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DE102024205057A1 - Electrical connecting element for connecting a printed circuit board to an electrical component - Google Patents

Electrical connecting element for connecting a printed circuit board to an electrical component

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Publication number
DE102024205057A1
DE102024205057A1 DE102024205057.1A DE102024205057A DE102024205057A1 DE 102024205057 A1 DE102024205057 A1 DE 102024205057A1 DE 102024205057 A DE102024205057 A DE 102024205057A DE 102024205057 A1 DE102024205057 A1 DE 102024205057A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit board
printed circuit
connecting element
electrical
electrical connecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024205057.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Werner Riester
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102024205057.1A priority Critical patent/DE102024205057A1/en
Priority to PCT/EP2025/063856 priority patent/WO2025247707A1/en
Publication of DE102024205057A1 publication Critical patent/DE102024205057A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Verbindungselement, umfassend einen Grundkörper an einem ersten Ende des elektrischen Verbindungselements und einen Kontaktbereich an einem zweiten Ende des elektrischen Verbindungselements, wobei sich das elektrische Verbindungselement parallel zu einer Längsebene erstreckt, wobei das elektrische Verbindungselement senkrecht zu der Längsebene in einen Fügebereich einer Leiterplatte einbringbar ist, so dass die Längsebene komplanar zu einer Leiterplattenebene der Leiterplatte angeordnet ist, um eine feste Verbindung mit der Leiterplatte auszubilden, und wobei der Kontaktbereich eingerichtet ist, ein elektrisches Bauteil zu kontaktieren, um die Leiterplatte elektrisch und mechanisch mit dem elektrischen Bauteil zu verbinden. The present invention relates to an electrical connecting element comprising a base body at a first end of the electrical connecting element and a contact area at a second end of the electrical connecting element, wherein the electrical connecting element extends parallel to a longitudinal plane, wherein the electrical connecting element can be inserted perpendicular to the longitudinal plane into a joining area of a printed circuit board, such that the longitudinal plane is arranged coplanar to a printed circuit board plane in order to form a fixed connection with the printed circuit board, and wherein the contact area is configured to contact an electrical component in order to connect the printed circuit board electrically and mechanically to the electrical component.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Verbindungselement zur Verbindung einer Leiterplatte mit einem elektrischen Bauteil sowie eine elektrische Baugruppe mit einer Leiterplatte und dem elektrischen Verbindungselement.The present invention relates to an electrical connecting element for connecting a printed circuit board to an electrical component and to an electrical assembly comprising a printed circuit board and the electrical connecting element.

Zur elektrischen Kontaktierung einer Leiterplatte werden Verbindungselemente benötigt. Diese Verbindungselemente können mittels Einpressen, SMD- oder THT-Technologie auf die Leiterplatte aufgebracht werden. Bei der Verwendung zweier Leiterplatten ist ein Verbindungselement im gewünschten Winkel notwendig. Verbindungselemente können an kritischen Querschnitten nur eingeschränkt erwärmt werden. Des Weiteren weisen Verbindungselemente nach dem Stand der Technik aufgrund thermischer Limitierungen eine eingeschränkte Stromtragfähigkeit auf. Herkömmliche Verbindungselemente weisen des Weiteren eine eingeschränkte Kraftaufnahme in Steckrichtung auf oder benötigen einen zusätzlichen Gehäusekörper. Es wäre wünschenswert, ein elektrisches Verbindungselement zu besitzen, welches bei einfacher und kostengünstiger Herstellbarkeit eine zuverlässige Verbindung einer Leiterplatte mit einem elektrischen Bauteil ermöglicht. Insbesondere soll das elektrische Verbindungselement eine Optimierung des Bauraums ermöglichen und durch eine verbesserte Kühlung den Wirkungsgrad steigern.Connective elements are required for the electrical contacting of a printed circuit board (PCB). These connective elements can be applied to the PCB using press-fit, SMD, or THT technology. When using two PCBs, a connective element at the desired angle is necessary. Connective elements can only be heated to a limited extent at critical cross-sections. Furthermore, due to thermal limitations, current-carrying connective elements according to the current state of the art have a limited current-carrying capacity. Conventional connective elements also have limited force absorption in the insertion direction or require an additional housing. It would be desirable to have an electrical connective element that enables a reliable connection between a PCB and an electrical component while being simple and cost-effective to manufacture. In particular, the electrical connective element should allow for optimization of the installation space and increase efficiency through improved cooling.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße elektrische Verbindungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist den Vorteil auf, dass bei einer einfachen und kostengünstigen Herstellbarkeit eine zuverlässige Verbindung von einer Leiterplatte mit einem elektrischen Bauteil ermöglicht wird. Dabei kann das elektrische Verbindungselement zu einer Optimierung des Bauraums beitragen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das elektrische Verbindungselement einen Grundkörper an einem ersten Ende des elektrischen Verbindungselements und einen Kontaktbereich an einem zweiten Ende des elektrischen Verbindungselements umfasst. Dabei erstreckt sich das elektrische Verbindungselement parallel zu einer Längsebene. Das elektrische Verbindungselement ist senkrecht zu der Längsebene in einem Fügebereich einer Leiterplatte einbringbar, so dass die Längsebene komplanar zu einer Leiterplattenebene der Leiterplatte angeordnet ist, um eine feste Verbindung mit der Leiterplatte auszubilden. Der Kontaktbereich des elektrischen Verbindungselements ist eingerichtet, ein elektrisches Bauteil zu kontaktieren, um die Leiterplatte elektrisch und mechanisch mit dem elektrischen Bauteil zu verbinden. Die Leiterplattenebene verläuft insbesondere mittig durch die Leiterplatte. Durch die flache Ausführung des elektrischen Verbindungselements, welches sich entlang der Längsebene erstreckt, sowie der Fähigkeit, senkrecht zu der Längsebene in einen Fügebereich der Leiterplatte eingebracht zu werden, kann eine zuverlässige Verbindung zwischen dem elektrischen Verbindungselement und der Leiterplatte ausgebildet werden. Dabei kann das elektrische Verbindungselement mittels des Kontaktbereichs an dem zweiten Ende des elektrischen Verbindungselements zuverlässig eine elektrische und mechanische Verbindung mit dem elektrischen Bauteil ausbilden. Durch die flache Ausführung des elektrischen Verbindungselements kann dieses einfach und kostengünstig hergestellt werden. Ferner ermöglicht die Einbringbarkeit des elektrischen Verbindungselements in die Leiterplatte, wobei die Längsebene und die Leiterplattenebene komplanar zueinander ausgerichtet sind, eine hohe Kraftaufnahme des elektrischen Verbindungselements in Steckrichtung.The electrical connecting element according to the invention, with the features of claim 1, has the advantage that it enables a reliable connection between a printed circuit board and an electrical component while being simple and cost-effective to manufacture. The electrical connecting element can also contribute to optimizing the available installation space. This is achieved according to the invention by the electrical connecting element comprising a base body at a first end and a contact area at a second end. The electrical connecting element extends parallel to a longitudinal plane. The electrical connecting element can be inserted perpendicular to the longitudinal plane in a joining area of a printed circuit board, such that the longitudinal plane is arranged coplanar to a plane of the printed circuit board to form a secure connection with the printed circuit board. The contact area of the electrical connecting element is designed to contact an electrical component in order to connect the printed circuit board to the component electrically and mechanically. The plane of the printed circuit board, in particular, runs centrally through the printed circuit board. The flat design of the electrical connector, which extends along the longitudinal plane, and its ability to be inserted perpendicular to this plane into a mating area of the printed circuit board (PCB), allows for a reliable connection between the connector and the PCB. The contact area at the other end of the connector ensures a reliable electrical and mechanical connection to the electrical component. The flat design of the connector allows for simple and cost-effective manufacturing. Furthermore, the connector's ability to be inserted into the PCB with its longitudinal plane and PCB plane aligned coplanarly enables high force absorption in the insertion direction.

Das elektrische Bauteil ist vorzugsweise eine weitere Leiterplatte. Weiter bevorzugt grenzt der Grundkörper an den Kontaktbereich an.The electrical component is preferably another printed circuit board. More preferably, the base body borders the contact area.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims describe preferred embodiments of the invention.

Vorzugsweise umfasst der Grundkörper einen Kopfbereich mit einem ersten Durchmesser und einen Halsbereich mit einem zweiten Durchmesser. Dabei ist der Kopfbereich an dem ersten Ende und der Halsbereich in Richtung des Kontaktbereichs angeordnet. Der erste Durchmesser ist größer als der zweite Durchmesser, so dass entlang der Leiterplattenebene eine formschlüssige Verbindung mit der Leiterplatte ausbildbar ist. Somit ist das elektrische Verbindungselement eingerichtet, in eine Hinterschneidung in der Leiterplatte einzugreifen, um die formschlüssige Verbindung auszubilden. Hierdurch können zuverlässig hohe Kräfte von dem elektrischen Verbindungselement auf die Leiterplatte übertragen werden, ohne dass das elektrische Verbindungselement aus der Leiterplatte ausbricht.Preferably, the base body comprises a head region with a first diameter and a neck region with a second diameter. The head region is located at the first end, and the neck region extends towards the contact area. The first diameter is larger than the second diameter, enabling a positive-locking connection with the printed circuit board (PCB) along the PCB plane. Thus, the electrical connector is designed to engage in an undercut in the PCB to form the positive-locking connection. This allows high forces to be reliably transmitted from the electrical connector to the PCB without the connector breaking out of the PCB.

Weiter bevorzugt weist der Kopfbereich entlang der Längsebene einen kreisförmigen Querschnitt auf. Der kreisförmige Querschnitt kann die Kraftübertragung von dem elektrischen Verbindungselement auf die Leiterplatte verbessern und Spannungsspitzen reduzieren.Preferably, the head region has a circular cross-section along the longitudinal plane. The circular cross-section can improve the force transmission from the electrical connector to the printed circuit board and reduce voltage spikes.

Des Weiteren weist der Grundkörper vorzugsweise Kontaktnasen auf, die eingerichtet sind, die Leiterplatte zu kontaktieren, um eine Pressverbindung mit der Leiterplatte auszubilden. Hierdurch kann zuverlässig eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem elektrischen Verbindungselement und der Leiterplatte ausgebildet werden. Die Kontaktnasen erstrecken sich vorzugsweise senkrecht zur Längsebene.Furthermore, the base body preferably has contact lugs designed to contact the printed circuit board (PCB) in order to form a press fit. This ensures a reliable, force-fit connection between the electrical connection element and the PCB. and formed on the printed circuit board. The contact lugs preferably extend perpendicular to the longitudinal plane.

Weiter bevorzugt ist das elektrische Verbindungselement ein Stanzprägebauteil. Durch die flache Ausführung des elektrischen Verbindungselements entlang einer Längsebene kann dieses zuverlässig und kostengünstig als Stanzprägebauteil ausgeführt werden. Zusätzlich kann das elektrische Verbindungselement vorzugsweise spanend bearbeitet werden. Des Weiteren kann das elektrische Verbindungselement zusätzlich passiviert werden.Preferably, the electrical connector is a stamped pre-cut component. Due to its flat design along a longitudinal plane, the electrical connector can be reliably and cost-effectively manufactured as a stamped pre-cut component. Additionally, the electrical connector can preferably be machined. Furthermore, the electrical connector can be passivated.

Der Kontaktbereich des elektrischen Verbindungselements bildet vorzugsweise ein Lötpin oder einen Einpresspin aus. Hierdurch kann eine zuverlässige Verbindung der Leiterplatte mittels des elektrischen Verbindungselements mit dem elektrischen Bauteil ermöglicht werden. Die Kontaktierung mittels eines Lötpins oder eines Einpresspins kann einfach in den Herstellungsprozess integriert werden.The contact area of the electrical connector preferably forms a solder pin or a press-fit pin. This enables a reliable connection between the printed circuit board and the electrical component via the electrical connector. Contacting via a solder pin or a press-fit pin can be easily integrated into the manufacturing process.

Der Grundkörper weist vorzugsweise eine größere Höhe senkrecht zur Längsebene auf als der Kontaktbereich. Somit kann der Grundkörper zuverlässig in der Leiterplatte fixiert werden und der Kontaktbereich mit reduzierter Kraft mit dem elektrischen Bauteil verbunden werden.The base body preferably has a greater height perpendicular to the longitudinal plane than the contact area. This allows the base body to be reliably fixed in the printed circuit board and the contact area to be connected to the electrical component with reduced force.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine elektrische Baugruppe, umfassend eine Leiterplatte und ein zuvor beschriebenes elektrisches Verbindungselement. Dabei bildet das elektrische Verbindungselement mit einem Fügebereich der Leiterplatte eine feste Verbindung aus, wobei die Längsebene des elektrischen Verbindungselements komplanar zu einer Leiterplattenebene der Leiterplatte angeordnet ist. Hierdurch kann eine zuverlässige Verbindung der elektrischen Baugruppe mittels des elektrischen Verbindungselements mit einem elektrischen Bauteil ermöglicht werden. Das elektrische Verbindungselement kann mittels des Fügebereichs an die stromführenden Lagen der Leiterplatte angebunden werden, so dass eine optimale Stromführung von der Leiterplatte zu dem elektrischen Bauteil ermöglicht werden kann. Der Fügebereich hat einen geringen Platzbedarf auf der Leiterplatte, so dass mittels der erfindungsgemäßen elektrischen Baugruppe der Bauraum optimiert werden kann und die Layoutfläche auf der Leiterplatte vergrößert werden kann.Furthermore, the invention relates to an electrical assembly comprising a printed circuit board (PCB) and a previously described electrical connector. The electrical connector forms a rigid connection with a joining area of the PCB, the longitudinal plane of which is coplanar to a PCB plane. This enables a reliable connection of the electrical assembly to an electrical component via the electrical connector. The electrical connector can be connected to the current-carrying layers of the PCB via the joining area, thus enabling optimal current flow from the PCB to the electrical component. The joining area requires little space on the PCB, allowing the installation space to be optimized and the layout area on the PCB to be increased using the electrical assembly according to the invention.

Vorzugsweise ist das elektrische Verbindungselement mittels einer Lotschicht mit der Leiterplatte verbunden. Hierdurch können die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Verbindung zwischen dem elektrischen Verbindungselement und der Leiterplatte verbessert werden. Die Lotschicht wird vorzugsweise mittels einer Lotpaste zwischen das elektrische Verbindungselement und die Leiterplatte eingebracht und in einem Reflow-Lötverfahren ausgebildet.Preferably, the electrical connector is bonded to the printed circuit board (PCB) by means of a solder layer. This improves the electrical and mechanical properties of the connection between the electrical connector and the PCB. The solder layer is preferably applied between the electrical connector and the PCB using solder paste and formed in a reflow soldering process.

Weiter bevorzugt ist am Fügebereich der Leiterplatte ein Kühler angeordnet. Der Kühler ist insbesondere mittels eines isolierenden Wärmeleitmediums am Fügebereich angeordnet. Mittels des Kühlers kann zuverlässig Wärme von dem elektrischen Verbindungselement abgeführt werden, wodurch die Lebensdauer und der Wirkungsgrad der elektrischen Baugruppe verbessert werden kann. Des Weiteren kann durch die Kühlung die Stromtragefähigkeit der elektrischen Baugruppe und des elektrischen Verbindungselements erhöht werden oder die Temperaturklasse der Leiterplatte reduziert werden. Die Kontaktfläche zwischen Kühler und elektrischer Baugruppe erstreckt sich vorzugsweise parallel zur Leiterplattenebene.Preferably, a cooler is arranged at the joining area of the printed circuit board. The cooler is arranged at the joining area, in particular by means of an insulating thermal interface material. The cooler reliably dissipates heat from the electrical connection element, thereby improving the service life and efficiency of the electrical assembly. Furthermore, the cooling can increase the current-carrying capacity of the electrical assembly and the electrical connection element, or reduce the temperature class of the printed circuit board. The contact surface between the cooler and the electrical assembly preferably extends parallel to the plane of the printed circuit board.

Der Fügebereich weist vorzugsweise eine Ausnehmung in einem Randbereich der Leiterplatte zur Aufnahme des elektrischen Verbindungselements auf. Hierdurch kann das elektrische Verbindungselement platzsparend im Randbereich der Leiterplatte angeordnet werden.The joining area preferably has a recess in an edge region of the printed circuit board to accommodate the electrical connecting element. This allows the electrical connecting element to be arranged in a space-saving manner in the edge region of the printed circuit board.

Der Fügebereich der Leiterplatte weist vorzugsweise eine metallische Beschichtung auf. Weiter bevorzugt ist die metallische Beschichtung passiviert. Mittels der metallischen Beschichtung kann zuverlässig eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem elektrischen Verbindungselement und der Leiterplatte ausgebildet werden.The joining area of the printed circuit board preferably has a metallic coating. Preferably, the metallic coating is passivated. The metallic coating enables a reliable electrical and mechanical connection between the electrical connector and the printed circuit board.

Der Grundkörper und der Kontaktbereich des elektrischen Verbindungselements erstrecken sich vorzugsweise entlang einer Längsachse. Hierdurch kann die Kraftaufnahme in Steckrichtung verbessert werden.The base body and the contact area of the electrical connector preferably extend along a longitudinal axis. This improves the force absorption in the insertion direction.

Alternativ ist der Grundkörper vorzugsweise in einem Winkel zum Kontaktbereich angeordnet. Durch die Winkelanordnung kann die Leiterplatte und das elektrische Bauteil mittels des elektrischen Verbindungselements flexibel und bauraumoptimiert angeordnet werden.Alternatively, the base body is preferably arranged at an angle to the contact area. This angled arrangement allows the circuit board and the electrical component to be positioned flexibly and in a space-optimized manner using the electrical connection element.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

  • 1 eine schematische Ansicht einer elektrischen Baugruppe aus einer Leiterplatte und einem elektrischen Verbindungselement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 eine schematische perspektivische Ansicht des elektrischen Verbindungselements gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 3 eine schematische perspektivische Ansicht der Leiterplatte gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
  • 4 eine schematische perspektivische Ansicht einer elektrischen Baugruppe mit einer Leiterplatte und einem elektrischen Verbindungselement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings. The drawing shows:
  • 1 a schematic view of an electrical assembly consisting of a printed circuit board and an electrical connecting element according to a first embodiment of the invention,
  • 2 a schematic perspective view of the electrical connecting element according to the first embodiment of the invention,
  • 3 a schematic perspective view of the printed circuit board according to the first embodiment of the invention, and
  • 4 a schematic perspective view of an electrical assembly comprising a printed circuit board and an electrical connecting element according to a second embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Bevorzugt sind alle gleichen Bauteile, Elemente und/oder Einheiten in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Preferably, all identical components, elements and/or units in all figures are provided with the same reference numerals.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 ein elektrisches Verbindungselement 1 und eine elektrische Baugruppe 100 mit einer Leiterplatte 2 und dem elektrischen Verbindungselement 1 im Detail beschrieben.The following refers to the 1 to 4 An electrical connecting element 1 and an electrical assembly 100 with a printed circuit board 2 and the electrical connecting element 1 are described in detail.

1 zeigt die elektrische Baugruppe 100, welche die Leiterplatte 2 und drei elektrische Verbindungselemente 1 umfasst. Dabei bilden die elektrischen Verbindungselemente 1 eine feste Verbindung mit der Leiterplatte 2 aus. 1 Figure 1 shows the electrical assembly 100, which comprises the printed circuit board 2 and three electrical connecting elements 1. The electrical connecting elements 1 form a fixed connection with the printed circuit board 2.

Die elektrischen Verbindungselemente1 umfassen einen Grundkörper 10 und einen Kontaktbereich 13. Dabei ist der Grundkörper 10 an einem ersten Ende 11 und der Kontaktbereich 13 an einem zweiten Ende 12 des elektrischen Verbindungselements 1 angeordnet. Das elektrische Verbindungselement 1 erstreckt sich parallel zu einer Längsebene, welche komplanar zu einer Leiterplattenebene der Leiterplatte 2 angeordnet ist.The electrical connecting elements 1 comprise a base body 10 and a contact area 13. The base body 10 is arranged at a first end 11 and the contact area 13 at a second end 12 of the electrical connecting element 1. The electrical connecting element 1 extends parallel to a longitudinal plane which is coplanar to a printed circuit board plane of the printed circuit board 2.

Die Längsebene liegt vorzugsweise auf einer Längsachse des elektrischen Verbindungselements 1.The longitudinal plane preferably lies on a longitudinal axis of the electrical connecting element 1.

Die Leiterplattenebene erstreckt sich vorzugsweise entlang einer Haupterstreckungsrichtung der Leiterplatte 2 und ist mittig in der Leiterplatte 2 angeordnet.The printed circuit board plane preferably extends along a main extension direction of the printed circuit board 2 and is arranged centrally in the printed circuit board 2.

Der Grundkörper 10 weist einen Kopfbereich 14 mit einem ersten Durchmesser d1 und einen Halsbereich 15 mit einem zweiten Durchmesser d2 auf. Dabei ist der Kopfbereich 14 an dem ersten Ende 11 angeordnet und der Halsbereich 15 in Richtung des Kontaktbereichs 13 angeordnet. Der Kopfbereich 14 weist entlang der Längsebene einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Dabei ist der erste Durchmesser d1 des Kopfbereichs 14 größer als der zweite Durchmesser d2 des Halsbereichs 15. Somit kann das elektrische Verbindungselement 1 mit einer Hinterschneidung in einem Fügebereich 30 der Leiterplatte 2 eine formschlüssige Verbindung ausbilden.The base body 10 has a head region 14 with a first diameter d1 and a neck region 15 with a second diameter d2. The head region 14 is located at the first end 11, and the neck region 15 is positioned towards the contact region 13. The head region 14 has a substantially circular cross-section along its longitudinal plane. The first diameter d1 of the head region 14 is larger than the second diameter d2 of the neck region 15. Thus, the electrical connecting element 1 can form a positive-locking connection with an undercut in a joining area 30 of the printed circuit board 2.

Der Grundkörper 10 weist umfangseitig sieben Kontaktnasen 16 auf, welche sich senkrecht zur Längsebene erstrecken und den Fügebereich 30 der Leiterplatte 2 kontaktieren. Dabei liegt zwischen den Kontaktnasen 16 und dem Fügebereich 30 vorzugsweise eine Übermaßpassung vor, so dass mittels der Kontaktnasen 16 eine Pressverbindung zwischen dem elektrischen Verbindungselement 1 und der Leiterplatte 2 ausgebildet werden kann.The base body 10 has seven contact lugs 16 around its circumference, which extend perpendicular to the longitudinal plane and contact the joining area 30 of the printed circuit board 2. An interference fit preferably exists between the contact lugs 16 and the joining area 30, so that a press fit can be formed between the electrical connecting element 1 and the printed circuit board 2 by means of the contact lugs 16.

Das elektrische Verbindungselement 1 ist ein Stanzprägebauteil, welches vorzugsweise aus einem Metallblech hergestellt wird. Dabei wird das elektrische Verbindungselement 1 in einem ersten Schritt aus dem Metallblech herausgestanzt. Anschließend kann eine Formgebung des elektrischen Verbindungselements 1 mittels eines Prägeprozesses stattfinden.The electrical connector 1 is a stamped and embossed component, preferably manufactured from a metal sheet. In a first step, the electrical connector 1 is stamped out of the metal sheet. Subsequently, the electrical connector 1 can be shaped by means of an embossing process.

Der Kontaktbereich 13 des elektrischen Verbindungselements 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist als Einpresspin 21 ausgebildet. Mittels des Einpresspins 21 kann eine zuverlässige elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem elektrischen Verbindungselement 1 und einem elektrischen Bauteil ausgebildet werden. Dabei bricht der Einpresspin 21 vorzugsweise eine Oberfläche des elektrischen Bauteils auf, so dass eine gasdichte Verbindung zwischen dem elektrischen Bauteil und dem elektrischen Verbindungselement 1 entstehen kann.The contact area 13 of the electrical connecting element 1 according to the first embodiment of the invention is designed as a press-fit pin 21. A reliable electrical and mechanical connection between the electrical connecting element 1 and an electrical component can be formed by means of the press-fit pin 21. The press-fit pin 21 preferably breaks open a surface of the electrical component, so that a gas-tight connection can be created between the electrical component and the electrical connecting element 1.

Der Fügebereich 30 der Leiterplatte 2 weist eine metallische Beschichtung 31 auf, welche als gleichmäßige Schicht zwischen der Leiterplatte 2 und dem elektrischen Verbindungselement 1 ausgebildet ist.The joining area 30 of the printed circuit board 2 has a metallic coating 31, which is formed as a uniform layer between the printed circuit board 2 and the electrical connecting element 1.

Die Form des Fügebereichs 30 entspricht der Form des Grundkörpers 10 des elektrischen Verbindungselements 1. Dabei weist der Fügebereich 30, angrenzend an den Randbereich 32 der Leiterplatte 2, einen quaderförmigen Halsbereich auf, welcher eingerichtet ist, den Halsbereich 15 des elektrischen Verbindungselements 1 zu kontaktieren. Daran angrenzend weist der Fügebereich 30 einen kreisförmigen Bereich auf, welcher eingerichtet ist, den Kopfbereich 14 des elektrischen Verbindungselements 1 zu kontaktieren. Somit bildet der Fügebereich 30 eine Hinterschneidung, mittels welcher das elektrische Verbindungselement 1 eine formschlüssige Verbindung mit der Leiterplatte 2 ausbilden kann.The shape of the joining area 30 corresponds to the shape of the base body 10 of the electrical connecting element 1. Adjacent to the edge region 32 of the printed circuit board 2, the joining area 30 has a cuboid-shaped neck region, which is designed to contact the neck region 15 of the electrical connecting element 1. Adjacent to this, the joining area 30 has a circular region, which is designed to contact the head region 14 of the electrical connecting element 1. Thus, the joining area 30 forms an undercut by means of which the electrical connecting element 1 can form a positive-locking connection with the printed circuit board 2.

Das elektrische Verbindungselement 1 wurde senkrecht zu der Längsebene in den Fügebereich 30 der Leiterplatte 2 eingebracht. Insbesondere wurde das elektrische Verbindungselement 1 in den Fügebereich 30 eingepresst. Zusätzlich kann die elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem elektrischen Verbindungselement 1 und der Leiterplatte 2 mittels einer Lotschicht verbessert werden.The electrical connector 1 was inserted perpendicular to the longitudinal plane into the joining area 30 of the printed circuit board 2. Specifically, the electrical connector 1 was pressed into the joining area 30. Additionally, the electrical and mechanical connection between the electrical connector 1 and the printed circuit board 2 can be improved by means of a solder layer.

In 2 ist das elektrische Verbindungselement 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus 1 perspektivisch dargestellt. Der Grundkörper 10 des elektrischen Verbindungselements 1 erstreckt sich linear senkrecht zur Längsebene. Hierdurch kann das elektrische Verbindungselement 1 besonders einfach mittels eines Stanzprozesses aus einem Metallblech hergestellt werden.In 2 The electrical connecting element 1 according to the first embodiment is made of 1 The diagram is shown in perspective. The base body 10 of the electrical connecting element 1 extends linearly perpendicular to the longitudinal plane. This allows the electrical connecting element 1 to be manufactured particularly easily from a sheet of metal using a stamping process.

Der Kontaktbereich 13 weist senkrecht zur Längsebene eine geringere Höhe auf als der Grundkörper 10.The contact area 13 has a lower height perpendicular to the longitudinal plane than the base body 10.

Insbesondere der Einpresspin 21 des Kontaktbereichs 13 wird mittels eines Prägeschritts hergestellt.In particular, the press-fit pin 21 of the contact area 13 is manufactured by means of an embossing step.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Leiterplatte 2 aus 1. Die Leiterplatte 2 weist sieben Fügebereiche 30 mit einer gleichen Geometrie auf. Die Fügebereiche 30 sind mit einem konstanten Abstand zueinander an einen Randbereich 32 der Leiterplatte 2 angeordnet. Somit bilden die Fügebereiche 30 Einbuchtungen, in welche die elektrischen Verbindungselemente 1 eingebracht werden können. 3 shows a perspective view of circuit board 2 from 1 The printed circuit board 2 has seven joining areas 30 with identical geometry. The joining areas 30 are arranged at a constant distance from each other along an edge region 32 of the printed circuit board 2. Thus, the joining areas 30 form recesses into which the electrical connecting elements 1 can be inserted.

Alle Fügebereiche 30 weisen vorzugsweise eine metallische Beschichtung 31 auf. Die Fügebereiche 30 gleichen von der Form her den Grundkörpern 10 der elektrischen Verbindungselemente 1, so dass zwischen den elektrischen Verbindungselementen 1 und den Fügebereichen 30 eine kraft- und formschlüssige Verbindung hergestellt werden kann.All joining areas 30 preferably have a metallic coating 31. The joining areas 30 are similar in shape to the base bodies 10 of the electrical connecting elements 1, so that a force-fit and form-fit connection can be established between the electrical connecting elements 1 and the joining areas 30.

4 zeigt die elektrische Baugruppe 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel ähnelt dem ersten Ausführungsbeispiel und unterscheidet sich insbesondere durch die Ausbildung des Kontaktbereichs 13 des elektrischen Verbindungselements 1 von dem ersten Ausführungsbeispiel. 4 Figure 1 shows the electrical assembly 100 according to a second embodiment of the invention. The second embodiment is similar to the first embodiment and differs from the first embodiment in particular in the design of the contact area 13 of the electrical connecting element 1.

Der Kontaktbereich 13 ist im zweiten Ausführungsbeispiel als Lötpin 20 ausgebildet. Somit lässt sich das elektrische Verbindungselement 1 mittels des Lötpins 20 in eine Öffnung in ein elektrisches Bauteil einbringen. Anschließend kann der Lötpin 20 des elektrischen Verbindungselements 1 mit dem elektrischen Bauteil verlötet werden, um eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem elektrischen Verbindungselement 1 und dem elektrischen Bauteil herzustellen. Der Lötpin 20 kann zur SMD- oder THT-Kontaktierung des elektrischen Bauteils ausgeführt sein.In the second embodiment, the contact area 13 is designed as a solder pin 20. This allows the electrical connecting element 1 to be inserted into an opening in an electrical component using the solder pin 20. The solder pin 20 of the electrical connecting element 1 can then be soldered to the electrical component to establish an electrical and mechanical connection between the electrical connecting element 1 and the electrical component. The solder pin 20 can be designed for SMD or THT contacting of the electrical component.

Im Fügebereich 30 der Leiterplatte 2 und an die Grundkörper 10 des elektrischen Verbindungselements 1 angrenzend kann vorzugsweise ein Kühler angeordnet sein. Hierdurch kann Wärme vom elektrischen Verbindungselement 1 abgeführt werden. Zwischen dem Kühler und dem elektrischen Verbindungselement 1 ist vorzugsweise ein isolierendes Wärmeleitmedium angeordnet, so dass ein Stromfluss zwischen den elektrischen Verbindungselementen 1 verhindert werden kann.A cooler can preferably be arranged in the joining area 30 of the printed circuit board 2 and adjacent to the base body 10 of the electrical connecting element 1. This allows heat to be dissipated from the electrical connecting element 1. An insulating thermal conductivity is preferably arranged between the cooler and the electrical connecting element 1, so that current flow between the electrical connecting elements 1 can be prevented.

Der Grundkörper 10 und der Kontaktbereich 13 des elektrischen Verbindungselements 1 sind entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordnet. Alternativ kann der Kontaktbereich 13 des elektrischen Verbindungselements 1 auch in einem Winkel zum Grundkörper 10 angeordnet sein.The base body 10 and the contact area 13 of the electrical connecting element 1 are arranged along a common longitudinal axis. Alternatively, the contact area 13 of the electrical connecting element 1 can also be arranged at an angle to the base body 10.

Somit kann mittels des elektrischen Verbindungselements 1 eine zuverlässige Verbindung zwischen der Leiterplatte 2 und dem elektrischen Bauteil hergestellt werden. Dabei ist das elektrische Verbindungselement 1 einfach und kostengünstig in der Herstellung. Durch die kompakte Bauweise des elektrischen Verbindungselements 1 kann die Layoutfläche auf der Leiterplatte 2 optimiert werden. Des Weiteren kann durch die flexible Gestaltbarkeit des Kontaktbereichs 13 das elektrische Bauteil bauraumoptimiert kontaktiert werden.Thus, a reliable connection between the printed circuit board 2 and the electrical component can be established using the electrical connecting element 1. The electrical connecting element 1 is simple and cost-effective to manufacture. Its compact design allows for optimization of the layout area on the printed circuit board 2. Furthermore, the flexible design of the contact area 13 enables space-optimized contact with the electrical component.

Claims (11)

Elektrisches Verbindungselement, umfassend - einen Grundkörper (10) an einem ersten Ende (11) des elektrischen Verbindungselements (1) und - einen Kontaktbereich (13) an einem zweiten Ende (12) des elektrischen Verbindungselements (1), - wobei sich das elektrische Verbindungselement (1) parallel zu einer Längsebene (L-L) erstreckt, - wobei das elektrische Verbindungselement (1) senkrecht zu Längsebene (L-L) in einen Fügebereich (30) einer Leiterplatte (2) einbringbar ist, sodass die Längsebene komplanar zu einer Leiterplattenebene der Leiterplatte (2) angeordnet ist, um eine feste Verbindung mit der Leiterplatte (2) auszubilden, und - wobei der Kontaktbereich (13) eingerichtet ist, ein elektrisches Bauteil zu kontaktieren, um die Leiterplatte (2) elektrisch und mechanisch mit dem elektrischen Bauteil zu verbinden.Electrical connecting element comprising - a base body (10) at a first end (11) of the electrical connecting element (1) and - a contact area (13) at a second end (12) of the electrical connecting element (1), - wherein the electrical connecting element (1) extends parallel to a longitudinal plane (L-L), - wherein the electrical connecting element (1) can be inserted perpendicular to the longitudinal plane (L-L) into a joining area (30) of a printed circuit board (2) such that the longitudinal plane is arranged coplanar to a printed circuit board plane of the printed circuit board (2) in order to form a fixed connection with the printed circuit board (2), and - wherein the contact area (13) is configured to contact an electrical component in order to electrically and mechanically connect the printed circuit board (2) to the electrical component. Elektrisches Verbindungselement nach Anspruch 1, wobei der Grundkörper (10) einen Kopfbereich (14) mit einem ersten Durchmesser (d1) und einen Halsbereich (15) mit einem zweiten Durchmesser (d2) umfasst, wobei der Kopfbereich (14) an dem ersten Ende (11) und der Halsbereich (15) in Richtung des Kontaktbereichs (13) angeordnet ist und wobei der erste Durchmesser (d1) größer ist als der zweite Durchmesser (d2), sodass entlang der Leiterplattenebene eine formschlüssige Verbindung mit der Leiterplatte (2) ausbildbar ist.Electrical connecting element according to Claim 1 , wherein the base body (10) has a head region (14) with a first diameter (d1) and a neck region (15) with a second diameter knife (d2) comprises the head region (14) at the first end (11) and the neck region (15) in the direction of the contact region (13) and the first diameter (d1) being larger than the second diameter (d2) so that a positive connection with the printed circuit board (2) can be formed along the plane of the printed circuit board. Elektrisches Verbindungselement nach Anspruch 2, wobei der Kopfbereich (14) entlang der Längsebene einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.Electrical connecting element according to Claim 2 , wherein the head region (14) has a circular cross-section along the longitudinal plane. Elektrisches Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (10) Kontaktnasen (16) aufweist, die eingerichtet sind, die Leiterplatte (2) zu kontaktieren, um eine Pressverbindung mit der Leiterplatte (2) auszubilden.Electrical connecting element according to one of the preceding claims, wherein the base body (10) has contact lugs (16) which are configured to contact the printed circuit board (2) in order to form a press connection with the printed circuit board (2). Elektrisches Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektrische Verbindungselement (1) ein Stanzprägebauteil ist.Electrical connecting element according to one of the preceding claims, wherein the electrical connecting element (1) is a stamped pre-assembled component. Elektrisches Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontaktbereich (13) einen Lötpin (20) oder einen Einpresspin (21) ausbildet.Electrical connecting element according to one of the preceding claims, wherein the contact area (13) forms a solder pin (20) or a press-fit pin (21). Elektrische Baugruppe, umfassend eine Leiterplatte (2) und ein elektrisches Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektrische Verbindungselement (1) mit einem Fügebereich (30) der Leiterplatte (2) eine feste Verbindung ausbildet und wobei die Längsebene des elektrischen Verbindungselements (1) komplanar zu einer Leiterplattenebene der Leiterplatte (2) angeordnet ist.Electrical assembly comprising a printed circuit board (2) and an electrical connecting element (1) according to one of the preceding claims, wherein the electrical connecting element (1) forms a fixed connection with a joining area (30) of the printed circuit board (2) and wherein the longitudinal plane of the electrical connecting element (1) is arranged coplanar to a printed circuit board plane of the printed circuit board (2). Elektrische Baugruppe nach Anspruch 7, wobei das elektrische Verbindungselement (1) mittels einer Lotschicht mit der Leiterplatte (2) verbunden ist.Electrical assembly according to Claim 7 , wherein the electrical connecting element (1) is connected to the circuit board (2) by means of a solder layer. Elektrische Baugruppe nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei am Fügebereich (30) der Leiterplatte (2) ein Kühler angeordnet ist, insbesondere mittels eines isolierenden Wärmeleitmediums.Electrical assembly according to one of the Claims 7 or 8 , wherein a cooler is arranged at the joining area (30) of the circuit board (2), in particular by means of an insulating thermal conducting medium. Elektrische Baugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Fügebereich (30) eine Ausnehmung in einem Randbereich (32) der Leiterplatte (2) zur Aufnahme des elektrischen Verbindungselements (1) aufweist.Electrical assembly according to one of the Claims 7 until 9 , wherein the joining area (30) has a recess in an edge area (32) of the printed circuit board (2) for receiving the electrical connecting element (1). Elektrische Baugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Fügebereich (30) eine metallische Beschichtung (31) aufweist.Electrical assembly according to one of the Claims 7 until 10 , wherein the joining area (30) has a metallic coating (31).
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