DE102022211465A1

DE102022211465A1 - Verbindungsanordnung, Batteriemodul mit einer solchen sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen

Info

Publication number: DE102022211465A1
Application number: DE102022211465.5A
Authority: DE
Inventors: Péter Bóna; Peter Pozsega
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-10-28
Filing date: 2022-10-28
Publication date: 2024-05-08
Also published as: CN117954794A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zwischen einer elektrischen Leiterplatte (2) und einer flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit (3), wobei ein erster elektrischer Anbindungsbereich (31) der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit (3) und ein zweiter elektrischer Anbindungsbereich (21) der Leiterplatte (2) stoffschlüssig elektrisch leitend miteinander verbunden sind, und wobei ein erster mechanischer Anbindungsbereich (32) der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit (3) und ein zweiter mechanischer Anbindungsbereich (22) der Leiterplatte (2) stoffschlüssig mechanisch miteinander verbunden sind.

Description

Stand der Technik:
Die Erfindung geht aus von einer Verbindungsanordnung nach Gattung des unabhängigen Anspruchs. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Batteriemodul mit einer solchen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen.
Aus dem Stand der Technik sind für Anwendungen im Automobilbereich flexibel ausgebildete Leiterbahneinheiten bekannt, welche zu Englisch auch als Flexible Printed Circuit oder kurz FPC bekannt sind, und welche eine elektrisch leitende Verbindung zwischen unterschiedlichen Elementen eines elektrischen Systems des Automobils ausbilden und sicherstellen können.
Um solche elektrisch leitend ausgebildete Verbindungen sicherzustellen, ist eine geeignete Fügetechnik bzw. ein geeigneter Verbund zwischen den flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheiten und den angeschlossenen Komponenten nötig.
Stand der Technik hierzu sind bspw. die Druckschriften WO 2012/011193 oder WO 2008/022530 .
Offenbarung der Erfindung:
Eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs bietet den Vorteil, dass eine zuverlässige elektrisch leitende Verbindung zwischen einer elektrischen Leiterplatte und einer flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit ausgebildet werden kann. Insbesondere ist es hierbei möglich, die flexibel ausgebildete Leiterbahneinheit vor der Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung mechanisch an der Leiterplatte zu positionieren und zu befestigen, sodass anschließend eine zuverlässige stoffschlüssige Verbindung zwischen der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit und der elektrischen Leiterplatte ausgebildet werden kann, welche über der gesamten Lebenszeit der Verbindungsanordnung sicher ausgebildet ist.
Dazu wird erfindungsgemäß eine Verbindungsanordnung zwischen einer elektrischen Leiterplatte und einer flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit zur Verfügung stellt. Dabei sind ein erster elektrischer Anbindungsbereich der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit und ein zweiter elektrischer Anbindungsbereich der Leiterplatte stoffschlüssig elektrisch leitend miteinander verbunden. Insbesondere ist diese Verbindung geschweißt, und bevorzugt ultraschallgeschweißt, ausgebildet.
Weiterhin sind ein erster mechanischer Anbindungsbereich der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit und zweiter mechanischer Anbindungsbereich der Leiterplatte stoffschlüssig mechanisch miteinander verbunden. Insbesondere ist diese Verbindung geschweißt, und bevorzugt lasergeschweißt oder ultraschallgeschweißt, ausgebildet.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass eine Leiterplatte (zu Englisch Printed Circuit Board bzw. kurz PCB) oder auch bekannt als Platine grundsätzlich ein Trägerelement elektronischer Elemente ist, welches insbesondere zu deren mechanischen Befestigung und elektrischen Verbindung untereinander dient. Hierzu umfassen Leiterplatten ein elektrisch isolierendes Material, an welchem oder in welchem weiterhin elektrisch leitende Verbindungen, sogenannte Leiterbahnen, welche bevorzugt aus Kupfer ausgebildet sind, angeordnet sind. Insbesondere sind die elektronischen Elemente stoffschlüssig, wie besonders bevorzugt gelötet, mit der Leiterplatte verbunden, sodass überdies eine elektrisch leitende Verbindung mit den Leiterbahnen ausgebildet ist.
Zweckmäßig ist es, wenn die flexibel ausgebildete Leiterbahneinheit zumindest eine aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildete Leiterbahn umfasst. Dabei ist die Leiterbahn in oder an einem flexibel ausgebildeten Trägermaterial aufgenommen. Bevorzugt kann das Trägermaterial als eine aus einem polymeren Material ausgebildete Folie ausgebildet sein. Solche flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheiten bieten den Vorteil, dass mittels der Leiterbahn sehr zuverlässig vergleichbar wenig komplexe und kostengünstige Verbindungen ausgebildet werden können. Somit ist es möglich, eine ordnungsgemäß ausgebildete elektrisch leitende Verbindung ohne Unterbrechung der Signal- oder Leistungsübertragung zur Verfügung zu stellen.
Von Vorteil ist es, wenn eine Mehrzahl an stoffschlüssigen Verbindungen ausgebildet ist. Hierdurch kann eine zuverlässigere elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrisch Anbindungsbereich der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit und dem zweiten elektrischen Anbindungsbereich der Leiterplatte ausgebildet werden und/oder kann eine zuverlässigere mechanische Verbindung zwischen dem ersten mechanischen Anbindungsbereich der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit und dem zweiten mechanischen Anbindungsbereich der Leiterplatte ausgebildet werden.
Insgesamt bietet eine erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, dass eine zusätzliche stoffschlüssige mechanische Positionierung bzw. Befestigung der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit an der Leiterplatte vor der Ausbildung der elektrischen Verbindung ausgebildet werden kann.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Batteriemodul, welches eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung umfasst.
Ferner ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch ein Verfahren zur Ausbildung einer Verbindungsanordnung zwischen einer elektrischen Leiterplatte und einer flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit. Dabei werden ein erster elektrischer Anbindungsbereich der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit und ein zweiter elektrischer Anbindungsbereich der Leiterplatte stoffschlüssig elektrisch leitend miteinander verbunden. Insbesondere wird diese Verbindung geschweißt, und bevorzugt lasergeschweißt oder ultraschallgeschweißt, ausgebildet.
Weiterhin werden ein erster mechanischer Anbindungsbereich der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit und ein zweiter mechanischer Anbindungsbereich der Leiterplatte stoffschlüssig mechanisch miteinander verbunden. Insbesondere ist diese Verbindung geschweißt, und bevorzugt lasergeschweißt oder ultraschallgeschweißt, ausgebildet. Insbesondere kann die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten mechanischen Anbindungsbereich und dem zweiten mechanischen Anbindungsbereich zeitlich vor der stoffschlüssigen Verbindung dem ersten mechanischen Anbindungsbereich und dem zweiten mechanischen Anbindungsbereich ausgebildet werden.
An dieser Stelle sei noch angemerkt, dass der erste elektrische Verbindungsbereich und der erste mechanische Verbindungsbereich bevorzugt räumlich getrennt voneinander ausgebildet sind, und dass der zweite elektrische Verbindungsbereich und der zweite mechanische Verbindungsbereich bevorzugt räumlich getrennt voneinander ausgebildet sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigt:

1 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung 1 zum einen in einer Draufsicht und zum anderen in einer Schnittansicht von der Seite.
Dabei sind zunächst eine elektrische Leiterplatte 2 und eine flexibel ausgebildete Leiterbahneinheit 3 zu erkennen. Die flexibel ausgebildete Leiterbahneinheit 3 umfasst zumindest eine aus einem elektrisch leitend ausgebildeten Material 50 ausgebildete Leiterbahn 5. Diese Leiterbahn 5 ist dabei in oder an einem flexibel ausgebildeten Trägermaterial 6 aufgenommen.
Die flexibel ausgebildete Leiterbahneinheit 3 umfasst dabei zudem einen ersten elektrischen Anbindungsbereich 31 und die Leiterplatte 2 umfasst einen zweiten elektrischen Anbindungsbereich 21. Der erste elektrische Anbindungsbereich 31 und der zweite elektrische Anbindungsbereich 21 werden stoffschlüssig, insbesondere geschweißt, elektrisch leitend miteinander verbunden. Insbesondere können der erste elektrische Anbindungsbereich 31 und der zweite elektrische Anbindungsbereich 21 mittels einer Schweißverbindung 7 miteinander verbunden sein.
Weiterhin umfasst die flexibel ausgebildete Leiterbahneinheit 3 einen ersten mechanischen Anbindungsbereich 32 und umfasst die Leiterplatte 2 einen zweiten mechanischen Anbindungsbereich 22. Der erste mechanische Anbindungsbereich 32 und der zweite mechanische Anbindungsbereich 22 werden stoffschlüssig, insbesondere geschweißt, mechanisch miteinander verbunden. Insbesondere können der erste mechanische Anbindungsbereich 32 und der zweite mechanische Anbindungsbereich 22 mittels einer Schweißverbindung 8 miteinander verbunden sein.
Insbesondere kann eine Mehrzahl an stoffschlüssigen Verbindungen 7, 8 ausgebildet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2012011193 [0004]
WO 2008022530 [0004]

Claims

Verbindungsanordnung zwischen einer elektrischen Leiterplatte (2) und einer flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit (3), wobei ein erster elektrischer Anbindungsbereich (31) der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit (3) und ein zweiter elektrischer Anbindungsbereich (21) der Leiterplatte (2) stoffschlüssig, insbesondere geschweißt, elektrisch leitend miteinander verbunden sind, und wobei ein erster mechanischer Anbindungsbereich (32) der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit (3) und ein zweiter mechanischer Anbindungsbereich (22) der Leiterplatte (2) stoffschlüssig, insbesondere geschweißt, mechanisch miteinander verbunden sind.
Verbindungsanordnung nach dem vorherigen Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flexibel ausgebildete Leiterbahneinheit (3) zumindest eine aus einem elektrisch leitenden Material (50) ausgebildete Leiterbahn (5) umfasst, welche in oder an einem flexibel ausgebildeten Trägermaterial (6) aufgenommen ist.
Verbindungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl an stoffschlüssigen Verbindungen (7, 8) ausgebildet ist.
Batteriemodul umfassend eine Verbindungsanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3.
Verfahren zur Ausbildung einer Verbindungsanordnung zwischen einer elektrischen Leiterplatte (2) und einer flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit (3) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, wobei ein erster elektrischer Anbindungsbereich (31) der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit (3) und ein zweiter elektrischer Anbindungsbereich (21) der Leiterplatte (2) stoffschlüssig, insbesondere geschweißt, elektrisch leitend miteinander verbunden werden, und wobei ein erster mechanischer Anbindungsbereich (32) der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit (3) und ein zweiter mechanischer Anbindungsbereich (22) der Leiterplatte (2) stoffschlüssig, insbesondere geschweißt, mechanisch miteinander verbunden werden.