DE102018209016A1 - Process for producing a cohesive laser bonding compound and apparatus for carrying out such a process - Google Patents

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Bernd Jahrsdoerfer
Andreas Alves Goncalves Do Curral
Andreas Heider
Ronny Wolf
Friedhelm Guenter
Christoph Bantel
Emilia Schwindt
Nathanael Eisenreich
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer stoffschlüssigen Laserbondverbindung, wobei in einem ersten Verfahrensschritt ein aus einem ersten Material ausgebildetes Bondelement bereitgestellt, in einem zweiten Verfahrensschritt ein aus einem zweiten Material ausgebildetes Kontaktelement bereitgestellt, in einem dritten Verfahrensschritt ein Schnittbereich des Bondelements mit einer verringerten Querschnittsfläche des Bondelements ausgebildet wird, wobei die verringerte Querschnittsfläche senkrecht zu einer Längsrichtung des Bondelements angeordnet ist, in einem vierten Verfahrensschritt das Bondelement und das Kontaktelement unter Einwirkung eines Laser oder von Ultraschall gefügt miteinander verbunden werden und in einem fünften Verfahrensschritt nach Herstellung einer Verbindung des Bondelements mit dem Kontaktelement das Bondelement in dem Schnittbereich durchtrennt wird.

Figure DE102018209016A1_0000
The invention relates to a method for producing a cohesive laser bonding connection, wherein in a first method step a bonding element formed from a first material is provided, in a second method step a contact element formed from a second material is provided, in a third method step a cutting region of the bonding element having a reduced cross-sectional area is formed of the bonding element, wherein the reduced cross-sectional area is arranged perpendicular to a longitudinal direction of the bonding element, in a fourth process step, the bonding element and the contact element are joined together under the action of a laser or ultrasound and in a fifth method step after establishing a connection of the bonding element the contact element, the bonding element is severed in the cutting area.
Figure DE102018209016A1_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung einer stoffschlüssigen Laserbondverbindung nach Gattung des unabhängigen Anspruchs. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention is based on a method for producing a cohesive laser bonding compound according to the preamble of the independent claim. The subject matter of the present invention is also an apparatus for carrying out a method according to the invention.

Grundsätzlich ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass ein Bondprozess zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem ersten Kontaktelement und einem zweiten Kontaktelement mittels einer Bondverbindung in die folgenden Phasen unterteilt ist:

  1. 1) Herstellung einer Bondverbindung zwischen dem Bondelement und einem ersten Kontaktelement,
  2. 2) Verformung des Bondelements,
  3. 3) Herstellung einer Bondverbindung zwischen dem Bondelement und einem von dem ersten Kontaktelement verschiedenen zweiten Kontaktelement und
  4. 4) Durchtrennung des Bondelements an einer nicht zwischen dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Kontaktelement liegenden Stelle des Bondelements.
Basically, it is known from the prior art that a bonding process for forming an electrically conductive connection between a first contact element and a second contact element is subdivided by means of a bonding connection into the following phases:
  1. 1) producing a bond connection between the bonding element and a first contact element,
  2. 2) deformation of the bonding element,
  3. 3) producing a bond connection between the bonding element and a second contact element that is different from the first contact element and
  4. 4) transection of the bonding element at a not lying between the first contact element and the second contact element position of the bonding element.

Die Druckschrift US 9 452 490 B2 offenbart ein Verfahren zur Verbindung zweier Metalle.The publication US Pat. No. 9,452,490 B2 discloses a method for joining two metals.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ein Verfahren zur Herstellung einer stoffschlüssigen Laserbondverbindung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs bietet den Vorteil, dass ein Bondelement und ein Kontaktelement miteinander verbunden werden können und weiterhin anschließend zur Durchtrennung des Bondelements erforderliche Schneidkräfte reduziert werden können.A method for producing a cohesive laser bonding compound with the features of the independent claim has the advantage that a bonding element and a contact element can be connected to each other and further subsequently required for the separation of the bonding element cutting forces can be reduced.

Insbesondere auch bei zunehmenden Größen und Abmessungen des Bondelements ist es unabhängig von der Energieeinbringung und von der Materialwahl möglich, Schneidkräfte bei einer Durchtrennung des Bondelements zu reduzieren.In particular, even with increasing sizes and dimensions of the bonding element, it is possible regardless of the energy input and the choice of material to reduce cutting forces at a transection of the bonding element.

Dazu wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung einer stoffschlüssigen Laserbondverbindung zur Verfügung gestellt.For this purpose, a method for producing a cohesive laser bonding compound is provided according to the invention.

Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt ein Bondelement bereitgestellt. Das Bondelement ist dabei aus einem ersten Material ausgebildet.In this case, a bonding element is provided in a first method step. The bonding element is formed from a first material.

Dabei wird in einem zweiten Verfahrensschritt ein Kontaktelement bereitgestellt. Das Kontaktelement ist dabei aus einem zweiten Material ausgebildet.In this case, a contact element is provided in a second method step. The contact element is formed from a second material.

Dabei wird in einem dritten Verfahrensschritt ein Schnittbereich des Bondelements mit einer verringerten Querschnittsfläche des Bondelements ausgebildet.In this case, in a third method step, a cutting region of the bonding element is formed with a reduced cross-sectional area of the bonding element.

Dabei wird die verringerte Querschnittsfläche senkrecht zu einer Längsrichtung des Bondelements angeordnet.In this case, the reduced cross-sectional area is arranged perpendicular to a longitudinal direction of the bonding element.

In einem vierten Verfahrensschritt werden dabei das Bondelement und das Kontaktelement unter Einwirkung eines Lasers oder von Ultraschall gefügt miteinander verbunden.In a fourth method step, the bonding element and the contact element are joined together under the action of a laser or ultrasound.

Dabei wird in einem fünften Verfahrensschritt nach Herstellung einer Verbindung des Bondelements mit dem Kontaktelement das Bondelement in dem Schrittbereich durchtrennt.In this case, in a fifth method step, after the bond element has been connected to the contact element, the bonding element in the crotch region is severed.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegeben Vorrichtungen möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claims are possible devices.

Hierzu sei an dieser Stelle bemerkt, dass unter einer Laserbondverbindung eine mittels Laserbonden ausgebildete Verbindung bezeichnet sein soll, wobei es sich bei dem Laserbonden um ein Kombinationsverfahren handelt, bei welchem die Verbindung mittels eines Laserfügeprozesses bzw. eines Laserschweißprozesses ausgebildet wird.For this purpose, it should be noted at this point that a connection formed by laser bonding is to be designated by a laser bonding connection, wherein the laser bonding is a combination method in which the connection is formed by means of a laser joining process or a laser welding process.

Somit unterscheidet sich das Laserbonden beispielsweise auch von einem Ultraschallbonden, bei welchem die Verbindung mittels eines Ultraschallfügeprozesses ausgebildet wird.Thus, for example, the laser bonding also differs from an ultrasonic bonding, in which the connection is formed by means of an ultrasonic joining process.

Somit ergeben sich insbesondere bei einem mittels Laserbonden ausgeführten Verfahren weiterhin verschiedene und neue Anwendungsmöglichkeiten.Thus, in particular in the case of a method carried out by means of laser bonding, different and new application possibilities continue to result.

Von Vorteil ist es, wenn das erste Material des Bondelements ausgewählt wird als Aluminium, Kupfer oder Nickel.It is advantageous if the first material of the bonding element is selected as aluminum, copper or nickel.

Somit kann ein aus einem metallischen Werkstoff ausgebildetes Bondelement mit einer ausreichenden elektrischen Leitfähigkeit zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise kann ein solches Bondelement zur Kontaktierung und/oder zur Verschaltung von elektrischen Komponenten eines Batteriemoduls, wie beispielsweise von Spannungsabgriffen von Batteriezellen oder Leiterplatten, eingesetzt werden.Thus, a formed of a metallic material bonding element can be provided with a sufficient electrical conductivity. For example, such a bonding element for contacting and / or interconnection of electrical components of a battery module, such as voltage taps of battery cells or printed circuit boards, are used.

Weiterhin ist es auch zweckmäßig, wenn das zweite Material ausgewählt wird als Aluminium, Kupfer oder Nickel. Furthermore, it is also expedient if the second material is selected as aluminum, copper or nickel.

Somit kann ein aus einem metallischen Werkstoff ausgebildetes Kontaktelement mit einer ausreichenden elektrischen Leitfähigkeit zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise kann ein solches Kontaktelement ein Kontaktelement eines Batteriemoduls, wie beispielsweise ein Spannungsabgriff einer Batteriezelle, oder auch ein Kontaktelement einer Leiterplatte sein, wie beispielsweise eine Leiterbahn eines Schaltungsträgers.Thus, a formed of a metallic material contact element can be provided with a sufficient electrical conductivity. For example, such a contact element may be a contact element of a battery module, such as a voltage tap of a battery cell, or a contact element of a circuit board, such as a conductor of a circuit substrate.

Vorteilhafterweise weist das Bondelement eine senkrecht zu einer Längsrichtung des Bondelements angeordnete Querschnittsfläche auf.Advantageously, the bonding element has a cross-sectional area arranged perpendicular to a longitudinal direction of the bonding element.

Dabei weist die Querschnittsfläche des Bondelements eine quadratische, rechteckige oder runde Form auf.In this case, the cross-sectional area of the bonding element has a square, rectangular or round shape.

Somit ist es möglich, unterschiedliche Ausführungsformen eines Bondelements, welche an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden können, zur Verfügung zu stellen.Thus, it is possible to provide different embodiments of a bonding element, which can be adapted to the respective requirements.

Dabei ist es durch eine Ausbildung des Bondelements mit einer verringerten Querschnittsfläche angeordnet senkrecht zu einer Längsrichtung des Bondelements möglich, Schneidkräfte unabhängig von der Form der Querschnittsfläche zu reduzieren.In this case, by forming the bonding element with a reduced cross-sectional area arranged perpendicular to a longitudinal direction of the bonding element, it is possible to reduce cutting forces independently of the shape of the cross-sectional area.

Es ist auch vorteilhaft, wenn das Bondelement eine senkrecht zu einer Längsrichtung des Bondelements angeordnete Breite aufweist.It is also advantageous if the bonding element has a width arranged perpendicular to a longitudinal direction of the bonding element.

Dabei weist die Breite des Bondelements einen Wert kleiner als 5 cm auf. Bevorzugt weist die Breite des Bondelements einen Wert kleiner als 1 cm auf. Insbesondere weist die Breite des Bondelements einen Wert kleiner als 0,5 cm auf.In this case, the width of the bonding element has a value smaller than 5 cm. The width of the bonding element preferably has a value of less than 1 cm. In particular, the width of the bonding element has a value smaller than 0.5 cm.

Beispielsweise kann die Breite des Bondelements einen Wert von 0,1 cm aufweisen.For example, the width of the bonding element may have a value of 0.1 cm.

Dabei ist es beispielsweise mit größeren Querschnittsflächen bzw. mit größeren Breiten möglich, bei dem Einsatz eines Bondelements in einem Batteriemodul eine ausreichende Leitung des elektrischen Stroms zur Verfügung zu stellen. In this case, it is possible, for example with larger cross-sectional areas or with larger widths, to provide sufficient conduction of the electrical current when using a bonding element in a battery module.

Dabei ist es durch eine Ausbildung des Bondelements mit einer verringerten Querschnittsfläche angeordnet senkrecht zu einer Längsrichtung des Bondelements möglich, Schneidkräfte unabhängig von der Größe bzw. der Breite der Querschnittsfläche zu reduzieren.In this case, by forming the bonding element with a reduced cross-sectional area arranged perpendicular to a longitudinal direction of the bonding element, it is possible to reduce cutting forces independently of the size or the width of the cross-sectional area.

Es ist zweckmäßig, wenn die verringerte Querschnittsfläche des Bondelements als eine Perforation oder eine definierte Schwächung ausgebildet wird.It is expedient if the reduced cross-sectional area of the bonding element is formed as a perforation or a defined weakening.

Somit ist es möglich, eine Durchtrennung des Bondelements an einer gewünschten und definierten Stelle auszubilden.Thus, it is possible to form a cut through of the bonding element at a desired and defined location.

Dabei kann die Perforation oder die definierte Schwächung beliebig gewählt werden und beispielsweise als durch das Bondelement hindurch verlaufende Löcher ausgebildet werden.In this case, the perforation or the defined weakening can be chosen arbitrarily and formed, for example, as passing through the bonding element through holes.

Des Weiteren kann die Art der Perforation oder der definierten Schwächung an die jeweiligen Anforderungen des Schneidprozesses bzw. die Abmessungen des Bondelements angepasst werden.Furthermore, the type of perforation or the defined weakening can be adapted to the respective requirements of the cutting process or the dimensions of the bonding element.

Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass die zu schneidende Fläche des Bondelements reduziert wird.In other words, this means that the area of the bonding element to be cut is reduced.

Dabei kann somit erreicht werden, dass Schneidkräfte in der Art reduziert werden können, dass weiterhin alle bekannten Methoden zur Durchtrennung insbesondere auch bei jeglicher Größe und/oder Form des Bondelements angewendet werden können.It can thus be achieved that cutting forces can be reduced in the way that, in addition, all known methods for cutting can be used in particular also for any size and / or shape of the bonding element.

Eine Perforation ist dabei lediglich eine bevorzugte Ausführungsform einer definierten Schwächung, beispielsweise ist es auch möglich, mittels Stanzen oder Schneiden das Bondelement definiert zu schwächen.A perforation is merely a preferred embodiment of a defined weakening, for example, it is also possible to weaken defined by means of stamping or cutting the bonding element.

Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist das in dem zweiten Verfahrensschritt bereitgestellte Kontaktelement ein Spannungsabgriff einer Batteriezelle eines Batteriemoduls oder ein Überwachungssystem eines Batteriemoduls oder einer Leistungselektronik.According to an advantageous aspect of the invention, the contact element provided in the second method step is a voltage tap of a battery cell of a battery module or a monitoring system of a battery module or power electronics.

Dabei sollen unter einem Überwachungssystem eines Batteriemoduls beispielsweise Schaltungsträger oder Leiterplatten, wie Leiterplatten aus Niedertemperatur-Einbrand-Keramiken oder auch Hochtemperatur-Einbrand-Keramiken verstanden sein.In this case, a monitoring system of a battery module should be understood as, for example, circuit carriers or printed circuit boards, such as printed circuit boards made of low-temperature ceramics or high-temperature ceramics.

Somit ist es beispielsweise zum einen möglich, Batteriezellen eines Batteriemoduls elektrisch leitend seriell und/oder parallel miteinander zu verbinden. Weiterhin ist es beispielsweise zum anderen möglich, eine Batteriezelle elektrisch leitend mit dem Überwachungssystem des Batteriemoduls zu verbinden.Thus, for example, it is possible, for example, to electrically connect battery cells of a battery module in series and / or in parallel with each other. Furthermore, on the other hand, for example, it is possible to electrically connect a battery cell to the monitoring system of the battery module.

Insgesamt ist es mit einem erfindungsgemäßen Verfahren dabei möglich, Batteriezellen eines Batteriemoduls elektrisch zu kontaktieren und/oder einzelne Batteriezellen eines Batteriemoduls elektrisch leitend miteinander zu verbinden, wodurch die Batteriezellen auf flexible Weise zu einem Batteriemodul mit einer Mehrzahl an elektrisch leitend verbundenen Batteriezellen verschaltet sein können.Overall, it is possible with a method according to the invention to electrically contact battery cells of a battery module and / or individual battery cells of a battery module electrically conductively connect to each other, whereby the battery cells can be connected in a flexible manner to a battery module with a plurality of electrically connected battery cells.

An dieser Stelle sei noch angemerkt, dass solche Bondelemente bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer oder Nickel, ausgebildet sind und bevorzugt eine Breite aufweisen, welche eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit zur Verfügung stellt.It should be noted at this point that such bonding elements are preferably made of a metallic material, such as aluminum, copper or nickel, and preferably have a width which provides sufficient electrical conductivity.

Insbesondere weist dabei das in dem ersten Verfahrensschritt bereitgestellte Bondelement ein erstes Ende und ein zweites Ende auf.In particular, the bonding element provided in the first method step has a first end and a second end.

Weiterhin kann dabei das erste Ende mit dem Spannungsabgriff einer Batteriezelle gefügt verbunden werden und das zweite Ende mit dem Spannungsabgriff einer weiteren Batteriezelle gefügt verbunden werden.Furthermore, the first end can be joined to the voltage tap of a battery cell and the second end connected to the voltage tap of another battery cell.

Somit ist eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Batteriezelle und der weiteren Batteriezelle möglich.Thus, an electrically conductive connection between the battery cell and the other battery cell is possible.

Weiterhin kann dabei das erste Ende mit dem Spannungsabgriff einer Batteriezelle gefügt verbunden werden und das zweite Ende mit dem Überwachungssystem des Batteriemoduls gefügt verbunden werden.Furthermore, the first end can be joined to the voltage tap of a battery cell and the second end connected to the monitoring system of the battery module.

Somit ist eine elektrische Kontaktierung der Batteriezelle möglich.Thus, an electrical contacting of the battery cell is possible.

Dabei kann das Bondelement bspw. als Endlosmaterial zur Verfügung gestellt werden, welches insbesondere verringerte Querschnittsflächen an definierten Stellen aufweist und welches weiterhin bevorzugt auf eine Spule aufgewickelt sein kann.In this case, the bonding element can be provided, for example, as a continuous material, which in particular has reduced cross-sectional areas at defined locations and which furthermore may preferably be wound onto a coil.

An dieser Stelle sei noch angemerkt, dass es zum einen möglich ist, das Bondelement als ein Endlosmaterial zur Verfügung zu stellen, wobei das Endlosmaterial bereits an definierten Stellen jeweils eine verringerte Querschnittsfläche aufweist.At this point, it should be noted that it is possible, on the one hand, to provide the bonding element as a continuous material, the continuous material already having a reduced cross-sectional area at defined locations.

Insbesondere ist ein solches Endlosmaterial mit definierten Stellen, welche jeweils eine verringerte Querschnittsfläche aufweisen, auf eine Spule aufgewickelt, um so bevorzugt bevorratet zu werden.In particular, such a continuous material with defined locations, each having a reduced cross-sectional area, wound on a spool so as to be preferably stored.

Dies hat den Vorteil, dass eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens keiner Einheit zur Ausbildung des Schnittbereichs mit einer verringerten Querschnittsfläche bedarf.This has the advantage that a device for carrying out the method according to the invention requires no unit for forming the cutting region with a reduced cross-sectional area.

Insbesondere bei Verfahren beispielsweise in der Großserie, bei welchen die Längen der einzelnen Bondelemente über der Prozessdauer konstant sind, ist ein solches Verfahren vorteilhaft.Particularly in the case of processes, for example in mass production, in which the lengths of the individual bonding elements are constant over the duration of the process, such a process is advantageous.

Dadurch kann das Verfahren beschleunigt werden und kostengünstiger ausgebildet werden, da keine Veränderung oder Umrüstung der Vorrichtung nötig ist.As a result, the method can be accelerated and formed more cost-effectively, since no change or conversion of the device is necessary.

Weiterhin sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass es zum anderen möglich ist, das Bondelement als ein Endlosmaterial zur Verfügung zu stellen, wobei das Endlosmaterial noch keine definierten Stellen, welche jeweils eine verringerte Querschnittsflächen aufweisen, aufweist.Furthermore, it should be noted at this point that on the other hand it is possible to provide the bonding element as an endless material, wherein the endless material still has no defined locations, which in each case have a reduced cross-sectional area.

Insbesondere ist ein solches Endlosmaterial ohne definierte Stellen mit einer verringerten Querschnittsfläche auf eine Spule aufgewickelt, umso bevorzugt bevorratet zu werden.In particular, such a continuous material without defined points having a reduced cross-sectional area is wound up on a spool, so it is preferable to store it.

Dabei werden die verringerten Querschnittsflächen an definierten Stellen während des Bondprozesses ausgebildet.In this case, the reduced cross-sectional areas are formed at defined locations during the bonding process.

Dadurch ist es bevorzugt möglich, die Länge einzelner Bondelemente an die jeweilige Anwendung anzupassen, was bevorzugt über den Abstand einzelner definierter Stellen verringerter Querschnittsfläche zueinander entlang des Bondelements erfolgt.As a result, it is preferably possible to adapt the length of individual bonding elements to the respective application, which preferably takes place via the spacing of individual defined locations of reduced cross-sectional area from one another along the bonding element.

Weiterhin bietet dies den Vorteil, dass eine Vorrichtung, welche eine Schneideinheit zur Ausbildung eines Schnittbereichs mit einer verringerten Querschnittsfläche aufweist ohne zusätzlichen Rüstaufwand Produkte mit verschiedenen Bondlängen bearbeiten kann.Furthermore, this offers the advantage that a device which has a cutting unit for forming a cutting area with a reduced cross-sectional area can process products with different bond lengths without additional setup effort.

Bevorzugt wird das Bondelement vor der Ausführung des vierten Verfahrensschritts verformt.Preferably, the bonding element is deformed prior to the execution of the fourth method step.

Dadurch ist die Geometrie des Bondelements bereits vor dessen Verbindung mit dem Kontaktelement festgelegt.As a result, the geometry of the bonding element is already determined prior to its connection to the contact element.

Ferner betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.Furthermore, the invention also relates to an apparatus for carrying out a method according to the invention.

Dabei weist die Vorrichtung ein erstes Aufnahmeelement auf, welches zu einer Aufnahme eines Bondelements ausgebildet ist.In this case, the device has a first receiving element, which is designed to receive a bonding element.

Weiterhin weist die Vorrichtung ein zweites Aufnahmeelement auf, welches zu einer Aufnahme eines Kontaktelements ausgebildet ist.Furthermore, the device has a second receiving element, which is designed to receive a contact element.

Des Weiteren weist die Vorrichtung auch eine zu einer Ausbildung eines Schnittbereichs mit einer verringerten Querschnittsfläche des Bondelements ausgebildete Schneideinheit auf.Furthermore, the device also has a cutting unit designed to form a cutting region with a reduced cross-sectional area of the bonding element.

Ferner weist die Vorrichtung auch eine Fügeeinheit auf, welche ausgebildet ist, das Bondelement unter Einwirkung eines Lasers oder von Ultraschall gefügt mit dem Kontaktelement zu verbinden. Furthermore, the device also has a joining unit, which is designed to connect the bonding element under the action of a laser or ultrasound joined to the contact element.

Weiterhin weist die Vorrichtung auch eine Trenneinheit auf, welche ausgebildet ist das Kontaktelement und das Bondelement in dem Schnittbereich zu durchtrennen.Furthermore, the device also has a separation unit, which is designed to sever the contact element and the bonding element in the cut region.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigt:

  • 1 schematisch einen Ausschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens zur Herstellung einer Laserbondverbindung.
It shows:
  • 1 schematically a section of an embodiment of a device according to the invention for carrying out a method for producing a laser bonding connection.

In der 1 ist schematisch ein Ausschnitt einer Vorrichtung zu erkennen, welche zur Ausführung eines Verfahrens zur Herstellung einer Laserbondverbindung ausgebildet ist.In the 1 is a schematic section of a device to recognize, which is designed for carrying out a method for producing a laser bonding connection.

Die Vorrichtung 1 weist dabei ein in der 1 nicht gezeigtes Aufnahmeelement zur Aufnahme eines Bondelements 2 auf.The device 1 has one in the 1 not shown receiving element for receiving a bonding element 2 on.

Weiterhin weist die Vorrichtung 1 ein in der 1 auch nicht zu erkennendes Aufnahmeelement zur Aufnahme eines Kontaktelements auf.Furthermore, the device 1 an Indian 1 also not to be recognized receiving element for receiving a contact element.

Die Vorrichtung 1 umfasst dabei weiterhin eine Schneideinheit 3, welche zur Ausbildung eines Schnittbereichs 6 ausgebildet ist, wobei der Schnittbereich 6 eine verringerte Querschnittsfläche aufweist.The device 1 it further comprises a cutting unit 3 which is used to form a cutting area 6 is formed, wherein the cutting area 6 has a reduced cross-sectional area.

Ferner weist die Vorrichtung 1 auch eine Fügeeinheit 4 auf.Furthermore, the device 1 also a joining unit 4 on.

Die Fügeeinheit 4 ist dabei dazu ausgebildet, das Bondelement 2 mit dem Kontaktelement unter Einwirkung des Lasers oder von Ultraschall gefügt miteinander zu verbinden.The joining unit 4 is designed to be the bonding element 2 connected to the contact element under the action of the laser or ultrasound joined together.

Weiterhin weist die Vorrichtung 1 auch eine Trenneinheit 5 auf, welche ausgebildet ist, anschließend das Bondelement 2 in den Schnittbereich zu durchtrennen.Furthermore, the device 1 also a separation unit 5 which is formed, then the bonding element 2 to cut into the cutting area.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 9452490 B2 [0003]US 9452490 B2 [0003]

Claims (11)

Verfahren zur Herstellung einer stoffschlüssigen Laserbondverbindung, wobei in einem ersten Verfahrensschritt ein aus einem ersten Material ausgebildetes Bondelement bereitgestellt, in einem zweiten Verfahrensschritt ein aus einem zweiten Material ausgebildetes Kontaktelement bereitgestellt, in einem dritten Verfahrensschritt ein Schnittbereich des Bondelements mit einer verringerten Querschnittsfläche des Bondelements ausgebildet wird, wobei die verringerte Querschnittsfläche senkrecht zu einer Längsrichtung des Bondelements angeordnet ist, in einem vierten Verfahrensschritt das Bondelement und das Kontaktelement unter Einwirkung eines Lasers oder von Ultraschall gefügt miteinander verbunden werden und in einem fünften Verfahrensschritt nach Herstellung einer Verbindung des Bondelements mit dem Kontaktelement das Bondelement in dem Schnittbereich durchtrennt wird.Method for producing a bonded laser bonding connection, wherein in a first method step a bonding element formed from a first material is provided, in a second method step, a contact element formed from a second material is provided, In a third method step, a cutting region of the bonding element is formed with a reduced cross-sectional area of the bonding element, wherein the reduced cross-sectional area is arranged perpendicular to a longitudinal direction of the bonding element, in a fourth method step, the bonding element and the contact element are joined together under the action of a laser or ultrasound and in a fifth method step after the connection element has been connected to the contact element, the bonding element is severed in the section region. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material ausgewählt wird aus Aluminium, Kupfer oder Nickel.Method according to the preceding Claim 1 , characterized in that the first material is selected from aluminum, copper or nickel. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Material ausgewählt wird aus Aluminium, Kupfer oder Nickel.Method according to one of the preceding Claims 1 or 2 , characterized in that the second material is selected from aluminum, copper or nickel. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bondelement eine senkrecht zu der Längsrichtung des Bondelements angeordnete Querschnittsfläche aufweist, wobei die Querschnittsfläche des Bondelements eine quadratische, rechteckige oder runde Form aufweist.Method according to one of the preceding Claims 1 to 3 , characterized in that the bonding element has a perpendicular to the longitudinal direction of the bonding element arranged cross-sectional area, wherein the cross-sectional area of the bonding element has a square, rectangular or round shape. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bondelement eine senkrecht zu der Längsrichtung des Bondelements angeordnete Breite aufweist, wobei die Breite des Bondelementes einen Wert kleiner als 5 cm aufweist, bevorzugt einen Wert kleiner als 1 cm, und insbesondere einen Wert kleiner als 0,5 cm aufweist.Method according to one of the preceding Claims 1 to 4 , characterized in that the bonding element has a width arranged perpendicular to the longitudinal direction of the bonding element width, wherein the width of the bonding element has a value less than 5 cm, preferably a value less than 1 cm, and in particular has a value less than 0.5 cm , Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verringerte Querschnittsfläche als Perforation oder definierte Schwächung ausgebildet wird.Method according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the reduced cross-sectional area is formed as a perforation or defined weakening. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das in dem zweiten Verfahrensschritt bereitgestellte Kontaktelement ein Spannungsabgriff einer Batteriezelle eines Batteriemoduls oder ein Überwachungssystem eines Batteriemoduls ist.Method according to one of the preceding Claims 1 to 6 , characterized in that the contact element provided in the second method step is a voltage tap of a battery cell of a battery module or a monitoring system of a battery module. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das in dem ersten Verfahrensschritt bereitgestellte Bondelement ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende mit dem Spannungsabgriff einer Batteriezelle gefügt verbunden wird und das zweite Ende mit dem Spannungsabgriff einer weiteren Batteriezelle gefügt verbunden wird oder wobei das erste Ende mit dem Spannungsabgriff einer Batteriezelle gefügt verbunden wird und das zweite Ende mit dem Überwachungssystem des Batteriemoduls verbunden wird.Method according to the preceding Claim 7 characterized in that the bonding element provided in the first method step has a first end and a second end, wherein the first end is joined to the voltage tap of a battery cell and the second end is connected to the voltage tap of another battery cell or the first one is connected End is connected to the voltage tap of a battery cell joined and the second end is connected to the monitoring system of the battery module. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bondelement vor der Ausführung des vierten Verfahrensschritts verformt wird.Method according to one of the preceding Claims 1 to 8th , characterized in that the bonding element is deformed prior to the execution of the fourth method step. Verfahren nach einem der vorhergehen Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bondelement als Endloselement mit einer verringerten Querschnittsfläche des Bondelements bereitgestellt wird.Procedure according to one of the preceding Claims 1 to 9 , characterized in that the bonding element is provided as an endless element with a reduced cross-sectional area of the bonding element. Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Vorrichtung (1) ein zu einer Aufnahme eines Bondelements ausgebildetes erstes Aufnahmeelement aufweist, und ein zu einer Aufnahme eines Kontaktelements ausgebildetes zweites Aufnahmeelement aufweist, und die Vorrichtung weiterhin eine zu einer Ausbildung eines Schnittbereichs (6) mit einer verringerten Querschnittsfläche des Bondelements (2) ausgebildete Schneideinheit (3) aufweist, und die Vorrichtung (1) eine Fügeeinheit (4) aufweist, welche ausgebildet ist, das Bondelement (2) unter Einwirkung eines Lasers oder von Ultraschall gefügt mit dem Kontaktelement zu verbinden, wobei die Vorrichtung weiterhin eine Trenneinheit (5) aufweist, welche ausgebildet ist, das Bondelement (2) in dem Schnittbereich zu durchtrennen.Apparatus for carrying out a method according to one of Claims 1 to 10 wherein the device (1) has a first receiving element configured to receive a bonding element and has a second receiving element configured to receive a contact element, and the device further comprises a formation of a cutting region (6) with a reduced cross-sectional area of the bonding element (FIG. 2) formed cutting unit (3), and the device (1) has a joining unit (4) which is adapted to connect the bonding element (2) under the action of a laser or ultrasound joined to the contact element, wherein the device further comprises a Separating unit (5), which is designed to sever the bonding element (2) in the cutting area.
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