DE10052579A1

DE10052579A1 - Überlappungsbereich zwischen Flachleitern und Verfahren zum Verbinden von Flachleitern

Info

Publication number: DE10052579A1
Application number: DE2000152579
Authority: DE
Inventors: Dieter Stroh
Original assignee: Schunk Ultraschalltechnik GmbH
Current assignee: Schunk Ultraschalltechnik GmbH
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2002-02-28

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überlappungsbereich (10) zwischen zumindest zwei Flachleitern (12, 14) jeweils umfassend elektrische Leiter (16, 18, 20, 24) mit diese umschließender Außenisolation (26, 28), wobei die Leiter der zumindest zwei Flachleiter im Überlappungsbereich in vorzugsweise freigelegten Kontaktstellen (30, 32) miteinander verbunden sind. Um den Überlappungsbereich mechanisch stabil auszubilden und gegen eindringende Feuchtigkeit zu schützen, wird vorgeschlagen, dass entlang beider Seiten des Überlappungsbereichs (10) der Flachleiter (12, 14) eine aus Kunststoffmaterial bestehende flächige Abdeckung (34, 36) mit außerhalb der Flachleiter aufeinanderliegenden Abschnitten (38, 40, 42, 44) verläuft, die miteinander verschweißt sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überlappungsbereich zwischen zumindest zwei Flachlei tern jeweils umfassend elektrische Leiter mit diese umschließender Außenisolation, wobei Leiter der zumindest zwei Flachleiter im Überlappungsbereich in vorzugsweise freigelegten Kontaktstellen miteinander verbunden sind. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Verbinden von zumindest zwei Flachleitern, die jeweils elektrische Leiter mit diese umschließender Außenisolation aufweisen, wobei Leiter der zumindest zwei Flachleiter in einem Überlappungsbereich der Flachleiter miteinander elektrisch leitend in insbesondere freigelegten Kontaktstellen verbunden sind.

Insbesondere bei Kraftfahrzeugen gelangen im verstärkten Maße Flachleiter zur Bordnetzver drahtung zum Einsatz. Hohe Flexibilität, geringer Platzbedarf sowie Gewichtsersparnis zeichnen entsprechende auch als Leiterfolien bezeichnete Flachleiter (FPC oder FFC) aus. Werden Flachleiter untereinander verbunden, so muß sichergestellt sein, dass die Kontakt stellen mechanischen Belastungen standhalten, um die erforderliche Strom- bzw. Signallei tung zu gewährleisten. Gleichzeitig darf jedoch eine Bauhöhenänderung nicht erfolgen. Sofern Flachleiter im Feuchtbereich wie z. B. im Bereich einer Kraftfahrzeugtür geführt werden, müssen die Kontaktbereiche gegen Feuchtigkeit abgedichtet sein. Um dies zu erreichen, weden die entsprechenden Kontaktbereiche nach dem Stand der Technik mit Isolierbändern verklebt. Hierdurch ist jedoch nicht stets die erforderliche mechanische Stabilität gewährleistet. Auch ist das Anbringen der Isolierung häufig in einem vollautomati schen Arbeits- bzw. Montageprozess nicht möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, einen Überlappungsbereich von Flachleitern mit in diesen vorhandenen elektrischen Kontaktstellen sowie ein Verfahren zur Ausbildung eines Überlappungsbereiches derart weiterzubilden, dass ohne wesentliche Bauhöhenänderung eine hohe mechanische Stabilität bei gleichzeitiger hinreichender Dicht heit gegenüber eindringender Feuchtigkeit gegeben ist. Auch soll eine Ausbildung weitgehend automatisiert erfolgen können.

Erfindungsgemäß wird das Problem durch einen Überlappungsbereich der eingangs genannten Art im Wesentlichen dadurch gelöst, dass entlang beider Seiten des Überlappungsbereichs der Flachleiter eine aus Kunststoffmaterial bestehende flächige Abdichtung mit außerhalb der Flachleiter aufeinanderliegenden Abschnitten verläuft, die miteinander verschweißt sind. Dabei sind die aufeinanderliegenden Abschnitte der Abdeckungen insbesondere mittels Ultraschall verschweißt. Auch können die entlang der Außenisolationen verlaufenden Bereiche der Abdeckungen mit ersterer verschweißt werden.

Durch das Verschweißen der aus Kunststoffmaterial wie Schmelzkleber oder Kunststoffband mit Schmelzkleber bestehenden Abdeckungen erfahren diese eine gewünschte mechanische Stabilität, die wiederum ein Zerstören der Kontaktstellen zwischen den elektrisch leitend ver bundenen Leitern der einzelnen Flachleiter verhindert. Gleichzeitig bleibt jedoch die Flexibili tät erhalten, da die Abdeckungen aus Kunststoffmaterial bestehen.

Die mechanische Stabilität kann dadurch erhöht werden, dass beim Verschweißen eine Strukturierung zumindest einer der Abdeckungen erfolgt. Die Strukturierung selbst kann dadurch erzielt werden, dass die beim Verschweißen benutzte Sonotrode bzw. dieser zugeord nete Gegenelektrode bzw. Amboss einer Ultraschallschweißvorrichtung eine der gewünschten Strukturierung entsprechende Negativform aufweist.

In hervorzuhebender Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abdeckungen mit ihren einander zugewandten Flächen ein Klebstoffmaterial aufweisen, wodurch eine ge wünschte Verbindung zwischen den Abdeckungen und der Außenisolation der Flachleiter erfolgt. Somit sind die Kontaktstellen zusätzlich gegen eindringende Feuchtigkeit abgedichtet.

Die Abdeckung selbst weist vorzugsweise eine Dicke D mit 0,4 mm ≦ D ≦ 1,2 mm auf. Ferner sollte die Abdeckung entlang jeden Flachleiters eine Erstreckung aufweisen, die 2- bis 5fach länger als die Breite des Flachleiters selbst ist.

Ein Verfahren zum Verbinden von zumindest zwei Flachleitern, die jeweils elektrische Leiter mit diese umschließender Außenisolation aufweisen, wobei Leiter der zumindest zwei Flachleiter in einem Überlappungsbereich der Flachleiter miteinander elektrisch leitend in insbesondere freigelegten Kontaktstellen verbunden sind, zeichnet sich dadurch aus, dass der Überlappungsbereich zwischen aus Kunststoff bestehenden flächigen Abdeckungen angeord net wird und dass die Abdeckungen durch Schweißen miteinander verbunden werden. Dabei werden die Abdeckungen insbesondere mittels Ultraschallschweißen miteinander verbunden.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass zumindest eine der Abdeckungen während des Ver schweißens mit der anderen Abdeckung strukturiert wird.

Ferner sollten Abdeckungen verwendet werden, die auf einer ihrer Seiten ein Klebermaterial wie Schmelzkleber aufweisen, wobei die das Klebermaterial aufweisenden Seiten dem Überlappungsbereich beim Verschweißen der Abdeckungen zugewandt sind.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Überlappungsbereich von Flachleitern,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine im Überlappungsbereich von sich kreuzenden Flach leitern anzuordnende Abdeckung,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 und

Fig. 5 eine Prinzipdarstellung einer Sonotrode mit dieser zugeordneten Gegenelek trode zum Verschweißen von Abdeckungen im Überlappungsbereich der Flachleiter.

Fig. 1 ist rein prinzipiell ein Überlappungsbereich 10 zwischen Flachleitern 12 und 14 zu entnehmen. Dabei ist zeichnerisch dargestellt, dass sich die Flachleiter 12, 14 im rechten Winkel schneiden, ohne dass hierdurch eine Beschränkung der erfindungsgemäßen Lehre erfolgen soll. Vielmehr gilt diese für Überlappungsbereiche ganz allgemein, also Bereiche, in denen zumindest abschnittsweise Flachleiter aufeinander liegen und in denen Leiter der aufeinander liegenden Flachleiter elektrisch leitend verbunden werden.

Die Flachleiter 12, 14 weisen bekannterweise elektrische Leiter 16, 18 bzw. 20, 24 wie flache Kupferbahnen auf, die bahnförmig ausgebildet sind. Die Leiter 16, 18, 20, 24 sind sodann von einer flächigen Außenisolierung 26, 28 umgeben. Dies kann durch Einbetten der Bahnen z. B. in Polyester-Folie erfolgen.

Sollen Leiter von Flachleitern miteinander verbunden werden, so werden in den Überlap pungsbereichen die Leiter bevorzugt freigelegt und sodann miteinander kontaktiert. Im Ausführungsbeispiel werden die elektrischen Leiter 18, 24 und 16, 20 an Kontaktstellen 30, 32 durch Schweißen verbunden. Hierzu wird die Isolierung 26, 28 in gewohnter Weise z. B. durch Laser entfernt, um sodann die freigelegten Leiter miteinander zu verbinden. Bei bestimmten Anwendungen ist jedoch eine Kontaktierung z. B. mittels Ultraschallschweißung ohne vorheriges beidseitiges Abisolieren möglich.

Damit die Kontaktstellen 30, 32 auch bei mechanischen Belastungen Bestand haben, wird der Überlappungsbereich 10 von Abdeckungen 34, 36 umgeben, die sich mit Abschnitten 38, 40, 42, 44 außerhalb der Leiter 12, 14 erstrecken und durch Schweißen, insbesondere Ultraschall schweißen miteinander verbunden werden. Hierdurch werden die Kontaktstellen 30, 32 mechanisch stabilisiert. Gleichzeitig geht jedoch die Flexibilität der Flachleiter 12, 14 an sich nicht verloren, da die flächigen Abdeckungen 34, 36 aus Kunststoffmaterial wie aus Schmelz kleber oder Kunststoffband mit Schmelzkleber bestehen und eine Dicke aufweisen, die in etwa der der Flachleiter entspricht. Durch die geringe Höhe der Abdeckungen 34, 36 wird erkennbar die Bauhöhe der Flachleiter dem Grunde nach nicht störend verändert.

Die Abdeckungen 34, 36 weisen bevorzugterweise eine rondenartige Form auf. Dabei können die zwischen den Leitern 12, 14 verlaufenden Abschnitte 38, 40, 42, 44 entsprechend der Darstellung der Fig. 1 umfangsseitig begradigt sein.

Des Weiteren sollte die Abdeckung 48 in ihrer Unterseite, also derjenigen, die dem abzudeckenden Überlappungsbereich 10 zugewandt ist, eine Klebstoffmaterialschicht 52 aufweisen. Hierdurch bedingt erfolgt eine Abdichtung der aufeinanderliegenden Abdeckungen 34, 36 gemäß Fig. 1 und 2 in den Bereichen, in denen die Abdeckungen 34, 36 auf den Flachleitern 12, 14 bzw. deren Außenisolierungen 26, 28 zu liegen kommen. Somit werden die Kontakt stellen 30, 32 vollständig zum Äußeren hin abgedichtet, so dass ein Eindringen von Feuch tigkeit ausgeschlossen oder weitgehend ausgeschlossen wird.

Um die den Fig. 3 und 4 rein prinzipiell zu entnehmenden Strukturierungen beim Ultraschall verschweißen der Abdeckungen 34, 36 auszubilden, können einander zugewandte Flächen 54, 56 von Sonotrode 58 und zugeordneter Gegenelektrode bzw. Amboß 60 einer Kunststoff ultraschallschweißvorrichtung bekannter Bauart entsprechend strukturiert sein. Im Aus führungsbeispiel weist die Fläche 54 der Sonotrode 58 konzentrisch zueinander verlaufende Erhebungen 62, 64 auf, die beim Verschweißen der Abdeckungen die Vertiefungen 48, 50 bilden. Alternativ oder ergänzend kann die Fläche 56 des Ambosses 60 z. B. eine durch sich kreuzende Vertiefungen gebildete Struktur zeigen, um entsprechend die andere Abdeckung zu strukturieren.

Die Abdeckungen 34, 36 selbst sollten eine Erstreckung in Längsrichtung der Flachleiter 12, 14 aufweisen, die in etwa dem 2- bis 5fachen der Breite der Flachleiter 12, 14 selbst ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Überlappungsbereich 10 bzw. die Kontaktstellen 30, 32 im erforderlichen Umfang von den Abdeckungen 34, 36 umgeben sind, um die gewünschte mechanische Stabilität zu gewährleisten, ohne Einbußen hinsichtlich der Flexibilität hinneh men zu müssen. Bevorzugte Stärken der Abdeckungen 34, 36 sollten im Bereich zwischen 0,4 mm und 1,2 mm liegen.

Claims

1. Überlappungsbereich (10) zwischen zumindest zwei Flachleitern (12, 14) jeweils um fassend elektrische Leiter (16, 18, 20, 24) mit diese umschließender Außenisolation (26, 28), wobei die Leiter der zumindest zwei Flachleiter im Überlappungsbereich in vorzugsweise freigelegten Kontaktstellen (30, 32) miteinander verbunden sind dadurch gekennzeichnet, dass entlang beider Seiten des Überlappungsbereichs (10) der Flachleiter (12, 14) eine aus Kunststoffmaterial bestehende flächige Abdeckung (34, 36) mit außerhalb der Flachleiter aufeinanderliegenden Abschnitten (38, 40, 42, 44) verläuft, die miteinander verschweißt sind.

2. Überlappungsbereich nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (32, 34) mit der Außenisolation (26, 28) verschweißt ist.

3. Überlappungsbereich nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinanderliegenden Abschnitte (38, 40, 42, 44) der Abdeckungen (34, 36) mittels Ultraschall verschweißt sind.

4. Überlappungsbereich nach zumindest einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (34, 36) auf einer ihrer Außenflächen ein Klebstoffmaterial (52) aufweist.

5. Überlappungsbereich nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Abdeckungen (46) strukturiert ist und/oder durch den Schweißprozess strukturiert ist.

6. Überlappungsbereich nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Abdeckungen (46) in ihrer freien Außenfläche durch konzen trisch zueinander verlaufenden Vertiefungen (48, 50) strukturiert ist.

7. Überlappungsbereich nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (34, 36) eine Kreisscheibenform aufweist.

8. Überlappungsbereich nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (34, 36) eine Dicke zwischen 0,4 mm und 1,2 mm aufweist.

9. Überlappungsbereich nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (34, 36) entlang jeden Flachleiters (12, 14) eine Erstreckung aufweist, die 2- bis 5fach länger als Breite des Flachleiters ist.

10. Überlappungsbereich nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung aus einem ein oder mehrlagigen Kunststoffmaterial besteht.

11. Verfahren zum Verbinden von zumindest zwei Flachleitern, die jeweils elektrische Leiter mit diese umschließender Außenisolation aufweisen, wobei Leiter der zu mindest zwei Flachleiter in einem Überlappungsbereich der Flachleiter miteinander in insbesondere freigelegten Kontaktstellen elektrisch leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlappungsbereich zwischen aus Kunststoff bestehenden flächigen Ab deckungen angeordnet wird und dass die Abdeckungen durch Schweißen miteinander verbunden werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckungen mittels Ultraschallschweißen miteinander verbunden werden.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Abdeckungen während des Verschweißens mit der anderen Abdeckung strukturiert wird.

14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Abdeckung eine solche mit auf einer Seite vorhandenem Klebermaterial verwendet wird, wobei die das Klebermaterial aufweisende Seite auf den Überlap pungsbereich ausgerichtet wird.

15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckungen sowohl in ihrem Überlappungsbereich untereinander als auch mit der Außenisolation der Flachleiter verschweißt werden.