DE602004005454T2

DE602004005454T2 - Electrischer Verbinder

Info

Publication number: DE602004005454T2
Application number: DE602004005454T
Authority: DE
Inventors: David W. Mendenhall; Hecham K. Elkhatib; Richard Miklinski Jr.
Original assignee: Cinch Connectors Inc
Current assignee: Cinch Connectors Inc
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2007-11-29
Also published as: US20050118888A1; EP1801924A3; DE602004005454T8; DE602004005454D1; EP1632011A1; EP1801924A2; US20050118889A1; WO2005006500A1; WO2005006500A8; US6921270B2; ATE357756T1; JP4327854B2; EP1796220A2; US20040253844A1; US20050153604A1; US7094066B2; EP1796222A3; CN1799168A; US7614883B2; US7261567B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein elektrisches Koppeln und betrifft im Besonderen elektrische Verbinder mit leitfähigen Kontakten. Die Erfindung ist besonders geeignet für den Einsatz auf dem Gebiet der elektrischen Verbindung von schaltungstragenden Elementen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Allgemein werden zahlreiche Typen von elektrischen Verbindern verwendet, um zwei oder mehr schaltungstragende Elemente elektrisch zu koppeln. Beispielsweise werden elektrische Verbinder häufig verwendet, um einen leitfähigen Pfad zwischen Kontaktpads auf einem integrierten Schaltungsbaustein und leitfähigen Bahnen auf einem Substrat, z.B. einer gedruckten Schaltungsplatte, bereitzustellen. Ein typischer Verbinder, welcher für diese Situation und ähnliche Situationen verwendet wird, umfasst ein Niederprofil-Isolationsgehäuse, welches eine Mehrzahl von leitfähigen Kontakten hält und zwischen den integrierten Schaltungsbaustein und das Substrat platziert werden kann. Die Kontakte stehen über die jeweiligen Oberflächen des Gehäuses hinaus vor, um gleichzeitig die Kontaktpads und die leitfähigen Bahnen zu berühren, wenn der integrierte Schaltungsbaustein und das Substrat zusammengedrückt werden.
Vorzugsweise haben die Kontakte eine elastische Qualität und können dadurch zwischen den Pads und den Bahnen verformen und wieder zurück gegen dieselben drängen. Als ein verwandter Punkt sollten die Kontakte einen beträchtlichen Auslenkungsbereich bereitstellen, um mit verschiedenen Typen von Gehäusen, Pads und Bahnen kompatibel zu sein. Es ist ferner bevorzugt, dass der leitfähige Pfad, den der elektrische Strom über das Gehäuse zurücklegen muss, möglichst direkt und kurz ist. Ferner sollte der Kontakt so gestaltet und in dem Gehäuse gehalten sein, dass der elektrische Kontakt zwischen dem Kontakt und dem Pad und der leitfähigen Bahn optimiert wird. Es besteht also Bedarf nach einem verbesserten elektrischen Kontakt, der die/den gewünschte/n Elastizität, Bereich, verkürzten elektrischen Pfad und optimierten Kontakt bereitstellt.
US-A-5242314 offenbart einen elektrischen Verbinder, umfassend ein Gehäuse mit einer Mehrzahl von elektrischen Kontaktvorrichtungen. Die Kontakte sind Federkontakte, die eine im Wesentlichen S-förmige Konfiguration aufweisen.
US-A-5152694 offenbart einen elektrischen Verbinder, umfassend einen isolierenden Träger und eine Mehrzahl von Kontakten. Die Kontakte haben einen relativ flexiblen S-förmigen Bereich.
ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt einen elastischen Kontakt bereit, der in einer durch ein Isolationsgehäuse hindurch angeordneten Öffnung gehalten werden kann, um einen montierten elektrischen Verbinder zu bilden. Der Kontakt weist einen mittleren Bereich auf, von dem sich zwei freitragende Federarme in einer divergierenden Weise erstrecken. Die Enden jedes Federarms definieren eine Anschlussfläche, die über die Oberflächen des Gehäuses hinaus vorsteht, um mit einem Kontaktpad oder einer leitfähigen Bahn in Kontakt zu kommen. Zum Verkürzen des elektrischen Pfades durch den Kontakt erstreckt sich ein länglicher Balgabschnitt von dem Ende eines Federarms in einer Richtung zu dem zweiten Federarm hin. Der Bereich des Balgabschnitts in der Nähe des zweiten Federarms definiert eine erste Kontaktfläche, die einer ähnlichen zweiten Kontaktfläche, die als Teil des zweiten Federarms definiert ist, gegenüberliegt.
Wenn das Kontaktpad und die leitfähige Bahn zueinander hin gedrückt werden, werden die freitragenden Federarme ebenfalls zueinander hin ausgelenkt. Die zwei Kontaktflächen werden dadurch zusammengedrückt, um den verkürzten elektrischen Pfad zu bilden. Um abrasives Gleiten der Kontaktflächen gegeneinander zu verhindern, ist jede Kontaktfläche vorzugsweise mit einer gekrümmten Gestalt ausgebildet. Beim Zusammendrücken berühren die Scheitel der gekrümmten Gestalten einander. Um den Scheiteln ein glattes Gleiten übereinander zu erlauben, ist der Balgabschnitt so ausgebildet, dass eine Elastizität gestattet wird, die der zweiten Kontaktfläche ein Gleiten über den Balgabschnitt erlaubt, wodurch fortgesetzte Auslenkung der Federarme bereitgestellt wird. Vorzugsweise ist die Richtung der Gleitbewegung zwischen der zweiten Kontaktfläche und dem Balgabschnitt normal zu der Ebene, in der die Federarme auslenken.
Um den Kontakt innerhalb des Isolationsgehäuses zu halten, weist der Kontakt Halteglieder auf, die sich von den Seiten des mittleren Bereichs nach außen erstrecken. Bei einer Ausführungsform können die Halteglieder so konfiguriert sein, dass sie an dem Isolationsgehäuse in einer Weise angreifen, die dem Kontakt erlaubt, bezüglich der Öffnung zu schwimmen, so dass der Kontakt sich auf die Orte der Kontaktpads und der leitfähigen Bahnen einstellen kann. Bei einer Ausführungsform können die Halteglieder so konfiguriert sein, dass sie den Kontakt fest mit dem Isolationsgehäuse verbinden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche einen elektrischen Verbinder mit einem Kontakt gemäß vorliegender Erfindung zum Bereitstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einem integrierten Schaltungsbaustein und einem Substrat illustriert.
2 ist eine Detailansicht des angegebenen Bereichs von 1, welche die erste Oberfläche des Gehäuses mit einem in eine Öffnung eingeführten Kontakt illustriert.
3 ist eine Detailansicht von gegenüber der in 2 illustrierten Ansicht, welche die gegenüberliegende zweite Oberfläche des Gehäuses illustriert.
4 ist eine perspektivische Darstellung des elektrischen Kontaktes wie geformt.
5 ist ein Querschnitt entlang der Linie 5-5 von 2, welche den in der Öffnung des Isolationsgehäuses gehaltenen nicht-ausgelenkten Kontakt illustriert und ferner den integrierten Schaltungsbaustein und das Substrat illustriert.
6 ist eine perspektivische Darstellung des in 5 illustrierten Querschnitts.
7 ist eine querschnittliche Darstellung ähnlich zu 5, welche den Kontakt im zwischen dem integrierten Schaltungsbaustein und dem Substrat ausgelenkten Zustand illustriert.
8 ist eine perspektivische Darstellung des in 7 illustrierten Querschnitts.
9 ist eine Seitenansicht, welche die während der Auslenkung des Kontaktes ausgeübten Kräfte illustriert.
10 ist ein Graph, der die in 9 ausgeübten Kräfte wiedergibt.
11 ist eine Seitenansicht eines Kontaktes nach dem Stand der Technik, welche die während der Auslenkung dieses Kontaktes ausgeübten Kräfte illustriert.
12 ist ein Graph, der die in 11 ausgeübten Kräfte wiedergibt.
13 ist eine Draufsicht auf einen aus Metallblech gestanzten Rohling, der zu dem Kontakt geformt werden soll.
14 ist eine querschnittliche perspektivische Darstellung entlang der Linie 14-14 von 3, welche den in dem Isolationsgehäuse gehaltenen Kontakt illustriert.
15 ist eine querschnittliche perspektivische Darstellung entlang der Linie 14-14 von 3, welche in Halteschlitze geformte Vorsprünge illustriert.
16 ist eine perspektivische Darstellung von hinten einer Ausführungsform des mit biegbaren Halteflügeln ausgebildeten Kontaktes.
17 ist eine Draufsicht auf einen aus Metallblech gestanzten Rohling, der zu dem Kontakt von 16 geformt werden soll.
18 ist eine detaillierte perspektivische Darstellung der zweiten Oberfläche des Isolationsgehäuses, welche die in den Öffnungen gehaltenen Kontakte von 16 zeigt.
19 ist eine perspektivische Detailansicht von gegenüber der in 18 illustrierten Ansicht, welche die erste Oberfläche des Isolationsgehäuses illustriert.
20 ist eine querschnittliche perspektivische Darstellung entlang der Linie 20-20 von 18, welche die biegbaren Halteflügel in Anlage an eine Seitenwand illustriert.
21 ist eine querschnittliche perspektivische Darstellung entlang der Linie 20-20 von 18, welche die die Seitenwand fangenden Halteflügel illustriert.
22 ist eine perspektivische Darstellung von hinten einer Ausführungsform des mit Twist-Flügeln ausgebildeten Kontaktes.
23 ist eine Draufsicht auf einen aus Metallblech gestanzten Rohling, der zu dem Kontakt von 22 geformt werden soll.
24 ist eine detaillierte perspektivische Darstellung der zweiten Oberfläche des Isolationsgehäuses, welche die in den Öffnungen gehaltenen Kontakte von 22 zeigt.
25 ist eine perspektivische Detailansicht von gegenüber der in 24 illustrierten Ansicht, welche die erste Oberfläche des Isolationsgehäuses illustriert.
26 ist eine querschnittliche perspektivische Darstellung entlang der Linie 26-26 von 24, welche den in der Öffnung gehaltenen Kontakt illustriert.
27 ist eine perspektivische Darstellung von hinten einer Ausführungsform des mit Widerhaken-Flügeln ausgebildeten Kontaktes.
28 ist eine Draufsicht auf einen aus Metallblech gestanzten Rohling, der zu dem Kontakt von 27 geformt werden soll.
29 ist eine detaillierte perspektivische Darstellung der zweiten Oberfläche des Isolationsgehäuses, welche die in den Öffnungen gehaltenen Kontakte von 27 zeigt.
30 ist eine perspektivische Detailansicht von gegenüber der in 29 illustrierten Ansicht, welche die erste Oberfläche des Isolationsgehäuses illustriert.
31 ist eine querschnittliche perspektivische Darstellung entlang der Linie 31-31 von 29, welche den in der Öffnung gehaltenen Kontakt illustriert.
DETAILBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Es wird nun auf die zeichnerische Darstellung Bezug genommen, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente bezeichnen und gemäß welcher 1 einen beispielhaften elektrischen Verbinder 102 illustriert, konfiguriert zum Halten eines elektrischen Kontakts gemäß vorliegender Erfindung in einer beispielhaften Anwendung. Der elektrische Verbinder ist zwischen einem integrierten Schaltungsbaustein 104, der eine Mehrzahl von elektrisch leit fähigen Kontaktpads oder Anschlussflächen umfasst, und einem Substrat 106, welches eine oder mehrere leitfähige Bahnen umfasst, lokalisiert. Um eine elektrische Kommunikation zwischen den Kontaktpads des integrierten Schaltungsbausteins 104 und den elektrischen Bahnen des Substrates 106 bereitzustellen, umfasst der elektrische Verbinder 102 eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten 100, die in einem Isolationsgehäuse 110 gehalten sind. Um die Kontakte 100 zu halten, umfasst das Isolationsgehäuse 110 eine Mehrzahl von Öffnungen 112, welche durch dasselbe hindurch von einer ersten Oberfläche 114 zu einer zweiten Oberfläche 116 angeordnet sind, siehe 1. Die Öffnungen 112 sind so angeordnet, dass sie zu den Orten der Kontaktpads des integrierten Schaltungsbausteins 104 und der leitfähigen Bahnen des Substrates 106 korrespondieren. Bei geeignet in die Öffnung 112 eingeführtem Kontakt 100 stehen Teile des Kontaktes sowohl über die erste als auch über die zweite Oberfläche hinaus vor und sind daher fähig, einen elektrischen Kontakt mit den Kontaktpads und den leitfähigen Bahnen herzustellen, siehe 2 und 3.
Wenn die vorliegende Erfindung auch im Kontext der Bereitstellung einer elektronischen Kopplung zwischen einem integrierten Schaltungsbaustein und einem Substrat beschrieben wird, so wird dennoch ohne weiteres erkennbar sein, dass die Erfindung gleichermaßen Anwendung finden kann auf das elektronische Koppeln zwischen anderen Typen von elektrischen Komponenten, z.B. zwischen zwei schaltungstragenden Substraten.
Eine Ausführungsform des elektrischen Kontaktes 100 ist in 4 besser illustriert. Der elektrische Kontakt 100 weist einen im Wesentlichen planaren mittleren Bereich 120, definiert durch ein oberes Ende 122 und ein unteres Ende 124, auf. Zum Zwecke der Orientierung definiert das obere Ende 122 eine Aufwärtsrichtung bezüglich des elektrischen Kontaktes und das untere Ende 124 definiert eine Abwärtsrichtung bezüglich des elektrischen Kontaktes 100. Jedoch sind die Ausdrücke "aufwärts" und "abwärts" relativ und keinesfalls als Limitation des erfindungsgemäßen elektrischen Kontaktes auszulegen. Der mittlere Bereich 120 ist ferner definiert durch eine erste Seite 130 und eine zweite Seite 132, welche sich zwischen dem oberen und dem unteren Ende 122, 124 erstrecken, derart, dass der mittlere Bereich eine gegebene Breite 136 aufweist. Bei der illustrierten Ausführungsform kann die Breite des mittleren Bereichs 120 ca. 0,6 mm (0,024 Inch) betragen.
Ein erster Federarm 140 erstreckt sich in einer winkligen Aufwärtsrichtung von dem oberen Ende 122. Der erste Federarm 140 ist mit dem mittleren Bereich 120 in freitragender Weise verbunden, derart, dass der erste Federarm bezüglich des mittleren Bereichs auslenken kann. Der erste Federarm 140 schließt mit einer gekrümmten ersten Anschlussfläche 142 an einem Ort oberhalb des oberen Endes 122 ab. Wenn also, wie in 5 und 6 illustriert, der elektrische Kontakt 100 richtig in der Öffnung 112 platziert ist, steht die erste Anschlussfläche 142 über die erste Oberfläche des Gehäuses hinaus in der Nähe eines Pads 105 auf dem integrierten Schaltungsbaustein 104 vor.
Es wird nun auf 7 und 8 Bezug genommen, gemäß welchen, wenn der integrierte Schaltungsbaustein 104 gegen die erste Oberfläche 114 des Isolationsgehäuses 110 gedrückt oder geklemmt wird, das Pad 105 den ersten Federarm 140 veranlasst, bezüglich des mittleren Bereichs 120 nach unten auszulenken. Faktisch kann der erste Federarm 140 teilweise oder ganz in die Öffnung 112 ausgelenkt werden. Wegen der freitragenden Natur des ersten Federarms 140 und der Elastizität des Kontaktmaterials übt der ausgelenkte erste Federarm 140 eine aufwärtsgerichtete Kontaktkraft gegen das Pad 105 aus, so dass eine geeignete elektrische Verbindung sichergestellt wird.
Wie in 7 und 8 gezeigt, kommt das Kontaktpad 105 tangential mit der gekrümmten ersten Anschlussfläche 142 in Kontakt, wodurch die durch den freitragenden ersten Federarm erzeugte Kontaktkraft konzentriert wird. Hinzu kommt, dass die erste Anschlussfläche 142 – wegen ihrer gekrümmten Gestalt – weniger Neigung zeigt, das Kontaktpad 105 zu durchstoßen oder zu durchdringen. Ferner können die erste Anschlussfläche 142 und der erste Federarm 140 mit im Wesentlichen der gleichen Breite wie der mittlere Bereich 120 gebildet sein. Somit stellt bei solchen Ausführungsformen die Breite der ersten Anschlussfläche 142 eine ausreichende Dimension bereit, über welche Kontakt mit dem Kontaktpad 105 hergestellt werden kann.
Es wird nun auf 4 Bezug genommen, gemäß welcher ein Balgabschnitt 150 sich von der ersten Anschlussfläche 142 im Wesentlichen nach unten erstreckt. Bei der illustrierten Ausführungsform umfasst der Balgabschnitt 150 einen ersten Bereich 156, der sich im Wesentlichen parallel zu dem mittleren Bereich 120 erstreckt, und einen zweiten Bereich 157, der sich im Wesentlichen parallel zu dem ersten Federarm 140 erstreckt. Der erste und der zweite Bereich 156, 157 sind an einer Biegung 154, die in etwa zu der vertikalen Position des mittleren Bereichs 120 korrespondiert, miteinander verbunden. Bei der illustrierten Ausführungsform beträgt der Winkel der Biegung weniger als 90°, so dass der zweite Bereich sich weiterhin im Wesentlichen abwärts erstreckt, bezogen auf den mittleren Bereich. Der Balgabschnitt 150 schließt mit einer ersten Kontaktfläche 152 ab, die sich leicht nach oben, in Richtung zu dem ersten Federarm 140 hin krümmt. Die erste Kontaktfläche 152 kann oberhalb oder unterhalb des unteren Endes 124 des mittleren Bereichs 120 lokalisiert sein. Wie illustriert, können die erste Kontaktfläche 152 und der Balgabschnitt 150 mit der gleichen Breite wie der mittlere Bereich 120 und der erste Federarm 140 gebildet sein.
Es wird nun auf 4 Bezug genommen, gemäß welcher sich von dem unteren Ende 124 des mittleren Bereichs 120 ein zweiter Federarm 160 erstreckt, der mit einer zweiten Anschlussfläche 162 abschließt. Der zweite Federarm 160 umfasst einen ersten Bereich 166, der mit dem unteren Ende 124 in einer freitragenden Weise verbunden ist. Der erste Bereich 166 ist ferner mit einem zweiten Bereich 167 durch eine Krümmung 164 verbunden, welche den zweiten Bereich im Wesentlichen nach unten richtet. Bei der illustrierten Ausführungsform ist die zweite Anschlussfläche 162 unterhalb des unteren Endes 124. Wenn also, wie in 5 und 6 illustriert, der elektrische Kontakt 100 korrekt in der Öffnung 112 platziert ist, dann steht die zweite Anschlussfläche 162 nach unten über die zweite Oberfläche 116 des Isolationsgehäuses 112 hinaus in der Nähe einer elektrischen Bahn 107 auf dem Substrat 106 vor. Ferner – wegen der freitragenden Art, in der der zweite Federarm 160 mit dem mittleren Bereich 120 verbunden ist – kann der zweite Federarm bezüglich des mittleren Bereichs auslenken.
Es wird nun auf 7 und 8 Bezug genommen, gemäß welchen, wenn das Substrat 106 gegen die zweite Oberfläche 116 des Isolationsgehäuses 110 gedrückt oder geklemmt wird, die elektrische Bahn 107 den zweiten Federarm 160 veranlasst, bezüglich des mittleren Bereichs 120 nach oben auszulenken. Faktisch kann der zweite Federarm 160 teilweise oder ganz in die Öffnung 112 ausgelenkt werden. Wegen der freitragenden Natur des zweiten Federarms 160 und der Elastizität des Kontaktmaterials übt der ausgelenkte zweite Federarm eine abwärtsgerichtete Kontaktkraft gegen die elektrische Bahn 107 aus, so dass eine geeignete elektrische Verbindung gewährleistet ist.
Zur Optimierung des Kontaktes zwischen der elektrischen Bahn 107 und der zweiten Anschlussfläche 162 ist die zweite Anschlussfläche mit einer leichten Aufwärtskrümmung ausgestaltet. Es wird erkennbar sein, dass die elektrische Bahn 107 tangential mit dem Scheitel der gekrümmten zweiten Anschlussfläche 162 in Kontakt kommt, wodurch die durch den zweiten Federarm 160 erzeugte Kontaktkraft konzentriert wird. Hinzu kommt, dass die zweite Anschlussfläche 162 – wegen ihrer glatten, gekrümmten Gestalt -weniger Neigung zeigt, die elektrische Bahn 107 zu durchstoßen oder zu durchdringen. Ferner kann die zweite Anschlussfläche 162 mit einer Breite gebildet sein, die gleich oder, wie illustriert, größer ist als die Breite des mittleren Bereichs 120. Somit stellt bei solchen Ausführungsformen die Breite der zweiten Anschlussfläche 162 eine ausreichende Dimension bereit, über welche Kontakt mit der elektrischen Bahn 107 hergestellt werden kann.
Es wird nun auf 4 Bezug genommen, gemäß welcher die Krümmung 164 als eine zweite Kontaktfläche fungieren kann, die zwischen dem ersten Bereich 166 und dem zweiten Bereich 167 lokalisiert ist. Vorzugsweise ist die zweite Kontaktfläche 164 in etwa unterhalb der ersten Kontaktfläche 152 lokalisiert, so dass die zwei Kontaktflächen, wie in 5 und 6 illustriert, als entgegengesetzte Krümmungen erscheinen. Bei der in 5 und 6 illustrierten Ausführungsform sind die erste und die zweite Kontaktfläche 152, 164 durch einen Spalt 168 voneinander getrennt. Ein Vorteil des Bereitstellens des Spalts 168 liegt darin, dass die erste und die zweite Kon taktfläche 152, 164 während der Produktion des Kontaktes leicht plattiert werden können.
Es wird nun auf 7 und 8 Bezug genommen, gemäß welchen, wenn der erste und der zweite Federarm 140, 160 durch den integrierten Schaltungsbaustein und/oder das Substrat zueinander hin ausgelenkt werden, die erste Kontaktfläche 152 gegen die zweite Kontaktfläche 164 gedrückt und dadurch der Spalt eliminiert wird. Dies resultiert in einer Verkürzung des Pfades, den der elektrische Strom durch den Kontakt 100 zurücklegen muss. Weil der Kontakt zwischen dem Balgabschnitt 150 und dem Federarm 160 tangential entlang dem Scheitel der gekrümmten ersten Kontaktfläche 152 und der gekrümmten zweiten Kontaktfläche 164 auftritt, werden Abrasion und die Wahrscheinlichkeit der Beschädigung oder des Zusammenschmelzens der ersten und der zweiten Kontaktfläche vermindert. Wenn die Kräfte, welche die Auslenkung der Federarme verursachen, entfernt werden, kann die Elastizität des Kontaktmaterials bewirken, dass sich die Kontaktflächen 152, 164 trennen, so dass der 5 und 6 illustrierte Spalt 168 wiederhergestellt wird. Ferner: wo die Breiten des Balgabschnitts 150 und des zweiten Federarms 160 ähnlich oder gleich dem mittleren Bereich 120 sind, haben die Kontaktflächen eine geeignete Dimension, über die Kontakt auftreten kann.
Es wird auf 2, 3, 5 und 6 Bezug genommen, gemäß welchen der erste und der zweite Federarm 140, 160 vorzugsweise nicht in einem wesentlichen Ausmaß über die erste und die zweite Oberfläche 114, 116 des Isolationsgehäuse 110 hinaus vorstehen. Dies vermindert die Wahrscheinlichkeit, dass die Federarme 140, 160 während der Auslenkung übermäßig belastet werden, und verhindert dadurch, dass sie permanent verformt werden. Dies vermindert ferner die Wahrscheinlichkeit, dass die vorstehenden Federarme 140, 160 infolge unbeabsichtigten Kontakts mit einem Fremdkörper verbogen oder sonstwie beschädigt werden.
Bezugnehmend auf 5 und 6 wird erkennbar sein, dass, weil die zweite Kontaktfläche 164 innerhalb der Länge des zweiten Federarms 160 lokalisiert ist und im Wesentlichen die gleiche Breite wie der mittlere Bereich 120 aufweist, ein ausreichendes Maß an Oberflächenbereich vorhanden ist, gegen den die erste Kontaktfläche 152 drücken kann. Anders ausgedrückt: eine präzise Ausrichtung zwischen der ersten und der zweiten Kontaktfläche 152, 164 ist nicht erforderlich. Ferner wird erkennbar sein, dass der Balgabschnitt 150 und die erste Kontaktfläche 152 dazu dienen, dass der zweite Federarm nach unten gegen die elektrische Bahn 107 gedrückt wird.
Um den ersten und den zweiten Federarm 140, 160 zu erlauben, dass sie nach dem Anfangskontakt zwischen der ersten und der zweiten Kontaktfläche 152, 164 weiter zueinander hin ausgelenkt werden, können der zweite Federarm und der Balgabschnitt 150 so konfiguriert sein, dass die zweite Kontaktfläche 164 entlang dem Balgabschnitt gleiten kann, siehe 7 und 8. Im Einzelnen erlaubt die elastische Natur des Kontaktmaterials dem Balgabschnitt 150, sich an der ersten Anschlussfläche 142 und der Biegung 154 auf sich selbst zu biegen. Deshalb kann nach dem Anfangskontakt die zweite Kontaktfläche 164 entlang dem zweiten Bereich 157 des Balgabschnitts 150 gleiten, wenn der Balgabschnitt nach oben zu dem ersten Federarm 140 hin versetzt wird. Demgemäß wird die erste Kontaktfläche 152 zu dem mittleren Bereich 120 hin gerichtet, wenn sich der Balgabschnitt 150 biegt. Ein Vorteil des Ermöglichens einer Gleitbewegung der zweiten Kontaktfläche 164 entlang dem ersten Bereich 157 liegt darin, dass dadurch ein größerer Auslenkungsbereich zwischen den Federarmen 140, 160 bereitgestellt wird. Ein weiterer Vorteil des Ermöglichens einer Gleitbewegung der zweiten Kontaktfläche 164 bezüglich der ersten Kontaktfläche 152 liegt darin, dass aufgebaute Verunreinigungen, welche die elektrische Kommunikation über die Kontaktflächen behindern würden, von den Kontaktflächen weggewischt werden können. Wenn die die Auslenkung der Federarme verursachenden Kräfte entfernt werden, kann die zweite Kontaktfläche 164 entlang dem Balgabschnitt 154 zurückgleiten, wodurch der Kontakt 100 veranlasst wird, seine anfängliche nicht-ausgelenkte Gestalt wieder anzunehmen.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kontaktes 100 ist unter Bezugnahme auf 9 demonstriert, die den Kontakt 100 sowohl in seiner anfänglichen nicht-ausgelenkten Gestalt 170 als auch in seiner ausgelenkten Gestalt 171 illustriert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Richtung der Gleitbewegung zwischen der zweiten Kontaktfläche 164 und dem Balgabschnitt 150 normal zu der Ebene, in der der erste und der zweite Federarm 140, 160 auslenken. Diese bevorzugte Konfiguration verbessert die Fähigkeit des Kontaktes, seine anfängliche nicht-ausgelenkte Gestalt zurückzugewinnen, wenn die den ersten und den zweiten Federarm 140, 160 auslenkenden Kräfte entfernt werden. Während der Anfangsauslenkung müssen die Auslenkungskräfte die aufwärts und abwärts gerichteten Elastizitätskräfte, welche von den Federarmen 140, 160 erzeugt werden, überschreiten. Die Vektoren, welche die Auslenkungskräfte und die Elastizitätskräfte repräsentieren, sind in einer vertikalen Ebene orientiert, wie durch den Pfeil 172 angezeigt.
Wenn die erste und die zweite Kontaktfläche 152, 164 in Kontakt miteinander sind und aneinander entlang gleiten, wird eine Reibungskraft erzeugt, welche die Auslenkungskräfte zusätzlich überwinden müssen. Die Kraftvektoren für die Reibungskräfte sind jedoch im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene orientiert, wie durch den Pfeil 173 gezeigt, und sind daher normal zu den Auslenkungskräften. Demgemäß werden die Reibungskräfte den vertikalen Auslenkungskräften nicht wesentlich entgegenwirken. Wenn die Auslenkungskräfte entfernt und die Elastizitätskräfte den ersten und den zweiten Federarm 140, 160 in ihre Anfangspositionen versetzen, werden die Reibungskräfte versuchen, der Gleitbewegung der zweiten Kontaktfläche 164 entlang dem Balgabschnitt 150 einen Widerstand entgegenzusetzen. Doch auch hier gilt, dass die Reibungswiderstandskräfte, weil sie normal zu den Elastizitätskräften sind, die Erholung des Kontaktes nicht wesentlich beeinflussen werden.
Die Beziehung zwischen Kraft und Versetzung für den illustrierten Kontakt kann durch den in 10 gezeigten Graphen repräsentiert werden, worin die Kraft 174 durch die vertikale Achse repräsentiert ist, während die Versetzung 175 durch die horizontale Achse repräsentiert ist. Der Graph von 10 ist eine Repräsentation von Daten, welche mittels computerunterstützter Finite-Elemente-Methode-Simulationen des erfindungsgemäßen Kontaktes generiert wurden. Die Kurve 176 repräsentiert die Beziehungen zwischen Kraft und Versetzung für die Anfangsauslenkung der Federarme zuei nander hin, während Kurve 177 die Erholung der Federarme repräsentiert. Wie repräsentiert, nimmt die Kurve 176 ihren Ausgang von der horizontalen Achse links von dem Punkt, an dem die Erholungskurve 177 die horizontale Achse schneidet. Diese Diskrepanz repräsentiert die Kaltverformung des Metallkontaktes, die während des Anfangsauslenkungszyklus nach Herstellung des Kontaktes auftritt. Die erteilte Kaltverformung resultiert in einem Verformungsrest, der verhindert, dass der Kontakt seine Gestalt vor Auslenkung vollständig zurückgewinnt.
Kurve 178 repräsentiert Folgeauslenkungen der Federarme zueinander hin. Wie erkennbar, tritt Erholung der Federarme von den Folgeauslenkungen, wie durch die Kurve 178 repräsentiert, entlang der Folgeerholungskurve 179 auf. Demgemäß wird der Kontakt – nach Berücksichtigung der Anfangskaltverformung des Kontakts – im Wesentlichen in die gleiche Gestalt zurückkehren. Ferner ist die während der Folgeauslenkungen erzeugte Kurve 178 im Wesentlich ähnlich zu der während der Erholung erzeugten Kurve 179.
Aus dem oben Gesagten wird erkennbar sein, dass der erfindungsgemäße Kontakt eine wesentliche Verbesserung gegenüber Kontakten nach dem Stand der Technik darstellt, bei denen die Auslenkungs-, Elastizitäts- und Reibungskräfte alle innerhalb der gleichen Ebene orientiert sind. Ein Beispiel für einen derartigen Kontakt 180 nach dem Stand der Technik ist in 11 illustriert, die ihn sowohl in seiner anfänglichen nicht-ausgelenkten Gestalt 182 als auch in seiner ausgelenkten Gestalt 183 zeigt. Der Kontakt 180 nach dem Stand der Technik umfasst einen mittleren Bereich 184, einen ersten und einen zweiten elastischen Federarm 185, 186, die einander gegenüberliegen, und sich einwärts erstreckende Finger 187, 188, die an den freien Enden jedes Federarms 185, 186 angeordnet sind. Die Finger 187, 188 greifen in einer überlappenden Beziehung aneinander an. Die Auslenkungs-, Elastizitäts- und Reibungskräfte sind allesamt in einer vertikalen Ebene orientiert, wie durch den Pfeil 189 bezeichnet. Wenn die Auslenkungskräfte entfernt werden und der erste und der zweite Federarm 185, 186 versuchen, in ihre Anfangspositionen zurückzukehren, werden die Reibungskräfte den Elastizitätskräften Widerstand entgegensetzen. Wenn die Elastizitätskräfte nicht ausreichen, um die Reibungskräfte zu überwinden, werden die Federarme 185, 186 nicht in ihre Anfangspositionen zurückkehren.
Der Graph Kraft versus Versetzung für diesen Kontakt ist in 12 illustriert, wobei die Kraft 190 durch die vertikale Achse und die Versetzung 192 durch die horizontale Achse repräsentiert sind. Wie zuvor existiert eine Diskrepanz zwischen der Kurve 194, welche die Anfangsauslenkung repräsentiert, und der Kurve 195, welche die Erholung repräsentiert, infolge der Anfangskaltverformung des Kontaktes und des induzierten Verformungsrests. Folgeauslenkungen der Federarme zueinander hin sind durch Kurve 196 repräsentiert, während Folgeerholungen durch Kurve 197 repräsentiert sind. Wie illustriert, existiert eine beträchtliche Diskrepanz zwischen der während Folgeauslenkungen erzeugten Kurve 196 und der Folgeerholungskurve 197, was dazu führt, dass die beiden Kurven 196, 197 ein Hysteresemuster bilden. Diese Hysterese repräsentiert die Elastizitätskraft, welche die entgegengesetzte Reibkraft überwinden muss. Dieses Problem wird vermieden durch Konfigurieren des in 9 illustrierten erfindungsgemäßen Kontaktes 100 derart, dass die Reibungskräfte normal zu den Elastizitätskräften sind.
Der elektrische Kontakt kann aus einem beliebigen geeigneten leitfähigen Material hergestellt werden, welches die wünschenswerten elastischen Eigenschaften besitzt. Vorzugsweise wird der Kontakt aus Metallblechmaterial hergestellt, dessen Dicke in einem Bereich von z.B. 0,038-0,076 mm (0,0015-0,0030 Inch) angesiedelt ist. Wie beispielsweise in 13 illustriert, kann ein planarer Rohling 180 aus dem Blechmaterial gestanzt werden, der in einer flachgewalzten Anordnung alle die Elemente des Kontaktes umfasst, einschließlich des mittleren Bereichs 120, der Federarme 140, 160 und des Balgabschnitts 150. Demgemäß gibt das Stanzen des Rohlings 180 die Breite 136 dieser Elemente vor. Der planare Rohling 180 kann dann durch eine Serie von Formungsvorgängen bearbeitet werden, um den geformten Kontakt 100 zu bilden, der in 4 illustriert ist. Die Formungsvorgänge vermitteln die gekrümmten Gestalten der Federarme 140, 160 und des Balgabschnitts 150 durch bleibende Kaltverformung des Blechmaterials. Die Verwendung von Blechmaterial ermöglicht eine gewisse Einflussnahme auf die elastischen Eigenschaften durch geeignete Wahl der Dicke des gewählten Blechmaterials. Vorzugsweise werden das Blechmaterial und die geformten Dimensionen so gewählt, dass den Federarmen des elektrischen Kontaktes über zahlreiche Zyklen hinweg Auslenkung zueinander hin und Erholung erlaubt wird.
Um den Kontakt in der Öffnung zu halten, kann der Kontakt ein oder mehrere Halteglieder umfassen, welche an dem Isolationsgehäuse angreifen können. Bei der in 4 illustrierten Ausführungsform zum Beispiel kann das Halteglied als Halteflügel 200 konfiguriert sein. Der Halteflügel 200 ist eine Struktur, die von der ersten Seite 130 des mittleren Bereichs 120 vorsteht und sich zwischen einer oberen Schulter 204 und einer unteren Schulter 206 erstreckt und vertikal koplanar mit dem mittleren Bereich ist. Ebenso kann ein zweiter Halteflügel 202 von der zweiten Seite 132 des mittleren Bereichs vorstehen und sich zwischen einer oberen und einer unteren Schulter 208, 210 erstrecken. Wie in 13 illustriert, sind der erste und der zweite Halteflügel 200, 202 vorzugsweise als integrale Teile des planaren Rohlings gebildet.
Wie in 3 und 14 illustriert, können die Halteflügel 200, 202 von vertikalen Schlitzen 220, 222 aufgenommen sein, welche auf beiden Seiten der Öffnung 112 gebildet sind und die Öffnung an einem Ende beträchtlich erweitern. Die Schlitze 220, 222 sind von der zweiten Oberfläche 116 teilweise in Richtung zu der ersten Oberfläche 114 hin angeordnet und schließen mit zwei respektiven Absätzen 224, 226 ab. Wenn der Kontakt 100 in die Öffnung eingeführt wird, kommen die oberen Schultern 204, 206 der Halteflügel zur Anlage an die Absätze 224, 226. Die Dimension der Schlitze 220, 222 von der zweiten Oberfläche 116 zu den Absätzen 224, 226 dient zum vertikalen Positionieren des Kontaktes innerhalb des Isolationsgehäuses 110.
Aus 15 ist ersichtlich, dass zwei Vorsprünge 228, 230 in der Nähe der unteren Schultern der Halteflügel 200, 202 in die Schlitze geformt sind, um zu verhindern, dass sich der Kontakt 100 nach dem Einführen aus der Öffnung zurückzieht. Die Vorsprünge 228, 230 können durch Verformen der Schlitze 220, 222 nach Einführen des Kontaktes 100 gebildet sein. Aus diesem Grunde ist das Isolationsgehäuse 110 vorzugsweise aus einem verformbaren Material hergestellt, welches bei lokalisierter Erwärmung erweichen kann.
Demgemäß werden die Halteglieder 200, 202 zwischen den Absätzen 224, 226 und den Vorsprüngen 228, 230 gefangen und der Kontakt dadurch in dem Isolationsgehäuse 110 gehalten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Länge der Schlitze 220, 222 zwischen den Absätzen 224, 226 und den Vorsprüngen 228, 230 etwas größer als die Länge der Halteflügel 200, 202 zwischen den oberen Schultern 204, 208 und den respektiven unteren Schultern 206, 210. Weiter bevorzugt ist die Größe der Schlitze 220, 222 größer als die Dicke des die Halteflügel 200, 202 bildenden Metallblechs. Demgemäß ist der Kontakt zu einer leichten Vertikal- und/oder Horizontalbewegung bezüglich des Isolationsgehäuses 110 fähig und kann daher innerhalb der Öffnung 112 schwimmen.
Wie aus 7 und 8 ersichtlich, liegt ein Vorteil der schwimmenden Anordnung des Kontaktes 100 darin, dass der Kontakt sich innerhalb der Öffnung selbst repositionieren kann, wenn der erste und der zweite Federarm 140, 160 zueinander hin ausgelenkt werden. Wenn also das Pad 105 gegen die erste Anschlussfläche 142 drückt, kann sich der schwimmende Kontakt innerhalb der Öffnung 112 verschieben, so dass die Breite der ersten Anschlussfläche im Wesentlichen über dem Pad liegt. Eine ähnliche Ausrichtung kann auftreten, wenn die elektrische Bahn 107 gegen die zweite Anschlussfläche 162 gedrückt wird. Somit werden beim Einführen des Kontaktes auftretende Fehlausrichtungen vermindert. Ein verwandter Vorteil davon, dem Kontakt zu erlauben, sich selbst zu repositionieren, liegt in dem resultierenden Ausgleich der auftretenden Kräfte und Belastungen zwischen dem ersten und dem zweiten Federarm.
Wie in 16 illustriert, können bei einer anderen Ausführungsform des Kontaktes 300 die Halteglieder 310, 312 biegbare Haltepfosten sein. Vor dem Einführen sind die Haltepfosten 310, 312 vertikale Strukturen, die sich von beiden Seiten des mittleren Bereichs 302 erstrecken können. Die Haltepfosten 310, 312 umfassen jeweils ein unteres Segment 314, 316, welches in etwa rechtwinklig bezüglich der Haltepfosten gebogen ist. Demgemäß sind die unteren Segmente 314, 316 normal zu dem mittleren Bereich 302 und stehen von demselben in einer Richtung vor, die im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Richtung ist, in der sich der erste und der zweite Federarm 304, 306 erstrecken. Ferner umfassen die Haltepfosten 310, 312 jeweils ein oberes Segment 318, 320, welches vor dem Einführen in das Isolationsgehäuse im Wesentlichen parallel bezüglich der Ebene des mittleren Bereichs 302 ist. Wie aus 17 ersichtlich, können die Haltepfosten 310, 312 als ein integraler Bereich des zur Herstellung des geformten Kontaktes 300 verwendeten Stanzrohlings 324 gebildet sein und werden folglich die gleiche Dicke haben wie die Federarme 304, 306 und der mittlere Bereich 302.
Zum Angreifen an den Haltepfosten ist die in dem Gehäuse 340 angeordnete Öffnung 342 an einem zweiten Ende 350 wesentlich breiter als an dem ersten Ende 352, siehe 18. Ferner, wie aus 18 und 19 ersichtlich, erstreckt sich das breitere zweite Ende 350 an der ersten Oberfläche 344 weiter entlang der Gesamtlänge der Öffnung 342 als an der zweiten Oberfläche 346. Gemäß 20 umfasst das Isolationsgehäuse 340 eine Seitenwand 348, die sich über den hinteren Bereich des zweiten Endes 350 erstreckt und bezüglich der ersten und der zweiten Oberfläche 344, 346 nach innen versetzt ist. Wenn der Kontakt 300 von der zweiten Oberfläche 346 her in die Öffnung eingeführt wird, kommen die gebogenen unteren Segmente 314, 316 zur Anlage an die Seitenwand 348. Demgemäß dient die Dimension, um welche die Seitenwand 348 gegenüber der zweiten Oberfläche 344 nach innen versetzt ist, zum vertikalen Positionieren des Kontaktes 300 innerhalb des Isolationsgehäuses 340.
Um zu vermeiden, dass sich der Kontakt 340 aus der Öffnung 342 zurückzieht, können die oberen Segmente 318, 320 der Haltepfosten über die Seitenwand 348 gebogen werden, siehe 21. Die Seitenwand 348 wird dadurch zwischen den oberen Segmenten 318, 320 und den unteren Segmenten 314, 316 gefangen. Des Weiteren ist aus 21 ersichtlich, dass durch Lokalisieren der oberen Segmente 318, 320 und der unteren Segmente 314, 316 innerhalb des breiteren zweiten Endes 350 der Öffnung 342 die Segmente nicht über die erste und die zweite Oberfläche 344, 346 des Isolationsgehäuses hinaus vorstehen. Um die oberen Segmente 318, 320 zu biegen, siehe 19, kann ein Werkzeug durch das breitere zweite Ende 350 der Öffnung 342 eingeführt werden, um auf die oberen Segmente 318, 320 aufzutreffen. Aus diesem Grund macht das breitere zweite Ende 350 einen größeren Teil der Gesamtlänge der Öffnung 342 entlang der ersten Oberfläche 344 aus. Ferner, wie in 17 illustriert, können die Haltepfosten mit einer Kerbe oder Falte 322 an den geeigneten Orten ausgebildet sein, um das Biegen der oberen Segmente 318, 320 zu erleichtern.
Ein Vorteil der Verwendung von biegbaren Haltepfosten 310, 312 zum Halten des Kontaktes 300 innerhalb der Öffnung 342 liegt darin, dass sich der Kontakt bezüglich der Öffnung selbst repositionieren kann. Im Einzelnen, wie in 21 illustriert, kann der Kontakt aufgrund dessen, dass die oberen Segmente 318, 320 und die unteren Segmente 314, 316 die Seitenwand 348 fangen, ohne dauerhaft mit der Seitenwand verbunden zu sein, in gewissem Ausmaß bezüglich der Öffnung 342 schwimmen. Schwimmende Anordnung des Kontaktes, wie im Vorstehenden beschrieben, optimiert den Kontakt mit dem Pad auf dem integrierten Schaltungsbaustein und der leitfähigen Bahn auf dem Substrat, indem sie dem Kontakt eine Selbstausrichtung zu einem Pad oder einer leitfähigen Bahn erlaubt.
Bei einer weiteren Ausführungsform, die in 22 illustriert ist, kann der Kontakt 400 einen ersten und einen zweiten Twist-Flügel 410, 412 umfassen, welche von beiden Seiten des mittleren Bereichs 402 vorstehen. Die Twist-Flügel 410, 412 umfassen jeweils ein unteres Segment 414, 416, welches in die Ebene des mittleren Bereichs 402 verdreht oder gedreht ist. Die Twist-Flügel umfassen ferner jeweils eine obere Schulter 418, 420, die im Wesentlichen koplanar bezüglich der Ebene des mittleren Bereichs 402 ist. Wie aus 23 ersichtlich, sind die Twist-Flügel 410, 412 anfänglich als integrale Bereiche des Stanzrohlings 424 gebildet. Während des Formungsvorgangs, der den ersten und den zweiten Federarm 404, 406 formt, wird eine mechanische Kraft auf die unteren Segmente 414, 416 ausgeübt, um die verdrehte Gestalt der geformten Twist-Flügel 410, 412 zu erzeugen.
Zum Angreifen an den Twist-Flügeln umfasst die durch das Gehäuse 440 hindurch angeordnete Öffnung 442 zwei Schlitze 450, 452, die auf beiden Seiten der Öffnung gebildet sind, siehe 24. Wie aus 24 und 25 erkennbar, sind die Schlitze an einem zweiten Ende 454 der Öffnung 442 lokalisiert und erstrecken sich von der zweiten Oberfläche 446 teilweise zu der ersten Oberfläche 444 hin. Die Schlitze schließen also mit zwei respektiven Absätzen 456, 458 ab, siehe 26. Wenn der Kontakt 400 in die Öffnung eingeführt wird, kommen die oberen Schultern 418, 420 zur Anlage an die Absätze 456, 458, wodurch die vertikale Position des Kontaktes bezüglich des Gehäuses 440 festgelegt wird.
Um zu verhindern, dass sich der Kontakt 450 aus der Öffnung 442 zurückzieht, ist die Größe der zwei Schlitze 450, 452 vorzugsweise so, dass die Einführung der verdrehten unteren Segmente 414, 416 einen Interferenzsitz erzeugt. Demgemäß ist der Kontakt 400 mit dem Isolationsgehäuse 440 verbunden und nicht in der Lage, bezüglich der Öffnung 442 zu schwimmen. Ein Vorteil des Verbindens des Kontaktes mit dem Isolationsgehäuse liegt darin, dass die Wahrscheinlichkeit, dass der Kontakt getrennt wird, wesentlich vermindert sind. Ferner wird erkennbar sein, dass kein Teil der Twist-Flügel 410, 412 über die erste oder die zweite Oberfläche 444, 446 hinaus vorsteht und bei der Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit einem Mikrochip oder Substrat stört. Um das Einführen des Kontaktes zu erleichtern, kann das zweite Ende der Öffnung 442 eine in der zweiten Oberfläche 446 angeordnete Vertiefung 456 aufweisen, welche die Verwendung eines Einführungswerkzeugs erlaubt.
Bei einer weiteren Ausführungsform, die in 27 illustriert ist, kann der Kontakt 500 einen ersten und einen zweiten Widerhaken-Flügel 510, 512 umfassen, die von beiden Seiten des mittleren Bereichs 502 vorstehen. Der erste und der zweite Widerhaken-Flügel 510, 512 sind im Wesentlichen koplanar mit dem mittleren Bereich 502 und umfassen im Wesentlichen vertikale Pfostenstrukturen 514, welche mit dem mittleren Bereich verbunden sind. Von der Pfostenstruktur 514, gegenüber der mit dem mittleren Bereich verbundenen Seite, stehen ein oberer Widerhaken 516 und ein unterer Widerhaken 518 vor. Aus 28 ist ersichtlich, dass die Widerhaken-Flügel 510, 512 anfänglich als integrale Bereiche des Stanzrohlings 524 zusammen mit dem oberen und unteren Federarm 504, 506 und dem mittleren Bereich 502 gebildet sein können.
Zum Angreifen an den Widerhaken-Flügeln 510, 512 umfasst die durch das Isolationsgehäuse 540 hindurch zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche 544, 546 angeordnete Öffnung 542 zwei Schlitze 550, 552 an einem Ende, wie in 29 und 30 illustriert. Wie in 31 illustriert, sind die Widerhaken-Flügel 510, 512 in den Schlitzen 550, 552 aufgenommen, wenn der Kontakt 500 richtig in die Öffnung 542 eingeführt ist. Vorzugsweise ist die Größe der Schlitze 550, 552 so, dass ein Interferenzsitz mit den vorstehenden oberen Widerhaken 516 erzeugt wird. Demgemäß ist der Kontakt mit dem Isolationsgehäuse 540 verbunden und nicht in der Lage, in der Öffnung 542 zu schwimmen.
Wie in 29 illustriert, ist eine erste Vertiefung 556 in der zweiten Oberfläche 546 in der Nähe des Endes der Öffnung 542 gebildet, in der die Schlitze 550, 552 gebildet sind. Wie in 31 illustriert, ist die Vertiefung 556 beträchtlich breiter als die Distanz zwischen den Schlitzen 550, 552, wodurch ein Paar von Absätzen 560, 562 entstehen, wo sich die Vertiefung und die Schlitze schneiden. Wenn also der Kontakt 500 in die Öffnung eingeführt wird, können die unteren Widerhaken 518 zur Anlage an die Absätze kommen und dadurch den Kontakt bezüglich des Isolationsgehäuse 540 vertikal positionieren. Ferner wird erkennbar sein, dass, teilweise wegen der Vertiefung 556, kein Teil der Widerhaken-Flügel 510, 512 über die erste oder die zweite Oberfläche 544, 546 hinaus vorsteht und bei der Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit einem Mikrochip oder Substrat stört.
Wie in 29 illustriert, ist ferner eine zweite Vertiefung 558 in der zweiten Oberfläche 546 in der Nähe des Endes der Öffnung gebildet. Die zweite Vertiefung 558 ist gegenüber der ersten Vertiefung 556 lokalisiert und gibt der Öffnung 542 eine hantelförmige Gestalt an der zweiten Oberfläche 546. Die zweite Vertiefung 558 erweitert die Öffnung 542 beträchtlich, um eine zweite Anschlussfläche 507 an dem Ende des unteren Federarms 506 unterzubringen. Demgemäß, wie in 28 und 29 illustriert, kann die zweite Anschlussfläche 507 breiter sein als der zweite Federarm 506 und der mittlere Bereich 502 und dadurch mehr Oberflächenbereich bereitstellen, über den ein elektrischer Kontakt hergestellt werden kann.

Claims

Elektrischer Kontakt (100), umfassend: einen mittleren Bereich (120), welcher ein oberes Ende und ein unteres Ende definiert, wobei der mittlere Bereich ein Halteglied umfasst; einen ersten Federarm (140), der sich von dem oberen Ende in einer Winkelbeziehung nach oben erstreckt, wobei der erste Federarm eine erste Anschlussfläche (142) umfasst; einen zweiten Federarm (160), der sich von dem unteren Ende erstreckt; wobei der zweite Federarm (160) eine zweite Anschlussfläche (162) und eine zweite Kontaktfläche (164), die zwischen dem unteren Ende und der zweiten Anschlussfläche lokalisiert ist, umfasst; einen Balgabschnitt (150), der sich von der ersten Anschlussfläche (142) im Wesentlichen nach unten erstreckt; wobei der Balgabschnitt (150) eine erste Kontaktfläche (152) in der Nähe der zweiten Kontaktfläche (164) umfasst; wodurch Auslenkung des ersten und des zweiten Federarms (140, 160) zueinander hin die erste und die zweite Kontaktfläche (152, 164) zusammendrückt.
Kontakt nach Anspruch 1, wobei ein Spalt (168) die erste Kontaktfläche (152) von der zweiten Kontaktfläche (164) trennt.
Kontakt nach Anspruch 1, wobei der mittlere Bereich (120) im Wesentlichen planar ist.
Kontakt nach Anspruch 1, wobei die erste Anschlussfläche (142) definiert ist durch eine Biegung, welche den ersten Federarm (140) mit dem Balgabschnitt (150) verbindet.
Kontakt nach Anspruch 1, wobei der zweite Federarm (160) sich im Wesentlichen nach unten krümmt.
Kontakt nach Anspruch 5, wobei die zweite Anschlussfläche (162) durch die Krümmung definiert ist.
Kontakt nach Anspruch 6, wobei der zweite Federarm (160) mit der zweiten Anschlussfläche (162) abschließt.
Kontakt nach Anspruch 1, wobei die erste Kontaktfläche (152) sich im Wesentlichen nach oben krümmt.
Kontakt nach Anspruch 1, wobei der Balgabschnitt (150) mit der ersten Kontaktfläche (152) abschließt.
Kontakt nach Anspruch 9, wobei der Balgabschnitt (150) sich zu dem mittleren Bereich (120) hin biegt, wobei die Biegung zwischen der ersten Anschlussfläche (142) und der ersten Kontaktfläche (152) lokalisiert ist.
Kontakt nach Anspruch 1, wobei das Halteglied ein Twist-Flügel (410) ist, der sich von dem mittleren Bereich erstreckt, wobei der Twist-Flügel ein unteres Segment umfasst, welches in Bezug auf den mittleren Bereich verdreht ist.
Kontakt nach Anspruch 1, wobei das Halteglied ein biegbarer Haltepfosten (310) ist, der von dem mittleren Bereich parallel vorsteht.
Kontakt nach Anspruch 12, wobei der biegbare Haltepfosten ein oberes Fangsegment (318) und ein unteres Fangsegment (314) umfasst.
Kontakt nach Anspruch 13, wobei das obere Fangsegment (318) und die unteren Fangsegmente (314) nicht koplanar mit dem mittleren Bereich sind.
Kontakt nach Anspruch 1, wobei der elektrische Kontakt aus einem Rohling gebildet ist, der aus einem Flachmaterial gestanzt ist.
Kontakt nach Anspruch 15, wobei das Flachmaterial aus Beryllium-Kupfer (BeCU) ist.
Kontakt nach Anspruch 11, wobei das Halteglied einen zweiten Twist-Flügel (412) umfasst, der sich von dem mittleren Bereich erstreckt, wobei der zweite Twist-Flügel ein unteres Segment (414) umfasst, welches in Bezug auf den mittleren Bereich verdreht ist.
Kontakt nach Anspruch 13, wobei das Halteglied einen zweiten biegbaren Haltepfosten (312) umfasst.
Kontakt nach Anspruch 18, wobei der zweite biegbare Haltepfosten (312) ein oberes Segment (318) und ein unteres Segment (316) umfasst.
Kontakt nach Anspruch 1, wobei das Halteglied ein Halteflügel (200) ist.
Kontakt nach Anspruch 20, wobei das Halteglied einen zweiten Halteflügel (202) umfasst.
Kontakt nach Anspruch 1, wobei das Halteglied ein Widerhaken-Flügel (510) ist, der von dem mittleren Bereich vorsteht.
Kontakt nach Anspruch 22, wobei das Halteglied einen zweiten Widerhaken-Flügel (512) umfasst, der von dem mittleren Bereich vorsteht.
Kontakt nach Anspruch 1, wobei die erste Kontaktfläche (152) und die zweite Kontaktfläche (164) durch einen Spalt (168) getrennt sind, wenn der erste und der zweite Federarm nicht zueinander hin ausgelenkt sind.
Kontakt nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Kontaktfläche (152, 164) durch einen Spalt (168) getrennt sind und wobei das Zusammendrücken der ersten und der zweiten Kontaktfläche in Eliminierung des Spaltes resultiert.
Kontakt nach Anspruch 1, wobei fortgesetztes Auslenken des ersten und des zweiten Federarms (140, 160) zueinander hin die zweite Kontaktfläche (164) zu Gleiten entlang dem Balgabschnitt (150) veranlasst.
Kontakt nach Anspruch 25, wobei die Richtung der Gleitbewegung der zweiten Kontaktfläche (164) im Wesentlichen normal zur Auslenkungsrichtung des ersten und des zweiten Federarms (140, 160) ist.
Elektrischer Verbinder, umfassend den elektrischen Kontakt (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 27.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 28, ferner umfassend: ein Isolationsgehäuse (110) mit einer ersten Oberfläche (114), einer zweiten Oberfläche (116) und einer Mehrzahl von Öffnungen (112), welche von der ersten Oberfläche (114) zu der zweiten Oberfläche (116) angeordnet sind; und einen elektrischen Kontakt (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 27, angeordnet in jeder Öffnung; wobei der mittlere Bereich des Kontakts innerhalb der Öffnung ist, wobei die erste Anschlussfläche (142) nach oben über die erste Gehäuseoberfläche hinaus vorsteht und wobei die zweite Anschlussfläche (162) nach unten über die zweite Gehäuseoberfläche hinaus vorsteht; wobei das Halteglied den Kontakt innerhalb der Öffnung hält.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 29, wobei die Öffnung eine Seitenwand (348) umfasst und wobei das Halteglied ein biegbarer Haltepfosten (310) zum Fangen der Seitenwand ist.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 30, wobei der biegbare Haltepfosten (310) ein oberes Segment (318) und ein unteres Segment (314) umfasst, die von dem mittleren Bereich weg vorstehen und sich teilweise um die Seitenwand biegen.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 29, wobei die Öffnung einen von der zweiten Oberfläche zugänglichen Schlitz (220) umfasst und wobei das Halteglied ein in dem Schlitz aufgenommener Halteflügel (200) ist.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 32, wobei der Schlitz einen in den Schlitz geformten Vorsprung (228) umfasst zum Fangen des Halteflügels (200).
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 29, wobei die Öffnung (112) einen von der zweiten Oberfläche zugänglichen Schlitz (450) umfasst und wobei das Halteglied ein von dem mittleren Bereich vorstehender Twist-Flügel (410) ist, wobei der Twist-Flügel ein unteres Segment (414) umfasst, welches in Bezug auf den mittleren Bereich verdreht ist, wobei das verdrehte untere Segment einen Interferenzsitz herstellt bei Aufnahme des Twist-Flügels in den Schlitz.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 29, wobei die Öffnung einen von der zweiten Oberfläche zugänglichen und teilweise in Richtung der ersten Oberfläche angeordneten Schlitz (550) umfasst und wobei das Halteglied ein Widerhaken-Flügel (510) ist, der von dem mittleren Bereich vorsteht, wobei der Widerhaken-Flügel einen vorstehenden Widerhaken (516) umfasst, wobei der Widerhaken einen Interferenzsitz herstellt bei Aufnahme des Widerhaken-Flügels in den Schlitz.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 29, wobei der Kontakt (100) schwimmend innerhalb der Öffnung gehalten ist.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 36, wobei der Kontakt (100) eine Vertikalbewegung bezüglich des Isolationsgehäuses (110) durchführen kann.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 36, wobei der Kontakt (100) eine Horizontalbewegung bezüglich des Isolationsgehäuses (110) durchführen kann.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 36, wobei die Öffnungen (112) jeweils eine Seitenwand (348) umfassen und wobei der elastische Kontakt einen biegbaren Haltepfosten (310) umfasst, der die Seitenwand so fängt, dass der elastische Kontakt in der Öffnung schwimmend gehalten werden kann.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 36, wobei die Öffnungen (112) jeweils einen Schlitz (220) umfassen, der von der zweiten Oberfläche teilweise in Richtung der ersten Oberfläche angeordnet ist und mit einem Absatz (224) abschließt, wobei der Schlitz einen Vorsprung (228) in der Nähe der zweiten Oberfläche aufweist; und wobei der elastische Kontakt (100) einen in dem Schlitz aufgenommenen und zwischen dem Absatz und dem Vorsprung gefangenen Halteflügel (200) umfasst.