DE102014010374A1 - A metal load current contact and method of attaching a lug to the metal load current contact - Google Patents

A metal load current contact and method of attaching a lug to the metal load current contact Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen metallenen Laststromkontakt (1, 2) zur elektrisch leitenden Befestigung an einer Leiterplatte (3), wobei der Laststromkontakt (1, 2) a) einen Grundkörper (4) mit einer planen Unterseite (5) aufweist, wobei vorgesehen ist, dass der Laststromkontakt (1, 2) mit der planen Unterseite (5) an einer Leiterplatte (3) elektrisch leitend befestigt werden kann, und b) eine sich von einer, von der Unterseite (5) verschiedenen Oberfläche des Grundkörpers (4) erstreckende Anschlussmöglichkeit für einen Kabelschuh (6) aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Befestigen eines Kabelschuhs (6) an einem auf einer Leiterplatte (3) befestigten metallenen Laststromkontakt (1, 2) sowie ein System aus einem erfindungsgemäßen, metallenen Laststromkontakt (1, 2), der über eine Lot- oder Sinterschicht 11 elektrisch leitend an eine Leiterplatte (3) befestigt ist.The present invention relates to a metal load current contact (1, 2) for electrically conductive attachment to a printed circuit board (3), wherein the load current contact (1, 2) a) has a base body (4) with a flat underside (5), being provided in that the load current contact (1, 2) with the flat underside (5) can be electrically conductively fixed to a printed circuit board (3), and b) a surface extending from the underside (5) of the base body (4) Connection possibility for a cable lug (6). The present invention also relates to a method for fastening a cable lug (6) to a metal load current contact (1, 2) fastened on a printed circuit board (3) and to a system comprising a metal load current contact (1, 2) according to the invention, which is connected via a solder or sintered layer 11 is electrically conductively attached to a printed circuit board (3).

Figure DE102014010374A1_0001
Figure DE102014010374A1_0001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen metallenen Laststromkontakt und ein Verfahren zum torsionsfreien Befestigen eines Kabelschuhs an dem metallenen Laststromkontakt. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein System aus einer Leiterplatte sowie einem daran elektrisch leitend befestigten, erfindungsgemäßen, metallenen Laststromkontakt.The present invention relates to a metal load current contact and a method for torsionally attaching a cable lug to the metal load current contact. Furthermore, the present invention relates to a system of a printed circuit board and a thereto electrically conductively attached, according to the invention, metal load current contact.

Bei elektronischen Baugruppen, die für das Leiten von elektrischem Strom mit einer hohen Spannung (etwa im Bereich von 300 V bis 700 V) und einer großen Strommenge (etwa im Bereich von 50 A bis 200 A) vorgesehen sind, etwa bei Wechselrichtern für (auch) elektrisch angetriebene Fahrzeuge, werden üblicherweise sog. Einpresskontakte verwendet, über die die in den elektronischen Baugruppen vorhandenen Leiterplatten mit einer Stromquelle (bspw. einer Hochvolt-Batterie) verbunden werden können.In the case of electronic assemblies intended for conducting high-voltage electrical power (for example in the range of 300 V to 700 V) and a large amount of electricity (for example in the range of 50 A to 200 A), such as inverters for (also ) electrically driven vehicles, so-called press-fit contacts are usually used, via which the printed circuit boards present in the electronic modules can be connected to a power source (for example a high-voltage battery).

Einpresskontakte weisen an ihrer Unterseite üblicherweise zwei oder mehr (etwa 4, 8, 9, 12 oder 16) Einpressstifte auf, die sich senkrecht von einer Grundplatte oder einem Grundelement des Einpresskontakts weg erstrecken. Die Einpressstifte können entweder massiv ausgeführt sein oder als elastische oder flexible Einpressstifte mit entsprechenden Verformungszonen. Einpressstifte können an ihrer Oberfläche eine Reihe von Einkerbungen in äquidistanten Abständen aufweisen, die sich in Richtung der Längsachse der Einpressstifte erstrecken („Riffelstruktur”).Press-fit contacts typically have two or more (about 4, 8, 9, 12 or 16) press-fit pins on their underside which extend perpendicularly away from a base plate or base of the press-fit contact. The press-fit pins can either be made solid or as elastic or flexible press-in pins with corresponding deformation zones. Press-fit pins may have on their surface a series of notches at equidistant intervals extending in the direction of the longitudinal axis of the press-fit pins ("corrugation structure").

Um diese Einpresskontakte an einer Leiterplatten befestigen zu können, werden durch die Leiterplatten Löcher mit einer zu dem jeweiligen Einpresskontakt passenden Anzahl, Anordnung und Durchmesser gebohrt, und die erzeugten Löcher metallisiert. Der Durchmesser der Löcher in der Leiterplatte ist dabei kleiner als der Durchmesser der Einpressstifte.In order to fix these press-in contacts on a printed circuit board, holes are drilled through the printed circuit boards with a number suitable to the respective press-fit contact, arrangement and diameter, and the holes produced metallized. The diameter of the holes in the circuit board is smaller than the diameter of the press-fit pins.

Beim Einpressen des Einpresskontakts entsteht eine sog. Überpressung, die entweder durch eine Verformung der Löcher oder durch eine Verformung der Einpressstifte aufgenommen werden kann. Bei Einpressstiften mit einer Riffelstruktur erfolgt ein Einschneiden des Einpressstifts in die Metallisierungsschicht. Beim Einpressen des Einpresskontakts kann zwischen dem Einpressstift und dem metallisierten Loch in der Leiterplatte eine luftdichte Verbindung im Wege der Kaltverschweißung bzw. Reibverschweißung ausgebildet werden.When pressing the press-in contact creates a so-called. Overpressure, which can be absorbed either by a deformation of the holes or by a deformation of the press-fit. In the case of press-fit pins with a corrugated structure, the press-fit pin is cut into the metallization layer. When pressing the press-in contact can be formed between the press-in pin and the metallized hole in the circuit board an airtight connection by means of cold welding or Reibverschweißung.

Bei richtiger Ausführung und Einhaltung der erforderlichen Prozessparameter zeichnen sich die so erzeugten elektrischen Anschlüsse durch eine hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit aus.With proper design and compliance with the required process parameters, the electrical connections created in this way are characterized by high reliability and durability.

Mit den Einpresskontakten und dem Einpressverfahren sind jedoch auch eine Reihe von Nachteilen verbunden:

  • – Es müssen in der Leiterplatte zwei oder mehr in ihrer Anordnung und ihrem Durchmesser exakt passende Löcher erzeugt und metallisiert werden.
  • – Die Struktur von Leiterplatten ist häufig ausgebildet aus einem in ein Epoxidharz eingebettetes Glasfasergewebe. Derartige Leiterplatten zeichnen sich durch einen Ausdehnungskoeffizienten aus, der dem von Kupfer ähnlich ist. Hierdurch können Spannungen zwischen der Leiterplatte und den darauf/daran befestigten elektrischen/elektronischen Bauteilen bei wechselnden Temperaturen auf ein vertretbares Maß begrenzt werden.
However, a number of disadvantages are associated with the press-fit contacts and the press-fit method:
  • - It must be produced in the circuit board two or more in their arrangement and their diameter exactly matching holes and metallized.
  • - The structure of printed circuit boards is often formed of an embedded in an epoxy resin fiberglass fabric. Such printed circuit boards are characterized by an expansion coefficient which is similar to that of copper. As a result, voltages between the circuit board and the attached thereon / electrical / electronic components can be limited at varying temperatures to an acceptable level.

An den Stellen, an denen die Löcher durch die Leiterplatte hindurch erzeugt werden, wird das Glasfasergewebe notwendiger Weise durchtrennt und enden Glasfasern somit in der Wandung der Löcher. Durch Umwelteinflüsse (wechselnde Temperaturen, Feuchte, die an den Einpresskontakten bzw. den Wandungen der Löcher anliegende elektrische Spannung, etc.) kann entlang der durchtrennten Glasfasern in x-y-Richtung ein sog. Filamente-Wachstum stattfinden. Da sich an die Filamente oftmals Metallatome anlagern, können die Filamente elektrisch leitend sein bzw. werden, so dass die Isolationseigenschaften des Leiterplattenmaterials negativ beeinflusst oder gar zerstört werden können. Dies kann zu einer Verkürzung der Lebensdauer der elektronischen Baugruppe bzw. der elektronischen Vorrichtung führen, die eine derartige Leiterplatte enthält.

  • – Die Länge der Einpressstifte ist größer als die Dicke der jeweiligen Leiterplatte. Dies hat zur Folge, dass die Enden der Einpressstifte nach dem Einpressen der Einpresskontakte an der Unterseite der Leiterplatte hervorstehen. Diese hervorstehenden Enden der Einpressstifte müssen in der Regel in einem weiteren Arbeitsgang elektrisch isoliert werden. Da die Unterseite der Leiterplatte durch die hervorstehenden und gegebenenfalls elektrisch isolierten Enden der Einpressstifte uneben ist, ist es bei einer Anbringung eines Kühlkörpers an der Unterseite der Leiterplatte erforderlich, in dem Kühlkörper entsprechende Aussparungen vorzusehen, wodurch die Kühlleistung insgesamt und insbesondere im Bereich der Einpresskontakte verschlechtert ist.
At the locations where the holes are produced through the printed circuit board, the glass fiber fabric is necessarily severed and ends thus glass fibers in the wall of the holes. Due to environmental influences (changing temperatures, humidity, the voltage applied to the press-fit contacts or the walls of the holes, etc.), a so-called filament growth can take place along the severed glass fibers in the xy direction. Since metal atoms are often deposited on the filaments, the filaments can be or become electrically conductive, so that the insulating properties of the printed circuit board material can be negatively influenced or even destroyed. This can lead to a shortening of the life of the electronic assembly or the electronic device containing such a printed circuit board.
  • - The length of the press-fit pins is greater than the thickness of the respective circuit board. This has the result that the ends of the press-in pins protrude after pressing the press-in contacts on the underside of the circuit board. These protruding ends of the press-fit pins must usually be electrically isolated in a further operation. Since the underside of the printed circuit board is uneven due to the protruding and possibly electrically insulated ends of the press-in pins, it is necessary for mounting a heat sink on the underside of the printed circuit board to provide corresponding recesses in the heat sink, thereby impairing the cooling performance overall and in particular in the region of the press-fit contacts is.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Laststromkontakt für eine Leiterplatte zur Verfügung zu stellen, mit dem die Nachteile des Stands der Technik überwunden oder jedenfalls verringert werden. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges Verfahren zum Befestigen eines Kabelschuhs an dem erfindungsgemäßen Laststromkontakt zur Verfügung zu stellen.It is an object of the present invention to provide a load current contact for a printed circuit board, with which the disadvantages of the prior art overcome or at least be reduced. It is another object of the present invention to provide a novel method of attaching a lug to the load current contact of the present invention.

Diese Aufgaben werden gelöst durch den Laststromkontakt gemäß Anspruch 1, das Verfahren gemäß Anspruch 5 sowie das System gemäß Anspruch 6. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. These objects are achieved by the load current contact according to claim 1, the method according to claim 5 and the system according to claim 6. Advantageous developments of the invention are subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird ein metallener Laststromkontakt für eine elektrisch leitende Befestigung an einer Leiterplatte vorgeschlagen, wobei der Laststromkontakt a) einen Grundkörper mit einer planen Unterseite aufweist, wobei vorgesehen ist, dass der Laststromkontakt mit der planen Unterseite an einer Leiterplatte elektrisch leitend befestigt werden kann, und b) eine sich von einer, von der Unterseite verschiedenen Oberfläche des Grundkörpers erstreckende Anschlussmöglichkeit für einen Kabelschuh aufweist.According to the invention, a metal load current contact is proposed for an electrically conductive attachment to a printed circuit board, wherein the load current contact a) has a base body with a flat underside, it being provided that the load current contact with the flat underside can be electrically conductively fixed to a printed circuit board, and b ) has a connection possibility for a cable lug extending from a, different from the bottom surface of the base body.

Durch den erfindungsgemäßen Laststromkontakt ist kein Ausbilden von Durchkontaktierungen (durchgehenden Löchern) in der Leiterplatte erforderlich, um den Laststromkontakt an der Leiterplatte befestigen zu können. Hierdurch verringert sich entscheidend das Risiko von Filamente-Wachstum. Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass bei einem Befestigen des erfindungsgemäßen Laststromkontakts an der Leiterplatte deren Unterseite eben bleibt, keine Isolierung von überstehenden Einpressstiften erforderlich ist und daher ein eventuell erforderlicher Kühlkörper für die Rückseite der Leiterplatte nicht mit entsprechenden Aussparungen versehen werden muss. Hierdurch kann auch auf einfache und kostengünstige Weise eine gute Kühlung über die gesamte Unterseite der Leiterplatte hinweg erreicht werden.The load current contact according to the invention does not require the formation of plated-through holes (through-holes) in the printed circuit board in order to be able to fasten the load current contact to the printed circuit board. This significantly reduces the risk of filament growth. A further advantage is that when attaching the load current contact according to the invention on the circuit board whose bottom remains flat, no insulation of protruding press-fit pins is required and therefore a possibly required heat sink for the back of the circuit board does not need to be provided with corresponding recesses. As a result, good cooling over the entire underside of the printed circuit board can be achieved in a simple and cost-effective manner.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Grundköper des metallenen Laststromkontakts wenigstens über eine Teilstrecke eine polygone, kreisrunde, elipsoide oder Vielrund-Form auf.According to a first advantageous development of the invention, the base body of the metal load current contact has a polygonal, circular, ellipsoidal or polygonal shape over at least part of its length.

Gemäß einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst bei dem erfindungsgemäßen Laststromkontakt die Anschlussmöglichkeit für einen Kabelschuh einen sich senkrecht zur Unterseite des Grundkörpers erstreckenden Körper, der wenigstens im Bereich seines distalen Endes ein Außen- oder Innengewinde aufweist.According to a second advantageous development of the invention, in the case of the load current contact according to the invention, the connection possibility for a cable lug comprises a body which extends perpendicularly to the underside of the base body and which has an external or internal thread at least in the region of its distal end.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des metallenen Laststromkontakts umfasst die Anschlussmöglichkeit für einen Kabelschuh einen sich parallel zur Unterseite des Grundkörpers erstreckenden Körper, der wenigstens im Bereich seines distalen Endes ein Außen- oder Innengewinde aufweist.According to a further advantageous development of the metal load current contact, the connection possibility for a cable lug comprises a body extending parallel to the underside of the main body, which has an external or internal thread at least in the area of its distal end.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Befestigen eines Kabelschuhs an einem auf einer Leiterplatte befestigten metallenen Laststromkontakt, mit den Schritten:

  • – Bereitstellen einer Leiterplatte mit einem daran elektrisch leitend befestigten Laststromkontakt, wie er gemäß der vorliegenden Erfindung definiert ist;
  • – Bereitstellen eines Kabelschuhs;
  • – Bereitstellen einer Mutter mit einem zu dem bei dem Körper des Laststromkontakts vorgesehenen Außengewinde passenden Innengewinde oder Bereitstellen einer Schraube mit einem zu dem bei dem Körper des Laststromkontakts vorgesehenen Innengewinde passenden Außengewinde;
  • – Befestigen des Kabelschuhs unter Anschrauben der Mutter an das Außengewinde oder Befestigen des Kabelschuhs unter Einschrauben der Schraube in das Innengewinde, wobei während des Schraubens der Mutter oder Schraube
  • – bei einem Laststromkontakt mit einem sich senkrecht zur Unterseite des Grundkörpers erstreckenden Körper, der wenigstens im Bereich seines distalen Endes ein Außen- oder Innengewinde aufweist, der Laststromkontakt durch Anlegen eines zu der Form des Grundkörpers wenigstens in dessen unterem Bereich passenden Schlüssels an den Grundkörper oder durch Klemmen des Grundkörpers mittels Greifbacken eines mehrschenkeligen Werkzeugs fixiert wird, oder
  • – bei einem Laststromkontakt, bei dem die Anschlussmöglichkeit für einen Kabelschuh einen sich parallel zur Unterseite des Grundkörpers erstreckenden Körper umfasst, der wenigstens im Bereich seines distalen Endes ein Außen- oder Innengewinde aufweist, der Laststromkontakt mittels Ausüben eines Drucks auf den Grundkörper in Richtung der Unterseite des Grundkörpers mittels eines Druckstempels fixiert wird,
  • – um hierdurch das Auftreten von Torsionskräften zwischen der Unterseite des Grundkörpers und der Leiterplatte zu verhindern.
The present invention also includes a method of attaching a lug to a metal load current contact mounted on a circuit board, comprising the steps of:
  • - Providing a printed circuit board with a load-current contact electrically conductively attached thereto, as defined according to the present invention;
  • - Providing a cable lug;
  • - Providing a nut with an appropriate for the provided at the body of the load current contact external thread internal thread or providing a screw with an appropriate for the provided at the body of the load current contact internal thread external thread;
  • - Attaching the cable lug by screwing the nut to the external thread or attaching the lug by screwing the screw into the internal thread, wherein during the screwing of the nut or screw
  • - In a load current contact with a perpendicular to the underside of the body extending body having at least in the region of its distal end an external or internal thread, the load current contact by applying a matching to the shape of the body at least in the lower region key to the main body or is fixed by clamping the body by gripping jaws of a multi-limbed tool, or
  • - In a load current contact, in which the connection possibility for a cable lug comprises a parallel to the underside of the body extending body having at least in the region of its distal end an external or internal thread, the load current contact by exerting pressure on the body in the direction of the bottom the base body is fixed by means of a plunger,
  • - To thereby prevent the occurrence of torsional forces between the underside of the body and the circuit board.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein System aus einer Leiterplatte und einem metallenen Laststromkontakt gemäß der vorliegenden Erfindung oder einer seiner vorteilhaften Weiterbildungen, wobei der metallene Laststromkontakt über eine Lot- oder Sinterschicht elektrisch leitend an der Leiterplatte befestigt ist.The present invention also includes a system of a printed circuit board and a metal load current contact according to the present invention or one of its advantageous developments, wherein the metal load current contact via a solder or sintered layer is electrically conductively attached to the circuit board.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines an einer Leiterplatte befestigten erfindungsgemäßen Laststromkontakts; 1 a first embodiment of a printed circuit board according to the invention load current contact;

2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines an einer Leiterplatte befestigten erfindungsgemäßen Laststromkontakts; 2 a second embodiment of a printed circuit board according to the invention load current contact;

3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines an einer Leiterplatte befestigten erfindungsgemäßen Laststromkontakts. 3 A third embodiment of a printed circuit board according to the invention load current contact.

Die Darstellungen in den Figuren sind rein schematisch und nicht maßstabsgerecht. Innerhalb der Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.The illustrations in the figures are purely schematic and not to scale. Within the figures, the same or similar elements are provided with the same reference numerals.

Die nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.The embodiments explained below represent preferred embodiments of the present invention. Of course, the present invention is not limited to these embodiments.

In den 1–3 sind jeweils Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen metallenen Laststromkontakte 1, 2 schematisch dargestellt, die über eine Lot- oder Sinterschicht 11 an einer Leiterplatte 3 befestigt sind. Ebenfalls ist in den 1–3 jeweils ein an dem Laststromkontakt 1, 2 befestigter Kabelschuh 6 schematisch dargestellt. Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die in den Figuren dargestellte Kombination beschränkt.In the 1 - 3 are each embodiments of the metal load current contacts of the invention 1 . 2 shown schematically, the over a solder or sintered layer 11 on a circuit board 3 are attached. Also in the 1 - 3 one each on the load current contact 1 . 2 attached cable lug 6 shown schematically. Of course, the present invention is not limited to the combination shown in the figures.

Wie in den 1–3 schematisch dargestellt ist, weist der erfindungsgemäße, metallene Laststromkontakt 1, 2 zur elektrisch leitenden Befestigung an einer Leiterplatte 3

  • a) einen Grundkörper 4 mit einer planen Unterseite 5 auf, wobei vorgesehen ist, dass der Laststromkontakt 1, 2 mit der planen Unterseite 5 an einer Leiterplatte 3 elektrisch leitend befestigt werden kann, und
  • b) eine sich von einer, von der Unterseite 5 verschiedenen Oberfläche des Grundkörpers 4 erstreckende Anschlussmöglichkeit für einen Kabelschuh 6 auf.
As in the 1 - 3 is shown schematically, the inventive, metal load current contact 1 . 2 for electrically conductive attachment to a circuit board 3
  • a) a basic body 4 with a flat bottom 5 on, wherein it is provided that the load current contact 1 . 2 with the plan base 5 on a circuit board 3 electrically conductive can be attached, and
  • b) one from one, from the bottom 5 different surface of the main body 4 extending connection possibility for a cable lug 6 on.

Der erfindungsgemäße, metallene Laststromkontakt 1, 2 kann aus jedem geeigneten Metall oder aus jeder geeigneten Metalllegierung bestehen. Als einige nicht abschließende Beispiele seien hier erwähnt Kupfer oder eine Kupferlegierung (bspw. CuZn40Pb2, CuZn39Pb3). Die Oberfläche des erfindungsgemäßen, metallenen Laststromkontakts 1, 2 kann aus einem anderen Metall/einer anderen Metalllegierung bestehen als der Rest des Laststromkontakts 1, 2.The inventive metal load current contact 1 . 2 can be made of any suitable metal or metal alloy. As some non-exhaustive examples, mention may be made here of copper or a copper alloy (eg CuZn 40 Pb 2 , CuZn 39 Pb 3 ). The surface of the metal load current contact according to the invention 1 . 2 may be made of a different metal / metal alloy than the rest of the load current contact 1 . 2 ,

Auch in Bezug auf die Größe des erfindungsgemäßen, metallenen Laststromkontakts 1, 2 bestehen keine besonderen Einschränkungen und der erfindungsgemäße, metallene Laststromkontakt 1, 2 kann jede geeignete Größe aufweisen, wobei gegebenenfalls die Stromstärke, die elektrische Spannung sowie die erforderliche bzw. wünschenswerte Größe der Unterseite 5 des Grundkörpers 4 für die Wahl einer geeigneten Größe des Laststromkontakts 1, 2 berücksichtigt werden kann.Also with respect to the size of the metal load current contact according to the invention 1 . 2 There are no particular restrictions and the metal load current contact according to the invention 1 . 2 may be of any suitable size, optionally including the current, the voltage and the required or desirable size of the underside 5 of the basic body 4 for the selection of a suitable size of the load current contact 1 . 2 can be taken into account.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Grundkörper 4 des Laststromkontakts 1, 2 wenigstens über eine Teilstrecke eine polygone, kreisrunde, elipsoide oder Vielrund-Form auf. Der Grundkörper 4, ein Teil des Grundkörpers 4 bzw. auch die Unterseite 5 des Grundkörpers 4 kann bspw. eine dreieckige, viereckige, fünfeckige oder sechseckige Form aufweisen. Unter einer „Vielrund-Form” ist etwa eine Sechsrundform zu verstehen, die etwa der Form eines Torx®-Bits entspricht. Eine Vielrundform kann eine Innenrund- oder Außenrundform sein.According to a first advantageous embodiment of the invention, the base body 4 of the load current contact 1 . 2 at least over a section of a polygonal, circular, ellipsoid or multi-round shape. The main body 4 , a part of the body 4 or the bottom 5 of the basic body 4 may, for example, have a triangular, quadrangular, pentagonal or hexagonal shape. A "round-shaped" is to be understood as a six-round shape, which corresponds approximately to the shape of a Torx ® -Bits. A multi-round shape can be an inner round or outer round shape.

Aus fertigungstechnischen Gründen (einfache und kostengünstige Fertigung) wird es oftmals bevorzugt sein, dass der metallene Laststromkontakt 1, 2 entweder einen quadratischen, sechseckigen oder kreisrunden Grundkörper 4 aufweist.For manufacturing reasons (simple and inexpensive production), it will often be preferred that the metal load current contact 1 . 2 either a square, hexagonal or circular basic body 4 having.

In 1 ist schematisch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laststromkontakts 1 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Anschlussmöglichkeit für einen Kabelschuh 6 einen sich senkrecht zur Unterseite des Grundkörpers 4 erstreckenden Körper 7, der wenigstens im Bereich seines distalen Endes ein Außen- oder Innengewinde aufweist.In 1 schematically is a first embodiment of the load current contact according to the invention 1 shown. In this embodiment, the connection possibility comprises a cable lug 6 a perpendicular to the bottom of the body 4 extending body 7 which has at least in the region of its distal end an external or internal thread.

Weist der Körper 7 ein Außengewinde auf, so ist es vorteilhaft, wenn der Körper 7 einen geringeren Durchmesser als der Grundkörper 4 aufweist, da hierdurch das Befestigen eines Kabelschuhs 6 durch das Anschrauben einer Mutter 9 an das Außengewinde besonders einfach zu bewerkstelligen ist.Rejects the body 7 An external thread on, so it is advantageous if the body 7 a smaller diameter than the main body 4 has, since thereby attaching a cable lug 6 by screwing on a nut 9 to the external thread is particularly easy to do.

In den 2 und 3 ist schematisch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laststromkontakts 2 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Anschlussmöglichkeit für einen Kabelschuh 6 einen sich parallel zur Unterseite 5 des Grundkörpers 4 erstreckenden Körper 8, der wenigstens im Bereich seines distalen Endes ein Außen- oder Innengewinde aufweist. Weist der Körper 8 ein Außengewinde auf, so kann bei dieser Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Bereich des Körpers 8 mit dem Außengewinde einen geringeren Durchmesser als der übrige Bereich des Körpers 8 aufweist.In the 2 and 3 schematically is a second embodiment of the load current contact according to the invention 2 shown. In this embodiment, the connection possibility comprises a cable lug 6 one parallel to the bottom 5 of the basic body 4 extending body 8th which has at least in the region of its distal end an external or internal thread. Rejects the body 8th an external thread, it may be provided in this embodiment that the area of the body 8th with the external thread a smaller diameter than the rest of the body 8th having.

Der erfindungsgemäße, metallene Laststromkontakt 1, 2 kann auf verschiedene Art und Weise an einer Leiterplatte 3 befestigt werden. So kann der Laststromkontakt 1, 2, genauer die Unterseite 5 des Grundkörpers 4 mit Hilfe eines Lötverfahrens auf einer Leiterplatte 3 befestigt werden, wobei eine Lotschicht 11 zwischen der Unterseite 5 des Grundkörpers 4 und einer Oberfläche der Leiterplatte 3 ausgebildet wird. Geeignete Lotmaterialien und Lötverfahren sind dem Fachmann bekannt.The inventive metal load current contact 1 . 2 can work on a circuit board in different ways 3 be attached. So can the load current contact 1 . 2 , more precisely the bottom 5 of the basic body 4 using a soldering process on a circuit board 3 be attached, with a solder layer 11 between the bottom 5 of the basic body 4 and a surface of the circuit board 3 is trained. Suitable solder materials and soldering methods are known to the person skilled in the art.

Ebenfalls bekannt ist ein Sinterverfahren, mit dem die Unterseite 5 des Grundkörpers 4 an einer Leiterplatte 3 befestigt werden kann. Hierbei wird eine Teilfläche der Leiterplatte 3 und die Unterseite 5 des Grundkörpers 4 versilbert, es wird eine Sinterpaste auf die versilberte Teilfläche der Leiterplatte 3 und/oder die versilberte Unterseite 5 des Grundkörpers 4 aufgebracht, es werden die versilberte Unterseite 5 des Grundkörpers 4 und die versilberten Teilfläche des Leiterplatte 3 zusammengebracht und die Leiterplatten-Laststromkontakt-Kombination bei einer vorgegebenen Temperatur und über eine vorgegebene Zeitdauer erwärmt (bspw. 30 Minuten bei 120°C).Also known is a sintering process with which the underside 5 of the basic body 4 on a circuit board 3 can be attached. This is a partial area of the circuit board 3 and the bottom 5 of the basic body 4 silvered, it becomes a sintered paste on the silvered part surface of the circuit board 3 and / or the silvered base 5 of the basic body 4 Applied, it will be the silvered base 5 of the basic body 4 and the silvered part of the circuit board 3 brought together and the PCB load current contact combination at a predetermined temperature and for a predetermined period of time heated (eg. 30 minutes at 120 ° C).

Soll an der fertiggestellten Leiterplatten-Laststromkontakt-Kombination ein elektrischer Anschluss unter Verwendung eines elektrischen Leiters, an dessen Ende ein Kabelschuh 6 befestigt ist, realisiert werden, so erfolgt dies in der Regel durch ein Anschrauben des Kabelschuhs 6 an den Laststromkontakt 1, 2 unter Verwendung einer Mutter 9 oder einer (in den Figuren nicht dargestellten) Schraube.On the completed PCB load current contact combination, an electrical connection using an electrical conductor, at the end of a cable lug 6 is fixed, realized, this is usually done by screwing the cable lug 6 to the load current contact 1 . 2 using a mother 9 or a screw (not shown in the figures).

Aus dem Stand der Technik ist eine große Anzahl von bei der vorliegenden Erfindung verwendbaren Kabelschuhen bekannt.From the prior art, a large number of cable lugs usable in the present invention are known.

Bei dem Anschrauben des Kabelschuhs 6 können bei beiden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Laststromkontakts 1, 2 in nachteiliger Weise Torsionskräfte zwischen der Unterseite 5 Grundkörpers 4 und der Leiterplatte 3 auftreten, was zu einer unerwünschten mechanischen Beanspruchung, Beschädigung oder gar Zerstörung der Lot- oder Sinterschicht 11 führen kann.When screwing on the cable lug 6 can in both embodiments of the load current contact according to the invention 1 . 2 disadvantageously torsional forces between the underside 5 the body 4 and the circuit board 3 occur, resulting in an undesirable mechanical stress, damage or even destruction of the solder or sintered layer 11 can lead.

Vor diesem Hintergrund ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Befestigen eines Kabelschuhs 6 an einem auf einer Leiterplatte 3 befestigten metallenen Laststromkontakt 1 mit einem sich senkrecht zur Unterseite 5 des Grundkörpers 4 erstreckenden Körper 7, der wenigstens im Bereich seines distalen Endes ein Außen- oder Innengewinde aufweist, vorgesehen, dass der Laststromkontakt 1 durch Anlegen eines zu der Form des Grundkörpers wenigstens in einer Teilstrecke davon passenden Schlüssels an den Grundkörper 4 oder durch Klemmen des Grundkörpers 4 mittels Greifbacken eines mehrschenkeligen Werkzeugs fixiert wird.Against this background, in the method according to the invention for fastening a cable lug 6 at one on a circuit board 3 fixed metal load current contact 1 with one perpendicular to the bottom 5 of the basic body 4 extending body 7 , which has at least in the region of its distal end an external or internal thread, provided that the load current contact 1 by applying a matching to the shape of the body at least in a stretch thereof key to the body 4 or by clamping the body 4 is fixed by gripping jaws of a multi-legged tool.

Sofern das Anlegen eines Schlüssels (Schraubenschlüssels) einen Grundkörper 4 vorgesehen ist, weist der Grundkörper 4 über eine Länge, die wenigstens der Dicke des Schlüsselkopfs entspricht, eine zum Schlüsselkopf korrespondierende Form auf.If the application of a key (wrench) a body 4 is provided, the body has 4 over a length which corresponds at least to the thickness of the key head, a shape corresponding to the key head.

Ist bei diesem Befestigungsverfahren die Leiterplatte 3 bspw. auf eine Unterlage in horizontaler Richtung frei beweglich aufgelegt, so kann durch das Anlegen eines Schlüssels oder durch das Klemmen des Grundkörpers 4 mittels Greifbacken eines mehrschenkeligen Werkzeugs das Auftreten von Torsionskräften zwischen der Unterseite 5 des Grundkörpers 4 und der Leiterplatte 3 beim Anschrauben des Kabelschuhs 6 zuverlässig verhindert werden.Is in this mounting method, the circuit board 3 For example, placed freely movable on a base in the horizontal direction, it can by applying a key or by clamping the body 4 by gripping jaws of a multi-limbed tool the occurrence of torsional forces between the bottom 5 of the basic body 4 and the circuit board 3 when screwing on the cable lug 6 reliably prevented.

Bei einem Laststromkontakt 2, bei dem die Anschlussmöglichkeit für einen Kabelschuh 6 einen sich parallel zur Unterseite 5 des Grundkörpers 4 erstreckenden Körper 8 umfasst, der wenigstens im Bereich seines distalen Endes ein Außen- oder Innengewinde aufweist, kann erfindungsgemäß das Auftreten von Torsionskräften zwischen der Unterseite 5 des Grundkörpers 4 und der Leiterplatte 3 dadurch verhindert oder doch in einem großen Maße reduziert werden, indem der Laststromkontakt 2 mittels Ausüben eines Drucks (einer Kraft) F auf den Grundkörper 4 in Richtung zur Unterseite 5 des Grundkörpers 4 mittels eines Druckstempels 10 fixiert wird.For a load current contact 2 in which the connection possibility for a cable lug 6 one parallel to the bottom 5 of the basic body 4 extending body 8th includes, having at least in the region of its distal end an external or internal thread, according to the invention, the occurrence of torsional forces between the bottom 5 of the basic body 4 and the circuit board 3 thereby prevented or at least reduced to a great extent by the load current contact 2 by applying a pressure (force) F to the body 4 towards the bottom 5 of the basic body 4 by means of a printing stamp 10 is fixed.

Wie in 3 schematisch dargestellt ist, kann der Grundkörper 4 des Laststromkontakts 1, 2 an dem Ende, an dem sich auch die Unterseite 5 befindet, im Vergleich zu dem übrigen Grundkörper 4 auch eine größere Querschnittsfläche aufweisen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer auch entsprechend vergrößerten Fläche der Unterseite 5, wodurch eine noch „robustere” Kontaktierung des Laststromkontakts 1, 2 an der Leiterplatte 3 ermöglicht wird. Diese Ausgestaltung ist für alle erfindungsgemäßen Laststromkontakte 1, 2 geeignet, also auch für den Laststromkontakt gemäß 1 bzw. Anspruch 3.As in 3 is shown schematically, the main body 4 of the load current contact 1 . 2 at the end, which is also the bottom 5 located, compared to the rest of the body 4 also have a larger cross-sectional area. This results in the advantage of a correspondingly enlarged area of the underside 5 , whereby an even "more robust" contacting of the load current contact 1 . 2 on the circuit board 3 is possible. This embodiment is for all load current contacts according to the invention 1 . 2 suitable, so also for the load current contact according to 1 or claim 3.

Zusammenfassend kann man festhalten, dass Durchkontaktierungen (durchgehende Löcher) und darin eingepresste Einpresskontakte in einer Leiterplatte 3 dafür verantwortlich sind, dass die Leiterplatte aufgrund von aus der Unterseite hervorragenden Einpressstiften an ihrer Unterseite uneben und elektrisch nicht neutral ist. Durchkontaktierungen provozieren außerdem Filamente-Wachstum entlang der Glasfasern im Leiterplattenmaterial in x-y-Richtung, was zur Zerrüttung der Isolationseigenschaften des Leiterplattenmaterials führt.In summary, it can be noted that through holes (through holes) and pressed-in press-fit contacts in a printed circuit board 3 responsible for ensuring that the printed circuit board is uneven and electrically non-neutral at the bottom due to the press-studs protruding from the underside. Through-vias also provoke filament growth along the glass fibers in the circuit board material in the xy direction, resulting in disruption of the insulating properties of the circuit board material.

Durch die vorliegende Erfindung, die Laststromkontakte 1, 2 ohne Einpressstifte vorschlägt und bei der erfindungsgemäß ein Kabelschuh 6 an einem auf einer Leiterplatte 3 elektrisch leitend befestigten Laststromkontakt 1, 2 unter Vermeidung von nachteiligen Torsionskräften befestigt wird, werden diese Nachteile des Stands der Technik überwunden.By the present invention, the load current contacts 1 . 2 proposes without Einpressstifte and in accordance with the invention a cable lug 6 at one on a circuit board 3 electrically conductive fixed load current contact 1 . 2 while avoiding adverse torsional forces, these disadvantages of the prior art are overcome.

Weitere Vorteile, die sich durch die vorliegende Erfindung ergeben, sind

  • – eine längere Lebensdauer von elektronischen Bauteilen,
  • – eine bessere Spannungsfestigkeit der Bauteile,
  • – eine einfachere Montage der Bauteile, und
  • – eine größere Freiheit in der Konstruktion.
Other advantages provided by the present invention are
  • - longer life of electronic components,
  • A better dielectric strength of the components,
  • - a simpler assembly of components, and
  • - greater freedom in construction.

Da die erforderlichen und/oder geeigneten Materialien und Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Laststromkontakts 1, 2, Lot- und Sinterverfahren zum Befestigen des Laststromkontakts 1, 2 an einer Leiterplatte 3 sowie diverse Ausführungsformen von Kabelschuhen, etc. dem Fachmann bekannt sind, braucht in der vorliegenden Anmeldung hierauf nicht näher eingegangen zu werden.As the necessary and / or suitable materials and methods for producing the load current contact according to the invention 1 . 2 , Soldering and sintering method for attaching the load current contact 1 . 2 on a circuit board 3 As well as various embodiments of cable lugs, etc. are known in the art, need not be discussed in detail in the present application.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
LaststromkontaktLoad current Contact
22
LaststromkontaktLoad current Contact
33
Leiterplattecircuit board
44
Grundkörperbody
55
Unterseite des GrundkörpersBottom of the body
66
Kabelschuhlug
77
Körperbody
88th
Körperbody
99
Muttermother
1010
Druckstempelplunger
1111
Lot- oder SinterschichtSolder or sintered layer

Claims (6)

Metallener Laststromkontakt (1, 2) zur elektrisch leitenden Befestigung an einer Leiterplatte (3) dadurch gekennzeichnet, dass der Laststromkontakt (1, 2) a) einen Grundkörper (4) mit einer planen Unterseite (5) aufweist, wobei vorgesehen ist, dass der Laststromkontakt (1, 2) mit der planen Unterseite (5) an einer Leiterplatte (3) elektrisch leitend befestigt werden kann, und b) eine sich von einer, von der Unterseite (5) verschiedenen Oberfläche des Grundkörpers (4) erstreckende Anschlussmöglichkeit für einen Kabelschuh (6) aufweist.Metal load current contact ( 1 . 2 ) for electrically conductive attachment to a printed circuit board ( 3 ) characterized in that the load current contact ( 1 . 2 ) a) a basic body ( 4 ) with a flat underside ( 5 ), wherein it is provided that the load current contact ( 1 . 2 ) with the flat bottom ( 5 ) on a printed circuit board ( 3 ) can be electrically conductively fixed, and b) one from one, from the underside ( 5 ) different surface of the body ( 4 ) extending connection possibility for a cable lug ( 6 ) having. Metallener Laststromkontakt (1, 2) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4) wenigstens über eine Teilstrecke eine polygone, kreisrunde, elipsoide oder Vielrund-Form aufweist.Metal load current contact ( 1 . 2 ) according to claim 1, characterized in that the basic body ( 4 ) has a polygonal, circular, ellipsoidal or polyhedral shape over at least part of its length. Metallener Laststromkontakt (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmöglichkeit für einen Kabelschuh (6) einen sich senkrecht zur Unterseite des Grundkörpers (4) erstreckenden Körper (7) umfasst, der wenigstens im Bereich seines distalen Endes ein Außen- oder Innengewinde aufweist.Metal load current contact ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the connection possibility for a cable lug ( 6 ) one perpendicular to the bottom of the body ( 4 ) extending body ( 7 ), which has an external or internal thread at least in the region of its distal end. Metallener Laststromkontakt (2) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmöglichkeit für einen Kabelschuh (6) einen sich parallel zur Unterseite (5) des Grundkörpers (4) erstreckenden Körper (8) umfasst, der wenigstens im Bereich seines distalen Endes ein Außen- oder Innengewinde aufweist.Metal load current contact ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the connection possibility for a cable lug ( 6 ) one parallel to the underside ( 5 ) of the basic body ( 4 ) extending body ( 8th ), which has an external or internal thread at least in the region of its distal end. Verfahren zum Befestigen eines Kabelschuhs (6) an einem auf einer Leiterplatte (3) befestigten, metallenen Laststromkontakt (1, 2), mit den Schritten: – Bereitstellen einer Leiterplatte (3) mit einem daran elektrisch leitend befestigten Laststromkontakt (1, 2), wie er gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 definiert ist; – Bereitstellen eines Kabelschuhs (6); – Bereitstellen einer Mutter (9) mit einem zu dem bei dem Körper (7, 8) des Laststromkontakts (1, 2) vorgesehenen Außengewinde passenden Innengewinde oder Bereitstellen einer Schraube mit einem zu dem bei dem Körper (7, 8) des Laststromkontakts (1, 2) vorgesehenen Innengewinde passenden Außengewinde; – Befestigen des Kabelschuhs (6) unter Anschrauben der Mutter (9) an das Außengewinde oder Befestigen des Kabelschuhs (6) unter Einschrauben der Schraube in das Innengewinde, wobei während des Schraubens der Mutter (9) oder Schraube – bei einem Laststromkontakt (1) mit einem sich senkrecht zur Unterseite (5) des Grundkörpers (4) erstreckenden Körper (7), der wenigstens im Bereich seines distalen Endes ein Außen- oder Innengewinde aufweist, der Laststromkontakt (1) durch Anlegen eines zu der Form des Grundkörpers wenigstens für die Teilstrecke passenden Schlüssels an den Grundkörper (4) oder durch Klemmen des Grundkörpers (4) mittels Greifbacken eines mehrschenkeligen Werkzeugs fixiert wird, oder – bei einem Laststromkontakt (2), bei dem die Anschlussmöglichkeit für einen Kabelschuh (6) einen sich parallel zur Unterseite (5) des Grundkörpers (4) erstreckenden Körper (8) umfasst, der wenigstens im Bereich seines distalen Endes ein Außen- oder Innengewinde aufweist, der Laststromkontakt (2) mittels Ausüben einer Kraft (F) auf den Grundkörper (4) in Richtung zur Unterseite (5) des Grundkörpers (4) mittels eines Druckstempels (10) fixiert wird, – um hierdurch das Auftreten von Torsionskräften zwischen der Unterseite (5) des Grundkörpers (4) und der Leiterplatte (3) zu verhindern.Method for fastening a cable lug ( 6 ) on one on a printed circuit board ( 3 ), metal load current contact ( 1 . 2 ), comprising the steps: - providing a printed circuit board ( 3 ) with a load current contact electrically connected thereto ( 1 . 2 ) as defined in any one of claims 1 to 4; - providing a cable lug ( 6 ); - providing a mother ( 9 ) with a to the body ( 7 . 8th ) of the load current contact ( 1 . 2 ) provided external thread matching internal thread or providing a screw with a to the body ( 7 . 8th ) of the load current contact ( 1 . 2 ) provided internal thread matching external thread; - fixing the cable lug ( 6 ) while screwing the nut ( 9 ) to the external thread or attaching the cable lug ( 6 ) while screwing the screw into the internal thread, whereby during screwing the nut ( 9 ) or screw - at a load current contact ( 1 ) with a perpendicular to the bottom ( 5 ) of the basic body ( 4 ) extending body ( 7 ), which has at least in the region of its distal end an external or internal thread, the load current contact ( 1 ) by applying a matching to the shape of the body at least for the partial route key to the main body ( 4 ) or by clamping the base body ( 4 ) is fixed by gripping jaws of a multi-legged tool, or - in a load current contact ( 2 ), in which the connection possibility for a cable lug ( 6 ) one parallel to the underside ( 5 ) of the basic body ( 4 ) extending body ( 8th ), which at least in the region of its distal end has an external or internal thread, the load current contact ( 2 ) by applying a force (F) to the body ( 4 ) towards the bottom ( 5 ) of the basic body ( 4 ) by means of a plunger ( 10 ) - in order thereby to prevent the occurrence of torsional forces between the underside ( 5 ) of the basic body ( 4 ) and the printed circuit board ( 3 ) to prevent. System aus einer Leiterplatte (3) und einem metallenen Laststromkontakt (1, 2), wie der in einem der Ansprüche 1 bis 4 definiert ist, wobei der metallene Laststromkontakt (1, 2) über eine Lot- oder Sinterschicht 11 elektrisch leitend an der Leiterplatte (3) befestigt ist.System made of a printed circuit board ( 3 ) and a metal load current contact ( 1 . 2 ) as defined in any one of claims 1 to 4, wherein the metal load current contact ( 1 . 2 ) over a solder or sintered layer 11 electrically conductive on the printed circuit board ( 3 ) is attached.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3567678B1 (en) * 2018-05-09 2022-07-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Device for contact screwing, electric machine with device for contact screwing and contact screwing
DE102022203680B3 (en) 2022-04-12 2023-08-03 Vitesco Technologies GmbH Connection device and method of manufacturing a connection device

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