DE3214841C2 - Steckverbinder für I.C.-Baueinheiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder für IC-Baueinheiten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Steckverbinder ist beispielsweise aus der US-PS 42 66 840 bekannt. Der darin beschriebene Steckverbinder weist zwei Klemmplattenteile auf, welche über eine oberhalb den Klemmplattenteilen angeordnete und gesonderte Scharnierverbindung diese schwenkbeweglich verbindet, so daß beim Einsetzen einer IC-Baueinheit in den Fassungskörper, die Unterseite der IC-Baueinheit auf die Schwenkverbindung drückt. Dabei werden mit zunehmender Einsetztiefe der IC-Baueinheit die Klemmplatten gegen die Fassungskontaktfedern gedrückt, welche ihrerseits die Anschlußbeine der IC-Baueinheit zunehmend fester gegen die von Randbereichen des Fassungskörpers gebildeten Stützflächen andrücken. Dies bedeutet, daß die IC-Baueinheit bereits während des Einsetzens in die Fassung zunehmend festgelegt wird und damit die Gefahr besteht, daß erstens die IC-Baueinheit nicht die vorgesehene Endposition erreicht und zweitens durch den zunehmenden Einsetzdruck die Anschlußbeine verbogen werden können, so daß Ungenauigkeiten bei einem gleichmäßigen Anpreßdruck der Fassungskontakte an die mehrfachen Anschlußbeine zu Störungen der elektrischen Funktion führen können. Ähnliche Probleme treten bei der in der US-PS 41 89 199 beschriebenen Fassungsvorrichtung auf, bei welcher die IC-Baueinheit auf Plattenelemente und über diese betätigte Federkontakte während des Einsetzvorgangs drückt. Weitere IC-Fassungen, bei welchen die Federkraft bereits während des Einsetzens der IC-Baueinheit in die Fassung durch den Einsetzvorgang wirksam wird, sind in der US-PS 38 83 207 und 37 50 085 mit den sich daraus ergebenden Folgen beschrieben. Wenn jedoch das Hauptanwendungsgebiet der Fassungskörper bei beispielsweise auf Leiterplatten angeordneten elektrischen Schaltungen angestrebt wird, bei welchen eine dauerhafte und zuverlässige Funktion der IC-Baueinheit erforderlich ist, dann ist von besonderer Bedeutung, daß erstens die IC-Baueinheit die gewünschte Position eindeutig erreicht und zum anderen möglichst jegliche Kontaktverbiegungen bei den Kontaktbeinen der IC-Baueinheit vermieden werden. Hierzu sind die soeben beschriebenen IC-Fassungen wenig geeignet Daher wurden Fassungen entwickelt, bei welchen die IC-Baueinheit erst in die Fassung eingesetzt und anschließend die Fassungsbeine festgeklemmt werden. Solche Anordnungen sind beispielsweise in den US-PS 39 97 227 oder 40 54 347 oder 42 66 839 beschrieben, wo durch mittig angeordnete

ίο Stangen eine Druckkraft bzw. Zugkraft oder Drehschubkraft auf die Federkontakte ausgeübt wird. Da solche Anordnungen sehr aufwendig sind und bei der Preisrelation zu den IC-Baueinheiten wirtschaftlich nicht vernünftig herstellbar sind, konnten sich diese An-Ordnungen für die vorgesehenen Einsatzgebiete nicht durchsetzen.

Es wurde daher eine einfachere Lösung mit Kunststoffklappteilen vorgeschlagen, wie sie in der US-PS 41 93 656 beschrieben ist Bei dieser Lösung dient die Kiappvorrichtung aufgrund der gewählten Materialwahl gleichzeitig als Federelement das auf die Anschlußbeine die gewünschte Federkraft aufbringen soll. Abgesehen von der Tatsache, daß bei dieser IC-Fassung ebenfalls die Federkraft des Kunststoffbetätigungsteils bereits während des Einsetzens der IC-Baueinheit in die Fassung aufgebracht wird, kann ein solch elastisches Kunststoffmaterial keine gleichmäßige Andruckkraft auf alle Anschlußkontakte gleichzeitig ausüben.

Eine andere Ausführung einer IC-Fassung mit einem Klappmechanismus, der erst bei eingesetzter IC-Baueinheit betätigt wird, ist in der US-PS 38 20 054 beschrieben. Obwohl die darin beschriebene Lösung zunächst einfach erscheint, kann diese Konstruktion nur als Einzelfassung mit großem Abstand zu anderen Fas-

3; sungen angeordnet werden, weil die Seitenflächen der Fassung für die Betätigung der Klemmvorrichtung Abstand zueinander haben müssen.

Diese Eigenschaft, eine Fassung nicht an eine andere sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung so ansetzen zu können, was bei gedruckten Schaltungen zunächst von Bedeutung ist, ob diese direkt mit IC-Baueinheiten oder mit dazwischengefügten Fassungen bestückt werden, haftet auch der Konstruktion gemäß der US-PS 42 66 840 an. Denn auch bei dieser IC-Fassung ist die, durch die Konstruktion der Federkontakte bedingte Bauform, eine Identität zwischen Kontaktbeinen der IC-Baueinheit und Lötanschlußstiften der Fassung verschieden, so daß eine weitere platzsparende Konstruktion der Seitenwände unberücksichtigt bleiben kann. Darüber hinaus muß bei der Konstruktion gemäß der US-PS 42 66 840 eine gesonderte Sicherung über Sperrklinken vorgesehen werden, welche verhindert, daß bei Erschütterungen der Fassung sich die Klemmplatten entsprechend der auf sie wirkenden Federkräfte aus dem labilen Haltezustand in den stabileren Lösezustand aufschwenken und damit die IC-Baueinheit in ihrem Kontakt zu den Fassungskontakten freigeben würden. Eine solche Klinkensicherung verbietet jedoch eine einfache und preiswerte Konstruktion.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder für IC-Baueinheiten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart zu schaffen, daß der Steckverbinder in seinen Außenabmessungen und seiner Kontaktanordnung bei nahezu allen Schaltungen

b5 die für die unmittelbare Bestückung mit IC-Baucinheiten vorgesehen sind, auch bei enger Gruppenanordnung einsetzbar ist und daß dieser Steckverbinder ein Festklemmen der IC-Baueinheit nach dessen Einsetzen in

die Kontakte einfach ermöglicht, ohne daß dabei auf eine besonders einfache und preiswerte Konstruktion verzichtet werden muß.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß der neue Steckverbinder auch für die nachträgliche Bestückung von bereits bestehenden gedruckten Schaltungen verwendet werden kann, weil beim Auslöten einer beschädigten IC-Baueinheit an deren Stelle der neue Steckverbinder eingelötet werden kann und damit werden die übrigen Elemente der gedruckten Schaltung nicht durch wiederholte Lötvorgänge gefährdet. Ein weiterer Austausch der einzelnen IC-Baueinheiten ist nämlich dann durch einfaches öffnen und Schließen der Fassungskontakte möglich. Dies setzt jedoch voraus, daß die Abmessungen des neuen Steckverbinders im wesentlichen denen der IC-Baueinheit selbst entsprechen und darüber hinaus die Konakte Lötanschlußstifte oder Wrapanschlüsse aufweisen, welche in ihrer Anordnung der Anordnung der Anschlußbeine einer IC-Baueinheit entsprechen. So wird beispielsweise besonders vorteilhaft der Lötanschlußstift des neuen Steckverbinders mit quadratischem Querschnitt gewählt, weil dadurch ein »Aufschwimmen« der IC-Fassung beim automatischen Löten in einem Lötbad nicht stattfinden kann, denn das flüssige Lot findet zwischen den Seitenwänden des im Querschnitt quadratischen Lötanschlußstiftes und dem Rundloch in der Leiterplatte genügend Platz, um durchzutreten und damit ein Aufschwimmen zu verhindern.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß der neue Steckverbinder auch bei Erschütterungen die IC-Baueinheit sicher festhalten kann, da die Klemmplatten in der Arretierungsstellung eine stabile Lage haben, und bei Erschütterungen erst in die noch stärker federbelastete Spannstellung überführt werden müßten, daß sie aus der labilen Spannstellung in eine wieder stabile Lösestellung gelangen können. Durch die Schaffung einer über die Spannstellung hinausgehenden Arretierungsstellung wird somit eine besonders einfache und doch äußerst wirksame Sicherung der eingesetzten IC-Baueinheiten erreicht.

Damit die Konstruktion des neuen Steckverbinders auch bei Lösestellung einfach bleibt, ist einerseits vorgesehen, daß die Scharnierverbindung zwischen den Klemmplattenteilen eine Schwenkwinkelbegrenzung aufweist, so daß die auch in Lösestellung auf die äußeren Klemmplattenränder wirkenden Federkräfte die Klemmplattenvorrichtung in eingespannter Anordnung in der Vorrichtung festhalten. Dies bedeutet, daß bei dem neuen Steckverbinder die äußeren Klemmplattenränder unmittelbar von den Federkontakten und durch gesondert auszubildenden Halteprofilelemente gehalten werden, was sowohl konstruktiv als auch kostenmäßig aufwendig wäre. Vorteilhafterweise werden die Halteprofile und die Form der äußeren Klemmplattenränder bogensegmentförmig oder sogar kreisbogensegmentförmig ausgebildet, so daß die Klemmplattenränder als Lager und die Federelemente als Lagerschalen dienen können. In diesem Lager vorgesehene Querrillen erhöhen bei der durch das Lager einerseits erzielbaren präzisen Führung andererseits die Reibkräfte, so daß ein gezieltes Oberführen von der Lösestellung über die Spannstellung in die Arrctierstellung und zurück möglich ist. Für diesen Zweck wird vorteilhafterweise an wenigstens einer Stirnseite der Klemmplattenteile ein Betäligungszapfen ausgebildet, welcher auch beidseitig angeordnet sein kann. Hierzu eignet sich besonders vorteilhaft die gewählte Konstruktion der an die Klemmplalten angeformten Scharnierteile und/oder der Scharnierstift der Schwenkverbindung.

Da die Arretierstellung nur durch einen Anschlagpunkt für die Klemmplattenvorrichtung an der Oberseite des Fassungskörpers ausgebildet sein muß. würde grundsätzlich das Vorsehen eines entsprechenden Anschlags an der Oberseite des Fassungskörpers für diesen Zweck ausreichen. Es ist jedoch besonders vorteilhaft, die Oberfläche des Fassungskörpers V-förmig mit einem dazwischen befindlichen großen Winkel auszubilden, weil damit bei Erschütterungen nicht Punktbelastungen auf die Klemmplaitenvorrichtung übertragen werden, sondern weil dadurch Klemmplattenanlageflächen erreicht werden können, welche die nachteiligen Punktbelastungen ausschließen und damit zu einer weiteren Sicherung der Klemmplattenteile in der Arretierstellung beitragen. Die Ausbildung dieser Klemmplattenanlageflächen kann bereits bei der Herstellung des Klemmplattenkörpers im Druck- oder Spritzverfahren ohne wesentliche zusätzliche Werkzeugkosten berücksichtigt werden.

Ebenso einfach und damit vorteilhaft ist die Ausbildung der Fassungskontakte, die weitgehend oder ganz einstückig ausgebildet in den Fassungskörper eingepreßt werden können. Da die oberen Endbereiche der Kontakte als Federzungen ausgebildet sind, liefern sie den gewünschten Federdruck auf die äußeren Klemmplattenränder. Um die Federzungen mit den Kontakten unter eine entsprechende Vorspannung in den Fassungskörper einsetzen zu können, ist besonders vorteilhaft, wenn eine Federzungenanlagefläche an der Oberseite des Fassungskörpers ausgebildet ist, die sich in Form einer Kerbe in den Fassungskörper hinein erstrecken kann. Hierzu genügt, wenn die Federzunge mit der Federzungenanlagefläche einen kleinen Winkel einschließt, der im wesentlichen den Federweg bestimmt.

Bei einer einfacheren Ausführungsform des neuen Steckverbinders werden die Kontaktbeine der IC-Baucinheit von der Federzunge gegen eine Stützfläche gepreßt, welche von einem hochgezogenen Rand des Fassungskörpers gebildet wird. Dieser hochgezogene Rand kann vorteilhafterweise eine Einlaufschräge aufweisen, die das Einsetzen der IC-Baueinheit in die IC-Fassung erleichtert

Bei einer anderen Ausführungsform des neuen Steckverbinders wird die Stützfläche von einem Stützkontakt gebildet, der am oberen Endbereich des Fassungskontakts mit diesem ausgebildet ist, so daß der obere Endbereich des Kontakts einerseits aus der Federzunge und andererseits aus dem Stützkontakt besteht So kann beispielsweise eine tulpenähnliche Lösung für den oberen Endbereich des Kontakts gewählt werden, bei welchem durch zwei entsprechende Einschnitte ein Teil des Kontakts als Federzunge ausgebildet wird. Wenn besonders hohe Festhaltekräfte angestrebt werden, dann wird der Stützkontakt weitgehend massiv mit dem Fassungskontakt ausgebildet und eine separate Federzunge mit dem Fassungskontakt verbunden, so daß sich die Federzunge vom unteren Endbereich durch den mittleren Haltebereich in den oberen Endbereich des Fassungskontakts erstreckt Bei einer solchen Ausführungsform kann dann vorteilhafterweise der Stützkontakt einen Kopfabschnitt aufweisen, der dem Stülzkontakl im oberen Bereich eine weitere Festigkeit verleiht und der eine nasenförmige Kontaktfläche aufweist wodurch eine star-

kcr punktförmige und weniger flächcnförmigc Belastung auftritt, was zu einem intensiveren Kontakt zwischen Kontaklbein der IC-Baueinheit und dem Fassungskoniakt führt. Durch den Sitzkontakt wird neben den Elastizitätsmodulen in der Klemmplatte und im wesentlichen in der Federzunge ein weiteres lülastizilälsmoment erreicht. Dies ist besonders deshalb wichtig, weil aufgrund der geringen Konstruktionsabmessungen möglichst alle Teile des neuen Steckverbinders funktionell ausgenützt werden müssen.

Hierzu ist ein weiterer Vorteil, wenn der Stützkontakt in einem geringen Abstand auf eine Stützkontaktanlagefläche trifft, die im Randbereich des Fassungskörpers ausgebildet sein kann und damit einerseits ein Überdehnen der Stützkontakte beim Einsetzen von IC-Baueinheiten oder beim sonstigen Hantieren an den Kontakten verhindert und andererseits die Gefahr einer Kontaktberührung mit einem Nachbarkontakt der benachbarten IC-Fassung verhindert.

Natürlich kann der neue Steckverbinder auch mit Prüffassungshalterungen zu einem ausgesprochenen Prüffassungs-Steckverbindcr ausgebildet werden, indem der neue Steckverbinder lediglich mit Betätigungszapfen versehen wird, weiche vorteilhaft die Scharnierzapfen sind, die in eine entsprechende Hebelvorrichtung einer Prüffassung hineinreichen. Dadurch wird auch für den Bereich der Prüffassungen eine vielseitige Anwendbarkeit des neuen Steckverbinders erreicht, was ein weiterer Vorteil für eine einheitliche Konstruktion des Steckverbinders ist Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung. Darin zeigt

F i g. 1 einen Schnitt quer zur Längsrichtung des Steckverbinders, bei welchem die Klemmplattenteile einmal in Lösestellung und gestrichelt in Spannstellung dargestellt sind;

F i g. 2 eine ähnliche Darstellung wie in F i g. 1, wobei jedoch die Klemmplattenteile in Arretierstellung gezeigt sind und wobei die IC-Baueinheit im ganzen dargestellt ist;

F i g. 3 die Queransicht einer ersten Ausführungsform des Fassungskontakts, der bei einer Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 verwendet wird;

F i g. 4 die Längsansicht des Fassungskontakts gemäß F i g. 3;

Fig.5 eine Queransicht der Klemmplattenvorrichlung;

F i g. 6 eine Draufsicht auf die Klemmplattenvorrichtung gemäß F i g. 1 und 2 und 5;

F i g. 7 einen Schnitt durch einen Fassungskörper, in welchen noch keine Fassungskontakte eingesetzt sind;

F i g. 8 eine Draufsicht auf den Fassungskörper gemäß F i g. 7;

F i g. 9 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Fassungskontakts, bei welchem die Stützfläche mit dem Fassungskontakt ausgebildet ist;

Fi g. 10 eine weitere Ausführungsform des Fassungskontakts ähnlich gemäß Fig.9, welcher tulpenförmig ausgebildet ist; '

F i g. 11 eine weitere Ausführung eines Fassungskontakts mit einem besonderen Stützkontakt und daran angepaßten Fassungsjcörper; ^:

F i g. 12 eine Seitenansicht einer Hebelvorrichtung einer Prüffassung; und

Fi g. 13 eine Draufsicht auf die Hebelvorrichtung gemäß Fig. 12.

Gemäß Fig. 1 weist ein Fassungskörper 1 eine Unterseite 2, eine Oberseite 3 und seitliche Längsseiten 4 auf. Die Oberseite J des Körpers 1 wird zwischen in den Körper 1 eingesetzte Fassungskontakte 5 von einem Klcmmplallenanlageflüchenabschniit 6 überdeckt, an dessen freier Oberseite die Kleinmplattenanlagefläehc 7 ausgebildet isl. Die Klemniplaticnanlagefläche 7 ist V-förmig von der Fassungskörpermiite aus ausgebildet und schließt einen stumpfen Winkel ,\ von circa Ib5" ein. Natürlich kann der Winkel je nach llinsal/.zwcck des Fassungskörpers für einen Bereich von 180° und 150''

ίο dieselbe erfindungsgemäße Funktion ausüben. An den äußeren Grenzlinien 8 der Klemmplattenablagefläche 7 geht diese in eine Federzungenanlagefläche9 über, welche sich relativ steil nach unten zur Oberseite 3 erstreckt, wo der Kontakt 5 mit einem oberen Endbereich 10 aus der Körperoberseite 3 herausragt, während ein mittlerer Haltebereich 11 des Kontakts 5 mit einem Preßsitz in dem Fassungskörper 1 befestigt ist. Von der Unterseite 2 des Körpers 1 steht ein unterer Endbereich 12 des Kontakts 5 senkrecht nach unten ab und geht in einen Lötanschlußstift 13 über, welcher im Querschnitt vierkantförmig ausgebildet ist und eine Sptize 14 aufweist, die zur leichteren Einführung des Lötanschlußstiftes 13 beispielsweise für die Bohrungen von Leiterplattenlöchern dient.

Die Längsseiten 4 des Fassungskörpers 1 gehen in einen Fassungsrand 15 über, der an seiner oberen Stirnseite 16 eine Einlaufschräge 17 aufweist, die von der oberen Stirnseite 16 schräg nach unten zur Fassungsmitte hin zeigt und bis zu einer inneren Fassungsrand- Seitenfläche 18 reicht, wie insbesondere in F i g. 7 dargestellt.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß einander entsprechende Teile in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so daß eine gesonderte Be-Schreibung hierfür entfallen kann.

Der innere Seitenrand 18 dient bei dieser Ausführungsform als Stützfläche 19 für ein Anschlußbein 20 bei der IC-Baueinheit 21, das in die Fassung 1 eingesteckt ist und von einer Klemmvorrichtung 22 gemäß der Dar-Stellungsform von F i g. 2 mit der Rücken-Fläche 24 einer Federzunge 23 gegen den inneren Seitenrand 18 des Fassungsrandes 15 festgeklemmt wird.

Dabei ist in Fig. 1 die aus einem linken Klemmplattenteil 25' und einem rechten Klemniplattenteii 25" zusammengesctzte Klemmvorrichtung 22 in Lösestellung 26 mit ausgezogenen Linien und eine Spannstellung 27 mit gestrichelten Linien dargestellt, während eine Arretierstellung 28, die auch der Betriebsteilung entspricht in F ig. 2 dargestellt ist.

Die Klemmvorrichtung 22 weist eine Schwenkverbindung 29 auf, weiche die beiden Klemmplattenteile 25' und 25" mittels Gelenkachsenrasten 30 verbindet. In der Darstellung gemäß Fig.2 weisen die beiden Klemmplattenteile 25' und 25" eine im Bereich des Gelenkachsenrasten 30 ausgebildete Schwenkwegbegrenzung 31 auf, welche bei der Lösestellung 26 gemäß Fi g. 1 durch gegenseitigen Anschlag aneinander den Schwenkweg über die Lösestellung hinaus begrenzt Ebenso ist an der Oberseite der beiden Klemmplattenteile 25' und 25" eine obere Schwenkwegbegrenzüng32 vorgesehen, die einen Schwenkweg nach unten über die Arretierstellung 28 hinaus begrenzen kann, weil dadurch bei der Herstellung und Montage der Klemmvorrichtung 22 eine bessere Arbeitsvorbereitung möglich ist Von der Funktion

der Klemmvorrichtung 22 selbst ist es bei der gezeigten Ausführungsform nicht notwendig, eine obere Schwenkwegbegrenzung 32 vorzusehen, da die Unterseile 33' bzw. 33" der Klemmplattenteile 25' bzw^ 25"

ohnehin in Arretierstellung 28 an der Klemmplattenanlagefläche 7 anliegt und damit den Schwenkweg begrenzt.

Die äußeren Klemmplattenränder 34' bzw. 34" weisen eine vorzugsweise kreisbogenförmige Bogenkontur 35 auf, welche zumindest teilweise der Kreisbogenkontur 37 der Halteprofilelemenie 36 entsprechen und an einer Vorderfläche 38 der Federzunge 23 anliegen. Zwischen den äußeren Klemmplattenrändern 34' und 34" sind Vorsprünge 39 — wie in F i g. 6 dargestellt — vorgesehen, welche sich zwischen die Fassungskontakte 5 erstrecken.

Gemäß F i g. 3 ist ein einzelner Fassungskontakt 5 in Queransicht dargestellt, und gemäß F i g. 4 ist derselbe Kontakt 5 in Längsansicht dargestellt, wobei deutlich Querrillen 40 zu erkennen sind, welche in Reibwirkung mit den Anschiußbeinen 20 der !C-Baueinheit 2! zusammenwirken. Außerdem ist bei der Darstellung gemäß F i g. 4 zu erkennen, daß Verankerungshaken 41 vorgesehen sind, mit welchen der Kontakt 5 in seinem Preßsitz zusätzlich im Fassungskörper 1 verankert werden kann. In der Höhe etwa des Verankerungshakens 41 geht der Kontakt 5 in den unteren Endbereich 12 über, wo ein Übergangsabsatz 42 in einen Vierkantquerschnitt übergeht. An der oberen Grenze des mittleren Haltebereiches 11, an der die Federzunge 23 gemäß F i g. 2 bis zu einem Federzungenende 43 reicht, ist ein Kontaktraum 44 vorgesehen, der gleichzeitig den Abstand zwischen der Stützfläche 19 und der Rückenfläche 24 der Federzunge 23 begrenzt. Die Federzunge 23 ist bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform als Halteprofilelement 36 mit der Bogenkontur 37 ausgebildet, wie ebenfalls in F i g. 3 dargestellt.

In Fig.5 ist nochmals die Klemmvorrichtung 22 in der Lösestellung 26 dargestellt, wie die Klemmvorrichtung 22 vor der Montage in den Fassungskörper 1 eingesetzt wird und dann die Position gemäß F i g. 1 in ausgezogenen Linien aufweist.

In Fig.7 ist der Fassungskörper 1 ohne Kontakte 5 und Klemmvorrichtung 22 dargestellt. Dabei wird der hochgezogene Fassungsrand 15 mit der zugehörigen Einlauf schräge 17 deutlicher dargestellt. Zudem sind die Aufnahmekammern 45 zu erkennen, in welche die Kontakte 5 eingesetzt werden.

Gemäß F i g. 8 ist eine Draufsicht auf den Fassungskörper 1 gemäß F i g. 7 dargestellt, bei dem die Aufnahmekammern 45 und die Einlauf schräge 17 in Draufsicht zu erkennen sind. Ebenso sind die Zwischenräume zwischen den einzelnen Aufnahmekammern 45 dargestellt, in welche die Klemmplattenvorsprünge 39 eingreifen und damit ein Verrutschen der Klemmvorrichtung 22 in Fassungslängsrichtung verhindern.

In F i g. 9 ist eine andere Ausführungsform eines Fassungskontaktes 46 dargestellt, bei welchem der innere Seitenrand 18 von einem Sitzkontakt 47 abgedeckt ist, so daß das Anschlußbein 20 der IC-Baueinheit 21 nicht gegen den inneren Seitenrand 18 sondern gegen den Stützkontakt 47 geklemmt wird, welcher dadurch die Funktion der Stützfläche 19 bildet Da der Stützkontakt 47 den Kontaktraum 44 teilweise ausfüllt, wird dadurch das Spiel für das Anschlußbein 20 der IC-Baueinheit 21 beim Einsetzen des Anschlußbeins 20 wesentlich eingeschränkt Der Stützkontakt 47 ist bis zu der Eirilaufschräge 17 hochgezogen, so daß ein Hängenbleiben der Anschlußbeine 20 beim Einsetzen der IC-Baueinheit 21 und damit eine Beschädigungsgefahr reduziert wird.

InFi g. 101st eine weitere Ausführungsform fflr einen anderen Fassungskontakt 48 dargestellt, bei welchem ebenfalls ein Stützkontakt vorgesehen ist und der Kontakt 48 und der Stutzkontakt 47 eine tulpenförmige Ausbildung aufweisen, wobei der Tulpenboden 49 in den Fassungskörper 1 hineinragt und damit eine niedrigere Bauhöhe für den mit IC-Baueinheit bestückten Fassungskörper erreicht wird. Zudem ist der Fassungskontakt 48 längsgeteilt, während der Fassungskontakt 46 gemäß F i g. 9 dieselbe Ausführungsform wie der Fassungskontakt 5 aufweist und lediglich durch den Siülzkontakt 47 ergänzt ist.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 11 ist der Stützkontakt 50 als Hauptkontakt ausgebildet und die Federzunge 23 weist eine in den mittleren Haltebereich 11 bis in den unteren Endbereich 12 reichende Verlängerung auf. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 11 ist dabei die Federzunge 23 an den massiv ausgebildeten Stützkoniakt 50 angenietet oder angeschweißt. Natürlich kann der Stützkontakt 50 auch einstückig mit der Federzunge 23 ausgebildet sein. Ferner ist bei der Ausführungsform gemäß F i g. 11 die Klemmplattenanlagefläche 7 etwas weiter in den Kontaktraum 44 hineinverlängert, als dies bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 der Fall ist, wo die Klemmplattenanlagefläche 7 nach der äußeren Grenzlinie 8 in eine Rundung übergeht, wie deutlich aus F i g. 7 ersichtlich. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 11 reicht daher die Federzungenanlagefläche 9 von der Oberseite 3 des Fassungskörpers 1 bis zu der Klemmplattenanlagefläche 7 in einem ebenen Verlauf. Die Federzungenanlagefläche 9 bildet mit der Vorderfläche 38 der Federzunge 23 einen spitzen Winkel ß, welcher in der Größenordnung von 0° bis circa 30° und vorzugsweise 15° je nach Stellung der Klemmvorrichtung 22 liegt. Der Fassungsrand 15 weist ferner eine Stützkontaktanlagefläche 51 auf, welche mit einer Rückseite 52 des Stützkontaktes 50 einen spitzen Winkel γ einschließt. Der je nach Belastung des Stützkontaktes zwischen >0° und circa 30° vorzugsweise 15° beträgt. Die Anlagefläche 51 dient im wesentlichen dazu, daß der Stützkontakt 50 nicht über die äußere Längsseite 4 des Fassungskörpers 1 hinaus verbogen werden kann und damit die Gefahr herbeigeführt wird, daß mit dem entsprechenden Stützkontakt 50 einer Nachbarfassung eine unerwünschte Stromverbindung hergestellt wird. Der Stützkontakt 50 weist einen Kopfbereich 53 auf, der im wesentlichen wie der Rand 15 gemäß der Ausführungsform von F i g. 1 ein Einlaufschräge 17 aufweist. Die Einlaufschräge 17 geht in einen Nasenvorsprung 54 über, der an seiner Vorderseite die Stützfläche 19 bzw. eine Kontaktzone trägt, welche eine mehr punktförmige Belastung auf das Anschlußbein 20 einer IC-Baueinheit 21 ausüben kann.

Damit nimmt bei der Ausführungsform gemäß F i g. 11 der Stützkentakt 50 die Hauptdruckkräftc auf das Anschlußbein 20 mit einem gewissen Elastizitätsbereich auf, während die Federzunge 23 zunächst den Hauptfederweg bildet und dann die wesentlichen Druckkräfte der Klemmvorrichtung 22 von den Klemmplattenteilen 25 durch das massive Material der Federzunge 23 von der Vorderfläche38 auf die Rückenfläche 24 und damit auf das Anschlußbein 20 überträgt Damit hat die Federzunge 23 eine Hilfskontakt- und eine Halteprofilfunktion, wobei natürlich die Hauptfunktion in der Einleitung der Federkräfte für die Klemmvorrichtung besieht Der Kontaktraum 44 wird durch die Rückenfläche 24 der Federzunge 23 und durch die Vorderflächc des Stürzkontakts 50 seitlich und nach unten durch den Tubenboden 49 begrenzt. Wenn der Fassungskörper I einstückig ausgebildet ist d.h. mil

it

dem Klemmplattenanlagenflächenabschnitt 6 und dem Fassungsrand 15 in einstückiger Ausbildung, dann wird durch die Federzungenanlagefläche 9 auf der einen Seite und der Stützkontaktanlagefläche 51 auf der Fassungsrandseite eine Einkerbung gebildet, in welche der aus Federzunge 23 und Sitzkontakt 50 zusammengesetzte Fassungkontakt 55 eingesetzt werden kann.

In Fig. 12 ist eine Prüffassung 56 dargestellt, die eine Hebelvorrichtung 57 aufweist, in dem Betätigungshebel 58 ist eine Aussparung 59 vorgesehen, in welche ein Betätigungszapfen 60 ragt. Der Betätigungszapfen 60 kann die Gclenkachsenraste 30 sein, der entweder unr.iittelbar verlängert oder über einen Mitnehmer 61 in die Aussparung 59 ragt und damit über den Betätigungshebel 58 eine Schwenkung der Klemmvorrichtung 22 von der Lösestellung über die Spannstellung 27 in die Arretierstellung 28 und zurück ermöglicht. In F i g. 13 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß F i g. 12 dargestellt, die im wesentlichen der Draufsicht auf die Darstellung gemäß F i g. 6 entspricht, bei welcher ebenfalls die Betätigungsansätze 62 mit zugehörigen Rastbolzen 63 vorgesehen sind. Die Rastbolzen 63 können dabei an einem Klemmplattenteil 25' in einer geringen Vorsprungswölbung ausgebildet sein, so daß sie in Bohrungen 64 der Betätigungsansätze 62 aufgrund einer elastischen Verformung der Betätigungsansätze 62 beim Zusammenfügen einrasten können. Dabei sind die Betätigungsansätze 62 in dem Klemmplattenteil 25" ausgebildet. In die Bohrungen 64 der Betätigungsansätze 62 können dann Gelenkachsenzapfen 30 eingesetzt werden, welche in ihrer Verlängerung in die Hebelvorrichtung 57 ragen oder es wird bei einer anderen Ausführungsform ein Zapfen der Hebelvorrichtung 57 in die Bohrung 64 des Betätigungsansatzes 62 eingeführt.

Mit den vorstehend geschilderten Merkmalen der Erfindung können für Serienfabrikation geeignete Steckverbinder bzw. -fassungen geschaffen werden, welche einfach aus Isolierstoff herstellbar sind und in dessen darin vorgesehene Kontaklkammern Fassungskontakte eingepreßt werden können. Da die Packungsdichte der Halbleiter eine geringe Baugröße der Fassungskörper erfordert, müssen diese von vier Seiten reihbar anzuordnen sein, was nur mit einer Fassung gemäß der vorliegenden Erfindung möglich ist. Da sehr hohe Anforderungen an die elektrischen und mechanischen Eigenschaften gestellt werden, müssen in dem zur Verfügung stehenden begrenzten Raum Miniaturkontakte mit vorgespannten Kontaktfedern Platz finden. Um die elektrischen Bedingungen zu erfüllen und die Halbleiterbauelemente vor dem Lösen und Herausfallen durch Vibrationen und andere nachteilhafte Umgebungsbedingungen zu bewahren, muß mit relativ hohen Federkräften auf geringem Raum gearbeitet werden, ohne daß durch stark vorgespannte Federkontaktschenkel wie bei bekannten Vorrichtungen Beschädigungen der Kontaktstellen und hohe Einsteck- und Ausziehkräfte erforderlich sind.

Bei Vibrationen in ungünstigen Frequenzbereichen können die Federkontakte durch sekundäre Eigenschwingungen ihre Haltekraft verlieren, so daß ein Herausfallen der Halbleiter aus der IC-Fassung oder zumindest Kontaktschwankungen die Folge sein können. Dies ist speziell in Luft- und Raumfahrtbereichsanwendungen sowie bei der Galvanotechnik und in anderen wichtigen Anwendungsbereichen ein nicht tolerierbarer Nachteil, der durch die vorliegende Erfindung vermieden wird. Ferner ist die Langzeitfunktion von weichen Kontaktfedern für IC-Baueinheiten unter umgebungsbedingten Einflüssen, wie Hitze, Kälte, aggressiven Industrieatmosphäre, Luftfeuchtigkeit usw. häufig nicht gewährleistet.

Da mit hohen Federkräften auf geringstem Raum gearbeitet werden muß, ist in vielen Fällen die Verwendung hochwertiger Spezialkontakt-Werkstoffe, Edelmetalle, Edelmetallplattierungen und demzufolge eine komplizierte und teuere Fertigungsmethode erforderlich, was ebenfalls durch die vorliegende Erfindung vermieden wird. So wird zudem bei hochwertigen Steckverbindern der »Dual-in-line«-Reihe aus mehreren Kontaktteilen gebildet, wobei in eine gedrehte Außenhülse eine vergoldete Innenfeder eingepreßt wird, wodurch zusätzliche Spannungsverluste und Korrosionsgefahr resultieren können. Dies ist insbesondere auch unter Berücksichtigung der Fassungen für Hochfrequenzanwendungen zu berücksichtigen. Ein weiterer Nachteil, der durch die vorliegende Erfindung vermieden wird, besteht darin, daß bei Billigfassungen die Gefahr besteht, daß der Verbindungsstecker hintersteckt werden kann, d. h., daß das Anschlußbein 20 beim Einführen hinter oder neben die Kontaktschenkel der Steckverbinderkontakte gelangt. Hierzu hat sich ein weiterer Nachteil von Billigfassungen dadurch gezeigt, daß zur Leiterplatte hin offene Aufnahmekammern immer wieder beim Einlöten flüssiges Lot und Lotdämpfe in die Kontaktzonen eindringen lassen und dadurch einen sicheren Kontaktschluß verhindern. In diesem Zusammenhang ist selbst bei hochwertigen Steckverbindem auch das Aufschwimmen beim automatischen Einlöten im Lölbad ein Problem, das eingangs bereits beschrieben worden ist. Der Absatz zwischen Lötanschluß, Stift und Mittelteil hat daher die Aufgabe, daß die Zentrier- und Auflagefunktion des Steckverbinders gegenüber der Leiterplatte gewährleistet wird und verschließt durch die Übergangsschräge die Leiterplattenbohrung von oben dicht ab, was durch das heiße Lot zu einem Aufschwimmen der gesamten IC-Fassung führen kann, sofern nicht die erfindungsgemäß vorgesehenen Merkmale dies verhindern.

Bei der Bewertung des erfindungsgemäßen Steckverbinders ist daher von Bedeutung, daß der Kontaktschluß aller Anschlußbeine einer IC-Baueinheit möglichst gleichzeitig und durch mechanische Klemmung erfolgen muß. Darüber hinaus soll das Ein- und Ausstecken der Anschlußbeine der IC-Baueinheit zuverlässig, ohne Kraftaufwand und Reibung an den Kontaktstellen möglich sein und der Kontaktschluß soll absolut sicher sein, ohne Rücksicht auf Vibrationen und andere umgebungsbedingte Einflüsse. Diese Eigenschaften dürfen auch bei hoher Steckhäufigkeit nicht leiden, sondern müssen einen einwandfreien Kontaktschluß gewährleisten. Durch die einfache Konstruktion sollen teure Kontaktmateriaiien und Edelmetaübeschichtungen sowie komplizierte Herstellverfahren verzichtbar sein, was beispielsweise durch einen nicht hintersteckbaren einstückig ausgebildeten Kontakt erreicht wird, der in seiner Formgebung bereits eine Kontaktgabe im oberen Teil des Steckverbinders zuverlässig erreicht Die Unterseite der Fassung soll absolut lötdicht abgeschlossen sein und die Lötstifie so ausgebildet sein, daß beim automatischen Löten im Lötbad keine Aufschwimmgefahr besteht Somit ergeben sich zusammengefaßt die Vorteile in Abgrenzung gegenüber den vorstehend aufgezeigten Anforderungen dadurch, daß mit mechanischer Druckbeaufschlagung ein hoher Kontaktdruck gleichmäßig auf alle Anschlußbeine einer Halbleiterbaueinheit ausgeübt wird und durch die große Kontaktöffnung

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bei LösesteUung ein Einlegen und Herausnehmen der Halbleiterbaueinheit leicht und ohne Reibung möglich ist. Absolute Kontaktstelle? heit ist auch bei Vibrationen und Umgebungseinflüssen wie Temperaturschwankungeii, Industrieatmosphäre und dergleichen gegeben. Die KJemmplatten sind auch bei eingelötetem Fasrjngskörper jederzeit einfach und schnell auswechselbar, wenn diese versehentlich beschädigt worden sind. Eine Kontaktfertigung aus teurem Spezialkontaktfedermaterialien, wie z. B. Kupfer-Berylium, Edelmetallplatticrungen und Goldauflagen ist nicht erforderlich und die Herstellung der Kontakte ist äußerst einfach und kostengünstig ohne technische Risiken durchführbar, wobei die einfache Formgebung auch dazu beiträgt, daß die Kontaktgabe bereits sicher im oberen Bereich des Kontakt- is schenkeis erfüllt ist und durch die Querrillen im Kontaktbereich der Kontaktschenkel zusätzlich eine absolut sichere Kentaktgabe auch bei oxydierten Verbindungssteckern gewährleistet Da der Kontakt durchgehend einstückig ausgebildet wird, können Obergangsverluste vermieden werden und durch die feste Anlage an den Klemmplatten bzw. an dem Fassungsrand besteht keine Gefahr des Hintersteckens. Durch den festen Preßsitz der Kontakte sind diese gegen Eindringen von Lötmitteln und flüssigem Lot absolut dicht und durch den qua- dratischen Querschnitt des Lötanschlusses ist ein Aufschwimmen der Fassung bei.n automatischen Löten im Lötbad nicht zu befürchten, weil das flüssige Lot seitlich genug Platz findet, um an den Lötpfosten entlang an die Oberseite der Leiterplatte zu gelangen. Durch die Abmessungen ist eine Reihbarkeit von allen Seiten gewährleistet und durch das platzsparende Klemmsystem wird im geschlossenen und verriegelten Zustand keine Steigerung der Bauhöhe erforderlich.

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Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

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50 &

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bO

Claims (18)

Patentansprüche: 1. Steckverbinder für IC-Baueinheiten a) mit einem isolierenden Fassungskörper b) mit mehreren Fassungskontakten.

1. welche im Fassungskörper den mehrfachen Anschlußbeinen einer IC-Baueinheit ent- ίο sprechend angeordnet sind und

2. welche jeweils einen als Lötanschlußstift ausgebildeten Endbereich aufweisen, der von der Bodenseite des Fassungskörpers senkrecht absteht

3. weiter einen mittleren Haltebereich aufweisen, der zumindest teilweise formschlüssig in dem Fassungskörper befestigt ist und sich durch den Fassungskörper hindurch erstreckt, und

4. schließlich einen oberen Endbereich aufweisen, der als Anschlußelement von der Oberseite des Fassungskörpers absteht und wenigstens in einem Teil seiner Erstreckung als Federelement ausgebildet ist, das entlang jeweils eines senkrecht zur Fassungskontakt-Längsrichtung verlaufenden Federweges verschiebbar ist, wobei die Federelemente zu einer entlang den Längsseiten an der Oberseite des Fassungskörpers vorgesehenen Stützfläche in einem so bemessenen Abstand angeordnet sind, daß dazwischen die Anschlußbeine der IC-Baueinheit einsetzbar sind, und

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c) mit einer Klemmvorrichtung, welche mindestens zwei Klemmplattenteile mit einer in ihrer Längsrichtung verlaufenden Schwenkverbindung aufweist und deren äußere Klemmplattenränder von Halteprofilelementen umfaßt sind und sowohl in einer Lösestellung als auch in einer Spannstellung der Klemmplattenteile an den Federelementen anliegen, wobei in Lösestellung die Klemmplattenteile nach oben geneigt von der Oberseite des Fassungskörpers giebelförmig weggerichtet sind und wobei in Spannstellung die Klemmplattenteile eine zur Bodenseite des Fassungskörpers parallele Ebene bilden und die Federelemente gegen die Längsseiten der Anschlußbeine der IC-Baueinheit und diese gegen die Stützfläche drückbar sind und

d) mit einer an der Oberseite des Fassungskörpers ausgebildeten Anlagefläche, an welcher die Klemmplattenvorrichtung zumindest bei einer von der Lösestellung verschiedenen Stellung der Klemmplattenteile zumindest teilweise anliegt,

dadurchgekennzeichnet, eo

e) daß die Klemmplattenteile (2) über die Spannstellung hinaus in eine Arreiiersiellung überführbar sind, in welcher die Klemmplattenteilc (2) aufeinander zu nach unten in Richtung auf b5 die Oberseite (20) des Fassungskörpers (1) geneigt sind und zumindest teilweise an der Anlagefläche (20) anliegen,

0 daß jedes Federelement (8) als massive Federzunge (23) mit einer an dem äußeren Klemmplattenrand (9) anliegenden Vorderfläche (38) und einer der Stützfläche (19) zugewandten Rückenfläche ausgebildet ist, und

g) daß die Federelemente (8) in ihrer Materialstärke zwischen dem Klemmplattenrand (9) und der Stützfläche (19) angeordnet sind.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkverbindung (3) eine einen Schwenkwinkel zwischen den Klemmplattenteilen (2) begrenzende Scharnierverbindung (23) aufweist, die aus an der Stirnseite der Klemmplattenteile (2) angeordneten Scharnierlager (5) und einem Scharnierrastzapfen (6) besteht

3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteprofilelemente von den Federzungen (8) gebildet sind.

4. Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteprofil des Halteprofiielementes aus einem bogensegmentförmigen Abschnitt (9) besteht, der am freien Ende der Federzunge (8) ausgebildet ist

5. Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bogensegmentförmige Abschnitt (9) kreisbogensegmentförmig ausgebildet ist.

6. Steckverbinder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Klemmplattenrand eine den bogensegmentförmigen Abschnitt

(9) entsprechende Bogenkontur (35) aufweist.

7. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 4 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzunge (8) an der Rückenfläche und/oder an der Vorderfläche in Fassungslängsrichtung verlaufende Querrillen

(10) aufweist

8. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnseiten der Klemmplattenteile Betätigungssätze ausgebildet sind, mit welchen diese von der Lösestellung in die Spannstellung und darüber hinaus in die Arretierstellung und zurück verschwenkbar sind.

9. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Oberseite (20) des Fassungskörpers (1) ausgebildete, die Klemmplattenanlagefläche aufweisende Anlageflächenabschnitt eine bei der Arretierstellung der Klemmplatten von deren Unterseite >m Querschnitt gebildete Konturlinie zumindest teilweise diesem Querschnitt entsprechende Konturlinie aufweist.

10. Steckverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturlinie V-förmig ausgebildet ist und einen Winkel von >180° und <150° und vorzugsweise von circa 165° einschließt.

11. Steckverbinder nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlagenflächenabschnitt eine Federzungenanlagefläche aufweist, gegen die die Federzunge (23) zumindest teilweise federdruckbelastet anlegbar ist.

12. Steckverbinder nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Federzungenanlagefläche von dem mittleren Haltcbcreich des Fassungskontaktes bis zur der Klemmplattenanlagefläche (20) der Kleminplattcnieile erstreckt.

13. Steckverbinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderfläche der Federzunge (8) mit der Federzungenanlagefläche (20) mindestens bei .Spann- und Aneliersielliing der Klemm-

plattenteile einen spitzen Winkel von >0° und <45° und vorzugsweise circa 15° einschließt

14. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Oberssite (20) des Fassungskörpers (1) vorgesehene Stützfläche (19) von einem im oberen Endbereich des Fassungskontakts vorgesehenen Stützkontakt gebildet ist.

15. Steckverbinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötanschlußstift (12), der mittlere Haltebereich (14) sowie der Stützkontakt und/ oder die Federzunge (8) einstückig ausgebildet sind.

16. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Federzunge (8) bis in den mittleren Haltebereich (14) des Fassungskontaktes erstreckt

17. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungszapfen (30) eine in eine Hebelvorrichtung (57) einer Prüffassung (56) sich erstreckende Länge aufweist

18. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 8—17, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungszapfen (5) von den Scharnierrastzapfen (6) gebildet sind.