BRPI1010296B1 - Grade condutora para alojamentos eletrônicos e método para a fabricação da mesma - Google Patents

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Abstract

"grade condutora para alojamentos eletrônicos e método para a fabricação". a presente invenção refere-se a grades condutoras para aloja- mentos eletrônicos e a um método para a fabricação para tais grades condutoras. de acordo com a invenção, a grade condutora é produzida de duas tiras de metal (130, 11 o, 140) soldadas ao longo da borda da junta (150) com somente uma das duas tiras de metal precisando ter uma superfície adequada para a ligação do fio. a quantidade do material de partida galvani- zado convencionalmente usado pode ser reduzida consideravelmente dessa maneira.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para GRADE CONDUTORA PARA ALOJAMENTOS ELETRÔNICOS E MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DA MESMA .
[001] A presente invenção refere-se a grades condutoras para alojamentos eletrônicos e a um método para a fabricação de tais grades condutoras.
[002] Nos módulos eletrônicos, em particular esses para controlar ou regular altas correntes, tal como ocorre, por exemplo, na mecatrônica, é conhecido conectar eletricamente componentes individuais do módulo com a ajuda de grades condutoras recortadas. As grades condutoras em tais módulos podem assumir muitas funções além do contato elétrico interno e servem, por exemplo, como suportes para componentes individuais ao invés de uma placa de circuito impresso ou ao mesmo tempo como um conector de tomada e soquete para o contato elétrico externo. Toda a disposição consistindo na grade condutora e dos componentes conectados a ela pode ser fundida em um alojamento do módulo ou ser encapsulada com material plástico pela moldagem a injeção.
[003] Para o contato elétrico interno, os componentes individuais, tais como componentes discretos, placas de circuito impresso, circuitos integrados, ICs de potência, circuitos híbridos, etc. podem ser soldados na grade condutora. A ligação de fio, entretanto, representa uma técnica de contato particularmente eficiente, na qual a conexão elétrica é fabricada por meio de fios de alumínio que são [conectados] na grade condutora ou a conexão do componente correspondente pela soldagem por pressão. Os fios de ligação, nesse caso, têm uma espessura tipicamente de 50-500 pm.
[004] Para fabricar as grades condutoras, folhas de metal feitas de cobre, ferro ou uma liga de cobre ou de ferro são usadas como material de partida. Esses materiais, embora distinguidos pela boa conduPetição 870190022551, de 08/03/2019, pág. 6/20
2/8 tividade elétrica, não são adequados para a ligação de fio. De modo a ser capaz de soldar o fio de ligação na grade condutora pelo aquecimento ou pela ação do ultrassom, é necessário revestir a grade condutora com alumínio, prata ou ouro.
[005] Em particular no campo da mecatrônica, portanto, tiras de metal que são galvanizadas na direção longitudinal com uma ou mais tiras estreitas de metal capazes de ligação, por exemplo, alumínio, são usadas como material de partida para as grades condutoras. No que é chamado o processo incrustado revestido, um recesso é feito na direção longitudinal em uma tira de metal feita de uma das ligas acima, para dentro de cujo recesso uma tira fina do metal capaz de ligação é pressionada. A temperatura e a pressão produzem uma conexão metalúrgica entre os dois metais. A grade condutora é então recortada da tira de metal galvanizada, tal que os dedos da grade condutora se estendem transversalmente à tira de metal galvanizada e assim cada um tem um ponto (ilha de ligação) com uma superfície adequada para a ligação de fio.
[006] A figura 1 mostra o corte através de tal tira de metal 110, que é galvanizada na direção longitudinal com uma tira estreita 120 do material capaz de ligação. O fio de ligação com a grade condutora pode ser soldado sobre as ilhas de ligação formadas por essa tira depois do recorte durante o procedimento da ligação de fio e assim produzir as conexões para os componentes eletrônicos dentro do alojamento. [007] O que é desvantajoso sobre o método convencional é o alto custo do material de partida galvanizado.
[008] Portanto, é o objetivo da presente invenção planejar um método para a fabricação melhorado para grades condutoras.
[009] Isso é atingido pelos aspectos das reivindicações independentes. Modalidades preferidas são o assunto das reivindicações dependentes.
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3/8 [0010] Em tal caso, é a abordagem particular da presente invenção produzir a grade condutora de duas tiras de metal soldadas na direção longitudinal, com somente uma das duas tiras de metal tendo uma superfície capaz de ligação. O uso do material de partida galvanizado caro convencional pode ser reduzido consideravelmente dessa maneira.
[0011] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, um método para a fabricação de uma grade condutora é planejado que é caracterizado pelo fato de que a grade condutora é produzida de pelo menos uma primeira tira de metal e uma segunda tira de metal, que são conectadas por uma junção de solda, a segunda tira de metal tendo, pelo menos em pontos, uma superfície adequada para ligação de fio.
[0012] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, uma grade condutora para alojamentos eletrônicos é planejada que é caracterizada em que ela compreende pelo menos uma primeira tira de metal e uma segunda tira de metal, que são conectadas por uma junção de solda, a segunda tira de metal tendo, pelo menos em pontos, uma superfície adequada para ligação de fio.
[0013] Dê preferência a primeira tira de metal consiste em cobre, ferro, uma liga de cobre ou uma liga de ferro. Esses são os materiais convencionais para a produção de grades condutoras, que são distinguidos pela boa condutividade elétrica.
[0014] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a segunda tira de metal consiste, da mesma forma, em cobre, ferro, uma liga de cobre ou uma liga de ferro e é galvanizada, pelo menos em pontos, com um metal adequado para ligação de fio, de preferência alumínio. Nessa modalidade, a segunda tira de metal ocupa vantajosamente menos do que metade da largura total da tira de metal soldada.
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4/8 [0015] De acordo com uma modalidade adicional da presente invenção, a segunda tira de metal consiste em um metal adequado para ligação de fio, de preferência de alumínio ou uma liga de alumínio. Nesse caso, a segunda tira de metal ocupa vantajosamente mais do que a metade da largura total das tiras de metal soldadas, de preferência 2/3 da largura total.
[0016] De preferência, a grade condutora é produzida pelo recorte de tiras de metal que são conectadas por uma junção de solda, o que permite a produção particularmente barata.
[0017] Vantajosamente, as primeira e segunda tiras de metal são soldadas com a ajuda de um feixe a laser. Dessa maneira, as duas tiras de metal podem ser unidas em uma alta velocidade de soldagem, com uma junção de solda estreita e delgada e baixa distorção térmica. De acordo com a invenção, a junção da solda desse caso se estende ao longo da borda da junta das primeira e segunda tiras de metal. [0018] A invenção será descrita abaixo com referência às ilustrações anexas, nas quais:
[0019] figura 1 - mostra um corte através de uma tira de metal convencionalmente usada para produzir grades condutoras, [0020] figura 2A - mostra um corte através de uma tira de metal que é usada de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção para produzir grades condutoras, [0021] figura 2B - mostra um corte através de uma tira de metal que é usada de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção para produzir grades condutoras, [0022] figura 2C - mostra um corte através de uma tira de metal que é usada de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção para produzir grades condutoras e [0023] figura 3 - mostra um exemplo de uma grade condutora que é recortada de acordo com a primeira modalidade da presente invenPetição 870190022551, de 08/03/2019, pág. 9/20
5/8 ção da tira de metal mostrada na figura 2A.
[0024] De acordo com a invenção, ao invés da tira de metal galvanizada mostrada na figura 1, duas tiras de metal conectadas por uma junção de solda são usadas a fim de reduzir a quantidade do material de partida galvanizado usado.
[0025] A figura 2A mostra o corte de uma tira de metal, que é composta de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção de uma única tira de metal 130 e uma tira estreita 110 de metal em folha galvanizado. A tira de metal 130 consiste preferivelmente em cobre ou uma liga de cobre padrão. A segunda tira 110 da mesma forma consiste preferivelmente em cobre ou uma liga de cobre padrão, com uma tira fina 120 de metal capaz de ligação sendo galvanizada em um recesso. Essa tira fina 120 preferivelmente consiste em alumínio ou uma liga de alumínio e depois o recorte forma as ilhas de ligação, pelas quais o componente disposto próximo da grade condutora é eletricamente conectado com os fios de ligação na grade condutora. [0026] As duas tiras de metal 110 e 130 são conectadas juntas mecânica e eletricamente ao longo da borda da junta por uma junção de solda 150 que se estende na direção longitudinal. A soldagem das duas tiras de metal pode ser efetuada pela soldagem a laser ou outro método de soldagem adequado.
[0027] A largura total das tiras de metal soldadas pode ser de vários cm, tipicamente 100 mm. A largura da tira da folha de metal galvanizada 110 pode variar dependendo do tamanho das ilhas de ligação necessárias para a ligação de fio, mas é preferivelmente tão estreita quanto possível, em particular mais estreita do que a tira de metal única 130. A zona de ligação é tipicamente de 4 a 10 mm de largura. Incluindo a tolerância para a zona de soldagem e regiões de borda, a largura da tira de metal galvanizada é, portanto, aproximadamente 20 mm. Para uma largura total de 100 mm, a economia nos custos do
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6/8 material é aproximadamente 50%.
[0028] A figura 2B mostra o corte de uma tira de metal, que é composta de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção de duas tiras de metal únicas 130 e 140. A figura 2B corresponde com a figura 2A, com elementos correspondentes sendo indicados pelos mesmos numerais de referência.
[0029] A tira de metal 130 da segunda modalidade, como na primeira modalidade, consiste preferivelmente em cobre ou uma liga de cobre padrão. A segunda tira 110, por outro lado, consiste uniformemente em um metal adequado para ligação de fio, de preferência alumínio ou uma liga de alumínio, em particular AlMg3.
[0030] A construção do material de partida para produzir grades condutoras mostradas na figura 2B, portanto, corresponde com essa da primeira modalidade, com meramente a tira estreita do material galvanizado 110 na figura 2A sendo substituída por uma tira estreita de metal sólido capaz de ligação 140. As duas tiras de metal 130 e 140, como na primeira modalidade, são conectadas mecânica e eletricamente por uma junção de solda 150 que se estende na direção longitudinal.
[0031] De acordo com a segunda modalidade, portanto, é possível descartar completamente o uso do material galvanizado, o que permite mais economia de custo. Os custos de uma tira de metal de AlMg3 são, por exemplo, menores do que 10% dos custos de uma tira de folha de cobre galvanizada de alumínio.
[0032] A figura 2C mostra o corte de uma tira de metal, que de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção é composta de duas tiras de metal únicas 130 e 140. A figura 2C corresponde com as figuras 2A e 2B, com elementos correspondentes sendo indicados pelos mesmos numerais de referência.
[0033] A tira de metal 130 da terceira modalidade, como nas priPetição 870190022551, de 08/03/2019, pág. 11/20
7/8 meira e segunda modalidades, consiste preferivelmente em cobre ou uma liga de cobre padrão. A segunda tira 110, como na segunda modalidade, consiste uniformemente em um metal adequado para ligação de fio, de preferência alumínio ou uma liga de alumínio, em particular AlMg3. Em contraste com a segunda modalidade, a segunda tira, entretanto, é construída tão larga quanto possível. A largura da tira da folha de cobre é reduzida de acordo. De preferência, o cobre é somente usado onde é necessária uma cobertura eletrogalvanizada adicional, por exemplo, como ouro duro, prata ou estanho. Com tal cobertura, uma zona de função adicional, por exemplo, como um contato de plugue ou conexão soldada, pode ser produzida na grade condutora. [0034] As duas tiras de metal 130 e 140, como nas primeira e segunda modalidades, são conectadas mecânica e eletricamente por uma junção de solda 150 que se estende na direção longitudinal.
[0035] De acordo com a terceira modalidade da presente invenção, a tira de metal 130 de cobre ou uma liga de cobre é substituída tanto quanto possível por alumínio ou uma liga de alumínio. Devido aos diferentes custos de material para o cobre e alumínio, isso permite uma redução adicional nos custos.
[0036] De acordo com a invenção, a tira de metal galvanizada convencionalmente usada como o material de partida para a produção de grades condutoras é substituída por um material compósito no qual duas tiras de metal diferente são dispostas próximas uma da outra e são conectadas por uma junção de solda ao longo da borda da junta. De um ponto de vista relacionado com a produção, a soldagem a laser é uma solução possível para essa etapa do método. A presente invenção, entretanto, não é limitada a uma técnica de soldagem específica. De preferência, as vantagens dessa invenção podem também ser atingidas com uma técnica de soldagem adequada diferente.
[0037] A figura 3 mostra uma vista superior de um exemplo de
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8/8 uma grade condutora 200 que é recortada de acordo com a primeira modalidade da presente invenção da tira de metal mostrada na figura 2A. A grade condutora consiste em uma pluralidade de trilhas condutoras individuais 210, que são conectadas umas nas outras através de ilhas temporárias (230, 231). As trilhas condutoras se estendem sobre a junção da solda 150 na qual a tira de metal única 130 e a tira 110 do metal de folha galvanizado são conectadas juntas. Devido à tira galvanizada no interior do material capaz de ligação 120, uma ilha de ligação 220 é assim formada em cada trilha condutora.
[0038] Em resumo, pode ser estabelecido que grades condutoras para alojamentos eletrônicos e um método para a fabricação para tais grades condutoras podem ser providos com a presente invenção. De acordo com a invenção, a grade condutora é produzida de duas tiras de metal soldadas ao longo da borda da junta, com somente uma das duas tiras de metal precisando ter uma superfície adequada para a ligação de fio. A quantidade do material de partida galvanizado convencionalmente usado pode ser consideravelmente reduzida dessa maneira.

Claims (17)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Grade condutora para alojamentos eletrônicos, caracterizada pelo fato de que a grade condutora compreende pelo menos uma primeira tira de metal (130) e uma segunda tira de metal (110, 140), que são conectadas por uma junção de solda contínua (150), a segunda tira de metal (110, 140) tendo, pelo menos em pontos, uma superfície (120) adequada para ligação de fio, em que a grade condutora está na forma de uma parte em formato de recorte das tiras de metal (110, 130, 140) que são conectadas pela junção de solda contínua (150).
  2. 2. Grade condutora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira tira de metal (130) consiste em cobre, ferro, uma liga de cobre ou uma liga de ferro.
  3. 3. Grade condutora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda tira de metal (110) consiste em cobre, ferro, uma liga de cobre ou uma liga de ferro e sendo galvanizada, pelo menos em pontos, com um metal adequado para ligação de fio, de preferência alumínio.
  4. 4. Grade condutora, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a segunda tira de metal (110) ocupa menos do que metade da largura total das tiras de metal soldadas (110, 130, 140).
  5. 5. Grade condutora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda tira de metal (140) consiste de um metal adequado para ligação de fio, de preferência de alumínio ou uma liga de alumínio.
  6. 6. Grade condutora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda tira de metal (140) ocupa mais do que a metade da largura total das tiras de metal soldadas (110, 130, 140), de preferência 2/3 da largura total.
  7. 7. Grade condutora, de acordo com a reivindicação 1, caPetição 870190022551, de 08/03/2019, pág. 14/20
    2/3 racterizada pelo fato de que as primeira e segunda tiras de metal (110, 130, 140) são soldadas com a ajuda de um feixe a laser.
  8. 8. Grade condutora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a junção da solda (150) se estende ao longo da borda da junta das primeira e segunda tiras de metal (110, 130, 140).
  9. 9. Método para fabricação de uma grade condutora, caracterizado pelo fato de que a grade condutora é produzida de pelo menos uma primeira tira de metal (130) e uma segunda tira de metal (110, 140), que são conectadas por uma junção de solda (150), a segunda tira de metal (110, 140) tendo, pelo menos em pontos, uma superfície (120) adequada para ligação de fio, em que a grade condutora é produzida ao recortar as tiras de metal (110, 130, 140) as quais são conectadas pela junta de solda contínua (150).
  10. 10. Método para a fabricação, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a primeira tira de metal (130) consiste em cobre, ferro, uma liga de cobre ou uma liga de ferro.
  11. 11. Método para a fabricação, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a segunda tira de metal (110) consiste em cobre, ferro, uma liga de cobre ou uma liga de ferro e sendo galvanizada, pelo menos em pontos, com um metal adequado para ligação de fio, de preferência alumínio.
  12. 12. Método para a fabricação, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a segunda tira de metal (110) ocupa menos do que metade da largura total das tiras de metal soldadas (110, 130, 140).
  13. 13. Método para a fabricação, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a segunda tira de metal (140) consiste em um metal adequado para ligação de fio, de preferência de alumínio ou uma liga de alumínio.
    Petição 870190022551, de 08/03/2019, pág. 15/20
    3/3
  14. 14. Método para a fabricação, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a segunda tira de metal (140) ocupa mais do que a metade da largura total das tiras de metal soldadas (110, 130, 140), de preferência 2/3 da largura total.
  15. 15. Método para a fabricação, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que as primeira e segunda tiras de metal (110, 130, 140) são soldadas com a ajuda de um feixe a laser.
  16. 16. Método para a fabricação, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a junção da solda (150) se estende ao longo da borda da junta das primeira e segunda tiras de metal (110, 130, 140).
  17. 17. Método para a fabricação de uma grade condutora, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
    conectar uma primeira tira de metal (130) e uma segunda tira de metal (110, 140) através de uma junção de solda (150); e recortar a grade condutora das primeira e segunda tiras de metal (110, 130, 140) conectadas, em que a segunda tira de metal (140) consiste de pelo menos um dentre cobre, ferro, uma liga de cobre e uma liga de ferro com uma tira fina (120) de um metal adequado para ligação de fio sendo galvanizada em um recesso.
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