EP1889334B1 - Kontaktvorrichtung zur belastungsminimierung mechanisch beanspruchter smt-lötstellen - Google Patents

Kontaktvorrichtung zur belastungsminimierung mechanisch beanspruchter smt-lötstellen Download PDF

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EP1889334B1
EP1889334B1 EP06763459A EP06763459A EP1889334B1 EP 1889334 B1 EP1889334 B1 EP 1889334B1 EP 06763459 A EP06763459 A EP 06763459A EP 06763459 A EP06763459 A EP 06763459A EP 1889334 B1 EP1889334 B1 EP 1889334B1
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EP
European Patent Office
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contact
housing part
holder
circuit board
contact apparatus
Prior art date
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EP06763459A
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English (en)
French (fr)
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EP1889334A1 (de
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Christian Widmann
Michael Freimuth
Siegfried Neumann
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/03—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections
    • H01R9/05—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections for coaxial cables
    • H01R9/0503—Connection between two cable ends
    • H—ELECTRICITY
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    • 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
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/71—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
    • H01R12/712—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures co-operating with the surface of the printed circuit or with a coupling device exclusively provided on the surface of the printed circuit
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/44—Means for preventing access to live contacts
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/515—Terminal blocks providing connections to wires or cables

Definitions

  • the invention relates to a contact device for SMT assembly on a printed circuit board, wherein the contact device for electrically conductive connection of at least one contact of the contact device is provided with at least one conductor of the circuit board via at least one solder joint, wherein the contact device comprises a contact holder for receiving the contact, and wherein the contact of the contact device is provided for connection to at least one electrical mating contact.
  • the invention further relates to an SMT plug connection with at least one such contact device.
  • SMT solder joints Such a contact device for SMT solder joints (“Surface Mounting Technology”) is used in the production technology for printed circuit boards.
  • SMT assemblies also called PCBs, require a high degree of standardization that enables high-quality manufacturing and assembly techniques. Any simplification, such as the reduction of the individual parts of the printed circuit boards is of great advantage.
  • SMT has become increasingly prevalent in the past against "trough hole technology” (THT) due to its ease of manufacture, although the strength of the SMT solder joint is a factor of 5 to 10 lower than that of a THT solder joint. For this, SMT dispenses with holes in the board and saves at least one operation and cumbersome soldering.
  • THT trough hole technology
  • SMT connectors which are intended to make electrical contact of mating contacts (contacts outside the circuit board) with circuit traces of the circuit board, require auxiliary structures to ensure a stable anchoring on the circuit board. If such an auxiliary construction does not exist, the SMT plug connections usually do not provide the necessary stability in order to absorb the mechanical load or the power flow can not be diverted to more stable components.
  • a plug connection is usually usually designed so that the movement of the plug-in process is performed parallel to the circuit board, thus relieving the SMT solder joints.
  • EP 0874421A1 is a plug is known, which is mechanically and electrically connected via SMT solder joints with a circuit board in one operation.
  • pins are provided on the plug, which are sunk in the circuit board and serve as mechanical protection. The insertion movement is parallel to the PCB and perpendicular to the pins - similar to the previous section.
  • an electrical connector which has an insulating housing and is installable on a printed circuit board. This has a number of terminals which are contactable with conductor tracks of the circuit board.
  • the invention has for its object to provide a contact device of the type mentioned on SMT basis, which is also inexpensive to produce and easy to assemble.
  • a contact device of the type mentioned according to the preamble of claim 1 characterized in that the housing part has at least one elongated recess for receiving the aufndden on the circuit board contact holder.
  • the mechanical relief of the SMT solder joints is accomplished by a contact device, which causes a power flow redirection.
  • a power flow which arises, for example, by the insertion forces when contacting the contacts with the electrical mating contacts is diverted by means of at least one stop on the first housing part.
  • the first housing part thus absorbs damaging mechanical stresses and can transfer these to other housing parts, and / or to the entire housing.
  • the power flow is mainly due to the contacts, which are fixed in a contact holder by clamping. In this case, the contact holder is the mechanical link between the contacts and the first housing part.
  • the mode of operation of the SMT connector is based on such a contact device, wherein the first housing part of the contact device is designed such that it forms a tailor-made plug-in device for a mating plug device, which is provided for contacting the contacts with the electrical mating contacts.
  • At least one stop for the contact is formed, which is provided for the interception of tensile and / or compressive forces is that interact with the electrical contact. This avoids that external forces load the SMT solder joints.
  • the contact device can be connected via the first housing part with further housing parts and thus enables a universal use.
  • the first housing part is designed such that it forms a precisely fitting plug-in device for a mating plug device, which is provided for contacting the contacts with the electrical mating contacts.
  • the first housing part has a cover plate with at least one elongate recess, with which the sockets of the contact holder can be guided and allow easy threading into the fixing region. This saves effort and time in mechanical or manual assembly.
  • the first housing part on side plates with at least one recess, whereby at least the guide webs of the contact holder can be guided.
  • These recesses are used both for easy threading of the contact holder in the housing part and simultaneously performs in combination with the spacer webs on the underside of the cover plate to a more stable fixation of the contact holder in the vertical direction, perpendicular to the circuit board.
  • the side plates have recesses formed as a stop in a threading area and as a groove in a fixing area are. This combination allows a threading of the sockets of the contact holder in the elongated recesses of the cover plate before the contact holder is completely fixed in the fixing. It is another device to simplify the threading process.
  • finger protection elements are integrally formed on the upper side of the cover plate in the fixing region of the first housing part. These finger protection elements prevent unwanted contact by the user when removing or connecting the electrical mating contact. They also prevent unwanted contact with other metallic parts, which could cause a short circuit, or contact with other objects or materials that could permanently contaminate the contact.
  • At least one fixing device for detecting the contact holder is provided in the fixing area in order to determine the contact holder in the horizontal direction to the circuit board.
  • the contact is divided into different segments with different functions.
  • the contact has a small protruding tip, which is provided as a contact foot for soldering to the circuit board.
  • the contact includes a contact body for connection to the electrical mating contact, which is formed flat and large area.
  • the contact body and the contact foot are optionally connected to an elastic, conductive connecting piece, which can absorb mechanical stress.
  • the contact for direct insertion and for easy fixation by clamping in the contact holder is provided.
  • the contact holder on its underside on the contact holder molded guide elements for accurately fitting placement of the contact holder in guide holes, which are provided in the circuit board according to the arrangement of the guide elements. This should facilitate the positioning of the contact device on the circuit board.
  • the guide elements it is possible to perform the guide elements as press-fit pins.
  • the contact holder on the upper side at least one socket for the contact body, which are used for guiding purposes during threading.
  • the contact holder has at least one recess on the underside, which is provided for receiving the contact foot of the contact in the contact holder. He is lying contact holder flat on the circuit board.
  • a one-piece device has the functional means of the contact holder and the first housing part, whereby the number of components of the contact device is reduced and / or the assembly process is simplified.
  • the SMT connector has an at least one electrical mating contact existing connector part for contacting with the contact of the contact device, whereby a straightforward, fast and / or secure contact via the plug principle is made possible.
  • FIG. 1 shows a contact holder 7 a contact device 3 with contacts 5 in a perspective view.
  • the contact holder 7 carries in the embodiment six contacts 5, wherein only parts of the contact 5, namely a contact foot 25 and a contact body 26 in the FIG. 1 can be seen.
  • the fixation of the contacts 5 is carried out by clamping in sockets 14 of the contact holder 7.
  • Six recesses 30 on the long front side of the contact holder 7, along the lined-up contacts 5 are provided for the contact feet 25. With the help of these recesses 30, it is possible to set the contact device 3 even with pinched contacts 5 flat on the circuit board 4.
  • the contact device 3 carries on the contact holder 7 and on both short side surfaces in each case a guide web 17.
  • FIG. 2 shows the contact holder 7 FIG. 1 in a further perspective view, which allows the circuit board 4 facing underside of the contact holder 7 to see.
  • the number and shape can be adjusted as needed.
  • FIG. 3 shows the contact device 3 with the first housing part 8 and the circuit board 4 in an exploded view.
  • the circuit board 4 with guide holes 29, about the adapted contact device 3, consisting of the contact holder 7 with the contacts 5 and the device part 8.
  • the contact device 3 is provided for the direct assembly of the circuit board 4 by SMT technology and can directly on positioned the circuit board 4, or the contact feet 25 are soldered.
  • the contact feet 25 and the molded guide elements 28 of the contact device 3 are inserted into the designated guide holes 29 of the circuit board 4.
  • the guide elements 28 may optionally be designed as press-fit pins, wherein also a different number of guide elements 28th or the guide holes 29 is conceivable.
  • the first device part 8 is intended to guide the contact device 3 together with the printed circuit board 4 in the elongate recesses 9.
  • the first housing part 8 is intended to protect the contact device 3 and / or to allow the connection to other housing parts 11, 12 and / or to form a plug connection for the contacts 5.
  • FIG. 4 shows a arranged on a printed circuit board 4 contact device 3 when threading in the first housing part 8.
  • This figure is in connection with FIG. 5 and FIG. 6 to see because these three figures show an image sequence of the threading of the patch on the printed circuit board 4 contact holder 7 in the first housing part 8.
  • Each figure illustrates one of the three steps that are necessary to fix the contact device 3 together with the circuit board 4 in the first housing part 8.
  • the contact device 3 is pushed together with the circuit board 4 under such a cover plate 13 of the first housing part 8 that a threading of the sockets 14 in the elongated recesses 9 of the first housing part 8 is possible.
  • FIG. 5 shows a arranged on a circuit board 4 contact device 3 in the fixation in the first housing part 8.
  • the sockets 14 are inserted into the elongated recesses 9, the circuit board 4 and the cover plate 13 are parallel to each other.
  • FIG. 6 shows a arranged on a printed circuit board 4 contact device 3 in the first housing part 8 in a fixed state.
  • this third step the transition of the contact holder 7 placed on the printed circuit board 4 from the threading region 18 into the fixing region 20 takes place.
  • a horizontal movement is carried out so that contact bodies 26 of the contacts 5 are placed under the finger protection elements 22.
  • the patch on the printed circuit board 4 contact holder 7 is fixed in the housing part 8. The threading process is complete.
  • FIG. 7 shows a section FIG. 6 as an enlarged view of a locking device for fixing the contact holder in the cover plate of the first housing part.
  • the contact body 26 is placed under the finger protection element 22.
  • the contact device 3 is locked to the socket 14 by means of the fixing device 23.
  • the locking works on the spring principle and comes into effect when the socket 14 is pushed by the threading 18 in the fixing area 20.
  • the fixing device 23 a return of the patch on the printed circuit board 4 contact holder 7 is prevented in the Einfädel Scheme 18.
  • a possible movement is excluded vertical to the cover plate 13 because of the finger protection elements 22 and the guide webs 17.
  • the contact device 3 is thus completely fixed and requires for contacting the contact 5 with an electrical mating contact a specially provided plug-in device part, since the contact body 26 bordered from three sides, or is protected.
  • FIG. 8 shows a partially sectioned view of a side plate 16 of the first housing part 8 illustrating the Einfädel Schemees 18 and the fixing portion 20 of the contact device 3.
  • the guide stopper 19 allows in Einfädel Scheme 18 simultaneously bringing and one-sided guiding the mounted on the circuit board 4 contact holder 7.
  • the groove 21 in the fixing region 20 allows the fixation of the contact holder 7 in the vertical direction to the circuit board 4 in combination with the guide web 17, which is guided in the groove 21 like a rail.
  • FIG. 9 shows a side view of the contact 5 with its components, namely the contact foot 25, a resilient connector 27 and the contact body 26.
  • the contact 5 is shown on the circuit board 4, wherein the contact foot 25 is soldered to the circuit board 4.
  • the contact holder 8 is here for reasons of stability flat on the circuit board 4.
  • the elastic connector 27 is provided for intercepting possible mechanical loads of the contact 5.
  • FIG. 10 shows a perspective view of the contact device 3 within a multi-part housing with a vertical section.
  • the contact device 3 is integrated via the first housing part 8 into a housing with further housing parts 11, 12.
  • the second housing part 11 is connected to the housing part 8 by two screws.
  • the housing part 12 is attached to the device part 8 by means of latching fixing devices 23.
  • the vertical section makes it possible to detect the positions of the printed circuit board 4 and the contact holder 7 with pinched contact 5.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kontaktvorrichtung zur SMT-Bestückung auf einer Leiterplatte, wobei die Kontaktvorrichtung zur elektrisch leitenden Verbindung mindestens eines Kontakts der Kontaktvorrichtung mit mindestens einer Leiterbahn der Leiterplatte über mindestens eine Lötstelle vorgesehen ist, wobei die Kontaktvorrichtung einen Kontakthalter zur Aufnahme des Kontakts aufweist, und wobei der Kontakt der Kontaktvorrichtung zur Verbindung mit mindestens einem elektrischen Gegenkontakt vorgesehen ist.
  • Die Erfindung betrifft weiter eine SMT-Steckverbindung mit mindestens einer derartigen Kontaktvorrichtung.
  • Eine derartige Kontaktvorrichtung für SMT-Lötstellen ("Surface Mounting Technology") kommt in der Fertigungstechnik für Leiterplatten zum Einsatz. Baugruppen der SMT, die auch Flachbaugruppen genannt werden, erfordern einen hohen Grad an Standardisierung, die hochwertige Fertigungs- und Bestückungstechniken möglich machen. Jede Vereinfachung, wie zum Beispiel, die Reduktion der Einzelteile der Flachbaugruppen ist von großem Vorteil. SMT hat sich in der Vergangenheit immer mehr gegen die "Trough Hole Technology" (THT) aufgrund der einfachen Fertigung durchgesetzt, obwohl die Festigkeit der SMT-Lötstelle um einen Faktor 5 bis 10 geringer ist, als die einer THT-Lötstelle. Dafür verzichtet SMT auf Löcher in der Platine und spart mindestens einen Arbeitsgang und umständliche Lötverfahren. Ein großer Nachteil der SMT besteht darin, dass sie für bestimmte Bauteile, wie Steckverbindungen oder schwere Bauteile, bei denen eine hohe mechanische Belastung der Lötstellen auftritt, meistens nicht geeignet ist. Aus diesem Grund greift man heute oft für schwere Bauelemente und Steckverbindungen nach wie vor auf die bewährte, arbeitsaufwendigere THT zurück. Dennoch ist es möglich bei bestimmten problematischen Baugruppen die THT zu umgehen. SMT-Steckverbindungen, zum Beispiel, die elektrischen Kontakt von Gegenkontakten (Kontakten außerhalb der Leiterplatte) mit Leiterbahnen der Leiterplatte herstellen sollen, benötigen Hilfskonstruktionen, um eine stabile Verankerung auf der Leiterplatte zu garantieren. Ist eine solche Hilfskonstruktion nicht vorhanden, bringen die SMT-Steckverbindungen in der Regel nicht die nötige Stabilität auf, um die mechanische Belastung aufzunehmen bzw. der Kraftfluß ist nicht auf stabilere Bauelemente umleitbar. Um diesem Problem zu begegnen, können als Hilfskonstruktionen zapfenartige Vorrichtungen, die vertikal zur Leiterplatte ausgerichtet sind und zur Positionierung der Steckverbindung verwendet werden, gleichzeitig zum Auffangen der mechanischen Belastungen parallel zur Leiterplatte dienen. Deshalb ist eine Steckverbindung in der Regel meist so ausgelegt, dass die Bewegung des Steckvorgangs parallel zur Leiterplatte ausgeführt wird, um somit die SMT-Lötstellen zu entlasten.
  • Aus EP 0874421A1 ist ein Stecker bekannt, der über SMT-Lötstellen mit einer Leiterplatte in einem Arbeitsgang mechanisch und elektrisch verbindbar ist. Zum Schutz der SMT-Lötstellen sind am Stecker Zapfen vorgesehen, die in der Leiterplatte versenkt werden und als mechanischer Schutz dienen. Die Steckbewegung erfolgt parallel zu der Leiterplatte und senkrecht zu den Zapfen - ähnlich wie im vorhergehenden Abschnitt beschrieben.
  • Aus US 2003/0224653 A1 ist ein elektrischer Verbinder bekannt, der ein isolierendes Gehäuse aufweist und auf einer Leiterplatte installierbar ist. Dieser weist eine Reihe von Anschlüssen auf, die mit Leiterbahnen der Leiterplatte kontaktierbar sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktvorrichtung der eingangs genannten Art auf SMT Basis anzugeben, die gleichzeitig kostengünstig herstellbar und einfach zu montieren ist.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Kontaktvorrichtung der eingangs genannten Art nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das Gehäuseteil mindestens eine längliche Ausnehmung zur Aufnahme des auf die Leiterplatte aufzusetzenden Kontakthalters aufweist.
  • Die Aufgabe wird weiter durch eine SMT-Steckvorrichtung mit den im Anspruch 19 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Die mechanische Entlastung der SMT-Lötstellen wird durch eine Kontaktvorrichtung bewerkstelligt, die eine Kraftflussumleitung bewirkt. Ein Kraftfluss, der beispielsweise durch die Steckkräfte bei der Kontaktierung der Kontakte mit den elektrischen Gegenkontakten entsteht, wird mittels mindestens eines Anschlages auf das erste Gehäuseteil umgeleitet. Das erste Gehäuseteil fängt somit schädliche mechanische Beanspruchungen ab und kann diese auf weitere Gehäuseteile, und/oder auf das gesamte Gehäuse übertragen. Der Kraftfluss setzt hauptsächlich an den Kontakten an, die in einem Kontakthalter durch Einklemmen fixiert sind. Hierbei stellt der Kontakthalter das mechanische Bindeglied zwischen den Kontakten und dem ersten Gehäuseteil dar. Dadurch, dass der Kontakt im Kontakthalter und der Kontakthalter wiederum im Gehäuseteil arretiert ist, kann der Kraftfluss vom Kontakt über den Kontakthalter auf das erste Gehäuseteil oder auch vom Kontakt direkt auf das erste Gehäuseteil geleitet werden. In beiden Fällen wird der Kraftfluss von der Leiterplatte ferngehalten und die SMT-Lötstelle, als potentieller Überträger des Kraftflusses, entlastet.
  • Die Funktionsweise der SMT-Steckverbindung basiert auf einer derartigen Kontaktvorrichtung, wobei das erste Gehäuseteil der Kontaktvorrichtung derart ausgebildet ist, dass es eine passgenaue Steckvorrichtung für eine Gegensteckvorrichtung bildet, die zur Kontaktierung der Kontakte mit den elektrischen Gegenkontakten vorgesehen ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Kontaktvorrichtung ist mindestens ein Anschlag für den Kontakt angeformt, der zum Abfangen von Zug- und/oder Druckkräften vorgesehen ist, die auf den elektrischen Gegenkontakt einwirken. Damit wird vermieden, dass äußere Kräfte die SMT-Lötstellen belasten.
  • Es ist möglich die Kontaktvorrichtung als Modul auszuführen, da die Kontaktvorrichtung über das erste Gehäuseteil mit weiteren Gehäuseteilen verbindbar ist und somit einen universalen Einsatz ermöglicht.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Kontaktvorrichtung ist das erste Gehäuseteil derart ausgebildet, dass es eine passgenaue Steckvorrichtung für eine Gegensteckvorrichtung bildet, die zur Kontaktierung der Kontakte mit den elektrischen Gegenkontakten vorgesehen ist. Hierdurch ist eine Verwendung der Kontaktvorrichtung, zum Beispiel, als Steckergegenstück möglich und die Kontaktierung einfach und schnell herzustellen, oder zu unterbrechen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist das erste Gehäuseteil eine Deckplatte mit mindestens einer länglichen Ausnehmung auf, womit die Fassungen des Kontakthalters führbar sind und eine einfache Einfädelung in den Fixierbereich ermöglichen. Dies spart Aufwand und Zeit bei der maschinellen oder manuellen Bestückung.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist das erste Gehäuseteil Seitenplatten mit mindestens einer Ausnehmung auf, womit mindestens die Führungsstege des Kontakthalters führbar sind. Diese Ausnehmungen dienen sowohl zur einfachen Einfädelung des Kontakthalters in das Gehäuseteil und führt gleichzeitig in Kombination mit den Distanzstegen an der Unterseite der Deckplatte zu einer stabileren Fixierung des Kontakthalters in der vertikalen Richtung, senkrecht zur Leiterplatte.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weisen die Seitenplatten Ausnehmungen auf, die in einem Einfädelbereich als Anschlag und in einem Fixierbereich als Rille ausgebildet sind. Diese Kombination erlaubt eine Einfädelung der Fassungen des Kontakthalters in die länglichen Ausnehmungen der Deckplatte, bevor der Kontakthalter im Fixierbereich völlig fixiert wird. Es ist eine weitere Vorrichtung um den Einfädelvorgang zu vereinfachen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform sind an der Oberseite der Deckplatte im Fixierbereich des ersten Gehäuseteils Fingerschutzelemente angeformt. Diese Fingerschutzelemente verhindern ungewollte Berührung durch den Benutzer beim Abziehen oder Verbinden des elektrischen Gegenkontaktes. Sie verhindern weiterhin ungewollte Kontaktierungen mit anderen metallischen Teilen, die einen Kurzschluss verursachen könnten, oder die Berührung durch andere Gegenstände oder Materialien, die den Kontakt auf Dauer verschmutzen könnten. Optional ist es möglich die Fingerschutzelemente als passgenaue Steckvorrichtung formende Elemente vorzusehen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist mindestens eine Fixiervorrichtung zur Feststellung des Kontakthalters im Fixierbereich vorgesehen, um den Kontakthalter in horizontaler Richtung zur Leiterplatte festzustellen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist der Kontakt in verschiedene Segmente mit unterschiedlichen Funktionen eingeteilt. Der Kontakt weist eine kleine vorstehende Spitze auf, die als Kontaktfuß zur Verlötung mit der Leiterplatte vorgesehen ist. Weiterhin beinhaltet der Kontakt einen Kontaktkörper zur Verbindung mit dem elektrischen Gegenkontakt, der flach und großflächig geformt ist. Der Kontaktkörper und der Kontaktfuß sind optional mit einem elastischen, leitenden Verbindungsstück verbunden, welches mechanische Belastung aufnehmen kann.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist der Kontakt zum direkten Stecken und zur einfachen Fixierung durch Einklemmen in den Kontakthalter vorgesehen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist der Kontakthalter an seiner Unterseite an den Kontakthalter angeformte Führungselemente zur passgenauen Platzierung des Kontakthalters in Führungslöchern auf, die in der Leiterplatte entsprechend der Anordnung der Führungselemente vorgesehen sind. Dadurch soll die Positionierung der Kontaktvorrichtung auf der Leiterplatte erleichtert werden. Optional ist es möglich die Führungselemente als Einpreß-Stifte auszuführen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist der Kontakthalter an der Oberseite mindestens eine Fassung für den Kontaktkörper auf, die zu Führungszwecken beim Einfädelvorgang verwendet werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist der Kontakthalter mindestens eine Aussparung an der Unterseite auf, die zur Aufnahme des Kontaktfußes des Kontaktes im Kontakthalter vorgesehen ist. Damit liegt er Kontakthalter flach auf der Leiterplatte auf.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist eine einstückige Vorrichtung die Funktionsmittel des Kontakthalters und des ersten Gehäuseteils auf, wodurch die Anzahl der Bestandteile der Kontaktvorrichtung reduziert und/oder der Bestückungsprozess vereinfacht wird.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform einer SMT-Steckverbindung weist die SMT-Steckverbindung ein aus mindestens einem elektrischen Gegenkontakt bestehendes Steckverbindungsteil zur Kontaktierung mit dem Kontakt der Kontaktvorrichtung auf, wodurch eine unkomplizierte, schnelle und/oder sichere Kontaktierung über das Steckerprinzip ermöglicht wird.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
    • FIG 1
    einen Kontakthalter einer Kontaktvorrichtung mit Kontakten in einer perspektivischen Ansicht,
    FIG 2
    den Kontakthalter aus Figur 1 in einer weiteren perspektivischen Ansicht,
    FIG 3
    eine Kontaktvorrichtung mit erstem Gehäuseteil und Leiterplatte in Explosionsdarstellung,
    FIG 4
    eine auf einer Leiterplatte angeordnete Kontaktvor- richtung beim Einfädeln in das erste Gehäuseteil,
    FIG 5
    eine auf einer Leiterplatte angeordnete Kontaktvor- richtung bei der Fixierung im ersten Gehäuseteil,
    FIG 6
    eine auf einer Leiterplatte angeordnete Kontaktvor- richtung im fixierten Zustand im ersten Gehäuse- teil,
    FIG 7
    einen Ausschnitt aus Figur 6 als vergrößerte An- sicht einer Arretiervorrichtung zur Fixierung des Kontakthalters in der Deckplatte des ersten Gehäu- seteils,
    FIG 8
    eine teilweise geschnittene Ansicht einer Seiten- platte des ersten Gehäuseteils zur Veranschauli- chung des Einfädelbereiches und des Fixierbereiches der Kontaktvorrichtung,
    FIG 9
    eine Seitenansicht des Kontaktes mit seinen Be- standteilen innerhalb der Kontaktvorrichtung und
    FIG 10
    eine perspektivische Ansicht der Kontaktvorrichtung innerhalb eines mehrteiligen Gehäuses mit vertika- lem Schnitt.
  • FIG 1 zeigt einen Kontakthalter 7 einer Kontaktvorrichtung 3 mit Kontakten 5 in einer perspektivischen Ansicht. Der Kontakthalter 7 trägt im Ausführungsbeispiel sechs Kontakte 5, wobei nur Teile des Kontaktes 5, nämlich ein Kontaktfuß 25 und ein Kontaktkörper 26 in der Figur 1 zu erkennen sind. Die Fixierung der Kontakte 5 erfolgt durch Einklemmen in Fassungen 14 des Kontakthalters 7. Sechs Aussparungen 30 an der langen Vorderseite des Kontakthalters 7, entlang der aufgereihten Kontakte 5, sind für die Kontaktfüße 25 vorgesehen. Mit Hilfe dieser Aussparungen 30 ist es möglich, die Kontaktvorrichtung 3 auch mit eingeklemmten Kontakten 5 flach auf die Leiterplatte 4 aufzusetzen. Zudem trägt die Kontaktvorrichtung 3 auf dem Kontakthalter 7 bzw. an beiden kurzen Seitenflächen jeweils ein Führungssteg 17. Die Führungsstege 17 gewährleisten eine problemlose Einfädelung des Kontakthalters 7 in ein erstes Gehäuseteil 8. Die Einfädelung wird mit drei Einfädelungsschritten in den Figuren 4, 5 und 6 dargestellt. FIG 2 zeigt den Kontakthalter 7 aus Figur 1 in einer weiteren perspektivischen Ansicht, die es erlaubt die der Leiterplatte 4 zugewandten Unterseite des Kontakthalters 7 einzusehen. Neben den Aussparungen 30 für die Kontaktfüße 25 sind auch die angeformten Führungselemente 28 zu erkennen, deren Anzahl und Form je nach Bedarf angepasst werden kann.
  • FIG 3 zeigt die Kontaktvorrichtung 3 mit dem ersten Gehäuseteil 8 und der Leiterplatte 4 in einer Explosionsdarstellung. Unten befindet sich die Leiterplatte 4 mit Führungslöchern 29, darüber die angepasste Kontaktvorrichtung 3, bestehend aus dem Kontakthalter 7 mit den Kontakten 5 und dem Geräteteil 8. Die Kontaktvorrichtung 3 ist für die direkte Bestückung der Leiterplatte 4 per SMT-Technik vorgesehen und kann direkt auf der Leiterplatte 4 positioniert, beziehungsweise die Kontaktfüße 25 verlötet werden. Neben der Verlötung der Kontaktfüße 25 werden auch die angeformten Führungselemente 28 der Kontaktvorrichtung 3 in die dafür vorgesehenen Führungslöcher 29 der Leiterplatte 4 eingeführt. Die Führungselemente 28 können optional als Einpreß-Stifte ausgeführt sein, wobei auch eine andere Anzahl der Führungselemente 28 bzw. der Führungslöcher 29 denkbar ist. Das erste Geräteteil 8 ist dafür vorgesehen, die Kontaktvorrichtung 3 zusammen mit der Leiterplatte 4 in den länglichen Ausnehmungen 9 zu führen. Das erste Gehäuseteil 8 ist dafür vorgesehen, die Kontaktvorrichtung 3 zu schützen und/oder die Verbindung zu anderen Gehäuseteilen 11,12 zu ermöglichen und/oder eine Steckverbindung für die Kontakte 5 zu bilden.
  • FIG 4 zeigt eine auf einer Leiterplatte 4 angeordnete Kontaktvorrichtung 3 beim Einfädeln in das erste Gehäuseteil 8. Diese Figur ist in Zusammenhang mit Figur 5 und Figur 6 zu sehen, da diese drei Figuren eine Bildsequenz des Einfädelvorgangs des auf die Leiterplatte 4 aufgesetzten Kontakthalters 7 in das erste Gehäuseteil 8 zeigen. Jede Figur verdeutlicht einen der drei Schritte die notwendig sind, um die Kontaktvorrichtung 3 zusammen mit der Leiterplatte 4 im ersten Gehäuseteil 8 zu fixieren. Im ersten Schritt wird die Kontaktvorrichtung 3 zusammen mit der Leiterplatte 4 derart unter eine Deckplatte 13 des ersten Gehäuseteils 8 geschoben, dass eine Einfädelung der Fassungen 14 in die länglichen Ausnehmungen 9 des ersten Gehäuseteils 8 möglich ist.
  • FIG 5 zeigt eine auf einer Leiterplatte 4 angeordnete Kontaktvorrichtung 3 bei der Fixierung im ersten Gehäuseteil 8. Im diesem zweiten Schritt werden die Fassungen 14 in die länglichen Ausnehmungen 9 eingeführt, wobei die Leiterplatte 4 und die Deckplatte 13 parallel zueinander liegen.
  • FIG 6 zeigt eine auf einer Leiterplatte 4 angeordnete Kontaktvorrichtung 3 im ersten Gehäuseteil 8 in fixiertem Zustand. Im diesem dritten Schritt erfolgt der Übergang des auf die Leiterplatte 4 aufgesetzten Kontakthalters 7 vom Einfädelbereich 18 in den Fixierbereich 20. Hierzu wird eine horizontale Bewegung ausgeführt, so dass Kontaktkörper 26 der Kontakte 5 unter den Fingerschutzelementen 22 platziert werden. Nach der Ausführung des dritten Schrittes ist der auf die Leiterplatte 4 aufgesetzte Kontakthalter 7 im Gehäuseteil 8 fixiert. Der Einfädelvorgang ist abgeschlossen.
  • FIG 7 zeigt einen Ausschnitt aus Figur 6 als vergrößerte Ansicht einer Arretiervorrichtung zur Fixierung des Kontakthalters in der Deckplatte des ersten Gehäuseteils. Hier ist nochmals im Detail gezeigt, wie der Kontaktkörper 26 unter dem Fingerschutzelement 22 platziert ist. Außerdem kann man erkennen, dass die Kontaktvorrichtung 3 an der Fassung 14 mit Hilfe der Fixiervorrichtung 23 arretiert ist. Die Arretierung funktioniert nach dem Federprinzip und tritt in Effekt, wenn die Fassung 14 vom Einfädelbereich 18 in den Fixierbereich 20 geschoben wird. Durch die Fixiervorrichtung 23 wird eine Rückkehr des auf die Leiterplatte 4 aufgesetzten Kontakthalters 7 in den Einfädelbereich 18 verhindert. Weiterhin ist eine mögliche Bewegung vertikal zur Deckplatte 13 wegen der Fingerschutzelemente 22 und der Führungsstege 17 ausgeschlossen. Die Kontaktvorrichtung 3 ist somit vollständig fixiert und erfordert für eine Kontaktierung des Kontaktes 5 mit einem elektrischen Gegenkontakt einen speziell dafür vorgesehenen Steckvorrichtungsteil, da der Kontaktkörper 26 von drei Seiten eingefasst, beziehungsweise geschützt ist.
  • FIG 8 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht einer Seitenplatte 16 des ersten Gehäuseteils 8 zur Veranschaulichung des Einfädelbereiches 18 und des Fixierbereiches 20 der Kontaktvorrichtung 3. Der Führungsanschlag 19 ermöglicht im Einfädelbereich 18 gleichzeitig das Heranbringen und das einseitige Führen des auf die Leiterplatte 4 aufgesetzten Kontakthalters 7. Die Rille 21 im Fixierbereich 20 ermöglicht die Fixierung des Kontakthalters 7 in vertikaler Richtung zur Leiterplatte 4 in Kombination mit dem Führungssteg 17, der in der Rille 21 schienenartig geführt wird.
  • FIG 9 zeigt eine Seitenansicht des Kontaktes 5 mit seinen Bestandteilen, nämlich dem Kontaktfuß 25, einem elastischen Verbindungsstück 27 und dem Kontaktkörper 26. Der Kontakt 5 ist auf der Leiterplatte 4 gezeigt, wobei der Kontaktfuß 25 auf der Leiterplatte 4 angelötet ist. Der Kontakthalter 8 steht hierbei aus Stabilitätsgründen flach auf der Leiterplatte 4. Das elastische Verbindungsstück 27 ist zum Abfangen möglicher mechanischer Belastungen des Kontaktes 5 vorgesehen.
  • FIG 10 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kontaktvorrichtung 3 innerhalb eines mehrteiligen Gehäuses mit vertikalem Schnitt. In dieser Figur ist die Kontaktvorrichtung 3 über das erste Gehäuseteil 8 in ein Gehäuse mit weiteren Gehäuseteilen 11,12 integriert. Im Ausführungsbeispiel ist das zweite Gehäuseteil 11 mit dem Gehäuseteil 8 durch zwei Schrauben verbunden. Das Gehäuseteil 12 ist mittels einrastender Fixiervorrichtungen 23 an dem Geräteteil 8 angebracht. Der vertikale Schnitt erlaubt es, die Positionen der Leiterplatte 4 und des Kontakthalters 7 mit eingeklemmten Kontakt 5 zu erkennen.

Claims (20)

  1. Kontaktvorrichtung (3) zur SMT-Bestückung auf einer Leiterplatte (4), wobei
    • die Kontaktvorrichtung (3) zur elektrisch leitenden Verbindung mindestens eines Kontaktes (5) der Kontaktvorrichtung (3) mit mindestens einer Leiterbahn (6) der Leiterplatte (4) über mindestens eine Lötstelle vorgesehen ist,
    • die Kontaktvorrichtung (3) einen Kontakthalter (7) zur Aufnahme des Kontakts (5) aufweist,
    • der Kontakt (5) der Kontaktvorrichtung (3) zur Verbindung mit mindestens einem elektrischen Gegenkontakt vorgesehen ist,
    • die Kontaktvorrichtung (3) ein erstes Gehäuseteil (8) aufweist,
    • an dem ersten Gehäuseteil (8) mindestens ein Anschlag (10) für den Kontakt (5) angeformt ist, der zum Abfangen von Steckkräften bei der Kontaktierung des Kontaktes (5) mit einem elektrischen Gegenkontakt vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    • das erste Gehäuseteil (8) mindestens eine längliche Ausnehmung (9) zur Aufnahme des auf die Leiterplatte (4) aufzusetzenden Kontakthalters (7) aufweist.
  2. Kontaktvorrichtung (3) nach Anspruch 1, wobei der Anschlag (10) zum Abfangen von Zug- und/oder Druckkräften, die am elektrischen Gegenkontakt angreifen, vorgesehen ist.
  3. Kontaktvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das erste Gehäuseteil (8) mit weiteren Gehäuseteilen (11,12) verbindbar ist.
  4. Kontaktvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Gehäuseteil (8) derart ausgebildet ist, dass es eine passgenaue Steckvorrichtung für eine Gegensteckvorrichtung bildet, die zur Kontaktierung des Kontaktes (5) mit dem elektrischen Gegenkontakt vorgesehen ist.
  5. Kontaktvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Gehäuseteil (8) eine Deckplatte (13), in welcher sich die Ausnehmung befindet, aufweist, womit Fassungen (14) des Kontakthalters (7) führbar sind.
  6. Kontaktvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einer Ausnehmung (15) einer Seitenplatte (16) des ersten Gehäuseteiles (8) ein Führungssteg (17) des Kontakthalters (3) führbar ist.
  7. Kontaktvorrichtung (3) nach Anspruch 6, wobei die Ausnehmung (15) in einem Einfädelbereich (18) als Führungsanschlag (19) und in einem Fixierbereich (20) als Rille (21) ausgebildet ist.
  8. Kontaktvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Gehäuseteil (8) zur Abdeckung und zum Schutz des Kontaktes (5) vorgesehen ist.
  9. Kontaktvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 5-8, wobei an der Oberseite der Deckplatte (13) im Fixierbereich (20) des ersten Gehäuseteils (8) mindestens ein Fingerschutzelement (22) angeformt ist.
  10. Kontaktvorrichtung (3) nach Anspruch 9, wobei das Fingerschutzelement (22) zur Bildung der passgenauen Steckvorrichtung vorgesehen ist.
  11. Kontaktvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Fixiervorrichtung (23) zur Feststellung des Kontakthalters (7) im Fixierbereich (20) vorgesehen ist.
  12. Kontaktvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Unterseite der Deckplatte (13) mindestens ein Distanzsteg (24) angeformt ist.
  13. Kontaktvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontakt (5) einen Kontaktfuß (25) zur Verlötung mit der Leiterplatte (4) und einen Kontaktkörper (26) zur Verbindung mit dem elektrischen Gegenkontakt aufweist.
  14. Kontaktvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontakt (5) ein elastisches Verbindungsstück (26) zur Verbindung des Kontaktfußes (25) mit dem Kontaktkörper (26) aufweist.
  15. Kontaktvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontakt (5) zum Stecken und zur Fixierung durch Einklemmen in den Kontakthalter (7) vorgesehen ist.
  16. Kontaktvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontakthalter (7) an seiner Unterseite an den Kontakthalter (7) angeformte Führungselemente (28) zur passgenauen Platzierung des Kontakthalters (7) in Führungslöchern (29) aufweist, die in der Leiterplatte (4) entsprechend der Anordnung der Führungselemente (28) vorgesehen sind.
  17. Kontaktvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontakthalter (7) an der Oberseite mindestens eine Fassung (14) für den Kontaktkörper (26) aufweist.
  18. Kontaktvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontakthalter (7) mindestens eine Aussparung (30) an der Unterseite aufweist, die zur Aufnahme des Kontaktfußes (25) des Kontaktes (5) im Kontakthalter (7) vorgesehen ist.
  19. SMT-Steckverbindung mit mindestens einer Kontaktvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche von 1 bis 18.
  20. SMT-Steckverbindung nach Anspruch 19, wobei die SMT-Steckverbindung ein aus mindestens einem elektrischen Gegenkontakt bestehenden Steckverbindungsteil zur Kontaktierung mit dem Kontakt (5) der Kontaktvorrichtung (3) aufweist.
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