DE69606016T2

DE69606016T2 - Koaxialverbinder und dessen befestigungsmethode auf eine leiterplatte

Info

Publication number: DE69606016T2
Application number: DE69606016T
Authority: DE
Inventors: Mauno SÄRKINIEMI
Original assignee: Nokia Networks Oy
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2016-09-14
Also published as: CN1105403C; FI954332A0; NO972201D0; CN1165589A; EP0792529B1; FI100143B; FI954332L; US6030231A; EP0792529A1; WO1997010629A1; DE69606016D1; ATE188579T1; NO972201L; JPH10509275A; AU6933096A; AU711843B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung eines Koaxialverbinders an eine Leiterplatte, mit dem Schritt Befestigen des Koaxialverbinders an die Leiterplatte derart, daß dessen Befestigungsstift an die Spitze einer auf der Leiterplatte vorgesehenen Leiterbahn positioniert wird, wobei das Verfahren die Schritte Befestigen des Koaxialverbinders an die Leiterplatte ohne Verwendung getrennter Befestigungseinrichtungen durch Einfügen eines Massestifts, der an dem Koaxialverbinder angeordnet ist und von dem Koaxialverbinder in einem im wesentlichen rechten Winkel in bezug auf den Befestigungstift verläuft, in eine Öffnung oder eine Aussparung der Leiterplatte, wobei die Öffnung oder Aussparung im wesentlichen dem Durchmesser des Massestifts entspricht, und Löten des Befestigungsstifts des Koaxialverbinders an die Leiterbahn aufweist, wobei der Massestift derart dimensioniert ist, daß die Länge des Massestifts größer als die Dicke der Leiterplatte ist, wodurch das Ende des Massestifts unterhalb der Leiterplatte vorspringt, wenn der Koaxialverbinder an die Leiterplatte angebracht ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Koaxialverbinder zum Anbringen an eine Leiterplatte, mit einem verlängerten stabförmigen Zentralverbinder, dessen erstes Ende zum Empfang eines Zentralverbinders in einem Gegenstück des Koaxialverbinders ausgebildet ist, und dessen zweites En de mit einem Befestigungsstift zur Verbindung des Zentralverbinders mit einer Leiterbahn an der Oberfläche der Leiterplatte, wodurch der Befestigungsstift im wesentlichen parallel zu der Leiterbahn positioniert wird, einem röhrenförmigen Verbinder, dessen erstes Ende derart ausgebildet ist, daß es den Zentralverbinder umgibt, um einen röhrenförmigen Verbinder des Gegenstücks des Koaxialverbinders aufzunehmen, und dessen zweites Ende mit einem Massestift zur Verbindung des röhrenförmigen Verbinders mit einer Leiterbahn an der Leiterplattenoberfläche versehen ist, wobei der Massestift derart angeordnet ist, daß er von dem Koaxialverbinder in einer derartigen Richtung vorspringt, daß der Massestift und der Befestigungsstift im wesentlichen einen rechten Winkel bilden, wodurch bewirkt wird, daß der Massestift in eine Öffnung oder eine Aussparung in der Oberfläche der Leiterplatte vorspringt, wenn der Koaxialverbinder an dessen Stelle an der Leiterplatte angeordnet ist.
In diesem Zusammenhang bezieht sich der Begriff "stabförmiger Zentralverbinder" auf einen geraden, verlängerten Verbinder (Stecker, Kontaktstück), der hohl oder massiv in Abhängigkeit davon sein kann, ob der Koaxialverbinder männlich (male) oder weiblich (female) ist.
Im Stand der Technik ist ein rechteckiger Koaxialverbinder bekannt, der an eine Leiterplattenoberfläche mittels getrennter Befestigungseinrichtungen wie Befestigungsschrauben befestigt werden kann. Dies führt dazu, daß zwischen dem Zentralleiter des Koaxialverbinders und der Leiterbahn an der Leiterplatte ein Kontakt hergestellt wird. In entsprechender Weise wird ebenfalls zwischen dem röhrenförmigen Verbinder des Koaxialverbinders und der Massenleiterbahn an der Leiterplatte Kontakt hergestellt.
Der größte Nachteil des vorstehend beschriebenen Winkelverbinders liegt darin, daß dessen Zentralverbinder und die Leiterbahn auf der Leiterplatte auf verschiedenen Ebenen positioniert wird, wenn der Winkelverbinder an die Leiterplatte befestigt wird. Folglich bildet dieses verbindende Verbindungsstück fast einen rechten Winkel zwischen dem Zentralverbinder und der Leiterbahn. Ein rechter Winkel verschlechtert jedoch die elektrischen Eigenschaften des Koaxialverbinders aufgrund von Reflexionen, die dieser erzeugt. Zusätzlich ist der Winkelverbinder relativ hoch, was insbesondere bei Leiterplatten Probleme hervorruft, die in engem Raum einzubauen sind. Weiterhin ist die Befestigung des Winkelverbinders mit Schrauben relativ arbeitsaufwendig und langsam.
Weiterhin ist im Stand der Technik ein Koaxialverbinder zur Befestigung an einer Leiterplattenkante bekannt, bei dem der Zentralleiter des Koaxialverbinders durch das Verbindergehäuse als ununterbrochener Stab (Stange) verläuft, wodurch ein Stift (Pin) gebildet wird, der eine Verlängerung für die Leiterbahn auf der Leiterplatte bildet, wenn der Verbinder an die Leiterplatte befestigt wird, wodurch die besten elektrischen Eigenschaften erreicht werden können. Jedoch weist dieser Verbinder gemäß dem Stand der Technik den Nachteil auf, daß er schwierig zu befestigen ist: er wird ebenfalls mittels getrennter Befestigungseinrichtungen, d. h. Befestigungsschrauben oder ähnliches, an die Leiterplatte befestigt, wodurch der Befestigungsvorgang eher schwierig wird und zusätzlich die Anzahl der Teile des Verbinders erhöht wird.
Das US-Patent 4 737 111 lehrt einen Koaxialverbinder zur Befestigung an einer Leiterplattenkante, bei dem der Zentralleiter des Zentralverbinders durch das Verbindergehäuse als ununterbrochener Stab verläuft. Dieser Verbin der gemäß dem Stand der Technik wird durch mechanisches Klammern befestigt, da L-förmige Finger passend in Öffnungen der Leiterplatte gepaßt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebenen Nachteile zu lösen und ein Verfahren zur Befestigung eines Koaxilaverbinders an eine Leiterplatte in einer einfacheren und schnelleren Weise als zuvor bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß der Erfindung gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das vorspringende Ende des Massestifts mit einer Nase versehen ist, die gegen die untere Oberfläche der Leiterplatte zum Einrasten des Massestifts in die Leiterplattenöffnung vorgesehen ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Koaxialverbinder, durch den das Verfahren gemäß der Erfindung implementiert werden kann. Der Koaxialverbinder gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Massestift mit einer Nase zum Einrasten des Massestifts in die Öffnung der Leiterplatte versehen ist.
Der Ausdruck "ein im wesentlicher rechter Winkel" bedeutet in diesem Zusammenhang, daß der Winkel zwischen dem Leiterstift, parallel zu der Oberfläche der Leiterplatte, und dem Massestift derart ist, daß der Massestift zu der Öffnung oder der Aussparung der Leiterplatte in einem Winkel verläuft, bei dem verhindert wird, daß der Koaxialverbinder sich in eine Richtung der Oberfläche der Leiterplatte in bezug auf die Leiterplattenoberfläche bewegt, so lange wie der Massestift sich in der Öffnung oder der Aussparung befindet.
Die Erfindung beruht auf der Idee, daß, falls der Massestift des Verbinders derart ausgelegt ist, daß er bei der Befestigung des Verbinders entweder durch Löten des Massestifts an die Masseleiterbahn auf der Leiterplatte verwendet werden kann, oder so daß er in die Öffnung oder die Aussparung auf der Leiterplatte eingefügt werden kann, und wenn der Befestigungsstift des Koaxialverbinders danach an die Leiterbahn auf der Leiterplatte gelötet wird, der Koaxialverbinder so fest auf der Leiterplatte gesichert wird, daß eine Befestigung durch Befestigungsschrauben oder ähnlichen Befestigungseinrichtungen nicht erforderlich sein wird. Die Befestigung des Koaxialverbinders wird somit als Folge davon, daß die Befestigung nicht mehr die Verwendung von getrennten Befestigungseinrichtungen wie Befestigungsschrauben erfordert, deutlich einfacher und schneller, weshalb eine Stufe, d. h. die Befestigung ausgelassen werden kann. Folglich wird der Aufbau des Verbinders ebenfalls einfacher, wobei dessen Kosten verringert werden. Durch die Erfindung kann ein wirtschaftlicher Verbinder bereitgestellt werden, der einen flachen Entwurf und bestmögliche elektrische Eigenschaften aufweist, wobei dessen Handhabung und Befestigung sehr unkompliziert ist.
Der Massestift ist mit Nasen oder ähnlichen Befestigungseinrichtungen versehen, mit deren Hilfe der Massestift durch die Form an die Leiterplatte angebracht wird. Folglich wird der Koaxilaverbinder sicher an die Leiterplatte bereits während der Bestückungsstufe angebracht. Dadurch kann die Leiterplatte von einem Platz zu einem anderen bewegt werden, oder beispielsweise in einem Zwischenlager aufbewahrt werden, bevor der Koaxialverbinder schließlich an die Leiterplatte befestigt wird, indem dessen Befestigungsstift an die Leiterbahn auf der Leiterplatte gelötet wird. Die Erfindung ist insbesondere kosteneffektiv in dem Fall, daß der Leiterplattenzusammenbau automatisiert ist, wobei beispielsweise das Löten durch einen Robotor ausgeführt wird. In einem derartigen Fall ist es von höchster Wichtigkeit, daß der Koaxialverbinder vor der Lötstufe tatsächlich an dessen richtigen Stelle angebracht werden kann, und daß der Verbinder sich während des Lötens nicht bewegt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Koaxialverbinders gemäß der Erfindung sind in den beiliegenden abhängigen Ansprüchen 3 bis 4 offenbart.
Die Erfindung ist nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele für den Koaxialverbinder gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Koaxialverbinders gemäß der Erfindung,
2 den Koaxialverbinder gemäß 1, der an eine Leiterplatte befestigt ist,
3 ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Koaxialverbinders gemäß der Erfindung,
4 ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Koaxialverbinders gemäß der Erfindung,
5 den Koaxialverbinder gemäß 4, der an eine Leiterplatte angebracht ist, und
6 ein viertes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Koaxialverbinders gemäß der Erfindung.
1 bis 3 veranschaulichen ein erstes und ein zweites Ausführungsbeispiel des Koaxialverbinders 1 gemäß der Erfindung. Der Verbinder gemäß 1 weist einen stabförmigen (stangenförmigen) Zentralverbinder 2 auf, dessen erstes Ende zur Aufnahme eines Zentralverbinders eines Gegenstücks des Koaxialverbinders (d. h., eines zweiten Verbinders) ausgebildet ist, und dessen zweites Ende mit einem Befestigungsstift 4 ausgebildet ist.
Der Zentralverbinder 2 ist mit einem röhrenförmigen Verbinder 3 umgeben, der durch das Gehäuse des Verbinders 1 mit Massestiften 5 verbunden ist, bei denen es sich um einen einzigen oder um mehrere Stifte handeln kann. Zumindest einer der Massestifte 5 ist derart angeordnet, daß er von dem Koaxialverbinder in einem Winkel vorspringt, der mit dem Befestigungsstift 4 einen 90° Winkel bildet.
2 zeigt den Koaxialverbinder gemäß 1, der an einer Leiterplatte 8 befestigt ist. Wie aus 2 hervorgeht, wird der Befestigungsstift 4 auf einer Leiterbahn 6 auf der Leiterplatte bei Anbringen des Verbinders an dessen Stelle an einem Rand 9 der Leiterplatte 8 positioniert. Gleichzeitig werden die von dem Gehäuse des Koaxialverbinders verlaufenden Vorsprünge ebenfalls gegen die Leiterplattenoberfläche positioniert. Diese Vorsprünge können beispielsweise aus Plastik oder ähnlichem dielektrischem Material hergestellt sein.
Die Massestifte 5 können in 2 nicht gesehen werden, da diese in die in der Leiterplattenoberfläche vorgesehenen Öffnungen oder Aussparungen eingesetzt sind, wobei die Massestifte 5 und die Masseleiterbahnen 7 auf der Leiterbahnoberfläche miteinander in Kontakt gebracht werden. Zusätzlich können die Massestifte, falls erforder lich, mit den Masseleiterbahnen verlötet werden. Der Massestift des Koaxialverbinders ist mit Nasen versehen, damit eine auf der Form beruhende Befestigung zwischen dem Massestift und der Leiterplatte erreicht wird.
Wie aus 3 hervorgeht, ist der Massestift 5'' derart dimensioniert, daß dessen Länge größer als die Dicke der Leiterplatte 8 ist. Folglich springt der mit der Nase versehene Massestift unterhalb der Leiterplatte derart vor, daß die Nase die untere Oberfläche 12 der Leiterplatte berührt. Daher sind der Massestift 5'' und der gesamte Koaxialverbinder 1'' bereits in dieser Stufe relativ fest mit der Leiterplatte verbunden.
Falls die Massestift von einer Preßpassungsbauart sind, sind sie derart dimensioniert und ausgebildet worden, daß Reibungskraft diese in den Öffnungen oder Aussparungen auf der Leiterplatte hält. Somit ist der Koaxialverbinder 1 an die Leiterplattenkante 9 unmittelbar bei Einsetzen von dessen Massestifte in die Öffnungen oder Aussparungen auf der Leiterplatte 8 fest gesichert, wodurch ein Löten der Massestifte an die Masseleiterbahnen unnötig wird.
Da der Koaxialverbinder wie in 2 veranschaulicht angebracht worden ist, wird er an die Leiterplatte durch Löten von dessen Befestigungsstift 4 an die Leiterbahn 6 auf der Leiterplatte befestigt. Somit wird der Koaxialverbinder an die Leiterplatte mittels der Massestifte und des Lötens befestigt, wodurch getrennte Befestigungsteile zur Befestigung unnötig werden.
3 zeigt eine Seitenansicht des Koaxialverbinders 1'', der an die Leiterplatte 8 befestigt ist, wobei somit die Leiterplatte 8 im Querschnitt gezeigt ist.
Die gestrichelten Linien in 3 veranschaulichen einen durch das Gehäuse des Verbinders 1'' verlaufenden Leiter, wobei der Leiter 13 den röhrenförmigen Verbinder 3 des Koaxialverbinders mit dem Massestift 5'' verbindet. Der röhrenförmige Verbinder 3 wird folglich bei Einsetzen des Massestifts 5'' in die Öffnung der Leiterplatte geerdet, wenn zwischen dem Stift und der Masseleiterbahn auf der oberen Oberfläche (oder der unteren Oberfläche) der Leiterplatte ein Kontakt hergestellt wird.
4 veranschaulicht ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Koaxialverbinders 1' gemäß der Erfindung. Der Verbinder 1' gemäß 4 weist zwei flache verlängerte Vorsprünge 10' auf, die an einen röhrenfömrigen Verbinder 3' angebracht sind. Von den Vorsprüngen 10' springen Massestifte derart vor, daß diese und der Befestigungsstift 4, der eine Erweiterung für den Zentralverbinder 2 des Verbinders 1' bildet zusammen einen im wesentlichen 90° Winkel bilden.
5 zeigt den Koaxialverbinder gemäß 4, der an eine Leiterplatte 8' befestigt ist. Wie in 5 gezeigt, ist in der Leiterplatte 8' eine Öffnung für den Koaxialverbinder eingerichtet, wodurch die Tiefe der Öffnung im wesentlichen der Länge des röhrenförmigen Verbinders 3' entspricht, und die Breite dessen Durchmesser entspricht. Somit ist der röhrenförmige Verbinder 3' teilweise in die Leiterplattenöffnung eingebettet, so daß die Vorsprünge 10' gegen die Oberfläche der Leiterplatte 8' angebracht sind, während der Befestigungsstift 4' gegen die Leiterbahn 6 auf der Oberfläche der Leiterplatte angebracht wird.
Der Koaxialverbinder 5 wird in ähnlicher Weist wie in Verbindung mit den vorherigen Figuren offenbart befe stigt. Das heißt, daß dessen Massestifte 5 in die Öffnungen oder Aussparungen auf der Leiterplattenoberfläche eindringen und gleichzeitig Kontakt zwischen diesen hergestellt wird. Dann wird der Koaxialverbinder 1' schließlich befestigt, indem dessen Stift an die Leiterbahn 6 auf der Leiterplatte 8' gelötet wird.
6 zeigt ein viertes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Koaxialverbinders gemäß der Erfindung. Der durch 6 veranschaulichte Koaxialverbinder 1''' unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch, daß dessen Massestift 5''' zum seitlichen Vorspringen von dem Vorsprung 10 des Verbinders eingerichtet ist. Folglich ist der Massestift nicht in der auf der Leiterplatte vorgesehenen Öffnung oder Aussparung plaziert, sondern wird gegen den Masseleiter auf der Oberfläche der Leiterplatte in einer ähnlichen Weise wie positioniert, wie der Befestigungsstift gegen die Leiterbahn auf der Leiterplattenoberfläche positioniert wird.
Danach wird die Befestigung des Koaxialverbinders 1''' an die Leiterplatte durch Löten des Massestifts 5''' und des Stifts 4 an die Leiterplatte durchgeführt, wodurch die Befestigung des Verbinders 1''' keine getrennten Teile erfordert.
Es sei bemerkt, daß die Beschreibung und die darauf bezogenen Figuren die Erfindung lediglich veranschaulichen sollen. Unterschiedliche Abwandlungen sind für den Fachmann offensichtlich, ohne daß der Umfang der Erfindung verlassen wird.

Claims

Verfahren zur Befestigung eines Koaxialverbinders (1, 1') an eine Leiterplatte (8, 8'), mit dem Schritt Befestigen des Koaxialverbinders an die Leiterplatte derart, daß dessen Befestigungsstift (4) an die Spitze einer auf der Leiterplatte vorgesehenen Leiterbahn (6) positioniert wird, wobei das Verfahren die Schritte Befestigen des Koaxialverbinders an die Leiterplatte ohne Verwendung getrennter Befestigungseinrichtungen durch Einfügen eines Massestifts (5, 5'), der an dem Koaxialverbinder (1, 1', 1') angeordnet ist und von dem Koaxialverbinder in einem im wesentlichen rechten Winkel in bezug auf den Befestigungstift (4) verläuft, in eine Öffnung oder eine Aussparung der Leiterplatte (8, 8'), wobei die Öffnung oder Aussparung im wesentlichen dem Durchmesser des Massestifts (5, 5') entspricht, und Löten des Befestigungsstifts (4) des Koaxialverbinders an die Leiterbahn (6) aufweist, wobei der Massestift derart dimensioniert ist, daß die Länge des Massestifts (5, 5') größer als die Dicke der Leiterplatte (8) ist, wodurch das Ende des Massestifts unterhalb der Leiterplatte vorspringt, wenn der Koaxialverbinder (1'') an die Leiterplatte angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das vorspringende Ende des Massestifts mit einer Nase (11) versehen ist, die gegen die untere Oberfläche (12) der Leiterplatte zum Einrasten des Massestifts (5'') in die Leiterplattenöffnung vorgesehen ist.
Koaxialverbinder (1, 1', 1'') zum Anbringen an eine Leiterplatte, mit einem verlängerten stabförmigen Zentralverbinder (2), dessen erstes Ende zum Empfang eines Zentralverbinders in einem Gegenstück des Koaxialverbinders ausgebildet ist, und dessen zweites Ende mit einem Befestigungsstift (4) zur Verbindung des Zentralverbinders mit einer Leiterbahn (6) an der Oberfläche der Leiterplatte (8), wodurch der Befestigungsstift (4) im wesentlichen parallel zu der Leiterbahn (6) positioniert wird, einem röhrenförmigen Verbinder (3, 3'), dessen erstes Ende derart ausgebildet ist, daß es den Zentralverbinder umgibt, um einen röhrenförmigen Verbinder des Gegenstücks des Koaxialverbinders aufzunehmen, und dessen zweites Ende mit einem Massestift (5) zur Verbindung des röhrenförmigen Verbinders mit einer Leiterbahn (7) an der Leiterplattenoberfläche versehen ist, wobei der Massestift (5, 5'') derart angeordnet ist, daß er von dem Koaxialverbinder (1, 1', 1'') in einer derartigen Richtung vorspringt, daß der Massestift (5, 5'') und der Befestigungsstift (4) im wesentlichen einen rechten Winkel bilden, wodurch bewirkt wird, daß der Massestift (5, 5'') in eine Öffnung oder eine Aussparung in der Oberfläche der Leiterplatte (8) vorspringt, wenn der Koaxialverbinder (1, 1', 1'') an dessen Stelle an der Leiterplatte angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Massestift (5'') mit einer Nase (11) zum Einrasten des Massestifts (5, 5'') in die Öffnung der Leiterplatte (8) versehen ist.
Koaxialverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Koaxialverbinder (1, 1'') ein Gehäuse aufweist, von dessen erster Oberfläche ein Zentralverbinder (2) und ein röhrenförmiger Verbinder (3) vorspringt, und von dessen zweiter Oberfläche, die gegen eine Kante (9) der Leiterplatte (8) positioniert ist, der Befestigungsstift (4), der eine Verlängerung für den Zentralverbinder (2) bildet, und Vorsprünge (10) vorspringen, die gegen die obere Oberfläche der Leiterplatte (8) positioniert sind, wodurch zumindest von zumindest einem der Vorsprünge (10) ein Massestift (5) der Leiterplatte (8) vorspringt, der in eine Öffnung oder eine Aussparung zu positionieren ist.
Koaxialverbinder (1') nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß flache Vorsprünge (10') vorgesehen sind, die von der äußeren Opberfläche des röhrenförmigen Verbinders (3') des Koaxialverbinders (3') in entgegengesetzte Richtungen vorspringen, wodurch zumindest von zumindest einem der Vorsprünge (10) ein Massestift (5) vorspringt, der in eine Öffnung oder eine Aussparung der Leiterplatte (8') zu positionieren ist.