DE102011015219B4

DE102011015219B4 - Solderable electrode and method for producing a solderable electrode

Info

Publication number: DE102011015219B4
Application number: DE102011015219.9A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: HOENING oHG WALDEMAR; WALDEMAR HOENING oHG
Current assignee: Waldemar Hoening Ohg De
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2020-09-24
Anticipated expiration: 2031-03-26
Also published as: DE102011015219A1

Abstract

Verlötbare Elektrode und Verfahren zur Herstellung einer verlötbaren mit einer Netzelektrode und einer streifenförmigen Lotschicht, wobei die streifenförmige Lotschicht mit der Netzelektrode verbunden ist. Dazu ist die Netzelektrode von einer Seite aus mit der streifenförmigen Lotschicht verpresst.Solderable electrode and method for producing a solderable one with a mesh electrode and a strip-shaped solder layer, the strip-shaped solder layer being connected to the mesh electrode. For this purpose, the mesh electrode is pressed from one side with the strip-shaped solder layer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verlötbare Elektrode und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen verlötbaren Elektrode.The present invention relates to a solderable electrode and a method for producing such a solderable electrode.

Solche verlötbaren Elektroden sind vielseitig einsetzbar. Ein möglicher Einsatzfall ist bei der Kontaktierung von elektrischen Aktuatoren gegeben, die beispielsweise aus Schichtmaterialien aufgebaut sind. Bei solchen Schichtaktuatoren werden einzelne Piezoelektrische-Schichten übereinander angeordnet und jede Schicht wird einzeln von den Seiten aus kontaktiert. Durch die Anlegung einer elektrischen Spannung ändert sich die gesamte Länge des elektrischen Aktuators entsprechend.Such solderable electrodes are versatile. One possible application is the contacting of electrical actuators that are made up of layered materials, for example. In such layer actuators, individual piezoelectric layers are arranged on top of one another and each layer is contacted individually from the sides. When an electrical voltage is applied, the entire length of the electrical actuator changes accordingly.

Bei solchen Aktuatoren ist es wichtig, dass die Vielzahl der einzelnen piezoelektrischen Schichten zuverlässig und auch dauerhaft zuverlässig kontaktierbar ist, obwohl der gesamte Aktuator und auch die den Aktuator kontaktierende Elektrode bewegt werden und dabei periodisch ihre Länge ändern, wodurch Relativbewegungen zwischen der Elektrode und dem Schichtaktuator auftreten können.With such actuators, it is important that the large number of individual piezoelectric layers can be contacted reliably and permanently, even though the entire actuator and also the electrode contacting the actuator are moved and periodically change their length, whereby relative movements between the electrode and the layer actuator may occur.

Für diese und auch andere Anwendungsfälle sind verlötbare Elektroden bekannt geworden, die mit einer Netzelektrode versehen sind, um über das Netz den elektrischen Verbraucher oder den Schichtaktuator dauerhaft zuverlässig zu kontaktieren. Dabei wird im Herstellungsprozess die verlötbare Elektrode mit dem zu versorgenden Bauteil, wie beispielsweise dem Schichtaktuator verlötet. Es hat sich im Stand der Technik als aufwendig herausgestellt, die benötigte Lötmittelmenge gezielt bereitzustellen, um eine einwandfreie Verlötung zu gewährleisten.For these and other applications, solderable electrodes have become known which are provided with a mesh electrode in order to permanently and reliably contact the electrical consumer or the shift actuator via the network. In the manufacturing process, the solderable electrode is soldered to the component to be supplied, such as the shift actuator. In the prior art, it has proven to be costly to provide the required amount of solder in a targeted manner in order to ensure perfect soldering.

Aus der WO 2004/010 511 A2 ist eine Außenelektrode bakannt, an einem piezokeramischen Vielschichtaktor, wobei die Außenelektrode aus abwechselnd übereinander angeordneten Schichten leitender Werkstoffe und nicht leitender Werkstoffe besteht und von den beiden außen liegenden Schichten aus leitenden Werkstoffen die eine mit der Grundmetallisierung des Aktors verbunden ist und die andere mit der Zuleitung für die Spannung und die Schichten aus den leitenden Werkstoffen leitend miteinander verbunden sind.From the WO 2004/010 511 A2 An outer electrode is known on a piezoceramic multilayer actuator, the outer electrode consisting of alternating layers of conductive materials and non-conductive materials, and of the two outer layers of conductive materials, one is connected to the basic metallization of the actuator and the other to the supply line for the voltage and the layers of the conductive materials are conductively connected to one another.

Mit der DE 10 2006 057 178 A1 ist ein verlötbares Netz bekannt geworden, bei dem die über einer Netzfläche verwebten Drähte aus einem Kern bestehen, der über der Länge radial von einer Dickschichtverzinnung umgeben ist, um über der Netzfläche eine homogene und eine gleich verteilte Lotmenge für den Lötprozess zur Verfügung zu stellen.With the DE 10 2006 057 178 A1 a solderable network has become known in which the wires woven over a network surface consist of a core which is radially surrounded over the length by a thick layer of tin to provide a homogeneous and evenly distributed amount of solder over the network surface for the soldering process.

Dieser Stand der Technik funktioniert zuverlässig, jedoch ist die Herstellung insgesamt relativ aufwendig.This prior art works reliably, but the production is relatively complex overall.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verlötbare Elektrode zur Verfügung zu stellen, welche zuverlässige Eigenschaften bei der Verlötung bietet und welche einfacher oder kostengünstiger herzustellen ist.It is therefore the object of the present invention to provide a solderable electrode which offers reliable properties during soldering and which is simpler or cheaper to manufacture.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine verlötbare Elektrode mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das erfindungsgemäße Verfahren ist Gegenstand des Anspruchs 11. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben. Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel.This object is achieved by a solderable electrode having the features of claim 1. The method according to the invention is the subject matter of claim 11. Preferred configurations and developments of the invention are specified in the subclaims. Further advantages, features and configurations of the invention emerge from the exemplary embodiment.

Die erfindungsgemäße verlötbare Elektrode weist eine Netzelektrode mit wenigstens einer streifenförmigen Lotschicht auf. The solderable electrode according to the invention has a mesh electrode with at least one strip-shaped solder layer.

Dabei ist die streifenförmige Lotschicht mit der Netzelektrode verbunden. Dazu ist die Netzelektrode von wenigstens einer Seite aus mit der streifenförmigen Lotschicht verpresst.The strip-shaped solder layer is connected to the mesh electrode. For this purpose, the mesh electrode is pressed with the strip-shaped solder layer from at least one side.

Die erfindungsgemäße verlötbare Elektrode hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist das einfache Herstellungsverfahren. Zunächst kann eine Netzelektrode auf herkömmliche Art und Weise hergestellt werden, die nicht über einen Vorrat an Lotmaterial zum Verlöten verfügt. Anschließend wird die fertige oder wenigstens halbfertige Netzelektrode mit wenigstens einer streifenförmigen Lotschicht verpresst. Durch das Verpressen wird eine - wenigstens vorübergehend - feste Bindung zwischen der Netzelektrode und der streifenförmigen Lotschicht erzeugt. Die erzeugte Bindung reicht für das weitere Verarbeiten der verlötbaren Elektrode und für die Montage an dem zu verlötenden Produkt aus. Anschließend kann in einem geeigneten Ofen oder über eine andere Art der Wärmezufuhr die verlötbare Elektrode mit dem elektrischen Verbraucher wie beispielsweise einem Schichtaktuator verlötet werden, um eine zuverlässige Kontaktierung der einzelnen piezoelektrischen Schichten des Aktuators zu erzeugen und dauerhaft zu gewährleisten.The solderable electrode according to the invention has many advantages. The simple manufacturing process is a significant advantage. First, a mesh electrode can be manufactured in a conventional manner that does not have a supply of solder material to be soldered. Then the finished or at least half-finished mesh electrode is pressed with at least one strip-shaped solder layer. The pressing creates a - at least temporarily - firm bond between the mesh electrode and the strip-shaped solder layer. The bond created is sufficient for further processing of the solderable electrode and for assembly on the product to be soldered. The solderable electrode can then be soldered to the electrical consumer, such as a layer actuator, in a suitable furnace or via another type of heat supply, in order to produce reliable contact with the individual piezoelectric layers of the actuator and to ensure this over the long term.

Die mit der Netzelektrode verbundene streifenförmige Lotschicht stellt ein Lotreservoir dar, welches bei der anschließenden Verlötung für eine sichere und ausreichende Kontaktierung des zu kontaktierenden Produkts sorgt. Dadurch kann der folgende Lötprozess vollständig ohne Zufuhr von weiterem Lötmaterial erfolgen.The strip-shaped solder layer connected to the network electrode represents a solder reservoir which, during the subsequent soldering, ensures reliable and adequate contacting of the product to be contacted. As a result, the following soldering process can be carried out completely without adding any further soldering material.

Ein weiterer erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen verlötbaren Elektrode liegt darin, dass unterschiedlichste Materialien der Netzelektrode und der streifenförmigen Lötschicht eingesetzt werden können. Soll hingegen eine Netzelektrode insgesamt galvanisch oder aber sollen die zur Herstellung der Netzelektrode verwendeten Drähte zuvor galvanisch mit einer Lötschicht überzogen werden, so kann sich das Problem ergeben, dass bestimmte Materialkombinationen galvanisch nicht aufgetragen werden können. Das führt dazu, dass in Abhängigkeit von dem Material der Netzelektrode, nur bestimme Lötmaterialien möglich sind.Another significant advantage of the solderable electrode according to the invention is that that different materials of the mesh electrode and the strip-shaped solder layer can be used. If, on the other hand, a net electrode is to be galvanically coated as a whole, or if the wires used to produce the net electrode are to be galvanically coated with a solder layer beforehand, the problem can arise that certain material combinations cannot be applied galvanically. This means that, depending on the material of the mesh electrode, only certain soldering materials are possible.

Bei den modernen Lötprozessen kann die Festlegung auf galvanisch-kompatible Materialien zu einer erheblichen Einschränkung der Materialwahl für die Netzelektrode und für die Lötschicht sorgen. Dadurch können erhebliche Produkt-, Qualitäts- und/oder Preisnachteile entstehen, die mit der vorliegenden Erfindung vermieden werden, da eine mechanische Verbindung zwischen der Netzelektrode und der streifenförmigen Lötschicht erzeugt wird, die unabhängig von den verwendeten Materialien zuverlässig funktioniert.In modern soldering processes, the specification of galvanically compatible materials can considerably restrict the choice of material for the mesh electrode and the solder layer. This can result in considerable product, quality and / or price disadvantages, which are avoided with the present invention, since a mechanical connection is created between the mesh electrode and the strip-shaped soldering layer that functions reliably regardless of the materials used.

Die Form und die Struktur der verlötbaren Elektrode sind dabei in äußerst weiten Grenzen wählbar, da grundsätzlich jede beliebige äußere Form herstellbar ist.The shape and structure of the solderable electrode can be selected within extremely wide limits, since basically any external shape can be produced.

In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Netzelektrode wenigstens ein Drahtgewebe und/oder wenigstens ein Drahtgeflecht und/oder wenigstens ein Drahtgewirk. Die Netzelektrode kann auch ein Drahtfleece oder ein Drahtfilz oder dergleichen umfassen.In a preferred development, the mesh electrode comprises at least one wire mesh and / or at least one wire mesh and / or at least one wire mesh. The mesh electrode can also comprise a wire fleece or a wire felt or the like.

Vorzugsweise ist die Netzelektrode in wenigstens einer Dimension und insbesondere in Längsrichtung elastisch ausgebildet, um beispielsweise bei der Kontaktierung eines piezoelektrischen Aktuators die entsprechenden Längenänderungen elastisch mitmachen zu können.The mesh electrode is preferably designed to be elastic in at least one dimension and in particular in the longitudinal direction in order, for example, to be able to elastically participate in the corresponding changes in length when a piezoelectric actuator is contacted.

In allen Ausgestaltungen besteht die Netzelektrode wenigstens teilweise aus metallischen Drähten bzw. aus Drähten, die eine metallisch leitende Oberfläche aufweisen. Besonders bevorzugt wird ein Drahtgewebe eingesetzt, wobei das Drahtgewebe insbesondere aus metallischen Drähten besteht. Das Drahtgewebe kann aber auch aus Kunst- oder Naturstoffdrähten bestehen, die von einer entsprechend strukturierten metallischen Schicht umgeben sind, um die nötige Leitfähigkeit zu gewährleisten.In all of the configurations, the mesh electrode consists at least partially of metallic wires or of wires which have a metallic conductive surface. A wire mesh is particularly preferably used, the wire mesh in particular consisting of metallic wires. The wire mesh can also consist of synthetic or natural material wires which are surrounded by a correspondingly structured metallic layer in order to ensure the necessary conductivity.

Vorteilhafterweise besteht die streifenförmige Löt- bzw. Lotschicht vollständig oder wenigstens überwiegend aus wenigstens einem Löt- bzw. Lotmaterial. Insbesondere besteht die streifenförmige Lotschicht wenigstens im Wesentlichen vollständig aus wenigstens einem Lotmaterial. Möglich ist es auch, dass die streifenförmige Lotschicht aus zwei oder mehr unterschiedlichen Lotmaterialien besteht.The strip-shaped soldering or soldering layer advantageously consists completely or at least predominantly of at least one soldering or soldering material. In particular, the strip-shaped solder layer consists at least essentially completely of at least one solder material. It is also possible for the strip-shaped solder layer to consist of two or more different solder materials.

Grundsätzlich ist der Einsatz aller Lotmaterialien möglich. Bevorzugt sind sowohl Weichlote als auch Hartlote. Der Einsatz des jeweiligen Lotmaterials hängt von dem gewählten Betriebsumfeld der fertigen verlötbaren Elektrode und den sonstigen Anforderungen ab.In principle, all solder materials can be used. Both soft solders and hard solders are preferred. The use of the respective solder material depends on the selected operating environment of the finished solderable electrode and the other requirements.

In besonders bevorzugten Ausgestaltungen ist die streifenförmige Lotschicht als flächige Lotfolie oder als flächige Lotplatte ausgebildet.In particularly preferred configurations, the strip-shaped solder layer is designed as a flat solder foil or as a flat solder plate.

Möglich ist es aber auch, dass die streifenförmige Lotschicht wenigstens ein Lotgewirk, ein Lotgestrick, ein Lotgeflecht, ein Lotfleece, einen Lotfilz oder einen Lotgewebe oder dergleichen umfasst.It is also possible, however, for the strip-shaped solder layer to include at least one solder knitted fabric, a solder knitted fabric, a solder braid, a solder fleece, a solder felt or a solder fabric or the like.

Ob die streifenförmige Lotschicht aus einer massiven Platte oder Folie besteht, oder ob die streifenförmige Lotschicht aus einem Gewebe oder dergleichen besteht, ist grundsätzlich unerheblich, sofern die streifenförmige Lotschicht so strukturiert ist, dass eine Verteilung der Lotschicht beim nachfolgenden Lötprozess ermöglicht und gewährleistet wird.Whether the strip-shaped solder layer consists of a solid plate or foil, or whether the strip-shaped solder layer consists of a fabric or the like, is fundamentally irrelevant, provided that the strip-shaped solder layer is structured in such a way that a distribution of the solder layer during the subsequent soldering process is enabled and guaranteed.

Vorzugsweise ist die streifenförmige Lotschicht wenigstens teilweise und/oder wenigstens abschnittsweise mit der Netzelektrode durch Einbürsten verbunden. Dabei wird die Lotschicht auf das Drahtgewebe gelegt und mit einer Bürste und/oder mit einem Werkzeug mit Borsten bearbeitet und wenigstens punktuell in das Drahtgewebe eingebürstet. Dadurch passt sich die dünne Lotschicht an das Drahtgewebe an und wird damit verbunden, sodass es während der folgenden Prozessschritte zuverlässig dran haftet. Der Einsatz eines Haftmaterials ist nicht erforderlich. Wahlweise kann aber ein Haftmaterial verwendet werden.The strip-shaped solder layer is preferably connected at least partially and / or at least in sections to the mesh electrode by brushing. The solder layer is placed on the wire mesh and processed with a brush and / or with a tool with bristles and brushed into the wire mesh at least at certain points. As a result, the thin solder layer adapts to the wire mesh and is connected to it so that it adheres reliably to it during the following process steps. The use of an adhesive material is not required. Alternatively, an adhesive material can be used.

Möglich und bevorzugt ist es auch, die streifenförmige Lotschicht wenigstens teilweise mit der Netzelektrode durch einen Nadelvorgang zu verbinden. Dazu wird die Lotschicht auf das Drahtgewebe aufgelegt. Beide Schichten werden anschließend miteinander verpresst, indem Nadeln oder nadelähnliche Werkzeuge auf die Lotschicht gedrückt werden, welche die Lotschicht lokal verformen und in die Zwischenräume des Drahtgewebes pressen. Möglich ist es auch, dass die Nadeln die Lotschicht durchstoßen und Teile der Lotschicht in das Drahtgewebe hineinpressen. Die Nadelspitze wird entsprechend dem Drahtgewirk und der Lotschicht angepasst. Diese kann z. B. spitz, stumpf, rund, flach, pyramidenförmig, oder eine andere beliebige Form aufweisen.It is also possible and preferred to connect the strip-shaped solder layer at least partially to the mesh electrode by a needle operation. For this purpose, the solder layer is placed on the wire mesh. Both layers are then pressed together by pressing needles or needle-like tools onto the solder layer, which locally deform the solder layer and press it into the gaps in the wire mesh. It is also possible that the needles pierce the solder layer and press parts of the solder layer into the wire mesh. The needle tip is adjusted according to the wire mesh and the solder layer. This can e.g. B. pointed, blunt, round, flat, pyramidal, or any other shape.

In bevorzugten Weiterbildungen weist die Lotschicht eine Dicke zwischen 10 µm und 150 µm und insbesondere zwischen 20 µm und 50 µm auf. Auch größere oder kleinere Dicken sind möglich. Die Wahl der Dicke der Lotschicht hängt wesentlich von der benötigten Lotmenge beim Lotprozess ab. Insbesondere wird die Lotmenge auch durch die Dicke der Netzelektrode bzw. durch deren Drahtdurchmesser und die Größe der verlötbaren Elektrode beeinflusst.In preferred developments, the solder layer has a thickness between 10 μm and 150 μm and in particular between 20 μm and 50 μm. Greater or lesser thicknesses are also possible. The choice of the thickness of the solder layer depends essentially on the amount of solder required in the soldering process. In particular, the amount of solder is also influenced by the thickness of the mesh electrode or by its wire diameter and the size of the solderable electrode.

Besonders bevorzugt weist die verlötbare Elektrode ein Drahtgewebe als Netzelektrode auf. Der Drahtdurchmesser der Kett- und/oder Schussdrähte der Netzelektrode liegt vorzugsweise zwischen 30 µm und 150 µm und insbesondere zwischen 40 µm und 100 µm. Je nach Anwendungsfall sind auch hier kleinere oder auch größere Werte möglich. So sind auch Netzelektroden mit Drahtdurchmessern von 300 um oder 500 µm oder von 1 mm oder mehr möglich und bevorzugt.The solderable electrode particularly preferably has a wire mesh as a mesh electrode. The wire diameter of the warp and / or weft wires of the mesh electrode is preferably between 30 μm and 150 μm and in particular between 40 μm and 100 μm. Depending on the application, smaller or larger values are also possible here. For example, mesh electrodes with wire diameters of 300 μm or 500 μm or 1 mm or more are also possible and preferred.

In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, wenn sich die Kettdrähte und die Schussdrähte des Drahtgewebes unter einem Winkel zur Längsrichtung der verlötbaren Elektrode erstrecken. Der Winkel zwischen der Längsrichtung und den Kettdrähten und/oder den Schussdrähten liegt dabei vorzugsweise zwischen 30° und 60°. Möglich sind aber auch Winkel zwischen 15° und 75°. In konkreten Ausgestaltungen liegt der Winkel bei 45°. Schräg zur Längsrichtung ausgerichtete Kett- und Schussdrähte des Drahtgewebes gewährleisten eine hohe Elastizität der Netzelektrode in der Längsrichtung der verlötbaren Elektrode. Dadurch kann bei dem Einsatz an piezoelektrischen Aktuatoren eine hohe Elastizität der verlötbaren Elektrode gewährleistet werden, die zu einer hohen Betriebssicherheit beiträgt.In all configurations it is particularly preferred if the warp wires and the weft wires of the wire mesh extend at an angle to the longitudinal direction of the solderable electrode. The angle between the longitudinal direction and the warp wires and / or the weft wires is preferably between 30 ° and 60 °. However, angles between 15 ° and 75 ° are also possible. In specific embodiments, the angle is 45 °. Warp and weft wires of the wire mesh that are aligned obliquely to the longitudinal direction ensure a high elasticity of the mesh electrode in the longitudinal direction of the solderable electrode. As a result, when used on piezoelectric actuators, a high elasticity of the solderable electrode can be guaranteed, which contributes to a high level of operational reliability.

Vorzugsweise sind die Netzelektrode und wenigstens eine streifenförmige Lotschicht miteinander kalandriert. Durch die Kalandrierung wird der nötige Pressdruck aufgebracht, um die Netzelektrode wenigstens für die weitere Verarbeitung mit der Lotschicht so fest zu verbinden, dass bei der nachfolgenden Weiterverarbeitung und der Verlötung der verlötbaren Elektrode die Ausfallwahrscheinlichkeit sehr gering oder praktisch Null ist.The mesh electrode and at least one strip-shaped solder layer are preferably calendered with one another. The calendering applies the necessary pressure to connect the mesh electrode to the solder layer at least for further processing so that the probability of failure during subsequent processing and soldering of the solderable electrode is very low or practically zero.

Beim Kalandrieren laufen die Netzelektrode und die darauf oder darunter gelegte streifenförmige Lotschicht miteinander durch zwei sich drehende Walzen, die einen definierten Abstand aufweisen. Dabei ist der Abstand der sich drehenden Walzen derart bemessen, dass er geringer ist als die Dicke des Drahtgewebes und der daran angeordneten Lotschicht. Dadurch wird ein hoher Druck auf die Netzelektrode und die streifenförmige Lotschicht ausgeübt, der zu einer lokalen Verformung der streifenförmigen Lotschicht und/oder der Netzelektrode führt. Es hat sich herausgestellt, dass dadurch eine ausreichend feste Verbindung zwischen der streifenförmigen Lotschicht und der Netzelektrode entsteht.During calendering, the mesh electrode and the strip-shaped solder layer placed on top or below it run together through two rotating rollers that are at a defined distance. The distance between the rotating rollers is dimensioned such that it is less than the thickness of the wire mesh and the solder layer arranged on it. As a result, high pressure is exerted on the grid electrode and the strip-shaped solder layer, which leads to a local deformation of the strip-shaped solder layer and / or the grid electrode. It has been found that this creates a sufficiently strong connection between the strip-shaped solder layer and the mesh electrode.

In allen Ausgestaltungen ist es möglich und bevorzugt, dass die Netzelektrode mit der damit verbundenen Lotschicht über wenigstens einen Abschnitt umgefaltet wird. Dabei kann die Lotschicht innen oder auch außen angeordnet sein.In all of the configurations, it is possible and preferred that the mesh electrode with the solder layer connected to it is folded over over at least one section. The solder layer can be arranged inside or outside.

Es ist möglich und bevorzugt, dass wenigstens ein elektrisches Anschlusselement in dem umgefalteten Bereich befestigt ist. Insbesondere wird die Umfaltung über die Länge wenigstens eines Anschlussabschnitts vorgenommen. Möglich ist es auch, dass die Netzelektrode insgesamt eingefaltet wird. Dabei können sich in dem Faltbereich eine oder mehrere Anschlusselektroden befinden.It is possible and preferred that at least one electrical connection element is fastened in the folded-over area. In particular, the folding is carried out over the length of at least one connecting section. It is also possible for the mesh electrode to be folded in as a whole. One or more connection electrodes can be located in the folding area.

Es ist möglich, dass die Netzelektrode mit der darauf angeordneten streifenförmigen Lotschicht so eingefaltet wird, dass die Lotschicht über den eingefalteten Abschnitt vollständig oder wenigstens teilweise von der Netzelektrode umgeben ist.It is possible for the mesh electrode with the strip-shaped solder layer arranged thereon to be folded in such that the solder layer is completely or at least partially surrounded by the mesh electrode over the folded-in section.

Möglich ist es auch, dass die Lotschicht sich auf der Außenseite der eingefalteten Netzelektrode befindet. Bevorzugt ist es auch, dass eine Lotschicht auf der einen Seite der Netzelektrode und eine Lotschicht auf der anderen Seite der Netzelektrode vorgesehen sind, sodass die Netzelektrode auf beiden Seiten mit einer Lotschicht verbunden wird. Dadurch wird eine größere Verteilung der Lotmenge ermöglicht. Dementsprechend kann auf beiden Seiten jeweils eine dünnere streifenförmige Lotschicht verwendet werden.It is also possible for the solder layer to be on the outside of the folded-in mesh electrode. It is also preferred that a solder layer is provided on one side of the mesh electrode and a solder layer on the other side of the mesh electrode, so that the mesh electrode is connected to a solder layer on both sides. This enables a greater distribution of the amount of solder. Accordingly, a thinner, strip-shaped solder layer can be used on both sides.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer verlötbaren Elektrode wird eine Netzelektrode mit wenigstens einer streifenförmigen Lotschicht wenigstens teilweise bedeckt und anschließend wird die Netzelektrode mit der streifenförmigen Lotschicht verpresst.In the method according to the invention for producing a solderable electrode, a mesh electrode is at least partially covered with at least one strip-shaped solder layer and then the mesh electrode is pressed with the strip-shaped solder layer.

Auch das erfindungsgemäße Verfahren hat viele Vorteile, da es ein einfaches Verfahren zur Herstellung einer verlötbaren Elektrode zur Verfügung stellt, mit dem eine zuverlässige Verlötung mit elektrischen Verbrauchern möglich ist. Dabei wird das zur Verlötung benötigte Lotreservoir an der verlötbaren Elektrode zur Verfügung gestellt.The method according to the invention also has many advantages, since it provides a simple method for producing a solderable electrode with which reliable soldering to electrical loads is possible. The solder reservoir required for soldering is made available on the solderable electrode.

Der Pressvorgang kann in einem durchlaufenden kontinuierlichen Verfahren erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass der Pressvorgang in einem diskontinuierlichen Verfahren durchgeführt wird. Beispielsweise kann das Pressen auch bei einem Stanzvorgang durchgeführt werden.The pressing process can be carried out in a continuous process. But it is also possible that the pressing process is carried out in a discontinuous process. For example, the pressing can also be carried out during a punching process.

Besonders bevorzugt ist es, dass die oder wenigstens eine Verpressung beim Kalandrieren erfolgt.It is particularly preferred that the pressing, or at least one pressing, takes place during calendering.

Vorzugsweise wird die Netzelektrode wenigstens einmal über wenigstens einen Abschnitt gefaltet, um die Aufnahme und die Kontaktierung eins elektrischen Anschlusselementes zu gewährleisten.The mesh electrode is preferably folded at least once over at least one section in order to ensure that an electrical connection element is received and contacted.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.Further advantages and features of the present invention emerge from the exemplary embodiments, which are explained below with reference to the accompanying figures.

In den Figuren zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße verlötbare Elektrode;
2 eine verlötbare Elektrode mit einem elektrischen Anschluss in einer schematischen Ansicht;
3 einen vergrößerten schematischen Querschnitt durch das Anschlussende einer verlötbaren Elektrode;
4 einen schematischen Längsschnitt durch ein Ende der verlötbaren Elektrode;
5 eine schematische Darstellung des Kalandriervorgangs;
6 eine schematisierte Querschnittsdarstellung eines verlötbaren Netzes im vergrößerten Maßstab; und
7 einen schematischen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen verlötbaren Elektrode.

In the figures show:

1 a schematic plan view of a solderable electrode according to the invention;
2 a solderable electrode with an electrical connection in a schematic view;
3 an enlarged schematic cross section through the connection end of a solderable electrode;
4th a schematic longitudinal section through one end of the solderable electrode;
5 a schematic representation of the calendering process;
6th a schematic cross-sectional view of a solderable network on an enlarged scale; and
7th a schematic cross section through a further embodiment of a solderable electrode according to the invention.

Mit Bezug auf die beiliegenden Figuren wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel einer verlötbaren Elektrode 1 näher erläutert.With reference to the accompanying figures, an exemplary embodiment of a solderable electrode is described below 1 explained in more detail.

Die in 1 dargestellte Elektrode umfasst eine Lotschicht 3, die hier als plattenförmige Folie 9 ausgeführt ist. Die Lotplatte 11 ist hier unterhalb der Netzelektrode 2 angeordnet. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Lotschicht 3 oberhalb der Netzelektrode 2 vorgesehen ist. Die hier rechteckig dargestellte Lotfolie 9 und der entsprechende rechteckige Abschnitt der Netzelektrode 2 können auch andere Formen aufweisen.In the 1 The electrode shown comprises a solder layer 3 here as a sheet-like film 9 is executed. The solder plate 11 is here below the mesh electrode 2 arranged. Of course, it is also possible that the solder layer 3 above the mesh electrode 2 is provided. The solder foil shown here as a rectangle 9 and the corresponding rectangular section of the mesh electrode 2 can also have other shapes.

Die Netzelektrode 2 besteht aus einem Drahtgewebe 6, welches aus Drähten 7 und 8 bzw. Kettdrähten 12 und Schussdrähten 13 besteht. Der Drahtdurchmesser 18 der Schussdrähte 13 und der Drahtdurchmesser 17 der Kettdrähte 12 liegen hier im Ausführungsbeispiel zwischen etwa 40 µm und 150 µm. Die genauen Abmessungen hängen vom vorgesehenen Einsatzfall ab.The mesh electrode 2 consists of a wire mesh 6th , which is made of wires 7th and 8th or warp wires 12th and weft wires 13 consists. The wire diameter 18th the weft wires 13 and the wire diameter 17th the warp wires 12th are here in the exemplary embodiment between approximately 40 μm and 150 μm. The exact dimensions depend on the intended application.

In 2 ist eine schematisierte Draufsicht auf eine fertige verlötbare Elektrode dargestellt. Die verlötbare Elektrode 1 umfasst ein Drahtgewebe 6 als Netzelektrode 2. Das Drahtgewebe 6 bzw. die Kettdrähte 12 und die Schussdrähte 13 des Drahtgewebes 6 weisen hier zur Längsrichtung 15 der verlötbaren Elektrode 1 einen Winkel 14 auf, der im Ausführungsbeispiel 45 Grad beträgt.In 2 is a schematic plan view of a finished solderable electrode shown. The solderable electrode 1 comprises a wire mesh 6th as a mesh electrode 2 . The wire mesh 6th or the warp wires 12th and the weft wires 13 of the wire mesh 6th point here to the longitudinal direction 15th the solderable electrode 1 an angle 14th which is 45 degrees in the exemplary embodiment.

An dem im Ausführungsbeispiel links angeordneten Anschlussabschnitt 16 ist ein Anschlusselement 19 aufgenommen. Zur sicheren Aufnahme des Anschlusselementes 16 kann der Anschlussabschnitt 16 umgeklappt bzw. aufeinandergefaltet werden, um eine sichere Aufnahme des Anschlusselementes 19 zu gewährleisten. Möglich ist es auch, dass die Netzelektrode 2 der verlötbaren Elektrode 1 insgesamt mit der Lotschicht 3 umgeklappt ist.At the connection section arranged on the left in the exemplary embodiment 16 is a connection element 19th recorded. For secure mounting of the connection element 16 can the connection section 16 be folded over or folded on top of each other in order to securely receive the connection element 19th to guarantee. It is also possible that the mesh electrode 2 the solderable electrode 1 overall with the solder layer 3 is folded down.

3 zeigt einen Querschnitt durch die verlötbare Elektrode 1. Dabei ist die als Lotfolie 9 ausgeführte Lotschicht 3 durch Verpressen mit der Netzelektrode 2 verbunden. Nach dem Pressvorgang sind die seitlichen Abschnitte der Netzelektrode 2 umgeklappt worden, wobei im Inneren ein Anschlusselement 19 vorgesehen sein kann, um die verlötbare Elektrode 1 mit einer Strom- oder Spannungsquelle oder einer Steuereinrichtung oder dergleichen zu verbinden. 3 shows a cross section through the solderable electrode 1 . It is used as a solder foil 9 executed solder layer 3 by pressing with the mesh electrode 2 connected. After the pressing process, the side sections are the mesh electrode 2 been folded down, with a connection element inside 19th can be provided around the solderable electrode 1 to connect to a current or voltage source or a control device or the like.

In der schematischen Darstellung gemäß 3 sind auf der linken Seite die Biegekanten 20 und 21 eingezeichnet, während auf der rechten Seite beide Biegekanten insgesamt mit dem Bezugszeichen 36 versehen sind. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Darstellung der 3 eine schematische Darstellung ist. Es ist möglich, dass auf der rechten und der linken Seite jeweils nur eine Biegekante vorgesehen ist. In Bereichen, in denen kein elektrisches Anschlusselement 19 vorgesehen ist, liegt beispielsweise der obere rechte Abschnitt 33 mit dem damit verbundenen oberen rechten Abschnitt 23 der Netzelektrode regelmäßig direkt auf dem unteren Abschnitt der Lotschicht 34 auf, sodass nur eine Biegekante 36 vorhanden ist. Der obere linke Abschnitt 22 der Netzelektrode 2 liegt dann mit dem oberen linken Abschnitt 32 der Lotschicht 3 direkt auf dem unteren Abschnitt 24 der Netzelektrode 2 auf.In the schematic representation according to 3 are the bending edges on the left 20th and 21st drawn, while on the right-hand side both bending edges as a whole with the reference number 36 are provided. At this point it should be noted that the representation of the 3 is a schematic representation. It is possible that only one bending edge is provided on the right and left side. In areas where there is no electrical connection element 19th is provided, for example, is the upper right section 33 with the associated upper right section 23 the mesh electrode regularly directly on the lower portion of the solder layer 34 so that only one bending edge 36 is available. The upper left section 22nd the mesh electrode 2 then lies with the upper left section 32 the solder layer 3 right on the lower section 24 the mesh electrode 2 on.

Die in den Figuren hier eingezeigten Spalte zwischen den einzelnen Komponenten dienen nur der Verdeutlichung des Prinzips und sind in einer realen Ausgestaltung in der Regel nicht vorhanden, um einen entsprechend festen Sitz der einzelnen Komponenten aneinander zu gewährleisten.The gaps between the individual components shown in the figures only serve to clarify the principle and are generally not present in a real embodiment in order to ensure that the individual components are appropriately fixed to one another.

4 zeigt einen Längsquerschnitt im Bereich des Anschlussabschnitts 16, in dem das elektrische Anschlusselement 19 nicht zwischen den einzelnen Lagen der verlötbaren Elektrode 1, sondern außen z. B. angepunktet vorgesehen ist. Innen liegt zwischen den Lagen der aufeinander gefalteten Netzelektrode 2 jeweils eine Lage der Lotfolie 9. Das Anschlusselement 19 könnte auch im Inneren zwischen den einzelnen Lagen aufgenommen werden. 4th shows a longitudinal cross section in the area of the connection section 16 in which the electrical connection element 19th not between the individual layers of the solderable electrode 1 , but outside z. B. spotted is provided. Inside lies between the layers of the folded mesh electrode 2 one layer of solder foil each 9 . The Connection element 19th could also be added inside between the individual layers.

Während die Dicke 10 der Lotfolie 9 typischerweise im Bereich von 20 bis 70 µm liegt, beträgt die Dicke 27 einer Lage der Netzelektrode 2 hier zwischen 50 µm und 150 um. Die Gesamtdicke 31 der fertigen verlötbaren Elektrode addiert sich dementsprechend. In den Bereichen, in denen ein elektrisches Anschlusselement 19 vorgesehen ist, vergrößert sich die Dicke 31 entsprechend stark, während sie in den anderen Abschnitten entsprechend geringer ist.While the thick 10 the solder foil 9 typically in the range from 20 to 70 µm, the thickness is 27 one layer of the mesh electrode 2 here between 50 µm and 150 µm. The total thickness 31 the finished solderable electrode adds up accordingly. In the areas where an electrical connection element 19th is provided, the thickness increases 31 correspondingly strong, while it is correspondingly lower in the other sections.

5 zeigt das Kalandriergerät 28, mit dem hier die Lotschicht 3 mit der Netzelektrode 2 verpresst wird. Die Netzelektrode 2 mit der drauf aufgelegten Lotschicht 3 weist vor dem Kalandrieren eine Ausgangsdicke 35 auf, die größer ist als der Abstand zwischen den beiden Walzen 29 und 30 des Kalandriergerätes 28. Beim Durchlaufen des Kalandriergerätes 28 wird der Verbund von Netzelektrode 2 und Lotschicht 3 erzeugt und verstärkt. Dabei kann sowohl die Dicke der Lotschicht 3 als auch die Dicke der Netzelektrode 2 reduziert werden, bis sich die Gesamtdicke 31 einstellt. Durch den massiven Druck auf die Netzelektrode und die Lotschicht entsteht ein fester Verbund der Netzelektrode mit der Lotschicht. Dieser kann zusätzlich durch ein Umfalten der Netzelektrode 2 verstärkt werden. 5 shows the calendering device 28 , with which the solder layer here 3 with the mesh electrode 2 is pressed. The mesh electrode 2 with the solder layer placed on it 3 has an initial thickness before calendering 35 which is greater than the distance between the two rollers 29 and 30th of the calendering device 28 . When passing through the calendering device 28 becomes the composite of mesh electrode 2 and solder layer 3 generated and amplified. Both the thickness of the solder layer 3 as well as the thickness of the mesh electrode 2 be reduced until the total thickness 31 adjusts. The massive pressure on the mesh electrode and the solder layer creates a firm bond between the mesh electrode and the solder layer. This can also be done by folding over the mesh electrode 2 be reinforced.

Beim Kalandrieren wird die Gesamtdicke in Abhängigkeit von den eingestellten Parametern in der Regel zwischen 10% und 60% reduziert. Bevorzugt sind Verpressungen größer 20%. In einer konkreten Ausgestaltung wurde mit einer Reduktion der Dicke zwischen 30% und 40% ein gutes Ergebnis erzielt.During calendering, the total thickness is usually reduced by between 10% and 60% depending on the parameters set. Pressings greater than 20% are preferred. In a specific embodiment, a good result was achieved with a reduction in thickness between 30% and 40%.

In 6 ist in einer schematischen Art und Weise ein vergrößerter Querschnitt der fertigen verlötbaren Elektrode 1 dargestellt. Abgebildet sind einige Kettdrähte 12 und ein Schussdraht 13. Durch das Kalandrieren der Schicht aus Netzelektrode 2 und Lötschicht 3 haben sich an den Kuppen der Schussdrähte13 (und an der hier nicht sichtbaren Kuppen der Kettdrähte 12) Abflachungen 25 der Netzelektrode ergeben und an den entsprechenden Stellen der Lotschicht 3 haben sich entsprechende Abflachungen 26 der Lotschicht 3 ergeben.In 6th Figure 3 is, in a schematic manner, an enlarged cross-section of the finished solderable electrode 1 shown. Some warp wires are shown 12th and a weft wire 13 . By calendering the layer of mesh electrode 2 and solder layer 3 have attached themselves to the tips of the weft wires13 (and to the tips of the warp wires, which are not visible here 12th ) Flats 25th the mesh electrode and at the corresponding points of the solder layer 3 have corresponding flattenings 26th the solder layer 3 surrender.

Im gezeigten Beispiel ist die Lotschicht 3 auf der Seite 4 des Drahtgewebes 6 vorgesehen, während auf der Seite 5 keine Lotschicht vorhanden ist. Möglich ist es aber auch, auf beiden Seiten der Netzelektrode jeweils eine Lotschicht 3 vorzusehen. Die Dicke 10 der jeweils aufgebrachten Lotschichten kann entsprechend geringer sein, um noch eine zuverlässige Verlötung zu gewährleisten. In der Regel werden die Dicke der Lotschichten und somit die Menge des Lotmaterials an den Lötprozess angepasst.In the example shown is the solder layer 3 on the website 4th of the wire mesh 6th provided while on the side 5 no solder layer is present. However, it is also possible to have a solder layer on each side of the mesh electrode 3 to be provided. The fat 10 the respectively applied solder layers can be correspondingly smaller in order to still ensure reliable soldering. As a rule, the thickness of the solder layers and thus the amount of solder material are adapted to the soldering process.

7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Netzelektrode 2 auf eine entsprechend große Lotschicht 9 aufgelegt wurde und beide gemeinsam entlang der Biegekanten 20 und 36 umgefaltet wurden. Die Lotschicht 9 befindet sich hier außen, während die Netzelektrode 2 vollständig von der Lotschicht 9 umgeben ist. Im Anschluss an den Biege- bzw. Faltvorgang wird die Netzelektrode 2 zusammen mit der Lotschicht 9 kalandriert. Dabei wird eine Oberfläche erzeugt, wie sie etwa in 6 dargestellt ist. Insgesamt wird eine feste Verbindung erzeugt, die beide Komponenten sicher bis zum Lötprozess hält. 7th shows an embodiment in which the mesh electrode 2 on a correspondingly large layer of solder 9 was placed and both together along the bending edges 20th and 36 were folded over. The solder layer 9 is located outside here, while the mesh electrode 2 completely from the solder layer 9 is surrounded. Following the bending or folding process, the mesh electrode 2 together with the solder layer 9 calendered. This creates a surface such as that shown in 6th is shown. Overall, a solid connection is created that holds both components securely until the soldering process.

Insgesamt stellt die erfindungsgemäße Erfindung ein einfaches Verfahren und eine einfach herstellbare verlötbare Elektrode zur Verfügung, womit beispielsweise elektrische Aktuatoren zuverlässig und dauerhaft ansteuerbar sind.Overall, the invention according to the invention provides a simple method and a solderable electrode that is easy to manufacture, with which, for example, electrical actuators can be reliably and permanently controlled.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: verlötbare Elektrodesolderable electrode
22: NetzelektrodeMesh electrode
33: LotschichtSolder layer
44th: Seitepage
55: Seitepage
66th: DrahtgewebeWire mesh
77th: Drahtwire
88th: Drahtwire
99: LotfolieSolder foil
1010: Dickethickness
1111: LotplatteSolder plate
1212: KettdrahtWarp wire
1313: SchussdrahtWeft wire
1414th: Winkelangle
1515th: LängsrichtungLongitudinal direction
1616: AnschlussabschnittConnection section
1717th: DrahtdurchmesserWire diameter
1818th: DrahtdurchmesserWire diameter
1919th: AnschlusselementConnection element
2020th: BiegekanteBending edge
2121st: BiegekanteBending edge
2222nd: oberer linker Abschnitt der Netzelektrodeupper left section of the mesh electrode
2323: oberer rechter Abschnitt der Netzelektrodeupper right section of the mesh electrode
2424: unterer Abschnitt der Netzelektrodelower section of the mesh electrode
2525th: Abflachung der NetzelektrodeFlattening of the mesh electrode
2626th: Abflachung der LotschichtFlattening of the solder layer
2727: Dicke der NetzelektrodeMesh electrode thickness
2828: KalandriergerätCalendering device
2929: Walzeroller
3030th: Walzeroller
3131: Gesamtdicke, EnddickeTotal thickness, final thickness
3232: oberer linker Abschnitt der Lotschichtupper left section of the solder layer
3333: oberer rechter Abschnitt der Lotschichtupper right section of the solder layer
3434: unterer Abschnitt der Lotschichtlower section of the solder layer
3535: Dicke vor dem KalandernThickness before calendering
3636: BiegekanteBending edge

Claims

Solderable electrode (1) with a mesh electrode (2) and at least one strip-shaped solder layer (3), the strip-shaped solder layer (3) being at least temporarily connected to the mesh electrode (2), including the mesh electrode (2) from at least one side (4 , 5) is pressed from with the strip-shaped solder layer (3).

Solderable electrode (1) according to Claim 1 , wherein the mesh electrode (2) comprises at least one wire mesh (6) and / or at least one wire mesh and / or at least one wire mesh and in particular at least partially consists of metallic wires (7, 8) and / or wherein the strip-shaped solder layer (3) at least comprises a solder knitted fabric, a solder knitted fabric, a solder braid, a solder felt or a solder fabric.

Solderable electrode (1) according to one of the preceding claims, wherein the strip-shaped solder layer (3) consists at least predominantly of at least one solder material, and / or wherein the strip-shaped solder layer (3) as a flat solder foil (9) and in particular as a flat solder plate (11) is trained.

Solderable electrode (1) according to one of the preceding claims, wherein the strip-shaped solder layer (3) is at least partially connected to the mesh electrode (2) by brushing.

Solderable electrode (1) according to one of the preceding claims, wherein the strip-shaped solder layer (3) is at least partially connected to the mesh electrode (2) by a needle operation.

Solderable electrode (1) according to one of the preceding claims, the solder layer (3) having a thickness (10) between 10 µm and 150 µm and in particular between 20 µm and 50 µm.

Solderable electrode (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one wire diameter (17, 18) of the warp and / or weft wires (12, 13) of the mesh electrode (2) is between 30 µm and 150 µm and in particular between 40 µm and 100 µm µm.

Solderable electrode (1) according to one of the preceding claims, wherein the warp wires (12) and the weft wires (13) of the wire mesh (6) extend at an angle (14) to the longitudinal direction (15), the angle (14) in particular between 30 ° and 60 °.

Solderable electrode (1) according to one of the preceding claims, wherein the mesh electrode (2) and at least one strip-shaped solder layer (3) are calendered with one another.

Solderable electrode (1) according to one of the preceding claims, wherein the mesh electrode (2) with the solder layer (3) connected to it is folded over over at least one section (15) and / or wherein the mesh electrode (2) with the solder layer (3) connected therewith ) is folded over over at least one connection section (16), an electrical connection element (19) also being folded in.

Method for producing a solderable electrode (1), wherein a mesh electrode (2) is covered with at least one strip-shaped solder layer (3) and wherein the mesh electrode (2) is then pressed with the strip-shaped solder layer (3).

Method according to the preceding claim, wherein the mesh electrode (2) is covered on both sides (4, 5) with at least one strip-shaped solder layer (3) and then pressed and / or wherein the mesh electrode (2) is folded at least once over at least one section .