CN117079867A - 一种柔性扁平电缆的结构及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种柔性扁平电缆的结构及其生产工艺，属于电池模组的电气连接系统的技术领域，包括软线主排，软线主排两侧连接有焊盘区域，软线主排和焊盘区域所形成的整体上覆盖有基膜，以及覆盖在基膜上的表面覆盖膜，基膜和表面覆盖膜上具有用于配合焊盘区域接线的开口区域。提供了一种可以有效降低生产成本，避免线束手动连接易发生装配错误的一种柔性扁平电缆的结构。

Description

一种柔性扁平电缆的结构及其生产工艺

技术领域

本申请属于电池模组的电气连接系统的技术领域，特别涉及一种柔性扁平电缆的结构及其生产工艺。

背景技术

软性排线(Flexible Flat Cable，FFC)为一种讯号传输用组件，其本身具有可任意挠曲、高讯号传输能力等优点，因此被广泛的应用在许多电子产品中，该软性排线系与电连接器搭配使用，以将讯号由一端传递至另外一端，达到讯号传递之目的。

在一般情况下，软性排线仅具有导通之功能，只能通过内部平行排列的金属导体将电路讯号由一端传递至另一端；而其中当软性排线中平行排列的金属导体之间的间距大小不同于电连接器之端子的间距时，通常需要在软性排线与电连接器之间额外附加上一个转接板来进行电路转接，此转接板需要利用焊接的方式固定在软性排线上。

为了解决无法跳线连接的问题，在公开号为CN101441905A的一种软性排线方法及其结构现有技术方案中，通过改变软性排线内部的电路布局来实现跳线的目的，具体的，直接在软性主排线之延伸部上制作导线层与绝缘层，使包覆在主排线内之导体的接点设于延伸部上，透过导线层之涂布图案与主排线之复数导体接点间的相对设计，令软性排线之复数导体电性导通且导通位置错置，使软性排线之平行排列之相邻金属导体接点之间的间距经由延伸部上所制作之导线层来改变其最后输出端之接点的间距大小，以连接导通不同端子间距的电连接器，並且還可达成具有跳线之效果。

发明人认为现有传统技术中在需要跳线的单个排线上引出一个焊盘的方式不方便，容易出错，且公开文件的跳线方式最后形成的软性排线厚度较厚，两者都不适合在在新能源汽车电池模组、储能电池模组等领域的电气连接系统中进行应用。

而在电池领域中的技术人员采用的是将FFC中的排线进行分切、折曲后焊接至外部电气系统。这会导致出现以下问题：

1、FFC的分切、折曲作业难度高，新能源电池模组使用的FFC通常尺寸大、排线多，难以实现自动化生产，人工作业方式效率低成本高，且易发生错误，难以进行稳定的大规模生产。

2、FFC折曲后各排线位置不固定，产品平整度差，下游组装工艺无法实现自动化生产，手工作业效率低成本高，且易发生作业错误，产品品质不稳定。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，提供了一种可以有效降低生产成本，避免线束手动连接易发生装配错误的一种柔性扁平电缆的结构，以及能快速生产该电缆的生产工艺。

为实现上述技术目的，现提供如下技术方案：

第一方面，一种柔性扁平电缆的结构，包括软线主排，软线主排两侧连接有焊盘区域，软线主排和焊盘区域所形成的整体上覆盖有基膜，以及覆盖在基膜上的表面覆盖膜，基膜和表面覆盖膜上具有用于配合焊盘区域接线的开口区域。

本申请中的软线主排使用FFC(软性排线)标准工艺形成产品主体，中间部分排线较细，起电气连接作用；两侧部分排线较粗，可加工成连接外部电气系统的PAD。在前述的基础上对两侧排线上进行加工形成焊盘区域，以及两侧排线进行加工形成开口区域。

在可实施的方式中，软线主排上具有开口，开口处具有连接线与焊盘区域连接；还具有通孔，通孔用于打断软线主排中的单根排线。

在可实施的方式中，连接线紧贴软线主排设置，且通过在连接线上涂膜胶水层或粘贴胶带层将连接线固定在软线主排上。

在可实施的方式中，基膜和表面覆盖膜由PI、PET、PEN中的一种或多种绝缘材质制成。

在可实施的方式中，软线主排中的单根排线为铜线、或铝线、或由铜线和铝线组合成的导电线。

在可实施的方式中，连接线为直径0.05mm～0.5mm的铝线或铜线。

第二方面，一种柔性扁平电缆的生产工艺，该生产工艺生产第一方面中任意一种柔性扁平电缆。

在可实施的方式中，

步骤1，将通过标准工艺得到柔性扁平电缆进行开窗处理得到预处理电缆；其中开窗处理为对焊盘区域上的表面覆盖膜和基膜进行剔除形成开口区域；还有对软线主排上的表面覆盖膜和基膜进行剔除形成进行开口；

步骤2，将步骤1中的预处理电缆进行裁切处理得到粗加工电缆；其中裁切处理为对焊盘区域的整形，使得焊盘区域的外形符合实际需求；对软线主排的打孔，形成通孔使得多根单个排线在适当位置截断；

步骤3，将步骤2中的粗加工电缆进行跳线连接得到精加工电缆；其中跳线连接为通过连接线将部分开口区域与开口连接；

步骤4，将步骤3中的精加工电缆进行表面处理得到成品电缆，其中表面处理为通过在连接线上涂膜胶水或者粘贴胶带将其固定在软线主排上。

在可实施的方式中，步骤3中在跳线连接前还具有线材选择步骤，该步骤中根据过载融断电流的标准选取直径与其匹配的连接线。

在可实施的方式中，步骤3中的跳线连接采用超声波压焊的方式进行固定。该固定方式通过Wire Bonding跳线进行开窗线路之间的电气连接。

本发明相比现有技术具有以下有益效果：

1、本FFC不需要进行各排线的分切和折曲，所有工艺流程都可以由成熟的工业化方案自动化生产，生产效率高，成本低，品质稳定

2、本FFC结构无排线折曲，产品平整度良好，下游组装工艺可以实现自动化生产，生产效率高成本低，且品质稳定

3、本FFC两侧的PAD正反面都可以直接焊接至外部电气系统，下游客户组装时不需要考虑FFC的面向，设计自由度高，组装成本低

附图说明

1软线主排，2焊盘区域，3基膜，4表面覆盖膜，5开口区域，6开口，7连接线，8通孔，

图1为本实施例一的具体结构整体正面示意图；

图2为图1中B处的放大示意图；

图3为软线主排输送方向的正面向下的侧视图；

图4为图3中A处的放大示意图；

图5为标准工艺得到柔性扁平电缆的整体结构正面示意图；

图6为标准工艺得到柔性扁平电缆的反面示意图；

图7为图5中C处的放大示意图；

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1、图2、图3和图4所示的实施例一，一种柔性扁平电缆的结构，包括软线主排1，软线主排1两侧连接有焊盘区域2，软线主排1和焊盘区域2所形成的整体上覆盖有基膜3，以及覆盖在基膜3上的表面覆盖膜4，基膜3和表面覆盖膜4上具有用于配合焊盘区域2接线的开口区域5。

本实施例中，焊盘区域2的形状为“C”型，其一端与软线主排1一体成型，另一端为自由端，用于电气连接作用。其中的一处开口区域5位于该“C”型焊盘区域2的自由端，就是自由端的正反两面全部在表面覆盖膜4和基膜3外面；其中的另一处开口区域5位于与软线主排1的连接处，就是在焊盘区域2上将覆盖有表面覆盖膜4和基膜3的进行剔除，使得该处的焊盘区域2暴露在表面覆盖膜4和基膜3外面。

本实施例中，软线主排1上具有开口6，开口6位于软线主排1的一侧面，开口6具有连接线7与焊盘区域2连接的开口区域5连接，就是开口6通过连接线7与开口区域5位于与软线主排1的连接处的暴露焊盘区域2连接。还具有通孔8，通孔8用于打断软线主排1中的单根排线。

在本实施例中，连接线7紧贴软线主排1设置，且通过在连接线7上涂膜胶水层或粘贴胶带层将连接线7固定在软线主排1上。胶水层或胶带层能对连接线7起到保护作用，防止受外力作用后断裂失效。在本实施例中优选为胶水层。

上述基膜3和表面覆盖膜4由PI、PET、PEN中的一种或多种绝缘材质制成。在本实施例中，基膜3优选PI绝缘膜，表面覆盖膜4优选PI绝缘膜；或者基膜3优选PET绝缘膜，表面覆盖膜4优选PET绝缘膜；或者基膜3优选PEN绝缘膜，表面覆盖膜4优选PEN绝缘膜。

上述软线主排1中的单根排线为铜线、或铝线、或由铜线和铝线组合成的导电线。在本实施例中，单根排线优选为铝线。

上述连接线7为直径0.05mm～0.5mm的铝线或铜线。在本实施例中，连接线优选为铝线，其直径按不同的过载融断电流的标准进行选择，可以实现电气系统的过载保护功能。

本实施例的FFC结构，Pad部和外部电气系统连接，采集相关电气数据后，通过跳线传递至FFC内部排线，再通过内部排线端口将数据输出，非常适合在新能源汽车动力电池和储能电池的信号采集系统中使用。

实施例二，实施例一中的柔性扁平电缆的生产工艺为：

步骤1，将通过标准工艺得到柔性扁平电缆进行开窗处理得到预处理电缆；其中开窗处理为对焊盘区域2上的表面覆盖膜4和基膜3进行剔除形成开口区域5；还有对软线主排1上的其中一个面上的表面覆盖膜4和基膜3进行剔除形成进行开口6。

在步骤1中，通过现有技术生产得到的柔性扁平电缆为中间部分排线较细，起电气连接作用；两侧部分排线较粗，可加工成连接外部电气系统的PAD。其中中间部分排线宽度根据实际需要进行调整；两侧部分较粗排线为PAD形成区域，根据实际Pad的尺寸需要设计对应的导体排线宽度来给人粗细上的视觉效果。

在该步骤1中，开口区域5包括正方形区域，该区域均匀分布在焊盘区域2的正反面上；还包括圆形孔区域，该区域均匀分布在焊盘区域2的正面上，靠近焊盘区域2的正面上的正方形区域。

该步骤1中，开口6为圆形孔区域，该区域均匀分布在焊盘区域2的正面上，就是在一些设计好需要进行接线的排线的指定位置上，把该排线上的表面覆盖膜4和基膜3进行剔除形成进行开口6。

上述开口区域5完成后的预处理电缆如图5、图6和图7所示。

步骤2，将步骤1中的预处理电缆进行裁切处理得到粗加工电缆；其中裁切处理为对焊盘区域2的整形，使得焊盘区域2的外形符合实际需求；对软线主排1的打孔，形成通孔8使得多根单个排线在适当位置截断。

在本申请中，焊盘区域2裁切处理为切除不需保留的区域形成产品外形；其中焊盘区域2整形后的形状为“C”型，其一端与软线主排1一体成型，另一端为自由端，用于电气连接作用。Pad处为上下两面露出，可以和外部电气系统进行上面或下面的组装，不需考虑面向。

步骤3，将步骤2中的粗加工电缆进行跳线连接得到精加工电缆；其中跳线连接为通过连接线7将开口区域5与开口7连接。

其中，步骤3中在跳线连接前还具有线材选择步骤，该步骤中根据过载融断电流的标准选取直径与其匹配的连接线7。连接线7的直径大小参考过载融断电流的标准。

其中步骤3中的跳线连接采用超声波压焊的方式进行固定。焊接的位置在圆形孔区域和开口6上

步骤4，将步骤3中的精加工电缆进行表面处理得到成品电缆，其中表面处理为通过在连接线7上涂膜胶水将其固定在软线主排1上。

上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性扁平电缆的结构，包括软线主排(1)，其特征在于，所述软线主排(1)两侧连接有焊盘区域(2)，所述软线主排(1)和所述焊盘区域(2)所形成的整体上覆盖有基膜(3)，以及覆盖在所述基膜(3)上的表面覆盖膜(4)，所述基膜(3)和所述表面覆盖膜(4)上具有用于配合所述焊盘区域(2)接线的开口区域(5)。

2.根据权利要求1所述的柔性扁平电缆的结构，其特征在于，所述软线主排(1)上具有开口(6)，所述开口(6)处具有连接线(7)与所述焊盘区域(2)的所述开口区域(5)连接；

还具有通孔(8)，所述通孔(8)用于打断所述软线主排(1)中的单根排线。

3.根据权利要求2所述的柔性扁平电缆的结构，其特征在于，所述连接线(7)紧贴所述软线主排(1)设置，且通过在所述连接线(7)上涂膜胶水层或粘贴胶带层将所述连接线(7)固定在所述软线主排(1)上。

4.根据权利要求1所述的柔性扁平电缆的结构，其特征在于，所述基膜(3)和所述表面覆盖膜(4)由PI、PET、PEN中的一种或多种绝缘材质制成。

5.根据权利要求2或3所述的柔性扁平电缆的结构，其特征在于，所述软线主排(1)中的单根排线为铜线、或铝线、或由铜线和铝线组合成的导电线。

6.根据权利要求2所述的柔性扁平电缆的结构，其特征在于，所述连接线(7)为直径0.05mm～0.5mm的铝线或铜线。

7.一种柔性扁平电缆的生产工艺，其特征在于，该生产工艺生产权利要求1至权利要求5中任意一种柔性扁平电缆。

8.根据权利要求7所述的柔性扁平电缆的生产工艺，其特征在于，

步骤1，将通过标准工艺得到柔性扁平电缆进行开窗处理得到预处理电缆；其中

开窗处理为对所述焊盘区域(2)上的所述表面覆盖膜(4)和所述基膜(3)进行剔除形成所述开口区域(5)；还有对所述软线主排(1)上的所述表面覆盖膜(4)和所述基膜(3)进行剔除形成进行开口(6)；

步骤2，将步骤1中的预处理电缆进行裁切处理得到粗加工电缆；其中裁切处理为对所述焊盘区域(2)的整形，使得所述焊盘区域(2)的外形符合实际需求；对所述软线主排(1)的打孔，形成所述通孔(8)使得多根单个排线在适当位置截断；

步骤3，将步骤2中的粗加工电缆进行跳线连接得到精加工电缆；其中跳线连接为通过所述连接线(7)将部分所述开口区域(5)与所述开口(6)连接；

步骤4，将步骤3中的精加工电缆进行表面处理得到成品电缆，其中表面处理为通过在所述连接线(7)上涂膜胶水或者粘贴胶带将其固定在所述软线主排(1)上。

9.根据权利要求8所述的柔性扁平电缆的生产工艺，其特征在于，步骤3中在跳线连接前还具有线材选择步骤，该步骤中根据过载融断电流的标准选取直径与其匹配的所述连接线(7)。

10.根据权利要求9所述的柔性扁平电缆的生产工艺，其特征在于，步骤3中的跳线连接采用超声波压焊的方式进行固定。