DE10196822B4 - Oberflächenmontierter Verbinderanschluß - Google Patents

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Abstract

Ein Anschluß (114) zum Befestigen eines elektronischen Bauteils (102) an einem Substrat (104), mit:
einem ersten Anschlußabschnitt (112), der so ausgebildet ist, daß er an eine Seite (118) des elektronischen Bauteils angrenzend angeordnet werden kann; und
einem zweiten Anschlußabschnitt (116), der mit dem ersten Anschlußabschnitt (112) unmittelbar verbunden ist und sich von dem elektronischen Bauteil (102) weg erstreckt, wobei der zweite Anschlußabschnitt (116) eine erste Fläche aufweist, die derart ausgebildet ist, daß sie an dem Substrat (104) befestigt werden kann, und eine der ersten Fläche entgegengesetzte zweite Fläche, wobei der zweite Anschlußabschnitt eine gegenüber der ersten Fläche bogenförmig gekrümmte Struktur (142) umfaßt, die sich von dem zweiten Anschlußabschnitt (116) mit einer von dem Substrat (104) wegweisenden Krümmung erstreckt;
wobei der erste Anschlußabschnitt (112) und der zweite Anschlußabschnitt (116) derart ausgebildet sind, daß das elektronische Bauteil (102) mit dem Anschluß in einer an das Substrat (104) angrenzenden Stellung...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anschluss und ein Verfahren zum Befestigen elektronischer Bauteile an einem Substrat. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Anschluß zum Befestigen von Plug-In-Kabeln aufnehmenden Buchsen oder Sockeln an einer gedruckten Leiterplatte.
  • Da ein Koppeln und eine Kommunikation zwischen unabhängigen elektrischen Einrichtungen (Personalcomputern, lokalen Netzwerkservern, Internetservern, PDA's, Digitalkameras, Computer-Peripheriegeräten etc.) üblich wird, ist die Elektronikindustrie bemüht, kostengünstige Bauteile mit einer hohen Zuverlässlichkeit zum Koppeln derartiger unabhängiger elektronischer Einrichtungen zu liefern. Eine übliche Schnittstelleneinrichtung ist ein Kabel, das in Stecker bzw. Verbinder eingesteckt wird (mit diesen verbunden wird), die auf oder in jeder unabhängigen elektronischen Einrichtung vorhanden sind. Zu derartigen Verbindern gehören USB(z.B. universeller serieller Bus)-, 1394(z.B. ein serieller Hochgeschwindigkeitsbus)-, RJ11(z.B. eine Telefonbuchse)- und RJ45(z.B. Netzwerkbuchsen)-Verbinder, die Verbinder sind hierauf jedoch nicht beschränkt.
  • Ein kostengünstiges Verfahren zum Verbinden der Verbinder mit der internen Schaltung der unabhängigen elektronischen Einrichtungen ist das Oberflächenmontieren der Verbinder an Substraten (wie beispielsweise gedruckten Leiterplatten) der unabhängigen elektronischen Einrichtungen.
  • Aus den Druckschriften US 48 73 615 oder DE 40 28 105 C1 sind verschiedene Anschlüsse für elektronische Bauteile an Substraten bekannt.
  • Die EP 09 54 066 A2 offenbart eine Positionierungs- und Verriegelungseinrichtung für einen Ein-/Ausgabe-Verbinder.
  • Die US 59 10 885 beschreibt einen Modulstapel mit mehreren Substraten, auf denen elektrische Komponenten aufgebracht sind. Clip-Zuleitungen dienen der Verbindung der Substraten des Stapels.
  • Weitere entsprechende Verbinder sind beispielsweise aus der DE 37 51 189 T2 , der GB 23 25 354 oder der US 59 62 922 bekannt.
  • Die 911 zeigen eine beispielhafte oberflächenmontierte RJ45-Verbinderanordnung 200. Wie es in den 9 und 10 gezeigt ist, grenzt ein Verbinder 202 an eine erste Fläche 208 eines Substrates 204. Es wird auf die 10 Bezug genommen. Der Verbinder 202 ist im wesentlichen mit zwei relativ großen (L-förmigen) Anschlüssen 212 und 212' an der ersten Fläche 208 des Substrates befestigt. Wie es in den 10 und 11 gezeigt ist, erstreckt sich ein (in 10 mit gestrichelten Linien gezeigter) Abschnitt jedes großen Anschlusses 212 und 212' in den Verbinder 202 hinein, wo sie elektrisch mit darin befindlichen (nicht gezeigten) Leitungen verbunden sind. Es wird auf 10 Bezug genommen. Erste Abschnitte 214 und 214' der großen Anschlüsse 212 bzw. 212' erstrecken sich von den an den Verbinder 202 angrenzenden Seiten 218 bzw. 222 des Verbinders 202. An der ersten Fläche 208 des Substrates erstrecken sich zweite Abschnitte 216 und 216' der großen Anschlüsse 212 bzw. 212' im wesentlichen parallel zu der ersten Fläche 208 des Substrates. Wie es in der 11 (die aus Gründen der Klarheit lediglich den großen Anschluß 212 zeigt) gezeigt ist, ist der zweite Abschnitt 216 des großen Anschlusses mit einer eine Lötverbindung 226 bildenden Lötmittelschicht, wie beispielsweise einer Blei/Zinn-Legierung, physikalisch und elektrisch mit einer Kontaktfläche 220 auf oder in der ersten Fläche 208 des Substrates verbunden. Die Kontaktfläche 220 ist elektrisch mit (nicht gezeigten) Leiterbahnen in oder auf dem Substrat 204 verbunden.
  • Wie es in 9 gezeigt ist, können sich zusätzliche kleinere Anschlüsse 224 von den Seiten 218 und 222 des Verbinders (nicht gezeigt für die Seite 222 des Verbinders) erstrecken und elektrisch mit (nicht gezeigten) Leiterbahnen in oder auf dem Substrat 204 verbunden sein. Die großen Anschlüsse 212 und 212' und die kleineren Anschlüsse 224 sind die Mittel, mit denen elektrische Signale (Leistung, Masse, Steuersignale etc.) von auf dem Substrat 204 befestigten (nicht gezeigten) elektronischen Bauteilen zu dem Verbinder 202 übertragen werden. Ein mit einer (nicht gezeigten) externen Einrichtung verbundenes (nicht gezeigtes) Plug-On-Kabel ist in eine Öffnung 206 eingeführt, um einen elektrischen Kontakt mit dem Verbinder 202 herzustellen, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen einer (nicht gezeigten) externen Einrichtung und an dem Substrat 204 befestigten (nicht gezeigten) elektronischen Bauteilen ermöglicht wird.
  • Verbinder 202 enthalten im allgemeinen Kabel (z.B. Netzwerk-Schnittstellenkabel für den gezeigten RJ45-Verbinder), die während der Standzeit der Verbinder 202 wiederholt angeschlossen und abgetrennt werden. Die großen Anschlüsse 212 und 212' dienen dazu, mechanische Belastungen aufzunehmen, die sich beim Anschließen und Abtrennen der Kabel ergeben. Darüber hinaus verwendet der Verbinder 202 die großen Anschlüsse 212 und 212', um die Spannung aufzunehmen, die sich aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) des Substrates 204 und des Verbinders 202 ergibt. Diese Spannungen können einen Defekt der unter den großen Anschlüssen 212 und 212' gelegenen Lötverbindung 226 aufgrund der bei diesen Belastungen entwickelten Scherspannung bewirken.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anschlußkonstruktion zu schaffen, die eine Verbindung eines Verbinders mit einem Substrat schafft und auf den Verbinder übertragene mechanische Spannungen sowie thermische Belastungen aufnehmen kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Anschluss gemäß Anspruch 1 oder ein Verfahren gemäß Anspruch 14.
  • Die Vorteile dieser Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung der Erfindung erläutert, die im Zusammenhang mit den beigelegten Zeichnungen zu lesen ist, wobei:
  • 1 eine Schrägansicht des Verbinders mit einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel eines Anschlusses mit erhöhter Verbindungsdicke zeigt;
  • 2 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Anschlusses mit erhöhter Verbindungsdicke gemäß 1 zeigt;
  • 3 eine seitliche Querschnittansicht des erfindungsgemäßen Anschlusses mit erhöhter Verbindungsdicke gemäß 2 zeigt;
  • 4 eine Schrägansicht des Verbinders mit einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Anschlusses mit erhöhter Verbindungsdicke zeigt;
  • 5 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Anschlusses mit erhöhter Verbindungsdicke gemäß 4 zeigt;
  • 6 eine seitliche Querschnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Anschlusses mit erhöhter Verbindungsdicke zeigt;
  • 7 eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Anschlusses mit erhöhter Verbindungsdicke zeigt;
  • 8 ein Schema der auf den üblichen Anschluß ausgeübten Kräfte gemäß dem Stand der Technik zeigt;
  • 9 eine Schrägansicht eines Verbinders mit einem üblichen Anschluß gemäß dem Stand der Technik zeigt;
  • 10 eine Seitenansicht des Anschlusses gemäß 9 nach dem Stand der Technik zeigt; und
  • 11 eine seitliche Querschnittansicht des Anschlusses gemäß 10 nach dem Stand der Technik zeigt.
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung wird Bezug genommen auf die zugehörigen Zeichnungen, die zur Veranschaulichung spezielle Ausführungsbeispiele zeigen, bei denen die Erfindung angewendet werden kann. Diese Ausführungsbeispiele sind ausreichend detailliert beschrieben, um Fachleuten das Ausführen der Erfindung zu ermöglichen. Man beachte, daß die verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung sich, obwohl sie unterschiedlich sind, nicht unbedingt gegenseitig ausschließen. Zum Beispiel kann ein hier in Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel beschriebenes bestimmtes Merkmal, eine Struktur oder ein Charakteristikum bei anderen Ausführungsbeispielen implementiert werden, ohne von dem Erfindungsgedanken und dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus ist zu beachten, daß die Position oder die Anordnung einzelner Elemente bei jedem offenbarten Ausführungsbeispiel geändert werden kann, ohne daß von dem Erfindungsgedanken und dem Schutzbereich der Erfindung abgewichen wird. Die folgende detaillierte Beschreibung soll daher nicht als Beschränkung aufgefaßt werden, und der Schutzbereich der Erfindung wird ausschließlich durch die beigefügten Ansprüchen definiert, die entsprechend auszulegen sind, und zwar mit dem gesamten Äquivalentsbereich, der zu den Ansprüchen gehört. Bei den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen bezeichnen ähnliche Bezugszeichen die gleiche oder eine ähnliche Funktionalität.
  • Der Begriff "Substrat" umfaßt, aber ist nicht begrenzt auf Hauptplatinen, Peripheriekarten, Magnetbandkassetten, Mehrchipmodulsubstrate und ähnliche Strukturen, die für Fachleute evident sind.
  • Der Begriff "Lot" umfaßt, ist aber nicht begrenzt auf elektrisch leitende Materialien wie beispielsweise Blei, Zinn, Indium, Gallium, Bismuth, Cadmium, Zink, Kupfer, Gold, Silber, Antimon, Germanium und deren Legierungen.
  • Die vorliegende Erfindung reduziert die durch die Spannung verursachten Defekte (Lotbruch) bei oberflächenmontier ten Mikroelektronik-Bauteilen. Unter Bezugnahme auf den Kraftplan gemäß 8 und die entsprechenden Abschnitte gemäß 11 können die Scherspannungen in der Lötverbindung 226 analysiert werden. Aus den in 8 bezeichneten Kraft- und Scherkraftübertragungen können die folgenden beiden Gleichungen aufgestellt werden:
    Figure 00060001
    wobei:
    • Index 1 den Anschluß 212 kennzeichnet
    • Index 2 das Substrat 204 kennzeichnet
    • F Kraft bedeutet
    • τ die Scherspannung ist
    • x die Raumvariable in dem Anschluß 212 und dem Substrat 204 (siehe Element 242 in 11) ist
  • Die Spannung in dem Anschluß 212 und dem Substrat 204, die sowohl von inneren Kräften (die bei dem Herstellen der Einrichtung entstehende Spannung) und von äußeren Kräften (Einstecken und Herausziehen von Kabeln) als auch von CTE-Kräften herrührt, kann in Form von Auslenkungen (u) ausgedrückt werden.
  • Folglich:
    Figure 00060002
    wobei:
    • α der Wärmeausdehnungskoeffizient ist
    • ΔT die Temperaturdifferenz ist
    • t1 die (in 11 als 244 gezeigte) Dicke des Anschlusses) ist
    • t2 die (in 11 als 248 gezeigte) Dicke des Substrates ist
    • E der Youngsche Elastizitätsmodul ist
  • Entsprechend dem Hookeschen Gesetz besteht eine Beziehung zwischen der Scherspannung und der Auslenkung des Anschlusses u1 und des Substrates u2, der Dicke des Lots t0 (in 11 als 246 gezeigt) und dem Schermodul G (vorausgesetzt, daß u1 und u2 mit dem Lötmaterial verschoben werden), und zwar in folgender Weise:
    Figure 00070001
  • Indem man die zweite Ableitung der oberen Gleichungen berechnet, gelangt man zu:
    Figure 00070002
  • Da dF/dx = τ und unter Verwendung der oberen Gleichungen kann man die folgenden Substitutionen durchführen:
    Figure 00070003
  • Somit ist die obere Gleichung eine übliche Differenzialgleichung, die bei Anwendung entsprechender Randbedingungen folgende Lösung hat:
    Figure 00070004
  • Aus der oberen Gleichung wird klar, daß bei einer Zunahme der Dicke des Lots (t0) die Spannung abnimmt. Darüber hinaus nimmt der Parameter β ab, wenn t0 zunimmt. Es wäre daher wünschenswert, die Lötverbindung 226 dicker zu gestalten, um den Beginn einer Rißausbreitung und eines anschließenden Lötverbindungsdefekts zu verzögern. Jedoch gibt es ernsthafte Herstellungsauswirkungen, die beim Hinzufügen eines größeren Abstandes an dem großen Pin einen Ausbeuteverlust bedingen. Bei Herstellungsstudien kann dieser Ausbeuteverlust bei dickeren Verbindungen etwa 1% betragen.
  • Demgemäß umfaßt die vorliegende Erfindung die Bildung eines Anschlusses mit erhöhter Verbindungsdicke, der unter Verwendung bekannter Prägetechniken einfach herzustellen ist. Obwohl die vorliegende Beschreibung einen RJ45-Verbinder betrifft, kann der erfindungsgemäße Anschluß sowohl mit beliebigen oberflächenmontierten elektronischen Bauteilen, einschließlich aber nicht begrenzt auf USB-, 1394- und RJ11-Verbinder, als auch mit einer Vielzahl von Bauelementen verwendet werden, einschließlich aber nicht begrenzt auf CPU-Sockel, Steckplätze (PCI, ISA, AGP etc.) Spulen, FET's und andere für Fachleute ersichtliche Bauelemente.
  • Die 13 zeigen eine beispielhafte oberflächenmontierte RJ45-Verbinderandordnung 100. Wie es in 1 gezeigt ist, grenzt ein Verbinder 102 an eine erste Fläche 108 eines Substrates 104. Es wird nun auf die 1 und 2 Bezug genommen. Der Verbinder 102 ist primär über zumindest einen Anschluß 112 mit erhöhter Verbindungsdicke an der ersten Fläche 108 des Substrates befestigt. Der Anschluß 112 mit erhöhter Verbindungsdicke besteht vorzugsweise aus einem leitenden Material, zu dem Metalle wie beispielsweise Kupfer und Aluminium gehören, ist aber hierauf nicht begrenzt.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, erstreckt sich ein Abschnitt jedes Anschlusses 112 mit erhöhter Verbindungsdicke in den Verbinder 102 hinein und ist elektrisch mit (nicht gezeigten) Leitungsdrähten darin verbunden. Es wird nun auf die 2 genommen. Ein erster Abschnitt 114 des Anschlusses 112 mit erhöhter Verbindungsdicke erstreckt sich von dem Verbinder 102 und grenzt an eine erste Seite 118 des Verbinders 102. An der ersten Fläche 108 des Substrates erstreckt sich ein zweiter Abschnitt 116 des Anschlusses 112 mit erhöhter Verbindungsdicke im wesentlichen parallel zu der ersten Fläche 108 des Substrates. Vorzugsweise grenzt zumindest ein weiterer Anschluß mit erhöhter Verbindungsdicke, der dem Anschluß 112 mit erhöhter Verbindungsdicke ähnlich ist, an eine zweite Seite 122 des Verbinders 102.
  • Wie es in der 3 gezeigt ist, ist der zweite Abschnitt 116 des Anschlusses physikalisch und elektrisch mit einer eine Lötverbindung 126 bildenden Lötmaterialschicht an einer Kontaktfläche 120 auf oder in der ersten Fläche 108 des Substrates befestigt. Die Kontaktfläche 120 kann aus jedem geeigneten Material bestehen, einschließlich aber nicht begrenzt auf Kupfer, Aluminium und deren Legierungen. Die Kontaktfläche 120 ist elektrisch mit (nicht gezeigten) Leiterbahnen in oder auf dem Substrat 104 verbunden.
  • Der zweite Abschnitt 116 des Anschlusses umfaßt einen als Bogen 142 gezeigten gekrümmten bzw. bogenförmigen Abschnitt, der sich über einer oberen Fläche 144 des zweiten Abschnittes 116 des Anschlusses erstreckt. Der Bogen 142 kann gebildet werden, indem entlang von zwei im wesentlichen parallelen Linien durch den zweiten Abschnitt 116 des Anschlusses in Längsrichtung des zweiten Abschnittes 116 des Anschlusses geschnitten wird und der Teil des zweiten Abschnittes 116 des Anschlusses zwischen den Schlitzen gekrümmt wird, um den Bogen 142 auszubilden, der, wie es Fachleuten ersichtlich ist, von sich aus einen Hohlraum bildet. Das Schneiden entlang der im wesentlichen parallelen Linien und das Krümmen des Bogens können mit einem Zweischritt-Prägeverfahren ausgeführt werden.
  • Der durch den Bogen 142 erzeugte Hohlraum ermöglicht, wie es in der 3 gezeigt ist, eine größere Dicke der Lötverbindung 126. Ein Defekt der Lötverbindung tritt üblicherweise aufgrund der Entwicklung von Mikrorissen auf, die durch die Spannungsbeanspruchung in der Verbindung erzeugt werden, die aus dem Anschließen und Abtrennen von Kabeln und/oder aus den Spannungen aufgrund der ungleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) des Substrates 104 und des Verbinders 102 resultiert. Mit der Zeit verbinden sich diese Mikrorisse und bilden Risse, die sich schließlich miteinander verbinden und einen Riß durch die Lötverbindung verursachen. Diese Rißfortpflanzung, die sich im wesent lichen aufgrund der CTE-Spannung und einer niederzyklischen Ermüdung (verursacht durch ein Belasten und Entlasten der Verbindung) ergibt, ist im allgemeinen langsam und tritt nach einer Vielzahl von Zyklen, üblicherweise nach 50 bis 10000 Zyklen oder mehr, auf.
  • Die dickere Lötverbindung 126 (d.h. das größere Volumen) vergrößert die Strecke der Mikrorißfortpflanzung. Somit ist es unwahrscheinlicher, daß die Mikrorisse einen vollständigen Riß in der Lötverbindung 126 verursachen. Tatsächlich kann der Anschluß mit erhöhter Verbindungsdicke zu einer ca. 20%-igen Abnahme der maximalen Scherspannung führen. Ausgehend von einer üblichen Anschlußanordnung, bei der der Anschluß eine Länge von 3,5 mm, eine Breite von 7,0 mm und eine Lotdicke von 0,0875 mm aufweist, beträgt das Lotvolumen ungefähr 2,1 mm3. Nun wurde für den Anschluß 112 mit erhöhter Verbindungsdicke angenommen, daß der Bogen 142 an seinem Scheitel eine Höhe entsprechend der Dicke hat und an seinem am stärksten ausgebildeten Bereich 30% der Oberfläche des zweiten Abschnittes 116 des Anschlusses abdeckt. Es wurde ferner angenommen, daß der Bogen 146 eine Hälfte der Breite abdeckt und ein Volumen eines Segmentes eines Hexagons umfaßt, was zu einem zusätzlichen Volumen von ungefähr 0,65 mm3 oder einem Gesamtvolumen von ungefähr 2,75 mm3 führt. Dies bedeutet eine Zunahme des Lotvolumens von ungefähr 30%. Es ist selbstverständlich, daß diese Abschätzungen weder ein maximales noch ein minimales Erfordernis für eine wirkungsvolle Verhinderung der Mikrorißfortpflanzung darstellen, sondern daß diese Meßwerte vielmehr lediglich Beispiele sind. Fachleuten wird deutlich, daß eine Mehrzahl von Volumina erzielt werden kann, die abhängig von der Art des verwendeten Lots, der Größe des Anschlusses und anderer derartiger Parameter, variieren können.
  • Wie es in der 1 gezeigt ist, können sich an der Seite 118 des Verbinders zusätzliche kleinere Anschlüsse 124 erstrecken (nicht gezeigt für die Seite 122 des Verbinders) und elektrisch mit (nicht gezeigten) Leiterbahnen in oder auf dem Substrat 104 verbunden sein. Der verbesserte Anschluß 112 und die kleineren Anschlüsse 124 können Mittel sein, mit denen elektrische Signale (Leistung, Grund, Steuersignale etc.) von (nicht gezeigten) auf dem Substrat 104 befestigten elektronischen Bauelementen zu dem Verbinder 102 übertragen werden. Ein mit einer (nicht gezeigten) externen Einrichtung verbundenes (nicht gezeigtes) Steckkabel wird in die Öffnung 106 eingeführt, um einen elektrischen Kontakt mit dem Verbinder 102 herzustellen, wodurch eine elektrische Kommunikation zwischen einer (nicht gezeigten) externen Einrichtung und auf dem Substrat 104 befestigten (nicht gezeigten) elektrischen Bauelementen ermöglicht wird.
  • Die 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der gekrümmte bzw. bogenförmige Abschnitt eine im wesentlichen konkave Tasche 152 aufweist, die sich über einer oberen Fläche 144 des zweiten Abschnittes des Anschlusses erstreckt, wodurch automatisch ein Hohlraum ausgebildet wird. Die konkave Tasche 152 kann, wie für Fachleute offensichtlich ist, ausgebildet werden, indem diese einfach in den Anschluß 112 mit erhöhter Verbindungsdicke eingeprägt wird. Der Hohlraum der konkaven Tasche 152 führt ferner zu einer größeren Dicke der Lötverbindung 126, wie es in der 3 für das hier dargestellte Ausführungsbeispiel gezeigt wurde.
  • Es ist selbstverständlich, daß der Anschluß 112 mit erhöhter Verbindungsdicke kein elektrischer Leiter sein muß. Vielmehr kann er lediglich eine Stabilisierungs- und/oder Befestigungseinrichtung sein. Die 6 zeigt ein derartiges Ausführungsbeispiel. Der erste Abschnitt 114 des Anschlusses kann mit einer Schicht 154 Klebstoff an der ersten Seite 118 des Verbinders befestigt sein, und der zweite Abschnitt 116 des Anschlusses kann, wie es zuvor beschrieben wurde, mit einer Lotverbindung mit dem Substrat 104 verbunden sein.
  • Es wird ferner deutlich, daß der Anschluß 112 mit erhöhter Verbindungsdicke eine Mehrzahl von Formen umfassen kann, um der Form des Verbinders 102 zu entsprechen. Wie es in den 2, 3, 5 und 6 gezeigt ist, beträgt der Winkel Φ zwischen dem ersten Abschnitt 114 des Anschlusses und dem zweiten Abschnitt 116 es Anschlusses vorzugsweise ungefähr 90 Grad. Jedoch kann der Winkel Φ ein Winkel größer als 0 und kleiner als 180 Grad sein. In 7 ist Φ beispielsweise als stumpfer Winkel gezeigt, um der Form des Verbinders 102 zu entsprechen.

Claims (17)

  1. Ein Anschluß (114) zum Befestigen eines elektronischen Bauteils (102) an einem Substrat (104), mit: einem ersten Anschlußabschnitt (112), der so ausgebildet ist, daß er an eine Seite (118) des elektronischen Bauteils angrenzend angeordnet werden kann; und einem zweiten Anschlußabschnitt (116), der mit dem ersten Anschlußabschnitt (112) unmittelbar verbunden ist und sich von dem elektronischen Bauteil (102) weg erstreckt, wobei der zweite Anschlußabschnitt (116) eine erste Fläche aufweist, die derart ausgebildet ist, daß sie an dem Substrat (104) befestigt werden kann, und eine der ersten Fläche entgegengesetzte zweite Fläche, wobei der zweite Anschlußabschnitt eine gegenüber der ersten Fläche bogenförmig gekrümmte Struktur (142) umfaßt, die sich von dem zweiten Anschlußabschnitt (116) mit einer von dem Substrat (104) wegweisenden Krümmung erstreckt; wobei der erste Anschlußabschnitt (112) und der zweite Anschlußabschnitt (116) derart ausgebildet sind, daß das elektronische Bauteil (102) mit dem Anschluß in einer an das Substrat (104) angrenzenden Stellung befestigbar ist.
  2. Der Anschluß nach Anspruch 1, wobei die gekrümmte Struktur (142) ein Abschnitt des zweiten Anschlußabschnittes (116) ist, der davon teilweise getrennt ist und zum Bilden eines Bogens gekrümmt ist.
  3. Der Anschluß nach Anspruch 1, wobei die gekrümmte Struktur (142) eine im wesentlichen konkave Tasche aufweist, die aus einem Abschnitt des zweiten Anschlußabschnittes (116) gebildet ist.
  4. Der Anschluß nach Anspruch 1, wobei ein Abschnitt des ersten Anschlußabschnittes (112) so ausgebildet ist, daß er sich in das elektronische Bauteil (102) hinein erstrecken kann.
  5. Der Anschluß nach Anspruch 1, wobei der erste Anschlußabschnitt (112) und der zweite Anschlußabschnitt (116) im wesentlichen rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind.
  6. Der Anschluß nach Anspruch 4, wobei der Anschluß ein leitendes Material umfaßt.
  7. Eine elektronische Anordnung (100) mit einem Anschluss (114) gemäß Anspruch 1, wobei: ein an ein Substrat (104) angrenzendes elektronisches Bauteil (102) mit dem Anschluss befestigt ist, und wobei ein Teil des Lötmaterials (126) in dem Hohlraum des zweiten Abschnitts (116) angeordnet ist.
  8. Die elektronische Anordnung nach Anspruch 7, wobei die gekrümmte Struktur (142) ein Abschnitt des zweiten Anschlußabschnittes (116) ist, der teilweise davon abgetrennt ist und zum Bilden eines Bogens gekrümmt ist.
  9. Die elektronische Anordnung nach Anspruch 7, wobei die gekrümmte Struktur (142) eine im wesentlichen konkave Tasche aufweist, die aus einem Abschnitt des zweiten Anschlußabschnittes (116) gebildet ist.
  10. Die elektronische Anordnung nach Anspruch 7, wobei ein Abschnitt des ersten Anschlußabschnittes (112) so ausgebildet ist, daß sich dieser in das elektronische Bauteil (102) erstrecken kann.
  11. Die elektronische Anordnung nach Anspruch 7, wobei der erste Anschlußabschnitt (112) und der zweite Anschlußabschnitt (116) im wesentlichen rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind.
  12. Die elektronische Anordnung nach Anspruch 7, wobei der Anschluß ein leitendes Material enthält.
  13. Die elektronische Anordnung nach Anspruch 12, wobei der Anschluß so ausgebildet ist, daß ein elektrisches Signal zwischen dem elektronischen Bauteil (102) und dem Substrat (104) übertragen werden kann.
  14. Ein Verfahren zum Ausbilden eines Anschlusses (114) mit erhöhter Verbindungsdicke zum Befestigen eines elektronischen Bauteils (102) an einem Substrat (104), wobei: ein Anschluß (114) mit einem ersten Abschnitt (112) und einem zweiten Abschnitt (116) bereitgestellt wird, wobei der erste Abschnitt zum Angrenzen an einer Seite des elektronischen Bauteils (102) ausgebildet wird und wobei der zweite Abschnitt (116) mit dem ersten Anschlußabschnitt (112) unmittelbar verbunden ist und sich von dem elektronischen Bauteil weg erstreckt und eine erste Fläche und eine entgegengesetzte zweite Fläche (144) aufweist, wobei der erste Anschlußabschnitt (112) und der zweite Anschlußabschnitt (116) derart ausgebildet werden, daß das elektronische Bauteil (102) mit dem Anschluß in einer an das Substrat (104) angrenzenden Stellung befestigt wird, und wobei eine bogenförmig gekrümmte Struktur (142) gebildet wird, die sich von der zweiten Fläche des Anschlusses mit einer von dem Substrat (104) wegweisenden Krümmung erstreckt.
  15. Das Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bilden der gekrümmten Struktur (142) die Schritte aufweist: daß zwei im wesentlichen parallele Schlitze durch den zweiten Abschnitt (116) des Anschlusses geschnitten werden; und ein Abschnitt des zweiten Abschnittes (116) des Anschlusses (114) zwischen den Schlitzen zum Ausbilden eines Bogens gebogen wird.
  16. Das Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bilden der gekrümmten Struktur (142) umfaßt, daß eine im wesentlichen konkave Tasche aus einem Abschnitt des zweiten Abschnittes (116) des Anschlusses gebildet wird.
  17. Das Verfahren nach Anspruch 14, wobei ferner der erste Abschnitt (112) des Anschlusses zu dem zweiten Abschnitt (116) des Anschlusses im wesentlichen rechtwinklig ausgerichtet wird.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6988900B1 (en) 2004-12-17 2006-01-24 Scinetific-Atlanta, Inc. Surface mount connector assembly
JP4877455B2 (ja) * 2005-03-28 2012-02-15 ミツミ電機株式会社 二次電池保護モジュールおよびリード実装方法
US7059867B1 (en) 2005-03-30 2006-06-13 Artesyn Technologies, Inc. High density multi-lead surface mount interconnect and devices including same
JP4556135B2 (ja) * 2005-08-22 2010-10-06 住友電装株式会社 基板用コネクタ
TW200952294A (en) * 2008-06-06 2009-12-16 Asustek Comp Inc Connector
JP2010272844A (ja) * 2009-05-25 2010-12-02 Pixart Imaging Inc 光センサと基板とを接続するコネクタ及び光センサの製造方法
US8913034B2 (en) 2009-05-25 2014-12-16 Pixart Imaging Inc. Connector of connecting light sensor and substrate and method of fabricating light sensor
JP5528050B2 (ja) * 2009-10-14 2014-06-25 矢崎総業株式会社 コネクタ固定金具、コネクタ及びコネクタの製造方法
US20140182932A1 (en) 2011-05-10 2014-07-03 Saint-Gobain Glass France Disk having an electric connecting element
KR101553762B1 (ko) * 2011-05-10 2015-09-16 쌩-고벵 글래스 프랑스 전기 연결 요소를 구비한 창유리
EP2635097B1 (de) * 2012-02-28 2021-07-07 Electrolux Home Products Corporation N.V. Elektrischer und/oder elektronischer Schaltkreis mit Leiterplatte, einer separaten Leiterplatte und einem Netzanschluss
JP6741456B2 (ja) * 2016-03-31 2020-08-19 Fdk株式会社 多層回路基板
TWI719790B (zh) * 2019-12-31 2021-02-21 技嘉科技股份有限公司 電源供應裝置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4873615A (en) * 1986-10-09 1989-10-10 Amp Incorporated Semiconductor chip carrier system
DE4028105C1 (en) * 1990-09-05 1991-12-12 Leopold Kostal Gmbh & Co Kg, 5880 Luedenscheid, De Coupling plate shaped modules and PCB(s) - establishing electrical contact by row of contacts stamped and bowed out from metal strip
DE3751189T2 (de) * 1986-12-19 1995-07-27 North American Specialities Lötbare leitung.
GB2325354A (en) * 1997-03-26 1998-11-18 Whitaker Corp Electrical connector or connection with concave ball-receiving site
US5910885A (en) * 1997-12-03 1999-06-08 White Electronic Designs Corporation Electronic stack module
US5962922A (en) * 1998-03-18 1999-10-05 Wang; Bily Cavity grid array integrated circuit package
EP0954066A2 (de) * 1998-04-29 1999-11-03 Framatome Connectors International Positionier- und Verriegelungsverfahren und Anordnung für Ein-/Ausgangsverbinder sowie einschlägige Verbinder

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4537461A (en) * 1982-07-28 1985-08-27 At&T Technologies, Inc. Lead having a solder-preform and preform-carrying finger engageable directly with a contact pad
JP2529849Y2 (ja) 1990-12-25 1997-03-19 ヒロセ電機株式会社 表面実装用コネクタの補強金具構造
US5940277A (en) * 1997-12-31 1999-08-17 Micron Technology, Inc. Semiconductor device including combed bond pad opening, assemblies and methods
TW388572U (en) * 1998-12-22 2000-04-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Electrical connector
TW415680U (en) 1999-01-12 2000-12-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Electric connector
US6217348B1 (en) * 1999-08-09 2001-04-17 Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. Electrical connector
DE19962120A1 (de) * 1999-12-21 2001-06-28 Mannesmann Vdo Ag Steckeraufnahme

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4873615A (en) * 1986-10-09 1989-10-10 Amp Incorporated Semiconductor chip carrier system
DE3751189T2 (de) * 1986-12-19 1995-07-27 North American Specialities Lötbare leitung.
DE4028105C1 (en) * 1990-09-05 1991-12-12 Leopold Kostal Gmbh & Co Kg, 5880 Luedenscheid, De Coupling plate shaped modules and PCB(s) - establishing electrical contact by row of contacts stamped and bowed out from metal strip
GB2325354A (en) * 1997-03-26 1998-11-18 Whitaker Corp Electrical connector or connection with concave ball-receiving site
US5910885A (en) * 1997-12-03 1999-06-08 White Electronic Designs Corporation Electronic stack module
US5962922A (en) * 1998-03-18 1999-10-05 Wang; Bily Cavity grid array integrated circuit package
EP0954066A2 (de) * 1998-04-29 1999-11-03 Framatome Connectors International Positionier- und Verriegelungsverfahren und Anordnung für Ein-/Ausgangsverbinder sowie einschlägige Verbinder

Also Published As

Publication number Publication date
CN1248365C (zh) 2006-03-29
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AU2002211645A1 (en) 2002-05-06
HK1054841A1 (en) 2003-12-12
US6774310B1 (en) 2004-08-10
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WO2002035655A2 (en) 2002-05-02
JP2004512657A (ja) 2004-04-22
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GB0310705D0 (en) 2003-06-11

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