DE102015100919A1

DE102015100919A1 - Folienverbund mit elektrischer Funktionalität und Kontaktierung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters

Info

Publication number: DE102015100919A1
Application number: DE102015100919.6A
Authority: DE
Inventors: Oliver Wiesener; Wolfram Fischer
Original assignee: Schreiner Group GmbH and Co KG
Current assignee: Schreiner Group GmbH and Co KG
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2015-01-22
Publication date: 2016-07-28
Also published as: WO2016116499A1

Abstract

Ein Folienverbund (100) mit elektrischer Funktionalität und Kontaktierung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters (20) umfasst eine Trägerschicht (110), die von dem Folienverbund (100) ablösbar ausgebildet ist und eine kompressible Schicht (120), die auf einem Abschnitt (111) der Trägerschicht (110) angeordnet ist. Der Folienverbund (100) umfasst des Weiteren eine elektrisch leitfähige Struktur (140), die über der Trägerschicht (110) und der kompressiblen Schicht (120) angeordnet ist. Die kompressible Schicht (120) ist derart ausgebildet, dass die kompressible Schicht (120) beim Einwirken einer Kraft auf die kompressible Schicht (120) zusammengedrückt wird und der einwirkenden Kraft eine Rückstellkraft entgegen setzt. Beim Anordnen des Folienverbundes in einem Gehäuse (200) eines elektrischen Steckerbauteils (10) kann der elektrische Leiter (20) zwischen der elektrisch leitfähigen Struktur (140) und dem Gehäuse (200) geklemmt werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Folienverbund mit elektrischer Funktionalität und einer Kontaktierung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein elektrisches Steckerbauteil mit einen derartigen Folienverbund.
Zum Kontaktieren von elektrischen Leitern können Klemmkontakte oder Federkontakte, in die die zu verbindenden Leiter eingeschoben werden, verwendet werden. Klemmkontakte weisen beispielsweise Drahtbügel auf, in denen die elektrischen Leiter durch Zusammenquetschen der Drahtbügel gehalten und elektrisch miteinander verbunden werden. Federkontakte weisen einen Federmechanismus auf, durch den ein elektrischer Leiter an einen anderen Leiter gedrückt wird, sodass die zu verbindenden Leiter in dem Federkontakt gehalten und gleichzeitig elektrisch miteinander verbunden werden.
Derartige Kontaktierungsvorrichtungen werden insbesondere verwendet, wenn die zu verbindenden Leiter als elektrische Drähte ausgebildet sind. Elektrische Leiter können jedoch auch als flexible leitfähige Strukturen, beispielsweise als flexible Leiterbahnen, ausgebildet sein, die auf einer flexiblen Trägerschicht, beispielsweise einer Trägerfolie, aufgebracht sind. Zum Kontaktieren eines weiteren elektrischen Leiters, beispielsweise eines Drahtes, mit der auf der flexiblen Trägerfolie angeordneten leitfähigen Struktur können zwar ebenfalls die oben genannten Kontaktierungsvorrichtungen verwendet werden. Die Klemmbeziehungsweise Federkontakte können auf einer Platine angeordnet sein. Die Kontaktierung eines elektrischen Leiters mit einer flexiblen leitfähigen Struktur mittels Klemm- oder Federkontakten ist jedoch aufwändig und durch den verhältnismäßigen großen Klemm- oder Federkontakt mit einem hohen Platzaufwand verbunden.
Ein Anliegen der vorliegenden Erfindung ist es, einen Folienverbund mit elektrischer Funktionalität und einer Kontaktierung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters bereitzustellen, durch den es auf einfache Weise ermöglicht wird, den elektrischen Leiter mit der elektrisch leitfähigen Struktur des Folienverbundes zu kontaktieren, wobei ein geringer Platzaufwand erforderlich ist und der elektrische Leiter dennoch zuverlässig mit der leitfähigen Struktur verbunden werden kann. Ein weiteres Anliegen der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Steckerbauteil anzugeben, mit dem ein elektrischer Leiter mit einer elektrisch leitfähigen Struktur des Folienverbundes auf einfache und platzsparend Weise, aber dennoch zuverlässig elektrisch verbunden werden kann.
Eine Ausführungsform eines Folienverbundes mit elektrischer Funktionalität und einer Kontaktierung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters ist im Patentanspruch 1 angegeben.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Folienverbund eine Trägerschicht, die von dem Folienverbund ablösbar ausgebildet ist, eine kompressible Schicht, die auf einem Abschnitt der Trägerschicht angeordnet ist, eine Verbindungsschicht mit einer Haftwirkung und eine elektrisch leitfähige Struktur, die über der Trägerschicht angeordnet ist. Die Verbindungsschicht ist zwischen der kompressiblen Schicht und dem Abschnitt der Trägerschicht angeordnet. Die Verbindungsschicht ist derart ausgebildet, dass die kompressible Schicht an dem Abschnitt der Trägerschicht haftet und die kompressible Schicht von dem Abschnitt der Trägerschicht ablösbar ist, wobei sich die Verbindungsschicht von dem Abschnitt der Trägerschicht ablöst und an der kompressiblen Schicht haftet, wenn die Trägerschicht von dem Folienverbund abgelöst wird. Ein Abschnitt der elektrisch leitfähigen Struktur ist über der kompressiblen Schicht angeordnet. Die kompressible Schicht ist derart ausgebildet, dass die kompressible Schicht beim Einwirken einer Kraft auf die kompressible Schicht zusammengedrückt wird und der einwirkenden Kraft eine Rückstellkraft entgegen setzt.
Für die kompressible Schicht werden flexible Materialien, wie beispielsweise Schäume, insbesondere Schaumkleber, oder Harze, insbesondere Kunstharze, verwendet, die in den Folienverbund integriert werden. Die elektrisch leitfähige Struktur kann eine flexible Leiterbahn oder Leitfläche sein, die auf der Trägerschicht durch Drucken, Stanzen, Lasern beziehungsweise Ätzen angeordnet ist. Zur Herstellung der eigentlichen Kontakteinrichtung ist der zu kontaktierende Abschnitt der leitfähigen Struktur über die kompressible Schicht geführt. Dadurch entsteht in diesem Bereich ein in den Folienverbund integrierter, flexibler Federkontakt, der räumlich der Endapplikation angepasst und beispielsweise in abgerundeten Ecken eines Gehäuses eines elektrischen Steckerbauteils angeordnet werden kann.
Eine Ausführungsform eines elektrischen Steckerbauteils zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters mit einer elektrisch leitfähigen Struktur eines Folienverbundes ist im Patentanspruch 15 angegeben.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das elektrische Steckerbauteil einen Folienverbund nach der oben angegebenen Ausführungsform, wobei die Trägerschicht von dem Folienverbund abgelöst ist. Das Steckerbauteil weist des Weiteren ein Gehäuse mit einer Öffnung zum Einschieben eines elektrischen Leiters in das Gehäuse auf. Der Folienverbund ist derart in dem Gehäuse angeordnet, dass die kompressible Schicht des Folienverbundes beim Einschieben des elektrischen Leiters in die Öffnung des Gehäuses zusammengedrückt wird und der elektrische Leiter durch die Rückstellkraft der kompressiblen Schicht zwischen dem Gehäuse und dem Abschnitt der elektrisch leitfähigen Struktur geklemmt wird.
Der Folienverbund wird beispielsweise auf einem Substrat des Steckerbauteils in der Nähe der Öffnung des Gehäuses platziert, sodass der elektrische Leiter beim Einschieben in die Öffnung des Gehäuses den über der kompressiblen Schicht angeordneten Abschnitt der elektrisch leitfähigen Struktur berührt. Da das kompressible Material des Folienverbundes durch das Einschieben des elektrischen Leiters in die Öffnung des Gehäuses komprimiert wird und eine Rückstellkraft erzeugt, wird der elektrische Leiter zwischen dem Abschnitt der elektrisch leitfähigen Struktur über der kompressiblen Schicht und dem Gehäuse eingeklemmt. Dadurch ist der elektrische Leiter in dem Steckerbauteil fixiert und gleichzeitig wird zwischen der elektrisch leitfähigen Struktur und dem elektrischen Leiter ein elektrischer Kontakt gebildet. Durch die kompressible Schicht wird gewissermaßen ein Federkontakt realisiert, der jedoch ohne mechanische Federn auskommt und in dem Folienverbund integriert ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen, näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Ausführungsform eines Folienverbundes mit elektrischer Funktionalität und Kontaktierung zum Kontaktieren mit einem elektrischen Leiter,
2 eine weitere Ausführungsform eines Folienverbundes mit elektrischer Funktionalität und Kontaktierung zum Kontaktieren mit einem elektrischen Leiter,
3 eine weitere Ausführungsform eines Folienverbundes mit elektrischer Funktionalität und Kontaktierung zum Kontaktieren mit einem elektrischen Leiter,
4 eine Ausführungsform eines elektrischen Steckerbauteils mit einem Folienverbund mit elektrischer Funktionalität und Kontaktierung zum Kontaktieren mit einem elektrischen Leiter,
5 eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Steckerbauteils mit elektrischer Funktionalität und Kontaktierung zum Kontaktieren mit einem elektrischen Leiter,
6 eine weitere Ausführungsform eines Folienverbundes mit elektrischer Funktionalität und Kontaktierung zum Kontaktieren mit einem elektrischen Leiter.
Die 1, 2 und 3 zeigen verschiedene Ausführungsformen eines Folienverbundes 100 mit einer elektrisch leitfähigen Struktur 140 zum Kontaktieren mit einem elektrischen Leiter. Bei den gezeigten Ausführungsformen umfasst der Folienverbund 100 jeweils eine Trägerschicht 110, die von dem Folienverbund 100 ablösbar ausgebildet ist. Die Trägerschicht kann als eine Folie aus einem nichtleitenden Material ausgebildet sein. Des Weiteren weist der Folienverbund 100 eine kompressible Schicht 120, die auf einem Abschnitt 111 der Trägerschicht 110 angeordnet ist, auf. Eine Verbindungsschicht 131 mit einer Haftwirkung ist zwischen der kompressiblen Schicht 120 und dem Abschnitt 111 der Trägerschicht 110 angeordnet. Die Verbindungsschicht 131 kann beispielsweise eine Haftvermittler- oder eine Klebstoffschicht sein. Die Verbindungsschicht 131 ist derart ausgebildet, dass die kompressible Schicht 120 an dem Abschnitt 111 der Trägerschicht 110 haftet und die kompressible Schicht 120 von dem Abschnitt 111 der Trägerschicht 110 ablösbar ist. Beim Ablösen der Trägerschicht 110 von dem Folienverbund löst sich die Verbindungsschicht 131 von dem Abschnitt 111 der Trägerschicht 110 und haftet weiterhin an der Unterseite der kompressiblen Schicht 120.
Die elektrisch leitfähige Struktur 140 des Folienverbundes 100 kann als eine Leiterbahn oder Leitfläche, die über der Trägerschicht 110 angeordnet ist, ausgebildet sein. Ein Abschnitt 141 der elektrisch leitfähigen Struktur 140 ist über der kompressiblen Schicht 120 angeordnet. Die kompressible Schicht 120 ist derart ausgebildet, dass die kompressible Schicht 120 beim Einwirken einer Kraft zusammengedrückt wird und der einwirkenden Kraft eine Rückstellkraft entgegensetzt.
Die kompressible Schicht 120 kann dicker als die Trägerschicht 110 und als die elektrisch leitfähige Struktur 140 ausgebildet sein. Die kompressible Schicht 120 kann beispielsweise eine Dicke zwischen 0,3 mm und 5 mm aufweisen. Gemäß einer möglichen Ausführungsform kann die kompressible Schicht 120 ein Material aus einem Schaum, beispielsweise einen Schaumkleber, oder ein flüssiges Material, beispielsweise ein Material aus einem Harz, insbesondere einem Kunstharz, enthalten. Die kompressiblen Materialien können je nach Anforderung eingesetzt werden. Sie können je nach Beschaffenheit beispielsweise ausgestanzt und auf die Trägerschicht beziehungsweise die elektrisch leitfähige Struktur aufgebracht werden. Im Falle der Verwendung eines flüssigen Kunstharzes als Material für die kompressible Schicht kann das flexible Material auf die Trägerschicht 110 beziehungsweise die elektrisch leitfähige Struktur 140 gegossen werden. Das Material der kompressiblen Schicht 120 kann gemäß einer Ausführungsform elektrisch inaktiv, das heißt nicht elektrisch leitfähig und auch nicht piezoelektrisch, sein.
Der Folienverbund 100 der in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen weist einander gegenüberliegende endständige Seiten 101 und 102 auf, zwischen denen sich die Trägerschicht 110 erstreckt. Die kompressible Schicht 120 erstreckt sich zwischen der endständigen Seite 101 des Folienverbundes und einer Position 113 der Trägerschicht 110, die zwischen den beiden endständigen Seiten 101 und 102 des Folienverbundes liegt.
Die Ausführungsformen des in den 1 bis 3 gezeigten Folienverbundes können eine Abdeckschicht 150 zum Schutz der elektrisch leitfähigen Struktur 140 vor einer mechanischen Beschädigung umfassen. Die Abdeckschicht 150 ist über der elektrisch leitfähigen Struktur 140 angeordnet. Als Abdeckschicht kann beispielsweise ein Schutzlack, eine Folie, ein Klebstoff oder je nach Anwendungsfall ein sonstiges Material verwendet werden. Zum Ermöglichen der elektrischen Kontaktierung mit der elektrisch leitfähigen Struktur 140 kann die Abdeckschicht 150 an einem Bereich über dem Abschnitt 141 der elektrisch leitfähigen Struktur ein Loch beziehungsweise eine Aussparung 151 im Material der Abdeckschicht aufweisen.
Die verschiedenen in den 1 bis 3 gezeigten Ausgestaltungsformen des Folienverbundes 100 können des Weiteren eine Korrosionsschutzschicht 160 zum Schutz der elektrisch leitfähigen Struktur 140 vor einer Korrosion umfassen. Bei den in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform des Folienverbundes ist die Korrosionsschutzschicht 160 zwischen der elektrisch leitfähigen Struktur 140 und der Abdeckschicht 150 angeordnet. In den dargestellten Beispielen der Ausführungsformen des Folienverbundes 100 ist die Korrosionsschutzschicht 160 nur über dem Abschnitt 141 der elektrisch leitfähigen Struktur 140 angeordnet. Die Korrosionsschutzschicht kann gemäß einer weiteren Ausführungsform auch über der gesamten elektrisch leitfähigen Struktur 140 angeordnet sein.
Zur Herstellung der leitfähigen Struktur 140 kann eine elektrisch leitfähige Schicht zunächst ganzflächig über der Trägerschicht 110 beziehungsweise der kompressiblen Schicht 120 aufgebracht werden. Die leitfähige Struktur 140 kann durch Ausstanzen und Entfernen des Restgitters der leitfähigen Schicht hergestellt werden. Die Korrosionsschutzschicht kann gemäß einer möglichen Ausführungsform durch ganzflächiges Bedrucken der leitfähigen Schicht vor dem Ausstanzen der leitfähigen Struktur hergestellt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die einzelnen Leiterbahnen nach dem Ausstanzen beziehungsweise Lasern mit dem Material der Korrosionsschutzschicht 160 zu bedrucken. Bei ausreichender Menge an Bedruckungsfarbe oder -paste für die Korrosionsschutzschicht und dünnen Leitschichten, vorzugsweise mit Höhen zwischen 5 µm und 30 µm, können beim Bedrucken der leitfähigen Strukturen auch deren Flanken benetzt werden und dadurch geschützt werden.
Als Materialien für die Korrosionsschutzschicht 160 kann ein nicht-leitfähiges Material, beispielsweise verschiedenste Lacke auf Lösemittel- oder UV-reaktiver Basis oder basierend auf beliebigen anderen Trocknungs-/Härtungsverfahren, wie zum Beispiel der Elektronenstrahlhärtung, verwendet werden. Ebenso ist es möglich, als Material für die Korrosionsschutzschicht 160 leitfähige Pasten, beispielsweise Silberleitpaste oder Karbonleitpaste, ebenfalls auf verschiedenen Trocknungsverfahren basierend, zu verwenden. Bei Verwendung eines nicht-leitfähigen Materials muss für die Herstellung der elektrischen Kontaktierung zu der elektrisch leitfähigen Struktur 140 eine Stromleitung durch das nicht-leitfähige Material der Korrosionsschutzschicht bereitgestellt werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung einer Korrosionsschutzschicht besteht darin, nach dem ganzflächigen Aufbringen der elektrisch leitfähigen Schicht auf die Trägerschicht 110 beziehungsweise die kompressible Schicht 120 die leitfähige Schicht mit geeigneten Materialien zu bedampfen. Bei einer Bedampfung mit Aluminium bildet sich beispielsweise über der elektrisch leitfähigen Schicht eine Oxidschicht, die eine weitere Korrosion verhindert. Zur Herstellung einer Korrosionsschutzschicht kann auch eine Bedampfung der leitfähigen Schicht mit Gold oder eine Bedampfungen organischer oder anorganischer Natur eingesetzt werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung eines Korrosionsschutzes besteht darin, über die elektrisch leitfähige Struktur 140 eine selbstklebenden Folie beziehungsweise einen Folienaufbau mit ausreichender Elastizität und Klebstoffdicke zu laminieren. Dazu kann beispielsweise eine PE-Folie, die unterseitig mit Klebstoff beschichtet ist, oder eine Heißlaminierfolie verwendet werden. Der überlaminierte Folienaufbau kann im Kontaktierungsbereich über der elektrisch leitfähigen Struktur 140 eine Öffnung aufweisen, an der nach dem Aufbringen des Korrosionsschutzes die Kontaktierung der elektrisch leitfähigen Struktur 140 erfolgen kann. Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform kann das Einsiegeln der elektrisch leitfähigen Struktur durch einen Vakuum-Prozess erfolgen, um gegebenenfalls Lufteinschlüsse aus dem Verbund abzusaugen. Dadurch können Luftpolster beziehungsweise Lufteinschlüsse, die eine Korrosion verursachen könnten, vollständig abgesaugt werden.
Neben dem Aufbringen einer eigens dafür vorgesehenen Korrosionsschutzschicht 160 kann die elektrisch leitfähige Struktur 140 insbesondere auch dadurch gegen Korrosion geschützt werden, indem als Material für die elektrisch leitfähige Struktur 140 ein nicht-korrosives Material, beispielsweise verzinntes Kupfer oder Gold, verwendet wird.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform des Folienverbundes 100 weist die elektrisch leitfähige Struktur 140 einen weiteren sich an den Abschnitt 141 anschließenden Abschnitt 142 der elektrisch leitfähigen Struktur auf. Ebenso weist die Trägerschicht 110 einen weiteren sich an den Abschnitt 111 der Trägerschicht anschließenden Abschnitt 112 der Trägerschicht auf. Der Folienverbund kann eine weitere Verbindungsschicht 132 mit einer Haftwirkung aufweisen. Die weitere Verbindungsschicht 132 kann als eine Haftvermittler- oder Klebstoffschicht ausgebildet sein. Die Verbindungsschicht 132 ist zwischen dem weiteren Abschnitt 142 der elektrisch leitfähigen Struktur 140 und dem weiteren Abschnitt 112 der Trägerschicht 110 angeordnet. Der Abschnitt 142 der leitfähigen Struktur 140 ist unmittelbar auf der Trägerschicht 110 angeordnet, das heißt ohne dass zwischen dem Abschnitt 142 der leitfähigen Struktur 140 und dem Abschnitt 112 der Trägerschicht 110 die kompressible Schicht 120 angeordnet ist.
Die weitere Verbindungsschicht 132 ist derart ausgebildet, dass der weitere Abschnitt 142 der elektrisch leitfähigen Struktur 140 durch die Verbindungsschicht 132 an dem weiteren Abschnitt 112 der Trägerschicht 110 haftet. Die weitere Verbindungsschicht 132 ist darüber hinaus derart ausgebildet, dass der weitere Abschnitt 142 der elektrisch leitfähigen Struktur 140 von dem weiteren Abschnitt 112 der Trägerschicht 110 ablösbar ist. Ferner ist die weitere Verbindungsschicht 132 derart ausgestaltet, dass sich beim Ablösen der Trägerschicht 110 von dem Folienverbund die Verbindungsschicht 132 von dem Abschnitt 112 der Trägerschicht 110 ablöst und an dem Abschnitt 142 der elektrisch leitfähigen Struktur 140 haftet.
Um die Verarbeitung des Folienverbundes zu erleichtern, kann insbesondere bei Verwendung dickerer Folienaufbauten ein Dickenausgleich in Bereichen ohne elektrisch leitfähige Strukturen beziehungsweise mit wenig leitfähigen Strukturen aufgebracht werden. Ebenso kann bei dem Folienverbund ein Dickenausgleich zwischen dem eigentlichen Kontaktierungsbereich, an dem die kompressible Schicht 120 auf der Trägerschicht 110 angeordnet ist, und anderen Bereichen des Folienverbundes hergestellt werden. Die einheitliche Höhe des Folienverbundes erleichtert beziehungsweise ermöglicht die Wickelfähigkeit des Folienverbundes auf Rolle. Ebenso kann bei Bogenware durch den Dickenausgleich die Stapelfähigkeit der Bogenware sichergestellt werden.
Zur Herstellung einer einheitlichen Höhe zwischen dem Kontaktierungsbereich mit der kompressiblen Schicht 120 des Folienverbundes und den übrigen Bereichen des Folienverbundes kann eine Zwischenschicht 170 an den Stellen außerhalb des Kontaktierungsbereichs vorgesehen werden. In den 2 und 3 ist jeweils eine Ausführungsform des Folienverbundes 100 mit einer Zwischenschicht 170 zum Ausfüllen eines Bereichs des Folienverbundes zwischen dem Abschnitt 142 der elektrisch leitfähigen Struktur 140 und dem Abschnitt 112 der Trägerschicht 110 gezeigt. Die Zwischenschicht 170 ist zwischen der Position 113 der Trägerschicht 110 und der endständigen Seite 102 des Folienverbundes 100 angeordnet und grenzt an die kompressible Schicht 120 an.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform kann der in 2 gezeigte Folienverbund 100 eine Verbindungsschicht 133 mit einer Haftwirkung, beispielsweise eine Haftvermittleroder Klebstoffschicht, aufweisen. Die Verbindungsschicht 133 ist zwischen der Zwischenschicht 170 und dem Abschnitt 142 der leitfähigen Struktur 140 angeordnet. Die Verbindungsschicht 133 ist derart ausgebildet, dass die Zwischenschicht 170 an dem Abschnitt 142 der leitfähigen Struktur 140 haftet. Der Abschnitt 142 der leitfähigen Struktur 140 ist von der Zwischenschicht 170 ablösbar. Die Verbindungsschicht 133 ist derart ausgebildet, dass sich die Verbindungsschicht 133 von der Zwischenschicht 170 ablöst und an dem Abschnitt 142 der leitfähigen Struktur 140 haftet, wenn die Trägerschicht 110 von dem Folienverbund 100 abgelöst wird. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform haftet die Zwischenschicht 170 nach dem Ablösen der Trägerschicht 110 durch eine Verbindungsschicht 132, die als eine Haftvermittler- oder Klebstoffschicht ausgebildet sein kann, an dem Abschnitt 112 der Trägerschicht 110.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform des Folienverbundes 100, die in 3 dargestellt ist, weist der Folienverbund eine Verbindungsschicht 132 mit einer Haftwirkung auf. Die Verbindungsschicht 132 kann als eine Haftvermittler- oder Klebstoffbeschichtung ausgebildet sein. Die Verbindungsschicht 132 ist zwischen der Zwischenschicht 170 und dem weiteren Abschnitt 112 der Trägerschicht 110 angeordnet. Die Verbindungsschicht 132 ist derart ausgebildet, dass die Zwischenschicht 170 an dem Abschnitt 112 der Trägerschicht 110 haftet und die Zwischenschicht 170 von dem weiteren Abschnitt 112 der Trägerschicht 110 ablösbar ist. Die Verbindungsschicht 132 ist insbesondere derart ausgebildet, dass sich die Verbindungsschicht 132 von dem weiteren Abschnitt 112 der Trägerschicht 110 ablöst und an der Zwischenschicht 170 haftet, wenn die Trägerschicht 110 von dem Folienverbund 100 abgelöst wird. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform des Folienverbundes verbleibt die Zwischenschicht 170 somit nach dem Ablösen der Trägerschicht 110 weiterhin an der Unterseite des Abschnitts 142 der leitfähigen Struktur 140.
Bei den in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen des Folienverbundes 100 können die kompressible Schicht 120 und die Zwischenschicht 170 aus demselben Material bestehen. Die kompressible Schicht 120 und die Zwischenschicht 170 können dieselbe Dicke aufweisen. Die kompressible Schicht 120 und die Zwischenschicht 170 können durch eine Schnittlinie S voneinander getrennt sein. Dadurch ist es insbesondere bei der in 2 des Folienverbundes 100 gezeigten Ausführungsform möglich, dass die kompressible Schicht 120 beim Ablösen der Trägerschicht 110 von dem Folienverbund unter dem Abschnitt 141 der leitfähigen Struktur verbleibt und die Zwischenschicht 170 an dem Abschnitt 112 der Trägerschicht haften bleibt, während sich der Abschnitt 142 der leitfähigen Struktur 140 zusammen mit der Verbindungsschicht 133 von der Zwischenschicht 170 abhebt.
Zur Herstellung der in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen des Folienverbundes wird die kompressible Schicht 120 auf den Abschnitt 111 der Trägerschicht 110 aufgebracht. Damit die kompressible Schicht 120 an dem Abschnitt 111 der Trägerschicht 110 haftet, wird zwischen dem Abschnitt 111 der Trägerschicht 110 und der kompressiblen Schicht 120 die Verbindungsschicht 131 angeordnet. Über dem Abschnitt 112 der Trägerschicht 110 wird die Verbindungsschicht 132 aufgebracht. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform des Folienverbundes kann anschließend eine leitfähige Beschichtung auf die kompressible Schicht 120 und auf die Verbindungsschicht 132 über dem Abschnitt 112 der Trägerschicht 110 vollflächig aufgebracht werden. Bei den in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen wird die leitfähige Beschichtung vollflächig über der kompressiblen Schicht 120 als auch über der Zwischenschicht 170 aufgebracht. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsformen wird über der Zwischenschicht 170 die Verbindungsschicht 133 aufgebracht.
Zum Erzeugen der leitfähigen Struktur, beispielsweise in Form einer Leiterbahn beziehungsweise einer Leitfläche, werden die entsprechenden Bereiche aus der leitfähigen Beschichtung gestanzt oder geätzt. Je nach Anwendungsfall kann die leitfähige Struktur 140 auch direkt auf den jeweiligen Untergrund gedruckt, gelasert oder aufgedampft werden.
Zur Fertigung der in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen des Folienverbundes können die kompressible Schicht 120, die elektrisch leitfähige Struktur 140 und optional die Zwischenschicht 170 auch in umgekehrter Reihenfolge auf die Trägerschicht 110 aufgebracht werden. In diesem Fall liegt die nach der Applikation in einem Bauteil, beispielsweise einem Steckerbauteil, oben liegende elektrisch leitfähige Struktur 140 als unterste Ebene auf einem temporär verwendeten Untergrund, beispielsweise der Trägerschicht 110, und wird erst später bei der Applikation, beispielsweise beim Anordnen in einem Steckerbauteil, auf den finalen Untergrund transferiert.
Bei einer derartigen "gestürzten" Ausführungsform des Folienverbundes kann die als unterste Schicht liegende Trägerschicht 110 nach dem Applizieren des Folienverbundes als schützende obere Abdeckschicht auf der elektrisch leitfähigen Struktur verwendet werden. Zur Kontaktierung der elektrisch leitfähigen Struktur kann die Trägerschicht an einem Bereich über dem zu kontaktierenden Abschnitt 141 der leitfähigen Struktur ein Loch beziehungsweise eine Aussparung, durch die die äußere Kontaktierung zu der elektrisch leitfähigen Struktur erfolgen kann, aufweisen.
Der Folienverbund kann gemäß einer weiteren Ausführungsform einen elastischen Unterbau, beispielsweise eine zusätzliche elastische Folie, die unmittelbar über der Trägerschicht 110 vorgesehen ist, aufweisen. Für den elastischen Unterbau kann ein geschäumtes Material, das beispielsweise eine Dicke zwischen 0,3 mm und 5 mm aufweist, verwendet werden. Durch eine solche elastische Folie kann zwischen dem für die Kontaktierung vorgesehenen Bereich des Folienverbundes und den angrenzenden Bereichen ein Dickenausgleich ermöglicht werden, zum Beispiel bei Formtoleranzen von einhäusenden Bauteilen.
Zur maschinellen Herstellung können eine Vielzahl der in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen des Folienverbundes 100 als Rollenware oder als Einzelteil-/Bogenware hergestellt werden. Die Herstellung als Rollenware empfiehlt sich insbesondere bei Verwendung flexibler Trägerschichten, was die Verarbeitung in vielen Fällen deutlich vereinfachen kann. Als flexible Trägerschicht kann eine flexible Folie, beispielsweise aus PET (Polyethylenterephthalat), PP (Polypropylen), PE (Polyethylen) oder PI (Polymid), verwendet werden. Es können auch Papiere, die optional in Medien getränkt sind, die gegen Umwelteinflüsse, zum Beispiel gegen Feuchtigkeit, schützen, verwendet werden. Die Herstellung als Einzelteil-/Bogenware kommt insbesondere dann in Frage, wenn der Folienverbund eine nicht-flexibles Trägerschicht als Substratschicht aufweist. Dazu können harte Materialien, wie zum Beispiel Hartpapiere oder typische Leiterplattenmaterialien, verwendet werden.
Um Materialeinsatz, Platzbedarf und Fertigungszeit zu reduzieren, können asymmetrische Folienaufbauten gegebenenfalls ineinander verschränkt, gedreht oder geschoben werden.
Jeder Folienverbund kann mehrere elektrisch leitfähige Strukturen, beispielsweise mehrere Leiterbahnen, mit zugehörigen Kontaktierungsbereichen enthalten, die voneinander elektrisch isoliert sind. Die einzelnen leitfähigen Strukturen können zueinander beabstandet auf der Trägerschicht angeordnet werden. Dazu kann ein zunächst zwischen den leitfähigen Strukturen noch angeordnetes Gitter entfernt werden. Gemäß einer möglichen Ausführungsform können die leitfähigen Strukturen jedoch auch ohne Ablösen eines Gitters auf der Trägerschicht angeordnet werden, wenn fertigungstechnisch zum Beispiel mittels Laserherstellung eine ausreichend breite Lücke zwischen den leitfähigen Strukturen erzeugt werden kann. Bei der Laserherstellung kann beispielsweise leitfähiges Material zwischen den leitfähigen Strukturen weggebrannt werden, um Kurzschlüsse zwischen den leitfähigen Strukturen zu vermeiden.
4 zeigt eine erste Ausführungsform eines elektrischen Steckerbauteils 10 mit einem Gehäuse 200, in dem ein Folienaufbau 100 angeordnet ist, wobei das Trägersubstrat beziehungsweise die Trägerschicht 110 von dem Folienverbund abgelöst ist. Der Folienaufbau 100 kann die in den 1 und 2 gezeigte Ausführungsform aufweisen. Der Folienaufbau weist mindestens die kompressible Schicht 120, die Verbindungsschichten 131, 132 sowie die elektrisch leitfähige Struktur 140 auf. Das in 4 dargestellte Steckerbauteil weist den Folienverbund 100 nach einer der in den 1 beziehungsweise 2 gezeigten Ausführungsformen auf, wobei das Trägersubstrat beziehungsweise die Trägerschicht 110 von dem Folienverbund abgelöst und die Abdeckschicht 150 aus Gründen der vereinfachten Darstellung in 4 nicht eingezeichnet ist. Der Folienverbund ist auf einem Substrat 300 des Steckerbauteils aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt. Der Folienverbund ist von dem Gehäuse 200 des elektrischen Steckerbauteils umgeben.
Das Gehäuse 200 weist eine Öffnung 210 zum Einschieben eines elektrischen Leiters 20, beispielsweise eines Drahtes, in das Gehäuse 200 des Steckerbauteils auf. Der Folienverbund 100 ist derart in dem Gehäuse 200 angeordnet, dass die kompressible Schicht 120 des Folienverbundes 100 nahe an der Öffnung 210 des Gehäuses angeordnet ist und beim Einschieben des elektrischen Leiters 20 in die Öffnung 210 des Gehäuses 200 zusammengedrückt wird. Infolge des Zusammendrückens der kompressiblen Schicht 120 wird von der kompressiblen Schicht 120 eine Rückstellkraft erzeugt, durch die der elektrische Leiter 20 zwischen dem Gehäuse 200 und dem Abschnitt 141 der elektrisch leitfähigen Struktur 140 geklemmt wird und zwischen dem elektrischen Leiter 20 und der leitfähigen Struktur 140 ein elektrischer Kontakt geschaffen wird.
5 zeigt eine zweite Ausführungsform des elektrischen Steckerbauteils 10. Das elektrische Steckerbauteil weist den Folienverbund 100 gemäß der in 3 gezeigten Ausführungsform auf, wobei die Trägerschicht 110 von dem Folienverbund abgelöst worden ist und die Abdeckschicht 150 aus Gründen der vereinfachten Darstellung nicht eingezeichnet ist. Beim Ablösen der Trägerschicht 110 bleibt gemäß der in 3 gezeigten Ausführungsform des Folienverbundes die Zwischenschicht 170 an dem Abschnitt 142 der elektrisch leitfähigen Struktur 140 haften. Somit wird beim Applizieren des Folienverbundes auf das Substrat 300 im Unterschied zu der in 4 gezeigten Ausführungsform die Zwischenschicht 170 mit auf das Substrat 300 appliziert.
Der Folienverbund ist bei dem Steckerbauteil der 5 wie bei der in 4 gezeigten Ausführungsform nahe der Öffnung 210 des Gehäuses 200 angeordnet. Die kompressible Schicht 120 wird beim Einschieben des elektrischen Leiters 20 in die Öffnung 210 des Gehäuses 200 zusammengedrückt. Der elektrische Leiter 20 wird durch die Rückstellkraft der kompressiblen Schicht 120 zwischen dem Gehäuse 200 und dem Abschnitt 141 der elektrisch leitfähigen Struktur 140 geklemmt, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Kontakt 20 und der elektrisch leitfähigen Struktur 140 hergestellt wird.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Folienverbundes mit mehreren elektrisch voneinander getrennten leitfähigen Strukturen 140a, 140b. Die auf der Trägerschicht 110 angeordnete kompressible Schicht weist bei der in 6 gezeigten Ausführungsform des Folienverbundes verschiedene Bereiche 120a und 120b, die mit unterschiedlicher Höhe auf dem Abschnitt 111 der Trägerschicht 110 angeordnet sind, auf. Auf jedem der verschiedenen Bereiche 120a, 120b der kompressiblen Schicht 120 ist jeweils eine der leitfähigen Strukturen 140a beziehungsweise 140b angeordnet.
Durch die Anordnung verschiedener elektrisch leitfähiger Strukturen auf unterschiedlichen Bereichen der kompressiblen Schicht, die auf der Trägerschicht mit verschiedenen Höhen aufgebracht sind, kann die Packungsdichte an leitfähigen Strukturen innerhalb des Folienverbundes erhöht werden, ohne die Gefahr von Kurzschlüssen zu vergrößern. Gegebenenfalls können die elektrisch leitfähigen Strukturen sogar Stoß-an-Stoß, das heißt ohne auf der Trägerschicht horizontal zueinander beabstandet zu sein, angeordnet werden. Der notwendige Abstand zum Isolieren der leitfähigen Strukturen 140a, 140b untereinander wird durch den vertikalen Abstand zwischen den leitfähigen Strukturen erzielt. Durch Verwendung von unterschiedlichen Materialien für die verschiedenen Bereiche 120a, 120b der kompressiblen Schicht 120 können darüber hinaus Kontaktierungsbereiche mit unterschiedlichen mechanischen Druckwiderständen realisiert werden.
Bezugszeichenliste

10: Steckerbauteil
20: elektrischer Leiter
100: Folienverbund
110: Trägerschicht
120: kompressible Schicht
131, 132, 133: Verbindungsschicht
140: elektrisch leitfähige Struktur
150: Abdeckschicht
160: Korrosionsschutzschicht
170: Zwischenschicht
200: Gehäuse des Steckerbauteils
300: Substrat des Steckerbauteils

Claims

Folienverbund mit elektrischer Funktionalität und Kontaktierung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters, umfassend: – eine Trägerschicht (110), die von dem Folienverbund (100) ablösbar ausgebildet ist, – eine kompressible Schicht (120), die auf einem Abschnitt (111) der Trägerschicht (110) angeordnet ist, – eine Verbindungsschicht (131) mit einer Haftwirkung, – eine elektrisch leitfähige Struktur (140), die über der Trägerschicht (110) angeordnet ist, – wobei die Verbindungsschicht (131) zwischen der kompressiblen Schicht (120) und dem Abschnitt (111) der Trägerschicht (110) angeordnet ist, – wobei die Verbindungsschicht (131) derart ausgebildet ist, dass die kompressible Schicht (120) an dem Abschnitt (111) der Trägerschicht (110) haftet und die kompressible Schicht (120) von dem Abschnitt (111) der Trägerschicht (110) ablösbar ist, wobei sich die Verbindungsschicht (131) beim Ablösen der Trägerschicht (110) von dem Folienverbund von dem Abschnitt (111) der Trägerschicht (110) ablöst und an der kompressiblen Schicht (120) haftet, – wobei ein Abschnitt (141) der elektrisch leitfähigen Struktur (140) über der kompressiblen Schicht (120) angeordnet ist, – wobei die kompressible Schicht (120) derart ausgebildet ist, dass die kompressible Schicht (120) beim Einwirken einer Kraft auf die kompressible Schicht (120) zusammengedrückt wird und der einwirkenden Kraft eine Rückstellkraft entgegen setzt.
Folienverbund nach Anspruch 1, wobei die kompressible Schicht (120) eine Dicke zwischen 0,3 mm und 5 mm aufweist.
Folienverbund nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die kompressible Schicht (120) ein Material aus einem Schaum oder einem Harz enthält.
Folienverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 3, – wobei der Folienverbund (100) einander gegenüberliegende erste und zweite endständige Seiten (101, 102), zwischen denen sich die Trägerschicht (110) erstreckt, aufweist, – wobei sich die kompressible Schicht (120) zwischen einer ersten der endständigen Seiten (101) des Folienverbundes und einer Position (113) der Trägerschicht (110), die zwischen der ersten und zweiten endständigen Seite (101, 102) des Folienverbundes (100) liegt, erstreckt.
Folienverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: – eine Abdeckschicht (150) zum Schutz der elektrisch leitfähigen Struktur (140) vor einer mechanischen Beschädigung, – wobei die Abdeckschicht (150) über der elektrisch leitfähigen Struktur (140) angeordnet ist.
Folienverbund nach Anspruch 5, wobei die Abdeckschicht (150) an einem Bereich über dem Abschnitt (141) der elektrisch leitfähigen Struktur (140) ein Loch (151) zum elektrischen Kontaktieren der elektrisch leitfähigen Struktur (140) aufweist.
Folienverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend: – eine Korrosionsschutzschicht (160) zum Schutz der elektrisch leitfähigen Struktur (140) vor einer Korrosion, – wobei die Korrosionsschutzschicht (160) über mindestens dem Abschnitt (141) der elektrisch leitfähigen Struktur (140) angeordnet ist.
Folienverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 7, – wobei die elektrisch leitfähige Struktur (140) einen weiteren sich an den Abschnitt (141) der elektrisch leitfähigen Struktur anschließenden Abschnitt (142) aufweist, – wobei die Trägerschicht (110) einen weiteren sich an den Abschnitt (111) der Trägerschicht anschließenden Abschnitt (112) aufweist.
Folienverbund nach Anspruch 8, umfassend: – eine weitere Verbindungsschicht (132) mit einer Haftwirkung, – wobei die weitere Verbindungsschicht (132) zwischen dem weiteren Abschnitt (142) der elektrisch leitfähigen Struktur (140) und dem weiteren Abschnitt (112) der Trägerschicht (110) angeordnet ist, – wobei die weitere Verbindungsschicht (132) derart ausgebildet ist, dass der weitere Abschnitt (142) der elektrisch leitfähigen Struktur (140) an dem weiteren Abschnitt (112) der Trägerschicht (110) haftet und der weitere Abschnitt (142) der elektrisch leitfähigen Struktur (140) von dem weiteren Abschnitt (112) der Trägerschicht (110) ablösbar ist, wobei sich die weitere Verbindungsschicht (132) beim Ablösen der Trägerschicht (110) von dem Folienverbund von dem weiteren Abschnitt (112) der Trägerschicht (110) ablöst und an dem weiteren Abschnitt (142) der elektrisch leitfähigen Struktur (140) haftet.
Folienverbund nach Anspruch 8, umfassend: – eine Zwischenschicht (170) zum Ausfüllen eines Bereichs des Folienverbundes zwischen dem weiteren Abschnitt (142) der elektrisch leitfähigen Struktur (140) und dem weiteren Abschnitt (112) der Trägerschicht (110), – wobei die Zwischenschicht (170) zwischen der Position (113) der Trägerschicht (110) und der zweiten endständigen Seite (102) des Folienverbundes (100) angeordnet ist und an die kompressible Schicht (120) angrenzt.
Folienverbund nach Anspruch 10, umfassend: – eine weitere Verbindungsschicht (133) mit einer Haftwirkung, – wobei die weitere Verbindungsschicht (133) zwischen der Zwischenschicht (170) und dem weiteren Abschnitt (142) der leitfähigen Struktur (140) angeordnet ist, – wobei die weitere Verbindungsschicht (133) derart ausgebildet ist, dass die Zwischenschicht (170) an dem weiteren Abschnitt (142) der leitfähigen Struktur (140) haftet und der weitere Abschnitt (142) der leitfähigen Struktur (140) von der Zwischenschicht (170) ablösbar ist, wobei sich die weitere Verbindungsschicht (133) beim Ablösen der Trägerschicht (110) von dem Folienverbund (100) von der Zwischenschicht (170) ablöst und an dem weiteren Abschnitt (142) der leitfähigen Struktur (140) haftet.
Folienverbund nach Anspruch 10, umfassend: – eine weitere Verbindungsschicht (132) mit einer Haftwirkung, – wobei die weitere Verbindungsschicht (132) zwischen der Zwischenschicht (170) und dem weiteren Abschnitt (112) der Trägerschicht (110) angeordnet ist, – wobei die weitere Verbindungsschicht (132) derart ausgebildet ist, dass die Zwischenschicht (170) an dem Abschnitt (112) der Trägerschicht (110) haftet und die Zwischenschicht (170) von dem weiteren Abschnitt (112) der Trägerschicht (110) ablösbar ist, wobei sich die weitere Verbindungsschicht (132) beim Ablösen der Trägerschicht (110) von dem Folienverbund (100) von dem weiteren Abschnitt (112) der Trägerschicht (110) ablöst und an der Zwischenschicht (170) haftet.
Folienverbund nach einem der Ansprüche 10 bis 12, – wobei die kompressible Schicht (120) und die Zwischenschicht (170) dasselbe Material enthalten, – wobei die kompressible Schicht (120) und die Zwischenschicht (170) durch eine Schnittlinie (S) voneinander getrennt sind.
Folienverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 13, – wobei die leitfähige Struktur mehrere Leiterbahnen (140a, 140b) aufweist, – wobei die kompressible Schicht verschiedene Bereiche (120a, 120b), die mit unterschiedlicher Höhe auf dem Abschnitt (111) der Trägerschicht (110) angeordnet sind, aufweist, – wobei auf jedem der verschiedenen Bereiche (120a, 120b) der kompressiblen Schicht (120) eine der mehreren Leiterbahnen (140a, 140b) angeordnet ist.
Elektrisches Steckerbauteil, umfassend: – einen Folienverbund (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Trägerschicht (110) von dem Folienverbund (100) abgelöst ist, – ein Gehäuse (200) mit einer Öffnung (210) zum Einschieben eines elektrischen Leiters (20) in das Gehäuse (200) des Steckerbauteils (10), – wobei der Folienverbund (100) derart in dem Gehäuse (200) angeordnet ist, dass die kompressible Schicht (120) des Folienverbundes (100) beim Einschieben des elektrischen Leiters (20) in die Öffnung (210) des Gehäuses (200) zusammen gedrückt wird und der elektrische Leiter (20) durch die Rückstellkraft der kompressiblen Schicht (120) zwischen dem Gehäuse (200) und dem Abschnitt (141) der elektrisch leitfähigen Struktur (140) geklemmt wird.