WO2012155891A1 - Anordnung aus steckverbinder und leiterplatte - Google Patents

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WO2012155891A1
WO2012155891A1 PCT/DE2012/000510 DE2012000510W WO2012155891A1 WO 2012155891 A1 WO2012155891 A1 WO 2012155891A1 DE 2012000510 W DE2012000510 W DE 2012000510W WO 2012155891 A1 WO2012155891 A1 WO 2012155891A1
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Magnus Henzler
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Erni Electronics Gmbh
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    • H01R12/724—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures coupling devices mounted on the edge of the printed circuits containing contact members forming a right angle

Definitions

  • the invention relates to an arrangement of connector and printed circuit board, wherein the connector is arranged on an edge of the circuit board.
  • Connectors which are arranged on an edge of a printed circuit board have long been known from the prior art.
  • DE 296 01 655 U1 discloses an assembly printed circuit board with a plug connector, wherein the printed circuit board consists of two multilayers which are pressed together with an insulating film lying between them, which serves for galvanic separation and has adhesive surfaces on both sides wherein a connection area for the connector is pre-drilled and through-contacted accordingly.
  • the printed circuit board connectors with shortened pins are pressed into the multilayer. In this way, the contacts of the connectors are arranged symmetrically to the central axis of the circuit board.
  • the arrangement of a two-part connector on both sides of a multilayer board is complex and associated with many manufacturing steps.
  • connector is realized on the one hand as a two-shell embodiment and in another embodiment, pins of the connector are guided on both sides of the printed circuit board. The contact pins are embedded in the plastic housing of the connector.
  • DE 89 05 434 U1 discloses a printed circuit board connector for surface mounting which is likewise arranged on an edge of a printed circuit board and whose plug contacts, that is to say the so-called plug face, are arranged symmetrically to the central axis of the printed circuit board
  • the contacting with the contact pins of the plug takes place via flexible conductor pieces having one end on the contact element and with its other end on the contacting surfaces
  • the third contact elements have, as connecting means, rigid soldering tags which are fastened to further contacting areas on the upper side of the printed circuit board e the installation effort is not insignificant.
  • EP 0 410 427 A1 discloses a connector for printed circuit boards in which a multilayer flexible conductor foil alternately has planes for signal conductors and potential conductors for realizing a defined characteristic impedance, the conductors of the individual planes being in a fixed geometrical configuration with respect to a particular characteristic impedance value to be achieved in each case stand. The connection is thus realized here with the help of conductor foils.
  • the aforementioned connectors are not readily mountable with an SMT surface mounting technology (SMT).
  • SMT surface mounting technology
  • an assembly of arranged on an edge of a printed circuit board connector is not readily possible because in both sides populated boards first the assembly on one side and then the assembly must be made on the other side and in this case go through the individual pages automatic soldering.
  • surface-mounted components, including plugs must have the SMT connections in the soldering plane aligned very precisely, so that soldering without contact interruption is possible.
  • the object of the invention is to provide an assembly of connectors and circuit board, in which the connector is disposed on an edge of the circuit board, which can be mounted in a simple manner and in which a surface mounting is possible.
  • the arrangement of connector and circuit board should also be designed so that the most stable attachment of the connector on the circuit board can be realized.
  • the object is in an arrangement of a connector and a printed circuit board, wherein the connector is positioned on an edge of the circuit board, solved by in, arranged below and above the board level contact elements, wherein at least arranged below and above the board level contact elements on their the printed circuit board facing side are bent such that they are adapted to the oblique contact elements openings in the circuit board open and soldered there.
  • the fact that the contact elements of the connector are above the circuit board level and below the circuit board level and in the circuit board level and cooperate with in the circuit board adapted to them openings, a simple mounting of the connector, even a surface mounting (fully automatic Bespation process) is possible.
  • such an arrangement of the contact elements provides increased stability of the plug to the circuit board.
  • an advantageous embodiment of the arrangement of plug connector and printed circuit board provide that not only the contact elements arranged above and below the circuit board are bent, but also that the contact elements arranged in the circuit board plane are bent, in particular bent once, and run obliquely. In this way, the contact element density can be increased.
  • an advantageous embodiment provides that an insulating body of the connector has obliquely extending surfaces for guiding and supporting the obliquely extending contact elements.
  • the housing has lateral openings, one of which, the circuit board facing boundary surface extends to adapt to different board thicknesses in stages, which come respectively on the circuit board tops to the plant.
  • the connector during the processing process (equipping and soldering) do not tip down towards the bottom of the circuit board following its center of gravity.
  • the connector is also fixed laterally by the interaction of the lateral openings and the printed circuit board.
  • the housing has a shield.
  • this shield surrounds the housing on its outer side and has resilient contact tongues which serve for fastening and contacting the connector.
  • the housing has a projection on its side facing the printed circuit board, whose boundary surface facing the printed circuit board runs in steps, which comes into contact in each case on a printed circuit board upper side.
  • the steps arranged in the projection correspond to the steps arranged in the boundary surface of the opening in such a way that, in the mounted state of the connector, they respectively rest a pair of associated steps on the top side of the printed circuit board.
  • a two-point support of the connector housing on the circuit board top can be realized by not only during the manufacturing process, ie during the soldering process, but also in the finished, soldered state, the tilting security of the connector housing substantially increased and thus damage the solder joint is effectively counteracted by a leverage effect during their production and during a later plugging operation.
  • the stages are advantageously arranged to allow depending on the definition of an off-center or exact center positioning of the connector to the circuit board.
  • the adapted to the inclined contact elements openings can be designed purely in principle in any way.
  • An advantageous embodiment provides that these openings are slot-shaped openings. It is preferably provided that these slot-shaped openings are only partially plated, in particular at its end. It can also be provided that the slot-like openings at their end have plated-through holes, which are introduced perpendicular to the board level in the circuit board. Such a design is particularly easy to manufacture.
  • the connector itself can be configured in any desired manner.
  • the connector may have a plurality of contact elements in a plurality of superimposed planes.
  • the lying in the circuit board plane contact elements are not bent and are adapted to be soldered in the slot-shaped openings.
  • solder paste is introduced by screen printing in known mounting processes prior to soldering. Due to the oblique course of the contact elements arranged below the printed circuit board, soldering paste is in particular prevented from being “dragged off” when the contact element penetrates through the contact elements so that they only penetrate into the paste with their tip intended for soldering, thus resulting in a reproducible solder joint with a constant solder paste volume.
  • the connector itself may have any shape, for example a round, polygonal, oval, trapezoidal or rectangular shape.
  • Fig. 1 is a front view of an embodiment of an inventive arrangement of plug and connector
  • Fig. 2 is a sectional view taken along line II-II of the connector shown in Fig. 1;
  • Fig. 3 shows schematically the arrangement of the contact elements in a printed circuit board
  • Fig. 4a shows another embodiment of an inventive
  • Fig. 4b is a view taken along line V-V of the arrangement shown in Fig. 4a;
  • FIG. 5 different views of an embodiment of a connector according to the invention
  • 5a is an isometric view of another embodiment of a connector according to the invention with shielding obliquely from the front;
  • Fig. 5b is an isometric view of the connector shown in Fig. 5a obliquely from behind;
  • Fig. 5c - 5e are side views of the arrangement of an inventive
  • FIG. 6 shows schematically a section of a printed circuit board for fastening a connector shown in FIG. 4 and FIG. 5;
  • FIG. 6 shows schematically a section of a printed circuit board for fastening a connector shown in FIG. 4 and FIG. 5;
  • Fig. 7a, b the arrangement of the contact elements in and outside the Board level
  • Fig. 8 shows another embodiment of an inventive
  • FIG. 9 is a sectional view of the arrangement shown in Fig. 8 and
  • Fig. 10 shows schematically the arrangement of the contact elements in a circuit board.
  • FIGS. 1 to 3 An arrangement of plug connector and printed circuit board shown in FIGS. 1 to 3 comprises a plug connector 100, which may for example have the form of a so-called D-sub connector with a substantially trapezoidal metallic housing in which contact elements 110, 120 in two planes are each arranged above and below a Leiteplatte 200.
  • the circuit board 200 itself has openings 210, 220 adjacent to an edge 202 on which the connector 100 is disposed, the openings 210 being through-holes, while the openings 220 are slot-like openings contacted only at their end 222.
  • the arranged in the upper level contact elements 1 10 are bent substantially at right angles and immerse with their contact element end 112 in the openings 210 a.
  • the arranged in the lower level contact elements 120 are also angled, in which case the angle is about 135 °, so that the contact element ends 122 open at an angle of about 45 ° in the circuit board 200.
  • the slot-like openings 220 in their front, the edge 202 facing area a region 224 with a larger width than at its end 222, where the diameter of the openings, which may be formed, for example, as plated-through holes, substantially the thickness of the contact element at the end 122 corresponds.
  • the contact elements may have tapers 113, 123, so that they can be bent easily and at the defined locations.
  • circuit board 200 and connector 100 is characterized in that the contact elements 1 10, 120 of the connector 100 respectively on both sides of the circuit board, i. are arranged both above and below the circuit board.
  • an edge arrangement of the connector is possible in a particularly advantageous manner.
  • contact element ends By bent at different angles contact element ends an optimal adaptation to the corresponding contact elements 210, 220 of the circuit board 200 is possible, in which case automatic assembly processes can be realized and printed circuit boards of different thickness can be used.
  • FIG. 4 to 7 show further embodiments of an inventive arrangement of connector 400 and circuit board 500, wherein Fig. 7 in two part drawings Fig. 7a, Fig. 7b is divided.
  • Fig. 7a shows the arrangement of the contact elements outside the circuit board level, ie above and below the circuit board level
  • Fig. 7b shows the arrangement of the contact element in the circuit board level.
  • the division was chosen only for the sake of clarity.
  • the connector 400 has a round shape, wherein the housing 401 is made of plastic.
  • contact elements are arranged in three levels.
  • a first level above a printed circuit board 500 has contact elements 410.
  • a contact element 420 is arranged and further contact elements 430 are arranged below the plane of the printed circuit board 500.
  • the contact elements 410 arranged above the printed circuit board plane are angled away at right angles to the printed circuit board 500 with contact element ends 415, the contact elements 430 arranged below the printed circuit board planes are bent at an angle of approximately 135 ° to the printed circuit board 500 with contact element ends 435.
  • the central contact element 420 extends linearly without bending with a contact element 425.
  • This Rale contact element 420 opens into an opening 520 in the circuit board 500, which has the shape of a slot having an inlet opening 524 with a larger cross-section than the contact area 522.
  • the openings 530 for the contact element ends 435 bent at an angle of 135 ° are likewise designed as long-hole-like openings with an input region 534 having a larger cross-section than the contacting region 532.
  • the openings 510 for the rectangular angled contact elements are, for example plated through holes.
  • obliquely extending surfaces 441, 442 are arranged, which serve the guidance and support of the inclined contact element ends 435.
  • the rectangularly angled contact elements 410 can also be guided in corresponding housing parts 407, 405 (FIG. 4b).
  • FIG. 5a and 5b isometric views of a connector are shown, wherein like elements with the same reference numerals as in Figures 4a and 4b are drawn.
  • the connector shown in FIGS. 5a and 5b has a shield 490 on its outer circumference in the rear region facing the printed circuit board 500, which housing 401 of the connector annularly encloses and each outwardly bent resilient contact tongues 491 includes, for example, in a metal housing for making an electrically conductive connection to the system (not shown), and inwardly bent tongues 492, which engage in the housing of the connector, so that the shield on this way on the housing 401 can be fastened.
  • the shield has at least one wedge-shaped recess into which a corresponding rib 409 of the connector engages. This results in a pipe twist protection when a torque is introduced via the plugged cable connector into the connector housing.
  • the arrangement of the contact elements on both sides of the printed circuit boards 200, 500 and thus the arrangement of the connector center axis on the same level as the circuit board central axis leads to a uniform distribution of the resulting forces, for example during a plug-in operation. The distribution of forces is much better than with a connector which is located only on one side of the circuit board.
  • FIG. 5c to 5e This is shown schematically in Figure 5c to 5e, where the arrangement of the connector on printed circuit boards of different thickness 500 ', 500 "and
  • the boundary surface 4010 in this embodiment has three stages 4011, 4012, 4013, wherein the stage 4011 rests on a circuit board 500 'with a thickness of, for example, 2.0 units, whereas the stepped surface 4012 on a Circuit board 500 "with a thickness of 1, 6 units rests and the stepped surface 4013 rests on a circuit board 500 "'with a thickness of 1, 0 units.
  • a housing projection 4020 is further provided at the rear, the circuit board respectively facing the end of the housing 400, which also has a running in stages, the circuit board 500th ', 500 ", 500”' each facing boundary surface.
  • the first stage 4021 forms a support surface, which rests on the circuit board 500 'with a thickness of 2.0 units.
  • This stage corresponds to the stage 4011 of the side opening 4001 of the plug housing.
  • the bearing surface formed by the step 4022 corresponds to the contact surface 4012 of the opening 4001 and the bearing surface formed by the step 4023 corresponds to the contact surface 4012.
  • one and the same connector can be provided for mounting on printed circuit boards of different thicknesses, whereby it rests on the printed circuit boards due to these bearing surfaces, which considerably simplifies the processing process (assembly and soldering). since corresponding additional holding devices can be dispensed with during the processing process.
  • FIG. 8 schematically shows a further exemplary embodiment of an arrangement according to the invention, in which the plug connector 800 has several levels of contacts 805 lying one above the other and adjacent to one another.
  • openings 810 are arranged in a printed circuit board, which are plated through and slot-like openings 830 for linearly extending contact elements, which are completed at their end by plated through holes, and slot-like openings 840, 850, which also at its end, for example, through holes 841, 851 are completed.
  • a part of the contact elements is also bent in the circuit board plane, that is not bent below and above the Leiteplattenebene towards the circuit board level, but bent in the PCB level itself, as for example, based on the bends 8051 and 8052 of in the circuit board level lying contact elements 805 is shown. It can also be provided that contact elements are simultaneously bent both in the circuit board plane and perpendicular to the circuit board plane, such as the bend 8053 of the contact elements 805. In each case, the bends are designed so that the most optimal arrangement of the contact elements on the circuit board, is guaranteed even with different thickness PCBs.
  • a particular advantage of such connectors is that they can be mounted on printed circuit boards of different thickness.
  • the plugs are not bound to a fixed board thickness. Due to the angled contact elements on both sides of the printed circuit board, the connector is in a sense "insensitive" to board thickness tolerances, and is easily adaptable to different board thicknesses Contact elements are easy to produce.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

Anordnung aus Steckverbinder und Leiterplatte (200; 500), wobei der Steckverbinder (100; 400; 800) an einer Kante der Leiterplatte (200; 500; 801) angeordnet ist, gekennzeichnet durch in der, unterhalb der und oberhalb der Leiterplattenebene angeordnete Kontaktelemente (110, 120; 410, 420, 430; 805), wobei wenigstens die unterhalb und oberhalb der Leiterplatte angeordneten Kontaktelemente (110, 120; 410, 420, 430; 805) auf ihrer der Leiterplatte (200; 500; 801) zugewandten Seite abgebogen sind derart, dass sie von beiden Seiten der Leiterplatte (200; 500; 801) in an die Kontaktelemente (110, 120; 410, 420, 430; 805) angepasste Öffnungen in der Leiterplatte (200; 500; 801 ) münden und dort verlötbar sind.

Description

ERNI Electronics GmbH. Seestr. 9. 73099 Adelberq
Anordnung aus Steckverbinder und Leiterplatte
Die Erfindung betrifft eine Anordnung aus Steckverbinder und Leiterplatte, wobei der Steckverbinder an einer Kante der Leiterplatte angeordnet ist.
Stand der Technik
Steckverbinder, die an einer Kante einer Leiterplatte angeordnet sind, sind seit längerem aus dem Stand der Technik bekannt.
So geht beispielsweise aus der DE 296 01 655 U1 eine Baugruppenleiterplatte mit einem Steckverbinder hervor, wobei die Leiterplatte aus zwei Multilay- ern besteht, die mit einer dazwischen liegenden Isolierfolie, die der galvanischen Trennung dient und beidseitig Klebeflächen aufweist, miteinander ver- presst sind und wobei ein Anschlussbereich für die Steckverbinder vorgebohrt und entsprechend durchkontaktiert ist. Auf beiden Seiten der Leiterplatte sind Steckverbinder mit verkürzten Anschlussstiften in die Multilayer eingepresst. Auf diese Weise sind die Kontakte der Steckverbinder symmetrisch zur Mittelachse der Leiterplatte angeordnet. Die Anordnung eines zweigeteilten Steckverbinders auf beiden Seiten einer Multilayerplatine ist aufwendig und mit vielen Herstellungsschritten verbunden.
Aus der DE 88 1 1 877 U1 ist ein Steckverbinder für eine beidseitig mit Bauelementen bestückte Flachbaugruppe bekannt geworden, bei dem der Steck-
|Bestätigungskopie| verbinder zum einen als zweischalige Ausführungsform realisiert ist und in einer anderen Ausführungsform Kontaktstifte des Steckverbinders auf beide Seiten der Flachbaugruppe geführt sind. Die Kontaktstifte sind in dem Kunststoffgehäuse des Steckverbinders eingebettet.
Aus der DE 89 05 434 U1 geht ein Leiterplattensteckverbinder zur Oberflächenmontage hervor, der ebenfalls an einer Kante einer Leiterplatte angeordnet ist und dessen Steckkontakte, also das sogenannte„Steckergesicht", symmetrisch zur Mittelachse der Leiterplatte angeordnet sind. Hierbei ist vorgesehen, dass Kontaktelemente jeweils oberhalb und unterhalb der Leiterplattenebene angeordnet sind und dass weitere Kontaktelemente in einem Zwischenbereich etwa in Höhe der Stirnfläche der Leiterplatte angeordnet sind. Die Kontaktierung mit den Kontaktstiften des Steckers erfolgt über flexible Leiterstücke, die mit einem Ende an dem Kontaktelement und mit ihrem anderen Ende an den Kontaktierungsoberflächen auf der Leiterplatte verbunden sind. Die dritten Kontaktelemente weisen als Anschlussmittel starre Lötfahnen auf, die an weiteren Kontaktierungsflächen an der Oberseite der Leiterplatte befestigt sind. Auch bei diesem Leiterplattensteckverbinder ist der Herstellungs- und insbesondere der Montageaufwand nicht unerheblich.
Die EP 0 410 427 A1 offenbart einen Steckverbinder für Leiterplatten, bei dem zur Realisierung eines definierten Wellenwiderstands eine mehrlagige flexible Leiterfolie abwechselnd Ebenen für Signalleiter und Potentialleiter aufweist, wobei die Leiter der einzelnen Ebenen für einen jeweils zu erzielenden bestimmten Wellenwiderstandswert in einer festen geometrischen Konfiguration zueinander stehen. Die Verbindung wird also auch hier mit Hilfe von Leiterfolien realisiert.
Die DE 20 2009 008 182 U1 offenbart einen elektrischen Verbinder, der zur Montage auf einer Leiterplatte in entsprechend dort angeordnete Öffnungen eintaucht. Diese Kontakte sind im rechten Winkel abgewinkelt. Der Steck- verbinder wird auf der Leiterplatte montiert. Eine Kantenmontage ist nicht ohne Weiteres möglich.
Die vorgenannten Stecker sind nicht ohne Weiteres mit einem SMT- Bestückungsverfahren (SMT-surface mount technology) montierbar. Insbesondere ist eine Montage von an einer Kante einer Leiterplatte angeordneten Stecker nicht ohne Weiteres möglich, da bei beidseitig bestückten Leiterplatten zunächst die Bestückung auf einer Seite und dann die Bestückung auf der anderen Seite vorgenommen werden muss und hierbei die einzelnen Seiten automatische Lötprozesse durchlaufen. Generell müssen bei oberflächen- montierbaren Bauteilen, also auch Steckern die SMT-Anschlüsse in der Lötebene sehr genau ausgerichtet sein, damit eine Verlötung ohne Kontakt- Unterbrechung möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung aus Steckverbinder und Leiterplatte zu vermitteln, bei der der Steckverbinder an einer Kante der Leiterplatte angeordnet ist, die auf einfache Weise montiert werden kann und bei der auch eine Oberflächenmontage möglich ist. Die Anordnung aus Steckverbinder und Leiterplatte soll dabei auch so ausgestaltet sein, dass eine möglichst stabile Befestigung des Steckverbinders auf der Leiterplatte realisierbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die Aufgabe wird bei einer Anordnung aus einem Steckverbinder und einer Leiterplatte, wobei der Steckverbinder an einer Kante der Leiterplatte positioniert ist, gelöst durch in der, unterhalb der und oberhalb der Leiterplattenebene angeordnete Kontaktelemente, wobei wenigstens die unterhalb und oberhalb der Leiterplattenebene angeordneten Kontaktelemente auf ihrer der Leiterplatte zugewandten Seite derart abgebogen sind, dass sie in an die schräg verlaufenden Kontaktelemente angepassten Öffnungen in der Leiterplatte münden und dort verlötbar sind. Dadurch, dass die Kontaktelemente des Steckverbinders oberhalb der Leiterplattenebene sowie unterhalb der Leiterplattenebene und in der Leiterplattenebene liegen und mit in der Leiterplatte an sie angepassten Öffnungen zusammenwirken, ist eine einfache Montage des Steckverbinders, auch eine Oberflächenmontage (vollautomatischer Be- stückungsprozess), möglich. Darüber hinaus vermittelt eine derartige Anordnung der Kontaktelemente eine erhöhte Stabilität des Steckers an der Leiterplatte.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtungen möglich.
So kann eine vorteilhafte Ausgestaltung der Anordnung aus Steckverbinder und Leiterplatte vorsehen, dass nicht nur die ober- und unterhalb der Leiterplatte angeordneten Kontaktelemente gebogen sind, sondern dass auch die in der Leiterplattenebene angeordneten Kontaktelemente gebogen sind, insbesondere einmal gebogen, und schräg verlaufen. Auf diese Weise kann die Kontaktelementdichte erhöht werden.
So sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung vor, dass ein Isolierkörper des Steckverbinders schräg verlaufende Flächen zur Führung und Abstützung der schräg verlaufenden Kontaktelemente aufweist. Hierdurch werden nicht nur die Kontaktelemente, insbesondere während des Lötprozesses stabilisiert, es wird auch die Stabilität der gesamten Anordnung aus Steckverbinder und Leiterplatte erhöht.
Vorteilhafterweise ist auch vorgesehen, dass das Gehäuse seitliche Öffnungen aufweist, deren eine, der Leiterplatte zugewandte Begrenzungsfläche zur Anpassung an unterschiedliche Leiterplattendicken in Stufen verläuft, die jeweils auf den Leiterplattenoberseiten zur Anlage kommen. Auf diese Weise kann der Steckverbinder während des Verarbeitungsprozesses (Bestücken und Löten) nicht seinem Schwerpunkt folgend in Richtung der Unterseite der Leiterplatte abkippen. Zusätzlich wird der Steckverbinder durch Zusammenwirken der seitlichen Öffnungen und der Leiterplatte auch seitlich fixiert.
Durch diese Anordnung kann auf zusätzliche Haltevorrichtungen während des Verarbeitungsprozesses verzichtet werden und der Steckverbinder befindet sich in einer genauen reproduzierbaren Lage (Position und Winkel) die zur Weiterverarbeitung notwendig ist.
Diese Stufen korrespondieren mit den Stufen der zuvor erwähnten, der Leiterplatte zugewandten Begrenzungsflächen der seitlichen Öffnung des Steckergehäuses. Auf diese Weise wird eine sehr stabile Zweipunkt-Auflage des Steckverbinders auf der Leiterplatte realisiert.
Vorteilhafterweise kann auch vorgesehen sein, dass das Gehäuse eine Abschirmung aufweist. Bevorzugt umgibt diese Abschirmung das Gehäuse an seiner Außenseite und weist federnde Kontaktzungen auf, die der Befestigung und Kontaktierung des Steckverbinders dienen.
Darüber hinaus ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Gehäuse auf seiner der Leiterplatte zugewandten Seite einen Vorsprung aufweist, dessen der Leiterplatte zugewandte Begrenzungsfläche in Stufen verläuft, die jeweils auf einer Leiterplattenoberseite zur Anlage kommt.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die in dem Vorsprung angeordneten Stufen mit den in der Begrenzungsfläche der Öffnung angeordneten Stufen derart korrespondieren, dass sie im montierten Zustand des Steckverbinders jeweils ein Paar zugeordneter Stufen auf der Leiterplattenoberseite aufliegen. In diesem Falle ist eine Zweipunkt-Auflage des Steckverbindergehäuses auf der Leiterplattenoberseite realisierbar, durch die nicht nur während des Herstellungsprozesses, also während des Lötprozesses, sondern auch im fertiggestellten, verlöteten Zustand die Kippsicherheit des Steckverbindergehäuses wesentlich erhöht und so einer Beschädigung der Lötverbindung durch eine Hebelwirkung während ihrer Herstellung und während eines späteren Steckvorgangs wirkungsvoll entgegengewirkt wird.
Die Stufen sind vorteilhafterweise eingerichtet, um je nach Festlegung eine außermittige oder exakt mittige Positionierung des Steckverbinders zu der Leiterplatte zu ermöglichen.
Die an die schräg verlaufenden Kontaktelemente angepassten Öffnungen können rein prinzipiell auf beliebige Art und Weise ausgestaltet sein. Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass diese Öffnungen langlochförmige Öffnungen sind. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass diese langlochförmigen Öffnungen nur teilweise, insbesondere an ihrem Ende durchkontaktiert sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass die langlochartigen Öffnungen an ihrem Ende durchkontaktierte Bohrungen aufweisen, die senkrecht zur Leiterplattenebene in die Leiterplatte eingebracht sind. Eine solche Ausbildung ist besonders einfach herzustellen. Der Steckverbinder selbst kann auf beliebige Art und Weise ausgestaltet sein. Insbesondere kann der Steckverbinder mehrere Kontaktelemente in mehreren übereinanderliegenden Ebenen aufweisen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Anordnung aus Steckverbinder und Leiterplatte ist vorgesehen, dass die in der Leiterplattenebene liegenden Kontaktelemente nicht gebogen sind und dazu eingerichtet sind, um in den langlochförmigen Öffnungen verlötbar zu sein.
In diese durchkontäktierten Bereiche am Ende der langlochförmigen Öffnung wird in an sich bekannten Montageprozessen vor dem Löten eine Lötpaste durch Siebdruck eingebracht. Durch den schrägen Verlauf der unterhalb der Leiterplatte angeordneten Kontaktelemente wird nun insbesondere verhindert, dass Lötpaste beim Durchtauchen des Kontaktelements„verschleppt" wird. Die Kontaktelemente tauchen dadurch nur mit ihrer zum Verlöten vorgesehenen Spitze in die Paste ein. Auf diese Weise ergibt sich eine reproduzierbare Lötstelle mit einem konstanten Lötpastenvolumen. Der Steckverbinder selbst kann eine beliebige Gestalt aufweisen, beispielsweise eine runde, polygonale, ovale, trapezförmige oder rechteckige Gestalt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung aus Stecker und Steckverbinder;
Fig. 2 eine entlang der Linie II -II geschnittene Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Steckverbinders;
Fig. 3 schematisch die Anordnung der Kontaktelemente in einer Leiterplatte;
Fig. 4a ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Anordnung aus Steckverbinder und Leiterplatte;
Fig. 4b eine entlang der Linie V - V geschnittene Ansicht der in Fig. 4a dargestellten Anordnung;
Fig. 5 verschiedene Ansichten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckverbinders
Fig. 5a eine isometrische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckverbinders mit Abschirmung von schräg vorne;
Fig. 5b eine isometrische Ansicht des in Fig. 5a dargestellten Steckverbinders von schräg hinten;
Fig. 5c - 5e Seitenansichten der Anordnung eines erfindungsgemäßen
Steckverbinders auf Leiterplatten unterschiedlicher Dicke;
Fig. 6 schematisch ein Ausschnitt einer Leiterplatte zur Befestigung eines in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten Steckverbinders ;
Fig. 7a, b die Anordnung der Kontaktelemente in und außerhalb der Leiterplattenebene;
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Anordnung reines Steckverbinders auf einer Leiterplatte;
Fig. 9 eine Schnittdarstellung der in Fig. 8 dargestellten Anordnung und
Fig. 10 schematisch die Anordnung der Kontaktelemente in einer Leiterplatte.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Eine in Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellte Anordnung aus Steckverbinder und Leiterplatte umfasst einen Steckverbinder 100, der beispielsweise die Gestalt eines sogenannten D-Sub-Steckverbinders aufweisen kann mit einem im Wesentlichen trapezförmigen metallischen Gehäuse, in dem Kontaktelemente 110, 120 in zwei Ebenen jeweils oberhalb und unterhalb einer Leiteplatte 200 angeordnet sind. Die Leiterplatte 200 selbst weist benachbart zu einer Kante 202, an der der Steckverbinder 100 angeordnet wird, Öffnungen 210, 220 auf, wobei die Öffnungen 210 durchkontaktierte Bohrungen sind, während die Öffnungen 220 langlochartige Öffnungen sind, die lediglich an ihrem Ende 222 kontaktiert sind. Die in der oberen Ebene angeordneten Kontaktelemente 1 10 sind im Wesentlichen rechtwinklig abgebogen und tauchen mit ihrem Kontaktelementende 112 in die Öffnungen 210 ein.
Die in der unteren Ebene angeordneten Kontaktelemente 120 sind ebenfalls abgewinkelt, wobei hier der Winkel etwa 135° beträgt, sodass die Kontaktelementenden 122 in einem Winkel von etwa 45° in die Leiterplatte 200 münden. Hierzu weisen die langlochartigen Öffnungen 220 in ihrem vorderen, der Kante 202 zugewandten Bereich einen Bereich 224 mit einer größeren Weite auf als an ihrem Ende 222, wo der Durchmesser der Öffnungen, die beispielsweise als durchkontaktierte Bohrungen ausgebildet sein können, im Wesentlichen der Dicke des Kontaktelements an dessen Ende 122 entspricht. Die Kontaktelemente können Verjüngungen 113, 123 aufweisen, sodass sie leicht und an den definierten Stellen gebogen werden können.
Die Anordnung aus Leiterplatte 200 und Steckverbinder 100 zeichnet sich dadurch aus, dass die Kontaktelemente 1 10, 120 des Steckverbinders 100 jeweils auf beiden Seiten der Leiterplatte, d.h. sowohl oberhalb als auch unterhalb der Leiterplatte angeordnet sind. Hierdurch ist eine Kanten-Anordnung des Steckverbinders auf besonders vorteilhafte Weise möglich. Durch die unter verschiedenen Winkeln abgebogenen Kontaktelement-Enden ist eine optimale Anpassung an die entsprechenden Kontaktelemente 210, 220 der Leiterplatte 200 möglich, wobei hier auch automatische Bestückungsprozesse realisierbar sind und auch Leiterplatten unterschiedlicher Dicke zum Einsatz kommen können.
Fig. 4 bis 7 zeigen weitere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Anordnung aus Steckverbinder 400 und Leiterplatte 500, wobei Fig. 7 in zwei Teilzeichnungen Fig. 7a, Fig. 7b aufgeteilt ist. Fig. 7a zeigt die Anordnung der Kontaktelemente außerhalb der Leiterplattenebene, also oberhalb und unterhalb der Leiterplattenebene und Fig. 7b zeigt die Anordnung des Kontaktelementes in der Leiterplattenebene. Die Aufteilung wurde lediglich der besseren Übersichtlichkeit halber gewählt. In diesem Fall weist der Steckverbinder 400 eine runde Form auf, wobei das Gehäuse 401 aus Kunststoff besteht. Im Steckverbinder 400 selbst sind Kontaktelemente in drei Ebenen angeordnet. Eine erste Ebene oberhalb einer Leiterplatte 500 weist Kontaktelemente 410 auf. In Höhe der Leiterplatte ist ein Kontaktelement 420 angeordnet und weitere Kontaktelemente 430 sind unterhalb der Ebene der Leiterplatte 500 angeordnet. Die oberhalb der Leiterplattenebene angeordneten Kontaktelemente 410 sind rechtwinklig hin zur Leiterplatte 500 abgewinkelt mit Kontaktelementenden 415, die unterhalb der Leiterplattenebenen angeordneten Kontaktelemente 430 sind in einem Winkel von etwa 135° zur Leiterplatte 500 hin abgewinkelt mit Kontaktelementenden 435. Das zentrale Kontaktelement 420 verläuft linear ohne Abwinkelung mit einem Kontaktelement 425. Dieses zent- rale Kontaktelement 420 mündet in eine Öffnung 520 in der Leiterplatte 500, die die Gestalt eines Langlochs mit einer Eingangsöffnung 524 mit größerem Querschnitt als der Kontaktbereich 522 aufweist. In entsprechender Weise sind die Öffnungen 530 für die im Winkel von 135° abgebogenen Kontaktelementenden 435 ebenfalls als lang lochartige Öffnungen ausgebildet mit einem Eingangsbereich 534, der einen größeren Querschnitt aufweist als der Kon- taktierungsbereich 532. Die Öffnungen 510 für die rechtwinklig abgewinkelten Kontaktelemente sind beispielsweise durchkontaktierte Bohrungen.
In dem Gehäuse 401 des Steckverbinders 400 sind schräg verlaufende Flächen 441 , 442 angeordnet, welche der Führung und Abstützung der schräg verlaufenden Kontaktelementenden 435 dienen. In entsprechender Weise können auch die rechtwinklig abgewinkelten Kontaktelemente 410 in entsprechenden Gehäuseteilen 407, 405 geführt sein (Fig. 4b).
In Fig. 5a und 5b sind isometrische Ansichten eines Steckverbinders dargestellt, wobei gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 4a und 4b gezeichnet sind. Im Unterschied zu den in Fig. 4a und Fig. 4b schematisch dargestellten Steckverbindern weist der in Fig. 5a und Fig. 5b dargestellte Steckverbinder an seinem äußeren Umfang im rückwärtigen, der Leiterplatte 500 zugewandten Bereich eine Abschirmung 490 auf, die das Gehäuse 401 des Steckverbinders kreisringförmig umschließt und jeweils nach außen abgebogene federnde Kontaktzungen 491 umfasst, die beispielsweise in einem Metallgehäuse zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zur Anlage kommen (nicht dargestellt), sowie nach innen abgebogene Zungen 492, die in das Gehäuse des Steckverbinders einrasten, sodass die Abschirmung auf diese Weise auf dem Gehäuse 401 befestigbar ist.
Des Weiteren weist die Abschirmung mindestens eine keilförmige Aussparung auf, in die eine entsprechende Rippe 409 des Steckverbinders eingreift. Hierdurch ergibt sich ein Rohrverdrehschutz, wenn ein Drehmoment über den gesteckten Kabelstecker in das Steckergehäuse eingeleitet wird. Die Anordnung der Kontaktelemente zu beiden Seiten der Leiterplatten 200, 500 und damit die Anordnung der Steckverbindermittelachse auf gleicher Ebene wie die Leiterplattenmittelachse führt zu einer Gleichverteilung der entstehenden Kräfte, während beispielsweise eines Steckvorgangs. Die Verteilung der Kräfte ist wesentlich besser als bei einem Steckverbinder, der nur auf einer Seite der Leiterplatte angeordnet ist. Da derartige Steckverbinder auf einer Seite einer Leiterplatte außerhalb der Kante der Leiterplatte angeordnet sind, entsteht eine gewisse„Kopflastigkeit" der Steckverbinder, da ihr Schwerpunkt außerhalb der Leiterplatte liegt. Um dieser Kopflastigkeit zu begegnen, sind in dem Gehäuse 400 des erfindungsgemäßen Steckverbinders Öffnungen 4001 vorgesehen, deren eine, der Leiterplatte 500 zugewandte Begrenzungsfläche 4010 zur Anpassung an unterschiedliche Leiterplattendicken in Stufen 401 1 , 4012, 4013 verläuft. Dies ist schematisch in Figur 5c bis 5e dargestellt, wo die Anordnung des Steckverbinders auf Leiterplatten unterschiedlicher Dicke 500', 500" und 500"' schematisch dargestellt ist. Die Begrenzungsfläche 4010 weist in diesem Ausführungsbeispiel drei Stufen 4011 , 4012, 4013 auf, wobei die Stufe 4011 auf einer Leiterplatte 500' mit einer Dicke von beispielsweise 2,0 Maßeinheiten aufliegt, wohingegen die gestufte Fläche 4012 auf einer Leiterplatte 500" mit einer Dicke von 1 ,6 Maßeinheiten aufliegt und die gestufte Fläche 4013 auf einer Leiterplatte 500"' mit einer Dicke von 1 ,0 Maßeinheiten aufliegt. Um eine besonders gute Auflage des Steckverbindergehäuses 400 auf den Leiterplatten 500', 500", 500"' vorzusehen, ist ferner am rückwärtigen, der Leiterplatte jeweils zugewandten Ende des Gehäuses 400 ein Gehäusevorsprung 4020 vorgesehen, der ebenfalls eine in Stufen verlaufende, der Leiterplatte 500', 500", 500"' jeweils zugewandte Begrenzungsfläche aufweist. Dabei bildet die erste Stufe 4021 eine Auflagefläche, die auf der Leiterplatte 500' mit einer Dicke von 2,0 Maßeinheiten aufliegt. Diese Stufe entspricht der Stufe 4011 der seitlichen Öffnung 4001 des Steckergehäuses. In entsprechender Weise korrespondiert die durch die Stufe 4022 gebildete Auflagefläche mit der Auflagefläche 4012 der Öffnung 4001 und die durch die Stufe 4023 gebildete Auflagefläche korres- pondiert mit der Auflagefläche 4013 der Öffnung 4001. Auf diese Weise kann ein und derselbe Steckverbinder zur Montage auf Leiterplatten unterschiedlicher Dicke vorgesehen sein, wobei er aufgrund dieser Auflageflächen kippsicher auf den Leiterplatten aufliegt, was eine erhebliche Vereinfachung des Verarbeitungsprozesses (Bestücken und Löten) bedeutet, da auf entsprechende zusätzliche Haltevorrichtungen während des Verarbeitungsprozesses verzichtet werden kann.
In Fig. 8 ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt, bei der der Steckverbinder 800 mehrere Ebenen von übereinander und nebeneinander liegenden Kontakten 805 aufweist. Für diese Kontaktelemente sind in einer Leiterplatte 801 Öffnungen 810 angeordnet, die durchkontaktiert sind und langlochartige Öffnungen 830 für linear verlaufende Kontaktelemente, die an ihrem Ende durch durchkontaktierte Bohrungen abgeschlossen werden, sowie langlochartige Öffnungen 840, 850, die ebenfalls an ihrem Ende beispielsweise durch durchkontaktierte Bohrungen 841 , 851 abgeschlossen werden. Im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist hierbei jedoch ein Teil der Kontaktelemente auch in der Leiterplattenebene abgebogen, das heißt nicht unterhalb und oberhalb der Leiteplattenebene zur Leiterplattenebene hin abgebogen, sondern in der Leiterplattenebene selbst abgebogen, wie es beispielsweise anhand der Abwinkelungen 8051 und 8052 der in der Leiterplattenebene liegenden Kontaktelemente 805 dargestellt ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass Kontaktelemente gleichzeitig sowohl in der Leiterplattenebene als auch senkrecht zur Leiterplattenebene abgebogen sind, wie beispielsweise die Abwinkelung 8053 der Kontaktelemente 805. In jedem Falle werden die Abwinklungen so ausgeführt, dass eine möglichst optimale Anordnung der Kontaktelemente auf der Leiterplatte, auch bei unterschiedlich dicken Leiterplatten, gewährleistet ist.
Ein besonderer Vorteil derartiger Steckverbinder ist, dass sie auf Leiterplatten mit unterschiedlicher Dicke montiert werden können. Die Stecker sind nicht an eine feste Leiterplattendicke gebunden. Durch die beidseitig der Leiterplatte abgewinkelten Kontaktelemente ist der Steckverbinder in gewissem Sinne „unempfindlich" gegenüber Toleranzen der Leiterplattendicke. Darüber hinaus ist er einfach an unterschiedliche Leiterplattendicken anpassbar. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein solcher Steckverbinder auf einfache Weise herstellbar ist, da insbesondere die abgewinkelten Kontaktelemente auf einfache Weise herstellbar sind.

Claims

Ansprüche
1. Anordnung aus Steckverbinder und Leiterplatte (200; 500; 801), wobei der Steckverbinder (100; 400; 800) an einer Kante der Leiterplatte (200; 500; 801 ) angeordnet ist, gekennzeichnet durch in der, unterhalb der und oberhalb der Leiterplattenebene angeordnete Kontaktelemente (110, 120; 410, 420, 430; 805), wobei wenigstens die unterhalb und oberhalb der Leiterplatte angeordneten Kontaktelemente (110, 120; 410, 420, 430; 805) auf ihrer der Leiterplatte (200; 500; 801 ) zugewandten Seite abgebogen sind derart, dass sie von beiden Seiten der Leiterplatte (200; 500; 801) in an die Kontaktelemente (1 10, 120; 410, 420, 430; 805) angepasste Öffnungen in der Leiterplatte (200; 500; 801 ) münden und dort verlötbar sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die in der Leiterplattenebene liegenden Kontaktelemente (805) gebogen sind, insbesondere einmal gebogen, und schräg verlaufen.
3. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein insbesondere durch einen Isolierkörper gebildetes, die Kontaktelemente (110, 120; 410, 420, 430; 805) aufnehmendes Gehäuse (400) des Steckverbinders schräg verlaufende Flächen (441 , 442) zur Führung und Abstützung von schräg verlaufenden Kontaktelementen aufweist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse seitliche Öffnungen (4001) aufweist, deren eine der Leiterplatte (500, 500', 500", 500"') zugewandte Begrenzungsfläche (4010) zur Anpassung an unterschiedliche Leiterplattendicken in Stufen (401 1 , 4012, 4013) verläuft, die jeweils auf einer Leiterplattenoberseite zur Anlage kommen.
5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (400) auf seiner der Leiterplatte (500', 500", 500"') zugewandten Seite einen Vorsprung (4020) aufweist, dessen der Leiterplatte zugewandte Begrenzungsfläche in Stufen (4021 , 4022, 4023) verläuft, die jeweils auf einer Leiterplattenoberseite zur Anlage kommen.
6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Vorsprung (4020) angeordneten Stufen (4021 , 4022, 4023) mit den in der Begrenzungsfläche (4010) der Öffnung (4001) angeordneten Stufen (401 1 , 4012, 4013) derart korrespondieren, dass im montierten Zustand des Steckverbinders jeweils ein Paar zugeordneter Stufen auf der Leiterplattenoberseite aufliegen.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufen (4011 , 4012, 4013, 4021 , 4022, 4023) eingerichtet sind, um eine außermittige oder exakt mittige Positionierung des Steckverbinders (400) zu der Leiterplatte (500, 500', 500", 500"') zu ermöglichen.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine Abschirmung (490) aufweist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung das Gehäuse an seiner Außenseite umgibt und federnde Kontaktzungen (491 ) aufweist, die der Befestigung und Kontaktierung des Steckverbinders dienen.
10. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die an die Kontaktelemente (1 10, 120; 410, 420, 430; 805) angepassten Öffnungen in der Leiterplatte (200; 500; 801) langlochförmige Öffnungen (220; 520, 530; 830; 840) sind.
1 1. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die langlochförmigen Öffnungen (220; 520, 530; 830, 840) nur teilweise, insbesondere an ihrem Ende durchkontaktiert sind.
12. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die langlochförmigen Öffnungen (220; 520, 530; 830, 840) an ihrem Ende durchkontaktierte Bohrungen aufweisen.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Leiterplattenebene liegenden Kontaktelemente (420) nicht gebogen sind und dazu eingerichtet sind, um in den langlochförmigen Öffnungen (520) verlötbar zu sein.
14. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (100; 400; 800) mehrere in mehreren Ebenen übereinanderliegende Kontaktelemente (1 10, 120; 410, 420, 430; 805) aufweist.
15. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Steckverbinder (100; 400; 800) eine runde, polygonale, ovale, trapezförmige oder rechteckige Gestalt aufweist.
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