DE10261019A1 - Non-removable laser welding joint structure for applying to pressed screens, works between screen with flat shape and pin almost vertical to longitudinal extension of screen - Google Patents

Non-removable laser welding joint structure for applying to pressed screens, works between screen with flat shape and pin almost vertical to longitudinal extension of screen Download PDF

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    • B23K26/242—Fillet welding, i.e. involving a weld of substantially triangular cross section joining two parts

Abstract

A satisfactorily high, mechanically firm joint is achieved between a pressed screen (1) and a pin (3). A drilled hole (2) in an eye of the pressed screen is some tenths of millimeters smaller than the outer diameter of the pin so that the pressed screen lies flush on the front side of the pin. An Independent claim is also included for a method for producing a non-removable laser welding joint according to the present invention.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine nicht lösbare Laserschweißverbindungsanordnung zwischen einem flach ausgebildeten Stanzgitter und einer nahezu senkrecht zur Längserstreckung des Stanzgitters ausgebildeten Stifts, wobei das Stanzgitter Bohrungen in der Ausbildung von Stanzgitteraugen zur Auflage auf dem Stift aufweist und die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer nicht lösbaren Schweißverbindung zwischen einem flachausgebildeten Stanzgitter und einem nahezu senkrecht zur Längserstreckung des Stanzgitters ausgebildeten Stift.The invention relates to a not solvable Laser welded joint arrangement between a flat lead frame and an almost perpendicular to the longitudinal extension of the lead frame formed pin, the lead frame holes in the formation of leadframe eyes to rest on the pen has and the invention relates to a method for manufacturing one cannot be solved welded joint between a flat lead frame and an almost vertical one for longitudinal extension of the lead frame trained pin.

Stanzgitter der vorliegenden Art sind in vielfältigen Ausführungen bekannt. Sie sind hierfür vorgesehen, um Anschlüsse für beispielsweise Wegsensoren, Drehzahlsensoren, insbesondere im Automobilbe reich über längere Strecken zu einer Steuerelektronik herzustellen. Diese Stanzgitter weisen mehrere elektrische Ladebahnen auf und werden in der Regel durch einen Stanzvorgang hergestellt.Punching grid of the present type are in diverse versions known. You are for this provided to connections for example Displacement sensors, speed sensors, especially in the automotive area over long distances to manufacture control electronics. These lead frames show several electric charging tracks on and are usually through made a punching process.

Um diese Stanzgitter zu fixieren, sind sogenannte Stanzgitteraugen vorgesehen, die mit Stiften, die in den Gehäusen angeordnet sind, verbunden werden. Die Stanzgitteraugen sind auf der Stirnseite der Stifte der Steuerelektronik flach ausgebildet und werden ungefähr mittig aufgelegt und dort lasergeschweißt. Der Laserstrahl selbst trifft unmittelbar auf das Stanzgitterauge, wodurch ein vollständiges Aufschmelzen der vollen Blechdicke des Stanzgitters notwendig ist, damit die aufgebrachte und eingekoppelte Schweißenergie den darunter liegenden Stift aus Metall erreicht und diesen in seinen Kernzonen anschmelzt. Die beiden in Schmelze befindlichen Stanzgitter bzw. Stift vereinigen sich nach dem Abschalten des Laserstrahls bzw. Auskühlen der Schmelze.To fix this lead frame, so-called punched grid eyes are provided, which with pins that in the housings are arranged to be connected. The leadframe eyes are open the end face of the pins of the control electronics flat and become roughly placed in the middle and laser welded there. The laser beam itself strikes the lead frame eye, causing a complete melting the full sheet thickness of the lead frame is necessary so that the applied and coupled welding energy the underlying Metal pin reached and melted in its core zones. Combine the two lead frames or pins in the melt after switching off the laser beam or cooling the melt.

Nachteile des Standes der Technikdisadvantage the state of the art

Ein wesentlicher Nachteil des Standes der Technik ist, dass zur Herstellung dieser nicht lösbaren Laserschweißverbindung sehr viel Schweißenergie notwendig ist, um zunächst das Stanzgitter und anschließend auch die stiftartige Ausbildung aufzuschmelzen.A major disadvantage of the stand The technology is that to produce this non-detachable laser welded connection a lot of welding energy is necessary to initially the lead frame and then also melting the pencil-like training.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Lösung der AufgabeSolution of task

Der Kerngedanke der Lösung der Aufgabe besteht darin, den Laserstrahl derart einzukoppeln, dass ausschließlich der die zum Stift hinweisende Randzone der Innenwandung der Bohrung des Stanzgitters zusammen mit dem Stift aufgeschmolzen wird, so dass es nicht mehr notwendig ist, die gesamte Blechdicke des Stanzgitters mit aufzuschmelzen.The main idea of the solution of The task is to couple the laser beam in such a way that exclusively the edge zone of the inner wall of the bore pointing towards the pin the lead frame is melted together with the pin, so that the entire sheet thickness of the lead frame is no longer necessary to melt with.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Der wesentliche Unterschied zu dem bereits im Stand der Technik bekannten Verfahren besteht darin, dass die Bohrungen im Stanzgitterauge einige Zehntel mm kleiner sind als der Außendurchmesser des Außenstiftes, so dass es zu einer flächigen Auflage vorzugsweise auf der Stirnseite des Stifts kommt.The main difference to that Methods already known in the prior art consist in that the holes in the lead frame eye are a few tenths of a millimeter smaller are considered the outside diameter of the External pin, making it a flat Pad preferably comes on the face of the pen.

Zur Herstellung der nicht lösbaren Schweißverbindung wird die Laseroptik vorzugsweise mittig zur jeweiligen Bohrung im Stanzgitterauge ausgerichtet. Die Einstellung des Laserstrahls (Fokus-Abstand) wird derart gewählt, dass nur eine Randzone der Bohrungsinnenwand in Richtung Stirnseite des Stifts aufgeschmolzen wird. Durch die Anordnung des Laserstrahls bzw. dessen Fokussierung oberhalb des Stanzgitters wird auch erreicht, dass eine ringförmige Verbindungsanordnung entsteht, die eine wesentlich höhere mechanische Festigkeit als eine Punktschweißverbindung aufweist.To create the non-releasable weld connection the laser optics is preferably centered on the respective hole in the Lead eye aligned. The setting of the laser beam (focus distance) becomes like this selected that only one edge zone of the bore inner wall towards the front of the pin is melted. By arranging the laser beam or its focusing above the lead frame is also achieved, that an annular Connection arrangement arises, which is a much higher mechanical Strength as a spot weld joint having.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich die Schmelzen beider Teile sehr einfach vereinigen können, da sie innerhalb der Bohrungstiefe des Stanzgitterauges gefangen sind (aufgrund der des Abschlusses der Bohrung durch den Stift).Another major advantage The invention is that the melting of both parts can unite very easily since they are caught within the hole depth of the lead frame eye (due to the completion of the hole by the pin).

Vorzugsweise ist die Bohrung im Stanzgitterauge gestanzt, so dass eine gleichmäßige Einkupplung des Laserstrahls erfolgen kann, wodurch wiederum eine hohe Gleichmäßigkeit der Schweißparameter erreicht wird.The bore is preferably in the lead frame eye punched so that an even engagement of the laser beam can take place, which in turn ensures high uniformity the welding parameter is achieved.

Die Ebenheit des Stanzgitterauges ist von geringer Bedeutung, ebenso die Beschaffenheit der Oberfläche des Stanzgitters.The flatness of the lead frame eye is of little importance, as is the nature of the surface of the Stamped grid.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüche hervor.Further advantageous configurations go from the following description, the drawings and the Expectations out.

Zeichnungendrawings

Es zeigenShow it

1 Eine Prinzipdarstellung der zur Herstellung der nicht lösbaren Laserschweißverbindung, bestehend aus einem Stanzgitter und einem an einem Gehäuse angeordneten Stift; 1 A schematic representation of the for producing the non-releasable laser welded connection, consisting of a lead frame and a pin arranged on a housing;

2 Eine Prinzipdarstellung der bereits geschweißten Verbindung gemäß 1. 2 A schematic representation of the already welded connection according to 1 ,

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription of the embodiments

In 1 ist eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung gezeigt.In 1 is a schematic diagram of the inventions according to the connection arrangement shown.

Sie umfasst ein Stanzgitter 1, das in Form eines Stanzgitterauges eine Bohrung 2 umfasst. Das Stanzgitter 1 liegt auf einem Stift 3 auf, dessen Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Bohrung 2, so dass es zu einer flächigen Auflage auf der Stirnseite des Stiftes kommt. Der Stift 3 selbst ist Teil eines Gehäuses 4.It includes a lead frame 1 , a hole in the form of a lead frame 2 includes. The lead frame 1 lies on a pen 3 whose outer diameter is larger than the inner diameter of the bore 2 , so that there is a flat support on the face of the pen. The pencil 3 itself is part of an enclosure 4 ,

Die nicht lösbare Verbindungsanordnung wird durch einen Laserstrahl 5 hergestellt, der mittig (Mittellinie 6) in die Bohrung eindringt und dessen Fokus F oberhalb des Stanzgitters 1 angeordnet ist. Durch die Einkupplung des Laserstrahls wird auf der zum Stift hinweisenden Seite eine Randzone 7 aufgeschmolzen.The non-detachable connection arrangement is by a laser beam 5 manufactured, the center (center line 6 ) penetrates into the hole and its focus F above the lead frame 1 is arranged. Coupling the laser beam creates an edge zone on the side facing the pen 7 melted.

In 2 ist der aufgeschmolzene Bereich 8 dargestellt. Aufgrund dessen, dass die Schmelze nicht ablaufen kann, wird auf sehr einfache Art und Weise eine solche Verbindungsanordnung erreicht. Vorzugsweise wird hier eine ringförmig ausgebildete Schweißverbindung erzielt.In 2 is the melted area 8th shown. Due to the fact that the melt cannot run off, such a connection arrangement is achieved in a very simple manner. An annular weld connection is preferably achieved here.

Claims (8)

Nicht lösbare Schweißverbindungsanordnung zwischen einem flach ausgebildeten Stanzgitter und einem nahezu senkrecht zur Längserstreckung des Stanzgitters ausgebildeten Stiftes, wobei das Stanzgitter Bohrungen in der Ausbildung von Stanzgitteraugen zur Auflage auf dem Stift aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (2) in ihrem Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Stiftes (3).Non-releasable welded joint arrangement between a flat lead frame and a pin almost perpendicular to the longitudinal extension of the lead frame, the lead frame having holes in the formation of lead eyes for resting on the pin, characterized in that the bore ( 2 ) is smaller in diameter than the outer diameter of the pin ( 3 ). Verbindungsanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass nur die zum Stift (3) hinweisende Randzone (7) der Innenwandung (8) der Bohrung aufschmelzbar ist.Connection arrangement, characterized in that only the pin ( 3 ) indicative edge zone ( 7 ) the inner wall ( 8th ) the hole can be melted. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine ringförmige Schweißverbindung ausgebildet ist.Connection arrangement according to claim 1 or 2, characterized characterized that an annular welded joint is trained. Verbindungsanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (2) gestanzt ist.Connection arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the bore ( 2 ) is punched. Verbindungsanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (2) in einem Gitterauge angeordnet ist.Connection arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the bore ( 2 ) is arranged in a lattice eye. Verbindungsanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fangbohrung zur Aufnahme der Stirnseite des Stiftes (3) vorgesehen ist.Connection arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that a catch bore for receiving the end face of the pin ( 3 ) is provided. Verfahren zur Herstellung einer nicht lösbaren Schweißverbindung zwischen einem flach ausgebildeten Stanzgitter und einem nahezu senkrecht zur Längserstreckung des Stanzgitters ausgebildeten Stifts, wobei die Stanzgitter Bohrungen in der Ausbildung von Stanzgitteraugen zur Auflage auf dem Stift aufweisen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Auflegen des Stanzgitters (1) mit seinem Stanzgitterauge auf den Stift (3) derart, dass die Bohrung (2) auf der Stirnseite des Stifts (3) aufliegt; b) Fokussieren des Laserstrahles (5) oberhalb des Stanzgitters (1), derart, dass die zum Stift hinweisende Randzone (7) der Bohrung (2) aufgeschmolzen werden kann.Method for producing a non-releasable welded connection between a flat lead frame and a pin almost perpendicular to the longitudinal extension of the lead frame, the lead frames having holes in the formation of lead eyes for resting on the pin, characterized by the following process steps: a) placing the lead frame ( 1 ) with his lead eye on the pen ( 3 ) such that the bore ( 2 ) on the face of the pen ( 3 ) rests; b) focusing the laser beam ( 5 ) above the lead frame ( 1 ), such that the edge zone facing the pin ( 7 ) the bore ( 2 ) can be melted. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl zur Durchführung des Verfahrensschritts b) ringförmig geführt wird.A method according to claim 5, characterized in that the laser beam to carry out of process step b) ring-shaped guided becomes.
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