DE20218295U1 - Contact element for circuit boards which provides both mechanical and electrical connection - Google Patents
Contact element for circuit boards which provides both mechanical and electrical connectionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Kontaktelement für Leiterplatten. Zum Kontaktieren von Leiterplatten ist es bekannt, in durchkontaktierte Bohrungen Stifte einzustecken. Diese Stifte haben üblicherweise einen rechteckigen Querschnitt, so dass die Kanten sich in die Bohrungswand einschieben.The invention is based on a contact element for circuit boards. To contact circuit boards, it is known to insert pins into plated-through holes. These pins usually have a rectangular cross-section so that the edges slide into the hole wall.
Ebenfalls bekannt sind Stifte mit einem runden Querschnitt, die sich unter Umständen über eine größere Fläche mit der Bohrungswand verbinden. Also known are pins with a round cross-section, which may connect to the bore wall over a larger area.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Kontaktelement für Leiterplatten zu schaffen, das eine sowohl mechanisch als auch elektrisch sehr sichere Verbindung ermöglicht.The invention is based on the object of creating a contact element for printed circuit boards which enables a very secure connection both mechanically and electrically.
20 Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Kontaktelement mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.20 To solve this problem, the invention proposes a contact element with the features mentioned in claim 1. Further developments of the invention are the subject of subclaims.
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Durch die Möglichkeit, dass die Kanten aufeinander zu bewegbar sind, lassen sich große Kräfte erzeugen, die zu einer sicheren Verbindung mit der Metallisierung der Bohrungswand führen, auch wenn die Abmessungen des Lochs eine gewisse Toleranz aufweisen. Noch während des Einschiebens des Stiftteils kann eine zunehmende Vertiefung der Furchen erreicht werden, die durch die Kanten hergestellt werden.The ability of the edges to move towards each other allows large forces to be generated, which lead to a secure connection with the metallization of the hole wall, even if the dimensions of the hole have a certain tolerance. Even as the pin part is being pushed in, an increasing deepening of the grooves created by the edges can be achieved.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kanten mindestens teilweise parallel zueinander verlaufen. Insbesondere kann zur Erleichterung des Einschiebens vorgesehen sein, dass das Einführende des Stiftteils zunächst eine Querabmessung aufweist, die deutlich kleiner ist als die Bohrung, in die das Stiftteil eingesetzt werden sollen. Von dort aus können die Kanten divergieren, mindestens in einer Dimension. In dem Bereich, der in eingestecktem Zustand des Kontaktelements innerhalb der Bohrung angeordnet ist, ist dann vorzugsweise die Parallelität der Kanten gegeben.In a further development of the invention, it can be provided that the edges run at least partially parallel to one another. In particular, to facilitate insertion, it can be provided that the insertion end of the pin part initially has a transverse dimension that is significantly smaller than the hole into which the pin part is to be inserted. From there, the edges can diverge, at least in one dimension. In the area that is arranged within the hole when the contact element is inserted, the edges are then preferably parallel.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Rückstellkraft des Stiftteils ab einer bestimmten Auslenkung aus der Ausgangslage stärker ansteigt als vorher, insbesondere sprunghaft stärker. Damit kann eine noch bessere Anpassung an die Festlegung des Kontaktelements erreicht werden.In a further development of the invention, it can be provided that the restoring force of the pin part increases more than before, in particular suddenly, after a certain deflection from the starting position. This allows an even better adaptation to the fixing of the contact element to be achieved.
Eine Möglichkeit, wie der Stiftteil des Kontaktelements ausgebildet sein kann, besteht darin, dass der Stiftteil zwei etwa parallele Arme aufweist, an deren voneinander abgewandten Außenseiten die Kanten gebildet sind.One way in which the pin part of the contact element can be designed is that the pin part has two approximately parallel arms, on whose outer sides facing away from each other the edges are formed.
Der Stiftteil des Kontaktelements kann so ausgebildet sein, dass er von der Seite gesehen eine leicht geschwungene Außenseite aufweist, während er aus einer anderen Richtung gesehen parallele Außenseiten aufweist. The pin part of the contact element can be designed such that it has a slightly curved outer side when viewed from the side, while it has parallel outer sides when viewed from another direction.
G 42246 DE - 3 -G 42246 EN - 3 -
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Rückstellkraft durch eine Verformung des Stiftteils bewirkt wird. Diese Verformung kann beispielsweise eine Durchbiegung der Arme sein. Auch andere Möglichkeiten des Aufbaus des Stiftteils sind denkbar, wobei die Verformung durch entsprechende Gestaltung von Querschnitten beliebig gestaltet werden kann.According to the invention, the restoring force can be caused by a deformation of the pin part. This deformation can be, for example, a bending of the arms. Other possibilities for the construction of the pin part are also conceivable, whereby the deformation can be designed as desired by appropriate design of cross sections.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Armee im Bereich des freien Endes des Stiftteils miteinander verbunden sind. Diese Verbindung kann in einer einfachen Anlage bestehen, aber auch in einer Einstückigkeit. Dann führt die Verformung zu einer Verringerung des Abstands der Arme in dem Bereich, in dem sich die Arme selbst verformen. According to the invention, it can be provided that the arms are connected to one another in the region of the free end of the pin part. This connection can consist of a simple system, but also of a one-piece structure. The deformation then leads to a reduction in the distance between the arms in the region in which the arms themselves deform.
Es ist aber ebenfalls möglich und wird von Erfindung vorgeschlagenen, dass die Arme im Bereich des freien Endes des Stiftteils in der Ausgangslage, das heißt in unverformtem Zustand, einen Zwischenraum freilassen. Das Stiftteil ist mit anderen Worten gabelartig ausgebildet.However, it is also possible and is proposed by the invention that the arms leave a gap in the area of the free end of the pin part in the initial position, i.e. in the undeformed state. In other words, the pin part is designed like a fork.
Es kann vorgesehen sein, dass die freien Enden der Arme einander zugewandte Anlageflächen aufweisen, die bei einer entsprechenden Verformung dann zur Anlage aneinander gelangen und dazu führen, dass bei einer weiteren Verformung eine andere Art der Verformung auftritt.It can be provided that the free ends of the arms have contact surfaces facing each other, which then come into contact with each other in the event of a corresponding deformation and lead to a different type of deformation occurring in the event of a further deformation.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass bei eingestecktem Kontaktelement die Verbindungsstelle der Arme außerhalb der Bohrung der Leiterplatte angeordnet ist, das heißt auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte.According to the invention, it can be provided that when the contact element is inserted, the connection point of the arms is arranged outside the bore of the circuit board, that is to say on the opposite side of the circuit board.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Schutzansprüchen, deren Wortlaut durch BezugnahmeFurther features, details and advantages of the invention emerge from the claims, the wording of which is incorporated by reference
G 42246 DE - 4 -G 42246 EN - 4 -
zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen: S the content of the description, the following description of a preferred embodiment of the invention and the drawing. Herein show: S
Figur 1 eine Seitenansicht des zum Eingriff in eine durch kontaktierte Bohrung bestimmten Teils eines Kontaktelements;Figure 1 is a side view of the part of a contact element intended for engagement in a contacted bore;
Figur 2 eine Seitenansicht der Anordnung der Figur 1 beispielsweiseFigure 2 is a side view of the arrangement of Figure 1 for example
von rechts in Figur 1;
10from the right in Figure 1;
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Figur 3 die Anordnung in verformtem Zustand, wie es in einer Bohrung auftreten kann;Figure 3 shows the arrangement in a deformed state, as it can occur in a bore;
Figur 4 einen Querschnitt durch die Anordnung der Figur 1.Figure 4 shows a cross section through the arrangement of Figure 1.
Figur 1 zeigt das untere Ende eines Kontaktelements zur Verwendung mit Leiterplatten. Das Kontaktelement kann beispielsweise an einen Leistungstransistor gebondet werden, oder in sonstiger Weise mit einem Anschluss versehen sein. Das Kontaktelement enthält einen Stiftteil 1, der in eine durchkontaktierte Bohrung eingesteckt wird. Dieser Stiftteil 1 weist in der in Figur 1 zu sehenden Seitenansicht, nämlich einer Breitseitenansicht, eine geschwungene Außenseite 2 auf. Im Bereich seines freien Endes 3 divergieren die Seiten 2 und gehen dann in die erwähnte leicht geschwungene Form über. Im dargestellten Beispiel enthält der Stiftteil zwei Arme 4, deren freie Enden einen Zwischenraum 5 zwischen sich freilassen. Die einander zugewandten Flächen 6 der Enden der Arme 4 bilden Anlageflächen, die beide komplementär ausgebildet sind, im vorliegenden Beispiel eben.Figure 1 shows the lower end of a contact element for use with printed circuit boards. The contact element can, for example, be bonded to a power transistor or provided with a connection in some other way. The contact element contains a pin part 1 which is inserted into a plated-through hole. In the side view shown in Figure 1, namely a broad side view, this pin part 1 has a curved outer side 2. In the area of its free end 3, the sides 2 diverge and then change into the slightly curved shape mentioned. In the example shown, the pin part contains two arms 4, the free ends of which leave a gap 5 between them. The mutually facing surfaces 6 of the ends of the arms 4 form contact surfaces, both of which are complementary, in the present example flat.
Aus der um 90° versetzten Ansicht der Figur 2 ist zu sehen, dass die anderen Seiten der Arme 4 bzw. des Stiftteils 1 eben verlaufen. DasFrom the view in Figure 2, which is offset by 90°, it can be seen that the other sides of the arms 4 and the pin part 1 are flat.
G 42246 DE - 5 -G 42246 EN - 5 -
Kontaktelement ist aus einem Stück Blech ausgestanzt, so dass sich diese Form ergibt.The contact element is punched out of a piece of sheet metal to create this shape.
Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch den Stiftteil etwa längs Linie IV-IV in Figur 2. Der Stiftteil weist vier Außenkanten 7 auf, die auf einem Rechteck liegen. Diese vier Außenkanten 7 verlaufen, siehe Figur 1, etwa parallel zueinander, mindestens in dem Bereich, der bei eingestecktem Stiftteil noch innerhalb des Lochs der Leiterplatte liegt. Der Stiftteil ist so ausgebildet, dass die Außenkanten 7, siehe nochmals Figur 4, gegen eine Rückstellkraft einander angenähert werden können. Diese Rückstellkraft wird im dargestellten Beispiel durch eine Verformung des Stiftteils erreicht. Diese Verformung wird dabei auf unterschiedliche Bereiche des Stiftteils verteilt. Die Art der Verformung kann man am besten aus dem Vergleich der Figuren 1 und 3 sehen.Figure 4 shows a cross-section through the pin part approximately along line IV-IV in Figure 2. The pin part has four outer edges 7 which lie on a rectangle. These four outer edges 7 run, see Figure 1, approximately parallel to one another, at least in the area which is still within the hole in the circuit board when the pin part is inserted. The pin part is designed in such a way that the outer edges 7, see Figure 4 again, can be brought closer together against a restoring force. In the example shown, this restoring force is achieved by deforming the pin part. This deformation is distributed over different areas of the pin part. The type of deformation can best be seen by comparing Figures 1 and 3.
Das Kontaktelement wird mit seinem Stiftteil 1 senkrecht zur Ebene einer Leiterplatte in ein Loch eingesteckt. Die zunächst divergierende Form der Außenseiten 2, siehe Figur 1, ermöglicht ein leichtes Einsetzen, worauf sich der Stiftteil anschließend zentriert. Sobald die Außenkanten 7 in Kontakt mit der Bohrungswand gelangen, biegen sich die Arme 4 nach innen. Die Verformung wird dabei in erster Linie auf den Verbindungsbereich der Arme 4 mit dem restlichen Teil des Kontaktelements beschränkt. Je nach Größe des Lochs geschieht die Verformung so weit, bis die Anlageflächen 6 der beiden Arme 4 zur gegenseitigen Anlage gelangen, wie dies in Figur 3 schematisch dargestellt ist. Wenn eine nochmalige weitere Verformung auftreten soll, was natürlich von der Größe des Lochs abhängt, wird die weitere Verformung dadurch geschehen, dass die Arme sich in sich selbst verformen, das heißt etwas nach innen gedrückt werden. Diese Verformung tritt während des Ein-Schiebens des Stiftteils nach und nach auf. Während des Einschiebens graben sich die Kanten in die Metallisierung der Bohrungswand ein. Dieses Eingraben wird durch die zunehmende Rückstellkraft unterstützt.The contact element is inserted into a hole with its pin part 1 perpendicular to the plane of a circuit board. The initially diverging shape of the outer sides 2, see Figure 1, enables easy insertion, after which the pin part is then centered. As soon as the outer edges 7 come into contact with the hole wall, the arms 4 bend inwards. The deformation is primarily limited to the connection area of the arms 4 with the rest of the contact element. Depending on the size of the hole, the deformation takes place until the contact surfaces 6 of the two arms 4 come into contact with each other, as shown schematically in Figure 3. If further deformation is to occur, which of course depends on the size of the hole, the further deformation will occur because the arms deform in themselves, i.e. are pushed slightly inwards. This deformation occurs gradually as the pin part is pushed in. During insertion, the edges dig into the metallization of the hole wall. This digging in is supported by the increasing restoring force.
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Es ist mit der dargestellten Formen des Stiftteils möglich, Kaltverschweißungen zwischen der Metallisierung der Bohrungswand und dem Stiftteil 1 zu erreichen.
5With the illustrated shapes of the pin part it is possible to achieve cold welding between the metallization of the bore wall and the pin part 1.
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