DE102011079373A1 - Schaltungsträger mit einem Kontaktelement - Google Patents

Schaltungsträger mit einem Kontaktelement Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schaltungsträger, insbesondere ein MID (MID = Molded-Interconnect-Device). Der Schaltungsträger weist ein Substrat und weelche mit dem Substrat verbunden ist. Der Schaltungsträger weist auch ein mit dem Schaltungsträger verbundenes elektrisch leitfähiges Kontaktelement auf, wobei das Kontaktelement einen elektrischen Anschluss aufweist und ausgebildet ist, die elektrisch leitfähige Schicht wenigstens galvanisch zu kontaktieren. Erfindungsgemäß ist das Kontaktelement in eine Aussparung oder einen Durchbruch des Schaltungsträgers, insbesondere des Schaltungsträgersubstrats eingefügt. Das Kontaktelement weist wenigstens einen auf einem Längsabschnitt des Kontaktelements radial abweisenden Vorsprung und/oder eine radial nach innen weisende Vertiefung auf, wobei der Vorsprung und/oder die Vertiefung ausgebildet ist, das Kontaktelement wenigstens formschlüssig gegen ein Herausbewegen aus der Aussparung oder dem Durchbruch zu sichern, wobei das Kontaktelement mindestens mittels mechanischer Vibrationen, insbesondchaltungsträgers eingebettet ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen Schaltungsträger, insbesondere ein MID (MID = Molded-Interconnect-Device). Der Schaltungsträger weist ein Substrat und wenigstens eine elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere Leiterbahn auf, welche mit dem Substrat verbunden ist. Der Schaltungsträger weist auch ein mit dem Schaltungsträger verbundenes elektrisch leitfähiges Kontaktelement auf, wobei das Kontaktelement einen elektrischen Anschluss aufweist und ausgebildet ist, die elektrisch leitfähige Schicht wenigstens galvanisch zu kontaktieren.
  • Bei Schaltungsträgern, insbesondere Molded-Interconnect-Devices, welche beispielsweise mittels Laserstrukturierung oder mittels Plasmaspray-Verfahren mit wenigstens einer elektrisch leitfähigen Schicht, insbesondere Kupferschicht verbunden sind, besteht das Problem, dass je nach verwendetem Schaltungsträgersubstrat das Löten der Leiterbahnen nur beschränkt beispielsweise mit geringen Löttemperaturen möglich ist. Steckverbindungen, welche auf die Leiterbahnen aufgelötet sind, sind nur begrenzt mechanisch belastbar.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß ist das Kontaktelement in eine Aussparung oder einen Durchbruch des Schaltungsträgers, insbesondere des Schaltungsträgersubstrats eingefügt. Das Kontaktelement weist wenigstens einen auf einem Längsabschnitt des Kontaktelements insbesondere radial abweisenden Vorsprung und/oder eine insbesondere radial nach innen weisende Vertiefung auf, wobei der Vorsprung und/oder die Vertiefung ausgebildet ist, das Kontaktelement wenigstens formschlüssig gegen ein Herausbewegen aus der Aussparung oder dem Durchbruch zu sichern, wobei das Kontaktelement mindestens mittels mechanischer Vibrationen, insbesondere Ultraschall-Vibrationen, in dem Substrat des Schaltungsträgers eingebettet ist.
  • Dadurch kann das Kontaktelement, welches beispielsweise als Anschluss einen Stecker oder eine Buchse aufweist, mit einem entsprechenden Gegenstecker elektrisch verbunden werden, sodass bei einem mechanischen Verbinden des Gegensteckers mit dem Kontaktelement das Kontaktelement nicht zusammen mit der Leiterbahn von dem Substrat abgerissen werden kann.
  • Dadurch dass der Vorsprung, auch Vorsprungsbereich genannt, von dem Substratmaterial eingebettet, insbesondere umschmolzen ist, ist eine besonders innige Verbindung zwischen dem Substrat und dem Kontaktelement gegeben, die sich vor allem dadurch auszeichnet, dass das Substrat mindestens im Bereich des Vorsprungs nicht komprimiert ist und unter Druckspannung steht, was zum Reißen des Substrats führen kann.
  • Bevorzugt weist der Längsabschnitt wenigstens eine Vertiefung auf, wobei ein Bereich der Vertiefung einen kleineren Anteil an einer Oberfläche des Längsabschnittes einnimmt als ein dazu nicht vertiefter Bereich. Der nicht vertiefte Bereich weist bevorzugt eine glatte Oberfläche auf. Im Falle eines Zylinderförmigen oder kegelförmigen Längsabschnitts ist der nicht vertiefte Bereich glatt und entsprechend der Form des Kegelabschnitts oder Zylinderabschnitts gewölbt ausgebildet. Dadurch kann beim Einpressen unter zusätzlicher Einwirkung der Vibration das Material des Substrates im Bereich der Aussparung in die Vertiefung einschmelzen und das Kontaktelement so gegen ein Herausbewegen aus der Aussparung formschlüssig sichern.
  • Die elektrisch leitfähige Schicht ist bevorzugt eine Kupferschicht, weiter bevorzugt mit einer Schichtdicke zwischen 100 Mikrometer und 200 Mikrometer.
  • In einer anderen Ausführungsform ist das Kontaktelement eine Fassung, insbesondere eine Buchse für einen integrierten Schaltkreis. Der integrierte Schaltkreis weist eine Mehrzahl von Anschlüssen auf, welche ausgebildet sind, mittels Einsteckens des integrierten Schaltkreises in eine entsprechende Fassung, mit dem Schaltungsträger verbunden zu werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Kontaktelement einen insbesondere ringförmig ausgebildete Schulter auf, welche sich quer zu einer Längsachse des Kontaktelements erstreckt und welche ausgebildet ist, mit einer Schulterfläche die Leiterbahn galvanisch zu kontaktieren. Die Schulter des Kontaktelements bildet vorteilhaft einen Tiefenanschlag, wobei beim Anschlagen der Schulter des Kontaktelements beim Einfügen des Kontaktelements in die Aussparung oder den Durchbruch entlang einer Längsachse des Kontaktelements die Schulter formschlüssig auf die elektrisch leitfähige Schicht gepresst werden kann und diese dort mit der Schulterfläche galvanisch kontaktiert. Die Schulter ist beispielsweise als ringförmiger Kragen ausgebildet.
  • Unter galvanischer Kontaktierung wird ein elektrisches Verbinden von zwei elektrischen Kontaktflächen durch einander Berühren verstanden. Die an der Berührungsstelle erzeugte elektrische Verbindung wird galvanische Verbindung genannt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schulter eine Feder, welche ausgebildet ist, die Leiterbahn federnd zu kontaktieren.
  • Bevorzugt ist die Feder ausgebildet, die Leiterbahn wenigstens mit einer Richtungskomponente quer zu einer Leiterbahnebene federnd zu kontaktieren. Weiter bevorzugt ist die Feder ausgebildet, sich gegen die Leiterbahn federnd abzustützen. Durch die Feder kann das Kontaktelement vorteilhaft auch bei thermischen Ausdehnungen oder Schwingungen des Schaltungsträgers die Leiterbahn sicher elektrisch kontaktieren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein zum Kontaktieren der Leiterbahn ausgebildeter Oberflächenbereich der Schulter derart rau ausgebildet, dass beim Einbringen des Kontaktelements mittels Vibrationen eine Oxidschicht auf der Leiterbahn durchrieben werden kann. So kann vorteilhaft ein sicherer elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktelement und der Leiterbahn hergestellt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Vorsprungsbereich sägezahnförmig ausgebildet. So kann vorteilhaft ein Wiederhaken gebildet sein, sodass das Kontaktelement sich beim Verbinden mit Schaltungsträger mit einer relativ geringen Kraft eingefügt werden kann, wohingegen ein Bewegen entgegen die Einfügerichtung, insbesondere Längserstreckung des Kontaktelements durch den Formschluss des sägezahnförmigen Vorsprungsbereiches nicht, oder nur unter Zerstörung des Schaltungsträgersubstrats möglich ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens zwei Vorsprungsbereiche sägezahnförmig ausgebildet und sind angeordnet, den Formschluss in zueinander entgegengesetzten Richtungen zu erzeugen. Bevorzugt erstrecken sich dazu formschlusserzeugende Flächen der Vorsprungsbereiche in zueinander entgegengesetzten Richtungen. So kann vorteilhaft ein Formschluss gebildet sein, welcher ein weiteres Hineinbewegen des Kontaktelements in das Schaltungsträgersubstrat verhindert, welches beispielsweise eine federnd ausgebildete Schulter zum elektrischen Kontaktieren der Leiterbahn aufweist. Die Schrägen der Sägezahnform bewirken, das der Vorsprungsbereich im Bereich der Schräge leicht von dem Substratmaterial umgeben werden kann.
  • Denkbar sind daher auch Vorsprungsbereiche mit dreieckförmigem Querschnitt, beispielsweise einer Pyramiden oder Kreiskegelform. Der Pyramiden- oder Kegelwinkel ist bevorzugt derart ausgebildet, dass ein ausreichender Formschluss erreicht werden kann und der Vorsprung von dem Substratmaterial umgeben werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Vorsprungsbereich ausgebildet, in wenigstens zwei zueinander verschiedenen Richtungen den Formschluss zu erzeugen, sodass das Kontaktelement zusätzlich zu einem Heraus- und/oder Hineinbewegen entlang der Längsachse gegen ein Drehen um die Längsachse gesichert ist. So kann vorteilhaft ein Lösen beziehungsweise Wackeln des Kontaktelements in dem Schaltungsträgersubstrat durch ein drehendes Verbinden mit einem Stecker, oder ein auf den Anschluss wirkendes Drehmoment verhindert werden.
  • Ein Substrat des Schaltungsträgers ist bevorzugt durch einen Thermoplast, insbesondere Polypropylen, Polycarbonat, Polybutylenterephthalat, Polyamid, Polyphenylensulfid, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetherimid oder ein Flüssigkristallpolymer gebildet.
  • Die Erfindung betrifft auch ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement für einen Schaltungsträger der vorbeschriebenen Art. Das elektrisch leitfähige Kontaktelement weist einen elektrischen Anschluss auf und ist ausgebildet, die elektrisch leitfähige Schicht wenigstens galvanisch zu kontaktieren.
  • Das Kontaktelement weist wenigstens einen auf einem Längsabschnitt des Kontaktelements bevorzugt radial abweisenden Vorsprungsbereich auf. Der Vorsprungsbereich ist ausgebildet, beim Einfügen des Kontaktelements mindestens mittels mechanischer Vibrationen, insbesondere Ultraschall-Vibrationen, in ein Substrat des Schaltungsträgers eingebettet, bevorzugt von dem Substratmaterial umschmolzen zu werden und so das Kontaktelement formschlüssig gegen ein Herausbewegen aus der Aussparung oder dem Durchbruch zu sichern.
  • Der elektrische Anschluss ist beispielsweise durch einen an das Kontaktelement angeformten Stecker oder eine in dem Kontaktelement ausgebildete Buchse gebildet. Bevorzugt ist das Kontaktelement einstückig ausgebildet.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Verbinden eines Kontaktelements mit einem Schaltungsträger, insbesondere einem Schaltungsträger der vorbeschriebenen Art.
  • Bei dem Verfahren zum Verbinden eines Kontaktelements mit einem Schaltungsträger, insbesondere einem Molded-Interconnect-Device, stellt das Kontaktelement einen elektrischen Anschluss bereit.
  • In einem Verfahrensschritt wird das Kontaktelement mittels eines statischen Pressens und zusätzlich mittels dem statischen Druck aufmodulierter Vibration, insbesondere Ultraschall-Vibration in eine Aussparung oder einen Durchbruch des Schaltungsträgers eingefügt.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt wird mittels des Kontaktelements eine elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere eine Kupfer-Leiterbahn des Schaltungsträgers elektrisch, insbesondere galvanisch kontaktiert und – bevorzugt mittels wenigstens eines Vorsprungsbereiches – gegen ein Herausbewegen aus der Aussparung formschlüssig gesichert.
  • In einer Variante ist die Aussparung mittels Plasmaspray-Verfahren oder Laser-Strukturierung wenigstens teilweise mit der elektrisch leitfähigen Schicht versehen, so dass die Leiterbahn sich in die Aussparung hineinerstreckt. Dadurch kann die galvanische Kontaktierung vom Kontaktelement zur Schicht eine zusätzliche Kontaktfläche aufweisen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Kontaktelement zusätzlich zu einem Herausbewegen entlang einer Längsachse gegen ein Drehbewegen um die Längsachse formschlüssig gesichert.
  • In einer Variante des Verfahrens kontaktiert das Kontaktelement die Leiterbahn federnd galvanisch.
  • Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche und den Merkmalen der Figuren.
  • 1 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel für einen Schaltungsträger mit einem Kontaktelement, das mindestens mittels mechanischer Vibration in einen Durchbruch oder ein Sackloch eines MID-Substrates eingebracht ist und mittels Vorsprüngen formschlüssig gegen ein Herausbewegen gesichert ist.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Kontaktelement das ausgebildet ist, in einem Sackloch formschlüssig gegen ein Herausbewegen und ein Drehbewegen gesichert zu werden in einer Aufsicht;
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Kontaktelement in einem Längsschnitt das ein Federelement zum elektrischen Kontaktieren einer Leiterbahn eines MID aufweist und formschlüssig in ein MID-Substrat mittels Ultraschall-Vibration eingefügt ist;
  • 4 zeigt einen Schaltungsträger mit einem Kontaktelement das Vertiefungen aufweist, in die beim Einpressen mittels Ultraschall Schaltungsträgermaterial eingeschmolzen sind.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Schaltungsträger 1, welcher eine elektrisch leitfähige Schicht, in diesem Ausführungsbeispiel eine Leiterbahn 22 aufweist, welche eine Oberfläche des Schaltungsträgers bildet. Der Schaltungsträger 1 weist ein Substrat 20 auf, auf welches die Leiterbahn 22 mittels Laser-Strukturieren oder mittels Flammspritzen aufgebracht ist. Der Schaltungsträger 1 bildet in diesem Ausführungsbeispiel ein MID (MID = Molded-Interconnect-Device). Das Substrat 20 des Schaltungsträgers 1 ist dazu beispielsweise durch einen Thermoplast, insbesondere Polypropylen, Polycarbonat, Polybutylenterephthalat, Polyamid, Polyphenylensulfid, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetherimid oder ein Flüssigkristallpolymer gebildet. Mittels des Molded-Interconnect-Device kann beispielsweise ein Gehäuse eines elektronischen Bauteils gebildet sein, welches beispielsweise Tasten aufweist, und zusätzlich zu einer Gehäusestruktur einen Schaltungsträger für einen elektrischen Schaltkreis bildet.
  • Das Substrat 20 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Durchbruch auf, in welchem ein Kontaktelement 3 angeordnet ist. Das Kontaktelement 3 weist eine Längsachse 40 auf, und zwei Enden, wobei im Bereich eines ersten Endes ein Anschluss als Steck-Pin 7 ausgebildet ist und im Bereich eines zweiten Endes, welches zu dem ersten Ende entgegengesetzt angeordnet ist, ein weiterer Anschluss als Steck-Pin 8 ausgebildet ist. Die Steck-Pins 7 und 8 sind jeweils ausgebildet, mit einem entsprechend ausgebildeten Gegenstecker, beispielsweise einer Buchse oder einer Hülse, verbunden zu werden. Das Kontaktelement 3 weist einen radial um die Längsachse 40 umlaufenden, und sich von dieser radial nach außen erstreckenden, eine Schulter bildenden Kragen 10 auf, welcher mit einer Oberfläche, zuvor auch Schulterfläche genannt, senkrecht zur Längsachse 40 eine Kontaktfläche bildet, welche – ähnlich einer Schulter – auf der Leiterbahn 22 aufliegt. Die Leiterbahn 22 wird in diesem Bereich durch den Kragen 10 des Kontaktelements 3 elektrisch, insbesondere galvanisch kontaktiert. Der Kragen 10 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen kleineren Durchmesser auf als der Steck-Pin 3. Der Steck-Pin 3 ist beispielsweise mit einem runden oder quadratischen Querschnitt ausgebildet. Das Kontaktelement 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels statischem Pressen und zusätzlich mittels einer diesem aufmodulierten Vibration, beispielsweise Ultraschallvibration im Frequenzbereich zwischen zwanzigtausend und fünfzigtausend Hertz, in das Substrat 20, insbesondere in den Durchbruch eingepresst worden. Das Kontaktelement weist entlang der Längsachse 40 auf einem Mittenabschnitt, welcher zum Einpressen in das Substrat 20 ausgebildet ist, radial von der Längsachse 40 abweisende Vorsprungsbereiche 24, 25, 26 und 27 auf. Die Vorsprungsbereiche 24, 25, 26 und 27 sind jeweils sägezahnförmig ausgebildet. Durch den Vorsprungsbereich 24 ist das Kontaktelement gegen ein Herausbewegen aus dem Substrat 20 entgegengesetzt zur Einfügerichtung 42 formschlüssig gesichert, ebenso durch den Vorsprungsbereich 26. Durch die Vorsprungsbereiche 25 und 27 ist das Kontaktelement 3 gegen ein Weiterbewegen entlang der Einfügerichtung 42 formschlüssig gesichert. Die Vorsprungsbereiche 24, 25, 26 und 27 wurden jeweils beim Einfügen des Kontaktelements 3 mittels Ultraschallvibration in das Substrat 20 eingeschmolzen, was durch eine durch die Ultraschallvibration erzeugte Reibungswärme bewirkt wurde. Die Vorsprungsbereiche 24, 25, 26 und 27 sind dabei von einem Material des Substrates 20 eingebettet. Dargestellt sind auch Bereiche der Leiterbahn 22, welche während des Einpressens in der Einfügerichtung 42 nach innen gedrückt worden sind. Der Bereich 54 ist beispielhaft bezeichnet. 1 zeigt – gestrichelt dargestellt – zwei weitere Varianten für das Kontaktelement 3 und den Schaltungsträger 1. Die gestrichelte Linie 12 kennzeichnet ein Ende des Kontaktelements, welches in dieser Ausführungsform den Anschluss-Pin 8 nicht aufweist. Das Ende 12 des Kontaktelements 3 endet somit in einem Sackloch des Substrates 20. Das ist durch die gestrichelte Linie 23 dargestellt, welche in diesem Ausführungsbeispiel eine durchgehende Oberfläche des Substrates 20 kennzeichnet.
  • Dargestellt ist auch eine Ausführungsform des Kontaktelements 3 mit einem elektrischen Anschluss, welcher als Buchse ausgebildet ist. Die gestrichelte Linie 9 kennzeichnet eine Wand der so gebildeten Buchse, die elektrisch mit einem entsprechend ausgebildeten Stecker kontaktiert werden kann.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Kontaktelement 4. Das Kontaktelement 4 weist – wie das Kontaktelement 3 in 1 – einen radial von der Längsachse 40 abweisenden und umlaufend ausgebildeten Kragen 10 auf. Das Kontaktelement 4 weist auch einen Bereich 35 auf, welcher in diesem Ausführungsbeispiel einen Endabschnitt bildet. Der Bereich 35 weist einen kleineren Durchmesser auf als der Kragen 10. Der Kragen 10 kann somit nach einem Einpressen – unter zusätzlicher Einwirkung von Ultraschallvibration – mit einer Kontaktfläche 37 auf einer Leiterbahn 22 aufliegen und diese elektrisch, insbesondere galvanisch kontaktieren. Das Kontaktelement 7 weist im Bereich 35 radial nach außen weisende Vorsprungsbereiche auf, von denen die Vorsprungsbereiche 28 und 29 beispielhaft bezeichnet sind. Die Vorsprungsbereiche sind in diesem Ausführungsbeispiel als Spitzen mit einem dreieckigen Querschnitt ausgebildet. Die Spitzen werden beim Einpressen des Bereichs 35 in ein Substrat eines Schaltungsträgers durch die Ultraschallvibrationen in das Substrat eingeschmolzen und in dieses eingebettet. Das Kontaktelement 4 weist – wie das Kontaktelement 3 in 1 – einen Anschluss-Pin 7 auf, welcher zum Steckverbinden mit einer entsprechenden Hülse ausgebildet ist.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Kontaktelement 5. Das Kontaktelement 5 weist im Bereich eines Endes einer Längserstreckung entlang einer Längsachse 40 einen Endabschnitt 36 auf, welcher zum Einpressen in ein Substrat 20 ausgebildet ist. Das Substrat 20 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein Sackloch auf, in dem der Endabschnitt 36 des Kontaktelements 5 aufgenommen ist. Das Kontaktelement 5 weist auch Vorsprungsbereiche auf, welche in das Substrat 20 mittels Ultraschallvibrationen eingebettet sind. Die Vorsprungsbereiche 28 und 29 sind beispielhaft bezeichnet. Die Vorsprungsbereiche sind beispielsweise wie die Vorsprungsbereiche des Kontaktelements 4 mit einem dreieckigen Querschnitt ausgebildet, und bilden jeweils eine Spitze oder Zacke. Dadurch ist das Kontaktelement 5 entgegen einem Drehen um die Längsachse 40 formschlüssig gesichert. Denkbar sind auch radial abweisende und radial umlaufende Vorsprungsbereiche, welche radial umlaufend als Ringe ausgebildet sind. Das Kontaktelement 5 ist dann nur gegen ein Heraus- oder Hineinbewegen in das Substrat 20 entlang der Längsachse 40 gesichert. Das Kontaktelement 5 weist – anders als das Kontaktelement 3 und das Kontaktelement 4 – einen federnd ausgebildeten Kragen 11 auf. Der Kragen 11 erstreckt sich radial abweisend weiter als die Vorsprungsbereiche 28 und 29, sodass die Leiterbahn 22 durch den federnd ausgebildeten Kragen 11 elektrisch kontaktiert werden kann. Durch den federnd ausgebildeten Kragen 11 kann das Kontaktelement 5 vorteilhaft auch bei thermischen Ausdehnungen oder Schwingungen des Schaltungsträgers, insbesondere des Substrates 20 mit der Leiterbahn 22 die Leiterbahn 22 sicher elektrisch kontaktieren. Der Kragen 11 erstreckt sich in diesem Ausführungsbeispiel mit wenigstens einer Richtungskomponente in Richtung der Längsachse 40 und ist ausgebildet, mit wenigstens einer Richtungskomponente in Richtung der Längsachse 40 zu federn.
  • Das Kontaktelement 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittdarstellung dargestellt. Dargestellt ist auch ein Einpresswerkzeug 30, insbesondere eine Sonotrode, welches das Kontaktelement 5 entlang der Einpressrichtung 42 in das Substrat 20 mittels wenigstens einem statischen Einpressdruck und dem statischen Einpressdruck aufmodulierten Ultraschallschwingungen in das Substrat 20 eingepresst hat. Das Einpresswerkzeug 30 umgreift in diesem Ausführungsbeispiel den Anschluss-Pin 7 und setzt auf einen Flächenbereich auf, welcher benachbart zu dem Anschluss-Pin 7 sich radial nach außen erstreckt und eine Einpressschulter des Kontaktelements 5 bildet.
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Kontaktelement 6. Das Kontaktelement 6 weist im Bereich eines Endes einer Längserstreckung entlang einer Längsachse 40 einen Endabschnitt 34 mit einer Längsabmessung 41 auf, welcher zum Einpressen in ein Substrat 20 ausgebildet ist. Das Substrat 20 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein Sackloch auf, in dem der Endabschnitt 36 des Kontaktelements 6 aufgenommen ist. Das Kontaktelement 6 weist auch Vertiefungen auf, welche in das Substrat 20 mittels Ultraschallvibrationen eingebettet sind. Die Vertiefungen 38 und 39 sind beispielhaft bezeichnet. In die Vertiefung 38 ist ein Teil 21 des Substrats 20 eingeschmolzen, in die Vertiefung 39 ist ein Teil 23 des Substrats 20 eingeschmolzen. Die Vertiefungen sind beispielsweise spitzkegelförmige oder hohlzylinderförmige Ausnehmungen ausgebildet, und bilden jeweils ein Sackloch. Dadurch ist das Kontaktelement 5 entgegen einem Drehen um die Längsachse 40 formschlüssig gesichert. Denkbar sind auch radial nach innenweisende umlaufende Vertiefungsbereiche, welche jeweils radial umlaufend als Ringnut ausgebildet sind. Das Kontaktelement 6 ist dann nur gegen ein Heraus- oder Hineinbewegen in das Substrat 20 entlang der Längsachse 40 gesichert. Das Kontaktelement 6 weist wie das Kontaktelement 3 und das Kontaktelement 4 einen sich radial abweisend erstreckenden Kragen 10 auf, welcher mit einem zum Einführen in das Substrat ausgebildeten Ende weisenden Oberflächenbereich ausgebildet ist, die elektrisch leitfähige Schicht 22 elektrisch zu kontaktieren. Denkbar ist anstelle des Kragens 10 ein federnd ausgebildeter Kragen 11 wir in 3 beschrieben. Das Kontaktelement 6 weist einen Anschluss auf, der als Steck-Pin 7 ausgebildet ist. Denkbar ist auch eine Buchse als Anschluss anstelle des Steck-Pins 7.

Claims (10)

  1. Schaltungsträger (1), insbesondere Molded-Interconnect-Device, mit wenigstens einer auf einem Substrat (20) des Schaltungsträgers (1) ausgebildeten elektrisch leitfähigen Schicht (22), insbesondere Leiterbahn, wobei der Schaltungsträger (1) mit einem elektrisch leitfähigen Kontaktelement (3, 4, 5, 6) verbunden ist, wobei das Kontaktelement (3, 4, 5, 6) einen elektrischen Anschluss (7, 8) aufweist und ausgebildet ist, die elektrisch leitfähige Schicht (22) wenigstens galvanisch zu kontaktieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (3, 4, 5, 6) in einer Aussparung oder Durchbruch des Schaltungsträgers (1) angeordnet ist und wenigstens einen auf einem Längsabschnitt des Kontaktelements (3, 4, 5, 6) angeordneten und radial abweisenden Vorsprung (24, 25, 26, 27, 28, 29) und/oder eine insbesondere radial nach innen weisende Vertiefung (38, 39) aufweist, wobei der Vorsprung und/oder die Vertiefung (38, 39) ausgebildet ist, das Kontaktelement (3, 4, 5, 6) wenigstens formschlüssig gegen ein Herausbewegen aus der Aussparung oder dem Durchbruch zu sichern, wobei das Kontaktelement (3, 4, 5, 6) mindestens mittels mechanischer Vibrationen, insbesondere Ultraschall-Vibrationen, in dem Substrat (20) des Schaltungsträgers eingebettet ist.
  2. Schaltungsträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (3, 4) einen insbesondere ringförmig ausgebildete Schulter (10) aufweist, welche sich quer zu einer Längsachse (40) des Kontaktelements (3, 4) erstreckt und welche ausgebildet ist, mit einer Schulterfläche (37) die Schicht galvanisch zu kontaktieren.
  3. Schaltungsträger (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schulter (11) eine Feder (11) ist, welche ausgebildet ist, die elektrisch leitfähige Schicht (22) federnd zu kontaktieren.
  4. Schaltungsträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zum Kontaktieren der elektrisch leitfähigen Schicht (22) ausgebildeter Oberflächenbereich der Schulter derart rau ausgebildet ist, dass beim Einbringen des Kontaktelements mittels Ultraschall eine Oxidschicht auf der Schicht, insbesondere Leiterbahn, durchrieben werden kann.
  5. Schaltungsträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Vorsprungsbereich (24, 25, 26, 27) sägezahnförmig ausgebildet ist.
  6. Schaltungsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Vorsprungsbereiche (24, 25) sägezahnförmig ausgebildet sind und angeordnet sind, den Formschluss in zueinander entgegengesetzten Richtungen zu erzeugen.
  7. Schaltungsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprungsbereich (24, 25, 26, 27, 28, 29) ausgebildet ist, in wenigstens zwei zueinander verschiedenen Richtungen den Formschluss zu erzeugen, so dass das Kontaktelement zusätzlich zu einem Herausbewegen entlang einer Längsachse (40) gegen ein Drehen um die Längsachse (40) gesichert ist.
  8. Verfahren zum Verbinden eines Kontaktelements (3, 4, 5) mit einem Schaltungsträger (1), insbesondere Molded-Interconnect-Device, bei dem das Kontaktelement einen elektrischen Anschluss bereitstellt, wobei das Kontaktelement (3, 4, 5) mittels eines statischen Pressens und zusätzlich mittels dem statischen Druck aufmodulierter Vibration, insbesondere Ultraschall-Vibration in eine Aussparung des Schaltungsträgers eingefügt wird und mittels des Kontaktelements eine elektrisch leitfähige Schicht (22), insbesondere Leiterbahn des Schaltungsträgers (1) elektrisch, insbesondere galvanisch kontaktiert und gegen ein Herausbewegen aus der Aussparung formschlüssig gesichert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Kontaktelement (3, 4, 5) zusätzlich zu einem Herausbewegen entlang einer Längsachse gegen ein Drehbewegen um die Längsachse formschlüssig gesichert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem das Kontaktelement (5) die Leiterbahn (22) federnd galvanisch kontaktiert.
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