(57)【要約】【課題】第２部品との接続において、非常に単純な手段で機械的に安定した接続を達成可能であり、かつ、良好な電気特性を得られる電気的接続を得ることが可能な第１部品を提供すること。  【解決手段】本発明は、第２部品（１４、１５）に接続される第１部品（１２、１３）であって、少なくとも一つの開口部（１９、２０）を有する少なくとも一つの凹部（１６、１７）と、第２部品と対向する側の凹部に形成された断面くびれ部（１８）とを備える。第２部品が接続の実行中に流動状態となっており、開口部が第２部品によって少なくとも部分的に充填される。凹部が、少なくとも開口部の領域において、接続の実行中に第２部品によって埋め込まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２部品（１４、１５、５１、６３ａ〜６３ｃ）に接続される第１部品（１２、１３、３１、３６ａ〜３６ｃ、５０、６２）であって、
少なくとも一つの開口部（１９、２０、３４，３５、５４ａ〜５４ｃ）を有する少なくとも一つの凹部（１６、１７、３２、３７ａ〜３７ｃ、５２ａ〜５２ｃ、６４ａ〜６４ｃ）と、
前記第２部品と対向する側の前記凹部に形成された断面くびれ部（１８、３３、３８ａ〜３８ｃ、５３ａ〜５３ｃ、６５ａ〜６５ｃ）と、
を備え、
前記第２部品が接続の実行中に流動状態となっており、前記開口部が第２部品によって少なくとも部分的に充填され、
前記凹部が、少なくとも前記開口部の領域において、接続の実行中に前記第２部品によって埋め込まれる、
第１部品。
【請求項２】
前記凹部は少なくとも一つの追加開口部（２０、３５）を有する、
請求項１に記載の第１部品。
【請求項３】
電気／電子部品（１０、３０）の一部である、
請求項１に記載の第１部品。  
【請求項４】
ＳＭＤデバイスまたは少なくともＳＭＤデバイスの一部である、
請求項３に記載の第１部品。  
【請求項５】
プラグインコネクタ（３０、６０）の一部である、
請求項４に記載の第１部品。 
【請求項６】
プラグインコネクタ（３０、６０）のコンタクト要素である、
請求項５に記載の第１部品。 
【請求項７】
前記第２部品は、はんだ材料である、
請求項１に記載の第１部品。 
【請求項８】
前記第２部品は、プラスチック部品である、
請求項１に記載の第１部品。 
【請求項９】
前記凹部が複数設けられている、
請求項１に記載の第１部品。 
【請求項１０】
前記凹部は孔部であり、前記断面くびれ部は２つの異なる口径により形成される、
請求項１に記載の第１部品。  
【請求項１１】
前記凹部は、少なくとも前記断面くびれ部の領域に蟻継ぎ形状を有する、
請求項１に記載の第１部品。
【請求項１２】
前記断面くびれ部は拡張装置を使用して形成される、
請求項１に記載の第１部品。  
【請求項１３】
前記断面くびれ部は円錐状の金型を使用して形成される、
請求項１２に記載の第１部品。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の前提部に係る第２部品に接続するための第１部品に関する。  
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、印刷基板等に実装するためのシールドを備えた多列式の多極プラグインコネクタが開示されている。特許文献１では、コネクタハウジングから延びて印刷基板と接触する電気コンタクト要素の取り付け部と、シールドのコンタクト部とが、所定のグリッドパターンに従って配置され、はんだ付けで印刷基板に接続するために準備される。シールド要素は、組み立て時に印刷基板に形成された複数の孔部を貫通し、その後はんだ付けで固定される複数のコンタクトピンを有する。フラットなコンタクト要素は矩形の導体断面を有しており、印刷基板上の印刷導体にはんだ付けするための十分大きなコンタクト領域を提供するために、印刷基板と対向する後端が略９０度に曲げられている。  
【０００３】
特許文献２は、実装されるＳＭＤデバイスを備えた印刷基板について記載しており、この印刷基板では、印刷基板の組み立て中に、少なくとも一つの部品が印刷基板に形成された金属の接続孔部に押し通される接続ピンを有する。印刷基板の両面に部品が実装される。印刷基板を反転した場合に、接続ピンを備えた実装部品が上記接続孔部から落下しないようにするために、実装作業前に少なくとも接続孔部の一部が導電性結合剤で充填される。ＳＭＤデバイスの組み立て後、導電性結合剤は上記接続孔部の領域全体を覆ってＳＭＤデバイスの接続ピンを取り囲み、はんだ付けの前に接続ピンを接続孔部に固定する。接続孔部は、貫通する少なくとも２つの孔部で構成され、両孔部が接続孔部内で重複する領域に断面の径が小さな断面くびれ部が形成されている。当該断面くびれ部の目的は、はんだ付け作業の前にＳＭＤデバイスの接続ピンを孔部に固定することにあり、その主な機能は、接続ピンとの電気的接触の確立を支援することにある。印刷基板は第１部品として記載してもよく、導電性結合材に接続される。なお、導電性結合材は第２部品として記載してもよい。  
【０００４】
特許文献３では、印刷基板とこの基板上に配置されるコンタクトピンとの機械的接続および電気的接続を実行する方法が記載されている。コンタクトピンは、少なくとも何れかの端部が中空であり（以後、中空端部と称す）、この中空端部付近に外部バルジを備える。第１のステップにおいて、印刷基板に備えられたコンタクトピン用の受入れ貫通孔の周辺にペースト状はんだが塗布される。その後、コンタクトピンは、外部バルジが印刷基板の一方の面で終端する際に、コンタクトピンの中空端部が受入れ貫通孔に進入し、印刷基板の他方の面から外部に延びるように印刷基板上に配置される。円錐形の拡張装置は、コンタクトピンの中空端部を拡大するために加熱される。その後、コンタクトピンの中空端部は、加熱された拡張装置によって拡大され、コンタクトピンを介して外部バルジまで、拡張装置から導かれた熱により溶解する。  
【０００５】
特許文献４には、フライスの製造方法が記載されており、このフライスの２つの刃先にはツールキャリアが取り付けられている。インベストメント鋳造法によるツールキャリアの生産は、ツールキャリアの永久的な機械的接続と同時に実行される。刃先に取り付けられる切断片には開口部が備えられており、この開口部は、生産されるツールキャリアの液体金属で満たされる断面拡大部を有する。溶けた状態の材料が一旦固まると、切断片と上述の通り生成されるツールキャリアは、刃先に確実に接続された状態となる。
【特許文献１】ドイツ実用新案第ＤＥ  ２０  ２００５  ０２０  ４７４  Ｕ１号
【特許文献２】ドイツ特許出願第ＤＥ  １０  ２００４  ０３７  ７８６  Ａ１号
【特許文献３】ドイツ特許出願第ＤＥ  １０２  １９  ４２７  Ａ１号
【特許文献４】ドイツ特許出願第ＤＥ  ３５  ３６  ４９６  Ａ１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、第２部品との接続において、非常に単純な手段で機械的に安定した接続を達成可能であり、かつ、良好な電気特性を得られる電気的接続を得ることが可能な第１部品を提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る第１部品は、第２部品に接続される部品であって、少なくとも開口部の領域において、接続の実行中に流動状態になる第２部品によって、少なくとも部分的に充填される少なくとも一つの開口部を有する少なくとも一つの凹部を備える。第１部品における凹部は、接続の実行中に第２部品によって埋め込まれる断面くびれ部を備える。断面くびれ部は、第２部品と対向する側の凹部に備えられている。本発明に係る第１部品によれば、金属特性を有する、またはプラスチック材料からなる第２部品と接続することができる。第２部品は、第１部品の凹部に進入し、第２部品に対向する断面くびれ部を埋め込むことができるように、接続の実行中に少なくとも開口部の領域において流動状態となっていればよい。  
【０００８】
材料に流動性を与えるプロセスで通常は加熱される第２部品によって第１部品が確実に溶けないようにするために、第１部品は少なくとも開口部の領域において十分な熱安定性を有するべきである。  
【０００９】
第１部品と第２部品との機械的に安定した接続は、第２部品に対向する側の凹部に形成された断面くびれ部の配置により、両部品間の傾斜運動またはねじれ運動を妨げるような、梃子の原理による力が得られるという事実により達成される。  
【００１０】
第１部品がはんだ付けによって基板上に固定される電気部品であり、この時、第２部品が好ましくは、はんだ材料で構成される場合、開口部をはんだ材料によって完全に充填する必要がないという事実により、実質的な利点がもたらされる。これは、特に大量生産において相当な費用の優位性をもたらす。  
【００１１】
特に、第１部品と第２部品との接続の耐久性を保証するために、何らかの手段をさらに必要としないという事実から、さらなる費用の優位性がもたらされる。特に、ねじやクランプなどの部品を必要としない。
【００１２】
本発明に係る第１部品に関するさらに有益な他の特徴および実施形態は、特許請求の範囲の従属項から明らかである。
【００１３】
有益な特徴点として、少なくとも一つの凹部が、例えば、第２部品と反対側に備えられた少なくとも一つの追加開口部を有する構成が提供される。当該追加開口部は、圧力逃しとして機能しても良く、この場合、空気の閉じ込めを防止する。  
【００１４】
第１部品は、電気および／または電子部品の接続要素で構成されることが好ましい。電気および／または電子部品は、特にＳＭＤデバイス（表面実装デバイス）であってもよい。第１部品がプラグインコネクタの場合、特にメリットを活かすことができる。本発明に係る特徴を利用した場合、第２部品を構成するはんだ材料の消費量の低減と同時に、プラグインコネクタと印刷基板との特に安定的な接続が達成される。この場合、第１部品はプラグインコネクタのコンタクト要素、シールド要素、または接続要素を備えてもよい。  
【００１５】
さらに、本発明で提供される第２部品は、特に第１部品にポジティブロック式に接続されるプラスチック部品であってもよい。接続の実行中に液体または少なくとも流動状態になるプラスチック材料が、少なくとも第１部品の凹部に形成された断面くびれ部の領域において、少なくとも凹部の一部、好ましくは凹部全体に進入し、これにより第１部品との取り外し不能な接続を確立する。  
【００１６】
有益な実施形態によれば、それぞれが一つの断面くびれ部を有する複数の凹部を第１部品に備えてもよい。このように、両部品間で負荷がかかる接続を行うことが可能である。      
【００１７】
断面くびれ部を備えた凹部を生成する簡単な方法は、異なる口径を有する２つの孔部を提供することにある。  
【００１８】
他の実施形態によれば、断面くびれ部は拡張装置を使用して形成される。例えば、拡張装置として適しているのは円錐状の金型である。断面くびれ部の形成に使用される拡張装置は、第１部品が金属で形成される場合に使用してもよい。  
【００１９】
さらに、他の実施形態によれば、断面くびれ部は、少なくとも断面くびれ部の領域において凹部を蟻継ぎ形状にすることで生成される。これにより、断面くびれ部を有する凹部等、第１部品を単一工程で生成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１部品によれば、第２部品との接続において、非常に単純な手段で機械的に安定した接続を達成可能であり、かつ、良好な電気特性を得られる電気的接続を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、はんだ付けにより基板１１に接続された電気／電子部品１０の一部を示す斜視図である。部品１０は、コンタクト要素１２と、接続要素１３とを備える。コンタクト要素１２とコンタクト要素１３は、第１部品の一実施形態を構成し、はんだ材料１４、１５（第２部品の一実施形態）によって、基板１１にはんだ付けされている。図中の実施形態において、第１部品１２、１３は、第２部品１４、１５と既にポジティブロック式に接続された状態になっている。  
【００２２】
第１部品１２、１３は、少なくとも一つの凹部１６、１７を備える。凹部１６、１７は、第２部品１４、１５と対向する側に第１開口部１９を画定する断面くびれ部１８を有する。  
【００２３】
第１部品１２、１３は、第２部品として使用されるはんだ材料１４、１５により基板１１の表面上の印刷導体（詳細は図示せず）にはんだ付けされるプラグインコネクタ等、少なくともＳＭＤデバイスの一部として設計されている。  
【００２４】
第１部品と第２部品を接続する場合、第２部品１４、１５が第１部品１２、１３の凹部１６、１７に進入可能となり、断面くびれ部１８を埋め込むことができるように、少なくとも開口部１９の領域において、第２部品１４、１５(はんだ材料)が少なくとも液状または流体状になるまで加熱される。  
【００２５】
図１に示すように、凹部１６は部分的に第２部品１４で充填される。第２部品１４で埋め込まれた断面くびれ部１８を有することにより、接続を十分に安定させることができる。すなわち、第１部分１２、１３の凹部１６、１７を第２部品でさらに充填したとしても、機械的安定性をさらに高めることにはならないので、その必要がない。従って、本実施形態においては、はんだ材料となる第２部品１４、１５の消費量を削減することが可能となる。  
【００２６】
第１部品１２、１３の凹部１６、１７のそれぞれは、例えば、第１開口部１９と反対に配置された少なくとも一つの追加開口部２０を有する。追加開口部２０は、第１部品と第２部品との接続中に、空気が凹部１６、１７から抜け出ることを可能にすることにより、第２部品１４、１５による凹部１６、１７への進入を補助する。接続が確立された後に、第２部品１４、１５で凹部１６，１７を完全に充填すると、追加開口部２０により、はんだ付け後に空気が第２部品１４、１５に閉じ込められることがないようにすることができる。 
【００２７】
図２は、はんだ付けで基板に接続されるプラグインコネクタ３０の接続領域（詳細は図示せず）に関する斜視図である。プラグインコネクタ３０は、第１部品の一例として接続要素３１を備える。なお、第１部品は図１に図示された接続要素１３と一致しても良い。接続要素３１は凹部３２を備えており、当該凹部３２は、第２部品と対向する側に、第１開口部３４により画定された断面くびれ部３３を備える。図中の実施形態においては、凹部３２も少なくとも一つの追加開口部３５を有するものとする。  
【００２８】
プラグインコネクタ３０は、複数のコンタクト要素３６ａ、３６ｂ、３６ｃを備え、当該コンタクト要素３６ａ〜３６ｃのそれぞれが、２つの凹部３７ａ、３７ｂ、３７ｃをそれぞれ備える。コンタクト要素３６ａ〜３６ｃは、複数の凹部３７ａ〜３７ｃを備える第１部品の一実施形態である。  
【００２９】
第１部品に対応するコンタクト要素３６ａ〜３６ｃは、第１部品に対応する接続要素３１と同様に、第２部品としてのはんだ材料（詳細は図示せず）に接続されるものとする。
【００３０】
図２は、第２部品（すなわち、はんだ材料）と対向する側の凹部３７ａ〜３７ｃに備えられた断面くびれ部３８ａ、３８ｂ、３８ｃを明確に視認可能なコンタクト要素３６ａ〜３６ｃの断面図を示す。
【００３１】
図３は、第２部品５１に接続される第１部品５０に関する他の実施形態を示す。例えば、第１部品５０は金属部品であってもよく、第２部品５１はプラスチック部品であってもよい。
【００３２】
第１部品５０は、第２部品５１と対向する端部に備えられた断面くびれ部５３ａ、５３ｂ、５３ｃを備えた少なくとも一つの凹部５２ａ、５２ｂ、５２ｃを備える。この実施形態においてのみ、少なくとも一つの凹部５２ａ〜５２ｃは一つの開口部５４ａ、５４ｂ、５４ｃを有する。  
【００３３】
図４は、図３に示す配置の断面図である。なお図４は、２つの部品５０および５１間の接続が完了した後の状態を図示している。図４において、第２部品５１は、少なくとも一つの凹部５２ａ〜５２ｃに進入可能であり、これにより断面くびれ部５３ａ〜５３ｃを埋め込み可能な程度にまで、例えば熱を与えることによって流入可能となっている。図示された実施形態では、接続の確立の際に、第１部品と第２部品の接続中における第２部品５１の凹部５２ａ〜５２ｃへの進入は、例えば、第２部品５１のネガティブ形状５５ａ〜５５ｃを残す金型（詳細は図示せず）によって行われる。
【００３４】
図５は、基板６１にはんだ付けされるプラグインコネクタ６０に関する斜視図である。プラグインコネクタ６０は、第１部品の一実施形態として、接続要素またはシールド要素６２を備える。シールド要素６２は、第２部品の一実施形態としてのはんだ材料６３ａ、６３ｂ、６３ｃを使用して、基板６１上の印刷導体または電気的接地面に接続される（詳細は図示せず）。  
【００３５】
図示された実施形態では、第１部品６２に備えられた少なくとも一つの凹部６４ａ、６４ｂ、６４ｃが少なくとも部分的に蟻継ぎ形状を有することを想定している。蟻継ぎ形状は、第２部品６３ａ〜６３ｃ（はんだ材料）と対向する側に断面くびれ部６５ａ〜６５ｃが形成されるようにして、第１部品６２に提供されている。
【００３６】
図５に示す実施形態は、はんだ付けの状態を図示している。図５において、第２部品６３ａ〜６３ｃ（はんだ材料）は、断面くびれ部６５ａ〜６５ｃの少なくとも一つを埋め込むことにより、少なくとも部分的に第１部品６２の少なくとも一つの凹部６４ａ〜６４ｃに進入した状態になっている。  
【００３７】
上述した各実施形態において、断面くびれ部１８、３３、３８ａ〜３８ｃ、５３ａ〜５３ｃ、６５ａ〜６５ｃは、例えば、第１部品１２、１３、３１、３６ａ〜３６ｃ、５０、６２と同時に形成してもよい。当該実施形態は、第１部品１２、１３、３１、３６ａ〜３６ｃ、５０、５０が射出成形で形成される場合に特に適している。断面くびれ部１８、３３、３８ａ〜３８ｃ、５３ａ〜５３ｃ、６５ａ〜６５ｃは、拡張装置を使用して、第１部品１２、１３、３１、３６ａ〜３６ｃ、５０、６２に形成してもよい。本発明の目的に特に適しているのは円錐状の金型であって、開口部１９、３４，５４ａ〜５４ｃに対して押し込み、回転させて使用する。図１および２に図示された断面くびれ部１８、３３、３８ａ〜３８ｃは、特に異なる口径を備えた２つの孔部により実現してもよい。さらに、断面くびれ部１８、３３、３８ａ〜３８ｃ、５３ａ〜５３ｃ、６５ａ〜６５ｃは、凹部１６、１７、３２、３７ａ〜３７ｃ、５２ａ〜５２ｃ、６４ａ〜６４ｃのフライス加工により形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】電気／電子要素の形態の第１部品に関する斜視図であり、第１部品が第２部品として機能するはんだ材料に接続された状態を示す図。
【図２】第１部品として機能するプラグインコネクタのコンタクト要素に関する斜視図であり、第２部品として機能するはんだ材料に接続される前の第１部品の状態を示す図。
【図３】第１部品に接触した状態の第２部品の断面図であり、第１部品に接続される前の第２部品の状態を示す図。
【図４】図３に示す配置の断面図であり、第１部品と第２部品との接続が確立された後の状態を示す図。
【図５】蟻継ぎ形状の凹部を備えたプラグインコネクタとして実現した第１部品に関する斜視図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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