SE516773C2

SE516773C2 - Connection device on a printed circuit board

Info

Publication number: SE516773C2
Application number: SE9901681A
Authority: SE
Inventors: Mats Olsson; Henrik Braennmo
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1999-05-10
Filing date: 1999-05-10
Publication date: 2002-02-26
Also published as: AU4787600A; WO2000069029A1; SE9901681D0; SE9901681L

Abstract

Arrangement at a portable electric apparatus such as a mobile terminal or a mobile telephone, more specifically a connection arrangement on a PCB (1) (Printed Circuit Board) of such an apparatus. The arrangement includes an oxidation preventing plating (2) for keeping up a good electric contact in spite of circumstances. The connection arrangement comprises a separately manufactured wear and oxidation preventing metal unit (3) that is soldered to the PCB, whereby such plating both on the PCB (1) and on the metal unit may apart from each other be made thick at choice, without affecting the manufacturing process of the PCB in itself.

Description

516 773 2 -.-u«~ 2000-08-21 E:\HEM\MD\1874006Se.d0C MD Uppfinningen i korthet Det är därför ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma ett arrangemang vid en sådan apparat vilket trots möjliga högre kontaktkrafter kan uthärda glidan- de/gnidande rörelser under en väsentligen längre tidsperiod än vad som hittills varit fallet, samtidigt som arrange- manget ger en rimlig guldförbrukning. The invention in brief It is therefore an object of the present invention to provide an arrangement of such an apparatus which, despite possible higher contact forces, can be used. endure sliding / rubbing movements for a significantly longer period of time than has been the case so far, at the same time as the arrangement provides a reasonable gold consumption.

Enligt uppfinningen innefattar anslutningsarrange- manget en separat framställd slitage- och oxidationsför- hindrande metallenhet, som är lödd vid PCB:t, varigenom så- dan plätering såväl på PCB:t som på metallenheten skilt från varandra kan göras valbart tjock, utan att påverka tillverkningsprocessen av PCB:t i sig.According to the invention, the connection arrangement comprises a separately manufactured wear and oxidation-preventing metal unit, which is soldered to the PCB, whereby such plating both on the PCB and on the metal unit can be made selectively thick separately from each other, without affecting the manufacturing process. of PCBs.

I ett föredraget utförande av uppfinningen uppnås ett arrangemang, vilket fortfarande vid en lägre kostnad gör det möjligt att arrangera en tjockare guldplätering vid den elektriska anslutningen. Detta kommer bl.a. att göra det möjligt att ytterligare öka kontakttrycket för att förbätt- ra kontaktegenskaperna.In a preferred embodiment of the invention, an arrangement is achieved, which still at a lower cost makes it possible to arrange a thicker gold plating at the electrical connection. This will i.a. to make it possible to further increase the contact pressure in order to improve the contact properties.

I ett annat föredraget utförande är metallenheten framställd av bladmetall. På grund av det faktum att sådan metall är lättillgänglig och ofta är tillgänglig som skrot, kan metallenheterna i fråga lätt stansas ut ur sådant me- tallskrot, vilket kan reducera kostnaden än mera.In another preferred embodiment, the metal unit is made of sheet metal. Due to the fact that such metal is readily available and often available as scrap, the metal units in question can be easily punched out of such scrap metal, which can reduce the cost even more.

Enligt ett ytterligare utförande av uppfinningen, har metallenheten en tjocklek som är åtminstone lika med den hos PCB:t, varvid den är anordnad i ett hål däri. Härvid kan metallenheten ges en exakt position på PCB:t samtidigt som det är möjligt att anordna metallenheten i PCB:t i sam- band med att resten av komponenterna i PCB:t anordnas, in- nan PCB:t, såsom är väl känt, föres in i en lödugn.According to a further embodiment of the invention, the metal unit has a thickness which is at least equal to that of the PCB, it being arranged in a hole therein. In this case, the metal unit can be given an exact position on the PCB at the same time as it is possible to arrange the metal unit in the PCB in connection with the rest of the components in the PCB being arranged, before the PCB, as is well known, is moved. into a soldering iron.

För att ytterligare öka möjligheten att applicera me- tallenheten vid PCB:t har metallenheten enligt ett ytterli- gare utförande en fläns vid en sida, vilken skall lödas vid 10 15 20 25 30 35 516 773 3 2000-08-21 E:\HEM\MD\1B74006Se.d0C MD PCB:t, vilket sålunda gör metallenheten åtminstone flänsens tjocklek tjockare än PCB:t.In order to further increase the possibility of applying the metal unit to the PCB, according to a further embodiment, the metal unit has a flange at one side, which is to be soldered at 10 15 20 25 30 35 516 773 3 2000-08-21 E: \ HEM \ MD \ 1B74006Ed0C MD the PCB, thus making the metal unit at least the thickness of the flange thicker than the PCB.

Bladmetallenheten har enligt ett sista utförande av uppfinningen en rund kontur för att förenkla dess orienter- ing under infattning och lödning. Det skall noteras att med denna kontur blir det enklare att nå erforderliga tolerans- nivåer där metallenheten anordnas i ett hål i PCB:t.According to a final embodiment of the invention, the sheet metal unit has a round contour to simplify its orientation during framing and soldering. It should be noted that with this contour it will be easier to reach the required tolerance levels where the metal unit is arranged in a hole in the PCB.

Genom arrangemanget enligt uppfinningen erfordras inga separat monterade anslutningsorgan för yttre utrust- ning, vilket sparar tid, utrymme och pengar. Ett PCB med "slitageskydd" gör det möjligt att realisera ett mycket kostnadseffektivt anslutningssystem. Inget extra plasthus eller några extra kontaktbleck erfordras. En yttre plugg kan ansluta direkt till PCB:t och hållas i position av ap- paratens hus av plast.The arrangement according to the invention does not require separately mounted connection means for external equipment, which saves time, space and money. A PCB with "wear protection" makes it possible to realize a very cost-effective connection system. No extra plastic housing or extra contact plates are required. An outer plug can be connected directly to the PCB and held in position by the plastic housing of the device.

Kort beskrivning av ritningarna Nedan beskrivs två föredragna utföranden av uppfin- ningen mera i detalj under hänvisning till bifogade rit- ningar, där, Fig. 1 visar en utskuren del av ett förenklat PCB och visar allmänt ytmonterade slitagemellanlägg (SMT- slitdynor) anordnade därpå, Fig. 2 visar en partiell tvärsektion utmed linjen II-II i fig. 1 som visar SMT-slitdynorna anordnade så att de framskjuter från ytan på PCB t, Fig. 3 är en schematisk tvärsektion som överensstäm- mer med den enligt fig. 2, men som emellertid visar slitdy- nan i ett alternativt utförande som en i ett hål infattad slitagedyna (HMT-slitagedyna).Brief Description of the Drawings Below, two preferred embodiments of the invention are described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a cut-out part of a simplified PCB and shows generally surface-mounted wear spacers (SMT wear pads) arranged thereon, Fig. 2 shows a partial cross-section along the line II-II in Fig. 1 showing the SMT wear pads arranged so as to protrude from the surface of PCB t, Fig. 3 is a schematic cross-section corresponding to that of Fig. 2, but which, however, shows the wear pad in an alternative design as a wear pad included in a hole (HMT wear pad).

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Såsom framgår av fig. 1, som en utskuren del av ett PCB 1, är slitagedynor 3, vilka i detta specifika fall är monterade på ytan av PCB:t 1 och av denna anledning benäm- 10 15 20 25 30 516 773 4 2000-08-21 E : \HEM\MD\1874006Se . dOC MD nes SMT-dynor (SMT = Surface Mount), anordnade vid delar av PCB t, vilken om SMT-dynorna inte existerade, i sig skulle bilda kontaktytor för utrustning såsom en högtalare, batte- rianslutningar, en SIM-kortläsare, sidoknappar eller sy- stemanslutningar (varav ingendera visas).Detailed description of the invention As can be seen from Fig. 1, as a cut-out part of a PCB 1, are wear pads 3, which in this specific case are mounted on the surface of the PCB 1 and for this reason are called 516 773 4 2000-08-21 E: \ HEM \ MD \ 1874006Se. dOC MD nes SMT pads (SMT = Surface Mount), arranged at parts of the PCB t, which if the SMT pads did not exist, would in themselves form contact surfaces for equipment such as a speaker, battery connections, a SIM card reader, side buttons or system connections (none of which are shown).

Normalt sett har ett PCB av detta slag ett tryckt (Cu). anslutningar mellan delar som är anordnade på PCB t. Vid mönster av en metall likt koppar vilket mönster utgör speciella ställen pà PCB t erfordras kontakt med utrust- ning, som exemplifierats ovan, vilken anordnats på PCB:t.Normally, a PCB of this type has a printed (Cu). connections between parts arranged on the PCB t. In the case of a pattern of a metal similar to copper, which pattern constitutes special places on the PCB t, contact with equipment as exemplified above, which is arranged on the PCB, is required.

Eftersom normalt sett alla delar på den screen-tryckta me- tallytan är täckta med ett tunt skikt guld, är tjockleken av guldskiktet vid kontaktpunkterna, såsom nämnts ovan tvångsmässigt begränsat genom att förbrukningen av guld i annat fall skulle bli alltför hög. Föreliggande uppfinning framvisar därför ett instrument för optimering av tjockle- ken hos guldskiktet eftersom enligt denna guldpläteringen på PCB:t endast behöver skydda PCB t mot oxidation.Since normally all parts of the screen-printed metal surface are covered with a thin layer of gold, the thickness of the gold layer at the contact points, as mentioned above, is compulsorily limited by the consumption of gold otherwise being too high. The present invention therefore provides an instrument for optimizing the thickness of the gold layer because according to this the gold plating on the PCB only needs to protect the PCB from oxidation.

Guldpläteringen vid PCB ts kontaktytor är sålunda en- ligt uppfinningen täckta av metalliska, till en specifik tjocklek valbart guldpläterade, ytmonterade (fig. 1) eller 3) slitageskydd 3, på det förutsedda slitaget från kontaktbleck (ej visade), hålmonterade (fig. 4 vars tjocklek beror vilka avses etablera kontakt med skydden 3, 4.According to the invention, the gold plating at the contact surfaces of the PCB is thus covered by metallic, gold-plated, surface-mounted (Fig. 1) or 3) wear-resistant to a specific thickness (3) on the anticipated wear from contact plates (not shown), hole-mounted (Fig. 4). whose thickness depends on which are intended to establish contact with the guards 3, 4.

Fig. 2 visar en partiell tvärsektion utmed linjen II- II i fig. 1, tre ytmonterade dynor 3 (SMT-dynor) på ett av- stånd från varandra för etablering av kontakt mellan kon- taktbleck på batterianslutningar eller systemanslutningar (varav ingendera visas). Såsom också framgår finns en tunn guldpläterad dyna 2 under var och en av slitagedynorna 3, vars tjocklek kan optimeras på ovan nämnt sätt. Varje sli- tagedyna 3 är i sig pläterad med guld till en valbar tjock- lek, 0,1 um. som normalt sett överskrider den som nämnts ovan på 10 20 516 773 5 2000-08-21 E:\HEM\MD\1874006Se.d0C MD Enligt fig. 3 framgår ett modifierat utförande av uppfinningen som en schematisk tvärsektion svarande mot den I detta fall är ett hål 5 med bestämda di- mensioner initialt anordnat i PCB:t 1 för varje kontakt som enligt fig. 2. skall åstadkommas med slitagedynan 4. Hålet 5 är, vid mon- tering av slitagedynan 4, tänkt att uppta en dyna med en tjocklek som är i stort sett lika med tjockleken hos PCB:t 1. Också i detta fall avses slitagedynan vara valbart guld- pläterad i specificerad utsträckning. Toleransen mellan hå- let 5 och slitagedynan 4 är i det närmaste en snäv pass- ning, så att slitagedynan, då den förses med en lödpasta och utsätts för värme i en lödugn, kommer att ge en säker anslutning.Fig. 2 shows a partial cross-section along the line II-II in Fig. 1, three surface-mounted cushions 3 (SMT-cushions) at a distance from each other for establishing contact between contact plates on battery connections or system connections (neither of which is shown) . As also appears, there is a thin gold-plated pad 2 under each of the wear pads 3, the thickness of which can be optimized in the manner mentioned above. Each wear pad 3 is itself plated with gold to a selectable thickness, 0.1 μm. which normally exceeds that mentioned above on 21 20 516 773 5 2000-08-21 E: \ HEM \ MD \ 1874006E.d0C MD According to Fig. 3, a modified embodiment of the invention appears as a schematic cross section corresponding to the In this case is a hole 5 with definite dimensions initially arranged in the PCB 1 for each contact which according to Fig. 2 is to be provided with the wear pad 4. The hole 5 is, when mounting the wear pad 4, intended to receive a pad with a thickness which is substantially equal to the thickness of the PCB 1. Also in this case, the wear pad is intended to be selectively gold-plated to a specified extent. The tolerance between the hole 5 and the wear pad 4 is almost a tight fit, so that the wear pad, when provided with a solder paste and exposed to heat in a solder oven, will provide a secure connection.

För att öka genomförbarheten beträffande applicering- en av slitagedynorna 4 av HMY-typ samtidigt som resten av komponenterna monteras vid PCB:t, har dynan 4, såsom fram- går, en fläns, som exakt definierar intryckningsdjupet i PCB:t l för lödningen. Det är särskilt viktigt då, såsom är fallet här, raten är automatisk. sammansättningen av mer eller mindre hela appa-To increase the feasibility of applying the HMY-type wear pads 4 while mounting the rest of the components to the PCB, the pad 4 has, as can be seen, a flange which precisely defines the depth of indentation in the PCB 1 for the solder. This is especially important as, as is the case here, the rate is automatic. the composition of more or less the whole

Claims

N 20 25 516 773 6 2000-08-21 E: \ HEM \ MD \ 1B7¶0O6S8.dOC MD PATENTKRAV

A device for a portable electrical device, such as a mobile terminal or a mobile telephone, in more detail a connection arrangement for a PCB (1) Board (Printed Circuit belonging to such a device, comprising an oxy- (2), a good electrical contact despite prevailing environmental conditions, anti-wear plating for maintenance characterized in that the connection arrangement comprises a separately manufactured wear-preventing oxidation-resistant metal unit (3, 4), which is soldered to the PCB (1), whereby such plating both on the PCB: t (1) as on the metal unit (3, 4) can, independently of each other, be made selectively thick, without affecting the manufacturing process of the PCB itself.

Device according to Claim 1, characterized in that the metal unit is made of sheet metal.

Device according to claim 1, characterized in that the metal unit (4) has a thickness corresponding to at least the thickness of PCB t (1), holes (5) in PCB t.

Device according to claim 3, and that it is arranged in a characterized in that the metal unit (4) has a flange on a side thereof which is soldered to the PCB, so that the metal unit has a thickness which is at least the flange thickness thicker than the PCB to benefit the frame of the device.

Device according to any one of the preceding claims, (3,4) is soldered to PCB t (1) at the same time as the rest of its components. characterized by the metal unit

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet metal unit (3, 4) has a contour which is round to simplify its orientation during framing and soldering.