DE60019527T2

DE60019527T2 - Elektrischer Steckverbinder mit Zugentlastungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60019527T2
Application number: DE60019527T
Authority: DE
Inventors: Marlyn E. Hahn; Stanley A. Kline; Joseph B. Shuey
Original assignee: FCI SA
Current assignee: FCI SA
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 2000-10-19
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2020-10-20
Also published as: DE60025159T2; DE60025159D1; JP2001160435A; TW484251B; US6544046B1; CN1211895C; ATE314744T1; EP1094547B1; DE60019527D1; CN1529387A; CN100470958C; EP1146596B1; EP1094547A2; CN1178337C; EP1146596A3; CN1297265A; EP1146596A2; CN1297266A; DE60025654D1; DE60025654T2

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Steckverbinder. Insbesondere betrifft die Erfindung den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten elektrischen Steckverbinder. Ein derartiger Steckverbinder ist aus der US-A-4,217,024 bekannt.
Verschiedene Arten von elektrischen Steckverbindern beruhen auf der Oberflächenmontagetechnologie zur Befestigung der Kontakte des Steckverbinders an einem darunter befindlichen Substrat. Auf der Oberflächenmontagetechnologie beruhende Steckverbinder bieten im Vergleich zu herkömmlichen Steckverbindern zahlreiche Vorteile, wie eine vereinfachte Fertigung und niedrigere Kosten.
Obwohl sie derartige Vorteile bietet, kann die Verwendung der Oberflächenmontagetechnologie andere Probleme zur Folge haben. Ein Problem betrifft beispielsweise die Fähigkeit der Lötverbindung zwischen dem Kontakt und dem darunter befindlichen Substrat, beispielsweise durch Transporte, Handhabung, Zusammenstecken und Wärmezyklen verursachte Kräfte zu absorbieren. Wird eine Lötverbindung aufgrund einer Beschädigung durch eines dieser Ereignisse unbrauchbar, kann der gesamte Steckverbinder beeinträchtigt werden.
Die Kugelgitteranordnungstechnologie ist eine Art von Oberflächenmontagetechnologie. Im allgemeinen weist ein die Kugelgitteranordnungstechnologie nutzender Steckverbinder ein Gehäuse auf, in dem sich ein Kontakt befindet. An jedem Kontakt in schmelzbares Element, typischer Weise eine Lötzinnkugel, befestigt. Die Lötzinnkugeln dienen als primäre Verbindung zwischen dem Kontakt und der Oberfläche des Substrats. Ein Rückflußprozeß verbindet die Lötzinnkugel mit dem Substrat. Während des Rückflußprozesses tritt eine vorteilhafte „Selbstzentrierungseigenschaft" der Kugelgitteranordnungstechnologie auf. Genauer unterstützt die Oberflächenspannung des Lötzinns die ordnungsgemäße Ausrichtung des Steckverbinders an den Leiterplättchen auf dem darunter befindlichen Substrat, wenn das Lötzinn zurück fließt.
Wie bei der Oberflächenmontagetechnologie, sind auch bei einem auf der Kugelgitteranordnungstechnologie basierenden Steckverbinder auf die Lötverbindungen einwirkende Kräfte ein Problem. Aufgrund der Selbstzentrierungsfähigkeit von auf der Kugelgitteranordnungstechnologie basierenden Steckverbindern können jedoch viele der für auf der Oberflächenmontagetechnologie basierende Steckverbinder verwendeten Lösungen für auf der Kugelgitteranordnungstechnologie basierende Steckverbinder nicht genutzt werden.
Aus der Druckschrift WO 97/44859 ist ein auf einem Substrat montierbarer Steckverbinder mit Kugelgitteranordnung oder ein Zwischenelement bekannt, der bzw. das eine integrierte Schaltung (IC) auf einem Substrat halten und elektrisch mit diesem verbinden kann. Die Steckverbinderbaugruppe umfaßt geschichtete Kontakte, die an einem Rahmen befestigt sind und mittels Lötzinnkugeln mit nicht zusammenschiebbarem Gefüge auf dem Substrat gehalten werden, eine Zugentlastungseigenschaft wird jedoch nicht erwähnt.
In der US-A-4 217 024 ist eine weitere Steckverbindermuffe zur Montage einer integrierten Schaltung auf der Oberfläche eines Substrats offenbart. Es ist ein auf einem Substrat montierbarer elektrischer Steckverbinder mit einem Gehäuse und mehreren auf dem Gehäuse angeordneten und auf dem Substrat befestigten, oberflächenmontierten Kontakten offenbart. Gemäß diesem Dokument umfaßt das Gehäuse Abstandhalterausbuchtungen, die das Entfernen überschüssigen Lötzinns aus dem Spalt zwischen Steckverbinder und Substrat ermöglichen.
Es besteht daher die Notwendigkeit, Techniken zu entwickeln, die bei auf der Kugelgitteranordnungstechnologie basierenden Steckverbindern einen Spannungsabbau ermöglichen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Steckverbinder mit Zugentlastungseigenschaften zu schaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen oberflächenmontierten elektrischen Steckverbinder mit Zugentlastungseigenschaften zu schaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Steckverbinder mit Kugelgitteranordnung und Zugentlastungseigenschaften zu schaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einem Steckverbinder mit Kugelgitteranordnung Zugentlastungseigenschaften zu verleihen, die mit der Selbstzentrierungsfähigkeit des Steckverbinders kompatibel sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Steckverbinder zu schaffen, der mittels vereinfachter Fertigungsschritte hergestellt wird.
Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden erfindungsgemäß durch einen auf einem Substrat montierbaren elektrischen Steckverbinder gemäß Anspruch 1 gelöst. Der elektrische Steckverbinder umfaßt ein Gehäuse sowie einen oberflächenmontierten Kontakt und eine Befestigung, die beide an dem Gehäuse befestigt sind. Die Befestigung kann eine oberflächenmontierte Befestigung sein. Der Steckverbinder kann ferner eine Abschirmung umfassen, die allgemein das Gehäuse umgibt, wobei die Befestigung ein Teil der Abschirmung ist. Der oberflächenmontierte Kontakt kann ein schmelzbares Element in Form einer Lötzinnkugel umfassen. Die oberflä chenmontierten Kontakte können eine Matrixanordnung bilden. Ebenso kann der elektrische Steckverbinder so konstruiert sein, daß er im wesentlichen parallel bleibt, wenn er auf dem Substrat montiert wird. Der elektrische Steckverbinder kann einen am Gehäuse befestigten Abstandhalter aufweisen, der das Gehäuse von der Oberfläche des Substrats beabstandet hält. Der Abstandhalter kann ein Teil der Abschirmung sein.
Weitere Verwendungszwecke und Vorteile der Erfindung gehen für Fachleute aus der Beschreibung und der Zeichnungen hervor. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer ersten alternativen Ausführungsform der Erfindung von oben;
2 eine perspektivische Ansicht des elektrischen Steckverbinders gemäß 1 von unten;
2B eine Seitenansicht des elektrischen Steckverbinders gemäß 1;
3 eine perspektivische Ansicht einer zweiten alternativen Ausführungsform der Erfindung von oben;
4A eine perspektivische Ansicht des elektrischen Steckverbinders gemäß 3 von unten;
4B eine perspektivische Ansicht des elektrischen Steckverbinders gemäß 3 mit einem Gehäuse gemäß einer alternativen Ausführungsform von unten; und
5 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders gemäß 3, der so modifiziert ist, daß sichergestellt wird, daß der Steckverbinder während eines Rückflußvorgangs im wesentlichen parallel zum Substrat bleibt.
Jede der hier beschriebenen, alternativen Ausführungsformen betrifft einen oberflächenmontierten elektrischen Steckverbinder mit Zugentlastungseigenschaften. Vorzugsweise werden die Kontakte unter Verwendung der Kugelgitteranordnungstechnologie durch schmelzbare Elemente, wie Lötzinnkugel mit leitfähigen Elementen auf dem Substrat verbunden. Da auf der Kugelgitteranordnungstechnologie basierende Steckverbinder die Tendenz aufweisen, sich in Bezug auf die leitfähigen Plättchen auf dem Substrat präzise auszurichten (was als „Selbstzentrierung" bezeichnet wird), behindern die hier besprochenen Zugentlastungseigenschaften dieses erwünschte Merkmal vorzugsweise nicht. Jede der alternativen Ausführungsformen wird nachstehend genauer beschrieben.
Die 1, 2A und 2B zeigen einen elektrischen Steckverbinder 100. Für die Rückwandsteckbuchse 100 werden viele der im US-Patent Nr. 6,116,926 beschriebenen Merkmale verwendet. Da eine genaue Erläuterung der inneren Merkmale des elektrischen Steckverbinders 100 für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist, folgt nur eine kurze Zusammenfassung der inneren Merkmale.
Der Steckverbinder 100 ist modular und wird von einer Reihe von Unterbaugruppen 101 gebildet. Ein hinteres, isolierendes Gehäuse 103 und ein vorderes isolierendes Gehäuse 105 können aneinander arretiert werden und umgeben die Unterbaugruppen 101, wodurch der Steckverbinder 100 gebildet wird. Das vordere Gehäuse 105 weist (wie in den 3, 4A und 4B gezeigt) Einführöffnungen 107 zur Aufnahme leitfähiger Stifte eines passenden Steckverbinders auf. Die Öffnungen 107 bilden eine Differentialpaaranordnung mit zwei Reihen von Öffnungen 107s zur Aufnahme von Signalstiften, die von einer Reihe von Öffnungen 107g zur Aufnahme von Erdstiften flankiert sind.
Eine externe Abschirmung 109 kann zumindest das hintere Gehäuse 103 umgeben. Die Abschirmung 109 ist vorzugsweise aus einem geeigneten lötbaren Werkstoff, wie einer Kupferlegierung, gefertigt. Die Abschirmung 109 erstreckt sich vorzugsweise über mindestens drei Seiten des Steckverbinders 100, nämlich die Rückwand und zwei Seitenwände. Für eine Befestigung auf dem Steckverbinder 100 weist die Abschirmung 109 auch Winkelelemente 111 auf, die sich entlang Abschnitten der unteren Wand (d.h. der dem Substrat S gegenüberliegenden Wand) des Steckverbinders 100 erstrecken.
Die Unterbaugruppen 101 enthalten die Erdkontakte 113 und die Signalkontakte 115 des Steckverbinders 100. Die Erd- und Signalkontakte 113, 115 passen zu den entsprechenden Erd- und Signalstiften des passenden Steckverbinders. Anders, als im US-Patent Nr. 6,116,926 gezeigt, sind die Signal- und Erdkontakte des Steckverbinders 100 auf der Oberfläche eines Substrats S, typischer Weise einer mehrschichtigen Leiterplatte, montiert.
Bei dem bevorzugten Verfahren zur Oberflächenmontage des Steckverbinders 100 wird die Kugelgitteranordnungstechnologie genutzt. In der internationalen Druckschrift Nr. WO 98/15991 (der internationalen Patentanmeldung PCT/US97/18354) sind unterschiedliche Steckverbinder und Herstellungsverfahren für Steckverbinder unter Verwendung der Kugelgitteranordnungstechnologie beschrieben.
In den entfernten Bereichen der Kontakte 113, 115 sind schmelzbare Elemente 117 befestigt. Die schmelzbaren Elemente 117 sind vorzugsweise bei einem Rückflußprozeß mit den Kontakten 113, 115 verbundene Lötzinnkugeln. Die Kontakte 113, 115 können an ihrem entfernten Endbereich Winkel aufweisen, mit denen Lötzinnkugeln verbunden werden. Es können jedoch beliebige andere Me thoden zur Befestigen schmelzbarer Elemente 117 an den Kontakten 113, 115 verwendet werden, beispielsweise das Plazieren der entfernten Enden der Kontakte 113, 115 in einer Tasche (4B) des Gehäuses des Steckverbinders.
Wie in 1 gezeigt, weist das Substrat S eine Anordnung leitfähiger Plättchen C auf, die mit geeigneten (nicht dargestellten) Leitungen zur Übertragung von Signalen oder zu Erdungszwecken verbunden sind, wobei die Plättchen C beispielsweise der Anordnung der an den Kontakten 113, 115 des Steckverbinders 100 befestigten schmelzbaren Elemente 117 entsprechen.
Durch einen Rückflußprozeß, der typischer Weise auf den Rückflußprozeß folgt, bei dem die Lötzinnkugeln 117 mit den Kontakten 113, 115 verbunden wurden, werden die Lötzinnkugeln 117 mit den Plättchen C verbunden. Typischer Weise wird auf die Plättchen C eine (nicht dargestellte) Lötpaste zur Aufnahme und zum vorübergehenden Halten der Lötzinnkugeln 117 auf dem Substrat aufgebracht. Typischer Weise plaziert ein (nicht dargestellter) über eine auf dem Substrat S angeordnete Schablone gezogener Schaber geeignete Mengen von Lötpaste an gewünschten Positionen. Der Rückflußprozeß verbindet die Lötzinnkugel 117 mit einem Plättchen C auf dem Substrat S, wodurch ein elektrischer Anschluß zwischen den Kontakten 113, 115 und dem Substrat S erzeugt wird.
Aufgrund der mechanischen Lastanforderungen und der Haltbarkeit dieser Art von Steckverbindern können Rückwandsteckverbinder, wie der rechtwinklige Steckverbinder 100, Zugentlastungseigenschaften zum Schutz der von Lötzinnkugeln 117 gebildeten Lötverbindungen benötigen. Dementsprechend weist das Substrat S an geeigneten Stellen zusätzliche leitfähige Plättchen H auf, die beispielsweise die leitfähigen Plättchen C umgeben. Die leitfähigen Plätt chen H passen vorzugsweise zu den Positionen der Winkel 111 der externen Abschirmung 109. Auf diese Weise wirken die Winkel als Befestigungen zum Befestigen des Gehäuses 109 auf der Oberfläche des Substrats S.
Durch den zum Befestigen der Lötzinnkugeln 117 auf dem Substrat S verwendeten Rückflußprozeß wird vorzugsweise auch die leitfähige Abschirmung 109 am Substrat S befestigt. Wie auf die leitfähigen Plättchen C, wird auch auf die leitfähigen Plättchen H bei der Betätigung des Schabers Lötpaste aufgebracht. Durch den Rückflußprozeß wird die Abschirmung 109 mit dem Substrat S verbunden.
Die Befestigung der leitfähigen Abschirmung 109 auf dem Substrat S dient als Zugentlastung für den Steckverbinder 100. Da die Abschirmung 109 auf der Oberfläche des Substrats S montiert wird, beeinträchtigen die Zugentlastungseigenschaften des Steckverbinders 100 die Selbstzentrierungseigenschaften der schmelzbaren Elemente 117 während des Rückflusses nicht.
Durch die Erfindung können die Lötzinnkugeln davor bewahrt werden, während des Rückflusses aufgrund des Gewichts des Steckverbinders abgeflacht zu werden. Eine derartige Abflachung kann unerwünschte Brücken zwischen nebeneinander angeordneten Lötzinnkugeln verursachen. Dies kann durch eine Reihe von Techniken erreicht werden. Der Steckverbinder kann beispielsweise einen Abstandhalter aufweisen. Der Abstandhalter begrenzt die Möglichkeit einer Annäherung des Steckverbinders an das Substrat, wenn sich die Lötzinnkugeln verflüssigen. Anders ausgedrückt verhindert der Abstandhalter, daß die Lötzinnkugeln durch das Gewicht des Steckverbinders abgeflacht werden und möglicherweise Brücken zu daneben befindlichen Lötzinnkugeln bilden. Die Abstandhalter können aus jedem geeigneten Werkstoff hergestellt werden. Alternativ dient, wie in 2B gezeigt, die Abschirmung 109 als Abstandhalter. Die Abschirmung 109 ermöglicht nur einem Teil der Lötzinnkugeln 117, sich um einen Abstand d über die Abschirmung 109 hinaus zu erstrecken. Der Abstand d wird so ausgewählt, daß eine Abflachung der Lötzinnkugeln während des Rückflußprozesses begrenzt wird. So könnte der Abstandhalter beispielsweise eine bis zu vierzigprozentige, vorzugsweise bis zu dreißigprozentige Abflachung der Lötzinnkugeln ermöglichen. Der Abstand d wird auch so ausgewählt, daß er die Bildung von Brücken zwischen nebeneinander liegenden Lötzinnkugeln während des Rückflußprozesses begrenzt. Auf diese Weise dient die Abschirmung 109 als Abstandhalter, indem sie verhindert, daß der Steckverbinder 100 während des Rückflusses auf der gedruckten Leiterplatte verdreht wird.
Die 3, 4A und 4B zeigen einen elektrischen Steckverbinder 200. Der Rückwandstecker 200 paßt vorzugsweise zu der Rückwandsteckbuchse 100. Selbstverständlich werden die Steckverbinder 100, 200 für ein Rückwandsystem verwendet, beispielsweise, um eine Unterplatine mit der Hauptplatine zu verbinden.
Für den Steckverbinder 200 werden viele der in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/302,027 beschriebenen Merkmale verwendet. Da eine detaillierte Besprechung bestimmter Merkmale des Steckverbinders 200 für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist, folgt nur eine kurze Zusammenfassung dieser Merkmale.
Der Steckverbinder 200 umfaßt ein isolierendes Gehäuse 201 mit Öffnungen zur Aufnahme von Signalstiften 203, Erdstiften 205 und Erdabschirmungen 207. Die Signal- und Erdstifte 203, 205 erstrecken sich aus dem Gehäuse 201 und entsprechen der Anordnung der Einführöffnungen 107 des Steckverbinders 100, so daß sie (wie in den 1, 2A und 2B gezeigt) zu den Signal- und Erdkontakten 113, 115 passen. Die Erdabschirmungen 207 bleiben im Gehäuse 201, treten mit den Erdstiften 205 in Eingriff und umgeben die Signalstifte 203.
Eine externe Abschirmung 209 kann das Gehäuse 201 umgeben. Die Abschirmung 209 ist vorzugsweise aus einem geeigneten, lötbaren Werkstoff, wie einer Kupferlegierung, gefertigt. Wie in den 3, 4A und 4B gezeigt, kann sich die Abschirmung 209 entlang der Seitenwände des Steckverbinders 200 erstrecken. Zur Befestigung auf dem Steckverbinder 200 umfaßt die Abschirmung 209 auch Winkel 211, die sich längs Abschnitten der unteren Wand (d.h. der dem Substrat zugewandten Wand) des Steckverbinders 200 erstrecken.
Wie der (in den 1, 2A und 2B gezeigte) Steckverbinder 100, wird der Steckverbinder 200 vorzugsweise unter Verwendung der in der internationalen Veröffentlichung Nr. WO 98/15991 besprochenen Kugelgitteranordnungstechnologie auf der Oberfläche des Substrats S montiert. Am entfernten Bereich der Kontakte 203, 205 sind schmelzbare Elemente 213 befestigt. Die schmelzbaren Elemente 213 sind vorzugsweise Lötzinnkugeln, die während des Rückflußprozesses mit den Kontakten 203, 205 verbunden werden. Die Kontakte 203, 205 können im entfernten Bereich einen Zapfen aufweisen, mit dem sich die Lötzinnkugeln 213 verbinden. Es kann jedoch auch jede andere geeignete Methode zum Befestigen der schmelzbaren Elemente 213 an den Kontakten 203, 205 verwendet werden, beispielsweise eine Tasche 215 in der unteren Oberfläche des Gehäuses 201 des Steckverbinders (wie in 4B gezeigt).
Wie in 3 gezeigt, weist das Substrat S eine Anordnung leitfähiger Plättchen C auf, die beispielsweise mit geeigneten (nicht dargestellten) Leitungen zur Übertragung von Signalen oder zu Erdzwecken verbunden sind. Die Plättchen C entsprechen der Anordnung der an den Kontakten 203, 205 des Steckverbinders 200 befestigten, schmelzbaren Elemente 213.
Bei einem Rückflußprozeß, der typischer Weise auf den Rückflußprozeß folgt, bei dem die Lötzinnkugeln 213 mit den Kontakten 203, 205 verbunden wurden, werden die Lötzinnkugeln 213 mit den Plättchen C verbunden. Typischer Weise wird (nicht dargestellte) Lötpaste zur Aufnahme und zum vorübergehenden Halten der Lötzinnkugeln 213 auf dem Substrat auf die Plättchen C aufgebracht. Typischer Weise plaziert ein über eine auf dem Substrat S angeordnete (nicht dargestellte) Schablone gezogener Schaber geeignete Mengen an Lötpaste an gewünschten Positionen. Durch den Rückflußprozeß wird die Lötzinnkugel 213 mit dem Plättchen C auf dem Substrat S verbunden, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 203, 205 und dem Substrat S hergestellt wird.
Wie der (in den 1, 2A und 2B gezeigte) Steckverbinder 100, kann der Steckverbinder 200 zum Schutz der von den Lötzinnkugeln 213 gebildeten Lötverbindungen Zugentlastungseigenschaften benötigen. Dementsprechend weist das Substrat S an geeigneten Stellen zusätzliche leitfähige Plättchen H auf, die beispielsweise die leitfähigen Plättchen C umgeben. Die leitfähigen Plättchen H passen vorzugsweise zu den Positionen der Winkel 211 der externen Abschirmung 209. Auf diese Weise fungieren die Winkel 111 als Befestigungen zur Befestigung des Gehäuses 201 auf der Oberfläche des Substrats S.
Durch den zum Befestigen der Lötzinnkugeln 213 auf dem Substrat S genutzten Rückflußprozeß wird vorzugsweise auch die leitfähige Abschirmung 209 auf dem Substrat S befestigt. Wie die leitfähi gen Plättchen C wird bei der Betätigung des Schabers Lötpaste auf die leitfähigen Plättchen H aufgebracht. Durch den Rückflußprozeß wird die Abschirmung 209 mit dem Substrat S verbunden.
Die Befestigung der leitfähigen Abschirmung 209 auf dem Substrat S dient als Zugentlastung für den Steckverbinder 200. Da die Abschirmung 209 auf der Oberfläche des Substrats S befestigt wird, beeinträchtigen die Zugentlastungseigenschaften des Steckverbinders 200 die Selbstzentrierungseigenschaften der schmelzbaren Elemente 213 nicht.
4B zeigt einen Steckverbinder 200 mit einem Gehäuse gemäß einer alternativen Ausführungsform. Genauer zeigt 4B den Steckverbinder 200 mit einem einstückigen, durchgehenden Gehäuseaufbau 216. Zudem weist das Gehäuse 216 Kugeltaschen 215 zur Aufnahme von Lötpaste und Lötzinnkugeln 213 auf. Die Taschen nehmen auch den Montageabschnitt der Kontakte 203, 205 auf.
Wie vorstehend unter Bezugnahme auf den (in den 1, 2A und 2B gezeigten) Steckverbinder 100 ausgeführt, können die Lötzinnkugeln 213 durch die Erfindung während des Rückflußprozesses vor einer Abflachung durch das Gewicht des Steckverbinders geschützt werden. Durch eine derartige Abflachung kann eine unerwünschte Entstehung von Brücken zwischen nebeneinander liegenden Lötzinnkugeln verursacht werden. Dies kann mittels einer Reihe von Techniken erreicht werden. Der Steckverbinder kann beispielsweise einen Abstandhalter aufweisen. Der Abstandhalter begrenzt die Möglichkeit einer Annäherung des Steckverbinders an das Substrat, wenn sich die Lötzinnkugeln verflüssigen. Anders ausgedrückt verhindert der Abstandhalter, daß die Lötzinnkugeln durch das Gewicht des Steckverbinders abgeflacht werden und Brücken zu daneben befindlichen Lötzinnkugeln bilden. Die Abstandhalter können aus je dem geeigneten Werkstoff hergestellt werden. Wie in 2B gezeigt, ermöglicht die Abschirmung 209 nur einem Teil der Lötzinnkugeln, sich um einen Abstand über die Abschirmung 209 hinaus zu erstrecken. Der Abstand wird so ausgewählt, daß eine Abflachung der Lötzinnkugeln während des Rückflußprozesses begrenzt wird. Der Abstand wird auch so ausgewählt, daß er die Bildung von Brücken zwischen nebeneinander liegenden Lötzinnkugeln während des Rückflußprozesses begrenzt. Auf diese Weise fungiert die Abschirmung 209 als Abstandhalter, indem sie verhindert, daß der Steckverbinder 200 während des Rückflusses auf der gedruckten Leiterplatte verdreht wird.
5 zeigt ein weiteres Beispiel dafür, wie durch die Erfindung sichergestellt wird, daß ein auf der Kugelgitteranordnungstechnologie basierender Steckverbinder während des Rückflußprozesses im wesentlichen parallel zum Substrat bleibt. Wie unter Bezugnahme auf die Steckverbinder 100 und 200 besprochen, wird der auf der Kugelgitteranordnungstechnologie basierende Steckverbinder durch Erwärmen der Lötzinnkugeln bis zur Verflüssigung des Lötzinns und seiner Verbindung mit den auf dem Substrat vorgesehenen leitfähigen Plättchen auf dem Substrat befestigt. Durch die Oberflächenspannung des Lötzinns wird der Steckverbinder auf den Leitungen des Substrats zentriert. Bei Anwendungen, bei denen der Steckverbinder in einem nicht ausbalancierten Zustand gefertigt werden muß (d.h. bei denen der Steckverbinder auf der Seite des Lötzinns mehr Masse als auf der anderen Seite aufweist), kann der Steckverbinder jedoch während des Rückflußprozesses in bezug auf das Substrat verdreht werden. Dadurch können bestimmte der Lötverbindungen unter einer geringeren als der mechanischen Nennkraft versagen. Ebenso kann die Verdrehung eine unerwünschte Brückenbildung zwischen nebeneinander liegenden Lötzinnkugeln verursachen. Durch die Erfindung wird sichergestellt, daß ein auf der Kugelgitteranordnungstechnologie basierender Steckverbinder während des Rückflußprozesses im wesentlichen parallel zum Substrat bleibt.
Wie in 5 gezeigt, können (zum Zwecke der Klarheit durch gestrichelte Linien dargestellte) Abschnitte des Gehäuses 201 des Steckverbinders 200 hinzugefügt und/oder entfernt werden, damit die Masse des Steckverbinders 200 über die Kugelgitteranordnung gleichmäßig ausbalanciert werden kann. Genauer können die Abschnitte 502 und 505 aus den schwereren Abschnitten des Gehäuses 201 entfernt werden. Die Abschnitte 503 und 504 können zu den leichteren Abschnitten des Gehäuses 201 hinzugefügt werden. Obwohl 5 die Abschnitte 502 – 505 an bestimmten Positionen zeigt, wird darauf hingewiesen, daß sich die Positionen sowie die Größe und das Gewicht der Abschnitte 502 – 505 abhängig von den physischen Charakteristika des Steckverbinders 200 verändern.
Obwohl 5 ein Ausbalancieren des Steckverbinders 200 auf dem Substrat durch Verändern der physischen Charakteristika des Steckverbinders darstellt, ist zu beachten, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Die Erfindung kann einen derartigen Ausgleich unter Verwendung einer Reihe von Techniken realisieren. So kann beispielsweise während des Rückflußprozesses eine externe Kraft auf bestimmte Bereiche des Steckverbinders 200 aufgebracht werden. Die Größe einer derartigen Kraft würde so festgelegt, daß sie den durch die Ungleichmäßigkeit des Gehäuses über die Kugelgitteranordnung verursachten Versatz zwischen dem Steckverbinder 200 und dem Substrat S beseitigen würde. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine ähnliche Kraft zusätzlich zum oder anstelle des Steckverbinders auf das Substrat S aufgebracht werden. Daher umaßt die Erfindung jede Technik, durch die die inhärente Ungleichmä ßigkeit des Steckverbinders über seine Kugelgitteranordnung ausgeglichen wird und durch die der Steckverbinder nach dem Rückfluß im wesentlichen parallel zu dem Substrat ausgerichtet ist, an dem er befestigt wurde. Obwohl der Ausgleichsaspekt der Erfindung unter Bezugnahme auf den Steckverbinder 200 besprochen wurde, ist zu berücksichtigen, daß ein derartiger Ausgleich auch bei jedem anderen Steckverbinder einschließlich beispielsweise der (in den 1, 2A und 2B gezeigten) Steckbuchse 100 vorgenommen werden kann.
Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen gemäß den verschiedenen Figuren beschrieben wurde, wird darauf hingewiesen, daß weitere, ähnliche Ausführungsformen verwendet oder zur Erfüllung der Funktionen der Erfindung Modifikationen und Erweiterungen an der beschriebenen Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne daß von ihr abgewichen würde. Daher sollte die Erfindung nicht auf eine einzelne Ausführungsform beschränkt werden, sondern ist hinsichtlich ihres Umfangs und Rahmens nach dem Wortlaut der beiliegenden Ansprüche zu interpretieren.

Claims

Elektrischer Steckverbinder (100), welcher sich zur Montage auf einem Substrat eignet, mit einem Gehäuse (103, 105); und einer Mehrzahl von oberflächenmontierten Kontakten (113, 115), die auf diesem Gehäuse (103, 105) angeordnet sind und am Substrat (S) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Befestigungen (111) auf dem Gehäuse (103, 105) entlang dessen Umfang um die oberflächenmontierten Kontakte (113, 115) herum angeordnet sind und mit dem Substrat (S) verlötet sind, um eine Zugentlastung zwischen dem Gehäuse (103, 105) und dem Substrat (S) zu bewirken.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung (111) eine oberflächenmontierte Befestigung ist.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abschirmung (109), die allgemein das Gehäuse (103, 105) umgibt, wobei die Befestigung (111) ein Teil der Abschirmung (109) ist.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oberflächenmontierte Kontakt (113, 115) ein schmelzbares Element (117) aufweist.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das schmelzbare Element eine Lötzinnkugel ist.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (100) so konstruiert ist, dass er nach Montage im Wesentlichen parallel zum Substrat (S) angeordnet bleibt.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der oberflächenmontierten Kontakte (113, 115) eine Matrix bilden.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Abstandshalter, der am Gehäuse (103, 105) befestigt ist und dadurch, dass der Abstandshalter das Gehäuse (103, 105) in einem bestimmten Abstand von der Oberfläche des Substrats (S) hält.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass er ferner eine Abschirmung (109) aufweist, die das Gehäuse allgemein umgibt und dadurch, dass der Abstandshalter ein Teil der Abschirmung (109) ist.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder ein Kugelgittermatrixverbinder ist.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Befestigungen einstückig mit dem Gehäuse ausgeformt sind und dass der elektrische Steckverbinder so konstruiert ist, dass er im Wesentlichen parallel zum Substrat angeordnet bleibt, wenn er montiert ist.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er ferner eine Abschirmung (109, 209) aufweist mit einer Rückwand und zwei Seitenwänden, die sich entlang des Gehäuses erstrecken, wobei die Abschirmung einen ersten Streifen (111, 211) aufweist, der sich senkrecht zu einer ersten Wand erstreckt, wobei der erste Streifen am Substrat (S) befestigt wird, derart, dass der Steckverbinder nach der Montage auf dem Substrat im Wesentlichen parallel zu diesem verbleibt, wobei der erste Streifen (111, 211) eine Zugentlastung zwischen dem Gehäuse (103, 201) und dem Substrat (S) bildet.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung einen zweiten Streifen aufweist, der sich senkrecht zu der zweiten Seitenwand erstreckt.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Streifen coplanar und senkrecht zu dem zweiten Streifen verläuft.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das schmelzbare Element (117) an einem der oberflächenmontierten Kontakte befestigt ist, um den Steckverbinder auf einem Substrat anzubringen.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das schmelzbare Element sich auf dem Substrat selbst zentriert.