EP1128476B1 - Steckverbinder sowie Verfahren zur Herstellung eines Steckverbinders - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit in einem Isolierkörper angeordneten Kontaktelementen, die mit einem Steckkontaktende und einem Lötanschlussende versehen sind, wobei das Lötanschlussende zur Oberflächenmontage auf einer Leiterplatte ausgebildet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Steckverbinders.
• Steckverbinder werden zur Verbesserung der Übertragungseigenschaften bei hochfrequenten Signalen mit zur Oberflächenmontage geeigneten Kontakten versehen, wobei eine gute Koplanarität der Kontakte bezüglich der Lötstellen auf der Leiterplatte erforderlich ist.
• Aus der EP 0 846 350 ist ein Verfahren für die Herstellung eines Verbinders mit koplanaren Kontaktflächen für die Oberflächenmontage auf einer Leiterplatte bekannt, bei dem bereits vorgebogene Kontaktelemente in Kontaktaufnahmeschlitze eines Gehäuses eingesetzt werden und nach dem Einsetzen alle Kontaktelemente gemeinsam durch ein Werkzeug koplanar ausgerichtet werden.
• Weiterhin ist aus der EP 0 757 849 ein elektrischer Verbinder bekannt, dessen in einem isolierenden Gehäuse angeordnete elektrische Kontaktabschnitte nach außen herausragende Lötenden aufweisen, deren angeformte Oberflächenmontagekontaktflächen an dazu vorgesehenen schmalen Einschnürungen mittels eines Werkzeuges nach Abschluß der Montage der einzelnen Kontaktabschnitte koplanar ausgerichtet werden.
• Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Steckverbindern sind stets relativ aufwendige Prozeduren und mehrere Arbeitsschritte notwendig, um die Lötanschlüsse eines Steckverbinders für die Oberflächenmontage koplanar auszurichten, in dem z.B. die Kontakte vereinzelt, mittels eines Abbiegewerkzeuges abgewinkelt und anschließend wiederum einzeln in ein Gehäuse montiert und ausgerichtet werden.
• Bei der Bestückung einer Leiterplatte mit oberflächenmontierbaren Steckverbindern werden die Lötanschlussenden üblicherweise in eine Lötpaste eingetaucht und anschließend unter Hitzeeinwirkung mit den Lötflächen auf der Leiterplatte verlötet. Um eine einwandfreie Lötung sicherzustellen, müssen die Lötanschlussenden die Lötpaste berühren, wozu jedoch eine koplanare Ausrichtung der Lötanschlussenden gegenüber den Lötflächen auf der Leiterplatte erforderlich ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Steckverbinder der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, dass die Lötanschlussenden eine gute Koplanarität aufweisen und der Steckverbinder einfach und kostengünstig herstellbar ist.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Kontaktelemente zwischen dem Steckkontaktende und dem Lötanschlussende gegenüberliegende Ausnehmungen unter Bildung einer Einschnürung aufweisen, und dass die Kontaktelemente im Bereich der Ausnehmungen über eine nicht mit einer Ausnehmung versehene Seite abgebogen sind.
• Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines derartigen Steckverbinders ist im Anspruch 2 angegeben.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, dass durch die Einschnürung in einem vorgesehenen Bereich des Kontaktelementes die Biegespannung im kleinsten Querschnittsbereich komprimiert wird, so dass bei einem Abbiegevorgang das Kontaktelement auch ohne spezielle Abbiegekante nur in diesem Einschnürbereich umgebogen wird.
• Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung eines Steckverbinders ist von besonderem Vorteil, dass mehrere Arbeitsgänge eingespart werden, wobei die an einem Kontaktträgerband zusammenhängenden Kontaktelemente direkt in entsprechende Aufnahmeöffnungen des Isolierkörpers eines Steckverbinders eingefügt und dort fixiert werden. Anschließend wird das Kontaktträgerband entfernt und in einem nächsten Arbeitsgang werden die Lötanschlussenden der Kontaktelemente umgebogen und koplanar ausgerichtet.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Schnittdarstellung eines Steckverbinders mit abgewinkelten Lötanschlussenden,

Fig. 2

eine Aufsicht auf ein Kontaktträgerband mit Kontaktelelementen,

Fig. 3

eine perspektivische Schnittdarstellung des Steckverbinders mit geraden Lötanschlussenden und einem Kontaktträgerband,

Fig. 4

eine Schnittdarstellung des Steckverbinders mit leicht abgewinkelten Lötanschlussenden, und

Fig. 5

eine Schnittdarstellung des Steckverbinders mit ausgerichteten Lötanschlussenden.

• In der Fig.1 ist ein Steckverbinder 1 bestehend aus einem Isolierkörper 2 mit einer Anzahl von Kontaktelementen 3 dargestellt.
  Die Kontaktelemente 3 weisen ein Steckkontaktende 4, einen Fixierbereich 5 und ein Lötanschlussende 6 auf, wobei die Kontaktelemente mittels des verbreitert ausgeführten Fixierbereiches 5 in entsprechend angepaßte Aufnahmeöffnungen 7 im Bodenbereich des Isolierkörpers 2 fixiert sind.
• Die Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf ein Kontaktträgerband 9 mit den angeformten Kontaktelementen 3, die auf ihrer gesamten Kontaktlänge unterschiedlich geformte geometrische Strukturen aufweisen.
  Derartige Kontaktträgerbänder, die auf einer Wickelspule aufgerollt sind, dienen einer kontinuierlichen Zuführung der Kontaktelemente bei der Fertigung von Steckverbindern, wobei die Strukturen der Kontaktelemente in einem vorhergehenden Arbeitsgang aus flachen Metallbändern herausgestanzt werden.
  In einem bestimmten Abschnitt der vorzugsweise mit einem rechteckigen Querschnitt ausgestanzten Kontaktelemente 3, zwischen dem verbreitert (verbreitert gegenüber der sonstigen Breite des Kontaktelementes) ausgeführten Fixierbereich 5 und dem Lötanschlussende 6, sind zweiseitig gegenüberliegende konkave Ausnehmungen 10 vorgesehen, bei denen das Material, beidseitig der äußeren Umhüllungsgrenze der Kontaktelementestruktur, zu einer nach innen weisenden Einschnürung komprimiert wurde. Oberhalb der Lötanschlussenden 6 ist ein Abtrennbereich 11 vorgesehen, innerhalb dessen das Kontaktträgerband 9 nach der Fixierung der Kontaktelemente 3 im Isoliergehäuse 2 von den Kontakten getrennt wird.
• Die Fig. 3 zeigt einen Steckverbinder 1 in dessen Isoliergehäuse 2 der Einfügevorgang eines Abschnittes mit Kontaktelementen 3 des Kontaktbandes 9 bereits vollzogen ist, sowie eine bereits positionierte Kontaktelementereihe, deren Kontaktträgerband 9 bereits abgetrennt wurde.
  Dabei sind die Kontaktelemente 3 mit Abschluss des Steckvorganges in ihrer endgültigen Position fixiert, indem sie mit dem verbreitert ausgeführten Fixierbereich 5 in entsprechend angepaßte Aufnahmeöffnungen 7 des Isolierkörpers 2 eingefügt, bzw. eingepreßt werden.
  Daran anschließend wird das Kontaktträgerband 9 im Abtrennbereich 11 mittels einer hier nicht weiter beschriebenen Vorrichtung abgetrennt.
  Die Ausnehmungen 10 der Kontaktelemente 3 sind dabei bündig an einer Kante 8 des Isolierkörpers angeordnet, die vom Ende der Auffnahmeöffnung 7 mit dem Boden des Isolierkörpers 2 gebildet wird.
• In der Fig. 4 wird ein freies Abwinkeln der in dem Isolierkörper 2 fixierten Kontaktelemente 3 gezeigt, bei dem die Lötanschlussenden 6 im Bereich der zweiseitigen Ausnehmungen 10 durch ein zweiteiliges Werkzeug 13 umgebogen werden. Und zwar jeweils zu einer Seitenfläche, die nicht mit einer der zweiseitigen Ausnehmungen 10 versehen ist.
  Dabei werden mit einem ersten Werkzeug 14, das schräge Flächen 15 aufweist, die zunächst senkrecht stehenden Lötanschlussenden 6 auf einen Winkel β um die Kante 8 abgewinkelt.
  Hierbei wird die Biegespannung im kleinsten Querschnitt des Einschnürbereiches der Ausnehmungen 10 des Kontaktelementes 3 komprimiert, so dass die Lötanschlussenden 6 nur in diesem Bereich abgewinkelt werden. Durch die entstehende Kaltverfestigung in der Einschnürung stellt sich ein Biegeradius R ein, der von der Ausführung, bzw. der Kontur der Ausnehmungen 10 abhängig ist.
• In der Fig. 5 ist dargestellt, wie mit einem weiteren Biegevorgang die Lötanschlussenden 6, die zunächst noch durch das Werkzeug 14 gehalten, durch das Absenken des zweiten Werkzeuges 16 auf einen Winkel von nahezu 90° abgewinkelt werden, wobei alle Lötanschlussenden gleichzeitig präzise und koplanar ausgerichtet sind.
  Wobei es sinnvoll ist, die Federrückstellkraft nach der Abbiegung der Lötanschlussenden mit in den Fertigungsprozess einzubeziehen, so dass der Winkel der Lötanschlussenden nicht exakt 90° sondern etwas weniger als 90° beträgt.
• Damit erreicht man bei der Positionierung des Steckverbinders ein leicht federndes Auftreffen der Lötanschlussenden auf die Lötpads einer Leiterplatte und somit eine etwas vergrößerte Toleranz bezüglich der Koplanarität - also einem maximal zulässigen Abstandsband zwischen den Lötanschlussenden und der Leiterplatte.

Claims (2)

1. Steckverbinder (1) mit in einem Isolierkörper (2) angeordneten Kontaktelementen (3), die mit einem Steckkontaktende (4) und einem Lötanschlussende (6) versehen sind, wobei das Lötanschlussende zur Oberflächenmontage auf einer Leiterplatte ausgebildet ist, wobei
   die Kontaktelemente (3) zwischen dem Steckkontaktende (4) und dem Lötanschlussende (6) gegenüberliegende Ausnehmungen (10) unter Bildung einer Einschnürung aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
   dass die Kontaktelemente (3) im Bereich der Ausnehmungen (10) über eine nicht mit einer Ausnehmung versehene Seite abgebogen sind.
2. Verfahren zur Herstellung eines Steckverbinders nach Anspruch 1
   dadurch gekennzeichnet,
   dass die an einem Kontaktträgerband (9) zusammenhängenden Kontaktelemente (3) in Aufnahmeöffnungen (7) des Isolierkörpers (2) eingeschoben und in den Aufnahmeöffnungen (7) fixiert werden, wobei die Ausnehmungen (10) der Kontaktelemente (3) an der Kante (8) am Boden des Isolierkörpers (2) positioniert sind,
   dass die Kontaktelemente (3) von dem Kontaktträgerband (9) abgetrennt werden,
   dass auf die senkrecht aus dem Isolierkörper herausragenden Lötanschlussenden (6) der Kontaktelemente (3) ein erstes Werkzeug (14) einwirkt, wobei die Lötanschlussenden (6) quer zu den Ausnehmungen (10) zunächst auf einen Winkel von < 90° zur Senkrechten umgebogen werden, und
   dass anschließend auf die Lötanschlussenden (6) ein zweites Werkzeug (16) einwirkt, wobei die Lötanschlussenden (6) auf einen Winkel von nahezu 90° zur Senkrechten gebogen werden.

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