EP2786452A1 - Kontaktstift - Google Patents

Kontaktstift

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Publication number
EP2786452A1
EP2786452A1 EP12795765.2A EP12795765A EP2786452A1 EP 2786452 A1 EP2786452 A1 EP 2786452A1 EP 12795765 A EP12795765 A EP 12795765A EP 2786452 A1 EP2786452 A1 EP 2786452A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact pin
end portion
section
cross
circuit board
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12795765.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Braunger
Ulrich Becker
Markus Kroeckel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2786452A1 publication Critical patent/EP2786452A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02—Soldered or welded connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H01R12/58—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals terminals for insertion into holes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/04—Pins or blades for co-operation with sockets
    • 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
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/16—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for manufacturing contact members, e.g. by punching and by bending
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R43/20—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for assembling or disassembling contact members with insulating base, case or sleeve
    • H01R43/205—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for assembling or disassembling contact members with insulating base, case or sleeve with a panel or printed circuit board
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49147—Assembling terminal to base
    • Y10T29/49149—Assembling terminal to base by metal fusion bonding

Definitions

  • the invention relates to a contact pin with a - in particular for connecting to a wire or plug - formed angular end portion, wherein the angular end portion has a polygonal cross-section.
  • solder pin In known from the prior art pins, in particular solder pin, the problem was recognized that wire-drawn pins with a square or rectangular cross-section with changing temperature of a soldered to a printed circuit board contact pin, in particular by thermal expansion mutually different materials, by a notching in the solder in the area of the breakthrough can weaken the solder joint.
  • the contact pin of the type mentioned above for soldering to a printed circuit board the end portion opposite round, preferably rounded end portion, wherein the cross section of the round end portion is at least approximately circumferentially formed round. Due to the round end portion may advantageously - compared to a corner in the end, no notch effect in the solder. Further advantageously, a solder joint between the contact pin and the printed circuit board can not be damaged. damaged, in particular interrupted, which causes an increase in reliability of the solder joint by the contact pin.
  • the round end section is produced by forming, in particular by embossing, of an angular end section, in particular a square wire.
  • the angular end portion has, for example, a square or rectangular cross section.
  • a wire which has a rectangular or square cross-section as a rod or roller material can advantageously be cut into contact pins, which are each formed by a longitudinal section of the wire.
  • the contact pin can thus be advantageously produced from a square wire, for example rod-shaped or wound on a coil raw wire.
  • the contact pins can be embossed with the intended end for soldering, which advantageously only requires the use of another tool. Before rounding a diameter of the previously angular end portion can be reduced by punching. After the round embossing of the contact pin - for example, from a placement machine - are inserted into a breakthrough of a circuit board.
  • the breakthrough can be produced for example by means of chip-producing drilling, laser drilling or punching.
  • the contact pin has a connecting portion formed by a longitudinal portion of the contact pin, which connects the square end portion with the round end portion, wherein a diameter of the connecting portion decreases along a longitudinal extent of the contact pin from the angular end portion to the round end portion.
  • the contact pin has so in the region of the connecting portion has a tapered cross section to the round end portion.
  • the angular, in particular rectangular or square end section is preferably designed to be connected to a plug, in particular a plug connector or a male connector.
  • the plug or the plug connector has at least one socket, which is formed, the end portion of the At least partially frictionally hold the contact pin and touching contact e- lektrisch.
  • the cross section of the round end portion is circular. Due to the circular embossing of the round end portion can be advantageously easily inserted into the opening of the circuit board.
  • the cross section of the round end portion is elliptical. Due to the elliptical configuration, in the case of an opening with a round cross section, it is advantageously possible to have two larger surface areas of the round end section which have a greater radius of curvature than two surface sections with a smaller radius of curvature adjacent thereto in the circumferential direction, a gap between the round end section be formed of the contact pin and a wall of the opening into which a solder can penetrate in the liquid state.
  • a profile of a cross-sectional circumference of the round end portion is wave-shaped.
  • rounded webs are formed along the longitudinal extent in the circumferential direction, between each of which a radially inwardly extending groove is formed.
  • a predetermined clearance between the contact pin and a cylinder wall of the opening can advantageously be formed in the region of the groove between two webs.
  • the webs can each touch with their rounding the cylinder wall. Between the webs liquid solder can be sucked by capillary action in the gap formed between the webs in the region of the groove.
  • the gap between the contact pin and a cylinder wall of the opening of the circuit board can thus be precisely defined.
  • An optimal gap can be determined empirically, for example, depending on the solder used.
  • the gap dimension is furthermore advantageously largely independent of a positioning of the contact pin in the opening, since a stop is formed by the bars in each case against the wall of the opening.
  • the contact pin can advantageously be exactly centered in the opening.
  • the grooves are each designed to generate a capillary action for liquid solder against a wall contacting the webs of a circular-cylindrical breakthrough of the printed circuit board.
  • liquid solder can advantageously be sucked into the gap in the region of the groove.
  • the aperture has a metal layer in the region of the wall of the aperture.
  • the metal layer may be formed by electroplating, for example.
  • the metal layer may be formed by a sleeve or rivets in another embodiment.
  • the invention also relates to a printed circuit board with at least one contact pin of the type described above.
  • the printed circuit board has at least one aperture with a circular cross-section, in which the contact pin is arranged with the round end portion.
  • the contact pin is soldered to the printed circuit board at least in the region of the round end portion. The soldering can be generated for example by means of a Lotwellenbades.
  • the invention also relates to a method for connecting a contact pin, in particular a contact pin according to the above-described type with a printed circuit board.
  • a cross-section formed at least on a peripheral portion at an end portion of the contact pin forming wire with angular, in particular square cross section by forming the polygonal end portion is generated.
  • at least one web formed by the corner of the cross section is formed around.
  • the end portion is reduced prior to forming by punching in cross section.
  • the rounded end portion may have a smaller diameter than without the processing step of punching.
  • Figure 1 shows - schematically - an embodiment of a contact pin with a round end portion, which is generated from a square wire by pressing o- previous punching to reduce the cross section;
  • FIG. 2 shows, schematically, a method for producing the contact pin illustrated in FIG. 1 on the basis of cross-sectional representations
  • Figure 3 shows - schematically - the contact pin shown in Figure 1 as a longitudinal section
  • Figure 4 shows - schematically - a variant of a rounded end portion of a contact pin shown in Figure 5 in a longitudinal section;
  • Figure 5 shows - schematically - a contact pin in a longitudinal section
  • FIG. 6 shows, schematically, a variant for a cross section of an end section of a contact pin with webs and grooves formed along a longitudinal extent
  • FIG. 7 shows, schematically, a variant for a cross section of an end section of a contact pin with webs and grooves formed along a longitudinal extension, wherein the grooves have a convex curvature radially outwardly.
  • Figure 1 shows - schematically - an embodiment of a contact pin 1.
  • the contact pin 1 has a trained for connection to a plug, in particular a socket end portion 3.
  • the end portion 3 extends along a longitudinal axis 10 of the contact pin 1.
  • the contact pin 1 also has an end portion 7 which is opposite to the end portion 3 partially shown in Figure 1.
  • the end portion 7 merges into an end 9, which is tapered rounded.
  • the contact pin 1 can be inserted with the end section 7 in a printed circuit board 20, in particular in an opening 25 of the printed circuit board.
  • the opening 25 is provided in the region of a wall of the opening 25 with a metal layer 22.
  • the metal layer 22 may be formed by, for example, a metal shell or a metal layer formed by electroplating.
  • the tapering toward the end 9 training of the end portion 7 advantageously facilitates insertion of the end portion 7 in the opening 25 of the circuit board 20th
  • the contact pin 1 is formed in the region of the end portion 3 with a square cross-section. Between the end portion 3 and the end portion 7 extends a connecting portion 5 in which a diameter of the contact pin 1 tapers toward the beginning of the end portion 7.
  • the contact pin 1 has a round cross-section in the region of the end section 7. Shown are two section lines 15 and 17.
  • FIG. 2 shows, schematically, a method for producing the contact pin shown in FIG. Shown is a cross section of the contact pin 1 shown in Figure 1 in the region of the section line 15. Shown is also the edge of the opening 25 in a projection.
  • the opening 25 is formed in this embodiment by a circular cylindrical bore.
  • the end portion 7 Before forming the end portion 7 into an end portion 7 having a round cross section, the end portion 7 has the cross sectional shape as the end portion 3. After a cold forming, for example embossing of the end portion 7, the end portion has a round cross-sectional shape.
  • the end portion 7 may be narrowed before forming in addition to reducing a diameter by punching. As a result of the round embossing, the end section 7 has a smaller diameter than the end section 3, in particular the diagonal of the end section 3 from one corner to one opposite the corner.
  • the breakthrough of the printed circuit board 20 in Figure 1 can therefore be chosen advantageously smaller than an end portion with angled cross-section. This is represented by the dashed opening 26, which instead of the breakthrough
  • circuit board 20 may be formed in the circuit board 20.
  • a printed circuit board layout can advantageously be more easily unbundled, since with a smaller break-through
  • Figure 3 shows - schematically - the contact pin 1 already shown in Figure 1 in a longitudinal sectional view. Shown is the longitudinal axis 10, the end portion 3 for connection to a plug, the connecting portion 5 and the
  • End portion 7 for insertion into an opening, in particular the opening 25 of the printed circuit board 20 in Figure 1.
  • the contact pin 1 has in the region of the end portion 3 an edge length 47, which in this embodiment is at least or exactly 0.5 millimeters.
  • the contact pin 1 has, in the region of the end section 7, a diameter 48 which, for example, corresponds to the half te is a diagonal of the quadrangular cross-section of the end portion 3.
  • the contact pin 1 is formed in the region of the end 9 is tapered rounded.
  • Figure 4 shows - schematically - an embodiment of a contact pin 2.
  • the contact pin 2 has - as the contact pin 1 - an end portion 3 with a rectangular cross section.
  • the contact pin 2 has - unlike the contact pin 1 - a for soldering in a breakthrough of a circuit board, for example, the opening 25 of the circuit board 1 in Figure 1, formed end portion 8.
  • the end section 8 has a cross section which has a wave-shaped circumference.
  • three webs, namely a web 32, a web 34 and a web 36 are formed in the end section 8, between which extend along the - shown in detail in Figure 5 - longitudinal axis 10 grooves.
  • the groove 31 extends between the web 32 and the web 34
  • the groove 30 extends and between the web 34 and the web 36
  • the groove 33 extends.
  • the web 32 and the web 34 in the region of one end to the wall of the opening 25, so remains between the webs 32 and 34 still room in the groove 30, are sucked in the liquefied by capillary solder into the formed between the groove 30 and the wall of the opening 35 gap can.
  • Adjacent webs of the end section 8 each have an angle of 120
  • a longitudinal axis 10 forms the center of the cross section of the end portion 8.
  • Figure 5 shows - schematically - a contact pin 2 in a longitudinal sectional view
  • the end portion 8 is shown in Figure 4 in cross section.
  • the edge length of an edge of the rectangular cross section in the region of an end section 3 in this embodiment is at least or exactly 0.5 millimeters.
  • the end portion 8 is generated in this embodiment, together with a connecting portion 5 by embossing forming.
  • Connecting section 5 and the end section 8 each extend along a longitudinal axis 10 of the contact pin 2.
  • FIG. 6 shows-schematically-an exemplary embodiment for a cross-section of an end section 11 which, instead of the end section 8, forms the end section for insertion into an opening in a printed circuit board of the contact pin 2.
  • a longitudinal axis 10 forms the center of the cross section of the end portion 1 1. Shown is the opening 25, in which the end portion 11 is arranged.
  • the end portion 1 1 has a wavy circumferential contour in cross section. As a result, radially extending outward webs are formed along a longitudinal axis 10 with a rounding. Between mutually adjacent webs, a groove extends along the longitudinal axis 10.
  • the web 45 and the groove 43 are exemplified. Shown is also a distance 40 from a radially inwardly extending groove, which is enclosed in the circumferential direction of two mutually adjacent webs.
  • the end portion 1 1 has six webs and six grooves in this embodiment.
  • Figure 7 shows - schematically - an embodiment of an end portion 12 which may be formed instead of the end portion 8 of the contact pin 2.
  • a longitudinal axis 10 forms the center of the cross section of the end portion 12.
  • the end portion 12 has 4 radially outwardly facing webs, of which the web 39 is exemplified. Between two mutually adjacent webs in the circumferential direction extends radially inwardly a groove.
  • the groove has in this embodiment in cross-section on a convex radially outwardly extending shape.
  • the convex shape has, for example, a radius of curvature which corresponds to the radius of curvature of the circular cylindrical aperture 25.
  • an arrangement comprising a printed circuit board with at least one opening 25 and at least one contact pin 2 may be formed, wherein the end portion 12 is arranged in the opening 25.
  • the distance 41 may, for example, be dimensioned such that a capillary action for a liquid solder is greatest at a predetermined soldering temperature.
  • the groove 38 can be completely filled with solder only as advantageously along the circumferential direction in cross section. This embodiment is the realization on the basis that liquid solder in too large or very fine column due to lack of capillary action or its surface tension can not penetrate. In particularly large gaps, capillary action is reduced as compared to the optimum clearance gap 41.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kontaktstift mit einem - insbesondere zum Verbinden mit einem Draht oder Stecker - ausgebildeten eckigen Endabschnitt, wobei der eckige Endabschnitt einen eckigen Querschnitt aufweist. Erfindungsgemäß weist der Kontaktstift einen zum Verlöten mit einer Leiterplatte ausgebildeten, dem Endabschnitt gegenüberliegenden runden Endabschnitt mit einem wenigstens umfangsabschnittsweise rund ausgebildeten Querschnitt auf.

Description

Beschreibung
Titel
Kontaktstift
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Kontaktstift mit einem - insbesondere zum Verbinden mit einem Draht oder Stecker - ausgebildeten eckigen Endabschnitt, wobei der eckige Endabschnitt einen eckigen Querschnitt aufweist.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Kontaktstiften, insbesondere Lötstift, wurde das Problem erkannt, dass drahtgezogene Kontaktstifte mit einem quadratischen oder rechteckigen Querschnitt bei sich verändernder Temperatur eines mit einer Leiterplatte verlöteten Kontaktstiftes, insbesondere durch Wärmeausdehnung zueinander verschiedener Materialien, durch ein Einkerben in das Lot im Bereich des Durchbruchs die Lötstelle schwächen können.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß weist der Kontaktstift der eingangs genannten Art einen zum Verlöten mit einer Leiterplatte ausgebildeten, dem Endabschnitt gegenüberliegenden runden, bevorzugt gerundeten Endabschnitt auf, wobei der Querschnitt des runden Endabschnitts wenigstens umfangsabschnittsweise rund ausgebildet ist. Durch den runden Endabschnitt kann vorteilhaft - im Vergleich zu einer Ecke im Endabschnitt, keine Kerbwirkung in das Lot entstehen. Weiter vorteilhaft kann eine Lötverbindung zwischen dem Kontaktstift und der Leiterplatte nicht geschä- digt, insbesondere unterbrochen werden, was eine Erhöhung einer Zuverlässigkeit der Lötverbindung durch den Kontaktstift bewirkt.
Bevorzugt ist der runde Endabschnitt durch Umformen, insbesondere durch Prägen, eines eckigen Endabschnittes, insbesondere eines eckigen Drahtes er- zeugt. Der eckige Endabschnitt weist beispielsweise einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt auf.
Durch das Umformen, insbesondere Prägen kann vorteilhaft ein Draht, welcher mit einem rechteckigen oder quadratischen Querschnitt als Stangen- oder Rollenmaterial vorliegt, in Kontaktstifte geschnitten werden, welche jeweils durch ei- nen Längsabschnitt des Drahtes gebildet sind. Der Kontaktstift kann somit vorteilhaft aus einem eckigen Draht, beispielsweise aus stangenförmigem oder auf einer Spule gewickeltem Rohdraht erzeugt sein.
Die Kontaktstifte können mit dem zum Verlöten vorgesehenen Endabschnitt rundgeprägt werden, was vorteilhaft nur einen Einsatz eines weiteren Werkzeugs erfordert. Vor dem Rundprägen kann ein Durchmesser des zuvor eckigen Endabschnitt durch Stanzen reduziert werden. Nach dem Rundprägen kann der Kontaktstift - beispielsweise von einem Bestückungsautomaten - in einen Durchbruch einer Leiterplatte eingesteckt werden.
Der Durchbruch kann beispielsweise mittel spanerzeugendem Bohren, Laserboh- ren oder Stanzen erzeugt sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Kontaktstift einen durch einen Längsabschnitt des Kontaktstiftes gebildeten Verbindungsabschnitt auf, welcher den eckigen Endabschnitt mit dem runden Endabschnitt verbindet, wobei ein Durchmesser des Verbindungsabschnitts entlang einer Längserstreckung des Kontaktstifts von dem eckigen Endabschnitt zu dem runden Endabschnitt hin sich verkleinert. Der Kontaktstift weist so im Bereich des Verbindungsabschnitts einen sich verjüngenden Querschnitt zum runden Endabschnitt hin auf. Durch den sich verjüngenden Verbindungsabschnitt wird vorteilhaft eine scharfe Kante als Übergang von dem eckigen Endabschnitt zu dem runden, insbesondere gerundeten Endabschnitt vermieden.
Der eckige, insbesondere rechteckige oder quadratische Endabschnitt ist bevorzugt ausgebildet, mit einem Stecker, insbesondere einer Steckerleiste oder einer Messerleiste verbunden zu werden. Der Stecker oder die Steckerleiste weist dazu wenigstens eine Buchse auf, welche ausgebildet ist, den Endabschnitt des Kontaktstifts wenigstens teilweise kraftschlüssig festzuhalten und berührend e- lektrisch zu kontaktieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Querschnitt des runden Endabschnitts kreisrund ausgebildet. Durch die kreisrunde Prägung kann der runde Endabschnitt vorteilhaft einfach in den Durchbruch der Leiterplatte eingeführt werden.
In einer anderen Ausführungsform ist der Querschnitt des runden Endabschnitts ellipsenförmig ausgebildet. Durch die ellipsenförmige Ausbildung kann bei einem Durchbruch mit einem runden Querschnitt vorteilhaft an zwei zueinander gege- nüberliegenden Flächenbereichen des runden Endabschnitts, welche einen größeren Krümmungsradius aufweisen als zwei dazu benachbart in Umfangsrich- tung angeordnete Flächenabschnitte mit einem kleineren Krümmungsradius, ein Spalt zwischen dem runden Endabschnitt des Kontaktstifts und einer Wand des Durchbruchs gebildet sein, in den ein Lot im flüssigen Zustand eindringen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Verlauf eines Querschnittsumfangs des runden Endabschnitts wellenförmig ausgebildet. Bevorzugt sind entlang der Längserstreckung in Umfangsrichtung gerundete Stege ausgebildet, zwischen denen jeweils eine sich radial nach innen erstreckende Nut ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft im Bereich der Nut zwischen zwei Stegen ein vorbestimm- tes Spaltmaß zwischen dem Kontaktstift und einer Zylinderwand des Durchbruchs gebildet sein. Die Stege können dabei jeweils mit ihrer Rundung die Zylinderwand berühren. Zwischen den Stegen kann im Bereich der Nut flüssiges Lot durch Kapillarwirkung in den zwischen den Stegen ausgebildeten Spalt eingesaugt werden.
Das Spaltmaß zwischen dem Kontaktstift und einer Zylinderwand des Durchbruchs der Leiterplatte kann somit genau festgelegt sein. Ein optimales Spaltmaß kann abhängig vom verwendeten Lot beispielsweise empirisch ermittelt werden.
Das Spaltmaß ist weiter vorteilhaft von einer Positionierung des Kontaktstiftes in dem Durchbruch weitgehend unabhängig, da durch die Stege jeweils ein An- schlag gegen die Wand des Durchbruchs gebildet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind entlang der Längserstreckung des runden Endabschnitts wenigstens drei Stege und drei Nuten ausgebildet. Dadurch kann der Kontaktstift in dem Durchbruch vorteilhaft genau zentriert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Nuten jeweils ausgebildet, gegen eine die Stege berührende Wand eines kreiszylinderförmigen Durchbruchs der Leiterplatte eine Kapillarwirkung für flüssiges Lot zu erzeugen. Dadurch kann vorteilhaft flüssiges Lot in den Spalt im Bereich der Nut gesaugt werden. So kann eine sichere Lötverbindung und somit auch ein sicherer elektrischer Kontakt von dem Kontaktstift zu der Leiterplatte hergestellt sein. Der Durchbruch weist dazu beispielsweise im Bereich der Wand des Durchbruches eine Metallschicht auf. Die Metallschicht kann beispielsweise durch Galvanisieren gebildet sein. Die Metallschicht kann in einer anderen Ausführungsform durch eine Hülse oder Niete gebildet sein.
Die Erfindung betrifft auch eine Leiterplatte mit wenigstens einem Kontaktstift der vorbeschriebenen Art. Bevorzugt weist die Leiterplatte wenigstens einen Durchbruch mit kreisrundem Querschnitt auf, in dem der Kontaktstift mit dem runden Endabschnitt angeordnet ist. Weiter bevorzugt ist der Kontaktstift mit der Leiter- platte wenigstens im Bereich des runden Endabschnittes verlötet. Die Verlötung kann beispielsweise mittels eines Lotwellenbades erzeugt werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Verbinden eines Kontaktstiftes, insbesondere eines Kontaktstiftes gemäß der vorbeschriebenen Art mit einer Leiterplatte. Bei dem Verfahren zum Verbinden eines Kontaktstiftes, insbesondere eines Kontaktstiftes gemäß der vorbeschriebenen Art mit einer Leiterplatte, wird an einem Endabschnitt eines den Kontaktstift bildenden Drahtes mit eckigem, insbesondere viereckigen Querschnitt mittels Umformen des eckigen Endabschnitts ein wenigstens auf einem Umfangsabschnitt rund ausgebildeter Querschnitt erzeugt. Bei dem Verfahren wird bevorzugt wenigstens ein durch die Ecke des Querschnitts ausgebildeter Steg rund umgeformt. Weiter bevorzugt wird der
Kontaktstift mit dem umgeformten Endabschnitt in einen Durchbruch der Leiterplatte eingeführt und dort verlötet.
Bevorzugt wird der Endabschnitt vor dem Umformen durch Stanzen im Querschnitt reduziert. Dadurch kann der gerundete Endabschnitt einen kleineren Durchmesser aufweisen als ohne den Verarbeitungsschritt des Stanzens.
Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den in den Figuren und den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmalen. Figur 1 zeigt - schematisch - ein Ausführungsbeispiel für einen Kontaktstift mit einem runden Endabschnitt, der aus einem viereckigen Draht durch Pressen o- der vorheriges Stanzen zur Reduzierung des Querschnitts erzeugt ist;
Figur 2 zeigt - schematisch - ein Verfahren zum Erzeugen des in Figur 1 darge- stellten Kontaktstifts anhand von Querschnittsdarstellungen;
Figur 3 zeigt - schematisch - den in Figur 1 dargestellten Kontaktstift als Längsschnitt;
Figur 4 zeigt - schematisch - eine Variante eines gerundeten Endabschnitts eines in Figur 5 in einem Längsschnitt dargestellten Kontaktstifts;
Figur 5 zeigt - schematisch - einen Kontaktstift in einem Längsschnitt, dessen
Endabschnittsquerschnitt in Figur 4 dargestellt ist;
Figur 6 zeigt - schematisch - eine Variante für einen Querschnitt eines Endabschnitts eines Kontaktstifts mit entlang einer Längserstreckung ausgebildeten Stegen und Nuten;
Figur 7 zeigt - schematisch - eine Variante für einen Querschnitt eines Endabschnitts eines Kontaktstifts mit entlang einer Längserstreckung ausgebildeten Stegen und Nuten, wobei die Nuten eine radial nach aussen konvexe Wölbung aufweisen.
Figur 1 zeigt - schematisch - ein Ausführungsbeispiel für einen Kontaktstift 1. Der Kontaktstift 1 weist einen zum Verbinden mit einem Stecker, insbesondere einer Steckbuchse ausgebildeten Endabschnitt 3 auf. Der Endabschnitt 3 erstreckt sich entlang einer Längsachse 10 des Kontaktstifts 1. Der Kontaktstift 1 weist auch einen Endabschnitt 7 auf, welcher den in Figur 1 teilweise dargestellten Endabschnitt 3 gegenüberliegt. Der Endabschnitt 7 geht in ein Ende 9 über, welches sich verjüngend abgerundet ausgebildet ist. Dadurch kann der Kontaktstift 1 mit dem Endabschnitt 7 in eine Leiterplatte 20, insbesondere in einen Durchbruch 25 der Leiterplatte eingeführt werden. Der Durchbruch 25 ist im Bereich einer Wand des Durchbruchs 25 mit einer Metallschicht 22 versehen. Die Metallschicht 22 kann beispielsweise durch eine Metallhülse oder eine mittels Galvanisieren erzeugte Metallschicht gebildet sein. Die sich zum Ende 9 hin verjüngende Ausbildung des Endabschnitts 7 erleichtert vorteilhaft ein Einführen des Endabschnitts 7 in den Durchbruch 25 der Leiterplatte 20. Der Kontaktstift 1 ist im Bereich des Endabschnitts 3 mit einem quadratischen Querschnitt ausgebildet. Zwischen dem Endabschnitt 3 und dem Endabschnitt 7 erstreckt sich ein Verbindungsabschnitt 5, in welchem ein Durchmesser des Kontaktstifts 1 zum Beginn des Endabschnitts 7 hin verjüngt. Der Kontaktstift 1 weist im Bereich des Endabschnitts 7 einen runden Querschnitt auf. Dargestellt sind zwei Schnittlinien 15 und 17.
Figur 2 zeigt - schematisch - ein Verfahren zum Erzeugen des in Figur 1 dargestellten Kontaktstifts. Dargestellt ist einen Querschnitt des in Figur 1 dargestellten Kontaktstiftes 1 im Bereich der Schnittlinie 15. Dargestellt ist auch der Rand des Durchbruchs 25 in einer Projektion. Der Durchbruch 25 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine kreiszylinderförmige Bohrung gebildet. Vor einem Umformen des Endabschnitts 7 zu einem Endabschnitt 7 mit einem runden Querschnitt weist der Endabschnitt 7 die Querschnittsform wie der Endabschnitt 3 auf. Nach einem Kaltumformen, beispielsweise einem Verprägen des Endabschnitts 7 weist der Endabschnitt eine runde Querschnittsform auf. Der Endabschnitt 7 kann vor dem Umformen zusätzlich zum Reduzieren eines Durchmessers durch Stanzen verschmälert werden. Durch das Rundprägen weist der Endabschnitt 7 einen kleineren Durchmesser auf als der Endabschnitt 3, insbesondere die Diagonale des Endabschnitts 3 von einem Eck zu einem diesem gegenüberliegen- den Eck.
Der Durchbruch der Leiterplatte 20 in Figur 1 kann daher vorteilhaft kleiner gewählt werden als bei einem Endabschnitt mit eckigen Querschnitt. Dies ist durch den gestrichelten Durchbruch 26 dargestellt, welcher anstelle des Durchbruchs
25 in der Leiterplatte 20 ausgebildet sein kann. Dadurch kann vorteilhaft ein Lei- terplattenlayout leichter entflechtet werden, da mit einem kleineren Durchbruch
26 mehr Leiterplattenfläche für Leiterbahnen zur Verfügung steht, im Vergleich zu einem Durchbruch 25 mit einem größeren Durchmesser.
Figur 3 zeigt - schematisch - den in Figur 1 bereits dargestellten Kontaktstift 1 in einer Längsschnittdarstellung. Dargestellt ist die Längsachse 10, der Endab- schnitt 3 zum Verbinden mit einem Stecker, der Verbindungsabschnitt 5 und der
Endabschnitt 7 zum Einführen in einen Durchbruch, insbesondere dem Durchbruch 25 der Leiterplatte 20 in Figur 1. Der Kontaktstift 1 weist im Bereich des Endabschnitts 3 eine Kantenlänge 47 auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel wenigstens oder genau 0,5 Millimeter beträgt. Der Kontaktstift 1 weist im Bereich des Endabschnitts 7 einen Durchmesser 48 auf, welcher beispielsweise die Hälf- te einer Diagonale des viereckigen Querschnitts des Endabschnitts 3 beträgt. Der Kontaktstift 1 ist im Bereich des Endes 9 sich verjüngend abgerundet ausgebildet.
Figur 4 zeigt - schematisch - ein Ausführungsbeispiel für einen Kontaktstift 2. Der Kontaktstift 2 weist - wie der Kontaktstift 1 - einen Endabschnitt 3 mit einem rechteckigen Querschnitt auf. Der Kontaktstift 2 weist - anders als der Kontaktstift 1 - einen zum Verlöten in einem Durchbruch einer Leiterplatte, beispielsweise dem Durchbruch 25 der Leiterplatte 1 in Figur 1 , ausgebildeten Endabschnitt 8 auf. Der Endabschnitt 8 weist einen Querschnitt auf, welcher einen wellenförmi- gen Umfang aufweist. Dadurch sind in dem Endabschnitt 8 drei Stege, nämlich ein Steg 32, ein Steg 34 und ein Steg 36 ausgebildet, zwischen denen sich entlang der - in Figur 5 näher dargestellten - Längsachse 10 Nuten erstrecken. Zwischen dem Steg 32 und dem Steg 36 erstreckt sich die Nut 31 , zwischen dem Steg 32 und dem Steg 34 erstreckt sich die Nut 30 und zwischen dem Steg 34 und dem Steg 36 erstreckt sich die Nut 33. Wenn beispielsweise der Steg 32 und der Steg 34 im Bereich eines Endes an die Wand des Durchbruchs 25 stoßen, so verbleibt zwischen den Stegen 32 und 34 noch Raum in der Nut 30, in der durch Kapillarwirkung verflüssigtes Lot in den zwischen der Nut 30 und der Wand des Durchbruchs 35 ausgebildeten Spalt eingesaugt werden kann. Zueinander be- nachbarte Stege des Endabschnitts 8 weisen jeweils in einem Winkel von 120
Grad radial nach außen. Der Durchmesser eines die Stege 32, 34 und 36 kreisförmig umspannenden Umfangs beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 0,35 Millimeter. Eine Längsachse 10 bildet das Zentrum des Querschnitts des Endabschnitts 8.
Figur 5 zeigt - schematisch - einen Kontaktstift 2 in einer Längsschnittdarstellung, dessen Endabschnitt 8 in Figur 4 im Querschnitt gezeigt ist. Die Kantenlänge einer Kante des rechteckigen Querschnitts im Bereich eines Endabschnitts 3 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel wenigstens oder genau 0,5 Millimeter. Der Endabschnitt 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel zusammen mit einem Verbin- dungsabschnitt 5 durch prägendes Umformen erzeugt. Der Endabschnitt 3, der
Verbindungsabschnitt 5 und der Endabschnitt 8 erstrecken eich jeweils entlang einer Längsachse 10 des Kontaktstifts 2.
Figur 6 zeigt - schematisch - ein Ausführungsbeispiel für einen Querschnitt eines Endabschnitts 11 , welcher anstelle des Endabschnitts 8 den Endabschnitt zum Einführen in einen Durchbruch einer Leiterplatte des Kontaktstifts 2 bildet. Eine Längsachse 10 bildet das Zentrum des Querschnitts des Endabschnitts 1 1. Dargestellt ist der Durchbruch 25, in dem der Endabschnitt 11 angeordnet ist. Der Endabschnitt 1 1 weist eine wellenförmige Umfangskontur im Querschnitt auf. Dadurch sind entlang einer Längsachse 10 sich mit einer Rundung radial nach außen erstreckende Stege gebildet. Zwischen zueinander benachbarten Stegen erstreckt sich eine Nut entlang der Längsachse 10. Der Steg 45 und die Nut 43 sind beispielhaft bezeichnet. Dargestellt ist auch ein Abstand 40 von einer sich radial nach innen erstreckenden Nut, welche in Umfangsrichtung von zwei zueinander benachbarten Stegen eingeschlossen ist.
Gestrichelt dargestellt ist die Wand des Durchbruchs 25, welche beispielsweise mit den zueinander benachbarten Stegen berühren kann. Dann ist der Abstand 40 gebildet, durch welchen ein Spalt gebildet ist, in dem flüssiges Lot eindringen kann. Der Endabschnitt 1 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel sechs Stege und sechs Nuten auf.
Figur 7 zeigt - schematisch - ein Ausführungsbeispiel für einen Endabschnitt 12, welcher anstelle des Endabschnitts 8 des Kontaktstifts 2 ausgebildet sein kann. Eine Längsachse 10 bildet das Zentrum des Querschnitts des Endabschnitts 12. Der Endabschnitt 12 weist 4 radial nach außen weisende Stege auf, von denen der Steg 39 beispielhaft bezeichnet ist. Zwischen zwei zueinander benachbarten Stegen in Umfangsrichtung erstreckt sich radial nach innen eine Nut. Die Nut weist in diesem Ausführungsbeispiel im Querschnitt eine sich konvex radial nach außen erstreckende Form auf. Die konvexe Form weist beispielsweise einen Krümmungsradius auf, welcher dem Krümmungsradius des kreiszylinderförmigen Durchbruchs 25 entspricht. So kann vorteilhaft eine Anordnung umfassend einer Leiterplatte mit wenigstens einem Durchbruch 25 und wenigstens einem Kontaktstift 2 gebildet sein, wobei der Endabschnitt 12 in dem Durchbruch 25 angeordnet ist. Dargestellt ist auch ein Abstand 41 , welcher auf dem Umfangsab- schnitt, auf den sich die Nut 38 erstreckt, zu einer gestrichelt dargestellten Wand des Durchbruchs 25, die zueinander benachbarte Stege berührt, gleich beabstandet ist. Dadurch ist ein Spalt mit einer vorbestimmten Spaltbreite entsprechend dem Abstand 41 gebildet, in den flüssiges Lot eindringen kann. Der Abstand 41 kann beispielsweise derart bemessen sein, dass eine Kapillarwirkung für ein flüssiges Lot bei einer vorbestimmten Lottemperatur am größten ist. Die Nut 38 kann nur so vorteilhaft entlang der Umfangsrichtung im Querschnitt voll- ständig mit Lot angefüllt werden. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass flüssiges Lot in zu große oder besonders feine Spalte aufgrund mangelnder Kapillarwirkung beziehungsweise seiner Oberflächenspannung nicht mehr eindringen kann. In besonders großen Spalten ist eine Kapillarwirkung im Vergleich zu dem Spalt mit dem optimalen Abstand 41 verringert.

Claims

Ansprüche
1. Kontaktstift (1 , 2) mit einem zum Verbinden mit einem Draht oder Stecker ausgebildeten eckigen Endabschnitt (3), wobei der eckige Endabschnitt (3) einen eckigen, insbesondere viereckigen Querschnitt aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kontaktstift (1 , 2) einen zum Verlöten mit einer Leiterplatte (20) ausgebildeten, dem Endabschnitt (3) gegenüberliegenden runden Endabschnitt (7, 8, 11 , 12) mit einem wenigstens umfangsabschnittsweise rund ausgebildeten Querschnitt aufweist.
2. Kontaktstift (1 , 2) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der runde Endabschnitt (7, 8, 11 , 12) durch Umformen, insbesondere Prägen, eines eckigen Endabschnitts erzeugt ist.
3. Kontaktstift (1 , 2) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kontaktstift (1 , 2) einen durch einen Längsabschnitt des Kontaktstifts gebildeten Verbindungsabschnitt (5) aufweist, welcher den eckigen Endabschnitt (3) mit dem runden Endabschnitt (7) verbindet, wobei ein Durchmesser des Verbindungsabschnitts (5) entlang einer Längserstreckung (10) des Kontaktstifts (1 , 2) von dem eckigen Endabschnitt (3) zu dem runden Endabschnitt (7) hin sich verkleinert.
4. Kontaktstift (1 , 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Querschnitt des runden Endabschnitts (7) kreisrund ausgebildet ist.
5. Kontaktstift (1 , 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
der Querschnitt des runden Endabschnitts ellipsenförmig ausgebildet ist.
6. Kontaktstift (1 , 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verlauf eines Querschnittsumfangs des runden Endabschnitts (8, 11) wellenförmig ausgebildet ist.
7. Kontaktstift (1 , 2) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
5 entlang der Längserstreckung (10) des runden Endabschnitts (8, 11 , 12) wenigstens drei Stege (32, 34, 36, 39, 45) und Nuten (30, 31 , 33, 38, 43) ausgebildet sind.
8. Kontaktstift (1 , 2) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
0 die Nuten (43) jeweils ausgebildet sind, gegen eine die Stege (39) berührende
Wand eines kreiszylinderförmigen Durchbruchs (25) der Leiterplatte (20) eine Kapillarwirkung für flüssiges Lot zu erzeugen.
9. Leiterplatte (20) mit wenigstens einem Kontaktstift (1 , 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
5 dadurch gekennzeichnet, dass
die Leiterplatte (20) wenigstens einen Durchbruch (25) mit kreisrundem Querschnitt aufweist, in dem der Kontaktstift (1 , 2) mit dem runden Endabschnitt (7, 8, 1 1 , 12) angeordnet ist.
10. Verfahren zum Verbinden eines Kontaktstiftes (1 , 2), insbesondere eines o Kontaktstiftes gemäß der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8 mit einer Leiterplatte (20), bei dem an einem Endabschnitt eines den Kontaktstift bildenden Drahtes mit eckigem Querschnitt mittels Umformen des eckigen Endabschnitts ein wenigstens auf einem Umfangsabschnitt rund ausgebildeter Querschnitt erzeugt wird, wobei wenigstens ein durch die Ecke des Querschnitts ausgebildeter Steg 5 rund umgeformt wird, und der Kontaktstift mit dem umgeformten runden Endabschnitt (7, 8, 1 1 , 12) in einen Durchbruch (25) der Leiterplatte (20) eingeführt und dort verlötet wird.
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