DE102007044359A1

DE102007044359A1 - Connecting device i.e. plug connector, for electrical connection of circuit carrier in engine control device, has strip conductor structure allowing conduction of electrical signal which transfers via contact pin in holder

Info

Publication number: DE102007044359A1
Application number: DE200710044359
Authority: DE
Inventors: Udo Schulz; Heinrich Barth; Andre Lischeck
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-09-17
Filing date: 2007-09-17
Publication date: 2009-03-19

Abstract

The device i.e. plug connector (106), has a contact pin (101) provided in a holder (100) for producing an electrical connection to a line guiding layer (104) in a circuit carrier, when the contact pin contacts a contact pin in a mating connector (109) in an electrically conductive manner. A strip conductor structure (103) is embossed in the holder by the technique of laser-direct-structuring for allowing the conduction of electrical signal which transfers via the contact pin. The plug connector is partially manufactured from a plastic material by injection molding.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer bekannten Vorrichtung zum Herstellen von elektrischen Kontakten mittels Steckverbindungen bei Schaltungsträgern in Motor-Steuerungsgeräten. Ein solches Gerät ist durch die DE 33 10 477 A1 bekannt. Gemäß dieser Lösung kommt eine Leiste aus Metallzungen in einer Kunststofffassung zum Einsatz, wobei die elektrische Kontaktierung mit dem Schaltungsträger durch eine Durchstecklötung erfolgt. Durch die Einfassung werden eine mechanische Stabilisierung und eine elektrische Abschirmung erreicht.The invention is based on a known device for producing electrical contacts by means of plug connections in circuit carriers in motor control devices. Such a device is through the DE 33 10 477 A1 known. According to this solution, a strip of metal tongues in a plastic socket is used, wherein the electrical contact with the circuit substrate is carried out by a through-hole. The enclosure achieves mechanical stabilization and electrical shielding.

In der DE 296 19 867 U1 wird eine Leiste aus Metallzungen in einem Steckerkörper offenbart, die über eine Beschichtung zur Abschirmung von elektromagnetischen Störeinflüssen aus der Umgebung und elektromagnetischer Abstrahlung vom Schaltungsträger nach außen verfügt.In the DE 296 19 867 U1 discloses a strip of metal tabs in a plug body having a coating for shielding electromagnetic interference from the environment and electromagnetic radiation from the circuit carrier to the outside.

Eine Vielzahl von weiteren Steckervarianten ist je nach Anwendungsfall bekannt. So offenbart beispielsweise EP 1 480 294 einen Steckverbinder mit Durchstecklötung und elektromagnetischer Abschirmfunktion. Die Metallstifte der Fassung werden dabei durch ein Loch des Schaltungsträgers geführt und durch selektives Löten fixiert und elektrisch mit der Schaltung verbunden. Durch eine Ummantelung der Stifte im Außenbereich der Fassung mit Metall wird die elektrische Abschirmung erreicht.A variety of other connector types is known depending on the application. For example, disclosed EP 1 480 294 a plug-in connector with electromagnetic shielding function. The metal pins of the socket are guided through a hole of the circuit carrier and fixed by selective soldering and electrically connected to the circuit. By sheathing the pins in the outer region of the socket with metal electrical shielding is achieved.

Desweiteren sind Steckervarianten bekannt, die ohne Durchstecklötung auskommen. Hierzu werden die Metallstifte auf der Oberfläche des Schaltungsträgers angebracht. Die elektrische Kontaktierung mit der Schaltung erfolgt jeweils über die Metallstifte und Lötstellen auf der Oberfläche des Schaltungsträgers.Furthermore Plug variants are known that without Durchstecklötung get along. For this purpose, the metal pins on the surface of the circuit board attached. The electrical contact with the circuit in each case via the metal pins and solder joints on the surface of the circuit substrate.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Steckervarianten haben den Nachteil eines hohen fertigungstechnischen Aufwands und hoher Kosten. Die Signalführung über die Metallstifte hin zum Schaltungsträger bringt einen hohen Raum- und Flächenbedarf mit sich und erschwert eine wirkungsvolle Abschirmung.The Plug variants known from the prior art have the disadvantage a high production cost and high costs. The Signal routing via the metal pins to the circuit carrier brings a high space and space requirements with and makes effective shielding difficult.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung hat eine Vorrichtung zum elektrischen Anschluss von Schaltungsträgern, beispielsweise in Motor-Steuerungsgeräten, an die Peripherie zum Gegenstand. Die elektrische Verbindung geschieht mittels wenigstens einer elektrisch leitenden Kontaktvorrichtung, im Folgenden Kontaktpin genannt, die in einer Fassung sitzt. Kern der Erfindung ist die Nutzung der Laser-Direkt-Strukturierung zur Ausbildung von Leiterbahnen auf oder innerhalb des Steckers, um die Signalführung zwischen dem wenigstens einen Kontaktpin und dem Schaltungsträger zu realisieren.The The present invention has a device for electrical connection of circuit carriers, for example in motor control devices, to the periphery to the object. The electrical connection happens by means of at least one electrically conductive contact device, in the following called contact pin, which sits in a socket. core The invention is the use of laser direct structuring for Formation of traces on or inside the plug to order the signal routing between the at least one contact pin and realize the circuit carrier.

Die Laser-Direkt-Strukturierung ist ein beispielsweise aus der EP 1 383 360 bekanntes Verfahren das auf der Oberfläche eines aus Thermoplasten bestehenden Formteils mit einem Laser ein Schaltungsbild einprägt. Der Laser verdampft dabei die oberste Polymerschicht und aktiviert die in den Thermoplasten enthaltenen metallorganischen Komplexverbindungen. Die somit eingeprägten Strukturen werden schließlich in einem Metallisierungsbad mit einer Kupferschicht überzogen.The laser direct structuring is an example from the EP 1 383 360 Known method which impresses a circuit pattern on the surface of a molded thermoplastic part with a laser. The laser evaporates the uppermost polymer layer and activates the organometallic complex compounds contained in the thermoplastics. The thus embossed structures are finally coated in a metallization with a copper layer.

Statt der in DE 296 19 867 U1 verwendeten Durchstecktechnik ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Oberflächenmontage mittels einer Metallisierung wenigstens einer Kontaktfläche auf dem Körper der Fassung, über die im Reflow-Verfahren die Verlötung mit den Anschlussstellen auf dem Schaltungsträger erfolgt.Instead of in DE 296 19 867 U1 used through-hole technology allows the device according to the invention a surface mounting by means of a metallization of at least one contact surface on the body of the socket over which the soldering is done in the reflow method with the connection points on the circuit board.

Statt den herkömmlichen Metallpins zur Signalführung zwischen Kabelbaum und Schaltungsträger werden in der Fassung Metallpins nur noch zur elektrischen Kontaktierung innerhalb der Fassung verwendet, die Weiterleitung des wenigstens einen Signals geschieht über wenigstens eine durch die Laser-Direkt-Strukturierung gebildete Leiterbahn.Instead of the conventional metal pins for signal routing between harness and circuit board are in the socket Metal pins only for electrical contact within the Version used, the forwarding of at least one signal happens via at least one by the laser direct structuring formed trace.

Durch die Laser-Direkt-Strukturierung können während der Verarbeitung des Steckers oder bereits im Herstellungsprozess des Steckers passive Bauelemente auf der Steckerfassung integriert werden, beispielsweise zur elektromagnetischen Abschirmung. Hierzu kommen als Bauelemente häufig Kondensatoren, Widerstände und Spulen zum Einsatz, die bei geeigneter Verschaltung und je nach der elektrotechnischen Eigenschaft des zu übertragenden Signals einen Filterschaltkreis implementieren, der störende Signalkomponenten dampft oder unterdrückt. Enthält das Signal beispielsweise Frequenzanteile über einer Grenze, die je nach Anwendungsfall variieren kann und in der Regel oberhalb von 100 Mhz liegt, so können diese Signalanteile zu einer unerwünschten elektromagnetischen Störabstrahlung über die als Antenne wirkende Leiterbahn führen. In einem solchen Anwendungsfall wird durch eine Tiefpass-Filterung der hochfrequente Anteil aus dem Spektrum des zu übertragenden Signals herausgefiltert.By The laser direct structuring can be done during the processing of the plug or already in the manufacturing process the plug passive components integrated on the plug socket be, for example for electromagnetic shielding. For this As components often come capacitors, resistors and coils are used, which with suitable interconnection and depending on the electrical property of the transferred Signal implement a filter circuit, the disturbing Signal components are evaporated or suppressed. contains the signal, for example, frequency components above a limit, which can vary depending on the application and usually above of 100 Mhz, so these signal components to a unwanted electromagnetic interference radiation over lead the acting as an antenna trace. In such a Use case becomes by a low-pass filtering of the high-frequency Part of filtered out from the spectrum of the signal to be transmitted.

Wie aus der EP 1 480 294 B1 bekannt ist, wird im Stand der Technik bei Steckern zur elektromagnetischen Abschirmung wenigstens einer signalführenden Verbindungsleitung von einem Kontaktpin zu einer Kontaktfläche häufig eine Ummantelung der Verbindungsleitung aus Metall verwendet, die idealerweise über den gesamten Bereich verläuft, in dem sich die Leitungsführung erstreckt. In der DE 296 19 867 U1 entspricht dieser Bereich dem gesamten Raum über der Kontaktierzone, der vom Rand der Fassung und der Kontaktierzone begrenzt wird und diesen wie ein hohler Quader umschließt. Durch den Einsatz der Laser-Direkt-Strukturierung ist eine solche Maßnahme zur elektromagnetischen Abschirmung überflüssig, so dass der im Stand der Technik für die Abschirmung benötigte Raum frei wird und in vorteilhafter und kostensenkenden Weise für alternative Zwecke benutzt werden kann.Like from the EP 1 480 294 B1 is known, in the prior art in plugs for electromagnetic shielding at least one signal-carrying connection line from a contact pin to a contact surface is often used a jacket of the connecting line of metal, the idea lles over the entire area in which extends the wiring. In the DE 296 19 867 U1 this area corresponds to the entire space above the contacting zone, which is bounded by the edge of the socket and the contacting zone and encloses this like a hollow cuboid. The use of laser direct structuring eliminates the need for electromagnetic shielding so that the space required for shielding in the prior art becomes free and can be used for alternative purposes in an advantageous and cost-reducing manner.

Die Nutzung der Laser-Direkt-Strukturierung verringert weiterhin in vorteilhafter Weise den Raum- und Flächenbedarf durch den Entfall der Durchsteckmontage. Dies führt zu einem Flächenzugewinn auf der Unterseite des Schaltungsträgers, der beispielsweise als zusätzliche Bestückungsfläche genutzt werden kann. Weiterhin ergibt sich ein Zugewinn an Verdrahtungskapazitäten in den Innenlagen des Schaltungsträgers, da keine die Innenlagen-Verdrahtung einschränkenden Bohrungen für die Durchstecktechnik erforderlich sind.The Use of laser direct structuring continues to decrease in Advantageously, the space and area required by the Elimination of push-through installation. This leads to an area gain on the underside of the circuit carrier, for example be used as additional assembly area can. Furthermore, there is an increase in wiring capacities in the inner layers of the circuit board, since none of the inner layer wiring restrictive holes for the push-through technique required are.

Eine weitere Kostensenkung ergibt sich aufgrund des geringeren Kupferanteils im Bereich der wenigstens einen Kontaktfläche und den Entfall des selektiven Lötens zugunsten der Reflow-Löttechnik. Bei dieser Technik wird zuerst ein Weichlot in Form einer klebrigen Lotpaste auf den zu verlötenden Stellen aufgetragen, beispielsweise mittels Schablonendruck. Beim Bestücken der Bauteile bleiben diese auf den Kontaktflächen kleben, so dass die Bauteile nicht in einem getrennten Schritt auf dem Schaltungsträger fixiert werden müssen. Schließlich wird das Lot aufgeschmolzen, wobei dieser Schritt bei mehreren oder allen Bauteilen gleichzeitig erfolgen kann. Im Gegensatz dazu erfor dert das selektive Löten in vielen Anwendungsfällen eine für jede Kontaktfläche getrennte, Zeit und Kosten in Anspruch nehmende Vorgehensweise.A Further cost reduction results from the lower copper content in the range of at least one contact surface and the elimination Selective soldering in favor of reflow soldering. at This technique is first a soft solder in the form of a sticky Solder paste applied to the locations to be soldered, for example by means of stencil printing. When loading the components remain glue these on the contact surfaces, leaving the components not in a separate step on the circuit carrier must be fixed. Finally, the solder is melted, this step being common to several or all components simultaneously can be done. In contrast, selective soldering is required in many applications one for each contact surface separate, time-consuming and costly approach.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die verbesserte Temperaturwechselfestigkeit. Da die im Stand der Technik verwendete Vielzahl von verschiedenen Materialien bei Steckern verschiedene Temperatur-Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, kommt es im Stand der Technik bei Änderungen der Umgebungstemperatur oder bei Temperaturverläufen über die Materialien hinweg häufig zu thermischen Verspannungen und infolge dessen zu Defekten und Störungen. Im Gegensatz dazu kommen in der vorliegenden Erfindung weniger und thermisch homogenere Stoffe zum Einsatz, so dass weniger Verspannungen und eine bessere Temperaturwechselfestigkeit gegeben sind.One Another advantage of the present invention is the improved Thermal shock resistance. As used in the prior art Variety of different materials at plugs different Temperature expansion coefficients, it comes to a stand technology when the ambient temperature changes or at temperature gradients across the materials often to thermal stresses and as a result to defects and disorders. In contrast, come in the present invention less and more thermally homogeneous substances used, so less tension and better thermal shock resistance given are.

Zunächst wird der Grundkörper der Steckerleiste, eine Fassung und eine Schaltungsträger-Kontaktierungszone umfassend, hergestellt, was bevorzugt im Wege des Kunststoffspritzgussverfahrens erfolgt. Anschließend erfolgt eine Laser-Direkt-Strukturierung, im nächsten Herstellungsschritt die Herstellung einer Verbindungsstruktur auf dem zuvor spritzgegossenen Steckerleisten-Grundkörper. Die Laser-Direkt-Strukturierung prägt die Verbindungsstruktur in das Material der Steckerleiste ein, die anschließend metallisiert wird. Das Metallisieren kann über eine Beschichtung mit einer dünnen Kupferschicht oder einem anderen leitfähigen Metall oder Metalllegierung erfolgen. Danach schließlich erfolgt das als Stichen bezeichnete Einpressen des wenigstens einen Kontaktpins in das Grundmaterial der bevorzugt spritzgegossenen Steckerleiste, welche die Fassung und die Schaltungsträger-Kontaktierungszone umfasst.First is the main body of the power strip, a socket and comprising a circuit carrier contacting zone, manufactured, which preferably takes place in the way of the plastic injection molding process. This is followed by laser direct structuring in the next manufacturing step, the production of a connection structure on the previously injection-molded power strip main body. The laser direct structuring characterizes the connection structure in the material of the connector strip, which then is metallized. The metallizing can be done via a coating with a thin layer of copper or another conductive Metal or metal alloy done. After that, finally takes the designated as stitches pressing the at least one Contact pins in the base material of the preferably injection-molded Plug connector, which the socket and the circuit carrier contacting zone includes.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention is illustrated in the drawings and in the following Description explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 Eine Messerleiste gemäß des Standes der Technik in Seitenansicht, 1 A male connector according to the prior art in side view,

2 einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung in 4 in Seitenansicht, 2 a section of the device according to the invention in 4 in side view,

3 eine Variante der Erfindung in Form eines abgeflachte Metallpins umfassenden Steckers und 3 a variant of the invention in the form of a flattened metal pins comprehensive plug and

4 die erfindungsgemäße Vorrichtung als Teil eines Motor-Steuerungsgerätes. 4 the device according to the invention as part of a motor control device.

In der 1 ist ein Stecker 1 nach dem Stand der Technik gezeigt, umfassend eine Fassung 4, Kontaktstifte 5, eine in herkömmlicher Weise hergestellten Leiterbahnstruktur 2 zur elektrischen Verbindung der Kontaktstifte 5 mit für die Durchsteckmontage vorgesehenen Lötstiften 6, die zur Verlötung mit einem Schaltungsträger 3 durch Bohrlöcher im Schaltungsträger 3 gesteckt werden können.In the 1 is a plug 1 shown in the prior art, comprising a socket 4 , Contact pins 5 , a conductor track structure produced in a conventional manner 2 for the electrical connection of the contact pins 5 with solder pins provided for through-hole mounting 6 for soldering to a circuit carrier 3 through holes in the circuit board 3 can be plugged.

Ausführungsformenembodiments

In der 2 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckers gezeigt. Eine Fassung 100 enthält in einen Steckerboden 113 verankerte Kontaktpins 101. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet die Fassung 100 dabei ganz oder teilweise einen im Spritzgießverfahren hergestellten Kunststoff, wobei hierfür eine Vielzahl an etablierten Techniken zur Verfügung steht, beispielsweise Thermoplast-Spritzgießen oder Mehrkomponenten-Spritzgießen. Die Verankerung der Kontaktpins 101 im Steckerboden 113 geschieht typischerweise durch kraftschlüssiges Einpressen (Stichen) in den Kunststoff, wobei jedoch auch andere Techniken möglich sind. So können die Kontaktpins 101 beispielsweise in den Steckerboden 113 durch Einschmelzen oder Einschrumpfen kraftschlüssig, formschlüssig oder auch stoffschlüssig verankert werden.In the 2 an embodiment of the connector according to the invention is shown. A version 100 contains in a plug base 113 anchored contact pins 101 , In a preferred embodiment of the invention includes the version 100 all or part of a plastic produced by injection molding, for which a variety of established techniques is available, for example, thermoplastic injection molding or multi-component injection molding. The anchoring of the contact pins 101 in the plug floor 113 Typically, this is done by force-fitting (stitching) into the plastic, although other techniques are possible. So can the contact pins 101 For example, in the plug floor 113 anchored by melting or shrinking frictionally, positively or materially anchored.

Die Kontaktpins 101 können in beliebiger Zahl und Anordnung im Steckerboden 113 angeordnet werden, beispielsweise sind vierreihige Anordnungen von Kontaktpins 101, wie in 2 dargestellt, möglich, die in der Regel einen identischen Abstand h zueinander aufweisen. Typischerweise werden die Kontaktpins 101 kontaktseitig bündig angeordnet, so dass die in einen Hohlraum 110 in der Fassung 100 reichenden Kontaktpins 101 eine identische Länge 1 aufweisen. Eine Öffnung 111 im Stecker 106 ermöglicht ein Endringen von Kontaktpins (nicht dargestellt) eines Gegensteckers 109, so dass eine kraftschlüssige elektrische Verbindung zwischen den Kontaktpins 101 des Steckers 106 und des Gegensteckers 109 hergestellt wird. Ein Haltebolzen 112 sorgt für eine passgenaue Aufsteckung des Gegensteckers 109 auf das Gehäuse 100 des Steckers 106, sowie mechanische Stabilität. Wenngleich die Kontaktpins 101 in der Darstellung gemäß 2 allesamt eine identische Länge 1 aufweisen, können die Kontaktpins 101 auch unterschiedliche Längen 1 aufweisen.The contact pins 101 can be in any number and arrangement in the plug floor 113 are arranged, for example, four-row arrangements of contact pins 101 , as in 2 shown, possible, which generally have an identical distance h to each other. Typically, the contact pins 101 arranged flush on the contact side, so that the into a cavity 110 in the version 100 reaching contact pins 101 an identical length 1 exhibit. An opening 111 in the plug 106 allows a Endringen of contact pins (not shown) of a mating connector 109 , so that a frictional electrical connection between the contact pins 101 of the plug 106 and the mating connector 109 will be produced. A retaining bolt 112 ensures a tailor-made attachment of the mating connector 109 on the case 100 of the plug 106 , as well as mechanical stability. Although the contact pins 101 in the illustration according to 2 all an identical length 1 can have the contact pins 101 also different lengths 1 exhibit.

Weitere Ausführungsformen sind bezüglich der Form des Gegensteckers 109 und des Haltebolzens 112 möglich. So kann der Gegenstecker 109 statt für eine Aufsteckung beispielsweise auch dafür ausgelegt sein, in den Hohlraum 110 des Steckers 106 formschlüssig und den Hohlraum 110 vollständig ausfüllend eingesteckt zu werden. Abhängig von der Ausführungsform des Gegensteckers 109 variiert auch die Form des Haltebolzens 112.Other embodiments are with respect to the shape of the mating connector 109 and the retaining bolt 112 possible. So can the mating connector 109 for example, also be designed for a Aufsteckung in the cavity 110 of the plug 106 positive fit and the cavity 110 to be plugged in completely. Depending on the embodiment of the mating connector 109 also varies the shape of the retaining bolt 112 ,

Sowohl die Kontaktpins 101 des Steckers 106 als auch die Kontaktpins des Gegensteckers 109 können auf verschiedene Weise bezüglich Form, Größe, Material und Oberflächenbeschaffenheit ausgeführt sein, ohne vom Kern der Erfindung abweichen. Neben massiven Metallausführungen sind beispielsweise Kunststoffe mit Metallüberzug möglichen, ebenso Kontaktpins 101, die keine elektrische Verbindung herstellen, sondern nur einer reibungsbehafteten mechanischen Kontaktierung zwecks Stabilität dienen. In solchen Fällen können die Kontaktpins 101 und die Kontaktpins des Gegensteckers 109 auch aus elektrisch nicht leitenden Stoffen oder Stoffzusammensetzungen gefertigt werden.Both the contact pins 101 of the plug 106 as well as the contact pins of the mating connector 109 can be embodied in various ways in terms of shape, size, material and surface finish, without departing from the gist of the invention. In addition to solid metal versions, for example, plastics with metal coating are possible, as are contact pins 101 , which do not produce electrical connection, but serve only a frictional mechanical contact for stability. In such cases, the contact pins 101 and the contact pins of the mating connector 109 also be made of electrically non-conductive materials or compositions.

Weiterhin kann die Form der Kontaktpins 101 des Steckers und der Kontaktpins des Gegensteckers 109 eine Vielzahl von Varianten aufweisen. Neben runden, spitz zulaufenden Kontaktstiften oder Kontaktnadeln können beispielsweise auch abgeflachte Kontaktzungen eingesetzt werden.Furthermore, the shape of the contact pins 101 of the plug and the contact pins of the mating connector 109 have a variety of variants. In addition to round, pointed contact pins or contact needles, for example, flattened reeds can be used.

Wie in 2 dargestellt ist, weist der Steckerboden 113 ein im Wesentlichen L-förmiges Aussehen auf. In den bevorzugt im Wege des Spritzgussverfahrens gefertigten Steckerboden 113 des Steckers 106 gemäß der Darstellung in 2 sind die Kontaktpins 101 eingepresst und stehen in einer identischen Länge 1 über den in einen Hohlraum 110 des Steckers 106 begrenzenden Boden hervor. Wie der Darstellung gemäß 2 weiterhin zu entnehmen ist, sind die in 2 dargestellten vier Kontaktpins 101 in einem identischen Abstand h zueinander beabstandet. Auf der vom Hohlraum 110 abgewandten Seite des Steckerbodens 113 verläuft die Leiterbahnstruktur 103. Die Leiterbahnstruktur 103 wird am Steckerboden 113 auf der vom Hohlraum 110 abgewandeten Seite bevorzugt durch Laser-Direkt-Strukturierung (LDS) erzeugt. Dadurch können heute eingesetzte Steckerpins eingespart werden. Wie aus der Darstellung gemäß 2 hervorgeht, ist die im Wege der Laser-Direkt-Strukturierung aufgebrachte Leiterbahnstruk tur 103, die entweder im Wege des Einprägens oder des Aufbringens auf dem Steckerboden 113 erzeugt) wird, mittels Kontaktflächen 102 (Lötpads) mit dem Schaltungsträger 104 kontaktiert. Zusätzlich können während der Metallisierung der Leiterbahnstruktur 103 Bauelemente 108, z. B. passive Bauelemente für Abschirmungszwecke integriert werden. Die Kontaktflächen 102 zwischen der im Bereich der Kontaktierungszone 107 um den Steckerboden 113 herumgeführten Leiterbahnstruktur 103, d. h. die Lot-Pads 102, werden wie SMD-Bau-Elemente (surface mounted devices) zum Beispiel im Reflow-Verfahren verlötet.As in 2 is shown, the plug base 113 a substantially L-shaped appearance. In the preferably manufactured by way of injection molding plug base 113 of the plug 106 as shown in 2 are the contact pins 101 pressed in and are in an identical length 1 over into a cavity 110 of the plug 106 bordering soil. As shown in the illustration 2 It can also be seen that the in 2 illustrated four contact pins 101 spaced apart at an identical distance h. On the from the cavity 110 opposite side of the plug floor 113 runs the conductor track structure 103 , The track structure 103 is on the plug floor 113 on the cavity 110 opposite side preferably generated by laser direct structuring (LDS). As a result, today used connector pins can be saved. As shown in the illustration 2 As can be seen, the applied by means of laser direct structuring Leitererbahnstruk tur 103 either by way of impressing or applying on the plug base 113 generated), by means of contact surfaces 102 (Soldering pads) with the circuit carrier 104 contacted. In addition, during the metallization of the interconnect structure 103 components 108 , z. B. passive components are integrated for shielding purposes. The contact surfaces 102 between in the region of the contacting zone 107 around the plug base 113 guided conductor track structure 103 ie the solder pads 102 , are soldered as SMD construction elements (surface mounted devices), for example, in the reflow process.

Dadurch kann in vorteilhafter Weise der Kupferanteil in der Kontaktierungszone, d. h. im Bereich der Kontaktflächen 102 zwischen dem Schaltungsträger 104 und der Leiterbahnstruktur 103 reduziert werden. Des Weiteren kann ein ansonsten vorgesehener Prozessschritt selektives Löten entfallen. Da die Durchsteck-Montage entfällt, können dem Schaltungsträger 104 ein Zugewinn von Bestückungsfläche z. B. an der Unterseite erreicht werden, sowie ein Zugewinn an Verdrahtungsfläche. Des Weiteren können passive Bauelemente 108 – wie in 2 dargestellt –, die ansonsten auf dem Schaltungsträger 104 angeordnet werden, nunmehr auf der Leiterbahnstruktur 103 am Steckerboden 113 bzw. an der Innenseite des Steckerbodens 113 auf der vom Hohlraum 110 abgewandten Seite untergebracht werden, was zu einer Minimierung des Flächenbedarfes für Passivbauelemente 108 am Schaltungsträger 104 führt.As a result, the proportion of copper in the contacting zone, ie in the area of the contact surfaces, can be advantageously 102 between the circuit carrier 104 and the track structure 103 be reduced. Furthermore, an otherwise provided process step selective soldering can be omitted. Since the push-through mounting is eliminated, the circuit carrier can 104 an increase of assembly area z. B. can be achieved at the bottom, as well as an increase in wiring area. Furthermore, passive components 108 - as in 2 shown - that otherwise on the circuit board 104 be arranged, now on the interconnect structure 103 on the plug floor 113 or on the inside of the plug floor 113 on the cavity 110 away side, resulting in a minimization of space requirements for passive components 108 on the circuit carrier 104 leads.

Die in 2 dargestellte Anordnung wird folgendermaßen gefertigt: Zunächst wird ein Grundkörper des Steckers 106 umfassend Fassung 100 und Steckerboden 113 bevorzugt im Wege des Spritzgießverfahrens spritzgegossen. An diesem Grundkörper, die Fassung 100 und den L-förmig konfigurierten Steckerboden 113 umfassend, wird die Kontaktierungszone 107 ausgebildet. Im Wege der Laser-Direkt-Strukturierung wird im nächsten Herstellungsschritt die Leiterbahnstruktur 103 an der Innenseite des L-förmig ausgeführten Steckerbodens 113 erzeugt. Diese kann entweder an der Innenseite des Steckerbodens 113 aufgeprägt oder auf andere Weise auf diesen aufgebracht werden. Nach der Laser-Direkt-Strukturierung erfolgt ein Metallisieren der zuvor aufgebrachten, sei es eingeprägten oder auf anderem Wege erzeugten Leiterbahnstruktur 103. Das Metallisieren kann z. B. durch Beschichtung mit einem metallischen Film aus Kupfer oder einer anderen leitfähigen Beschichtung realisiert werden. Daran schließt sich ein als „Stichen" bezeichnetes Einpressen des wenigstens einen Kontaktpins 101 in den Grundkörper, d. h. in den Steckerboden 113, an. Wie in 2 dargestellt, sind die dort dargestellten Kontaktpins 101 allesamt derart in den Steckerboden 113 eingesteckt, dass die Kontaktpins 101 um die identische Länge 1 in den Hohlraum 110 der Fassung 100 hineinragen.In the 2 The arrangement shown is manufactured as follows: First, a main body of the plug 106 comprehensive version 100 and plug ground 113 preferably injection molded by way of injection molding. At this body, the version 100 and the L-shaped plug base 113 comprising, the contacting zone 107 educated. By means of laser direct structuring, the next step in the production process is the printed conductor structure 103 on the inside of the L-shaped plug base 113 generated. This can be either on the inside of the plug floor 113 imprinted or otherwise applied to this. After the laser direct structuring, a metallization of the previously applied, be it embossed or otherwise generated conductor track structure 103 , The metallizing can z. B. be realized by coating with a metallic film of copper or other conductive coating. This is followed by pressing in the at least one contact pin, referred to as "stitching" 101 in the body, ie in the plug base 113 , at. As in 2 shown are the contact pins shown there 101 all in such a way in the Steckerboden 113 plugged in that the contact pins 101 around the identical length 1 in the cavity 110 the version 100 protrude.

Während bei der in 1 dargestellten Ausführungsform eine Kontaktierung der Kontaktpins 5 über die Lötstifte 6 mit dem Schaltungsträger 3 erfolgt, verläuft bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung die Kontaktierung der Kontaktpins 101 über die Leiterbahnstruktur auf der Innenseite des L-förmig ausgeführten Steckerbodens. Kontaktpins 6, wie sie bei der Lösung gemäß 1 aus dem Stande der Technik erforderlich sind, können bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausführungsform des Steckers 106 gemäß 2 entfallen.While at the in 1 illustrated embodiment, a contacting of the contact pins 5 over the solder pins 6 with the circuit carrier 3 takes place, in the solution proposed by the invention, the contacting of the contact pins 101 via the conductor track structure on the inside of the L-shaped plug base. contact pins 6 as stated in the solution 1 are required in the prior art, in the proposed embodiment of the plug according to the invention 106 according to 2 omitted.

Im Gegensatz zum Stand der Technik gemäß 1 wird eine Leiterbahnstruktur 103 zu einem Schaltungsträger 104 über Kontaktflächen 102 mithilfe von Laser-Direkt-Strukturierung hergestellt. Der Stecker 106 verfügt idealerweise über eine Kontaktierzone 107, die eine Verteilung der Kontaktflächen 102 auf dem Schaltungsträger 104 ermöglicht, wobei die Kontaktflächen 102 typischerweise als Lot-Bumps ausgeführt sind. In einer Variante der Erfindung kommen Bauelemente 108, zum Beispiel Kondensatoren, Widerstände und Spulen, zum Einsatz, die vorzugsweise zur elektromagnetischen Abschirmung des Steckers 106 dienen und als passive Bauelemente ausgeführt sind.In contrast to the prior art according to 1 becomes a trace structure 103 to a circuit carrier 104 over contact surfaces 102 produced using laser direct structuring. The plug 106 ideally has a contact zone 107 that has a distribution of contact surfaces 102 on the circuit carrier 104 allows, with the contact surfaces 102 typically designed as solder bumps. In a variant of the invention components come 108 , For example, capacitors, resistors and coils, for use, preferably for electromagnetic shielding of the plug 106 serve and are designed as passive components.

Das Gehäuse 300 umschließt den Schaltungsträger 104 und Teile des Steckers 106, wobei Form, Größe, Material und Zusammensetzung des Gehäuses 300 je nach Anwendungsfall variieren können. Typischerweise ist das Gehäuse 300 aus Metall, bildet einen quaderförmigen, hohlen Kasten, der an seinen Rändern den Schaltungsträger 104, die Kontaktierzone 107, Teile des Steckerbodens 113 und der Fassung 100 formschlüssig umgibt. Anwendung findet eine solche Zusammensetzung beispielsweise in Kraftfahrzeugen als Steuerungsgerät.The housing 300 encloses the circuit carrier 104 and parts of the plug 106 , where shape, size, material and composition of the housing 300 can vary depending on the application. Typically, the housing 300 made of metal, forms a cuboid, hollow box, the circuit carrier at its edges 104 , the contacting zone 107 , Parts of the plug floor 113 and the version 100 surrounds positively. Application finds such a composition, for example in motor vehicles as a control device.

In 3 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckers 106 abgebildet. Die Fassung 100 umgibt den Holraum 110, in dem sich als abgeflachte Metallzungen ausgeführte Kontaktpins 101 befinden, in diesem Fall in zweireihiger Anordnung mit horizontalem Abstand d von Kontaktpin 101 zu Kontaktpin 101. Der Haltebolzen 112 ist auf der Oberseite und der Unterseite der Fassung 100 ausgeführt, kann jedoch auch seitlich am linken oder rechten Rand der Fassung 100 angebracht sein. Die auf dem Schaltungsträger 104 zu montierende Kontaktzone 107 ist vorzugsweise auf der Unterseite mit den in 2 abgebildeten Kontaktflächen 102 versehen.In 3 is another embodiment of the plug according to the invention 106 displayed. The version 100 surrounds the hollow space 110 in which contact pins designed as flattened metal tongues 101 in this case, in a two-row arrangement with horizontal distance d of contact pin 101 to contact pin 101 , The retaining bolt 112 is on the top and the bottom of the socket 100 executed, but can also laterally on the left or right edge of the socket 100 to be appropriate. The on the circuit board 104 to be mounted contact zone 107 is preferably on the bottom with the in 2 pictured contact surfaces 102 Mistake.

Gemäß 4 ist ein Motor-Steuerungsgerät 310 dargestellt, für das der erfindungsgemäße Stecker einen wichtigen Bestandteil bildet. Die Kontaktpins 101 sind in dieser Va riante abgeflacht, können jedoch in jeder im Zusammenhang mit 2 erläuterten Form und Anordnung geartet sein, ohne vom Kern und Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Schnittlinie II kennzeichnet einen Ausschnitt, der in 2 als Seitenansicht zu sehen ist, die Anzahl von Reihen von Kontaktpins 101 kann ebenfalls variieren, ohne vom Kern und Wesen der Erfindung abzuweichen.According to 4 is a motor control device 310 represented, for which the plug according to the invention forms an important part. The contact pins 101 are flattened in this variant, but may be related to each 2 be explained form and arrangement without departing from the essence and essence of the present invention. The section line II indicates a section which is in 2 can be seen as a side view, the number of rows of contact pins 101 may also vary without departing from the spirit and essence of the invention.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 3310477 A1 [0001]
- DE 29619867 U1 [0002, 0008, 0011]
EP 1480294 [0003]
- EP 1383360 [0007]
- EP 1480294 B1 [0011]

Claims

Device, in particular plug ( 106 ), Plug connector or plug module with at least one plug for receiving a mating connector device, which is an electrical connection to a at least one line leading layer ( 104 ), in particular to a circuit carrier, the electrical connection via at least one contact pin ( 101 ) in one version ( 100 ) of the plug ( 106 ) is prepared by the at least one contact pin ( 101 ) in the version ( 100 ) at least one contact pin in the mating connector ( 109 ) electrically conductively contacted, characterized in that the forwarding of the at least one contact pin ( 101 ) transmitted electrical signal using a conductor track structure ( 103 ), which is introduced into the version with the technique of laser direct structuring ( 100 ) is impressed or applied to this.

Device according to claim 1, characterized in that the plug ( 106 ) is at least partially made of a plastic produced by means of injection molding technology.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the electrical connection of the at least one electrical signal to the at least one line leading layer ( 104 ) via at least one contact surface ( 102 ) on the surface of the at least one line leading layer ( 104 ) he follows.

Apparatus according to claim 1, characterized in that on the socket ( 100 ) electronic components are placed.

Device according to the preceding claim, characterized in that it is in the electronic components ( 108 ) is an electromagnetic shielding agent.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is in the at least one line leading layer ( 104 ) around a part of a control unit ( 310 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is in the mating connector ( 109 ) is a harness connector.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is in the at least one contact pin ( 101 ) is a flattened metal tongue or a metal pin with a round, rectangular or oval cross-section.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the conductive layer ( 104 ) is designed as a printed circuit board (Printed Circuit Board).

Device for vehicle control ( 310 ), characterized in that for electrical contacting with the periphery of a plug ( 106 ) is used according to one or more of the preceding claims.