DE10229331B4 - press-fit - Google Patents
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Abstract
Einpresskontakt (1) zum Einpressen in eine Kontaktierungsöffnung (2) einer Leiterplatte (3), mit einem Anschlussbereich (4) und einem eine Einpressöffnung (6) aufweisenden Einpressbereich (5), wobei die Einpressöffnung (6) im Einpressbereich (5) als Langloch mit einer einheitlichen Breite und zwei parabolischen Endbereichen (7, 8) ausgebildet ist, wobei mindestens zwei Ausformungen (14, 15) mit unterschiedlicher Höhe im Bereich der Einpressöffnung (6) zur Ausbildung einer Kontaktfläche (10) zur Kontaktierungsöffnung (2) der Leiterplatte (3) auf den beiden Außenseiten (12, 13) des Einpressbereichs (5) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Ausformungen (14, 15) eine abgerundete Wellenstruktur ausbilden.Press-in contact (1) for pressing into a contacting opening (2) of a printed circuit board (3), with a connection region (4) and a press-in region (5) having an injection opening (6), wherein the press-in opening (6) in the press-in region (5) as a slot is formed with a uniform width and two parabolic end regions (7, 8), wherein at least two protrusions (14, 15) with different height in the region of the press-in opening (6) for forming a contact surface (10) to the contacting opening (2) of the printed circuit board ( 3) are provided on the two outer sides (12, 13) of the press-fit region (5), characterized in that the at least two protrusions (14, 15) form a rounded wave structure.
Description
Die Erfindung betrifft einen Einpresskontakt zum Einpressen in die Kontaktierungsöffnung einer Leiterplatte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie er aus der
Bei einem weiteren, aus der
Aus der
Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einpresskontakt gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit vorteilhaften Eigenschaften bei der Kontaktierung der Kontaktierungsöffnung in der Leiterplatte anzugeben, insbesondere hinsichtlich der Kontaktfläche zwischen Einpresskontakt und Kontaktierungsöffnung sowie der Verteilung der Kontaktkraft innerhalb der Kontaktfläche.The invention has for its object to provide a press-in contact according to the preamble of claim 1 with advantageous properties in the contacting of the contact hole in the circuit board, in particular with respect to the contact surface between press-fit and contact hole and the distribution of the contact force within the contact surface.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch das Merkmal im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the feature in the characterizing part of patent claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Bestandteil der weiteren Patentansprüche.Advantageous embodiments of the invention are part of the further claims.
Zur Kontaktierung der Leiterplatte und damit von Kontaktierungsöffnungen der Leiterplatte kann eine beliebige Anzahl von einen Anschlussbereich und einen Einpressbereich aufweisenden Einpresskontakten vorgesehen werden, insbesondere mehrere hintereinander und/oder nebeneinander angeordnete Einpresskontakte. Die Einpresskontakte (deren Länge ist vorzugsweise signifikant größer als deren Querschnitt) werden in einem Einpressvorgang jeweils in eine bestimmte Kontaktierungsöffnung in der Leiterplatte eingepresst, insbesondere werden die Einpresskontakte jeweils in eine in der Leiterplatte vorgesehene Durchkontaktierung eingepresst.For contacting the printed circuit board and thus of contacting openings of the printed circuit board, any desired number of press-fit contacts having a connection region and a press-fit region can be provided, in particular a plurality of press-fit contacts arranged one behind the other and / or next to one another. The press-in contacts (the length of which is preferably significantly larger than the cross-section thereof) are respectively pressed into a specific contact opening in the printed circuit board in a press-fitting process; in particular, the press-in contacts are in each case pressed into a through-connection provided in the printed circuit board.
Der Einpressbereich des Einpresskontakts ist hierbei so ausgebildet, dass zur Gewährleistung eines elastischen Verhaltens beim Einpressvorgang innerhalb des Einpressbereichs ein Langloch als Einpressöffnung mit parabolischen Endbereichen ausgebildet ist und auf der sich vorzugsweise vom Anschlussbereich her verjüngenden Außenseite des Einpressbereichs, als Außenkontur auf der Außenseite des Einpressbereichs im Bereich des Langlochs, eine abgerundete Wellenstruktur vorgesehen ist, wobei mindestens zwei Ausformungen mit unterschiedlicher Höhe im Bereich der Einpressöffnung zur Ausbildung einer Kontaktfläche zur Kontaktierungsöffnung der Leiterplatte auf den beiden Außenseiten des Einpressbereichs vorgesehen sind, wobei die mindestens zwei Ausformungen die abgerundete Wellenstruktur ausbilden. Zur Gewährleistung eines guten Stromübergangs, insbesondere einer hohen Stromtragefähigkeit des Stromübergangs, ist die Außenkontur des Einpressbereichs, d. h. die mindestens zwei Ausformungen aufweisende Außenseite des Einpressbereichs, in Verbindung mit dem Langloch so strukturiert, dass einerseits eine möglichst große Kontaktfläche des Einpressbereichs des Einpresskontakts zur Kontaktierungsöffnung realisiert ist (d. h. eine möglichst große Anlagefläche zwischen dem Einpressbereich des Einpresskontakts und der Kontaktierungsöffnung) und andererseits ein möglichst gleichmäßiger Kraftverlauf mit einer hohen Kontaktkraft innerhalb der Kontaktfläche gegeben ist. Das Langloch als Einpressöffnung ist so ausgebildet, dass die beiden parabolischen Endbereiche in einer geraden Linie miteinander verbunden sind, d. h. das Langloch als Einpressöffnung weist eine konstante Breite auf. Die Ausgestaltung der Außenkontur des Einpressbereichs und damit die Anzahl und Höhe der Ausformungen auf der Außenseite des Einpressbereichs wird abhängig von der Lage und Größe des Langlochs als Einpressöffnung sowie abhängig von der Länge des Einpressbereichs und damit von der die Länge des Einpressbereichs bestimmenden Dicke der Leiterplatte vorgegeben: insbesondere ist die Wellenstruktur und damit die mindestens zwei Ausformungen zumindest über der Längsausdehnung des Langlochs hin ausgebildet, wobei vorzugsweise eine Ausformung im Bereich der Mitte zwischen den beiden parabolischen Endbereichen des Langlochs auf der Außenseite des Einpressbereichs vorgesehen ist. Da mehrere Ausformungen auf der Außenseite des Einpressbereichs vorgesehen sind, kann deren Höhe an die Gegebenheiten beim Einpressvorgang und damit an die Geometrie der Kontaktierungsöffnung angepasst werden (die Höhe der Ausformungen wird unterschiedlich vorgegeben); insbesondere ist die Ausformung mit der maximalen Höhe in der Mitte des Langlochs vorgesehen, wodurch eine hohe Steifigkeit in diesem Bereich des Einpressbereichs gegeben ist. Der Einpressbereich weist weiterhin eine sich an das Langloch, d. h. an den zum Anschlussbereich entgegengesetzten Endbereich des Langlochs, anschließende Einpressspitze zur Einfädelung des Einpresskontakts beim Einpressvorgang in die Kontaktierungsöffnung der Leiterplatte auf; im Bereich der Einpressspitze ist keine Flexibilität bzw. Elastizität erforderlich und somit auch keine Einpressöffnung im Bereich der Einpressspitze vorgesehen, so dass der Einpressbereich im Bereich der Einpressspitze massiv und mit einer geringeren Dicke als der Einpressbereich im Bereich des Langlochs ausgebildet werden kann.The press-in area of the press-fit contact is in this case designed such that an oblong hole is formed as an injection opening with parabolic end areas to ensure elastic behavior during the press-fit operation and on the outer side of the press-in area preferably tapered from the connection area, as an outer contour on the outside of the press-in area A rounded wave structure is provided in the region of the oblong hole, wherein at least two protrusions with different height are provided in the region of the press-in opening for forming a contact surface with the contact opening of the printed circuit board on the two outer sides of the press-fit region, wherein the at least two protrusions form the rounded wave structure. In order to ensure a good current transfer, in particular a high current carrying capacity of the current transition, the outer contour of the press-fit, ie the outside of the press-in area having at least two formations, is structured in conjunction with the slot such that, on the one hand, the largest possible contact area of the press-fit area of the press-fit contact with the contact opening is realized is (ie the largest possible contact surface between the press-fit of the press-fit and the contact hole) and on the other hand, a uniform force as possible with a high contact force within the contact surface is given. The slot as a press-in opening is formed so that the two parabolic end portions are connected to one another in a straight line, ie the slot as a press-in opening has a constant width. The configuration of the outer contour of the press-in area and thus the number and height of the formations on the outer side of the press-in area depends on the position and size of the oblong hole as a press-in opening as well as on Specifically, the wave structure and thus the at least two formations is formed at least over the longitudinal extent of the elongated hole, wherein preferably a formation in the region between the two parabolic end portions of the slot is provided on the outside of the press-fit. Since several formations are provided on the outside of the press-in, their height can be adapted to the conditions during the press-in process and thus to the geometry of the contact hole (the height of the formations is specified differently); In particular, the shaping is provided with the maximum height in the middle of the slot, whereby a high rigidity in this region of the press-fit is given. The press-fit region furthermore has a press-in point for threading the press-fit contact during insertion into the contact opening of the printed circuit board, which is adjacent to the oblong hole, ie, to the end region of the oblong hole opposite the connection region. no flexibility or elasticity is required in the region of the press-in tip, and thus no press-in opening is provided in the area of the press-in tip, so that the press-in area in the region of the press-in point can be made solid and with a smaller thickness than the press-in area in the area of the oblong hole.
Der Anschlussbereich auf der Oberseite des Einpresskontakts weist auf seiner Unterseite im Übergangsbereich zum Einpressbereich vorzugsweise eine Einbuchtung auf, durch die eine Berührung der Unterseite des Anschlussbereichs mit der Oberseite der Kontaktierungsöffnung (Durchkontaktierung) im Eckbereich der Kontaktierungsöffnung beim Einpressvorgang vermieden wird und damit auch die Gefahr einer Beschädigung der auf der Oberseite der Kontaktierungsöffnung aufgebrachten Metallisierung. Im Anschlussbereich ist mindestens ein Anschlussstift für die externe Kontaktierung des Einpresskontakts ausgebildet, insbesondere kann der Anschlussbereich eines Einpresskontakts auch mehrere Anschlussstifte aufweisen. Am Anschlussstift bzw. an den Anschlussstiften eines Einpresskontakts können Anschlusskontakte geeigneter Anschlusskomponenten kontaktiert werden, insbesondere Anschlusskontakte von Anschlussleitungen oder Anschlusssteckern.The connection region on the upper side of the press-fit contact preferably has a recess on its underside in the transition region to the press-fit region, by means of which contact with the underside of the connection region with the upper side of the contact opening (through-connection) in the corner region of the contact opening during the press-fit operation is avoided and thus also the risk of Damage to the applied on the top of the contact hole metallization. At least one connecting pin for the external contacting of the press-in contact is formed in the connection region; in particular, the connection region of a press-in contact can also have a plurality of connecting pins. At the connection pin or at the connection pins of a press-fit contact of suitable connection components can be contacted, in particular connection contacts of connecting cables or connectors.
Der Einpresskontakt ist für beliebige Durchmesser der Kontaktierungsöffnung (insbesondere für Durchmesser der Kontaktierungsöffnung im Bereich von 0.8 mm bis 1.6 mm) und für beliebige Dicken der Leiterplatte und damit Höhen der Kontaktierungsöffnung (insbesondere für Dicken der Leiterplatte und damit Höhen der Kontaktierungsöffnung im Bereich von 1 mm bis 5 mm) einsetzbar, und kann insbesondere auch bei einer mehrere Leiterbahnebenen aufweisenden Mehrschichtleiterplatte zur Kontaktierung verwendet werden.The press-fit is for any diameter of the contact hole (in particular for diameter of the contact hole in the range of 0.8 mm to 1.6 mm) and for any thickness of the circuit board and thus heights of the contact hole (in particular for thicknesses of the circuit board and thus heights of the contact hole in the range of 1 mm Up to 5 mm) can be used, and can be used in particular for a multilayer printed circuit board having a plurality of printed circuit layers for contacting.
Der Einpresskontakt ist vorzugsweise als Stanzbiegeteil ausgebildet und besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material mit den erforderlichen Federeigenschaften für den Einpressvorgang und damit für die elektrische Kontaktierung der (Kontaktierungsöffnungen der) Leiterbahnstruktur der Leiterplatte. Bsp. besteht der Einpresskontakt aus einer metallischen Legierung, insbesondere aus einem kupferhaltigen Kontaktwerkstoff, bsp. aus Kupfer-Zinn-Bronze (CuSn) oder aus Kupfer-Nickel-Silizium (CuNiSi).The press-in contact is preferably formed as a stamped and bent part and consists of an electrically conductive material with the required spring properties for the press-fit process and thus for the electrical contacting of the (contact openings of) conductor track structure of the circuit board. Ex. The press-in contact of a metallic alloy, in particular of a copper-containing contact material, eg. copper-tin-bronze (CuSn) or copper-nickel-silicon (CuNiSi).
Der vorgestellte Einpresskontakt vereinigt mehrere Vorteile in sich:
- • Aufgrund der Federkraft des Einpresskontakts im Einpressbereich und der Materialverformung an der Grenzfläche des Einpressbereichs zur Kontaktierungsöffnung (d. h. an der Grenzfläche zwischen der Außenseite des Einpressbereichs und der Metallisierung der Kontaktierungsöffnung der Leiterplatte) wird eine zuverlässige und dauerhafte Kontaktierung der Kontaktierungsöffnung der Leiterplatte realisiert; insbesondere gewährleistet die große Kontaktfläche zur Kontaktierungsöffnung der Leiterplatte und die hohe Kontaktkraft beim Einpressvorgang des Einpresskontakts einen guten elektrischen Kontakt zur Kontaktierungsöffnung der Leiterplatte, insbesondere auch bei hohen Strömen (hohe Stromtragefähigkeit). Aufgrund der homogenen Verteilung der Kontaktkraft innerhalb der Kontaktfläche zur Kontaktierungsöffnung hat der Einpresskontakt eine gute Führung innerhalb der Kontaktierungsöffnung, so dass auch die Gefahr von Beschädigungen der Kontaktierungsöffnung beim Einpressvorgang gering ist.
- • Der einfach aufgebaute und auf einfache Weise zu fertigende Einpresskontakt kann in einem kostengünstigen Massenprozess hergestellt werden, insbesondere als Stanzbiegeteil, wobei das als Einpressöffnung vorgesehene Langloch auf einfache Weise (bsp. durch Freistanzen) ausgebildet werden kann.
- • Je nach Anforderung an die Kontaktierung kann der Einpresskontakt flexibel ausgeführt werden (bsp. in Abhängigkeit der Dicke der Leiterplatte und damit der Höhe der Kontaktierungsöffnung und/oder in Abhängigkeit des Durchmessers der Kontaktierungsöffnung), insbesondere auch flexibel hinsichtlich der Ausbildung einer Kontaktfläche zur Leiterplatte oder mehrerer Kontaktflächen zur Leiterplatte (insbesondere auch bei einer mehrere Leiterbahnebenen aufweisenden Mehrschichtleiterplatte) und/oder zur (externen) Kontaktierung eines Anschlusskontakts oder mehrerer Anschlusskontakte durch Ausbildung eines Anschlussstifts oder mehrerer Anschlussstifte im Anschlussbereich des Einpresskontakts.
- Due to the spring force of the press-in contact in the press-in and the material deformation at the interface of the press-in to the contact hole (ie at the interface between the outside of the press-fit and the metallization of the contact hole of the circuit board) a reliable and permanent contacting of the contact hole of the circuit board is realized; In particular, the large contact surface to the contacting opening of the printed circuit board and the high contact force during the press-fitting process of the press-fit ensures a good electrical contact with the contact hole of the circuit board, especially at high currents (high current carrying capacity). Due to the homogeneous distribution of the contact force within the contact surface to the contact opening of the press-in contact has a good guide within the contact hole, so that the risk of damage to the contact hole during the pressing process is low.
- The press-fit contact, which is of simple design and can be manufactured in a simple manner, can be produced in a cost-effective mass process, in particular as a stamped bent part, whereby the slot provided as an injection opening can be formed in a simple manner (for example by free punching).
- Depending on the requirements of the contacting of the press-in contact can be made flexible (eg., Depending on the thickness of the circuit board and thus the height of the contact hole and / or depending on the diameter of the contact hole), in particular also flexible with respect to the formation of a contact surface to the circuit board or a plurality of contact surfaces to the printed circuit board (in particular also in a multilayer printed circuit board having a plurality of printed circuit layers) and / or for (external) contacting of a connecting contact or a plurality of connecting contacts by forming a connecting pin or a plurality of connecting pins in the connection region of the press-in contact.
Im Zusammenhang mit der Zeichnung (
Hierbei zeigt:Hereby shows:
In der
Der symmetrisch bezüglich der Längsachse ausgebildete Einpresskontakt
Der Einpressbereich
Zum Einpressen des Einpresskontakts
In der
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