WO2011072643A1

WO2011072643A1 - Kontaktvorrichtung zum befestigen an einer leiterplatte, verfahren zum befestigen einer kontaktvorrichtung an einer leiterplatte und leiterplatte

Info

Publication number: WO2011072643A1
Application number: PCT/DE2010/001423
Authority: WO
Inventors: Hans Rechberger; Werner Lissner
Original assignee: Webasto Ag
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2011-06-23
Also published as: DE102009058825B4; CN102612866B; KR101504696B1; KR20120079477A; MX2012006947A; CN102612866A; DE102009058825A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontaktvorrichtung (10), die zur Befestigung an einer Leiterplatte (120) in einem Wiederaufschmelz-Lötverfahren vorgesehen ist, wobei die Kontaktvorrichtung (10) einen Kontaktkörper (12) und mindestens eine mit dem Kontaktkörper (12) verbundene Lötfläche umfasst, die dazu geeignet ist, in einem Wiederaufschmelz-Lötverfahren an der Leiterplatte (120) angelötet zu werden. Die Kontaktvorrichtung (10) weist ferner mindestens eine mit dem Kontaktkörper (12) verbundene Federkontaktanordnung (13) zur federnden Aufnahme einer Gegenkontaktanordnung und mindestens eine mit dem Kontaktkörper (12) verbundene Halteanordnung zur Aufnahme in einer Vertiefung (130) in der Leiterplatte (130) auf. Die Erfindung betrifft außerdem eine Leiterplatte (120) sowie ein Verfahren zum Befestigen einer Kontaktvorrichtung (10) an einer Leiterplatte (120).

Description

Kontaktvorrichtung zum Befestigen an einer Leiterplatte, Verfahren zum Befestigen einer Kontaktvorrichtung an einer Leiterplatte und Leiterplatte

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktvorrichtung mit einer Federkontaktanordnung, die zur Befestigung an einer Leiterplatte in einem Wiederaufschmelz-Lötverfahren vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Befestigen einer Kontaktvorrichtung mit einer Federkontaktanordnung an einer Leiterplatte sowie eine Leiterplatte mit einer Kontaktvorrichtung mit einer Federkontaktanordnung, wobei die Kontakt- Vorrichtung über ein Wiederaufschmelz-Lötverfahren an der Leiterplatte befestigt ist.

Zur Befestigung elektrischer und elektronischer Komponenten auf Leiterplatten werden herkömmlicherweise Lötverbindungen verwendet. Dabei werden Kontaktoberflächen elektrischer Komponenten mittels erstarrenden Lötmittels mechanisch und elektrisch mit einer Metalloberfläche einer Leiterbahn beziehungsweise einer Kontaktfläche verbunden. Üblicherweise werden Lötflächen eines Bauelements dabei entweder auf der Oberfläche einer Leiterplatte verlötet, oder ein Drahtkontakt des Bauelements wird durch ein Loch in der Leiterplatte geführt und auf der bezüglich des Bauelements gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte verlötet.

Die Variante, bei der Bauteile sowie Kontaktierung auf der gleichen Oberfläche vorgesehen sind, ist als Oberflächenmontage (englisch: Surface-Mounting Technology SMT) bekannt. Zugehörige Bauelemente werden als Surface Mounted Device (SMD; deutsch: Oberflächenmontierbares Bauelement) bezeichnet. Die zweite Variante, bei der ein Kon- taktdraht des Bauelements durch ein Durchgangsloch in der Leiterplatte geführt wird, ist als Durchkontaktierung oder auch Durchsteckmontage bekannt. Aufgrund der Unterschiede in der Anordnung der Bauelemente auf der Leiterplatte unterscheiden sich auch die zum Verlöten verwendeten Lötverfahren. Bei der Oberflächenmontage wird in der Regel Lötpaste auf zu lötende Stellen der Leiterplatte aufgebracht. Die Lötpaste enthält ein Lötmaterial und wirkt außerdem für Bauelemente adhäsiv. Dann werden Bauelemente in der gewünschten Lage auf der Leiterplatte angeordnet, so dass Lötflächen der Bauelemente auf mit Lötpaste bedeckten Kontaktflächen der Leiterplatte liegen und durch die adhäsive Wirkung der Lötpaste in der gewünschten Stellung festgehalten werden. Durch ein Wiederaufschmelz-Lötverfahren (Reflow-Verfahren) werden die SMT-Bauteile auf die Leiterplatte gelötet. Dabei wird durch Erhitzen, beispielsweise durch einen Ofen oder durch Infrarotstrahlung, die Lötpaste derart erwärmt, dass sie sich in flüssiges Lot verwan- delt und beim Erkalten eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen Bauteil und Leiterplatte bereitstellt. Bei der Durchsteckmontage hingegen werden Drahtkontakte der Bauelemente zuerst durch Löcher in der Leiterplatte hindurch gesteckt. Eine Verlötung erfolgt hierbei durch ein Wellenlötverfahren beziehungsweise Schwallbadlötverfahren, das auf der den Bauelementen gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte auf die Drahtkontakte angewendet wird. Wenn beide Arten von Bauteilen verwendet werden, also sowohl SMT-Bauteile als auch Bauteile zur Durchsteckmontage, müssen beide Lötverfahren nacheinander durchgeführt werden, was einen erheblichen Aufwand an Zeit und Kosten mit sich bringt.

Im Bereich der Motorelektronik und auch im Bereich der Leistungselektronik finden zunehmend SMT-Bauteile Verwendung. Durch die SMT-Technik lassen sich eine große Anzahl von Bauteilen auf einer Leiterplatte anordnen, da jedes Bauteil nur Fläche auf einer Seite einer Leiterplatte beansprucht und auf der gegenüberliegenden Seite kein Raum für eine Lötverbindung mit einer Verdrahtung erforderlich ist. Zudem lassen sich durch ein Wiederaufschmelz-Lötverfahren große Kontaktflächen verlöten, so dass die Kontaktflächen für große Stromstärken geeignet sind.

Zur Verbindung von Leiterplatten mit anderen elektronischen Komponenten oder Bauteilen beispielsweise über Kontaktstifte, Kabel oder Stecker sind Kontaktvorrichtungen vorgesehen. Da diese durch den mechanischen Kontakt mit beispielsweise Kabeln oder Stiften in der Regel großen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, werden sie im Allgemeinen in einem Durchkontaktierungsverfahren auf einer Leiterplatte angebracht. Gemäß dem Stand der Technik sind verschiedene Kombinationen von Oberflächenmontage und Durchsteckverfahren bekannt.

Beispielsweise beschreibt die DE 10 2007 041 904 A1 eine kombinierte Lötverbindung für Signal- und Lastströme mit sowohl einer SMT-Anschlussoberfläche als auch einer Durch- steck-Anschlussoberfläche, die derselben elektrischen Komponente zugeordnet sind. Beide Anschlussflächen werden durch eine Oberflächenlötverbindung mit der Leiterplatte verbunden.

Weiterhin ist aus der DE 197 35 409 A1 eine Leiterplatine mit einem Kontaktelement be- kannt, welches mit einem Verbindungselement kontaktierbar ist. Das Kontaktelement kann durch ein SMT-Verfahren auf einer Leiterplatine positioniert werden und ermöglicht eine federnde Aufnahme beispielsweise von Drähten einer Durchsteckverbindung.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Herstellung von Leiterplatten mit einer Kontaktvorrichtung zur federnden Aufnahme einer Gegenkontaktvorrichtung einfacher und kostengünstiger zu machen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Im Rahmen dieser Beschreibung wird diejenige Seite einer Leiterplatte, auf welcher die Kontaktvorrichtung angeordnet ist, als Oberfläche der Leiterplatte bezeichnet. Die gegen- überliegende Seite der Leiterplatte wird als Gegenseite bezeichnet. Die Oberseite bezeichnet damit diejenige Seite der Leiterplatte, auf welcher die zur Aufnahme einer Ge- genkontaktanordnung funktionalen Elemente der Kontaktvorrichtung angeordnet sind. Eine Vertiefung in der Leiterplatte kann ein durch die Leiterplatte gebohrtes Durchgangsloch bezeichnen oder auch eine Ausnehmung, die nicht vollständig durch die Leiterplatte hindurchgeht.

Erfindungsgemäß wird eine Kontaktvorrichtung vorgeschlagen, die zur Befestigung an einer Leiterplatte in einem Wiederaufschmelz-Lötverfahren vorgesehen ist. Die Kontaktvorrichtung umfasst einen Kontaktkörper und mindestens eine mit dem Kontaktkörper ver- bundene Lötfläche, die dazu geeignet ist, in einem Wiederaufschmelz-Lötverfahren an der Leiterplatte angelötet zu werden. Außerdem weist die Kontaktvorrichtung mindestens eine mit dem Kontaktkörper verbundene Federkontaktanordnung zur federnden Aufnahme einer Gegenkontaktanordnung sowie mindestens eine mit dem Kontaktkörper verbundene Halteanordnung zur Aufnahme in mindestens einer Vertiefung in der Leiterplatte auf. Da- durch ergibt sich eine stabile Kontaktvorrichtung, die im auf der Leiterplatte montierten Zustand eine Gegenkontaktanordnung wie zum Beispiel einen Kontaktstift oder eine Kontaktfahne federnd aufnehmen kann. Die Kontaktvorrichtung ist leicht auf der Leiterplatte anzuordnen und erfordert insbesondere keinen zusätzlichen Lötvorgang, sondern kann zusammen mit anderen SMT-Vorrichtungen in einem Wiederaufschmelz-Lötverfahren ver- lötet werden. Trotzdem ist sie gegenüber den mit der Aufnahme der Gegenkontaktanordnung verbundenen mechanischen Belastungen ausreichend belastbar mit der Leiterplatte verbunden. Die Federkontaktanordnung kann insbesondere durch zwei oder mehr Federoder Kontaktzungen ausgebildet sein, von denen sich vorzugsweise jeweils zwei paarweise gegenüberliegen. Ferner ist die Halteanordnung im eingebauten Zustand vorzugsweise nicht durch die Leiterplatte durchgesteckt, sondern erstreckt sich nur innerhalb der min- destens einen Vertiefung. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Halteanordnung sich nur in einem oberen Bereich der Leiterplatte erstreckt, maximal bis zur Hälfte der Strecke bis zur Gegenseite der Leiterplatte. Somit bleibt im montierten Zustand die der Kontaktvorrichtung gegenüberliegende Seite der Leiterplatte frei und kann durch andere Komponenten belegt werden. Die Halteanordnung kann über einen Wulst oder ein vorste- hendes Element verfügen, der mit einer Wand der Vertiefung in Kontakt gelangen kann. Dadurch lässt sich einerseits die zur Einführung der Halteanordnung in die Vertiefung benötigte Kraft gleichmäßig halten. Andererseits wird durch den Wulst ein besonders fester Kontakt zwischen Halteanordnung und einer Wand der Vertiefung erreicht. Die mindestens eine Halteanordnung kann der Federkontaktanordnung bezüglich des Kontaktkörpers beziehungsweise bezüglich einer Ausdehnungsrichtung des Kontaktkörpers gegenüberliegend angeordnet sein. Dies erhöht die Stabilität der Kontaktvorrichtung gegen Verdrehung beziehungsweise Verkippung, wenn die Federkontaktanordnung durch eine Gegen- kontaktanordnung mechanisch belastet ist. Es ist zweckmäßig, wenn die Kontaktvorrichtung ausschließlich über Lötflächen mit der Leiterplatte verlötbar ist, die im montierten Zu- stand auf der Oberseite der Leiterplatte angeordnet sind. Insbesondere ist es ist bevorzugt, dass die Halteanordnung nicht mit der Leiterplatte verlötet ist, sondern dass eine Verlötung lediglich über die mindestens eine Lötfläche erfolgt. Die mindestens eine Lötfläche kann im montierten Zustand parallel zur Oberfläche der Leiterplatte ausgerichtet sein. Besonders zweckmäßig ist es, wenn alle Lötflächen parallel zur Oberfläche ausge- richtet sind. Somit lassen sich durch das Wiederaufschmelz-Lötverfahren stabile und zuverlässige Flächenlötverbindungen erzeugen. Die Kontaktvorrichtung ist besonders für einen Einsatz im Bereich der Leistungselektronik oder der Steuerung eines Motors eines Fahrzeugs geeignet. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Halteanordnung eine Zapfenanordnung ist. Eine solche lässt sich konstruktiv einfach herstellen und bietet einen guten Halt. Die Zapfenanordnung kann dabei einen oder mehrere Zapfen aufweisen. Vorzugsweise weist die Zapfenanordnung zwei Zapfen auf. In dem Fall, dass mehr als ein Zapfen vorhanden ist, ist es besonders zweckmäßig, dass jeweils ein Zapfen zur Aufnahme in einer entsprechenden Vertiefung der Leiterplatte vorgesehen ist. Dadurch lässt sich eine besonders gute Verdrehsicherung der Kontaktvorrichtung auf einer Leiterplatte erreichen. Es ist besonders vorteilhaft, wenn jeder Zapfen über einen Wulst verfügt, der an dem zu der Gegenseite der Leiterplatte weisenden Ende des Zapfens vorgesehen sein kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Zapfen mit Kanten versehen ist, die im montierten Zustand in die Leiterplatte beziehungsweise in eine Innenwand einer Vertiefung der Leiterplatte eingepresst sind. Besonders zweckmäßig ist dabei, wenn der Zapfen gerade ausgebildet ist. Ein Zapfen kann insbesondere in seinem unteren Endbereich Kanten aufweisen, vorteilhafterweise vier Kanten, die ein Viereck beziehungsweise Rechteck bilden können. So kann sich der Zapfen insbesondere dann, wenn die Vertiefung einen im Wesentlichen runden Querschnitt aufweist, und eine Diagonale des Vierecks beziehungsweise Rechtecks länger ist als der Durchmesser der Vertiefung, besonders gut in die Innenwand der Vertiefung einpressen und so einen zuverlässigen Halt bieten. Es ist vorteilhaft, wenn der Zapfen unterhalb der zum Einpressen in die Innenwand der Vertiefung vorgesehenen Kanten eine sich verjüngende Struktur aufweist, um das Einführen des Zapfens in die Vertiefung zu erleichtern. Mehr als ein Zapfen kann auf diese Art ausgebildet sein.

Eine Variante, bei der mehr als ein Zapfen verwendet wird, sieht vor, dass Zapfen einander bezüglich des Kontaktkörpers beziehungsweise einer Ausdehnungsrichtung des Kontaktkörpers gegenüberliegen. Somit wird durch die Zapfen ein langer Hebelarm definiert, der zur Stabilität der Halteanordnung beiträgt.

Ferner kann die Zapfenanordnung mindestens einen Zapfen umfassen, der bezüglich des Kontaktkörpers der Federkontaktanordnung gegenüberliegend angeordnet ist.

Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine Halteanordnung im Wesentlichen orthogonal zur mindestens einen Lötfläche ausgerichtet ist. Dadurch wirken im montierten Zustand die mindestens eine Lötfläche und die mindestens eine Halteanordnung besonders gut zur Verdreh- und Verkippsicherung der Kontaktanordnung zusammen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kontaktvorrichtung mindestens zwei Lötflächen um- fasst. Dabei können zwei Lötflächen bezüglich des Kontaktkörpers beziehungsweise einer Ausdehnungsrichtung des Kontaktkörpers gegenüberliegend angeordnet sein. Durch mehr als eine Lötfläche lässt sich eine besonders stabile Lötverbindung erreichen. Es kann auch vorgesehen sein, dass sich eine oder mehrere Kontaktlaschen vorzugsweise ortho- gonal vom Kontaktkörper erstrecken. An einer derartigen Kontaktlasche kann eine Lötfläche vorgesehen sein, die sich im montierten Zustand auf der der Oberseite der Lei- terplatte zuweisenden Seite der Kontaktlasche erstreckt. Dabei ist die Lötfläche vorzugsweise parallel zur Oberfläche der Leiterplatte ausgerichtet. Vorzugsweise sind zwei Lötlaschen vorgesehen, die sich bezüglich des Kontaktkörpers auf gegenüberliegenden Seiten orthogonal von dem Kontaktkörper weg erstrecken und an ihrer der Oberfläche der Leiterplatte zugewandten Seite eine Lötfläche aufweisen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Kontaktlasche den Kontaktkörper vollständig umgibt, um eine möglichst große Lötfläche bereitzustellen. Als weitere Alternative können drei Kontaktlaschen vorgesehen sein, von denen vorzugsweise eine auf einer Seite des Kontaktkörpers angeordnet ist und zwei weitere auf einer gegenüberliegenden Seite des Kontaktkörpers. Die Kontaktlaschen können unterschiedlich große Lötflächen aufweisen. Somit kann die Kontaktvorrichtung auf eine vorgegebene Kontaktfeldanordnung auf der Leiterplatte angepasst sein.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kontaktkörper durch die Federkontaktanordnung ausgebildet ist, um eine kompakte und trotzdem stabile Anordnung zu er- reichen.

Die Federkontaktanordnung und der Kontaktkörper können einstückig ausgebildet sein. Auch die Halteanordnung, insbesondere der oder die Zapfen, und der Kontaktkörper können einstückig ausgebildet sein. Dadurch lässt sich die Kontaktvorrichtung besonders leicht herstellen. Die Kontaktvorrichtung ist vorzugsweise aus einem herkömmlichen leitenden Material wie einem Blech aus einer Metalllegierung hergestellt. Aus einem solchen Blech lässt sich beispielsweise die Federkontaktanordnung einfach herstellen. Auch Kontaktlaschen lassen sich leicht aus einem Blech biegen. Die zum Kontakt mit der Gegen- kontaktanordnung vorgesehenen Flächen wie auch andere Flächen der Kontaktvorrich- tung können zum Schutz oder zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit mit einem zusätzlichen Material überzogen sein, wie beispielsweise einem Edelmetall oder Chrom.

Erfindungsgemäß ist ferner eine Leiterplatte mit einer eine Federkontaktanordnung aufweisenden Kontaktvorrichtung vorgesehen, wobei die Kontaktvorrichtung über ein Wie- deraufschmelz-Lötverfahren an der Leiterplatte befestigt ist und in der Leiterplatte mindestens eine Vertiefung vorgesehen ist, um mindestens eine Halteanordung der Kontaktvorrichtung aufzunehmen. Bei der Kontaktvorrichtung kann es sich insbesondere um eine der oben beschriebenen Kontaktvorrichtungen handeln. Ferner ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Befestigen einer Kontaktvorrichtung mit einer Federkontaktanordnung an einer Leiterplatte vorgesehen. Das Verfahren umfasst den Schritt des Anordnens der Kontaktvorrichtung auf der Leiterplatte, so dass mindestens eine Lötfläche der Kontaktanordnung mittels einer Lötpaste an der Leiterplatte gehalten wird und mindestens eine Halteanordnung der Kontaktvorrichtung in mindestens eine Vertiefung in der Leiterplatte eingeführt wird. Ferner wird ein Schritt mit einem Wiederauf- schmelz-Lötverfahren durchgeführt, um die mindestens eine Lötfläche der Kontaktvorrichtung mit der Leiterplatte zu verlöten. Insbesondere kann die Kontaktvorrichtung eine der oben beschriebenen Kontaktvorrichtungen sein. Durch dieses Verfahren lässt sich eine stabile Befestigung einer Kontaktvorrichtung erreichen, die durch ein Oberflächemontageverfahren auf einer Leiterplatte befestigt ist. Die Kontaktvorrichtung kann somit auch mechanische Kräfte aufnehmen, die durch eine Verbindung mit einer Gegenkontaktanordnung ausgeübt werden. Gleichzeitig bleibt die Gegenseite der Leiterplatte für eine Bestückung mit weiteren elektronischen oder elektrischen Bauelementen frei. Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Kontaktvorrichtung ausschließlich über ein Wiederaufschmelz-Lötverfahren an die Leiterplatte gelötet wird, und kein weiteres Ver- fahren durchgeführt wird. Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn eine Lötverbindung nur über eine parallel zur Oberfläche der Leiterplatte ausgerichtete Lötfläche beziehungsweise über mehrere parallel zur Oberfläche der Leiterplatte ausgerichtete Lötflächen erfolgt. Derartige Lötverbindungen lassen sich leicht kontrollieren und gut in einem Wiederaufschmelz-Lötverfahren herstellen. Dazu werden beim Anordnen der Kontaktvorrichtung die Lötflächen entsprechend ausgerichtet.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht einer Kontaktvorrichtung;

Figuren 2a

und 2b schematische Darstellungen einer Kontaktvorrichtung;

Figuren 3a

und 3b weitere schematische Darstellungen der Kontaktvorrichtung aus Figuren 2a und 2b; Figur 4 eine schematische Darstellung einer Kontaktvorrichtung, die eine Kontaktfahne eines Motors aufnimmt;

Figur 5 eine Schnittansicht einer Kontaktvorrichtung mit zwei Zapfen;

Figur 6 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Befestigen einer Kontaktvorrichtung an einer Leiterplatte; und

Figur 7 eine Darstellung einer auf einer Leiterplatte angeordneten Kontaktvorrichtung.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Figur 1 zeigt schematisch eine Kontaktvorrichtung 10. Die Kontaktvorrichtung 10 weist einen Kontaktkörper 12 auf, mit dem eine Federkontaktanordnung 13 verbunden ist, die in diesem Beispiel vier Kontaktfedern beziehungsweise Kontaktzungen 14 aufweist. Die Kontaktfedern 14 sind derart eingerichtet, dass sie bei einer Belastung in ihre Ruheposition zurückstreben. Jeweils zwei der Kontaktfedern 14 liegen einander gegenüber. Jede der Kontaktfedern 14 verfügt über eine Kontaktfläche 16. Die Kontaktfedern 14 sind dazu vorgesehen, einen Gegenkontakt wie zum Beispiel einen Kontaktstift oder eine Kontaktfahne aufzunehmen, wenn die Kontaktvorrichtung in einem an eine Leiterplatte montierten Zustand mit einem weiteren elektrischen oder elektronischen Bauelement verbunden werden soll. In diesem Fall wird die Gegenkontaktanordnung zwischen den Kontaktfedern 14 der- art federnd aufgenommen, dass die Kontaktflächen 16 in elektrisch leitendem und mechanischem Kontakt mit der Gegenkontaktanordnung stehen. Um einem Gegenkontakt Raum zu bieten und um insbesondere zu verhindern, dass ein Gegenkontakt, wenn er aufgenommen ist, direkt auf die Leiterplatte aufschlägt und diese eventuell beschädigt, ist ein Aufnahmeraum 18 vorgesehen, der durch das Innere des Kontaktkörpers 12 und die Kon- taktfedern 14 definiert ist. Es ist auch möglich, anders gestaltete Federkontaktanordnungen 13 zu verwenden, die zur Aufnahme eines Gegenkontakts beziehungsweise einer Gegenkontaktanordnung geeignet sind. Insbesondere ist es nicht notwendig, vier Kontaktfedern 14 zu verwenden. Je nach Erfordernissen können auch beispielsweise nur zwei Kontaktfedern 14 Verwendung finden. Am Kontaktkörper 12 sind weiterhin zwei Kontaktla- sehen 20 vorgesehen. Die Kontaktlaschen 20 sind mit dem Kontaktkörper 12 verbunden und stehen etwa orthogonal von diesem ab. In diesem Beispiel sind die Kontaktlaschen 20 aus einem Blech gebogen, aus dem der Kontaktkörper 12 hergestellt ist. An der Unterseite jeder Kontaktlasche 20 ist eine Lötfläche vorgesehen. Jede Lötfläche ist im montierten Zustand im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Leiterplatte ausgerichtet, insbesondere parallel zu einer Oberfläche eines Kontaktfeldes, das zur Kontaktierung der Kontakt- lasche vorgesehen ist. Die beiden Kontaktlaschen liegen sich bezüglich des Kontaktkörpers 12 gegenüber, um einen möglichst guten Halt zu bieten. Vorzugsweise sind die Kontaktlaschen 20 derart ausgebildet, dass sich dann, wenn die Kontaktvorrichtung 10 auf einer Leiterplatte angeordnet ist, ein Zwischenraum zwischen Leiterplatte und Lötfläche der Kontaktlasche 20 ergibt, der zur Aufnahme von Lötpaste geeignet ist. Ebenfalls mit dem Kontaktkörper 12 verbunden sind Zapfen 22, von denen in der Abbildung nur einer sichtbar ist. Der zweite Zapfen 22 befindet sich auf der bezüglich des Kontaktkörpers 12 gegenüberliegenden Seite und ist dem sichtbaren Zapfen 22 entsprechend ausgebildet. Die Zapfen 22 sind jeweils dazu vorgesehen, in eine entsprechende Vertiefung der Leiterplatte eingeführt und darin aufgenommen zu werden. Die Zapfen 22 erstrecken sich nicht bis zur gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte, sondern reichen maximal bis zu einem auf der Gegenseite der Leiterplatte liegenden Rand einer durch die Leiterplatte hindurchgehenden Vertiefung. Es ist nicht vorgesehen, dass die Zapfen 22 über eine Lötverbindung an der Leiterplatte angelötet werden. Vielmehr sollen die Zapfen 22 einen mechanischen Kontakt zu einer inneren Wand der sie aufnehmenden Vertiefung der Lei- terplatte herstellen, um die Kontaktvorrichtung 10 gegen eine Verdrehung oder Verkippung zu stabilisieren.

Figuren 2a und 2b zeigen verschiedene Ansichten einer weiteren Kontaktvorrichtung 10. In Figur 2a ist zu erkennen, dass die Kontaktvorrichtung 10 insgesamt drei Kontaktlaschen 20 aufweist. Zwei dieser Kontaktlaschen 20 sind bezüglich des Kontaktkörpers 12 gegenüber der dritten angeordnet. Auch ist in diesem Beispiel der Kontaktkörper 12 auf der Seite mit den zwei Kontaktlaschen 20 bezüglich seines Umfangs nicht geschlossen. Eine derartig ausgebildete Kontaktvorrichtung 10 lässt sich besonders leicht aus einem Blech herstellen. Figur 2b zeigt eine Querschnittsansicht einer Kontaktvorrichtung 10 der Figur 2a, die eine Kontaktfahne 100 als Gegenkontakt federnd aufnimmt. Die Kontaktfahne 100 erstreckt sich innerhalb des Aufnahmeraums 18, ohne auf die Höhe der Kontaktlaschen 20 beziehungsweise einer nicht gezeigten Leiterplatte vorzustoßen. Durch Aufnahme der Kontaktfahne 100 sind die Kontaktfedern 14 leicht aus ihrer Ruhestellung gedrückt. Durch die Federkraft werden die Kontaktflächen 16 der Kontaktfedern 14 in engen elektrisch lei- tenden Kontakt mit der Kontaktfahne 100 gedrückt. Figuren 3a und 3b zeigen den Figuren 2a und 2b vergleichbare Ansichten einer Kontaktvorrichtung 10. In Figur 3a ist zu erkennen, dass zwischen gegenüberliegenden Kontaktfedern 14 ein geringfügiger Abstand F vorgesehen ist, so dass sich die Kontaktflächen 16 der Kontaktfedern 14 in der Ruhestellung nicht berühren. Damit wird die Aufnahme eines Gegenkontakts wie beispielsweise der Kontaktfahne 100 erleichtert. Insbesondere wird die Federkontaktanordnung 13 bei Aufnahme eines Gegenkontakts nicht übermäßig mechanisch belastet. Figur 3b ist in eine der Figur 2b entsprechende Querschnittsansicht, in welcher die Kontaktfahne 100 nicht gezeigt ist. Die gezeigten Kontaktfedern 14 sind derart ausgebildet, dass sie sich bis zu einem Abstand A in eine Richtung von der gegenüberlie- genden Kontaktfeder 14 weg aus ihrer Ruhestellung bringen lassen, ohne den im Wesentlichen linearen Federkraftbereich zu verlassen. Dies lässt sich durch eine geeignete Wahl der Federeigenschaften unter Berücksichtung der Art des aufzunehmenden Gegenkontakts, der zu erwartenden Belastungen und der gewünschten Qualität der leitenden Verbindung erreichen. Insbesondere soll vermieden werden, dass der elektrische Kontakt zwischen den Kontaktfedern und einem Gegenkontakt aufgrund einer zu weichen, nachgiebigen Feder schnell abreißt. Beispielsweise kann A für eine Kontaktfahne 100, wie sie bei einer Motorsteuerung eingesetzt wird, 0,3mm betragen.

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Kontaktvorrichtung 10, die eine Kontakt- fahne 100 eines Motors aufnimmt. Die Kontaktfahne 100 steht dabei starr aus dem Motor heraus und stellt eine Kontaktiermöglichkeit zu innerhalb des Motors verwendeten und hier nicht gezeigten elektrischen und/oder elektronischen Komponenten dar. Die Kontaktvorrichtung 10 ist hier in einem Zustand gezeigt, in dem sie auf einer Leiterplatte 120 montiert ist. Die Lötlaschen 20 sind über ein Wiederaufschmelz-Lötverfahren an entsprechen- de Kontaktfelder der Leiterplatte 120 gelötet. Es ist eine Vertiefung 130 zu erkennen, in der ein in dieser Ansicht verdeckter Zapfen 22 aufgenommen ist. Die Kontaktfahne 100 ist mit einer Kontaktspitze 110 versehen, welche das Einführen der Kontaktfahne 100 in die Federkontaktanordnung 13 erleichtert. Es ist eine Bemaßung (in mm) angegeben, welche für eine Verwendung der Kontaktvorrichtung 10 geeignet sein kann. So kann die Ausdeh- nung der Kontaktvorrichtung 10 von der Leiterplatte 120 bis zu der Spitze einer Kontaktfeder 14 8,4mm betragen. Die Länge der Kontaktfahne 100 beträgt 7mm. Die Eindringtiefe der Kontaktfahne 100 von der Kontaktspitze 1 10 bis zu einer Kontaktfläche 16 beträgt 2,2mm, so dass noch ausreichend Platz zum Ausgleich von Bewegungen der Kontaktfahne 100 im Aufnahmeraum 18 verbleibt. Diese Zahlenwerte sind lediglich als Beispiel zu betrachten und können je nach Anwendung unterschiedlich ausfallen. Wie man erkannt, kann die Leiterplatte 120 bei Verwendung mehrerer Kontaktfahnen 100 und mehrerer zu- geordneter Kontaktvorrichtungen 10 somit direkt auf einen Motor aufgesteckt werden, ohne dass zur elektrischen Verbindung Kabel notwendig sind. Eine derartige Konstruktion ist selbstverständlich nicht auf Motoren beschränkt. Figur 5 zeigt eine weitere schematische Ansicht einer Kontaktvorrichtung 10, wie sie in Figur 1 gezeigt ist. Diese Ansicht entspricht einer Schnittansicht durch eine Ebene, die durch die beiden Zapfen 22 definiert wird. Es sind Teile der zwei Zapfen 22 zu erkennen, die einander bezüglich des Kontaktkörpers 12 gegenüberliegen. Ebenfalls zu erkennen sind jeweils an den Zapfen 22 vorgesehene Wulste 24. Jeder der Zapfen 22 ist im mon- tierten Zustand in einer zugehörigen Vertiefung 130 wie beispielsweise einem Durchgangsloch der Leiterplatte 120 aufgenommen. Ein Wulst 24 ist derart ausgebildet, dass er in einem montierten Zustand der Kontaktvorrichtung 10 mit einer Wand der Vertiefung 130 der Leiterplatte 120 in Kontakt steht, in welcher der Zapfen 22 aufgenommen ist. Figur 6 zeigt schematisch ein Verfahren zum Befestigen einer Kontaktvorrichtung 10 mit einer Federkontaktanordnung 13 an einer Leiterplatte 120.

In einem ersten Schritt S10 werden Kontaktfelder einer Leiterplatte 120 mit Lötpaste bedeckt. Bei der Lötpaste kann es sich um eine herkömmliche bei einem Wiederaufschmelz- Lötverfahren eingesetzte Lötpaste handeln. Alternativ kann die Lötpaste statt an den Kontaktfeldern an den Lötflächen der Kontaktvorrichtung 10 angebracht werden. Im Schritt S20 wird die Kontaktvorrichtung 10 auf der Leiterplatte 120 angeordnet. Dabei werden die Lötflächen der Kontaktvorrichtung 10 auf zugehörigen Kontaktfeldern der Leiterplatte 120 angeordnet und Zapfen 22 der Kontaktvorrichtung 10 werden in entsprechende Vertiefun- gen 130 der Leiterplatte 120 eingeführt. Im eingeführten Zustand stehen die Zapfen 22 nicht auf der Gegenseite der Leiterplatte 120 heraus, selbst wenn es sich bei den Vertiefungen 130 um Durchgangslöcher handelt. Durch die Lötpaste klebt die Kontaktvorrichtung 10 auf der Leiterplatte 120. Die Zapfen 22 verhindern eine Verdrehung der Kontaktvorrichtung 10.

In Schritt S30 wird die Leiterplatte 120 auf bekannte Art einem Wiederaufschmelz- Lötverfahren unterzogen, bei dem die Lötflächen der Kontaktvorrichtung 10 mit der Leiterplatte 120 verlötet werden. Während dieses Verfahrens wird das in der Lötpaste enthaltene Lötmittel verflüssigt, was dazu führen kann, dass die Kontaktvorrichtung 10 auf- schwimmt. Durch die Zapfen 22 wird aber selbst in diesem Falle die Kontaktvorrichtung 10 daran gehindert, sich zu verdrehen. Nach Abkühlen des Lötmittels ergibt sich eine solide Flächenlötverbindung zwischen den Kontaktfeldern der Leiterplatte 120 und den Lötflächen der Kontaktvorrichtung 10.

Figur 7 zeigt eine Darstellung einer auf einer Leiterplatte 120 angeordneten Kontaktvor- richtung 10. Die Lötflächen der Kontaktlaschen 20 sind auf nicht gezeigten Kontaktfeldern auf der Oberseite der Leiterplatte 120 angeordnet. In der Ansicht der Figur 7 ist gut zu erkennen, dass der Zapfen 22 in der Vertiefung 130 der Leiterplatte 120 aufgenommen ist. Die Vertiefung 130 ist in diesem Fall ein durch die Leiterplatte 120 durchgehendes Loch. Der Zapfen 22 ist derart in der Vertiefung 130 aufgenommen, das er nicht auf der Gegen- seite der Leiterplatte 120 herausragt, sondern sein unteres Ende sich noch innerhalb des durchgehenden Loches befindet. Dieses untere Ende des Zapfens 22 ist in der Art einer sich verjüngenden Zapfenspitze 26 ausgebildet. Am oberen Ende, also dem der Oberseite der Leiterplatte 120 zugeordneten Ende, der Zapfenspitze 26 verfügt der Zapfen 22 über Kanten, die in eine Innenwand der Vertiefung 130 eingepresst sind. In dieser Variante ist kein Wulst am Zapfen 22 vorgesehen.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

10 Kontaktvorrichtung

12 Kontaktkörper

13 Federkontaktanordnung

14 Kontaktfeder

16 Kontaktfläche

18 Aufnahmeraum

20 Kontaktlasche

22 Zapfen

24 Wulst

26 Zapfenspitze

100 Kontaktfahne

1 10 Kontaktspitze

120 Leiterplatte

130 Vertiefung

Claims

Ansprüche

1. Kontaktvorrichtung (10), die zur Befestigung an einer Leiterplatte (120) in einem Wiederaufschmelz-Lötverfahren vorgesehen ist, wobei die Kontaktvorrichtung (10) umfasst: einen Kontaktkörper (12);, mindestens eine mit dem Kontaktkörper (12) verbundene Lötfläche, die dazu geeignet ist, in einem Wiederaufschmelz-Lötverfahren an der Leiterplatte (120) angelötet zu werden; - mindestens eine mit dem Kontaktkörper (12) verbundene Federkontaktanordnung (13) zur federnden Aufnahme einer Gegenkontaktanordnung; und mindestens eine mit dem Kontaktkörper (12) verbundene Halteanordnung zur Aufnahme in einer Vertiefung (130) in der Leiterplatte (120).

2. Kontaktvorrichtung (10) nach Anspruch 1 , wobei die Halteanordnung eine Zapfenanordnung mit vorzugsweise zwei Zapfen (22) ist.

3. Kontaktvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei Zapfen bezüglich des Kontaktkör- pers (12) einander gegenüberliegend angeordnet sind.

4. Kontaktvorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Zapfenanordnung mindestens einen Zapfen (22) umfasst, und der mindestens eine Zapfen (22) bezüglich des Kontaktkörpers (12) der Federkontaktanordnung (13) gegenüberliegend angeordnet ist.

5. Kontaktvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Halteanordnung im Wesentlichen orthogonal zur mindestens einen Lötfläche ausgerichtet ist.

6. Kontaktvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kontaktvorrichtung (10) mindestens zwei Lötflächen umfasst, die vorzugsweise bezüglich des Kon- taktkörpers (12) gegenüberliegend angeordnet sind.

7. Kontaktvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Kontaktkörper (12) durch die Federkontaktanordnung (13) ausgebildet ist.

8. Kontaktvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Federkontaktanordnung (13) und der Kontaktkörper (12) einstückig ausgebildet sind.

9. Leiterplatte (120) mit einer Kontaktvorrichtung (10) mit einer Federkontaktanordnung (13), wobei die Kontaktvorrichtung (10) über ein Wiederaufschmeiz-Lötverfahren an der Leiterplatte (120) befestigt ist und in der Leiterplatte (120) mindestens eine Vertiefung (130) vorgesehen ist, um eine Halteanordnung der Kontaktvorrichtung (10) aufzunehmen.

10. Verfahren zum Befestigen einer Kontaktvorrichtung (10) mit einer Federkontaktanordnung (13) an einer Leiterplatte (120) mit den Schritten:

Anordnen (S20) der Kontaktvorrichtung (10) auf der Leiterplatte (120), so dass mindestens eine Lötfläche der Kontaktanordnung (10) mittels einer Lötpaste an der Leiterplatte (120) gehalten wird und mindestens eine Halteanordnung der Kontaktanordnung (10) in mindestens eine Vertiefung (130) der Leiterplatte (120) einge- führt wird; und

Durchführen eines Wiederaufschmelz-Lötverfahrens (S30), um die mindestens eine Lötfläche der Kontaktvorrichtung (10) mit der Leiterplatte (120) zu verlöten.