EP2237378A1 - Contact device - Google Patents

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EP2237378A1
EP2237378A1 EP10002975A EP10002975A EP2237378A1 EP 2237378 A1 EP2237378 A1 EP 2237378A1 EP 10002975 A EP10002975 A EP 10002975A EP 10002975 A EP10002975 A EP 10002975A EP 2237378 A1 EP2237378 A1 EP 2237378A1
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EP10002975A
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Julio Kuntz
Joachim Stolz
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Amphenol Tuchel Electronics GmbH
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Amphenol Tuchel Electronics GmbH
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Abstract

The method involves bringing a screw spring made of a wire (11) into an insulation body (3) such that the spring with a circular segment section is attached to the insulation body along a screw spring axis. The screw spring is cut parallel to the screw spring axis at positions of annular wire spiral segments of the screw spring by formation of spring segments made of the wire spiral segments. The annular wire spiral segments are arranged at a distance from each other, where the annular segments comprise a holding section. An independent claim is also included for a contact device comprising spring segments.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet von Kontaktvorrichtungen mit einer Vielzahl von Kontakten zum Kontaktieren einer Leiterplatte.The present invention relates generally to the field of contactors having a plurality of contacts for contacting a circuit board.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Kontaktvorrichtung gemäß Anspruch 2 hergestellt mit einem Verfahren zum Herstellen einer solchen Kontaktvorrichtung gemäß Anspruch 1.In particular, the invention relates to a contact device according to claim 2 manufactured with a method for producing such a contact device according to claim 1.

Solche Kontakte werden beispielsweise zur Verbindung zweier Leiterplatten (board-to-board-Verbindung) verwendet.Such contacts are used for example for connecting two circuit boards (board-to-board connection).

Aus der DE 44 15 022 ist eine Vorrichtung mit einer Kontaktfeder zum elektrischen Kontaktieren von Kontaktflächen einer separaten Karte, z. B. Chip-Karte oder Memory-Karte, mit einem Kontaktträger, z. B. Leiterplatte, dessen Kontakte mit Schaltkreisen verbunden sind bekannt, bei dem federnde Kontaktelemente in Form eines Ringes oder Wickels aus einem Metallband oder einem Metalldraht eingesetzt sind und die einerseits die Kontakte des Kontaktträgers kontaktieren und andererseits in den Freiraum ragen.From the DE 44 15 022 is a device with a contact spring for electrically contacting pads of a separate card, for. B. chip card or memory card, with a contact carrier, z. As printed circuit board whose contacts are connected to circuits known, are used in the resilient contact elements in the form of a ring or coil of a metal strip or a metal wire and contact the one hand, the contacts of the contact carrier and on the other hand protrude into the free space.

Aus der DE 2 234 961 ist ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Steckers zur Zwischenverbindung stromleitender Elemente auf einer ersten gedruckten Schaltungsplatte mit stromleitenden Elementen auf einer zweiten gedruckten Schaltungsplatte bekannt, wobei der Stecker einen einteiligen Körper aus Isoliermaterial mit einer ersten Kontaktfläche, die gegen eine erste gedruckte Schaltungsplatte festlegbar ist und einer zweiten Kontaktplatte, die gegen eine zweite gedruckte Schaltungsplatte festlegbar ist, mit einer Vielzahl von Querkanälen in der ersten und zweiten Oberfläche und einer Vielzahl von elektrisch leitenden, federnden Kontaktbauteilen aufweist, deren jeder ein erstes Ende, das in einem entsprechenden der Kanäle in der ersten Kontaktfläche angeordnet ist und ein zweites Ende, das in dem entsprechenden der Kanäle in der zweiten Kontaktfläche angeordnet ist.From the DE 2 234 961 a method for producing an electrical connector for interconnecting current-conducting elements on a first printed circuit board with current-conducting elements on a second printed circuit board is known, wherein the plug is a one-piece body of insulating material having a first contact surface which is fixable against a first printed circuit board and a second contact plate securable against a second printed circuit board having a plurality of transverse channels in the first and second surfaces and a plurality of electrically conductive resilient contact members each having a first end disposed in a corresponding one of the channels in the first contact surface and a second end disposed in the corresponding one of the channels in the second contact surface.

Aus der Druckschrift US 2008/0003844 ist ein Steckverbinder bekannt, der als Verbindungselement Federringe aus Federdraht einsetzt, dessen Enden zur Kontaktierung mit einer ersten und zweiten Leiterplatte vorgesehen sind.From the publication US 2008/0003844 a connector is known, which uses as a connecting element spring rings of spring wire, the ends of which are provided for contacting with a first and second circuit board.

In der Praxis treten in Folge der Miniaturisierung die Probleme auf, dass es mittels herkömmlicher board-to-board-Steckverbinder nicht möglich ist, minimalste Leiterplattenabstände korrekt zu kontaktieren. Auch der Abstand der einzelnen Kontaktreihen bei einer board-to-board-Verbindung bedingt häufig das Problem, dass eine der Steckseiten als Steckerstiftseite und die gegenüberliegende Seite als Buchsenseite ausgebildet sein muss. Die genauen Abmessungen müssen dann aufeinander abgestimmt sein, um eine fehlerfreie Kontaktierung solcher board-to-board-Steckverbinder zu gewährleisten. Sollen allerdings Leiterplatten in Bauelementen federnd kontaktiert werden oder alternativ die Leiterplatte mit der anderen Leiterplatte federnd kontaktiert werden, gibt es im Rahmen der zunehmenden Miniaturisierung deutlicher Herstellungsprobleme. Einerseits sind Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Segmenten zu vermeiden und andererseits sollte versucht werden, auch in komplexen Werkzeugen mit vielen Kontakten diese korrekt paarweise zueinander in einem definierten Pitch (Abstand) zu beabstanden. Die vorliegende Erfindung widmet sich der Lösung dieser Aufgabe.In practice, as a result of the miniaturization, the problems arise that it is not possible by means of conventional board-to-board connector to contact minimal PCB distances correctly. Also, the distance of the individual rows of contacts in a board-to-board connection often causes the problem that one of the plug sides must be designed as a pin side and the opposite side as a socket side. The exact dimensions must then be coordinated with each other to ensure a faultless contacting of such board-to-board connectors. However, if circuit boards are resiliently contacted in components or alternatively the circuit board with the other circuit board are resiliently contacted, there are clear manufacturing problems in the context of increasing miniaturization. On the one hand, short circuits between the individual segments should be avoided, and on the other hand it should be attempted, even in complex tools with many contacts, to space them correctly in pairs in a defined pitch (distance). The present invention is devoted to the solution of this problem.

Zur Lösung der zuvor genannten Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung eine Kontaktvorrichtung vor, welche hergestellt wurde durch das Einbetten einer Schraubenfeder, welche hergestellt ist aus einem Federdraht, ausgebildet als herkömmliche Schraubenfeder.In order to achieve the above object, the present invention provides a contact device which has been manufactured by embedding a coil spring made of a spring wire formed as a conventional coil spring.

Durch das Einbetten einer solcher Schraubenfeder in einen Isolierkörper lässt sich durch die Einbettungstiefe definiert festlegen, mit welchem Abschnitt der Schraubenfeder diese im Isolierkörper gehalten wird und sich dadurch Bereiche unterhalb des Isolierkörpers bilden, welche geeignet sind zur Kontaktierung mit einer Leiterplatte und weiterhin Bereiche ausgebildet werden, die oberhalb des Isolierkörpers ausgebildet sind, welche geeignet sind zum Kontaktieren mit einem entsprechenden Bauelement oder der damit zu kontaktierenden Leiterplatte.By embedding such a coil spring in an insulating body can be defined defined by the depth of embedding, with which portion of the coil spring is held in the insulating and thereby form areas below the insulator, which are suitable for contacting with a circuit board and further areas are formed which are formed above the insulating body, which are suitable for contacting with a corresponding component or the circuit board to be contacted therewith.

Erfindungsgemäß erhält man hierdurch in einem ersten Verfahrensschritt einen definierten Pitch-Abstand einer Vielzahl benachbarter Federsegmente gebildet durch die Drahtwendeln der Schraubenfeder.According to the invention, in a first method step, this results in a defined pitch spacing of a multiplicity of adjacent spring segments formed by the wire helices of the helical spring.

Diese werden nun an einer definierten Stelle vorzugsweise knapp oberhalb des Isolierkörpers der Länge nach in Richtung der Schraubenfederachse durchgetrennt. Hierdurch werden aus der zuvor verbundenen Schraubenfeder, welche durch Schraubenfederwendeln ausgebildet war, eine Vielzahl von paarweise beabstandeten Drahtwendelsegmente ausgebildet, die im folgenden auch kurz als Federsegmente bezeichnet werden.These are now cut at a defined location preferably just above the insulator lengthwise in the direction of the helical spring axis. In this way, from the previously connected coil spring, which was formed by helical spring coils, a plurality of pairs spaced wire helix segments are formed, which are also referred to below as spring segments.

In einer alternativen Ausführungsform könnte auch solche vorgestanzten oder alternativ vorgebogenen einzelnen Federsegmente dazu verwendet werden, diese definiert durch ein Werkzeug paarweise zueinander beabstandet in ähnlicher Weise in einen Isolierkörper, wie zuvor beschrieben, einzubetten.In an alternative embodiment, such pre-punched or alternatively pre-bent individual spring segments could be used to embed this defined by a tool in pairs spaced from each other in a similar manner in an insulating body, as described above, embed.

Diese erfindungsgemäße Lösung führt somit zu einem definierten Kontaktfederabstand gleichartiger Kontaktfederelemente, welche sämtliche auch gleichartige Federeigenschaften aufweisen. Zugleich wurde hierdurch eine Lötbauanordnung geschaffen, da ein Lötkontaktabschnitt, welcher bestimmungsgemäß aus dem Isolierkörper herausragen soll, eine definierte Lötkontaktebene bildet.This solution according to the invention thus leads to a defined contact spring spacing of similar contact spring elements, which also have all the same spring characteristics. At the same time a Lötbauanordnung was thereby created, as a Lötkontaktabschnitt, which is intended to protrude from the insulating body, forms a defined Lötkontaktebene.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Zusammenhang mit den angefügten Zeichnungen, wobei die Zeichnungen zeigen:

  • Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung;
  • Fig. 2 eine schematische Draufsicht der Kontaktvorrichtung gemäß Fig. 1;
  • Fig. 3 ein Drahtwendelsegment als Teilelement der Kontaktvorrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 2;
  • Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 2.
Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment in conjunction with the attached drawings, wherein:
  • Fig. 1 a side view of the contact device according to the invention;
  • Fig. 2 a schematic plan view of the contact device according to Fig. 1 ;
  • Fig. 3 a wire coil segment as a subelement of the contact device according to Fig. 1 and Fig. 2 ;
  • Fig. 4 a perspective view of the contact device according to the invention according to Fig. 1 and Fig. 2 ,

In Fig. 1 und Fig. 2 ist schematisch eine Kontaktvorrichtung 1 gezeigt, umfassend eine Vielzahl von paarweise beabstandeten Federsegmenten 4, welche mit dem Isolierkörper 3 form- und kraftschlüssig verbunden sind. Der Isolierkörper 3 ist ein im wesentlichen lang- gestreckter, quaderförmiger Isolierkörper, in den die zuvor beschriebenen Federsegmente 4 mit ihrem Halteabschnitt 8 eingebettet sind.In Fig. 1 and Fig. 2 schematically, a contact device 1 is shown, comprising a plurality of paired spring segments 4, which are positively and non-positively connected to the insulating body 3. The insulating body 3 is a substantially elongated, cuboid insulating body, in which the previously described spring segments 4 are embedded with its holding portion 8.

Mit Vorteil sind die Federsegmente 4 aus einer Schraubenfeder 2 ausgebildet worden, welche entlang der Schraubenfederachse mit einer Federsegmentunterbrechung 10 durchtrennt wurden. Zusammen mit dem Isolierkörper wird hierdurch die erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung erhalten.Advantageously, the spring segments 4 have been formed from a helical spring 2, which have been severed along the helical spring axis with a spring segment interruption 10. Together with the insulating body, the contact device according to the invention is thereby obtained.

In Fig. 3 ist in einer Seitenansicht Drahtwendelsegment 12 dargestellt, welches an seinem oberen Kreissegmentabschnitt über einen Kontaktabschnitt 5 verfügt und an der gegenüberliegenden Seite mit dem Halteabschnitt 8 im Isolierkörper 3 befestigt ist.In Fig. 3 is shown in a side view wire coil segment 12, which has at its upper circular segment portion via a contact portion 5 and is secured to the opposite side to the holding portion 8 in the insulating body 3.

Deutlich ersichtlich und wesentlich ist dabei, dass das Federsegment 4 so mit seinem Halteabschnitt 8 im Isolierkörper 3 befestigt ist, dass der Lötkontaktabschnitt 6 etwas aus den Isolierkörper 3 herausragt, wodurch ein definierter Lötpunkt gebildet ist.Clearly visible and it is essential that the spring segment 4 is fixed with its holding section 8 in the insulating body 3, that the Lötkontaktabschnitt 6 protrudes slightly from the insulating body 3, whereby a defined soldering point is formed.

Weiterhin ist in der Fig. 1 und Fig. 3 deutlich ersichtlich, dass die Drahtenden 13a, 13b eines jeden Drahtwendelsegments 12 jeweils gegenüber einem direkt dazu benachbarten Drahtende 13a, 13b positioniert sind.Furthermore, in the Fig. 1 and Fig. 3 clearly seen that the wire ends 13a, 13b of each wire coil segment 12 are each positioned opposite to a directly adjacent thereto wire end 13a, 13b.

Deutlich zu sehen ist dabei, dass eine jede der Drahtwendel ungefähr mit einer dreiviertel Drahtwendelumdrehung jeweils ein Federsegment 4 bildet. Hieraus wird die erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung mit den paarweise beabstandeten Federsegmenten 4 gebildet.It can clearly be seen that each of the wire helix forms a respective spring segment 4 approximately with a three-quarter wire helix rotation. From this, the contact device according to the invention with the pairs spaced spring segments 4 is formed.

In einfachster Weise wird in den folgenden Schritten das erfindungsgemäße Verfahren offenbart zum Herstellen der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung.In the simplest way, the method according to the invention is disclosed in the following steps for producing the contact device according to the invention.

Das Verfahren umfasst die Schritte:The method comprises the steps:

Einbringen einer Schraubenfeder 2 in einen Isolierkörper 3 derart, dass entlang ihrer Schraubenfederachse die Schraubenfeder 2 zumindest mit einem Kreissegmentabschnitt 9 in dem Isolierkörper 3 befestigt ist und den Schritt, die Schraubenfeder 2 parallel zur Schraubenfederachse an einer Stelle eines jeden Drahtwendelsegments 12 mittels einer Unterbrechung zu durchtrennen, unter Bildung einer Vielzahl gleichartig beabstandeter Federsegmente 4 im Isolierkörper 3.Inserting a coil spring 2 in an insulating body 3 such that along its helical spring axis, the coil spring 2 is secured at least with a circular segment portion 9 in the insulating body 3 and the step to sever the coil spring 2 parallel to the helical spring axis at one point of each wire helix segment 12 by means of an interruption , forming a plurality of similarly spaced spring segments 4 in the insulating body. 3

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS Kontaktvorrichtungcontact device

11
Federnde KontaktvorrichtungSpringing contact device
22
Schraubenfedercoil spring
33
Isolierkörperinsulator
44
Federsegmentspring segment
55
KontaktabschnittContact section
66
LötkontaktabschnittLötkontaktabschnitt
77
IsolierkörperunterseiteIsolierkörperunterseite
88th
Halteabschnittholding section
99
KreissegmentabschnittCircular segment section
1010
FedersegmentunterbrechungSpring segment interruption
1111
Drahtwire
1212
DrahtwendelsegmentWire coil segment
13a, 13b13a, 13b
Drahtendenwire ends

Claims (9)

Verfahren zum Herstellen einer federnden Kontaktvorrichtung umfassend die folgenden Schritte: a) Einbringen einer Schraubenfeder (2) aus einem Draht (11) in einen Isolierkörper (3) derart, dass entlang der Schraubenfederachse die Schraubenfeder (2) zumindest mit einem Kreissegmentabschnitt (9) in dem Isolierkörper (3) befestigt wird und b) die Schraubenfeder (2) parallel zur Schraubenfederachse an einer Stelle eines jeden Drahtwendelsegments der Schraubenfeder (2) durchgetrennt werden unter Bildung einer Vielzahl gleichartiger und beabstandeter Federsegmente (4) ausgebildet aus den Drahtwendelsegmenten (12). A method of manufacturing a resilient contact device comprising the following steps: a) introducing a coil spring (2) of a wire (11) in an insulating body (3) such that along the helical spring axis, the coil spring (2) at least with a circular segment portion (9) in the insulating body (3) is attached and b) the coil spring (2) are cut parallel to the coil spring axis at a location of each wire coil segment of the coil spring (2) to form a plurality of similar and spaced spring segments (4) formed from the wire coil segments (12). Kontaktvorrichtung (1) hergestellt mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1.Contact device (1) produced by the method according to claim 1. Kontaktvorrichtung (1) gemäß Anspruch 2, wobei die Federsegmente (4) im wesentlichen ausgebildet sind als ringförmige Drahtfedersegmente (12) aus einem Draht (11).Contact device (1) according to claim 2, wherein the spring segments (4) are substantially formed as annular wire spring segments (12) made of a wire (11). Kontaktvorrichtung (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtfedersegmente (12) als Drahtwendelsegmente (12) ausgebildet sind.Contact device (1) according to claim 3, characterized in that the wire spring segments (12) are formed as wire coil segments (12). Kontaktvorrichtung (1) gemäß Anspruch 4, wobei die Drahtwendelsegmente (12) so im Isolierkörper angeordnet sind, dass jeweils ein Drahtende (13a, 13b) eines Drahtwendelsegmentes unmittelbar gegenüber einem direkt dazu beabstandeten Drahtende (13a, 13b) des benachbarten Drahtwendelsegment (12) positioniert ist.Contact device (1) according to claim 4, wherein the wire coil segments (12) are arranged in the insulating body such that one wire end (13a, 13b) of a wire coil segment is positioned directly opposite a directly spaced wire end (13a, 13b) of the adjacent wire coil segment (12) is. Kontaktvorrichtung (1) gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtwendelsegmente (12) über einen Halteabschnitt (8) verfügen, welcher als Kreissegmentabschnitt (9) im Isolierkörper (3) befestigt ist.Contact device (1) according to claim 4 or 5, characterized in that the wire coil segments (12) have a holding portion (8) which is fixed as a circular segment portion (9) in the insulating body (3). Kontaktvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Federsegment (4) über einen kreissegmentförmigen Kontaktabschnitt (5) verfügt.Contact device (1) according to one of the preceding claims 2 to 6, characterized in that each spring segment (4) has a circular segment-shaped contact portion (5). Kontaktvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Federsegment (4) über einen Lötkontaktabschnitt (6) verfügt, welcher aus der Isolierkörperunterseite (7) des Isolierkörpers (3) zumindest teilweise herausragt.Contact device (1) according to one of the preceding claims 2 to 7, characterized in that each spring segment (4) has a solder contact portion (6) which at least partially protrudes from the Isolierkörperunterseite (7) of the insulating body (3). Kontaktvorrichtung (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lötkontaktabschnitt (6) aus einem Teilsegment des kreissegmentförmigen Halteabschnittes (8) gebildet ist.Contact device (1) according to claim 8, characterized in that the solder contact portion (6) consists of a partial segment of the circular segment-shaped holding portion (8) is formed.
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