DE102022211466A1 - Verbindungsanordnung, Batteriemodul mit einer solchen sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen - Google Patents
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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 auf einer Oberfläche (9) der Leiterplatte (2) ein Aufnahmeelement (33) eines zweiten mechanischen Anbindungsbereichs (22) der Leiterplatte (2) angeordnet ist, und wobei ein erster mechanischer Anbindungsbereich (32) der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit (3) zumindest formschlüssig in dem Aufnahmeelement (33) des zweiten mechanischen Anbindungsbereichs (22) der Leiterplatte (2) aufgenommen ist.
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
DE 202013104464(U1 ),CN213636352 (U) oderUS 6066000(A ). - 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 lasergeschweißt oder ultraschallgeschweißt, ausgebildet.
- Weiterhin ist auf einer Oberfläche der Leiterplatte ein Aufnahmeelement eines zweiten mechanischen Anbindungsbereichs der Leiterplatte angeordnet. Insbesondere ist diese Verbindung geschweißt, und bevorzugt lasergeschweißt oder ultraschallgeschweißt, ausgebildet.
- Dabei ist ein erster mechanischer Anbindungsbereich der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit zumindest formschlüssig in dem Aufnahmeelement des zweiten mechanischen Anbindungsbereichs der Leiterplatte aufgenommen.
- 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 das Aufnahmeelement des zweiten mechanischen Anbindungsbereichs der Leiterplatte als Einschub ausgebildet ist. Dies bietet den besonderen Vorteil, dass eine zuverlässige sowie vergleichbar einfach auszubildende und kostengünstige Lösung zur Verfügung gestellt werden kann. Insbesondere kann der erste mechanische Anbindungsbereich der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit in das Aufnahmeelement eingeschoben werden.
- Insbesondere kann das Aufnahmeelement und bevorzugt der Einschub als sogenanntes SMD-Element ausgebildet sein. Dieses ist ein oberflächenmontierte Element (zu Englisch Surface Mounted Device bzw. kurz SMD), welches stoffschlüssig bspw. mittels Löten direkt an die Leiterplatte angebunden ist.
- Vorteilhaft ist es, wenn beidseitig des zweiten elektrischen Anbindungsbereichs der Leiterplatte jeweils ein Aufnahmeelement angeordnet ist. Hierdurch kann eine stabile Ausbildung der Aufnahme des ersten mechanischen Anbindungsbereichs der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit in dem Aufnahmeelement des zweiten elektrischen Anbindungsbereichs der Leiterplatte ausgebildet werden.
- Weiterhin vorteilhaft ist es auch, wenn der erste mechanische Anbindungsbereich der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit eine Führungsschiene umfasst. Dies bietet den besonderen Vorteil, dass eine zuverlässige sowie vergleichbar einfach auszubildende und kostengünstige Lösung zur Verfügung gestellt werden kann. Insbesondere kann der erste mechanische Anbindungsbereich der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit in das Aufnahmeelement eingeschoben werden.
- Insgesamt bietet eine erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, dass auf aufwändige und kostenintensive Lösungen zu einer stoffschlüssigen, mechanischen Positionierung bzw. Befestigung der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit an der Leiterplatte verzichtet werden kann. Weiterhin kann insbesondere auf zusätzliche Befestigungs- oder Positionierungselemente verzichtet werden.
- 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 wird auf einer Oberfläche der Leiterplatte ein Aufnahmeelement eines zweiten mechanischen Anbindungsbereichs der Leiterplatte angeordnet. Insbesondere wird diese Verbindung geschweißt, und bevorzugt lasergeschweißt oder ultraschallgeschweißt, ausgebildet.
- Dabei wird ein erster mechanischer Anbindungsbereich der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit zumindest formschlüssig in dem Aufnahmeelement des zweiten mechanischen Anbindungsbereichs der Leiterplatte angeordnet. Insbesondere kann die 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 leitenden 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.
- Auf einer Oberfläche 9 der Leiterplatte 2 ist ein Aufnahmeelement 33 des zweiten mechanischen Anbindungsbereichs 22 angeordnet. Insbesondere kann gemäß dem in der
1 gezeigten Ausführungsbeispiel das Aufnahmeelement 33 des zweiten mechanischen Anbindungsbereichs 22 der Leiterplatte 2 als Einschub 34 ausgebildet sein. Weiterhin ist hierbei beidseitig des zweiten elektrischen Anbindungsbereichs 21 jeweils ein Aufnahmeelement 33 bzw. ein Einschub 34 angeordnet. - Ferner kann der erste mechanische Anbindungsbereich 32 der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit 3 eine Führungsschiene 35 umfassen.
- Der erste mechanische Anbindungsbereich 32 der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit 3 wird dabei zumindest formschlüssig in dem Aufnahmeelement 33 des zweiten mechanischen Anbindungsbereichs 22 der Leiterplatte 2 aufgenommen. Insbesondere kann der als Führungsschiene 35 ausgebildete erste mechanische Anbindungsbereich 32 der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit 3 in das als Einschub 34 ausgebildete Aufnahmeelement 32 des zweiten mechanischen Anbindungsbereichs 22 der Leiterplatte 2 aufgenommen werden.
- Hierdurch kann eine formschlüssige und bevorzugt auch kraftschlüssige Verbindung 8 ausgebildet werden.
- 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
-
- DE 202013104464 U1 [0004]
- CN 213636352 [0004]
- US 6066000 A [0004]
Claims (7)
- 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 auf einer Oberfläche (9) der Leiterplatte (2) ein Aufnahmeelement (33) eines zweiten mechanischen Anbindungsbereichs (22) der Leiterplatte (2) angeordnet ist, und wobei ein erster mechanischer Anbindungsbereich (32) der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit (3) zumindest formschlüssig in dem Aufnahmeelement (33) des zweiten mechanischen Anbindungsbereichs (22) der Leiterplatte (2) aufgenommen ist.
- 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 bis2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (33) des zweiten mechanischen Anbindungsbereichs (22) der Leiterplatte (2) als Einschub (34) ausgebildet ist. - Verbindungsanordnung nach einem der vorherigen
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig des zweiten elektrischen Anbindungsbereichs (21) jeweils ein Aufnahmeelement (33) angeordnet ist. - Verbindungsanordnung nach einem der vorherigen
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste mechanische Anbindungsbereich (32) der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit (3) eine Führungsschiene () umfasst. - Batteriemodul umfassend eine Verbindungsanordnung (1) nach einem der vorherigen
Ansprüche 1 bis5 . - Verfahren zur Ausbildung einer Verbindungsanordnung zwischen einer elektrischen Leiterplatte (2) und einer flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit (3) nach einem der vorherigen
Ansprüche 1 bis6 , 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 auf einer Oberfläche (9) der Leiterplatte (2) ein Aufnahmeelement (33) eines zweiten mechanischen Anbindungsbereichs (22) der Leiterplatte (2) angeordnet wird, und wobei ein erster mechanischer Anbindungsbereich (32) der flexibel ausgebildeten Leiterbahneinheit (3) zumindest formschlüssig in dem Aufnahmeelement (33) des zweiten mechanischen Anbindungsbereichs (22) der Leiterplatte (2) aufgenommen wird.
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