EP0327842B1 - Stiftförmiges Kontaktelement zur Befestigung in Leiterplatten-Bohrungen - Google Patents

Stiftförmiges Kontaktelement zur Befestigung in Leiterplatten-Bohrungen Download PDF

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EP0327842B1
EP0327842B1 EP89100757A EP89100757A EP0327842B1 EP 0327842 B1 EP0327842 B1 EP 0327842B1 EP 89100757 A EP89100757 A EP 89100757A EP 89100757 A EP89100757 A EP 89100757A EP 0327842 B1 EP0327842 B1 EP 0327842B1
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contact element
connecting web
perforation
circuit board
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Dietmar Dipl.-Kfm. Harting
Hans Dipl.-Ing. Nagel
Horst Dipl.-Ing. Nowacki
Hartmuth Dipl.-Ing. Schmidt
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H01R12/58—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals terminals for insertion into holes
    • H01R12/585—Terminals having a press fit or a compliant portion and a shank passing through a hole in the printed circuit board

Definitions

  • the invention relates to a pin-shaped contact element for fastening in printed circuit board bores, preferably in metallized printed circuit board bores, with a fastening section which has two mutually movable, parallel side parts, the side parts being connected to one another by an elastically or resiliently deformable connecting web and, viewed in the direction of insertion, before Fastening section a gradually tapering insertion area is provided.
  • Such contact elements are preferably provided for being pressed into metallized printed circuit boards, the edges of the side parts being connected in intimate contact with the bore metallization after being pressed in. It must be ensured that the contact element is pressed into the circuit board bore as gently as possible, that is, the bore metallization there is not excessively stressed locally.
  • Such a contact element is known for example from EP-A-0 089 491, it also being known to gradually taper the insertion area in order to achieve a gentle, uniform pressing of the contact element into the bore.
  • the insertion area has a relatively high degree of rigidity, so that when a contact element designed in this way is pressed in, the printed circuit board bore / metallization on the Sitft insertion side is greatly expanded and is often accompanied by a tearing open of the metallization. It can even happen that, depending on the tolerance position of the pins and the printed circuit board bore, the "metallization sleeve" tears off the connecting conductor track and a perfect contact is no longer guaranteed.
  • the present invention is based on the object of making the insertion area much more elastic in a contact element of the type mentioned at the outset, so that damage / excessive deformation of the printed circuit board metallization when pressing in the contact element is avoided with certainty, but the contacting properties / contact forces in the area of the fastening section are fully and should be maintained entirely, and that scraping and pushing out tin particles of the usually provided tin layer of the bore metallization is also avoided.
  • the contact element essentially consists of a fastening section 2, which is followed by an insertion area 4 which tapers gently towards the lower pin end 3.
  • the lower end of the pin is designed as a square post for the so-called wire wrap technique.
  • the attachment section is followed by an enlarged extension 6 formed with support shoulders 5 for a press-in tool or as a fastening part in an insulating body, which in turn is followed by a contact area, not shown here, which can be designed as a knife or spring contact .
  • FIG. 1 As shown in FIG.
  • the fastening section 2 is provided with two outer, parallel side parts 7, which are connected to one another via a wave-shaped, spring-elastic connecting web 8.
  • a wave-shaped, spring-elastic connecting web 8 When pressed into a circuit board bore, not shown here, with a smaller diameter than the diameter of the circumference 9, the side parts are moved towards one another and the connecting web is resiliently deformed, the outer edges 10 of the side parts being pressed firmly against the bore wall (metallization).
  • the effective length of the fastening section is marked with L in FIG. 1.
  • a tapered area 4 is provided in the direction of insertion of the contact element in front of the fastening section, which causes the contact element to be gently immersed and pressed into the circuit board bore.
  • the cross section of this area is shown in FIG. 4.
  • the connecting web / side parts also run out, i.e. the approximately H-shaped cross section of the fastening section merges into the square cross section of the pin end.
  • an opening 11 / an opening is provided here, which extends transversely to the connecting web, interrupting it.
  • This opening is advantageously designed as an elongated hole which extends over the entire length of the insertion region.
  • the width of the opening or the elongated hole is dimensioned so that the opposite side parts of this area can come into mutual contact with the contact element and the deformation of the insertion area that occurs at most with a minimum diameter of the circuit board bore.

Landscapes

  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein stiftförmiges Kontaktelement zur Befestigung in Leiterplattenbohrungen, vorzugsweise in metallisierten Leiterplattenbohrungen, mit einem Befestigungsabschnitt, der zwei gegeneinander bewegliche, parallele Seitenteile aufweist, wobei die Seitenteile durch einen elastisch bzw. federelastisch verformbaren Verbindungssteg miteinander verbunden sind und wobei in Einsetzrichtung gesehen vor dem Befestigungsabschnitt ein sich allmählich verjüngender Einführbereich vorgesehen ist.
    Derartige Kontaktelemente sind vorzugsweise zum Einpressen in metallisierte Leiterplatten vorgesehen, wobei nach dem Einpressen die Kanten der Seitenteile in innigem Kontakt mit der Bohrungsmetallisierung verbunden sind.
    Dabei muß sichergestellt sein, daß das Einpressen des Kontaktelements in die Leiterplattenbohrung möglichst schonend erfolgt, d.h., die Bohrungsmetallisierung dort örtlich nicht übermäßig beansprucht werden.
    Ein solches Kontaktelement ist beispielsweise aus der EP-A-0 089 491 bekannt, wobei es auch bekannt ist, den Einführbereich sich allmählich verjüngend auszubilden, um ein sanftes, gleichmäßiges Einpressen des Kontaktelements in die Bohrung zu erzielen.
  • Trotz dieser Maßnahmen hat es sich jedoch gezeigt, daß der Einführbereich eine relativ große Steifigkeit aufweist, so daß beim Einpressen eines derartig ausgebildeten kontaktelementes die Leiterplattenbohrung / - Metallisierung auf der Sitft-Einführseite stark aufgeweitet wird und oftmals einhergeht mit einem Aufreißen der Metallisierung. Dabei kann es sogar vorkommen, daß je nach Toleranzlage der Stifte und der Leiterplattenbohrung, die "Metallisierungshülse" von der Anschlußleiterbahn abreißt und eine einwandfreie Kontaktierung nicht mehr gewährleistet ist.
  • Desweiteren wird beim Einpressen des Befestigungsabschnittes oftmals die Zinnschicht der Bohrungswandung abgeschabt und aus der Bohrung herausgedrückt. Das wiederum führt leicht zu ungewollten Verbindungen zwischen benachbarten Kontaktelementen durch die Zinn-Partikel. Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, bei einem Kontaktelement der eingangsgenannten Art den Einführbereich wesentlich elastischer auszubilden, so daß eine Beschädigung / übermäßige Verformung der Leiterplattenmetallisierung beim Einpressen des Kontaktelementes mit Sicherheit vermieden wird, wobei jedoch die Kontaktierungseigenschaften / Kontaktkräfte im Bereich des Befestigungsabschnittes voll und ganz beibehalten werden sollen, und daß ein Abschaben und Herausschieben von Zinn-Partikeln der üblicherweise vorgesehenen Zinnschicht der Bohrungsmetallisierung ebenfalls vermieden wird.
    Diese Aufgabe wird in technisch fortschrittlicher Weise dadurch gelöst, daß im Einführbereich ein quer zum Verbindungssteg verlaufender Durchbruch vorgesehen ist, so daß der Verbindungssteg im Ubergangs-bzw. Anbindungsbereich zum unteren Stiftende unterbrochen ist. Vorteilhafte Ausbildungen des erfindungsgemäßen Kontaktelementes sind in den Ansprüchen 2 bis 4 näher erläutert.
    Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Einführbereich erheblich elastischer als bei den bekannten Ausführungen von Kontaktelementen zum Einpressen in Leiterplattenbohrungen ausgebildet ist, so daß die mechanische Belastung der Leiterplatten-Bohrung, insbesondere an der Oberseite der Leiterplatte beim Einpressen des Kontaktelementes, erheblich reduziert wird. Gleichzeitig werden auch die Einpreßkräfte, insbesondere die Anfangskräfte beim Einpreßvorgang vermindert. Darüber hinaus wird durch das relativ weiche Einpressen auch verhindert, daß die Zinnbeschichtung der Bohrungsmetallisierung übermäßig stark beansprucht wird und Zinnabrieb bzw. Zinn-Partikel aus der Leiterplatten-Bohrung beim Einpreßvorgang herausgedrückt werden.
  • Insbesondere bei Kontaktelementen, deren vorderes Stiftende als langer Pfosten für die wire-wrap-Technik ausgebildet ist, ist ein weiterer Vorteil dadurch gegeben, daß die erfindungsgemäße Ausbildung des Einführbereiches einer möglichen Schiefstellung der Pfosten nach dem Einpreßvorgang entgegenwirkt, da der Verbindungssteg der Seitenteile des Befestigungsabschnittes, der sich beim Einpressen elastisch verbiegt und somit an sich Biegekräfte auf den sich anschließenden Pfosten ausübt, durch den Durchbruch mechanisch von Pfostenanschluß getrennt ist und somit keine zur Verbiegung führenden Zug- oder Druckspannungen mehr auf dem Pfosten überträgt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1
    die Ansicht eines Kontaktelementes,
    Fig. 2
    die geschnittene Ansicht des Kontaktelementes gem. Fig. 1 entlang der Linie 2-2,
    Fig. 3
    die geschnittene Ansicht des Befestigungsabschnittes des Kontaktelementes gem. Fig. 1 entlang der Linie 3-3 in vergrößerter Darstellung, und
    Fig. 4
    die geschnittene Ansicht des Einführbereiches des Kontaktelementes gem. Fig. 1 entlang der Linie 4-4 in vergrößerter Darstellung.
  • In den Fig. 1 und 2 ist ein Kontaktelement 1 dargestellt, wobei hier nur die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung wesentlichen Bereiche gezeichnet sind. Das Kontaktelement besteht im wesentlichen aus einem Befestigungsabschnitt 2, an den sich ein zum unteren Stiftende 3 hin sanft verjüngender Einführbereich 4 anschließt. Das untere Stiftende ist hier als quadratischer Pfosten für die sog. wire-wrap-Technik ausgebildet. Nach oben hin schließt sich an den Befestigungsabschnitt ein mit Auflageschultern 5 für ein Einpreßwerkzeug bzw. als Befestigungsteil in einem Isolierkörper ausgebildeter vergrößerter Ansatz 6 an, wobei sich daran wiederum ein hier nicht näher dargestellter Kontaktbereich,der als Messer- oder Federkontakt ausgeführt sein kann, anschließt.
    Wie in Fig. 3 dargestellt, ist der Befestigungsabschnitt 2 mit zwei äußeren, parallelen Seitenteilen 7 versehen, die über einen wellenförmigen, federelastischen Verbindungssteg 8 miteinander verbunden sind. Beim Einpressen in eine hier nicht näher dargestellte Leiterplattenbohrung mit geringerem Durchmesser als dem Durchmesser des Umkreises 9 werden die Seitenteile aufeinander zu bewegt und der Verbindungssteg federelastisch verformt, wobei die äußeren Kanten 10 der Seitenteile fest gegen die Bohrungswandung (Metallisierung) gedrückt werden.
  • Die wirksame Länge des Befestigungsabschnittes ist in der Fig. 1 mit L gekennzeichnet.
  • Wie bereits erwähnt, ist in Einführrichtung des Kontaktelementes vor dem Befestigungsabschnitt ein verjüngter Bereich 4 vorgesehen, der ein sanftes Eintauchen und Einpressen des Kontaktelementes in die Leiterplattenbohrung bewirkt. Der Querschnitt diesem Bereiches ist in der Fig. 4 dargestellt. Am verjüngten Ende dieses Bereiches läuft auch der Verbindungssteg / die Seitenteile aus, d.h., der in etwa H-förmige Querschnitt des Befestigungsabschnittes geht in den quadratischen Querschnitt des Stiftendes über.
  • Um die Elastizität des Einführbereiches zu vergrößern, ist hier ein Durchbruch 11 / eine Öffnung vorgesehen, der sich quer zum Verbindungssteg, diesen unterbrechend, erstreckt.
    Vorteilhafterweise ist dieser Durchbruch als Langloch ausgebildet, das sich über die gesamte Länge des Einführbereiches erstreckt. Dabei ist die Weite des Durchbruches bzw. des Langloches so bemessen, daß die sich gegenüberliegenden Seitenteile dieses Bereiches beim Einpressen des Kontaktelementes und der dabei auftretenden Verformung des Einführbereiches höchstens bei minimalem Durchmesser der Leiterplattenbohrung in gegenseitige Anlage gelangen können.
  • Durch diese Maßnahme wird die Elastizität des Einführbereiches entscheidend erhöht, da in diesem Bereich die Seitenteile sich nunmehr frei aufeinander zu bewegen können, und erst mit fortschreitender Einpreßtiefe des Kontaktelementes in die Leiterplattenbohrung gelangt nach und nach der eigentliche Befestigungsabschnitt in die Bohrung, wobei nach Erreichen der endgültigen Einpreßtiefe die Befestigung voll von diesem Abschnitt übernommen wird.

Claims (4)

  1. Stiftförmiges Kontaktelement zur Befestigung in Leiterplatten-Bohrungen, vorzugsweise in metallisierten Leiterplattenbohrungen mit einem Befestigungsabschnitt, der zwei gegeneinander bewegliche, parallele Seitenteile aufweist, wobei die Seitenteile durch einem elastisch bzw. federelastisch verformbaren Verbindungssteg miteinander verbunden sind und wobei in Einsetzrichtung gesehen vor dem Befestigungsabschnitt ein sich allmählich verjüngender Einführbereich vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
    daß im Einführbereich (4) ein quer zum Verbindungssteg (8) verlaufender Durchbruch (11) vorgesehen ist , so daß der Verbindungssteg im Übergangs- bzw. Anbindungsbereich zum unteren Stiftende (3) unterbrochen ist.
  2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (11) als runde Öffnung ausgebildet ist.
  3. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (11) als ovales Langloch ausgebildet ist, dessen Länge etwa der Länge des Einführbereiches (4) entspricht.
  4. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (11) als elliptische Öffnung ausgebildet ist, deren Länge etwa der Länge des Einführbereiches (4) entspricht.
EP89100757A 1988-02-10 1989-01-18 Stiftförmiges Kontaktelement zur Befestigung in Leiterplatten-Bohrungen Expired - Lifetime EP0327842B1 (de)

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