DE2742716A1

DE2742716A1 - Connection between electrical component and printed circuit board - by folding wires back to form radially-acting spring contacts to through plated hole

Info

Publication number: DE2742716A1
Application number: DE19772742716
Authority: DE
Inventors: Guenter Thom
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1979-04-05

Abstract

The electronic component's wires are connected to a printed circuit board simply by looping the ends of the wires back on themselves to make a kind of spring that presses outwards against the conducting inside of the hole in the board. Instead of being folded back on itself, the wire may be looped in a vertical plane, coiled in a horizontal plane (helix) or just have a kink set into it. In all cases the wire's deformation behaves as a contact spring acting radially.

Description

Elektrische Verbindung eines Bauteils mit einer LeiterSlatteElectrical connection of a component with a conductor slat

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Verbindung eines Baut es mit einer gedruckten Leiterplatte durch Verklemmen von drahtartigen Anschlusselementen des Bauteils in durchplattierten Bohrungen der Leiterplatte.The invention relates to an electrical connection of a component it with a printed circuit board by clamping wire-like connection elements of the component in plated-through holes in the circuit board.

Eine derartige lötfreie Kontaktierung ist z.B. durch die DT-AS 1 466 257 bekannt geworden. Dabei werden die im Querschnitt mehreckigen Anschlusselemente in die Bohrung eingepresst, so dass sich die parallelen Längskanten der Anschlusselemente in die Innenwand der plattierten Bohrung eindrücken. Um eine haltbare Kontaktierung zu erreichen, müssen dazu relativ hohe Kräfte aufgewendet werden. Die Anschlusselemente von elektronischen Bauelementen sind aber relativ dünn und können daher leicht abknicken. Da auch der Bohrungsdurchmesser nicht beliebig klein gemacht werden kann, eignet sich ein derartiges Verfahren nicht für miniaturisierte elektronische Bauelemente. Ausserdem muss berücksichtigt werden, dass die Anschlusselemente aus rundem Draht hergestellt werden. Um daraus einen scharfkantigen Querschnitt zu formen, bedarf es spezieller Prägewerkzeuge, die den Anschlussdraht voll umgreifen. Das Material muss dann in die scharfen Innenecken der Prägeform hinein verdrängt werden. Da es jedoch auch in axialer Richtung ausweicht, besteht die Gefahr, dass sich die Kanten des Anschlusselementes ungleichmässig ausbilden und dass dadurch der sichere Halt des Anschlusselementes in der Leiterplattenbohrung verlorengeht.Such a solderless contact is e.g. through the DT-AS 1 466 257 became known. The connecting elements are polygonal in cross-section pressed into the hole so that the parallel longitudinal edges of the connecting elements Press into the inside wall of the plated hole. A durable contact To achieve this, relatively high forces have to be used. The connection elements of electronic components are relatively thin and can therefore easily kink. Since the bore diameter cannot be made arbitrarily small, it is suitable Such a method is not suitable for miniaturized electronic components. It must also be taken into account that the connection elements are made of round wire getting produced. In order to form a sharp-edged cross-section from it, you need there are special embossing tools that fully grip the connecting wire. The material must then be displaced into the sharp inner corners of the embossing form. Because it but also evades in the axial direction, there is a risk that the edges of the connection element form unevenly and that thereby the secure hold of the connection element is lost in the PCB hole.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Vermeidung der vorstehenden Nachteile das Anschlusselement so auszubilden, dass es leicht herstellbar und in die Bohrung einsetzbar ist und dass es darin sicher gehalten wird.The object of the invention is to avoid the above Disadvantages to design the connection element so that it is easy to manufacture and in the hole can be used and that it is securely held therein.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Anschlusselement in sich auf eine klemmende Breite gebogen ist, welcher grösser ist als die klemmende Weite der Leiterplattenbohrung.This object is achieved in that the connection element in itself is bent to a clamping width which is greater than the clamping width the PCB hole.

Das Verbiegen des Anschlusselementes lässt sich wesentlich leichter durchführen als das Prägen. Das Anschlusselement verklemmt sich elastisch mit der Leiterplattenbohrung. Die Kontaktkraft kann daher erheblich geringer sein. Damit verringern sich auch die Einsteckkräfte, wodurch sich dieses Verfahren auch für miniaturisierte Bauelemente mit dünnen Anschlusselementen eignet. Die Leiterplattenbohrung kann im Querschnitt erheblich grösser sein als das Anschlusselement und daher leichter durchplattiert werden. Ein Eindrückwerkzeug kann direkt an der Biegung angesetzt werden, so dass die Knickgefahr weitgehend ausgeschaltet wird. Die Biegung kann z.B. so ausgebildet sein, dass sich die Klemmkraft beim Eindrücken verstärkt. Ausserdem ist es möglich, das freie Ende des Anschlusselementes die Biegung so weit überragen zu lassen, dass das Anschluss element durch die Bohrung hindurchragt, bevor es mit seiner Kontaktierungszone in die Leiterplattenbohrung eintritt. Das freie Ende kann dann z.B. mit einer zangenartigen Vorrichtung erfasst und die Kontaktierungszone in die Bohrung hineingezogen werden.Bending the connection element is much easier perform than embossing. The connection element clamps elastically with the PCB hole. The contact force can therefore be considerably lower. In order to The insertion forces are also reduced, which means that this procedure is also beneficial for miniaturized components with thin connection elements are suitable. The PCB hole can be considerably larger in cross-section than the connection element and therefore lighter be plated through. A pressing tool can be attached directly to the bend so that the risk of kinking is largely eliminated. The bend can e.g. be designed in such a way that the clamping force increases when it is pressed in. Besides that it is possible for the free end of the connection element to protrude so far beyond the bend to let that the connection element protrudes through the hole before it with its contacting zone enters the PCB hole. The free end can then, for example, detected with a pincer-like device and the contacting zone be pulled into the hole.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Anschlusselement in sich V-förmig zurückgebogen. Das freie Ende des Anschlusselementes zeigt in Richtung des Bauteils und stützt sich an der Bohrungsinnenwand ab. Es entsteht an der Stirnseite ein Kantenkontakt mit der Plattierung der Bohrung. Das abgespreizte freie Ende bildet ausserdem eine Auflaufschräge, welche das Einführen des Anschlusselementes in die Bohrung erleichtert. Das Anschlusselement kann aber auch wellenförmig gebogen sein, was eine grössere Andrückkraft an der Bohrung ermöglicht.According to one embodiment of the invention, the connection element is in bent back in a V-shape. The free end of the connection element points in the direction of of the component and is supported on the inner wall of the bore. It arises on the front side an edge contact with the plating of the hole. The splayed free end forms also a run-up bevel, which allows the insertion of the connection element into the Drilling facilitated. The connection element can, however, also be curved in a wave-like manner, which enables a greater pressing force on the bore.

Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Anschlusselement schlaufenförmig gewunden. Dies ergibt eine grössere Kontaktfläche und ermöglicht bei hoher Elastizität eine hohe Andrückkraft. Die Windungsebene der Schlaufe kann sich z.B. in axialer Richtung der Bohrung erstrecken. Die Schlaufe liegt dann an zwei gegenüberliegenden Seiten der Bohrung an deren Innenwand an und kann sich in axialer Richtung deformieren. Sie kann daher auch bei erheblichem übermass leicht in die Bohrung hineingedrUckt werden. Lässt man die Windungsebene sich senkrecht zur Bohrungsachse erstrecken, so vergrössert sich die Kontaktfläche. Die Windung kann dann in einfacher Weise mittels eines Stempels in die Bohrung hineingedrückt werden. Vorteilhaft ist es, wenn das Anschlusselement mehrere Windungen aufweist, da sich dann die Kontaktfläche noch me;:ir vergrössert und da mehrere Windungen. in sich stabiler sind. Dies ermöglicht eine grössere Kontakt- und Haltekraft.According to a further embodiment of the invention, the connection element is wound in a loop. This results in a larger contact area and enables a high pressing force with high elasticity. The winding plane of the loop can extend e.g. in the axial direction of the bore. The loop is then on two opposite sides of the hole on its inner wall and can be in deform in the axial direction. It can therefore be light even if it is considerably excessive be pressed into the hole. If one leaves the winding plane perpendicular extend to the bore axis, the contact area increases. The twist can then be pressed into the bore in a simple manner by means of a plunger will. It is advantageous if the connection element has several turns, since then the contact surface is still increased and there are several turns. are inherently more stable. This enables a greater contact and holding force.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Teil einer Leiterplatte mit einer durchplattierten Bohrung und einem darin eingesetzten Anschlusselement eines elektronischen Bauelementes, die Figuren 2 bis 4 die Leiterplatte nach Fig. 1 mit weiteren verschieden ausgebildeten Anschlusselementen.In the following, the invention is illustrated in the drawing with reference to FIG Embodiments explained in more detail. They show: FIG. 1 a cross section through part of a circuit board with a plated through hole and one in it used connection element of an electronic component, Figures 2 to 4 shows the circuit board according to FIG. 1 with further differently designed connection elements.

Fig. 1 zeigt eine Leiterpl:ette 1 mit einer Bohrung 2, deren Innenwand z.B. mit einer Zinnschicht 3 plattiert ist. In die Bohrung 2 ist ein Anschlusselement 4 eines schematisch angedeuteten elektronischen Bauelementes-5 eingesetzt. Das Anschlusselement 4, welches im Querschnitt erheblich kleiner ist als die Bohrung 2, ist so gebogen, dass es sich in dieser verklemmt. Das Anschluss element ist mit seinem freien Ende in sich V-förmig zurückgebogen. Das freie Ende weist in Richtung des Bauelementes 5 und ist spitzwinkelig zur Bohrungsachse von dem zum Bauelement 5 führenden Abschnitt des Anschlusselementes 4 abgespreizt. Es drückt sich mit seiner Stirnkante in die A Innenwand der Zinnschicht 3 ein. Das Anschlusselement 4 wird dementsprechend an der dem freien Ende gegenüberliegenden Seite der Bohrung 2 gegen deren Innenwand gedrückt. Das Anschlusselement 4 wird somit in der Bohrung 2 der Leiterplatte 1 gehalten und mit der Zinnschicht 3 kontaktiert.Fig. 1 shows a printed circuit board 1 with a bore 2, the inner wall of which e.g. is plated with a tin layer 3. A connection element is in the bore 2 4 of a schematically indicated electronic component 5 is used. The connection element 4, which is considerably smaller in cross-section than the hole 2, is bent in such a way that that it is jammed in this. The connection element is with its free end bent back in a V-shape. The free end points in the direction of the component 5 and is at an acute angle to the bore axis of the section leading to the component 5 of the connection element 4 spread apart. Its front edge is pressed into the A. Inner wall of the tin layer 3. The connection element 4 is accordingly on the side of the bore 2 opposite the free end against its inner wall pressed. The connection element 4 is thus in the bore 2 of the circuit board 1 held and contacted with the tin layer 3.

Gemäss Fig. 2 ist ein Anschluss element 6 eines elektronischen Bauelementes wellenförmig gebogen. Das Anschlusselement 6 ist in seinem Klemmbereich steifer, so dass eine höhere Andruckkraft an die Innenwand der Bohrung 2 erzielt werden kann.According to Fig. 2 is a connection element 6 of an electronic component curved in a wave shape. The connection element 6 is more rigid in its clamping area, so that a higher pressing force on the inner wall of the bore 2 can be achieved.

Nach Fig. 3 ist ein weiteres Anschluss element eines nicht dargestellten elektronischen Bauelementes schlaufenförmig gewunden und mit diesem Abschnitt in die Bohrung 2 der Leiterplatte 1 eingesetzt. Die Windungsebene erstreckt sich in axialer Richtung der Bohrung 2 der Leiterplatte 1. Die Anschlusszone des Anschlusselementes 7 kann aus einer oder mehreren Windungen bestehen. In dem vorliegenden Beispiel ist die Einfachwindung zu einer ovalen Form deformiert. Die Längsachse dieser ovalen Windung erstreckt sich annähernd in der Längsachse der Bohrung 2.According to Fig. 3, another connection element is a not shown Electronic component wound in a loop and with this section in the hole 2 of the circuit board 1 is used. The winding plane extends in axial direction of the hole 2 of the circuit board 1. The connection zone of the connection element 7 can consist of one or more turns. In the present example the single turn is deformed to an oval shape. The long axis of this oval The turn extends approximately in the longitudinal axis of the bore 2.

Nach Fig. 4 weist ein anderes Anschlusselement 8 eines elektronischen Bauteiles mehrere Windungen auf, welche in die Bohrung 2 der Leiterplatte 1 eingesetzt sind. Die Windungsebene erstreckt sich senkrecht zur Bohrungsachse. Die Windungen liegen mit ihrem gesamten Umfang an der Innenwand der Bohrung 2 an und sind mit dieser verklemmt. Dies ergibt einen grossflächigen Kontakt mit der Zinnschicht 3. Je nach den elektrischen oder mechanischen Anforderungen kann die Anzahl der Windungen grösser oder kleiner gehalten werden. Das Anschlusselement 8 kann mit Hilfe eines auf die Windungen aufgesetzten Stempels leicht in die Bohrung 2 der Leiterplatte 1 eingedrückt werden.According to FIG. 4, another connection element 8 has an electronic Component has several turns, which are inserted into the bore 2 of the circuit board 1 are. The winding plane extends perpendicular to the axis of the hole. The turns lie with their entire circumference on the inner wall of the bore 2 and are with this jammed. This results in large-area contact with the tin layer 3. Depending on the electrical or mechanical requirements, the number of turns can be kept larger or smaller. The connection element 8 can with the help of a Slightly into the hole 2 of the printed circuit board with the stamp placed on the windings 1 must be pressed in.

7 Patentansprüche 4 Figuren Leerseite7 claims 4 figures Blank page

Claims

Patent claim Q Electrical connection of a building block with a printed circuit board by clamping wire-like connection elements of the Component in plated through holes in the circuit board, which are not shown n z e i c h n e t that the connection element (4, 6, 7, 8) in itself on a clamping Width is bent, which is greater than the clamping width of the bore (2) of the Printed circuit board (1).

2. Electrical connection according to claim 1, characterized in that that the connecting element 24) is bent back in a V-shape.

3. Electrical connection according to claim 1, characterized in that that the connection element (6) is bent in a wave shape.

4. Electrical connection according to claim 1, characterized in that that the connection element (7, 8) is wound in a loop shape.

5. Electrical connection according to claim 4, characterized in that that the winding plane extends in the axial direction of the bore (2).

6. Electrical connection according to claim 4, characterized in that that the winding plane extends perpendicular to the Bohrurgsachse.

7. Electrical connection according to claim 5 or 6, characterized in that that the connection element (s) has several turns.