EP2287971B1 - Board-to-Board Connector und Verfahren zum Herstellen desselben - Google Patents

Board-to-Board Connector und Verfahren zum Herstellen desselben Download PDF

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EP2287971B1
EP2287971B1 EP10007926.8A EP10007926A EP2287971B1 EP 2287971 B1 EP2287971 B1 EP 2287971B1 EP 10007926 A EP10007926 A EP 10007926A EP 2287971 B1 EP2287971 B1 EP 2287971B1
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EP
European Patent Office
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contact
circuit board
board
spring
printed circuit
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Savvas Valsamakis
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Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Original Assignee
Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
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    • 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
    • H01R12/72—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/721—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures cooperating directly with the edge of the rigid printed circuits
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    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/7005—Guiding, mounting, polarizing or locking means; Extractors
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    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/82—Coupling devices connected with low or zero insertion force
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    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/629—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances
    • H01R13/631—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances for engagement only

Definitions

  • the invention relates to a connector for connecting printed circuit boards and / or plug-in boards, i. a so-called board-to-board connector. Furthermore, the invention relates to a method for forming such a connector.
  • Connectors of the so-called board-to-board type are used in particular in computers for connecting two circuit boards by the board-to-board connector is mounted on a circuit board and electrically contacted, for example via screws and corresponding solder pins, while the second circuit board or a Plug-in card is inserted into a slot of the board-to-board connector.
  • In this slot are contacts that contact corresponding contacts at one edge of the plug-in card when plugging and clamp the plug-in card in a resilient manner, so that the insertion of the plug-in card simultaneously causes an electrical contact and a mounting of the plug-in card or circuit board.
  • US Pat. No. 6,309,254 B1 discloses an over-dock damping card edge connector having a card receiving slot and contacts with cantilevers 6. When a card is inserted into the card receiving slot, the cantilevers of the contact are deflected so that they touch each other.
  • US 61 49 467 A discloses a contact assembly for use with a high speed transmission having a main arm and an auxiliary arm both deflected outwardly and engaged with each other in the mounted state of a module.
  • US 6,162,102 A discloses a contact assembly for use with a high speed transmission in which, upon insertion of a card into a central slot of the connector, a distal end of a first resilient contact arm engages a distal end of a second resilient contact arm to move outwardly together.
  • the object of the invention is therefore to provide a novel board-to-board connector, which can ensure a secure attachment of a printed circuit board or a plug-in card and a secure contacting of the contacts, especially in a vibrating environment.
  • the additional spring causes a much stiffer spring characteristic or a steeper spring characteristic, so that contact bruising and / or lifting of a contact are avoided by a mating contact of the circuit board. In this way a secure signal transmission is ensured.
  • the inserted into the recording circuit board or plug-in card is clamped with a larger force, so that a vibration-proof mounting of the circuit board or plug-in card is guaranteed.
  • the additional spring is designed so that it is deformed only after a predetermined travel of the contact tongue to apply a spring force, a progressive spring characteristic is provided so that a natural frequency of the vibration of the circuit board changes instantaneously or abruptly. In this way, a possibly occurring vibration of the inserted printed circuit board is brought to a standstill within the shortest possible time substantially.
  • a spring characteristic is provided, which has a bend after a certain travel and is much steeper. Up to this predetermined or predeterminable spring travel only the resilient contact tongue and after this predetermined or predeterminable spring travel acts both the resilient contact tongue and additionally the additional spring. Thus, the spring forces of both springs add up to the predetermined travel, while up to this predetermined travel only one spring (resilient contact tongue) acts.
  • the contact consists of an embossed or stamped plate and / or has in one piece the contact tongue and the auxiliary spring.
  • the one-piece or integral construction leads to low production costs and to a simple and compact design. In addition, mounting the contact is very easy.
  • each contact further comprises a solder tag or a contact pin.
  • the resilient contact tongue on its free end on a curved contact loop.
  • a printed circuit board By providing the curved contact loop at the free end of the resilient contact tongue, a printed circuit board can be guided with its edge at the curvature of the contact loop to slide smoothly into the receptacle into it. A chamfer or bevel or the like on the circuit board is not necessary. Therefore, the circuit board can be produced at a lower manufacturing cost.
  • a connector housing at one end of the receptacle on a contact portion and at the other end a spring for pressing the circuit board against the abutment portion.
  • the abutment portion on the connector housing in particular in conjunction with the spring at the opposite end of the housing to a predetermined positioning or orientation of an inserted circuit board or plug-in card.
  • the inserted circuit board is positioned so that formed on the edge of the circuit board mating contacts with the contacts of the connector are precisely aligned and securely contacted.
  • the connector housing at both ends of the receptacle on a support surface for placing the circuit board and / or a threaded bore for screwing the circuit board, wherein the support surface is preferably formed as a grounding plate.
  • the support surface provides a predetermined positioning of the circuit board in a transverse direction of the receptacle, that is to say in a direction in which the contact tongues spring. This ensures that both contacts on the upper side of the receptacle and contacts on the lower side of the receptacle are pressed with a predetermined or predeterminable force against the mating contacts of the printed circuit board to ensure a secure contact. More preferably, contacts are on one of the upper and lower sides the slot-like receptacle are arranged, the auxiliary spring, while arranged on the other opposite side contacts have a spring stop for limiting the spring travel of the resilient contact tongue.
  • an additional vibration damping is provided because an additional high force is applied to the resilient contact tongue and the circuit board by the impact with the spring stop due to its rigidity, after a certain Travel of the additional spring to provide additional damping of vibration.
  • the contact (16) is formed from an embossed or stamped plate and / or the contact (16) is formed integrally with the contact tongue (162) and the auxiliary spring (164).
  • a connector housing 18 of a connector 10 has a receptacle 12 for receiving or insertion of a (not shown) printed circuit board L1 or plug-in card or the like.
  • a plurality of contacts 14, 16 are arranged, which can resiliently clamp the circuit board L1 between them and can contact.
  • the connector housing 18 has a lateral stop 182 for the positioning of a printed circuit board L1 to be inserted and at the opposite lateral end a spring 20 which presses an inserted circuit board L1 against the stop 182.
  • tapped holes 186 or screw holes or the like for fixing the printed circuit board L1 to the opposite lateral ends of the housing 18 are arranged.
  • These threaded holes 186 or screw holes or the like are also bearing surfaces 184, which provide vertical positioning of a circuit board jossteckenden L1. In this way, a printed circuit board L1 to be inserted is positioned in the vertical direction so that a sufficient spring force of both the upper contacts 14 and the lower contacts 16 acts on the printed circuit board L1 to be inserted.
  • an inserted circuit board L1 is fixed to the board-to-board connector 10 via a pair of screws S, S and the threaded bores 186, 186.
  • the support surface 184 is formed by a ground plate 30, which on the one hand creates a predetermined or specifiable positioning of the circuit board L1 on the board-to-board connector 10 and on the other hand provides a large area for grounding of the circuit board L1.
  • the grounding plate 30 is further connected to a corresponding grounding contact (not shown) of the circuit board L2.
  • the board-to-board connector is soldered, for example via corresponding (not shown) solder tails on the circuit board L2.
  • the soldering of the contacts 14, 16 of the board-to-board connector 10 to the circuit board L2 is a preferred contacting of the contacts 14, 16 to corresponding (not shown) trace of the circuit board L2.
  • FIGS. 4 and 5 a detail view of the contacts 14 and 16 is shown. It shows Fig. 4 in particular a lower contact which is to be arranged on a lower side of the receptacle 12 of the connector 10 and Fig. 5 shows an upper contact 14, which is arranged on an upper side of the receptacle 12 of the connector 10.
  • a lower side of the receptacle 12 is here referred to as a side near a circuit board L2, ie near a circuit board on which the board-to-board connector 10 is to be arranged.
  • a side remote from the circuit board L2 is referred to.
  • upper contacts 14 and lower contacts 16 are each formed with resilient contact tongues 142, 162 and lower contacts 16 are additionally formed with an auxiliary spring 164, while the upper contacts 14 are formed without additional spring. It is understood that both the upper and lower contacts may be formed with the auxiliary spring or vice versa to the preferred embodiment, only the upper contacts may be formed with the auxiliary spring to form the lower contacts without additional spring.
  • the resilient contact tongues 142, 162 are formed at a front free end with a contact loop 148, 168 which forms a curved shape, so that at a front free end, where a participatedsteckende printed circuit board L1 contacts the contact blades 142, 162 in contact, a sloping curved shape is provided.
  • the circuit board L1 during insertion in a gentle manner with the resilient contact tongues 142, 162 and their free ends 148, 168 come into contact and is guided by this into the receptacle 12.
  • a chamfer of the circuit board L1 or chamfer or the like is not required due to the curved shape of the contact loops 148, 168, so that the manufacturing cost of the circuit board L1 is small.
  • the circuit board L1 By positioning the circuit board L1 in the lateral direction via the stopper 182 and the spring 20 attached to the opposite side end, as well as the vertical positioning of the circuit board L1 via the support surfaces 184, 184, the circuit board L1 is disposed at a predetermined position within the receptacle 12. In this position, a predetermined resilient contact force of the contact blades 142, 162 acts on corresponding mating contacts (not shown) of the circuit board L1, which are positioned at a peripheral portion of the circuit board L1. Thus, a secure contact of mating contacts of the circuit board L1 is ensured with the contacts 14, 16 of the connector 10, when the circuit board L1 is inserted substantially completely into the receptacle 12.
  • At least one of the lower contacts 16, preferably all lower contacts 16 further have an additional spring 164, which preferably only after a certain predetermined spring travel of the resilient contact tongue 162 against the resilient contact tongue 162 presses to significantly increase a spring stiffness.
  • the resilient contact tongue 162 comes after the predetermined spring travel a in contact with the auxiliary spring 164 to resiliently support this.
  • Such a progressive spring characteristic is provided to let act according to the predetermined spring a both springs 162, 164, while up to the predetermined spring a only the resilient contact tongue 162 acts alone.
  • a spring characteristic results in such a way that up to the predetermined spring travel a is a spring characteristic with low slope and after the spring travel a is a spring characteristic with high slope.
  • spring stops for the upper resilient contact tongues 142 are provided on the connector housing 18, which come in contact with a certain predetermined spring deflection of the resilient contact tongue 142 in particular with the contact loop 148. Such will be another Stiffening of the spring-mass system provided.
  • the contacts 14, 16 are inserted into corresponding slots of the connector housing 18 and positioned via positioning lugs 147, 167 in a vertical and a lateral position within the slot provided in the housing 18.
  • teeth 149, 169 are disposed on the contacts 16 to provide for hooking or engagement of the contacts 14, 16 in the plastic connector housing 18.
  • solder tails 146, 166 for soldering the contacts 14, 16 to a printed circuit board L2 are preferably provided on a lower side of the contacts 14, 16, to which the connector 10 is preferably fixed by soldering the solder tails 146, 166.
  • the board-to-board connector 10 can also be attached and contacted in other ways to the circuit board L2, for example by screws or clamps or the like.
  • the contacts 14, 16 are preferably stamped or punched from a conductive material such as copper or a corresponding alloy.
  • a contact 14, 16 is punched and stamped from a plate-like conductive semifinished product or material to have resilient contact tongues 142, 162, solder tails 146, 166, positioning tabs 147, 167 and the auxiliary spring 164 in integral or integral fashion.
  • This auxiliary spring 164 can thus be made in one step with the manufacture of the contact 16 and assembly and positioning of the auxiliary spring 164 is not required.
  • the board-to-board connector 10 has a very good capacitive property, and there is no need for an additional ground line for grounding the inserted plate L1 to the base plate L2 be provided.
  • the connector according to the invention or board-to-board connector can be used in particular in a vibrating environment such as a tool or construction machine, a motor vehicle or any other vibrating tool or component.
  • a vibrating environment such as a tool or construction machine, a motor vehicle or any other vibrating tool or component.
  • the connector 10 according to the invention can also be used in other applications, for example in computers.
  • the connector 10 according to the invention is used in navigation systems and car radios of motor vehicles and also in portable computers, such as laptops, which are also exposed to vibrations and vibrations or vibrations when used during a train journey.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verbinder zum Verbinden von Leiterplatten und/oder Steckplatten, d.h. einen sogenannten Board-to-Board Connector. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausbilden eines derartigen Verbinders.
  • Verbinder der sogenannten Board-to-Board Art werden insbesondere in Computern zum Verbinden von zwei Leiterplatten verwendet, indem der Board-to-Board Connector auf einer Leiterplatte befestigt und elektrisch kontaktiert ist, beispielsweise über Schrauben und entsprechende Lötstifte, während die zweite Leiterplatte oder eine Steckkarte in einen Schlitz des Board-to-Board Connectors eingesteckt wird. In diesem Schlitz befinden sich Kontakte, die entsprechende Kontakte an einem Rand der Steckkarte beim Einstecken kontaktieren und die Steckkarte auf federnde Weise klemmen, so daß das Einstecken der Steckkarte gleichzeitig eine elektrische Kontaktierung und eine Befestigung der Steckkarte oder Leiterplatte bewirkt.
  • In einer vibrierenden Umgebung, wie beispielsweise in einer Werkzeug- oder Baumaschine oder einem Kraftfahrzeug oder in einem in während einer Bahnfahrt verwendeten tragbaren Computer (Laptop) oder dergleichen, kann es jedoch zu Kontaktprellungen bzw. Schwingungen der Kontakte innerhalb des Board-to-Board Connectors kommen, so daß eine Signalstörung wie beispielsweise eine Unterbrechung eines Signals auftreten kann.
  • US 6 309 254 B1 offenbart einen Kartenkantenverbinder mit Überkopplunasdämpfung, der einen Kartenaufnahmeschlitz und Kontakte mit Kragarmen 6aufweist. Wenn eine Karte in den Kartenaufnahmeschlitz eingeführt ist, sind die Kragarme des Kontakts so ausgelenkt, dass sie sich berühren.
  • US 61 49 467 A offenbart eine Kontaktanordnung für die Verwendung mit einer Hochgeschwindigkeitsübertragung mit einem Hauptarm und einem Hilfsarm, die im montierten Zustand eines Moduls beide nach außen abgelenkt sind und sich in Eingriff miteinander befinden.
  • US 6 162 102 A offenbart eine Kontaktanordnung für die Verwendung mit einer Hochgeschwindigkeitsübertragung, bei der beim Einstecken einer Karte in einen zentralen Schlitz des Verbinders ein distales Ende eines ersten elastischen Kontaktauslegers mit einem distalen Ende eines zweiten elastischen Kontaktauslegers in Eingriff tritt, um sich gemeinsam auswärts zu bewegen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht somit in der Schaffung eines neuartigen Board-to-Board Connectors, der insbesondere in einer vibrierenden Umgebung eine sichere Befestigung einer Leiterplatte bzw. einer Steckkarte sowie eine sichere Kontaktierung der Kontakte gewährleisten kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verbinder (Board-to-Board Connector) mit folgenden Bauteilen geschaffen:
    • einer schlitzartigen Aufnahme zum teilweisen Aufnehmen und/oder Einstecken bzw. Befestigen und/oder Verbinden und/oder Kontaktieren einer Leiterplatte oder Steckkarte;
    • einer Vielzahl von Kontakten, die an einer oberen und einer unteren Seite der schlitzartigen Aufnahme vorgesehen sind und die Leiterplatte oder Steckkarte federnd klemmen können;
    • wobei jeder Kontakt eine federnde Kontaktzunge zum Kontaktieren und Klemmen der Leiterplatte aufweist und zumindest ein Kontakt eine Zusatzfeder aufweist, die die federnde Kontaktzunge abstützen kann und derart konfiguriert ist, dass bei eingesteckter Leiterplatte oder Steckkarte die Kontaktzunge erst nach einem vorgegebenen Federweg der Kontaktzunge durch die Zusatzfeder abgestützt wird, um Schwingungen der federnden Kontaktzungen durch in Kontakt treten mit der Zusatzfeder auf schnelle Weise zu dämpfen, indem durch Aufschlagen der federnden Kontaktzunge auf die Zusatzfeder die Eigenfrequenz plötzlich geändert wird.
  • Die Zusatzfeder bewirkt eine wesentlich steifere Federcharakteristik bzw. eine steilere Federkennlinie, so daß Kontaktprellungen und/oder ein Abheben eines Kontakts von einem Gegenkontakt der Leiterplatte vermieden werden. Auf diese Weise wird eine sichere Signalübertragung gewährleistet. Darüber hinaus wird die in die Aufnahme eingesteckte Leiterplatte oder Steckkarte mit einer größeren Kraft geklemmt, so daß eine vibrationssichere Befestigung der Leiterplatte oder Steckkarte gewährleistet ist.
  • Indem die Zusatzfeder so gestaltet ist, daß sie erst nach einem vorgegebenen Federweg der Kontaktzunge verformt wird, um eine Federkraft aufzubringen, wird eine progressive Federkennlinie vorgesehen, so daß sich eine Eigenfrequenz der Schwingung der Leiterplatte instantan oder schlagartig verändert. Auf diese Weise wird eine eventuell auftretende Schwingung der eingesteckten Leiterplatte innerhalb der kürzestmöglichen Zeit im wesentlichen zum Stillstand gebracht. In anderen Worten wird eine Federkennlinie vorgesehen, die nach einem gewissen Federweg einen Knick aufweist und wesentlich steiler wird. Bis zu diesem vorgegebenen oder vorgebbaren Federweg wirkt nur die federnde Kontaktzunge und nach diesem vorgegebenen oder vorgebbaren Federweg wirkt sowohl die federnde Kontaktzunge und zusätzlich die Zusatzfeder. Somit addieren sich die Federkräfte beider Federn nach dem vorgegebenen Federweg, während bis zu diesem vorgegebenen Federweg nur eine Feder (federnde Kontaktzunge) wirkt.
  • Somit ist einerseits ein leichtes Einstecken der Leiterplatte oder Steckkarte in die Aufnahme gewährleistet, während andererseits eine hohe klemmende Kraft im Falle des Auftretens einer Vibration sowie eine sichere Kontaktierung in der vibrierenden Umgebung gewährleistet wird.
  • Vorzugsweise besteht der Kontakt aus einer geprägten oder gestanzten Platte und/oder weist auf einstückige Weise die Kontaktzunge und die Zusatzfeder auf.
  • Die einstückige oder integrale Bauweise führt zu niedrigen Herstellungskosten und zu einer einfachen und kompakten Bauweise. Darüber hinaus ist eine Montage des Kontakts sehr einfach.
  • Vorzugsweise weist jeder Kontakt des weiteren eine Lötfahne oder einen Kontaktstift auf.
  • Weiter bevorzugt weist die federnde Kontaktzunge an ihrem freien Ende eine gekrümmte Kontaktschleife auf.
  • Durch das Vorsehen der gekrümmten Kontaktschleife an dem freien Ende der federnden Kontaktzunge kann eine Leiterplatte mit ihrem Rand an der Krümmung der Kontaktschleife geführt werden, um sanft in die Aufnahme hinein zu gleiten. Eine Anschrägung oder eine Fase oder dergleichen an der Leiterplatte ist nicht notwendig. Deshalb kann die Leiterplatte mit geringeren Herstellkosten produziert werden.
  • Vorzugsweise weist ein Verbindergehäuse an einem Ende der Aufnahme einen Anlageabschnitt und an dem anderen Ende eine Feder zum Drücken der Leiterplatte gegen den Anlageabschnitt auf.
  • Der Anlageabschnitt an dem Verbindergehäuse sorgt insbesondere in Verbindung mit der Feder an dem entgegengesetzten Ende des Gehäuses zu einer vorgegebenen Positionierung bzw. Ausrichtung einer eingesteckten Leiterplatte oder Steckkarte. Derart wird die eingesteckte Leiterplatte so positioniert, daß an dem Rand der Leiterplatte ausgebildete Gegenkontakte mit den Kontakten des Verbinders präzise ausgerichtet und sicher kontaktiert werden.
  • Vorzugsweise weist das Verbindergehäuse an beiden Enden der Aufnahme eine Auflagefläche zum Auflegen der Leiterplatte und/oder eine Gewindebohrung zum Anschrauben der Leiterplatte auf, wobei die Auflagefläche vorzugsweise als Erdungsplatte ausgebildet ist.
  • Die Auflagefläche schafft eine vorgegebene Positionierung der Leiterplatte in einer Querrichtung der Aufnahme, das heißt in einer Richtung in der die Kontaktzungen federn. Somit wird gewährleistet, daß sowohl Kontakte an der oberen Seite der Aufnahme als auch Kontakte an der unteren Seite der Aufnahme mit einer vorgegebenen bzw. vorgebbaren Kraft gegen die Gegenkontakte der Leiterplatte gedrückt werden, um eine sichere Kontaktierung zu gewährleisten.
    Weiter bevorzugt weisen Kontakte, die auf einer der oberen und unteren Seite der schlitzartigen Aufnahme angeordnet sind, die Zusatzfeder auf, während auf der anderen gegenüberliegenden Seite angeordnete Kontakte einen Federanschlag zum Begrenzen des Federwegs der federnden Kontaktzunge aufweisen.
  • Indem auf einer gegenüberliegenden Seite angeordnete Kontakte einen starren Federanschlag zum Begrenzen des Federwegs aufweist, wird eine zusätzliche Vibrationsdämpfung vorgesehen, weil durch das Anschlagen an dem Federanschlag aufgrund dessen Starrheit eine zusätzliche hohe Kraft auf die federnde Kontaktzunge und die Leiterplatte aufgebracht wird, um nach einem gewissen Federweg der Zusatzfeder eine zusätzliche Dämpfung von Vibrationen vorzusehen.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt wird ein Verfahren zum Herstellen eines Verbinders mit folgenden Schritten geschaffen:
    • Vorsehen einer schlitzartigen Aufnahme zum teilweisen Aufnehmen einer Leiterplatte oder Steckkarte;
    • Vorsehen einer Vielzahl von Kontakten an einer oberen und einer unteren Seite der schlitzartigen Aufnahme, so dass die Kontakte die Leiterplatte oder Steckkarte federnd klemmen können;
    • Vorsehen einer federnden Kontaktzunge an jedem Kontakt zum Kontaktieren und Klemmen der Leiterplatte und Vorsehen einer Zusatzfeder an zumindest einem Kontakt, die die federnde Kontaktzunge abstützen kann; und
    • Ausbilden der Zusatzfeder derart, dass bei eingesteckter Leiterplatte oder Steckkarte die Kontaktzunge erst nach einem vorgegebenen Federweg der Kontaktzunge durch die Zusatzfeder abgestützt wird, um Schwingungen der federnden Kontaktzungen durch in Kontakt treten mit der Zusatzfeder auf schnelle Weise zu dämpfen indem durch Aufschlagen der federnden Kontaktzunge auf die Zusatzfeder die Eigenfrequenz plötzlich geändert wird.
  • Vorzugsweise wird der Kontakt (16) aus einer geprägten oder gestanzten Platte ausgebildet und/oder der Kontakt (16) wird einstückig mit der Kontaktzunge (162) und der Zusatzfeder (164) ausgebildet.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
    • Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Board-to-Board Connectors.
    • Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Leiterplatte, auf der der Board-to-Board Connector beispielsweise durch Anlöten befestigt ist und wobei eine zweite Leiterplatte in die Aufnahme des Board-to-Board Connectors eingesteckt ist, um die beiden Leiterplatten elektrisch und mechanisch miteinander zu verbinden.
    • Fig. 3 zeigt eine weitere Ansicht der Kombination der beiden Leiterplatten mit dem Board-to-Board Connector von einer Rückseite des Board-to-Board Connectors.
    • Fig. 4 zeigt einen Kontakt des Board-to-Board Connectors mit der federnden Kontaktzunge und der Zusatzfeder.
    • Fig. 5 zeigt einen weiteren Kontakt des Board-to-Board Connectors, der nur mit der federnden Kontaktzunge jedoch ohne Zusatzfeder ausgebildet ist.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, hat ein Verbindergehäuse 18 eines erfindungsgemäßen Verbinders 10 eine Aufnahme 12 zum Aufnehmen bzw. Einstecken einer (nicht gezeigten) Leiterplatte L1 oder Steckkarte oder dergleichen. Auf einer oberen und einer unteren Seite der Aufnahme 12 sind eine Vielzahl von Kontakten 14, 16 angeordnet, die auf federnde Weise die Leiterplatte L1 zwischen sich klemmen und kontaktieren können.
  • Des weiteren hat das Verbindergehäuse 18 einen seitlichen Anschlag 182 für die Positionierung einer einzusteckenden Leiterplatte L1 sowie an dem entgegengesetzten seitlichen Ende eine Feder 20, die eine eingesteckte Leiterplatte L1 gegen den Anschlag 182 drückt. Darüber hinaus sind Gewindebohrungen 186 oder Schraublöcher oder dergleichen zum Befestigen der Leiterplatte L1 an den entgegengesetzten seitlichen Enden des Gehäuses 18 angeordnet. Im Bereich dieser Gewindebohrungen 186 oder Schraublöcher oder dergleichen befinden sich darüber hinaus Auflageflächen 184, die eine vertikale Positionierung einer einzusteckenden Leiterplatte L1 schaffen. Auf diese Weise wird eine einzusteckende Leiterplatte L1 in der vertikalen Richtung derart positioniert, daß eine ausreichende Federkraft sowohl der oberen Kontakte 14 als auch der unteren Kontakte 16 auf die einzusteckende Leiterplatte L1 wirkt.
  • Wie des weiteren in Figur 2 und 3 gezeigt ist, wird eine eingesteckte Leiterplatte L1 über ein Paar Schrauben S, S und die Gewinderbohrungen 186, 186 an dem Board-to-Board Connector 10 fixiert. Vorzugsweise ist die Auflagefläche 184 durch eine Erdungsplatte 30 gebildet, die einerseits eine vorgegebene bzw. vorgebbare Positionierung der Leiterplatte L1 an dem Board-to-Board Connector 10 schafft und andererseits eine große Fläche für eine Erdung der Leiterplatte L1 zur Verfügung stellt. Die Erdungsplatte 30 ist des weiteren mit einem entsprechenden (nicht gezeigten) Erdungskontakt der Leiterplatte L2 verbunden bzw. verbindbar.
  • Darüber hinaus ist der Board-to-Board Connector beispielsweise über entsprechende (nicht gezeigte) Lötfahnen an der Leiterplatte L2 angelötet. Das Anlöten der Kontakte 14, 16 des Board-to-Board Connectors 10 an der Leiterplatte L2 ist eine bevorzugte Kontaktierung der Kontakte 14, 16 an entsprechenden (nicht gezeigten) Leiterbahn der Leiterplatte L2. Es kann jedoch auch jede andere Art der Kontaktierung vorgesehen werden, beispielsweise federnde Kontaktzungen (nicht gezeigt) oder Klemm- oder Schraubkontakte oder dergleichen.
  • In den Figuren 4 und 5 ist eine Detailansicht der Kontakte 14 und 16 gezeigt. Dabei zeigt Fig. 4 insbesondere einen unteren Kontakt, der an einer Unterseite der Aufnahme 12 des Verbinders 10 anzuordnen ist und Fig. 5 zeigt einen oberen Kontakt 14, der an einer oberen Seite der Aufnahme 12 des Verbinders 10 angeordnet ist. Eine untere Seite der Aufnahme 12 wird hier als eine Seite nahe einer Leiterplatte L2 bezeichnet, d.h. nahe einer Leiterplatte, auf der der Board-to-Board Connector 10 anzuordnen ist. Als eine obere Seite wird eine Seite fern von der Leiterplatte L2 bezeichnet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind obere Kontakte 14 und untere Kontakte 16 jeweils mit federnden Kontaktzungen 142, 162 ausgebildet und untere Kontakte 16 sind zusätzlich mit einer Zusatzfeder 164 ausgebildet, während die oberen Kontakte 14 ohne Zusatzfeder ausgebildet sind. Es versteht sich, daß sowohl die oberen als auch unteren Kontakte mit der Zusatzfeder ausgebildet sein können oder umgekehrt zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nur die oberen Kontakte mit der Zusatzfeder ausgebildet sein können, um die unteren Kontakte ohne Zusatzfeder auszubilden.
  • Die federnden Kontaktzungen 142, 162 sind an einem vorderen freien Ende mit einer Kontaktschleife 148, 168 ausgebildet, die eine gekrümmte Form bildet, so daß an einem vorderen freien Ende, an dem eine einzusteckende Leiterplatte L1 mit den Kontaktzungen 142, 162 in Kontakt tritt, eine abfallend gekrümmte Form vorgesehen ist. Auf diese Weise kann die Leiterplatte L1 während dem Einstecken auf sanfte Weise mit den federnden Kontaktzungen 142, 162 bzw. deren freien Enden 148, 168 in Kontakt treten und wird durch diese in die Aufnahme 12 hineingeführt. Eine Abschrägung der Leiterplatte L1 oder Fase oder dergleichen ist aufgrund der gekrümmten Form der Kontaktschleifen 148, 168 nicht erforderlich, so dass die Herstellungskosten der Leiterplatte L1 gering sind.
  • Durch die Positionierung der Leiterplatte L1 in der Seitenrichtung über den Anschlag 182 und die an dem entgegengesetzten Seitenende angebrachte Feder 20 sowie die vertikale Positionierung der Leiterplatte L1 über die Auflageflächen 184, 184 wird die Leiterplatte L1 an einer vorgegebenen Position innerhalb der Aufnahme 12 angeordnet. In dieser Position wirkt eine vorgegebene federnde Kontaktkraft der Kontaktzungen 142, 162 auf entsprechende (nicht gezeigte) Gegenkontakte der Leiterplatte L1, die an einem Randabschnitt der Leiterplatte L1 positioniert sind. Derart wird eine sichere Kontaktierung von Gegenkontakten der Leiterplatte L1 mit den Kontakten 14, 16 des Verbinders 10 gewährleistet, wenn die Leiterplatte L1 im wesentlichen vollständig in die Aufnahme 12 eingesteckt ist.
  • Zumindest einer der unteren Kontakte 16, vorzugsweise alle unteren Kontakte 16 weisen des weiteren eine Zusatzfeder 164 auf, die vorzugsweise erst nach einem gewissen vorgegebenen Federweg der federnden Kontaktzunge 162 gegen die federnde Kontaktzunge 162 drückt, um eine Federsteifigkeit deutlich zu erhöhen. In anderen Worten kommt die federnde Kontaktzunge 162 nach dem vorgegebenen Federweg a in Kontakt mit der Zusatzfeder 164, um sich an dieser federnd abzustützen. Derart wird eine progressive Federkennlinie vorgesehen, um nach dem vorgegebenen Federweg a beide Federn 162, 164 wirken zu lassen, während bis zu dem vorgegebenen Federweg a nur die federnde Kontaktzunge 162 alleine wirkt. Somit ergibt sich eine Federcharakteristik derart, daß bis zu dem vorgegebenen Federweg a eine Federkennlinie mit geringer Steigung und nach dem Federweg a eine Federkennlinie mit großer Steigung vorliegt.
  • Auf diese Weise wird das Einstecken einer Leiterplatte L1 in die Aufnahme 12 nicht durch die Zusatzfeder 164 behindert, so daß ein leichtes Einstecken der Leiterplatte L1 gewährleistet ist. Andererseits werden Schwingungen der federnden Kontaktzungen 142, 162 durch in Kontakt treten der unteren federnden Kontaktzunge 162 mit der Zusatzfeder 164 auf schnelle Weise gedämpft bzw. eliminiert. Durch die plötzlich sich verändernde Federrate aufgrund der zusätzlich wirkenden Zusatzfeder 164 ändert sich insbesondere eine Eigenfrequenz oder Resonanzfrequenz des Feder-Masse-Systems bestehend aus der Leiterplatte L1 und den federnden Kontaktzungen 142, 162 instantan oder plötzlich durch Aufschlagen der federnden Kontaktzunge 162 auf der Zusatzfeder 164, weil sich die Federrate des unteren Kontakts 16 dadurch plötzlich sehr stark verändert. Durch diese plötzliche starke Veränderung der Resonanzfrequenz des Feder-Masse-Systems wird eine Schwingung in einer vibrierenden Umgebung sehr schnell gedämpft bzw. beseitigt.
  • Vorzugsweise sind an dem Verbindergehäuse 18 des weiteren (nicht gezeigte) Federanschläge für die oberen federnden Kontaktzungen 142 vorgesehen, die bei einem gewissen vorgegebenen Federausschlag der federnden Kontaktzunge 142 insbesondere mit der Kontaktschleife 148 in Kontakt treten. Derart wird eine weitere Versteifung des Feder-Masse-Systems vorgesehen.
  • Zum Befestigen der Kontakte 14, 16 werden diese in entsprechende Schlitze des Verbindergehäuses 18 eingesetzt und über Positionierfahnen 147, 167 in einer vertikalen sowie einer seitlichen Position innerhalb des in dem Gehäuse 18 vorgesehenen Schlitzes positioniert. Vorzugsweise sind des weiteren Zähne 149, 169 an den Kontakten 16 angeordnet, um ein Verkrallen bzw. Festhaken oder einen Eingriff der Kontakte 14, 16 in dem aus Kunststoff bestehenden Verbindergehäuse 18 vorzusehen.
  • Des weiteren sind an einer Unterseite der Kontakte 14, 16 vorzugsweise Lötfahnen 146, 166 zum Anlöten der Kontakte 14, 16 an einer Leiterplatte L2 vorgesehen, an der der Verbinder 10 vorzugsweise durch Anlöten der Lötfahnen 146, 166 befestigt wird. Der Board-to-Board Connector 10 kann jedoch auch auf andere Weise an der Leiterplatte L2 befestigt und kontaktiert werden, beispielsweise durch Schrauben oder Klemmen oder dergleichen.
  • Die Kontakte 14, 16 werden vorzugsweise aus einem leitenden Material wie beispielsweise Kupfer oder einer entsprechenden Legierung geprägt oder ausgestanzt. In anderen Worten wird ein Kontakt 14, 16 aus einem plattenartigen leitenden Halbzeug oder Material ausgestanzt und geprägt, um auf einstückige oder integrale Weise federnde Kontaktzungen 142, 162, Lötfahnen 146, 166, Positionierfahnen 147, 167 und die Zusatzfeder 164 aufzuweisen. Derart sind keine zusätzlichen Bauteile zum Vorsehen der Zusatzfeder 164 erforderlich. Diese Zusatzfeder 164 kann somit in einem Schritt mit dem Herstellen des Kontakts 16 hergestellt werden und eine Montage sowie Positionierung der Zusatzfeder 164 ist nicht erforderlich.
  • Darüber hinaus hat der Board-to-Board Connector 10 aufgrund der großen Erdungsfläche über die Erdungsplatten 30 an seinen entgegengesetzten seitlichen Enden eine sehr gute kapazitive Eigenschaft und es muß keine zusätzliche Erdungsleitung zum Erden der eingesteckten Platte L1 gegenüber der Grundplatte L2 vorgesehen werden.
  • Die Verschraubung über das Paar Schrauben S, S schafft eine zusätzliche im wesentlichen starre Verbindung der eingesteckten Leiterplatte L1, um Schwingungen und Vibrationen entgegenzuwirken.
  • Der erfindungsgemäße Verbinder bzw. Board-to-Board Connector kann insbesondere in einer vibrierenden Umgebung wie beispielsweise einer Werkzeug oder Baumaschine, einem Kraftfahrzeug oder jedem anderen vibrierenden Werkzeug oder Bauteil eingesetzt werden. Aufgrund der kostengünstigen Herstellung der Zusatzfeder 164, die keinen zusätzlichen Fertigungsschritt erfordert, kann der erfindungsgemäße Verbinder 10 jedoch auch in anderen Anwendungen verwendet werden, beispielsweise in Computern. Besonders vorteilhaft wird der erfindungsgemäße Verbinder 10 in Navigationssystemen und Autoradios von Kraftfahrzeugen und auch in tragbaren Computern, wie beispielsweise Laptops eingesetzt, die beispielsweise bei der Verwendung während einer Bahnfahrt auch entsprechenden Schwingungen und Vibrationen bzw. Erschütterungen ausgesetzt sind.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Verbinder
    12
    Aufnahme
    14
    Kontakt
    16
    Kontakt
    18
    Verbindergehäuse
    20
    Feder
    30
    Erdungsplatte
    122
    obere Seite
    124
    untere Seite
    142
    Kontaktzunge
    146
    Lötfahne
    147
    Positionierfahne
    148
    Kontaktschleife
    149
    Zahn
    162
    Kontaktzunge
    164
    Zusatzfeder
    166
    Lötfahne
    167
    Positionierfahne
    168
    Kontaktschleife
    169
    Zahn
    182
    Anlageabschnitt
    184
    Auflagefläche
    186
    Gewindebohrung
    L1
    (gesteckte) Leiterplatte
    L2
    Leiterplatte
    S
    Schraube

Claims (9)

  1. Verbinder (10) mit:
    einer schlitzartigen Aufnahme (12) zum teilweisen Aufnehmen einer Leiterplatte (L1) oder Steckkarte;
    einer Vielzahl von Kontakten (14, 16), die an einer oberen und einer unteren Seite (122, 124) der schlitzartigen Aufnahme (12) vorgesehen sind und die Leiterplatte (L1) oder Steckkarte federnd klemmen können;
    wobei jeder Kontakt (14, 16) eine federnde Kontaktzunge (142, 162) zum Kontaktieren und Klemmen der Leiterplatte (L1) aufweist und zumindest ein Kontakt (16) eine Zusatzfeder (164) aufweist, die die federnde Kontaktzunge (162) abstützen kann und derart konfiguriert ist, dass bei eingesteckter Leiterplatte oder Steckkarte die Kontaktzunge (162) erst nach einem vorgegebenen Federweg (a) der Kontaktzunge (162) durch die Zusatzfeder (164) abgestützt wird, um Schwingungen der federnden Kontaktzungen (142, 162) in einer vibrierenden Umgebung durch in Kontakt treten mit der Zusatzfeder (164) auf schnelle Weise zu dämpfen, indem durch Aufschlagen der federnden Kontaktzunge (142, 162) auf die Zusatzfeder (164) die Eigenfrequenz plötzlich geändert wird.
  2. Verbinder nach Anspruch 1, wobei der Kontakt (16) aus einer geprägten oder gestanzten Platte besteht und/oder auf einstückige Weise die Kontaktzunge (162) und die Zusatzfeder (164) aufweist.
  3. Verbinder nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei jeder Kontakt (14, 16) des weiteren eine Lötfahne (146, 166) oder einen Kontaktstift aufweist.
  4. Verbinder nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei die federnde Kontaktzunge (142, 162) an ihrem freien Ende eine gekrümmte Kontaktschleife (148, 168) aufweist.
  5. Verbinder nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei ein Verbindergehäuse (18) an einem Ende der Aufnahme (12) einen Anlageabschnitt (182) und an dem anderen Ende eine Feder (20) zum Drücken der Leiterplatte (L1) gegen den Anlageabschnitt (182) aufweist.
  6. Verbinder nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei das Verbindergehäuse (18) an beiden Enden der Aufnahme (12) eine Auflagefläche (184) zum Auflegen der Leiterplatte (L1) und/oder eine Gewindebohrung (186) zum Anschrauben der Leiterplatte (L1) aufweist, wobei die Auflagefläche (184) vorzugsweise als Erdungsplatte (30) ausgebildet ist.
  7. Verbinder nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei Kontakte (16), die auf einer (124) aus der oberen und unteren Seite der schlitzartigen Aufnahme (12) angeordnet sind, die Zusatzfeder (164) aufweisen, während auf der anderen gegenüberliegenden Seite (122) angeordnete Kontakte (14) einen Federanschlag zum Begrenzen des Federwegs der federnden Kontaktzunge (14) aufweisen.
  8. Verfahren zum Herstellen eines Verbinders (10) mit den Schritten:
    Vorsehen einer schlitzartigen Aufnahme (12) zum teilweisen Aufnehmen einer Leiterplatte (L1) oder Steckkarte;
    Vorsehen einer Vielzahl von Kontakten (14, 16) an einer oberen und einer unteren Seite (122, 124) der schlitzartigen Aufnahme (12), so dass die Kontakte (14, 16) die Leiterplatte (L1) oder Steckkarte federnd klemmen können;
    Vorsehen einer federnden Kontaktzunge (142, 162) an jedem Kontakt (14, 16) zum Kontaktieren und Klemmen der Leiterplatte (L1) und Vorsehen einer Zusatzfeder (164) an zumindest einem Kontakt (162), die die federnde Kontaktzunge (162) abstützen kann; und
    Ausbilden der Zusatzfeder (164) derart, dass bei eingesteckter Leiterplatte oder Steckkarte die Kontaktzunge (162) erst nach ei-nem vorgegebenen Federweg (a) der Kontaktzunge (162) durch die Zusatzfeder (164) abgestützt wird, um Schwingungen der federnden Kontaktzungen (142, 162) in einer vibrierenden Umgebung durch in Kontakt treten mit der Zusatzfeder (164) auf schnelle Weise zu dämpfen indem durch Aufschlagen der federnden Kontaktzunge (142, 162) auf die Zusatzfeder (164) die Eigenfrequenz plötzlich geändert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, des weiterem mit dem Schritt des Ausbildens des Kontakts (16) aus einer geprägten oder gestanzten Platte und/oder einstückiges Ausbilden des Kontakts (16) mit der Kontaktzunge (162) und der Zusatzfeder (164).
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