Größe, die
Minimierung des Gewichts, die Beibehaltung der Koplanarität der Verbinderanschlusskontakte
mit den Schaltungsspuren auf der Platine, die Federkraft der Kontaktarme,
die Ausrichtung der Arme zu der IC-Karte hin, was wiederum typischerweise
zu der gedruckten Schaltungsplatte hin ist, sowie die Beibehaltung
eines sehr flachen Profils für
die gesamte Verbinderanordnung. Die vorliegende Erfindung ist darauf
ausgerichtet, diese Gestaltungsprobleme bei einem elektrischen Verbinder
mit flachem Profil, der eine spezielle Anwendung in IC-Kartenlesersystemen
findet, zu lösen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht
deshalb darin, einen neuen und verbesserten oberflächenmontierten
elektrischen Verbinder bereitzustellen.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung
besteht darin, einen neuen und verbesserten oberflächenmontierten
elektrischen Verbinder mit flachem Profil zum Anschluss eines elektronischen
Bauteils wie etwa einer IC-Karte auf einer ebenen Oberfläche einer
gedruckten Schaltungsplatte, die auf ihrer Oberseite Schaltungsspuren
aufweist, bereitzustellen.
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Diese Aufgaben werden mit einem Verbinder entsprechend
dem Anspruch 1 gelöst.
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In der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung weist der Verbinder ein allgemein flaches dielektrisches
Gehäuse
auf, das um eine Mehrzahl von gestanzten und geformten elektrischen
Anschlusskontakten herum gegossen ist. Das Gehäuse weist eine Unterseite zur
Montage auf der gedruckten Schaltungsplatte auf. Eine Öffnung in
dem Gehäuse ist
zur Aufnahme der IC-Karte vorgesehen. Eine Montageschiene des Gehäuses erstreckt
sich entlang einer Seite der Öffnung.
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Jeder Anschlusskontakt weist eine
Basis auf, die in die Montageschiene des Gehäuses eingegossen ist. Ein Tragarm
erstreckt sich von der Basis aus und weist einen allgemein ebenen
Oberflächenmontageabschnitt
zur elektrischen Verbindung mit einer Schaltungsspur auf der ebenen
Oberfläche
der gedruckten Schaltungsplatte auf. Ein Kontaktarm ist an einer
U-förmigen
Verbindungsstelle mit dem Tragarm verbunden und erstreckt sich über dem
Tragarm zurück
und endet in einem Kontaktabschnitt an der Öffnung in dem Gehäuse, zur
elektrischen Verbindung mit der IC-Karte.
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Wie vorliegend offenbart ist, ist
der allgemein ebene Oberflächenmontageabschnitt
jedes Anschlusskontakts breiter als der Tragarm desselben. Die Basis
jedes Anschlusskontakts ist allgemein eben und weist Flanschabschnitte
auf, die aus der Ebene der Basis herausgebogen sind, um die Basis in
der Montageschiene des Gehäuses
zu verankern. Die Basis jedes Anschlusskontakts ist allgemein koplanar
mit der Unterseite des Gehäuses.
Der Tragarm und der Oberflächenmontageabschnitt
jedes Anschlusskontakts sind koplanar mit der Basis desselben und
der Unterseite des Gehäuses.
Der Kontaktarm jedes Anschlusskontakts ist schmaler als die U-förmige Verbindungsstelle
desselben. Der Kontaktabschnitt jedes Anschlusskontakts ist in Richtung der Öffnung abgebogen,
sodass er eine abgerundete Oberfläche zur Anlage an der IC-Karte darbietet.
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Die Montageschiene des Gehäuses weist eine äußere Seite
auf, die einen Außenrand
des Gehäuses
bildet, sowie eine innere Seite, die einen Innenrand der Öffnung in
dem Gehäuse
bildet. Der Tragarm, der Oberflächenmontageabschnitt
und die U-förmige
Verbindungsstelle jedes Anschlusskontakts sind außenseitig
der äußeren Seite
der Montageschiene angeordnet. Der Kontaktarm erstreckt sich über die
Montageschiene hinweg. Der Kontaktabschnitt des Kontaktarms ist
innenseitig der inneren Seite der Montageschiene angeordnet. Eine
Oberseite der Montageschiene weist eine Mehrzahl von Nuten auf,
um die Kontaktarme der Anschlusskontakte unterzubringen.
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Schließlich besteht ein Merkmal der
Erfindung darin, dass zumindest ein Sicherungslappen vorgesehen
ist, der in das Gehäuse,
entfernt von den Anschlusskontakten, eingegossen ist. Der Sicherungslappen
weist einen Sicherungsabschnitt zur Verbindung mit der gedruckten
Schaltungsplatte auf.
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Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich
werden, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben
wird.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, welche
als neuartig erachtet werden, sind insbesondere in den anhängenden
Ansprüchen
ausgeführt. Die
Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten
unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung verstanden werden,
die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird,
in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den Figuren
kennzeichnen und in welchen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen elektrischen Verbinders
mit flachem Profil ist, der auf einer gedruckten Schaltungsplatte
oberflächenmontiert
ist;
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2 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht einer der Anschlusskontakte des Verbinders ist; die
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3, 3a vertikale Schnitte sind, die allgemein
entlang der Linie 3-3 aus 1 genommen sind;
die
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4, 4a vertikale Schnitte sind, die allgemein
entlang der Linie 4-4 aus 1 genommen sind;
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5 eine
perspektivische Ansicht einer IC-Karte ist, die gerade in den Verbinder
eingefügt werden
soll; und
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6 eine
perspektivische Ansicht der in den Verbinder eingefügten IC-Karte
ist.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Nehmen wir detaillierter auf die
Zeichnungen und zunächst
auf 1 Bezug, so ist
die Erfindung in einem allgemein mit 10 bezeichneten oberflächenmontierten
elektrischen Verbinder mit flachem Profil zum Anschluss einer elektronischen
Komponente wie etwa einer IC-Karte 12 (5 und 6)
auf einer ebenen Oberfläche 14 einer
gedruckten Schaltungsplatte 16, welche Schaltungsspuren 18 (4) auf der ebenen Oberfläche 14 aufweist,
verkörpert.
Der Verbinder 10 weist ein allgemein mit 20 bezeichnetes,
flaches dielektrisches Gehäuse
auf. Das Gehäuse
ist um eine Mehrzahl von gestanzten und geformten elektrischen Anschlusskontakten
aus Blech, die allgemein mit 22 bezeichnet sind, herum
gegossen.
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Genauer gesagt, stellt das Gehäuse 20 eine einstückige Struktur
dar, die einheitlich aus dielektrischem Material wie etwa Kunststoff
oder dergleichen gegossen ist. Das Gehäuse weist eine Unterseite 24 zur
Montage auf einer gedruckten Schaltungsplatte 16 sowie
eine Öffnung 26 zur
Aufnahme der IC-Karte auf. Ein Fenster 28 in einer oberen
Wandung 30 des Gehäuses
legt die Öffnung 26 frei,
wie deutlich in 1 zu
sehen ist. Schließlich
weist das Gehäuse eine
Montageschiene 32 auf, auf welcher und in welcher die Anschlusskontakte 22 montiert
sind. Die Montageschiene weist eine äußere Seite 32a auf, welche
einen (rückwärtigen)
Außenrand
des Gehäuses
bildet, sowie eine Innenseite 32b, welche einen innenseitigen
(rückwärtigen)
Rand der Öffnung 26 in dem
Gehäuse
bildet. Eine Mehrzahl von Nuten 34 ist in der Oberseite
der Montageschiene 32 zur Aufnahme der Kontaktarme der
Anschlusskontakte 22 ausgebildet, wie später zu sehen
sein wird.
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2 zeigt
eine vergrößerte Darstellung
eines der Anschlusskontakte 22, um detailliert die speziellen
Komponenten oder Abschnitte des Anschlusskontakts zu zeigen. Speziell
ist jeder Anschlusskontakt allgemein U-förmig und weist einen allgemein
mit 36 bezeichneten unteren Schenkel und einen allgemein
mit 38 bezeichneten oberen Schenkel auf, wobei die Schenkel
durch eine U-förmige Verbindungsstelle 40 verbunden
sind. Der untere Schenkel 36 weist eine ebene Basis 42 auf,
welche in die Montageschiene 22 des Gehäuses 20 eingegossen
ist. Die Basis weist zwei angewinkelte Flansche 42a auf,
die von der ebenen Basis 42 abgebogen sind, um das Verankern
der Basis in der Montageschiene des Gehäuses zu erleichtern. Ein Tragarm 44 erstreckt
sich von der Basis 42 aus nach hinten und weist einen allgemein
ebenen Oberflächenmontageabschnitt 46 zur
elektrischen Verbindung, beispielsweise durch Löten, mit einer Schaltungsspur auf
der ebenen Oberfläche 14 der
gedruckten Schaltungsplatte 16 auf. Es ist zu sehen, dass
der Oberflächenmontageabschnitt 46 breiter
als der Tragarm 44 ist und ein mittig angeordnetes Loch 48 aufweist.
Das Loch verbessert die Lötverbindung
mit der Schaltungsspur auf der gedruckten Schaltungsplatte und begrenzt
außerdem
die Ausbreitung des Lötmittels. Der
obere Schenkel 38 des U-förmigen Anschlusskontakts 22 weist
einen Kontaktarm 50 auf, der über eine U-förmige Verbindungsstelle 40 mit
dem Tragarm 44 verbunden ist. Der Kontaktarm endet in einem Kontaktabschnitt 52,
welcher durch das Fenster 28 ( 1) hindurch nach unten, in die Öffnung 26 hinein, abgebogen.
ist, sodass er eine abgerundete Oberfläche zur Anlage an der IC-Karte 12 darbietet.
Der Kontaktarm 50 ist schmaler als die U-förmige Verbindungsstelle 40,
wodurch die U-förmige
Verbindungsstelle ein Maß für die Stabilität und Zuverlässigkeit des
Anschlusskontakts bietet, während
der schmalere Kontaktarm 50 eine größere Flexibilität oder Federkraft
für den
Kontaktarm liefert.
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3 zeigt,
wie die Flansche 42a der Basis 42 jedes Anschlusskontakts 22 in
dem übergossenen Kunststoffmaterial
der Montageschiene 32 des Gehäuses 20 verankert
sind. Der Kontaktarm 50 des Anschlusskontakts ist außerdem in
einer der Nuten 34 in der Oberseite der Montageschiene
angeordnet zu sehen. Schließlich
zeigt 3 auch, dass das
Gehäuse 20 zumindest
einen Montagezapfen 54 zum Einfügen in ein Montageloch 56 in
der gedruckten Schaltungsplatte 16 aufweist.
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4 zeigt,
wie der Kontaktarm 50 eines der Anschlusskontakte 22 über der
Basis 42 des Anschlusskontakts und über der Montageschiene 32 des
Gehäuses
in einer der Nuten 34 in der Oberseite der Montageschiene
nach hinten ragt. Dadurch wird der nach unten gebogene Kontaktabschnitt 52 des Anschlusskontakts über einer
jeweiligen Schaltungsspur 18 auf der gedruckten Schaltungsplatte
positioniert.
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5 zeigt
eine IC-Karte 12, die gerade in die Öffnung 26 in dem Gehäuse 20 des
Verbinders 10 in Richtung des Pfeils "A" eingefügt werden
soll. Eine Mündung 58 der Öffnung ist
an dem vorderen Rand des Gehäuses 20 vorgesehen,
um die IC-Karte aufzunehmen. Eine Mehrzahl von Schaltungsflecken 60 ist
auf der Oberseite der Karte entlang eines vorderen Randes 62 derselben
vorgesehen, um in Anlage an die nach unten gebogenen Kontaktabschnitte 52 der
Anschlusskontakte 22 zu kommen. Daher verbinden die Anschlusskontakte
wirksam die Schaltungsflecken 60 auf der IC-Karte elektrisch
mit den Schaltungsspuren 18 (4)
auf der ebenen Oberseite 14 der gedruckten Schaltungsplatte 16.
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6 zeigt
die IC-Karte 12 vollständig
in Richtung des Pfeils "A" in die Öffnung 26 des
Gehäuses 20 des
Verbinders 10 eingefügt.
Die Kontaktflecken 60 sind nun in Anlage an den Kontaktabschnitten 52 der
Anschlusskontakte 22 zu sehen.
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Schließlich besteht ein weiteres
Merkmal der Erfindung in dem Vorsehen eines oder mehrerer Sicherungslappen 64 (1), welche von den Seiten des
Gehäuses 20 nach
außen
ragen, und zwar zur Befestigung, beispielsweise durch Löten, an
Befestigungsflecken 66 aus Metall auf der ebenen Oberseite 14 der
gedruckten Schaltungsplatte 16. 3 zeigt, dass die Sicherungslappen 64 eben
sind und nach oben gebogene Flansche 64a aufweisen, die
in das Gehäuse 20 eingegossen
sind, um die Sicherungslappen an dem Gehäuse zu verankern. Diese Sicherungslappen
können
zum selben Zeitpunkt oder während
des gleichen Lötvorgangs,
bei dem die Oberflächenmontageabschnitte 46 der
Anschlusskontakte 22 an die Schaltungsspuren 18 der
gedruckten Schaltungsplatte gelötet
werden, an die Sicherungsflecken 66 gelötet werden.
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Man wird verstehen, dass die Erfindung
in anderen speziellen Formen verkörpert sein kann, ohne von den
zentralen Merkmale derselben abzuweichen. Die vorliegenden Beispiele
und Ausführungsformen
sind daher in jeglicher Hinsicht als veranschaulichend und nicht
als einschränkend
zu betrachten, und die Erfindung ist nicht auf die vorliegend angegebenen
Details beschränkt.