WO2009135756A1 - Vergussdichte steckverbindung - Google Patents

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WO2009135756A1
WO2009135756A1 PCT/EP2009/054766 EP2009054766W WO2009135756A1 WO 2009135756 A1 WO2009135756 A1 WO 2009135756A1 EP 2009054766 W EP2009054766 W EP 2009054766W WO 2009135756 A1 WO2009135756 A1 WO 2009135756A1
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contact
connection
opening
contact pin
pin
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PCT/EP2009/054766
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Dietmar Birgel
Bernhard Michalski
Bernd Strütt
Ingo Buschke
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Endress+Hauser Gmbh+Co.Kg
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • 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
    • H01R12/52—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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Definitions

  • the invention relates to a Verguss Why connector between a conductive contact pin having a plug and a conductive contact opening having socket.
  • Modern electrical devices esp. Measuring instruments, nowadays have a plurality of individual electrical components, esp. One or more printed circuit boards with electronic circuits applied thereto, which are arranged in a housing.
  • connectors are very much used to electrically connect the individual electrical components with each other.
  • electrical connection can be effected via the connectors and a mechanical connection of the respective components.
  • the interior of the housing to protect the components is often with a potting compound, z. a silicone gel, filled. As a result, the components are protected in the housing, and it is esp. Avoided that the components and the
  • Plug connections are exposed to moisture, which can penetrate, for example, by condensation in the housing.
  • a plug connection is formed by a plug and a socket.
  • the plug has at least one outwardly facing contact pin.
  • the socket has an inwardly facing contact opening for each contact pin.
  • the plug connection is closed by plugging the plug into the socket.
  • Contact opening and réellesttft are dimensioned such that the contact opening exerts on the contact surfaces dependent on the design of a contact pressure on the corresponding contact surfaces of the contact pin. About the contact pressure exists between the contact surfaces a permanent non-positive electrically conductive connection between the conductive contact pin and the conductive contact opening.
  • the invention consists in a Verguss Whyn plug connection between a conductive contact pin having a plug and a meitdeterminede contact opening having female, in the
  • the cohesive connection between the contact pin and the contact opening is an existing between the contact surfaces conductive cohesive connection.
  • the lubricious substance-compliant connection is a solder connection
  • the contact surface of the contact pin and / or the contact surface of the contact opening are tin-plated
  • the tin-plating forms the solder of the solder connection
  • the tinning consists of a low-melting tin compound, in particular a tin-bismuth compound.
  • the cohesive conductive connection between the contact pin and the contact opening is a conductive bond existing between the contact surfaces, in particular a bond with an adhesive having an anisotropic conductivity
  • the cohesive connection between the contact pin and the contact opening is a FlußmitteSvorhof, which encloses the contact surfaces on the outside and connects the contact pin cohesively with the contact opening.
  • the contact surface of the contact pin and / or the contact surface of the contact opening is gold plated.
  • the invention comprises a method for producing a pour-proof plug connection according to the first variant of the first development, in which
  • the non-positive connection between the contact pin and contact opening is formed by insertion of the contact pin in the contact opening
  • the connector formed in this way is heated to a temperature at which the tinning melts and forms a solder joint between the contact surfaces of the contact pin and contact opening.
  • the invention comprises a method for producing a grout-proof plug connection according to the second variant of the first development, in which
  • an adhesive having an anisotropic conductivity is applied to the contact surface of the contact pin and / or the contact surface of the contact opening,
  • the frictional connection between contact pin and contact opening is formed by inserting the contact pin into the contact opening
  • the contact pressure exerted on the contact pin by the contact opening acts on the adhesive located between the contact surfaces and has anisotropic conductivity and forms a conductive connection between the two contact surfaces
  • the adhesive is cured and causes a cohesive ichitfounde connection between the contact surfaces.
  • the invention comprises a method for producing a grout-proof plug connection according to the second development, in which
  • the frictional connection between contact pin and contact opening is formed by inserting the contact pin into the contact opening
  • the connector formed in this way is heated to a temperature at which the flux through the contact pressure from the
  • the invention further comprises a method for using a grout-proof plug connection according to the invention, in which
  • the plug-in connection is introduced into a housing
  • the housing is filled with a potting compound, and - the cohesive connection between the contact pin and the
  • the invention comprises a measuring device with - an interior, in which at least two electrical components are arranged, which are connected to each other via at least one Verguß Actually plug connection, and
  • a potting compound that fills the interior and surrounds the connector A potting compound that fills the interior and surrounds the connector.
  • Fig. 1 shows a measuring device with two arranged in a molded housing electrical components connected to each other via plug connections according to the invention are;
  • Fig. 2 shows shows a section through a Verguss disguise connector, wherein the contact surfaces of the contact pin and contact opening are connected to each other via an electrically conductive cohesive connection;
  • Fig. 3 shows shows a section through a Verguss Why plug connection, in which between the contact pin and the contact opening a cohesive connection, which encloses the mutually pressed contact surfaces of the contact pin and contact opening on the outside.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an electronic device, in particular a measuring device, which has a housing 1 in which two electrical components 3 are arranged.
  • the electrical components 3 are, for example, two printed circuit boards 5 with electronic circuits 7 arranged thereon.
  • the two circuits 7 of the electrical components 3 are electrically conductively connected to one another via at least one cast-free plug-in connection 9 according to the invention, and the interior of the
  • Housing 1 is provided with a potting compound 11, e.g. a silicone gel, filled up.
  • a potting compound 11 e.g. a silicone gel
  • plug connection 9 is not limited to this application example. It can always be used when a cast-proof electrical connection between two components is required.
  • two loosely laid in a housing connection cables or cables can be connected to each other by means of the connector according to the invention encapsulation.
  • the Verguss disguise plug connection 9 comprises a plug 13 and socket 15.
  • the plug 13 has a conductive contact pin 17 and the socket 15 has a conductive contact opening 19.
  • the invention can be used in a completely analogous manner but also in connection with plugs that Have a plurality of pins, which are then plugged into correspondingly many contact openings having jacks.
  • the plug 13 and the socket 15 each have a base 21, 23 which is mechanically fixed to the associated circuit board 5 and electrically connected there.
  • the Verguss Why connector 9 offers the advantage that it causes a mechanical connection of the two components 3 in addition to the electrically conductive connection of the two components 3, since the plug 13 and socket 15 respectively via the base 21, 23 mechanically with the Printed circuit board 5 are connected.
  • the plug 13 is inserted into the socket 15.
  • the contact opening 19 exerts a contact pressure on the contact pin 17.
  • the contact pressure causes a contact surface 25 of the contact opening 19 is pressed against amaschinefizze 27 of the contact pin 17.
  • the contact surfaces 25, 27 are formed by substantially cylindrical lateral surfaces of the contact pin 17 and contact opening 19. Accordingly, there is a frictional connection between the contact pin 13 and the contact opening 17 in the region of the contact surfaces 25, 27.
  • a cohesive connection between the contact pin 17 and the contact opening 19 is provided in addition to the non-positive connection between the contact pin 17 and contact opening 19, which closes a gap between the pressed contact surfaces 25, 27 to the outside. This has the effect that no potting compound 11 can penetrate into this intermediate space.
  • the connector 9 is thus Vergussdicht.
  • this cohesive connection between the contact pin 17 and the contact opening 19 is formed by an existing between the contact surfaces 25, 27 ieitfixede connection.
  • 2 shows an exemplary embodiment of a conductive cohesive connection 29 between the contact surfaces 25, 27.
  • the conductive cohesive connection 29 is, for example, a soldered joint or a bond made with a conductive adhesive. If the cohesive connection 29 is a solder connection, preferably tinned connectors 13 and / or sockets 15 are used. It is sufficient if at least one of the contact surfaces 25, 27 has a tinning.
  • the tinning preferably consists of a low-melting tin compound, in particular a tin-bismuth compound, and forms the solder of the solder joint.
  • Vergussdumbleten connector is preferably prepared in which a flux is applied to the tinned pin 17 and / or the tinned contact opening 19, the positive connection between the contact pin 17 and contact opening 19 is formed by insertion of the contact pin 17 in the contact opening 19, and the plug connection formed in this way is heated to a temperature at which the tin plating melts and forms a solder connection between the contact surfaces 25 and 27 of contact pin 17 and contact opening 19.
  • the heating to the soldering temperature for example, in a brazing furnace.
  • the use of a low-melting tinning the Vorteü that the soldering temperature is correspondingly low, and thus already already on the circuit boards 5 located circuits 7, esp. Their electronic components are spared.
  • an adhesive having an anisotropic conductivity is preferably used.
  • Anisotropically conductive adhesives are adhesives which are conductive only in the directions in which they are compressed during the bonding process by a pressure acting thereon.
  • a conductive filling material such as. Silver, staggered Epoxädharzkleber be used.
  • contact pins 17 with gold-plated contact surfaces 27 and / or contact openings 19 with gold-plated contact surfaces 25 are preferably used.
  • This variant of the impermeable plug connection according to the invention is preferably produced by applying the anisotropically conductive adhesive to the contact surface 27 of the contact pin 17 and / or the contact surface 25 of the contact opening 19, and the non-positive connection between contact pin 17 and contact opening 19 by inserting the contact pin 17 is formed in the contact opening 19.
  • the contact pressure exerted by the contact opening 19 on the contact pin 17 acts on the anisotropically conductive adhesive between the contact surfaces 25, 27 and causes only between the two contact surfaces 25, 27 forms a conductive connection. In all other directions, the glue does not conduct. This is esp.
  • multiple pins and the associated contact openings are arranged closely adjacent to each other. As a result, short circuits and unwanted creepage currents are excluded to adjacent pins, contact openings or other elements.
  • the Leitkieber is cured and thereby the cohesive conductive connection 29 between the contact surfaces 25, 27 causes.
  • the material becomes liquefied
  • connection between the contact pin 17 and the contact opening 23 formed by a cohesive connection 31 which surrounds the gap between the mutually pressed contact surfaces 25 and 27 on the outside and closes to the outside.
  • a cohesive connection 31 which surrounds the gap between the mutually pressed contact surfaces 25 and 27 on the outside and closes to the outside.
  • the cohesive connection 31 is preferably formed by a flux atrium, which encloses the contact surfaces 25, 27 on the outside and connects the contact pin 17 cohesively with the contact opening 19.
  • the electrical connection between the contact pin 17 and the contact opening 19 takes place here via the frictional connection between the contact pin 17 and contact opening 19 through which the contact surfaces 25 and 27 are pressed against each other.
  • a plug 17 with a gold-plated contact surface 27 and / or a contact opening 19 with a gold-plated contact surface 25 is preferably used to improve the electrical connection.
  • This variant of the impermeable plug-in connection is preferably produced by applying flux to the conductive contact pin 17 and / or the conductive contact opening 19, and the frictional connection
  • connection between contact pin 17 and contact opening 19 is formed by inserting the contact pin 17 in the contact opening 19.
  • This way formed connector is now heated to a temperature at which the Flussmittef is pressed by the contact pressure from the gap between the contact surfaces 25, 27 of contact pin 17 and contact opening 19, and the outside around the mutually pressed contact surfaces 25, 27 accumulates around.
  • the flux forms a Fiussffenvorhof, which surrounds the mutually pressed contact surfaces 25, 27 on the outside and connects the contact pin 17 cohesively with the contact opening 19.
  • the Fiussffenvorhof forms the cohesive connection 31 which closes the gap between the pressed together contact surfaces 25, 27 to the outside.
  • Verguss ashamedn connectors are preferably used so that they are introduced into a housing 1, which is then subsequently filled with a potting compound 11.
  • the stoffschiüssige connection 29 or 31 between the contact pin 17 and the contact opening 19 prevents penetration of potting compound 11 in the space between the mutually pressed contact surfaces 25, 27th

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Es ist eine vergussdichte Steckverbindung (9) zwischen einem einen leitfähigen Kontaktstift (17) aufweisenden Stecker (13) und einer eine leitfähige Kontaktöffnung (19) aufweisenden Buchse (15) beschrieben, die unter Verguss (11) eine langzeitstabile elektrisch leitfähige Verbindung bewirkt, bei der der Stecker (13) in die Buchse (15) eingesteckt ist, zwischen dem Kontaktstift (17) und der Kontaktöffnung (19) eine durch einen von einer Kontaktfläche (25) der Kontaktöffnung (19) auf eine Kontaktfläche (27) des Kontaktstifts (17) ausgeübten Anpressdruck bewirkte kraftschlüssige Verbindung besteht, und zwischen dem Kontaktstift (17) und der Kontaktöffnung (19) eine stoffschlüssäge Verbindung (29, 31) besteht, die einen Zwischenraum zwischen den aufeinander gedrückten Kontaktfiächen (25, 27) nach außen abschließt.

Description

Vergussdichte Steckverbindung
Die Erfindung betrifft eine vergussdichte Steckverbindung zwischen einem einen leitfähigen Kontaktstift aufweisenden Stecker und einer eine leitfähige Kontaktöffnung aufweisenden Buchse.
Moderne elektrische Geräte, insb. Messgeräte, weisen heutzutage eine Vielzahl einzelner elektrischer Komponenten, insb. eine oder mehrere Leiterplatten mit darauf aufgebrachten elektronischen Schaltungen, auf, die in einem Gehäuse angeordnet sind. Dabei werden sehr gerne Steckverbindungen eingesetzt, um die einzelnen elektrischen Komponenten elektrisch leitend miteinander zu verbinden. Zusätzlich zu der elektrischen Verbindung kann über die Steckverbindungen auch eine mechanische Verbindung der jeweiligen Komponenten bewirkt werden.
Da elektronische Geräte häufig stark schwankenden unter Umständen sehr rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden, wird der Innenraum des Gehäuses zum Schutz der Komponenten häufig mit einer Vergussmasse, z.8. einem Silikongel, ausgefüllt. Hierdurch werden die Komponenten im Gehäuse geschützt, und es wird insb. vermieden, dass die Komponenten und die
Steckverbindungen Feuchtigkeit ausgesetzt werden, die beispielsweise durch Kondensatbildung in das Gehäuse eindringen kann.
Eine Steckverbindung wird durch einen Stecker und eine Buchse gebildet. Der Stecker weist mindestens einen nach außen weisenden Kontaktstift auf. Die Buchse weist für jeden Kontaktstift jeweils eine nach innen weisende Kontaktöffnung auf. Die Steckverbindung wird geschlossen, indem der Stecker in die Buchse eingesteckt wird. Kontaktöffnung und Kontaktsttft sind dabei derart dimensioniert, das die Kontaktöffnung an von der Bauform abhängigen Kontaktflächen einen Anpressdruck auf die korrespondierenden Kontaktflächen des Kontaktstifts ausübt. Über den Anpressdruck besteht zwischen den Kontaktflächen eine dauerhafte kraftschlüssige elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem leitfähigen Kontaktstift und der leitfähigen Kontaktöffnung.
Wenn eine solche Steckverbindung, z.B. in einem Messgerätgehäuse, von einem Verguss umschlossen wird, besteht die Gefahr, dass Vergussmasse, z.B. durch Kriecheffekte oder durch Mikroreibung, in die Steckverbindung eindringt. Dabei kann Vergussmasse zwischen die Kontaktflächen von Kontaktstift und Kontaktöffnung gelangen und die elektrische Leitfähigkeit dieser Verbindung beeinträchtigt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine vergussdichte Steckverbindung anzugeben, die unter Verguss eine langzeitstabile elektrisch leitfähige Verbindung bewirkt.
Hierzu besteht die Erfindung in einer vergussdichten Steckverbindung zwischen einem einen leitfähigen Kontaktstift aufweisenden Stecker und einer eine ieitfähige Kontaktöffnung aufweisenden Buchse, bei der
- der Stecker in die Buchse eingesteckt ist,
- zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktöffnung eine durch einen von einer Kontaktfläche der Kontaktöffnung auf eine Kontaktfiäche des Kontaktstifts ausgeübten Anpressdruck bewirkte kraftschiüssige
Verbindung besteht, und
- zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktöffnung eine stoffschlüssige Verbindung besteht, die einen Zwischenraum zwischen den aufeinander gedrückten Kontaktflächen nach außen abschließt.
Gemäß einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktöffnung eine zwischen den Kontaktflächen bestehende leitfähige stoffschlüssige Verbindung.
Gemäß einer ersten Variante der ersten Weiterbildung ist die ieitfähige stoffschiüssige Verbindung eine Lötverbindung, die Kontaktfläche des Kontaktstifts und/oder die Kontaktfläche der Kontaktöffnung sind verzinnt, und die Verzinnung bildet das Lot der Lötverbindung.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Verzinnung aus einer niedrig schmelzenden Zinnverbindung, insb. einer Zinn-Wismut- Verbindung.
Gemäß einer zweite Variante der ersten Weiterbildung ist die stoffschlüssige leitfähige Verbindung zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktöffnung eine zwischen den Kontaktflächen bestehende leitfähige Klebung, insb. eine Klebung mit einem eine anisotrope Leitfähigkeit aufweisenden Kleber, Gemäß einer zweiten Weiterbildung der Erfindung ist die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktöffnung ein FlussmitteSvorhof, der die Kontaktflächen außenseitlich umschließt und den Kontaktstift stoffschlüssig mit der Kontaktöffnung verbindet.
Gemäß einer Ausgestaltung der zweiten Weiterbildung ist die Kontaktfläche des Kontaktstifts und/oder die Kontaktfläche der Kontaktöffnung vergoldet.
Weiter umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Hersteilung einer vergussdichten Steckverbindung gemäß der ersten Variante der ersten Weiterbildung , bei dem
- Fiussmittel auf den verzinnten Kontaktstift und/oder die verzinnte Kontaktöffnung aufgebracht wird,
- die kraftschlüssige Verbindung zwischen Kontaktstift und Kontaktöffnung durch ein Einstecken des Kontaktstifts in die Kontaktöffnung gebildet wird, und
- die auf diese Weise gebildete Steckverbindung auf eine Temperatur aufgeheizt wird, bei der die Verzinnung aufschmilzt und eine Lötverbindung zwischen den Kontaktflächen von Kontaktstift und Kontaktöffnung bildet.
Weiter umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer vergussdichten Steckverbindung gemäß der zweiten Variante der ersten Weiterbildung, bei dem
- ein eine anisotrope Leitfähigkeit aufweisender Kleber auf die Kontaktfläche des Kontaktstifts und/oder die Kontaktfläche der Kontaktöffnung aufgebracht wird,
- die kraftschlüssige Verbindung zwischen Kontaktstift und Kontaktöffnung durch ein Einstecken des Kontaktstifts in die Kontaktöffnung gebildet wird,
- der von der Kontaktöffnung auf den Kontaktstift ausgeübte Anpressdruck auf den zwischen den Kontaktflächen befindlichen eine anisotrope Leitfähigkeit aufweisenden Kleber wirkt und eine leitfähige Verbindung zwischen den beiden Kontaktflächen ausbildet,
- der Kleber ausgehärtet wird und eine stoffschlüssige ieitfähige Verbindung zwischen den Kontaktflächen bewirkt.
Weiter umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer vergussdichten Steckverbindung gemäß der zweiten Weiterbildung, bei dem
- Flussmättel auf die Kontaktfläche des ieitfähigen Kontaktstifts und/oder die Kontaktfläche der leitfähigen Kontaktöffnung aufgebracht wird,
- die kraftschlüssige Verbindung zwischen Kontaktstift und Kontaktöffnung durch ein Einstecken des Kontaktstifts in die Kontaktöffnung gebildet wird,
- die auf diese Weise gebildete Steckverbindung auf eine Temperatur aufgeheizt wird, bei der das Flussmittel durch den Anpressdruck aus dem
Zwischenraum zwischen den Kontaktflächen von Kontaktstift und Kontaktöffnung heraus gepresst wird, und sich außenseitlich um die sich nun berührenden Kontaktflächen herum ansammelt,
- die Steckverbindung wieder abkühlt, und - das Flussmittel beim Abkühlen einen Flussmittelvorhof bildet, -- der die Kontaktflächen außenseitlich umschließt, -- der den Kontaktstift stoffschiüssig mit der Kontaktöffnung verbindet, und
- der den Zwischenraum zwischen den aneinander gedrückten Kontaktflächen nach außen abschließt.
Weiter umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Verwendung einer erfindungsgemäßen vergussdichten Steckverbindung, bei dem
- die Steckverbindung in ein Gehäuse eingebracht wird,
- das Gehäuse mit einer Vergussmasse ausgefüllt wird, und - die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Kontaktstift und der
Kontaktöffnung ein Eindringen von Vergussmasse in den Zwischenraum zwischen den Kontaktflächen verhindert.
Weiter umfasst die Erfindung ein Messgerät mit - einem Innenraum, in dem mindestens zwei elektrische Komponenten angeordnet sind, die über mindestens eine erfindungsgemäße vergussdichte Steckverbindung miteinander verbunden sind, und
- einer Vergussmasse, die den Innenraum ausfüllt und die Steckverbindung umschließt.
Die Erfändung und weitere Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in denen drei Ausführungsbeispie! dargestellt sind, näher erläutert; gleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt eine Messgerät mit zwei in einem vergossenen Gehäuse angeordneten elektrischen Komponenten, die über erfindungsgemäße Steckverbindungen miteinander verbunden sind;
Fig. 2 zeigt zeigt einen Schnitt durch eine vergussdichte Steckverbindung, bei der die Kontaktflächen von Kontaktstift und Kontaktöffnung über eine elektrisch leitfähige stoffschlüssige Verbindung miteinander verbunden sind; und
Fig. 3 zeigt zeigt einen Schnitt durch eine vergussdichte Steckverbindung, bei der zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktöffnung eine stoffschlüssige Verbindung besteht, die die aufeinander gedrückten Kontaktflächen von Kontaktstift und Kontaktöffnung außenseitlich umschließt.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines elektronischen Geräts, insb. eines Messgeräts, das ein Gehäuse 1 aufweist, in dem zwei elektrische Komponenten 3 angeordnet sind. Die elektrischen Komponenten 3 sind beispielsweise zwei Leiterplatten 5 mit darauf angeordneten elektronischen Schaltungen 7, Die beiden Schaltungen 7 der elektrischen Komponenten 3 sind miteinander elektrisch leitend über mindestens eine erfindungsgemäße vergussdichte Steckverbindung 9 verbunden, und der Innenraum des
Gehäuses 1 ist mit einer Vergussmasse 11 , z.B. einem Silikongel, aufgefüllt.
Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße vergussdichte Steckverbindung 9 nicht auf dieses Anwendungsbeispiel begrenzt. Sie kann immer dann eingesetzt werden, wenn eine vergussdichte elektrische Verbindung zwischen zwei Komponenten benötigt wird. So können beispielsweise auch zwei lose in einem Gehäuse verlegte Anschlussleitungen oder Kabel miteinander mittels der erfindungsgemäßen Steckverbindung miteinander vergussdicht verbunden werden.
Die erfindungsgemäße Steckverbindung 9 ist nachfolgend anhand der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Die erfindungsgemäße vergussdichte Steckverbindung 9 umfasst einen Stecker 13 und Buchse 15. Der Stecker 13 weist einen leitfähigen Kontaktstift 17 auf und die Buchse 15 weist eine leitfähige Kontaktöffnung 19 auf. Die Erfindung ist in völlig analoger Weise aber auch in Verbindung mit Steckern einsetzbar, die mehrere Kontaktstifte aufweisen, die dann in entsprechend viele Kontaktöffnungen aufweisende Buchsen eingesteckt werden. In den dargestellten Ausführungsbeispieien weisen der Stecker 13 und die Buchse 15 jeweils einen Sockel 21 , 23 auf, der auf der zugehörigen Leiterplatte 5 mechanisch befestigt und dort elektrisch angeschlossen ist. In dem hier dargestellten Anwendungsbeispiel bietet die vergussdichte Steckverbindung 9 den Vorteil, dass sie neben der elektrisch leitenden Verbindung der beiden Komponenten 3 auch eine mechanische Verbindung der beiden Komponenten 3 bewirkt, da Stecker 13 und Buchse 15 jeweils über deren Sockel 21 , 23 mechanisch mit der Leiterplatte 5 verbunden sind.
Der Stecker 13 ist in die Buchse 15 eingesteckt. Dabei übt die Kontaktöffnung 19 einen Anpressdruck auf den Kontaktstift 17 aus. Der Anpressdruck bewirkt, dass eine Kontaktfläche 25 der Kontaktöffnung 19 gegen eine Kontaktfiäche 27 des Kontaktstifts 17 gedrückt wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kontaktflächen 25, 27 durch im wesentlichen zylindrische Mantelflächen von Kontaktstift 17 und Kontaktöffnung 19 gebildet. Entsprechend besteht zwischen dem Kontaktstift 13 und der Kontaktöffnung 17 im Bereich der Kontaktflächen 25, 27 eine kraftschlüssige Verbindung.
Erfindungsgemäß ist zusätzlich zu der kraftschlüssigen Verbindung zwischen Kontaktstift 17 und Kontaktöffnung 19 eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Kontaktstift 17 und der Kontaktöffnung 19 vorgesehen, die einen Zwischenraum zwischen den aneinander gedrückten Kontaktflächen 25, 27 nach außen abschließt. Hierdurch wird bewirkt, dass keine Vergussmasse 11 in diesen Zwischenraum eindringen kann. Die Steckverbindung 9 ist damit vergussdicht.
Gemäß einer ersten Variante der Erfindung wird diese stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Kontaktstift 17 und der Kontaktöffnung 19 durch eine zwischen den Kontaktflächen 25, 27 bestehende ieitfähige Verbindung gebildet ist. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer leitfähigen stoffschlüssigen Verbindung 29 zwischen den Kontaktflächen 25, 27. Die leitfähige stoffschlüssige Verbindung 29 ist beispielsweise eine Lötverbindung oder eine mit einem leitfähigen Kleber ausgeführte Klebung. Ist die stoffschlüssige Verbindung 29 eine Lötverbindung, so werden vorzugsweise verzinnte Stecker 13 und/oder Buchsen 15 eingesetzt. Dabei genügt es, wenn mindestens eine der Kontaktflächen 25, 27 eine Verzinnung aufweist. Die Verzinnung besteht vorzugsweise aus einer niedrig schmelzenden Zinnverbindung, insb. einer Zinn-Wismut-Verbindung, und bildet das Lot der Lötverbindung.
Diese Form der vergussdächten Steckverbindung wird vorzugsweise hergestellt, in dem ein Flussmittel auf den verzinnten Kontaktstift 17 und/oder die verzinnte Kontaktöffnung 19 aufgebracht wird, die kraftschlüssige Verbindung zwischen Kontaktstift 17 und Kontaktöffnung 19 durch ein Einstecken des Kontaktstifts 17 in die Kontaktöffnung 19 gebildet wird, und die auf diese Weise gebildete Steckverbindung auf eine Temperatur aufgeheizt wird, bei der die Verzinnung aufschmilzt und eine Lötverbindung zwischen den Kontaktflächen 25 und 27 von Kontaktstift 17 und Kontaktöffnung 19 bildet. Das Aufheizen auf die Löttemperatur erfolgt beispielsweise in einem Lötofen. Dabei bietet die Verwendung einer niedrig schmelzenden Verzinnung den Vorteü, dass die Löttemperatur entsprechend niedrig ist, und dadurch bereits die bereits auf den Leiterplatten 5 befindlichen Schaltungen 7, insb. deren elektronische Bauteile, geschont werden.
Ist die stoffschlüssige Verbindung 29 eine Klebung, so wird vorzugsweise ein eine anisotrope Leitfähigkeit aufweisender Kleber verwendet. Anisotrop leitende Kleber sind Kleber, die nur in die Richtungen leitfähig sind, in die sie während des Klebvorganges durch einen darauf einwirkenden Druck zusammengepresst werden. Hierzu können beispielsweise mit einem leitfähigen Füllgut, wie z.B. Silber, versetzte Epoxädharzkleber eingesetzt werden. Zu Verbesserung der Leitfähigkeit dieser stoffschlüssigen Verbändung werden bevorzugt Kontaktstifte 17 mit vergoldeten Kontaktflächen 27 und/oder Kontaktöffnungen 19 mit vergoldeten Kontaktflächen 25 eingesetzt.
Hergestellt wird diese Variante der erfindungsgemäßen vergussdichten Steckverbindung vorzugsweise, indem der anisotrop leitende Kleber auf die Kontaktfläche 27 des Kontaktstifts 17 und/oder die Kontaktfläche 25 der Kontaktöffnung 19 aufgebracht wird, und die kraftschtüssige Verbindung zwischen Kontaktstift 17 und Kontaktöffnung 19 durch das Einstecken des Kontaktstifts 17 in die Kontaktöffnung 19 gebildet wird. Der von der Kontaktöffnung 19 auf den Kontaktstift 17 ausgeübte Anpressdruck wirkt auf den zwischen den Kontaktflächen 25, 27 befindlichen anisotrop leitenden Kleber und bewirkt, dass sich ausschließlich zwischen den beiden Kontaktflächen 25, 27 eine leitfähige Verbindung ausbildet. In alle anderen Richtungen leitet der Kleber nicht. Dies ist insb. dann von Vorteil, wenn mehrere Kontaktstifte und die zugehörigen Kontaktöffnungen eng benachbart zueinander angeordnet sind. Hierdurch werden Kurzschlüsse und unerwünschte Kriechströme zu benachbarten Kontaktstiften, Kontaktöffnungen oder anderen Elementen ausgeschlossen.
Anschließend wird der Leitkieber ausgehärtet und dadurch die stoffschlüssige leitfähige Verbindung 29 zwischen den Kontaktflächen 25, 27 bewirkt.
Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung wird die stoffscNüssige
Verbindung zwischen dem Kontaktstift 17 und der Kontaktöffnung 23 durch eine stoffschlüssige Verbindung 31 gebildet, die den Zwischenraum zwischen den aufeinander gedrückten Kontaktflächen 25 und 27 außenseitlich umschließt und nach außen abschließt. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen stoffschlüssigen Verbindung 31 ist in Fig. 3 dargestellt.
Die stoffschlüssige Verbindung 31 ist vorzugsweise durch einen Flussmittelvorhof gebildet, der die Kontaktflächen 25, 27 außenseitlich umschließt und den Kontaktstift 17 stoffschlüssig mit der Kontaktöffnung 19 verbindet. Die elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktstift 17 und der Kontaktöffnung 19 erfolgt hier über die kraftschlüssige Verbindung zwischen Kontaktstift 17 und Kontaktöffnung 19 durch die die Kontaktflächen 25 und 27 aufeinander gedrückt sind. Auch hier wird zur Verbesserung der elektrischen Verbindung vorzugsweise ein Stecker 17 mit einer vergoldeten Kontaktfläche 27 und/oder eine Kontaktöffnung 19 mit einer vergoldeten Kontaktfläche 25 eingesetzt.
Hergestellt wird diese Variante der vergussdichten Steckverbindung vorzugsweise indem Flussmittel auf den leitfähigen Kontaktstift 17 und/oder die leitfähige Kontaktöffnung 19 aufgebracht wird, und die kraftschlüssige
Verbindung zwischen Kontaktstift 17 und Kontaktöffnung 19 durch Einstecken des Kontaktstifts 17 in die Kontaktöffnung 19 gebildet wird. Die auf diese Weise gebildete Steckverbindung wird nun auf eine Temperatur aufgeheizt wird, bei der das Flussmittef durch den Anpressdruck aus dem Zwischenraum zwischen den Kontaktflächen 25, 27 von Kontaktstift 17 und Kontaktöffnung 19 heraus gepresst wird, und sich außenseitlich um die aufeinander gedrückten Kontaktflächen 25, 27 herum ansammelt. Abschließend kühit die
Steckverbindung wieder ab. Beim Abkühlen bildet das Flussmittel einen Fiussmittelvorhof, der die aufeinander gedrückten Kontaktflächen 25, 27 außenseitlich umschließt und den Kontaktstift 17 stoffschlüssig mit der Kontaktöffnung 19 verbindet. Der Fiussmittelvorhof bildet die stoffschlüssige Verbindung 31 die den Zwischenraum zwischen den aneinander gedrückten Kontaktflächen 25, 27 nach außen abschließt.
Die beschriebenen vergussdichten Steckverbindungen werden vorzugsweise derart verwendet, das sie in ein Gehäuse 1 eingebracht werden, das dann anschließend mit einer Vergussmasse 11 ausgefüllt wird. Dabei verhindert die stoffschiüssige Verbindung 29 bzw. 31 zwischen dem Kontaktstift 17 und der Kontaktöffnung 19 ein Eindringen von Vergussmasse 11 in den Zwischenraum zwischen den aufeinander gedrückten Kontaktflächen 25, 27.
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Claims

Patentansprüche
1. Vergussdichte Steckverbindung zwischen einem einen leitfähigen Kontaktstift (17) aufweisenden Stecker (13) und einer eine leitfähige Kontaktöffnung (19) aufweisenden Buchse (15), bei der
- der Stecker (13) in die Buchse (15) eingesteckt ist,
- zwischen dem Kontaktstift (17) und der Kontaktöffnung (19) eine durch einen von einer Kontaktfläche (25) der Kontaktöffnung (19) auf eine Kontaktfläche (27) des Kontaktstifts (17) ausgeübten Anpressdruck bewirkte kraftschiüssige Verbindung besteht, und
- zwischen dem Kontaktstift (17) und der Kontaktöffnung (19) eine stoffschlüssige Verbindung (29, 31 ) besteht, die einen Zwischenraum zwischen den aufeinander gedrückten Kontaktflächen (25, 27) nach außen abschließt.
2. Vergussdichte Steckverbindung nach Anspruch 1 , bei dem die stoffschlüssige Verbindung (29) zwischen dem Kontaktstift (17) und der Kontaktöffnung (19) eine zwischen den Kontaktfiächen (25, 27) bestehende leitfähige stoffschlüssige Verbindung ist.
3. Vergussdichte Steckverbindung nach Anspruch 2, bei dem die leitfähige stoffschlüssige Verbindung (29) eine Lötverbindung ist, die Kontaktfläche (25) der Kontaktöffnung (19) und/oder die Kontaktfläche (27) des Kontaktstifts (1 7) verzinnt ist, und die Verzinnung das Lot der Lötverbindung bildet.
4. Vergussdichte Steckverbindung nach Anspruch 3, bei dem die Verzinnung aus einer niedrig schmelzenden Zinnverbindung, insb. einer Zinn-Wismut-Verbindung, besteht.
5. Vergussdichte Steckverbindung nach Anspruch 1 , bei dem die stoffschlüssige leitfähige Verbindung (29) zwischen dem Kontaktstift (17) und der Kontaktöffnung (19) eine zwischen den Kontaktflächen (25, 27) bestehende Klebung, insb. eine Klebung mit einem eine anisotrope Leitfähigkeit aufweisenden Kleber, ist.
6. Vergussdichte Steckverbindung nach Anspruch 1 , bei dem die stoffschlüssige Verbindung (31 ) zwischen dem Kontaktstift (17) und der Kontaktöffnung (19) ein Flussmittelvorhof ist, der die Kontaktfiächen (25, 27) außenseitlich umschließt und den Kontaktstift (17) stoffschlüssig mit der Kontaktöffnung (19) verbindet.
7. Vergussdichte Steckverbindung nach Anspruch 6, bei dem die Kontaktflächen (25, 27) vergoldet sind.
8. Verfahren zur Herstellung einer vergussdichten Steckverbindung nach
Anspruch 3 oder 4, bei dem
- Flussmittel auf den verzinnten Kontaktstift (17) und/oder die verzinnte Kontaktöffnung (19) aufgebracht wird,
- die kraftschlüssige Verbindung zwischen Kontaktstift (17) und Kontaktöffnung (19) durch ein Einstecken des Kontaktstifts (17) in die
Kontaktöffnung (19) gebildet wird,
- die auf diese Weise gebildete Steckverbindung auf eine Temperatur aufgeheizt wird, bei der die Verzinnung aufschmilzt und eine Lötverbindung zwischen den Kontaktflächen (25, 27) von Kontaktstift (17) und Kontaktöffnung (19) bildet.
9, Verfahren zur Herstellung einer vergussdichten Steckverbindung nach Anspruch 5, bei dem
- ein eine anisotrope Leitfähigkeit aufweisender Kleber auf die Kontaktfläche (27) des Kontaktstifts (17) und/oder die Kontaktfläche (25) der Kontaktöffnung (19) aufgebracht wird,
- die kraftschlüssige Verbindung zwischen Kontaktstift (17) und Kontaktöffnung (19) durch ein Einstecken des Kontaktstifts (17) in die Kontaktöffnung (19) gebildet wird, - der von der Kontaktöffnung (19) auf den Kontaktstift (17) ausgeübte
Anpressdruck auf den zwischen den Kontaktflächen (25, 27) befindlichen eine anisotrope Leitfähigkeit aufweisenden Kleber wirkt und eine leitfähige Verbindung zwischen den beiden Kontaktflächen (25, 27) ausbildet,
- der Kleber ausgehärtet wird und eine stoffschlüssige leitfähige Verbindung zwischen den Kontaktflächen (25, 27) bewirkt.
10. Verfahren zur Herstellung einer vergussdichten Steckverbindung nach Anspruch 6 oder 7, bei dem
- Flussmitte! auf die Kontaktfläche (27) des leitfähigen Kontaktstifts (17) und/oder die Kontaktfläche (25) der ieitfähigen Kontaktöffnung (19) aufgebracht wird,
- die kraftschlüssige Verbindung zwischen Kontaktstift (17) und Kontaktöffnung (19) durch ein Einstecken des Kontaktstifts (17) in die Kontaktöffnung (19) gebildet wird, - die auf diese Weise gebildete Steckverbindung auf eine Temperatur aufgeheizt wird, bei der das Flussmittel durch den Anpressdruck aus dem Zwischenraum zwischen den Kontaktflächen (25, 27) von Kontaktstift (17) und Kontaktöffnung (19) heraus gepresst wird, und sich außenseitlich um die sich nun berührenden Kontaktflächen (25; 27) herum ansammelt, - die Steckverbindung wieder abkühlt, und
- das Flussmittel beim Abkühlen einen Flussmittelvorhof bildet, -- der die Kontaktflächen außenseitlich umschließt,
- der den Kontaktstift stoffschlüssig mit der Kontaktöffnung verbindet, und -- der den Zwischenraum zwischen den aneinander gedrückten Kontaktflächen nach außen abschließt.
11. Verfahren zur Verwendung einer vergussdichten Steckverbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem
- die Steckverbindung (9) in ein Gehäuse (1 ) eingebracht wird, - das Gehäuse (1 ) mit einer Vergussmasse (11 ) ausgefüllt wird, und
- die stoffschlüssige Verbindung (29, 31 ) zwischen dem Kontaktstift (17) und der Kontaktöffnung (19) ein Eindringen von Vergussmasse (11 ) in den Zwischenraum zwischen den aneinander gedrückten Kontaktflächen (25, 27) verhindert.
12. Messgerät mit
- einem Innenraum, in dem mindestens zwei elektrische Komponenten (3) angeordnet sind, die über mindestens eine vergussdichte Steckverbindung (9) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 miteinander verbunden sind, und
- einer Vergussmasse (11 ), die den Innenraum ausfüllt und die Steckverbindung (9) umschließt.
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