ES2625553T3 - Portacontactos con un segmento de compensación de tolerancias - Google Patents
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Abstract
Portacontactos (100) con un contacto eléctrico (128) y con un brazo de contacto (136), que está conectado eléctricamente con el contacto eléctrico (128), incluyendo el brazo de contacto (136) un segmento de compensación de tolerancias (138) y una patilla de contacto (132) formada en el segmento de compensación de tolerancias (138) para la toma de contacto eléctrico del contacto eléctrico (128) con una superficie de contacto; caracterizado porque el portacontactos (100) presenta una base (106), a la que está sujeto el contacto eléctrico (128) y en el que la base (106) presenta una escotadura radial (126) para alojar el brazo de contacto (136).
Description
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PORTACONTACTOS CON UN SEGMENTO DE COMPENSACION DE TOLERANCIAS
DESCRIPCION
La invencion se refiere a un portacontactos con un contacto electrico y un brazo de contacto, que esta conectado electricamente con el contacto electrico.
Tales portacontactos se utilizan para establecer una conexion electrica entre el contacto electrico y una placa de circuitos. El contacto electrico puede estar configurado por ejemplo como casquillo o conector. En una tecnologfa de agujero pasante (Trough Hole Technology, THT) se insertan conexiones de hilo del portacontactos a traves de agujeros de contacto en la placa de circuitos y a continuacion se unen conduciendo electricamente mediante soldadura (por ejemplo soldadura manual convencional o soldadura selectiva) con vfas conductoras situadas sobre la placa de circuitos. En el montaje en superficie (surface mounting technology, SMT) por el contrario se sueldan superficies de conexion del portacontactos que pueden soldarse directamente sobre vfas conductoras de la placa de circuitos. Para ello se imprimen sobre la placa de circuitos los segmentos de vfas conductoras que sirven como superficies de conexion, antes del equipamiento, por ejemplo mediante serigraffa con pasta de soldar. Tras equiparse con el portacontactos se sueldan entre sf las superficies de conexion, para unirlas electricamente. Cuando el portacontactos esta dispuesto sobre la cara superior de la placa de circuitos, puede utilizarse por ejemplo la soldadura de reflujo (reflow soldering). Cuando por el contrario el portacontactos esta situado en la cara inferior de la placa de circuitos, se pega el mismo y se suelda en el bano de ola. Asf son posibles equipamientos muy compactos y sobre todo un equipamiento por ambos lados de la placa de circuitos, lo cual reduce la necesidad de espacio. Pueden fabricarse asf aparatos electricos mas pequenos y a la vez bastante mas economicos.
No obstante, puede producirse durante la soldadura un llamado desdibujado. Debido al desdibujado no se encuentra el portacontactos tras la soldadura en la posicion deseada sobre la placa de circuitos, sino que el portacontactos esta desplazado por ejemplo en las direcciones X e Y. Ademas puede presentarse tambien un error en el angulo de giro del portacontactos. En este caso se ha girado el portacontactos alrededor del eje vertical propio. En funcion del desplazamiento y del giro del portacontactos, pueden resultar como imagenes de error los cuatro casos siguientes:
- El portacontactos esta unido electricamente y no se encuentra centrado con exactitud, pero se encuentra con su metalizacion de conexion completa sobre la placa de circuitos.
- El portacontactos esta unido electricamente, pero sobresale con su metalizacion de conexion de una superficie de cobre de la placa de circuitos.
- El portacontactos no esta unido electricamente y sobresale con su metalizacion de conexion de la superficie de cobre de la placa de circuitos.
- El portacontactos no esta unido electricamente y se encuentra con su metalizacion de conexion completamente fuera de la superficie de cobre de la placa de circuitos.
El documento DE 10 2006 052 119 A1 da a conocer una union por borna cortante para unir dos componentes con un primer elemento de borna cortante que esta fijado a un primer componente y un segundo elemento de borna cortante que esta fijado a un segundo componente.
El documento DE 10 2009 026 816 A1 da a conocer un elemento de conexion para unir electricamente dos componentes con un primer elemento de contacto electrico para la toma de contacto electrica de un primer componente, un segundo elemento de contacto electrico para la toma de contacto electrica de un segundo componente y al menos un elemento de compensacion de tolerancias.
Es por lo tanto el objetivo de la presente invencion lograr un portacontactos mejorado.
Este objetivo se logra mediante el objeto con las caractensticas de la reivindicacion independiente. Ventajosas formas de realizacion son objeto de las reivindicaciones dependientes, de la descripcion y de los dibujos.
La presente invencion se basa en la comprension de que mediante una compensacion de tolerancias puede compensarse el error de posicionado provocado por el desdibujado.
Segun un primer aspecto, se logra el objetivo presentando el portacontactos un contacto electrico y un brazo de contacto, que esta conectado electricamente con el contacto electrico, incluyendo el brazo de contacto un segmento de compensacion de tolerancias y un contacto formado en el segmento de compensacion de tolerancias para la toma de contacto electrico del contacto electrico con una superficie de contacto. De esta manera se logra la ventaja tecnica de que el segmento de compensacion de tolerancias compensa errores de posicion debidos a un desdibujado. Asf aumenta el rendimiento de la fabricacion.
En una forma de realizacion ventajosa se extiende el brazo de contacto lateral o radialmente desde el contacto electrico. De esta manera se logra la ventaja tecnica de que el portacontactos presenta dimensiones compactas y por lo tanto solo precisa de poco espacio constructivo.
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En otra forma de realizacion ventajosa se extiende el contacto electrico en una primera direccion y el brazo de contacto se extiende en una segunda direccion, estando situadas la primera direccion y la segunda direccion formando un angulo, en particular un angulo de 90°, dentro en una gama de tolerancia angular. La gama de tolerancia angular puede presentar entonces tolerancias debidas a la tecnica de fabricacion, que pueden ser por ejemplo del 5%, 10% o 15% de por ejemplo 90°. Asf se logra la ventaja tecnica de que el portacontactos es especialmente facil de fabricar.
En otra forma de realizacion ventajosa se extiende la patilla de contacto dentro de una gama de tolerancia angular en la segunda direccion. La gama de tolerancia angular puede presentar entonces tolerancias debidas a la tecnica de fabricacion, que pueden ser por ejemplo del 5%, 10% o 15%. Asf se logra la ventaja tecnica de que el portacontactos puede fabricarse mas compacto aun y ocupar asf un menor espacio constructivo.
En otra forma de realizacion ventajosa puede deformarse mecanicamente el segmento de compensacion de tolerancias. Asf se logra la ventaja tecnica de que el segmento de compensacion de tolerancias puede deformarse debido a las fuerzas que se presentan al soldar y compensar las mismas.
En otra forma de realizacion ventajosa el segmento de compensacion de tolerancias es elastico o puede deformarse plasticamente. Asf se logra la ventaja tecnica de que mediante la deformabilidad elastica puede compensarse una deformacion que se presenta solo durante la soldadura debido a tensiones inducidas termicamente, mientras que mediante la deformabilidad plastica pueden compensarse errores de posicionado permanentes.
En otra forma de realizacion ventajosa esta unida la patilla de contacto con el contacto electrico mediante el segmento de compensacion de tolerancias. Asf se logra la ventaja tecnica de que el segmento de compensacion de tolerancias esta dispuesto entre la patilla de contacto y el contacto electrico. Asf presenta el portacontactos una estructura especialmente sencilla.
En otra forma de realizacion ventajosa incluye el segmento de compensacion de tolerancias un arco de flexion, en particular un doblado con forma de U. Asf se logra la ventaja tecnica de que con una forma constructiva compacta se proporciona un segmento de compensacion de tolerancias para compensar grandes tolerancias y que es facil de fabricar.
En otra forma de realizacion ventajosa esta dispuesta la patilla de contacto junto al segmento de compensacion de tolerancias acodado formando un angulo. Asf se logra la ventaja tecnica de que mediante la disposicion acodada del segmento de compensacion de tolerancias en la patilla de contacto el segmento de compensacion de tolerancias puede deformarse con especial facilidad en este punto, para compensar tolerancias.
En otra forma de realizacion ventajosa esta dispuesta la patilla de contacto debajo del segmento de compensacion de tolerancias. Asf se logra la ventaja tecnica de que el portacontactos puede fijarse con especial facilidad con la patilla de contacto sobre una superficie de contacto, como por ejemplo una via conductora de una placa de circuitos.
En otra forma de realizacion ventajosa esta constituida la patilla de contacto junto al segmento de compensacion de tolerancias tal que puede deformarse elasticamente o plasticamente. Asf se logra la ventaja tecnica de que mediante la deformabilidad elastica puede compensarse una deformacion que se presenta solo durante la soldadura debido a tensiones inducidas termicamente, mientras que mediante la deformabilidad plastica pueden compensarse errores de posicion permanentes.
En otra forma de realizacion ventajosa la patilla de contacto es una patilla de almohadilla (pad) de soldadura. Asf se logra la ventaja tecnica de que con la patilla de contacto puede constituirse sin problemas una union por soldadura.
En otra forma de realizacion ventajosa el contacto electrico es un casquillo de contacto o un conector. De esta manera se logra la ventaja tecnica de que pueden posicionarse casquillos de contacto o conectores sin errores sobre una placa de circuitos y sus contactos electricos pueden unirse con los mismos conduciendo electricamente.
En otra forma de realizacion ventajosa presenta el portacontactos una base a la que esta sujeto el contacto electrico. Asf se logra la ventaja tecnica de que el portacontactos esta posicionado sobre el contacto electrico durante la soldadura.
En otra forma de realizacion ventajosa presenta la base una escotadura radial para alojar el brazo de contacto. Asf se logra la ventaja tecnica de que la escotadura asegura un posicionado del brazo de contacto y con ello del portacontactos.
En otra forma de realizacion ventajosa presenta el portacontactos un casquillo aislante que puede extraerse, que esta colocado sobre el contacto electrico. Asf se logra la ventaja tecnica de que el casquillo aislante protege el contacto electrico y a la vez puede asociarsele al contacto electrico del portacontactos un distintivo funcional, mediante una codificacion mecanica u optica.
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En otra forma de realizacion ventajosa presenta el portacontactos una pluralidad de contactos electricos, que estan conectados electricamente con respectivos contactos. Asf se logra la ventaja tecnica de que simultaneamente puede formarse a la vez una pluralidad de contactos electricos.
En otra forma de realizacion ventajosa el portacontactos es un portacontactos SMD (surface-mounted device, componente montado en superficie). Asf se logra la ventaja tecnica de que pueden formarse por maquina contactos electricos mediante posicionado y subsiguiente soldadura en un horno.
Otros ejemplos de realizacion se describiran con referencia a los dibujos adjuntos. Se muestra en:
figura 1 una representacion esquematica de un portacontactos,
figura 2 una representacion de despiece del portacontactos,
figura 3 una representacion en perspectiva de una clavija de contacto,
figura 4 una vista lateral de la clavija de contacto,
figura 5 una vista desde abajo de la clavija de contacto,
figura 6 una seccion a traves de un segmento de la clavija de contacto,
figura 7 una vista del lado superior de la base y
figura 8 una vista del lado inferior de la base.
La figura 1 muestra un portacontactos 100, que en el presente ejemplo de realizacion incluye tres clavijas de contacto 102, un casquillo aislante 104, una base 106, asf como una tuerca de racor 108. En la figura 1 se senala solamente una de las tres clavijas de contacto con la referencia 102.
En el presente ejemplo de realizacion esta configurado el portacontactos 100 para formar un casquillo para una union casquillo-conector, que puede fijarse mediante la tecnologfa SMT sobre una placa de circuitos (no representada). Por ello esta configurado en el presente ejemplo de realizacion el portacontactos 100 como portacontactos SMD (surface-mounted device, componente montado en superficie).
La clavija de contacto 102 esta fabricada en el presente ejemplo de realizacion de una sola pieza de metal, por ejemplo cobre o una aleacion que contenga cobre, por ejemplo mediante estampado y doblado. La clavija de contacto 102 presenta un contacto electrico 128, que en el presente ejemplo de realizacion esta configurado como un casquillo de contacto 130 y con ello configurado para alojar un contacto electrico de clavija (no representado) de un conector (no representado). Ademas presenta la clavija de contacto 102 una patilla de contacto 132, que en el presente ejemplo de realizacion esta configurada como patilla de almohadilla de soldadura 134, con el que puede realizarse una union por soldadura conocida mediante tecnologfa SMT para establecer una union electricamente conductora con una superficie de contacto, como por ejemplo una via conductora de una placa de circuitos. Entre la patilla de contacto 132 y el contacto electrico 128 o bien el casquillo de contacto 130, esta dispuesto un brazo de contacto 136 y un segmento de compensacion de tolerancias 138.
El casquillo aislante 104 esta fabricado en el presente ejemplo de realizacion de un material electricamente aislante, por ejemplo un material de plastico, por ejemplo mediante fundicion inyectada. Ademas presenta el casquillo aislante 104 una codificacion 118, que en el presente ejemplo de realizacion esta formada por una pluralidad de cavidades que constituyen una codificacion mecanica, para garantizar una toma de contacto segura frente a polaridad inversa. A traves del casquillo aislante 104 se extienden en el presente ejemplo de realizacion cinco canales pasantes 116, de los que en la figura 1 solamente se senala un canal pasante con la referencia 116.
La base 106 esta fabricada en el presente ejemplo de realizacion de un plastico muy estable frente a la temperatura, con lo que la base 106 no experimenta dano ni deformacion alguno/a durante un proceso de soldadura SMT. La base 106 tiene en el presente ejemplo de realizacion cinco agujeros pasantes 124, de los cuales en la figura 1 solamente se senala un agujero pasante con la referencia 124. En el presente ejemplo de realizacion constituye cada uno de los agujeros pasantes 124 con cada uno de los canales de paso 106 un paso a traves. Ademas presenta la base 106 cavidades 126 dispuestas en su lado inferior, cada una de las cuales esta asociada a uno de los canales de paso 108 y se extienden en el presente ejemplo de realizacion radialmente.
La figura 1 muestra que el casquillo de contacto electrico 130 se encuentra en el canal de paso 116, mientras que el brazo de contacto 136 esta alojado en la escotadura 126, que esta formada en un lado inferior 122 de la base 106.
En el lado superior 120 de la base 106 esta dispuesta una tuerca de racor 108, que presenta un roscado interior 110 para establecer una union atornillada con el conector. Ademas en el presente ejemplo de realizacion tiene la tuerca de racor 108 una junta interior 112 y una junta exterior 114 para lograr una estanqueidad frente a lfquidos.
Mediante la deformabilidad elastica o plastica del segmento de compensacion de tolerancias 138 queda asegurado que la patilla de contacto 132 o bien la patilla de almohadilla de soldadura 134 puede desplazarse en las tres direcciones, es decir, en las direcciones X, Y, Z, para compensar un desdibujado durante un proceso de soldadura SMT. El segmento de compensacion de tolerancias 138 puede compensar por ejemplo tolerancias de error en una
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gama de 0,1 a 1 mm. En el presente ejemplo de realizacion permite el segmento de compensacion de tolerancias 138 compensar tolerancias de error de 0,5 mm.
La figura 2 muestra un portacontactos 100 en una representacion de despiece.
Puede observarse que el casquillo aislante 104 presenta espigas posicionadoras 200, que encajan en agujeros posicionadores 202 de la base 106.
Las figuras 3 a 5 muestran la clavija de contacto 102.
La clavija de contacto 102 presenta un primer extremo 300, en el que esta dispuesto el contacto electrico 128. El contacto electrico 128 esta configurado en el presente ejemplo de realizacion como casquillo de contacto 130 y presenta para ello dos lenguetas de contacto 304a, 304b enfrentadas, que en las posiciones representadas en las figuras 3 y 4 estan pretensadas elasticamente y que pueden deformarse elasticamente introduciendo una clavija de contacto y que mantienen fija la misma mediante una fuerza elastica. Ademas presenta la clavija de contacto 102 un canal 306 para alojar un tal contacto de clavija.
El movimiento de introduccion de una clavija de contacto en el casquillo de contacto 130 formado por las lenguetas de contacto 304a, 304b y en el canal 306 se extiende en una primera direccion I, en la que se extiende la clavija de contacto 102.
El brazo de contacto 136 de la clavija de contacto 102 se extiende en el presente ejemplo de realizacion en una segunda direccion II. En el presente ejemplo de realizacion se extiende la segunda direccion II formando un angulo a de 90° respecto a la primera direccion I (veanse las figuras 3 y 4).
El brazo de contacto 136 incluye en el presente ejemplo de realizacion un codo 308, un segmento de union 310 que sigue al codo 308, asf como un segmento en arco 312.
El codo 308 forma en el presente ejemplo de realizacion un angulo y de 30°, mientras que en el presente ejemplo de realizacion el segmento en arco 312 forma un angulo 8 de 90° (vease la figura 5). Al respecto estan doblados en el presente ejemplo de realizacion tanto el codo 308 como tambien el segmento de arco 312 alrededor de un eje, que discurre en paralelo a la primera direccion I.
En el presente ejemplo de realizacion esta dispuesto entre el brazo de contacto 136 y la patilla de contacto 132, configurada como patilla de almohadilla de soldadura 134, el segmento de compensacion de tolerancias 138.
El segmento de compensacion de tolerancias 138 incluye en el presente ejemplo de realizacion un arco de flexion 314, que en el presente ejemplo de realizacion esta configurado como doblado 316 con forma de U, asf como un segmento acodado 318.
El doblado 316 con forma de U esta acodado en el presente ejemplo de realizacion alrededor de un eje que se extiende en paralelo a la primera direccion I. Ademas esta configurado en el presente ejemplo de realizacion el doblado 316 con forma de U como un angulo £ de 180° (vease la figura 5).
El segmento acodado 318 por el contrario esta acodado en el presente ejemplo de realizacion bajo un angulo p de 90°, extendiendose el eje alrededor del cual esta doblado el segmento acodado 118 tanto a un angulo recto respecto a la primera direccion I como tambien a un angulo recto respecto a la segunda direccion II (vease la figura 4). Asf tiene en el presente ejemplo de realizacion la patilla de contacto 132 que sigue al segmento acodado 318 una direccion de extension que se encuentra en la direccion correspondiente a la segunda direccion II. Asf puede desplazarse la patilla de contacto 132 en los tres ejes espaciales con respecto al contacto electrico 128 en hasta 0,5 mm.
Ademas muestran las figuras 3 a 5 que en el presente ejemplo de realizacion la patilla de contacto 132 esta dispuesta en la primera direccion I del segmento de compensacion de tolerancias 138. Asf se encuentran el contacto electrico 128 y la patilla de contacto 132 en el presente ejemplo de realizacion en extremos opuestos, es decir, el primer extremo 300 y el segundo extremo 302 de la clavija de contacto 102.
La figura 6 muestra una seccion a traves del primer extremo 300 de la clavija de contacto 102. Puede observarse que la clavija de contacto 102 esta configurada hueca por debajo de las lenguetas de contacto 304a, 304b y por lo tanto presenta el canal 306. En el presente ejemplo de realizacion esta obturado el canal 306 mediante una barrera a la masa de relleno 500, con lo que ninguna masa de relleno, por ejemplo adhesivo, puede llegar por ejemplo durante un proceso de montaje al canal 306. La barrera a la masa de relleno 500 esta formada en el presente ejemplo de realizacion por un segmento de chapa de la clavija de contacto 102, que ha sido estampado y que esta abatido hacia el canal 306.
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La figura 7 muestra el lado superior de la base 106. Puede observarse que en el presente ejemplo de realizacion el lado superior 120 presenta los agujeros posicionadores 200 junto a los agujeros de paso 124, en el presente ejemplo de realizacion cinco, para sujetar respectivas clavijas de contacto 102.
La figura 8 muestra el lado inferior 122 de la base 106. Puede verse, junto a los agujeros posicionadores 202 y los agujeros de paso 124, que en el presente ejemplo de realizacion estan previstas cinco escotaduras 126, en las que puede apoyarse el brazo de contacto 136 de una clavija de contacto 102 alojada en el agujero de paso 124.
Lista de referencias
100 portacontactos
102 clavija de contacto
104 casquillo de contacto
106 base
108 tuerca de racor
110 roscado interior
112 junta interior
114 junta exterior
116 canal de paso
118 codificacion
120 lado superior
122 lado inferior
124 agujero de paso
126 escotadura
128 contacto electrico
130 casquillo de contacto
132 patilla de contacto
134 patilla de almohadilla de soldadura
136 brazo de contacto
138 segmento de compensacion de tolerancias
200 espiga posicionadora
202 agujero posicionador
300 primer extremo
302 segundo extremo
304a lengueta de contacto
304b lengueta de contacto
306 canal
308 codo
310 segmento de union
312 segmento de arco
314 arco de flexion
316 doblado con forma de U
318 segmento acodado
500 barrera a la masa de relleno
a angulo
p angulo
Y angulo
8 angulo
£ angulo
X direccion X
Y direccion Y
Z direccion Z
I primera direccion
II segunda direccion
Claims (16)
- 51015202530354045505560REIVINDICACIONES1. Portacontactos (100) con un contacto electrico (128) y con un brazo de contacto (136), que esta conectado electricamente con el contacto electrico (128), incluyendo el brazo de contacto (136) un segmento de compensacion de tolerancias (138) y una patilla de contacto (132) formada en el segmento de compensacion de tolerancias (138) para la toma de contacto electrico del contacto electrico (128) con una superficie de contacto; caracterizado porque el portacontactos (100) presenta una base (106), a la que esta sujeto el contacto electrico (128) yen el que la base (106) presenta una escotadura radial (126) para alojar el brazo de contacto (136).
- 2. Portacontactos (100) de acuerdo con la reivindicacion 1,en el que el brazo de contacto (136) se extiende lateral o radialmente desde el contacto electrico (128).
- 3. Portacontactos (100) de acuerdo con la reivindicacion 2,en el que el contacto electrico (128) se extiende en una primera direccion (I) y el brazo de contacto (136) se extiende en una segunda direccion (II), estando situadas la primera direccion (I) y la segunda direccion (II) formando un angulo (a), en particular un angulo de 90°, dentro en una gama de tolerancia angular.
- 4. Portacontactos (100) de acuerdo con la reivindicacion 3,en el que se extiende la patilla de contacto (132) dentro de una gama de tolerancia angular en la segunda direccion (II).
- 5. Portacontactos (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,en el que el segmento de compensacion de tolerancias (138) puede deformarse mecanicamente.
- 6. Portacontactos (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,en el que el segmento de compensacion de tolerancias (138) es elastico o puede deformarse plasticamente.
- 7. Portacontactos (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,en el que la patilla de contacto (132) esta unida con el contacto electrico (128) mediante el segmento de compensacion de tolerancias (138).
- 8. Portacontactos (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,en el que el segmento de compensacion de tolerancias (138) incluye un arco de flexion (314), en particular un doblado (316) con forma de U.
- 9. Portacontactos (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,en el que la patilla de contacto (132) esta dispuesta junto al segmento de compensacion de tolerancias (138) acodado formando un angulo (p).
- 10. Portacontactos (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,en el que la patilla de contacto (132) esta dispuesta debajo del segmento de compensacion de tolerancias (138).
- 11. Portacontactos (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,en el que la patilla de contacto (132) esta constituida junto al segmento de compensacion de tolerancias (138) tal que puede deformarse elasticamente o plasticamente.
- 12. Portacontactos (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,en el que la patilla de contacto (132) es una patilla de almohadilla (pad) de soldadura (134).
- 13. Portacontactos (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,en el que el contacto electrico (128) es un casquillo de contacto (130) o un conector.
- 14. Portacontactos (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,en el que el portacontactos (100) presenta un casquillo aislante (104) que puede extraerse, que esta colocado sobre el contacto electrico (128).
- 15. Portacontactos (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,en el que el portacontactos (100) presenta una pluralidad de contactos electricos (128), que estan conectados electricamente con respectivos contactos.
- 16. Portacontactos (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que el portacontactos (100) es un portacontactos SMD.
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