EP2495830A1 - Multi-row direct contacting connection for automotive control devices - Google Patents

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EP2495830A1
EP2495830A1 EP12153642A EP12153642A EP2495830A1 EP 2495830 A1 EP2495830 A1 EP 2495830A1 EP 12153642 A EP12153642 A EP 12153642A EP 12153642 A EP12153642 A EP 12153642A EP 2495830 A1 EP2495830 A1 EP 2495830A1
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EP
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circuit board
printed circuit
contact
plug
contact surfaces
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Withdrawn
Application number
EP12153642A
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Hans-Walter Schmitt
Juergen Goetz
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

The direct contact plug connector (1) has a printed circuit board (2) having two sides on which contact surfaces (3) are provided in series. The direct contact plug (4) has a contact carrier (5) comprising several contact springs (6) that are arranged in contact with contact surfaces of the printed circuit board along an insertion direction (7). A wedge-shaped auxiliary structure (11) is arranged at upstream of the printed circuit board.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Direktkontaktierungssteckverbindung nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention is based on a Direktkontaktierungssteckverbindung according to the preamble of claim 1.

Steuergeräte bestehen meist aus einer Leiterplatte, auf der elektronische Bauelemente platziert sind, und einem Gehäuse. In Motorsteuergeräten wird auf die Leiterplatte üblicherweise eine Messerleiste montiert, um die elektrische Verbindung zwischen einem Kabelbaumstecker und der Leiterplatte herzustellen. Die Messerleiste stellt somit ein zusätzliches Bauteil bei der Montage des Steuergerätes dar.Control devices usually consist of a printed circuit board on which electronic components are placed, and a housing. In motor control devices, a male connector is usually mounted on the circuit board to make the electrical connection between a harness connector and the circuit board. The male connector thus represents an additional component in the assembly of the control unit.

Es sind auch so genannte elektrische Direktkontaktierungen bekannt, bei denen die Messerleiste entfällt und die einzelnen Pole des Kabelbaumes direkt auf der Leiterplatte kontaktiert werden. Dazu sind auf der Leiterplatte elektrische Kontaktflächen ("Lands") vorgesehen, die direkt durch Kontaktelemente des Kabelbaumsteckers kontaktiert werden. Allerdings sind die Kontaktflächen einer Direktkontaktierungssteckverbindung nach dem Stand der Technik nur in zwei Reihen angeordnet, nämlich in einer Reihe auf der Oberseite der Leiterplatte und in einer Reihe auf der Unterseite der Leiterplatte. Im Gegensatz zu einer Kontaktmesserleiste, die aus mehreren Kontaktreihen bestehen kann, besteht somit bei einer Direktsteckverbindung der Nachteil der geringeren Pinanzahl. Wenn schon die Möglichkeit ausgenutzt ist, auf Ober- und Unterseite der Leiterplatte Kontaktflächen anzubringen, besteht bisher nur die Möglichkeit der Verkleinerung der Pinabstände. Dies wird aber aus Zuverlässigkeitsgründen meist abgelehnt.There are also known as direct electrical contacts, in which the male connector is omitted and the individual poles of the wiring harness are contacted directly on the circuit board. For this purpose, electrical contact surfaces ("lands") are provided on the circuit board, which are contacted directly by contact elements of the harness connector. However, the contact surfaces of a direct contacting plug connection according to the prior art are arranged only in two rows, namely in a row on the upper side of the printed circuit board and in a row on the underside of the printed circuit board. In contrast to a contact strip, which may consist of several rows of contacts, there is thus the disadvantage of a smaller number of pins in a direct plug connection. If the possibility has already been exploited of attaching contact surfaces to the top and bottom sides of the printed circuit board, the only possibility to date has been to reduce the pin spacing. This is usually rejected for reasons of reliability.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, bei einer Direktkontaktierungssteckverbindung der eingangs genannten Art die Anzahl der Kontaktierungen (=Pinanzahl) zu erhöhen.The object of the invention, in contrast, is to increase the number of contacts (= number of pins) in a Direktkontaktierungssteckverbindung of the type mentioned.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine mehrreihige Direktkontaktierungssteckverbindung mit den Merkmalen von Anspruch 1.This object is achieved by a multi-row Direktkontaktierungssteckverbindung with the features of claim 1.

Das Anwendungsgebiet sind vorzugsweise alle Automotive-Steuergeräte, bei denen eine Direktsteckverbindung eingesetzt wird und die eine hohe Pinzahl benötigen.The field of application are preferably all automotive control units where a direct plug connection is used and which require a high number of pins.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the subject invention are the description, the drawings and claims removed.

Zeichnungendrawings

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung exemplarisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fign. 1 bis 5
verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen mehrreihigen Steckverbindung zur elektrischen Direktkontaktierung einer Leiterplatte, jeweils in einer perspektivischen Draufsicht.
The invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing by way of example. Show it:
FIGS. 1 to 5
Various embodiments of the multi-row plug connection according to the invention for direct electrical contacting of a printed circuit board, each in a perspective plan view.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Die in Fig. 1 gezeigte Steckverbindung 1 umfasst eine Leiterplatte 2, die auf ihren beiden Seiten jeweils mehrere Kontaktflächen ("Lands") 3 aufweist, sowie einen mit der Leiterplatte 2 steckverbindbaren Direktkontaktierungsstecker (z.B. Kabelbaumstecker) 4, der einen Kontaktträger 5 mit mehreren Kontaktfedern 6 zur elektrischen Direktkontaktierung der Kontaktflächen 3 der Leiterplatte 2 aufweist. Der Direktkontaktierungsstecker 4 wird in Steckrichtung 7 auf die Leiterplatte 2 aufgesteckt.In the Fig. 1 shown connector 1 comprises a printed circuit board 2, which has on both sides in each case a plurality of contact surfaces ("Lands") 3 , and a plug-in with the circuit board 2 Direktkontaktierungsstecker (eg Kabelbaumstecker) 4, which has a contact carrier 5 with a plurality of contact springs 6 for direct electrical contact of the contact surfaces 3 of the circuit board 2. The Direktkontaktierungsstecker 4 is plugged in the direction of insertion 7 on the circuit board 2.

Die Kontaktflächen 3 der Leiterplatte 2 sind auf beiden Seiten der Leiterplatte 2 jeweils in zwei in Steckrichtung 7 hintereinander angeordneten Reihen angeordnet. Die Kontaktfedern 6 des Direktkontaktierungssteckers 4 sind ober- und unterseitig der Leiterplatte 2 vorgesehen, und zwar ebenfalls jeweils in zwei in Steckrichtung 7 hintereinander angeordneten Reihen, wobei in Fig. 1 jeweils nur eine Kontaktfeder 6 jeder Reihe gezeigt ist. Beim Ausbilden der Steckverbindung 1 werden die in die Steckbahn der Leiterplatte 2 hineinragenden Kontaktfedern 6 gegen ihre elastische Rückstellkraft durch die Leiterplatte 2 bzw. durch ein der Leiterplatte 2 vorgeordnetes keilförmiges Zusatzelement 11 ausgelenkt und zumindest abschnittsweise schleifend auf die Kontaktflächen 3 aufgeschoben. Bei dieser aufschiebenden Bewegung werden eventuelle Oxidschichten auf der Kontaktfläche 3 der Leiterplatte 2 und an der Kontaktfeder 6 beim Ausbilden der Steckverbindung 1 weitgehend entfernt, so dass eine gasdichte elektrische Verbindung entstehen kann. Die mehrreihige, hier lediglich beispielhaft zweireihige Steckverbindung 1 ermöglicht eine deutliche Erhöhung der Anzahl der kontaktierbaren Kontaktfedern, d.h. eine deutliche Erhöhung der Pinanzahl bei gleicher oder ähnlicher Leiterplattenbreite.The contact surfaces 3 of the printed circuit board 2 are arranged on both sides of the printed circuit board 2 in each case in two consecutively arranged in the insertion direction 7 rows. The contact springs 6 of Direktkontaktierungssteckers 4 are provided on the top and bottom of the circuit board 2, and also in each case in two in the insertion direction 7 successively arranged rows, wherein in Fig. 1 only one contact spring 6 each row is shown. When forming the connector 1, the protruding into the track of the circuit board 2 contact springs 6 are deflected against their elastic restoring force through the circuit board 2 or through a printed circuit board 2 upstream wedge-shaped additional element 11 and at least partially slidably pushed onto the contact surfaces 3. In this aufschiebenden movement any oxide layers on the contact surface 3 of the circuit board 2 and the contact spring 6 when forming the connector 1 are largely removed, so that a gas-tight electrical connection can occur. The multi-row, here only exemplary double-row connector 1 allows a significant increase in the number of contactable contact springs, ie a significant increase in the number of pins with the same or similar PCB width.

Beim Einschieben des Direktkontaktierungssteckers 4 haben bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel die in Steckrichtung 7 vorderen Kontaktfedern 6 des Direktkontaktierungssteckers 4 kurzzeitig Kontakt mit den in Steckrichtung 7 hinteren Kontaktflächen 3 der Leiterplatte 2. Falls diese hinteren Kontaktflächen 3 beim Einschiebevorgang nicht spannungsfrei geschalten werden können, so muss dieser kurzzeitige Kontakt in machen Fällen verhindert werden. Ein Beispiel ist z.B. der Massekontakt oder die Stromversorgung bei Leiterplatten von Pkw-Steuergeräten. Eine Möglichkeit, einen kurzzeitigen "falschen Kontakt" zu unterbinden, ist das Weglassen einer vorderen Kontaktfeder 6, wie in Fig. 2 gezeigt ist, oder das Verbinden von einzelnen Kontaktflächen 3 der vorderen und hinteren Reihen zu einer gemeinsamen Kontaktfläche 8 auf der Leiterplatte 2, wie in Fig. 3 gezeigt ist.When inserting the Direktkontaktierungssteckers 4 have in the in Fig. 1 shown embodiment in the insertion direction 7 front contact springs 6 of Direktkontaktierungssteckers 4 short-term contact with the rear in the insertion direction 7 contact surfaces 3 of the circuit board 2. If these rear contact surfaces 3 can not be switched without voltage during insertion, so this short-term contact must be prevented in some cases. An example is the ground contact or the power supply for PCBs of car control units. One way to prevent a short-term "wrong contact" is to omit one front contact spring 6, as in Fig. 2 or connecting individual contact surfaces 3 of the front and rear rows to a common contact surface 8 on the printed circuit board 2, as shown in FIG Fig. 3 is shown.

Eine weitere Möglichkeit, beim Einschiebevorgang einen kurzzeitigen "falschen Kontakt" zu unterbinden, besteht wie in Fig. 4 gezeigt darin, die vorderen und hinteren Reihen von Kontaktflächen 3 auf der Leiterplatte 2 nicht in der gleichen Ebene, sondern in unterschiedlichen Ebenen anzuordnen, also höhenmäßig voneinander abzusetzen. Entsprechend sind auch die vorderen und hinteren Kontaktfedern 6 höhenmäßig zueinander versetzt, so dass beim Einschiebevorgang die höheren vorderen Kontaktfedern 6 zu den tieferen hinteren Kontaktflächen 3 beabstandet sind und diese nicht berühren.Another way to prevent a brief "wrong contact" during insertion is as in Fig. 4 shown therein, not to arrange the front and rear rows of contact surfaces 3 on the circuit board 2 in the same plane, but in different levels, ie offset in height from each other. Correspondingly, the front and rear contact springs 6 are offset from each other in terms of height, so that during the insertion process, the higher front contact springs 6 are spaced apart from the lower rear contact surfaces 3 and do not touch them.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Steckverbindung 1 weisen die Leiterplatte 2 eine frontseitige Kontaktfläche 9 und der Direktkontaktierungsstecker 4 mindestes eine in Steckrichtung 7 vorstehende Frontkontaktierungsfeder 10 zur elektrischen Frontkontaktierung der frontseitigen Kontaktfläche 9 auf. Diese Kontaktierungsart kann beispielsweise bei einer mehrlagigen Leiterplatte 2 vorteilhaft zur Kontaktierung der Leiterplattenmasselage genutzt werden. Falls mehrere Frontkontaktierungsfedern 10 die frontseitige Kontaktfläche 9 kontaktieren, was aufgrund der größeren Kontaktfläche 9 ohne weiteres möglich ist, kann ein größerer Strom übertragen werden als bei nur einer einfachen Kontaktierung.At the in Fig. 5 1, the printed circuit board 2, a front-side contact surface 9 and the Direktkontaktierungsstecker 4 at least one protruding in the insertion direction 7 Frontkontaktierungsfeder 10 for electrical Frontkontaktierung the front-side contact surface 9. This type of contacting can be used, for example, in a multilayer printed circuit board 2 advantageously for contacting the printed circuit board bulk layer. If several front contact springs 10 contact the front-side contact surface 9, which is readily possible due to the larger contact surface 9, a larger current can be transmitted than with only a single contact.

Claims (9)

Direktkontaktierungssteckverbindung (1) mit einer Leiterplatte (2), die auf mindestens einer ihrer beiden Seiten eine Reihe von Kontaktflächen (3) aufweist, und mit einem mit der Leiterplatte (2) steckverbindbaren Direktkontaktierungsstecker (4), der zur elektrischen Direktkontaktierung der Kontaktflächen (3) der Leiterplatte (2) eine Reihe von in die Steckbahn der Leiterplatte (2) hineinragenden Kontaktfedern (6) aufweist, welche beim Ausbilden der Steckverbindung (1) durch die Leiterplatte (2) oder ein der Leiterplatte (2) vorgeordnetes Zusatzelement (11) ausgelenkt werden und auf den Kontaktflächen (3) schleifen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Leiterplatte (2) mehrere in Steckrichtung (7) des Direktkontaktierungssteckers (4) hintereinander angeordnete Reihen von Kontaktflächen (3) und der Direktkontaktierungsstecker (4) mehrere in Steckrichtung (7) hintereinander angeordnete Reihen von Kontaktfedern (6) aufweist.Direct contacting plug connection (1) having a printed circuit board (2) which has a number of contact surfaces (3) on at least one of its two sides, and a direct contacting plug (4) which can be plugged into the printed circuit board (2) and which is used for electrically direct contacting of the contact surfaces (3 ) of the printed circuit board (2) has a series of in the path of the printed circuit board (2) projecting contact springs (6) which in forming the plug connection (1) through the printed circuit board (2) or one of the printed circuit board (2) upstream additional element (11) be deflected and grind on the contact surfaces (3),
characterized,
in that the printed circuit board (2) has a plurality of rows of contact surfaces (3) arranged one after the other in the plug-in direction (7) of the direct contacting plug (4) and a plurality of rows of contact springs (6) arranged one behind the other in the plug-in direction (7). Direktkontaktierungssteckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Direktkontaktierungsstecker (4) mehrere in seiner Steckrichtung (7) hintereinander angeordnete Reihen von oberen und unteren Kontaktfedern (6) zur Direktkontaktierung von ober- und unterseitigen Kontaktflächen (3) der Leiterplatte (2) aufweist.Direktkontaktierungssteckverbindung according to claim 1, characterized in that the Direktkontaktierungsstecker (4) has a plurality of its insertion direction (7) successively arranged rows of upper and lower contact springs (6) for direct contacting of upper and lower contact surfaces (3) of the printed circuit board (2). Direktkontaktierungssteckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei in Steckrichtung (7) hintereinander angeordneten Reihen von Kontaktfedern (6) mindestens eine der in Steckrichtung (7) vorderen Kontaktfedern (6) ausgelassen ist.Direktkontaktierungssteckverbindung according to claim 1 or 2, characterized in that in two in the insertion direction (7) successively arranged rows of contact springs (6) at least one of the plug-in direction (7) front contact springs (6) is omitted. Direktkontaktierungssteckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Steckrichtung (7) hintereinander liegende Kontaktflächen (3) der Leiterplatte (2) durch eine gemeinsame Kontaktfläche (8) gebildet sind.Direktkontaktierungssteckverbindung according to any one of the preceding claims, characterized in that two in the insertion direction (7) successive contact surfaces (3) of the printed circuit board (2) by a common contact surface (8) are formed. Direktkontaktierungssteckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Steckrichtung (7) hintereinander liegende Reihen von Kontaktflächen (3) der Leiterplatte (2) sowie die zugehörigen Kontaktfedern (6) in jeweils unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.Direktkontaktierungssteckverbindung according to any one of the preceding claims, characterized in that two in the insertion direction (7) successively rows of contact surfaces (3) of the printed circuit board (2) and the associated contact springs (6) are arranged in different levels. Direktkontaktierungssteckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Direktkontaktierungsstecker (4) mindestes eine Kontaktfeder (10) zur Frontkontaktierung einer frontseitigen Kontaktfläche (9) der Leiterplatte (2) aufweist.Direktkontaktierungssteckverbindung according to any one of the preceding claims, characterized in that the Direktkontaktierungsstecker (4) at least one contact spring (10) for Frontkontaktierung a front-side contact surface (9) of the printed circuit board (2). Direktkontaktierungssteckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (2) mindestens eine frontseitige Kontaktfläche (9) aufweist.Direktkontaktierungssteckverbindung according to any one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit board (2) has at least one front-side contact surface (9). Direktkontaktierungsstecker (4) einer Direktkontaktierungssteckverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mehreren in Steckrichtung (7) hintereinander angeordneten Reihen von Kontaktfedern (6).Direct contact plug (4) of a Direktkontaktierungssteckverbindung (1) according to any one of the preceding claims, with a plurality of plug-in direction (7) arranged behind one another rows of contact springs (6). Leiterplatte (2) einer Direktkontaktierungssteckverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mehreren in Steckrichtung (7) des Direktkontaktierungssteckers (4) hintereinander angeordneten Reihen von Kontaktflächen (3), wobei zwei in Steckrichtung (7) hintereinander liegende Reihen von Kontaktflächen (3) der Leiterplatte (2) in jeweils unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.Printed circuit board (2) of a Direktkontaktierungssteckverbindung (1) according to one of the preceding claims, with a plurality of plug-in direction (7) of Direktkontaktierungssteckers (4) successively arranged rows of contact surfaces (3), wherein two in the insertion direction (7) one behind the other rows of contact surfaces (3 ) of the printed circuit board (2) are arranged in different levels.
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