EP1125345A1 - Verfahren zur herstellung eines elektrischen verbinders und nach diesem verfahren hergestellter verbinder - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines elektrischen verbinders und nach diesem verfahren hergestellter verbinder

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EP1125345A1 EP99948639A EP99948639A EP1125345A1 EP 1125345 A1 EP1125345 A1 EP 1125345A1 EP 99948639 A EP99948639 A EP 99948639A EP 99948639 A EP99948639 A EP 99948639A EP 1125345 A1 EP1125345 A1 EP 1125345A1
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printed circuit
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    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49123—Co-axial cable

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an electrical connector which has at least one free-standing pin which can be contacted with a conductor of a printed circuit board.
  • the invention also relates to a connector manufactured by this method.
  • Such connectors are known under the name "print connector” in high frequency technology.
  • the electrical and mechanical quality of the connection is particularly important.
  • high demands must therefore be made on the contact quality of the inner and outer conductors, as well as on the shielding properties of the connectors and printed circuit board pair.
  • the portable use of associated devices requires high mechanical stability of the connection.
  • a high-frequency connection is conventionally achieved on printed circuit boards by contacting the inner conductor and the outer conductor of the coaxial connector with the corresponding conductors on the printed circuit board. The contacts are often soldered to the circuit board or plugged directly into the circuit board. The type of contacting of the printed connector on the circuit board can be designed in different ways.
  • Printed connectors are often fitted and soldered onto the printed circuit board using the well-known SMD technology; this is done primarily in the reflow soldering process that is particularly suitable for this purpose.
  • the connector is inserted into holes that are cut out on the printed circuit board, mostly through-plated, that is to say metallically coated, and are often soldered on the underside of the board in the so-called wave soldering process, which is particularly suitable for this purpose.
  • the coaxial connectors with the inner conductor and the outer conductor are inserted directly, gastight, into specially adapted, metallic conductive bores in the printed circuit board using specially shaped, slightly resilient notches.
  • the connector is embedded and soldered horizontally on the edge of a cutout on a printed circuit board edge. The connector axis is not selected vertically as in the previously described method, but rather parallel to the plane of the printed circuit board.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned, which enables a much cheaper manufacture of connectors of the type mentioned.
  • a profiled, prismatic or rod-shaped extension gear body is rotated at least at one end about an axis in such a way that the at least one pin is exposed from an edge or profiling of the starting body.
  • What is essential for the method is the aforementioned starting body, from which a connector according to the invention can be produced by turning much more cost-effectively and simply than before.
  • a connector of the type mentioned can be produced essentially solely by turning the said starting body.
  • the processing machines required for this are considerably less expensive than the milling approaches previously required.
  • the starting body mentioned can be produced in particular by drawing, extrusion or casting.
  • a drawn starting body has proven to be particularly advantageous.
  • a significant increase in the strength of the free-standing pens, the so-called print feet, is possible. Accordingly, the contacts are much more stable. Deformations and bending of these feet can be avoided in the manufacturing and handling processes.
  • FIG. 1 shows a spatial view of an initial body
  • FIG. 2 shows a cross section through the starting body according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a three-dimensional view of a connector according to the invention for standing installation on a printed circuit board, this connector being particularly suitable for reflow soldering,
  • Connectors that are suitable for standing installation on a printed circuit board and especially for wave soldering
  • Figure 6 is a connector according to the invention, which is placed horizontally on a circuit board shown here only in sections.
  • FIG. 1 shows an output body 30, which is preferably made of metal and has four radially projecting ribs 2-5 running parallel to a longitudinal axis A.
  • the starting body 30 is preferably made of a material which is drawn in the direction of the axis A.
  • the starting body 30 is thus shaped in a profiled manner. However, it can also be prismatic or otherwise rod-shaped. In addition to being drawn, it can also be produced by extrusion or casting.
  • FIG. 2 shows a cross section through the starting material 30. As FIG. 2 shows, the starting material 30 consists of a cylindrical base body 1 and four evenly projecting ribs 2, 3, 4 and 5.
  • the output body 30 is machined around the axis A.
  • the roller-shaped region 1 is partially turned away with the diameter d.
  • the ribs 2 to 5 are thereby exposed and form the print feet 19 to 22 in the connector 18 shown in FIG. 3.
  • the passage 18a shown in FIG. 3 and the lateral surface 18b are preferred. wise also turn around axis A.
  • the connector 18 can be made from the output body 30 substantially solely by turning.
  • the connector 18 is preferably a coaxial connector outer conductor using SMD technology. It is placed upright on a printed circuit board and contacted using reflow soldering. This type of soldering is known per se.
  • Different shapes of print feet 19 to 22 can be produced by the configuration of the cross section of the output body 30. Basically, the output body 30 can also be prismatic in cross section, for example square in cross section. The edges of the original body then form the correspondingly shaped print feet. The shape of the print feet can also be changed by changing the diameter d and the depth of the expansion.
  • FIG. 4 shows a connector 6 which has four shoulders 12 to 15 and chronically tapered inlets 16 and 17. These paragraphs 12 to 15 and the inlets 16 and 17 are also made by turning.
  • the connector 6 is provided for standing installation on a printed circuit board.
  • the well-known wave soldering is particularly suitable for contacting here.
  • FIG. 5 shows a further variant of a connector 7 which has four print feet 8 to 11.
  • FIG. 6 shows a connector 23 which is inserted horizontally into a rectangular groove 27 in a printed circuit board 28.
  • the connector 23 is a coaxial connector housing. It only has two print feet 24 and 25. These print feet 24 and 25 form outer conductor contacts and are produced solely by turning.
  • the output body used for this connector 23 accordingly has only two ribs, for example in FIGS. gur 2 the ribs 2 and 3.
  • the connector 23 has two parallel outer surfaces 26, which can be produced, for example, by milling.
  • An embodiment is also conceivable in which the connector has only one foot for the electrical contact.
  • versions with more than four feet or pins are also conceivable.

Abstract

Der Verbinder (6, 7, 18, 23) weist wenigstens einen freistehenden Stift (8 bis 11; 19 bis 22; 24, 25) auf, der mit einem Leiter einer Leiterplatine (28) kontaktierbar ist. Zur Herstellung des Verbinders wird ein profilierter, prisma- oder stangenförmiger Ausgangskörper (30) wenigstens an seinem einen Ende um eine Achse (A) derart drehbearbeitet, dass aus einer Kante oder Profilierung des Ausgangskörpers (30) der wenigstens eine Stift freigelegt wird. Das Verfahren ist wesentlich kostengünstiger als das bisherige Fräsen und ergibt im Fall eines gezogenen Ausgangskörpers besonders stabile Stifte.

Description

Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders und nach diesem Verfahren hergestellter Verbinder
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders, der wenigstens einen freistehenden Stift aufweist, der mit einem Leiter einer Leiterplatine kontaktierbar ist. Die Erfindung betrifft zudem ein nach diesem Verfahren hergestellter Verbinder.
Solche Verbinder sind unter der Bezeichnung "Printverbinder" in der Hochfrequenztechnik bekannt. In der Hochfrequenztechnik kommt es auf die elektrische und mechanische Güte der Verbindung im besonderen Masse an. Zur Vermeidung von unerwünschten Dämp- fungs- und Abstrahlungseffekten an der Verbindungsstelle sind daher an die Kontaktgüte von Innen- und Aussenleiter, sowie an die Abschirmeig-enschaften der Verbinder, Leiterplatinenpaaruπg hohe Anforderungen zu stellen. Darüber hinaus erfordert ein por- tabler Einsatz zugehöriger Geräte eine hohe mechanische Stabilität der Verbindung. Herkömmlicherweise wird eine Hochfrequenzverbindung an Leiterplatinen erreicht, indem der Innenleiter und der Aussenleiter des Koaxialverbinders mit den entsprechenden Leitern auf der Leiterplatine kontaktiert werden. Oft werden die Kontakte auf der Leiterplatine angelötet oder direkt in die Leiterplatine eingesteckt. Die Art der Kontaktierung der Printverbinder an die Leiterplatine kann verschiedenartig gestaltet sein. Häufig werden Printverbinder in der bekannten SMD-Technologie auf die Leiterplatine bestückt und gelötet, dies geschieht vor allem im dafür besonders geeigneten Reflow-Lötverfahren. Bei einer anderen oft angewandten Art der Kontaktierung wird der Verbinder in eigens dafür auf der Leiterplatine ausgesparte, meist durchkontaktierte, d.h. metallisch beschichtete Löcher gesteckt und platinenunterseitig oft in dem dafür besonders geeigneten sogenannten Schwallbad- Lötverfahren angelötet. In einem anderen Verfahren werden die Koaxialverbinder mit dem Innenleiter und dem Aussenleiter über speziell geformte in sich leicht federnde kerbstiftartice Füsschen direkt gasdicht in wiederum eigens dafür angepasste, metallisch leitende Bohrungen in der Leiterplatine gesteckt. In einem weiteren, oft angewandten Verfahren wird der Verbinder liegend randseitig an einer Leiterplatinenkante angelegte Aussparung eingebettet und gelötet. Die Verbinderachse ist hierbei nicht wie bei dem vorgängig beschriebenen Verfahren senkrecht, sondern parallel zur Ebene der Leiterplatine gewählt.
Die Herstellung solcher Verbinder, bzw. Printverbinder erfolgte bisher im Fräsverfahren auf vergleichsweise teuren Fertigungsanlagen. Die Geometriemerkmale der Verbinder sind je nach Art der Kontaktabgabe zur Leiterplatte unterschiedlich. Das bisher verwendete Fräsverfahren war vergleichsweise aufwendig und zeitiπ- tensiv, wobei zu beachten ist, dass solche Verbinder in hohen Stückzahlen hergestellt werden. Die Handhabung wird zudem durch die kleine Dimension solcher Verbinder erschwert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art zu schaffen, das eine wesentlich kostengünstigere Herstellung von Verbindern der genannten Art ermöglicht.
Die Aufgabe ist bei einem gattungsgemässen Verfahren dadurch gelöst, dass ein profilierter, prisma- oder stangenförmiger Aus- gangskörper wenigstens an seinem einen Ende um eine Achse derart drehbearbeitet wird, dass aus einer Kante oder Profilierung des Ausgangskörpers der wenigstens eine Stift freigelegt wird. Wesentlich für das Verfahren ist der genannte Ausgangskörper, aus dem durch Drehbearbeitung ein erfindungsgemässer Verbinder wesentlich kostengünstiger und einfacher als bisher herstellbar ist. Ein Verbinder der genannten Art lässt sich im wesentlichen allein durch Drehbearbeiten des genannten Ausgangskörpers herstellen. Die dazu notwendigen Bearbeitungsmaschinen sind wesentlich kostengünstiger als die bisher notwendigen Fräsanlacen. Der genannte Ausgangskörper kann insbesondere durch Ziehen, Strangpressen oder Giessen hergestellt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich ein gezogener Ausgangskörper erwiesen. Hierbei ist eine wesentliche Festigkeitssteigerung der freistehenden Stifte, den sogenannten Printfüsschen möglich. Entsprechend sind die Kontakte viel stabiler. Verformungen und Verbiegungen an diesen Printfüsschen können bei den Herstellungs- und Handlingsprozessen vermieden werden.
Eine weitere, technisch interessante Möglichkeit ergibt sich durch eine zusätzliche, z.B. plastische Verformung oder einer spannabhebenden Bearbeitung an den Stiften bzw. Printfüsschen, die dann direkt und ohne zu löten in eine entsprechende Leiterplatine stecken lassen und so einen elektrisch und mechanisch zuverlässigen sowie gassdichten Kontakt ergeben. Weitere Verteile des erfindungsgemässen Verfahrens sind die höhere Herstellgenauigkeit und die grössere Repproduzierbarkeit der relevanten Prozesswerte.
Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine räumliche Ansicht eines Ausgangskörpers,
Figur 2 ein Querschnitt durch den Ausgangskörper ge- mäss Figur 1,
Figur 3 eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemä- ssen Verbinders für den stehenden Einbau auf einer Leiterplatine, wobei dieser Verbinder besonders für das Reflowlöten geeignet ist,
Figuren 4 und 5 weitere Varianten des erfindungsgemässen
Verbinders, die für den stehenden Einbau auf einer Leiterplatine und besonders für das Schwallbadlöten geeignet sind und
Figur 6 ein erfindungsgemässer Verbinder, der liegend auf eine hier lediglich abschnittsweise gezeigte Leiterplatine aufgesetzt ist.
Die Figur 1 zeigt einen Ausgangskörper 30, der vorzugsweise aus Metall hergestellt ist und der vier parallel zu einer Längsachse A verlaufende radial vorstehende Rippe 2-5 aufweist. Der Ausgangskörper 30 besteht vorzugsweise aus einem Material, das in Richtung der Achse A gezogen ist. Der Ausgangskörper 30 ist somit profiliert geformt. Er kann jedoch auch prisma- oder sonst wie stangenförmig sein. Ausser durch Ziehen, kann er auch durch Strangpressen oder durch Giessen hergestellt sein. Die Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch das Ausgangsmaterial 30. Wie die Figur 2 zeigt, besteht das Ausgangsmaterial 30 aus einem walzenförmigen Grundkörper 1 sowie vier gleichmässig vorstehenden Rippen 2, 3, 4 und 5.
Der Ausgangskörper 30 wird um die Achse A drehbearbeitet. Hierbei wird, wie in Figur 2 angedeutet, mit dem Durchmesser d der walzenförmige Bereich 1 teilweise weggedreht. Die Rippen 2 bis 5 werden hierbei freigelegt und bilden bei dem in Figur 3 gezeigten Verbinder 18 die Printfüsschen 19 bis 22. Der in Figur 3 gezeigte Durchgang 18a sowie die Mantelfläche 18b werden Vorzugs- weise ebenfalls durchdrehen um die Achse A hergestellt. Somit kann der Verbinder 18 im wesentlichen allein durch Drehen aus dem Ausgangskorper 30 hergestellt werden.
Der Verbinder 18 ist vorzugsweise ein Koaxialverbinderaussenlei- ter in SMD-Technologie . Er wird stehend auf einer Leiterplatine angeordnet und mittels Reflowloten kontaktiert. Diese Art des Lötens ist an sich bekannt. Durch die Ausgestaltung des Querschnittes des Ausgangskorpers 30 können unterschiedliche Formen von Printfusschen 19 bis 22 hergestellt werden. Grundsätzlich kann der Ausgangskorper 30 im Querschnitt auch prismatisch, beispielsweise im Querschnitt quadratisch sein. Die Kanten des Ausgangskorpers bilden dann die entsprechend geformten Printfusschen. Die Formgebung der Printfusschen kann auch durch die Veränderung des Durchmessers d sowie durch die Tiefe des Ausdre- hens verändert werden.
Die Figur 4 zeigt einen Verbinder 6, der vier Absätze 12 bis 15 sowie chronisch verjüngte Einlaufe 16 und 17 aufweist. Diese Absätze 12 bis 15 sowie die Einlaufe 16 und 17 sind ebenfalls durch Drehen hergestellt worden. Der Verbinder 6 ist für den stehenden Einbau auf einer Leiterplatine vorgesehen. Zum Kontaktieren eignet sich hier besonders das an sich bekannte Schwallbadlöten.
Die Figur 5 zeigt eine weitere Variante eines Verbinders 7, der vier Printfusschen 8 bis 11 aufweist.
Die Figur 6 zeigt einen Verbinder 23, der liegend in eine recht- eckformige Nut 27 einer Leiterplatine 28 eingesetzt ist. Der Verbinder 23 ist ein Koaxialverbindergehauεe . Er weist lediglicn zwei Printfusschen 24 und 25 auf. Diese Printfusschen 24 und 25 bilden Aussenleiterkontakte und sind allein durch Drehen hergestellt. Der für diesen Verbinder 23 verwendete Ausgangskorper weist entsprechend lediglich zwei Rippen, beispielsweise in Fi- gur 2 die Rippen 2 und 3 auf. Zusätzlich weist der Verbinder 23 zwei parallele Aussenflachen 26 auf, die beispielsweise durch Fräsen hergestellt werden können. Denkbar ist auch eine Ausführung, bei welcher der Verbinder lediglich ein Füsschen für den elektrischen Kontakt aufweist. Schliesslich sind auch Ausführungen mit mehr als vier Füsschen bzw. Stiften denkbar.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders (6, 7, 18, 23), der wenigstens einen freistehenden Stift (c bis 11; 19 bis 22; 24, 25) aufweist, der mit einem Leiter einer Leiterplatine (28) kontaktierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein profilierter, prisma- oder stangenför iger Ausgangskorper (30) wenigstens an seinem einen Ende um eine Achse (A) derart drehbearbeitet wird, dass aus einer Kante oder Profilierung des Ausgangskörpers (30) der wenigstens eine Stift freigelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Ausgangskörper (30) ein walzenförmiger Bereich (1) ausgedreht wird, wobei die Drehachse dieses Bereichs (1) mit der Achse (A) des Ausgangskörpers (30) zusammenfällt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangskörper (30) an seinem Umfang wenigstens eine sich in Längsrichtung erstreckende Rippe (2 bis 5) aufweist und dass aus dieser Rippe (2 bis 5) wenigstens ein Stift (19 bis 22; 8 bis 11; 24, 25) freigelegt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Arbeitsgang mehrere im wesentlichen symmetrisch angeordnete Stifte (8 bis 11; 19 bis 22, 24, 25) durch Ausdrehen eines rotationssymetrischen und walzenförmigen Bereiches (1) an einem Ende des Ausgangskörpers (30) gebildet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangskörper (3) vier radial abstehende und an einem walzenförmigen Bereich' (1) angeformte Rippen
(2 bis 5) aufweist und dass beim Drehen ein Abschnitt dieses walzenförmigen Bereichs (1) entfernt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder ein Koaxialverbindergehäuse ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangskörper (30) aus einem gezogenen Material hergestellt ist.
8. Verbinder hergestellt nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine freistehende Stift (8 bis 11; 19 bis 22; 24, 25) drehbearbeitet ist.
9. Verbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Koaxialverbindergehäuse für eine Verbindung einer Leiterplatine (28) ist.
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