[0001] Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Eine Fahrzeugleuchte umfasst im Wesentlichen einen von einem Leuchtengehäuse und
einer Lichtscheibe umschlossenen Leuchteninnenraum und mindestens ein darin beherbergtes
Leuchtmittel mit zumindest einer Lichtquelle, sowie gegebenenfalls zugehörige Elektronikbauteile
für wenigstens eine Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte. In dem Leuchteninnenraum
kann mindestens ein von außerhalb des Leuchteninnenraums durch eine oder mehrere von
der Lichtscheibe verschlossene Lichtöffnungen hindurch gesehen hinter wenigstens einer
Lichtquelle des zumindest einen Leuchtmittels angeordneter Reflektor untergebracht
sein. Der Reflektor kann zumindest zum Teil durch ein separates Bauteil und/oder durch
wenigstens einen Teil des Leuchtengehäuse selbst, beispielsweise vermittels einer
zumindest teilweisen reflektierenden Beschichtung, gebildet sein.
[0003] Wenigstens einer Lichtquelle des Leuchtmittels können ein oder mehrere Optikelemente,
wie etwa mindestens eine Linse, mindestens ein Rinnenkonzentrator, z.B. mindestens
eine Parabolrinne (CPC; Compound Parabolic Concentrator) oder dergleichen zur Ausformung
einer definierten Abstrahlcharakteristik zugeordnet sein.
[0004] Die Lichtscheibe ist durch eine transparente Abdeckung gebildet, welche den Leuchteninnenraum
sowie die von diesem beherbergten Bauteile gegen Witterungseinflüsse schützt.
[0005] In dem Leuchteninnenraum kann im Strahlengang zwischen wenigstens einer Lichtquelle
des Leuchtmittels und der Lichtscheibe wenigstens eine Optikscheibe angeordnet sein,
welche beispielsweise eine bestimmte Struktur und/oder Maskierung aufweisen kann,
etwa um bei einer klaren, beispielsweise für einen Betrachter eine Tiefenwirkung bewirkenden
Lichtscheibe das Leuchtmittel und/oder dessen mindestens eine Lichtquelle zu kaschieren.
Das Leuchtengehäuse bzw. der Leuchteninnenraum kann in mehrere Leuchtenkammern mit
jeweils eigenen Lichtquellen und/oder Leuchtmitteln, eventuell Reflektoren und/oder
Optikelementen und/oder Optikscheiben, sowie gegebenenfalls Lichtscheiben unterteilt
sein, von denen mehrere oder alle Leuchtenkammern gleiche oder jede Leuchtenkammer
eine andere Lichtfunktionen erfüllen kann.
[0006] Bei einer Lichtfunktion handelt es sich dabei um eine durch Abstrahlung von Licht
einer bestimmten Farbe in einer bestimmten Helligkeit und Richtung verwirklichte,
zur Erfüllung einer Aufgabe vorgesehene Funktion der Fahrzeugleuchte. Jede Fahrzeugleuchte
erfüllt je nach Ausgestaltung eine oder mehrere Aufgaben bzw. Funktionen. Zur Erfüllung
jeder Aufgabe bzw. Funktion ist eine Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte vorgesehen.
Lichtfunktionen sind beispielsweise bei einer Ausgestaltung als Scheinwerfer eine
die Fahrbahn ausleuchtende Funktion, oder bei einer Ausgestaltung als Signalleuchte
speziell bei Kraftfahrzeugen eine Signalfunktion, wie beispielsweise eine Wiederholblinklichtfunktion
zur Fahrtrichtungsanzeige oder eine Bremslichtfunktion zur Anzeige einer Bremstätigkeit,
oder z.B. einer Begrenzungslichtfunktion, wie etwa einer auch als Schlusslichtfunktion
bezeichneten Rücklichtfunktion, zur Sicherstellung einer Sichtbarkeit des Fahrzeugs
bei Tag und/oder Nacht, wie etwa bei einer Ausgestaltung als Heckleuchte oder Tagfahrleuchte.
Beispiele für Fahrzeugleuchten im Automobilbereich sind am Fahrzeugbug, an den Fahrzeugflanken
und/oder an den Seitenspiegeln sowie am Fahrzeugheck angeordnete Wiederholblinkleuchten,
Ausstiegsleuchten, beispielsweise zur Umfeldbeleuchtung, Begrenzungsleuchten, Bremsleuchten,
Nebelleuchten, Rückfahrleuchten, sowie typischerweise hoch gesetzte dritte Bremsleuchten,
so genannte Central, High-Mounted Braking Lights, Tagfahrleuchten, Scheinwerfer und
auch als Abbiege- oder Kurvenlicht verwendete Nebelscheinwerfer, sowie Kombinationen
hiervon.
[0007] Ein Leuchtmittel für wenigstens eine Lichtfunktion umfasst zumindest wenigstens eine
Lichtquelle, beispielsweise mindestens eine Glühlampe oder mindestens eine Gasentladungslampe
oder mindestens eine Leuchtdiode sowie gegebenenfalls Kombinationen hiervon.
[0008] Beispielsweise kommen als Lichtquellen von Leuchtmitteln für Fahrzeugleuchten vermehrt
anorganische Leuchtdioden oder organische Leuchtdioden zum Einsatz.
[0009] Anorganische Leuchtdioden bestehen aus mindestens einem Lichtemittierende-Diode-Halbleiter-Chip,
kurz LED-Chip, sowie wenigstens einer beispielsweise durch Spritzgießen angeformten,
den mindestens einen LED-Chip ganz oder teilweise umhüllenden Primäroptik. Auch sind
Fahrzeugleuchten bekannt, in denen reine LED-Chips ohne angeformte Primäroptiken zum
Einsatz kommen.
[0010] Bekannt sind anorganische Leuchtdioden zur Durchsteckmontage (THT; Through Hole Technology),
oberflächenmontierbare (SMD; Surface Mounted Device) LEDs und LEDs, bei denen der
LED-Chip in Nacktmontagetechnik (COB; Chip On Board) direkt auf den Leuchtmittelträger
gebondet wird.
[0011] THT-Leuchtdioden, kurz THT-LEDs, sind ein gängig bekannter Typ anorganischer Leuchtdioden.
Sie werden auch als bedrahtete Leuchtdioden bezeichnet, da sie aus einer zumindest
in einer gewünschten Abstrahlrichtung transparenten Kapselung, z.B. in Form einer
Umspritzung oder eines Vergusses bestehen, welche einen den LED-Chip mit einem ersten
elektrischen Anschluss, beispielsweise in Form eines Anodenanschlusses verbindenden
Bonddraht und den mit einem zweiten elektrischen Anschluss, beispielsweise in Form
eines Kathodenanschlusses, verbundenen LED-Chip einschließt. Aus der Kapselung ragen
nur die auch als Beinchen bezeichneten Drähte des ersten elektrischen Anschlusses
und des zweiten elektrischen Anschlusses als die Anoden- und Kathodenanschlüsse der
THT-LED. Der beispielsweise als Kathodenanschluss ausgeführte zweite elektrische Anschluss
kann hierbei mit einem oben erwähnten Napf versehen sein, in dem der LED-Chip angeordnet
ist. Der Bonddraht führt vom beispielsweise als Anodenanschluss ausgeführten ersten
Anschluss von außerhalb des Napfs kommend zum LED-Chip.
[0012] SMD-Leuchtdioden, kurz SMD-LEDs, sind ein weiterer bekannter Typ anorganischer Leuchtdioden.
SMD-LEDs bestehen aus einem Leadframe mit wenigstens einer Bestückungsfläche für mindestens
einen LED-Chip sowie elektrischen Anschlussflächen. Das Leadframe ist von einem Kunststoffkörper
mit zumindest einer die wenigstens eine Bestückungsfläche freihaltenden Ausnehmung
teilweise umspritzt. Die elektrischen Anschlussflächen des Leadframes sind hierbei
als die elektrischen Anschlüsse der SMD-LED zur späteren Oberflächenmontage ebenfalls
freigehalten. Der mindestens eine LED-Chip ist am Grund der zumindest einen zur wenigstens
einen Bestückungsfläche reichenden Ausnehmung angeordnet und elektrisch kontaktiert.
Dabei ist der LED-Chip auf einer mit wenigstens einer ersten elektrischen Anschlussfläche
verbundenen ersten Partie des Leadframes angeordnet. Ein Bonddraht verbindet den LED-Chip
mit einer zweiten Partie des Leadframes, die wiederum mit wenigstens einer zweiten
elektrischen Anschlussfläche verbunden ist. Die an ihrem Grund zur Bestückungsfläche
reichende Ausnehmung kann reflektorartig ausgestaltet sein. Dabei bilden die Wandungen
der Ausnehmung den oben erwähnten Primärreflektor. Hierbei können die Wandungen reflektierend
beschichtet sein.
[0013] COB-Leuchtdioden, kurz COB-LEDs, bestehen aus einem direkt auf einem Leuchtmittelträger
anzuordnenden, ungehäusten LED-Chip und einem Bonddraht. Die Rückseite des LED-Chips
bildet dabei den ersten elektrischen Anschluss der COB-LED. Zur elektrischen Kontaktierung
wird der LED-Chip auf seiner Rückseite direkt mit einer ersten Leiterbahn eines Leuchtmittelträgers
z.B. durch Löten oder Schweißen elektrisch verbunden. Der den zweiten elektrischen
Anschluss der COB-LED bildende Bonddraht wird mit einer zweiten Leiterbahn des Leuchtmittelträgers
ebenfalls z.B. durch Löten oder Schweißen elektrisch verbunden.
[0014] Der Vollständigkeit halber sei ergänzend erwähnt, dass auch andere Kontaktierungen
wie z.B. der so genannte Flip-Chip-Aufbau möglich sind, bei dem die Kontaktmittel
des LED-Chips direkt mit einem kontaktierten Substrat verbunden sind. In diesen Fällen
wird kein Bonddraht verwendet.
[0015] Im Folgenden wird deshalb der Einfachheit halber nicht mehr zwischen anorganischer
Leuchtdiode und LED-Chip unterschieden und statt dessen einheitlich der Begriff LED
stellvertretend für beide Ausgestaltungen verwendet, es sei denn, es ist explizit
etwas anderes erwähnt. Herausragende Eigenschaften von LEDs im Vergleich zu anderen,
konventionellen Lichtquellen von Leuchtmitteln sind eine wesentlich längere Lebensdauer
und eine wesentlich höhere Lichtausbeute bei gleicher Leistungsaufnahme. Mit anderen
Worten weisen LEDs bei gleicher Lichtstärke einen im Vergleich zu anderen Lichtquellen
geringeren Stromverbrauch auf. Hierdurch kann bei einer Verwendung einer oder mehrerer
LEDS als Lichtquelle eines Leuchtmittels beispielsweise in einer Fahrzeugleuchte die
Belastung eines zur Stromversorgung vorgesehenen Bordnetzes eines Fahrzeugs verringert
werden, einhergehend mit Einsparungen beim Energieverbrauch des Fahrzeugs. Ferner
weisen LEDs eine weit höhere Lebensdauer auf, als andere, zur Anwendung in einer Fahrzeugleuchte
in Frage kommende Lichtquellen. Durch die längere Lebensdauer wird unter Anderem durch
die geringere Ausfallquote die Betriebssicherheit und damit einhergehend die Qualität
der Fahrzeugleuchte erhöht.
[0016] Eine kurz als OLED (Organic Light Emitting Diode; OLED) bezeichnete organische Leuchtdiode
ist ein leuchtendes Dünnschichtbauelement aus organischen halbleitenden Materialien
mit mindestens einer zwischen elektrisch leitenden, beispielsweise metallischen Schichten
für Anode und Kathode eingeschlossen Emitterschicht. Die Stärke oder anders ausgedrückt
Dicke der Schichten liegt in einer Größenordnung von etwa 100 nm. Zum Schutz gegen
Wasser, Sauerstoff sowie zum Schutz gegen andere Umwelteinflüsse, wie etwa Kratzbeschädigung
und/oder Druckbelastung sind OLEDs typischerweise mit einem anorganischen Material
insbesondere mit Glas verkapselt. Zwar gibt es Anstrengungen, das Glas durch Kunststoff
zu ersetzen, die jedoch noch nicht vom gewünschten Erfolg gekrönt sind, weil die Dichtigkeit
der alternativen Materialien für die Verkapselung nicht ausreichend gut genug ist.
[0017] Im Unterschied zu anorganischen Leuchtdioden benötigen OLEDs keine einkristallinen
Materialien. Im Vergleich zu LEDs lassen sich OLEDs daher in kostengünstiger Dünnschichttechnik
herstellen. OLEDs ermöglichen dadurch die Herstellung flächiger Lichtquellen, die
einerseits sehr dünn und andererseits als durch die Lichtscheibe einer Fahrzeugleuchte
hindurch sichtbare leuchtende Fläche eingesetzt einen besonders homogenes Erscheinungsbild
aufweisen.
[0018] Zum Betrieb sowohl von von LEDs, als auch von OLEDs als Lichtquellen für ein Leuchtmittel
beispielsweise einer Fahrzeugleuchte können eine oder mehrere mehr oder minder komplexe
elektronische Steuerschaltungen vorgesehen sein, die beispielsweise auf einem oder
mehreren Leuchtmittelträgern des Leuchtmittels angeordnet und in dem Leuchteninnenraum
beherbergt sein können.
[0019] Ein einfaches Beispiel für eine elektronische Steuerschaltung betrifft die Angleichung
unterschiedlicher Helligkeiten einzelner LEDs oder von LED-Strängen innerhalb einer
Gruppe gemeinsam betriebener, auf einem oder mehreren Leuchtmittelträgern angeordneter
LEDs. Eine solche elektronische Steuerschaltung besteht aus mindestens einem oder
mehreren Vorwiderständen zur Anpassung der Vorwärtsspannung der LEDs an das Bordnetz.
Beispielsweise ist bekannt, die LEDs im so genannten Binning nach Vorwärtsspannung
und Intensität zu sortieren. Um Unterschiede zwischen mehreren LED-Strängen auszugleichen,
die jeweils aus in Reihe geschalteten LEDs gleicher Vorwärtsspannung und Intensität
bestehen, und um eine homogene Helligkeitsverteilung der benachbarten LED-Stränge
aus LEDs mit unterschiedlicher Vorwärtsspannung und Intensität zu erhalten, wird zumindest
jeder LED-Strang mit einem anderen Vorwiderstand versehen.
[0020] LEDs sowie OLDEs bedürfen darüber hinaus beim Einsatz als Lichtquelle insbesondere
in Fahrzeugleuchten oft einer separaten Ausfallerkennung. Dies ist bedingt durch die
geringe Leistungsaufnahme von LEDs und OLEDs im Allgemeinen. Beispielsweise ist ein
in einem Fahrzeug untergebrachtes Steuergerät nicht in der Lage, eine dem Ausfall
einer oder weniger LEDs oder OLEDs entsprechende Änderung der Leistungsentnahme aus
dem Bordnetz zu erkennen, da eine hieraus resultierende Bordnetzspannungsänderung
unterhalb der im normalen Betrieb eines Fahrzeugs auftretenden Bordnetzspannungssschwankungen
liegt. Eine beispielsweise in der Fahrzeugleuchte untergebrachte elektronische Schaltungsanordnung
zur Ausfallerkennung erfasst den Ausfall einer oder mehrerer Leuchtdioden in der Fahrzeugleuchte
z.B. mittels eines oder mehrerer Komparatoren und teilt dies dem Steuergerät mit.
Diese elektronische Schaltungsanordnung zur Ausfallerkennung kann durch eine beispielsweise
auf dem Leuchtmittelträger aufgebrachte elektronische Steuerschaltung verwirklicht
sein.
[0021] Darüber hinaus können sowohl LEDs, als auch OLEDs weiterer elektronischer Steuerschaltungen
bedürfen. Beispiele hierfür sind elektronische Steuerschaltungen:
- zur Regelung und/oder Steuerung der Helligkeit bzw. Leuchtkraft der LEDs und/oder
OLEDs, beispielsweise durch eine pulsweitenmodulierte Taktung der Stromversorgung
für einen außerhalb des für das menschliche Auge wahrnehmbaren Bereichs gepulsten
Betrieb,
- zur Kompensation oder Vermeidung elektromagnetischer Störungen, beispielsweise aufgebaut
aus Kondensatoren und/oder Ferriten,
- zum Schutz der LEDs und/oder OLEDs z.B. vor einer Überspannung des Bordnetzes oder
vor fehlerhafter Polung, beispielsweise umfassend eine oder mehrere Zenerdioden,
[0022] Zusammengefasst muss für fast alle LED- und/oder OLED-Anwendungen eine mehr oder
minder umfangreiche, für die speziellen LEDs und/oder OLEDs ausgelegte elektronische
Steuerschaltung z.B. auf den mindestens einen Leuchtmittelträger aufgebracht werden.
Die elektronische Steuerschaltung umfasst im einfachsten Fall einen Vorwiderstand
und eine Schutzdiode, kann aber je nach Anwendung auch wesentlich mehr Elektronikbauteile
enthalten, wie z.B. Mikrokontroller bzw. Kontroller, Komparatoren, Transistoren, Schutzdioden,
elektrische Widerstände z.B. als Vorwiderstand, Kondensatoren, Ferrite, etc.
[0023] Somit umfasst ein Leuchtmittel mit einer oder mehreren LED und/oder OLED als Lichtquelle
meist zusätzlich zu einer oder mehreren aufgrund ihres Diodenaufbaus Elektronikbauteile
darstellenden LEDs und/oder OLEDs zumindest ein weiteres zuvor genanntes Elektronikbauteil.
Demnach kann ein Leuchtmittel mit einer oder mehreren LEDs und/oder OLEDs als Lichtquellen
neben der mindestens einen LED und/oder OLED zumindest noch über ein weiteres Elektronikbauteil
verfügen.
[0024] Die mindestens eine Lichtquelle eines Leuchtmittels und wenigstens ein weiteres Elektronikbauteil
können auf einem gemeinsamen, einen Leiterbahnträger darstellenden Leuchtmittelträger,
oder auf räumlich getrennten, untereinander beispielsweise durch einen Kabelbaum oder
einen oder mehrere Teile eines Kabelbaums elektrisch verbundenen Leiterbahnträgern,
von denen wenigstens einer den Leuchtmittelträger bildet, angeordnet sein.
[0025] Bei den in Verbindung mit einem Leuchtmittelträger zum Einsatz kommenden Leiterbahnträgern
handelt es sich um Leiterbahnträger, wie sie auch zur elektrischen Verschaltung von
Elektronikbauteilen beispielsweise zur Ansteuerung von anderen Leuchtmitteln, als
LEDs und OLEDs, verwendet werden.
[0026] Leiterbahnträger können beispielsweise als so genannte Leiterplatten starr, oder
als so genannte Flexplatinen biegsam, beispielsweise elastisch oder biegeschlaff verformbar
ausgeführt sein. Daneben sind in MID-Technik (MID-Technik: Molded-Interconnect-Device-Technik)
hergestellte spritzgegossene Schaltungsträger bekannt, welche in Gestalt eines Bauteils
beispielsweise einer Fahrzeugleuchte mit integrierten Leiterbahnen in Spritzgusstechnik
hergestellt werden und neben ihrer Funktion zur elektrischen Kontaktierung beispielsweise
von Elektronikbauteilen und/oder Lichtquellen gleichzeitig eine mechanische Funktion
der Fahrzeugleuchte übernehmen, beispielsweise eine Anordnung von Lichtquellen entlang
einer vorgegebenen Geometrie unter gleichzeitiger Ausbildung eines Reflektors.
[0027] Weit verbreitetste Leiterbahnträger sind kurz als Leiterkarte, Platine oder gedruckte
Schaltung (printed circuit board, PCB) bezeichnete Leiterplatten.
[0028] Eine Leiterplatte ist ein Träger für elektronische Bauteile. Sie dient der mechanischen
Befestigung und elektrischen Verbindung. Nahezu jedes elektronische Gerät enthält
eine oder mehrere Leiterplatten.
[0029] Leiterplatten bestehen aus elektrisch isolierendem Material mit daran haftenden,
als Leiterbahnen dienenden, elektrisch leitenden Verbindungen. Die Leiterbahnen werden
zumeist aus einer dünnen Schicht Kupfer geätzt. Als isolierendes Material ist faserverstärkter
Kunststoff üblich. Einer der meistgenutzten Werkstoffe in diesem Anwendungsbereich
ist FR-4.
[0030] FR-4 oder auch FR4 bezeichnet eine Klasse von schwer entflammbaren und flammenhemmenden
Verbundwerkstoffen bestehend aus Epoxidharz und Glasfasergewebe. Die Abkürzung FR
steht für flame retardant (flammenhemmend) und entspricht den Anforderung von UL94V-0.
FR-4 ist in verschiedenen Varianten verfügbar. Zur Verbesserung der Flammhemmung wird
der Verbundwerkstoff mit chemischen Stoffen wie polybromierte Diphenylether basierend
auf Brom versetzt, in der halogenfreien Variante entfällt dieser Zusatz. Der Verbundwerkstoff
FR-4 wurde 1968, neben anderen Verbundwerkstoffen, von der National Electrical Manufacturers
Association (NEMA) in den Eigenschaften in der Spezifikation NEMA LI1 festgelegt.
[0031] FR-4 weist im Gegensatz zu ähnlichen Verbundwerkstoffen wie FR-2, sogenanntes Hartpapier,
eine bessere Kriechstromfestigkeit und eine geringere Wasseraufnahme auf. Weiterer
Vorteil von FR-4 ist die gute Haftbarkeit, welche das dauerhafte Anbringen von Leiterbahnstrukturen
aus Kupfer auf dem Trägermaterial gewährleistet.
[0032] Leiterplatten mit FR-4 als elektrisch isolierendem Material werden gängig auch als
FR-4 Platinen bezeichnet.
[0033] Die elektrische Kontaktierung und Befestigung von Elektronikbauteilen auf Leiterplatten
erfolgt, indem die Elektronikbauteile in SMD-Technik auf als Lötflächen (Pads) ausgebildete
Partien der Leiterbahnen oder in THT-Technik in als Lötaugen ausgebildete Partien
der Leiterbahnen gelötet werden. So werden sie an diesen footprints gleichzeitig mechanisch
gehalten und elektrisch verbunden. Größere Elektronikbauteile können auch mit Kabelbindern,
Klebstoff oder Verschraubungen auf der Leiterplatte befestigt werden.
[0034] Neben den beschriebenen FR-4 Platinen sind auf spezielle Anwendungsgebiete angepasste
Arten von Leiterplatten bekannt. Diese reichen von einseitigen und zweiseitigen Leiterplatten
für einfache Anwendungen über Multilayer mit mehreren, durch isolierendes Material
voneinander getrennten Schichten elektrisch leitender Verbindungen beispielsweise
für komplexe Steuerschaltungen, für deren Verschaltung eine oder zwei Leiterbahnebenen
nicht ausreichend wären, bis hin zu Sondertechniken, beispielsweise für Hochleistungselektronikanwendungen,
bei denen die Leiterplatte nicht nur der Montage und elektrischen Verbindung, sondern
gleichzeitig auch noch der Abfuhr von an den einzelnen Elektronikbauteilen entstehender
Wärme dient.
[0035] Für letzteres sind insbesondere im Bereich der in Fahrzeugleuchten untergebrachten
Hochleistungselektronik mit entsprechend auftretenden hohen Wärmemengen so genannte
Metallkernplatinen, wie beispielsweise Direct bonded copper Substrate (DBC-Substrate;
auch Direct copper bonded, DCB) oder Insulated Metal Substrate (IMS-Substrate) bekannt.
[0036] Ein DBC-Substrat ermöglicht eine enge elektrisch/thermische Verbindung über Kupfer.
Dies ist für eine optimale Wärmeableitung wichtig. DBC-Substrate sind technisch günstig
herstellbar. Auf einem DBC-Substrat können leicht großflächige, metallische Leiterbahnen-Strukturen
erstellt werden.
[0037] Bei IMS-Substraten besteht die untere Schicht aus Aluminium statt aus Kupfer.
[0038] Ein vorrangiges Entwicklungsziel bei der Herstellung von Fahrzeugen und von Komponenten
von Fahrzeugen, wie beispielsweise Fahrzeugleuchten, sind geringe Herstellungskosten.
[0039] Im Bereich von elektronischen Schaltungen auf Leiterplatten hat die elektrische Kontaktierung
der Leiterplatten einen entscheidenden Einfluss auf die Herstellungskosten.
[0040] Eine kostengünstige elektrische Kontaktierung von Leiterplatten bedient sich einer
Direktsteckverbindung mittels auch als Seitenplatinenstecker bezeichneter Randkontaktstecker.
[0041] Ein Randkontaktstecker weist ein Gehäuse auf, welches ein oder mehrere Kontaktmittel
teilweise umgibt.
[0042] Die einzelnen Kontaktmittel von Randkontaktsteckern sind durch mit Einzelleitungen
oder Flachbandleitungen beispielsweise durch Löten oder Crimpen oder Schraubklemmen
verbindbare Klammern gebildet, welche eine Leiterplatte umgreifen und dabei auf einer
oder auf gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte identisch ausgeführte Leiterbahnen
elektrisch kontaktieren.
[0043] Eine Direktsteckverbindung unterscheidet sich dabei von einer indirekten Steckverbindung
dadurch, dass nur ein Steckerteil erforderlich ist, das direkt beispielsweise auf
einer Leiterplatte vorhandene Leiterbahnen kontaktiert. Bei einer indirekten Steckverbindung
ist ein mit den Leiterbahnen beispielsweise einer Leiterplatte verbundenes Gegenstück
erforderlich, welches das Steckerteil aufnimmt.
[0044] Ein weit verbreitetes Beispiel von als Seitenplatinenstecker oder Randkontaktstecker
für Direktsteckverbindungen einsetzbaren Steckerteilen sind RAST-Steckverbinder (RAST;
Raster-Anschluss-Steck-Technik). Hierbei handelt es sich um Steckverbinder der sogenannten
Hausgerätenormen RAST 2.5 und RAST 5, wobei die Ziffern den Millimeterabstand zwischen
benachbarten Kontaktmitten angeben.
[0045] Die Hausgerätespezifikation RAST ist unter dem Dach des Zentralverband Elektrotechnik-
und Elektronikindustrie e. V. (ZVEI) durch einen Arbeitskreis der Hersteller von Haushaltsgroßgeräten
und von Steckverbindern mit dem Ziel ins Leben gerufen worden, Komponenten zu standardisieren,
die Konformität der Steckverbinder verschiedener Hersteller zu gewährleisten und Fehler
im Produktionsprozess aufgrund falsch zusammengesteckter Steckverbindungen auszuschließen
und damit einhergehend die Montage im Zusammenbau der Endgeräte zu vereinfachen und
Fehlverdrahtungen zu minimieren. RAST ermöglicht zudem die Gruppierung von Anschlüssen,
wodurch der Einsatz von einzelnen Anschlüssen und individuellen Kabelbäumen vermieden
werden kann. In enger Abstimmung zwischen den wichtigsten deutschen Herstellern von
Hausgeräten und Steckverbindern entstand ein bis heute gängiger Standard.
[0046] Heute sind RAST-Steckverbinder längst Standard für eine Vielzahl von Sensor-, Schalter-,
Aktor- und Motorsteuerleitungen, die direkt oder indirekt mit der Leiterplatte und/oder
den Komponenten verbunden werden können. Die Vorteile der RAST-Stecker sind auch von
anderen Branchen erkannt worden, so dass auch außerhalb der Hausgeräte eine stetig
wachsende weltweite Verbreitung zu finden ist, etwa in der Heizungstechnik oder der
Automobilindustrie.
[0047] Durch
DE 10 2010 047 899 A1 ist ein Leuchtmittel mit mindestens einer auf einer Leiterplatte angeordneten Lichtquelle
und einem lösbar mit einem Randbereich der Leiterplatte verbindbaren, in eine Vormontagestellung
und eine Endmontagestellung bringbaren Randkontaktstecker bekannt. Der Randkontaktstecker
weist durch Kontaktelemente gebildete Kontaktmittel auf, an denen elektrische Leitungen
angeschlossen sind. Die Leiterplatte weist Leiterbahnen auf, die direkt oder indirekt
über eine Ansteuereinrichtung mit elektrischen Anschlüssen der Lichtquelle verbunden
sind. Die Leiterbahnen haben Kontaktstellen, welche die Kontaktelemente bei in Endmontagestellung
befindlichem Randkontaktstecker kontaktieren.
[0048] Durch das Umgreifen der Leiterplatte können Randkontaktstecker jedoch nicht in Verbindung
mit den kosten- und anwendungstechnisch sehr günstigen Metallkernplatinen eingesetzt
werden, da deren einseitige Vollmetallschicht die einzelnen Kontaktmittel von Randkontaktsteckern
untereinander kurzschließt.
[0049] Für Metallkernplatinen müssen deshalb bislang teure, zweiteilige, indirekte Steckverbindungen
mit einem leiterplattenmontierten Stecker- oder Buchsenteil und einem leitungsseitig
montierten Buchsen- oder Steckerteil verwendet werden. Beispiele für zweiteilige,
indirekte Steckverbindungen sind in stehender oder liegender Ausführung leiterplattenmontierte
Stiftwannen mit und ohne Rastlasche, und leitungsseitig montierte, in die Stiftwannen
eingreifende Federleisten mit Crimpanschluss oder mit Schneidklemmenanschluss oder
mit Schraubklemmanschluss, an die sowohl Flachbandals auch Einzelleitungen angeschlagen
werden können.
[0050] Durch
DE 10 2004 056 252 A1 ist ein Leuchtmittel für eine Fahrzeugleuchte mit wenigstens einer LED bekannt, die
auf einer Metallkernplatine angeordnet ist. Zur elektrischen Kontaktierung ist eine
indirekte Steckverbindung aus metallkernplatinenseitig montierter Stiftwanne und leitungsseitig
angeordneter Federleiste vorgesehen. Die Stiftwanne ist liegend auf der Metallkernplatine
angeordnet. Die Kontaktmittel der Stiftwanne sind via Leiterbahnen mit der Leuchtiode
elektrisch verbunden. Die Stiftwanne ist mit einer in sie einführbaren, gemeinsam
mit der Stiftwanne eine indirekte Steckverbindung bildenden Federleiste elektrisch
kontaktierbar.
[0051] Durch
DE 10 2005 054 955 A1 ist ebenfalls ein Leuchtmittel mit wenigstens zwei LEDs bekannt, die auf einer Metallkernplatine
angeordnet sind. Zur elektrischen Kontaktierung ist auch hier eine indirekte Steckverbindung
aus metallkernplatinenseitig montierter Stiftwanne und leitungsseitig angeordneter
Federleiste vorgesehen. Die Stiftwanne ist stehend oder liegend auf der Metallkernplatine
angeordnet. Die Kontaktmittel der Stiftwanne sind via Leiterbahnen mit der Leuchtiode
elektrisch verbunden. Die Stiftwanne ist mit einer in sie einführbaren, gemeinsam
mit der Stiftwanne eine indirekte Steckverbindung bildenden Federleiste elektrisch
kontaktierbar.
[0052] Im Vergleich zu Randkontaktsteckern sind indirekte Steckverbindungen um den Faktor
Zwölf teurer.
[0053] Um dem Kostendruck beispielsweise in der Automobilindustrie gerecht zu werden, wäre
es wünschenswert, Leiterbahnträger jeglicher Bauart - seien es in MID-Technik hergestellte
Leiterbahnträger oder Metallkernplatinen - mit Randkontaktsteckern zu kombinieren.
[0054] Eine aus Kostensicht in Verbindung mit einer in einer Fahrzeugleuchte verbauten Hochleistungselektronik
anstrebsame Kombination aus Metallkernplatine und Randkontaktstecker ist nach dem
Stand der Technik jedoch nicht verwirklichbar.
[0055] Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige elektrische Steckverbindung
für Leiterbahnträger in Fahrzeugleuchten, insbesondere für in Verbindung mit einer
Hochleistungselektronik in Fahrzeugleuchten verbaute Metallkernplatinen zu schaffen.
[0056] Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
[0057] Die Erfindung betrifft demnach eine Steckverbindung zur elektrischen Kontaktierung
von Leiterbahnträgern in Fahrzeugleuchten, beispielsweise von in Verbindung mit Hochleistungselektronik
in Fahrzeugleuchten verbauten Metallkernplatinen.
[0058] Die Steckverbindung umfasst einen mit mindestens einer, beispielsweise mit einem
oder mehreren Elektronikbauteilen elektrisch leitend verbundenen oder verbindbaren
Leiterbahn versehenen Leiterbahnträger. Darüber hinaus umfasst die Steckverbindung
einen Randkontaktstecker mit einer Anzahl von Kontaktmitteln, welche einer Zahl von
beispielsweise zum Betrieb wenigstens einer durch ein oder mehrere via auf dem Leiterbahnträger
ausgebildeten Leiterbahnen elektrisch kontaktierte, beispielsweise untereinander elektrisch
verbundene Elektronikbauteile gebildeten Einrichtung erforderlichen elektrischen Anschlüssen
des Leiterbahnträgers entsprechen.
[0059] Bei der Einrichtung kann es sich beispielsweise um eine Elektronikschaltung, die
einen Teil, etwa eine Ansteuereinrichtung, eines eine oder mehrere Lichtquellen umfassenden
Leuchtmittels einer Fahrzeugleuchte handeln. Alternativ oder zusätzlich kann die Einrichtung
eine oder mehrere Lichtquellen eines Leuchtmittels einer Fahrzeugleuchte umfassen.
[0060] Beispielsweise kann mindestens eine zur Erfüllung wenigstens einer Lichtfunktion
einer Fahrzeugleuchte vorgesehene Lichtquelle als mindestens ein Elektronikbauteil
oder zusätzlich zu einem oder mehreren Elektronikbauteilen auf dem Leiterbahnträger
vorgesehen sein. Die Leiterbahnen des Leiterbahnträgers können somit direkt oder indirekt
über eine Elektronikschaltung mit elektrischen Anschlüssen der mindestens einen auf
dem Leiterbahnträger vorgesehenen Lichtquelle verbunden sein.
[0061] Bei der mindestens einen Lichtquelle handelt es sich bevorzugt um wenigstens eine
LED und/oder zumindest eine OLED.
[0062] Der Randkontaktstecker kann ein Gehäuse aufweisen, welches das eine oder die mehreren
Kontaktmittel teilweise umgibt.
[0063] Jedes der Kontaktmittel des Randkontaktsteckers umfasst eine Klammer mit zwei einander
gegenüberliegenden, einseitig an einer Verbindungsseite beispielsweise mittels eines
Stegs vorzugsweise einstückig federelastisch miteinander elektrisch leitfähig verbundenen
Kontaktschwingen. Die Kontaktschwingen sind an der Verbindungsseite um einen vorgegebenen
Abstand voneinander beabstandet, der ausreicht, um eine Leiterplatte, bevorzugt eine
Standard-Leiterplatte, besonders bevorzugt eine FR-4 Platine, zwischen die Kontaktschwingen
einzuschieben.
[0064] Zumindest in einem Bereich an den von der Verbindungsseite beabstandeten freien Enden
der Kontaktschwingen herrscht vorzugsweise ein geringerer Abstand, so dass eine zwischen
die Kontaktschwingen eingeschobene Leiterplatte zumindest im Bereich deren freier
Enden federelastisch eingeklemmt wird. Dabei ist von den freien Enden her kommend
vorzugsweise eine Aufweitung vorgesehen, um die Leiterplatte einfach zwischen die
Kontaktschwingen einschieben zu können.
[0065] An den Kontaktmitteln sind beispielsweise zu einem Kabelbaum zusammengefasste elektrische
Leitungen angeschlossen oder anschließbar.
[0066] Die Steckverbindung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eine in ihrer Dicke
dem vorgegebenen Abstand der Kontaktschwingen der als Klammern ausgeführten Kontaktmittel
des Randkontaktsteckers entsprechende Steckerleiterplatte mit einer der Anzahl von
Kontaktmitteln entsprechenden Zahl von mit den elektrischen Anschlüssen des Leiterbahnträgers
elektrisch verbundenen und/oder verbindbaren, von zumindest einem Rand der Steckerleiterplatte
aus für die Kontaktmittel des Randkontaktsteckers zugänglichen elektrischen Kontaktstellen
vorgesehen ist.
[0067] Die Steckerleiterplatte kann damit optimal auf den Randkontaktstecker ausgelegt und
aus einem kostengünstigen Werkstoff hergestellt sein.
[0068] Sich hierdurch ergebende Vorteile sind, dass für den die Hauptleiterplatte bildenden
Leiterbahnträger andere Materialien und Stärken verwendet werden können, die nicht
zu einer einen Randkontaktstecker umfassenden Direktsteckverbindung passen, wie etwa
Metallkernplatinen oder dünnes FR-4.
[0069] Ist der Randkontaktstecker vom Rand der Steckerleiterplatte her aufgesteckt, klemmt
das freie Ende zumindest je einer Kontaktschwinge jeder der als Klammern ausgeführten
Kontaktmittel des Randkontaktsteckers die Steckerleiterplatte an je einer ihrer mit
den elektrischen Anschlüssen des Leiterbahnträgers elektrisch verbundenen und/oder
verbindbaren Kontaktstellen.
[0070] Die Kontaktstellen werden bevorzugt durch Leiterbahnen der Steckerleiterplatte gebildet.
Das oder die Kontaktmittel des Randkontaktsteckers kontaktieren in einer Endmontagestellung
des Randkontaktsteckers die Kontaktstellen der Steckerleiterplatte. In der Endmontagestellung
greift der Randkontaktstecker von einem Rand der Steckerleiterplatte her kommend mit
je einer Kontaktschwinge seiner als Klammern ausgeführten Kontaktmittel die Steckerleiterplatte
von einer ersten Oberfläche her, und mit je einer Kontaktschwinge seiner als Klammern
ausgeführten Kontaktmittel die Steckerleiterplatte von einer der ersten Oberfläche
gegenüberliegenden und via des Rands mit der ersten Oberfläche verbundenen, zweiten
Oberfläche her, so dass die Steckerleiterplatte von beiden Seiten vom Rand her kommend
an ihren beiden einander gegenüberliegenden und durch den Rand miteinander verbundenen
Oberflächen von den beiden Kontaktschwingen des mindestens einen als Klammer ausgeführten
Kontaktmittels umgriffen und jede Kontaktstelle unter Herstellung eines elektrischen
Kontakts zwischen ihr und einem Kontaktmittel zwischen den Kontaktschwingen der als
Klammern ausgeführten Kontaktmittel des Randkontaktsteckers geklemmt wird.
[0071] Die Kontaktstellen können auf einer Oberfläche der Steckerleiterplatte ausgebildet
sein, die durch den Rand mit einer ihr gegenüberliegenden Oberfläche der Steckerleiterplatte
verbunden ist, oder die Kontaktstellen können symmetrisch zu einer parallel zwischen
den beiden Oberflächen verlaufenden Spiegelebene an beiden durch den Rand miteinander
verbundenen Oberflächen der Steckerleiterplatte ausgebildet sein, um von den als Klammern
ausgebildeten Kontaktmitteln des Randkontaktsteckers zur Erhöhung der elektrischen
Kontaktsicherheit der Steckverbindung beidseitig elektrisch kontaktiert werden zu
können.
[0072] Bei der Steckerleiterplatte handelt es sich bevorzugt um eine FR-4 Platine.
[0073] Beim Leiterbahnträger handelt es sich bevorzugt um eine Metallkernplatine.
[0074] Alternativ kann es sich bei dem Leiterbahnträger beispielsweise um einen in MID-Technik
hergestellten Leiterbahnträger handeln.
[0075] Die Erfindung kann beispielsweise verwirklicht sein durch Anordnung einer vorzugsweise
kleinen, bevorzugt als konventionelle Platine, besonders bevorzugt als FR-4 Platine
ausgeführten Steckerleiterplatte auf einem eine Hauptleiterplatte bildenden, beispielsweise
als Metallkernplatine ausgeführten Leiterbahnträger. Die Anordnung ist dabei derart
ausgeführt, dass die Kontaktstellen zur elektrischen Kontaktierung mit einem Randkontaktstecker
aufweisenden Leiterbahnen der Steckerleiterplatte mit den elektrischen Anschlüssen
der Hauptleiterplatte elektrisch verbunden sind.
[0076] Die Kontaktstellen der Steckerleiterplatte beziehungsweise die mit den Kontaktstellen
der Steckerleiterplatte elektrisch verbundenen Leiterbahnen der Steckerleiterplatte
können mit den elektrischen Anschlüssen des Leiterbahnträgers durch Löten beispielsweise
in SMD-Technik oder in THT-Technik oder vermittels Leitkleber (ACF; Anisotropic conductive
film) elektrisch verbunden oder elektrisch verbindbar sein.
[0077] Mit anderen Worten können zumindest die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontaktstellen
der Steckerleiterplatte beziehungsweise den mit den Kontaktstellen der Steckerleiterplatte
elektrisch verbundenen Leiterbahnen der Steckerleiterplatte und den elektrischen Anschlüssen
des Leiterbahnträgers durch Löten beispielsweise in SMD-Technik oder in THT-Technik
oder vermittels Leitkleber hergestellt sein oder werden.
[0078] Bei einem Leitkleber handelt es sich um einen elektrisch leitfähigen Klebstoff.
[0079] Leitkleber bestehen aus den Klebmittel und anorganischen, elektrisch leitfähigen
Füllstoffen. Deren Anteil liegt bei etwa 30 %. Wegen der verwendeten metallischen
Füllstoffe sind die Verbindungsstellen auch thermisch gut leitfähig. Zu den gut geeigneten
Füllstoffen zählen Silber, Gold, Palladium, Nickel und Platin.
[0080] Eine eigene Klasse unter den Leitklebern bilden so genannte anisotrope Leitkleber.
Als Füllmaterial werden kugelförmige leitende Teilchen eingesetzt. Das Gesamtvolumen
wird nur zu 5 % durch das leitfähige Material gebildet. Dadurch wird eine lokal begrenzte
elektrische Verbindung erreicht. Bei einem Auftrag als dünner Film wird die elektrische
Verbindung nur vertikal zwischen den miteinander verklebten Oberflächen, aber nicht
horizontal aufgebaut, da sich die Kugeln nicht berühren. Das gestattet den großflächigen
Auftrag des Klebers ohne Justage. Nachteilig ist die Begrenzung der Betriebstemperatur
auf 80 Grad Celsius und eine prinzipbedingte implizierte Kurzschlusswahrscheinlichkeit.
[0081] Eine Verbindung mit einem Leitkleber ist zwar weniger leitfähig als eine Lötverbindung,
ist aber elastisch und dadurch mechanisch belastbarer. Eine hohe Elastizität erreichen
beispielsweise Silikonkleber.
[0082] Die Steckerleiterplatte kann zusätzlich zu den beispielsweise durch Lötverbindungen
hergestellten elektrischen Verbindungen ihrer Kontaktstellen mit den elektrischen
Anschlüssen des die Hauptleiterplatte bildenden Leiterbahnträgers eine oder mehrere
weitere, mechanische Verbindungen zur Hauptleiterplatte aufweisen, welche mechanische
Belastungen zwischen Haupt- und Steckerleiterplatte übertragen.
[0083] Denkbare mechanische Verbindungen können durch Verschrauben und/oder Nieten und/oder
Kleben hergestellt sein.
[0084] Die Steckerleiterplatte kann mit dem Leiterbahnträger im selben Arbeitsgang zumindest
elektrisch verbunden, beispielsweise verlötet werden, wie ein oder mehrere auf dem
die Hauptleiterplatte bildenden Leiterbahnträger angeordnete und mittels dessen Leiterbahnen
elektrisch kontaktierten Elektronikbauteile, wie beispielsweise eine oder mehrere
LEDs und/oder Wiederstände und/oder Halbleiter-Bauelemente, um ohne Anspruch auf Vollständigkeit
nur einige denkbare verbleibende Elektronikbauteile aufzulisten, so dass kein separater
Montageschritt zur Anbringung der Steckerleiterplatte auf der Hauptleiterplatte benötigt
wird.
[0085] Zwischen der Steckerleiterplatte und dem die Hauptleiterplatte bildenden Leiterbahnträger
kann mindestens ein Zwischenstück angeordnet sein.
[0086] Hierdurch ist es möglich, einen Höhenversatz einzustellen, beispielsweise um eine
Anpassung an eine gegebene Einbausituation des Leiterbahnträgers in eine Fahrzeugleuchte
zu ermöglichen, indem die Steckerleiterplatte versetzt, beispielsweise erhöht gegenüber
der Hauptleiterplatte sitzt.
[0087] Durch Anbringung weiterer Zwischenstücke kann ein Höhenversatz zwischen Steckerleiterplatte
und Hauptleiterplatte an eine Einbausituation in einen von einem Leuchtengehäuse und
einer Lichtscheibe zumindest zum Teil umschlossenen Leuchteninnenraum einer Fahrzeugleuchte
angepasst werden.
[0088] Durch den hierdurch einstellbaren Höhenversatz, um den die Steckerleiterplatte beispielsweise
über der Hauptleiterplatte angeordnet ist, können Leiterbahnträger tiefer über einer
Fläche und damit tiefer in einem Leuchtengehäuse einer Fahrzeugleuchte montiert werden,
da der zur Herstellung einer Direktsteckverbindung notwendige Überstand nach unten
verringert wird.
[0089] Durch Anbringung weiterer Zwischenstücke kann der Höhenversatz so weit gesteigert
werden, beispielsweise um den Randkontaktstecker so weit anzuheben, dass sich die
Hauptleiterplatte auf eine ebene Fläche anbringen lässt.
[0090] Darüber hinaus kann ein Höhenversatz verwirklicht werden, um die Montage zu vereinfachen,
da die Steckerleiterplatte höher und dadurch leichter zugänglich zum Anbringen des
Randkontaktsteckers der Steckverbindung sitzt.
[0091] Das mindestens eine zwischen der Steckerleiterplatte und dem die Hauptleiterplatte
bildenden Leiterbahnträger angeordnete Zwischenstück kann vertikale elektrische Verbindungen,
beispielsweise in Form von Durchkontaktierungen, Durchsteigern oder VIAs (Vertical
Interconnect Access) zwischen den die Kontaktstellen der Steckerleiterplatte und die
elektrischen Anschlüsse der Hauptleiterplatte umfassenden Leiterbahnebenen der Steckerleiterplatte
und der Hauptleiterplatte aufweisen. Die vertikalen elektrischen Verbindungen können
durch innen metallisierte Bohrungen im Zwischenstück oder durch Niete und Stifte ausgeführt
sein, um nur einige denkbare Ausgestaltungen zu nennen. Alternativ ist denkbar, dass
bei der Verwendung eines oder mehrerer Zwischenstücke die Kontaktstellen oder mit
diesen verbundene Leiterbahnen der Steckerleiterplatte und die elektrischen Anschlüsse
oder mit diesen verbundene Leiterbahnen der Hauptleiterplatte beispielsweise durch
Bonddrähte miteinander vertikal elektrisch verbunden werden oder sind.
[0092] Wichtig ist hervorzuheben, dass für die Steckerleiterplatte über die beschriebenen
Direktsteckverbindungen mittels Randkontaktsteckern hinaus grundsätzlich alle weiteren
denkbaren Steckverbinder einsetzbar sind.
[0093] Es ist ersichtlich, dass die Erfindung verwirklicht sein kann, indem auf eine als
Leiterbahnträger dienende beispielsweise als Metallkernplatine ausgeführte Hauptleiterplatte
eine kleine konventionelle Steckerleiterplatte angeordnet, beispielsweise aufgelötet
wird, welche die Kontaktierung zum Randkontaktstecker stellt. D adu rch können für
die Hauptleiterplatte andere Materialien und Stärken verwendet werden, die nicht zum
Randkontaktstecker passen, zum Beispiel Metallkernplatinen oder dünnes FR-4 oder Flexplatinen,
oder in MID-Technik hergestellte Leiterbahnträger.
[0094] Die Steckverbindung kann alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination
mehrerer einleitend in Verbindung mit dem Stand der Technik und/oder in einem oder
mehreren der zum Stand der Technik erwähnten Dokumente und/oder in der nachfolgenden
Beschreibung zu den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen beschriebene
Merkmale aufweisen.
[0095] Zusätzliche, über die Lösung der gestellten Aufgabe und/oder über die voran zu den
einzelnen Merkmalen genannten Vorteile hinausgehende Vorteile gegenüber dem Stand
der Technik sind nachfolgend aufgeführt.
[0096] Die Steckerleiterplatte ermöglicht, beispielsweise eine Metallkernplatine mit einer
einen Randkontaktstecker umfassenden Standard-Direktsteckverbindung kostengünstig
zu kontaktieren. Standard-Direktsteckverbindungen erfordern eine Standard-Leiterplatte,
wie beispielsweise eine FR-4 Platine. Die erfindungsgemäße Steckverbindung erlaubt
es, auch andere Leiterbahnträger elektrisch zu kontaktieren, die sich ansonsten nicht
mittels Randkontaktsteckern kontaktieren lassen, wie z.B. Leiterplatten auf Keramikbasis,
besonders dünne Leiterplatten, wie etwa Flexplatinen, oder dicke Leiterplatten.
[0097] Randkontaktstecker für Standard-Leiterplatten sind wesentlich kostengünstiger als
die beispielsweise für Metallkernplatinen bislang erforderlichen indirekten Steckverbindungen
aus einem leitungsseitig montierten Buchsen- oder Steckerteil und einem beispielsweise
in SMD-Technik leiterbahnträgerseitig montiertes, das leitungsseitig montierte Buchsen-
oder Steckerteil aufnehmendes leiterplattenmontiertes Stecker- oder Buchsenteil. Darüber
hinaus stellt die sichere Verriegelung einer indirekten Steckverbindung in der Montage
eine häufige Fehlerquelle dar. Die in Fahrzeugleuchten zum Einsatz kommenden Direktsteckverbindungen
mittels Randkontaktsteckern können hingegen konstruktiv leicht gegen unvollständiges
Stecken gesichert werden.
[0098] Hierdurch entfällt das Problem der Herstellung und Kontrolle einer sicheren Verrastung
bzw. Verriegelung indirekter Steckverbindungen in der Montage.
[0099] Zusammengefasst kann durch den Einsatz einer auch als Adapterplatine bezeichenbaren
Steckerleiterplatte in Form beispielsweise einer Standard-Leiterplatte, wie etwa einer
FR-4 Platine, ein von einer Standard-Leiterplatte abweichender Leiterbahnträger, wie
beispielsweise eine Metallkernplatine, mittels Standard-Steckverbindungen, wie beispielsweise
Direksteckverbindern kostengünstig kontaktiert werden. Neben Metallkernplatinen lassen
sich hierdurch beispielsweise auch andere Leiterbahnträger, wie beispielsweise Platinen
aus Keramik, sowie sehr dünne und sehr dicke Platinen ebenfalls per Direksteckverbinder
kontaktieren.
[0100] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren
entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht
und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen
Elementen dargestellt sind. Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung
werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur
Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen
Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele
dar, wie die erfindungsgemäße Steckverbindung ausgestaltet sein kann und stellen keine
abschließende Begrenzung dar. Es zeigen in schematischer Darstellung:
- Fig. 1
- ein erstes Ausführungsbeispiel einer Steckverbindung in einer perspektivischen Ansicht.
- Fig. 2
- die Steckverbindung aus Fig. 1 in einer Draufsicht.
- Fig. 3
- die Steckverbindung aus Fig. 1 in einer Seitenansicht.
- Fig. 4
- ein zweites Ausführungsbeispiel einer Steckverbindung in einer perspektivischen Ansicht.
- Fig. 5
- die Steckverbindung aus Fig. 4 in einer Draufsicht.
- Fig. 6
- die Steckverbindung aus Fig. 4 in einer Seitenansicht.
[0101] Eine in Fig. 1 bis Fig. 6 ganz oder in Teilen dargestellte Steckverbindung 01 zur
elektrischen Kontaktierung von Leiterbahnträgern 02 in Fahrzeugleuchten, beispielsweise
von in Verbindung mit Hochleistungselektronik in Fahrzeugleuchten verbauten Metallkernplatinen
21, umfasst:
- einen mit einer oder mehreren Leiterbahnen versehenen Leiterbahnträger 01,
- einen Randkontaktstecker 03 mit einer Anzahl von Kontaktmitteln 30, welche einer Zahl
von elektrischen Anschlüssen des Leiterbahnträgers 02 entsprechen, wobei jedes der
Kontaktmittel 30 des Randkontaktsteckers eine Klammer 31 mit zwei um einen vorgegebenen
Abstand einander gegenüberliegend angeordneten, elektrisch leitfähig verbundenen Kontaktschwingen
32 umfasst, und
- mindestens eine in ihrer Dicke dem vorgegebenen Abstand zwischen den Kontaktschwingen
32 der als Klammern 31 ausgeführten Kontaktmittel 30 des Randkontaktsteckers 03 entsprechende
Steckerleiterplatte 04 mit einer der Anzahl von Kontaktmitteln 30 entsprechenden Zahl
von mit den elektrischen Anschlüssen des Leiterbahnträgers 02 elektrisch verbundenen
und/oder verbindbaren, von zumindest einem Rand 41 der Steckerleiterplatte 04 aus
für die Kontaktmittel 30 des Randkontaktsteckers 03 zugänglichen elektrischen Kontaktstellen
40.
[0102] Die Steckerleiterplatte 04 kann damit optimal auf den Randkontaktstecker 03 ausgelegt
und aus einem kostengünstigen Werkstoff hergestellt sein.
[0103] Sich hierdurch ergebende Vorteile sind, dass für den eine Hauptleiterplatte bildenden
Leiterbahnträger 02 andere Materialien und Stärken verwendet werden können, die nicht
zu einer einen Randkontaktstecker 03 umfassenden Direktsteckverbindung passen, wie
etwa Metallkernplatinen 21 oder dünnes FR-4.
[0104] Die Kontaktstellen 40 sind bevorzugt durch Leiterbahnen der Steckerleiterplatte 04
gebildet.
[0105] Das oder die Kontaktmittel 30 des Randkontaktsteckers 03 kontaktieren in einer in
Fig. 1 bis Fig. 6 dargestellten Endmontagestellung des Randkontaktsteckers 03 die
Kontaktstellen 40 der Steckerleiterplatte 04. In der Endmontagestellung greift der
Randkontaktstecker 03 von einem Rand 41 der Steckerleiterplatte 04 her kommend mit
je einer Kontaktschwinge 32 seiner als Klammern 31 ausgeführten Kontaktmittel 30 die
Steckerleiterplatte 04 von einer ersten Oberfläche 42 her, und mit je einer Kontaktschwinge
32 seiner als Klammern 31 ausgeführten Kontaktmittel 30 die Steckerleiterplatte 04
von einer der ersten Oberfläche 42 gegenüberliegenden und via des Rands 41 mit der
ersten Oberfläche 42 verbundenen, zweiten Oberfläche 43 her, so dass die Steckerleiterplatte
04 von beiden Seiten vom Rand 41 her kommend an ihren beiden einander gegenüberliegenden
und durch den Rand miteinander verbundenen Oberflächen 42, 43 von den beiden Kontaktschwingen
32 des mindestens einen als Klammer 31 ausgeführten Kontaktmittels 30 umgriffen und
jede Kontaktstelle 40 unter Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen ihr und
einem Kontaktmittel 30 zwischen den Kontaktschwingen 32 der als Klammern 31 ausgeführten
Kontaktmittel 30 des Randkontaktsteckers 03 geklemmt wird.
[0106] Ist der Randkontaktstecker 03 vom Rand 41 der Steckerleiterplatte 04 her aufgesteckt,
klemmt damit zumindest je eine Kontaktschwinge 32 jeder der als Klammern 31 ausgeführten
Kontaktmittel 30 des Randkontaktsteckers 03 die Steckerleiterplatte 04 an je einer
ihrer mit den elektrischen Anschlüssen des Leiterbahnträgers 02 elektrisch verbundenen
und/oder verbindbaren Kontaktstellen 40.
[0107] Auf dem einen mit einer oder mehreren Leiterbahnen versehenen Leiterbahnträger 01
können beispielsweise ein oder mehrere via der auf dem Leiterbahnträger 01 ausgebildeten
Leiterbahnen elektrisch kontaktierte, beispielsweise untereinander elektrisch verbundene
Elektronikbauteile angeordnet sein. Die Anzahl von Kontaktmitteln 30 des Randkontaktsteckers
03 entspricht bevorzugt einer Zahl von beispielsweise zum Betrieb wenigstens einer
durch ein oder mehrere via auf dem Leiterbahnträger 02 ausgebildeten Leiterbahnen
untereinander elektrisch verbundene Elektronikbauteile gebildeten Einrichtung erforderlichen
elektrischen Anschlüssen des Leiterbahnträgers 02.
[0108] Die Einrichtung kann eine Elektronikschaltung umfassen, die einen Teil, etwa eine
Ansteuereinrichtung, eines eine oder mehrere Lichtquellen umfassenden Leuchtmittels
einer Fahrzeugleuchte bildet, und/oder die Einrichtung eine oder mehrere Lichtquellen
eines Leuchtmittels einer Fahrzeugleuchte umfasst.
[0109] Mindestens eine zur Erfüllung wenigstens einer Lichtfunktion einer Fahrzeugleuchte
vorgesehene Lichtquelle kann als mindestens ein Elektronikbauteil oder zusätzlich
zu einem oder mehreren Elektronikbauteilen auf dem Leiterbahnträger 02 vorgesehen
sein. Die Leiterbahnen des Leiterbahnträgers 02 können somit direkt oder indirekt
über eine Elektronikschaltung mit elektrischen Anschlüssen der mindestens einen auf
dem Leiterbahnträger 02 vorgesehenen Lichtquelle verbunden sein.
[0110] Zumindest eine LED und/oder wenigstens eine OLED kann als zumindest eine Lichtquelle
vorgesehen sein.
[0111] Die Steckerleiterplatte 04 kann im selben Arbeitsgang mit dem Leiterbahnträger 02
zumindest elektrisch verbunden werden, beispielsweise verlötet werden, wie auf dem
die Hauptleiterplatte bildenden Leiterbahnträger 02 angeordnete und elektrisch kontaktierte
Elektronikbauteile, wie beispielsweise eine oder mehrere LEDs und/oder Wiederstände
und/oder Halbleiter-Bauelemente, um ohne Anspruch auf Vollständigkeit nur einige denkbare
verbleibende Elektronikbauteile aufzulisten, so dass kein separater Montageschritt
zur Anbringung der Steckerleiterplatte 04 auf dem die Hauptleiterplatte bildenden
Leiterbahnträger 02 benötigt wird.
[0112] Die Kontaktschwingen 32 können einseitig mittels eines Stegs einstückig federelastisch
miteinander elektrisch leitfähig verbunden sein.
[0113] Jedes der Kontaktmittel 30 des Randkontaktsteckers umfasst hierbei eine Klammer 31
mit zwei einander gegenüberliegenden, einseitig an einer Verbindungsseite 33 beispielsweise
mittels eines Stegs vorzugsweise einstückig federelastisch miteinander elektrisch
leitfähig verbundenen Kontaktschwingen 32.
[0114] Der vorgegebene Abstand zwischen den Kontaktschwingen 32 ist bevorzugt derart bemessen,
um die bevorzugt als eine Standard-Leiterplatte, besonders bevorzugt als eine FR-4
Platine ausgeführte Steckerleiterplatte 04, bevorzugt unter Kontakt mit den Kontaktschwingen
32 zwischen diese einschieben zu können.
[0115] Zumindest in einem Bereich an den von der Verbindungsseite 33 beabstandeten freien
Enden 34 der Kontaktschwingen 32 herrscht bevorzugt ein geringerer Abstand, so dass
die zwischen die Kontaktschwingen 32 eingeschobene Steckerleiterplatte 04 zumindest
im Bereich deren freier Enden 34 federelastisch eingeklemmt wird.
[0116] Die Kontaktschwingen 32 sind hierbei an der Verbindungsseite 33 um den vorgegebenen
Abstand voneinander beabstandet, der zu den freien Enden 34 hin abnimmt.
[0117] Zwischen den Kontaktschwingen 32 eines Kontaktmittels 30 kann von den freien Enden
34 her kommend eine Aufweitung vorgesehen sein, um die Steckerleiterplatte 04 einfach
zwischen die Kontaktschwingen einschieben zu können.
[0118] Der Randkontaktstecker 03 kann ein Gehäuse 05 aufweisen, welches das eine oder die
mehreren Kontaktmittel 30 teilweise umgibt.
[0119] An den Kontaktmitteln 30 können beispielsweise zu einem Kabelbaum zusammengefasste
elektrische Leitungen 06 angeschlossen oder anschließbar sein.
[0120] Die Kontaktstellen 40 können auf einer Oberfläche 42 der Steckerleiterplatte 04 ausgebildet
sein, die durch den Rand 41 mit einer ihr gegenüberliegenden Oberfläche 43 der Steckerleiterplatte
verbunden ist.
[0121] Alternativ können die Kontaktstellen 40 symmetrisch zu einer parallel zwischen den
beiden Oberflächen 42, 43 verlaufenden Spiegelebene an beiden durch den Rand 41 miteinander
verbundenen Oberflächen 42, 43 der Steckerleiterplatte 04 ausgebildet sein, um von
den als Klammern 31 ausgebildeten Kontaktmitteln 30 des Randkontaktsteckers 03 zur
Erhöhung der elektrischen Kontaktsicherheit der Steckverbindung 01 beidseitig elektrisch
kontaktiert werden zu können.
[0122] Wie bereits angedeutet, kann es sich bei der Steckerleiterplatte 04 um eine FR-4
Platine handeln und/oder beim Leiterbahnträger 02 um eine Metallkernplatine 21 handeln
und/oder beim Leiterbahnträger 02 um einen in MID-Technik hergestellten Leiterbahnträger
02 handeln und/oder beim Leiterbahnträger 02 um eine Flexplatine handeln.
[0123] Die Kontaktstellen 40 der Steckerleiterplatte 04 und/oder die mit den Kontaktstellen
40 der Steckerleiterplatte 04 elektrisch verbundenen Leiterbahnen der Steckerleiterplatte
04 können mit den elektrischen Anschlüssen des Leiterbahnträgers 02 durch Löten beispielsweise
in SMD-Technik oder in THT-Technik oder vermittels Leitkleber (ACF; Anisotropic conductive
film) elektrisch verbunden oder elektrisch verbindbar sein.
[0124] Mit anderen Worten können zumindest die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontaktstellen
40 der Steckerleiterplatte 04 beziehungsweise den mit den Kontaktstellen 40 der Steckerleiterplatte
04 elektrisch verbundenen Leiterbahnen der Steckerleiterplatte 04 und den elektrischen
Anschlüssen des Leiterbahnträgers 02 durch Löten beispielsweise in SMD-Technik oder
in THT-Technik oder vermittels Leitkleber hergestellt sein oder werden.
[0125] Die Steckerleiterplatte 04 kann zusätzlich zu den beispielsweise durch Lötverbindungen
hergestellten elektrischen Verbindungen ihrer Kontaktstellen 40 mit den elektrischen
Anschlüssen des die Hauptleiterplatte bildenden Leiterbahnträgers 02 eine oder mehrere
weitere, mechanische Verbindungen zum Leiterbahnträger 02 aufweisen, welche mechanische
Belastungen zwischen Haupt- und Steckerleiterplatte 04 übertragen.
[0126] Denkbare mechanische Verbindungen können durch Verschrauben und/oder Nieten und/oder
Kleben hergestellt sein.
[0127] Zur Verwirklichung der Erfindung kann beispielsweise eine kleine Platine, welche
die Steckerleiterplatte 04 darstellt, auf eine den Leiterbahnträger 02 darstellende
Hauptplatine, etwa eine Metallkernplatine 21 gelötet werden. Falls notwendig kann
sie noch zusätzlich befestigt werden durch Verschrauben und/oder Kleben und/oder Nieten.
Die Steckerleiterplatte 04 wird vorzugsweise im selben Arbeitsgang mit den übrigen
Elektronikbauteilen, wie etwa LEDs, Widerstände, Halbleiter, etc. in einem Arbeitsgang
verlötet, so dass kein separater Prozess dazu nötig ist. Die Steckerleiterplatte 04
kann damit optimal auf den Randkontaktstecker 03 ausgelegt und aus kostengünstigem
Werkstoff hergestellt sein.
[0128] Beispielsweise kann zur Verwirklichung der Erfindung auf einer als Leiterbahnträger
02 dienenden Hauptplatine aus beispielsweise Sondermaterial und/oder in ungewöhnlicher
Dicke eine als Steckerleiterplatte 04 dienende Steckerplatine aufgelötet werden, welche
die eigentliche Möglichkeit zur Steckerkontaktierung herstellt. Die Steckerleiterplatte
04 weist die nötigen elektrischen Kontaktstellen 40, sowie beispielsweise einen Seitenbereich
44 zur mechanischen Befestigung durch Löten oder Schraubverbindung, Nieten, Verrastung
oder dergleichen auf. Die elektrische Verbindung von Steckerleiterplatte 04 und Leiterbahnträger
02 kann beispielsweise über eine Lötverbindung auf der durch die Oberfläche 43 gebildeten
Unterseite der Steckerleiterplatte 04 zur Oberseite 20 des Leiterbahnträgers 02 im
dazwischen liegenden Kontaktbereich 07 hergestellt werden. Die Kontaktierungsbereiche
der Steckerleiterplatte 04 und des Leiterbahnträgers 02 decken sich hierbei.
[0129] Zwischen der Steckerleiterplatte 04 und dem die Hauptleiterplatte bildenden Leiterbahnträger
02 kann mindestens ein Zwischenstück angeordnet sein.
[0130] Hierdurch ist es möglich, einen Höhenversatz einzustellen, beispielsweise um eine
Anpassung an eine gegebene Einbausituation des Leiterbahnträgers 02 in eine Fahrzeugleuchte
zu ermöglichen, indem die Steckerleiterplatte 04 versetzt, beispielsweise erhöht gegenüber
dem Leiterbahnträger 02 sitzt.
[0131] Durch Anbringung weiterer Zwischenstücke kann ein Höhenversatz zwischen Steckerleiterplatte
04 und dem Leiterbahnträger 02 an eine Einbausituation in einen von einem Leuchtengehäuse
und einer Lichtscheibe zumindest zum Teil umschlossenen Leuchteninnenraum einer Fahrzeugleuchte
angepasst werden.
[0132] Durch den hierdurch einstellbaren Höhenversatz, um den die Steckerleiterplatte 04
beispielsweise über dem Leiterbahnträger 02 angeordnet ist, können Leiterbahnträger
02 tiefer über einer Fläche und damit tiefer in einem Leuchtengehäuse einer Fahrzeugleuchte
montiert werden, da der zur Herstellung einer durch einen Randkontaktstecker 03 gebildeten
Direktsteckverbindung notwendige Überstand nach unten verringert wird.
[0133] Durch Anbringung weiterer Zwischenstücke kann der Höhenversatz so weit gesteigert
werden, beispielsweise um den Randkontaktstecker 03 so weit anzuheben, dass sich der
Leiterbahnträger 02 auf eine ebene Fläche anbringen lässt.
[0134] Darüber hinaus kann ein Höhenversatz verwirklicht werden, um die Montage zu vereinfachen,
da die Steckerleiterplatte 04 höher und dadurch leichter zugänglich zum Anbringen
des Randkontaktsteckers 03 der Steckverbindung 01 sitzt.
[0135] Das mindestens eine zwischen der Steckerleiterplatte 04 und dem die Hauptleiterplatte
bildenden Leiterbahnträger 02 angeordnete Zwischenstück kann vertikale elektrische
Verbindungen, beispielsweise in Form von Durchkontaktierungen, Durchsteigern oder
VIAs (Vertical Interconnect Access) zwischen den die Kontaktstellen 40 der Steckerleiterplatte
04 und die elektrischen Anschlüsse des Leiterbahnträgers 02 umfassenden Leiterbahnebenen
der Steckerleiterplatte 04 und des Leiterbahnträgers 02 aufweisen. Die vertikalen
elektrischen Verbindungen können durch innen metallisierte Bohrungen im Zwischenstück
oder durch Niete und Stifte ausgeführt sein, um nur einige denkbare Ausgestaltungen
zu nennen. Alternativ ist denkbar, dass bei der Verwendung eines oder mehrerer Zwischenstücke
die Kontaktstellen 40 oder mit diesen verbundene Leiterbahnen der Steckerleiterplatte
04 und die elektrischen Anschlüsse oder mit diesen verbundene Leiterbahnen des Leiterbahnträgers
02 beispielsweise durch Bonddrähte miteinander vertikal elektrisch verbunden werden
oder sind.
[0136] Wichtig ist hervorzuheben, dass die Steckerleiterplatte 04 wie in Fig. 1, Fig. 2,
Fig. 3 dargestellt, vollständig mit dem Leiterbahnträger 02 überlappend angeordnet
sein kann. Dabei ist im Leiterbahnträger 02 ein Ausschnitt vorgesehen, um den Randkontaktstecker
03 vom Rand 41 der Steckerleiterplatte 04 her kommend unter Herstellung eines elektrischen
Kontakts mit den Kontaktstellen 40 direkt auf die Steckerleiterplatte 04 aufzustecken.
Dies ermöglicht eine besonders bauraumsparende Verwirklichung der Steckverbindung
01.
[0137] Alternativ kann die Steckerleiterplatte 04 wie in Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 dargestellt,
teilweise mit dem Leiterbahnträger 02 überlappend angeordnet sein. Im Leiterbahnträger
02 wird hierbei kein Ausschnitt benötigt, um den Randkontaktstecker 03 vom Rand 41
der Steckerleiterplatte 04 her kommend unter Herstellung eines elektrischen Kontakts
mit den Kontaktstellen 40 direkt auf die Steckerleiterplatte 04 aufzustecken.
[0138] Die Steckerleiterplatte 04 selbst kann wie in Fig. 1 bis Fig. 6 dargestellt eingeschnitten
sein, beispielsweise um einen Randkontaktstecker 03 aufzunehmen, dessen äußerste Kontaktmittel
30 zur Seite des Randkontaktsteckers 03 hin von einem Gehäuse 05 umgeben und dadurch
isoliert sind.
[0139] Ebenfalls wichtig ist hervorzuheben, dass die in der vorliegenden Beschreibung verwendete
Bezeichnung Randkontaktstecker stellvertretend für jegliche zur Herstellung einer
Direktsteckverbindung geeigneten Steckverbinder steht. Grundsätzlich sind für die
Steckerleiterplatte 04 über die beschriebenen Direktsteckverbindungen mittels Randkontaktsteckern
03 hinaus grundsätzlich alle weiteren denkbaren Steckverbinder einsetzbar.
[0140] Es ist ersichtlich, dass die Erfindung eine Lösung des Problems darstellt, Metallkernplatinen
und Randkontaktstecker kostengünstig zu kombinieren.
[0141] Metallkernplatinen lassen sich bislang nicht über Direktsteckverbinder, wie beispielsweise
Randkontaktstecker, verbinden, da die Aluminium- oder Kupferrückseite von Metallkernplatinen
den Steckverbinder kurzschließt. Eine Verbindung kann daher bislang nur über teure
indirekte Steckverbindungen hergestellt werden, deren ein leitungsseitig montiertes
Buchsen- oder Steckerteil aufnehmendes leiterplattenmontiertes Stecker- oder Buchsenteil
beispielsweise in SMD-Technik elektrisch und mechanisch mit den Leiterbahnen beispielsweise
einer Metallkernplatine verbunden sein kann.
[0142] Die bisher verwendeten teuren indirekten Steckverbindungen bestehen aus zwei miteinander
verrastenden Teilen, einem Steckerteil, das mit beispielsweise zu einem Kabelbaum
zusammengefassten Leitungen verbunden ist, und einem ein Steckerteil aufnehmenden
Gegenstück, das an die Metallkernplatine gelötet wird. Bei der Herstellung der indirekten
Steckverbindung ist darüber hinaus darauf zu achten, dass die beiden Teile der indirekten
Steckverbindung richtig miteinander verrasten, bevor das Leuchtengehäuse und die Lichtscheibe
einer eine solche Steckverbindung aufweisenden Fahrzeugleuchte miteinander stoffschlüssig,
beispielsweise durch eine Schweißverbindung, wie etwa eine Laserschweißverbindung,
miteinander verbunden werden.
[0143] Um diese Nachteile zu beseitigen sieht die Erfindung vor, auf einem eine Hauptleiterplatte
bildenden, beispielsweise als Metallkernplatine ausgeführten Leiterbahnträger eine
vorzugsweise kleine, bevorzugt als konventionelle Platine, besonders bevorzugt als
FR-4 Platine ausgeführte Steckerleiterplatte anzuordnen, beispielsweise aufzulöten,
so dass deren Kontaktstellen zur elektrischen Kontaktierung mit einem Randkontaktstecker
aufweisenden Leiterbahnen mit den elektrischen Anschlüssen der Hauptleiterplatte elektrisch
verbunden sind.
[0144] Anstelle einer Lötverbindung kann auch beispielsweise ein Interfacematerial, wie
etwa einem beim ACF-Bonding verwendeten Leitkleber, oder eine leitende Paste, oder
ein Metallteil eingesetzt werden, welches die Kontaktierung zwischen Kontaktstellen
der Steckerleiterplatte und den elektrischen Anschlüssen des Leiterbahnträgers herstellt.
[0145] Die Steckverbindung 01 kann alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination
mehrerer einleitend in Verbindung mit dem Stand der Technik und/oder in einem oder
mehreren der zum Stand der Technik erwähnten Dokumente und/oder in der vorangehenden
Beschreibung zu den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen beschriebene
Merkmale aufweisen.
[0146] Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt.
Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen,
was insbesondere jede Kombination von Merkmaler in den Ansprüchen beinhaltet, auch
wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ansprüchen
oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
[0147] Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung von Fahrzeugleuchten, insbesondere
Kraftfahrzeugleuchten gewerblich anwendbar.
Bezugszeichenliste
[0148]
- 01
- Steckverbindung
- 02
- Leiterbahnträger
- 03
- Randkontaktstecker
- 04
- Steckerleiterplatte
- 05
- Gehäuse
- 06
- Leitung
- 07
- Kontaktbereich
- 20
- Oberseite
- 21
- Metallkernplatine
- 30
- Kontaktmittel
- 31
- Klammer
- 32
- Kontaktschwinge
- 33
- Verbindungsseite
- 34
- freies Ende
- 40
- Kontaktstelle
- 41
- Rand
- 42
- Oberfläche
- 43
- Oberfläche
- 44
- Seitenbereich
1. Steckverbindung (01) zur elektrischen Kontaktierung von Leiterbahnträgern (02) in
Fahrzeugleuchten umfassend:
- einen mit einer oder mehreren Leiterbahnen versehenen Leiterbahnträger (02),
- einen Randkontaktstecker (03) mit einer Anzahl von Kontaktmitteln (30), welche einer
Zahl von elektrischen Anschlüssen des Leiterbahnträgers (02) entsprechen,
wobei jedes der Kontaktmittel (03) eine Klammer (31) mit zwei um einen vorgegebenen
Abstand einander gegenüberliegend angeordneten, elektrisch leitfähig verbundenen Kontaktschwingen
(32) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine in ihrer Dicke dem vorgegebenen Abstand zwischen den Kontaktschwingen
(32) entsprechende Steckerleiterplatte (04) mit einer der Anzahl von Kontaktmitteln
(30) entsprechenden Zahl von mit den elektrischen Anschlüssen des Leiterbahnträgers
(02) elektrisch verbundenen, von zumindest einem Rand (41) der Steckerleiterplatte
(04) aus für die Kontaktmittel (30) des Randkontaktsteckers (03) zugänglichen elektrischen
Kontaktstellen (40) vorgesehen ist.
2. Steckverbindung nach Anspruch 1, wobei die Kontaktschwingen (32) einseitig mittels
eines Stegs einstückig federelastisch miteinander elektrisch leitfähig verbunden sind.
3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vorgegebene Abstand derart bemessen
ist, um eine Leiterplatte (04), bevorzugt eine Standard-Leiterplatte, besonders bevorzugt
eine FR-4 Platine, unter Kontakt mit den Kontaktschwingen (32) zwischen diese einzuschieben.
4. Steckverbindung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei zumindest in einem Bereich an den
freien Enden (34) der Kontaktschwingen (32) ein geringerer Abstand herrscht.
5. Steckverbindung nach Anspruch 4, wobei zwischen den Kontaktschwingen (32) eines Kontaktmittels
(30) von den freien Enden (34) her kommend eine Aufweitung vorgesehen ist.
6. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Randkontaktstecker
(03) ein Gehäuse (05) aufweist, welches das eine oder die mehreren Kontaktmittel (30)
teilweise umgibt.
7. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei an den Kontaktmitteln
(30) elektrische Leitungen (06) angeschlossen sind.
8. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Kontaktstellen
(40) auf einer Oberfläche (42) der Steckerleiterplatte (04) ausgebildet sind, die
durch den Rand (41) mit einer ihr gegenüberliegenden Oberfläche (43) der Steckerleiterplatte
(04) verbunden ist, oder symmetrisch zu einer parallel zwischen den beiden Oberflächen
(42, 43) verlaufenden Spiegelebene an beiden durch den Rand (41) miteinander verbundenen
Oberflächen (42, 43) der Steckerleiterplatte (04) ausgebildet sind, um von den als
Klammern (31) ausgebildeten Kontaktmitteln (30) des Randkontaktsteckers (03) zur Erhöhung
der elektrischen Kontaktsicherheit der Steckverbindung (01) beidseitig elektrisch
kontaktiert werden zu können.
9. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei es sich bei der Steckerleiterplatte
(04) um eine FR-4 Platine handelt und/oder beim Leiterbahnträger (02) um eine Metallkernplatine
(21) handelt und/oder beim Leiterbahnträger (02) um einen in MID-Technik hergestellten
Leiterbahnträger (02) handelt und/oder beim Leiterbahnträger (02) um eine Flexplatine
handelt.
10. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Kontaktstellen
(40) der Steckerleiterplatte (04) und/oder die mit den Kontaktstellen (40) der Steckerleiterplatte
(04) elektrisch verbundenen Leiterbahnen der Steckerleiterplatte (04) mit den elektrischen
Anschlüssen des Leiterbahnträgers (02) durch Löten beispielsweise in SMD-Technik oder
in THT-Technik oder vermittels Leitkleber (ACF; Anisotropic conductive film) elektrisch
verbunden sind.
11. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steckerleiterplatte
(04) mit dem Leiterbahnträger (02) im selben Arbeitsgang zumindest elektrisch verbunden
wird, wie ein oder mehrere auf dem Leiterbahnträger (02) angeordnete Elektronikbauteile.
12. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steckerleiterplatte
(04) zusätzlich zu den elektrischen Verbindungen ihrer Kontaktstellen (40) mit den
elektrischen Anschlüssen des Leiterbahnträgers (02) eine oder mehrere weitere, mechanische
Verbindungen zum Leiterbahnträger (02) aufweisen, welche mechanische Belastungen zwischen
Leiterbahnträger (02) und Steckerleiterplatte (04) übertragen.
13. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei zwischen der Steckerleiterplatte
(02) und dem Leiterbahnträger (02) mindestens ein Zwischenstück angeordnet ist.
14. Steckverbindung nach Anspruch 13, wobei das mindestens eine zwischen der Steckerleiterplatte
(04) und dem Leiterbahnträger (02) angeordnete Zwischenstück eine oder mehrere vertikale
elektrische Verbindungen zwischen den die Kontaktstellen (40) der Steckerleiterplatte
(04) und die elektrischen Anschlüsse dem Leiterbahnträger (02) umfassenden Leiterbahnebenen
der Steckerleiterplatte (04) und dem Leiterbahnträger (02) aufweisen.
15. Steckverbindung nach Anspruch 14, wobei die vertikalen elektrischen Verbindungen durch:
- innen metallisierte Bohrungen im Zwischenstück und/oder
- Niete und/oder
- Stifte
ausgeführt sind, und/oder, dass die Kontaktstellen (40) oder mit diesen verbundene
Leiterbahnen der Steckerleiterplatte (04) und die elektrischen Anschlüsse oder mit
diesen verbundene Leiterbahnen des Leiterbahnträgers (02) miteinander durch Bonddrähte
vertikal elektrisch verbunden sind.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
1. Steckverbindung (01) zur elektrischen Kontaktierung von Leiterbahnträgern (02) in
Fahrzeugleuchten umfassend:
- einen mit einer oder mehreren Leiterbahnen versehenen Leiterbahnträger (02),
- einen Randkontaktstecker (03) mit einer Anzahl von Kontaktmitteln (30), welche einer
Zahl von elektrischen Anschlüssen des Leiterbahnträgers (02) entsprechen,
wobei jedes der Kontaktmittel (03) eine Klammer (31) mit zwei um einen vorgegebenen
Abstand einander gegenüberliegend angeordneten, elektrisch leitfähig verbundenen Kontaktschwingen
(32) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine in ihrer Dicke dem vorgegebenen Abstand zwischen den Kontaktschwingen
(32) entsprechende Steckerleiterplatte (04) auf dem eine Hauptleiterplatte bildenden
Leiterbahnträger (02) derart angeordnet ist, dass Kontaktstellen (40) zur elektrischen
Kontaktierung mit dem Randkontaktstecker (03) aufweisende Leiterbahnen der Steckerleiterplatte
(04) mit den elektrischen Anschlüssen der Hauptleiterplatte elektrisch verbunden sind,
wobei die Steckerleiterplatte (04) mit einer der Anzahl von Kontaktmitteln (30) entsprechenden
Zahl von mit den elektrischen Anschlüssen des Leiterbahnträgers (02) elektrisch verbundenen,
von zumindest einem Rand (41) der Steckerleiterplatte (04) aus für die Kontaktmittel
(30) des Randkontaktsteckers (03) zugänglichen elektrischen Kontaktstellen (40) vorgesehen
ist.
2. Steckverbindung nach Anspruch 1, wobei die Kontaktschwingen (32) einseitig mittels
eines Stegs einstückig federelastisch miteinander elektrisch leitfähig verbunden sind.
3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vorgegebene Abstand derart bemessen
ist, um eine Leiterplatte (04), bevorzugt eine Standard-Leiterplatte, besonders bevorzugt
eine FR-4 Platine, unter Kontakt mit den Kontaktschwingen (32) zwischen diese einzuschieben.
4. Steckverbindung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei zumindest in einem Bereich an den
freien Enden (34) der Kontaktschwingen (32) ein geringerer Abstand herrscht.
5. Steckverbindung nach Anspruch 4, wobei zwischen den Kontaktschwingen (32) eines Kontaktmittels
(30) von den freien Enden (34) her kommend eine Aufweitung vorgesehen ist.
6. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Randkontaktstecker
(03) ein Gehäuse (05) aufweist, welches das eine oder die mehreren Kontaktmittel (30)
teilweise umgibt.
7. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei an den Kontaktmitteln
(30) elektrische Leitungen (06) angeschlossen sind.
8. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Kontaktstellen
(40) auf einer Oberfläche (42) der Steckerleiterplatte (04) ausgebildet sind, die
durch den Rand (41) mit einer ihr gegenüberliegenden Oberfläche (43) der Steckerleiterplatte
(04) verbunden ist, oder symmetrisch zu einer parallel zwischen den beiden Oberflächen
(42, 43) verlaufenden Spiegelebene an beiden durch den Rand (41) miteinander verbundenen
Oberflächen (42, 43) der Steckerleiterplatte (04) ausgebildet sind, um von den als
Klammern (31) ausgebildeten Kontaktmitteln (30) des Randkontaktsteckers (03) zur Erhöhung
der elektrischen Kontaktsicherheit der Steckverbindung (01) beidseitig elektrisch
kontaktiert werden zu können.
9. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei es sich bei der Steckerleiterplatte
(04) um eine FR-4 Platine handelt und/oder beim Leiterbahnträger (02) um eine Metallkernplatine
(21) handelt und/oder beim Leiterbahnträger (02) um einen in MID-Technik hergestellten
Leiterbahnträger (02) handelt und/oder beim Leiterbahnträger (02) um eine Flexplatine
handelt.
10. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Kontaktstellen
(40) der Steckerleiterplatte (04) und/oder die mit den Kontaktstellen (40) der Steckerleiterplatte
(04) elektrisch verbundenen Leiterbahnen der Steckerleiterplatte (04) mit den elektrischen
Anschlüssen des Leiterbahnträgers (02) durch Löten beispielsweise in SMD-Technik oder
in THT-Technik oder vermittels Leitkleber (ACF; Anisotropic conductive film) elektrisch
verbunden sind.
11. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steckerleiterplatte
(04) mit dem Leiterbahnträger (02) im selben Arbeitsgang zumindest elektrisch verbunden
wird, wie ein oder mehrere auf dem Leiterbahnträger (02) angeordnete Elektronikbauteile.
12. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steckerleiterplatte
(04) zusätzlich zu den elektrischen Verbindungen ihrer Kontaktstellen (40) mit den
elektrischen Anschlüssen des Leiterbahnträgers (02) eine oder mehrere weitere, mechanische
Verbindungen zum Leiterbahnträger (02) aufweisen, welche mechanische Belastungen zwischen
Leiterbahnträger (02) und Steckerleiterplatte (04) übertragen.
13. Steckverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei zwischen der Steckerleiterplatte
(02) und dem Leiterbahnträger (02) mindestens ein Zwischenstück angeordnet ist.
14. Steckverbindung nach Anspruch 13, wobei das mindestens eine zwischen der Steckerleiterplatte
(04) und dem Leiterbahnträger (02) angeordnete Zwischenstück eine oder mehrere vertikale
elektrische Verbindungen zwischen den die Kontaktstellen (40) der Steckerleiterplatte
(04) und die elektrischen Anschlüsse dem Leiterbahnträger (02) umfassenden Leiterbahnebenen
der Steckerleiterplatte (04) und dem Leiterbahnträger (02) aufweisen.
15. Steckverbindung nach Anspruch 14, wobei die vertikalen elektrischen Verbindungen durch:
- innen metallisierte Bohrungen im Zwischenstück und/oder
- Niete und/oder
- Stifte ausgeführt sind, und/oder, dass die Kontaktstellen (40) oder mit diesen verbundene
Leiterbahnen der Steckerleiterplatte (04) und die elektrischen Anschlüsse oder mit
diesen verbundene Leiterbahnen des Leiterbahnträgers (02) miteinander durch Bonddrähte
vertikal elektrisch verbunden sind.