DE102014109036A1 - Electrical connection device with two areas for a printed circuit board, electronic device, motor vehicle and manufacturing method - Google Patents

Electrical connection device with two areas for a printed circuit board, electronic device, motor vehicle and manufacturing method Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsvorrichtung (1) für eine Leiterplatte, mit einer ersten Kontakteinrichtung (2), welche eine Anschlussseite (4) und eine der Anschlussseite (4) gegenüberliegende Verbindungsseite (5) aufweist, wobei die erste Kontakteinrichtung (2) in einem Bereich der Anschlussseite (4) ein Einpresselement (8) aufweist, das zum Bereitstellen einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit der Leiterplatte in eine korrespondierende Öffnung der Leiterplatte einbringbar ist, und mit einer zweiten Kontakteinrichtung (3), welche eine Anschlussseite (6) und eine der Anschlussseite (6) gegenüberliegende Verbindungsseite (7) aufweist, wobei die erste und die zweite Kontakteinrichtung (2, 3) in einem Bereich ihrer Verbindungsseiten (5, 7) miteinander verbunden sind, und wobei die erste und die zweite Kontakteinrichtung (2, 3) in dem Bereich ihrer Verbindungsseiten (5, 7) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.The invention relates to an electrical connection device (1) for a printed circuit board, having a first contact device (2) which has a connection side (4) and a connection side (5) opposite the connection side (4), wherein the first contact device (2) is in a Area of the connection side (4) has a press-in element (8) which can be introduced for providing a positive and / or non-positive connection with the circuit board in a corresponding opening of the circuit board, and with a second contact device (3) having a connection side (6). and one of the terminal side (6) opposite connecting side (7), wherein the first and the second contact means (2, 3) in a region of their connecting sides (5, 7) are interconnected, and wherein the first and the second contact means (2 , 3) in the region of their connecting sides (5, 7) are materially interconnected.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsvorrichtung für eine Leiterplatte mit einer ersten Kontakteinrichtung, welche eine Anschlussseite und eine der Anschlussseite gegenüberliegende Verbindungsseite aufweist, wobei die erste Kontakteinrichtung in einem Bereich der Anschlussseite ein Einpresselement aufweist, das zum Bereitstellen einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit der Leiterplatte in eine korrespondierende Öffnung der Leiterplatte einbringbar ist, und mit einer zweiten Kontakteinrichtung, welche eine Anschlussseite und eine der Anschlussseite gegenüberliegende Verbindungsseite aufweist, wobei die erste und die zweite Kontakteinrichtung im Bereich ihrer Verbindungsseiten miteinander verbunden sind. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein elektronisches Gerät für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Leiterplatte. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen elektronischen Gerät. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindungsvorrichtung. The present invention relates to an electrical connection device for a printed circuit board having a first contact device, which has a connection side and a connection side opposite connecting side, wherein the first contact device in a region of the connection side has a press-in, which provides for providing a positive and / or non-positive connection the circuit board can be introduced into a corresponding opening of the printed circuit board, and with a second contact device which has a connection side and a connection side opposite the connection side, wherein the first and the second contact device are connected to one another in the region of their connection sides. Moreover, the present invention relates to an electronic device for a motor vehicle with such a printed circuit board. In addition, the present invention relates to a motor vehicle with such an electronic device. Finally, the present invention relates to a method for producing an electrical connection device.

Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf elektrische Verbindungsvorrichtungen für Leiterplatten. Derartige elektrische Verbindungsvorrichtungen können beispielsweise in elektronischen Geräten von Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise Sensoreinrichtungen, Auswerteschaltungen oder Steuergeräten, verwendet werden. Aus dem Stand der Technik sind elektrische Verbindungsvorrichtungen bekannt, mit denen eine sogenannte „Pressfit“-Verbindung ermöglicht werden kann. Solche Verbindungsvorrichtungen weisen ein Einpresselement auf, das in eine korrespondierende Öffnung der Leiterplatte eingebracht werden kann. Auf diese Weise kann zwischen der elektrischen Verbindungsvorrichtung und der Leiterplatte eine formschlüssige und/oder eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt werden. The interest is directed in the present case in particular to electrical connection devices for printed circuit boards. Such electrical connection devices can be used for example in electronic devices of motor vehicles, such as sensor devices, evaluation circuits or control devices. Electrical connection devices are known from the prior art with which a so-called "press-fit" connection can be made possible. Such connection devices have a press-in element, which can be introduced into a corresponding opening in the printed circuit board. In this way, between the electrical connection device and the circuit board, a positive and / or a frictional connection can be made.

Für die verschiedenen Anwendungen im Kraftfahrzeugbereich sind verschiedene elektrische Verbindungsvorrichtungen im Einsatz. Diese elektrischen Verbindungsvorrichtungen unterscheiden sich in ihrer Form, da diese als Stecker oder als Buchse bzw. Hülse ausgebildet sein können. Darüber hinaus können sich die elektrischen Verbindungsvorrichtungen, die insbesondere aus Metall gefertigt sind, bezüglich des verwendeten Werkstoffs und ihrer Oberflächen bzw. Beschichtung unterscheiden. Diese Anforderungen werden teilweise von den Kunden vorgegeben. Für jede dieser elektrischen Verbindungsvorrichtungen ist von Seiten des Herstellers aber eine komplette Validierung bzw. Qualifizierung notwendig. For the various applications in the automotive sector, various electrical connection devices are in use. These electrical connection devices differ in their shape, since they can be designed as a plug or as a socket or sleeve. In addition, the electrical connection devices, which are made in particular of metal, differ with respect to the material used and their surfaces or coating. These requirements are partly dictated by the customers. For each of these electrical connection devices, however, the manufacturer requires a complete validation or qualification.

In diesem Zusammenhang beschreibt die US 4,755,148 A eine elektrische Verbindungsvorrichtung, die mit einer Leiterplatte verbunden werden kann. Die elektrische Verbindungsvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Kontaktelementen, die in korrespondierende Öffnungen der Leiterplatte eingebracht werden können, um eine jeweilige Pressfit-Verbindung bereitzustellen. Darüber hinaus umfasst die elektrische Verbindungsvorrichtung eine Mehrzahl von metallischen Elementen, die in einen Isolator eingebracht sind. Die metallischen Elemente können entweder als Stecker oder als Buchse ausgebildet sein. Dabei können Kontaktelemente passend zu den Metallelementen ausgebildet sein. In this context, the describes US 4,755,148 A an electrical connection device that can be connected to a circuit board. The electrical connection device includes a plurality of contact elements that may be inserted into corresponding openings of the circuit board to provide a respective pressfit connection. In addition, the electrical connection device comprises a plurality of metallic elements, which are incorporated in an insulator. The metallic elements may be formed either as a plug or as a socket. In this case, contact elements can be designed to match the metal elements.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie der Herstellungsaufwand beim Herstellen einer elektrischen Verbindungsvorrichtung der eingangs genannten Gattung im Vergleich zum Stand der Technik reduziert werden kann und hierbei insbesondere eine zuverlässige elektrische Verbindung bereitgestellt werden kann. It is an object of the invention to provide a solution as the manufacturing cost can be reduced in the manufacture of an electrical connection device of the type mentioned in comparison to the prior art and in particular a reliable electrical connection can be provided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrische Verbindungsvorrichtung, ein elektronisches Gerät, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren. This object is achieved by an electrical connection device, an electronic device, a motor vehicle and a method having the features according to the respective independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the figures.

Eine elektrische Verbindungsvorrichtung für eine Leiterplatte umfasst eine erste Kontakteinrichtung, welche eine Anschlussseite und eine der Anschlussseite gegenüberliegende Verbindungsseite aufweist, wobei die erste Kontakteinrichtung in einem Bereich der Anschlussseite ein Einpresselement aufweist, das zum Bereitstellen einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit der Leiterplatte in eine korrespondierende Öffnung der Leiterplatte einbringbar ist, und eine zweite Kontakteinrichtung, welche eine Anschlussseite und eine der Anschlussseite gegenüberliegende Verbindungsseite aufweist, wobei die erste und die zweite Kontakteinrichtung in einem Bereich ihrer Verbindungsseiten miteinander verbunden sind, und wobei die erste und die zweite Kontakteinrichtung in dem Bereich ihrer Verbindungsseiten stoffschlüssig miteinander verbunden sind. An electrical connection device for a printed circuit board comprises a first contact device, which has a connection side and a connection side opposite the connection side, wherein the first contact device has a press-in element in a region of the connection side, which provides a positive and / or non-positive connection with the circuit board in one corresponding opening of the printed circuit board, and a second contact device having a terminal side and a connection side opposite connecting side, wherein the first and the second contact means are connected to each other in a region of their connecting sides, and wherein the first and the second contact means in the region their connecting sides are materially interconnected.

Die erfindungsgemäße elektrische Verbindungsvorrichtung umfasst also zwei Kontakteinrichtungen, die jeweils unterschiedliche Anforderungen erfüllen. Die erste Kontakteinrichtung kann mit ihrer Anschlussseite elektrisch und mechanisch mit der Leiterplatte verbunden werden. Zu diesem Zweck umfasst die erste Kontakteinrichtung ein Einpresselement, das in eine korrespondierende Öffnung der Platine bzw. Leiterplatte eingebracht werden kann. Auf diese Weise kann insbesondere eine formschlüssige Verbindung mit der Leiterplatte bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine kraftschlüssige Verbindung mit der Leiterplatte bereitgestellt werden. Eine derartige Verbindung zwischen einer elektrischen Verbindungsvorrichtung bzw. der ersten Kontakteinrichtung kann auch als „Pressfit“-Verbindung bezeichnet werden. The electrical connection device according to the invention thus comprises two contact devices, each of which fulfills different requirements. The first contact device can be connected with its connection side electrically and mechanically to the circuit board. For this purpose, the first contact device comprises a press-in element, which can be introduced into a corresponding opening of the circuit board or printed circuit board. In this way, in particular a positive connection with the circuit board can be provided. Alternatively or additionally, a frictional connection with the printed circuit board can be provided. Such a connection between an electrical connection device or the first contact device can also be referred to as a "pressfit" connection.

Die zweite Kontakteinrichtung kann nach den Vorgaben des Kunden ausgestaltet sein. Die erste Kontakteinrichtung kann nach einem Standard des Herstellers gefertigt sein. Somit ist es ausreichend, wenn die erste Kontakteinrichtung einmal qualifiziert wird. Somit kann insbesondere bei der Qualifizierung der ersten Kontakteinrichtung, die das Einpresselement aufweist, mit der eine mechanische und/oder elektrische Verbindung zu der Leiterplatte hergestellt wird, schneller und kostengünstiger qualifiziert werden. Eine derartige Qualifizierung kann beispielsweise eine Lebensdauerprüfung umfassen, die üblicherweise mehrere Monate dauert. Durch die stoffschlüssige Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kontakteinrichtung kann eine zuverlässige mechanische und elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakteinrichtungen ermöglicht werden. The second contact device can be configured according to the specifications of the customer. The first contact device can be manufactured according to a standard of the manufacturer. Thus, it is sufficient if the first contact device is qualified once. Thus, in particular in the qualification of the first contact device, which has the press-in element, with which a mechanical and / or electrical connection to the printed circuit board is produced, can be qualified faster and more cost-effectively. Such a qualification may include, for example, a life test, which usually takes several months. Due to the cohesive connection between the first and the second contact device, a reliable mechanical and electrical connection between the two contact devices can be made possible.

Bevorzugt sind die erste und die zweite Kontakteinrichtung durch Elektronenstrahlschweißen miteinander verbunden. Mittels Elektronenstrahlschweißen können verschiedene Metalle miteinander stoffschlüssig verbunden werden, die verschiedene Zustände, Dicken und Eigenschaften aufweisen. Dadurch lassen sich Materialkosten sowie nachfolgende Arbeitsschritte einsparen. Zudem erlaubt das Elektronenstrahlschweißen eine hohe Schweißgeschwindigkeit. The first and the second contact device are preferably connected to one another by electron beam welding. By means of electron beam welding, various metals can be materially connected to one another, which have different states, thicknesses and properties. As a result, material costs and subsequent work steps can be saved. In addition, the electron beam welding allows a high welding speed.

Bevorzugt sind die erste Kontakteinrichtung aus einem ersten metallischen Werkstoff und die zweite Kontakteinrichtung aus einem zweiten metallischen Werkstoff gefertigt. Insbesondere sind die erste Kontakteinrichtung aus einer ersten Metalllegierung und die zweite Kontakteinrichtung aus einer zweiten Metalllegierung gefertigt. Bevorzugt enthalten das erste metallische Material und das zweite metallische Material kein Zink. Der Grund hierfür ist, dass zinkhaltige Wertstoffe nicht durch Elektronenstrahlschweißen stoffschlüssig miteinander verbunden werden können. Preferably, the first contact device made of a first metallic material and the second contact device made of a second metallic material. In particular, the first contact device is made of a first metal alloy and the second contact device is made of a second metal alloy. Preferably, the first metallic material and the second metallic material do not contain zinc. The reason for this is that zinc-containing recyclable materials can not be bonded together by electron beam welding.

Darüber hinaus hat es sich vorteilhaft gezeigt, wenn der erste metallische Werkstoff Kupfer und Zinn umfasst. Beispielsweise kann die erste Kontakteinrichtung aus einer Metalllegierung gefertigt sein, welche Kupfer und Zinn umfasst. Beispielsweise kann eine Legierung verwendet werden, die als CuSn 400 bezeichnet wird. Auch das zweite metallische Material kann Kupfer und Zinn umfassen. Die zweite Kontakteinrichtung kann beispielsweise aus einer Metalllegierung gefertigt sein, die Kupfer und Zinn umfasst und die als CuSn 500 bezeichnet wird. Alternativ dazu kann die zweite Kontakteinrichtung aus einer Metalllegierung gefertigt sein, die Kupfer und Nickel umfasst. In addition, it has been found advantageous if the first metallic material comprises copper and tin. For example, the first contact device may be made of a metal alloy comprising copper and tin. For example, an alloy called CuSn 400 may be used. Also, the second metallic material may include copper and tin. The second contact device may, for example, be made of a metal alloy comprising copper and tin, which is referred to as CuSn 500. Alternatively, the second contact device may be made of a metal alloy comprising copper and nickel.

Bevorzugt weist die erste Kontakteinrichtung im Vergleich zur zweiten Kontakteinrichtung eine geringere mechanische Festigkeit auf. Mit anderen Worten wird für die erste Kontakteinrichtung im Vergleich zur zweiten Kontakteinrichtung ein weicheres Material verwendet. Beim Einbringen des Einpresselements der ersten Kontakteinrichtung in die korrespondierende Öffnung der Leiterplatte wird das Einpresselement elastisch und/oder plastisch verformt. Insbesondere verformt sich das Einpresselement beim Einbringen in die entsprechende Öffnung der Leiterplatte elastisch. Das Einpresselement kann beim Einbringen der ersten Kontakteinrichtung in die Öffnung ausgehend von einer Ausgangsstellung elastisch verformt werden. Wenn die erste Kontakteinrichtung in die Öffnung eingebracht ist, kann das Einpresselement wieder seine Ausgangsposition einnehmen. Somit kann auf einfache und kostengünstige Weise eine mechanische Verbindung zwischen der elektrischen Verbindungsvorrichtung und einer Leiterplatte hergestellt werden. Preferably, the first contact device has a lower mechanical strength compared to the second contact device. In other words, a softer material is used for the first contact device compared to the second contact device. When inserting the press-in element of the first contact device in the corresponding opening of the circuit board, the press-in element is elastically and / or plastically deformed. In particular, the press-in element deforms elastically upon insertion into the corresponding opening of the printed circuit board. The press-in element can be elastically deformed when introducing the first contact device into the opening, starting from an initial position. When the first contact device is introduced into the opening, the press-in element can again assume its starting position. Thus, a mechanical connection between the electrical connection device and a printed circuit board can be produced in a simple and cost-effective manner.

Das erfindungsgemäße elektronische Gerät für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Leiterplatte und zumindest eine erfindungsgemäße elektrische Verbindungsvorrichtung, wobei die zumindest eine elektrische Verbindungsvorrichtung in eine korrespondierende Öffnung der Leiterplatte eingebracht ist. Das elektronische Gerät für Sensoren des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Beispielsweise kann das elektronische Gerät in einem Modul verwendet werden, dass im Bereich der Lenksäule angeordnet ist und mit dem der Lenkwinkel erfasst werden kann. Darüber hinaus kann das elektronische Gerät zum Auswerten von Sensordaten verwendet werden. Das elektronische Gerät kann auch als Steuergerät des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. The electronic device according to the invention for a motor vehicle comprises a printed circuit board and at least one electrical connecting device according to the invention, wherein the at least one electrical connecting device is introduced into a corresponding opening of the printed circuit board. The electronic device can be used for sensors of the motor vehicle. For example, the electronic device can be used in a module that is arranged in the region of the steering column and with which the steering angle can be detected. In addition, the electronic device can be used to evaluate sensor data. The electronic device can also be designed as a control unit of the motor vehicle.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst das erfindungsgemäße elektronische Gerät. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet. The motor vehicle according to the invention comprises the electronic device according to the invention. The motor vehicle is designed in particular as a passenger car.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen elektronischen Verbindungsvorrichtung umfasst das Bereitstellen eines ersten metallischen Werkstoffs für die erste Kontakteinrichtung der Verbindungsvorrichtung, das Bereitstellen eines zweiten metallischen Werkstoffs für die zweite Kontakteinrichtung der Verbindungsvorrichtung, das stoffschlüssige Verbinden des ersten und des zweiten metallischen Werkstoffs zu einem Metallverbund und das Stanzen des Metallverbunds zum Bereitstellen der Verbindungsvorrichtung. A method according to the invention for producing an electronic connecting device according to the invention comprises providing a first metallic material for the first contact device of the connecting device, providing a second metallic material for the second contact device of the connecting device, integrally bonding the first and second metallic material to a metal composite and punching the metal composite to provide the connection device.

Aus dem ersten metallischen Werkstoff kann die erste Kontakteinrichtung und aus dem zweiten metallischen Werkstoff die zweite Kontakteinrichtung gefertigt werden. Das erste und das zweite Material werden durch Schweißen, insbesondere Elektronenstrahlschweißen, stoffschlüssig miteinander verbunden. Anschließend wird die elektrische Verbindungsvorrichtung bzw. ein Vorprodukt durch Stanzen des Verbundmaterials herausgetrennt. Somit können elektrische Verbindungsvorrichtungen einfach und schnell gefertigt werden. From the first metallic material, the first contact device and from the second metallic material, the second contact device can be manufactured. The first and the second material are bonded together by welding, in particular electron beam welding. Subsequently, the electrical connection device or a precursor is cut out by punching the composite material. Thus, electrical connection devices can be manufactured easily and quickly.

Bevorzugt wird als der erste metallische Werkstoff und/oder als der zweite metallische Werkstoff ein Metallblech bereitgestellt. Das erste und/oder das zweite Material können unterschiedliche Metalllegierungen sein, die jeweils als Metallblech vorliegen. Derartige Metallbleche können einfach und kostengünstig durch Elektronenstrahlschweißen stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Preferably, a metal sheet is provided as the first metallic material and / or as the second metallic material. The first and / or the second material may be different metal alloys, each of which is present as a metal sheet. Such metal sheets can be easily and inexpensively bonded together by electron beam welding.

Weiterhin hat es sich vorteilhaft gezeigt, wenn der gestanzte Metallverbund zum Bereitstellen der Verbindungsvorrichtung umgeformt wird. Beispielsweise kann der gestanzte Metallverbund, das die Grundform für die elektrische Verbindungsvorrichtung bereitstellt, gebogen werden. Furthermore, it has been found advantageous if the stamped metal composite is converted to provide the connecting device. For example, the stamped metal composite that provides the basic form for the electrical connection device can be bent.

Bevorzugt wird zum Bereitstellen der Verbindungsvorrichtung auf eine Oberfläche des gestanzten Verbundmaterials im Bereich der ersten Kontakteinrichtung und/oder im Bereich der zweiten Kontakteinrichtung eine Beschichtung aufgebracht. Dabei kann es vorgesehen sein, dass sowohl die erste Kontakteinrichtung als auch die zweiten Kontakteinrichtung beschichtet werden bzw. einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden. Alternativ dazu kann nur die erste Kontakteinrichtung oder nur die zweite Kontakteinrichtung beschichtet werden. Beispielsweise kann eine der Kontakteinrichtungen vergoldet oder verzinkt werden. For providing the connecting device, a coating is preferably applied to a surface of the stamped composite material in the region of the first contact device and / or in the region of the second contact device. It may be provided that both the first contact device and the second contact device are coated or subjected to a surface treatment. Alternatively, only the first contact device or only the second contact device can be coated. For example, one of the contact devices can be gilded or galvanized.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen sowie in Alleinstellung anwendbar. Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. All the features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures are applicable not only in the respectively specified combination but also in other combinations as well as in isolation.

Die Erfindung wird nun anhand besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. The invention will now be described with reference to particularly preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen: Show it:

1 in schematischer Perspektivdarstellung eine elektrische Verbindungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und 1 a schematic perspective view of an electrical connecting device according to an embodiment of the invention; and

2 in schematischer Darstellung einen Elektronenschweißvorgang eines ersten und eines zweiten Metalls, die eine erste und eine zweite Kontakteinrichtung der Verbindungsvorrichtung bilden. 2 schematically a Elektronenschweißvorgang of a first and a second metal, which form a first and a second contact means of the connecting device.

1 zeigt in einer schematischen Perspektivdarstellung eine elektrische Verbindungsvorrichtung 1. Die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 dient zur elektrischen Kontaktierung einer Leiterplatte bzw. einer Platine. Eine derartige Leiterplatte kann insbesondere in einem elektronischen Gerät eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, verwendet werden. Das elektronische Gerät kann eine Sensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs sein. So kann beispielsweise die Platine eine entsprechende Auswerteelektronik für die Sensoren des Kraftfahrzeugs umfassen. Solche Sensoren können beispielsweise Lenkwinkelsensoren sein. Alternativ dazu kann das elektronische Gerät dazu dienen, Sensordaten von Umfeldsensoren des Kraftfahrzeugs auszuwerten. Solche Umfeldsensoren können beispielsweise Kameras, Ultraschallsensoren, Radarsensoren, Laserscanner oder dergleichen sein. 1 shows a schematic perspective view of an electrical connection device 1 , The electrical connection device 1 used for electrical contacting of a printed circuit board or a circuit board. Such a circuit board can be used in particular in an electronic device of a motor vehicle, in particular a passenger car. The electronic device may be a sensor device of the motor vehicle. For example, the board may include a corresponding evaluation for the sensors of the motor vehicle. Such sensors may be, for example, steering angle sensors. Alternatively, the electronic device can be used to evaluate sensor data from environment sensors of the motor vehicle. Such environmental sensors may be, for example, cameras, ultrasonic sensors, radar sensors, laser scanners or the like.

Die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 umfasst eine erste Kontakteinrichtung 2 und eine zweite Kontakteinrichtung 3. Die erste Kontakteinrichtung 2 umfasst eine Anschlussseite 4 und eine der Anschlussseite 4 gegenüberliegende Verbindungsseite 5. Die zweite Kontakteinrichtung 3 umfasst ebenfalls eine Anschlussseite 6 und eine der Anschlussseite 6 gegenüberliegende Verbindungsseite 7. The electrical connection device 1 includes a first contact device 2 and a second contact device 3 , The first contact device 2 includes a connection side 4 and one of the connection side 4 opposite connection side 5 , The second contact device 3 also includes a connection side 6 and one of the connection side 6 opposite connection side 7 ,

Die erste Kontakteinrichtung 2 umfasst im Bereich ihrer Anschlussseite 4 ein Einpresselement 8. Dieses Einpresselement 8 kann in eine korrespondierende Öffnung bzw. Aussparung der Leiterplatte eingebracht werden, um eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung mit der Leiterplatte herzustellen. Eine derartige Verbindung kann auch als Pressfit-Verbindung bezeichnet werden. Das Einpresselement 8 umfasst eine entsprechende Durchgangsöffnung 10, die in die erste Kontakteinrichtung eingebracht ist. Vorliegend ist das Einpresselement 8 in seiner Ausgangsposition gezeigt. Wenn die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 bzw. die erste Kontakteinrichtung 2 im Bereich ihrer Anschlussseite 4 in die korrespondierende Öffnung einer Leiterplatte eingebracht wird, wird das Einpresselement 8 elastisch und/oder plastisch verformt. Insbesondere werden die beiden Stege der ersten Kontakteinrichtung 2, die die Durchgangsöffnung 10 begrenzen, derart elastisch verformt, dass sie sich auf einander zu bewegen. Wenn die erste Kontakteinrichtung 2 im Bereich ihrer Anschlussseite 4 in die korrespondierende Öffnung der Leiterplatte eingebracht ist, bewegt sich das Einpresselement 8 wieder in seine Ausgangslage zurück. The first contact device 2 includes in the area of its connection side 4 a press-in element 8th , This press-in element 8th can be introduced into a corresponding opening or recess of the circuit board to produce a positive and / or non-positive connection with the circuit board. Such a compound may also be referred to as a pressfit connection. The press-fit element 8th includes a corresponding passage opening 10 , which is introduced into the first contact device. The present is the press-in element 8th shown in its initial position. When the electrical connection device 1 or the first contact device 2 in the Area of their connection side 4 is introduced into the corresponding opening of a printed circuit board, the press-in element 8th elastically and / or plastically deformed. In particular, the two webs of the first contact device 2 that the passage opening 10 limit, so elastically deformed that they move towards each other. When the first contact device 2 in the area of its connection side 4 is inserted into the corresponding opening of the circuit board, the press-in element moves 8th back to his original position.

Darüber hinaus ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Begrenzungselement 17 vorgesehen, welches die Bewegung beim Einbringen der ersten Kontakteinrichtung 2 in die Öffnung der Leiterplatte begrenzt. Das Begrenzungselement 17 liegt dann auf einer Oberseite der Leiterplatte auf. Zudem kann die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 und/oder die Leiterplatte so ausgebildet sein, das nach dem Einbringen des Einpresselements 8 in die Öffnung eine elektrische Verbindung zwischen der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 und der Leiterplatte besteht. Moreover, in the present embodiment, a limiting element 17 provided, which movement during insertion of the first contact device 2 limited in the opening of the circuit board. The boundary element 17 then lies on top of the circuit board. In addition, the electrical connection device 1 and / or the circuit board to be formed after insertion of the press-in element 8th in the opening an electrical connection between the electrical connection device 1 and the circuit board is made.

Die zweite Kontakteinrichtung 3 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Bereich ihrer Anschlussseite 6 als Kontaktstift bzw. als Stecker ausgebildet. An die zweite Kontakteinrichtung 3 kann beispielsweise eine entsprechende Buchse angebracht werden. Die Ausführungsform gemäß 1 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 bzw. der zweiten Kontakteinrichtung 3. Die zweite Kontakteinrichtung 3 kann im Bereich der Anschlussseite 6 eine beliebige Formgebung aufweisen. So sind beispielsweise andere Steckerformen denkbar. Ebenso kann die zweite Kontakteinrichtung 3 im Bereich ihrer Anschlussseite 6 als Buchse ausgebildet sein. The second contact device 3 is in the present embodiment in the region of its connection side 6 designed as a contact pin or as a plug. To the second contact device 3 For example, a corresponding socket can be attached. The embodiment according to 1 shows a possible embodiment of the electrical connection device 1 or the second contact device 3 , The second contact device 3 can be in the area of the connection side 6 have any shape. For example, other plug shapes are conceivable. Likewise, the second contact device 3 in the area of its connection side 6 be designed as a socket.

Die erste Kontakteinrichtung 2 und die zweite Kontakteinrichtung 3 sind im Bereich ihrer Verbindungsseiten 5, 6 stoffschlüssig miteinander verbunden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die erste Kontakteinrichtung 2 und die zweite Kontakteinrichtung 3 im Bereich ihrer Verbindungsseiten 5, 6 durch Elektronenstrahlschweißen miteinander verbunden. The first contact device 2 and the second contact device 3 are in the area of their connection pages 5 . 6 cohesively connected to each other. In the present embodiment, the first contact device 2 and the second contact device 3 in the area of their connection pages 5 . 6 connected by electron beam welding.

2 zeigt in schematischer Darstellung einen Schritt des Herstellungsverfahrens der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1. Hierzu wird ein erster metallischer Werkstoff 11 bzw. ein erstes Metall und ein zweiter metallischer Werkstoff 12 bzw. ein zweites Metall bereitgestellt. Der erste metallische Werkstoff 11 bildet nach Abschluss des Herstellungsverfahrens die erste Kontakteinrichtung 2. Der zweite metallische Werkstoff 12 bildet nach Abschluss des Herstellungsverfahrens die zweite Kontakteinrichtung 3. Der erste metallische Werkstoff 11 ist eine Metalllegierung, die beispielsweise Kupfer und Zinn umfasst. Der zweite metallische Werkstoff 12 ist eine von dem ersten metallische Werkstoff 11 verschiedene Metalllegierung. Diese Metalllegierung kann ebenfalls Kupfer und Zinn umfassen. Alternativ dazu kann diese Metalllegierung Kupfer und Nickel umfassen. Für den ersten metallische Werkstoff 11 und den zweiten metallische Werkstoff 12 sind grundsätzlich alle Metalllegierungen denkbar, die kein Zink enthalten, da derartige Materialien nicht durch Elektronenstrahlschweißen miteinander stoffschlüssig verbunden werden können. 2 shows a schematic representation of a step of the manufacturing method of the electrical connection device 1 , For this purpose, a first metallic material 11 or a first metal and a second metallic material 12 or a second metal provided. The first metallic material 11 forms after completion of the manufacturing process, the first contact device 2 , The second metallic material 12 forms after completion of the manufacturing process, the second contact device 3 , The first metallic material 11 is a metal alloy comprising, for example, copper and tin. The second metallic material 12 is one of the first metallic material 11 different metal alloy. This metal alloy may also include copper and tin. Alternatively, this metal alloy may include copper and nickel. For the first metallic material 11 and the second metallic material 12 are basically all metal alloys conceivable that do not contain zinc, since such materials can not be joined together by electron beam welding cohesively.

Der erste metallische Werkstoff 11 und der zweite metallische Werkstoff 12 liegen vorliegend als Metallbleche vor, die entsprechend aufgerollt sind. Die beiden Metallbleche werden durch eine hier nicht dargestellte Fördereinrichtung in Richtung des Pfeils 13 bewegt. An einer Kathode 14 werden durch thermische Emission Elektroden freigesetzt, die auf eine Fügestelle zwischen dem ersten Material 11 und dem zweiten Material 12 treffen. Eine Anode und eine entsprechende Steuerelektrode der Schweißeinrichtung sind vorliegend der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt. Durch den Elektronenstrahl 15 werden der erste metallische Werkstoff 11 und der zweite metallische Werkstoff 12 aufgeschmolzen und somit stoffschlüssig miteinander verbunden. Der daraus entstehende Metallverbund 16 kann entsprechend aufgerollt werden. The first metallic material 11 and the second metallic material 12 are present as metal sheets, which are rolled up accordingly. The two metal sheets are by a conveyor, not shown here in the direction of the arrow 13 emotional. At a cathode 14 are released by thermal emission electrodes, which point to a joint between the first material 11 and the second material 12 to meet. An anode and a corresponding control electrode of the welding device are not shown here for the sake of clarity. Through the electron beam 15 become the first metallic material 11 and the second metallic material 12 melted and thus materially connected together. The resulting metal composite 16 can be rolled up accordingly.

Anschließend kann die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 bzw. eine Grundform für die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 aus dem Metallverbund 16 herausgetrennt werden. Dies erfolgt insbesondere durch Stanzen. Anschließend kann der gestanzte Metallverbund 16 entsprechend umgeformt werden. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 im Bereich der ersten Kontakteinrichtung 2 entsprechend gebogen. Vorliegend ist die erste Kontakteinrichtung 2 derart gebogen, dass der der Anschlussseite 4 zugeordnete Bereich im Wesentlichen senkrecht zu dem der Verbindungsseite 5 zugeordneten Bereich verläuft. Subsequently, the electrical connection device 1 or a basic form for the electrical connection device 1 from the metal composite 16 be cut out. This is done in particular by punching. Subsequently, the stamped metal composite 16 be reshaped accordingly. In the embodiment according to 1 is the electrical connection device 1 in the area of the first contact device 2 bent accordingly. In the present case, the first contact device 2 bent so that the connection side 4 associated area substantially perpendicular to the connection side 5 assigned area runs.

Nach dem Stanzen des Metallverbunds 16 bzw. nach dem optionalen Umformen kann eine Oberflächenbehandlung erfolgen. Dabei kann die Oberfläche der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 komplett beschichtet werden. Dabei ist es auch denkbar, dass nur die erste Kontakteinrichtung 2 oder die zweite Kontakteinrichtung 3 beschichtet bzw. galvanisiert werden. Beispielsweise kann nur die zweite Kontakteinrichtung 3 vergoldet werden. After punching the metal composite 16 or after the optional forming a surface treatment can take place. In this case, the surface of the electrical connection device 1 completely coated. It is also conceivable that only the first contact device 2 or the second contact device 3 coated or galvanized. For example, only the second contact device 3 to be gilded.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 4755148 A [0004] US 4755148 A [0004]

Claims (13)

Elektrische Verbindungsvorrichtung (1) für eine Leiterplatte, mit einer ersten Kontakteinrichtung (2), welche eine Anschlussseite (4) und eine der Anschlussseite (4) gegenüberliegende Verbindungsseite (5) aufweist, wobei die erste Kontakteinrichtung (2) in einem Bereich der Anschlussseite (4) ein Einpresselement (8) aufweist, das zum Bereitstellen einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit der Leiterplatte in eine korrespondierende Öffnung der Leiterplatte einbringbar ist, und mit einer zweiten Kontakteinrichtung (3), welche eine Anschlussseite (6) und eine der Anschlussseite (6) gegenüberliegende Verbindungsseite (7) aufweist, wobei die erste und die zweite Kontakteinrichtung (2, 3) in einem Bereich ihrer Verbindungsseiten (5, 7) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Kontakteinrichtung (2, 3) in dem Bereich ihrer Verbindungsseiten (5, 7) stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Electrical connection device ( 1 ) for a printed circuit board, with a first contact device ( 2 ), which has a connection side ( 4 ) and one of the connection side ( 4 ) opposite connection side ( 5 ), wherein the first contact device ( 2 ) in an area of the connection side ( 4 ) a press-in element ( 8th ), which can be introduced for providing a positive and / or non-positive connection with the printed circuit board in a corresponding opening of the printed circuit board, and with a second contact device ( 3 ), which has a connection side ( 6 ) and one of the connection side ( 6 ) opposite connection side ( 7 ), wherein the first and the second contact device ( 2 . 3 ) in an area of their connection pages ( 5 . 7 ), characterized in that the first and the second contact means ( 2 . 3 ) in the area of their connection pages ( 5 . 7 ) are cohesively connected to each other. Verbindungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Kontakteinrichtung (2, 3) durch Elektronenstrahlschweißen miteinander verbunden sind. Connecting device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the first and the second contact device ( 2 . 3 ) are joined together by electron beam welding. Verbindungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontakteinrichtung (2) aus einem ersten metallischen Werkstoff (11) und die zweite Kontakteinrichtung (3) aus einem zweiten metallischen Werkstoff (12) gefertigt ist. Connecting device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the first contact device ( 2 ) of a first metallic material ( 11 ) and the second contact device ( 3 ) of a second metallic material ( 12 ) is made. Verbindungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste metallische Werkstoff (11) Kupfer und Zinn umfasst. Connecting device ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the first metallic material ( 11 ) Comprises copper and tin. Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontakteinrichtung (2) im Vergleich zur zweiten Kontakteinrichtung (3) eine geringere mechanische Festigkeit aufweist. Connecting device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first contact device ( 2 ) compared to the second contact device ( 3 ) has a lower mechanical strength. Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kontakteinrichtung (3) im Bereich der Anschlussseite (6) als Stecker oder als Buchse ausgebildet ist. Connecting device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second contact device ( 3 ) in the area of the connection side ( 6 ) is designed as a plug or a socket. Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einpresselement (8) derart ausgebildet ist, dass es sich beim Einbringen in die korrespondierende Öffnung der Leiterplatte elastisch und/oder plastisch verformt. Connecting device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the press-in element ( 8th ) is designed such that it deforms elastically and / or plastically when introduced into the corresponding opening of the circuit board. Elektronisches Gerät für ein Kraftfahrzeug mit einer Leiterplatte und zumindest einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine elektrische Verbindungsvorrichtung (1) in eine korrespondierende Öffnung der Leiterplatte eingebracht ist. Electronic device for a motor vehicle with a printed circuit board and at least one electrical connecting device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the at least one electrical connection device ( 1 ) is introduced into a corresponding opening of the printed circuit board. Kraftfahrzeug mit einem elektronischen Gerät nach Anspruch 8.  Motor vehicle with an electronic device according to claim 8. Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit den Schritten: – Bereitstellen eines ersten metallischen Werkstoffs (11) für die erste Kontakteinrichtung (2) der Verbindungsvorrichtung (1), – Bereitstellen eines zweiten metallischen Werkstoffs (12) für die zweite Kontakteinrichtung (3) der Verbindungsvorrichtung (1), – Stoffschlüssiges Verbinden des ersten und des zweiten metallischen Werkstoffs (11, 12) zu einem Metallverbund (16) und – Stanzen des Metallverbunds (16) zum Bereitstellen der Verbindungsvorrichtung. Method for producing an electrical connection device ( 1 ) according to any one of claims 1 to 7, comprising the steps of: - providing a first metallic material ( 11 ) for the first contact device ( 2 ) of the connection device ( 1 ), - providing a second metallic material ( 12 ) for the second contact device ( 3 ) of the connection device ( 1 ), - materially connecting the first and the second metallic material ( 11 . 12 ) to a metal composite ( 16 ) and - punching the metal composite ( 16 ) for providing the connection device. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als das erste metallische Werkstoff (12) und/oder als der zweite metallische Werkstoff (12) ein Metallblech bereitgestellt werden. Method according to claim 10, characterized in that as the first metallic material ( 12 ) and / or as the second metallic material ( 12 ) are provided a metal sheet. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der gestanzte Metallverbund (16) zum Bereitstellen der Verbindungsvorrichtung (1) umgeformt wird. A method according to claim 10 or 11, characterized in that the punched metal composite ( 16 ) for providing the connection device ( 1 ) is transformed. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bereitstellen der Verbindungsvorrichtung (1) auf eine Oberfläche des gestanzten Metallverbunds (16) im Bereich der ersten Kontakteinrichtung (2) und/oder im Bereich der zweiten Kontakteinrichtung (3) eine Beschichtung aufgebracht wird. Method according to claim 11 or 12, characterized in that for providing the connecting device ( 1 ) on a surface of the stamped metal composite ( 16 ) in the region of the first contact device ( 2 ) and / or in the region of the second contact device ( 3 ) a coating is applied.
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