DE102017209554A1

DE102017209554A1 - Contact arrangement, composite foil and formation of a composite material

Info

Publication number: DE102017209554A1
Application number: DE102017209554.7A
Authority: DE
Inventors: Lin Feuerrohr; Martin Köhne; Thilo Koeder; Witold Pieper
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2018-12-06

Abstract

Die Erfindung geht hierbei von einer Kontaktanordnung aus, umfassend zumindest einen ersten und einen zweiten Kontaktpartner einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe. Dabei weisen beide Kontaktpartner jeweils einen elektrischen Kontaktanschluss auf, welche über einen Stoffschluss mittels eines Verbindungswerkstoffes, insbesondere einem elektrisch leitfähigen Verbindungswerkstoff, miteinander verbunden sind. Der Stoffschluss ist dabei aus einem Verbundwerkstoff aus dem Verbindungswerkstoff und zumindest einem im Verbindungswerkstoff eingebetteten Textilerzeugnisses aus Kohlenstoffnanoröhrchenfasern und/oder aus Graphenfasern gebildet.

The invention is based on a contact arrangement comprising at least a first and a second contact partner of an electrical and / or electronic assembly. In this case, both contact partners each have an electrical contact connection, which are connected to one another via a material connection by means of a connecting material, in particular an electrically conductive connecting material. The material bond is formed from a composite material of the connecting material and at least one embedded in the connecting material fabric of carbon nanotube fibers and / or graphene fibers.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung innerhalb einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe, eine elektrisch leitende Verbundfolie für den Einsatz in einer solchen Kontaktanordnung sowie ein Verfahren zur Ausbildung eines elektrisch leitfähigen Verbundwerkstoffes als elektrisches Kontaktierungsmittel zur Ausbildung einer stoffschlüssig verbundenen Kontaktanordnung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a contact arrangement within an electrical and / or electronic assembly, an electrically conductive composite film for use in such a contact arrangement and a method for forming an electrically conductive composite material as an electrical contact means for forming a cohesively connected contact arrangement according to the preambles of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

An Leiterverbindungen aus Weichloten fallen bei erhöhten Übergangswiderständen erhöhte Verlustleistungen an. Die Lotflächen sollen in der Regel aufgrund begrenzter Leiterplattenfläche klein gehalten werden. Lotstellen werden außerdem bei Schwingungsbelastung oder Temperaturwechseln mit mechanischen Spannungen belastet, die zum Versagen der Verbindung führen und die Lebensdauer eines Systems begrenzen. In veröffentlichten Patentanmeldungen und Patenten sind unter Verwendung von Kohlenstoffnanoröhrchen verschiedene Lotmaterialien gezeigt.Conductor connections made of soft solders incur increased power losses due to increased contact resistance. The solder surfaces should usually be kept small due to limited PCB area. In addition, solder points are subjected to mechanical stresses during vibration or temperature changes, which lead to failure of the connection and limit the life of a system. In published patent applications and patents, various solder materials are shown using carbon nanotubes.

Die Patentschrift US 8,129,223 B2 zeigt beispielsweise, wie die thermische Leitfähigkeit einer Lotfolie durch Kohlenstoffnanoröhrchen verbessert werden kann. Dabei werden die Kohlenstoffnanoröhrchen im flüssigen Lot parallel zueinander ausgerichtet. Von dem erstarrten Lot werden Lotfolien senkrecht zu den Kohlenstoffnanoröhrchen abgeschnitten. Dadurch wird die hohe axiale Wärmeleitfähigkeit der Kohlenstoffnanoröhrchen optimal genutzt.The patent US 8,129,223 B2 shows, for example, how the thermal conductivity of a solder foil can be improved by carbon nanotubes. The carbon nanotubes are aligned parallel to each other in the liquid solder. From the solidified solder Lotfolien be cut perpendicular to the carbon nanotube. This optimally utilizes the high axial thermal conductivity of the carbon nanotubes.

Aus der Offenlegungsschrift WO2007/120228 geht die Herstellung einer Lotpaste hervor, die Kohlenstoffnanoröhrchen enthält. Darüber hinaus wird auch offenbart, die Kohlenstoffnanoröhrchen vor der Zugabe zum Lot durch ein geeignetes Verfahren mit einem Karbidbildner(Titan, Chrom, Vanadium, Wolfram Molybdän oder Tantal) zu beschichten.From the publication WO2007 / 120228 The production of a solder paste that contains carbon nanotubes emerges. Moreover, it is also disclosed to coat the carbon nanotubes with a carbide former (titanium, chromium, vanadium, tungsten, molybdenum or tantalum) by a suitable method prior to addition to the solder.

Die Offenlegungsschrift WO2007/123778 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Wald aus Kohlenstoffnanoröhrchen, der auf einem Substrat hergestellt wurde, mit einem Lot infiltriert wird. Durch den Wald aus Kohlenstoffnanoröhrchen in der Lotverbindung wird die Wärmeleitfähigkeit der Verbindung stark erhöht.The publication WO2007 / 123778 describes a method in which a forest of carbon nanotubes made on a substrate is infiltrated with a solder. Through the forest of carbon nanotubes in the solder joint, the thermal conductivity of the compound is greatly increased.

In der Offenlegungsschrift US 2015/0375490 wird beschrieben, wie eine Mischung aus Kohlenstoffnanoröhrchen und Lot auf beide Seiten der zu fügenden Bauteile aufgetragen und anschließend durch eine Wärmebehandlung stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Dadurch soll die Festigkeit und die Zähigkeit der Verbindung gesteigert werden.In the published patent application US 2015/0375490 describes how a mixture of carbon nanotubes and solder are applied to both sides of the components to be joined and then joined together by a heat treatment cohesively. This is intended to increase the strength and toughness of the connection.

Die Offenlegungsschrift WO 2015/004467 gibt detailliert Anleitung wie die Zusammensetzung des Weichlotes sein muss, damit eine gute Anbindung stattfindet.The publication WO 2015/004467 gives detailed instructions how the composition of the soft solder must be, so that a good connection takes place.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteileadvantages

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Stoffschluss für eine Kontaktanordnung innerhalb einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe mit einer hohen Risszähigkeit, insbesondere bei Vorliegen von Temperaturwechselbelastungen, zu ermöglichen sowie den Stoffschluss mit einem kleinen elektrischen Widerstand auszubilden.The invention is based on the object to provide a material connection for a contact arrangement within an electrical and / or electronic assembly with a high fracture toughness, in particular in the presence of thermal cycling, and form the material bond with a small electrical resistance.

Die Erfindung geht hierbei von einer Kontaktanordnung aus, umfassend zumindest einen ersten und einen zweiten Kontaktpartner einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe. Dabei weisen beide Kontaktpartner jeweils einen elektrischen Kontaktanschluss auf, welche über einen Stoffschluss mittels eines Verbindungswerkstoffes, insbesondere einem elektrisch leitfähigen Verbindungswerkstoff, miteinander verbunden sind. Der Stoffschluss ermöglicht somit ein Strompfad zwischen den verbundenen Kontaktanschlüssen und bindet beispielsweise beide Kontaktpartner als Teil einer elektrischen Schaltung der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe ein. Der Stoffschluss ist dabei aus einem Verbundwerkstoff aus dem Verbindungswerkstoff und zumindest einem im Verbindungswerkstoff eingebetteten Textilerzeugnisses aus Kohlenstoffnanoröhrchenfasern und/oder aus Graphenfasern gebildet. Kohlenstoffnanoröhrchen sowie Graphen zeichnen sich durch eine atomare Struktur aus Sechserringen aus Kohlenstoff und delokalisierten Elektronen aus, wodurch insgesamt eine hohe elektrische Leitfähigkeit begründet ist. Bei Graphen ergibt sich hierbei eine ebene Strukturanordnung der Sechserringe im Vergleich zu einer Anordnung der Sechserringe in einer Röhrchenstruktur bei den Kohlenstoffnanoröhrchen. Die Faserform zeigt sich als ein dünnes und lineares Gebilde, deren Längenmaß ein Vielfaches eines maximalen Querschnittsmaßes beträgt. Für das erfindungsgemäß vorgesehene Textilerzeugnis kommen allerdings nur Fasern von der Art zum Einsatz, welche im Aufbau und ihren Eigenschaften den Voraussetzungen für die Verarbeitung mit einem textilen Fertigungsverfahren genügen. Hierfür sind sie beispielsweise verspinnbar und/oder weisen ein Verhältnis ihres Längen- zum Querschnittsmaß von mehr als 500:1, insbesondere von mehr als 1000:1, auf und/oder sind aufgrund ihrer ausreichenden Bieg- und Schmiegsamkeit textil verarbeitbar. Das Vorliegen eines Textilerzeugnisses im Sinne der Erfindung entspricht bevorzugt dem Verständnis gemäß der Verordnung (EU) Nr. 1007/2011 des europäischen Parlaments und des Rates in Anwendung auf die Verwendung einer Textilfaser aus Kohlenstoffnanoröhrchenfasern und/oder aus Graphenfasern.The invention is based on a contact arrangement comprising at least a first and a second contact partner of an electrical and / or electronic assembly. In this case, both contact partners each have an electrical contact connection, which are connected to one another via a material connection by means of a connecting material, in particular an electrically conductive connecting material. The material connection thus enables a current path between the connected contact terminals and, for example, binds both contact partners as part of an electrical circuit of the electrical and / or electronic assembly. The material bond is formed from a composite material of the connecting material and at least one embedded in the connecting material fabric of carbon nanotube fibers and / or graphene fibers. Carbon nanotubes and graphene are characterized by an atomic structure of carbon rings and delocalized electrons, resulting in high electrical conductivity. In the case of graphene, this results in a planar structural arrangement of the six-membered rings in comparison to an arrangement of the six-membered rings in a tube structure in the carbon nanotubes. The fiber form shows up as a thin and linear structure whose length dimension is a multiple of a maximum cross-sectional dimension. For the textile provided according to the invention, however, only fibers of the type are used, which satisfy the requirements for processing with a textile manufacturing process in structure and their properties. For this purpose, they are, for example, spinnable and / or have a ratio of their length to the cross-sectional dimension of more than 500: 1, in particular more than 1000: 1, and / or are textile processable due to their sufficient flexibility and flexibility. The presence For the purposes of the invention, a textile product preferably complies with the understanding of Regulation (EU) No 1007/2011 of the European Parliament and of the Council applying to the use of a carbon nanotube fiber textile fiber and / or graphene fiber textile fiber.

Vorteilhaft ergibt sich ein Stoffschluss mit sehr niedrigem elektrischem Widerstand. Gerade Kontaktanordnung, die anwendungsspezifisch zur Ausbildung eines Stoffschluss bisher auf einen Verbindungswerkstoff mit hohem elektrischen Widerstand angewiesen sind, wie beispielsweise Wismut basierte Lote, können in Bezug auf ihren elektrischen Widerstand deutlich verbessert werden. Auch im Vergleich zu ausschließlich verwendeten anderen industriell gebräuchlichen Verbindungswerkstoffen, insbesondere Hart- und Weichloten, Klebwerkstoffen und anderen, wird sich im Mittel im Form des vorgesehenen Verbundwerkstoffs aus dem bisher ausschließlich verwendeten Verbindungswerkstoff und zumindest dem im Verbindungswerkstoff eingebetteten Textilerzeugnisses aus Kohlenstoffnanoröhrchenfasern und/oder aus Graphenfasern eine vorteilhafte Reduzierung des elektrischen Widerstandes erreichen lassen. Darüber hinaus weist das eingebettete Textilerzeugnis einen sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizient aus. Auf diese Weise lassen sich der Wärmeausdehnungskoeffizient des Verbindungswerkstoffes an den der zu verbindenden Kontaktpartner günstig anpassen, was insgesamt zu einer Optimierung der Betriebsbedingungen für die Kontaktanordnung führt. Des Weiteren zeigt sich eine Erhöhung der mechanischen und/oder thermischen Belastbarkeit der Kontaktanordnung. Das im Textilerzeugnis verbundgefügte Fasergebilde wirkt insgesamt als verstärkende Armierungseinheit innerhalb des gesamten Verbindungsbereiches der zumindest zwei Kontaktpartner. Belastungseinwirkungen können auf diese Weise großflächig bzw. großräumig innerhalb des gesamten Verbindungsbereiches verteilt durch die Fasern des eingebetteten Textilerzeugnisses aufgenommen werden. Insbesondere können somit Beschädigungen aufgrund lokaler mechanischer und/oder thermischer Beanspruchungslastspitzen verhindert werden.Advantageously results in a fabric bond with very low electrical resistance. Straight contact arrangement, the application specific to the formation of a material connection are dependent on a connecting material with high electrical resistance, such as bismuth based solders can be significantly improved in terms of their electrical resistance. Also compared to exclusively used other commercially used connecting materials, in particular hard and soft solders, adhesives and others, is made on average in the form of the proposed composite of the hitherto exclusively used compound material and at least embedded in the connecting material from carbon nanotube fibers and / or graphene fibers can achieve a favorable reduction in electrical resistance. In addition, the embedded fabric has a very low coefficient of thermal expansion. In this way, the thermal expansion coefficient of the connecting material can be adapted to the contact partner to be connected low, which leads to an overall optimization of the operating conditions for the contact arrangement. Furthermore, there is an increase in the mechanical and / or thermal capacity of the contact arrangement. Overall, the fiber structure bonded in the fabric acts as a reinforcing reinforcing unit within the entire connecting region of the at least two contact partners. Stress effects can be absorbed in this way over a large area within the entire connection area distributed through the fibers of the embedded textile product. In particular, damage due to local mechanical and / or thermal stress load peaks can thus be prevented.

Vorteilhaft ist dabei insbesondere, dass für den spezifischen mechanischen und/oder thermischen Lastfall einer Kontaktanordnung der Aufbau des das Textilerzeugnis bildenden Fasergebildes sowie die lokal erforderliche optimale Faserausrichtung für eine Lastaufnahme in einem großen Variationsbereich ausgelegt werden kann. Hierbei kann das Textilerzeugnis in verschiedenen Ausführungsformen der Kontaktanordnung als linienförmiges, als flächiges oder als räumliches Fasergebilde ausgebildet sein. Insbesondere vorteilhaft sind Ausführungsformen, bei welchen das Textilerzeugnis in Form von in der Textilindustrie gängigen und industriell fertigbaren Fasergebilden, insbesondere als Gestricke (mittels Stricken), als Gewirke (mittels Wirken), als Gewebe (mittels Weben), als Geflechte (mittels Flechten), als Schlingenware oder als Veloursware (mittels Tuften) ausgebildet ist. Jeder dieser Formen ist eine fertigungsspezifisch begründete Faseranordnung und Faserausrichtung aufgeprägt, vielfach in einer mehrfachen Wiederholung durch ein oder mehrere verwendete Muster innerhalb des Textilerzeugnisses. Insbesondere basieren die dabei zugrundeliegenden textilen Fertigungsverfahren auf dem Verkreuzen bzw. Verschlingen von Garnen. Vorteilhaft weist ein optimal auf einen spezifischen Lastfall angepasstes Textilerzeugnis einen hohen Faseranteil mit einer gerichteten Faserorientierung in Richtung kritischer und/oder maximaler Belastungskräfte auf. Diese lassen sich beispielsweise durch Versuche oder mittels Computersimulationen in Erfahrung bringen und aufgrund der hohen Variationsmöglichkeit ein darauf in seiner elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften optimiertes Textilerzeugnis gestalten. Alternativ liegt das Textilerzeugnis in Form von Watte, als Filzware, als Vliesware oder als loses Garngebilde vor. Die Variationsmöglichkeiten ergeben sich beispielsweise auch durch einen Anteil von 0-100% an Kohlenstoffnanoröhrchenfasern und/oder Graphenfasern innerhalb des Textilerzeugnisses, durch die räumliche Faserdichte, durch das verwendete Fasermuster, durch den jeweiligen Faserdurchmesser und weitere und zeigt in dieser Art eine hohe Gestaltungsmöglichkeit für das Textilerzeugnis. Für eine einfache textile Verarbeitung zeigen sich Kohlenstoffnanoröhrchenfasern und/oder Graphenfasern mit einem Faserdurchmesser von 5 - 500 µm als besonders vorteilhaft und geeignet. In Hinsicht auf günstige elektrische Eigenschaften weisen die Kohlenstoffnanoröhrchenfasern und/oder Graphenfasern eine elektrische Leitfähigkeit von >0,2 S/µm und besonders vorteilhaft von > 20 S/µm auf, wodurch sich der niedrige elektrische Widerstand innerhalb des aus dem Verbundwerkstoff gebildeten Stoffschlusses erreichen lässt.It is advantageous in particular that for the specific mechanical and / or thermal load case of a contact arrangement, the structure of the fabric forming the fabric and the locally required optimal fiber orientation can be designed for a load picking in a wide range of variation. In this case, the textile product may be formed in various embodiments of the contact arrangement as a linear, as a planar or as a spatial fiber structure. Embodiments in which the textile product is particularly advantageous in the textile industry and industrially manufacturable fiber structures, in particular as knits (by knitting), as knitted fabrics (by knitting), as woven fabrics (by means of weaving), as braids (by means of braiding), are particularly advantageous. as sling or as suede (by means of tufts) is formed. Each of these forms is imprinted with a fabrication-specific fiber arrangement and orientation, often in multiple repetition by one or more patterns used within the fabric. In particular, the underlying textile manufacturing processes based on the crossing or entanglement of yarns. Advantageously, a fabric optimally adapted to a specific load case has a high fiber content with a directional fiber orientation in the direction of critical and / or maximum loading forces. These can be obtained, for example, by experiments or by means of computer simulations, and because of the high possibility of variation, they can design a textile product optimized for their electrical, thermal and mechanical properties. Alternatively, the fabric is in the form of wadding, as felted, as a nonwoven or loose yarn structure. The possibilities for variation also arise, for example, by a proportion of 0-100% of carbon nanotube fibers and / or graphene fibers within the textile product, by the spatial fiber density, by the fiber pattern used, by the respective fiber diameter and more, and in this way a high design possibility for the fabric. For a simple textile processing, carbon nanotube fibers and / or graphene fibers with a fiber diameter of 5 to 500 μm are particularly advantageous and suitable. In view of favorable electrical properties, the carbon nanotube fibers and / or graphene fibers have an electrical conductivity of> 0.2 S / μm and particularly advantageously of> 20 S / μm, whereby the low electrical resistance can be achieved within the material bond formed from the composite material ,

In einer Weiterbildung der Kontaktanordnung sind die Hohlräume zwischen benachbarten Fasern des Textilerzeugnisses von dem Verbindungswerkstoff ausgefüllt. Auf diese Weise lassen sich aufgrund des Anlagenkontaktes des Verbindungswerkstoffes und des im Verbindungswerkstoff eingebetteten Textilerzeugnisses die mechanischen, thermischen und elektrischen Funktionseigenschaften des Stoffschlusses innerhalb der Kontaktanordnung bestmöglich optimieren. In spezifischen Ausgestaltungen des Textilerzeugnisses lässt sich ein einfaches, selbstansaugendes Infiltrieren des Verbindungswerkstoffes vergleichbar wie bei einem Schwamm erreichen.In a further development of the contact arrangement, the cavities between adjacent fibers of the fabric are filled by the bonding material. In this way, the mechanical, thermal and electrical functional properties of the material bond within the contact arrangement can be optimally optimized on account of the system contact of the connecting material and the textile material embedded in the connecting material. In specific embodiments of the fabric, a simple, self-priming infiltration of the bonding material can be achieved comparable to a sponge.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Kontaktanordnung ergibt sich dadurch, dass der Verbindungswerkstoff ein Lotmaterial oder ein Klebwerkstoff ist. Dadurch lassen sich eine Vielzahl von bisher ausgeführten Kontaktanordnungen zur Erreichung der zuvor genannten Vorteile in einfacher Weise erfindungsgemäß anpassen. Insbesondere ist ein Infiltrieren des Textilerzeugnisses bei einem Lotmaterial oder einem Klebwerkstoff in einem dünnflüssigen Zustand gut ermöglicht. Bevorzugt ist der gebildete Stoffschluss aus dem Verbindungswerkstoff, beispielsweise einem Lotmaterial oder einem Klebwerkstoff, aufgrund eines nach dem Infiltrieren erfolgten physikalischen und/oder chemischen Schmelz- und/oder Härtungsprozess verfestigt. Dies kann beispielsweise durch eine für Lotmaterialien angepasste Temperaturbehandlung erfolgen. Für Klebwerkstoffe oder andere Verbindungswerkstoffe können die hier bekannten Prozesse für eine Verfestigung angewendet werden.An advantageous embodiment of the contact arrangement results from the fact that the connecting material is a solder material or a Adhesive material is. As a result, a multiplicity of contact arrangements made to date in order to achieve the aforementioned advantages can be easily adapted according to the invention. In particular, infiltration of the fabric with a solder material or an adhesive material in a low-viscosity state is well possible. Preferably, the formed material bond from the connecting material, for example a solder material or an adhesive material, solidified due to a physical and / or chemical melting and / or curing process carried out after infiltration. This can be done for example by an adapted for solder materials temperature treatment. For adhesive materials or other compound materials, the processes known here for solidification can be used.

Eine besondere Ausführungsform der Kontaktanordnung zeigt sich darin, dass das Textilerzeugnis zumindest teilweise oder vollständig in Form eines Schlauches oder eines Flächengebildes mit einer Aussparung ausgebildet ist und zumindest einer der Kontaktpartner einen Kontaktdraht als Kontaktanschluss aufweist, wobei zumindest ein Abschnittsbereich des Kontaktdrahtes innerhalb des Schlauches oder der Aussparung des Flächengebildes aufgenommen ist. Auf diese Weise können auch Kontaktanordnungen berücksichtigt werden, die auf diese Weise kontaktierte bedrahtete elektrische und/oder elektronische Bauelemente umfassen. Bevorzugt weist bei solchen Kontaktanordnungen der andere Kontaktpartner einen elektrischen Kontaktanschluss zumindest innerhalb einer Ausnehmung auf, wobei die Ausnehmung dann von dem Kontaktdraht und dem Schlauch des Textilerzeugnisses durchdrungen ist. Die Innenfläche der Ausnehmung und/oder ein die Ausnehmung unmittelbar umgebende Außenflächenbereich des betreffenden Kontaktpartners weist hierbei beispielsweise eine zusätzliche Metallisierung auf, welche durch den Stoffschluss mit angebunden wird. Die Metallisierung ist bevorzugt Teil einer Leiterstruktur innerhalb der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe. In einer besonderen Ausführung ist das Textilerzeugnis in Form eines Trichters ausgebildet, welcher in einem ersten Bereich eine Schlauchform aufweist. Die Schlauchform ist dann wiederum in einem weiteren Bereich aufgeweitet und geht in die Form eines Flächengebildes über, insbesondere mit einer runden, ovalen, rechteckigen, quadratischen, dreieckigen oder polygonen Berandungsgeometrie. Innerhalb einer Kontaktanordnung ist hierbei das trichterförmige Textilerzeugnis derart angeordnet, dass es mit der Schlauchform in die Ausnehmung des einen Kontaktpartners eindringt, während der Teil des Flächengebildes dem die Ausnehmung unmittelbar umgebenden Außenflächenbereich des Kontaktpartners zugewandt ist.A particular embodiment of the contact arrangement is shown in that the fabric is at least partially or completely in the form of a tube or a sheet with a recess and at least one of the contact partners has a contact wire as a contact terminal, wherein at least a portion of the contact wire within the tube or the Recess of the fabric is added. In this way, it is also possible to take account of contact arrangements which comprise wired electrical and / or electronic components contacted in this way. Preferably, in such contact arrangements, the other contact partner has an electrical contact connection at least within a recess, wherein the recess is then penetrated by the contact wire and the tube of the textile product. The inner surface of the recess and / or an outer surface region of the respective contact partner immediately surrounding the recess in this case has, for example, an additional metallization, which is connected by the material connection. The metallization is preferably part of a conductor structure within the electrical and / or electronic assembly. In a particular embodiment, the textile product is designed in the form of a funnel, which has a tubular shape in a first region. The tube shape is then in turn expanded in a wider range and is in the shape of a sheet, in particular with a round, oval, rectangular, square, triangular or polygonal boundary geometry. Within a contact arrangement in this case the funnel-shaped fabric is arranged such that it penetrates with the tubular shape into the recess of a contact partner, while the part of the sheet is facing the recess immediately surrounding outer surface region of the contact partner.

Grundsätzlich bevorzugt umfasst die Kontaktanordnung als den einen Kontaktpartner ein SMD-Bauteil mit einem flächigen elektrischen Kontaktanschluss. Ferner umfasst die Kontaktanordnung als den weiteren Kontaktpartner einen Schaltungsträger mit einem Kontaktanschluss als Teil einer Leiterstruktur einer elektrischen und/oder elektronischen Schaltung. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Kontaktanordnung als Kontaktpartner ein bedrahtetes, elektrisches und/oder elektronisches Bauelement, insbesondere einen Kondensator, eine Spule oder einen Widerstand, auf. In diesen Fällen weist der Schaltungsträger dann insbesondere zumindest eine Ausnehmung, deren Wandung metallisiert ist als entsprechenden Kontaktanschluss auf.In principle, the contact arrangement preferably comprises, as the one contact partner, an SMD component with a planar electrical contact connection. Furthermore, the contact arrangement comprises, as the further contact partner, a circuit carrier having a contact connection as part of a conductor structure of an electrical and / or electronic circuit. Alternatively or additionally, the contact arrangement comprises, as a contact partner, a wired, electrical and / or electronic component, in particular a capacitor, a coil or a resistor. In these cases, the circuit carrier then has, in particular, at least one recess whose wall is metallized as the corresponding contact connection.

Die Erfindung führt auch zu einer elektrisch leitfähigen Verbundfolie zur elektrischen Kontaktierung innerhalb einer elektronischen und/oder elektrischen Baugruppe. Diese umfasst hierbei ein Textilerzeugnis aus Kohlenstoffnanoröhrchenfasern und/oder aus Graphenfasern, welches von einem elektrisch leitfähigen Verbindungswerkstoff infiltriert ist. Die Verbundfolie ist dabei ausgebildet, in einer Kontaktanordnung, insbesondere in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen einer Kontaktanordnung, zwischen zwei elektrisch zu kontaktierenden Kontaktpartnern einen Stoffschluss zu bewirken. Eine solche Verbundfolie kann als konfektionierbare Halbzeugware gefertigt werden, welche dann durch einen Abtrennprozess, wie beispielsweise Lasern, Wasserstrahlschneiden, Stanzen oder anders, konfektionierte Kontaktierungselement zur Ausbildung einer stoffschlüssig verbundenen Kontaktanordnung bereitstellen kann.The invention also leads to an electrically conductive composite foil for electrical contacting within an electronic and / or electrical assembly. In this case, this comprises a fabric made of carbon nanotube fibers and / or of graphene fibers, which is infiltrated by an electrically conductive connection material. In this case, the composite foil is designed to effect a material bond in a contact arrangement, in particular in one of the previously described embodiments of a contact arrangement, between two contact partners to be contacted electrically. Such a composite film can be manufactured as ready-to-assemble semifinished product, which can then provide by a separation process, such as lasers, water jet cutting, punching or otherwise, prefabricated contacting element for forming a cohesively connected contact arrangement.

Bevorzugt ist eine Ausführungsform der Verbundfolie, bei welcher das Textilerzeugnis als Gestricke, als Gewirke, als Gewebe, als Geflechte, als Schlingenware oder als Veloursware ausgebildet ist. Alternativ ist das Textilerzeugnis als Watte, als Filzware, Vliesware oder als loses Garngebilde ausgebildet.An embodiment of the composite film in which the fabric is knitted, knitted, woven, braided, looped or velor is preferred. Alternatively, the textile product is in the form of wadding, felted, nonwoven fabric or loose yarn structure.

In Weiterbildung der Verbundfolie ist in einer Ausführungsform die Außenfläche der Verbundfolie gebildet durch eine Abschlussschicht aus dem Verbindungswerkstoff, welche das Textilerzeugnis von außen überdeckt. Dadurch weist die Verbundfolie vorteilhaft eben ausgeführte Fügeflächen auf, die, insbesondere in Form eines konfektionierten Kontaktierungselementes, in sehr einfacher Weise in einen Anlagenkontakt zwischen zwei zu verbindenden Kontaktpartner einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe gebracht werden können. Derartige Fügeflächen aus dem Verbindungswerkstoff ermöglichen zusätzlich in einem Anlagenkontakt zu den Kontaktpartnern eine sichere Ausbildung des Stoffschlusses. Ist das Textilerzeugnis beispielsweise mit einem Lotmaterial infiltriert und die Verbundfolie somit als Lotfolie ausgebildet, kann durch eine für das Lotmaterial vorgesehene Temperaturbehandlung ausgeführt werden, bei welcher der Stoffschluss durch ein Aufschmelzen und ein Wiederverfestigen des Lotmaterials in einfacher Weise erfolgt. Ist das Textilerzeugnis mit einem anderen Verbindungswerkstoff infiltriert, beispielsweise einem Klebwerkstoff zur Ausbildung einer elektrisch leitfähigen Klebfolie, kann die Aktivierung einer Stoffschlussausbildung ähnlich erfolgen oder durch einen anderen auf den Verbindungswerkstoff angepassten physikalischen oder chemischen Aktivierungsprozess.In a further development of the composite film, in one embodiment, the outer surface of the composite film is formed by a finishing layer of the connecting material, which covers the fabric from the outside. As a result, the composite film advantageously has precisely executed joining surfaces, which, in particular in the form of a prefabricated contacting element, can be brought into a contact between two contact partners of an electrical and / or electronic assembly in a very simple manner. Such joining surfaces of the connecting material also allow in a system contact with the contact partners a secure training of the material connection. If the textile product, for example, infiltrated with a solder material and the composite film thus formed as a solder foil, by a temperature treatment provided for the solder material is carried out, in which the material is closed by melting and resolidifying the solder material in a simple manner. If the textile product is infiltrated with another bonding material, for example an adhesive material for forming an electrically conductive adhesive film, the activation of a cohesive formation can take place in a similar manner or by another physical or chemical activation process adapted to the bonding material.

Die Erfindung führt auch zu einem Verfahren zur Ausbildung eines elektrisch leitfähigen Verbundwerkstoffes als elektrisches Kontaktierungselement zur Ausbildung einer stoffschlüssig verbundenen Kontaktanordnung innerhalb einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe, insbesondere einer Kontaktanordnung in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Das Verfahren umfasst hierbei die Verfahrensschritte:

a) Verarbeiten von Kohlenstoffnanoröhrchenfasern und/oder Graphenfasern mittels eines textilen Verarbeitungsverfahrens zu einem Textilerzeugnis,
b) Infiltrieren des Textilerzeugnisses durch einen elektrisch leitfähigen Verbindungswerkstoff, insbesondere einem Lotmaterial oder einem elektrisch leitfähigen Klebwerkstoff.

The invention also leads to a method for forming an electrically conductive composite material as an electrical contacting element for forming a materially connected contact arrangement within an electrical and / or electronic assembly, in particular a contact arrangement in one of the previously described embodiments. The method here comprises the method steps:

a) processing carbon nanotube fibers and / or graphene fibers by means of a textile processing method into a textile product,
b) infiltrating the textile product by an electrically conductive connection material, in particular a solder material or an electrically conductive adhesive material.

Als textiles Verarbeitungsverfahren kommen beispielsweise derartige bevorzugt in Betrachtung, die aus den Fasern ein Gestrick, ein Gewirke, ein Gewebe, ein Geflecht, eine Schlingenware oder eine Veloursware ausbilden können. Als alternative Verarbeitungsverfahren können noch jene zur Ausbildung von Watte, einer Filzware, einer Vliesware oder losem Garn genannt werden. Der auf diese Weise ausgebildete Verbundwerkstoff weist die gleichen Vorteile auf, wie sie bereits für einen derartigen umgesetzten Verbundwerkstoff für die beschriebene Kontaktanordnung und/oder die beschriebene Verbundfolie genannt sind.As a textile processing method, for example, those which can form from the fibers a knitted fabric, a knitted fabric, a woven fabric, a braid, a loop fabric or a velor fabric are preferred. As alternative processing methods, those for forming wadding, a felted product, a nonwoven fabric or loose yarn may be mentioned. The composite material formed in this way has the same advantages as already mentioned for such a converted composite material for the described contact arrangement and / or the composite film described.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird dabei durch den Verfahrensschritt b) eine konfektionierbare, elektrisch leitfähige Verbundfolie hergestellt, insbesondere eine elektrisch leitfähige Verbundfolie in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Alternativ kann das Infiltrieren erfolgen nachdem zuvor das Textilerzeugnis zumindest mit einem der Kontaktpartner in Anlagenkontakt gebracht wird, beispielsweise zwischen beiden Kontaktpartnern anliegend angeordnet wird.In a preferred embodiment, a preparable, electrically conductive composite film is produced by method step b), in particular an electrically conductive composite film in one of the previously described embodiments. Alternatively, the infiltration can take place after the textile product has previously been brought into contact with at least one of the contact partners, for example, it is arranged adjacent to it between the two contact partners.

In einer Weiterbildung des Verfahrens wird nach dem Verfahrensschritt b) die Kontaktanordnung innerhalb der elektrischen und/ oder elektronischen Baugruppe ausgebildet, indem ein Stoffschluss zwischen zumindest zwei Kontaktpartnern der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe und dem Verbundwerkstoff ausgebildet wird. Die Aktivierung einer Stoffschlussausbildung erfolgt durch einen insbesondere auf den eingesetzten Verbindungswerkstoff angepassten Aktivierungsprozess, welcher chemisch und/oder physikalisch begründet sein kann, beispielsweise durch eine Temperaturbehandlung.In a development of the method, after the method step b), the contact arrangement is formed within the electrical and / or electronic module by forming a material connection between at least two contact partners of the electrical and / or electronic module and the composite material. The activation of a material formation takes place by means of an activation process adapted in particular to the used connecting material, which can be chemically and / or physically justified, for example by a temperature treatment.

In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird zur Ausbildung der Kontaktanordnung das Textilerzeugnis aus einem textilen, flächigen oder räumlichen Halbzeuggebilde, insbesondere einer Bahnware oder einer Schlauchware, oder die elektrische Verbundfolie zu dem Kontaktierungselement konfektioniert. Auf diese Weise kann die kostengünstige Umsetzung für eine Kontaktanordnung innerhalb eines Serienproduktes ermöglicht werden.In a particular embodiment of the method, the textile product from a textile, flat or spatial semifinished product, in particular a web or a tubular fabric, or the electrical composite film is assembled to the contacting element to form the contact arrangement. In this way, the cost-effective implementation of a contact arrangement within a series product can be made possible.

Figurenlistelist of figures

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:

1: eine erste Ausführung einer Kontaktanordnung in einer seitlichen Schnittdarstellung,
2: eine zweite Ausführung einer Kontaktanordnung in einer seitlichen Schnittdarstellung.
3: eine schematische Darstellung einer Verbundfolie, insbesondere in Form einer Lotfolie.

Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. This shows in:

1 FIG. 1 shows a first embodiment of a contact arrangement in a lateral sectional representation, FIG.
2 : A second embodiment of a contact arrangement in a side sectional view.
3 : a schematic representation of a composite film, in particular in the form of a solder foil.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den Figuren sind funktional gleiche Bauelemente jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, functionally identical components are each identified by the same reference numerals.

In den 1 und 2 sind verschiedene beispielhafte Kontaktanordnungen 100 gezeigt, jeweils umfassend zumindest einen Schaltungsträger 10 und ein elektrisches und/oder elektronisches Bauelement 20. Ein jeweiliger zumindest eine Kontaktanschluss 21 des elektrischen und/oder elektronischen Bauelementes 20 ist hierbei über einen Stoffschluss 30' mit zumindest einem Anschlusspad 11 auf dem Schaltungsträger 10 verbunden. Auf diese Weise ist ein Strompfad bereitgestellt, mittels welchem das elektronische und/oder elektrische Bauelement 20 als Teil einer elektronischen Schaltung auf dem Schaltungsträger 10 angebunden ist. Der Stoffschluss 30' ist gebildet zum einen durch einen Verbindungswerkstoff 31, beispielsweise einem Lotmaterial oder einem Klebwerkstoff, und einem im Verbindungswerkstoff 31 eingebetteten Textilerzeugnis 32 aus Kohlenstoffnanoröhrchenfasern und/oder aus Graphenfasern, welche demnach zusammen den Stoffschluss 30' als Verbundwerkstoff 30 ausbilden. Die Kohlenstoffnanoröhrchenfasern und/oder die Graphenfasern sind mittels eines textilen Verarbeitungsverfahrens, beispielsweise einem Stricken, einem Wirken, einem Weben einem Flechten oder einem Tuften zu dem Textilerzeugnis 32 verarbeitet. Die Auswahl, in welcher Art und Form von Faserverbund das Textilerzeugnis 32 ausgebildet ist, hängt insbesondere anwendungsspezifisch von einer Optimierung einer thermischen und/oder mechanischen Beanspruchung innerhalb des stoffschlüssigen Verbindungsbereiches 35 ab. Aufgrund von lokal ausgerichtete Faserorientierung eignen sich bevorzugt Textilerzeugnisse 32 in Form von Gestricke, als Gewirke, als Gewebe, als Geflechte, als Schlingenware oder als Velourware.In the 1 and 2 are various exemplary contact arrangements 100 shown, each comprising at least one circuit carrier 10 and an electrical and / or electronic component 20 , A respective at least one contact connection 21 of the electrical and / or electronic component 20 here is about a material connection 30 ' with at least one connection pad 11 on the circuit carrier 10 connected. In this way, a current path is provided, by means of which the electronic and / or electrical component 20 as part of an electronic circuit on the circuit carrier 10 is connected. The fabric connection 30 ' is formed on the one hand by a connecting material 31 , For example, a solder material or an adhesive material, and one in the connecting material 31 embedded textile product 32 from carbon nanotube fibers and / or from graphene fibers, which thus together form the material 30 ' as a composite material 30 form. The carbon nanotube fibers and / or the graphene fibers are by means of a textile processing method, for example, knitting, knitting, weaving, weaving or tufting to the fabric 32 processed. The choice in which type and form of fiber composite the textile product 32 is formed, in particular application-specific depends on an optimization of a thermal and / or mechanical stress within the cohesive connection region 35 from. Due to locally oriented fiber orientation, textile fabrics are preferred 32 in the form of knitted fabrics, as knitted fabrics, as woven fabrics, as braids, as sling goods or as velor goods.

Die erste Ausführungsform einer Kontaktanordnung 100 gemäß der 1 zeigt beispielhafte die stoffliche Anbindung eines bodenseitigen Kontaktanschlusses 21 eines SMD-Bauelements (surface mounted device) mittels des Verbundwerkstoffs 30. Hierbei ist ein flächiges Textilerzeugnis 32 von dem Verbindungswerkstoff 31 vollständig infiltriert. Zusätzlich sind die Außenflächen des flächigen Textilerzeugnisses 32 durch eine jeweilige Abschlussschicht aus dem Verbindungswerkstoff 31 abgedeckt, beispielsweise mit einer Schichtdicke von < 0,2 mm, so dass das Textilerzeugnis 32 insgesamt mittig innerhalb des Verbindungsbereiches 35 angeordnet ist.The first embodiment of a contact arrangement 100 according to the 1 shows exemplary the material connection of a bottom-side contact terminal 21 an SMD device (surface mounted device) by means of the composite material 30 , Here is a flat textile product 32 from the connecting material 31 completely infiltrated. In addition, the outer surfaces of the sheet are textile 32 through a respective finishing layer of the connecting material 31 covered, for example, with a layer thickness of <0.2 mm, so that the fabric 32 Total centered within the connection area 35 is arranged.

Das flächige Textilerzeugnis 32 ist beispielsweise durch einen textilen Konfektionierungsprozess aus einem Halbzeuggebilde erhalten, beispielsweise einem Gestrickschlauch aus Kohlenstoffnanoröhrchenfasern. Für eine rein beispielhafte Anwendung ist ein solcher Gestrickschlauch gebildet aus einer Kohlenstoffnanoröhrchenfaser mit einem Durchmesser von 0,01 mm. Diese ist auf einer Rundstrickmaschine MXC-S3.2 (60G, Ultra Fine Gauge) der Firma Fukuhara Industrial&Trading Co. Ltd zu dem Gestrickschlauch mit 26 Inch Durchmesser und einer Maschendichte von mehr als 2000 Maschen/cm2 verarbeitet. Aus dem Gestrickschlauch werden anwendungsspezifisch die flächigen Textilerzeugnisse 32 dann herausgeschnitten. Die flächigen Textilerzeugnisse 32 können zu Ausbildung der Kontaktanordnung 100 zwischen dem Anschlusspad 11 des Schaltungsträgers 10 und dem Anschlusskontakt 21 des SMD-Bauteiles 20 eingelegt werden. Durch seitliches Ansetzen eines flüssigen Verbindungswerkstoffes 31 kann das Textilerzeugnis 32 anschließend mittels Kapillareffekten vollständig infiltriert werden. Infolge des Verfestigens des Verbindungswerkstoffs 31 erfolgt die Ausbildung des Stoffschlusses 30'. Das Textilerzeugnis 32 kann alternativ auch in Form einer Watte, einer Filzware, einer Vliesware oder als ein loses Garngebilde vorliegen. Ferner kann in einer Abwandlung das Textilerzeugnis 32 vor dem Infiltrieren auf dem Anschlusskontakt 21 des SMD-Bauteiles oder auf dem Anschlusspad 11 des Schaltungsträgers 10 aufgeklebt sein. In einer weiteren Abwandlung erfolgt das Infiltrieren noch außerhalb des Verbindungsbereiches 35, so dass zuvor eine Verbundfolie 40' ausgebildet wird, wie sie in 3 schematisch dargestellt ist. Durch einen Abtrennprozess, beispielsweise einem Lasern, Wasserstrahlschneiden oder Stanzen, können aus dieser wiederum die dort schematisch gestrichelt vorgezeichneten Kontaktierungselemente 40 anwendungsspezifisch konfektioniert bereitgestellt werden. Das Infiltrieren kann beispielsweise durch ein Lotmaterial 31 erfolgen, so dass ein aus einer Lotfolie 40' konfektioniertes Kontaktierungselement 40 vorliegt, welches eingelegt zwischen dem SMD-Bauteil und dem Schaltungsträger 10 durch ein Aufschmelzen und wieder Erstarren des Lotmaterials 31 einen entsprechenden Stoffschluss 30' ausbildet.The flat textile product 32 is obtained, for example, by a textile manufacturing process from a semi-finished product, for example a knitted tube made of carbon nanotube fibers. For a purely exemplary application, such a knit tube is formed from a carbon nanotube fiber with a diameter of 0.01 mm. This is on a circular knitting machine MXC-S3.2 ( 60G , Ultra Fine Gauge) from Fukuhara Industrial & Trading Co. Ltd to the knit tube with 26 inches diameter and a mesh density of more than 2000 mesh / cm2 processed. From the knit tube application-specific, the flat textile products 32 then cut out. The flat textile products 32 can lead to formation of the contact arrangement 100 between the connection pad 11 of the circuit board 10 and the connection contact 21 of the SMD component 20 be inserted. By lateral application of a liquid compound material 31 can the textile product 32 subsequently completely infiltrated by capillary action. As a result of solidification of the connecting material 31 the formation of the material bond takes place 30 ' , The textile product 32 Alternatively, it may also be in the form of a wadding, a felted product, a nonwoven fabric or as a loose yarn structure. Furthermore, in a modification, the textile product 32 before infiltrating on the connection contact 21 of the SMD component or on the connection pad 11 of the circuit board 10 be glued on. In a further modification, the infiltration is still outside the connection area 35 , so before a composite film 40 ' is trained as in 3 is shown schematically. By a separation process, for example, a laser, water jet cutting or punching, from this turn, the there schematically drawn dashed lines contacting elements 40 be made ready-to-use. The infiltration can for example by a solder material 31 done so that one out of a solder foil 40 ' prefabricated contacting element 40 is present, which is inserted between the SMD component and the circuit carrier 10 by melting and re-solidification of the solder material 31 a corresponding material connection 30 ' formed.

Die zweite Ausführungsform einer Kontaktanordnung 100 gemäß der 2 zeigt im Unterschied zur ersten Ausführungsform beispielhafte die stoffliche Anbindung eines Kontaktdrahtes 21 eines bedrahteten elektrischen Bauelementes 20 mittels dem Verbundwerkstoff 30. Das bedrahtete elektrische Bauelement 20 ist beispielsweise ein Kondensator, eine Spule oder ein Widerstand. Der Schaltungsträger 10 weist eine Ausnehmung 15 als Kontaktanschluss 11 auf. Die Ausnehmung 15 ist beispielsweise zylindrisch ausgeformt, an der Wandung metallisiert und mit einer Leiterstruktur auf dem Schaltungsträger 10 verbunden. Das Textilerzeugnis 32 liegt in Form eines Schlauches vor, in welchem zumindest ein Abschnittsbereich des Kontaktdrahtes 21 aufgenommen ist. Der textile Schlauch ist wiederrum von dem Verbindungswerkstoff 31, beispielsweise einem Lotmaterial oder einem Klebwerkstoff, infiltriert. In Zustand der ausgebildeten Kontaktanordnung 100 ist die Ausnehmung 15 von dem Kontaktdraht 21 und dem Schlauch des Textilerzeugnisses 32 durchdrungen. Der textile Schlauch ist beispielsweise durch einen textilen Konfektionierungsprozess aus einem Halbzeuggebilde erhalten, beispielsweise einem Gestrickschlauch aus Kohlenstoffnanoröhrchenfasern. Für eine rein beispielhafte Anwendung ist ein solcher Gestrickschlauch gebildet aus einer Kohlenstoffnanoröhrchenfaser mit einem Durchmesser von 0,02 mm. Diese ist auf einer Rundstrickmaschine MOD. R-RR3-1S-1/2" der Firma Maschinenfabrik Harry Lucas GmbH&Co. KG nach dem Rechts-Links-Strickverfahren verarbeitet. Der Gestrickschlauch hat beispielsweise einen Durchmesser von 1 mm. Es wird eine Teillänge vom Gestrickschlauch abgeschnitten, so dass beispielsweise ein konfektionierter textiler Schlauch mit einer Länge von 3 mm erhalten wird. Dieser konfektionierte textile Schlauch wird anschließend auf den Kontaktdraht 21 gezogen und - angeordnet innerhalb der Ausnehmung 15 des Schaltungsträgers 10 - in einem nächsten Schritt beispielsweise von einem flüssiges Lotmaterial durch Aufbringen infiltriert. Infolge des wieder Erstarrens des Lotmaterials 31 erfolgt die Ausbildung des Stoffschlusses 30'. In der Darstellung der 2 des linken Drahtkontaktes 21 ist beispielhaft eine Abwandlung des Textilerzeugnisses 32 in der Art gezeigt, dass dieses trichterförmig ausgebildet ist. Hierbei geht die ansonsten am rechten Drahtkontakt 21 in 2 gezeigte Schlauchform zusätzlich in ein Flächengebilde über, welches auf dem die Ausnehmung 15 unmittelbar umgebenden Außenflächenbereich des Schaltungsträgers 10 aufliegt. Alternativ stellen die in 2 gezeigten Textilerzeugnisse 32 jeweils ein loses Garngebilde innerhalb des verwendeten Verbindungswerkstoffes 31 dar. Das lose Garngebilde wird hierbei vor einem Infiltrieren, beispielsweise mit einem Lotmaterial, um einen Drahtkontakt 21 gewickelt. Eine weitere Alternative zur stofflichen Anbindung eines bedrahteten elektrischen Bauelementes 20 ergibt sich durch Verwendung eines Textilerzeugnisses 32 wie in 1 dargestellt, wobei dieses dann im Unterschied eine Aussparung aufweist, welche dann von dem Kontaktdraht 21 durchdrungen ist.The second embodiment of a contact arrangement 100 according to the 2 shows in contrast to the first embodiment exemplified the material connection of a contact wire 21 a wired electrical component 20 by means of the composite material 30 , The wired electrical component 20 is for example a capacitor, a coil or a resistor. The circuit carrier 10 has a recess 15 as a contact connection 11 on. The recess 15 is, for example, cylindrically shaped, metallized on the wall and with a conductor structure on the circuit carrier 10 connected. The textile product 32 is in the form of a tube in which at least a portion of the contact wire 21 is included. The textile tube is in turn of the connecting material 31 , For example, a solder material or an adhesive, infiltrated. In the state of the trained contact arrangement 100 is the recess 15 from the contact wire 21 and the tube of the fabric 32 penetrated. The textile tube is obtained, for example, by a textile manufacturing process from a semi-finished product, for example a knitted tube made of carbon nanotube fibers. For a purely exemplary application, such a knit tube is formed from a carbon nanotube fiber with a diameter of 0.02 mm. This is on a circular knitting machine MOD. R-RR3-1S-1/2 "from Maschinenfabrik Harry Lucas GmbH & Co. KG is processed according to the right-left knitting method The knit tube has a diameter of 1 mm, for example textile tube with a length of 3 mm is obtained.This prefabricated textile tube is then placed on the contact wire 21 pulled and - arranged within the recess 15 of the circuit board 10 - In a next step, for example, infiltrated by applying a liquid solder material by applying. As a result of the re-solidification of the soldering material 31 the formation of the material bond takes place 30 ' , In the presentation of the 2 of the left wire contact 21 is an example of a modification of the textile product 32 shown in the way that this is funnel-shaped. This is the otherwise on the right wire contact 21 in 2 tube shape additionally shown in a sheet over, which on the recess 15 immediately surrounding outer surface region of the circuit substrate 10 rests. Alternatively put in the 2 shown fabrics 32 in each case a loose yarn structure within the used connecting material 31 The loose yarn structure is in this case before an infiltration, for example with a solder material to a wire contact 21 wound. Another alternative to the material connection of a wired electrical component 20 results from the use of a textile product 32 as in 1 shown, this then has a difference in difference, which then from the contact wire 21 is permeated.

Grundsätzlich können die gezeigten Ausführungsformen auch ein Textilerzeugnis 32 umfassen, welches nicht durch ein Stricken hergestellt ist, sondern durch eines der anderen bereits genannten anderen textilen Verarbeitungsverfahren.In principle, the embodiments shown can also be a textile product 32 which is not made by knitting but by any of the other textile processing methods already mentioned.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 8129223 B2 [0003]
WO 2007/120228 [0004]
WO 2007/123778 [0005]
US 2015/0375490 [0006]
WO 2015/004467 [0007]

Claims

Contact arrangement (100), comprising at least a first and a second contact partner (10, 20) of an electrical and / or electronic assembly, wherein both contact partners (10, 20) each have an electrical contact connection (11, 21), which via an adhesive connection ( 30 ') are interconnected by means of a connecting material (31), characterized in that the material connection (30') is formed from a composite material (30) of the connecting material (31) and at least one textile material (32) embedded in the connecting material (31). carbon nanotube fibers and / or graphene fibers.

Contact arrangement (100) after Claim 1 characterized in that the textile product (32) is knitted, knitted, woven, braided, loopy, suede, cotton, felted, nonwoven, or loose yarn.

Contact arrangement (100) according to one of the preceding claims, characterized in that cavities between adjacent fibers of the textile product (32) are filled by the connecting material (31).

Contact arrangement (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the fibers of the textile product (32) have a fiber diameter of 5 - 500 microns.

Contact arrangement (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the fibers of the textile product (32) have an electrical conductivity of> 0.2 S / μm.

Contact arrangement (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting material (31) is a solder material or an electrically conductive adhesive material.

Contact arrangement (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the textile product (32) is at least partially or completely in the form of a tube or a sheet with a recess and at least one of the contact partners (20) a contact wire (21) as a contact terminal wherein at least a portion portion of the contact wire (21) is received within the tube or the recess of the sheet.

Contact arrangement (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the other contact partner (10) has an electrical contact connection (11) at least within a recess (15) and the recess (15) of the contact wire (21) and the hose of the Textile Product (32).

An electrically conductive composite foil (40 ') for electrical contacting within an electronic and / or electronic assembly, characterized in that a fabric (32) of carbon nanotube fibers and / or graphene fibers is infiltrated and formed by an electrically conductive bonding material (31) a contact arrangement (100), in particular according to one of Claims 1 to 8th to effect a material bond (30 ') between two contact partners (10, 20) to be contacted electrically.

Electrically conductive composite film (40 ') after Claim 9 , characterized in that the textile product (32) as knitted fabric, as knitted fabric, as a woven fabric, as braids, as a loop fabric, as a suede, as a wadding, as a felt, as a nonwoven fabric or loose yarn structure is formed.

Electrically conductive composite film according to one of Claims 9 or 10 , characterized in that the outer surface of the composite film (40 ') is formed by a finishing layer of the connecting material (31), which covers the textile product (32) from the outside.

A method for forming an electrically conductive composite material (30) as an electrical contacting element (40) for forming a materially connected contact arrangement (100) within an electrical and / or electronic assembly, in particular a contact arrangement (100) according to one of Claims 1 to 8th with the method steps: a) processing carbon nanotube fibers and / or graphene fibers by means of a textile processing method into a textile product (32), b) infiltrating the textile product (32) by an electrically conductive connection material (31), in particular a solder material or an electrically conductive adhesive material.

Method according to Claim 12 Characterized in that an attachable electrically conductive composite film (40 ') is produced by the step b), in particular an electrically conductive composite film (40) of any of Claims 9 to 11 ,

Method according to one of Claims 12 or 13 , characterized in that after the method step b) the contact arrangement (100) is formed within the electrical and / or electronic assembly by a material connection (30 ') between at least two contact partners (10, 20) the electrical and / or electronic assembly and the composite material (30) is activated.

Method according to one of Claims 12 to 14 , characterized in that for the formation of the contact arrangement (100), the textile product (32) from a textile planar or spatial semi-finished products, in particular a web or a tubular fabric, or the electrical composite film (40 ') to the contacting element (40) is assembled.