DE102014101695A1 - Electrical contact and method of manufacture - Google Patents
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Abstract
Elektrischer Kontakt (1) und Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kontakts (1) mit einer Kontaktfläche (2) zum Kontaktieren eines Bauteils (3), wobei an der Kontaktfläche (2) ein Befestigungsbereich (4) für ein Lotdepot (5) vorgesehen ist. Der Befestigungsbereich (4) umfasst dabei eine Befestigungseinrichtung (6) mit einer zur Oberseite (7) der Kontaktfläche (2) hin geöffneten Vertiefung (8). Die Befestigungseinrichtung (6) weist an der Unterseite (10) der Kontaktfläche (2) eine Ausformung (11) auf und die Vertiefung umfasst einen Hinterschnitt (9).Electric contact (1) and method for producing an electrical contact (1) having a contact surface (2) for contacting a component (3), wherein a fixing region (4) for a solder depot (5) is provided on the contact surface (2). In this case, the fastening region (4) comprises a fastening device (6) with a depression (8) which is open towards the upper side (7) of the contact surface (2). The fastening device (6) has on the underside (10) of the contact surface (2) has a formation (11) and the recess comprises an undercut (9).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Kontakt mit wenigstens einer Kontaktfläche zum Kontaktieren wenigstens eines Bauteils. Dabei ist der Kontaktfläche wenigstens ein Befestigungsbereich für wenigstens ein Lotdepot vorgesehen, wobei der Befestigungsbereich wenigstens eine Befestigungseinrichtung für das Lotdepot umfasst. Die vorliegende Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zum Herstellen eines solchen eklektischen Kontaktes. The present invention relates to an electrical contact with at least one contact surface for contacting at least one component. In this case, the contact surface is provided at least one attachment region for at least one solder deposit, wherein the attachment region comprises at least one attachment device for the solder deposit. The present invention further includes a method of making such an eclectic contact.
Elektrische Kontakte, welche mit anderen Bauteilen verlötet werden, werden häufig mit einem Lotdepot vorkonfektioniert, sodass der elektrische Kontakt nur noch auf das Bauteil aufgesetzt und erhitzt werden muss. Das schon vorher als Depot aufgebrachte Lot zerfließt dann und stellt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kontakt und dem Bauteil her. Electrical contacts that are soldered to other components are often prefabricated with a solder deposit, so that the electrical contact only has to be placed on the component and heated. The solder previously applied as a depot then dissipates and produces an electrically conductive connection between the contact and the component.
Dadurch werden insbesondere auch automatisierte oder sogar vollautomatische Lötprozesse möglich. Ein Lötroboter kann bei einem mit einem Lotdepot versehenen Kontakt diesen einfach greifen und verlöten, ohne dass zusätzlich ein Lot zur richtigen Zeit in der richtigen Menge an die richtige Stelle gebracht werden muss. As a result, automated or even fully automatic soldering processes become possible in particular. A soldering robot can easily grasp and solder it in a contact provided with a solder depot, without additionally having to bring a solder into the correct position in the right amount at the right time.
Schwierig ist jedoch oft die zuverlässige Befestigung des Lotdepots an dem elektrischen Kontakt. Ist das Lotdepot bei der Anbringung nicht auf die richtige Temperatur aufgeheizt worden, wurde nicht ausreichend oder zu viel Druck eingesetzt oder war der Befestigungsvorgang zu lang oder kurz, kann es vorkommen, dass das Lotdepot von dem Bauteil abfällt oder durch ein zu starkes Erhitzen unbrauchbar geworden ist. However, the reliable attachment of the solder deposit to the electrical contact is often difficult. If the solder deposit has not been heated to the correct temperature during installation, if insufficient or too much pressure has been applied or if the fastening process was too long or short, the solder deposit may fall off the component or become unusable due to overheating is.
Ein abgefallenes Lotdepot kann aber gerade bei einem automatisierten Lötprozess schwerwiegende Folgen haben. Ein Roboter erkennt nicht zwangsläufig das Fehlen eines oder mehrerer Lotdepots, wodurch ein Lötprozess auch dann durchgeführt wird, wenn kein Lot vorhanden ist. Das kann zu einer fehlerhaften Kontaktierung führen, wobei es im schlimmsten Fall zur Weiterverarbeitung eines solchen fehlerhaften Bauteils kommen könnte. Ein fehlerhafter Kontakt erhöht jedenfalls die Produktionskosten, da mehr Ausschuss erzeugt wird. A dropped solder deposit, however, can have serious consequences in an automated soldering process. A robot does not necessarily detect the absence of one or more solder deposits, whereby a soldering process is performed even if no solder is present. This can lead to a faulty contact, which could lead to the further processing of such a faulty component in the worst case. In any case, a faulty contact increases the production costs because more waste is generated.
Um ein Lotdepot verliersicher an einem elektrischen Kontakt aufzunehmen, ist aus der
Bei einer solchen Ausgestaltung kann ein Lötpad ohne den Einsatz von Wärme an der Grundfläche verliersicher aufgenommen werden. Dazu wird das Lötpad mittels Druck auf die Grundfläche aufgepresst, wodurch auch Lot in das Sackloch gepresst wird und sich hinter den Hintergriff legt. Dadurch kann das Lötpad nicht wieder von der Grundfläche abfallen. In such an embodiment, a solder pad can be taken captive without the use of heat at the base. For this purpose, the solder pad is pressed by pressure on the base, whereby solder is pressed into the blind hole and lays behind the rear handle. As a result, the solder pad can not fall off the base again.
Die verliersichere Aufnahme des Lötpads bei dem zuvor beschriebenen Kontaktteil funktioniert zuverlässig. Nachteilig ist jedoch, dass der Kontakt insbesondere in großen Mengen wirtschaftlich nur aus relativ weichen Materialien wie z. B. Kupfer gefertigt werden kann. Kupfer ist so weich, dass ein Sackloch ohne einen zu großen Verschleiß der dazu notwendigen Werkzeuge in einen Kontakt eingebracht werden kann. The captive recording of the solder pad in the previously described contact part works reliably. The disadvantage, however, is that the contact especially in large quantities economically only from relatively soft materials such. B. copper can be made. Copper is so soft that a blind hole can be brought into contact without too much wear of the necessary tools.
Je nach Einsatzgebiet kann es aus verschiedenen Gründen jedoch zweckmäßig sein, andere Materialien als Kupfer für einen Kontakt zu verwenden, die dann unter Umständen härter oder auch viel härter als Kupfer sein können. Wenn jedoch härtere Materialien für den Kontakt verwendet werden, würde ein Werkzeug zum Herstellen des Sacklochs aber so schnell verschleißen, dass eine Fertigung nicht mehr wirtschaftlich wäre. Es müsste regelmäßig ein neues Werkzeug eingesetzt werden, was zum einen Mehrkosten für die Werkzeuge und zum anderen Verluste durch die Totzeiten der Maschine bedeutet. Depending on the application, however, it may be appropriate for various reasons to use materials other than copper for a contact, which may then be harder or much harder than copper. However, if harder materials are used for contact, a tool for making the blind hole would wear out so quickly that manufacturing would no longer be economical. It would have to be used regularly a new tool, which means on the one hand extra costs for the tools and on the other hand losses due to the dead times of the machine.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Kontakt und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Kontaktes zur Verfügung zu stellen, bei dem ein Lotdepot unabhängig von dem für den Kontakt verwendeten Materialen zuverlässig aufgenommen werden kann und wobei der elektrische Kontakt insbesondere auch aus härteren Materialien hergestellt werden kann. It is therefore an object of the present invention to provide an electrical contact and a method for producing such a contact, in which a solder deposit can be reliably absorbed independently of the materials used for the contact and wherein the electrical contact in particular harder Materials can be produced.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen elektrischen Kontakt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen. This object is achieved by an electrical contact with the features of
Der erfindungsgemäße elektrische Kontakt umfasst wenigstens eine Kontaktfläche zum Kontaktieren wenigstens eines Bauteils. An der Kontaktfläche ist wenigstens ein Befestigungsbereich für wenigstens ein Lotdepot vorgesehen, wobei der Befestigungsbereich wenigstens eine Befestigungseinrichtung umfasst. Die Befestigungseinrichtung umfasst dabei wenigstens eine zur Oberseite der Kontaktfläche hin geöffnete Vertiefung, welche wenigstens einen Hinterschnitt aufweist. Die Befestigungseinrichtung weist weiterhin an der Unterseite der Kontaktfläche wenigstens eine Ausformung auf. The electrical contact according to the invention comprises at least one contact surface for contacting at least one component. At least one attachment region for at least one solder deposit is provided on the contact surface, wherein the attachment region comprises at least one fastening device. The fastening device in this case comprises at least one recess which is open toward the top of the contact surface and which has at least one undercut. The Fastening device further has at least one shape on the underside of the contact surface.
Der Hinterschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung dient insbesondere zum verliersicheren Aufnehmen eines Lotdepots, wobei der Hinterschnitt im Schnittbild bevorzugt in etwa schwalbenschwanzförmig geformt ist. Der Hinterschnitt dient als Widerlager, sodass in die Vertiefung der Befestigungseinrichtung gepresstes Lot durch den Hinterschnitt zurückgehalten wird, wodurch das Lotdepot sicher an der Kontaktfläche des elektrischen Kontakts befestigt ist. The undercut according to the present invention is used in particular for captive picking up a solder deposit, wherein the undercut in the sectional view is preferably shaped approximately dovetail-shaped. The undercut serves as an abutment, so that in the recess of the fastening means pressed solder is retained by the undercut, whereby the solder deposit is securely attached to the contact surface of the electrical contact.
Der erfindungsgemäße elektrische Kontakt bietet viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass ein elektrischer Kontakt zur Verfügung gestellt wird, der zur verliersicheren Aufnahme eines Lotdepots ausgebildet ist. So ist es möglich, einen elektrischen Kontakt mit einem oder mehreren Lotdepots auszustatten und diesen Kontakt ohne das Risiko des Abfallens von einem oder mehreren Lotdepots zur transportieren, zu lagern oder Maschinen zur automatischen Verarbeitung zuzuführen. The electrical contact according to the invention offers many advantages. A considerable advantage is that an electrical contact is provided which is designed for the captive acceptance of a solder deposit. Thus, it is possible to provide an electrical contact with one or more solder deposits and to transport this contact for transport without the risk of dropping from one or more solder deposits or to supply machines for automatic processing.
Dies hat insbesondere Vorteile, wenn ein solcher elektrischer Kontakt in automatischen Lötverfahren verarbeitet wird. Ein Lötroboter kann unter Umständen nicht feststellen, ob alle vorgesehenen Lotdepots vorhanden sind. Wenn ein Lotdepot fehlt, wird ein Kontakt von dem Lötroboter dann verarbeitet, ohne dass alle notwenigen Kontaktstellen verlötet werden. Ein solcher Fehler wird in der Endkontrolle zwar in den meisten Fällen auffallen, eine solche Fehlverarbeitung führt jedoch zu erheblichen Mehrkosten in der Produktion. This has particular advantages when such electrical contact is processed in automatic soldering processes. Under certain circumstances, a soldering robot can not determine whether all the intended solder deposits are present. If a solder deposit is missing, a contact from the soldering robot is then processed without soldering all the necessary contact points. Although such an error will be noticed in most cases in the final inspection, such incorrect processing leads to considerable additional costs in production.
Durch die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektrischen Kontakts, welcher eine Vertiefung und eine Ausformung aufweist, ist es zudem möglich, einen elektrischen Kontakt unabhängig von einem bestimmten Werkstoff herzustellen. Due to the design of the electrical contact according to the invention, which has a recess and a molding, it is also possible to produce an electrical contact independently of a particular material.
Insbesondere ist es auch möglich, den elektrischen Kontakt aus sehr harten Materialien zu fertigen, ohne dass die zur Herstellung verwendeten Werkzeuge einem übermäßigen Verschleiß ausgesetzt sind. Bei bekannten elektrischen Kontakten, bei denen ein Sackloch in den Kontakt eingepresst wird, wirken durch den Prägevorgang erhebliche Kräfte auf das Stempelwerkzeug, wodurch diese Technik nur zur Massenproduktion von elektrischen Kontakten aus einem weichen Material wie z. B. Kupfer geeignet ist. In particular, it is also possible to produce the electrical contact of very hard materials without the tools used for the production being exposed to excessive wear. In known electrical contacts in which a blind hole is pressed into the contact, act by the embossing process considerable forces on the punch tool, making this technique only for the mass production of electrical contacts made of a soft material such. B. copper is suitable.
In vorteilhaften Ausgestaltungen ist der Hinterschnitt an der der Ausformung zugewandten Seite der Vertiefung vorgesehen. Der Hinterschnitt kann dann insbesondere durch eine Verformung bzw. ein Zurückformen der Ausformung in den Bodenbereich der Vertiefung eingebracht werden. In advantageous embodiments, the undercut is provided on the side facing the formation of the recess. The undercut can then be introduced into the bottom region of the depression, in particular by a deformation or a shaping back of the formation.
Bevorzugt weist die Vertiefung eine im Wesentlichen runde, rundliche oder eckige Grundfläche auf. So ist es möglich, dass die Vertiefung durch ein derart ausgestaltetes Prägewerkzeug oder einen Stempel in die Kontaktfläche des elektrischen Kontakts eingebracht wird. Preferably, the recess has a substantially round, round or angular base. It is thus possible for the depression to be introduced into the contact surface of the electrical contact by a stamping tool or stamp designed in this way.
Besonders bevorzugt weist die Vertiefung dann eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, wodurch eine lochähnliche Vertiefung mit einem über die Tiefe der Vertiefung gleichmäßig ausgestalteten Durchmesser bereitgestellt wird. In das so erzeugte Loch der Befestigungseinrichtung kann beim Anbringen eines Lotdepots dann ein Teil des Lots eingepresst werden, wobei sich das Lot dann wenigstens teilweise auch hinter den Hinterschnitt legt. Dadurch wird es verliersicher in der Vertiefung der Befestigungseinrichtung aufgenommen, da das Lot den Hinterschnitt hintergreift. Particularly preferably, the depression then has a substantially cylindrical shape, whereby a hole-like depression is provided with a diameter which is uniform across the depth of the depression. In the hole of the fastening device thus produced, a part of the solder can then be pressed when attaching a solder deposit, wherein the solder then at least partially behind the undercut lays. As a result, it is taken captive in the recess of the fastening device, since the solder engages behind the undercut.
In vorteilhaften Weiterbildungen sind die Vertiefung und die Ausformung wenigstens abschnittsweise durch wenigstens einen Tiefziehvorgang hergestellt. So kann auf einfache und kostengünstige Art und Weise die Grundstruktur der Befestigungseinrichtung an der Kontaktfläche des elektrischen Kontakts hergestellt werden. Unter einen Tiefziehvorgang wird erfindungsgemäß jede Verformung des Werkstoffs verstanden, insbesondere das Einbringen einer Verformung mittels eines Stempel oder eines Prägewerkzeuges. In advantageous developments, the recess and the molding are at least partially produced by at least one deep-drawing process. Thus, the basic structure of the fastening device can be produced at the contact surface of the electrical contact in a simple and cost-effective manner. Under a deep drawing process according to the invention any deformation of the material understood, in particular the introduction of a deformation by means of a punch or a stamping tool.
In bevorzugten Ausgestaltungen ist an der Ausformung wenigstens eine Einformung vorgesehen. Eine solche Einformung kann z. B. durch eine Einkerbung in Richtung der Vertiefung bzw. durch eine Zurückverformung der Ausformung in Richtung der Vertiefung hergestellt werden. Durch das Zurückverformen bzw. Einformen der Ausformung in Richtung der Vertiefung verformt sich der der Ausformung zugewandte Bereich der Vertiefung derart, dass ein Hinterschnitt erzeugt wird. In preferred embodiments, at least one indentation is provided on the molding. Such a molding can, for. B. be made by a notch in the direction of the depression or by a deformation of the deformation in the direction of the recess. By deforming back or shaping of the formation in the direction of the depression, the region of the depression facing the formation deforms such that an undercut is produced.
Um eine besonders sichere Aufnahme eines Lotdepots an dem erfindungsgemäßen elektrischen Kontakt zu gewährleisten, sind an der Kontaktfläche im Befestigungsbereich vorzugsweise wenigstens zwei Befestigungseinrichtungen vorgesehen. So kann das Lotdepot beim Anbringen des Lotdepots in wenigstens zwei Vertiefungen bzw. Löcher von wenigstens zwei Befestigungseinrichtungen eingepresst werden. Dadurch wird dieses dann von wenigstens zwei Hinterschnitten verliersicher an dem Befestigungsbereich der Kontaktfläche gehalten. So kann insbesondere auch eine Rotation des Lotdepots verhindert werden. In order to ensure a particularly secure reception of a solder deposit on the electrical contact according to the invention, preferably at least two fastening devices are provided on the contact surface in the attachment region. Thus, the solder deposit when attaching the solder deposit can be pressed into at least two recesses or holes of at least two fastening devices. As a result, this is then held captive by at least two undercuts on the attachment area of the contact surface. Thus, in particular, a rotation of the solder deposit can be prevented.
Besonders bevorzugt ist wenigstens die Kontaktfläche des elektrischen Kontakts wenigstens abschnittsweise aus einem harten Material gefertigt. Dabei sind insbesondere Materialen bevorzugt die härter als beispielsweise Kupfer sind. Particularly preferably, at least the contact surface of the electrical contact is at least partially made of a hard material. In particular, materials which are harder than, for example, copper are preferred.
In besonders bevorzugten Weiterbildungen ist dann wenigstens die Kontaktfläche des elektrischen Kontakts wenigstens abschnittsweise aus einer Stahllegierung, einer Spezialstahllegierung und/oder einer Edelstahllegierung gebildet. Dabei ist insbesondere die gesamte Kontaktfläche oder auch der gesamte elektrische Kontakt vollständig aus wenigstens einem der zuvor genannten Materialien gebildet. In particularly preferred developments, at least the contact surface of the electrical contact is then at least partially formed from a steel alloy, a special steel alloy and / or a stainless steel alloy. In this case, in particular the entire contact surface or also the entire electrical contact is formed completely from at least one of the aforementioned materials.
Durch eine derartige Ausgestaltung wird als weiterer Vorteil erreicht, dass der Kontakt insbesondere für den Einsatz an glashaltigen bzw. gläsernen Bauteilen geeignet ist. Insbesondere eine Spezialstahllegierung, welche eine ähnliche Wärmeausdehnung wie Glas aufweist, biete viele Vorteile. Dadurch wird auch bei starken Temperaturschwankungen eine sichere Kontaktierung gewährleistet, selbst wenn ein bleifreies Lot verwendet wird. Eine derartige Spezialstahllegierung kann vorteilhaft ein nicht rostender ferritischer Chromstahl sein, der unter anderem auch Kohlenstoff, Mangan, Silicium, Phosphor und Schwefel enthält. Dabei kann die Spezialstahllegierung auch wenigstes Spuren von Nickel, Kupfer und/oder weiteren Komponenten aufweisen. By such a configuration is achieved as a further advantage that the contact is particularly suitable for use on glass-containing or glassy components. In particular, a special steel alloy, which has a similar thermal expansion as glass, offers many advantages. As a result, secure contact is ensured even with strong temperature fluctuations, even if a lead-free solder is used. Such a special steel alloy may advantageously be a stainless ferritic chromium steel, which also contains, among other things, carbon, manganese, silicon, phosphorus and sulfur. The special steel alloy may also have at least traces of nickel, copper and / or other components.
Bei der Verwendung von bleihaltigen Loten wirkt das Blei als Art Dehnungspuffer, und entschärft die auf den Kontakt bzw. die Kontaktstellen wirkenden Scherkräfte durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung von z. B. Kupferkontakten und Glas. Beispielsweise durch die Verwendung der zuvor beschriebenen Spezialstahllegierung wird es möglich, eine spannungsfreie Verbindung zwischen Kontakt und Bauteil auch mit bleifreien Loten zu gewährleisten. When using lead-containing solders, the lead acts as a type of expansion buffer, and defuses the shear forces acting on the contact or the contact points by the different thermal expansion of z. B. copper contacts and glass. For example, by using the special steel alloy described above, it is possible to ensure a stress-free connection between contact and component even with lead-free solders.
Insbesondere wenn das für den elektrischen Kontakt verwendet Material eine geringe Leitfähigkeit aufweist ist in vorteilhaften Weiterbildungen wenigstens die Oberfläche der Kontaktfläche wenigstens abschnittsweise mit einem leitfähigen Material beschichtet. Dabei ist insbesondere eine vollständige Beschichtung der Kontaktfläche oder auch des gesamten elektrischen Kontakts zweckmäßig. Eine solche Beschichtung kann z. B. in Form einer dünnen Silberbeschichtung vorgesehen sein. In particular, if the material used for the electrical contact has a low conductivity, in advantageous developments at least the surface of the contact surface is at least partially coated with a conductive material. In particular, a complete coating of the contact surface or the entire electrical contact is expedient. Such a coating may, for. B. be provided in the form of a thin silver coating.
Um einen im Wesentlichen gleichmäßigen Abstand zwischen dem elektrischen Kontakt und dem Bauteil zu gewährleisten und um ein möglichst gerades Anbringen des elektrischen Kontakts zu ermöglichen, ist dem Befestigungsbereich an der Oberseite der Kontaktfläche wenigstens ein Distanzelement zugeordnet. Dabei können besonders bevorzugt wenigstens zwei Distanzelemente eingesetzt werden, welche als kleine Fortsätze oder als Nase ausgebildet sind, die einen bestimmten Abstand zwischen Bauteil und elektrischem Kontakt definieren. Auch die Verwendung von wenigstens drei, vier oder mehr Distanzelementen kann in anderen Weiterbildungen zweckmäßig eingesetzt werden. Solche Distanzelemente können als separate Teile ausgebildet sein und an dem elektrischen Kontakt in bekannter Weise befestigt werden. Die Distanzelemente können aber bevorzugt auch einteilig mit der Kontaktfläche gefertigt sein. Dann können die Distanzelemente insbesondere z. B. durch Tiefziehen hergestellt werden. In order to ensure a substantially uniform distance between the electrical contact and the component and to allow the most direct attachment of the electrical contact, at least one spacer element is assigned to the attachment region at the top of the contact surface. In this case, particularly preferably at least two spacer elements can be used, which are designed as small extensions or as a nose, which define a certain distance between the component and the electrical contact. The use of at least three, four or more spacer elements can be used appropriately in other developments. Such spacers may be formed as separate parts and attached to the electrical contact in a known manner. However, the spacer elements can preferably also be manufactured in one piece with the contact surface. Then the spacer elements in particular z. B. be prepared by deep drawing.
In zweckmäßigen Weiterbildungen weist die Kontaktfläche eine Stärke von 0,1 mm bis 2 cm, bevorzugt von 0,5 mm bis 1 cm und besonders bevorzugt von 0,7 mm bis 5 mm auf. So kann je nach Einsatzgebiet eine optimale Stärke für die zu übertragenden Stromstärken ausgewählt werden. In expedient developments, the contact surface has a thickness of 0.1 mm to 2 cm, preferably from 0.5 mm to 1 cm and particularly preferably from 0.7 mm to 5 mm. Thus, depending on the application, an optimal strength for the currents to be transmitted can be selected.
Bevorzugt ist wenigstens ein Lotdepot wenigstens abschnittsweise an der Oberseite der Kontaktfläche an dem Befestigungsbereich vorgesehen. Dabei greift das Lotdepot insbesondere in wenigstens eine Vertiefung der wenigstens einen Befestigungseinrichtung ein. So wird erreicht, dass das Lotdepot verliersicher durch den Hinterschnitt in der Vertiefung der Befestigungseinrichtung und somit an der Kontaktfläche des elektrischen Kontakts gehalten wird. Preferably, at least one solder deposit is provided at least in sections on the upper side of the contact surface on the attachment region. The solder depot engages in particular in at least one recess of the at least one fastening device. This ensures that the solder deposit is held captive by the undercut in the recess of the fastening device and thus on the contact surface of the electrical contact.
Besonders bevorzugt umfasst das Lotdepot wenigstens ein bleifreies Lot. Insbesondere ist das Lotdepot insgesamt bleifrei ausgebildet. Zudem kann neben dem Lot noch ein Flussmittel vorgesehen sein, welches in oder an dem Lotdepot vorgesehen ist. Durch ein solches Flussmittel soll eine feste metallische Verbindung ermöglicht werden, wozu das Flussmittel an den Befestigungsbereichen anliegende Oxide entfernt und die Grenzflächenspannung des Lots herabsetzt, wodurch eine bessere Benetzung der Kontaktstellen ermöglicht wird. Particularly preferably, the solder depot comprises at least one lead-free solder. In particular, the solder deposit is formed as a whole unleaded. In addition, in addition to the solder still a flux may be provided, which is provided in or on the solder deposit. Such a flux is intended to provide a solid metallic bond by removing the flux at the attachment areas and reducing the interfacial tension of the solder, thereby allowing better wetting of the pads.
Bevorzugt weist wenigstens eine Kontaktfläche eine rundliche Außenkontur auf. Eine derartige Ausgestaltung der Kontaktfläche bietet insbesondere dann Vorteile, wenn die Vertiefungen und/oder die Distanzelemente durch Tiefziehen in die Kontaktfläche eingebracht werden. Dann verteilen sich die bei der Verformung des Materials entstehenden Kräfte besser als bei eckig ausgestalteten Kontaktflächen. Dadurch bleibt besonders bevorzugt die in etwa plane Grundfläche der Kontaktfläche erhalten und verzieht sich nicht. At least one contact surface preferably has a roundish outer contour. Such a configuration of the contact surface offers particular advantages when the depressions and / or the spacer elements are introduced by deep drawing into the contact surface. Then, the forces resulting from the deformation of the material are distributed better than in the case of angular contact surfaces. As a result, the approximately flat base surface of the contact surface remains particularly preferred and does not warp.
In zweckmäßigen Weiterbildungen ist der Hinterschnitt durch eine Verformung des Öffnungsbereichs der Vertiefung gebildet. Dies kann durch beispielsweise mit einem Stempel erfolgen, der einen wenigstens geringfügig größeren Durchmesser als der Stempel aufweist, der für die Vertiefung verendet wurde. Es ist aber auch möglich, eine solche Verformung durch eine im Wesentlichen ringförmige Nut um den Öffnungsbereich herzustellen. In expedient developments of the undercut is formed by a deformation of the opening portion of the recess. This can be done by, for example, a punch having an at least slightly larger diameter than the punch that has been used for the depression. But it is also possible, such Deformation by a substantially annular groove to make the opening area.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes mit wenigstens einer Kontaktfläche zum Kontaktieren wenigstens eines Bauteils, wobei an der Kontaktfläche wenigstens ein Befestigungsbereich für wenigstens ein Lotdepot vorgesehen wird. Dabei umfasst die Befestigungseinrichtung wenigstens eine zur Oberseite der Kontaktfläche geöffnete Vertiefung mit wenigstens einem Hinterschnitt. Die Vertiefung ist insbesondere durch wenigstens einen Tiefziehvorgang in den Befestigungsbereich eingebracht wird. Durch das Einbringen der Vertiefung von der Oberseite der Kontaktfläche aus entsteht im Befestigungsbereich an der Unterseite der Kontaktfläche eine Ausformung. The inventive method is suitable for producing an electrical contact with at least one contact surface for contacting at least one component, wherein at least one attachment region for at least one solder deposit is provided on the contact surface. In this case, the fastening device comprises at least one recess open to the upper side of the contact surface with at least one undercut. The recess is introduced in particular by at least one deep drawing process in the mounting area. By introducing the depression from the upper side of the contact surface, a formation is formed in the fastening region on the underside of the contact surface.
Unter Tiefziehen kann erfindungsgemäß insbesondere ein Stempelvorgang, ein Einpressen oder auch ein Einprägen verstanden werden, wodurch eine lochähnliche Vertiefung in dem Befestigungsbereich der Kontaktfläche erzeugt wird. Under deep drawing according to the invention can be understood in particular a stamping process, a press-fitting or an embossing, whereby a hole-like depression in the attachment region of the contact surface is generated.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren auf einfache Weise ein elektrischer Kontakt zur Verfügung gestellt wird, an dem ein Lotdepot verliersicher aufgenommen werden kann. Durch das erfindungsgemäße Zurückverformen der Ausformung an der Unterseite des Befestigungsbereichs entsteht ein Hinterschnitt, der im Schnittbild schwalbenschwanzförmig ausgebildet ist. Dieser Hinterschnitt dient einem an dem Kontakt befestigten Lotdepot als Widerlager. The method according to the invention offers many advantages. A considerable advantage is that the method according to the invention provides in a simple manner an electrical contact to which a solder deposit can be taken captively. The inventive deforming back of the formation of the underside of the mounting area creates an undercut, which is dovetail-shaped in the sectional view. This undercut serves a solder deposit attached to the contact as an abutment.
Bevorzugt wird in die Ausformung wenigstens eine Einformung eingebracht, um den Hinterschnitt an der der Ausformung zugewandten Seite der Vertiefung zu erzeugen. Eine solche Einformung ist insbesondere als Einkerbung zu verstehen, welche bevorzugt durch ein wenigstens abschnittsweises Zurückverformen der Ausformung in Richtung der Vertiefung entsteht. Die Einformung kann nach der Fertigung bevorzugt wieder mit Material gefüllt werden, sodass die Einformung im Endprodukt nicht mehr zu erkennen ist. At least one indentation is preferably introduced into the molding in order to produce the undercut on the side of the indentation facing the molding. Such an indentation is to be understood in particular as a notch, which is preferably formed by an at least section-wise deformation back of the formation in the direction of the recess. The indentation can preferably be filled again with material after production, so that the indentation in the end product is no longer recognizable.
In vorteilhaften Ausgestaltungen wird der Öffnungsbereich der Vertiefung verformt, um den Hinterschnitt zu erzeugen. So kann z. B. durch ein Eindrücken des Öffnungsbereichs der Vertiefung im oberen Bereich der Vertiefung ein Hinterschnitt gebildet werden. In advantageous embodiments, the opening area of the recess is deformed to produce the undercut. So z. B. be formed by an indenting of the opening portion of the recess in the upper region of the recess, an undercut.
Bevorzugt wird der elektrische Kontakt wenigstens abschnittsweise aus einer Stahllegierung, aus einer Spezialstahllegierung, einer Edelstahllegierung und/oder aus einer Spezialstahllegierung gefertigt. Durch die Verwendung eines solchen Materials wird ein elektrischer Kontakt zur Verfügung gestellt, welcher auch in Verbindung mit Glasbauteilen verwendet werden kann, ohne dass ein bleihaltiges Lot zum Ausgleich der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen der Materialien verwendet werden muss, wie es z. B. bei Kupfer und Glas notwendig ist. Preferably, the electrical contact is at least partially made of a steel alloy, a special steel alloy, a stainless steel alloy and / or a special steel alloy. Through the use of such a material an electrical contact is provided, which can also be used in conjunction with glass components, without having to use a lead-containing solder to compensate for the different thermal expansions of the materials, as z. B. in copper and glass is necessary.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen erfolgt das Tiefziehen mit einem Stempel und einer Gegenform. So können eine definierte Vertiefung und eine definierte Ausformung hergestellt werden, wodurch besonders zuverlässig durch das Zurückformen der Ausformung der gewünschte Hinterschnitt im unteren Bereich der Vertiefung entsteht. In further advantageous embodiments, the deep-drawing takes place with a punch and a counter-mold. Thus, a defined depression and a defined shape can be produced, which is particularly reliable by the reshaping of the molding of the desired undercut in the lower region of the depression.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden. Further advantages and features of the present invention will become apparent from the embodiments, which are explained below with reference to the accompanying figures.
In den Figuren zeigen: In the figures show:
In
An der anderen Kontaktfläche
Zudem erkennt man, dass an dem Befestigungsbereich
Der elektrische Kontakt
Vorteilhaft bei der hier verwendeten Spezialstahllegierung
Der elektrische Kontakt
An der oberen Kontaktfläche
Die Vertiefungen
In
Auf dem Schwarzdruck
Eine derartige Verbindung ist nicht völlig unproblematisch. Bekannte derartige Verbindungen werden mit einem elektrischen Kontakt aus Kupfer hergestellt, da Kupfer ein äußerst leitfähiges Metall ist. Da jedoch Kupfer und Glas sehr unterschiedliche Eigenschaften in der Wärmeausdehnung haben, muss ein solcher Kontakt mit einem bleihaltigen Lot verbunden werden. Das Blei in dem bleihaltigen Lot dient dann als Puffer, welches die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen von Glas und Kupfer bei Temperaturschwankungen ausgleicht. Such a connection is not completely unproblematic. Known such compounds are made with a copper electrical contact, since copper is a highly conductive metal. However, since copper and glass have very different thermal expansion properties, such contact must be associated with a lead containing solder. The lead in the lead-containing solder then serves as a buffer, which compensates for the different thermal expansions of glass and copper with temperature fluctuations.
Dabei werden Heckscheiben während der Produktion einem sicherheitsrelevanten Stresstest unterzogen, bei welchem die fertig produzierte Heckscheibe mit allen elektrischen Kontakten 60 Mal Temperaturschwankungen zwischen –40°C und 105°C ausgesetzt wird. Bei diesem Stresstest dürfen sich die elektrischen Kontakte nicht lösen. In the process, rear windows are subjected to a safety-relevant stress test during production in which the finished rear window with all electrical contacts is exposed 60 times to temperature fluctuations between -40 ° C and 105 ° C. During this stress test, the electrical contacts must not come loose.
Der Einsatz von bleihaltigem Lot ist allerdings nur noch bei sicherheitsrelevanten Teilen gestattet. Daraus ergibt sich die Problematik, dass die puffernde Wirkung des bleihaltigen Lots nicht mehr zum Ausgleich von unterschiedlichen Wärmeausdehnungen von Glas und elektrischem Kontakt genutzt werden kann. However, the use of lead-containing solder is only permitted for safety-relevant parts. This results in the problem that the buffering effect of the lead-containing solder can no longer be used to compensate for different thermal expansions of glass and electrical contact.
Daher ist der hier gezeigte elektrische Kontakt aus einer Spezialstahllegierung
Zwar ist die Spezialstahllegierung
In
In
In
Die definierte Ausformung
In anderen Ausgestaltungen des Verfahrens kann der Stempel aber auch vollständig aus der Vertiefung
Auf der Unterseite
Das Einbringen der Einformung
Wie in
In
Dadurch wird ein elektrischer Kontakt
In anderen Ausgestaltungen kann der Hinterschnitt
Der Hinterschnitt
In
In der gezeigten perspektivischen Ansicht sieht man die Ausformungen
Dabei weisen die Kontaktflächen
Der Zwischenbereich
Bei dem hier gezeigten elektrischen Kontakt
In
Der Verbindungsabschnitt
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- elektrischer Kontakt electric contact
- 2 2
- Kontaktfläche contact area
- 3 3
- Bauteil component
- 4 4
- Befestigungsbereich fastening area
- 5 5
- Lotdepot solder deposit
- 6 6
- Befestigungseinrichtung fastening device
- 7 7
- Oberseite top
- 8 8th
- Vertiefung deepening
- 9 9
- Hinterschnitt undercut
- 1010
- Unterseite bottom
- 1111
- Ausformung formation
- 1212
- Einformung indentation
- 1313
- Edelstahllegierung stainless steel alloy
- 1414
- Spezialstahllegierung Special steel alloy
- 1515
- leitfähiges Material conductive material
- 1616
- Distanzelement spacer
- 1717
- bleifreies Lot unleaded lot
- 1818
- Stempel stamp
- 1919
- Gegenform counter-mold
- 2020
- Kontakt Contact
- 2121
- Flussmittel flux
- 2222
- Nase, Fortsatz Nose, extension
- 2323
- Heckscheibe rear window
- 2424
- Zwischenbereich intermediate area
- 2525
- Schwarzdruck Black print
- 2626
- Silberdruck silver print
- 2727
- Öffnungsbereich opening area
- 2828
- Loch hole
- 2929
- Dorn mandrel
- 3030
- Stütze support
- 3131
- Kerbe score
- 3232
- der Ausformung zugewandte Seite the shaping facing side
- 3333
- Stahllegierung steel alloy
- 3434
- Silberschicht silver layer
- 3535
- Verbindungsbereich connecting area
- 3636
- Lasche flap
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 202009000454 U1 [0006] DE 202009000454 U1 [0006]
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014101695.5A DE102014101695A1 (en) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | Electrical contact and method of manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014101695.5A DE102014101695A1 (en) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | Electrical contact and method of manufacture |
Publications (1)
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---|---|
DE102014101695A1 true DE102014101695A1 (en) | 2015-08-13 |
Family
ID=53676717
Family Applications (1)
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DE102014101695.5A Withdrawn DE102014101695A1 (en) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | Electrical contact and method of manufacture |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102014101695A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2014
- 2014-02-12 DE DE102014101695.5A patent/DE102014101695A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |